[發明專利]一種用于獲得飛行器的飛行高度的方法

有效

• 申請號: 202010800694.2
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN111879286B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 鄭智明;陳殿中;唐訓宇;丁汀;徐悅;汪磊
• 申請（專利權）人: 中國商用飛機有限責任公司;中國商用飛機有限責任公司上海飛機設計研究院
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01S17/08;G01S17/86;G01S19/39
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 易詠梅;蔡勇

本發明涉及一種用于獲得飛行器的飛行高度的方法。該方法中，飛行器首先利用高度判斷裝置實時獲取飛行器當前的大致飛行高度H₁。以獲取的飛行高度H₁是否大于2500英尺作為數據融合方式的判定基準，本發明綜合了激光大氣數據系統、全球導航衛星系統、無線高度表等不同飛行高度測量設備的特性來進行數據融合，能夠保證所獲得的高度數據具有較高的精度。

技術領域

本發明涉及飛行器飛行控制領域，具體地，涉及一種用于獲得飛行器的飛行高度的方法。

背景技術

在諸如飛機、飛艇等航空飛行器的運行過程中，高度數據至關重要，但是飛機上目前可以用于全飛行過程的高度測量的僅有傳統大氣數據系統。針對于不同的區域，飛行器還利用氣壓高度表、無線電高度表、GNSS(Global Navigation Satellite System，全球導航衛星系統)以及激光大氣高度表等。

傳統大氣系統通過測量大氣靜壓，根據ICAO(International Civil AviationOrganization，國際民用航空組織)標準大氣定義來獲得對應的氣壓高度。具體而言，傳統大氣系統以皮托管測量大氣的靜壓和總壓為基本原理，結合溫度、攻角等傳感器感受飛行器飛行時的大氣總溫、大氣靜壓、局部攻角等信息，經過源誤差修正后按標準大氣數據方程解算出氣壓高度。傳統大氣數據系統存在低速時測量精度低、安裝位置要求高、校正維護成本高、大機動測量性能差等缺陷，這些不足點已逐步不能滿足現在或下一代飛行器的應用要求。

為此，現有技術中開發了一種激光大氣數據系統，其可以為民用飛機提供一個與傳統大氣數據系統類似的高度數據。該激光大氣數據系統的測量數據的維護成本相對較低，并且該系統受飛機當前的機動動作影響小。激光大氣數據系統是根據收集到的散射光的功率譜密度對應的面積確定參與散射分子的數量獲得大氣密度，進而確定對應的高度。隨著技術的發展，激光大氣的高度數據激光大氣數據系統也能在飛機的全飛行過程中提供飛機的飛行高度——激光大氣高度H_LA。然而，由于激光大氣數據系統的激光大氣傳感器是通過測量氣溶膠密度來獲取高度。隨著飛機飛行高度的升高，空氣中氣溶膠密度會逐漸減小，因此激光大氣傳感器測量氣溶膠密度的精度會顯著降低，進而影響其測量精度，也即，其相應的置信度會顯著減小。

氣壓高度表測量的是傳感器外部氣壓，根據大氣壓與海拔高度的關系便可以得到氣壓高度計的海拔高度。對于氣壓高度表而言，海面的起伏不會引起氣壓高度表變化，但氣壓高度表易受溫度影響。當傳感器外部溫度變化時，測量的海拔高度會有較大偏差，因此其存在測量誤差大的特點。

無線電高度表主要用于測量飛行器的絕對高度。無線電高度表包括無線電發射機及無線電接收機。測量時，無線電發射機經發射天線向地面發射無線電波，無線電接收機將先后接收到的由無線電發射機直接傳來的電波和經地面反射回的回波進行比較，兩束電波存在有時間差。如果電波在傳送過程中沒有受到干擾，時間差正比于被測高度，由于電波傳播的速度為恒值，因此，可測量得到飛行器當前對地面的絕對高度。根據無線電高度表的測試機理，其具有測量精度準的特點，然而，由無線電高度表的測量數據容易受到障礙物的影響。

全球導航衛星系統的工作原理是：飛機發射信號到衛星，再由衛星將信號反射回飛機。飛機根據接收的信號計算信號傳送時間以及飛機相對于各衛星的角度等信息，最后獲得飛機的導航高度H_GNSS。對于GNSS測得的導航高度H_GNSS，其精度較低。

發明內容

針對根據現有技術的飛機高度測量的上述現狀，本發明的目的之一在于提供一種提供高精度的飛行器高度的測量方法。

該目的通過本發明以下形式的用于獲得飛行器的飛行高度的方法來實現。該方法包括以下步驟：

利用高度判斷裝置實時獲取飛行器當前的飛行高度H₁；