飛行參數(shù)的計(jì)算方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及飛行器控制領(lǐng)域，特別是涉及一種飛行參數(shù)的計(jì)算方法和一種飛行參數(shù)的計(jì)算系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]飛行器在飛行的過程中，需要向外界報(bào)告其自身的飛行信息，例如位置、高度以及飛行速度信息等以對(duì)飛行器進(jìn)行導(dǎo)航或保證飛行安全。
[0003]傳統(tǒng)的方法采用地面監(jiān)控雷達(dá)獲取飛行器的飛行信息。但地面雷達(dá)并沒有實(shí)現(xiàn)國土面積的全面覆蓋，存在許多監(jiān)視盲區(qū)；而且即使在雷達(dá)覆蓋區(qū)域，通用飛機(jī)的飛行高度較低，往往低于雷達(dá)覆蓋的高度，空管單位無法進(jìn)行有效的監(jiān)控。經(jīng)過多年的研宄和實(shí)踐，廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視(Automatic Dependent Surveillance Broadcast, ADS-B)技術(shù)已經(jīng)在一些國家和地區(qū)的通用航空中取得應(yīng)用。
[0004]隨著ADS-B監(jiān)控技術(shù)的興起，ADS-B監(jiān)控技術(shù)在航空飛行監(jiān)測領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。ADS-B系統(tǒng)接收定位數(shù)據(jù)及速度數(shù)據(jù)可能會(huì)發(fā)生缺失或跳躍。這會(huì)引起定位誤差。位置、速度信息的糾錯(cuò)主要通過波爾曼等算法實(shí)現(xiàn)，此類做法存在判斷精度不高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要提供一種能夠提高精度的飛行參數(shù)的計(jì)算方法。
[0006]此外，還提供一種能夠提高精度的飛行參數(shù)的計(jì)算系統(tǒng)。
[0007]一種飛行參數(shù)的計(jì)算方法，包括如下步驟:
[0008]從廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)獲取第一飛行參數(shù)；
[0009]從慣性導(dǎo)航系統(tǒng)獲取第二飛行參數(shù)；
[0010]利用所述第二飛行參數(shù)對(duì)第一飛行參數(shù)進(jìn)行糾錯(cuò)，獲得用于發(fā)送的飛行參數(shù)。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一飛行參數(shù)、第二飛行參數(shù)以及用于發(fā)送的飛行參數(shù)均包括經(jīng)度、瑋度、高度以及速度。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)從全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)獲得地理位置信息并計(jì)算得到經(jīng)度、瑋度以及速度；所述廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)通過高度氣壓系統(tǒng)計(jì)算得到高度。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)包括全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、伽利略系統(tǒng)以及北斗系統(tǒng)。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通過陀螺儀和加速度計(jì)獲得三維方向信息和三維加速度信息，并以此計(jì)算經(jīng)度、瑋度、速度以及高度。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一飛行參數(shù)、第二飛行參數(shù)以及用于發(fā)送的飛行參數(shù)均為航跡預(yù)測信息。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)獲取飛行時(shí)的矢量加速度、當(dāng)前航向角以及速度，根據(jù)對(duì)速度和矢量加速度建模，并計(jì)算出未來一段時(shí)間的航跡。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括根據(jù)航跡預(yù)測信息優(yōu)化飛行保護(hù)區(qū)的步驟。
[0018]一種飛行參數(shù)的計(jì)算系統(tǒng)，包括:
[0019]廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)，用于獲取第一飛行參數(shù)；
[0020]慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，用于獲取第二飛行參數(shù)；
[0021]所述廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)接收并利用所述第二飛行參數(shù)對(duì)第一飛行參數(shù)進(jìn)行糾錯(cuò)，獲得用于發(fā)送的飛行參數(shù)。
[0022]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)還用于獲取飛行時(shí)的矢量加速度、當(dāng)前航向角以及速度，根據(jù)速度和矢量加速度建模，并計(jì)算出未來一段時(shí)間的航跡。
[0023]上述計(jì)算方法和系統(tǒng)，通過在自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)的基礎(chǔ)上輔以慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，可以對(duì)飛行參數(shù)進(jìn)行修正，提高飛行參數(shù)的計(jì)算精度。
[0024]上述方法和系統(tǒng)還通過航跡預(yù)測優(yōu)化飛行保護(hù)區(qū)，可最大限度地減少空域占用，在同樣大小的空域內(nèi)容納更多的飛行器。
【附圖說明】
[0025]圖1為一實(shí)施例的飛行參數(shù)的計(jì)算方法流程圖；
[0026]圖2為一個(gè)具體的運(yùn)作過程。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0028]圖1為一實(shí)施例的飛行參數(shù)的計(jì)算方法流程圖。飛行參數(shù)是飛行器(例如飛機(jī)、直升機(jī)等)在飛行過程中體現(xiàn)其飛行狀態(tài)的各種參數(shù)，對(duì)于飛行器的導(dǎo)航、飛行保護(hù)等具有至關(guān)重要的作用。飛行參數(shù)一般包括飛行器的位置(經(jīng)度和瑋度)、速度以及高度，這些飛行參數(shù)可以報(bào)告給地面監(jiān)視站，讓地面監(jiān)視站了解飛行器的飛行狀態(tài)，地面監(jiān)視站利用該飛行參數(shù)為飛行器提供導(dǎo)航信息。飛行參數(shù)還可以包括飛行器的航跡預(yù)測信息，即預(yù)測飛行器未來一小段時(shí)間內(nèi)的航跡，該預(yù)測的航跡可以用于飛行器的飛行保護(hù)，即提供飛行器的飛行保護(hù)區(qū)信息，使得飛行器相互之間避免沖突。
[0029]本實(shí)施例的飛行參數(shù)計(jì)算方法包括以下步驟:
[0030]步驟SlOO:從廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)獲取第一飛行參數(shù)。廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視(ADS-B)技術(shù)是飛行器之間或飛行器與地面站之間只需要相互之間發(fā)送(廣播)各自的數(shù)據(jù)，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行通信、導(dǎo)航和監(jiān)視的技術(shù)。飛行器發(fā)送的數(shù)據(jù)在本實(shí)施例中稱為第一飛行參數(shù)，其是廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)獲取或計(jì)算得出的數(shù)據(jù)。
[0031]步驟S200:從慣性導(dǎo)航系統(tǒng)獲取第二飛行參數(shù)。慣性導(dǎo)航技術(shù)是以機(jī)載的慣性儀器測量的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)來獲得飛行參數(shù)的技術(shù)。慣性儀器通常包括陀螺儀和加速度計(jì)，二者分別可以測量三維的方向數(shù)據(jù)和三維的加速度數(shù)據(jù)，其通過給定初始的數(shù)據(jù)，通過對(duì)時(shí)間的積分獲得飛行器的速度、高度以及位置信息。慣性導(dǎo)航技術(shù)不依賴外界信息，并且不易受到電磁干擾。本實(shí)施例中，由慣性導(dǎo)航系統(tǒng)獲得的飛行數(shù)據(jù)稱為第二飛行參數(shù)。
[0032]步驟S300:利用所述第二飛行參數(shù)對(duì)第一飛行參數(shù)進(jìn)行糾錯(cuò)，獲得用于發(fā)送的飛行參數(shù)。
[0033]由于廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)在接收數(shù)據(jù)時(shí)可能存在丟失或跳躍，本步驟利用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)獲得的第二飛行參數(shù)對(duì)廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)獲得的第一飛行參數(shù)進(jìn)行糾錯(cuò)，從而獲得可用于發(fā)送(廣播)的飛行參數(shù)。
[0034]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一飛行參數(shù)、第二飛行參數(shù)以及用于發(fā)送的飛行參數(shù)均包括經(jīng)度、瑋度、高度以及速度。
[0035]對(duì)于所述廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)，其可從全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GSNN)獲得地理位置信息并計(jì)算得到經(jīng)度、瑋度以及速度；其也可以通過高度氣壓系統(tǒng)計(jì)算得到高度。其中，所述全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)包括美國的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、歐洲的伽利略系統(tǒng)以及中國的北斗系統(tǒng)。
[0036]對(duì)于所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，其通過陀螺儀和加速度計(jì)獲得三維方向信息和三維加速度信息，并以此計(jì)算經(jīng)度、瑋度、速度以及高度。
[0037]通過兩個(gè)系統(tǒng)所獲得的飛行參數(shù)的對(duì)比，能夠?qū)w行參數(shù)進(jìn)行糾錯(cuò)，獲得精確的飛行參數(shù)。
[0038]圖2示出了一個(gè)具體的運(yùn)作過程。
[0039]廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)從GSNN獲得位置數(shù)據(jù)(包括經(jīng)度和瑋度)，并根據(jù)時(shí)間計(jì)算速度。同時(shí)，也從高度氣壓系統(tǒng)獲得高度數(shù)據(jù)。統(tǒng)一稱為第一飛行參數(shù)。
[0040]慣性導(dǎo)航系統(tǒng)根據(jù)陀螺儀和加速度計(jì)采集的數(shù)據(jù)計(jì)算得到位置數(shù)據(jù)(包括經(jīng)度和瑋度)、速度數(shù)據(jù)以