[发明专利]一种基于北斗的空中交通碰撞预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空领域的一种空中交通碰撞预警方法，具体是一种使用北斗实现空中交通碰撞预警的方法。

背景技术

伴随着航空应用的迫切需求和国家对航空工业的大力支持，航空市场蓬勃发展。随着航空器的增多，特别是通用航空器的增多，空中交通管制中的空中碰撞预警变得越来越重要，虽然某些飞机配备有TCAS（Traffic Collision Avoidance System，交通防撞系统）系统，TCAS设备通过与周围飞机的TCAS设备进行通信和协调进行碰撞预警，但TCAS系统仍有不足，例如作用距离短、辐射大等，此外载人较少的通用航空器，由于承载的人员较少，通常不强制安装TCAS系统，于是安装有TCAS设备的航空器无法对未安装TCAS的航空器进行碰撞预警。此外TCAS的作用距离有限，通常为几十公里。目前基于ADS-B（Automatic Dependent Surveillance Broadcast广播式自动相关监视）碰撞预警方法也大量使用，航空器通过不断接收其他飞机通过ADS-B发送来的信息来判断与其他飞机的碰撞可能，但是同TCAS一样，需要航空器必须装有ADS-B设备，且ADS-B辐射大。因此，对于通用航空领域的小型飞机，TCAS和ADS-B设备的诸多局限，因此并不适用。

空中交通管制使用的各种雷达也可以用来进行空中交通碰撞的预警，但雷达的作用距离有限，在未部署雷达的区域则无法进行预警。特别是通航飞机，由于其执行任务的特殊性，经常在无雷达监视区域飞行，因此通航飞机在无雷达监管区域内的空中交通碰撞预警问题更为突出。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于一种基于北斗的空中交通碰撞预警方法。本发明实现简单，功耗小，无盲区。该方法不但可以独立进行碰撞预警，而且可以作为TCAS等碰撞预警设备的备份，是其有益补充。

本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于北斗的空中交通碰撞预警方法，包括如下步骤：

步骤一，被监控的航空器和地面监控站使用北斗的授时功能同步时钟；

步骤一中所述的北斗的授时功，是北斗系统具有的功能，利用该功能可以使各种系统的时钟同步。

步骤二，被监控航空器获取自身的状态信息，并使用同步后的时钟以固定间隔向地面监控站发送状态信息。

步骤二中所述的状态信息主要包括航空器身份识别码、速度、位置、高度、发送状态信息时的时间等。

步骤二中所述的获取自身状态信息的方法包括利用北斗定位功能获取的位置，以及从位置估算出的速度、加速度、航向角等信息的方法；也包括利用GPS或航空器自身惯性导航设备以及GPS与惯性导航相结合估算自身状态信息的方法。

步骤三，地面监控站使用北斗系统不断接收航空器发送的状态信息，并根据状态信息进行碰撞初步筛选和碰撞时间预测，并根据预测结果进行告警。

本方法基于北斗系统利用线性外推得方法进行空中交通碰撞预警，即假设航空器以当前速度匀速运动对航空器未来的运行轨迹进行预测。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：克服了在某些缺乏雷达监管的地区无法进行空中碰撞预警的难题；该方法实现简单，功耗小，无盲区。该方法不但可以独立进行碰撞预警，而且可以作为TCAS等碰撞预警设备的备份，是其有益补充。

基于北斗系统的特点，利用北斗系统的授时功能同步时钟，利用北斗系统的定位功能、数据传输功能，以及同步后的时钟，同步发送航空器的位置、速度等状态信息给地面站，地面站利用这些信息通过线性外推的方法估计可能的碰撞，并给出预警。

附图说明

图1为本发明碰撞初步筛选和碰撞时间预测流程图

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

一种基于北斗的空中交通碰撞预警方法，包括如下步骤:

步骤一，被监控的航空器和地面监控站使用北斗的授时功能同步时钟；

北斗系统具有授时功能的功能，只需将地面监控站的时钟和被监管航空器的碰撞预警系统的时钟与北斗系统的时钟进行同步即可。

步骤二，被监控航空器获取自身的状态信息，并使用同步后的时钟以固定间隔向地面监控站发送状态信息。

被监控的航空器获取当前航空器的状态信息，状态信息主要包括航空器身份识别码、速度、位置、高度、发送状态信息时的时间等。