一种60°截获航迹计算方法与流程

本发明属于飞行管理系统的，具体涉及一种60°截获航迹计算方法。

背景技术：

1、60°截获过渡是民航飞行程序中非常重要的过渡方式，该方法增加了航迹的可确定性和可重复性，同时可以使载机快速切入下一航迹，缩短飞行时间。

2、当偏航较大时，目前国内有人机中切入下一航路点时并不会构建过渡路径，航路不可重复，且切入航线速度慢。

技术实现思路

1、本发明的目的是：提供一种60°截获航迹计算方法，增加航迹的可确定性和可重复性，同时可以使载机快速切入下一航迹，缩短飞行时间。

2、本发明的技术方案：为了实现上述发明目的，提供一种60°截获航迹计算方法，包括如下步骤：

3、步骤1：根据飞行计划数据，飞机当前航迹角信息，分别获取所述应飞航路点的方位角、飞机当前航迹角信息；所述飞机当前位置到应飞航路点之间的过渡航段依次包括过渡圆弧1、直线过渡段、过渡圆弧2、退出直线段；

4、步骤2：据所述飞机当前航迹角信息、应飞航路点的方位角，确定所述飞机当前位置向所述应飞航路点的转弯方向；

5、步骤3：根据所述转弯方向、应飞航路点的方位角，计算所述过渡航段中的直线过渡段的方位角；

6、步骤4：根据所述步骤3计算得到的所述直线过渡段的方位角，计算所述过渡航段中的过渡圆弧1对应的圆心角；

7、步骤5：根据所述步骤4计算得到的所述过渡圆弧1对应的圆心角，计算所述直线过渡段的起点坐标；

8、步骤6：根据所述直线过渡段的起点坐标，计算所述直线过渡段的终点坐标；

9、步骤7：计算所述过渡圆弧1对应的转弯圆心坐标；

10、步骤8：计算所述过渡圆弧2对应的转弯圆心坐标；

11、步骤9：计算所述过渡圆弧2对应的转弯结束点坐标；

12、步骤10：根据所述转弯方向、直线过渡段的方位角、直线过渡段起点坐标、直线过渡段终点坐标、过渡圆弧1对应的转弯圆心坐标、过渡圆弧2对应的转弯圆心坐标、过渡圆弧2对应的转弯结束点坐标，结合飞行计划中的飞机当前位置、应飞航路点，最终计算得到飞机当前位置到应飞航段的60°截获过渡路径的完整航迹。

13、在一个可能的实施例中，所述的步骤1根据飞行计划数据，所述飞机当前位置记为p1；所述应飞航路点记为p2；所述飞机当前航迹角记为χi，所述应飞航路点的方位角记为χf；

14、所述步骤2中的所述飞机当前位置p1向所述应飞航路点p2转弯方向的确定具体包括如下步骤：

15、①当时，如果0<χf-χi<π，飞机右转；如果或π<χf-χi<2π，飞机左转；

16、②当时，如果0<χf-χi<π或飞机右转；如果-π<χf-χi<0，飞机左转；

17、③当时，如果-π<χf-χi<0或飞机左转；如果0<χf-χi<π，飞机右转；

18、④当时，如果-π<χf-χi<0，飞机左转，如果或-2π<χf-χi<-π，飞机右转。

19、在一个可能的实施例中，所述步骤3中直线过渡段的方位角记为χm，具体计算过程包括：

20、

21、在一个可能的实施例中，所述的步骤4根据直线过渡段的方位角，计算过渡圆弧1对应的圆心角记为δχ，具体包括如下步骤：

22、

23、在一个可能的实施例中，所述的步骤5中的所述直线过渡段起点坐标记为p3，具体计算过程包括；

24、过渡圆弧1过p1点的切线与直线p1p3构成的夹角∠p1p3等于按以下步骤求出从p1点到p3点的直线的方位角

25、当时，

26、当时，

27、当时，

28、p1点到p3点距离为其中r1为飞机在p1点处的转弯半径；

29、

30、其中，v1为所述第一航段的飞机速度，g为重力加速度，φ为飞机最大滚转角；

31、已知p1经纬度为p3经纬度为re为地球半径，则有：

32、

33、

34、在一个可能的实施例中，所述的步骤6中直线过渡段终点坐标记为p4，所述直线过渡段起点坐标p4的具体计算过程包括；

35、p4点到所述第二航段所在直线p1p2的距离d2为d2＝r2/2，其中r2为飞机在p2点处的转弯半径；

36、

37、其中，v2为所述第二航段的飞机速度，g为重力加速度，φ为飞机最大滚转角；

38、假设p3点到直线p1 p2的距离d1，从p3点到p4点的距离为设定p4经纬度为有：

39、

40、

41、在一个可能的实施例中，所述的步骤7计算过渡圆弧1对应的转弯圆心o1坐标具体过程包括：

42、设过渡圆弧1转弯起始点p1点到过渡圆弧1的中心o1点坐标的方位角为具体计算过程包括；

43、当时，

44、当时，

45、当时，

46、当时，

47、设o1经纬度为有：

48、

49、

50、其中r1为飞机在p1点处的转弯半径；

51、

52、其中，v1为所述第一航段的飞机速度，g为重力加速度，φ为飞机最大滚转角。

53、在一个可能的实施例中，步骤8所述的计算过渡圆弧2对应的转弯圆心o2坐标；

54、假设p4点到圆弧2的中心o2点坐标的航向角则有：

55、

56、p4点到圆弧2的中心o2点坐标的距离为r2，设定o2经纬度为有：

57、

58、

59、在一个可能的实施例中，步骤9中，过渡圆弧2对应的转弯结束点p5坐标具体计算过程包括；

60、从o2点到p5点的方位角为则：

61、

62、设p5经纬度为有：

63、

64、

65、本发明的优点和效果可以是：

66、(1)增加航迹的可确定性和可重复性；

67、(2)缩短切入下一航段的时间。

68、(3)提高了载机偏航较大时航线跟踪的飞行品质。

技术特征：

1.一种60°截获航迹计算方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种60°截获航迹计算方法，其特征在于：所述的步骤1根据飞行计划、飞机位置数据，所述飞机当前位置记为p1；所述应飞航路点记为p2；所述飞机当前航迹角记为χi，所述应飞航路点的方位角记为χf；

3.根据权利要求2所述的一种60°截获航迹计算方法，其特征在于：所述步骤3中直线过渡段的方位角记为χm，具体计算过程包括：

4.根据权利要求3所述的一种60°截获航迹计算方法，其特征在于：所述的步骤4根据直线过渡段的方位角，计算过渡圆弧1对应的圆心角记为δχ，具体包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种60°截获航迹计算方法，其特征在于：所述的步骤5中的所述直线过渡段起点坐标记为p3，具体计算过程包括；

6.根据权利要求5所述的一种60°截获航迹计算方法，其特征在于：所述的步骤6中直线过渡段终点坐标记为p4，所述直线过渡段终点坐标p4的具体计算过程包括；

7.根据权利要求6所述的一种60°截获航迹计算方法，其特征在于：所述的步骤7计算过渡圆弧1对应的转弯圆心o1坐标具体过程包括；

8.根据权利要求7所述的一种60°截获航迹计算方法，其特征在于：步骤8所述的计算过渡圆弧2对应的转弯圆心o2坐标；

9.根据权利要求8所述的一种60°截获航迹计算方法，其特征在于：步骤9中，过渡圆弧2对应的转弯结束点p5坐标具体计算过程包括；

10.一种计算机可读存储介质，所述的计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述的计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-9任意一项所述方法的步骤。

技术总结本发明属于飞行管理系统的技术领域，具体涉及一种60°截获航迹计算方法。该方法通过提取飞行计划信息，根据飞机当前航迹角和当前航段方位角信息，计算转弯方向，同时进一步计算直线过渡段的方位角，首先计算过渡圆弧1对应的圆心角，计算直线过渡段起点坐标、计算直线过渡段终点坐标、计算过渡圆弧1对应的转弯圆心坐标、计算过渡圆弧2对应的转弯圆心坐标、计算过渡圆弧2对应的转弯结束点坐标，结合飞行计划中的飞机当前位置、飞机当前位置入航角、应飞航路点、应飞航路点入航角，最终计算得到60°截获过渡的完整航迹。该方法增加了航迹的可确定性和可重复性，同时可以使载机快速切入下一航迹，缩短飞行时间。技术研发人员：曹植,祁鸣东,张恒,裴毅飞,黄天宇,马少先受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/23