復(fù)飛點(diǎn)定位精度飛行校驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復(fù)飛點(diǎn)定位精度飛行校驗(yàn)方法，屬于航空飛行校驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各類進(jìn)近區(qū)域飛行程序中復(fù)飛點(diǎn)定位精度的評(píng)估，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行程序復(fù)飛段安全性的評(píng)估檢驗(yàn)。飛行程序復(fù)飛點(diǎn)精度校驗(yàn)的基本原理是借助于高精度的基準(zhǔn)設(shè)備獲取飛機(jī)處于復(fù)飛點(diǎn)時(shí)的“真實(shí)”位置，然后與機(jī)載導(dǎo)航接收機(jī)輸出的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，再結(jié)合當(dāng)時(shí)導(dǎo)航信號(hào)的質(zhì)量，綜合評(píng)估復(fù)飛點(diǎn)的定位精度。本發(fā)明方法結(jié)合國內(nèi)基于性能導(dǎo)航運(yùn)行的推廣應(yīng)用，針對(duì)基于性能導(dǎo)航飛行程序和傳統(tǒng)飛行程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，已在民航飛行校驗(yàn)領(lǐng)域進(jìn)行工程實(shí)踐應(yīng)用，證明了此方法實(shí)現(xiàn)的可行性和可靠性，并且符合國際民航機(jī)構(gòu)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求。
【專利說明】復(fù)飛點(diǎn)定位精度飛行校驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)飛點(diǎn)定位精度飛行校驗(yàn)方法，應(yīng)用于航空飛行校驗(yàn)和空中交通管制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]飛行校驗(yàn)是指為保證飛行安全，使用裝有專門校驗(yàn)設(shè)備的飛行校驗(yàn)飛機(jī)，按照飛行校驗(yàn)的有關(guān)規(guī)范，檢查和評(píng)估各種導(dǎo)航、雷達(dá)、通信等設(shè)備的空間信號(hào)的質(zhì)量及其容限，以及機(jī)場的進(jìn)、離港飛行程序，并依據(jù)檢查和評(píng)估的結(jié)果出具飛行校驗(yàn)報(bào)告的過程。確保飛行安全是民航工作的永恒主題，也是實(shí)施飛行校驗(yàn)的根本目的。飛行校驗(yàn)是機(jī)場開放和航路運(yùn)行的最基本的前提之一，是保證通信、導(dǎo)航、雷達(dá)等設(shè)施設(shè)備符合航班正常運(yùn)營要求的必要手段，是保障飛行安全和旅客生命、人民財(cái)產(chǎn)安全的重要環(huán)節(jié)。
[0003]飛行程序中的復(fù)飛點(diǎn)是在飛機(jī)進(jìn)近失敗后進(jìn)行復(fù)飛重新進(jìn)近而設(shè)計(jì)的航路點(diǎn)。飛機(jī)準(zhǔn)確到達(dá)復(fù)飛點(diǎn)的能力對(duì)重新開始下一次進(jìn)近是至關(guān)重要的。通過實(shí)際飛行方式，對(duì)飛機(jī)準(zhǔn)確到達(dá)復(fù)飛點(diǎn)的精度和程序中復(fù)飛點(diǎn)設(shè)計(jì)的合理性進(jìn)行檢驗(yàn)是保障飛行安全性的重要手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提出一種飛行程序復(fù)飛點(diǎn)定位精度的飛行校驗(yàn)方法，利用差分GPS (全球定位系統(tǒng))輔助，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類進(jìn)近區(qū)域飛行程序中復(fù)飛點(diǎn)定位精度的評(píng)估，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行程序復(fù)飛段安全性的評(píng)估檢驗(yàn)。
[0005]復(fù)飛點(diǎn)定位精度飛行校驗(yàn)方法，包括以下步驟:
[0006]步驟100、完成復(fù)飛點(diǎn)精度校驗(yàn)科目前的設(shè)置以及檢查工作；
[0007]根據(jù)飛行校驗(yàn)任務(wù)，制定飛行計(jì)劃，開展飛行程序飛行校驗(yàn)，完成開始復(fù)飛點(diǎn)精度校驗(yàn)科目前的工作；
[0008]步驟200、按照飛行程序設(shè)計(jì)的復(fù)飛程序開展復(fù)飛操作；
[0009]復(fù)飛過程中記錄位置數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)，若全球定位系統(tǒng)不可用則放棄此次復(fù)飛，重新進(jìn)行復(fù)飛程序；
[0010]步驟300、根據(jù)采集的數(shù)據(jù)分析確定實(shí)際飛行復(fù)飛點(diǎn)；
[0011]在飛行校驗(yàn)過程中，利用飛行校驗(yàn)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分析設(shè)備可以得到飛機(jī)飛行位置的一系列位置點(diǎn)即航跡，同時(shí)又知道理論的復(fù)飛點(diǎn)位置，利用大圓弧定位投影算法，計(jì)算各個(gè)航跡點(diǎn)到復(fù)飛點(diǎn)之間的球面投影距離，并且距離最小者即為實(shí)際飛行復(fù)飛點(diǎn)位置；
[0012]步驟400、結(jié)合實(shí)際飛行復(fù)飛點(diǎn)和理論設(shè)計(jì)的復(fù)飛點(diǎn)，評(píng)估復(fù)飛點(diǎn)定位精度；
[0013]從采集的數(shù)據(jù)中提取實(shí)際飛行復(fù)飛點(diǎn)(B2，L2)處的差分GPS接收機(jī)輸出的緯度偏差值LatDev、經(jīng)度偏差值LonDev和高度偏差值A(chǔ)ltDev，獲取復(fù)飛點(diǎn)定位精度:
[0014]水平定位精度:GPSHerr= 2VLatDev2 H- LonDevz
[0015]垂直定位精度:GPSHerr= 2AltDev[0016]步驟500、結(jié)束飛行，輸出評(píng)估結(jié)果。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0018]本發(fā)明利用差分GPS (全球定位系統(tǒng))定位技術(shù)，實(shí)時(shí)對(duì)飛機(jī)進(jìn)行精密定位，結(jié)合程序設(shè)計(jì)的復(fù)飛點(diǎn)位置數(shù)據(jù)，評(píng)估復(fù)飛點(diǎn)定位精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的總體流程圖；
[0020]圖2為本發(fā)明中的分析實(shí)際飛行復(fù)飛點(diǎn)流程圖；
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0022]飛行程序復(fù)飛點(diǎn)精度校驗(yàn)的基本原理是借助于高精度的基準(zhǔn)設(shè)備獲取飛機(jī)處于復(fù)飛點(diǎn)時(shí)的“真實(shí)”位置，然后與機(jī)載導(dǎo)航接收機(jī)輸出的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，再結(jié)合當(dāng)時(shí)導(dǎo)航信號(hào)的質(zhì)量，綜合評(píng)估復(fù)飛點(diǎn)的定位精度。由于數(shù)據(jù)采集的離散性以及飛機(jī)飛行的定位精度等因素，實(shí)際飛行校驗(yàn)過程中，飛機(jī)無法準(zhǔn)確地從復(fù)飛點(diǎn)飛過，有一定的距離誤差。
[0023]本發(fā)明的復(fù)飛點(diǎn)定位精度飛行校驗(yàn)方法，流程如圖1所示，包括以下步驟:
[0024]步驟100、完成復(fù)飛點(diǎn)精度校驗(yàn)科目前的設(shè)置以及檢查工作；
[0025]根據(jù)飛行校驗(yàn)任務(wù)，制定飛行計(jì)劃，開展飛行程序飛行校驗(yàn)，完成開始復(fù)飛點(diǎn)精度校驗(yàn)科目前的其他工作，包括差分站架設(shè)，數(shù)據(jù)驗(yàn)證，GPS RAIM (全球定位系統(tǒng)接收機(jī)自主完好性監(jiān)測)可用性預(yù)測檢查等一系列工作。
[0026]步驟200、按照飛行程序設(shè)計(jì)的復(fù)飛程序開展復(fù)飛操作。
[0027]復(fù)飛過程中記錄位置數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)，并注意觀察GPS RAIM (全球定位系統(tǒng)接收機(jī)自主完好性監(jiān)測)指示情況，若GPS (全球定位系統(tǒng))不可用則放棄此次復(fù)飛，重新進(jìn)行復(fù)飛程序。
[0028]步驟300、根據(jù)采集的數(shù)據(jù)分析確定實(shí)際飛行復(fù)飛點(diǎn)。
[0029]在飛行校驗(yàn)過程中，利用飛行校驗(yàn)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分析設(shè)備可以得到飛機(jī)飛行位置的一系列位置點(diǎn)即航跡，同時(shí)又知道理論的復(fù)飛點(diǎn)位置，利用大圓弧定位投影算法，計(jì)算各個(gè)航跡點(diǎn)到復(fù)飛點(diǎn)之間的球面投影距離，并且距離最小者即為實(shí)際飛行復(fù)飛點(diǎn)位置。
[0030]實(shí)際飛行復(fù)飛點(diǎn)的方法流程如圖2所示，包括以下幾個(gè)步驟:
[0031]步驟301、通過飛行校驗(yàn)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分析設(shè)備，獲取飛機(jī)記錄的實(shí)際位置點(diǎn)即航跡點(diǎn)；
[0032]步驟302、利用大圓弧定位投影算法，計(jì)算各個(gè)航跡點(diǎn)到復(fù)飛點(diǎn)之間的球面投影距離；設(shè)理論復(fù)飛點(diǎn)為(B1, L1),其中，B1表示復(fù)飛點(diǎn)的緯度，L1表示復(fù)飛點(diǎn)的經(jīng)度；航跡點(diǎn)為(B2, L2),其中，B2表示航跡點(diǎn)的緯度，L2表示航跡點(diǎn)的經(jīng)度；(B1, L1)和(B2, L2)遵循WGS-84橢球坐標(biāo)系；s表示復(fù)飛點(diǎn)與航跡點(diǎn)之間的投影距離；
[0033]s通過下述公式獲取:
[0034]s = bA ( σ - Δ σ )
[0035]其中:
[0036]b = 6356752，是WGS-84坐標(biāo)系橢球短半軸；[0037]A = 1+(u2/16384) {4096+u2 [_768+u2 (320_175u2) ]}；
[0038]u2 = (e') 2COS2Qe ；
[0039](e' )2 = 6.73949674227X 1(T3 表示 WGS-84 坐標(biāo)系的第二曲率；
[0040]cos2 a e = 1-sin2 a e ；
[0041]而
【權(quán)利要求】
1.復(fù)飛點(diǎn)定位精度飛行校驗(yàn)方法，包括以下步驟: 步驟100、完成復(fù)飛點(diǎn)精度校驗(yàn)科目前的設(shè)置以及檢查工作； 根據(jù)飛行校驗(yàn)任務(wù)，制定飛行計(jì)劃，開展飛行程序飛行校驗(yàn)，完成開始復(fù)飛點(diǎn)精度校驗(yàn)科目前的工作； 步驟200、按照飛行程序設(shè)計(jì)的復(fù)飛程序開展復(fù)飛操作； 復(fù)飛過程中記錄位置數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)，若全球定位系統(tǒng)不可用則放棄此次復(fù)飛，重新進(jìn)行復(fù)飛程序； 步驟300、根據(jù)采集的數(shù)據(jù)分析確定實(shí)際飛行復(fù)飛點(diǎn)； 在飛行校驗(yàn)過程中，利用飛行校驗(yàn)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分析設(shè)備可以得到飛機(jī)飛行位置的一系列位置點(diǎn)即航跡，同時(shí)又知道理論的復(fù)飛點(diǎn)位置，利用大圓弧定位投影算法，計(jì)算各個(gè)航跡點(diǎn)到復(fù)飛點(diǎn)之間的球面投影距離，并且距離最小者即為實(shí)際飛行復(fù)飛點(diǎn)位置； 步驟400、結(jié)合實(shí)際飛行復(fù)飛點(diǎn)和理論設(shè)計(jì)的復(fù)飛點(diǎn)，評(píng)估復(fù)飛點(diǎn)定位精度； 從采集的數(shù)據(jù)中提取實(shí)際飛行復(fù)飛點(diǎn)(B2，L2)處的差分GPS接收機(jī)輸出的緯度偏差值LatDev、經(jīng)度偏差值LonDev和高度偏差值A(chǔ)ltDev，獲取復(fù)飛點(diǎn)定位精度: 水平定位精度:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)飛點(diǎn)定位精度飛行校驗(yàn)方法，步驟300具體包括以下幾個(gè)步驟: 步驟301、通過飛行校驗(yàn)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分析設(shè)備，獲取飛機(jī)記錄的實(shí)際位置點(diǎn)即航跡占.步驟302、利用大圓弧定位投影算法，計(jì)算各個(gè)航跡點(diǎn)到復(fù)飛點(diǎn)之間的球面投影距離；設(shè)理論復(fù)飛點(diǎn)為(B1山)，其中，B1表示復(fù)飛點(diǎn)的緯度，L1表示復(fù)飛點(diǎn)的經(jīng)度；航跡點(diǎn)為(B2, L2),其中，B2表示航跡點(diǎn)的緯度，L2表示航跡點(diǎn)的經(jīng)度；(B1, L1)和(B2, L2)遵循WGS-84橢球坐標(biāo)系；s表示復(fù)飛點(diǎn)與航跡點(diǎn)之間的投影距離；s通過下述公式獲取:s = hk(o - A ο ) 其中: b = 635675，是WGS-84坐標(biāo)系橢球短半軸；
A = 1+(u2/16384) {4096+u2 [-768+u2 (320-175u2) ]}；
u2 = (e，)2COS2Cie; (e' )2 = 6.73949674227X 1(T3 表示 WGS-84 坐標(biāo)系的第二曲率； cos2 a e = 1-sin2 a e ； 十.cos β' cos β, sin Xu 而
【文檔編號(hào)】G01D21/00GK103791943SQ201410061286
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月24日
【發(fā)明者】張軍, 史曉鋒 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)