[發明專利]性能基導航中對稱面內飛行技術誤差估算方法

有效

• 申請號: 201010530250.8
• 申請日: 2010-11-03
• 公開（公告）號: CN101996274A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 李銳;趙鴻盛;朱衍波
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G01C21/24
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉

技術領域

本發明涉及一種基于縱向自動飛行控制系統幅頻增益的飛行器對稱面內飛行技術誤差預測方法。

背景技術

PBN(性能基導航)的實施需要對TSE(系統總誤差)進行航前預測以及航行中短期預測，而FTE(飛行技術誤差)和NSE(導航系統誤差)是TSE的兩個主要組成部分，因此對FTE的精確預測算法將直接影響PBN的執行。當預測所得的TSE超過規定的PBN導航標準允許的TSE值時，則不可執行該精度的PBN導航，只能執行較低精度的PBN導航或者備用傳統導航方式。PBN導航是基于多傳感器的新導航方式，由RNP(Required?Navigation?Performance，所需導航性能)和RNAV(Regional?NAVigation，區域導航)組成，主要依賴GNSS(Global?Navigation?Satellite?System，全球衛星導航系統)的高精度、高覆蓋率、全天候以及慣性導航的自主、完備等特性，綜合其它導航系統(如無線電導航系統等)優化組合，達到可能的最優導航性能。

2007年9月，國際民航組織(ICAO)要求各締約國在2009年底前制定完成PBN實施規劃，2016年完成全部實施工作，以全球一致和協調的方式從傳統飛行模式完全過渡到PBN。PBN對我國民航的機場建設、導航設施布局和空域使用將產生重大影響，對有效促進民航持續安全，提高飛行品質、增加空域容量、減少地面設施投入和節能減排等都具有顯著的積極作用。

FTE是TSE的兩個主要組成部分之一，而在進近階段FTE更成為主要的TSE源(因為多傳感器組合導航定位，特別是差分GPS已極大地降低了NSE)，因此對FTE的準確預測十分重要，其計算和實時測量都由飛行管理計算機(FMS)完成。關于自動飛行控制系統接通時的對稱面內FTE，國外除波音公司提供了少量機型的FTE的統計值外，無任何相關資料；國內亦尚無任何相關資料。

本發明為航行各階段的對稱面內前向速度FTE和垂直方向高度FTE(或稱V-FTE)航前預測和航行中短期預測提供了精確估計方法和邊界估算解決方案。

發明內容

本發明的技術解決問題：克服現有技術的不足，提供一種用于飛行器對稱面內飛行技術誤差的確定方法，該方法使得PBN導航下的飛行運行能夠進行前向速度FTE和垂直方向高度FTE(或稱V-FTE)的準確航前預測和航行中的短期預測。

本發明的技術解決方案，性能基導航中對稱面內飛行技術誤差估算方法，實現步驟如下：

(1)獲取所針對飛行器機型的縱向自動飛行控制系統(Automatic?Flight?Control?System)閉環傳遞函數矩陣G(s)，如下式所示：G(s)＝C(sI-A)^-1B+D，其中s是拉氏域變量，I是與矩陣A同行數同列數的單位陣；或獲得G(s)的一個最小狀態空間實現，形如下式所示(通用分塊記法)其中A、B、C、D是四個常數矩陣，

(2)根據關心區域的飛行高度不同或通過相關氣象部門獲得側風剖面和20ft高處風速W₂₀，進而計算得到湍流強度；或由美國軍標MIL-8785C獲得湍流強度；所述飛行高度分為高度小于等于1000ft、1000ft-2000ft之間、大于等于2000ft，

當飛行高度h≤1000ft：

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