[发明专利]一种基于Dubins方法的水平引导过渡路径构建方法

权利要求书

1.一种基于Dubins方法的水平引导过渡路径构建方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：载入所需数据信息，包括飞机初始位置P₀，经纬高坐标为(λ₀,L₀,H₀)，初始航向χ₀，初始速度V₀，最大滚转角φ_max，目标航段起点P_s，经纬高坐标为(λ_s,L_s,H_s)，目标航段终点P_e，经纬高坐标为(λ_e,L_e,H_e)；

步骤2：由目标航段起点P_s和终点P_e的位置信息计算目标航段航向χ_leg，计算公式为：

步骤3：计算飞机的最小转弯半径R_min，计算公式如下：

其中V_GND表示飞机的地速，g表示重力加速度；

步骤4：计算过渡路径中直线段的航向χ_line；

步骤5：判断首圆弧的转向sturn和尾圆弧的转向eturn，转向为顺时针时，取值为-1；转向为逆时针时，取值为1；

步骤6：计算过渡路径首圆弧的圆心位置经纬高坐标为在水平引导过渡情形下，的高度与目标航段高度保持一致，具体的计算方法为：

步骤6.1：计算飞机初始位置P₀与首圆弧的圆心连线航向该航向可通过将飞机起始航向χ₀旋转90°后得到，计算公式为：

步骤6.2：以飞机初始位置P₀为起点，计算首圆弧圆心的纬度，计算公式为：

其中R_earth为WGS-84地球半径；

步骤6.3：以飞机初始位置P₀为起点，计算首圆弧圆心的经度，计算公式为：

步骤6.4：在已知最小转弯半径R_min时，首圆弧段起点位置与飞机初始位置P₀相同，首圆弧段终点位置可由圆心位置计算得到，当sturn＝eturn时，执行步骤6.4.1和6.4.2，结束转入步骤7；否则转入步骤6.4.3；

6.4.1：计算首圆弧终点的纬度，计算公式为：

6.4.2：计算首圆弧终点的经度，计算公式为：

6.4.3：计算首圆弧终点的纬度，计算公式为：

6.4.4：计算首圆弧终点的经度，计算公式为：

步骤7：计算过渡路径尾圆弧的圆心位置经纬高坐标为在水平引导过渡情形下，的高度与目标航段高度保持一致，具体的计算方法为：

步骤7.1：首先由飞行管理系统得到首圆弧圆心相对目标航段的侧偏距如果sturn＝eturn，执行步骤7.1.1和7.1.2后转到步骤7.3，否则转到步骤7.2：

步骤7.1.1：以首圆弧圆心为起点，计算尾圆弧圆心的纬度，计算公式为：

步骤7.1.2：以首圆弧圆心为起点，计算尾圆弧圆心的经度，计算公式为：

步骤7.2：首先计算中间点P_temp，经纬坐标高为(λ_temp,L_temp,H_temp)，再借助中间点计算尾圆弧圆心计算方法为：

步骤7.2.1：以首圆弧圆心为起点，计算中间点P_temp的纬度，计算公式为：

步骤7.2.2：以首圆弧圆心为起点，计算中间点P_temp的经度，计算公式为：

步骤7.2.3：以中间点P_temp为起点，计算尾圆弧圆心的纬度，计算公式为：

步骤7.2.4：以中间点P_temp为起点，计算尾圆弧圆心的经度，计算公式为：

步骤7.3：在已知最小转弯半径R_min时，尾圆弧段起点和终点位置可由首圆弧终点和圆心位置计算得到，计算方法为；

步骤7.3.1：计算尾圆弧起点的纬度，计算公式为：

步骤7.3.2：计算尾圆弧起点的经度，计算公式为：

步骤7.3.3：计算尾圆弧终点的纬度，计算公式为：

步骤7.3.4：计算尾圆弧终点的经度，计算公式为：

步骤8：步骤4中求解的直线段航向χ_line，步骤6中求解的过渡路径首圆弧段圆心位置起点位置和终点位置以及步骤7中求解的过渡路径尾圆弧段圆心位置起点位置和终点位置共同描述基于Dubins方法构建的完整水平过渡路径信息。