[发明专利]一种飞行器在等高航路点间的定高度大圆飞行实现方法

权利要求书

1.一种飞行器在等高航路点间的定高度大圆飞行实现方法，其特征在于步骤如下：

步骤1将经纬高坐标转换到″R_g2″坐标系：

首先利用下述公式将给出的预置航路点的经纬高坐标转换到″R_d″坐标系：

X＝(Re+H₀)cosφ₀cosλ₀

Y＝(Re+H₀)cosφ₀sinλ₀

Z＝(Re+H₀)sinφ₀

其中Re＝6378137m，λ₀，分别表示给定点的经度、纬度，单位为弧度；H₀为给定点的高度；X，Y，Z分别表示给定点在″R_d″坐标系下对应的三坐标；

所述″R_d″坐标系为地心系，定义为：坐标原点为地心，X轴在赤道平面内并指向首子午线方向，Z轴指向北极，Y轴通过右手法则确定；

再转换到″R_g2″坐标系：为给定点在″R_g2″坐标系下对应的坐标；

其中：从″R_d″坐标系到″R_g2″坐标系的旋转矩阵

其中：λ₁、H_n为两个预置等高航路点之一的经纬高；

所述″R_g2″坐标系坐标定义为：原点为地心，X轴指向其正北方向，Y轴指向天，Z轴指向其正东方向；

步骤2计算飞行器初始速度：令为飞行器在″R_g2″坐标系下的实时速度矢量，以和表示两个预置航路点在″R_g2″坐标系下的坐标，通过对初始化，其中为对应的单位向量，″.″为点乘符号，″×″为叉乘符号；

步骤3判断飞行器当前是否需要终止飞行：以表示″R_g2″坐标系下从地心指向飞行器当前位置的向量，当飞行器距第二个预置航路点(目标点)的距离小于飞行器在一个步长的最大飞行距离时，则飞行器终止飞行；否则，执行下一步骤；

步骤4计算飞行器实现定高度大圆飞行的实时过载：根据飞行器实际飞行航线与理想大圆航线之间的实时偏差来计算在″R_g2″坐标系下飞行器沿大圆定高飞行的实时过载其中为对应的单位向量，ε_n为向心加速度所对应的过载的大小，n_H为高度方向偏差调节系数，n_B为大圆法向偏差调节系数，表示在″R_g2″坐标系下预定大圆飞行平面的法向量；

所述nH=-K1·ΔH-K2·ΔH.,]]>

所述nB=-K1·ΔB-K2·ΔB.,]]>

所述ϵn=Vn2/(g·|r→g2|),]]>

其中K₁、K₂分别取0.025和0.07，g为重力加速度，取9.8；ΔH和分别为飞行器的当前海拔高度上的偏差和高度变化率；ΔB和分别为大圆法向偏差和法向偏差的变化率；

所述ΔH＝H_t-H_n，其中H_t为飞行器的当前海拔高度，

所述ΔH.=(V→g2T·dt)·r→g2;]]>

所述ΔB=r→g2T·e→g20;]]>

所述ΔB.=(V→g2T·dt)·e→g20;]]>

步骤5：计算飞行器在″R_g2″坐标系下的实时速度和实时矢径其中为对应的单位向量；

步骤6计算飞行器在″R_g″坐标系下的实时坐标：令飞行器在″R_g″坐标系下的实时坐标为则

步骤7计算飞行器在″Rc″坐标系下的实时坐标：令飞行器在″Rc″坐标系下的实时坐标为″R_g″和″Rc″的坐标原点在″R_g2″坐标系下对应的坐标分别为和″R_d″坐标系到″Rc″坐标系的转换矩阵为则其中，表示从″R_g″坐标系到″Rc″坐标系的转换矩阵

(可通过式1.5计算得到，用λ′替换λ₁、替换)，λ′、0为″Rc″坐标系原点的经纬高；

所述″Rc″为战区坐标系，定义为由给定的、位于地面上的坐标原点确定的北天东坐标系；

所述″R_g″为当地北天东坐标系，定义为坐标原点为位于地面上的选定点，X轴指向其正北方向，Y轴指向天，Z轴指向其正东方向；

所述和根据经纬高坐标到″R_g2″坐标系的转换步骤得到。