[发明专利]性能基导航中对称面内飞行技术误差估算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于纵向自动飞行控制系统幅频增益的飞行器对称面内飞行技术误差预测方法。

背景技术

PBN(性能基导航)的实施需要对TSE(系统总误差)进行航前预测以及航行中短期预测，而FTE(飞行技术误差)和NSE(导航系统误差)是TSE的两个主要组成部分，因此对FTE的精确预测算法将直接影响PBN的执行。当预测所得的TSE超过规定的PBN导航标准允许的TSE值时，则不可执行该精度的PBN导航，只能执行较低精度的PBN导航或者备用传统导航方式。PBN导航是基于多传感器的新导航方式，由RNP(Required Navigation Performance，所需导航性能)和RNAV(Regional NAVigation，区域导航)组成，主要依赖GNSS(Global Navigation Satellite System，全球卫星导航系统)的高精度、高覆盖率、全天候以及惯性导航的自主、完备等特性，综合其它导航系统(如无线电导航系统等)优化组合，达到可能的最优导航性能。

2007年9月，国际民航组织(ICAO)要求各缔约国在2009年底前制定完成PBN实施规划，2016年完成全部实施工作，以全球一致和协调的方式从传统飞行模式完全过渡到PBN。PBN对我国民航的机场建设、导航设施布局和空域使用将产生重大影响，对有效促进民航持续安全，提高飞行品质、增加空域容量、减少地面设施投入和节能减排等都具有显著的积极作用。

FTE是TSE的两个主要组成部分之一，而在进近阶段FTE更成为主要的TSE源(因为多传感器组合导航定位，特别是差分GPS已极大地降低了NSE)，因此对FTE的准确预测十分重要，其计算和实时测量都由飞行管理计算机(FMS)完成。关于自动飞行控制系统接通时的对称面内FTE，国外除波音公司提供了少量机型的FTE的统计值外，无任何相关资料；国内亦尚无任何相关资料。

本发明为航行各阶段的对称面内前向速度FTE和垂直方向高度FTE(或称V-FTE)航前预测和航行中短期预测提供了精确估计方法和边界估算解决方案。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种用于飞行器对称面内飞行技术误差的确定方法，该方法使得PBN导航下的飞行运行能够进行前向速度FTE和垂直方向高度FTE(或称V-FTE)的准确航前预测和航行中的短期预测。

本发明的技术解决方案，性能基导航中对称面内飞行技术误差估算方法，实现步骤如下：

(1)获取所针对飞行器机型的纵向自动飞行控制系统(Automatic Flight Control System)闭环传递函数矩阵G(s)，如下式所示：G(s)＝C(sI-A)^-1B+D，其中s是拉氏域变量，I是与矩阵A同行数同列数的单位阵；或获得G(s)的一个最小状态空间实现，形如下式所示(通用分块记法)其中A、B、C、D是四个常数矩阵，

(2)根据关心区域的飞行高度不同或通过相关气象部门获得侧风剖面和20ft高处风速W₂₀，进而计算得到湍流强度；或由美国军标MIL-8785C获得湍流强度；所述飞行高度分为高度小于等于1000ft、1000ft-2000ft之间、大于等于2000ft，

当飞行高度h≤1000ft：

σw=0.1W20σuσw=1(0.177+0.000823h)0.4]]>