[发明专利]一种基于地形包线的航空器自动机动规避方法

说明书

本发明涉及一种基于地形包线的航空器自动机动规避方法，包括以下步骤，步骤A，采集所需的飞行状态数据；步骤B，计算航空器在规定预测周期内的飞行轨迹；步骤C，基于当前飞行位置信息，结合地形数据库，计算生成对应的地形包线；步骤D，读取预测飞行轨迹数据在地形包线所处平面内的投影；以及，步骤E，判断是否超出地形包线的安全阈值范围。本发明的优点：可在近地告警设备、飞行控制系统、飞行管理系统等航电设备结合，实现最优化的飞行规避方案，全方位保障飞行安全。

技术领域

本发明涉及航空控制技术领域，尤其是飞行器中广泛应用的近地告警类设备中涉及的一项自动机动规避技术，此类系统包括但不限于近地告警系统、近地防撞系统、地形提示与警告系统等具体产品。

背景技术

自动近地防撞系统(Auto Ground Collision Avoidance System,简称Auto-GCAS)是提高飞机飞行安全性，减小可控飞行撞地事故(Controlled Flight IntoTerrain，简称CFIT)的航空电子系统。其核心是基于基于飞机的动力学特性，根据飞机当前状态信息，实时解算并预测飞机的飞行轨迹；利用机载地形数据库，结合飞行预测轨迹，利用地形扫描算法，实时解算生成地形包线，进行近地防撞评估，依据评估结果，向飞控系统发送自动机动规避指令，实现航空器的防撞告警及规避。

轨迹预测算法、地形扫描算法及近地防撞评估是自动近地防撞系统的重要组成部分，近地防撞评估的可靠性直接影响自动近地防撞系统的性能。传统的近地告警系统主要基于预测飞行轨迹及地形包线之间的相互关系，结合飞行状态参数，实现近地告警和手动规避机动，难以满足自动近地碰撞系统的自动地形轨迹需求，因此本发明提出一种基于地形包线斜率和高度计的航空器自动机动规避方法。

发明内容

本发明公开了一种自动机动规避方法，在航空器的飞行过程中，在设定的时间周期内(如40毫秒)，基于航空器飞行管理系统提供的当前状态和位置信息，预测其未来一段短时间内(如5秒)的飞行轨迹，结合地形扫描算法形成的地形包线，评估出此预测周期内航空器的俯仰通道和滚转通道执行自动机动规避最佳方案的方法。

本发明提供了一种自动机动规避方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：采集所需的飞行状态数据；

步骤B：计算航空器在规定预测周期内的飞行轨迹；

步骤C：基于当前飞行位置信息，结合地形数据库，计算生成对应的地形包线；

步骤D：读取预测飞行轨迹数据在地形包线所处平面内的投影；

步骤E：判断是否超出地形包线的安全阈值范围；

步骤F：若未超出，则本周期的计算结束；

步骤G：若超出，则进入步骤H-自动机动规避指令评估；

步骤H：结合地形包线斜率和航空器的离地高度评估系统发出g指令或p指令信号增益大小，执行规避机动。

进一步的，所述步骤A中飞行状态数据包括气压高度类、空速类、温度类数据；以及航空器当前飞行位置对应的经度、纬度、地速、航迹倾角、偏航角等数据；以及横滚、俯仰等姿态角信息。

进一步的，所述步骤B中飞行轨迹预测是基于已建立的六自由度十二状态非线性数学模型，设计合适的数学计算方法，获得较为准确的预测轨迹。