[发明专利]飞行器竖直速度的温度校正

说明书

本披露提供了用于校正飞行器的竖直速度的方法和系统。基于来自所述飞行器上的惯性参考单元的惯性数据来获得所述飞行器的瞬时竖直速度。对所述瞬时竖直速度施加第一校正，以生成气压惯性竖直速度；并且基于几何竖直速度与所述气压惯性竖直速度之间的误差来对所述气压惯性竖直速度施加第二校正，以获得经温度校正的气压惯性竖直速度。

相关申请的交叉引用

本国际PCT专利申请依赖于2017年5月2日提交的美国临时专利申请62/500,194号的优先权，该临时专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本披露内容总体上涉及对飞行器的竖直速度的基于温度的误差的校正。

背景技术

空气数据惯性参考单元(IRU)是飞行器控制系统的关键部件。它向电子飞行仪表系统显示器以及飞行器上的其他系统提供诸如高度的信息、以及惯性参考信息(位置和高度)。飞行员依靠由IRU提供的信息来确定飞行器随时间的旋转高度和平移位置。

IRU提供在相对于地球表面的竖直轴线上计算的飞行器竖直速度信号。这是通过对由IRU的加速度计获得的数据进行积分，并将速度数据从飞行器机体轴线转换到地球轴线来实现的。然而，飞行器竖直速度信号趋于随着时间积累误差。虽然在某些飞行阶段(诸如起飞或巡航)时，这些误差可以被忽略，但存在其他飞行阶段(诸如着陆)，其中所累积的误差可能对飞行员正确操作飞行器的能力有影响。

虽然存在一些校正技术，但这些校正技术大部分是基于使用全球定位系统(GPS)数据的，而这是一种外部输入，并且因此可能并非总是可靠的。由此，需要进行改进。

发明内容

本披露提供了用于校正飞行器的竖直速度的方法和系统。并且基于几何竖直速度与所述气压惯性竖直速度之间的误差来对所述气压惯性竖直速度施加校正，以获得经温度校正的气压惯性竖直速度。

根据第一广义方面，提供了一种用于校正飞行器的竖直速度的方法。所述方法包括：基于来自所述飞行器上的惯性参考单元的惯性数据来获得所述飞行器的瞬时竖直速度；对所述瞬时竖直速度施加第一校正，以生成气压惯性竖直速度；以及基于几何竖直速度与所述气压惯性竖直速度之间的误差来对所述气压惯性竖直速度施加第二校正，以获得经温度校正的气压惯性竖直速度。

在一些实施例中，对所述气压惯性竖直速度施加所述第二校正包括应用几何变化率与压力高度变化率之间的误差的基于时间的函数。

在一些实施例中，所述误差的基于时间的函数被估计为所述几何竖直速度与所述气压惯性竖直速度之间的瞬时误差在当前时间之前的给定时间部分内的移动平均值。

在一些实施例中，所述给定时间部分是大约20秒。

在一些实施例中，所述误差的基于时间的函数被估计为施加在所述几何竖直速度与所述气压惯性竖直速度之间的瞬时误差上的一阶滤波器的输出，所述一阶滤波器具有与用于施加所述第一校正的时间常数相匹配的时间常数。

在一些实施例中，所述瞬时误差对应于：

其中V_z,Geom是几何竖直速度，V_z,Press是压力高度竖直速度，并且V_z,BI是所述气压惯性竖直速度。

在一些实施例中，计算为：

其中，T_s是给定高度处的静态温度，T_i是海平面高度处的温度，T′是温度递减率，并且H是高度。

在一些实施例中，从所述飞行器上的空气数据传感器测量T_s和H，并且H被近似为压力高度。