[发明专利]一种适用飞机几何高度的计算方法

说明书

本发明公开了一种适用飞机几何高度的计算方法，利用流体静力学方程计算在当前时刻t时的飞机的几何高度Hge：其中：P为当前时刻t时的大气压强；T为当前时刻t时的大气温度；g为当前时刻t时的重力加速度；R为当前时刻t时的通用大气常数；Hge_tl为上一时刻的Hge；P_tl为上一时刻的大气压强；R_tl为上一时刻的通用大气常数。本发明由流体静力学方程计算飞机的几何高度，而不依赖于标准大气模型和温度线性下降假设，可以有效提高前视地形告警的准确性。

技术领域

本发明涉及航空电子领域设计技术，特别涉及机载地形感知和告警系统软件中确定飞机几何高度的计算方法。

背景技术

地形感知与告警系统(TAWS)的目标是飞行器在多山区域和障碍物林立的环境中飞行时，其以最小的虚警率工作的同时最大程度防止可控飞行撞地事故发生。该类设备的一个重要功能是前视地形告警，典型工作场景见附图1。该功能根据接收到的载机经纬度、气压高度和载机姿态等信息，依据直升机、运输机等不同载机所对应的算法模型生成安全包线与机载大容量存储器中的全球高程数据做高度比较，当安全包线上某点低于地形高度时，系统发出声光告警，提前提示飞行员做出改出机动，降低飞行员操作负担，防止可控飞行撞地，保障飞行安全。

由此可见，地形感知与告警系统安全包线与高程数据做比较需要依赖于准确的飞机几何高度。几何高度也称海拔高度，表示飞机与平均海平面的垂直距离。目前，飞机的几何高度一般由飞机的航空数据计算机通过测量飞机当前飞行高度的气压，参考际标准大气(ISA)，按比例气压高度的形式提供。ISA是中纬度地区平均水平中最具有代表性的。ISA假定大气是静态的和干燥的，空气压力主要取决于空气温度，重力和其他物理常数。由于军用飞机执行任务时往往在低高度环境工作，因此，地形感知与告警系统主要工作在对流层。对流层(低于11千米)的大气温度大致上满足如下规律：高度越高，气压越低，并以一定速率恒定下降。海平面温度假定为15摄氏度，海平面气压假设为1013.25毫巴。然而，真实的大气可能与这些假设差距较大，这些差距导致了气压高度与真实几何高度之间存在较大差距。

发明内容

本发明的发明目的在于为实现前视地形告警安全包线与地形高程数据库中的高程点进行相对高度分析，从而产生准确的地形防撞告警，提供了一种适用飞机几何高度的计算方法，可以有效提高前视地形告警的准确性。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种适用飞机几何高度的计算方法，包含以下步骤：

步骤1、利用流体静力学方程计算在当前时刻t时的飞机的几何高度Hge：

其中：

P为当前时刻t时的大气压强；

T为当前时刻t时的大气温度；

T_t1为上一时刻的大气温度；

g为当前时刻t时的重力加速度；

R为通用大气常数；

Hge_tl为上一时刻的Hge；

P_tl为上一时刻的大气压强；

进一步，还包含以下步骤：

步骤2、利用GPS高度对流体静力学方程计算的飞机的几何高度Hge进行补偿，得到当前时间t用GPS高度补偿后的几何高度GPSHge：

其中：

GPSHge为当前时刻t时GPS高度校准后的流体静力学高度；

Hgps为当前时刻t时GPS高度；