适用于增强型近地告警系统的飞行类型判断方法

技术领域

本发明属于飞机航电技术领域，具体涉及一种适用于增强型近地告警系统的飞行类型判断方法。

背景技术

增强型近地告警系统是指通过采集飞机上高度、速度、位置、航向、姿态等机载信息，经信号处理后判断飞行类型，根据不同的飞行类型预测飞机接下来的轨迹，根据预测的飞行轨迹加载相应区域的地形数据，进行增强型近地告警系统的前视地形回避算法判断和地形显示功能。前视地形回避告警功能是用来感知飞机前方地形是否有威胁，因此需要预测飞机接下来的飞行轨迹；预测飞机水平方向的位置又分为直线飞行预测算法和转弯飞行预测算法，因此，需先判断飞机接下来是直线飞行还是转弯飞行，为了提高目前近地告警系统判断飞行类型的准确性，提高飞机飞行的安全性，有必要对现有增强型近地告警系统判断飞行类型的方法进行改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种适用于增强型近地告警系统的飞行类型判断方法，以偏航角速率为基准来检测飞机飞行类型，避免以偏航角为飞行类型检测基准时在湍流中飞行时偏航角不稳定而造成检测结果误差加大的问题，引入滤波器和滞后函数可有效避免不稳定和错误的检测结果，可广泛应用于飞机上加装的增强型近地告警系统，能使增强型近地告警系统有效地实时判断直升机的飞行类型，以提高增强型近地告警系统显示功能和前视地形回避告警功能鲁棒性，提高了增强型近地告警系统判断飞行类型的准确性，提升飞行安全。

本发明采用的技术方案：适用于增强型近地告警系统的飞行类型判断方法，包括以下步骤：

1)使用α-β滤波器对偏航角速率ψ进行滤波，首先，初始化α-β滤波器的参数，令

2)通过接收机上的航电数据，获取直升机当前时刻的偏航角φ

3)根据第(i-1)时刻的估算偏航角

其中，ΔT为单位时间，即第(i-1)时刻至第i时刻的时间，

偏航角的残差：

用残差

上式中，α和β为α-β滤波器的增益因子，其中，α的取值范围为0＜α＜1，β的取值范围为0＜β＜1；

4)将修正后的估算偏航角速率

5)重复步骤2)-步骤4)，确定每个单位时间下直升机的飞行类型。

上述步骤4)中，所述滞后函数具体如下：

上式子中，

本发明与现有技术相比的优点：

1、本技术方案以偏航角速率为基准来检测飞机飞行类型，避免以偏航角为飞行类型检测基准时在湍流中飞行时偏航角不稳定而造成检测结果误差加大的问题；

2、本技术方案引入滤波器和滞后函数可有效避免不稳定和错误的检测结果，为飞行类型判断准确性提高条件；

3、本技术方案可广泛应用于飞机上加装的增强型近地告警系统，能使增强型近地告警系统有效地实时判断直升机的飞行类型，以提高增强型近地告警系统显示功能和前视地形回避告警功能鲁棒性，提高了增强型近地告警系统判断飞行类型的准确性，提升飞行安全。

附图说明

图1为本发明滞后函数简图；

图2为本发明直线飞行水平包线；

图3为本发明转弯飞行水平包线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的图1-3，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

适用于增强型近地告警系统的飞行类型判断方法，包括以下步骤：

1)使用α-β滤波器对偏航角速率ψ进行滤波，首先，初始化α-β滤波器的参数，令

2)通过接收机上的航电数据，获取直升机当前时刻的偏航角φ

3)根据第(i-1)时刻的估算偏航角

其中，ΔT为单位时间，即第(i-1)时刻至第i时刻的时间，

偏航角的残差：

用残差

上式中，α和β为α-β滤波器的增益因子，其中，α的取值范围为0＜α＜1，β的取值范围为0＜β＜1；

选择合适的增益因子，增益因子α和β用来控制α-β滤波器的性能；为了使α-β滤波器收敛，α和β的取值范围为0到1，α越接近1，α-β滤波器的输出越接近原始数据，β表示位置残差对预测速度的影响权重，当β＝0，估计速度为常数，因为设预测速度为匀速，所以位置残差将会远离越大。

4)将修正后的估算偏航角速率

上式子中，

5)重复步骤2)-步骤4)，确定每个单位时间下直升机的飞行类型，即步骤3)中计算出的

利用设计的滞后函数来判断直升机的飞行类型为直线飞行或者是转弯飞行；通过将滤波后的偏航角变化率

一般认为：直升机的偏航角φ≠0时，飞机处于横滚的状态，为转弯飞行；由于飞机处于横滚状态，则飞机的偏航角以一定的变化率ψ变化，因此，可以选择检测飞机得横滚角或偏航角速率，来判断飞机是否处于转弯状态；本发明选择偏航角速率来检测飞机是否处于转弯状态，主要是因为在湍流中飞行时偏航角不稳定，而偏航角速率ψ更稳定，检测结果为直线飞行或转弯飞行；对输入信号ψ输入检测滤波器，然后滤波器结果代入滞后函数，最后输出飞行类型检测结果，使用滤波器和滞后函数是为了避免不稳定和错误的检测结果，因为湍流可能导致ψ突变，所以加入滤波器对偏航角变化率ψ进行平滑。，使用α-β滤波器过滤掉偏航角变化率ψ的高频成分，使得判断结构更加精准，极大的降低了判断误差。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。