专利名称：通用飞机航线导航方法
技术领域：
本发明涉及一种飞机航线导航方法，尤其适用于通用飞机的导航。
背景技术：
当前普遍应用的飞机航线导航方式有自动定向导航、全向信标导航、无线电测距导航、GPS导航等多种单一导航方式或组合导航方式，都是以地面固定导航台站的位置作为参照基准，以飞机相对于当前导航台站的连线作为终止点，解算出两者间的角度进行飞行导航，例如无线电罗盘是以飞机到地面无线电导航台的相对方位角进行指示导航；全向信标是以飞机所在位置的磁北方向顺时针测量到飞机与地面导航台站连线夹角进行指示导航，这两种角度导航方式均依赖于地面导航台站的导航信息，且在显示终端是以固定、规范显示方式进行导航显示。但对于通用飞机而言，其使用方式灵活，用途广泛，比如进行非固 定航线飞行或执行作业任务时，大部分区域会没有地面导航台站支持，此时就需地面引导飞行、利用简单仪表飞行或利用GPS信息引导飞行(若具备GPS导航功能)。此类方式下飞行员是被动地接收导航信息，无法自主、直观地了解、掌握当前飞行方向与预置航向或计划航线的偏差，无法精确的进行飞行引导和导航。而国内目前生产和使用的通用飞机配备的导航设备大多为分立式仪表导航设备，导航飞行、飞机状态显示功能是单一的各类功能的组合，在飞机飞行过程中各类导航信息、飞机实时状态信息是按照各类设备的设计功能固定、单一的进行导航和显示，仍然必须依赖于地面导航台导航信息。
发明内容
本发明提供了一种通用飞机航线导航方法，以解决现有技术中飞行员无法自主、直观地了解、掌握当前飞行方向与预置航向或计划航线的偏差，无法精确的进行飞行引导和导航的技术问题。为解决以上技术问题，本发明提供以下技术方案通用飞机航线导航方法，包括以下步骤设置机载显示器的功能模块，使该功能模块能够计算出当前飞行方向，在机载显示器的导航地图界面上显示以当前飞机机头为基点，向前方引出机头方向延长线；机载导航设备设定预置航线作为基准航线；以地面导航台位置信息和飞机即时位置信息为参考信息，实时解算出当前飞机的位置以及飞行方向，计算出机头方向延长线与基准航线的角度差；导航地图界面上显示出基准航线和机头方向延长线，用以提示飞行员操作引导飞机沿预置航线准确飞行。基于以上基本技术方案，本发明还做了如下优化限定和改进上述飞机即时位置信息由GPS设备或AHRS (航姿)设备提供。上述导航地图界面上还显示出基准航线与机头方向延长线的角度差值。
本发明具有以下优点以实时、直观的形式引导飞行员进行飞行，适应通用飞机使用灵活、飞行便利、快速导航、任务范围广的特点，可减少对地面导航设备的依赖性，很大程度完善了通用飞机的导航方式，极大的拓展了通用飞机的飞行区域，增强了飞行员对飞行方向的自主控制性。该技术方案实施便利，安全可靠，显示方式直观、清晰，不但可应用于通用飞机导航指示，亦可应用于各类飞机中，丰富、完善飞行导航指示方法。
图I为本发明的指示导航原理示意图。
具体实施例方式本发明针对通用飞机的应用特色、当前导航设备使用方式，提出了飞机机头延长 线的导航解算方法及指示方式，简单巧妙地解决了现有飞机导航技术存在的难题，此方法可不完全依赖于地面导航台站的角度指示信息，在具备最小信息量的状态下，可实时解算飞机当前位置、显示当前飞机与预置航线的角度差，引导飞机精确、安全的沿预定航线飞行。机头延长线导航方法是以预置航线为基准航线，以地面导航台信息或GPS导航信息为参考点，实时解算出当前飞机的飞行方向，计算出当前飞行方向(机头方向延长线)与基准航线的角度差，以当前飞机机头为基点，向前方引出机头方向延长线，在辅助导航指示图上构建预置航线、当前机头延长线的角度差，提示飞行员操纵飞机，逐次逼近、减小该角度或保持恒定角度差，引导飞机沿预置航线准确飞行。按照上述方案，本领域技术人员应当容易实现具体的计算机算法。机头延长线指示导航原理示意图如图I所示。根据飞机接收的导航信息与飞机运动状态信息，解算出飞机当前飞行方向与预置航线的角度值后，在辅助导航指示图上实现角度值的显示，显示方式可多样化，可由不同颜色、不同样式的两条直线建立起机头延长线导航指示图。飞行员通过操作机载显示器面板上的功能键，可显示或取消机头延长线导航指示，导航显示可由飞行员进行自主操作，决定是否在辅助导航指示图中进行机头延长线导航显示。实施例I :以地面导航台站的导航信息为基准，构建机头延长线导航指示。飞机在有地面导航台引导下沿预置航线飞行，机载导航设备接收地面导航信息，解算出地面导航信息及飞机当前飞行方向，构建出飞机机头延长线导航方式，在飞行员自主控制下，在辅助导航画面中进行角度、飞行方向显示，飞行员可依据地面导航台站的导航信息，例如无线电罗盘、全向信标等多种导航信息沿预置航线飞行，在具有多种地面导航台站支持状态下，本发明的飞机机头延长线导航指示技术可作为一种辅助导航方式，提供给飞行员清晰、直观的飞行指示。实施例2 :以GPS信息为基准，构建机头延长线导航指示。通用飞机使用灵活，任务多样，飞行区域多变，在不具备地面导航台站支持状态下需执行预置航线飞行，机载导航设备无法提供较全面的导航信息，在没有地面导航台站支持状态下，机载导航设备可接收空中GPS信息，解算出当前飞机位置信息，以预置航线为基准，构建飞机机头延长线导航指示方法，在飞行员自主控制下，在辅助导航画面中进行角度、飞行方向显示，引导飞机沿预置航线飞行。在此种状态下，本发明的机头延长线导航指 示技术即成为主要的导航引导方式，提供给飞行员准确、直观、便利的飞行指引，此种方式可不依赖于各种地面导航台站的支持，便于发挥通用飞机灵活的使用方式。
权利要求
1.通用飞机航线导航方法，包括以下步骤 设置机载显示器的功能模块，使该功能模块能够计算出当前飞行方向，在机载显示器的导航地图界面上显示以当前飞机机头为基点，向前方引出机头方向延长线； 机载导航设备设定预置航线作为基准航线；以地面导航台位置信息和飞机即时位置信息为参考信息，实时解算出当前飞机的位置以及飞行方向，计算出机头方向延长线与基准航线的角度差； 导航地图界面上显示出基准航线和机头方向延长线，用以提示飞行员操作引导飞机沿预置航线准确飞行。
2.根据权利要求I所述的通用飞机航线导航方法，其特征在于所述飞机即时位置信息由GPS设备或AHRS设备提供。
3.根据权利要求I所述的通用飞机航线导航方法，其特征在于导航地图界面上还显示出基准航线与机头方向延长线的角度差值。
全文摘要
本发明提供了一种通用飞机航线导航方法，以解决现有技术中飞行员无法自主、直观地了解、掌握当前飞行方向与预置航向或计划航线的偏差，无法精确的进行飞行引导和导航的技术问题。本发明的机载导航设备设定预置航线作为基准航线；以地面导航台位置信息和飞机即时位置信息为参考信息，实时解算出当前飞机的位置以及飞行方向，计算出机头方向延长线与基准航线的角度差；导航地图界面上显示出基准航线和机头方向延长线，用以提示飞行员操作引导飞机沿预置航线准确飞行。该技术方案实施便利，安全可靠，显示方式直观、清晰，不但可应用于通用飞机导航指示，亦可应用于各类飞机中，丰富、完善飞行导航指示方法。
文档编号G01C21/00GK102829778SQ201210336249
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月12日 优先权日2012年9月12日
发明者孔翔, 李文军, 缪炜涛 申请人:中国航空工业集团公司第六三一研究所