CN115061498A - 基于地理信息的实时领航方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents

基于地理信息的实时领航方法、系统、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及航空领航技术领域，具体涉及基于地理信息的实时领航方法、系统、设备及存储介质。方法通过获取航线基础数据和实时地理数据来解析得到实时地理坐标和目的地地理坐标，再利用实时地理坐标和目的地地理坐标计算确定飞行器的实时航线，然后根据实时航线获取航线上的地理障碍物参数来计算确定飞行器的实时飞行高度区间，最后根据实时航线及实时飞行高度区间进行领航。本发明可以实现对飞行器的实时航线规划及领航，提高领航效率和精准性，并且可以根据实时航线上的障碍物进行实时飞行高度调整，以提前有效规避障碍物，保证飞行安全。

Description

基于地理信息的实时领航方法、系统、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及航空领航技术领域，具体涉及基于地理信息的实时领航方法、系统、设备及存储介质。
背景技术
航空领航(air navigation)，即确定飞行器的位置，根据飞行计划引导飞行器从一地点到达另一地点的技术。在航空领航系统中，辅助导航飞行是非常重要的安全手段，用以保证航行的安全，以及降低航空设备的毁坏成本，并且保证航空领航任务的顺利完成。但现有的航空领航系统在针对飞行器进行领航时，通常采用的是执行预设安全航线的方式，没有较有效的辅助领航手段进行实时的航线辅助规划及领航，并且不能基于辅助规划出的实时航线上可能存在的相应障碍物，如高山、建筑物等，进行实时飞行高度规划。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供了基于地理信息的实时领航方法、系统、设备及存储介质，其应用时，可以实现对飞行器的实时航线规划及领航，提高领航效率和精准性，并且可以根据实时航线上的障碍物进行实时飞行高度调整，以提前有效规避障碍物，保证飞行安全。
第一方面，提供基于地理信息的实时领航方法，包括：
获取航线基础数据及实时地理数据；
解析航线基础数据获得目的地地理坐标，解析实时地理数据获得当前飞行器的实时地理坐标；
根据实时地理坐标和目的地地理坐标计算确定实时航线；
根据实时航线调取实时地理数据进行解析，获得所述实时航线上的地理障碍物参数；
根据地理障碍物参数计算确定实时飞行高度区间；
根据实时航线及实时飞行高度区间进行领航。
基于上述技术内容，通过获取航线基础数据和实时地理数据来解析得到实时地理坐标和目的地地理坐标，再利用实时地理坐标和目的地地理坐标计算确定飞行器的实时航线，然后根据实时航线获取航线上的地理障碍物参数来计算确定飞行器的实时飞行高度区间，最后根据实时航线及实时飞行高度区间进行领航，可以实现对飞行器的实时航线规划及领航，提高领航效率和精准性，并且可以根据实时航线上的障碍物进行实时飞行高度调整，以提前有效规避障碍物，保证飞行安全。
在一个可能的设计中，所述根据实时地理坐标和目的地地理坐标计算确定实时航线，包括：
根据实时地理坐标和目的地地理坐标，采用大圆航线算法计算确定大圆航线距离和大圆航线正方位角；
根据大圆航线距离和大圆航线正方位角确定实时航线。
在一个可能的设计中，所述大圆航线距离的计算公式为：
cos S＝sin B1·sin B2+cos B1·cos B2·cosΔL
其中，S为弧长，表征大圆航线距离，B1表示飞行器的实时地理经度，B2表示目的地的地理经度，ΔL表示飞行器与目的地的实时纬度差。
在一个可能的设计中，所述大圆航线正方位角的计算公式为：
Figure BDA0003740658920000031
Figure BDA0003740658920000032
其中，A12表征大圆航线正方位角。
在一个可能的设计中，所述地理障碍物参数包括地理障碍物的地理坐标和海拔高度。
在一个可能的设计中，所述根据地理障碍物参数计算确定实时飞行高度区间，包括：
根据地理障碍物的地理坐标计算确定飞行器与地理障碍物的实时航线距离；
根据飞行器与地理障碍物的实时航线距离以及地理障碍物的海拔高度，确定飞行器的实时飞行高度区间。
在一个可能的设计中，所述方法还包括：
将实时航线及实时飞行高度区间记录在飞行日志中，
将飞行日志存储在数据库中。
第二方面，提供基于地理信息的实时领航系统，包括获取单元、第一解析单元、第一计算单元、第二解析单元、第二计算单元和领航单元，其中：
获取单元，用于获取航线基础数据及实时地理数据；
第一解析单元，用于解析航线基础数据获得目的地地理坐标，解析实时地理数据获得当前飞行器的实时地理坐标；
第一计算单元，用于根据实时地理坐标和目的地地理坐标计算确定实时航线；
第二解析单元，用于根据实时航线调取实时地理数据进行解析，获得所述实时航线上的地理障碍物参数；
第二计算单元，用于根据地理障碍物参数计算确定实时飞行高度区间；
领航单元，用于根据实时航线及实时飞行高度区间进行领航。
第三方面，提供一种计算机设备，所述计算机设备包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于读取所述存储器中存储的指令，并根据指令执行上述第一方面中任意一种所述的基于地理信息的实时领航方法。
第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述第一方面中任意一种所述的基于地理信息的实时领航方法。
第五方面，提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行上述第一方面中任意一种所述的基于地理信息的实时领航方法。
本发明的有益效果为：
本发明通过获取航线基础数据和实时地理数据来解析得到实时地理坐标和目的地地理坐标，再利用实时地理坐标和目的地地理坐标计算确定飞行器的实时航线，然后根据实时航线获取航线上的地理障碍物参数来计算确定飞行器的实时飞行高度区间，最后根据实时航线及实时飞行高度区间进行领航，可以实现对飞行器的实时航线规划及领航，提高领航效率和精准性，并且可以根据实时航线上的障碍物进行实时飞行高度调整，以提前有效规避障碍物，保证飞行安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的方法步骤示意图；
图2为本发明的系统构成示意图；
图3为本发明的计算机设备构成示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
应当理解，术语第一、第二等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。尽管本文可以使用术语第一、第二等等来描述各种单元，这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元，并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。
在下面的描述中提供了特定的细节，以便于对示例实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实施例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。
实施例1：
本实施例提供基于地理信息的实时领航方法，如图1所示，方法包括以下步骤：
S101.获取航线基础数据及实时地理数据。
具体实施时，可以从相应的航空资料中检索筛选出航线基础数据，可供检索筛选使用的航空资料包括飞行地图，军、民机场资料，军、民航路点资料等，通过数据筛选的方式从这些资料中检索筛选出航线基础数据，示例性的筛选代码如：Cursor c＝db.query(AirLineDBConstants.TABLE_NAME_AIRLINE_SEGMENTS,columns,AirLineDBConstants.AirLineSegmentsColumns.SEGMENT_AIRLINE_ID+"＝？",new String[]{String.valueOf(airLineID)},null,null,AirLineDBConstants.AirLineSegmentsColumns.SEGMENT_NO)。
在飞行过程中可实时更新获取飞行器的实时地理数据，以便进行实时航线的规划，实时地理数据可通过接收卫星数据来获取。
S102.解析航线基础数据获得目的地地理坐标，解析实时地理数据获得当前飞行器的实时地理坐标。
具体实施时，可对筛选出的基础数据进行数据解析，得到所需的数据信息，包括目的地地理坐标，所述目的地可以是终点站机场，或者是途径的机场、航路点，就近机场，备降机场等。可对实时地理数据进行数据解析，得到当前飞行器的实时地理坐标。
S103.根据实时地理坐标和目的地地理坐标计算确定实时航线。
具体实施时，在获得实时地理坐标和目的地地理坐标后，即可采用相应的航线规划方法计算确定实时航线，具体过程包括：先根据实时地理坐标和目的地地理坐标，采用大圆航线算法计算确定大圆航线距离和大圆航线正方位角；然后根据大圆航线距离和大圆航线正方位角确定实时航线。
如果把地球看做一个球体，通过地面上任意两点和地心做一平面，平面与地球表面相交看到的圆周就是大圆。两点之间的大圆劣弧线是两点在地面上的最短距离，沿着这一段大圆弧线航行时的航线称为大圆航线。
大圆航线距离的计算公式为：
cos S＝sin B1·sin B2+cos B1·cos B2·cosΔL
其中，S为弧长，可以表征大圆航线距离，只要再乘以地球的平均半径，就得到实际的距离，B1表示飞行器的实时地理经度，B2表示目的地的地理经度，ΔL表示飞行器与目的地的实时纬度差。
大圆航线正方位角的计算公式为：
Figure BDA0003740658920000071
Figure BDA0003740658920000072
其中，A12表征大圆航线正方位角。
S104.根据实时航线调取实时地理数据进行解析，获得所述实时航线上的地理障碍物参数。
具体实施时，在获得实时航线，可根据实时航线再调取实时地理数据进行解析，以获得实时航线上存在的各地理障碍物的参数，地理障碍物包括高山、建筑物等。所述地理障碍物参数包括地理障碍物的地理坐标和海拔高度。
S105.根据地理障碍物参数计算确定实时飞行高度区间。
具体实施时，根据地理障碍物参数计算确定实时飞行高度区间，具体过程包括：先根据地理障碍物的地理坐标计算确定飞行器与地理障碍物的实时航线距离；然后根据飞行器与地理障碍物的实时航线距离以及地理障碍物的海拔高度，确定飞行器的实时飞行高度区间。即在接近地理障碍物前先根据飞行器与地理障碍物的实时航线距离确定好飞行器在各距离点上的飞行高度区间，可在实时航线距离间逐步调整飞行器的飞行高度。
S106.根据实时航线及实时飞行高度区间进行领航。
具体实施时，在确定好实时航线及实时飞行高度区间后，即可根据实时航线及实时飞行高度区间进行领航。并且还可以将实时航线及实时飞行高度区间记录在飞行日志中，再将飞行日志存储在数据库中，便于调取监察。
通过本实施例的方法可以实现对飞行器的实时航线规划及领航，提高领航效率和精准性，并且可以根据实时航线上的障碍物进行实时飞行高度调整，以提前有效规避障碍物，保证飞行安全。
实施例2：
本实施例提供基于地理信息的实时领航系统，如图2所示，包括获取单元、第一解析单元、第一计算单元、第二解析单元、第二计算单元和领航单元，其中：
获取单元，用于获取航线基础数据及实时地理数据；
第一解析单元，用于解析航线基础数据获得目的地地理坐标，解析实时地理数据获得当前飞行器的实时地理坐标；
第一计算单元，用于根据实时地理坐标和目的地地理坐标计算确定实时航线；
第二解析单元，用于根据实时航线调取实时地理数据进行解析，获得所述实时航线上的地理障碍物参数；
第二计算单元，用于根据地理障碍物参数计算确定实时飞行高度区间；
领航单元，用于根据实时航线及实时飞行高度区间进行领航。
实施例3：
本实施例提供一种计算机设备，如图3所示，在硬件层面，包括：
通讯接口，用于建立处理器与数据来源端的通讯连接；
存储器，用于存储指令；
处理器，用于读取所述存储器中存储的指令，并根据指令执行实施例1中基于地理信息的实时领航方法：
S101.获取航线基础数据及实时地理数据。
S102.解析航线基础数据获得目的地地理坐标，解析实时地理数据获得当前飞行器的实时地理坐标。
S103.根据实时地理坐标和目的地地理坐标计算确定实时航线。
S104.根据实时航线调取实时地理数据进行解析，获得所述实时航线上的地理障碍物参数。
S105.根据地理障碍物参数计算确定实时飞行高度区间。
S106.根据实时航线及实时飞行高度区间进行领航。
可选地，该计算机设备还包括内部总线。处理器、存储器和通讯接口可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry Standard Architecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。
所述存储器可以但不限于包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、闪存(Flash Memory)、先进先出存储器(First InputFirst Output，FIFO)和/或先进后出存储器(First In Last Out，FILO)等。所述处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
实施例4：
本实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行实施例1中基于地理信息的实时领航方法：
S101.获取航线基础数据及实时地理数据。
S102.解析航线基础数据获得目的地地理坐标，解析实时地理数据获得当前飞行器的实时地理坐标。
S103.根据实时地理坐标和目的地地理坐标计算确定实时航线。
S104.根据实时航线调取实时地理数据进行解析，获得所述实时航线上的地理障碍物参数。
S105.根据地理障碍物参数计算确定实时飞行高度区间。
S106.根据实时航线及实时飞行高度区间进行领航。
其中，所述计算机可读存储介质是指存储数据的载体，可以但不限于包括软盘、光盘、硬盘、闪存、优盘和/或记忆棒(Memory Stick)等，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络或者其他可编程系统。
实施例5：
本实施例提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行实施例1中基于地理信息的实时领航方法：
S101.获取航线基础数据及实时地理数据。
S102.解析航线基础数据获得目的地地理坐标，解析实时地理数据获得当前飞行器的实时地理坐标。
S103.根据实时地理坐标和目的地地理坐标计算确定实时航线。
S104.根据实时航线调取实时地理数据进行解析，获得所述实时航线上的地理障碍物参数。
S105.根据地理障碍物参数计算确定实时飞行高度区间。
S106.根据实时航线及实时飞行高度区间进行领航。
其中，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络或者其他可编程系统。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于地理信息的实时领航方法，其特征在于，包括：
获取航线基础数据及实时地理数据；
解析航线基础数据获得目的地地理坐标，解析实时地理数据获得当前飞行器的实时地理坐标；
根据实时地理坐标和目的地地理坐标计算确定实时航线；
根据实时航线调取实时地理数据进行解析，获得所述实时航线上的地理障碍物参数；
根据地理障碍物参数计算确定实时飞行高度区间；
根据实时航线及实时飞行高度区间进行领航。
2.根据权利要求1所述的基于地理信息的实时领航方法，其特征在于，所述根据实时地理坐标和目的地地理坐标计算确定实时航线，包括：
根据实时地理坐标和目的地地理坐标，采用大圆航线算法计算确定大圆航线距离和大圆航线正方位角；
根据大圆航线距离和大圆航线正方位角确定实时航线。
3.根据权利要求2所述的基于地理信息的实时领航方法，其特征在于，所述大圆航线距离的计算公式为：
cosS＝sinB1·sinB2+cosB1·cosB2·cosΔL
其中，S为弧长，表征大圆航线距离，B1表示飞行器的实时地理经度，B2表示目的地的地理经度，ΔL表示飞行器与目的地的实时纬度差。
4.根据权利要求2所述的基于地理信息的实时领航方法，其特征在于，所述大圆航线正方位角的计算公式为：
Figure FDA0003740658910000021
Figure FDA0003740658910000022
其中，A12表征大圆航线正方位角。
5.根据权利要求1所述的基于地理信息的实时领航方法，其特征在于，所述地理障碍物参数包括地理障碍物的地理坐标和海拔高度。
6.根据权利要求5所述的基于地理信息的实时领航方法，其特征在于，所述根据地理障碍物参数计算确定实时飞行高度区间，包括：
根据地理障碍物的地理坐标计算确定飞行器与地理障碍物的实时航线距离；
根据飞行器与地理障碍物的实时航线距离以及地理障碍物的海拔高度，确定飞行器的实时飞行高度区间。
7.根据权利要求1所述的基于地理信息的实时领航方法，其特征在于，所述方法还包括：
将实时航线及实时飞行高度区间记录在飞行日志中，
将飞行日志存储在数据库中。
8.基于地理信息的实时领航系统，其特征在于，包括获取单元、第一解析单元、第一计算单元、第二解析单元、第二计算单元和领航单元，其中：
获取单元，用于获取航线基础数据及实时地理数据；
第一解析单元，用于解析航线基础数据获得目的地地理坐标，解析实时地理数据获得当前飞行器的实时地理坐标；
第一计算单元，用于根据实时地理坐标和目的地地理坐标计算确定实时航线；
第二解析单元，用于根据实时航线调取实时地理数据进行解析，获得所述实时航线上的地理障碍物参数；
第二计算单元，用于根据地理障碍物参数计算确定实时飞行高度区间；
领航单元，用于根据实时航线及实时飞行高度区间进行领航。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于读取所述存储器中存储的指令，并根据指令执行权利要求1-7任意一项所述的基于地理信息的实时领航方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行权利要求1-7任意一项所述的基于地理信息的实时领航方法。
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