CN111627258A - 一种空中交通运行仿真数据生成方法 - Google Patents

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CN111627258A CN202010299793.7A CN202010299793A CN111627258A CN 111627258 A CN111627258 A CN 111627258A CN 202010299793 A CN202010299793 A CN 202010299793A CN 111627258 A CN111627258 A CN 111627258A
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郭鸿滨
毛继志
仲昭华
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China Aeronautical Radio Electronics Research Institute
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China Aeronautical Radio Electronics Research Institute
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    • G08G5/0043—Traffic management of multiple aircrafts from the ground
    • G—PHYSICS
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Abstract

本申请提供一种空中交通运行仿真数据生成方法，所述方法包括：获取空中交通运行初始数据，对所述空中交通运行初始数据进行数据处理获得仿真数据；根据飞行器飞行任务进行场景设置，所述场景设置包括起飞机场设置、目标机场设置、航路航线设置、空域情况以及气象情况；根据场景设置对所述仿真数据进行优化，生成飞行器优化垂直飞行数据；根据所述飞行器优化垂直飞行数据和场景设置，通过轨迹生成与响应流程处理，生成空中交通运行仿真数据。

Description

一种空中交通运行仿真数据生成方法
技术领域
本发明涉及空中交通管理技术领域，具体涉及一种空中交通运行仿真数据生成方法。
背景技术
空中交通管理是必须确保飞机在所有飞行阶段安全和效率的空基与地基功能(包括空中交通服务，空域管理和空中交通流量管理)的综合。空中交通运行仿真包括空中航路与空中交通流量管理，终端区空域(进场、离场、进近、起飞、降落等)，机场地面(跑道、滑行道、停机坪、除冰坪等)，机场服务车辆(油罐车、消防车、摆渡车等)，以及航站楼旅客的运行模拟等。
现行的仿真***生成的数据在真实性和灵活性上均有所不足，尤其是在仿真开始之后无法根据环境等条件变化实时改变驱动数据。
发明内容
本申请介绍了一种空中交通运行仿真数据生成方法，通过此种方法产生的空中交通运行仿真驱动数据可根据情况实时改变数据并能够通过与历史数据的比对与训练，使得飞行数据更加准确。
本申请提供一种空中交通运行仿真数据生成方法，方法包括：
获取空中交通运行初始数据，对空中交通运行初始数据进行数据处理获得仿真数据；
根据飞行器飞行任务进行场景设置，场景设置包括起飞机场设置、目标机场设置、航路航线设置、空域情况以及气象情况；
根据场景设置对仿真数据进行优化，生成飞行器优化垂直飞行数据；
根据飞行器优化垂直飞行数据和场景设置，通过轨迹生成与响应流程处理，生成空中交通运行仿真数据。
可选的，根据飞行器飞行任务进行场景设置，具体包括：
设置起飞机场、到达机场、备降机场，通过机场数据库配置场面参数及运行策略；
设置相关进离场程序及备份程序；
通过航线数据库配置进离场航线、航路航线、备降航线；
通过气象数据库配置全场景的气象情况；
通过空域数据库配置空中交通流量情况，选择空域使用情况。
可选的，根据场景设置对仿真数据进行优化，生成飞行器优化垂直飞行数据，具体包括：
根据仿真数据和场景设置，利用飞行器气动方程，生成飞行器初始垂直飞行数据；
通过训练算法以及真实数据，对飞行器初始垂直飞行数据进行优化，生成飞行器优化垂直飞行数据。
可选的，根据飞行器优化垂直飞行数据和场景设置，通过轨迹生成与响应流程处理，生成空中交通运行仿真数据，具体包括：
根据场景设置及飞行器优化垂直飞行数据，进行飞行剖线合成；
判断是否有外部激励，如果有外部激励，则根据情况调节水平位移与垂直位移，再次进行飞行剖线合成，并生成空中交通运行仿真数据。
可选的，根据飞行器优化垂直飞行数据和场景设置，通过轨迹生成与响应流程处理，生成空中交通运行仿真数据，具体包括：
根据场景设置及飞行器优化垂直飞行数据，进行飞行剖线合成；
判断是否有外部激励，如果无外部激励，则生成空中交通运行仿真数据。
可选的，通过历史数据进行比对训练优化飞行器气动方程参数。
可选的，空中交通运行初始数据包括飞行器计划数据和飞行参数。
可选的，外部激励包括一次雷达数据、二次雷达数据、ADS-B数据、ACARS数据等。
有益效果：本发明所阐述的方法与现有技术相比，具有如下的有益效果：
公开数据的飞行器气动方程都存在很大的偏差，运用训练与优化参数方法可以提高飞行器的飞行参数准确度从而提高飞行轨迹的准确度，从而提高飞行仿真的可信度。
针对飞行各阶段外界的反馈可以实时调节航线与飞行器飞行过程，极大增加飞行器飞行仿真的灵活度，可与现实飞行器飞行相比拟。
附图说明
图1是本申请提供的一种方法总体流程图；
图2是本申请提供的一种场景生成流程图；
图3是本申请提供的一种参数优化流程图；
图4是本申请提供的一种轨迹生成与响应流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
本发明所述的空中交通运行仿真数据生成方法分为以下几个步骤：
数据处理，场景生成和轨迹生成优化。
数据处理主要是针对飞行器计划数据、飞行参数进行处理；
场景生成主要是根据飞行器飞行任务进行场景设置，包括起飞机场、目标机场、航路航线设置、空域情况以及气象情况。
轨迹生成优化主要是飞行器飞行参数优化，轨迹解算与生成，以及轨迹调整。
进一步阐述场景生成：设置起飞及目标机场的场面参数及运行策略，设置相关进离场程序及备份程序，选择航线，选择气象条件，选择空中交通流量情况，选择空域使用情况，场景生成。
进一步阐述轨迹生成优化过程：通过历史数据进行比对训练优化飞行器气动方程参数，根据场景及飞行器的参数生成轨迹，同时针对飞行各阶段产生的外来输入进行响应。
图1是一种空中交通运行仿真数据生成方法的总体流程图，该方法分为三个主要步骤：数据处理，场景生成以及轨迹生成优化，通过这三个过程产生实时的空中交通运行仿真数据。
图2为场景生成流程图。首先通过初始的目标确定；进行机场目标的选择：起飞机场、到达机场、备降机场等，通过机场数据库进行配置；进行航线的选择，通过航线数据库进行配置进离场航线、航路航线、备降航线；通过空域数据库配置目标的通过空域情况；通过气象数据库配置全场景的气象情况，然后保存生成场景数据库。
图3为轨迹生成优化中参数优化流程，首先根据空中交通运行初始数据及场景数据库生成仿真数据，然后通过飞行气动方程计算飞行器垂直飞行数据，然后通过训练算法对飞行数据进行优化，最后生成优化的垂直飞行数据。
图4为轨迹生成优化中轨迹生成与响应流程，首先由场景数据及垂直飞行数据作为输入，进行飞行剖线合成，然后判断是否有外部激励，如果有则返回输入部分，并根据条件调节水平与垂直的输入条件，再次进行飞行剖线合成，最后生成数据。

Claims (8)

1.一种空中交通运行仿真数据生成方法，其特征在于，所述方法包括：
获取空中交通运行初始数据，对所述空中交通运行初始数据进行数据处理获得仿真数据；
根据飞行器飞行任务进行场景设置，所述场景设置包括起飞机场设置、目标机场设置、航路航线设置、空域情况以及气象情况；
根据场景设置对所述仿真数据进行优化，生成飞行器优化垂直飞行数据；
根据所述飞行器优化垂直飞行数据和场景设置，通过轨迹生成与响应流程处理，生成空中交通运行仿真数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据飞行器飞行任务进行场景设置，具体包括：
设置起飞机场、到达机场、备降机场，通过机场数据库配置场面参数及运行策略；
设置相关进离场程序及备份程序；
通过航线数据库配置进离场航线、航路航线、备降航线；
通过气象数据库配置全场景的气象情况；
通过空域数据库配置空中交通流量情况，选择空域使用情况。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据场景设置对所述仿真数据进行优化，生成飞行器优化垂直飞行数据，具体包括：
根据仿真数据和所述场景设置，利用飞行器气动方程，生成飞行器初始垂直飞行数据；
通过训练算法以及由***外部获取(雷达数据等)的真实数据，对所述飞行器初始垂直飞行数据进行优化，生成飞行器优化垂直飞行数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述飞行器优化垂直飞行数据和场景设置，通过轨迹生成与响应流程处理，生成空中交通运行仿真数据，具体包括：
根据场景设置及飞行器优化垂直飞行数据，进行飞行剖线合成；
判断是否有外部激励，如果有外部激励，则根据情况调节水平位移与垂直位移，再次进行飞行剖线和成，并生成空中交通运行仿真数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述飞行器优化垂直飞行数据和场景设置，通过轨迹生成与响应流程处理，生成空中交通运行仿真数据，具体包括：
根据场景设置及飞行器优化垂直飞行数据，进行飞行剖线和成；
判断是否有外部激励，如果无外部激励，则生成空中交通运行仿真数据。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过历史数据进行比对训练优化所述飞行器气动方程参数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空中交通运行初始数据包括飞行器计划数据和飞行参数。
8.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述外部激励包括一次雷达数据、二次雷达数据、ADS-B数据、ACARS数据等。
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