CN101571591A - 基于雷达航迹的拟合分析方法 - Google Patents

基于雷达航迹的拟合分析方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101571591A
CN101571591A CNA2009100858242A CN200910085824A CN101571591A CN 101571591 A CN101571591 A CN 101571591A CN A2009100858242 A CNA2009100858242 A CN A2009100858242A CN 200910085824 A CN200910085824 A CN 200910085824A CN 101571591 A CN101571591 A CN 101571591A
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
flight path
track
radar
air route
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2009100858242A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101571591B (zh
Inventor
朱衍波
许有臣
张军
刘洪飞
唐金翔
王静
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AVIATION DATA COMMUNICATION Corp
Beihang University
Original Assignee
AVIATION DATA COMMUNICATION Corp
Beihang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AVIATION DATA COMMUNICATION Corp, Beihang University filed Critical AVIATION DATA COMMUNICATION Corp
Priority to CN2009100858242A priority Critical patent/CN101571591B/zh
Publication of CN101571591A publication Critical patent/CN101571591A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101571591B publication Critical patent/CN101571591B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

一种基于雷达航迹的拟合分析方法包括以下步骤：(1)读取已经解析后的雷达数据；(2)将步骤(1)的数据转换创建点空间数据；(3)对空间雷达轨迹点数据进行数据融合成具有业务属性的航迹空间数据；(4)进行航迹－航路空域的水平方向精度保持能力分析、特定航迹保持精度所需航路资源的区域半宽分析。该方法通过对雷达轨迹点的航迹拟合，统计分析航迹在水平范围内的保持精度及离散点概率和密度分布分析，构建了基于性能数据分析决策的基础，为空域管理工作提供量化的指标。

Description

基于雷达航迹的拟合分析方法
技术领域
本发明涉及一种雷达航迹拟合分析的方法，具体地涉及一种基于雷达航迹数据的航迹保持精度分析、特定空域内的航空器密度分析以及所需的空域资源的分析方法。
背景技术
随着我国国民经济的快速发展，航空运输量不断增长，使现有空中交通管理体制和技术难以满足发展需求。为了促进空中交通的持续发展，解决空域资源有限的瓶颈，国际民航组织正在不断地引入空中交通运行新概念和新技术。
目前，我国在空中交通运行新概念、新技术应用下的基于性能数据的运行分析还是空白，由于雷达数据具有精度高的四维特性，不同于其他数据的性能分析，方法具有独立性，所以目前国内还没有基于雷达航迹数据的航迹拟合分析方法。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供了一种解决雷达数据空间数据拟合和基于空管性能数据的决策分析、为空域的管理工作提供量化的指标的基于雷达航迹拟合分析的方法。
本发明的技术方案是：这种基于雷达航迹的拟合分析方法包括以下步骤：(1)读取已经解析后的雷达数据；(2)将步骤(1)的数据转换创建点空间数据；(3)对空间雷达轨迹点数据进行数据融合成具有业务属性的航迹空间数据；(4)进行航迹-航路空域的水平方向精度保持能力分析、特定航迹保持精度所需航路资源的区域半宽分析。
该方法通过对雷达轨迹点的航迹拟合，统计分析航迹在水平范围内的保持精度及离散点概率和密度分布分析，构建了基于性能数据分析决策的基础，为空域管理工作提供量化的指标。
附图说明
图1为本发明的核心原理图；
图2为步骤(2)的流程图；
图3为步骤(3)的流程图；
图4为步骤(4)中的航迹水平方向航空器保持飞行精度的分析的流程图；
图5为步骤(4.1.8)的流程图；
图6为步骤(4.1.9)的流程图；
图7为步骤(4)中的航路空域资源的分析的流程图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明的核心原理图。这种基于雷达航迹的拟合分析方法包括以下步骤：(1)读取已经解析后的雷达数据；(2)将步骤(1)的数据转换创建点空间数据；(3)对空间雷达轨迹点数据进行数据融合成具有业务属性的航迹空间数据；(4)进行航迹-航路空域的水平方向精度保持能力分析、特定航迹保持精度所需航路资源的区域半宽分析。
图2为步骤(2)的流程图。所述步骤(2)包括以下分步骤：(2.1)根据如数据日、地区、航迹号和航班号航迹主约束条件，从雷达数据中获取航班相关信息数据；(2.2)对航迹点数据进行时间化序列；(2.3)将对应的航迹点属性数据转换为空间数据。
图3为步骤(3)的流程图。所述步骤(3)包括以下分步骤：(3.1)读取内存航迹点序列；(3.2)初始化航迹获取航迹中第一个航迹点，并记录；(3.3)读取下一点，并与前一点进行空间对比分析，要求满足属性数据的时间间隔——速度——角度关系；(3.4)判断该航迹点是否当前航迹合法数据，如果航迹点序列未结束，提取下一航迹点，跳转到步骤(3.3)，否则跳转到步骤(3.5)；(3.5)向当前航迹中添加当前航迹点；(3.6)添加航迹的业务属性数据；(3.7)结束，返回。
图4为步骤(4)中的航迹水平方向航空器保持飞行精度的分析的流程图。所述步骤(4)中的航迹水平方向航空器保持飞行精度的分析主要分析航空器在航路空域内一定范围内的飞行保持精度，其包括以下分步骤：
(4.1.1)获取目标航路的空间数据；
(4.1.2)构建相关雷达航迹的内存存贮结构；
(4.1.3)根据相关设置获取相关雷达航迹数据并填充内存；
(4.1.4)提取空间航迹点；
(4.1.5)衔接处理航路段方向性和多段航路段，将多段航路段进行连续性相关对头衔接；
(4.1.6)航路保护区空域构建；
(4.1.7)计算航路空间距离，大圆航线(Great circle route)计算公式：
地理坐标点1坐标(lat1，long1)【纬度，经度】
地理坐标点2坐标(lat2，long2)【纬度，经度】
地球半径R＝6,371km
纬度差Δlat ＝lat2-lat1
经度差Δlong＝long2-long1
a＝sin2(Δlat/2)+cos(lat1)*cos(lat2)*
sin2(Δlong/2)
c＝2atan2(√a，√(1-a))
d＝R*c；
(4.1.8)分析计算属于航路空域范围内的航空器轨迹；
(4.1.9)分析航迹保持精度；
(4.1.10)保存并输出结果；
(4.1.11)结束，返回。
图5为步骤(4.1.8)的流程图。所述步骤(4.1.8)解决如何确定在一份航迹样本数据中，哪些航迹是需要的数据，其包括以下分步骤：(a1)获取航路区域的空间对象；(a2)对航路中心线的两端点做垂线，对已分析出符合要求样本数据切割在两垂线区域间的数据；(a3)计算当前航迹在航路区域内轨迹曲线L1；(a4)计算当前航迹在航路区域外轨迹曲线L2；(a5)计算L1在目标航路中心线上的正射投影L1’；(a6)计算L2在目标航路中心线上的正射投影L2’；(a7)判断L1’/L2’是否达到门限指标，达到门限指标方认为是属于该区域飞行的航空器，剔除因其他原因短暂进入该空域的航空器航迹；(a8)符合条件跳转到步骤(a9)，否则取消操作跳转到步骤(a10)；(a9)保存添加该航迹到航迹样本数据中；(a10)结束，返回。
图6为步骤(4.1.9)的流程图。所述步骤(4.1.9)解决如何确定在一份航迹样本数据中哪些航迹是需要的数据，其包括以下分步骤：(b1)求解计算轨迹数据点速度，区域内全部有效采样数据的平均速度V1，区域外全部有效采样数据平均速度V2；(b2)求解航迹曲线在目标空域内的曲线空间距离L1，目标空域外曲线距离L2；(b3)求解时间T1＝L1/V1，时间T2＝L2/V2；(b4)求解航空器精度保持能力＝T1/(T1+T2)；(b5)结束，保存航迹精度数据。
图7为步骤(4)中的航路空域资源的分析的流程图。所述步骤(4)中的航路空域资源的分析通过分析航迹的样本数据的航迹保持精度，确定空域资源的使用和需求，其包括以下分步骤：(4.2.1)获取航迹保持精度分析后的航迹可用样本数据；(4.2.2)获取航迹数据，对其做离散化处理得到航迹点样本数据；(4.2.3)获取***设置参数，根据分析空域的重采样距离间隔参数重新确定子空域带的样本数numSpline(该步骤的主要特征在于对分析样本数据的空域重采样分析和区域范围的划定，返回计算采样后的子空域的个数)；(4.2.4)根据离散后的航迹点样本数据分别分析标称航迹两侧区域的空域内航空器的分布态势，首先计算总样本数据中航迹点数量∑1 numSplineP；(4.2.5)定义循环变量，当循环因子I小于numSpline跳转步骤(4.2.6)，否则跳转步骤(4.2.9)；(4.2.6)计算空域样条内雷达航迹点总和∑P；(4.2.7)计算密度分布∑P/∑1 numSplineP；(4.2.8)输出保存结果，循环因子I递加，返回步骤(4.2.5)；(4.2.9)当循环因子I大于(-numSpline)，跳转步骤(4.2.10)，否则跳转步骤(4.2.13)；(4.2.10)计算子空域样条内雷达航迹点总和∑P；(4.2.11)计算密度分布∑P/∑1 numSplineP；(4.2.12)输出保存结果，循环因子I递减，返回步骤(4.2.9)；(4.2.13)结束，返回。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1、一种基于雷达航迹的拟合分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)读取已经解析后的雷达数据；
(2)将步骤(1)的数据转换创建点空间数据；
(3)对空间雷达轨迹点数据进行数据融合成具有业务属性的航迹空间数据；
(4)进行航迹-航路空域的水平方向精度保持能力分析、特定航迹保持精度所需航路资源的区域半宽分析。
2、根据权利要求1所述的基于雷达航迹的拟合分析方法，其特征在于，所述步骤(2)包括以下分步骤：
(2.1)根据如数据日、地区、航迹号和航班号航迹主约束条件，从雷达数据中获取航班相关信息数据；
(2.2)对航迹点数据进行时间化序列；
(2.3)将对应的航迹点属性数据转换为空间数据。
3、根据权利要求2所述的基于雷达航迹的拟合分析方法，其特征在于，所述步骤(3)包括以下分步骤：
(3.1)读取内存航迹点序列；
(3.2)初始化航迹获取航迹中第一个航迹点，并记录；
(3.3)读取下一点，并与前一点进行空间对比分析；
(3.4)判断该航迹点是否当前航迹合法数据，如果航迹点序列未结束，提取下一航迹点，跳转到步骤(3.3)，否则跳转到步骤(3.5)；
(3.5)向当前航迹中添加当前航迹点；
(3.6)添加航迹的业务属性数据；
(3.7)结束，返回。
4、根据权利要求3所述的基于雷达航迹的拟合分析方法，其特征在于，所述步骤(4)中的航迹水平方向航空器保持飞行精度的分析包括以下分步骤：
(4.1.1)获取目标航路的空间数据；
(4.1.2)构建相关雷达航迹的内存存贮结构；
(4.1.3)根据相关设置获取相关雷达航迹数据并填充内存；
(4.1.4)提取空间航迹点；
(4.1.5)衔接处理航路段方向性和多段航路段，将多段航路段进行连续性相关对头衔接；
(4.1.6)航路保护区空域构建；
(4.1.7)计算航路空间距离；
(4.1.8)分析计算属于航路空域范围内的航空器轨迹；
(4.1.9)分析航迹保持精度；
(4.1.10)保存并输出结果；
(4.1.11)结束，返回。
5、根据权利要求4所述的基于雷达航迹的拟合分析处理方法，其特征在于，所述步骤(4.1.8)包括以下分步骤：
(a1)获取航路区域的空间对象；
(a2)对航路中心线的两端点做垂线，对已分析出符合要求样本数据切割在两垂线区域间的数据；
(a3)计算当前航迹在航路区域内轨迹曲线L1；
(a4)计算当前航迹在航路区域外轨迹曲线L2；
(a5)计算L1在目标航路中心线上的正射投影L1’；
(a6)计算L2在目标航路中心线上的正射投影L2’；
(a7)判断L1’/L2’是否达到门限指标；
(a8)符合条件跳转到步骤(a9)，否则取消操作跳转到步骤(a10)；
(a9)保存添加该航迹到航迹样本数据中；
(a10)结束，返回。
6、根据权利要求4所述的基于雷达航迹的拟合分析方法，其特征在于，所述步骤(4.1.9)包括以下分步骤：
(b1)求解计算轨迹数据点速度，区域内全部有效采样数据的平均速度V1，区域外全部有效采样数据平均速度V2；
(b2)求解航迹曲线在目标空域内的曲线空间距离L1，目标空域外曲线距离L2；
(b3)求解时间T1，T2；
(b4)求解航空器精度保持能力；
(b5)结束，保存航迹精度数据。
7、根据权利要求3所述的基于雷达航迹的拟合分析方法，其特征在于，所述步骤(4)中的航路空域资源的分析包括以下分步骤：
(4.2.1)获取航迹保持精度分析后的航迹可用样本数据；
(4.2.2)获取航迹数据，对其做离散化处理得到航迹点样本数据；
(4.2.3)获取***设置参数，根据分析空域的重采样距离间隔参数重新确定子空域带的样本数numSpline；
(4.2.4)根据离散后的航迹点样本数据分别分析标称航迹两侧区域的空域内航空器的分布态势，首先计算总样本数据中航迹点数量；
(4.2.5)定义循环变量，当循环因子I小于numSpline跳转步骤(4.2.6)，否则跳转步骤(4.2.9)；
(4.2.6)计算空域样条内雷达航迹点总和；
(4.2.7)计算密度分布；
(4.2.8)输出保存结果，循环因子I递加，返回步骤(4.2.5)；
(4.2.9)当循环因子I大于-numSpline，跳转步骤(4.2.10)，否则跳转步骤(4.2.13)；
(4.2.10)计算子空域样条内雷达航迹点总和；
(4.2.11)计算密度分布；
(4.2.12)输出保存结果，循环因子I递减，返回步骤(4.2.9)；
(4.2.13)结束，返回。
CN2009100858242A 2009-06-01 2009-06-01 基于雷达航迹的拟合分析方法 Expired - Fee Related CN101571591B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100858242A CN101571591B (zh) 2009-06-01 2009-06-01 基于雷达航迹的拟合分析方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100858242A CN101571591B (zh) 2009-06-01 2009-06-01 基于雷达航迹的拟合分析方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101571591A true CN101571591A (zh) 2009-11-04
CN101571591B CN101571591B (zh) 2012-11-07

Family

ID=41230987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009100858242A Expired - Fee Related CN101571591B (zh) 2009-06-01 2009-06-01 基于雷达航迹的拟合分析方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101571591B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102194332A (zh) * 2011-03-24 2011-09-21 中国船舶重工集团公司第七○九研究所 一种自适应航迹数据相关方法
CN104699943A (zh) * 2013-12-05 2015-06-10 霍尼韦尔国际公司 无人飞行器***感测和避免传感器融合航迹初始化
CN104749576A (zh) * 2015-04-08 2015-07-01 四川九洲空管科技有限责任公司 一种多雷达航迹关联融合方法
CN105445732A (zh) * 2015-11-25 2016-03-30 电子科技大学 在密集杂波条件下利用多径观测的目标航迹初始化方法
CN106355958A (zh) * 2016-08-30 2017-01-25 北京招通致晟科技有限公司 多雷达***中航空器的识别方法及装置
CN107229940A (zh) * 2016-03-25 2017-10-03 阿里巴巴集团控股有限公司 数据伴随分析方法及装置
CN111915934A (zh) * 2020-08-11 2020-11-10 民航数据通信有限责任公司 一种航迹连续性分析方法
CN112198541A (zh) * 2020-09-27 2021-01-08 上海特金无线技术有限公司 可移动平台的轨迹确定方法、装置及设备、存储介质

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1262846C (zh) * 2001-11-09 2006-07-05 财团法人资讯工业策进会 航迹资料融合处理方法
CN101349747A (zh) * 2007-07-20 2009-01-21 汤子跃 一种雷达抗有源欺骗干扰性能定量评估方法
CN101201870A (zh) * 2007-12-20 2008-06-18 四川川大智胜软件股份有限公司 空中交通飞行态势动态仿真的方法
CN100492438C (zh) * 2007-12-20 2009-05-27 四川川大智胜软件股份有限公司 基于图形化的雷达数据分析方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102194332A (zh) * 2011-03-24 2011-09-21 中国船舶重工集团公司第七○九研究所 一种自适应航迹数据相关方法
CN102194332B (zh) * 2011-03-24 2014-06-11 中国船舶重工集团公司第七0九研究所 一种自适应航迹数据相关方法
CN104699943A (zh) * 2013-12-05 2015-06-10 霍尼韦尔国际公司 无人飞行器***感测和避免传感器融合航迹初始化
CN104699943B (zh) * 2013-12-05 2019-01-04 霍尼韦尔国际公司 无人飞行器***感测和避免传感器融合航迹初始化
CN104749576A (zh) * 2015-04-08 2015-07-01 四川九洲空管科技有限责任公司 一种多雷达航迹关联融合方法
CN105445732A (zh) * 2015-11-25 2016-03-30 电子科技大学 在密集杂波条件下利用多径观测的目标航迹初始化方法
CN107229940A (zh) * 2016-03-25 2017-10-03 阿里巴巴集团控股有限公司 数据伴随分析方法及装置
CN106355958A (zh) * 2016-08-30 2017-01-25 北京招通致晟科技有限公司 多雷达***中航空器的识别方法及装置
CN111915934A (zh) * 2020-08-11 2020-11-10 民航数据通信有限责任公司 一种航迹连续性分析方法
CN111915934B (zh) * 2020-08-11 2021-10-08 民航数据通信有限责任公司 一种航迹连续性分析方法
CN112198541A (zh) * 2020-09-27 2021-01-08 上海特金无线技术有限公司 可移动平台的轨迹确定方法、装置及设备、存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN101571591B (zh) 2012-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101571591B (zh) 基于雷达航迹的拟合分析方法
Wang et al. Automatic intersection and traffic rule detection by mining motor-vehicle GPS trajectories
CN112394372B (zh) 一种基于ads-b记录数据评估多点定位性能的方法及***
CN106878951B (zh) 用户轨迹分析方法及***
CN103279534B (zh) 基于智能公交***数据的公交卡乘客通勤od分布估计方法
CN101572019B (zh) 雷达航迹拟合及统计分析的装置
CN105466435B (zh) 一种导航***的路线规划方法和装置
CN103035123B (zh) 一种交通轨迹数据中异常数据获取方法及***
CN103199944B (zh) 广播式自动相关监视信号检测方法及装置
CN105608505A (zh) 一种基于手机信令数据的居民轨道交通出行方式识别方法
CN105682024A (zh) 一种基于移动信令数据的城市热点识别方法
CN106455058A (zh) 一种确定人口分布情况的方法及装置
CN102496280A (zh) 一种路况信息实时获取方法
CN101615207A (zh) 一种获取公交ic卡持卡乘客上车站点的方法
Schweizer et al. Map‐matching algorithm applied to bicycle global positioning system traces in Bologna
CN104252797A (zh) 基于虚拟管制员的空域仿真方法及其装置
CN110598917A (zh) 一种基于路径轨迹的目的地预测方法、***及存储介质
CN101465065B (zh) 飞行流样本数据的获取方法
Yang-sheng et al. Refined classification of urban rail transit stations based on clustered station's passenger traffic flow features
Liu et al. New generation of smart highway: Framework and insights
CN102156909A (zh) 一种基于手机信号数据的轨道交通出行方式识别方法
CN108304470A (zh) 一种基于ArcGIS的城市地铁路径规划方法
CN102103803A (zh) 一种机场终端区航空器的监控方法
CN110175692A (zh) 一种基于轨迹数据的干线交叉口协调控制方法
Xue et al. Point-cloud map update for connected and autonomous vehicles based on vehicle infrastructure cooperation: framework and field experiments

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121107

Termination date: 20210601

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee