一种告警检测方法与流程

技术特征：
1.一种告警检测方法，应用于检测通用航空低空管制区域内侵入航空器，所述方法包括：获取航空器的信息源和低空管制区域的地理模型参数；其中，所述航空器的信息源包括航空器初始位置的第一经纬度和飞行参数；其中，所述低空管制区域的地理模型参数包括：所述低空管制区域的多边形的各顶点的经纬度，其中，所述多边形用于表征所述低空管制区域的水平剖面的形状；根据所述航空器的飞行参数和第一预设飞行时长计算所述航空器即将到达的目标位置，并计算所述目标位置的第二经纬度；基于所述航空器的第二经纬度初步确定所述航空器和所述低空管制区域的位置关系；在所述位置关系满足预设条件的情况下，以所述目标位置为端点沿东西向分别制出射线，计算所述射线和所述多边形的各线段的交点个数及交点经度；根据所述交点个数、所述交点经度、所述第二经纬度中的经度和所述航空器的飞行参数确定所述航空器侵入所述低空管制区域，并预测所述航空器侵入所述低空管制区域的飞行时间；根据所述飞行时间和预设条件向所述航空器发送告警信息或预警信息。2.根据权利要求1所述的告警检测方法，其中，所述飞行参数包括：所述航空器的飞行速度和所述航空器的航向角；其中，所述计算所述目标位置的第二经纬度包括：按照如下公式计算：l＝|v|
·
t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)α＝arccos(cos(90
°‑
x
lat
)cosδ sin(90
°‑
x
lat
)sinδcosθ)
ꢀꢀꢀ
(3)(3)其中，t为第一预设飞行时长；|v|为所述航空器的飞行速度；l为所述航空器在第一预设飞行时长内的飞行距离；r为地球半径；x
lon
为所述航空器的第一经度；x
lat
为航空器的第一纬度；y
lon
为航空器的第二经度；y
lat
为航空器的第二纬度；θ为航空器的航向角；δ为第一中间角度；α为第二中间角度；为第三中间角度。3.根据权利要求1所述的告警检测方法，其中，所述飞行参数还包括：所述航空器的飞行高度；其中，所述地理模型参数还包括：所述低空管制区域的高度上限、高度下限；根据所述航空器的飞行高度，所述低空管制区域的高度上限和高度下限，以下式作为所述位置关系需要满足的预设条件：h
min
≤h≤h
max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)lon
min
≤y
lon
≤lon
max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)lat
min
≤y
lat
≤lat
max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
其中，h为所述航空器的飞行高度，y
lon
为所述航空器的第二经度，y
lat
为所述航空器的第二纬度；h
max
为所述低空管制区域的高度上限，h
min
为所述低空管制区域的高度下限；lon
max
为所述多边形各顶点经度最大值；lon
min
为所述多边形各顶点经度最小值；lat
max
为所述多边形各顶点纬度最大值；lat
min
为所述多边形各顶点纬度最小值；若式6，式7和式8均成立，则认定所述位置关系满足所述预设条件，初步确定所述航空器和所述低空管制区域的位置关系。4.根据权利要求1所述的告警检测方法，以所述目标位置为端点沿东西向分别制出射线，计算所述射线和所述多边形的各线段的交点个数，包括：采用下式比较所述航空器的第二经纬度和所述多边形的各线段端点经纬度的关系：a
lat
≤y
lat
≤b
lat
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)在a
lon
≤b
lon
时，a
lon
≤y
lon
≤b
lon
ꢀꢀꢀꢀ
(10)在b
lon
<a
lon
时，b
lon
≤y
lon
≤a
lon
ꢀꢀꢀ
(11)其中，a为线段的第一端点，b为线段的第二端点，第一端点的纬度小于第二端点的纬度，a
lat
为线段第一端点的纬度，a
lon
为线段第一端点的经度；b
lat
为线段第二端点的纬度，b
lon
为线段第二端点的经度；y
lat
为航空器第二经度，y
lon
为航空器的第二纬度；若式9，式10和式11均成立，则认定以目标位置为端点的射线和线段存在交点；在所述存在交点的状态下，d
lat
＝y
lat
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(12)其中，d
lat
为以目标位置为端点的射线和线段交点的纬度；继续确定以目标位置为端点的射线和其他线段是否存在交点。5.根据权利要求1所述的告警检测方法，计算所述射线和所述多边形的各线段的交点经度，包括：计算所述第二端点相对于所述第一端点的方位角；基于所述方位角计算所述交点的经度，采用下式：cos(c)＝cos(90
°‑
b
lat
)
×
cos(90
°‑
a
lat
) sin(90
°‑
b
lat
)
×
sin(90
°‑
b
lat
)
×
cos(b
lon
‑
a
lon
)
ꢀꢀꢀꢀ
(12)在b
lat
‑
a
lat
>0时，>0时，d
lon
＝a
lon
n；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(16)在b
lat
‑
a
lat
＝0，b
lon
‑
a
lon
>0时，ψ＝90
°
此时目标位置为端点的东西向射线与线段ab重合；
在b
lat
‑
a
lat
＝0,b
lon
‑
a
lon
<0时，ψ＝270
°
此时目标位置为端点的东西向射线与线段ab重合；其中，a
lat
为线段第一端点的纬度，a
lon
为线段第一端点的经度；b
lat
为线段第二端点的纬度，b为线段第二端点的经度；d
lon
为以目标位置为端点的射线和线段交点的经度，d
lat
为以目标位置为端点的射线和线段交点的纬度；ψ为点第二端点相对于第一端点的方位角，c为第一中间角，n为第二中间角。6.根据权利要求5所述的告警检测方法，根据所述交点个数、所述交点经度、所述第二经纬度中的经度和所述航空器的飞行参数确定所述航空器侵入所述低空管制区域，包括：在存在1个交点或以目标位置为端点的东西向射线与线段ab重合的状态下，采用下式进行比较：b
lon
≤y
lon
≤a
lon
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(18)若式18成立，则目标位置位于多边形以a和b为端点的边上；存在2个交点的状态下，采用下式进行比较：d
1lon
≤y
lon
≤d
2lon
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(19)若式19成立，则目标位置位于多边形的边内或边上。7.根据权利要求6所述的告警检测方法，根据所述交点个数、所述交点经度、所述第二经纬度中的经度和所述航空器的飞行参数确定所述航空器侵入所述低空管制区域，还包括：将所述航空器的目标位置位于所述多边形内的状态视为侵入低空管制区域。8.根据权利要求7所述的告警检测方法，预测所述航空器侵入所述低空管制区域的飞行时间，包括：设置清零时间，并计算所述航空器由初始位置按照所述的飞行速度和所述航向角飞行第一预设飞行时长后的目标位置是否侵入低空管制区域；如在第一预设飞行时长后所述航空器不侵入所述低空管制区域，则在达到清零时间后，以所述航空器所在的位置重新作为初始位置，并以清零时间为周期循环计算；直至在第n个周期内所述航空器飞行过程中在小于或等于第一预设飞行时长的飞行时间内会侵入所述低空管制区域，将所述飞行时间作为所述第n个周期内的第一预设飞行时长。9.根据权利要求8所述的告警检测方法，根据所述飞行时间和预设条件向所述航空器发送告警信息或预警信息，包括：将所述第n个周期内的第一预设飞行时长分别和第一预设时长与第二预设时长进行比较：若所述第一预设飞行时长小于等于所述第一预设时长，则发出告警信息；若第一预设飞行时长大于所述第一预设时长且小于所述第二预设时长，则发出预警信息。10.根据权利要求1所述的告警检测方法，所述多边形包括：凸多边形或凹多边形；其中，在所述多边形为凹多边形状态下，将凹多边形分解为多个凸多边形。

技术总结
本发明提供了一种告警检测方法，涉及航空低空管制区域检测技术领域，该告警检测方法包括：获取航空器的信息源和低空管制区域的地理模型参数；根据航空器的信息源和第一预设飞行时长计算航空器即将到达的目标位置，并计算目标位置的经纬度；基于目标位置的经纬度初步确定航空器和低空管制区域的位置关系；在位置关系满足预设条件时，以目标位置为端点沿东西向分别制出射线，计算射线和多边形的各线段的交点个数及交点经度；根据交点个数、交点经度、第二经纬度中的经度和航空器的飞行参数确定航空器侵入低空管制区域，并预测侵入低空管制区域的飞行时间；根据飞行时间和预设条件向航空器发送告警信息。器发送告警信息。器发送告警信息。


技术研发人员：张书宇 李纲 赵锋伟 丁前军 李以福 韩记伟
受保护的技术使用者：齐鲁空天信息研究院
技术研发日：2021.07.21
技术公布日：2021/10/8