[发明专利]一种直升机森林救火林火定位方法有效
申请号: | 201110419177.1 | 申请日: | 2011-12-14 |
公开(公告)号: | CN102564407A | 公开(公告)日: | 2012-07-11 |
发明(设计)人: | 刘华磊;江舟 | 申请(专利权)人: | 陕西千山航空电子有限责任公司 |
主分类号: | G01C15/00 | 分类号: | G01C15/00;A62C3/02 |
代理公司: | 中国航空专利中心 11008 | 代理人: | 杜永保 |
地址: | 710065 陕西*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 直升机 森林 救火 定位 方法 | ||
技术领域
本发明属于航空电子技术领域,涉及到一种直升机森林救火林火定位方法。
背景技术
森林救火直升机应用于森林防火、灭火等任务。通过在直升机腹部安装红外探测设备,操作员在机舱内操作平台上转动操作杆,可以转动红外探测设备,以探测森林中林火,计算出林火的位置,发送给森林防火指挥部门,指引地面救火人员扑灭林火。因此,如何准确定位林火位置,将直接影响到林火是否能够及时扑灭,避免造成更大的损失。目前,地面林火红外探测技术主要是利用红外探测设备探测森林林火,在探测到林火时,利用该时刻红外探测设备的俯仰角、方位角,然后根据红外探测设备高度以及当前位置,即可计算出林火的位置。机载红外探测设备不能使用同样的计算方法。首先是因为飞机具有偏航、俯仰、横滚等飞行姿态,不能直接利用红外探测设备的角度进行计算;其次是森林中地形复杂,有平地还有高山等,这将会直接影响到林火的准确定位。
发明内容
本发明的目的是:提供一种直升机森林救火林火定位方法,使得可以利用机载红外探测设备准确定位林火位置,给出林火的经度、纬度以及海拔,解决因为飞行姿态、地形复杂引起的定位不准确问题。
本发明的技术方案是:本发明利用机载红外探测设备探测森林中的林火,红外探测设备在探测到林火时,会通知机载计算机,同时输出该时刻红外探测设备的俯仰角、方位角。利用航姿、大气、GPS等传感器,采集直升机姿态、高度、位置等飞行参数。然后根据红外探测设备的俯仰角、方位角以及飞行参数进行计算,按照如下步骤在机载计算机中实现:
一种直升机森林救火林火定位方法,直升机检测到林火之后,对该林火的具体位置进行定位,由以下步骤组成:
步骤一:分别建立机体坐标系和大地坐标系:
(1)建立机体坐标系:以机载红外探测设备旋转中心为原点O′,以沿机体纵轴指向机头方向为X′轴正方向,以沿机体横轴指向左侧的方向为Y′轴正向,按照右手系建立机体直角坐标系O′X′Y′Z′;
(2)建立大地坐标系:以直升机t1时刻所处的位置在地面的投影为原点O,以正北方向为X轴正向,以竖直向上方向为Z轴正向,按照右手系建立大地坐标系OXYZ;
步骤二:根据机载红外探测设备的俯仰角θ1、方位角计算t1时刻机载红外探测设备的红外光轴所在的直线L1在机体坐标系O′X′Y′Z′下的方向矢量,将其变换至大地坐标系OXYZ下:
(1)计算t1时刻直线L1在机体坐标系O′X′Y′Z′下的方向矢量
(2)运用坐标变换的方法,计算t1时刻直线L1在OXYZ坐标系下的方向矢量η1:
η1=[η11,η12,η13]T=R1ε1
其中R1=Rr(β1)Rp(α1)Rh(γ1),γ1、β1、α1分别为直升机的航向角、横滚角、俯仰角,
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