一种飞行管理系统的垂直高度导引方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种飞行管理系统的垂直高度导引方法，包括：实时获取当前垂直高度和当前航迹角；根据期望航迹，实时获取当前垂直高度与期望垂直高度的垂直高度偏差，以及当前航迹角与期望航迹角的航迹角偏差；在所述垂直高度偏差超出高度偏差范围时，根据垂直高度偏差、航迹角偏差对垂直高度进行导引，导引飞机回归到期望航迹。本发明专利技术实施例解决了传统导航技术已经不能满足现代民航发展对空域资源的需求的问题，可直接应用于飞行管理系统垂直导引功能的实现中，提高实际飞行的导航、导引精度，在保障安全的前提下，最终提高整个空域容量。

【技术实现步骤摘要】
一种飞行管理系统的垂直高度导引方法
本申请涉及但不限于飞行管理导引
，尤指一种飞行管理系统的垂直高度导引方法。
技术介绍
航空的不断发展需要越来越大的空域容量，凸显了最优利用可用空域的迫切性。在传统的陆基导航方式下，飞机通过接收陆基导航设备发送的引导信号沿地基导航台进行向台或则背台飞行进行导航，在这种传统领航方式下航路规划和飞行程序设计都受地面导航台布局和导航设备种类的很大制约，随着航空器机载导航设备性能的提高和星基导航技术的应用，传统导航技术已经不能满足现代民航发展对空域资源的需求。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种飞行管理系统的垂直高度导引方法，以解决传统导航技术已经不能满足现代民航发展对空域资源的需求的问题。本专利技术实施例提供一种飞行管理系统的垂直高度导引方法，包括：实时获取当前垂直高度和当前航迹角；根据期望航迹，实时获取当前垂直高度与期望垂直高度的垂直高度偏差，以及当前航迹角与期望航迹角的航迹角偏差；在所述垂直高度偏差超出高度偏差范围时，根据垂直高度偏差、航迹角偏差对垂直高度进行导引，导引飞机回归到期望航迹。可选地，上述所述的飞行管理系统的垂直导引方法中，所述垂直高度偏差超出高度偏差范围，是指：所述垂直高度偏差大于垂直航路性能限制VPPL的限制。可选地，上述所述的飞行管理系统的垂直导引方法中，所述根据垂直高度偏差、航迹角偏差对垂直高度进行导引，包括：将垂直高度偏差、航迹角偏差作为反馈变量，将飞机当前航迹角作为输出控制量对垂直高度进行导引，导引飞机回归到期望航迹。可选地，上述所述的飞行管理系统的垂直导引方法中，所述根据垂直高度偏差、航迹角偏差对垂直高度进行导引，包括：采用垂直导引模型和相应的边界条件对飞机航迹的垂直高度进行导引，导引飞机回归到期望航迹。可选地，上述所述的飞行管理系统的垂直导引方法中，所述垂直导引模型为：其中，γcmd为飞行管理系统发出的航迹角指令；γref为期望航迹角；τ为调节系数；ΔH为飞机当前垂直高度与期望垂直高度的垂直高度偏差；sgn(ΔH)为飞机垂直偏差的符号，上偏为正，下偏为负；ΔHini为导引开始工作时的初始垂直高度偏差；Δγ为当前航迹角与期望航迹角的偏差；t为时间。可选地，上述所述的飞行管理系统的垂直导引方法中，所述垂直导引模型的边界条件包括：导引工作的初始状态与结束状态。可选地，上述所述的飞行管理系统的垂直导引方法中，所述导引工作的初始状态为：t＝0,ΔH＝ΔHini,γcmd＝γini；所述导引工作的结束状态为：t＝tend,ΔH＝0,γ＝γref；其中，γini为导引开始工作时的初始航迹角；γ为结束时刻的实际航迹角。可选地，上述所述的飞行管理系统的垂直导引方法中，所述垂直高度偏差超出高度偏差范围时，对垂直高度进行导引，是指：在ΔHini大于所述VPPL的限制时，通过所述采用垂直导引模型和相应的边界条件，将ΔH和Δγ作为垂直导引模型的反馈变量，将飞机当前航迹角作为输出控制量，持续对飞机航迹的垂直高度进行导引，直到导引后得到的垂直高度偏差为零。本专利技术实施例提供的飞行管理系统的垂直高度导引方法，包括：实时获取当前垂直高度和当前航迹角；根据期望航迹，实时获取当前垂直高度与期望垂直高度的垂直高度偏差，以及当前航迹角与期望航迹角的航迹角偏差；在所述垂直高度偏差超出高度偏差范围时，根据垂直高度偏差、航迹角偏差对垂直高度进行导引，导引飞机回归到期望航迹。本专利技术实施提出的垂直导引方式支持在飞行中随时根据适航准则、航管指令的要求，将飞机的垂直飞行航迹限制在一定范围内，最终实现垂直高度为预期航迹的垂直高度。本专利技术实施例中的垂直高度导引方式，可直接应用于飞行管理系统垂直导引功能的实现中，提高实际飞行的导航、导引精度，在保障安全的前提下，最终提高整个空域容量。附图说明附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。图1为本专利技术实施例提供的一种飞行管理系统的垂直高度导引方法的流程图；图2为采用本专利技术实施例中的垂直高度导引方式进行导引的航迹示意图；图3为本专利技术实施例进行垂直高度导引过程中调节系数对航迹角变化速度的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。上述
技术介绍
中已经说明传统导航技术已经不能满足现代民航发展对空域资源的需求。因此，国际民用航空组织(ICAO)在整合各国RNAV(RegionalAreaNavigation，区域导航)和RNP(RequiredNavigationPerformance，所需导航性能)运行实践和技术标准的基础上引入了新的航空运行概念：PBN(PerformanceBasedNavigation，基于性能的导航)。本专利技术实施例是在PBN的理论框架内的基础上，构建了用于弥补传统导航诸多缺陷的飞行管理系统垂直导引律。本专利技术提供以下几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。图1为本专利技术实施例提供的一种飞行管理系统的垂直高度导引方法的流程图。本专利技术实施例提供的飞行管理系统的垂直高度导引方法可以包括如下步骤：S110，实时获取当前垂直高度和当前航迹角；S120，根据期望航迹，实时获取当前垂直高度与期望垂直高度的垂直高度偏差，以及当前航迹角与期望航迹角的航迹角偏差；S130，在垂直高度偏差超出高度偏差范围时，根据垂直高度偏差、航迹角偏差对垂直高度进行导引，导引飞机回归到期望航迹。本专利技术实施例，根据期望航路设计了反馈式的垂直航路导引方法，用飞机当前位置的垂直高度H及其与期望位置的垂直高度偏差ΔH、当前航迹角FPA与期望航迹角FPA之间的角度偏差Δγ作为反馈变量，同时，将飞机当前航迹角作为输出控制量，以此来导引飞机回归到期望航迹。假设飞机沿某一期望航迹飞行，期望航迹角为γref。飞行途中由于导航系统误差或者遭遇阵风干扰，飞机偏离期望航迹，产生新的航迹角γini和垂直高度偏差ΔHini。需要说明的是，在该垂直高度偏差ΔHini大于VPPL(垂直航路性能限制，VerticalPathPerformanceLimit)的限制时，开始对飞机进行垂直高度导引，即该ΔHini为导引开始工作时的初始垂直高度偏差，γini为导引开始工作时的初始航迹角。在对垂直高度进行导引的实现方式中，可以采用垂直导引模型和相应的边界条件对飞机航迹的垂直高度进行导引，导引飞机回归到期望航迹。其中，垂直导引模型为：其中，γcmd为飞本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞行管理系统的垂直高度导引方法，其特征在于，包括：/n实时获取当前垂直高度和当前航迹角；/n根据期望航迹，实时获取当前垂直高度与期望垂直高度的垂直高度偏差，以及当前航迹角与期望航迹角的航迹角偏差；/n在所述垂直高度偏差超出高度偏差范围时，根据垂直高度偏差、航迹角偏差对垂直高度进行导引，导引飞机回归到期望航迹。/n

【技术特征摘要】
1.一种飞行管理系统的垂直高度导引方法，其特征在于，包括：
实时获取当前垂直高度和当前航迹角；
根据期望航迹，实时获取当前垂直高度与期望垂直高度的垂直高度偏差，以及当前航迹角与期望航迹角的航迹角偏差；
在所述垂直高度偏差超出高度偏差范围时，根据垂直高度偏差、航迹角偏差对垂直高度进行导引，导引飞机回归到期望航迹。


2.根据权利要求1所述的飞行管理系统的垂直导引方法，其特征在于，所述垂直高度偏差超出高度偏差范围，是指：所述垂直高度偏差大于垂直航路性能限制VPPL的限制。


3.根据权利要求2所述的飞行管理系统的垂直导引方法，其特征在于，所述根据垂直高度偏差、航迹角偏差对垂直高度进行导引，包括：
将垂直高度偏差、航迹角偏差作为反馈变量，将飞机当前航迹角作为输出控制量对垂直高度进行导引，导引飞机回归到期望航迹。


4.根据权利要求3所述的飞行管理系统的垂直导引方法，其特征在于，所述根据垂直高度偏差、航迹角偏差对垂直高度进行导引，包括：
采用垂直导引模型和相应的边界条件对飞机航迹的垂直高度进行导引，导引飞机回归到期望航迹。


5.根据权利要求4所述的飞行管理系统的垂直导引方法，其特征在于，所述垂直导引模型为：



其中，γcmd为飞...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳楠，欧霞，孙珂，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61