本发明涉及航空控制，具体涉及跑道进入灯点亮时间的预测方法、系统、设备和存储介质。
背景技术：
1、跑道状态灯系统是一个完全自动化的系统，它通过接收机场场面监视系统对跑道及周边区域活动目标（包括航空器和车辆）的监视数据，检测判断目标的运动状态，结合跑道运行规则自动计算、确定、控制状态灯灯具的点亮和熄灭，通过灯光的形式为飞行员和车辆驾驶员指示进入或穿越跑道是否安全。
2、对目标运动状态的准确判断和预测直接影响对状态灯灯具控制的准确性和及时性，从而影响系统的预警防护效果。而目标状态的判断和预测受目标监视定位数据的定位精度、更新周期等因素影响较大。例如对于跑道进入灯，在航空器起飞过程中，当航空器速度达到一个值时（按照国外经验及国内技术规范要求，该值推荐为30knots，约为15.43m/s），航空器前方的跑道进入灯应该被点亮，提示跑道外的其它目标不能进入跑道。而通过系统点亮对应跑道进入灯，需要经过（1）系统探测出航空器速度达到设定值，（2）系统计算确定需要点亮的跑道进入灯，（3）系统点亮对应灯具。在第一步，航空器的速度是基于场面监视系统探测到的目标位置数据估算得出，系统需要解决因速度的抖动引起的状态误判，那么一般而言，需要给出一定的时间或者速度冗余度，但该冗余度的值具体是多少，目前没有明确的依据，从而导致无法量化的评估跑道状态灯系统的防护有效性，比如，系统在航空器开始滑跑后8秒钟点亮前方跑道进入灯所能提供的防护效果远大于系统需要在第13秒才能点亮跑道进入灯的情况。而航空器的速度估算误差与使用的位置预测方法、位置预测误差、监视数据更新周期等因素的影响，如果定位误差大、更新周期长，那么系统需要更长的时间才能得到稳定的检测结果。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种跑道进入灯点亮时间的预测方法、系统、设备和存储介质，在充分考虑航空器定位误差与速度估计误差的情况下，精准估计航空器起飞过程中点亮跑道进入灯所需时间。
2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
3、第一方面：一种跑道进入灯点亮时间的预测方法，包括：
4、获取接入跑道状态灯系统的监视数据中航空器的位置数据、位置标准差和探测间隔时间；
5、确定位置标准差、速度标准差和间隔时间的关系，然后根据实际的数据采样点，得到系统的速度标准差；
6、在监测到航空器速度超过确定航空器为起飞状态，其中 v thre为预设的速度阈值，计算航空器从开始运动至起飞状态所需时间；
7、计算航空器开始起飞滑跑，至点亮前方跑道进入灯所需的时间，其中为系统发送控制指令控制跑道进入灯完全点亮的时间。
8、进一步地，所述确定位置标准差、速度标准差和间隔时间的关系包括以下步骤：
9、根据至少三个从外部场面监视系统接收到的航空器的定位数据，使用最小二乘法来拟合航空器的运动距离关于时间 t的多项式，为：，其中 b 0、 b 1和 b 3为拟合系数；
10、假设起飞过程中航空器以加速度 a 0进行匀加速运动，根据匀加速定理，可以根据所述多项式将航空器的运动距离表示为：，其中 v 0和 s 0分别是航空器初始速度和距离；
11、计算关于航空器的运动距离的卡方检验公式：，其中， w i为权重， x i是航空器在时间 t i的距离观测数据，n为距离观测数据的数量；
12、对卡方检验公式求 a 0 、v 0和 s 0偏导数：，化简得到矩阵表达形式，，其中；
13、假设航空器的加速度恒定，得到未来任意时刻的位置 s( t)、速度 v( t)、加速度 a( t)的预测公式为：；
14、假设每个测量点的测量不确定性是相等且独立，根据协方差矩阵的计算性质：若y=ax，那么有，x的协方差矩阵为，i为单位矩阵，得到位置、速度、加速度的预测方差为：，其中diag()表示对角矩阵；
15、由于，代入所述位置、速度、加速度的预测方差式子中，得到
16、
17、其中；
18、当权重 w i=1时，有t=u，且易知，得到速度的预测误差为：
19、。
20、进一步地，所述航空器从开始运动至起飞状态所需时间通过以下计算公式得到：
21、
22、其中，为航空器加速度。
23、进一步地，航空器位置的预测误差计算公式为：
24、
25、航空器加速度的预测误差计算公式为：
26、。
27、进一步地，所述系统发送控制指令控制跑道进入灯完全点亮的时间，通过获取系统历史控制时间的平均值获得。
28、第二方面：一种跑道进入灯点亮时间的预测系统，包括：
29、数据获取模块，用于获取接入跑道状态灯系统的监视数据中航空器的位置数据、位置标准差和探测间隔时间；
30、关系确定模块，用于确定位置标准差、速度标准差和间隔时间的关系，然后根据实际的数据采样点，得到系统的速度标准差；
31、起飞时间计算模块，用于在监测到航空器速度超过确定航空器为起飞状态，其中 v thre为预设的速度阈值，计算航空器从开始运动至起飞状态所需时间；
32、跑道灯点亮计算模块，用于计算航空器开始起飞滑跑，至点亮前方跑道进入灯所需的时间，其中为系统发送控制指令控制跑道进入灯完全点亮的时间。
33、第三方面：一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一段程序，所述至少一段程序由处理器加载并执行以实现第一方面任一项所述的跑道进入灯点亮时间的预测方法。
34、第四方面：一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一段程序，所述至少一段程序由处理器加载并执行以实现第一方面任一项所述的跑道进入灯点亮时间的预测方法。
35、本发明的有益效果是：
36、本发明为计算航空器起飞过程中点亮跑道进入灯所需时间提供了准确的数值计算方式，在跑道状态灯系统的方案设计阶段，可以更进一步的根据机场监视系统的实际水平，结合跑道滑行道布局、航空器运动特性等，分析跑道进入灯的建设方案、评估其在跑道侵入防范上的有效性，或者对监视数据的定位精度和更新时间提出量化要求。
1.一种跑道进入灯点亮时间的预测方法，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种跑道进入灯点亮时间的预测方法，其特征在于：所述确定位置标准差、速度标准差和间隔时间的关系包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种跑道进入灯点亮时间的预测方法，其特征在于：所述航空器从开始运动至起飞状态所需时间通过以下计算公式得到：
4.根据权利要求2所述的一种跑道进入灯点亮时间的预测方法，其特征在于：航空器位置的预测误差计算公式为：
5.根据权利要求1所述的一种跑道进入灯点亮时间的预测方法，其特征在于：所述系统发送控制指令控制跑道进入灯完全点亮的时间，通过获取系统历史控制时间的平均值获得。
6.一种跑道进入灯点亮时间的预测系统，其特征在于：包括：
7.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一段程序，所述至少一段程序由处理器加载并执行以实现权利要求1~5任一项所述的跑道进入灯点亮时间的预测方法。
8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一段程序，所述至少一段程序由处理器加载并执行以实现权利要求1~5任一项所述的跑道进入灯点亮时间的预测方法。
