本發(fā)明涉及航空制圖技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及飛機航線規(guī)劃方法。

背景技術(shù)：

隨著航空技術(shù)的突飛猛進，航空器的應(yīng)用，已經(jīng)從軍用到民用，有人到無人，全方面、井噴式發(fā)展，導(dǎo)致了空域資源越來越緊張，如何快速、準(zhǔn)確、智能的規(guī)劃出飛行的航線，對任務(wù)規(guī)劃員提出了巨大的挑戰(zhàn)。

目前，任務(wù)規(guī)劃還主要依賴于事先計算、紙上繪制等主要手段，或者計算機自動生成簡單的航線，無法滿足實際使用需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的至少一種缺陷，本發(fā)明提供了一種飛機航線規(guī)劃方法，包括如下步驟：

步驟一，獲取飛機的初始位置、當(dāng)前航向和盤旋半徑r，所述初始位置包括飛機所在經(jīng)度、緯度及當(dāng)前高度，根據(jù)所述當(dāng)前航向和盤旋半徑r獲得第一切圓和第二切圓，第一切圓和第二切圓分別位于飛機初始位置兩側(cè)且均與飛機當(dāng)前航向相切；

步驟二，設(shè)置飛機目標(biāo)位置，獲取飛機所述目標(biāo)位置和所述第一切圓的兩條切線，該兩條切線與所述第一切圓的切點分別設(shè)為q1和q3，獲取飛機目標(biāo)位置和第二切圓的兩條切線，該兩條切線與所述第二切圓的切點分別設(shè)為q2和q4，判斷出與最短航線對應(yīng)的切線的切點q0，具體判斷方式如下：

篩選出飛機以所述當(dāng)前航向沿圓弧到達切點時，飛機在切點的航向與該切點到所述目標(biāo)位置的方向相同的切線，設(shè)符合該條件的切線的集合為切線組，判斷該切線組中切線長度最短的切線所對應(yīng)的切點，設(shè)該切點為q0，與切點q0對應(yīng)的切線為l0；

步驟三，獲取切線l0的長度以及切圓上與切線l0對應(yīng)的弧形段長度，得到飛機從初始位置到目標(biāo)位置的規(guī)劃航線及其長度，該長度即為弧形段長度與切線l0長度之和，通過規(guī)劃航線的走向及其長度算出飛機可達高度、飛機從初始位置到目標(biāo)位置的飛行時間和飛行距離，以及飛機在目標(biāo)位置的航向，并判斷飛機可達高度、飛行時間、飛行距離、在目標(biāo)位置的航向以及剩余油量是否滿足設(shè)計要求，若不滿足則返回步驟二并重新設(shè)置目標(biāo)位置，若滿足則以飛機目標(biāo)位置為當(dāng)前初始位置，飛機在目標(biāo)位置的航向為飛機當(dāng)前航向，重復(fù)執(zhí)行步驟一至步驟三，直至完成整條飛機航線的規(guī)劃。

優(yōu)選的，盤旋半徑r根據(jù)飛機當(dāng)前高度、當(dāng)前速度及當(dāng)前坡度計算獲得。

本發(fā)明提供的飛機航線規(guī)劃方法，基于平臺約束、幾何圖形學(xué)及規(guī)劃需求的高效/智能的生成航線，通過后臺性能實時解算，結(jié)合幾何圖形學(xué)的計算，實時評估飛行狀態(tài)和參數(shù)，提示規(guī)劃員進行航線規(guī)劃，此技術(shù)不僅操作簡單快速，而且航線綜合了實際飛行航線特點，使得飛機很容易按照規(guī)劃的航線飛行，降低飛機偏離航線導(dǎo)致的隱患或者任務(wù)失敗的概率。

附圖說明

圖1是飛機航線規(guī)劃方法中步驟一的示意圖；

圖2是飛機航線規(guī)劃方法中步驟二的示意圖；

圖3是飛機航線規(guī)劃方法中步驟三的示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行更加詳細的描述。

需要說明的是：下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例，在不沖突的情況下，

本技術(shù)：
中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，均僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。

本發(fā)明提供了一種飛機航線規(guī)劃方法，包括如下步驟：

步驟一，如圖1所示，獲取飛機的初始位置p0、當(dāng)前航向d0和盤旋半徑r，本實施例中優(yōu)選的是，盤旋半徑r根據(jù)飛機當(dāng)前高度、當(dāng)前速度及當(dāng)前坡度計算獲得，初始位置p0包括飛機所在經(jīng)度、緯度及當(dāng)前高度，根據(jù)當(dāng)前航向d0和盤旋半徑r獲得第一切圓a和第二切圓b，第一切圓a和第二切圓b分別位于初始位置p0的兩側(cè)且均與當(dāng)前航向d0相切；

步驟二，如圖2所示，設(shè)置飛機目標(biāo)位置pm，獲取目標(biāo)位置pm和第一切圓a的兩條切線l1和l3，該兩條切線與第一切圓a的切點分別設(shè)為q1和q3，獲取飛機目標(biāo)位置pm和第二切圓b的兩條切線l2和l4，該兩條切線與第二切圓b的切點分別設(shè)為q2和q4，判斷出與最短航線對應(yīng)的切線的切點q0，具體判斷方式如下：

篩選出飛機以當(dāng)前航向d0沿切圓的圓弧到達切點時，飛機在切點的航向與該切點到所述目標(biāo)位置的方向相同的切線，設(shè)符合該條件的切線的集合為切線組，判斷該切線組中切線長度最短的切線所對應(yīng)的切點，設(shè)該切點為q0，與切點q0對應(yīng)的切線為l0，本實施例中如圖2所示，q0＝q3，l0＝l3；

由于飛機在初始位置d0的航向不同，其到達切點的方式也不同，但飛機在初始位置的航向在初始時已確定，因此飛機到達任意切點的方式只有一種，即順著當(dāng)前航向沿圓弧運動直到到達切點，以圖2為例，飛機到達q4點時的方向與q4點到pm點的方向相反，因此該航線不成立，q1同理，而飛機到達q2點是沿切圓的優(yōu)弧移動，而不是劣弧，因此距離較長，對應(yīng)的切線l2的距離也長，因此最優(yōu)航線為p0-q3-pm；

步驟三，獲取切線l0的長度以及切圓上與切線l0對應(yīng)的弧形段長度(即p0點至q0點在切圓上的劣弧段)，得到飛機從初始位置到目標(biāo)位置的規(guī)劃航線及其長度，該長度即為弧形段長度與切線l0長度之和，通過規(guī)劃航線的走向及其長度算出飛機可達高度、飛機從初始位置到目標(biāo)位置的飛行時間和飛行距離，以及飛機在目標(biāo)位置的航向，并判斷飛機可達高度、飛行時間、飛行距離、在目標(biāo)位置的航向以及剩余油量是否滿足設(shè)計要求，若不滿足則返回步驟二并重新設(shè)置目標(biāo)位置，如圖3所示，若滿足則以飛機目標(biāo)位置為當(dāng)前初始位置，飛機在目標(biāo)位置的航向為飛機當(dāng)前航向，重復(fù)執(zhí)行步驟一至步驟三，直至完成整條飛機航線的規(guī)劃。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及航空制圖技術(shù)領(lǐng)域，具體提供了一種飛機航線規(guī)劃方法，首先獲取飛機的初始位置、當(dāng)前航向和盤旋半徑R，根據(jù)當(dāng)前航向和盤旋半徑R獲得第一切圓和第二切圓，然后獲取飛機目標(biāo)位置分別和兩個切圓的兩條切線及切點，判斷出與最短航線對應(yīng)的切線L0及其對應(yīng)的切點Q0，再根據(jù)切線L0的長度以及切圓上與切線L0對應(yīng)的弧形段長度，得到飛機的規(guī)劃航線及其長度，根據(jù)其判斷飛機可達高度、飛行時間、飛行距離、在目標(biāo)位置的航向以及剩余油量是否滿足設(shè)計要求，若不滿足則重新設(shè)置目標(biāo)位置，若滿足則以飛機目標(biāo)位置為當(dāng)前初始位置，飛機在目標(biāo)位置的航向為飛機當(dāng)前航向，重復(fù)執(zhí)行上述步驟直至完成整條飛機航線的規(guī)劃。

技術(shù)研發(fā)人員：劉云飛;盧長謙;劉澤石;張維昊;白楊;張世輝
受保護的技術(shù)使用者：中國航空工業(yè)集團公司沈陽飛機設(shè)計研究所
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.27
技術(shù)公布日：2017.10.10