CN114296071A - 基于二次雷达的异常飞行轨迹告警方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于二次雷达的异常飞行轨迹告警方法，其包括以下步骤：S1.输入监测预设信息；S2.获取航空器的初始航迹信息，根据初始航迹信息以及监测预设信息确定航空器的预测飞行操作，根据预测飞行操作得到航空器的预测飞行轨迹；S3.获取航空器的实际飞行轨迹；S4.对航空器进行飞行异常判定，将航空器的实际飞行轨迹与预测飞行轨迹进行对比，并生成异常判定结果；S5.根据异常判定结果，在操作界面上进行飞行异常告警处理。通过采用上述技术方案，可有效提高进场或离场过程中对航空器的异常飞行监测准确度，同时有效提高航空器调配运行效率。

Description

基于二次雷达的异常飞行轨迹告警方法及系统

技术领域

本发明涉及航空器异常飞行告警领域，具体涉及一种基于二次雷达的异常飞行轨迹告警方法及系统。

背景技术

在当今的民航飞行管理系统内，航班的运行调配由民航局、空管部门以及机场等多方人员共同协调控制。在航班的运行过程中，由于空管管制、流控、飞机故障以及天气等原因，航班经常出现返航、备降、盘旋等待等非常规飞行情况，而上述非常规情况通常仅由空管部门人员掌握，在现有的机场航班运行系统下，一方面机场无法第一时间获取航班飞行信息，从而导致机场不得不临时调整航班运行顺序和运行时间，极大地降低了机场地面保障服务效率，阻碍了航班运行调配工作的互联互通；另一方面，机场对进场航班或离场航班的飞行情况的监测能力较低，且无法进行有效地预测航班飞行情况。综上，机场在航班整体运行调配系统中主动性差且效率较低。

因此，现有地机场航班运行系统无法有效解决机场对航班飞行异常地监测及告警问题，无效高效的进行机场航班运行调配。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于二次雷达的异常飞行轨迹告警方法，其能够有效解决现有的航空器异常飞行监测及告警中的缺陷，具体地，其包括以下步骤：S1.输入监测预设信息，监测预设信息包括预设机场名称、预设机场位置、进场操作集、离场操作集以及偏离阈值；S2.通过二次雷达获取航空器的初始航迹信息，根据初始航迹信息以及监测预设信息确定航空器的预测飞行操作，根据预测飞行操作得到航空器的预测飞行轨迹；预测飞行操作从进场操作集或离场操作集中筛选确定；S3.通过二次雷达获取航空器的实际飞行轨迹；S4.对航空器进行飞行异常判定，将航空器的实际飞行轨迹与预测飞行轨迹进行对比，并生成异常判定结果；以及S5.根据异常判定结果，在操作界面上进行飞行异常告警处理。

根据本发明的实施例，进场操作集包括多个独立的进场操作，每个进场操作均包括对应的进场指定经过点，进场指定经过点包括进场指定位置及与进场指定位置对应的进场指定高度；离场操作集包括多个独立的离场操作，每个离场操作均包括对应的离场指定经过点，离场指定经过点包括离场指定位置及与离场指定位置对应的离场指定高度；初始航迹信息包括：起飞机场名称、起飞机场位置、实时跑道运行方向、目的机场位置。

根据本发明的实施例，S2步骤具体为：S201.通过二次雷达获取航空器的初始航迹信息；S202.根据初始航迹信息中的起飞机场名称以及预设机场名称进行航空器的进离港类型判定，进离港类型判定结果为进港航空器或离港航空器；若起飞机场名称与预设机场名称一致，则航空器为离港航空器；若起飞机场名称与预设机场名称不一致，则航空器为进港航空器；以及S203.根据进离港判定结果，得到航空器的预测飞行轨迹。

根据本发明的实施例，步骤S203中：若航空器为进港航空器，则执行以下操作：S20301.根据进港航空器的起飞机场位置与预设机场位置获取航空器的进港相对位置；S20302.根据进港相对位置和实时跑道运行方向，在进场操作集中筛选，确定航空器的预测进场操作，预测进场操作即为预测飞行操作；以及S20303.根据预测进场操作，获取预测进场操作所包括的进场指定经过点，从而得到进场指定经过点的进场指定位置以及进场指定高度；针对进港航空器，预测飞行轨迹通过预测进场操作中的进场指定位置对应的进场指定高度来表示。

根据本发明的实施例,步骤S203中：若航空器为离港航空器，则执行以下操作：S20304.根据进港航空器的目的机场位置与预设机场位置获取航空器的离港相对位置；S20305.根据离港相对位置和实时跑道运行方向，在离场操作集中筛选，确定航空器的预测离场操作，预测离场操作即为预测飞行操作；以及S20306.根据预测离场操作，获取预测离场操作所包括的离场指定经过点，从而得到离场指定经过点的离场指定位置以及离场指定高度；针对离港航空器，预测飞行轨迹通过预测离场操作中的离场指定位置对应的离场指定高度来表示。

根据本发明的实施例,S3步骤中：S301.若航空器为进港航空器，则通过二次雷达获取航空器在预测进场操作中的进场指定经过点处的进场实际高度；针对进港航空器，实际飞行轨迹通过进场实际高度来表示；S4步骤中：S401.若航空器为进港航空器，则将进场实际高度与进场指定高度进行对比，并产生进场高度差，若进场高度差超过偏差阈值，则异常判定结果为飞行异常；若进场高度差未超过偏差阈值，则异常判定结果为飞行正常。

根据本发明的实施例,S3步骤中：S302.若航空器为离港航空器，则通过二次雷达获取航空器在预测离场操作中的离场指定经过点处的离场实际高度；针对离港航空器，实际飞行轨迹通过离场实际高度来表示；S4步骤中：S402.若航空器为离港航空器，则将离场实际高度与离场指定高度进行对比，并产生离场高度差，若离场高度差超过偏差阈值，则异常判定结果为飞行异常；若离场高度差未超过偏差阈值，则异常判定结果为飞行正常。

根据本发明的实施例,S5步骤具体为：若异常判定结果为飞行正常，则重复执行步骤S3-步骤S5；若异常判定结果为飞行异常，则进行异常告警处理。

根据本发明的实施例,异常告警处理具体为：在操作界面上将航空器突出显示并保持对航空器的持续追踪。

本发明还公开了一种基于二次雷达的异常飞行轨迹告警系统，其包括：信息输入模块，信息输入模块用于输入监测预设信息；航迹采集模块，航迹采集模块用于采集航空器的初始航迹信息以及实际飞行轨迹；航迹预测模块，航迹预测模块与信息输入模块以及航迹采集模块均数据联通，航迹预测模块包括进离港判定单元以及航迹预测单元，航迹预测模块用于对进行进离港判定，并最终确定航空器的预测飞行轨迹；异常判定模块，异常判定模块与航迹采集模块以及航迹预测模块均数据联通，异常判定模块用于对航空器进行异常判定并生成异常判定结果；以及异常告警模块，异常告警模块与异常判定模块数据联通，异常告警模块用于对航空器进行异常告警处理。

通过采用上述技术方案，本发明主要有如下几点技术效果：

1.通过将进港航空器的进港相对位置或离港航空器的离港相对位置与实时跑道运行方向结合，从预设的进场操作集或离场操作集中进行筛选来确定预测飞行轨迹，可有效提高航空器的预测飞行轨迹的准确性；

2.通过用航空器的进场指定高度或离场指定高度来表示预测飞行轨迹，航空器的实际高度来表示实际飞行轨迹，可有效简化航空器飞行异常判定的对比操作，从而提高了航空器飞行异常判定的监测效率；

3.通过将航空器的预测飞行轨迹与实际飞行轨迹进行对比，对航空器的异常飞行情况进行提前监测，可以有效提高航空器运行调配效率。

附图说明

图1为根据本发明的实施例的基于二次雷达的异常飞行轨迹告警方法的示意图；

图2为根据本发明的实施例的基于二次雷达的异常飞行轨迹告警系统的示意图。

图中：1、信息输入模块；2、航迹采集模块；3、航迹预测模块；31、进离港判定单元；32、航迹预测单元；4、异常判定模块；5、异常告警模块。

具体实施方式

下面结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式。

本发明的实施例公开了一种基于二次雷达的异常飞行轨迹告警方法，通过采用本实施例中的异常飞行轨迹告警方法，可有效提高进场或离场过程中对航空器的异常飞行监测准确度，从而可有效提高航空器调配运行效率。

本发明公开的基于二次雷达的异常飞行轨迹告警方法主要包括以下5个步骤：

S1.输入监测预设信息，监测预设信息包括预设机场名称、预设机场位置、进场操作集、离场操作集以及偏离阈值；

S2.通过二次雷达获取航空器的初始航迹信息，根据初始航迹信息以及监测预设信息确定航空器的预测飞行操作，根据预测飞行操作得到航空器的预测飞行轨迹；

预测飞行操作从进场操作集或离场操作集中筛选确定；

S3.通过二次雷达获取航空器的实际飞行轨迹；

S4.对航空器进行飞行异常判定，将航空器的实际飞行轨迹与预测飞行轨迹进行对比，并生成异常判定结果；以及

S5.根据异常判定结果，在操作界面上进行异常告警处理。

步骤S1中，为了明确表示预设机场位置，本实施中预设机场位置采用经纬度进行表示。为了提高基于二次雷达的异常飞行轨迹告警方法的判定结果的精度，避免出现结果模棱两可的情况，本实施例中设置了偏离阈值，偏差阈值反映操作人员根据实际运行情况设置的航空器飞行过程中的可允许偏离范围，监测数据在偏离阈值范围内均表示航空器飞行正常。

为了对进场或离场的航空器进行飞行轨迹的预测，本实施例步骤S1中，操作人员需要输入预设机场的进场操作集和离场操作集。进场操作集或离场操作集为预设机场现有的航空器进场或离场可执行的操作路线库，根据预设机场的实际情况，进场操作集或离场操作集可定期更新后重新输入。其中，进场操作集包括多个独立的进场操作，每个进场操作均包括对应的进场指定经过点，每个进场指定经过点包括进场指定位置及与进场指定位置对应的进场指定高度；离场操作集包括多个独立的离场操作，每个离场操作均包括对应的离场指定经过点，离场指定经过点包括离场指定位置及与离场指定位置对应的离场指定高度。

步骤S2中，初始航迹信息包括：起飞机场名称、起飞机场位置、实时跑道运行方向、目的机场位置。为了将起飞机场位置、目的机场位置与预设机场位置采用统一的表示方法，本实施例中，起飞机场位置与目的机场位置也采用经纬度来表示。

具体地，上述步骤S2为：

S201.通过二次雷达获取航空器的初始航迹信息；

S202.根据初始航迹信息中的起飞机场名称以及预设机场名称进行航空器的进离港类型判定，进离港类型判定结果为进港航空器或离港航空器；

若起飞机场名称与预设机场名称一致，则航空器为离港航空器；

若起飞机场名称与预设机场名称不一致，则航空器为进港航空器；以及

S203.根据进离港判定结果，得到航空器的预测飞行轨迹。

为了获取航空器的初始航迹信息，本实施例步骤S201中，通过二次雷达来采集数据。为了缩小对航空器可能将采用的进场操作或离场操作的筛选范围，从而提高预测航空器采用的飞行操作的执行效率，本实施例步骤S202中，针对被监测的航空器首先进行航空器的归类，通过将步骤S201中获取到的航空器的起飞机场名称与步骤S1中预设机场名称进行比较，对航空器进行进离港类型判定，将航空器归属于进港航空器或离港航空器。本实施例中，一个进港航空器最终仅可最优匹配进场操作集中的一个进场操作，一个离港航空器最终仅可最优匹配离场操作集中的一个离场操作。

具体地，上述步骤S203中：

若航空器为进港航空器，则执行以下操作：

S20301.根据进港航空器的起飞机场位置与预设机场位置获取航空器的进港相对位置；

S20302.根据进港相对位置和实时跑道运行方向，在进场操作集中筛选，确定航空器的预测进场操作，预测进场操作即为预测飞行操作；以及

S20303.根据预测进场操作，获取预测进场操作所包括的进场指定经过点，从而得到进场指定经过点的进场指定位置以及进场指定高度；

针对进港航空器，预测飞行轨迹通过预测进场操作中的进场指定位置对应的进场指定高度来表示。

若航空器为进港航空器，为了进一步缩小对航空器可能将采用的进场操作筛选范围，本实施例中在步骤S20301中，根据航空器的起飞机场位置和预设机场位置计算出更为准确的进港相对位置。为了提高预测航空器将采用的进场操作的准确性，本实施例在步骤S20302中，将进港相对位置和实时跑道运行方向叠加共同形成对于航空器的筛选条件，在进场操作集中筛选，从而匹配出最为符合的预测进场操作。

若航空器为离港航空器，则执行以下操作：

S20304.根据进港航空器的目的机场位置与预设机场位置获取航空器的离港相对位置；

S20305.根据离港相对位置和实时跑道运行方向，在离场操作集中筛选，确定航空器的预测离场操作，预测离场操作即为预测飞行操作；以及

S20306.根据预测离场操作，获取预测离场操作所包括的离场指定经过点，从而得到离场指定经过点的离场指定位置以及离场指定高度；

针对离港航空器，预测飞行轨迹通过预测离场操作中的离场指定位置对应的离场指定高度来表示。

若航空器为离港航空器，为了进一步缩小对航空器可能将采用的离场操作筛选范围，本实施例中在步骤S20304中，根据航空器的起飞机场位置和预设机场位置计算出更为准确的离港相对位置。为了提高预测航空器将采用的进场操作的准确性，本实施例在步骤S20305中，将离港相对位置和实时跑道运行方向相结合，二者共同作为筛选条件，在离场操作集中筛选，从而匹配出最为符合的预测离场操作。

上述步骤S3具体为：

S301.若航空器为进港航空器，通过二次雷达获取航空器在预测进场操作中的进场指定经过点处的进场实际高度；针对进港航空器，实际飞行轨迹通过进场实际高度来表示。

S302.若航空器为离港航空器，则通过二次雷达获取航空器在预测离场操作中的离场指定经过点处的离场实际高度；针对离港航空器，实际飞行轨迹通过离场实际高度来表示。

上述步骤S4具体为：

S401.若航空器为进港航空器，将进场实际高度与进场指定高度进行对比，并产生进场高度差，若进场高度差超过偏差阈值，则异常判定结果为飞行异常；若进场高度差未超过偏差阈值，则异常判定结果为飞行正常。

S402.若航空器为离港航空器，则将离场实际高度与离场指定高度进行对比，并产生离场高度差，若离场高度差超过偏差阈值，则异常判定结果为飞行异常；若离场高度差未超过偏差阈值，则异常判定结果为飞行正常。

为了直观反映航空器进场或离场过程中的航迹情况，本实施例中，通过进场高度差或离场高度差来反映航空器偏离预设的进场操作或离场操作中指定参数的程度，从而反映航空器的实际飞行轨迹与预测飞行轨迹的偏离度。

具体地，步骤S5为：

若异常判定结果为飞行正常，则重复执行步骤S3-步骤S5；

若异常判定结果为飞行异常，则进行异常告警处理。

为了提高航空器飞行异常监测的可靠度，本实施例中，对异常判定结果为飞行正常的航空器进行持续的监测，具体为对航空器重复执行步骤S3-S5,不断将航空器的实际飞行轨迹与预测飞行轨迹进行对比并进行飞行异常判定。本实施例中，对异常判定为飞行异常的航空器，立即进行异常告警处理。

具体地，异常告警处理为：在操作界面上将航空器突出显示并保持对航空器的持续追踪。

为了对操作人员进行航空器异常飞行的告警处理，本实施例中，将判定结果为飞行异常的航空器在操作界面上突出显示，具体地，将航空器的图例标识、代码序号以及实时飞行高度等信息高亮显示，并在操作界面上保持对航空器的持续追踪。

本发明的实施例还公开了一种基于二次雷达的异常飞行轨迹告警系统，其包括信息输入模块1、航迹采集模块2、航迹预测模块3、异常判定模块4以及异常告警模块5。

本实施例中，信息输入模块1用于输入监测预设信息。监测预设信息包括预设机场名称、预设机场位置、进场操作集、离场操作集以及偏离阈值。

本实施例中，航迹采集模块2用于采集航空器的初始航迹信息以及实际飞行轨迹。

本实施例中，航迹预测模块3与信息输入模块1以及航迹采集模块2均数据联通，航迹预测模块3包括进离港判定单元31以及航迹预测单元32。本实施例中，进离港判定单元31用于对航空器进行进离港判定，并生成进离港判定结果，航迹预测单元32用于根据进离港判定结果进行预测飞行操作的筛选并最终确定航空器的预测飞行轨迹。

本实施例中，异常判定模块4与航迹采集模块2以及航迹预测模块3均数据联通，异常判定模块4用于对航空器进行异常判定，将航迹采集模块2采集的航空器的实际飞行轨迹与航迹预测模块3得到的航空器的预测飞行轨迹进行对比，并生成异常判定结果，异常判定结果为飞行异常或飞行正常。

异常告警模块5，异常告警模块5与异常判定模块4数据联通，异常告警模块5用于对航空器进行异常告警处理。异常判定模块4将飞行异常的异常判定结果传输至异常告警模块5，异常告警模块5进行异常告警处理。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.基于二次雷达的异常飞行轨迹告警方法，其用于航空器进场或离场阶段飞行异常的监测及告警，其特征在于，包括以下步骤：

S1.输入监测预设信息，所述监测预设信息包括预设机场名称、预设机场位置、进场操作集、离场操作集以及偏离阈值；

S2.通过二次雷达获取所述航空器的初始航迹信息，根据所述初始航迹信息以及所述监测预设信息确定所述航空器的预测飞行操作，根据所述预测飞行操作得到所述航空器的预测飞行轨迹；

所述预测飞行操作从所述进场操作集或所述离场操作集中筛选确定；

S3.通过二次雷达获取所述航空器的实际飞行轨迹；

S4.对所述航空器进行飞行异常判定，将所述航空器的所述实际飞行轨迹与所述预测飞行轨迹进行对比，并生成异常判定结果；以及

S5.根据所述异常判定结果，在操作界面上进行异常告警处理。

2.根据权利要求1所述的基于二次雷达的异常飞行轨迹告警方法，其特征在于：

所述步骤S1中：

所述进场操作集包括多个独立的进场操作，每个所述进场操作均包括对应的进场指定经过点，所述进场指定经过点包括进场指定位置及与所述进场指定位置对应的进场指定高度；

所述离场操作集包括多个独立的离场操作，每个所述离场操作均包括对应的离场指定经过点，所述离场指定经过点包括离场指定位置及与所述离场指定位置对应的离场指定高度；

所述步骤S2中：

所述初始航迹信息包括：起飞机场名称、起飞机场位置、实时跑道运行方向、目的机场位置。

3.根据权利要求2所述的基于二次雷达的异常飞行轨迹告警方法，其特征在于：

所述S2步骤具体为：

S201.通过所述二次雷达获取所述航空器的所述初始航迹信息；

S202.根据所述初始航迹信息中的所述起飞机场名称以及所述预设机场名称进行所述航空器的进离港类型判定，所述进离港类型判定结果为进港航空器或离港航空器；

若所述起飞机场名称与所述预设机场名称一致，则所述航空器为离港航空器；

若所述起飞机场名称与所述预设机场名称不一致，则所述航空器为进港航空器；以及

S203.根据所述进离港判定结果，得到所述航空器的所述预测飞行轨迹。

4.根据权利要求3所述的基于二次雷达的异常飞行轨迹告警方法，其特征在于：

所述步骤S203中：

若所述航空器为所述进港航空器，则执行以下操作：

S20301.根据所述进港航空器的所述起飞机场位置与所述预设机场位置获取所述航空器的进港相对位置；

S20302.根据所述进港相对位置和所述实时跑道运行方向，在所述进场操作集中筛选，确定所述航空器的预测进场操作，所述预测进场操作即为所述预测飞行操作；以及

S20303.根据所述预测进场操作，获取所述预测进场操作所包括的所述进场指定经过点，从而得到所述进场指定经过点的所述进场指定位置以及所述进场指定高度；

针对所述进港航空器，所述预测飞行轨迹通过所述预测进场操作中的所述进场指定位置对应的所述进场指定高度来表示。

5.根据权力要求3所述的基于二次雷达的异常飞行轨迹告警方法，其特征在于：

所述步骤S203中：

若所述航空器为所述离港航空器，则执行以下操作：

S20304.根据所述进港航空器的所述目的机场位置与所述预设机场位置获取所述航空器的离港相对位置；

S20305.根据所述离港相对位置和所述实时跑道运行方向，在所述离场操作集中筛选，确定所述航空器的预测离场操作，所述预测离场操作即为所述预测飞行操作；以及

S20306.根据所述预测离场操作，获取所述预测离场操作所包括的所述离场指定经过点，从而得到所述离场指定经过点的所述离场指定位置以及所述离场指定高度；

针对所述离港航空器，所述预测飞行轨迹通过所述预测离场操作中的所述离场指定位置对应的所述离场指定高度来表示。

6.根据权利要求4所述的基于二次雷达的异常飞行轨迹告警方法，其特征在于：

所述S3步骤中：

S301.若所述航空器为所述进港航空器，则通过二次雷达获取所述航空器在所述预测进场操作中的所述进场指定经过点处的进场实际高度；针对所述进港航空器，所述实际飞行轨迹通过所述进场实际高度来表示；

所述S4步骤中：

S401.若所述航空器为所述进港航空器，则将所述进场实际高度与所述进场指定高度进行对比，并产生进场高度差，若所述进场高度差超过所述偏差阈值，则所述异常判定结果为飞行异常；若所述进场高度差未超过所述偏差阈值，则所述异常判定结果为飞行正常。

7.根据权利要求5所述的基于二次雷达的异常飞行轨迹告警方法，其特征在于：

所述S3步骤中：

S302.若所述航空器为所述离港航空器，则通过二次雷达获取所述航空器在所述预测离场操作中的所述离场指定经过点处的离场实际高度；针对所述离港航空器，所述实际飞行轨迹通过所述离场实际高度来表示；

所述S4步骤中：

S402.若所述航空器为所述离港航空器，则将所述离场实际高度与所述离场指定高度进行对比，并产生离场高度差，若所述离场高度差超过所述偏差阈值，则所述异常判定结果为飞行异常；若所述离场高度差未超过所述偏差阈值，则所述异常判定结果为飞行正常。

8.根据权利要求1所述的基于二次雷达的异常飞行轨迹告警方法，其特征在于：

所述S5步骤具体为：

若所述异常判定结果为飞行正常，则重复执行所述步骤S3-步骤S5；

若所述异常判定结果为飞行异常，则进行所述异常告警处理。

9.根据权利要求1所述的基于二次雷达的异常飞行轨迹告警方法，其特征在于：

所述异常告警处理具体为：

在所述操作界面上将所述航空器突出显示并保持对所述航空器的持续追踪。

10.基于二次雷达的异常飞行轨迹告警系统，其用于航空器进场或离场阶段飞行异常的监测及告警，其特征在于，包括：

信息输入模块，所述信息输入模块用于输入监测预设信息；

航迹采集模块，所述航迹采集模块用于采集所述航空器的初始航迹信息以及实际飞行轨迹；

航迹预测模块，所述航迹预测模块与所述信息输入模块以及所述航迹采集模块均数据联通，所述航迹预测模块包括进离港判定单元以及航迹预测单元，所述航迹预测模块用于进行进离港判定，并最终确定所述航空器的预测飞行轨迹；

异常判定模块，所述异常判定模块与所述航迹采集模块以及所述航迹预测模块均数据联通，所述异常判定模块用于对所述航空器进行异常判定并生成异常判定结果，所述异常判定结果为飞行异常或飞行正常；以及

异常告警模块，所述异常告警模块与所述异常判定模块数据联通，所述异常告警模块用于对所述航空器进行异常告警处理。

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