[发明专利]一种航班排序信息的时空转换方法

权利要求书

1.一种航班排序信息的时空转换方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，航班优化排序；采用航班排序技术生成航班在终端区内各关键点及跑道的排序时间及延误建议；

步骤2，航段延误分配；根据航班当前位置和4D轨迹信息预测航班飞行状态，并筛选延误消耗航段，在此基础上结合航空器性能以及排序信息，生成航段延误分配策略，得到航段延误分配结果；

步骤3，参考航迹圈生成；根据航段延误分配结果及运行偏差限制，生成可视化的空间位置参考目标，为管制员按照排序时间引导航空器提供目视参考；

步骤2包括：将航班在终端区内各关键点及跑道的排序延误建议，分配到航班的各个飞行航段进行吸收；根据航班当前位置和4D轨迹信息预测航班飞行状态，并筛选延误消耗航段，在此基础上结合航空器性能以及排序信息，生成航段延误分配策略；包括以下步骤：

步骤2-1，变量定义；

步骤2-2，筛选延误消耗航段；

步骤2-3，根据排序关键点划分航段；

步骤2-4，根据飞行状态划分航段；

步骤2-5，分配航段延误，得到航段延误分配结果；

步骤2-1所述变量定义包括：

SysTime：为系统当前时间；

：表示第i架航班；

：表示航班的飞行轨迹点队列，该队列根据航班飞行计划生成，包含飞行航路中的航路点以及航路点间的插值点信息；

：表示航班 的飞行轨迹点队列 中轨迹点的个数；

：表示航班 的过点队列 中的第j个轨迹点， ；

：表示航空器 在 处的预计过点时间；

：表示航空器 在处的排序过点时间，初始值为；

：表示航空器 在处的相邻两次计算周期内所分配的排序过点时间的差值；

：表示航班在排序关键点处相邻计算周期内分配的排序过点时间的差值上限；

：表示点的排序属性，取值为1表示该点为排序关键点，取值为0表示其它；

：表示航空器在处的预计过点延误；

：表示中从点到点间的航段， 表示该航段的起点， 表示该航段的终点，k表示点 在队列中的编号；

：表示航段内包含的小航段的个数；

：表示航空器 在航段 的飞行距离；

：表示航空器在航段的最低安全飞行速度，该参数根据航空器性能或者空域运行限制获取；

：表示航空器在航段 的最高安全飞行速度，该参数根据航空器性能或者空域运行限制获取；

：表示航空器在航段的飞行状态，取值为1表示平飞，取值为0表示其它；

：表示航空器在航段上需要消耗的延误值；

：表示航空器 在航段 上需要消耗延误的临时变量；

：表示航空器在航段的能够消耗的最大正延误值；

：表示航空器在航段的能够消耗的最大负延误值；

步骤2-5所述分配航段延误方法为，根据航空器在各个航段上的飞行状态、航段长度及航空器性能，将航空器在排序关键点处的排序延误分配到各个航段上；

针对航班 在步骤2-3中划分的每个子航段，依次进行以下步骤：

步骤2-5-1，计算航段总延误：

计算航班在航段上需要消耗的总延误为：

(5)

步骤2-5-2，计算航段延误上限：

根据航空器在航段中的平飞距离、最小平飞速度及最大平飞速度，从性能角度估计航空器在该航段的延误上限；

参照步骤2-4，令航段 中划分的每个小航段为，则航班在每个小航段上能够分配的最大正延误为：

(6)

航班在小航段上能够分配的最大提前量为：

(7)

则航班在航段上能够分配的延误上限为：

(8)

(9)

步骤2-5-3，判断航段延误是否超量：

如果满足下述任一条件则表示航班在航段上延误过量，提示该航班需要通过人工引导进行延误吸收，并返回步骤2-5-1继续处理下一个子航段；否则，表示延误在可接受范围内，并继续后续步骤处理；

航段延误超量条件如下：

条件1：

条件2：

步骤2-5-4，分配航段延误：

根据每个平飞航段的距离及延误吸收能力为其分配延误，方法包括：

令 为本步骤中航班在航段上需要吸收的延误，且；

初始化航段内每个小航段的延误，令其；

步骤2-5-5，分配航路点延误：

根据步骤2-5-4为航班在航段内每个小航段上分配的延误，计算航班在航段内的非排序关键点的排序时间及延误，而对于排序关键点的排序时间及延误则由步骤1生成；

从航段的起点开始，对于该航段内的任意一点， q表示点在队列中的编号，定位其所属小航段，即，则该点所需分配的延误如下：

(13)

则点的排序时间为：

(14) ；

步骤3包括如下步骤：

步骤3-1，变量定义；

步骤3-2，参考航段定位；

步骤3-3，参考位置点生成；

步骤3-4，参考航迹圈生成；

其中，步骤3-1，变量定义包括：

：表示航班在航路点的纬度；

：表示航班在航路点 的经度；

：表示航班经过航路点的速度建议；

：表示航班在排序关键点处实际过点时间与排序过点时间的偏差限制；

：表示航班 在航路点 处的实际过点时间；

R：表示参考航迹圈的半径；

步骤3-2，参考航段定位：

根据步骤2-5-5中计算的航班过点队列中每个点的排序过点时间，重新定位航班当前所处参考航段，且需满足；

步骤3-3，参考位置点生成：

采用差分方法近似求解航空器在系统当前时间的实时参考位置点，方法包括：

令为航班当前的参考位置点，x表示点在队列中的编号，参照步骤3-2令航班当前所处参考航段为，则参考位置点的相关信息计算方法如下：

(15)

(16)

(17)；

步骤3-4包括如下步骤：

当航班在排序关键点处的实际过点时间满足：

即表示该航班按照排序时间正常运行；

在步骤3-3的参考位置点基础上引入参考航迹圈，即以参考位置点为中心点，以为半径的圆形；参考航迹圈的半径计算公式为：

(18)。