[发明专利]一种基于仪表着陆系统的地速测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于仪表着陆系统的地速测量方法，属于航电显示控制技术领域。

背景技术

飞机的地速是平视飞行导引功能中进近导引、滑跑导引、起飞导引重要的输入参数，该参数的精度和完整性直接影响到平视飞行导引的性能和可用性。现有的姿态航向基准系统无法输出地速，GPS地速虽然在精度方面满足平视飞行导引功能的需求，但GPS信号容易受到干扰，信号的完整性无法支持平视飞行导引这种高安全应用,需要对GPS地速信号的完整性进行监控。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于仪表着陆系统的地速测量方法，以支持平视飞行导引功能等高安全性应用。

本发明为解决上述技术问题提供了一种基于仪表着陆系统的地速测量方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：采集无线电高度、气压高度、机场海拔高度，计算飞机离地高度，再采集飞机垂直加速度，利用互补滤波方法获得飞机的垂直速度；

步骤2：采集飞机相对标准下滑道的垂直偏差、设定的参考下滑道角度，结合飞机垂直速度，通过几何关系计算基于仪表着陆系统的地速；

步骤3：根据飞机北东地坐标系下的三轴加速度、跑道航向、基于仪表着陆系统的地速，利用互补滤波方法获得平滑处理后的地速。

进一步的优选方案，所述一种基于仪表着陆系统的地速测量方法，其特征在于：步骤1中飞机垂直速度的计算过程为：

步骤1.1：根据气压高度h_baro，无线电高度h_radalt，机场海拔高度h_R，计算飞机离地高度：

h_agl＝(h_baro-h_R)N+h_radalt(1-N)

其中，N为高度转换过渡时间常数，飞机进近着陆过程中，当h_radalt＞90ft时，N＝1，当h_radalt≤90ft时，N在Δt的时间内从1线性地减小到0；

步骤1.2：根据离地高度h_agl，垂直加速度a_{z_AHRS}，利用互补滤波方法获得飞机的垂直速度：

其中，T_v为垂直速度互补滤波时间常数，s为拉普拉斯算子。

进一步的优选方案，所述一种基于仪表着陆系统的地速测量方法，其特征在于：步骤2中基于仪表着陆系统的地速的计算过程为：

根据下滑道偏差ε_GS、设定的参考下滑道角度γ_REF、垂直速度V_ver，通过几何关系计算基于仪表着陆系统的地速V_GS：

进一步的优选方案，所述一种基于仪表着陆系统的地速测量方法，其特征在于：步骤3中地速平滑处理的计算过程为：

步骤3.1：根据飞机北东地坐标系下的三轴加速度a_{x_NED}、a_{y_NED}、a_{z_NED}，跑道航向ψ_R，根据以下公式计算沿跑道方向的加速度a_{x_RW}：

步骤3.2：根据沿跑道方向的加速度a_{x_RW}，基于仪表着陆系统的地速V_GS，利用互补滤波方法获得平滑处理后的地速V_{GS_smooth}：

其中，T_a为地速平滑互补滤波时间常数。

有益效果

本发明的有益效果是:本发明首先采集无线电高度、气压高度、机场海拔高度，计算飞机离地高度，再采集飞机垂直加速度，利用互补滤波方法获得飞机的垂直速度；再基于飞机精密进近过程中在进近区域紧密跟踪下滑路径这种假设，利用几何关系计算基于仪表着陆系统的地速；最后利用沿跑道方向的加速度进行互补滤波，以获得平滑处理后的地速。本发明的一种基于仪表着陆系统的地速测量方法，综合利用垂直加速度、飞机高度、机场海拔高度、下滑道偏差、参考下滑道角度，计算姿态航向基准系统无法输出的地速，同时通过加速度互补滤波，抑制了下滑道偏引入的噪声，获得的地速平滑、完整性较高，可以支持平视飞行导引等高安全性应用。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明