[发明专利]一种飞机地面视野范围的计算方法

说明书

一种飞机地面视野范围的计算方法，通过提取有可能对飞行员视线产生遮挡的全部结构和设备特征点构成遮挡要素集，而后通过转换矩阵对遮挡要素集和眼点进行地面坐标转换后筛选得实际遮挡要素集，在计算从眼点到实际遮挡要素集中每一遮挡要素点连线的延长线与地面交点，进而得出特定飞机执行任务时特有姿态和位置下飞行员真实可见的地面视野范围，有效解决过去只依靠通用规范设计的飞机座舱不一定满足特定飞机使用要求的问题；同时设计人员可根据本方法的计算结果，在飞机设计初期即可判断座舱视野环境和执行任务时飞机轨迹姿态规划能否满足任务对地观察需求，以对座舱视野的遮挡要素和飞机任务轨迹姿态规划优化改进提供可信的数据支持。

技术领域

本发明涉及飞机视野范围算法技术领域，尤其涉及一种飞机地面视野范围的计算方法。

背景技术

飞行员在空中执行任务时，需对地面扫视发现目标、确定目标方位、辨识目标特征、确定飞机与目标关系，以决定下一步行动；在飞机准备起飞时，飞行员在地面操纵飞机，则需对跑道的地面情况进行观察确认，并与地勤人员进行手势上沟通，确认飞机与跑道状态是否适宜；这都需要飞机具有良好的座舱地面视野。

当前飞机的视野是根据相应飞机种类标准进行设计，认为满足标准的座舱视野，即满足飞机使用要求；但这种设计标准，只是对飞机通用需求的提炼，并没有考虑由于特定飞机不同特点、飞机配置状态、执行特定任务时飞行动作和姿态等因素影响；因此，无法确定根据通用标准设计的飞机视野能否满足飞机执行特定任务时对地面的视野需求，同时也无法为飞机因工程实施困难进行座舱视野裁剪提供依据。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种飞机地面视野范围的计算方法，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种飞机地面视野范围的计算方法，假设

①地面坐标系用下标“g”表示

地面坐标系原点O固定在地面某点上，Oy_g轴铅垂向上，为高度方向，Ox_g和Oz_g轴在水平面内与Oy_g轴构成右手直角坐标系；

②机体坐标系用下标“b”表示

机体坐标系原点O在飞机重心上，纵轴Ox_b指向机尾方向；竖轴Oy_b在飞机对称面内指向机体上方，横轴Oz_b垂直于飞机对称面指向右方；

③飞机姿态

飞机纵轴Ox_b与地面之间的夹角为飞机俯仰角θ，机头上仰为正；

飞机纵轴Ox_b在水平面上投影与Ox_g之间夹角为偏航角ψ，机头左偏为正；

飞机对称面Ox_bOy_b与通过飞机纵轴Ox_b的铅垂面之间的夹角为滚转角γ，飞机右倾斜时为正；

④飞机位置

飞机重心在地面坐标系中位置为P，P点坐标为(P_x，P_y，P_z)；

⑤眼点位置

飞行员眼点为两瞳孔中心点连线的中点，位置为E，E点坐标为(E_x，E_y，E_z)；

具体步骤如下：

1)提取对飞行员视线有遮挡的遮挡要素集A