[发明专利]一种融合导航数据的大气数据估计与状态监测方法

权利要求书

1.一种融合导航数据的大气数据估计与状态监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采集大气数据和惯导数据，分析大气数据与惯导数据之间的关系：

上式中，M为飞行器飞行的马赫数；T_s为开尔文温度；V_T为飞行器相对于空气的速度，即真空速；为机体系下空气相对于地理系的速度，即机体系下风速；为导航系到机体系的姿态转移矩阵；为机体系下飞行器相对于地理系的速度，即机体系下地速；为机体系下真空速；为机体系下真空速沿机体横轴向右的分量，为机体系下真空速沿机体纵轴向前的分量，为机体系下真空速沿机体竖轴向上的分量；α为融合攻角，β为融合侧滑角；

(2)建立虚拟大气数据系统模型，计算融合攻角和融合侧滑角；

基于建立的虚拟大气数据系统模型，考虑到飞行器在做角运动时，受到杆臂效应的影响，机头、右翼和机身上方的速度与飞机质心点的速度不同，得到融合攻角α和融合侧滑角β的计算式：

上式中，为飞行器机体系下质心三轴的线速度，p,q,r为飞行器机体系下三轴的角速度，x_s,y_s,z_s为飞行器机体系下三轴的杆臂长度；

(3)当大气数据系统正常工作时，计算出融合攻角与测量攻角之间差值的均值和均方差σ；采用一段时间ΔT内融合攻角与测量攻角之间差值的方差v进行异阈值判断，当|v|＜nσ时，判断大气数据系统未发生异常，反之大气数据系统发生异常，其中n为设定的系数。

2.根据权利要求1所述融合导航数据的大气数据估计与状态监测方法，其特征在于：

上式中，θ,γ,ψ为姿态角，为θ,γ,ψ的一阶微分，即姿态角速度。

3.根据权利要求1所述融合导航数据的大气数据估计与状态监测方法，其特征在于，在步骤(3)中，选用飞行器飞行的多个时段，将融合攻角与测量攻角作差，对数据进行统计，得到均值和均方差统计量；在不同的时段采用不同的异常阈值，设融合攻角与测量攻角差值中的最大值和最小值分别为x_max和x_min，令ε＝max{|x_max|,|x_min|}，则系数其中表示向上取整运算。

4.根据权利要求1所述融合导航数据的大气数据估计与状态监测方法，其特征在于，在步骤(3)中，ΔT＝2s。