[发明专利]确定下降剖面的方法和系统

说明书

一种以下降剖面操作飞行器的方法和系统，所述方法包括在控制器模块处获得飞行器的性能特性的数学模型，生成优化制导轨迹，以及在以基于位置的制导操作之前，根据优化制导轨迹操作飞行器。

关于联邦赞助的研究或开发的声明

本发明是在政府支持下根据由美国联邦航空管理局授予的第DTFAWA-15-A-80013号合同做出的。政府对这项发明拥有一定的权利。

技术领域

本公开涉及用于确定飞行器的下降剖面的方法和系统。

背景技术

飞行管理系统(FMS)是飞行器上的基于计算机的系统，它执行许多飞行中任务，包括根据飞行计划和性能目标的飞行中管理。FMS已经使用多年，FMS迄今使用的编程技术是针对前几代计算机化系统的计算能力而设计的。例如，目前仍在服务中的现有FMS通常对关于飞行路径的许多复杂和变化的参数作出假设，包括但不限于关于飞行器及其性能特性的方面的预限定(即，恒定)值和用于飞行器操作的恒定值，例如，在飞行下降部分期间的恒定飞行器校准空速或马赫数。

发明内容

本公开的方面和优点将在以下描述中部分阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过本文公开的实践来学习。

在一个方面，本公开涉及一种以下降剖面操作运载器的方法，所述方法包括：在控制器模块处获得飞行器的性能特性的数学模型；基于所述数学模型生成至少第一下降段的优化制导轨迹，所述优化制导轨迹通过随高度单调递减的变量而被参数化，并确保满足高度参数；和在第二下降段期间，在以基于位置的制导操作之前，根据所述优化制导轨迹操作所述飞行器，所述基于位置的制导在初始点开始。

在另一方面，本公开涉及一种用于确定下降剖面的系统，所述系统包括：存储器，所述存储器存储飞行器性能特性；控制器模块，所述控制器模块被配置为执行以下步骤：获得飞行器的性能特性的数学模型；基于所述数学模型生成至少第一下降段的优化制导轨迹，所述优化制导轨迹通过随高度单调递减的变量而被参数化，并确保满足高度参数；和在以基于位置的制导操作之前，根据所述优化制导轨迹操作所述飞行器，所述基于位置的制导在初始点开始。

参考以下描述和所附权利要求书，本文公开的这些和其他特征、方面和优点将变得更好地理解。并入本说明书中并构成本说明书一部分的附图图示了本公开的示例，并且与说明书一起用于解释本文公开的原理。

附图说明

本说明书参考附图阐述了针对本领域普通技术人员的本说明书的完整且能够公开的内容，包括其最佳模式，其中：

图1示意性地示出了根据本文描述的各个方面的包括下降剖面的飞行器的飞行剖面。

图2是根据本文描述的各个方面的对图1的飞行器的飞行进行制导的飞行器系统的示意图。

图3更详细地示意性地示出了图1的下降剖面，进一步包括根据本文描述的各个方面的优化制导轨迹和基于位置的制导部分。

图4是示出根据图3的下降剖面的对运载器进行制导的方法的流程图，其具有本文描述的各个方面。

具体实施方式

本公开的各方面可以在任何环境、装置或方法中实现，用于利用系统来确定或估计下降剖面，而与下降设备执行的功能无关。具体地，可以通过两个下降段来执行下降剖面。第一下降段由优化制导轨迹限定，而第二下降段由基于位置的制导限定。尽管根据飞行器进行了描述，但下降剖面可由任何空基运载器(例如固定翼或基于转子的运载器，例如直升机)利用。