低空空域

摘要： 我国通用航空发展缓慢,一方面是通用航空管理制度不完善,另一方面是通用航空基础保障设施及服务不足。针对市级通用航空基础保障设施及服务不足的问题,提出了一种基于互联网的市级通用航空飞行服务保障系统设计。首先明确了系统的设计原则;接着提出了系统的逻辑架构和网络架构;最后对系统进行了详细设计,并对系统的关键技术进行了分析。通过基于互联网的市级通用航空飞行服务保障系统可以增加军民航管制部门对通用航空飞行的管控能力,实现“飞得起、看得见、叫得到、管得住”,提高低空空域运行的智能化水平和空域资源的使用效率,实现航空应急救援的高效运行与协同,实现通用航空相关资源共享,有效解决了市级通用航空飞行服务保障工作。

摘要： 2016年国务院办公厅下发《关于促进通用航空业发展的指导意见》以来,国家有关部委“放管服”力度不断加大,内容不断深化,法规不断完善,我国通航基础设施建设、企业数量规模和相关产业都得到了较快发展。截至2021年底,全国在册管理的通用机场达到370个,比六年前增加了70个;获得经营许可证的传统通航企业599家,比六年前增加了318家;通用航空器在册数量3018架,比六年前增加了1144架;飞行117.8万小时,比2015年多44.6万小时;无人机企业也得到了迅猛发展,已达12663余家。特别是地方政府对发展通航越来越重视,近两年不少省市成立了通航发展建设领导小组,新出台了通用机场布局规划、通航制造业计划、激励政策和有关法规;有的试点省份在政府主导和相关部门支持下,建立了服务全省的飞行服务站,划设了低空空域和目视飞行航线,制订了低空空域协同运行办法等,积极创造先行条件,营造通航发展生态环境;有的城市立足航空器制造优势,打造产业链,扩展通航场景应用。

摘要： 为保障通航飞行器在低空空域的飞行安全,提出了一种基于支持向量机(SVM)的飞行冲突探测改进模型。首先,建立适应于飞行器的保护区。然后,利用改进型ID3决策树算法将搜索空间降低到局部的方法筛选具有潜在飞行冲突的飞行器,并利用随机森林(RF)选择合适训练集。最后,利用tanh函数优化容易饱和的sigmoid函数对SVM分类结果的概率映射。通过仿真验证和对比分析,结果表明:利用基于密度聚类的DBSACN算法去除异常点,将剔除产生误报和虚报的数据作为训练集优化SVM分类器,改进的飞行冲突探测模型的误报率和虚报率分别降低了0.6%和1.9%,算法执行效率得到提高,而且具有较好的抗干扰能力与稳定性。

摘要： 说起无人机,很多人的第一印象就是其拍摄的那些让人惊叹的航拍照片或视频摄像。近年来,无人机已从最初的军事应用扩展到城市环境中的各种任务。利用无人机收发快递;应用无人机进行治安维护、疫情检测、空中客运……未来更多新技术的推广可能给这些领域发展带来革命性突破。与此同时,加大开放低空空域的力度、发展以无人机为代表的通用航空产业,对社会、经济的发展也具有积极意义。在这一背景下,如何让无人机等飞行器变得更加智能,安全高效完成复杂任务,将对相关产业发展起到关键性作用。

摘要： 随着社会的发展和新军事变革的深入开展,我国军民用直升机装备进入迅猛发展期;民用市场的低空空域逐步开放,直升机在旅游观光、物流运输、林业植保、电力巡护、公务服务、消防应急等领域蓬勃发展;以美国单极化的霸权主义不断扩张,为应对逐渐紧张的周边安全局势,军事领域的直升机也稳步发展和广泛应用。

摘要： 碰撞风险是评价航空器运行安全性、确定航空器运行条件的关键指标。针对低空空域小型无人机数量增多导致空域安全隐患增加的问题,提出了1种基于速度随机分布的碰撞风险评估模型,确定了无人机在空域中的安全运行的条件。根据低空空域小型无人机操纵性灵活的特点,提出了针对低空空域小型无人机不同飞行动作的碰撞模板:为自由飞行的无人机设置符合实际运行的含碰撞层和避险层的双层球体碰撞模板;为沿固定路径飞行的无人机设置以机身尺寸为参考的长方体碰撞模板。考虑无人机飞行方向和速度变化快的特点,将传统无人机速度的线性分布模型改进为随机分布模型,计算无人机的相对运动关系,再利用速度矢量法计算碰撞模板扫过的空间体积。引入无人机动态定位误差、速度误差,在传统人机可靠性的基础上,建立基于速度随机分布的低空空域小型无人机碰撞风险评估模型。选取大疆M300和M600这2种型号的无人机作为验证机型,运用Matlab软件模拟特定空域场景,并分析碰撞风险与小型无人机密度的关系。通过仿真可以发现:空域内碰撞风险与无人机密度呈正相关关系;根据国际民用航空组织空域安全标准,2种验证机型安全运行的最大密度分别为4.2架/km~3和5.0架/km~3;在满足安全运行条件的前提下,采用新的碰撞风险评估模型,空域容纳2种无人机的数量的密度上限可分别提高106.9%和88.7%。实验结果表明,新的碰撞风险模型更加符合小型无人机运行特征,未来可以用于提升空域内无人机容量、提升空域利用率和无人机运行效率。

摘要： 随着无人机技术的发展成熟,以小型无人机为代表的无人化作战初现端倪,正逐渐改变着战争模式和规则。小型无人机是信息化时代的产物,具有使用效费比高、系统鲁棒性强等优势。近年来,无人机设计制造技术的飞速发展和系统应用能力的不断提升,导致大量消费级小型无人机涌入市场,各类“黑飞”“乱飞”现象对城市低空空域安全构成了极大威胁。为此,世界各国都高度重视针对小型无人机防控问题,研究出了多种对抗、反制非合作小型无人机的系统与方法,但基于体系层面的防控能力还较为薄弱。

摘要： 为了准确把握当前低空空域研究的热点方向和发展态势,借用信息可视化技术,绘制国内外低空空域研究的知识图谱,直观形象地揭示该领域研究的前沿热点和演进历程.研究结果显示:当前国内外低空空域研究的热度在持续走高,中国的研究呈现上升趋势.国际低空空域研究热点主要集中在UTM(联合技术手册)、radar(雷达)、aeroecology(航空生态学)、bird migration(鸟类迁徙)、air traffic control(空中交通管制)等方面;国内低空空域研究热点主要集中在通用航空、低空空域管理、低空开放、空域管理等方面.国际上的主题热点研究演进由具体研究转向低空空域系统研究,而国内主题热点研究演进由宏观上通航产业发展转向低空空域的管理、航空器、飞行服务站、雷达、飞行安全、通航机场等微观问题研究,低空开放是中国低空空域研究的核心关键问题.

摘要： 中国航空运动基础业态已初步形成,航空运动产业经济规模达到2000亿元、飞行营地建立2000个、各类航空俱乐部成立1000家、参与消费人群达2000万人。未来15年,随着中国低空空域的开放,通航产业有望实现爆发性增长,催生一个万亿产值的新兴产业。

摘要： "低、慢、小"飞行器的监控是低空空域开放的一个技术难题,制约通航的发展速度.本文针对"低、慢、小"航空器运行特点,设计一种低成本、小体积和低功耗的导航通信设备,该设备集成了GPS、北斗、伽利略导航源以及北斗短报文通信功能,利用民航的ADS-B通信数据链及北斗短报文接收系统,不仅将"低、慢、小"飞行器纳入了民航的通信导航监视/空中交通管理(Communication navigation surveillance/air traffic management,CNS/ATM)监管体系,规避了在融合空域内与运输机的运行风险,还解决了ADS-B数据链在障碍物遮挡、超视距等情况下无线信号丢失的问题.同时采用航迹外推、误差修正等技术,确保飞行器航迹连续性以及位置精度的准确性.并通过轿车及通航飞机搭载该设备进行飞行比对验证,功能及性能都优于现有的ADS-B机载通信导航设备,为实现低空空域飞行器"看得见、能识别、能处置"的目标提供一种技术解决方法.

摘要： 当前,无人机飞行活动量不断增加,给复杂低空空域环境内的飞行安全带来了很大的安全隐患.然而目前高空民用航空领域的飞行避障体系难以在低空空域无人机中适用,亟需对低空空域无人机的自主飞行避障技术进行深入研究.本文通过构建低空空域四旋翼无人机的动力学模型,求解其在最小安全间隔约束下的最优控制问题,来获得无人机的自主避障参考轨迹.利用MATLAB程序进行了算法仿真,通过设置两种不同的避障场景,给出避障飞行路径,仿真结果验证了本文方法的有效性.

摘要： 本文明确了我国低空空域运行定义,描述了通航飞行活动概貌,并从低空空域组织与管理、低空运行安全管理、通航机场运行、航空器运行、飞行服务与管理五方面入手,给出了我国低空空域运行概念及其关键设想.

摘要： 本文介绍了面向民用无人机的低空空域监视系统.通过比较分析主要监视技术,选择ADS-B、多点定位、无源雷达为主要监视手段,构建涵盖监视数据获取、数据组网传输以及监视数据融合应用3个层次的低空空域监视体系构架.针对民用无人机的运行特点,设计了低成本全覆盖综合监视系统,主要包括监视地面站、数据传输网、融合处理中心和监视服务平台4个组成部分.该系统可解决大范围、合作与非合作无人机飞行目标监视问题,监视手段灵活配置、空管空防一体化设计,满足民用无人机监管需求.

摘要： 复杂低空空域环境下多飞行器冲突解脱方法可以有效地提供冲突解脱策略,实时规划飞行器四维航迹,避免飞行器之间发生危险接近事故或者碰撞,从而保障空域运行安全.然而,随着飞行器数目的不断增长,冲突解脱面临"维数灾难",导致问题具有高维度、强耦合等难点.因此,传统的优化方案难以得到令人满意的方案.为了提高冲突解脱效率,保障运行安全,基于满意博弈论方法,考虑低空飞行器运动特点,构建冲突解脱模型,设计冲突解脱方法.飞行器主要采用改变航向角的策略.通过基于条件概率的方法来建立"社会关系",即当前飞机所做的决策对其他飞机产生的影响.每个飞行器在决策时,都会受到优先级比自己高的决策者的影响.基于满意博弈论的冲突解脱方法不仅可以有效地解决当前飞行器的冲突问题,而且兼顾探测范围内的其他飞行器,避免当前解脱策略导致与其他飞行器冲突,实现整体最优化.最后,通过在极端典型飞行冲突场景中实验验证表明,基于满意博弈论的冲突解脱方法可以实时高效实现大规模飞行器的冲突解脱,保障飞行安全且控制经济成本.

摘要： 由于低空空域环境复杂,威胁通用航空器运行安全.复杂低空多飞行器航迹规划方法是保障安全、提高效率的关键技术.在特定空域范围内,依据地形特点、环境威胁以及飞行器自身物理条件等约束和安全效率等性能指标,为飞行器规划出最优航迹.然而,多飞行器的航迹规划问题存在多约束、强耦合、多目标等难点,现有方法缺乏对问题先验知识的挖掘和利用,导致难以兼顾安全与效率.针对多飞行器航迹规划问题,建立了多飞行器航迹优化多目标模型.为了进一步提升优化效率,基于启发式算子的自适应差分多目标进化算法,引入多种群协同进化,每个飞行器通过不同种群独立进化,建立合作机制提升种群进化质量,避免陷入极值.最后通过二维与三维仿真实验验证了算法的可行性和有效性.

摘要： 近年来中国开始实行有序开放、管放结合的差异化管理方式,对低空空域进行开放.通航飞行主要集中在低空空域的范围,因此,低空飞行的主要对象是通用航空.低空气象要素变化剧烈,低云、雷暴、低空风切变、云蔽山、低能见度、地形颠簸、积冰等对低空飞行安全将造成严重威胁.

摘要： 本文提出了一种低空空域监视系统的系统架构,该系统完成了对ADS-B、L波段低空探测雷达、X波段低空探测雷达、光电探测等多种监视数据源的数据引接、综合处理及显示.前端数据接入设备完成对监视源的数据引接,引接数据经前端数据处理设备进入监视系统进行监视数据处理,原始监视数据分别经过监视数据前置处理,单路监视数据处理,监视数据融合处理,安全网络完成对监视数据的数据解析、错误报告、航迹外推、航迹平滑、航迹融合、告警计算处理.

摘要： 中国通用航空产业正处在高速发展前的孕育期,一个迅速崛起的朝阳产业正在形成[1].文章阐述了我国空域管理体制和开放低空空域的相关政策,分析了通用航空产业对经济的拉动作用,展望了通用航空产业巨大的市场前景,提出了"抓住中国通用飞机产业发展的黄金十年,助力中国通用飞机产业的蓬勃发展"的观点.

摘要： 随着我国经济的持续发展、人民生活水平的普遍提高,通用航空飞行需求将急剧增长.然而,由于我国特殊的国情,我国低空空域管理不能完全照搬美国的模式.而且,由于低空飞行航空器种类繁多、性能差异大、任务性质复杂、受天气因素影响大,民航现有空管系统难以提供可靠、灵活的飞行服务.为此,本文针对我国低空空域管理特点,分析我国低空空管的现状,结合我国自主研发的北斗导航系统的应用,设计一种基于北斗RDSS和ADS-B的通用航空飞行动态监视系统的体系结构,为低空空域通用航空的安全飞行提供了一种技术保障手段.

摘要： 随着我国经济的快速发展,近年来通用航空飞行器不论种类还是数量都得到了极大增长,以旋翼式为代表的无人机系统为例,由于价格低廉、操控容易,在群众中得以大量普及.然而,就是这些看似普通的无人机,在我国尚未形成法律约束与有效监管的情况下,已悄然发生多起“黑飞”事件,不仅对军民航飞机飞行或训练造成严重干扰,同时由于其能够携带小额负载的原因,也给城市社会公共安全造成了极大威胁.由此可见,加强城市低空安保能力需求日益突显.文中首先分析了无人机无序飞行带来的威胁与加强城市低空安保能力的必要性和意义,介绍了国内外低空安保领域的一些做法和措施,在城市低空安保领域，国外对无人机吃行管控主要采取了“两手抓”的措施，一是立法，以制度规范吃行行为;二是推出反制措施，对无视管控的无人机直接进行拦截或干扰。众所周知，低空安保是一个世界性的难题，更何况是在楼宇林立的城市复杂背景下。结合欧美等发达国家的先进经验，城市低空安保未来可行之路仍只能在政策层面和反制手段软硬两个层面着手。

摘要： 本发明公开了一种低空空域航道划设和管理方法，首先细化了低空空域的划设方法，给出了超低空空域和低空自主目视适航空域的划设原则、地面以上高度真值参照、使用对象和使用规则等；针对快递无人机、空中公交、私人飞行器等不同飞行器专门划设空中航道，设置航道间安全距离，以空中匝道相连，每条航道分设高速分道和低速分道；提出了虚拟数字空中航道方法，用于飞行器实现在航道中的精确定位和精准飞行；提出了飞行器低空飞行的管理措施，如飞行计划自动上报、飞行规则自动检测、准飞登记、适航条件自动查证、起飞降落自动提报、预制自律飞行程序等。本发明提供的低空空域航道划设和管理方法，显著提高了低空空域使用的安全性和利用的效率。

摘要： 本发明公开了一种基于GIS的低空空域协同管理系统，包括主业务系统和用户终端，主业务系统包括空域规划管理子系统、飞行计划管理子系统和飞行动态监测子系统，用户终端包括空域用户终端和飞行员用户终端；空域规划管理子系统向GIS空域基础数据，飞行计划管理子系统对飞行计划进行全周期管理，并发送至相关空域用户终端、空域服务管理部门以及相关飞行员用户终端；飞行动态监测子系统获取航空器的飞行动态数据，并发送至相关空域用户终端、空域服务管理部门以及相关飞行员用户终端进行可视化显示。本发明提升了飞行安全冗余度，提高了空域的利用率，既满足空域服务管理部门需实时掌握协同空域整体运行态势的业务要求，又符合通航行业发展需要。

摘要： 本发明实施例提供一种低空空域地面监管服务系统，属于基于北斗通信的地面监管的技术领域。包括：界面显示模块，用于展示待监控的区域的地图；根据标牌信息确定通航飞机在地图上的位置并在该位置上展示标牌信息；在地图上展示通航飞机的轨迹，且能够响应于用户的选择操作执行通航飞机的轨迹的回放；数据通讯模块，用于确定北斗短报文技术终端和北斗RNSS与RDSS技术终端中任意一者来接收通航飞机的标牌信息；监视与指挥调度模块，用于根据通航飞机的标牌信息和接收到的环境信息确定针对通航飞机的推荐调度策略；确定通航飞机的实际调度策略。本发明可以实现通航飞机的监管管控，实现地面的可视化效果，确保通航飞机完成任务。

摘要： 本发明实施例提供一种低空空域通用航空器的数据传输方法、系统，属于低空空域的数据传输的技术领域。包括：在数据发送端，获得压缩数据包及其对应的文件长度；根据文件长度与预设定的长度阈值的比较结果确定并获得包含有包头标识控制符的数据分包；按照预设定的北斗短报文的格式封装数据分包，且基于包头标识控制符发送已完成封装的数据分包；在数据接收端，接收来自数据发送端的数据分包，并且按照北斗短报文的格式解析数据分包；根据数据分包的包头标识控制符完成数据分包的组包以获得压缩数据包；解压缩压缩数据包以获得ADS‑B消息。本发明可以利用北斗短报文通信模块来实现监视数据在短报文数据链上传输。

摘要： 本发明的基于立体剖分网格的动态低空空域态势图构建方法，基于立体剖分网格确定飞行器在所述动态低空空域的位置；根据所述飞行器在所述动态低空空域的位置更新所述动态低空空域中立体网格的动态属性；基于立体剖分网格对所述飞行器在所述动态低空空域的动态空域区域进行标识；根据所述动态低空空域中立体网格的动态属性和动态空域区域构建所述动态低空空域态势图。能够将低空空域以多尺度立体剖分网格统一划分，实现网格与实体的有效结合，解决动态低空空域缺乏统一性与标准性、实时构建难，人为工作量大的问题，为实现低空空域态势图网格化建模的动态化和智能化提供技术支撑。

摘要： 本发明的基于立体剖分网格的动态低空空域网格流量管理方法，通过基于立体剖分网格，根据飞行器的飞行时间规划将所述动态低空空域网格态势流量进行流量网格化，得到所述动态低空空域的网格流量；根据所述动态低空空域的网格流量计算飞行器在飞行时间规划内的各个管制区流量；根据飞行器的飞行时间和所述飞行时间规划内的各个管制区流量对所述动态低空空域进行流量调配。能够解决低空空域流量一体化组织程度低，自动化管理能力差、低空空域流量管理计算方法复杂、空域多尺度灵活性差的问题。

摘要： 本发明涉及空域交通管理领域中的低空空域规划与管理技术领域，且公开了一种低空空域栅格划设与编码方法，包括以下步骤：A：低空空域空间采用基于地理空间经纬度，进行球面的网格划分，共计划分十个层次递归网格，根据不同的研究问题需求，可在第十级球面再次进行递归划分，达到所需的网格精度要求，将所划分的网格层级记为n级；高度独立于球面进行划分，高度范围0‑60公里。该低空空域栅格划设与编码方法，利用地理空间网格递归划分，将连续空域空间离散为基本空域；根据不同划分层面的基本空域空间，建立统一的网格位置编码，得到基本空域编码；通过基本空域编码取代经纬度坐标，标识空域空间位置，精确表示具体空间位置。

摘要： 本发明公开了一种基于GIS的低空空域协同管理系统，包括主业务系统和用户终端，主业务系统包括空域规划管理子系统、飞行计划管理子系统和飞行动态监测子系统，用户终端包括空域用户终端和飞行员用户终端；空域规划管理子系统向GIS空域基础数据，飞行计划管理子系统对飞行计划进行全周期管理，并发送至相关空域用户终端、空域服务管理部门以及相关飞行员用户终端；飞行动态监测子系统获取航空器的飞行动态数据，并发送至相关空域用户终端、空域服务管理部门以及相关飞行员用户终端进行可视化显示。本发明提升了飞行安全冗余度，提高了空域的利用率，既满足空域服务管理部门需实时掌握协同空域整体运行态势的业务要求，又符合通航行业发展需要。

摘要： 本发明提供了一种反制低空空域飞行器的执法无人机路径规划方法，包括：基于执法无人机运动场景的环境信息，建立执法无人机路径规划空间的模拟环境地图，通过模拟环境地图设置目标函数；基于目标函数，利用改进的A*算法预规划执法无人机的路径；执法无人机基于预规划的路径飞行过程中，采用粒子群优化方法进行局部避障，从而获取最优路径；判定黑飞飞行器的位置变化是否超过设定阈值，超过设定阈值则重新回到设置全局规划路径阶段。通过对执法无人机的路径规划，使其能够快速、安全地飞抵黑飞飞行器处，进而对其近距离实施打击，解决了传统手持式反无人机系统的发射功率大、目标定位不精确、引入二次威胁等问题。

摘要： 本发明公开了低空空域地球剖分网格数据组织、查询方法及装置，针对低空空域的静态空间几何对象、无人飞行器、动态空间几何对象进行网格编码表达，实现低空空域不同时空范围的数据的组织、查询与展示。包括如下步骤：针对低空空域构建时空网格模型，时空网格模型包括空间网格编码、时间剖分编码以及网格数据关联关系表。获取低空空域数据。在构建的时空网格模型的基础上，针对低空空域中各种空间几何对象进行表达，生成各空间几何对象对应的网格编码集合，并进行存储。根据空间几何对象的编码集合，利用低空空域时空网格数据库，进行数据查询；将查询得到的空间几何对象数据进行输出，并在时空网格图上进行展示。