[發明專利]一種融合導航數據的大氣數據估計與狀態監測方法

有效

• 申請號: 202010090161.X
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111257593B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 李榮冰;邱望彥;劉建業;鄢俊勝;朱祺
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01P13/02
• 分類號: G01P13/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

1.一種融合導航數據的大氣數據估計與狀態監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)采集大氣數據和慣導數據，分析大氣數據與慣導數據之間的關系：

上式中，M為飛行器飛行的馬赫數；T_s為開爾文溫度；V_T為飛行器相對于空氣的速度，即真空速；為機體系下空氣相對于地理系的速度，即機體系下風速；為導航系到機體系的姿態轉移矩陣；為機體系下飛行器相對于地理系的速度，即機體系下地速；為機體系下真空速；為機體系下真空速沿機體橫軸向右的分量，為機體系下真空速沿機體縱軸向前的分量，為機體系下真空速沿機體豎軸向上的分量；α為融合攻角，β為融合側滑角；

(2)建立虛擬大氣數據系統模型，計算融合攻角和融合側滑角；

基于建立的虛擬大氣數據系統模型，考慮到飛行器在做角運動時，受到桿臂效應的影響，機頭、右翼和機身上方的速度與飛機質心點的速度不同，得到融合攻角α和融合側滑角β的計算式：

上式中，為飛行器機體系下質心三軸的線速度，p,q,r為飛行器機體系下三軸的角速度，x_s,y_s,z_s為飛行器機體系下三軸的桿臂長度；

(3)當大氣數據系統正常工作時，計算出融合攻角與測量攻角之間差值的均值和均方差σ；采用一段時間ΔT內融合攻角與測量攻角之間差值的方差v進行異閾值判斷，當|v|＜nσ時，判斷大氣數據系統未發生異常，反之大氣數據系統發生異常，其中n為設定的系數。

2.根據權利要求1所述融合導航數據的大氣數據估計與狀態監測方法，其特征在于：

上式中，θ,γ,ψ為姿態角，為θ,γ,ψ的一階微分，即姿態角速度。

3.根據權利要求1所述融合導航數據的大氣數據估計與狀態監測方法，其特征在于，在步驟(3)中，選用飛行器飛行的多個時段，將融合攻角與測量攻角作差，對數據進行統計，得到均值和均方差統計量；在不同的時段采用不同的異常閾值，設融合攻角與測量攻角差值中的最大值和最小值分別為x_max和x_min，令ε＝max{|x_max|,|x_min|}，則系數其中表示向上取整運算。

4.根據權利要求1所述融合導航數據的大氣數據估計與狀態監測方法，其特征在于，在步驟(3)中，ΔT＝2s。