一种基于机载仪表着陆设备的合成视景系统校验方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于机载仪表着陆设备的合成视景系统校验方法，利用仪表着陆系统所给出的空间角度信息作为参考系，在进近阶段对合成视景系统进行校验；确定校验采样时间，校验单次采样点数，校验门限；实时获取进近过程中，合成视景和仪表着陆系统得到的航向面夹角和下滑道夹角；由获得的夹角数据计算检验统计量；计算得到的检验统计量进行合成视景系统可用性校验。弥补传统方法对于机场特征合成视景显示可用性校验的不足，提高了合成视景系统姿态或角度信息态势校验的能力，提高了校验过程对飞机姿态细小变化所带来的合成视景更新的核查效率；有效提高合成视景系统进近阶段的实用性，提高低空飞行安全性。
【专利说明】-种基于机载仪表着陆设备的合成视景系统校验方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及合成视景系统实际应用过程中的校验方法，特别是飞机进近过程中基 于机载仪表着陆设备的合成视景系统校验方法。
【背景技术】
[0002] 面对飞机飞行过程遭遇的复杂地形、气象环境，为了使得飞行员能够实时感知外 界环境态势、保证飞行安全，需要采用信息感知、图像处理等技术呈现飞行器周围环境。合 成视景系统根据飞机的姿态、高精度导航、地形数据库、障碍物和其它相关技术，采用计算 机生成的前方虚拟视景，作为传统仪表的辅助，帮助飞行员"看"到自己周围的飞行环境，减 轻工作负担。
[0003] 合成视景系统主要通过向飞行员提供外部环境的虚拟图像，增强飞行员的环境感 知和飞行纠错能力，但由于导航信息和地形数据库信息均存在误差，如何校验合成视景系 统误差，或实时判断该系统提供给飞行员信息的可用性是需要解决的重要问题。
[0004] 目前国际上常用的合成视景系统校验方法采用全球定位系统（GP巧和无线电高 度表所获取的高度信息作为参考系，对合成视景系统所提供的信息进行校验。该方法由于 参考源为距离类的高度信息，对于地形睹峭等特征明显的地域具有较好的校验效果，而机 场附近进近过程飞行器离地较低，对该系统的机场平面特征显示，W及飞行姿态改变所造 成外部态势变化显示提出了较高的要求。采用上述基于高度的校验方法不能起到很好的校 验效果，还可能会对飞行员产生误导，影响低空飞行安全，需要在飞行进近阶段采用其它方 法对合成视景系统进行校验，提高进近阶段合成视景系统校验方法本身的效果。
【发明内容】
[0005] 为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种基于机载仪表着陆设备的合成 视景系统校验方法，利用仪表着陆系统所给出的空间角度信息作为参考系，在进近阶段对 合成视景系统进行校验；W解决现有基于高度的校验方法对于角度或姿态校验误差大的问 题，有效提高合成视景系统进近阶段的可用性，提高低空飞行安全。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于机载仪表着陆设备的合 成视景系统校验方法，其特征在于包括W下步骤：
[0007] 步骤1.确定校验采样时间，校验单次采样点数，校验口限；
[000引设定合成视景系统校验所用参数，分别为：Lampl。为校验采样时间，由仪表着陆系 统输出夹角数据的时间间隔Tiw合成视景系统更新时间间隔Tsvs决定，取两数值最小公倍 数；
[0009] 为校验单次采样点数，由合成视景系统事先给出的最大告警时间计算 获得，计算公式为：
[0010] Nsampie=Twarning*a/XampJ (D
[0011] Eth为校验口限，校验口限是判断合成视景误差能否接受的标准，大于校验口限则 认为合成视景系统所显示的外部态势信息不可用，反之则可用；
[0012] 步骤2.实时获取进近过程中，合成视景系统和仪表着陆系统所得到的航向面夹 角和下滑道夹角；
[0013] 按步骤1所确定的校验采样时间，实时获取进近过程中，合成视景系统和仪表着 陆系统所得到的航向面夹角和下滑道夹角；
[0014] 步骤3.由步骤2获得的夹角数据计算检验统计量；
[001引对步骤2计算得到每个校验采样点处的两组航向面夹角和下滑道夹角，每隔 个采样点，计算一次检验统计量E ;
[0016] 步骤4.采用步骤1所确定的校验口限对步骤3所计算得到的检验统计量进行合 成视景系统可用性校验；
[0017] 按步骤1所确定的校验口限Eth对上述步骤3中每N 个采样点后所计算得到 的检验统计量E进行判别，一旦实际计算得到的E大于校验口限Eth，则告警：当前合成视 景系统所显示的虚拟视景不可用。
[001引有益效果
[0019] 本发明提出的基于机载仪表着陆设备的合成视景系统校验方法，利用仪表着陆系 统所给出的空间角度信息作为参考系，在进近阶段对合成视景系统进行校验；能有效弥补 传统方法对于机场特征合成视景显示可用性校验的不足，提高了合成视景系统姿态或角度 信息态势校验的能力。与现有技术相比，一是解决了传统基于高度校验方法姿态变化信息 不够敏感的缺点，提高了校验过程对飞机姿态细小变化所带来的合成视景更新的核查效 率；二是增强了复杂气象条件下飞行器机场周围或进近过程，有效提高合成视景系统进近 阶段的实用性，提高低空飞行安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 下面结合附图和实施方式对本发明一种基于机载仪表着陆设备的合成视景系统 校验方法作进一步详细说明。
[0021] 图1为合成视景系统误差检验统计量的概率密度函数图。
[0022] 图2为飞行器机场进近过程的航向面夹角和下滑道夹角。
[0023] 图3为合成视景系统校验方法实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0024] 本实施例是一种基于机载仪表着陆设备的合成视景系统校验方法。
[0025] 参阅图1、图2、图3,本实施例基于机载仪表着陆设备的合成视景系统校验方法， 具体步骤如下：
[0026] 第一步，设定合成视景系统校验所用参数，包括：校验采样时间Lampl。，校验单次采 样点数Nsampl。，校验n限Ethjsampi杰验采样时间应由仪表着陆系统输出夹角数据的时间间 隔Tiu，合成视景系统更新时间间隔Tsvs决定，取两数值最小公倍数；
[0027] 校验单次采样点数由合成视景系统事先给出的最大告警时间T计算获 得，计算公式为：N,_ple= ;
[002引 Eth校验口限应满足：
[0029]
【权利要求】
1. 一种基于机载仪表着陆设备的合成视景系统校验方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤1.确定校验采样时间，校验单次采样点数，校验门限； 设定合成视景系统校验所用参数，分别为：TsamplJ%校验采样时间，由仪表着陆系统输 出夹角数据的时间间隔T%，合成视景系统更新时间间隔Tsvs决定，取两数值最小公倍数； Nsample为校验单次采样点数，由合成视景系统事先给出的最大告警时间Twaming计算获 得，计算公式为： Nsample T warning* (1 ZTsampie) (1) Eth为校验门限，校验门限是判断合成视景误差能否接受的标准，大于校验门限则认为 合成视景系统所显示的外部态势信息不可用，反之则可用； 步骤2.实时获取进近过程中，合成视景系统和仪表着陆系统所得到的航向面夹角和 下滑道夹角； 按步骤1所确定的校验采样时间，实时获取进近过程中，合成视景系统和仪表着陆系 统所得到的航向面夹角和下滑道夹角； 步骤3.由步骤2获得的夹角数据计算检验统计量； 对步骤2计算得到每个校验采样点处的两组航向面夹角和下滑道夹角，每隔Nsample个 采样点，计算一次检验统计量E ; 步骤4.采用步骤1所确定的校验门限对步骤3所计算得到的检验统计量进行合成视 景系统可用性校验； 按步骤1所确定的校验门限Eth对上述步骤3中每N sample个采样点后所计算得到的检 验统计量E进行判别，一旦实际计算得到的E大于校验门限Eth，则告警：当前合成视景系 统所显示的虚拟视景不可用。
【文档编号】G01C25/00GK104501834SQ201410777547
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月16日 优先权日:2014年12月16日
【发明者】宋东, 马存宝, 陈杰, 沈春南, 和麟, 张天伟 申请人:西北工业大学