[发明专利]一种基于数学形态学的ADS-B基站监视范围估计方法

权利要求书

1.一种基于数学形态学的ADS-B基站监视范围估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，收集一定时间周期内ADS-B基站接收的航空器下传消息，并进行记录；

步骤2，对记录的消息中的位置数据按照置信度进行分类；

步骤3，将ADS-B基站上空空域按照经度、纬度和高度三维划分成三维网格，并将收集到的航空器位置数据对应到三维网格中，形成用于表明每一个三维网格中置信度的三维数组；

步骤4，对步骤3中形成的三维数组采用数学形态学中的腐蚀和膨胀操作；

步骤5，对步骤4中形成的三维数组采用三维凸包算法，得到步骤1中时间周期内的ADS-B基站监视范围，从而形成每个时间周期的监视数据；

步骤6，在后续的时间周期内ADS-B基站接收到的航空器下传消息重复步骤1-5，并将得到的新的ADS-B基站监视范围和上一个时间周期内得到的ADS-B基站监视范围进行融合，从而得到不断更新的ADS-B基站监视范围。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1包括：

步骤1-1，在一定时间周期内实时收集ADS-B基站接收到的所有航空器下传消息数据，数据格式为欧标CAT021，包含航空器24位地址码、航班号、经度、纬度、高度和时间；

步骤1-2，将收集到的数据按照时间进行排序，并记录在存储介质中。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2包括：

针对每一条收到的数据，结合前后一段时间的数据，判断置信度，将数据划分为：可信数据、部分可信数据和不可信数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤2包括：

将可信数据和部分可信数据分别以多维数组的方式存储。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤3包括：

步骤3-1，将ADS-B基站上空空域按照经度、纬度和高度切分为三维网格，ADS-B地面站上空半径为600公里的圆柱体，经度、纬度划分单位为0.5～2分，高度200米～1000米，并将切分结果以三维数组的方式存储；

步骤3-2，将步骤2中的可信数据多维数组填入步骤3-1所切分好的空域中，形成可信数据三维数组，用于表明可信数据的分布范围；

步骤3-3，将步骤2中的部分可信多维数组的位置信填入步骤3-1所切分好的空域中，形成部分可信数据三维数组，用于表明部分可信数据的分布范围。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤4包括：

步骤4-1，依赖对步骤3-2中得到可信数据三维数组和步骤3-3中得到的部分可信数据三维数组实现腐蚀；

步骤4-2，依赖对步骤4-1中经过腐蚀的两组三维数组实现膨胀，形成新的可信数据三维数组和部分可信数据三维数组。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤5包括：

步骤5-1，针对步骤4-2中所述的新的可信数据三维数组，采取三维凸包生成算法，将所有可信数据的位置点合并成一个凸包，并对其中每个数据点赋予其置信度为1，命名为可信三维数组；

步骤5-2，针对步骤4-2中新的部分可信数据三维数组，采用聚类算法，将其按照空间位置聚类，并在每一类中分别应用三维凸包生成算法，形成由数个凸包所组成的部分可信数据，并赋予其0.5置信度，命名为部分可信三维数组。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤5包括：

将步骤5-1中的可信三维数组和步骤5-2中的部分可信三维数组中的数据采用可信三维数组覆盖部分可信三维数组的方式合并，并存储为一个完整的ADS-B监视数据置信度数组，用于表示该时间周期中空域内每个空间方格的数据置信度。