一种基于UTM的飞行计划规划方法

摘要

本发明公开了一种基于UTM的飞行计划规划方法，具体包括以下步骤：S1、基于飞行活动需要绘制飞行活动的路线或范围，并设置缓冲距离，通过录入单元中的飞行路线录入模块录入飞行路线，通过飞行范围录入模块录入飞行范围，本发明涉及飞行规划技术领域。该基于UTM的飞行计划规划方法，通过基于UTM的飞行计划规划，将空域通报、天气数据和实时飞行限制数据服务相结合，为用户直观展示实时空域管制、天气和飞行限制信息，在制定飞行计划时，通过多维度的综合分析，自动剔除不合适的飞行计划，同时通过提供的空域信息，与周边空域环境进行了解和互动，以便用户制定更合理的飞行计划，减少审批部门的工作量，降低因外在条件引起的空中交通安全事故。

说明书

技术领域

本发明涉及飞行规划技术领域，具体为一种基于UTM的飞行计划规划方法。

背景技术

飞行计划用于计划飞行、飞行管制及导航目的的书面文件或电子数据文件，该计划是根据飞机性能、运行限制、计划航路及预计着陆机场条件，为安全组织及实施飞行而制定，其中包括：航班号、航段、飞机类型、注册号、计划航路、计划高度、备降机场及航程所需燃油，UTM是UnifiedThreatManagement的缩写，统一威胁管理的意思，UTM重要特点：1.建一个更高，更强，更可靠的墙，除了传统的访问控制之外，防火墙还应该对防垃圾邮件，拒绝服务，黑客攻击等这样的一些外部的威胁起到综合检测网络全协议层防御，真正的安全不能只停留在底层，我们需要构成治理的效果，能实现七层协议保护，而不仅仅局限于二到四层；2.要有高检测技术来降低误报，作为一个串联接入的网关设备，一旦误报过高，对用户来说是一个灾难性的后果，IPS就是一个典型例子，采用高技术门槛的分类检测技术可以大幅度降低误报率，因此，针对不同的攻击，应采取不同的检测技术有效整合可以显著降低误报率；3.要有高可靠，高性能的硬件平台支撑，对于UTM时代的防火墙，在保障网络安全的同时，也不能成为网络应用的瓶颈，防火墙/UTM必须以高性能，高可靠性的专用芯片及专用硬件平台为支撑，以避免UTM设备在复杂的环境下其可靠性和性能不佳带来的对用户核心业务正常运行的威胁。

传统的飞行计划是用户基于任务的需要，向所在地军民航等相应机构提交飞行计划，再由审批部门审批，这种方式用户无法预测未来天气，也不了解所在空域现行流量，无法预知飞行计划的审批，因而无法制定更有效的飞行计划，以便最大限度地使用有限的空域资源，满足日益增长的飞行活动需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于UTM的飞行计划规划方法，解决了用户无法预测未来天气，也不了解所在空域现行流量，无法预知飞行计划的审批的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于UTM的飞行计划规划方法，具体包括以下步骤：

S1、基于飞行活动需要绘制飞行活动的路线或范围，并设置缓冲距离，通过录入单元中的飞行路线录入模块录入飞行路线，通过飞行范围录入模块录入飞行范围，通过缓冲距离录入模块录入缓冲距离，然后基于输入路线、范围和缓冲距离参数通过缓冲范围构建模块实时构建缓冲区的范围，航线构建模块将会构建计划航线，然后将构建的数据传输至中央控制系统；

S2、中央控制系统将敏感地区信息采集模块和重要场所信息采集模块中所采集的气象站、雷达、军事公园、高速公路、铁路、国道、省道等敏感地区和重要场所信息传输至实时分析模块中进行实时分析，若距离重要场所距离不在允许范围内，则计划不被允许继续创建，否则执行下一步，并将分析结果传输至中央控制系统中，中央控制系统就会控制计划创建单元进行计划的创建；

S3、计划创建单元中，在用户单元中的输入模块输入飞行高度，系统通过地形大数据分析，通过缓冲区高度范围分析模块判断用户输入的飞行高度是否满足地形高度要求，同时障碍物数据分析模块进行障碍物数据分析，判断是否满足范围内的障碍物避让高度要求，若不满足以上要求，则计划规划不允许执行，否则，基于缓冲区和高度通过三维立体范围建立模块建立三维立体范围，执行下一步；

S4、用户通过输入模块输入飞行计划时间和计划航程时间，系统基于飞行时间和计划航程在飞行计划核实模块中实时分析空域管制，判断飞行计划是否和空域管制发生冲突；

S5、系统基于飞行时间和计划航程以及影响范围内的风向、风速、能见度、温度、露点温度和气压等预报信息，气象评估模块就会评估气象条件是否会影响无人机在此时间内的正常飞行，若冲突，则计划不被允许继续创建，否则执行下一步；

S6、系统基于飞行时间和计划航程以及飞行缓冲区范围，结合其它用户提交的飞行计划，和其他航空器提交的飞行计划在飞行计划综合分析模块中进行综合分析，判断是否有飞行计划范围冲突，若冲突，则计划不被允许继续创建，否则执行下一步；

S7、通过输入模块输入无人机重量，输入无人机是否在驾驶员视线范围内飞行，无人机飞行条例分析模块将会判断是否和民航局以及各级地方政府机构颁布的相关的无人机飞行条例相冲突，若冲突，则计划不被允许继续创建，否则执行下一步，若以上步骤能正常进行，中央控制系统将会通过计划提交模块将计划正常提交，然后计划审批模块将会对飞行计划进行审批。

优选的，所述步骤S1中，所述录入单元的输出端与缓冲范围构建模块的输入端连接，并且录入单元的输出端与航线构建模块的输入端连接，所述缓冲范围构建模块和航线构建模块的输出端均与中央控制系统的输入端连接。

优选的，所述录入单元包括飞行路线录入模块、飞行范围录入模块和缓冲距离录入模块。

优选的，所述中央控制系统的输入端与敏感地区信息采集模块的输出端连接，并且中央控制系统的输入端与重要场所信息采集模块的输出端连接。

优选的，所述中央控制系统与计划创建单元实现双向连接，并且中央控制系统与实时分析模块实现双向连接，所述中央控制系统通过无线与大数据库实现双向连接。

优选的，所述中央控制系统的输出端与计划提交模块的输入端连接，并且计划提交模块的输出端与计划审批模块的输入端连接。

优选的，所述计划创建单元包括用户单元，所述用户单元的输出端与缓冲区高度范围分析模块的输入端连接，并且用户单元的输出端与障碍物数据分析模块的输入端连接。

优选的，所述缓冲区高度范围分析模块和障碍物数据分析模块的输出端均与三维立体范围建立模块的输入端连接，并且三维立体范围建立模块的输出端与处理中心的输入端连接。

优选的，所述处理中心的输入端与飞行计划核实模块的输出端连接，并且处理中心的输入端与气象评估模块的输出端连接，所述处理中心的输入端与无人机飞行条例分析模块的输入端连接，并且处理中心的输入端与飞行计划综合分析模块的输出端连接。

优选的，所述用户单元包括输入模块，所述输入模块包括飞行高度输入模块、飞行计划时间输入模块、计划航程时间输入模块和无人机重量输入模块。

有益效果

本发明提供了一种基于UTM的飞行计划规划方法。与现有技术相比具备以下有益效果：该基于UTM的飞行计划规划方法，具体包括以下步骤：S1、基于飞行活动需要绘制飞行活动的路线或范围，并设置缓冲距离，通过录入单元中的飞行路线录入模块录入飞行路线，通过飞行范围录入模块录入飞行范围，通过缓冲距离录入模块录入缓冲距离，然后基于输入路线、范围和缓冲距离参数通过缓冲范围构建模块实时构建缓冲区的范围，航线构建模块将会构建计划航线，然后将构建的数据传输至中央控制系统；S2、中央控制系统将敏感地区信息采集模块和重要场所信息采集模块中所采集的气象站、雷达、军事公园、高速公路、铁路、国道、省道等敏感地区和重要场所信息传输至实时分析模块中进行实时分析，若距离重要场所距离不在允许范围内，则计划不被允许继续创建，否则执行下一步，并将分析结果传输至中央控制系统中，中央控制系统就会控制计划创建单元进行计划的创建；S3、计划创建单元中，在用户单元中的输入模块输入飞行高度，系统通过地形大数据分析，通过缓冲区高度范围分析模块判断用户输入的飞行高度是否满足地形高度要求，同时障碍物数据分析模块进行障碍物数据分析，判断是否满足范围内的障碍物避让高度要求，若不满足以上要求，则计划规划不允许执行，否则，基于缓冲区和高度通过三维立体范围建立模块建立三维立体范围，执行下一步；S4、用户通过输入模块输入飞行计划时间和计划航程时间，系统基于飞行时间和计划航程在飞行计划核实模块中实时分析空域管制，判断飞行计划是否和空域管制发生冲突；S5、系统基于飞行时间和计划航程以及影响范围内的风向、风速、能见度、温度、露点温度和气压等预报信息，气象评估模块就会评估气象条件是否会影响无人机在此时间内的正常飞行，若冲突，则计划不被允许继续创建，否则执行下一步；S6、系统基于飞行时间和计划航程以及飞行缓冲区范围，结合其它用户提交的飞行计划，和其他航空器提交的飞行计划在飞行计划综合分析模块中进行综合分析，判断是否有飞行计划范围冲突，若冲突，则计划不被允许继续创建，否则执行下一步；S7、通过输入模块输入无人机重量，输入无人机是否在驾驶员视线范围内飞行，无人机飞行条例分析模块将会判断是否和民航局以及各级地方政府机构颁布的相关的无人机飞行条例相冲突，若冲突，则计划不被允许继续创建，否则执行下一步，若以上步骤能正常进行，中央控制系统将会通过计划提交模块将计划正常提交，然后计划审批模块将会对飞行计划进行审批，通过基于UTM的飞行计划规划，将空域通报、天气数据和实时飞行限制数据服务相结合，为用户直观展示实时空域管制、天气和飞行限制信息，在制定飞行计划时，通过多维度的综合分析，自动剔除不合适的飞行计划，同时通过提供的空域信息，与周边空域环境进行了解和互动，以便用户制定更合理的飞行计划，减少审批部门的工作量，降低因外在条件引起的空中交通安全事故。

附图说明

图1为本发明系统的结构原理框图；

图2为本发明计划创建单元的结构结构原理框图；

图3为本发明输入模块的结构原理框图。

图中：1-录入单元、101-飞行路线录入模块、102-飞行范围录入模块、103-缓冲距离录入模块、2-缓冲范围构建模块、3-航线构建模块、4-中央控制系统、5-敏感地区信息采集模块、6-重要场所信息采集模块、7-计划创建单元、71-用户单元、711-输入模块、7111-飞行高度输入模块、7112-飞行计划时间输入模块、7113-计划航程时间输入模块、7114-无人机重量输入模块、72-缓冲区高度范围分析模块、73-障碍物数据分析模块、74-三维立体范围建立模块、75-处理中心、76-飞行计划核实模块、77-气象评估模块、78-无人机飞行条例分析模块、79-飞行计划综合分析模块、8-实时分析模块、9-大数据库、10-计划提交模块、11-计划审批模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种基于UTM的飞行计划规划方法，具体包括以下步骤：

S1、基于飞行活动需要绘制飞行活动的路线或范围，并设置缓冲距离，通过录入单元1中的飞行路线录入模块101录入飞行路线，通过飞行范围录入模块102录入飞行范围，通过缓冲距离录入模块103录入缓冲距离，然后基于输入路线、范围和缓冲距离参数通过缓冲范围构建模块2实时构建缓冲区的范围，航线构建模块3将会构建计划航线，然后将构建的数据传输至中央控制系统4；

S2、中央控制系统4将敏感地区信息采集模块5和重要场所信息采集模块6中所采集的气象站、雷达、军事公园、高速公路、铁路、国道、省道等敏感地区和重要场所信息传输至实时分析模块8中进行实时分析，若距离重要场所距离不在允许范围内，则计划不被允许继续创建，否则执行下一步，并将分析结果传输至中央控制系统4中，中央控制系统4就会控制计划创建单元7进行计划的创建；

S3、计划创建单元7中，在用户单元71中的输入模块711输入飞行高度，系统通过地形大数据分析，通过缓冲区高度范围分析模块72判断用户输入的飞行高度是否满足地形高度要求，同时障碍物数据分析模块73进行障碍物数据分析，判断是否满足范围内的障碍物避让高度要求，若不满足以上要求，则计划规划不允许执行，否则，基于缓冲区和高度通过三维立体范围建立模块74建立三维立体范围，执行下一步；

S4、用户通过输入模块711输入飞行计划时间和计划航程时间，系统基于飞行时间和计划航程在飞行计划核实模块76中实时分析空域管制，判断飞行计划是否和空域管制发生冲突；

S5、系统基于飞行时间和计划航程以及影响范围内的风向、风速、能见度、温度、露点温度和气压等预报信息，气象评估模块77就会评估气象条件是否会影响无人机在此时间内的正常飞行，若冲突，则计划不被允许继续创建，否则执行下一步；

S6、系统基于飞行时间和计划航程以及飞行缓冲区范围，结合其它用户提交的飞行计划，和其他航空器提交的飞行计划在飞行计划综合分析模块79中进行综合分析，判断是否有飞行计划范围冲突，若冲突，则计划不被允许继续创建，否则执行下一步；

S7、通过输入模块711输入无人机重量，输入无人机是否在驾驶员视线范围内飞行，无人机飞行条例分析模块78将会判断是否和民航局以及各级地方政府机构颁布的相关的无人机飞行条例相冲突，若冲突，则计划不被允许继续创建，否则执行下一步，若以上步骤能正常进行，中央控制系统4将会通过计划提交模块10将计划正常提交，然后计划审批模块11将会对飞行计划进行审批。

本发明中，步骤S1中，录入单元1的输出端与缓冲范围构建模块2的输入端连接，并且录入单元1的输出端与航线构建模块3的输入端连接，缓冲范围构建模块2和航线构建模块3的输出端均与中央控制系统4的输入端连接。

本发明中，录入单元1包括飞行路线录入模块101、飞行范围录入模块102和缓冲距离录入模块103。

本发明中，中央控制系统4的输入端与敏感地区信息采集模块5的输出端连接，并且中央控制系统4的输入端与重要场所信息采集模块6的输出端连接。

本发明中，中央控制系统4与计划创建单元7实现双向连接，并且中央控制系统4与实时分析模块8实现双向连接，中央控制系统4通过无线与大数据库9实现双向连接。

本发明中，中央控制系统4的输出端与计划提交模块10的输入端连接，并且计划提交模块10的输出端与计划审批模块11的输入端连接。

本发明中，计划创建单元7包括用户单元71，用户单元71的输出端与缓冲区高度范围分析模块72的输入端连接，并且用户单元71的输出端与障碍物数据分析模块73的输入端连接。

本发明中，缓冲区高度范围分析模块72和障碍物数据分析模块73的输出端均与三维立体范围建立模块74的输入端连接，并且三维立体范围建立模块74的输出端与处理中心75的输入端连接。

本发明中，处理中心75的输入端与飞行计划核实模块76的输出端连接，并且处理中心75的输入端与气象评估模块77的输出端连接，处理中心75的输入端与无人机飞行条例分析模块78的输入端连接，并且处理中心75的输入端与飞行计划综合分析模块79的输出端连接。

本发明中，用户单元71包括输入模块711，输入模块711包括飞行高度输入模块7111、飞行计划时间输入模块7112、计划航程时间输入模块7113和无人机重量输入模块7114。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。