CN102496311B - 空中目标最低安全高度告警方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种最低安全高度告警方法及装置。所述方法包括：判断第一高度差是否大于设定的告警间隔高度，所述第一高度差为空中目标的当前位置的高度与该空中目标的当前位置的水平坐标所处地表网格的高度之间的高度差；若第一高度差大于所述告警间隔高度，则判断所述当前位置与所述外推告警航迹点之间的连线是否与网格立方体有交点；若有交点，根据所述当前位置与所述交点之间的距离，决定是否进行告警。由于还增加了对空中目标在设定的时间段内是否会穿越地表网格，并与网格立方体相交的判断，减少空中目标飞行时违反安全高度而不产生告警的现象，避免漏警。

Description

空中目标最低安全高度告警方法及装置

技术领域

本发明涉及通用航空通信技术，特别涉及空中目标最低安全高度告警的技术。

背景技术

近年来，通用航空得到了快速发展。公务飞行、商用飞行、空中游览、私人驾照培训，正受到越来越多人的青睐，有了足够大的市场需求。通用飞机已经在国家经济中起着非常重要的作用。

随着空中交通运输业的不断发展，和低空空域管理改革，低空空域资源成为军用飞行、民用运输飞行、通用航空飞行的热点资源。为了既保证空中目标的飞行安全，同时还兼顾充分利用低空空域资源，飞行管制部门对低空空域的空中目标进行监测，对空中目标实行最低安全高度告警机制。

在现有技术中，对空中目标进行最低安全高度告警的方法为：预先把地域表面划设出地表网格，取得每一个地表网格内地表障碍物的最高值最为该地表网格的高度。

当飞行管制部门探测到空中目标时，确定该空中目标的当前位置的水平坐标所处地表网格，获取该空中目标的当前位置的高度，与该空中目标的水平坐标所处地表网格的高度进行比较，若高度差小于设定的告警间隔高度值，则告警。其中，空中目标的当前位置由三维坐标唯一确定，而空中目标的水平坐标中X、Y坐标值为空中目标的当前位置在地表的投影。

进一步，飞行管制部门还可计算该空中目标的外推告警航迹点，确定外推告警航迹点的水平坐标所处地表网格，若外推告警航迹点的高度与外推告警航迹点的水平坐标所处地表网格的高度之间的高度差小于设定的告警间隔高度值，则告警。空中目标的外推告警航迹点指的是空中目标沿其飞行方向在适应性告警时间内所能预达的位置点。其中，空中目标的外推告警航迹点由三维坐标唯一确定，而外推告警航迹点的水平坐标中X、Y坐标值为外推告警航迹点在地表的投影。

本发明的发明人发现，现有技术的最低安全高度告警方法有可能会出现空中目标飞行时违反安全高度而不产生告警的现象；也就是说，现有技术的最低安全高度告警方法存在漏警现象。这使得空中目标的飞行存在安全隐患。

例如，出现如图1所示的情况：空中目标在爬高飞行的过程中，该空中目标的当前位置的水平坐标所处地表网格(地表网格A)的高度比较低。将空中目标的当前位置的高度与地表网格A的高度进行比较，高度差大于设定的告警间隔高度值，则飞行管制部门不会产生告警。

同时，飞行管制部门计算该空中目标的外推告警航迹点，发现外推告警航迹点的水平坐标位于另一个地表网格(地表网格B)中，而地表网格B的高度比较高。不过，外推告警航迹点的高度与地表网格B的高度之间的高度差仍然大于设定的告警间隔高度值，则飞行管制部门仍然不会产生告警。

可是，从图1中可以看出，当空中目标在爬高过程中，当其经过地表网格A与地表网格B的交界处时，空中目标的位置高度将小于地表网格B的高度，但是，飞行管制部门却没有在事前进行告警，这将给空中目标的飞行带来极大安全隐患。

综上所述，现有技术的最低安全高度告警方法有可能会出现空中目标飞行时违反安全高度而不产生告警的现象，产生漏警，使得空中目标的飞行存在安全隐患。

发明内容

本发明实施例提供了一种空中目标最低安全高度告警方法及装置，用以减少空中目标飞行时违反安全高度而不产生告警的现象，避免漏警。

一种空中目标最低安全高度告警的方法，包括：

判断第一高度差是否大于设定的告警间隔高度，所述第一高度差为空中目标的当前位置的高度与该空中目标的当前位置的水平坐标所处地表网格的高度之间的高度差；

若第一高度差大于所述告警间隔高度，则判断第二高度差是否大于所述告警间隔高度，所述第二高度差为所述空中目标的外推告警航迹点的高度与该外推告警航迹点的水平坐标所处地表网格的高度之间的高度差；

若第二高度差大于所述告警间隔高度，则判断所述当前位置与所述外推告警航迹点之间的连线是否与网格立方体有交点；若有交点，根据所述当前位置与所述交点之间的距离，决定是否进行告警；

其中，所述网格立方体为根据地表网格以及该地表网格的高度所决定的立方体。

在所述判断第二高度差是否大于所述告警间隔高度之前，还包括：

判断所述第一高度差是否大于设定的预警间隔高度；若是，进行预警。

在所述判断所述当前位置与所述外推告警航迹点之间的连线是否与网格立方体有交点之前，还包括：

判断所述第二高度差是否大于所述预警间隔高度；若是，进行预警。

若根据所述当前位置与所述交点之间的距离，决定不进行告警之后，还包括：

根据所述当前位置与所述交点之间的距离，决定是否进行预警。

所述根据所述当前位置与所述交点之间的距离，决定是否进行告警，具体为：

若所述当前位置与所述交点之间的距离大于设定的距离值，则进行告警。

或者，所述根据所述当前位置与所述交点之间的距离，决定是否进行告警，具体为：

若所述当前位置与所述交点之间的距离大于所述空中目标在设定时间段内飞行的距离，则进行告警。

一种空中目标最低安全高度告警的装置，包括：

第一高度差判断模块，用于判断第一高度差是否大于设定的告警间隔高度，所述第一高度差为空中目标的当前位置的高度与该空中目标的当前位置的水平坐标所处地表网格的高度之间的高度差；若是，发出告警通知；

第二高度差判断模块，用于判断第二高度差是否大于所述告警间隔高度，所述第二高度差为所述空中目标的外推告警航迹点的高度与该外推告警航迹点的水平坐标所处地表网格的高度之间的高度差；若是，发出告警通知；

交点距离判断模块，用于判断所述当前位置与所述外推告警航迹点之间的连线是否与网格立方体有交点；若有交点，根据所述当前位置与所述交点之间的距离，决定是否发出告警通知；

告警模块，用于根据所述第一高度差判断模块、或者第二高度差判断模块、或者交点距离判断模块发出的告警通知，进行告警。

所述第一高度差判断模块还用于判断所述第一高度差是否大于设定的预警间隔高度；若是，发出预警通知；以及，

所述装置，还包括：

预警模块，用于根据所述第一高度差判断模块发出的预警通知，进行预警。

所述第二高度差判断模块还用于判断所述第二高度差是否大于所述预警间隔高度；若是，发出预警通知；以及，

所述预警模块还用于根据所述第二高度差判断模块发出的预警通知，进行预警。

所述交点距离判断模块还用于根据所述当前位置与所述交点之间的距离，若决定不发出告警通知后，进而根据所述距离，决定是否发出预警通知；以及，

所述预警模块还用于根据所述交点距离判断模块发出的预警通知，进行预警。

本发明实施例的最低安全高度告警方法中，由于还增加了对空中目标在设定的时间段内是否会穿越地表网格，并与网格立方体相交的判断，从而在空中目标在与网格立方体相交之前及时进行告警或预警，从而实现对于空中目标在穿越地表网格交界处时出现位置高度将小于地表网格的高度的情景及时告警或预警，尽可能地减少空中目标飞行时违反安全高度而不产生告警的现象，避免漏警，让空中目标避免出现违反安全高度的现象，保证空中目标的低空飞行安全。

附图说明

图1为现有技术的最低安全高度告警方法违反安全高度而不产生告警的示意图；

图2为本发明实施例的最低安全高度告警方法流程图；

图3为本发明实施例的最低安全高度告警装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明人对现有技术的最低安全高度告警方法进行了分析：由于现有技术的最低安全高度告警方法只进行了空中目标当前位置和外推告警航迹点的高度判断，没能在空中目标进出网格时进行高度判断，因此，在相邻两个网格高度差较大时或空中目标穿越网格时，很可能造成进出网格时违反最低安全高度的现象出现。基于上述分析，本发明实施例的最低安全高度告警方法中，先根据地表网格以及该地表网格的高度来决定一个与该地表网格相对应的一个立方体，即网格立方体。具体的，网格立方体为柱式立方体，即网格立方体的顶平行于该网格立方体的底，且网格立方体的顶的垂直投影为该网格立方体的底。网格立方体的底为地表网格覆盖的范围，网格立方体的高为地表网格的高度。为了防止上述方式的漏警现象出现，本发明实施例的技术方案，除了判断空中目标当前位置高度和外推告警航迹点的高度之外，还判断空中目标的当前位置与外推告警航迹点之间的连线是否会与网格立方体相交。如果有交点，确定空中目标的当前位置与交点之间的距离，根据该距离决定是否进行告警。这样，在空中目标的当前位置与外推告警航迹点之间的连线与网格立方体有交点的情况下，可以根据空中目标的当前位置与交点之间的距离及时告警，避免在上述情况下空中目标飞行时违反安全高度而不产生告警的现象，避免漏警。这里需要指出，本文中的地表网格可以是固定大小的，也可以是自适应生成的非固定大小的地表网格；地表网格既可以是固定的正方形，也可以是自适应生成的其它形状的地表网格。因此，网格立方体既可以是长方体，也可以是底面积为其它形状的柱体。

下面结合附图详细说明本发明实施例的具体技术方案。

当飞行管制部门监测到空中目标，并实行对该空中目标实现最低安全高度告警机制时，本发明实施例提供的最低安全高度告警的具体方法，流程图如图2所示，包括如下步骤：

S201：比较空中目标的当前位置的高度与该空中目标的当前位置的水平坐标所处地表网格的高度；若两者的高度差大于设定的告警间隔高度，则执行步骤S202；否则，执行步骤S211，发出告警，并结束此次告警判断循环。

S202：判断空中目标的当前位置的高度与该空中目标的当前位置的水平坐标所处地表网格的高度之间的高度差是否大于设定的预警间隔高度；若是，不预警；否则，发出预警。

S203：根据空中目标的当前状态，计算空中目标的外推告警航迹点。

S204：比较外推告警航迹点的高度与外推告警航迹点的水平坐标所处地表网格的高度；若两者的高度差大于设定的告警间隔高度，则执行步骤S205；否则，执行步骤S211，发出告警，并结束此次告警判断循环。

S205：判断外推告警航迹点的高度与外推告警航迹点的水平坐标所处地表网格的高度之间的高度差是否大于设定的预警间隔高度；若是，不预警；否则，发出预警。

S206：判断空中目标的当前位置与外推告警航迹点之间的连线是否与网格立方体有交点。若有，执行步骤S207；否则，执行步骤S212，不进行告警，并结束此次告警判断循环。

S207：计算空中目标的当前位置与交点之间的距离。

S208：判断该距离是否大于告警距离；若是，执行步骤S209；否则，执行步骤S211，发出告警，并结束此次告警判断循环。这里需指出，该告警距离既可以是一个预先设定的固定的长度值，也可以是计算出的该空中目标在设定的告警时间段内的飞行距离。

S209：判断该距离是否大于预警距离；若是，执行步骤S212，不进行预警，并结束此次告警判断循环；否则，执行步骤S210，发出预警，并结束此次告警判断循环。这里需指出，该预警距离既可以是一个预先设定的固定的长度值，也可以是计算出的该空中目标在设定的预警时间段内的飞行距离。

S210：发出预警。

S211：发出告警。

S212：结束。

本发明实施例提供的一种最低安全高度告警装置，如图3所示，包括：第一高度差判断模块301、第二高度差判断模块302、交点距离判断模块303、告警模块304。

第一高度差判断模块301判断第一高度差是否大于设定的告警间隔高度，所述第一高度差为空中目标的当前位置的高度与该空中目标的当前位置的水平坐标所处地表网格的高度之间的高度差；若是，发出告警通知。

第二高度差判断模块302判断第二高度差是否大于所述告警间隔高度，所述第二高度差为所述空中目标的外推告警航迹点的高度与该外推告警航迹点的水平坐标所处地表网格的高度之间的高度差；若是，发出告警通知。

交点距离判断模块303判断空中目标的当前位置与所述外推告警航迹点之间的连线是否与网格立方体有交点；若有交点，根据该当前位置与所述交点之间的距离，决定是否发出告警通知。

告警模块304根据第一高度差判断模块302、或者第二高度差判断模块302、或者交点距离判断模块303发出的告警通知，进行告警。

进一步，最低安全高度告警装置中，还包括：预警模块305。

第一高度差判断模块301还用于判断所述第一高度差是否大于设定的预警间隔高度；若是，发出预警通知。

第二高度差判断模块302还用于判断所述第二高度差是否大于预警间隔高度；若是，发出预警通知。

交点距离判断模块303还用于根据所述当前位置与所述交点之间的距离，若决定不发出告警通知后，进而根据所述距离，决定是否发出预警通知。

预警模块305根据第一高度差判断模块301、或者第二高度差判断模块302、或者交点距离判断模块303发出的预警通知，进行预警。

本发明实施例的最低安全高度告警方法中，由于还增加了对空中目标在设定的时间段内是否会穿越地表网格，并与网格立方体相交的判断，从而在空中目标在与网格立方体相交之前及时进行告警或预警，从而实现对于空中目标在穿越地表网格交界处时出现位置高度将小于地表网格的高度的情景及时告警或预警，尽可能地让空中目标避免出现违反安全高度的现象，保证空中目标的低空飞行安全。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种空中目标最低安全高度告警的方法，包括：

判断第一高度差是否大于设定的告警间隔高度，所述第一高度差为空中目标的当前位置的高度与该空中目标的当前位置的水平坐标所处地表网格的高度之间的高度差；

若第一高度差大于所述告警间隔高度，则判断第二高度差是否大于所述告警间隔高度，所述第二高度差为所述空中目标的外推告警航迹点的高度与该外推告警航迹点的水平坐标所处地表网格的高度之间的高度差；

若第二高度差大于所述告警间隔高度，则判断所述当前位置与所述外推告警航迹点之间的连线是否与网格立方体有交点；若有交点，且所述当前位置与所述交点之间的距离大于所述空中目标在设定时间段内飞行的距离，则进行告警；

其中，所述网格立方体为根据地表网格以及该地表网格的高度所决定的立方体。

2.如权利要求1所述的方法，在所述判断第二高度差是否大于所述告警间隔高度之前，还包括：

判断所述第一高度差是否大于设定的预警间隔高度；若是，进行预警。

3.如权利要求2所述的方法，在所述判断所述当前位置与所述外推告警航迹点之间的连线是否与网格立方体有交点之前，还包括：

判断所述第二高度差是否大于所述预警间隔高度；若是，进行预警。

4.如权利要求3所述的方法，若根据所述当前位置与所述交点之间的距离决定不进行告警之后，还包括：

根据所述当前位置与所述交点之间的距离，决定是否进行预警。

5.一种空中目标最低安全高度告警的装置，包括：

第一高度差判断模块，用于判断第一高度差是否大于设定的告警间隔高度，所述第一高度差为空中目标的当前位置的高度与该空中目标的当前位置的水平坐标所处地表网格的高度之间的高度差；若是，发出告警通知；

第二高度差判断模块，用于判断第二高度差是否大于所述告警间隔高度，所述第二高度差为所述空中目标的外推告警航迹点的高度与该外推告警航迹点的水平坐标所处地表网格的高度之间的高度差；若是，发出告警通知；

交点距离判断模块，用于判断所述当前位置与所述外推告警航迹点之间的连线是否与网格立方体有交点；若有交点，且所述当前位置与所述交点之间的距离大于所述空中目标在设定时间段内飞行的距离，则进行告警；

告警模块，用于根据所述第一高度差判断模块、或者第二高度差判断模块、或者交点距离判断模块发出的告警通知，进行告警。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述第一高度差判断模块还用于判断所述第一高度差是否大于设定的预警间隔高度；若是，发出预警通知；以及，

所述装置，还包括：

预警模块，用于根据所述第一高度差判断模块发出的预警通知，进行预警。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述第二高度差判断模块还用于判断所述第二高度差是否大于所述预警间隔高度；若是，发出预警通知；以及，

所述预警模块还用于根据所述第二高度差判断模块发出的预警通知，进行预警。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述交点距离判断模块还用于根据所述当前位置与所述交点之间的距离，若决定不发出告警通知后，进而根据所述距离，决定是否发出预警通知；以及，

所述预警模块还用于根据所述交点距离判断模块发出的预警通知，进行预警。

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