基于机场数字地图实现对机场地面航空器运行管理的方法

摘要

本发明公开了一种基于机场数字地图实现对机场地面航空器运行管理的方法，包括如下步骤：构建机场地面三维数字地图，并实现所构建的机场地面三维数字地图的尺寸标记；获取当前机场地面的运行情况，为各航空器配置对应的目标进场运行区域/目标出场运行区域，并实现各目标进场运行区域、目标出场运行区域所在位置的参数化；基于当前各航空器所在的位置和姿态参数、对应的目标进场运行区域/目标出场运行区域参数，以符合各航空器独立安全运行要求为约束条件，实现各航空器运行路径的规划等。本发明能有效提升航空器地面运行的安全性和工作效率，同时可以防止跑道侵入和滑行偏离现象的发生，降低管制员和飞行员工作强度。

说明书

技术领域

本发明涉及机场地面航空器运行管理领域，具体涉及一种基于机场数字地图实现对机场地面航空器运行管理的方法。

背景技术

目前，航空器在机场地面的运行主要是飞行员依据塔台管制员发布的语音指令，并参考航空情报部门发布的纸质或PDF格式的机场图，结合目视观测地面滑行标志实现驾驶航空器在机场地面的运行，这种运行方式存在以下缺点：

1)由于在同一管制频率中，管制员依次对管制范围内多架航空器发布指令，多架航空器须在同一频率监听管制员发布给本机的管制指令，容易造成指令发布或接收错误；

2）无法准确确定本机在机场范围的实际位置，情景意识差，容易造成飞行员错误判断自身位置；同时无法结合数字化航行通告准确图形化显示机场关闭区域，容易造成航空器误入关闭区域；

4)飞行员接收到管制员的语音指令后，须查阅纸质机场图，目视地面标志牌，判定滑行路线和方向，效率低，出错率高，严重降低机场地面运行效率，尤其在低能见度运行，容易造成航空器滑错滑行路线，造成跑道侵入等风险；

5)不同的滑行道限制不同，需要管制员和飞行员熟悉掌握，实际运行中，往往由于管制员和飞行员错忘漏导致航空器进入不满足运行要求的区域。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于机场数字地图实现对机场地面航空器运行管理的方法，能有效提升航空器地面运行的安全性和工作效率，同时可以防止跑道侵入和滑行偏离现象的发生，降低管制员和飞行员工作强度。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

基于机场数字地图实现对机场地面航空器运行管理的方法，包括如下步骤：

S1、构建机场地面三维数字地图，并实现所构建的机场地面三维数字地图的尺寸标记；

S2、读取各航空器反馈的实时定位数据和姿态数据，并基于各航空器的型号参数，在所述三维数字地图上标记出个各航空器所在的位置和姿态；

S3、获取当前机场地面的运行情况，为各航空器配置对应的目标进场运行区域/目标出场运行区域，并实现各目标进场运行区域、目标出场运行区域所在位置的参数化；

S4、基于当前各航空器所在的位置和姿态参数、对应的目标进场运行区域/目标出场运行区域参数，以符合各航空器独立安全运行要求为约束条件，实现各航空器运行路径的规划；

S5、以机场地面三维数字地图为模板，实时显示并播报当前各目标监测参数的模式，基于规划所得的各航空器运行路径实现各航空器的运行引导。

作为本方案的进一步地设计，步骤S1中，所有的尺寸均按照实际尺寸标记，用户可以根据不同的需求选择显示部分尺寸/显示全部尺寸/不显示尺寸。

作为本方案的进一步地设计，不同的航空器型号对应不同的航空器外观尺寸参数。

作为本方案的进一步地设计，以运行时间最短为目标，符合各航空器独立安全运行要求为约束条件，为各航空器配置对应的目标进场运行区域/目标出场运行区域。

作为本方案的进一步地设计，实现各目标进场运行区域、目标出场运行区域所在位置的参数化是指获取各目标进场运行区域、目标出场运行区域的中心点坐标、形状参数、尺寸参数、各指示灯所在坐标、滑行道限制参数。

作为本方案的进一步地设计，所述步骤S5中通过在机场地面三维数字地图中插入用于驱动参数变化的，与三维数字地图生成模块中的各元素建立关系后，在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动三维数字地图作出相应的形态改变，并驱动仿真分析算法针对不同的参数进行计算求解的虚拟作动模块和能达到直接获取相应的结果或信息目标的逻辑单元的方式实现当前各目标监测参数的显示。

作为本方案的进一步地设计，所述逻辑单元用于显示仿真分析算法针对不同的参数进行计算求解的结果。

本发明具有以下有益效果：

采用以机场地面三维数字地图为模板，实时显示并播报当前各目标监测参数的模式，基于规划所得的各航空器运行路径实现各航空器的运行引导的方式，能有效提升航空器地面运行的安全性和工作效率，同时可以防止跑道侵入和滑行偏离现象的发生，降低管制员和飞行员工作强度。

实现了各种目标数据的自动计算获取并显示播报，从而便于驾驶员可以准确的获取到自身的位置；基于所构建的机场地面三维数字地图的尺寸标记、各飞行器外观尺寸参数、各目标进场运行区域、目标出场运行区域的中心点坐标、形状参数、尺寸参数、各指示灯所在坐标、滑行道限制参数等的获取，可以大大提高所规划的路径的合理性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例基于机场数字地图实现对机场地面航空器运行管理的方法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

如图1所示，基于机场数字地图实现对机场地面航空器运行管理的方法，包括如下步骤：

S1、构建机场地面三维数字地图，并实现所构建的机场地面三维数字地图的尺寸标记；具体地，基于通过审核的机场地面建设图纸构建机场地面单位数字地图，所有的尺寸均按照实际尺寸标记，用户可以根据不同的需求选择显示部分尺寸/显示全部尺寸/不显示尺寸；尺寸的标记是为了实现后续的目标参数的计算，从而直观的获取到所有的目标参数；

S2、读取各航空器反馈的实时定位数据和姿态数据，并基于各航空器的型号参数，在所述三维数字地图上标记出个各航空器所在的位置和姿态；不同的航空器型号对应不同的航空器外观尺寸参数，通过外观尺寸参数的获取有利于获取到各航空器所在的精确位置和姿态，从而有利于提高后续轨迹规划、以及计算所得的各目标参数的精确性，提高航空器运行的安全性；

S3、获取当前机场地面的运行情况，为各航空器配置对应的目标进场运行区域/目标出场运行区域，并实现各目标进场运行区域、目标出场运行区域所在位置的参数化；具体地，以运行时间最短为目标，符合各航空器独立安全运行要求为约束条件，为各航空器配置对应的目标进场运行区域/目标出场运行区域，实现各目标进场运行区域、目标出场运行区域所在位置的参数化是指获取各目标进场运行区域、目标出场运行区域的中心点坐标、形状参数、尺寸参数、各指示灯所在坐标、滑行道限制参数；

S4、基于当前各航空器所在的位置和姿态参数、对应的目标进场运行区域/目标出场运行区域参数，以符合各航空器独立安全运行要求为约束条件，实现各航空器运行路径的规划；

S5、以机场地面三维数字地图为模板，实时显示并播报当前各目标监测参数的模式，基于规划所得的各航空器运行路径实现各航空器的运行引导。具体地，所述步骤S5中通过在机场地面三维数字地图中插入用于驱动参数变化的，与三维数字地图生成模块中的各元素建立关系后，在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动三维数字地图作出相应的形态改变，并驱动仿真分析算法针对不同的参数进行计算求解的虚拟作动模块和能达到直接获取相应的结果或信息目标的逻辑单元的方式实现当前各目标监测参数的显示。所述逻辑单元用于显示仿真分析算法针对不同的参数进行计算求解的结果。

本实施例中，虚拟作动器基于各航空器反馈的实时定位数据和姿态数据驱动预设的仿真分析算法进行目标参数的计算求解，并自动提取结果反馈至逻辑单元进行显示。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。