[發明專利]一種飛機航跡模擬的方法

有效

• 申請號: 201310525309.8
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103528598A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 楊玉朋
• 申請（專利權）人: 四川九洲電器集團有限責任公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 徐宏

技術領域

本發明涉及航管領域，尤其是涉及一種飛機航跡模擬的方法。

背景技術

在航管領域中,飛行器的空中位置、高度、速度等飛行情況報告是該領域重要的檢測內容。對飛行情況的精確、實時監視，是未來航管監視的重要發展方向。航管監視技術研究試驗和航管監視設備的高精度檢測迫切需要一種能夠靈活和準確地模擬飛機航跡的方法。

目前，國內航跡模擬方法主要包括：記錄空中真實飛機航跡和基于地球球體模型的條件進行的航跡計算。第一種方法精確度較高但非常不靈活，第二種方法靈活但不精確，均無法滿足科研試驗和測試要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術存在的問題，提供根據飛機當前所在位置和飛機的速度等信息，靈活地模擬精確的飛機航跡的一種飛機航跡模擬的方法，其根據飛機在橢球體上投影點K的經度?L、緯度B、經度圈上的分速度VL和緯度圈上的分速度VB?，求取單位時間t后飛機所在位置的經度L2，緯度B2，進而求出飛機一系列航跡。

本發明采用的技術方案如下：

一種飛機航跡模擬的方法包括：

步驟1：將飛機當前所在位置投影在地球上，得到WGS-84坐標系中，飛機投影點K經度坐標B、緯度坐標L；

步驟2：計算飛機投影點K所在位置的經度半徑R_L和緯度半徑R_B；

步驟3：將飛機飛行速度，在地球經度線方向和地球緯度線方向進行分解，得到地球經度線上的分速度V_L和地球緯度線上的分速度V_B；結合步驟2所得的經度半徑R_L和緯度半徑R_B，計算出單位時間t內，飛機所在位置經度改變量dl和緯度改變量db；

步驟4：根據飛機當前位置的經度坐標L和緯度坐標B，和步驟3得到飛機所在位置經度改變量dl和緯度改變量dB，得到單位時間t后，飛機所在位置的經度坐標L2，緯度坐標B2；

步驟5：以(B2,L2)為起始點，結合飛機在經度線上分速度V_L、緯度線上的分速度V_B，再次利用該算法計算下一個點，重復利用該算法產生一條飛機航跡。

所述步驟2具體步驟包括：

步驟21：從K點向坐標軸做垂線，交點為C,M，圓弧DE的半徑為橢球短半軸b，圓弧FG的半徑為橢球長半軸a，橢圓弧DG為橢球體經度線的一部分，K1點為CK的延長線與圓弧FG的交點；

步驟22：在WGS-84坐標系中，從飛機投影點k點做切線，交P軸于T點；從K點做KT的垂線，交z軸于N點，NK即為飛機在地球上投影點的經度半徑；

步驟23：kT為切線，KN垂直于KT，所述KN與橢圓長軸夾角為B，投影點K到橢圓圓心的夾角為α；

由橢圓方程：

?????????????????????????????????????????（1）

由公式（1）可得：?????????????????????（2）

步驟24：Kt是橢圓上K點的切線，其斜率為公式（3），

????????????????????????????????（3）

步驟25：結合公式（2）、公式（3）得到公式（4）：

???????????????????????????????????（4）

其中

步驟26：結合公式（3）、（4）得到公式（5）、（6）：

????????????????????????????????????（5）

??????????????????????????????????????????????????（6）

步驟27：k點的緯度半徑R_B和經度半徑R_L：

???????????????????????????????????????（7）

???????????????????????????????????????（8）

所述步驟3具體步驟包括：由于飛機在較短時間內飛行的距離比較短，地球的長半徑和短半徑相對較大，所以在較短時間內飛機在半徑為RL的經度圓弧上以速度VL做近似圓周運動，同時在半徑為RB的緯度圓弧上以速度VB做近似圓周運動；由此得到單位時間t后，飛機經度改變量dl和緯度改變量db：