[发明专利]一种大圆航线距离获取方法

说明书

本发明属于飞行管理系统设计领域，涉及一种大圆航线距离获取方法，该方法的步骤包括：【1】对地球建立椭球面O‑XYZ坐标系；【2】求取航段起始点P1、终止点P2在椭球面坐标系下对应的半径R1和R2；【3】根据起始点P1、终止点P2在椭球面坐标系下对应的半径R1和R2获取起始点P1、终止点P2点在椭球面坐标下的坐标矢量；【4】根据起始点P1、终止点P2的椭球面的坐标矢量，叉乘求取P1点和P2点弧度夹角ω：【5】求取中间半径R；【6】求取起始点P1至终止点P2的距离D。该方法解决了高纬度远距离、超远距离计算时的精度损失，与实际情况相符，大大提升了计算精度。

技术领域

本发明属于机载飞行管理系统领域，涉及一种大圆航线距离获取方法。

背景技术

现有飞行管理系统的距离计算方法有以下两种：该距离是指飞机从一个航路点飞向另外一个航路点之间的距离。传统距离计算方法有以下两种：

传统方法一：通过平面坐标(经纬度坐标)近似计算距离：近似认为平面上两点P1,P2，设两点经纬度坐标分别为P1(N1,E1)，P2(N2,E2)，通过对应经度相减的平方与纬度相减平方和，开根号，再乘以对应每1度经纬度对应的距离值，设为常系数η，η值约为111.1KM,相乘进而得到两点的距离D，具体公式如下:

传统方法二：通过球面坐标方法进行距离计算：现将经纬度坐标化为球面坐标，通过矢量运算得到两点之间的圆心角值，再乘以地球半径得到，与本文类似。但本方法将地球近似为一个球体进行计算。以固定的地球半径R＝6371.4KM进行计算。

其中，方法一的优点是计算简单，直观。但是精度低，通用性差。

方法二相对方法一虽然计算相对复杂，但是考虑到地球实际情况，距离计算精度相对方法一精度会进一步提高。但高纬度距离计算时会形成精度损失，如果是高纬度又是远距离大圆航线距离计算时精度误差会进一步扩大。

发明内容

为了解决现有飞行管理系统中获取飞机航线距离时采用的方法一、方法二存在的高纬度和高纬度长远距离计算时算法本身造成的精度误差问题，本发明提供的大圆航线距离获取方法考虑地球实际情况，将地球扁平率引入计算中去，实现地球半径实时动态计算，根据计算点经纬度的不同，实时计算当地位置的地球半径，进而计算大圆航线距离，解决了高纬度远距离、超远距离计算时的精度损失，与实际情况相符，提高了计算精度。

本发明的具体技术方案是：

本发明提供了一种大圆航线距离获取方法，包括以下步骤：

【1】对地球建立椭球面O-XYZ坐标系

其中，地球地心为O-XYZ坐标系的原点；垂直于赤道基本面且经过地心的一条轴称为Z轴，指向北极为正；本初子午面与赤道面重合的轴称为X轴，向东为正，Y轴由右手定则确定；

【2】求取航段起始点P1、终止点P2在椭球面坐标系下对应的半径R1和R2；

【3】根据起始点P1、终止点P2在椭球面坐标系下对应的半径R1和R2获取起始点P1、终止点P2点在椭球面坐标下的坐标矢量；

r1、r2分别为起始点P1、终止点P2在椭球面坐标下的坐标矢量；

θ1＝90-N1；

θ2＝90-N2；

或

或

N1,E1分别为起始点P1点的纬度值和经度值，-E1表示起始点P1的经度为西经；

N2,E2分别为终止点P2的纬度和经度值，-E2表示终止点P2的经度为西经；