一種飛機(jī)航跡模擬的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及航管領(lǐng)域，尤其是涉及一種模擬飛機(jī)航跡的模擬方法。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供根據(jù)飛機(jī)當(dāng)前所在位置和飛機(jī)的速度等信息，靈活地模擬精確的飛機(jī)航跡的一種飛機(jī)航跡模擬的方法，本發(fā)明是根據(jù)飛機(jī)在橢球體上投影點(diǎn)K的經(jīng)度L、緯度B、經(jīng)度圈上的分速度VL和緯度圈上的分速度VB，求取單位時(shí)間t后飛機(jī)所在位置的經(jīng)度L2，緯度B2，進(jìn)而求出飛機(jī)一系列航跡。
【專利說(shuō)明】一種飛機(jī)航跡模擬的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航管領(lǐng)域，尤其是涉及一種飛機(jī)航跡模擬的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在航管領(lǐng)域中，飛行器的空中位置、高度、速度等飛行情況報(bào)告是該領(lǐng)域重要的檢測(cè)內(nèi)容。對(duì)飛行情況的精確、實(shí)時(shí)監(jiān)視，是未來(lái)航管監(jiān)視的重要發(fā)展方向。航管監(jiān)視技術(shù)研究試驗(yàn)和航管監(jiān)視設(shè)備的高精度檢測(cè)迫切需要一種能夠靈活和準(zhǔn)確地模擬飛機(jī)航跡的方法。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)航跡模擬方法主要包括:記錄空中真實(shí)飛機(jī)航跡和基于地球球體模型的條件進(jìn)行的航跡計(jì)算。第一種方法精確度較高但非常不靈活，第二種方法靈活但不精確，均無(wú)法滿足科研試驗(yàn)和測(cè)試要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供根據(jù)飛機(jī)當(dāng)前所在位置和飛機(jī)的速度等信息，靈活地模擬精確的飛機(jī)航跡的一種飛機(jī)航跡模擬的方法，其根據(jù)飛機(jī)在橢球體上投影點(diǎn)K的經(jīng)度L、緯度B、經(jīng)度圈上的分速度VL和緯度圈上的分速度VB，求取單位時(shí)間t后飛機(jī)所在位置的經(jīng)度L2，緯度B2，進(jìn)而求出飛機(jī)一系列航跡。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種飛機(jī)航跡模擬的方法包括:
步驟1:將飛機(jī)當(dāng)前所在位置投影在地球上，得到WGS-84坐標(biāo)系中，飛機(jī)投影點(diǎn)K經(jīng)度坐標(biāo)B、緯度坐標(biāo)L ;
步驟2:計(jì)算飛機(jī)投影點(diǎn)K所在位置的經(jīng)度半徑&和緯度半徑Rb ；
步驟3:將飛機(jī)飛行速度，在地球經(jīng)度線方向和地球緯度線方向進(jìn)行分解，得到地球經(jīng)度線上的分速度 '和地球緯度線上的分速度Vb ;結(jié)合步驟2所得的經(jīng)度半徑&和緯度半徑Rb，計(jì)算出單位時(shí)間t內(nèi)，飛機(jī)所在位置經(jīng)度改變量dl和緯度改變量db ；
步驟4:根據(jù)飛機(jī)當(dāng)前位置的經(jīng)度坐標(biāo)L和緯度坐標(biāo)B，和步驟3得到飛機(jī)所在位置經(jīng)度改變量dl和緯度改變量dB，得到單位時(shí)間t后，飛機(jī)所在位置的經(jīng)度坐標(biāo)L2，緯度坐標(biāo)B2 ；
步驟5:以(B2，L2)為起始點(diǎn)，結(jié)合飛機(jī)在經(jīng)度線上分速度\、緯度線上的分速度VB，再次利用該算法計(jì)算下一個(gè)點(diǎn)，重復(fù)利用該算法產(chǎn)生一條飛機(jī)航跡。
[0006]所述步驟2具體步驟包括:
步驟21:從K點(diǎn)向坐標(biāo)軸做垂線，交點(diǎn)為C，M，圓弧DE的半徑為橢球短半軸b，圓弧FG的半徑為橢球長(zhǎng)半軸a，橢圓弧DG為橢球體經(jīng)度線的一部分，Kl點(diǎn)為CK的延長(zhǎng)線與圓弧FG的交點(diǎn)；
步驟22:在WGS-84坐標(biāo)系中，從飛機(jī)投影點(diǎn)k點(diǎn)做切線，交P軸于T點(diǎn)；從K點(diǎn)做KT的垂線，交z軸于N點(diǎn)，NK即為飛機(jī)在地球上投影點(diǎn)的經(jīng)度半徑；步驟23:kT為切線，KN垂直于KT，所述KN與橢圓長(zhǎng)軸夾角為B，投影點(diǎn)K到橢圓圓心的夾角為α ;
由橢圓方程:
【權(quán)利要求】
1.一種飛機(jī)航跡模擬的方法，其特征在于包括: 步驟1:將飛機(jī)當(dāng)前所在位置投影在地球上，得到WGS-84坐標(biāo)系中，飛機(jī)投影點(diǎn)K經(jīng)度坐標(biāo)B、緯度坐標(biāo)L ; 步驟2:計(jì)算飛機(jī)投影點(diǎn)K所在位置的經(jīng)度半徑&和緯度半徑Rb ； 步驟3:將飛機(jī)飛行速度，在地球經(jīng)度線方向和地球緯度線方向進(jìn)行分解，得到地球經(jīng)度線上的分速度 '和地球緯度線上的分速度Vb ;結(jié)合步驟2所得的經(jīng)度半徑&和緯度半徑Rb，計(jì)算出單位時(shí)間t內(nèi)，飛機(jī)所在位置經(jīng)度改變量dl和緯度改變量db ； 步驟4:根據(jù)飛機(jī)當(dāng)前位置的經(jīng)度坐標(biāo)L和緯度坐標(biāo)B，和步驟3得到飛機(jī)所在位置經(jīng)度改變量dl和緯度改變量dB，得到單位時(shí)間t后，飛機(jī)所在位置的經(jīng)度坐標(biāo)L2，緯度坐標(biāo)B2 ； 步驟5:以(B2，L2)為起始點(diǎn)，結(jié)合飛機(jī)在經(jīng)度線上分速度\、緯度線上的分速度VB，再次利用該算法計(jì)算下一個(gè)點(diǎn)，重復(fù)利用該算法產(chǎn)生一條飛機(jī)航跡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種飛機(jī)航跡模擬的方法，其特征在于所述步驟2具體步驟包括: 步驟21:從K點(diǎn)向坐標(biāo)軸做垂線，交點(diǎn)為C，M，圓弧DE的半徑為橢球短半軸b，圓弧FG的半徑為橢球長(zhǎng)半軸a，橢圓弧DG為橢球體經(jīng)度線的一部分，Kl點(diǎn)為CK的延長(zhǎng)線與圓弧FG的交點(diǎn)； 步驟22:在WGS-84坐標(biāo)系中，從飛機(jī)投影點(diǎn)k點(diǎn)做切線，交P軸于T點(diǎn)；從K點(diǎn)做KT的垂線，交z軸于N點(diǎn)，NK即為飛機(jī)在地球上投影點(diǎn)的經(jīng)度半徑； 步驟23:KT為切線，KN垂直于ΚΤ，所述KN與橢圓長(zhǎng)軸夾角為B，投影點(diǎn)K到橢圓圓心的夾角為α ; 由橢圓方程:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種飛機(jī)航跡模擬的方法，其特征在于所述步驟3具體步驟包括:由于飛機(jī)在較短時(shí)間內(nèi)飛行的距離比較短，地球的長(zhǎng)半徑和短半徑相對(duì)較大，所以在較短時(shí)間內(nèi)飛機(jī)在半徑為RL的經(jīng)度圓弧上以速度VL做近似圓周運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在半徑為RB的緯度圓弧上以速度VB做近似圓周運(yùn)動(dòng)；由此得到單位時(shí)間t后，飛機(jī)經(jīng)度改變量dl和緯度改變量db:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種飛機(jī)航跡模擬的方法，其特征在于所述步驟4具體步驟為:根據(jù)飛機(jī)當(dāng)前位置的經(jīng)度坐標(biāo)B、緯度坐標(biāo)L、經(jīng)度改變量dl和緯度改變量db，得到單位時(shí)間t后，飛機(jī)所在位置經(jīng)度坐標(biāo)L2，緯度坐標(biāo)B2: L2 = L + dl:(11) B2= B + db;(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種飛機(jī)航跡模擬的方法，其特征在于所述較短時(shí)間范圍小于 0.5s。
【文檔編號(hào)】G01C25/00GK103528598SQ201310525309
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】楊玉朋 申請(qǐng)人:四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司