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题名数字低空空域栅格化的表征度量与最优标定
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作者
谢华
尹嘉男
朱永文
陈志杰
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机构
南京航空航天大学通用航空与飞行学院
南京航空航天大学民航学院
空中交通管理系统全国重点实验室
国家空域技术重点实验室
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出处
《数据采集与处理》
CSCD
北大核心
2024年第1期31-43,共13页
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基金
国家重点研发计划(2022YFB4300905)
国家自然科学基金(52002178)
江苏省自然科学基金(BK20190416,BK20222013)。
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文摘
低空飞行空间范围小、目标速度慢、环境要素杂,传统的经纬度表征方式无法满足智联环境下的低空精细管理要求,为此本文研究了数字低空空域栅格化的表征度量与最优标定问题。首先,从“点-线-面”视角构建了多维度低空空域结构要素量化表征规则,提出了低空空域多层级栅格量化表征方法;然后,通过判定不同空域栅格的“点-线-面”位置关系,提出了基于栅格交集矩阵的低空空域拓扑关系度量方法;最后,综合考虑低空无人机碰撞指数、低空栅格利用指数等优化目标,以及节点与栅格匹配约束、空间位置约束、无人机与无人机/障碍物安全约束等限制条件,建立了面向多维性能的低空空域栅格粒度最优标定模型。针对城市低空典型飞行任务场景对所提方法的有效性及优化效果进行了验证分析。实验结果表明,针对任意设定的低空空域和无人机飞行任务,在可接受的无人机碰撞指数和栅格利用指数下,所提方法可对数字低空栅格粒度进行最优配置,从根源上有效确保低空飞行活动的安全和高效。研究成果对于支撑数字低空空域精细化管理和异质飞行器融合运行具有一定的理论价值和应用意义。
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关键词
低空空域
无人机
空域栅格化
栅格表征
栅格标定
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Keywords
low⁃altitude airspace
unmanned aerial vehicle(UAV)
airspace rasterization
raster characterization
raster calibration
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分类号
X951
[环境科学与工程—安全科学]
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