RU2616107C9 - Method for determination aircraft landing trajectory based on registered trajectories data using cosine measures to measure trajectory similarities (versions) - Google Patents

Method for determination aircraft landing trajectory based on registered trajectories data using cosine measures to measure trajectory similarities (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2616107C9
RU2616107C9 RU2015129368A RU2015129368A RU2616107C9 RU 2616107 C9 RU2616107 C9 RU 2616107C9 RU 2015129368 A RU2015129368 A RU 2015129368A RU 2015129368 A RU2015129368 A RU 2015129368A RU 2616107 C9 RU2616107 C9 RU 2616107C9
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
landing
trajectories
aircraft
trajectory
multidimensional
Prior art date
Application number
RU2015129368A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015129368A (en
RU2616107C2 (en
Inventor
Борис Георгиевич Кухаренко
Мария Олеговна Солнцева-Чалей
Original Assignee
Борис Георгиевич Кухаренко
Мария Олеговна Солнцева-Чалей
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Борис Георгиевич Кухаренко, Мария Олеговна Солнцева-Чалей filed Critical Борис Георгиевич Кухаренко
Priority to RU2015129368A priority Critical patent/RU2616107C9/en
Publication of RU2015129368A publication Critical patent/RU2015129368A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2616107C2 publication Critical patent/RU2616107C2/en
Publication of RU2616107C9 publication Critical patent/RU2616107C9/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: determination of effective landing trajectory of an aircraft (AC) comprises recording spatial coordinates of the AC movement per time unit at the appropriate time, calculating multidimensional spatial landing trajectory of AC movement based on the recorded characteristics, determining a cone of multidimensional spatial landing trajectories under cosine measures asymptotically converging with a threshold parameter, determining effective AC landing trajectory in a certain way. In addition to the above steps the minimum allowed landing trajectory in a cone (release) is also calculated in order to determine the minimum allowed AC trajectory under the following conditions: the minimum allowed landing trajectory is most distant from the effective one at the cosine measure and on the landing plane the distance from the end point of the effective AC landing trajectory to the end point of the minimum allowed AC landing trajectory does not exceed the width of the runway.
EFFECT: improving safety and reducing the number of accidents during landing of the aircraft.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области анализа данных, в частности, многомерных траекторий движения воздушных судов, регистрируемых радаром в зоне аэропорта, и может быть использовано для секторизации воздушного пространства, проектирования воздушных коридоров, моделирования и определения оптимальных (нормальных) траекторий захода на посадку воздушных судов, проектирования автоматических (беспилотных) систем захода на посадку (в частности, в условиях сложного географического ландшафта, а также в случае отсутствия глиссады планирования) и при решении задач выявления и предотвращения потенциальных конфликтов.The invention relates to the field of data analysis, in particular, multidimensional trajectories of aircraft detected by radar in the airport area, and can be used to sectorize airspace, design air corridors, simulate and determine the optimal (normal) trajectories of aircraft approach, design automatic (unmanned) approach systems (in particular, in a complex geographical landscape, as well as in the absence of glide path planning) and and solving the problems of identifying and preventing potential conflicts.

В связи с растущей загруженностью аэропортов, для оптимизации работы диспетчерских служб актуальна задача разделения воздушного пространства аэропорта на сектора и проектирование воздушных коридоров для полетов со сходными траекториями. Для этого необходимо учитывать установившееся разделение воздушного пространства по маршрутам и динамику воздушного движения.Due to the growing workload of airports, to optimize the work of dispatching services, the task of dividing the airport's airspace into sectors and designing air corridors for flights with similar trajectories is relevant. For this, it is necessary to take into account the established separation of airspace along routes and the dynamics of air traffic.

Статистические данные Международной Организации Гражданской Авиации (ИКАО) показывают, что заход на посадку и посадка являются наиболее критическими этапами полета воздушного судна. Большинство авиационных происшествий с крупными воздушными судами происходит после выхода воздушного судна на направление взлетно-посадочной полосы (ВПП) и в пределах 19 км от нее. Анализ безопасности полетов гражданской авиации РФ, проведенный Федеральным Агентством Воздушного Транспорта (управление инспекции по безопасности полетов) показывает, что случаи невыдерживания безопасной траектории снижения на конечном этапе захода на посадку, маневрирование на этапе посадки (повышенная скорость, отклонения от глиссады) и выкатывание за пределы ВПП представляют наибольшую угрозу для безопасности полетов, поскольку даже незначительное отклонение от безопасного маршрута может приводить к крушению самолета, особенно, если аэропорт находится в зоне сложного географического ландшафта.Statistics from the International Civil Aviation Organization (ICAO) show that approach and landing are the most critical phases of aircraft flight. Most accidents involving large aircraft occur after the aircraft enters the runway (runway) and within 19 km of it. An analysis of the civil aviation safety of the Russian Federation, conducted by the Federal Air Transport Agency (flight safety inspection department), shows that there are cases of failure to maintain a safe descent path at the final stage of approach, maneuvering at the stage of landing (increased speed, deviations from the glide path) and rolling out Runways pose the greatest threat to flight safety, since even a slight deviation from a safe route can lead to an airplane crash, especially If the airport is located in the area of complex geographical landscape.

В настоящее время активно разрабатываются подходы, методы и системы, упрощающие пилотирование самолетов на конечном этапе посадки. Для этого применяются как системы управления полетами (flight management system), так и приборы автоматического выбора маршрута посадки (см. US 8489261). На заключительном этапе полета экипаж может задать бортовой системе один из вариантов захода на посадку. В этом случае бортовая система автоматически определяет координаты следования выбранной траектории.Currently, approaches, methods and systems are being actively developed that simplify piloting aircraft at the final stage of landing. For this, both flight management systems and automatic landing route selection devices are used (see US 8489261). At the final stage of the flight, the crew can ask the on-board system one of the approach options. In this case, the on-board system automatically determines the coordinates of the selected trajectory.

Анализ траекторий движения самолетов используется в системах управления и безопасности воздушного траффика (airtraffic management). В частности, на основании анализа данных об успешных посадках однотипных самолетов выводятся дальнейшие траектории движения (см. US 9020662) и определяются траектории, наиболее оптимальные в данных метеорологических условиях (см. US 8977484).The analysis of aircraft trajectories is used in air traffic control and safety systems. In particular, based on the analysis of data on successful landings of the same type of aircraft, further trajectories are displayed (see US 9020662) and trajectories that are most optimal in the given meteorological conditions (see US 8977484) are determined.

Задачи анализа, классификации и кластеризации траекторий движения летательных аппаратов (ЛА) становятся все более актуальными для исследований, организации и оптимизации движения в зоне аэропорта. Неотъемлемой частью этих задач является группировка сходных траекторий в кластеры, сопровождаемая измерением расстояния между траекториями. Однако следует отметить, что на практике задачи объединения сходных траекторий решаются либо с помощью непосредственного анализа сходства текущей траектории с траекториям из базы данных, либо на основе кластеризации траекторий с использованием геометрических моделей близости траекторий, использующих, в частности, Евклидово расстояния в качестве меры близости.The tasks of analysis, classification and clustering of aircraft motion paths (LA) are becoming increasingly relevant for research, organization and optimization of movement in the airport area. An integral part of these tasks is the grouping of similar trajectories into clusters, accompanied by measuring the distance between the trajectories. However, it should be noted that in practice the problems of combining similar trajectories are solved either by directly analyzing the similarity of the current trajectory with the trajectories from the database, or by clustering the trajectories using geometric models of the proximity of the trajectories, using, in particular, Euclidean distances as a measure of proximity.

В кластерах, полученных в результате разбиения воздушного пространства на сектора или группировки сходных траекторий, возможно выделение пучков траекторий (например, траекторий, соответствующих посадкам на заданную ВПП), в которых моделируются центральные траектории, называемые далее центроидами. Определение центроидов для пучков многомерных траекторий может выполняться различными способами.In clusters obtained by dividing airspace into sectors or grouping similar trajectories, it is possible to distinguish bundles of trajectories (for example, trajectories corresponding to landings on a given runway), in which central trajectories are simulated, hereinafter referred to as centroids. The determination of centroids for bundles of multidimensional trajectories can be performed in various ways.

В настоящее время для разделения воздушного пространства в зоне аэропорта, для группировки сходных траекторий и определения центроидов для пучков многомерных траекторий применяются, в частности, методы, основанные на диаграммах Вороного (Voronoi diagram [1]) и K-means кластеризации.Currently, for separation of airspace in the airport zone, for grouping similar trajectories and determining centroids for multidimensional bundles, in particular, methods based on Voronoi diagrams [1] and K-means clustering are used.

Первый из упомянутых методов предполагает, что пространство (например, воздушное пространство в зоне аэропорта или пространство векторов, представляющих траектории движения) разбивается на заданное число секторов или ячеек. Если пучки Nk,

Figure 00000001
определяются кластерами Ck,
Figure 00000001
, полученными в результате геометрического разбиения пространства векторов
Figure 00000002
, d>>1 на ячейки «в стиле диаграмм Воронова», то центроиды пучков, полученных таким образом, определяются алгоритмом разбиения на заданное число кластеров (K-means algorithm) [2].The first of these methods assumes that the space (for example, the airspace in the airport area or the space of vectors representing the motion paths) is divided into a given number of sectors or cells. If the sheaves N k ,
Figure 00000001
defined by clusters C k ,
Figure 00000001
obtained as a result of geometric partitioning of the vector space
Figure 00000002
, d >> 1 into cells “in the style of Voronov diagrams”, then the centroids of the beams obtained in this way are determined by the algorithm for splitting into a given number of clusters (K-means algorithm) [2].

Метод кластеризации K-means предполагает, что для многомерных векторов

Figure 00000003
, представляющих многомерные траектории движения (L>>1 - длина траектории), при Евклидовой мере расстояния решается задача идентификации центроидов
Figure 00000004
пучков многомерных траекторий, ассоциируемых с кластерами Ck,
Figure 00000001
. В этом случае для набора центроидов сумма квадратов Евклидовых расстояний до векторов в соответствующих кластерах Ck,
Figure 00000001
является минимальной. Для решения этой задачи в результате итеративного процесса минимизируется целевая функция алгоритма K-means, которая имеет вид:The K-means clustering method assumes that for multidimensional vectors
Figure 00000003
representing multidimensional motion trajectories (L >> 1 is the length of the trajectory), with the Euclidean measure of distance, the problem of identifying centroids is solved
Figure 00000004
bundles of multidimensional trajectories associated with clusters C k ,
Figure 00000001
. In this case, for a set of centroids, the sum of the squares of the Euclidean distances to the vectors in the corresponding clusters C k ,
Figure 00000001
is minimal. To solve this problem as a result of an iterative process, the objective function of the K-means algorithm is minimized, which has the form:

Figure 00000005
Figure 00000005

где «⋅» обозначает скалярное произведение векторов в пространстве состояний R3×L и

Figure 00000006
- набор бинарных индикаторных переменных принадлежности траектории кластеру. Если вектор x[i] назначен кластеру k, то r[i;k]=1, в противном случае r[i;k]=0, что также может быть записано в виде
Figure 00000007
.where "⋅" denotes the scalar product of vectors in the state space R 3 × L and
Figure 00000006
- a set of binary indicator variables of the trajectory belonging to the cluster. If the vector x [i] is assigned to the cluster k, then r [i; k] = 1, otherwise r [i; k] = 0, which can also be written as
Figure 00000007
.

В алгоритме K-means для инициализации центроидов

Figure 00000008
используются векторы
Figure 00000009
. Минимизация J (1) осуществляется последовательными итерациями, состоящими из двух шагов: оценки
Figure 00000010
при фиксированных
Figure 00000011
в замкнутой формеIn the K-means algorithm for initializing centroids
Figure 00000008
vectors are used
Figure 00000009
. Minimization of J (1) is carried out by successive iterations consisting of two steps: estimates
Figure 00000010
at fixed
Figure 00000011
in closed form

Figure 00000012
Figure 00000012

и оценки

Figure 00000013
при фиксированных
Figure 00000014
and assessments
Figure 00000013
at fixed
Figure 00000014

Figure 00000015
Figure 00000015

в замкнутой формеin closed form

Figure 00000016
Figure 00000016

до достижения сходимости.until convergence is achieved.

Применительно к задачам определения центроидов для пучков посадочных траекторий самолетов (т.е. при рассмотрении воздушного пространства зоны аэропорта) ограничения и недостатки указанных методов состоят в том, что:In relation to the problems of determining centroids for bundles of aircraft landing trajectories (i.e., when considering the airspace of an airport zone), the limitations and disadvantages of these methods are that:

выделяемые области пространства состояния R3×d имеют различное число граней, поэтому представление о геометрическом разбиении пространства векторов

Figure 00000017
, d>>1 на ячейки в стиле диаграмм Воронова не отражает характер пучков траекторий (например, пучков посадочных траекторий самолетов);the distinguished regions of the state space R 3 × d have a different number of faces; therefore, the concept of the geometric partition of the vector space
Figure 00000017
, d >> 1 on cells in the style of Voronov diagrams does not reflect the nature of the trajectory bundles (for example, aircraft landing path bundles)

Евклидова мера расстояния между траекториями (в целом) в пространстве состояний R3×d плохо отображает сходство (различие) формы (профилей) траекторий в 3-мерном пространстве. Она велика для разнесенных в пространстве, но сходных траекторий и не разделяет пересекающиеся, но различные по геометрии траектории;The Euclidean measure of the distance between the trajectories (as a whole) in the state space R 3 × d poorly reflects the similarity (difference) of the shape (profiles) of the trajectories in 3-dimensional space. It is great for spatially spaced but similar trajectories and does not separate intersecting but different in geometry trajectories;

на практике, в R3 пучки траекторий пересекаются. При использовании Евклидовой меры расстояния особенности пространственной геометрии (например, возможные пересечения в пространстве, кривизна и кручение) многомерных траекторий не учитываются. К тому же, непосредственная реализация алгоритма K-means относительно медленная, поскольку на каждом шаге определения r[i;k],

Figure 00000018
(2) вычисляется Евклидово расстояние между каждым вектором μ[k],
Figure 00000019
и каждым вектором x[i],
Figure 00000020
.in practice, in R 3 the bundles of trajectories intersect. When using the Euclidean measure of distance, the features of spatial geometry (for example, possible intersections in space, curvature and torsion) of multidimensional trajectories are not taken into account. In addition, the direct implementation of the K-means algorithm is relatively slow, since at each step of determining r [i; k],
Figure 00000018
(2) the Euclidean distance between each vector μ [k] is calculated,
Figure 00000019
and each vector x [i],
Figure 00000020
.

В целом, использование Евклидовой метрики в качестве меры близости между многомерными пространственными траекториями движения является общим существенным недостатком упомянутых выше и других известных подходов к анализу многомерных траекторий движения.In general, the use of the Euclidean metric as a measure of proximity between multidimensional spatial motion trajectories is a common significant drawback of the above-mentioned and other well-known approaches to the analysis of multidimensional motion trajectories.

Таким образом, задача, решаемая при создании настоящего изобретения, направлена на дальнейшее совершенствование методов разделения воздушного пространства в зоне аэропорта на сектора с учетом установившихся потоков движения, систем автоматического (беспилотного) захода на посадку и проектирования воздушных коридоров для полетов со сходными посадочными траекториями, в частности, в повышении точности вывода (нацеливания) самолета на посадку, при этом технический результат, достигаемый при решении такой задачи, состоит в повышении безопасности полетов и снижении количества внештатных (аварийных) ситуаций применительно к случаям захода на посадку и посадки самолета.Thus, the problem to be solved when creating the present invention is aimed at further improving the methods of dividing airspace in the airport zone into sectors, taking into account established traffic flows, automatic (unmanned) approach systems and designing air corridors for flights with similar landing paths, in in particular, to increase the accuracy of the aircraft’s landing (aiming) for landing, while the technical result achieved by solving such a problem consists in increasing the safety bout their dangers flights and reducing the number of freelance (emergency) situations with regard to the cases of the approach and landing.

Поставленный результат в первом из заявленных вариантов достигается предлагаемым способом определения оптимальных посадочных траекторий летательного аппарата (ЛА) для асимптотически сходящихся с параметром порога пучков многомерных пространственных посадочных траекторий с использованием меры косинуса, включающем сбор и регистрацию данных о характеристиках движения ЛА в единицу времени, вычисление на основании зарегистрированных характеристик многомерных пространственных посадочных траекторий движения ЛА, определение, по меньшей мере, одного, асимптотически сходящегося с параметром порога, пучка многомерных пространственных посадочных траекторий по мере косинуса, содержащего, по меньшей мере, две многомерные пространственные посадочные траектории и определение оптимальной, при котором оптимальной траекторией (центроидом) является траектория, сумма квадратов расстояний от которой до всех траекторий пучка, вычисленных по мере косинуса, минимальна, а параметр порога при асимптотическом схождении пучка не превышает ширины взлетно-посадочной полосы (ВПП).The stated result in the first of the declared variants is achieved by the proposed method for determining the optimal landing paths of an aircraft (LA) for multidimensional spatial landing paths asymptotically converging with the threshold parameter using a cosine measure that includes collecting and recording data on the characteristics of the aircraft’s motion per unit time, calculating on based on the recorded characteristics of multidimensional spatial landing trajectories of the aircraft, determination, at least measure of one beam of multidimensional spatial landing trajectories asymptotically converging with the threshold parameter with respect to cosine, containing at least two multidimensional spatial landing trajectories and determining the optimal one for which the optimal trajectory (centroid) is the trajectory, the sum of the squares of the distances from which to all the beam paths calculated by the cosine measure, it is minimal, and the threshold parameter for asymptotic beam convergence does not exceed the width of the runway.

Поставленный результат во втором из заявленных вариантов достигается предлагаемым способом определения минимально допустимых посадочных траекторий летательного аппарата (ЛА) для асимптотически сходящихся с параметром порога пучков многомерных пространственных посадочных траекторий с использованием меры косинуса, включающем сбор и регистрацию данных о характеристиках движения ЛА в единицу времени, вычисление на основании зарегистрированных характеристик многомерных пространственных посадочных траекторий движения ЛА, и определение, по меньшей мере, одного асимптотически сходящегося с параметром порога пучка многомерных пространственных посадочных траекторий по мере косинуса, при этом одна из траекторий в пучке является оптимальной (центроидом), при котором минимально допустимой (выбросом) является траектория в пучке, наиболее удаленная по мере косинуса от оптимальной, а разброс конечной точки такой потенциально опасной траектории относительно конечной точки оптимальной не превышает параметра порога, равного ширине взлетно-посадочной полосы.The stated result in the second of the declared variants is achieved by the proposed method for determining the minimum permissible landing trajectories of an aircraft (LA) for multidimensional spatial landing trajectories asymptotically converging with the threshold parameter using a cosine measure, including collecting and recording data on the characteristics of the aircraft’s motion per unit time, calculating based on the recorded characteristics of multidimensional spatial landing trajectories of the aircraft, and determine at least one bundle of multidimensional spatial landing trajectories asymptotically converging with the threshold parameter with respect to cosine, while one of the trajectories in the beam is optimal (centroid), in which the minimum path (ejection) is the path in the beam that is farthest as cosine from the optimal one, and the spread of the endpoint of such a potentially dangerous trajectory relative to the optimal endpoint does not exceed the threshold parameter equal to the width of the runway.

Изобретение иллюстрируется примером практического определения центроидов пучков траекторий посадки самолетов на полосы аэродрома (фиг. 1), а также блок-схемой, отображающей этапы выполнения вариантов способа (фиг. 2).The invention is illustrated by an example of the practical determination of centroids of bundles of trajectories of aircraft landing on the aerodrome strip (Fig. 1), as well as a flowchart showing the stages of the execution of variants of the method (Fig. 2).

Возможность достижения заявленного результата обусловлена использованием меры косинуса как экспериментальной меры сходства многомерных пространственных посадочных траекторий движения ЛА (например, самолетов) для оценки асимптотически сходящихся пучков многомерных траекторий движения, их центроидов и выбросов (значение терминов будет пояснено ниже). Выбросами можно считать траектории пучка многомерных траекторий, наиболее удаленные от соответствующих центроидов по мере косинуса при решении условной задачи оптимизации оценки центроидов асимптотически сходящихся пучков многомерных посадочных траекторий. Другими словами, мера косинуса используется для оценки близости возможно пересекающихся пространственных траекторий движения в потенциально пересекающихся пучках многомерных траекторий.The possibility of achieving the claimed result is due to the use of the cosine measure as an experimental measure of the similarity of multidimensional spatial landing trajectories of aircraft (for example, aircraft) to evaluate asymptotically converging bundles of multidimensional trajectories of motion, their centroids and emissions (the meaning of the terms will be explained below). Outliers can be considered the trajectories of the beam of multidimensional trajectories that are farthest from the corresponding centroids with the cosine when solving the conditional problem of optimizing the estimation of centroids of asymptotically converging bundles of multidimensional landing trajectories. In other words, the cosine measure is used to estimate the proximity of possibly intersecting spatial motion trajectories in potentially intersecting beams of multidimensional trajectories.

В отличие от Евклидовой меры расстояния, мера косинуса, применяемая в качестве экспериментальной меры сходства многомерных пространственных траекторий (например, посадочных траекторий ЛА), учитывает особенности пространственной геометрии многомерных траекторий (их потенциальные пространственные пересечения, кривизну и кручение) и позволяет разделять пересекающиеся, но различные по геометрии многомерные траектории движения.Unlike the Euclidean distance measure, the cosine measure used as an experimental measure of the similarity of multidimensional spatial trajectories (for example, landing trajectories of an aircraft) takes into account the spatial geometry of multidimensional trajectories (their potential spatial intersections, curvature and torsion) and allows you to separate overlapping but different in geometry, multidimensional trajectories of motion.

Раскрывая возможность реализации заявленного назначения и практической осуществимости решения, в настоящем описании устанавливается, что многомерные посадочные траектории движения ЛА, представляемые многомерными векторами, вычисляются на основании регистрируемых в соответствующие моменты времени метаданных, содержащих, в частности, пространственные координаты ЛА (например, координаты положения центра масс) и скорость движения ЛА. Последовательность мета-данных, регистрируемых радаром в зоне аэропорта, определяет многомерные траектории движения ЛА (которые далее кратко называются многомерными траекториями). Многомерность определяется длинной траектории и числом используемых параметров мета-данных (например, пространственные координаты ЛА, скорость в соответствующие моменты времени и др.).Revealing the possibility of realizing the claimed purpose and practical feasibility of the solution, it is established in the present description that multidimensional landing trajectories of the aircraft, represented by multidimensional vectors, are calculated on the basis of metadata recorded at the corresponding time points, including, in particular, the spatial coordinates of the aircraft (for example, the coordinates of the center position mass) and the speed of the aircraft. The sequence of meta-data recorded by the radar in the airport area determines the multidimensional trajectories of the aircraft (which are hereinafter briefly referred to as multidimensional trajectories). Multidimensionality is determined by the long trajectory and the number of meta-data parameters used (for example, the spatial coordinates of the aircraft, speed at the corresponding time instants, etc.).

Траектории движения ЛА, в частности, в зоне аэропорта, подразделяются на траектории взлета и посадки, которые в свою очередь образуют пучки многомерных траекторий. Многомерные траектории посадки на полосы аэродрома образуют пучки многомерных посадочных траекторий. При этом траектории в пучках могут пересекаться в пространстве. Пучок многомерных траекторий движения считается сходящимся, если многомерные траектории в пучке имеют общую цель и близки по конечным координатам (например, на плоскости посадки). В частности, наборы трехмерных пространственных траекторий самолетов при заходе на заданные взлетно-посадочные полосы являются примером сходящихся пучков многомерных траекторий. Схождение пучка многомерных траекторий определяется параметром порога, который не превышает ширины взлетно-посадочной полосы.The flight paths of the aircraft, in particular, in the airport area, are divided into take-off and landing paths, which in turn form bundles of multidimensional paths. Multidimensional landing paths on the aerodrome stripes form bundles of multidimensional landing paths. In this case, the trajectories in the beams can intersect in space. A beam of multidimensional motion trajectories is considered convergent if multidimensional trajectories in the beam have a common target and are close in finite coordinates (for example, on the landing plane). In particular, sets of three-dimensional spatial trajectories of airplanes when approaching a given runway are an example of converging beams of multidimensional trajectories. The convergence of the beam of multidimensional trajectories is determined by the threshold parameter, which does not exceed the width of the runway.

Под центроидом или оптимальной (нормальной, опорной) траекторией следует понимать возможную траекторию движения ЛА, связанную с асимптотическим поведением траекторий сходящегося пучка многомерных траекторий движения при заданном значении параметра порога.By centroid or optimal (normal, support) trajectory, one should understand the possible trajectory of the aircraft, associated with the asymptotic behavior of the trajectories of a converging beam of multidimensional trajectories of motion for a given value of the threshold parameter.

Под выбросами следует понимать траектории асимптотически сходящихся пучков многомерных траекторий, наиболее удаленные от соответствующих центроидов по мере косинуса. В контексте решения задач обеспечения безопасности можно говорить, что выделяемая таким образом траектория асимптотически сходящегося пучка многомерных траекторий является граничной (минимально допустимой), т.е. потенциально опасной траекторией.Outliers should be understood as the trajectories of asymptotically converging beams of multidimensional trajectories that are farthest from the corresponding centroids as the cosine. In the context of solving security problems, we can say that the trajectory of an asymptotically converging bundle of multidimensional trajectories distinguished in this way is boundary (minimally admissible), i.e. potentially dangerous trajectory.

Пучок многомерных траекторий считается асимптотически сходящимся с параметром порога, если для векторов

Figure 00000021
, представляющих пучок многомерных траекторий Nk,
Figure 00000022
(K0 - эмпирический параметр), выполняется условие асимптотического схождения пучкаA beam of multidimensional trajectories is considered asymptotically converging with the threshold parameter if, for vectors
Figure 00000021
representing a bundle of multidimensional trajectories N k ,
Figure 00000022
(K 0 is an empirical parameter), the condition of asymptotic beam convergence

Figure 00000023
Figure 00000023

где (∀i ∈ Nk, x[Li;i] - координаты точек траекторий, которые почти совпадают, т.е. параметры Li, i∈Nk подлежат определению,

Figure 00000024
- евклидова мера расстояния в трехмерном пространстве R3, ε - порог, не превосходит ширины взлетно-посадочной полосы в случае настоящего изобретения.where (∀i ∈ N k , x [L i ; i] are the coordinates of the points of the trajectories that almost coincide, that is, the parameters L i , i∈N k are to be determined,
Figure 00000024
- the Euclidean measure of distance in the three-dimensional space R 3 , ε is the threshold, does not exceed the width of the runway in the case of the present invention.

Траектории в асимптотически сходящихся пучках имеют типичную форму (профиль) и характерную геометрическую асимптоту в области сходимости траекторий (4) [3].The trajectories in asymptotically converging beams have a typical shape (profile) and a characteristic geometric asymptote in the region of convergence of the trajectories (4) [3].

Геометрической асимптотой сходящегося пучка многомерных посадочных траекторий самолетов является линия в R3 (трехмерное пространство координат), удовлетворяющая условию (4).The geometric asymptote of a converging beam of multidimensional landing trajectories of aircraft is a line in R 3 (three-dimensional coordinate space) that satisfies condition (4).

Траектории в асимптотически сходящихся пучках имеют касательную в окрестности конечных точек ∀i ∈ Nk, x[Li;i] всех траекторий пучка с порогом ε (4)) [3].The trajectories in asymptotically convergent sheaves have a tangent in the neighborhood of the endpoints ∀i ∈ N k , x [L i ; i] of all the trajectories of the pencil with threshold ε (4)) [3].

Центроиды

Figure 00000025
асимптотически сходящихся пучков также удовлетворяют условию типа (4) в видеCentroids
Figure 00000025
asymptotically converging bundles also satisfy a condition of type (4) in the form

Figure 00000026
Figure 00000026

где параметры Li, i∈Nk и Lk,

Figure 00000027
подлежат определению.where the parameters L i , i∈N k and L k ,
Figure 00000027
to be determined.

Следует отметить, что в настоящее время при определении центроидов для сходящихся пучков многомерных траекторий существует жесткая взаимозависимость между определением центроидов и соответствующих им асимптотически сходящихся пучков многомерных траекторий. Как было упомянуто выше, известны двухшаговые методы независимого определения сходящихся пучков и последующего определения центроидов для уже определенных пучков многомерных траекторий движения. Например, определение центроидов и пучков многомерных траекторий с помощью алгоритма K-means. Однако этот метод обладает существенным недостатком: определение центроидов для асимптотически сходящихся пучков многомерных траекторий оказывается неустойчивым к случайным отклонениям (outliers). Также недостатки этого метода связаны с возможной неудачной инициализацией, в результате которой алгоритм может сходится не к глобальному, а к локальному минимуму, и с относительно медленной реализацией алгоритма K-средних, связанной с вычислением Евклидова расстояние между каждым вектором μ[k],

Figure 00000028
и каждым вектором x[i],
Figure 00000029
.It should be noted that at present, when determining centroids for converging bundles of multidimensional trajectories, there is a strict interdependence between the definition of centroids and the corresponding asymptotically converging bundles of multidimensional trajectories. As mentioned above, two-step methods for the independent determination of convergent beams and the subsequent determination of centroids for already defined beams of multidimensional motion trajectories are known. For example, the determination of centroids and bundles of multidimensional trajectories using the K-means algorithm. However, this method has a significant drawback: the determination of centroids for asymptotically converging bundles of multidimensional trajectories turns out to be unstable to random outliers. Also, the disadvantages of this method are related to a possible unsuccessful initialization, as a result of which the algorithm can converge not to a global but to a local minimum, and to the relatively slow implementation of the K-means algorithm associated with the calculation of the Euclidean distance between each vector μ [k],
Figure 00000028
and each vector x [i],
Figure 00000029
.

Необходимо отметить, что для точного определения центроидов и пучков многомерных посадочных траекторий, при решении задачи определения кластеров, представляющих пучки траекторий, минимизация целевой функции (1) должна производиться с учетов условия (5) в видеIt should be noted that for the exact determination of centroids and bundles of multidimensional landing trajectories, when solving the problem of determining clusters representing bundles of trajectories, the minimization of the objective function (1) should be carried out taking into account conditions (5) in the form

Figure 00000030
Figure 00000030

где

Figure 00000031
- евклидова мера расстояния в трехмерном пространстве R3.Where
Figure 00000031
- Euclidean measure of distance in three-dimensional space R 3 .

Существуют способы адаптации условной задачи оптимизации (1), (6) к анализу пучков пространственных траекторий. Возможно использование для центроидов

Figure 00000032
модели полиномиальной регрессии [4-5] или представление векторов
Figure 00000033
, L>>1 в пространствах абстрактных характеристик
Figure 00000034
с евклидовой мерой расстояния [6-8]. При этом, вектора, представляющие пучки многомерных траекторий, которые геометрически неразделимы в исходном пространстве состояний R3×L, в пространствах абстрактных характеристик становятся разделимыми, поэтому в этих пространствах используется евклидова мера расстояния [9-10]. При отображении в исходное пространство состояний эта метрика становится неевклидовой.There are ways to adapt the conditional optimization problem (1), (6) to the analysis of bundles of spatial trajectories. Possible use for centroids
Figure 00000032
polynomial regression models [4-5] or representation of vectors
Figure 00000033
, L >> 1 in spaces of abstract characteristics
Figure 00000034
with the Euclidean measure of distance [6-8]. At the same time, vectors representing bundles of multidimensional trajectories that are geometrically inseparable in the original state space R 3 × L in spaces of abstract characteristics become separable, therefore, the Euclidean distance measure is used in these spaces [9-10]. When mapped to the original state space, this metric becomes non-Euclidean.

Примером неевклидовой меры расстояния для векторов траекторий в пространстве состояний, является, например, мера косинуса:An example of a non-Euclidean measure of distance for trajectory vectors in a state space is, for example, the cosine measure:

Figure 00000035
Figure 00000035

Указанная мера наиболее адекватно отражает близость векторов

Figure 00000036
, L>>1 в пространстве состояний, представляющих пучки траекторий определенного профиля [11]. Поэтому, можно модифицировать задачу оптимизации (1), (6), заменив в (1) скалярное произведение на общую меру расстояния.The indicated measure most adequately reflects the proximity of vectors
Figure 00000036
, L >> 1 in the space of states representing bundles of trajectories of a certain profile [11]. Therefore, it is possible to modify the optimization problem (1), (6) by replacing the scalar product in (1) with a common measure of distance.

Таким образом, целевая функция обобщается введением общей меры расстояния ρ(x,x') между двумя векторами x, x'∈R3×L и минимизацией целевой функцииThus, the objective function is generalized by introducing a general measure of the distance ρ (x, x ') between two vectors x, x'∈R 3 × L and minimizing the objective function

Figure 00000037
Figure 00000037

(K-medoids algorithm) [12].(K-medoids algorithm) [12].

При заданных центроидах

Figure 00000038
шаг оценки
Figure 00000039
включает назначение каждого вектора x[i],
Figure 00000040
кластеру Ck,
Figure 00000041
, для которого расстояние ρ(x[i],μ[k]) с соответствующим центроидом минимальноWith given centroids
Figure 00000038
evaluation step
Figure 00000039
includes the assignment of each vector x [i],
Figure 00000040
cluster C k
Figure 00000041
for which the distance ρ (x [i], μ [k]) with the corresponding centroid is minimal

Figure 00000042
Figure 00000042

с оценкой вычислительной сложности O(K⋅N). Однако шаг оценки

Figure 00000043
является потенциально более сложным.with an estimate of the computational complexity O (K⋅N). However, the assessment step
Figure 00000043
is potentially more complex.

При стандартном ограничении, где каждый центроид является одним из векторов, назначенных соответствующему кластеру, условие (6) выполняется автоматически, что позволяет реализовать алгоритм для любого выбора меры расстояния ρ(x[i],μ[k:]), которая непосредственно вычисляется.Under the standard constraint, where each centroid is one of the vectors assigned to the corresponding cluster, condition (6) is satisfied automatically, which allows us to implement an algorithm for any choice of distance measure ρ (x [i], μ [k:]), which is directly calculated.

Шаг определения

Figure 00000044
включает дискретный поиск по всем Nk векторам, назначенным этому кластеру Ck,
Figure 00000045
, и требует O(Nk 2) оценок меры расстояния ρ(x[i],μ[k]).Definition step
Figure 00000044
includes a discrete search on all N k vectors assigned to this cluster C k ,
Figure 00000045
, and requires O (N k 2 ) estimates of the measure of the distance ρ (x [i], μ [k]).

Отметим, что взаимосвязь центроидов и кластеров

Figure 00000046
навязана логикой алгоритма K-средних и его обобщениями и, в принципе, центроиды
Figure 00000047
и кластеры Ck,
Figure 00000048
, представляющие пучки траекторий Nk,
Figure 00000049
, могут определяться независимо.Note that the relationship of centroids and clusters
Figure 00000046
imposed by the logic of the K-means algorithm and its generalizations and, in principle, centroids
Figure 00000047
and clusters C k ,
Figure 00000048
representing bundles of trajectories N k ,
Figure 00000049
, can be determined independently.

В качестве независимых методов оценки центроидов

Figure 00000050
используются скрытые компоненты линейных и нелинейных динамических моделей (см. [13-14]), и скрытые последовательности Марковских моделей (см. [15-16]) при условии (6), затем пучки траекторий определяются по схеме
Figure 00000051
на основе однократного применения формулы (9) с мерой косинуса (7).As independent methods for evaluating centroids
Figure 00000050
hidden components of linear and nonlinear dynamic models are used (see [13-14]), and hidden sequences of Markov models (see [15-16]) under condition (6), then the bundles of trajectories are determined according to the scheme
Figure 00000051
based on a single application of formula (9) with the cosine measure (7).

Оптимизация целевой функции алгоритма K-means с условием асимптотического схождения пучка позволяет определить центроиды для пучков пространственных траекторий. Для оценки пучков траекторий могут использоваться геометрические методы триангуляции, например [17, 18], затем центроиды

Figure 00000052
определяются по схеме
Figure 00000053
на основе однократного применения формулыOptimization of the objective function of the K-means algorithm with the condition of asymptotic convergence of the beam allows us to determine centroids for bundles of spatial trajectories. To estimate the bundles of trajectories, geometric triangulation methods can be used, for example [17, 18], then centroids
Figure 00000052
determined by the scheme
Figure 00000053
based on a single use of the formula

Figure 00000054
Figure 00000054

при условии (6) с использованием квадрата меры косинуса (7).under condition (6) using the squared measure of cosine (7).

Оценка (10) эффективна при представлении векторов

Figure 00000055
и
Figure 00000056
в исходном пространстве состояний.Estimate (10) is effective in representing vectors
Figure 00000055
and
Figure 00000056
in the original state space.

В качестве примера, с использованием заявленного способа определены центроиды пучков траекторий посадки самолетов на полосы аэродрома, представленные на фигуре. Показаны пучки многомерных посадочных траекторий самолетов, полученные с использованием меры косинусов в качестве меры близости траекторий на основании анализа данных (выборки) траекторий самолетов, идущих на посадку в международном аэропорту г. Сан-Франциско (США). Начало координат совпадает с положением радара, интервал времени между точками регистрации составляет порядка 5 с. Для целей исключения случайных маневров воздушных судов перед заходом на посадку, рассматривались траектории длинной 160 точек. Для выделенных пучков (голубой, зеленый и синий цвета), их центроиды показаны толстыми красными линиями. Видно, что траектории в пучках существенно пересекаются и закручены.As an example, using the claimed method, the centroids of the bundles of trajectories of aircraft landing on the aerodrome strip shown in the figure are determined. The bundles of multidimensional aircraft landing trajectories are shown, obtained using the cosine measure as a measure of the proximity of the trajectories based on the analysis of data (sampling) of the trajectories of aircraft going for landing at the international airport of San Francisco (USA). The origin coincides with the position of the radar, the time interval between the registration points is about 5 s. In order to exclude accidental aircraft maneuvers before landing, trajectories with a length of 160 points were considered. For selected beams (cyan, green, and blue), their centroids are shown by thick red lines. It can be seen that the trajectories in the beams substantially intersect and twist.

Таким образом, использование меры косинуса в качестве меры близости между многомерными пространственными траекториями (например, посадочных траекторий ЛА) позволяет разделять пересекающиеся, но различные по геометрии многомерные траектории движения и обеспечивает точное определение центроидов для асимптотически сходящихся (потенциально пересекающихся) пучков многомерных траекторий при решении условной задачи оптимизации, при которой среднеквадратичное отклонение центроида от всех траекторий в пучке минимально по мере косинуса.Thus, the use of the cosine measure as a proximity measure between multidimensional spatial trajectories (for example, aircraft landing trajectories) allows us to separate intersecting, but different in geometry, multidimensional motion trajectories and provides an accurate determination of centroids for asymptotically converging (potentially intersecting) bundles of multidimensional trajectories when solving conditional optimization problem, in which the standard deviation of the centroid from all trajectories in the beam is minimal as the cosine.

Помимо этого, благодаря использованию меры косинуса в качестве меры близости между многомерными траекториями в пучке возможно определение, так называемых выбросов, т.е. траекторий пучка, наиболее удаленных от центроида по мере косинуса.In addition, by using the cosine measure as a measure of proximity between multidimensional trajectories in the beam, it is possible to determine the so-called outliers, i.e. beam paths farthest from the centroid as the cosine.

ЛитератураLiterature

1. de Berg M., Cheong О., van Kreveld M., Overmars M. Computational Geometry. Algorithms and Applications. Third Edition. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag. 2008.1. de Berg M., Cheong O., van Kreveld M., Overmars M. Computational Geometry. Algorithms and Applications. Third Edition. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag. 2008.

2. MacQueen J. Some methods for classification and analysis of multivariate observations / LeCam L.M., Neyman J., eds. Proceedings of the Fifth Berkeley Symposium on Mathematical Statistics and Probability. University of California Press. 1967. V. 1. P. 281-297.2. MacQueen J. Some methods for classification and analysis of multivariate observations / LeCam L. M., Neyman J., eds. Proceedings of the Fifth Berkeley Symposium on Mathematical Statistics and Probability. University of California Press. 1967. V. 1. P. 281-297.

3. Погорелов А.И. Дифференциальная геометрия. 6-е изд. М.: Наука. 1974.3. Pogorelov A.I. Differential geometry 6th ed. M .: Science. 1974.

4. Gaffney S., Smyth P. Joint probabilistic curve clustering and alignment / Saul L., Weiss Y., Bottou L., eds. Proceedings of Neural Information Processing Systems (NIPS 2004). December 13-18, 2004, Vancouver, British Columbia, Canada. Advances in Neural Information Processing Systems. V. 17. Cambridge, MA: MIT Press. 2005. P. 473-480.4. Gaffney S., Smyth P. Joint probabilistic curve clustering and alignment / Saul L., Weiss Y., Bottou L., eds. Proceedings of Neural Information Processing Systems (NIPS 2004). December 13-18, 2004, Vancouver, British Columbia, Canada. Advances in Neural Information Processing Systems. V. 17. Cambridge, MA: MIT Press. 2005.P. 473-480.

5. Кухаренко Б.Г., Солнцева-Чалей M.O. Кластеризация управляемых объектов на основе сходства их многомерных траекторий // Информационные технологии. 2014. №5. С. 3-7.5. Kukharenko B.G., Solntseva-Chaley M.O. Clustering of managed objects based on the similarity of their multidimensional trajectories // Information Technologies. 2014. No5. S. 3-7.

6. Anjum N., Cavallaro A. Trajectory clustering for scene context learning and outlier detection / Schonfeld D., Shan C, Tao D., Wang L., eds. Video Search and Mining. Berlin. Studies in Computational Intelligence. V. 287. Heidelberg: Springer. 2010. P. 33-51.6. Anjum N., Cavallaro A. Trajectory clustering for scene context learning and outlier detection / Schonfeld D., Shan C, Tao D., Wang L., eds. Video Search and Mining. Berlin Studies in Computational Intelligence. V. 287. Heidelberg: Springer. 2010.P. 33-51.

7. Кухаренко Б.Г., Солнцева M.O. Покомпонентный дискриминантный анализ результатов кластеризации многомерных траекторий. Информационные технологии. 2014. №11. С. 3-7.7. Kukharenko B.G., Solntseva M.O. An exploded discriminant analysis of the results of clustering of multidimensional trajectories. Information Technology. 2014. No. 11. S. 3-7.

8. Кухаренко Б.Г., Солнцева М.О. Итеративная кластеризация траекторий управляемых объектов в многомерном пространстве характеристик. Информационные технологии. 2014. №8. С. 11-16.8. Kukharenko B.G., Solntseva M.O. Iterative clustering of trajectories of controlled objects in a multidimensional space of characteristics. Information Technology. 2014. No8. S. 11-16.

9. Chen G., Lerman G. Spectral curvature clustering (SCC) // International Journal on Computer Vision. 2009. V. 81, No. 3. P. 317-330.9. Chen G., Lerman G. Spectral curvature clustering (SCC) // International Journal on Computer Vision. 2009. V. 81, No. 3. P. 317-330.

10. Кухаренко Б.Г., Солнцева-Чалей M.O. Спектральный метод с использованием полярной кривизны для анализа результатов кластеризации многомерных траекторий. Информационные технологии. 2015. Т. 21. №11.10. Kukharenko B.G., Solntseva-Chaley M.O. A spectral method using polar curvature to analyze the results of clustering of multidimensional trajectories. Information Technology. 2015. V. 21. No. 11.

11. Listgarten J., Neal R.M., Roweis S.T., Emili A. Multiple alignment of continuous time series / Saul L.K., Weiss Y., Bottou L., eds. Proceedings of Neural Information Processing Systems (NIPS 2004). December 13-18, 2004, Vancouver, British Columbia, Canada. Advances in Neural Information Processing Systems. V. 17. Cambridge, MA: MIT Press. 2005. P. 5-13.11. Listgarten J., Neal R. M., Roweis S.T., Emili A. Multiple alignment of continuous time series / Saul L.K., Weiss Y., Bottou L., eds. Proceedings of Neural Information Processing Systems (NIPS 2004). December 13-18, 2004, Vancouver, British Columbia, Canada. Advances in Neural Information Processing Systems. V. 17. Cambridge, MA: MIT Press. 2005.P. 5-13.

12. Hodgson M.E. Reducing computational requirements of the minimum-distance classifier // Remote Sensing of Environments. 1998. V. 25. P. 117-128.12. Hodgson M.E. Reducing computational requirements of the minimum-distance classifier // Remote Sensing of Environments. 1998. V. 25. P. 117-128.

13. Кухаренко Б.Г., Солнцева-Чалей M.O. Применение моделей непрерывного профиля для анализа результатов кластеризации многомерных траекторий. Информационные технологии. 2015. Т. 21. №8. С. 585-590.13. Kukharenko B.G., Solntseva-Chaley M.O. The use of continuous profile models for analyzing the results of clustering of multidimensional trajectories. Information Technology. 2015. V. 21. No. 8. S. 585-590.

14. Галанин М.П., Щеглов И.А. Разработка и реализация алгоритмов трехмерной триангуляции сложных пространственных областей: прямые методы. Препринт. М.: Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН. 2006.14. Galanin M.P., Scheglov I.A. Development and implementation of algorithms for three-dimensional triangulation of complex spatial domains: direct methods. Preprint M .: Institute of Applied Mathematics. M.V. Keldysh RAS. 2006.

15. Torr P.H.S., Zisserman A. MLESAC: A new robust estimator with application to estimating image geometry // Journal of Computer Vision and Image Understanding. 2000. V. 78, No. 1. P. 138-156.15. Torr P.H.S., Zisserman A. MLESAC: A new robust estimator with application to estimating image geometry // Journal of Computer Vision and Image Understanding. 2000. V. 78, No. 1. P. 138-156.

16. Кухаренко Б.Г. Алгоритмы анализа изображений для определения локальных особенностей и распознавания объектов и панорам. Информационные технологии. 2011. №7. Приложение. С. 1-32.16. Kukharenko B.G. Image analysis algorithms for determining local features and recognition of objects and panoramas. Information Technology. 2011. No7. Application. S. 1-32.

17. Moore A.W. The anchors hierarch: using the triangle inequality to survive high dimensional data / Proceedings of the Twelfth Conference on Uncertainty in Artificial Intelligence. 2000. P. 397-405.17. Moore A.W. The anchors hierarch: using the triangle inequality to survive high dimensional data / Proceedings of the Twelfth Conference on Uncertainty in Artificial Intelligence. 2000.P. 397-405.

18. Dempster A., Laird N.M., Rubin D.B. Maximum likelihood from incomplete data via the EM algorithm // Journal of the Royal Statistical Society B. 1977. V. 39, No 1. P. 1-38.18. Dempster A., Laird N.M., Rubin D.B. Maximum likelihood from incomplete data via the EM algorithm // Journal of the Royal Statistical Society B. 1977. V. 39, No 1. P. 1-38.

Claims (5)

1. Способ определения оптимальной посадочной траектории летательного аппарата (ЛА), при котором регистрируют в соответствующие моменты времени пространственные координаты движения ЛА в единицу времени, вычисляют на основании зарегистрированных характеристик многомерные пространственные посадочные траектории движения ЛА, определяют по меньшей мере один, асимптотически сходящийся с параметром порога, пучок многомерных пространственных посадочных траекторий по мере косинуса, содержащий по меньшей мере две многомерные пространственные посадочные траектории, и определяют оптимальную посадочную траекторию летательного аппарата (центроида) из условия, при котором центроидом является траектория, сумма квадратов расстояний от которой до всех траекторий пучка, вычисленных по мере косинуса, минимальна, а параметр порога при асимптотическом схождении пучка не превышает ширины взлетно-посадочной полосы (ВПП).1. A method for determining the optimal landing path of an aircraft (LA), in which the spatial coordinates of the movement of the aircraft per unit time are recorded at appropriate points in time, multidimensional spatial landing paths of the movement of the aircraft are calculated based on the recorded characteristics, at least one asymptotically converging with the parameter is determined threshold, a bundle of multidimensional spatial landing trajectories with respect to cosine, containing at least two multidimensional spatial landing paths, and determine the optimal landing path of the aircraft (centroid) from the condition that the centroid is the path, the sum of the squares of the distances from which to all the beam paths, calculated with respect to the cosine, is minimal, and the threshold parameter for asymptotic beam convergence does not exceed the width runway (runway). 2. Способ определения минимально допустимой траектории летательного аппарата (ЛА), при котором регистрируют в соответствующие моменты времени пространственные координаты движения ЛА в единицу времени, вычисляют на основании зарегистрированных характеристик многомерные пространственные посадочные траектории движения ЛА, выделяют по меньшей мере один асимптотически сходящийся с параметром порога пучок многомерных пространственных посадочных траекторий по мере косинуса, содержащий по меньшей мере две многомерные пространственные посадочные траектории,2. A method for determining the minimum allowable trajectory of an aircraft (LA), in which the spatial coordinates of the movement of the aircraft per unit time are recorded at appropriate times, the multidimensional spatial landing trajectories of the aircraft are calculated on the basis of the recorded characteristics, and at least one asymptotically converging threshold parameter is extracted a beam of multidimensional spatial landing trajectories with respect to cosine, containing at least two multidimensional spatial n sedimentary path определяют по мере косинуса в выделенном пучке оптимальную посадочную траекторию (центроид) движения ЛА,determine, as the cosine in the selected beam, the optimal landing trajectory (centroid) of the aircraft, определяют минимально допустимую посадочную траекторию в пучке (выброс) из следующих условий: минимально допустимая посадочная траектория наиболее удалена от оптимальной по мере косинуса;determine the minimum permissible landing trajectory in the beam (ejection) from the following conditions: the minimum permissible landing trajectory is the most distant from the optimal one as the cosine; на плоскости посадки расстояние от конечной точки оптимальной посадочной траектории ЛА до конечной точки минимально допустимой посадочной траектории ЛА не превышает параметра порога, равного ширине ВПП.on the landing plane, the distance from the end point of the aircraft’s optimal landing path to the end point of the minimum acceptable aircraft landing path does not exceed the threshold parameter equal to the runway width.
RU2015129368A 2015-07-17 2015-07-17 Method for determination aircraft landing trajectory based on registered trajectories data using cosine measures to measure trajectory similarities (versions) RU2616107C9 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015129368A RU2616107C9 (en) 2015-07-17 2015-07-17 Method for determination aircraft landing trajectory based on registered trajectories data using cosine measures to measure trajectory similarities (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015129368A RU2616107C9 (en) 2015-07-17 2015-07-17 Method for determination aircraft landing trajectory based on registered trajectories data using cosine measures to measure trajectory similarities (versions)

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2015129368A RU2015129368A (en) 2017-01-23
RU2616107C2 RU2616107C2 (en) 2017-04-12
RU2616107C9 true RU2616107C9 (en) 2017-05-17

Family

ID=58450517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015129368A RU2616107C9 (en) 2015-07-17 2015-07-17 Method for determination aircraft landing trajectory based on registered trajectories data using cosine measures to measure trajectory similarities (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2616107C9 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2108613C1 (en) * 1995-05-03 1998-04-10 Багдалов Закир Хадыевич Radionavigation system for controlling flight and landing of flying vehicle "bagis-sm"
US8290696B1 (en) * 2004-07-30 2012-10-16 The United States of America as represented by the Administrator of the National Aeronautics & Space Administration (NASA) Air traffic management evaluation tool
US20140188378A1 (en) * 2011-01-25 2014-07-03 Bruce K. Sawhill Method and apparatus for dynamic aircraft trajectory management
US8977484B1 (en) * 2013-08-22 2015-03-10 The Boeing Company Using aircraft trajectory data to infer aircraft intent
US9020662B2 (en) * 2007-09-21 2015-04-28 The Boeing Company Predicting aircraft trajectory

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2108613C1 (en) * 1995-05-03 1998-04-10 Багдалов Закир Хадыевич Radionavigation system for controlling flight and landing of flying vehicle "bagis-sm"
US8290696B1 (en) * 2004-07-30 2012-10-16 The United States of America as represented by the Administrator of the National Aeronautics & Space Administration (NASA) Air traffic management evaluation tool
US9020662B2 (en) * 2007-09-21 2015-04-28 The Boeing Company Predicting aircraft trajectory
US20140188378A1 (en) * 2011-01-25 2014-07-03 Bruce K. Sawhill Method and apparatus for dynamic aircraft trajectory management
US8977484B1 (en) * 2013-08-22 2015-03-10 The Boeing Company Using aircraft trajectory data to infer aircraft intent

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015129368A (en) 2017-01-23
RU2616107C2 (en) 2017-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9070285B1 (en) Passive camera based cloud detection and avoidance for aircraft systems
RU2616106C2 (en) Method for determining aircraft landing trajectories corresponding to a single runway
Kochenderfer et al. Airspace encounter models for estimating collision risk
Matsuno et al. Stochastic optimal control for aircraft conflict resolution under wind uncertainty
US20130229298A1 (en) Threaded Track Method, System, and Computer Program Product
Liu et al. Intent based trajectory prediction by multiple model prediction and smoothing
Rehm Clustering of flight tracks
Hao et al. Probabilistic multi-aircraft conflict detection approach for trajectory-based operation
Nguyen et al. Airspace collision risk hot-spot identification using clustering models
Lauderdale et al. Automated separation assurance with weather and uncertainty
CN112562419B (en) Off-line multi-target tracking-based weather avoidance zone setting method
Kim et al. Intent-based detection and characterization of aircraft maneuvers in en route airspace
GB2520243A (en) Image processor
RU2616107C9 (en) Method for determination aircraft landing trajectory based on registered trajectories data using cosine measures to measure trajectory similarities (versions)
Wang et al. Airport taxiway conflict detection method based on network topology
CN110163034B (en) Aircraft ground positioning and listing method based on optimal feature extraction
Angermann et al. High precision approaches enabled by an optical-based navigation system
RU2651342C1 (en) Method of sequential determination of certain trajectories of movement of material objects in three-dimensional space
EP4102484A2 (en) Aircraft identification
Alharbi et al. Modeling and characterization of traffic flow patterns and identification of airspace density for UTM application
Ribeiro et al. The Effect of Intent on Conflict Detection and Resolution at High Traffic Densities
US10345106B1 (en) Trajectory analysis with geometric features
Mann et al. Four-dimensional aircraft taxiway conformance monitoring with constrained stochastic linear hybrid systems
Xu et al. Data-Driven Departure Flight Time Prediction Based on Feature Construction and Ensemble Learning
Almathami et al. Controlled Airspace infringements and warning system

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A - IN JOURNAL: 11-2017 FOR TAG: (54)

TH4A Reissue of patent specification
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20190429

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190718