[发明专利]一种基于指定高度限制的航空器飞行高度剖面计算方法

权利要求书

1.一种基于指定高度限制的航空器飞行高度剖面计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：获取飞行计划、空域扇区结构、进离场程序和航路点的高度限制基础信息；

步骤2：根据离场程序计算起飞机场到第一个航路点的高度剖面，并更新航迹起始点为第一个航路点；

步骤3：从航迹起始点开始向后找到下一个高度限制点，计算航迹起始点到该高度限制点前一个扇区进入边界的高度剖面，并更新航迹起始点；

步骤4：通过航迹起始点的飞行高度、限制点指定高度和空域扇区结构之间的关系，判断航班是否由高空扇区向低空扇区转换；

步骤5：根据步骤4的判断结果，确定平飞和爬升过程的先后顺序，或者平飞和下降过程的先后顺序：

步骤5-1：当不存在由高空扇区向低空扇区转换情况时，根据所需爬升或下降距离和扇区边界的关系，若需爬升，确定平飞和爬升过程的先后顺序，若需下降，确定平飞和下降过程的先后顺序；

步骤5-2：当存在由高空扇区向低空扇区转换情况时，通过评估高度限制点与目的机场的距离来判断是否需要优先执行下降过程；当两者之间的距离小于等于设定的参数LT时，则先下降到指定高度，再保持平飞；否则，根据所需下降距离和扇区边界的关系，确定平飞和下降过程的先后顺序；

步骤6：根据步骤5确定的高度剖面变化过程，计算航迹起始点到高度限制点的高度剖面，并更新航迹起始点；

步骤7：判断航迹起始点是否为最后一个航路点，如果是则执行步骤8；如果不是执行步骤3；

步骤8：根据进场程序计算航迹起始点到目的机场的高度剖面；

所述步骤5-1包括：

5-1a：计算当前高度爬升或下降到指定高度所需的最小水平距离L_min，考虑到航空器需要提前满足高度限制，

L_min＝L_f+20km

其中L_f为当前高度爬升或下降到指定高度的水平距离，根据步骤2中高度剖面计算公式计算获得当前高度爬升或下降到指定高度的爬升率或下降率，再根据当前高度爬升或下降到指定高度的高度差计算出当前高度爬升或下降到指定高度所需要的时间由时间和此阶段航空器真空速V_Tas和风速V_wind计算得到L_f；

5-1b：计算高度限制点到其所属扇区进入边界的距离L；

5-1c：当L≥L_min时，说明能够在最后一个扇区完成高度改变过程，则航空器的高度剖面变化过程为：先保持平飞至距离高度限制点之前L_min的位置，然后执行下降或爬升过程到指定高度，然后平飞至高度限制点；

5-1d：当L＜L_min时，令L_min＝min{L_f+L,L_c}，航空器的高度剖面变化过程为：先保持平飞至距离高度限制点之前L_min的位置，然后执行下降或爬升过程到指定高度，然后平飞至高度限制点；其中L_c为航迹起始点与高度限制点之间的水平距离；

所述步骤5-2中参数LT设置为200公里；当高度限制点与目的机场的水平距离大于200公里时，高度剖面变化过程包括：

5-2a：计算当前高度下降到指定高度所需的最小水平距离L_min，考虑到航空器需要提前满足高度限制，

L_min＝L_f+20km

其中L_f为当前高度下降到指定高度的水平距离，根据步骤2中高度剖面计算公式计算获得当前高度下降到指定高度的下降率，再根据当前高度下降到指定高度的高度差计算出当前高度下降到指定高度所需要的时间由时间和此阶段航空器真空速V_Tas和风速V_wind计算得到L_f；

5-2b：计算高度限制点到其所属扇区进入边界的距离L；

5-2c：当L≥L_min时，说明能够在最后一个扇区完成高度改变过程，则航空器的高度剖面变化过程为：先保持平飞至距离高度限制点之前L_min的位置，然后执行下降过程到指定高度，然后平飞至高度限制点；

5-2d：当L＜L_min时，令L_min＝min{L_f+L,L_c}，航空器的高度剖面变化过程为：先保持平飞至距离高度限制点之前L_min的位置，然后执行下降过程到指定高度，然后平飞至高度限制点；其中L_c为航迹起始点与高度限制点之间的水平距离。