專利名稱：一種基于慣性導(dǎo)航綜合航路管理的實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于飛行管理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于慣性導(dǎo)航綜合航路管理的實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
綜合航路管理是根據(jù)飛機當前所在的位置、飛機性能參數(shù)、目的地機場位置與跑道信息、各航路點參數(shù)以及等待航線、進近程序等信號或數(shù)據(jù)進行綜合分析運算，以確定飛機的應(yīng)飛航向、速度以及爬高、下降角和升降速度、階梯爬高和下降等指令。國防工業(yè)出版社2002年出版的劉慧英、周勇編著的《空中交通管理系統(tǒng)導(dǎo)論》，公開了一種針對民航客機與大型運輸機的飛行規(guī)劃、性能優(yōu)化、制導(dǎo)等方面的基本原理、功能等，但是，對于飛機的綜合航路管理的具體的實現(xiàn)方案沒有公開。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種控制準確、功能齊全、可操作性強的一種基于慣性導(dǎo)航綜合航路管理的實現(xiàn)方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，根據(jù)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的輸出，準確計算飛機在飛行中的即時位置，按照飛機目前所處狀態(tài)與控制指令，確定最優(yōu)導(dǎo)航模式，連續(xù)計算并輸出航跡操縱模式、航線操縱模式、時間導(dǎo)航、返航與著陸等需要的控制參數(shù)，實現(xiàn)全自動導(dǎo)航。綜合航路管理的實現(xiàn)方法包括航跡操縱、航線操縱兩種操縱方式和時間導(dǎo)航、返航、著陸三種導(dǎo)航方法，其中(一 )航跡操縱方式實現(xiàn)步驟(1)接收慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)即時經(jīng)度λ ρ、緯度Φρ、真航向Ψτ、東向速度 Ve、北向速度VN;(2)根據(jù)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)預(yù)先裝訂的數(shù)據(jù)，獲得當前航路點經(jīng)度λ i、緯度Φ ，下一個航路點經(jīng)度λ i+1、緯度Φ +l ；(3)按照接收慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的東向速度Ve、北向速度Vn，計算航跡角Ψτκ ψτκ = tan_1(VE/VN) ；(1)(4)按照接收慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的真航向11^與航跡角Ψτκ，計算偏流角δ δ = Ψτκ-Ψτ ；(2)(5)按照接收慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的即時經(jīng)度λρ、緯度Φρ和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)預(yù)先裝訂的當前航路點經(jīng)度λ 、緯度φ i，下一個航路點經(jīng)度λ i+ι、緯度Φ +l，計算預(yù)航跡角
Ψ DTK -ψοτκ = cos-1 {rN_p · ri+li )；(3)其中，&，P為即時位置當?shù)卣姹钡膯挝皇噶浚粸榇怪庇谟蒦明組成平面的單位矢量；巧和&,分別為當前航路點和到達下一個航路點當?shù)劂U垂線的單位矢量，按照標準球面坐標計算公式，有rNp .rMt =MpXMnX[-(Czy)p xp, + (Czx)p χρ2]
權(quán)利要求
1. 一種基于慣性導(dǎo)航綜合航路管理的實現(xiàn)方法，其特征是，綜合航路管理的實現(xiàn)方法包括航跡操縱、航線操縱兩種操縱方式和時間導(dǎo)航、返航、著陸三種導(dǎo)航方法，其中 (一)航跡操縱方式實現(xiàn)步驟(1)接收慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)即時經(jīng)度λρ、緯度Φρ、真航向Ψτ、東向速度VE、 北向速度Vn ；(2)根據(jù)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)預(yù)先裝訂的數(shù)據(jù)，獲得當前航路點經(jīng)度λ 、緯度Φ ，下一個航路點經(jīng)度Ai+l、緯度Φ +l ；(3)按照接收慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的東向速度Ve、北向速度Vn，計算航跡角Ψτκ: Ψτκ = tan^(VE/VN) ；(1)(4)按照接收慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的真航向11^與航跡角Ψτκ，計算偏流角δ δ = ψτκ-ψτ ； (2)(5)按照接收慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的即時經(jīng)度λρ、緯度Φρ和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)預(yù)先裝訂的當前航路點經(jīng)度λ 、緯度Φ ，下一個航路點經(jīng)度λ +l、緯度Φ +l，計算預(yù)航跡角ΨΒΤΚ: Ψ DTK =^os-x{rN_P -rMi)·,(3)其中，為即時位置當?shù)卣姹钡膯挝皇噶浚?巧+1,,為垂直于由&t和核且成平面的單位矢量；巧和&,分別為當前航路點和到達下一個航路點當?shù)劂U垂線的單位矢量，按照標準球面坐標計算公式，有rN,P · rMJ =MpxMNx [-(Czy)p ^pl+ (Czx)p χ ρ2]⑷1 =J(Czy)IHCJ2pΜ'； = yl P^+P22+P23Pl =(Czy) i+1 X (Czz) i-(Czζ) i+1 X (Czy)P2 =(Czζ) i+1 X (Czx) i-(Czχ) i+i x (czz)P3 =(Czχ) i+1 X (Czy)](Czy) i+i X (Czx)Czx = cos Φ X cos λ Czy = cos Φ X sin λ Czz = sin Φ(6)根據(jù)計算得到的偏流角δ和預(yù)航跡角Vdtk，計算應(yīng)飛航向Ψ'τ: Ψ ‘ T= Vdtk- δ ； (4)(7)根據(jù)接收慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的真航向Ψτ及應(yīng)飛航向Ψ'τ，計算航向偏差Δ ψ Δ ψ = ψτ-ψ ‘ τ ； (5)(8)令橫偏距X與高度偏差ΔΗ為0，即Χ^0，ΔΗ^0 ；(9)輸出航向偏差ΔΨ、橫偏距X、高度偏差ΔΗ; (二)航線操縱方式實現(xiàn)步驟(1)接收慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)即時經(jīng)度λρ、緯度Φρ、真航向Ψτ、東向速度VE、 北向速度Vn ；(2)根據(jù)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)預(yù)先裝訂的數(shù)據(jù)，獲得當前航路點經(jīng)度λ 、緯度Φ ，上一個航路點經(jīng)度Ai-l、緯度Φ -l ；(3)按照接收慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的東向速度Ve、北向速度Vn，計算航跡角Vtk， Ψτκ = tan^(VE/VN) ；(6)(4)按照接收慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的真航向11^與航跡角Ψτκ，計算偏流角δ， δ = ψτκ-ψτ ；(7)(5)按照接收慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的即時經(jīng)度λρ、緯度Φρ和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)預(yù)先裝訂的當前航路點經(jīng)度λ i、緯度Φ i，上一個航路點經(jīng)度λ i_l、緯度Φ -l，計算飛機距預(yù)定航線距離，即橫偏距X
全文摘要
本發(fā)明屬于飛行管理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于慣性導(dǎo)航綜合航路管理的實現(xiàn)方法。本發(fā)明提出了一種全面、詳細、自動化程度高、可操作性強的綜合航路管理的實現(xiàn)方法，按照該方法計算飛行參數(shù)并控制飛機狀態(tài)，可保證飛機安全、平穩(wěn)地完成各項飛行任務(wù)，提供從飛機起飛到進近著陸的橫向最優(yōu)飛行剖面與垂直最優(yōu)飛行剖面，飛機將按優(yōu)化飛行軌跡從起飛機場到達目的地機場。
文檔編號G01C21/16GK102426016SQ20111026681
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者劉進, 張敏, 薛濤, 陸志東 申請人:中國航空工業(yè)第六一八研究所