【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空测控和航空导航，尤其涉及一种飞行器风速仪数据的标定方法和系统。
技术介绍
1、风速仪是一种用于测量空气运动速度的仪器，它在航空航天领域中发挥着关键作用。风速仪在飞行中需准确测量风速和风向。准确的风速和风向信息可以帮助飞行计划，确定最佳航线和高度。
2、由于难以模拟高空气流环境，使得高空风速仪的校准和标定存在较大误差，造成根据高空风速仪采集得到的风速或风向误差大，进而难以根据风速或风向准确确定飞行器的位置及航向。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本专利技术提供了飞行器风速仪数据的标定方法和系统。
2、根据本专利技术的第一个方面，提供了一种飞行器风速仪数据的标定方法，包括：基于压力差信号的幅值等效机制，将电机的地面转速转换成空中转速，并将飞行器周围的地面风速转换至空中风速，上述空中转速和上述空中风速表征飞行器在平流层的工况，上述压力差信号表征刚性旋杆的两个端头之间的压力差，上述刚性旋杆安装于上述电机的转动轴上，上述飞行器风速仪由上述电机驱动；根据上述空中转速和上述空中风速，确定飞行器在平流层的工况下的真实风速参量和测量风速参量，上述真实风速参量和上述测量风速参量的时间信息相同；基于线性回归算法拟合上述真实风速参量和测上述量风速参量，得到参数误差；根据上述参数误差对上述测量风速参量进行误差补偿，得到标定后的目标风速参量，上述目标风速参量用于确定上述飞行器的位置及航向。
3、根据本专利技术的实施例，上述真实风速参量包括真实压力差值，上述
4、根据本专利技术的实施例，上述参数误差包括压差传感器漂移误差和压差传感器线性度因子；上述基于线性回归算法拟合真实风速参量和测量风速参量，得到参数误差包括：基于最小二乘算法拟合上述n个真实压力差值和上述n个测量压力差值，得到上述压差传感器漂移误差和上述压差传感器线性度因子。
5、根据本专利技术的实施例，上述方法还包括：基于过滤算法对上述测量压力差值进行去噪，得到去噪压力差值。
6、根据本专利技术的实施例，上述真实风速参量还包括高空转速，上述测量风速参量还包括测量风向角；上述根据上述空中转速和上述空中风速，确定飞行器在平流层的工况下的真实风速参量和测量风速参量还包括：根据上述空中转速和上述空中风速，获取电机编码器在平流层工况下采集得到的m个上述空中转速，上述电机编码器安装于上述电机上，m为大于或者等于1的整数；根据上述空中转速和上述空中风速，获取上述风速仪在平流层工况下采集得到的m个上述测量风向角。
7、根据本专利技术的实施例，上述参数误差还包括压差动态响应时延和误差角；上述基于线性回归算法拟合真实风速参量和测量风速参量，得到参数误差还包括：基于上述最小二乘算法拟合上述m个空中转速和上述m个测量风向角，得到上述压差动态响应时延和上述误差角，上述误差角为电机编码器相对于风速仪的安装误差角。
8、根据本专利技术的实施例，上述目标风速参量包括目标压力差值和目标电机转角；上述根据上述参数误差对上述测量风速参量进行误差补偿，得到标定后的目标风速参量包括：根据上述压差传感器漂移误差、上述压差传感器线性度因子、上述压差动态响应时延和上述误差角分别对上述去噪压力差值、上述测量风向角进行误差补偿，得到标定后的上述目标压力差值和上述目标电机转角。
9、根据本专利技术的实施例，上述幅值等效原理的公式如下所示：
10、
11、 w1、 w2分别为空中转速和地面转速， v w,1、 v w,2分别表示空中风速和地面风速，且满足约束公式：
12、
13、在上述平流层工况下上述刚性旋杆的线速度大于上述空中风速，在地面工况下上述刚性旋杆的线速度大于地面风速。
14、本专利技术的第二方面提供了一种飞行器风速仪数据的标定系统，包括：
15、平流层模拟器，用于基于压力差信号的幅值等效机制，将电机的地面转速转换成空中转速并将飞行器周围的地面风速转换至空中风速，上述空中转速和上述空中风速表征飞行器在平流层的工况，上述压力差信号表征刚性旋杆的两个端头之间的压力差，上述刚性旋杆安装于电机的转动轴上，上述飞行器风速仪由上述电机驱动。
16、风速传感器，用于采集上述飞行器在上述平流层的工况下的真实风速参量和测量风速参量，上述真实风速参量和上述测量风速参量的时间信息相同。
17、微处理器，还用于基于线性回归算法拟合上述真实风速参量和上述测量风速参量，得到参数误差；根据上述参数误差对上述测量风速参量进行误差补偿，得到标定后的目标风速参量，上述目标风速参量用于确定上述飞行器的位置及航向。
18、根据本专利技术的实施例，上述平流层模拟器包括：电机编码器，用于控制上述电机将上述地面转速转换成上述空中转速；风洞设备，用于将上述飞行器周围的上述地面风速转换至上述空中风速。
19、根据本专利技术提供的飞行器风速仪数据的标定方法和系统，通过基于压力差信号的幅值等效机制，将电机的地面转速转换成空中转速并将飞行器周围的地面风速转换至空中风速，空中转速和空中风速表征飞行器在平流层的工况，实现通过调节风速计的电机转速、风速来模拟平流层环境。
20、根据空中转速和空中风速，确定飞行器在平流层的工况下的真实风速参量和测量风速参量，真实风速参量和测量风速参量的时间信息相同；基于线性回归算法拟合真实风速参量和测量风速参量，得到参数误差；根据参数误差对测量风速参量进行误差补偿，得到标定后的目标风速参量，通过改变电机转速、风速来模拟平流层环境，在平流层环境下对飞行器风速仪进行标定，提高空中风速仪的标定准确率。
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1.一种飞行器风速仪数据的标定方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述真实风速参量包括真实压力差值，所述测量风速参量包括测量压力差值；
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述参数误差包括压差传感器漂移误差和压差传感器线性度因子；
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述真实风速参量还包括高空转速，所述测量风速参量还包括测量风向角；
6.根据利要求5所述的方法，其特征在于，所述参数误差还包括压差动态响应时延和误差角；
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述目标风速参量包括目标压力差值和目标电机转角；
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述幅值等效原理的公式如下所示：
9.一种飞行器风速仪数据的标定系统，其特征在于，所述系统包括：
10.根据权利要求9所述的飞行器风速仪数据的标定系统，其特征在于，所述平流层模拟器包括：
【技术特征摘要】
1.一种飞行器风速仪数据的标定方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述真实风速参量包括真实压力差值，所述测量风速参量包括测量压力差值；
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述参数误差包括压差传感器漂移误差和压差传感器线性度因子；
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述真实风速参量还包括高空转速，所述测量风速参量还包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：周江华，张晓军，李智斌，苗景刚，黄宛宁，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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