专利名称：性能基导航中对称面内飞行技术误差估算方法
技术领域：
本发明涉及一种基于纵向自动飞行控制系统幅频增益的飞行器对称面内飞行技 术误差预测方法。
背景技术：
PBN(性能基导航)的实施需要对TSE (系统总误差)进行航前预测以及航行中短 期预测，而FTE (飞行技术误差)和NSE (导航系统误差)是TSE的两个主要组成部分，因此 对FTE的精确预测算法将直接影响PBN的执行。当预测所得的TSE超过规定的PBN导航 标准允许的TSE值时，则不可执行该精度的PBN导航，只能执行较低精度的PBN导航或者 备用传统导航方式。PBN导航是基于多传感器的新导航方式，由RNP (Required Navigation Performance,所需导航性能)和RNAV (Regional NAVigation,区域导航)组成，主要依赖 GNSS(Global Navigation Satellite System，全球卫星导航系统)的高精度、高覆盖率、全 天候以及惯性导航的自主、完备等特性，综合其它导航系统(如无线电导航系统等)优化组 合，达到可能的最优导航性能。2007年9月，国际民航组织(ICAO)要求各缔约国在2009年底前制定完成PBN实 施规划，2016年完成全部实施工作，以全球一致和协调的方式从传统飞行模式完全过渡到 PBN。PBN对我国民航的机场建设、导航设施布局和空域使用将产生重大影响，对有效促进民 航持续安全，提高飞行品质、增加空域容量、减少地面设施投入和节能减排等都具有显著的 积极作用。FTE是TSE的两个主要组成部分之一，而在进近阶段FTE更成为主要的TSE源(因 为多传感器组合导航定位，特别是差分GPS已极大地降低了 NSE)，因此对FTE的准确预测十 分重要，其计算和实时测量都由飞行管理计算机(FMS)完成。关于自动飞行控制系统接通 时的对称面内FTE，国外除波音公司提供了少量机型的FTE的统计值外，无任何相关资料； 国内亦尚无任何相关资料。本发明为航行各阶段的对称面内前向速度FTE和垂直方向高度FTE (或称V-FTE) 航前预测和航行中短期预测提供了精确估计方法和边界估算解决方案。
发明内容
本发明的技术解决问题克服现有技术的不足，提供一种用于飞行器对称面内飞 行技术误差的确定方法，该方法使得PBN导航下的飞行运行能够进行前向速度FTE和垂直 方向高度FTE(或称V-FTE)的准确航前预测和航行中的短期预测。本发明的技术解决方案，性能基导航中对称面内飞行技术误差估算方法，实现步 骤如下(1)获取所针对飞行器机型的纵向自动飞行控制系统(Automatic Flight Control System)闭环传递函数矩阵G (s)，如下式所示G (s) = C (si-A) l+D，其中s是拉 氏域变量，I是与矩阵A同行数同列数的单位阵；或获得G(S)的一个最小状态空间实现，形如下式所示(通用分块记法)
权利要求
1.性能基导航中纵向飞行技术误差估算方法，其特征在于如下实现步骤(1)获取所针对飞行器机型的纵向自动飞行控制系统闭环传递函数矩阵G(S)，如下式 所示:G(s) = C(si-Α)、+D，其中A、B、C、D是四个常数矩阵，s是拉氏域变量，I是与矩阵A 同行数同列数的单位阵；或获得G(s)的一个最小状态空间实现，即
全文摘要
一种用于性能基导航中对称面内飞行技术误差的估算方法，在获取所针对机型的纵向自动飞行控制系统闭环传递函数矩阵或其最小状态空间实现的基础上；根据关心区域的高度不同(小于1000ft，1000ft到2000ft间，大于2000ft)或者通过相关气象部门获得侧风剖面和20ft高处风速值，进而计算得到湍流强度；或者由MIL-8785C获得湍流强度；计算输入扰动信号的功率谱密度；计算飞行器对称面内垂直高度FTE及前向速度FTE的估值边界；若湍流强度数据无法获得，则需计算轻、中、重三种不同大气湍流强度下的高度FTE和速度FTE值，再分别计算高度FTE和前向速度FTE的期望值。本发明使得性能基导航下的飞行运行能够进行纵向TSE的准确航前预测和航行中的短期预测。
文档编号G01C21/24GK101996274SQ201010530250
公开日2011年3月30日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者朱衍波, 李锐, 赵鸿盛 申请人:北京航空航天大学