利用恒定傾斜角轉(zhuǎn)彎的風(fēng)計(jì)算系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開一種用于操作飛行器的方法和裝置。該飛行器以該飛行器與該飛行器的預(yù)定地面航跡交叉所成的恒定傾斜角飛行。利用以該恒定傾斜角飛行的該飛行器的位置來識(shí)別關(guān)于風(fēng)的信息。
【專利說明】利用恒定傾斜角轉(zhuǎn)彎的風(fēng)計(jì)算系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0001] 本發(fā)明總體涉及飛行器/航空器，特別地涉及操作無人航空器（UAV)。更特別地， 本發(fā)明涉及通過使用恒定傾斜角而根據(jù)自動(dòng)確定的風(fēng)向修正角來自動(dòng)計(jì)算航向，從而減少 當(dāng)沿著航行路線不考慮側(cè)風(fēng)時(shí)的重復(fù)航線修正。
[0002] 風(fēng)/氣流（wind)是可能影響飛行器航行的環(huán)境因素。例如，順風(fēng)是在飛行器行進(jìn) 方向上流動(dòng)的風(fēng)。順風(fēng)可以增加飛行器的相對(duì)地面速度并且可以減少到達(dá)目的地所需要的 總時(shí)間。反之，逆風(fēng)在飛行器行進(jìn)方向的反向上流動(dòng)并且可以具有相反的效果。
[0003] 其他類型的風(fēng)也可能影響飛行器航行的地面航跡。地面航跡是在飛行器正下方的 地球表面上的飛行器路徑。更具體地，地面航跡可以是相對(duì)于北方在地球表面之上行進(jìn)的 預(yù)定航線或航向。例如，側(cè)風(fēng)是可能導(dǎo)致飛行器偏離航線的一部分風(fēng)。航向是飛行器的縱 軸相對(duì)于磁北的指向。
[0004] 可以響應(yīng)于側(cè)風(fēng)對(duì)飛行器的航向進(jìn)行調(diào)整，以使航線保持沿著預(yù)定地面航跡。這 些調(diào)整通常包含獲知風(fēng)的方向和速度。
[0005] 通常，可以根據(jù)通過利用氣象氣球獲得的信息計(jì)算關(guān)于風(fēng)的信息。從氣象氣球獲 得的信息可以被用于某個(gè)地面位置，如空中交通管制服務(wù)。氣象氣球包含被配置為記錄該 氣象氣球在不同位置處的位置的設(shè)備。氣象氣球也可以被配置為記錄其他信息，例如當(dāng)氣 象氣球行進(jìn)穿過大氣時(shí)的氣速和風(fēng)向。
[0006] 但是，這些氣象氣球不能提供如期望那么多的關(guān)于風(fēng)的信息。例如，氣象氣球通常 只能給出風(fēng)的縱剖面。額外的氣象氣球可以被用于提供關(guān)于更大區(qū)域內(nèi)的風(fēng)的信息。氣象 氣球的該用途可能比預(yù)期更昂貴且更費(fèi)時(shí)間。此外，氣象氣球也可能不適合用于某些區(qū)域， 如被用作商業(yè)飛行器的航行走廊的那些區(qū)域。在無人航空器的航行操作的情況下，航線路 由可能發(fā)生在關(guān)于風(fēng)的信息不可用的空域之上或之內(nèi)。
[0007] 進(jìn)一步地，為了從第二來源接收關(guān)于風(fēng)的信息，飛行器需要被配置為從空中交通 管制服務(wù)處接收信息的硬件。在無人航空器的情況下，在有效載荷限制和有效載荷空間限 制方面可能是禁止性的，以便安裝必要的系統(tǒng)來接收關(guān)于風(fēng)的信息，從而確定風(fēng)的航線修 正角。
[0008] 因此，可能期望具有一種考慮如上討論的問題和其他可能問題的方法和裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 在一個(gè)說明性實(shí)施例中，提出一種操作飛行器的方法。該飛行器以該飛行器與該 飛行器的預(yù)定地面航跡交叉所成的恒定傾斜角飛行。利用以該恒定傾斜角飛行的該飛行器 的位置來識(shí)別關(guān)于風(fēng)的信息。
[0010] 在另一個(gè)說明性實(shí)施例中，提出一種操作無人航空器的方法。該無人航空器以恒 定傾斜角飛過預(yù)定地面航跡。當(dāng)無人航空器以恒定傾斜角飛行時(shí)，該無人航空器的位置被 識(shí)別。通過利用該無人航空器的位置以及該恒定傾斜角，風(fēng)的速度和方向被識(shí)別。該無人 航空器被操作以利用該風(fēng)的速度和方向在預(yù)定地面航跡上飛行。 toon] 在另一個(gè)說明性實(shí)施例中，飛行器管理系統(tǒng)包含計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被配 置為接收關(guān)于飛行器以恒定傾斜角沿著機(jī)動(dòng)地面航跡飛行的信息。該機(jī)動(dòng)地面航跡與該飛 行器的預(yù)定地面航跡交叉。該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)一步被配置為根據(jù)飛行器沿著機(jī)動(dòng)地面航跡的 位置識(shí)別關(guān)于風(fēng)的信息。
[0012] 這些特征和功能可以在本發(fā)明的各種實(shí)施例中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)或者在另一個(gè)實(shí)施例 中進(jìn)一步組合，其中更多的細(xì)節(jié)可以參考以下說明書和附圖而獲知。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 說明性實(shí)施例的被認(rèn)為是新穎特征的特性在所附的權(quán)利要求中闡述。通過參考本 發(fā)明的說明性實(shí)施例的以下詳細(xì)說明書并結(jié)合附圖，將充分理解說明性實(shí)施例及優(yōu)先使用 方式、進(jìn)一步目標(biāo)及其優(yōu)勢(shì)。在附圖中：
[0014] 圖1是根據(jù)說明性實(shí)施例的飛行器環(huán)境的圖示；
[0015] 圖2是根據(jù)說明性實(shí)施例由飛行器實(shí)施的用以識(shí)別風(fēng)信息的策略的圖示；
[0016] 圖3是根據(jù)說明性實(shí)施例的飛行器環(huán)境的方框圖的圖示；
[0017] 圖4是根據(jù)說明性實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的圖示；
[0018] 圖5是根據(jù)說明性實(shí)施例用于操作飛行器的過程的流程圖的圖示；
[0019] 圖6是根據(jù)說明性實(shí)施例利用風(fēng)信息操作飛行器的過程的流程圖的圖示；以及
[0020] 圖7是根據(jù)說明性實(shí)施例操作無人航空器的過程的流程圖的圖示。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 這些說明性實(shí)施例認(rèn)識(shí)并考慮到一個(gè)或多個(gè)不同方面。例如，不同的說明性實(shí)施 例認(rèn)識(shí)并考慮到?jīng)]有被配置為在考慮風(fēng)的情況下識(shí)別航線修正角的設(shè)備的飛行器；飛行器 例如無人航空器仍然可以識(shí)別關(guān)于允許以期望方式操作該飛行器的風(fēng)的信息。
[0022] 該說明性實(shí)施例認(rèn)識(shí)并考慮到飛行器可以以恒定傾斜角繞圈飛行。飛行器飛行的 每一圈的中心點(diǎn)的偏離或偏移可以用來識(shí)別關(guān)于風(fēng)的信息。這些說明性實(shí)施例認(rèn)識(shí)并考慮 至IJ，隨著相對(duì)于預(yù)定地面航跡的偏離數(shù)值（例如相對(duì)于飛行圈的那些偏離量）增加，無人航 空器的航程可能減小，從而使得更難以執(zhí)行任務(wù)目標(biāo)。
[0023] 但是，不同的說明性實(shí)施例認(rèn)識(shí)并考慮到，該類型過程可能使用不能被應(yīng)用于該 飛行器的任務(wù)的時(shí)間和資源。例如，繞圈飛行以識(shí)別飛行器附近的風(fēng)可能占用否則被用于 使飛行器沿著航行路徑飛行的時(shí)間和燃油。結(jié)果，飛行器可能不具有與期望一樣長(zhǎng)的航程。
[0024] 現(xiàn)在參考附圖，特別是參考圖1，其根據(jù)說明性實(shí)施例描述了飛行器環(huán)境的圖示。 飛行器環(huán)境1〇〇是可以在其中操作飛行器102的環(huán)境的示例。在該說明性示例中，飛行器 102可以采用無人航空器（UAV) 104的形式。
[0025] 正如所述，在這些說明性示例中，可以從遠(yuǎn)程位置106控制飛行器102。遠(yuǎn)程位置 可以采用各種形式。例如，正如所述，遠(yuǎn)程位置106可以是建筑物、汽車、空中交通控制塔、 輪船、地面站或一些其他合適的位置。
[0026] 正如所述，飛行器102在空中以選定的航向飛行，以便航行的實(shí)際路徑遵循預(yù)定 地面航跡110。換句話說，期望航線108遵循預(yù)定地面航跡110是在導(dǎo)致風(fēng)向修正角109的 相對(duì)于風(fēng)114的航向107上飛行的結(jié)果。風(fēng)向修正角109是當(dāng)遵循預(yù)定地面航跡110時(shí)的 期望航線108與當(dāng)風(fēng)114存在時(shí)在預(yù)定地面航跡110上飛行所需要的航向107之間的夾角。
[0027] 在說明性示例中，預(yù)定地面航跡110是為飛行器102規(guī)劃的在地面112上的路徑。 例如但非限制地，預(yù)定地面航跡110可以在航行計(jì)劃中設(shè)置、由飛行器102的操作者設(shè)置， 或者來自某一其他合適的來源。
[0028] 出于很多不同的原因，可能期望將航行保持在預(yù)定地面航跡110上方。當(dāng)提及物 品使用時(shí)，"很多"物品的意思是一個(gè)或更多個(gè)物品。例如，很多不同的原因是指一個(gè)或更多 個(gè)不同的原因。
[0029] 將航行保持在預(yù)定地面航跡110上方的一個(gè)原因是飛行器102可以沿著預(yù)定地面 航跡110執(zhí)行地面112的監(jiān)視。偏離預(yù)定地面航跡110可能導(dǎo)致不能沿著預(yù)定地面航跡 110獲得關(guān)于地面112的信息。更具體地，如果飛行器102偏離預(yù)定地面航跡110足夠遠(yuǎn)， 飛行器102可能不能夠拍攝到可能在地面112上的目標(biāo)物體的圖像或視頻。在某些情況 下，使飛行器在預(yù)定地面航跡110上飛行可以是管理交通以避免飛行器彼此之間飛得比期 望更接近的計(jì)劃的一部分。
[0030] 在一個(gè)說明性示例中，保持飛行器102沿著預(yù)定地面航跡110航行可以被執(zhí)行以 確保該運(yùn)載工具始終在友軍附近且遠(yuǎn)離已知的敵軍位置。以這種方式，在飛行中的緊急事 故需要飛行器102立即恢復(fù)的情況下，飛行器102可以安全地恢復(fù)。
[0031] 在這些說明性示例中，風(fēng)/氣流（wind) 114是可能導(dǎo)致飛行器102偏離預(yù)定地面 航跡110的環(huán)境條件的示例。在具有關(guān)于風(fēng)114的信息的情況下，飛行器102可以被操作以 保持沿著預(yù)定地面航跡110航行。在這些說明性示例中，風(fēng)114可能是側(cè)風(fēng)（crosswind)。
[0032] 在這些說明性示例中，可能以一種識(shí)別飛行器102附近存在的風(fēng)114的方式來操 作飛行器102。當(dāng)風(fēng)114潛在影響飛行器102在預(yù)定地面航跡110上方的航行時(shí)，風(fēng)114處 在飛行器102附近。
[0033] 關(guān)于風(fēng)114的信息的識(shí)別可以被用于操作飛行器102或者被其他飛行器（例如飛 行器116)使用。在該說明性示例中，飛行器102可以直接向飛行器116傳送該信息。
[0034] 在其他說明性示例中，飛行器102可以向遠(yuǎn)程位置106傳送該信息。進(jìn)而，遠(yuǎn)程位 置106可以向飛行器116或某種其他需要關(guān)于風(fēng)114的信息的飛行器傳送該信息。
[0035] 在另一些說明性示例中，如果飛行器116是無人航空器，則飛行器116也可以被遠(yuǎn) 程位置106或其他遠(yuǎn)程位置處的操作者控制。該操作者可以利用關(guān)于風(fēng)114的信息來操作 飛行器116。
[0036] 在這些說明性示例中，可以以一種不會(huì)導(dǎo)致飛行器102像使用識(shí)別風(fēng)114的其他 技術(shù)那樣多地偏離預(yù)定地面航跡110的方式來操作飛行器102。在這些說明性示例中，飛行 器102的實(shí)際空速是飛行器102相對(duì)于飛行器102在其中飛行的空氣團(tuán)的速度。
[0037] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2,其根據(jù)說明性實(shí)施例描述了由飛行器執(zhí)行以識(shí)別關(guān)于風(fēng)的信息的 策略的圖示。在該說明性示例中，飛行器102處于位置200處且沿著預(yù)定地面航跡110飛 行。在某一點(diǎn)處，可能期望確定風(fēng)114是否以一種影響飛行器102在預(yù)定地面航跡110上 飛行的方式存在。
[0038] 位置200是飛行器102相對(duì)于預(yù)定地面航跡110的位置。位置200可以使用二維 坐標(biāo)系來進(jìn)行測(cè)量。在該說明性示例中，X軸202和Y軸201定義了一個(gè)相對(duì)于地表面112 的平面。在一些說明性示例中，該坐標(biāo)系可以采用緯度和經(jīng)度的形式。
[0039] 飛行器102可以偏離預(yù)定地面航跡110以執(zhí)行相對(duì)于預(yù)定地面航跡110的機(jī)動(dòng) (maneuver)。該機(jī)動(dòng)可以持續(xù)較短的時(shí)間段，以便盡可能或如所期望小地影響飛行器102 的任務(wù)。該機(jī)動(dòng)被執(zhí)行以識(shí)別關(guān)于風(fēng)114的信息。
[0040] 在這些說明性示例中，當(dāng)飛行器102沿著機(jī)動(dòng)地面航跡203執(zhí)行機(jī)動(dòng)時(shí)，關(guān)于飛行 器102的信息被識(shí)別。例如但非限制地，初始航向、實(shí)際空速、位置以及傾斜角是可以被識(shí) 別的針對(duì)飛行器102的一些信息類型。
[0041] 在該說明性示例中，由飛行器102執(zhí)行的機(jī)動(dòng)可以是一個(gè)或更多個(gè)傾斜機(jī)動(dòng)，其 中飛行器102以恒定傾斜角轉(zhuǎn)向。該機(jī)動(dòng)可以包含在機(jī)動(dòng)地面航跡203上交叉預(yù)定地面航 跡110。在這些說明性示例中，在機(jī)動(dòng)地面航跡203上飛行的飛行器102以恒定航向與預(yù) 定地面航跡110交叉。換句話說，當(dāng)飛行器102在位置206處沿著機(jī)動(dòng)地面航跡203飛過 預(yù)定地面航跡110時(shí)，飛行器102沒有改變方向。在該說明性示例中，實(shí)際空速航向是未知 的，但是可以通過使用在飛行器102執(zhí)行機(jī)動(dòng)時(shí)所識(shí)別的關(guān)于飛行器102的信息來求解。
[0042] 例如，飛行器102可以飛向預(yù)定地面航跡110的一側(cè)，如圖所示處于位置205的飛 行器102。從位置205起，飛行器102可以沿著機(jī)動(dòng)地面航跡203飛過預(yù)定地面航跡110到 位置206。在該說明性示例中，這部分機(jī)動(dòng)是以機(jī)翼水平飛行的。換句話說，使用約為零度 的傾斜角。
[0043] 正如所述，當(dāng)遵循機(jī)動(dòng)地面航跡203時(shí)，飛行器102在位置206處飛過預(yù)定地面航 跡110。當(dāng)飛行器102到達(dá)位置206的附近時(shí)，飛行器102使用恒定傾斜角。機(jī)動(dòng)地面航跡 203是當(dāng)飛行器102執(zhí)行機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)彎時(shí)以恒定傾斜角飛行所產(chǎn)生的地面航跡。
[0044] 在這些說明些示例中，傾斜角是飛行器102圍繞飛行器102的縱軸208傾斜的角 度?？v軸208是穿過飛行器102中心延伸的軸線。
[0045] 正如所述，角度210是飛行器102的機(jī)動(dòng)地面航跡203相對(duì)于預(yù)定地面航跡110 的角度。例如，由沿著機(jī)動(dòng)地面航跡203飛行的飛行器102執(zhí)行的機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)彎可以以大約45 度的角度210與預(yù)定地面航跡110交叉。當(dāng)然，所述交叉可能呈現(xiàn)其他的角度，這取決于特 定的實(shí)施方式。在說明性示例中，可能不知道角度210的精確值。在該說明性示例中，飛行 器102飛行的傾斜角可以是大約5度。
[0046] 以類似的方式，當(dāng)飛行器102與預(yù)定地面航跡110在位置214處交叉時(shí)，角度212 也可以是恒定角度。角度212可以與角度210相同或不同，這取決于特定的實(shí)施方式。
[0047] 飛行器102可能以第二恒定傾斜角在位置214處飛過預(yù)定地面航跡110。該第二 恒定傾斜角可以與飛行器102在位置206處飛過預(yù)定地面航跡110的恒定傾斜角相同。在 該示例中，以該固定傾斜角轉(zhuǎn)彎的方向是在相反的方向。
[0048] 在這些說明性示例中，飛行器在位置206處與預(yù)定地面航跡110交叉的角度是未 知的，但是與該機(jī)動(dòng)中飛行器102的初始航向相關(guān)。該初始航向是可以用來識(shí)別關(guān)于風(fēng)114 的信息的一些數(shù)據(jù)。該初始航向可以利用如下所述的最小二乘法來識(shí)別。
[0049] 在這些說明性示例中，飛行器102識(shí)別位置216。位置216位于地面上，其由飛行 器102在機(jī)動(dòng)地面航跡203上飛行時(shí)識(shí)別。位置216可以與沿著機(jī)動(dòng)地面航跡203的位置 相同或不同，這取決于飛行器102測(cè)量位置216的精確度。
[0050] 可以用許多不同的方法來確定位置216。例如，可以利用在飛行器102上載置的 位置識(shí)別系統(tǒng)來識(shí)別位置216。該機(jī)載定位系統(tǒng)可以是例如全球定位系統(tǒng)接收器。在這些 說明性示例中，由飛行器102記錄位置216。位置216可能不會(huì)精確地追蹤機(jī)動(dòng)地面航跡 203,這取決于位置識(shí)別系統(tǒng)的精確度。位置216偏離機(jī)動(dòng)地面航跡203的量取決于在飛行 器102上使用的機(jī)載定位系統(tǒng)的精確度。
[0051] 如果不存在風(fēng)114,則位置216可能與沿著無風(fēng)地面軌跡217的位置相同。風(fēng)114 的存在可能導(dǎo)致與無風(fēng)地面軌跡217上的相應(yīng)位置不同的一個(gè)或更多個(gè)位置216。換句話 說，多個(gè)位置216中的一個(gè)位置可能與沿著無風(fēng)地面軌跡217的一個(gè)相應(yīng)位置不同，該無風(fēng) 地面軌跡217是在沒有風(fēng)114的情況下為飛行器102預(yù)測(cè)的。
[0052] 在這些說明性示例中，位置216、恒定傾斜角以及飛行器102的實(shí)際空速可以被用 來識(shí)別關(guān)于風(fēng)114的信息。所識(shí)別的關(guān)于風(fēng)114的信息可以包含風(fēng)速和風(fēng)向的數(shù)值。該過 程可以包含最小二乘法分析，其將風(fēng)速和風(fēng)向的數(shù)值識(shí)別為這些參數(shù)的最優(yōu)值。
[0053] 在識(shí)別了關(guān)于風(fēng)114的信息后，飛行器102的操作可以被調(diào)整，以便飛行器102在 存在風(fēng)114的情況下沿著預(yù)定地面航跡110飛行。特別地，飛行器102的航向107可以被 調(diào)整，以便飛行器102保持預(yù)定地面航跡110?？梢宰龀鲈撜{(diào)整而不需要重復(fù)傾斜轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)動(dòng) 來保持預(yù)定地面航跡110。
[0054] 進(jìn)一步地，與飛行器102繞圈飛行的其他方法相比，根據(jù)沿著機(jī)動(dòng)地面航跡203的 機(jī)動(dòng)計(jì)算出的風(fēng)數(shù)據(jù)可以被用來操作飛行器102仍然大體上沿著預(yù)定地面航跡110飛行。 進(jìn)一步地，在識(shí)別了關(guān)于風(fēng)114的信息后，當(dāng)其他飛行器在影響其他飛行器航行的風(fēng)114的 附近時(shí)，其他飛行器的航行也可以被調(diào)整，以便那些飛行器沿著預(yù)定地面航跡飛行。
[0055] 當(dāng)飛行器102采用無人航空器104的形式時(shí)，該類機(jī)動(dòng)可能尤其有用。該機(jī)動(dòng)、風(fēng) 信息的識(shí)別、圖1中風(fēng)向修正角109的識(shí)別、航向107的調(diào)整或者其某種組合可以由無人航 空器104自動(dòng)執(zhí)行。換句話說，無人航空器104的遠(yuǎn)程操作者不需要執(zhí)行這些任務(wù)來保持 無人航空器104在預(yù)定地面航跡110上方的航行。
[0056] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3,其根據(jù)說明性實(shí)施例描述飛行器環(huán)境的方框圖的圖示。在該說明性 示例中，圖1中的飛行器環(huán)境100是飛行器環(huán)境300的一種實(shí)施方式的示例。
[0057] 正如所述，若干飛行器302在飛行器環(huán)境300內(nèi)運(yùn)行。在該說明性示例中，若干飛 行器302中的飛行器304可以在預(yù)定地面航跡306上飛行。在這些說明性示例中，風(fēng)308 可能影響飛行器304相對(duì)于預(yù)定地面航跡306的運(yùn)行。
[0058] 在這些說明性示例中，風(fēng)識(shí)別器310被用來識(shí)別關(guān)于風(fēng)308的信息312。在這些 說明性示例中，信息312可以采用風(fēng)矢量314的形式。風(fēng)矢量314可以包含風(fēng)308的速度 316和風(fēng)308的方向318。
[0059] 在這些說明性示例中，風(fēng)識(shí)別器310可以用硬件、軟件或兩者的組合來實(shí)施。在這 些說明性示例中，風(fēng)識(shí)別器310可以在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)320內(nèi)實(shí)施。在這些說明性示例中，風(fēng)識(shí) 別器310位于飛行器304中。
[0060] 正如所述，飛行器304在飛行中生成信息322,該信息322被風(fēng)識(shí)別器310用來識(shí) 別關(guān)于風(fēng)308的信息312。特別地，信息322可以在機(jī)動(dòng)324過程中生成。機(jī)動(dòng)324可以是 偏離預(yù)定地面航跡306的機(jī)動(dòng)，并且相對(duì)于預(yù)定地面航跡306來實(shí)施。
[0061] 正如所述，信息322由飛行器304中的傳感器系統(tǒng)326生成。傳感器系統(tǒng)326可 以包含定位系統(tǒng)。該定位系統(tǒng)可以是例如慣性測(cè)量單元、全球定位系統(tǒng)接收器、空速指示 器、高度計(jì)、姿態(tài)傳感器、機(jī)外空氣溫度探測(cè)器以及被配置為生成關(guān)于飛行器304的位置的 信息的其他合適類型系統(tǒng)。
[0062] 在這些說明性示例中，信息322可以包含在執(zhí)行機(jī)動(dòng)324期間的飛行器304的速 度328、飛行器304的傾斜角329以及飛行器304的測(cè)量位置330。該傾斜角可以從由姿態(tài) 傳感器生成的信息中識(shí)別出。
[0063] 此外，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)320可以利用信息322來識(shí)別實(shí)際空速331。可以用于識(shí)別實(shí)際 空速331的信息322的一些示例包含例如來自空速校準(zhǔn)數(shù)據(jù)、可壓縮性修正以及空氣密度 的指示空速?？账傩?zhǔn)數(shù)據(jù)是從指示空速到校準(zhǔn)空速的修正。可壓縮性修正是從校準(zhǔn)空速 到等價(jià)空速的修正。該修正在低次音速速度下是可忽略的?？諝饷芏仁歉鶕?jù)壓力高度和機(jī) 外空氣溫度計(jì)算得到的。
[0064] 在這些說明性示例中，機(jī)動(dòng)324采用若干轉(zhuǎn)彎332的形式。例如，若干轉(zhuǎn)彎332中 的第一轉(zhuǎn)彎333是以第一恒定傾斜角334執(zhí)行的。換句話說，在這些說明性示例中，飛行器 304在第一轉(zhuǎn)彎333期間的傾斜角是基本相同的。
[0065] 在機(jī)動(dòng)324中的若干轉(zhuǎn)彎332也可以包含第二轉(zhuǎn)彎336。第二轉(zhuǎn)彎336是利用第 二恒定傾斜角338來執(zhí)行的。依據(jù)特定的實(shí)施方式，第一恒定傾斜角334和第二恒定傾斜 角338可以是大小相等但方向相反的。
[0066] 第一轉(zhuǎn)彎333在機(jī)動(dòng)地面航跡344上并且與預(yù)定地面航跡306交叉。機(jī)動(dòng)地面航 跡344由位置352組成。在這些說明性示例中，第二轉(zhuǎn)彎336也在機(jī)動(dòng)地面航跡344上并 且也導(dǎo)致飛行器304第二次與預(yù)定地面航跡306交叉。在這些說明性示例中，無風(fēng)地面軌 跡354包含飛行器304的位置356,其中如果飛行器304沒有被風(fēng)308影響，則飛行器304 在執(zhí)行機(jī)動(dòng)324期間應(yīng)飛越這些位置356。
[0067] 在這些說明性示例中，由飛行器304生成的信息322包括以預(yù)定間隔生成信息 322。在這些說明性示例中，依據(jù)特定的實(shí)施方式，在機(jī)動(dòng)324中的若干轉(zhuǎn)彎332可以只包 含第一轉(zhuǎn)彎333但沒有第二轉(zhuǎn)彎336。從第一轉(zhuǎn)彎333生成的信息322可以提供足夠量的 信息322來識(shí)別關(guān)于風(fēng)308的信息312。在另一個(gè)說明性示例中，除了第一轉(zhuǎn)彎333和第二 轉(zhuǎn)彎336外，還可能存在額外的轉(zhuǎn)彎。
[0068] 在這些說明性示例中，第一轉(zhuǎn)彎333和第二轉(zhuǎn)彎336相對(duì)于預(yù)定地面航跡306在 彼此相反的方向。第一恒定傾斜角334和第二恒定傾斜角338可以是例如大約10度、5度 或一些其他合適的數(shù)值。
[0069] 在識(shí)別關(guān)于風(fēng)308的信息312期間，如果風(fēng)308沒有影響飛行器304的運(yùn)行，飛行 器304在沿著機(jī)動(dòng)地面航跡344飛行時(shí)所測(cè)量的位置330應(yīng)該與無風(fēng)地面航跡354中的位 置356匹配。如果任何測(cè)量位置330與機(jī)動(dòng)地面航跡344之間存在偏離，則當(dāng)飛行器304 在飛行器環(huán)境300中飛行時(shí)，風(fēng)308具有足夠的力量來影響飛行器304的運(yùn)行。
[0070] 在這些說明性示例中，理論位置是沿著機(jī)動(dòng)地面航跡344飛行的飛行器304的多 個(gè)位置352中的若干位置。在識(shí)別關(guān)于風(fēng)308的信息312時(shí)，飛行器304的理論位置可以 由風(fēng)識(shí)別器310利用以下方程計(jì)算得到：
[0071]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于操作無人航空器的方法，所述方法包含： 使所述無人航空器以所述無人航空器與所述無人航空器的預(yù)定地面航跡交叉所成的 恒定傾斜角飛行； 利用以所述恒定傾斜角飛行的所述無人航空器的位置來識(shí)別關(guān)于風(fēng)的信息；以及 基于通過利用所識(shí)別的關(guān)于風(fēng)的信息識(shí)別風(fēng)向修正角而識(shí)別的風(fēng)，調(diào)整所述無人航空 器的航行以便在所述預(yù)定地面航跡上飛行，并且調(diào)整所述無人航空器的航向以便所述無人 航空器在所述預(yù)定地面航跡上飛行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過所述無人航空器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)地實(shí)施以 下步驟：使所述無人航空器以所述無人航空器與所述無人航空器的所述預(yù)定地面航跡交叉 所成的恒定傾斜角飛行；利用以所述恒定傾斜角飛行的所述無人航空器的位置來識(shí)別關(guān)于 風(fēng)的信息；以及基于所識(shí)別的風(fēng)，調(diào)整所述無人航空器的航行以便在所述預(yù)定地面航跡上 飛行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使所述無人航空器以所述無人航空器與所述無人 航空器的所述預(yù)定地面航跡交叉所成的恒定傾斜角飛行包含： 使所述無人航空器以所述恒定傾斜角沿著機(jī)動(dòng)地面航跡飛過所述無人航空器的所述 預(yù)定地面航跡。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使所述無人航空器以所述無人航空器與所述無人 航空器的所述預(yù)定地面航跡交叉所成的恒定傾斜角飛行包含： 使所述無人航空器在轉(zhuǎn)彎中以所述無人航空器與所述無人航空器的所述預(yù)定地面航 跡交叉所成的恒定傾斜角飛行。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述恒定傾斜角是第一恒定傾斜角，且其中使所 述無人航空器以所述無人航空器與所述無人航空器的所述預(yù)定地面航跡交叉所成的恒定 傾斜角飛行包含： 使所述無人航空器機(jī)在第一轉(zhuǎn)彎中以所述無人航空器與所述無人航空器的所述預(yù)定 地面航跡交叉所成的第一恒定傾斜角飛行，且進(jìn)一步包含： 使所述無人航空器在第二轉(zhuǎn)彎中從所述無人航空器的所述預(yù)定地面航跡的相反方向 以所述無人航空器與所述預(yù)定地面航跡交叉所成的第二恒定傾斜角飛過所述無人航空器 的所述預(yù)定地面航跡。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中利用以所述恒定傾斜角飛行的所述無人航空器的 位置來識(shí)別關(guān)于風(fēng)的信息包含： 利用以所述第一恒定傾斜角和所述第二恒定傾斜角飛行的所述無人航空器的位置來 識(shí)別關(guān)于風(fēng)的信息。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含： 當(dāng)所述無人航空器以所述恒定傾斜角飛行時(shí)，記錄所述無人航空器的位置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含： 當(dāng)所述無人航空器與所述預(yù)定地面航跡交叉時(shí)，識(shí)別所述無人航空器的實(shí)際空速，且 其中利用以所述恒定傾斜角飛行的所述無人航空器的位置來識(shí)別關(guān)于風(fēng)的信息包含： 利用所述無人航空器的所述位置、所述恒定傾斜角和所述實(shí)際空速來識(shí)別關(guān)于風(fēng)的信 肩、。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中識(shí)別所述關(guān)于風(fēng)的信息包含： 識(shí)別風(fēng)矢量。
10. -種飛行器管理系統(tǒng)，其包含： 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其被配置為接收關(guān)于飛行器沿著機(jī)動(dòng)地面航跡以所述機(jī)動(dòng)地面航跡與所 述飛行器的預(yù)定地面航跡交叉所成的恒定傾斜角飛行的信息，并且根據(jù)所述飛行器沿著所 述機(jī)動(dòng)地面航跡的位置來識(shí)別關(guān)于風(fēng)的信息。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的飛行器管理系統(tǒng)，其中所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)一步被配置為基 于所識(shí)別的風(fēng)調(diào)整所述飛行器的航行以便在所述預(yù)定地面航跡上飛行。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的飛行器管理系統(tǒng)，其中所述飛行器是無人航空器，且其中 在基于所識(shí)別的風(fēng)調(diào)整所述飛行器的航行以便在所述預(yù)定地面航跡上飛行中，所述計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)被配置為利用所識(shí)別的風(fēng)信息識(shí)別風(fēng)向修正角；以及調(diào)整所述無人航空器的航向以便 所述無人航空器在所述預(yù)定地面航跡上飛行。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的飛行器管理系統(tǒng)，其中所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被配置為自動(dòng)地接 收關(guān)于飛行器沿著所述預(yù)定地面航跡以所述機(jī)動(dòng)地面航跡與所述飛行器的所述預(yù)定地面 航跡交叉所成的恒定傾斜角飛行的信息，并且根據(jù)所述飛行器沿著所述機(jī)動(dòng)地面航跡的位 置來識(shí)別關(guān)于風(fēng)的信息。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的飛行器管理系統(tǒng)，其中所述飛行器在轉(zhuǎn)彎中以所述飛行器 與所述飛行器的預(yù)定地面航跡交叉所成的恒定傾斜角飛行。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的飛行器管理系統(tǒng)，其中所述關(guān)于風(fēng)的信息包含風(fēng)矢量。
【文檔編號(hào)】G05D1/02GK104115081SQ201280069320
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月8日
【發(fā)明者】C·B·斯皮訥利, B·D·塔拉瑞 申請(qǐng)人:波音公司