1.一種基于飛機實時性能的飛行撞地威脅規(guī)避方法,其特征在于,包括如下步驟:
步驟一、采用航空器六自由度模型預測飛機未來飛行軌跡,當從所述未來飛行軌跡判斷飛機存在撞地威脅時,進行步驟二;
步驟二、采用啟發(fā)式搜索算法規(guī)劃所述飛機的規(guī)避航跡,獲得規(guī)劃的規(guī)避軌跡,其中
所述啟發(fā)式搜索算法中的約束條件包括:
飛機的最大轉彎角、飛機的最大爬升率、飛機的最大下降率、航跡距離以及飛行高度;
所述啟發(fā)式搜索算法中的懲罰條件包括:
飛機距地形高度差、航跡距離、飛機剩余推力以及飛機縱向過載;
步驟三、將所述規(guī)劃的規(guī)避軌跡轉換成姿態(tài)角形式的操縱指標,以指導飛行員進行操作。
2.根據權利要求1所述的基于飛機實時性能的飛行撞地威脅規(guī)避方法,其特征在于,在所述步驟一中包括:
所述航空器六自由度模型將航空器視作一個質點,分析質點受力以及勢能和動能的轉化關系,建立如下全能量模型:
姿態(tài)運動方程組:
其中,為滾轉角;θ為俯仰角;ψ為偏航角;p為滾轉角速率;q為俯仰角速率;r為偏航角速率;
力方程組:
其中,X、Y、Z分別為機體系下X、Y、Z軸的外力;u、v、w分別表示X、Y、Z軸的飛行速度;
力矩方程組:
其中,L、M、N分別為機體系下X、Y、Z軸的外力矩;Ix、Iy、Iz分別為機體系下X、Y、Z軸的轉動慣量;Ixz為機體系下的慣性積;
導航方程組:
其中,xg、yg為航跡速度;為高度變化率。
3.根據權利要求1所述的基于飛機實時性能的飛行撞地威脅規(guī)避方法,其特征在于,在所述步驟二中,采用所述啟發(fā)式搜索算法中的稀疏A*算法,其中,當滿足所述約束條件時,A*算法采用如下代價函數進行軌跡計算:
f(n)=g(n)+h(n);
其中,f(n)是整條規(guī)劃軌跡的代價值,g(n)為從起始點到當前點n的代價值,h(n)為當前點n點到規(guī)劃軌跡終點的代價值;其中,代價值的計算公式為:
其中Di為懲罰條件,wi為懲罰因子。
4.根據權利要求1所述的基于飛機實時性能的飛行撞地威脅規(guī)避方法,其特征在于,在所述步驟三中,姿態(tài)角計算公式如下:
其中,[0,Δγ,Δχ]是當前位置與目標航跡點的偏差,[Δψ,Δθ,Δφ]為當前姿態(tài)角與目標姿態(tài)角的偏差。