[發明專利]一種基于高效排序算法的經濟導航解算方法

在審

• 申請號: 202011046056.2
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112254734A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 呂明偉;馬曉寧;劉偉;張少卿;王言偉
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司沈陽飛機設計研究所
• 主分類號: G01C21/22
• 分類號: G01C21/22
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 劉傳準

本申請屬于飛機巡航解算技術領域，涉及一種基于高效排序算法的經濟導航解算方法。該方法包括獲取飛機的重量信息，給定包含當前位置至終點位置的飛行高度剖面及飛行速度剖面，構成初始種群變量；確定飛機的平飛公里耗油；確定飛機水平飛行距離，進而確定平飛耗油量；給定爬升速度剖面，將目標爬升速度加入到所述初始種群變量中；確定爬升耗油量；計算總耗油量，以總耗油量為第一目標函數，以目標飛行高度、目標飛行速度、目標爬升速度為變量，進行遺傳迭代計算，獲得最優的目標飛行高度、目標飛行速度及目標爬升速度。本申請運用高效排序算法對飛行器的飛行軌跡進行尋優，計算飛行過程的優化軌跡，節省燃油消耗。

技術領域

本申請屬于飛機巡航解算技術領域，特別涉及一種基于高效排序算法的經濟導航解算方法。

背景技術

飛行器的燃油最優軌跡設計一直受到普遍的關注。飛行器飛行節油軌跡的優化，即對飛行器飛行狀態的優化。具體地，就是飛行器在一定的飛行條件下，如何選取其最優的飛行狀態，如馬赫數、以及發動機推力等，使其中某項性能指標達到最優。優化飛行航路不僅僅可以節省飛行器的飛行成本，而且能使某項性能的指標更優，在同等飛行成本條件下具有一定的指導作用。如果能夠充分利用航路優化方法對飛行器的飛行軌跡適當地優化，就可以充分發揮該飛行器的飛行性能，達到非常良好的飛行效果，圓滿完成飛行任務。

發明內容

為了解決上述技術問題，本申請提供一種解決燃油消耗優化問題的方法，可以充分發揮該飛行器的飛行性能，達到非常良好的飛行效果，圓滿完成飛行任務。

本申請基于高效排序算法的經濟導航解算方法，包括：

步驟S1、獲取飛機的重量信息，給定包含當前位置至終點位置的飛行高度剖面及飛行速度剖面，其中，飛行高度剖面內包含多個離散的目標飛行高度，飛行速度剖面內包含多個離散的目標飛行速度；由所述目標飛行高度與所述目標飛行速度構成初始種群變量；

步驟S2、根據飛機重量信息及目標飛行高度、目標飛行速度確定飛機的平飛公里耗油；

步驟S3、根據飛機當前位置信息及終點位置信息確定飛機水平飛行距離；

步驟S4、根據飛機水平飛行距離及平飛公里耗油確定平飛耗油量；

步驟S5、給定爬升速度剖面，爬升速度剖面內包含多個離散的目標爬升速度，將所述目標爬升速度加入到所述初始種群變量中；

步驟S6、根據飛機重量信息、目標飛行高度及目標爬升速度確定爬升耗油量；

步驟S7、以所述平飛耗油量與所述爬升耗油量作為總耗油量，以所述總耗油量為第一目標函數，以所述目標飛行高度、目標飛行速度、目標爬升速度為變量，進行遺傳算法計算，獲得最小耗油量下的目標飛行高度、目標飛行速度及目標爬升速度。

優選的是，步驟S1中，獲取飛機的重量信息包括：

獲取飛機空重；

獲取當前時刻的外掛剩余重量；

獲取當前時刻的剩余油量；以及

根據飛機空重、外掛剩余重量及剩余油量確定飛機的重量信息。

優選的是，步驟S3中，確定飛機水平飛行距離包括：

將飛機當前位置信息轉化為東北天坐標；

確定終點位置以及未飛過的航路點；

計算飛機當前位置依次經過各航路點直至到終點位置的飛機水平飛行距離。

優選的是，步驟S7中，進一步包括：

設定目標飛行高度、目標飛行速度及目標爬升速度的范圍約束條件。