垂直导航模式下的飞机爬升性能参数计算方法

针对垂直导航模式下的飞机爬升性能参数计算需要,研究建立了爬升过程中的飞行动力学方程、垂直导航(VNAV)模式下的爬升过程所需推力计算方法,包括固定爬升角爬升和固定爬升率爬升;然后建立了不同爬升模式下的离场过程中爬升性能参数计算方法;之后以某型国产民机的基础性能数据为例,对VNAV爬升和常规爬升模式下的性能参数进行计算分析,对比分析了固定爬升角爬升、固定爬升率爬升与传统爬升之间的差异性。研究表明,在VNAV爬升过程中,由于所需推力小于最大爬升推力,使得飞机达到目标高度所需时间、爬升水平距离、油量消耗要大于常规爬升;当爬升角/爬升率增加到一定值时,所需推力受限于最大爬升推力,此时等同于常规爬升。在飞行计划制作、离场航迹优化等研究中,需要按照VNAV模式来计算飞机的爬升性能参数,以更好的贴合飞机实际飞行情况。

军用飞机飞行管理系统适航性应用研究

在军用飞机飞行管理系统中开展适航性工作,是飞行管理系统研制过程中的难点之一。本文通过研究国外军用飞机适航性和飞行管理系统在军用飞机上的应用现状,对比分析我国军用飞机开展适航性的现状和难点,确定我国军用飞机飞行管理系统的适航性在设计研制过程中需遵循的规范和标准。此外,对军用飞机型号研制中开展飞行管理系统适航性的安全性做了分析,并对飞行管理系统适航性实现的设计要求和管理要求进行分析,探索了在我国现行的军用飞机机载产品的研制体系下,如何开展军用飞机飞行管理系统适航性工作。

基于多传感器的RNP水平导航仿真研究

针对基于机载多传感器的水平导航实现问题,通过卫星自主完好性监控、导航传感器实际导航性能评估、飞行误差监控以及总系统误差监控技术的综合设计运用,使机载导航系统具备了所需导航性能的运行能力。针对国际民航组织提出的导航性能指标要求,采用西安咸阳机场到北京首都机场的真实航路进行了RNP仿真验证。结果表明,提出的方法能够满足在航路段RNP-4、最终进近段RNP-0.3性能要求。

惯性/卫星导航系统实际导航性能评估算法

针对惯性/卫星组合导航进行实际导航性能(Actual Navigation Performance,ANP)评估,是保证飞机所需导航性能(Required Navigation Performance,RNP)及航空运行安全的关键。提出了惯性/卫星组合导航系统实际导航性能评估算法,从卡尔曼滤波器位置协方差矩阵开展分析,结合导航数据二维高斯分布特性,求解出标准误差椭圆。根据概率分布特性,将误差椭圆转换为95%概率误差圆,进而计算出ANP值。最后惯性/卫星组合导航数据进行仿真验证。结果表明,方法切实可行,且便于工程实践。

基于D-GPS/IMU的组合导航方法研究与分析

研究了一种新的双GPS单元与IMU惯性测量单元组合结构(D-GPS/IMU)的导航应用问题;基于D-GPS/IMU的动力模型结构,分析了其状态空间的可观测性能,提出并证明了系统完全可观测的条件;同时,对扩展卡尔曼滤波(EKF)算法进行了改进,以定义的残差作为GPS量测信息中增益自适应调整的依据,并增加了数据反向区间平滑处理策略;最后,通过仿真实验,与基于EKF算法的单GPS与IMU组合结构(S-GPS/IMU)的姿态误差估计进行对比,实验结果表明,该方法收敛稳定且快、组合误差小,具有一定的实用性。

一种机载惯导系统初始对准方法的研究与仿真

机载惯性导航系统的初始对准是惯性导航研究的重点之一,目前初始对准方法主要以卡尔曼滤波方法和粒子滤波方法为主,收敛时间较长,一般在240秒左右。为缩短收敛时间,提出一种基于自适应粒子群(PSO)的改进双小波神经网络初始对准方法。上述方法对离子群算法进行改进,提出一种自适应的动态调整算法,同时采用了双小波神经网络,更好地提高天向的方位失准角收敛速度,缩短了收敛时间。通过对某型机载惯性导航系统的误差模型分析,并进行仿真验证,结果表明,上述方法使惯性导航系统的初始对准收敛时间缩减到50秒左右,且在精度上能够满足机载惯性导航系统的应用要求,证明了上述对准方法应用的可行性。

区域导航陆基无线电导航系统自动选台优化算法研究

飞机使用区域导航系统进行导航时,为了减轻机组的工作负荷,需要机载设备对陆基无线电导航台进行自动选台。为了解决传统选台算法中导航台频繁切换对定位精度和连续性的影响,本文提出了一种自动选台优化算法。通过分析导航台的信号覆盖范围及实际导航性能,在导航台切换原则中引入有效导航距离和ANP阈值,改进了传统算法中的导航台切换原则。最后使用北京至上海航路进行仿真试验,结果表明优化算法可满足区域导航性能要求,同时避免了导航台频繁切换,提高了导航台使用的稳定性。