一种基于卫星遥感技术的机场净空辅助巡查方法与流程

本发明属于航空航天领域，具体涉及一种基于卫星遥感技术的机场净空辅助巡查方法。

背景技术：

1、近年来，由于未及时发现机场净空保护区范围内的超障目标，致使机场航线取消、建设项目被迫暂停、机场遭受处罚的事件频发，净空保护区内的超障目标不仅严重威胁航空安全，并且会造成重大的经济损失。

2、目前国内还没有一个平台将机场净空涉及到的所有限制面集成在一起，净空巡查人员进行巡查时，通过单一的限制面进行人工计算建筑物所在位置限制高度，导致此限制高度不一定满足别的限制面，人工计算存在误差，造成一定的航空安全隐患。

3、目前机场净空管理并没有主动获取疑似障碍物的手段，整个净空管理范围是以机场基准点为圆心，水平半径55公里的空间区域，将近一万平方公里，传统的人工驾车巡查方式，不能够完全覆盖整个净空管理范围，存在一定的航空安全隐患。

技术实现思路

1、针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于卫星遥感技术的机场净空辅助巡查方法，以解决现有技术中净空管理未综合考虑所有净空限制面的限制以及没有主动获取疑似障碍物的手段的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明的一种基于卫星遥感技术的机场净空辅助巡查方法，步骤如下：

4、步骤1：获取机场净空保护区域范围内净空环境信息，并构建净空环境仿真平台；

5、步骤2：在步骤1中构建的净空环境仿真平台中，建立机场净空限制面模型；

6、步骤3：获取至少两期机场净空范围的卫星遥感影像，并将获取的卫星遥感影像传输至步骤1中构建的仿真平台中；

7、步骤4：根据对比相邻两期卫星遥感影像获取疑似障碍物位置信息；

8、步骤5：将疑似障碍物位置信息输入步骤2中构建的机场净空限制面模型，以确定疑似障碍物位置的限制高度；

9、步骤6：根据疑似障碍物位置、障碍物位置的限制高度及疑似障碍物实际高度，判断疑似障碍物是否超障。

10、进一步地，所述步骤1中净空环境信息包括机场净空保护区域范围内的机场跑道、进离场飞行程序、导航台、卫星地图；其中机场净空保护区域范围以机场基准点为圆心，水平半径55公里的空间区域，分为净空巡视检查区和净空关注区；所述净空巡视检查区为机场跑道中心线两侧各10公里、跑道端外20公里以内的区域；净空关注区为净空巡视检查区域之外的机场净空保护区域。

11、进一步地，从《国内航空资料汇编》、运输机场总体规划中获取净空环境信息，利用java语言在arcgis软件构建机场净空结构，并提供净空结构的三维视图。

12、进一步地，所述步骤2中机场净空限制面包括：机场障碍物限制面、飞行程序保护面、最低监视引导高度、电磁环境保护面。

13、进一步地，所述步骤2具体包括：

14、步骤21：建立机场障碍物限制面三维模型，根据运输机场总体规划，对机场现有跑道及未来规划跑道分别建立障碍物限制面，基于每条跑道的进近跑道类型，确定每条跑道障碍物限制面及每个面的坡度、起始位置、长度等参数，机场障碍物限制面包括锥形面、内水平面、内进近面、进近面、过渡面、内过渡面、复飞面；对于供起飞用的跑道还需设立起飞爬升面的障碍物限制面，其中各面坡度、起始位置、长度等参数根据标准《<运输机场使用手册>编制与审查规则》附件4附图绘制基本要求进行确定；

15、步骤22：建立飞行程序保护面三维模型，飞行程序保护面由机场进离场程序及其保护区组成，获取方式可从飞行程序设计院获取机场所有飞行程序及其保护区数据，或者基于机场飞行程序根据icao doc 8168(《航行服务程序——航空器运行》)进行飞行程序保护区参数确定，其中飞行程序包括传统程序、pbn程序；

16、步骤23：根据机场最低监视引导高度图建立最低监视引导高度图三维模型，机场最低监视引导高度图可由《国内航空资料汇编》获取雷达引导区域和引导扇区的最低高度；

17、步骤24：根据机场电磁环境保护面建立电磁环境保护面三维模型，机场电磁环境保护面包括航空无线电台(站)电磁环境保护区域和飞行区电磁环境保护区域，将纸质平面分区域限高图在平台中转换为三维模型图。

18、进一步地，所述步骤3中两期间隔可自定义，根据管理程序ap-140-ca-2022-03《运输机场净空保护管理办法》净空巡视检查区域的巡视检查，每月应当不少于一次(全覆盖)，所以建议每期间隔一个月。

19、进一步地，所述步骤3中机场净空范围的卫星遥感影像具体为卫星对目标地物发射或反射的电磁波信息记录下来从而形成遥感影像。

20、进一步地，所述步骤4中基于u-net等遥感建筑变化检测算法对比相邻两期卫星遥感影像获取疑似障碍物位置，疑似障碍物位置信息为疑似障碍物的经纬度信息；具体为：

21、基于u-net算法对两期卫星遥感影像进行变化检测，将变化检测问题转化为像素级二分类问题，把图像中的每个像素划分为变化类或非变化类，并根据变化类的像素得到建筑物的变化检测结果图，将变化类的像素位置作为疑似障碍物位置；也可通过别的遥感建筑变化检测算法进行变化检测。

22、进一步地，所述步骤5具体为：

23、根据每个疑似障碍物的经纬度信息，计算出疑似障碍物所在位置受到的限制面的限制，并计算每个限制面在该位置的高度，以最小的高度作为该位置的限制高度；

24、alimit＝min(a附件14面rwy,a飞行程序面rwy,amva,a电磁)

25、其中，a附件14面rwy为障碍物限制面高度，rwy为受净空影响的跑道的跑道号，附件14面为限制障碍物所在位置的机场障碍物限制面；a飞行程序面rwy为飞行程序保护面高度，飞行程序面为限制障碍物所在位置的飞行程序面；amva为最低监视引导高度；a电磁为电磁环境保护面高度；alimit为疑似障碍物的限制高度；当疑似障碍物所在位置没有限制面覆盖时，设置该限制面高度为9999米。

26、本发明的有益效果：

27、本发明通过基于卫星遥感技术的机场净空辅助巡查的方法，使得机场净空涉及到的所有限制面都集成在一起，同时通过多期净空范围遥感影像对比获取疑似障碍物位置，使得净空巡查人员能够更加精准的获取疑似障碍物位置、限制高度，减少了巡查盲区，提高巡查效率，保障航空器在机场净空范围的安全运行。

技术特征：

1.一种基于卫星遥感技术的机场净空辅助巡查方法，其特征在于，步骤如下：

2.根据权利要求1所述的基于卫星遥感技术的机场净空辅助巡查方法，其特征在于，所述步骤1中净空环境信息包括机场净空保护区域范围内的机场跑道、进离场飞行程序、导航台、卫星地图；其中机场净空保护区域范围以机场基准点为圆心，水平半径55公里的空间区域，分为净空巡视检查区和净空关注区；所述净空巡视检查区为机场跑道中心线两侧各10公里、跑道端外20公里以内的区域；所述净空关注区为净空巡视检查区域之外的机场净空保护区域。

3.根据权利要求1所述的基于卫星遥感技术的机场净空辅助巡查方法，其特征在于，从国内航空资料汇编、运输机场总体规划获取的净空环境信息，利用java语言在arcgis软件构建机场净空结构，并提供净空结构的三维视图。

4.根据权利要求1所述的基于卫星遥感技术的机场净空辅助巡查方法，其特征在于，所述步骤2中机场净空限制面包括：机场障碍物限制面、飞行程序保护面、最低监视引导高度、电磁环境保护面。

5.根据权利要求4所述的基于卫星遥感技术的机场净空辅助巡查方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：

6.根据权利要求1所述的基于卫星遥感技术的机场净空辅助巡查方法，其特征在于，所述步骤3中机场净空范围的卫星遥感影像具体为卫星对目标地物发射或反射的电磁波信息记录下来从而形成遥感影像。

7.根据权利要求1所述的基于卫星遥感技术的机场净空辅助巡查方法，其特征在于，所述步骤4中基于u-net算法对比相邻两期卫星遥感影像获取疑似障碍物位置，疑似障碍物位置信息为疑似障碍物的经纬度信息；具体为：

8.根据权利要求1所述的基于卫星遥感技术的机场净空辅助巡查方法，其特征在于，所述步骤5具体为：

技术总结
本发明公开了一种基于卫星遥感技术的机场净空辅助巡查方法，包括：获取机场净空保护区域范围内净空环境信息，并构建净空环境仿真平台；建立机场净空限制面模型；获取至少两期机场净空范围的卫星遥感影像，并将其传输至仿真平台中；获取疑似障碍物位置信息；将疑似障碍物位置信息输入机场净空限制面模型，以确定疑似障碍物位置的限制高度；根据疑似障碍物位置、障碍物位置的限制高度及疑似障碍物实际高度，判断疑似障碍物是否超障。本发明通过基于卫星遥感技术的机场净空辅助巡查的方法，使得机场净空涉及到的所有限制面都集成在一起，同时通过多期净空范围遥感影像对比获取疑似障碍物位置，保障航空器在机场净空范围的安全运行。

技术研发人员：林荆荆,支兵,席玉华,苏祖辉,施超,涂诗晨,陈紫玥,许琴
受保护的技术使用者：南京莱斯信息技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16