[发明专利]一种定位误差约束下的飞行器航迹快速规划方法

权利要求书

1.一种定位误差约束下的飞行器航迹快速规划方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)进行适当的简化假设，以方便问题求解；

(2)根据校正点与出发点所构成的向量在飞行器直线航迹上的投影值大小，给定每一校正点对应的“序”；

(3)通过“禁止后退搜索”方法，控制飞行器飞行过程中经过的校正点的“序”依次增大，确保飞行器不经过多余校正点；

(4)分析理想状况下飞行器的最大前进距离，并以此为依据划定每一步搜索校正点的最大前进距离；

(5)在划定的最大距离范围内，筛选满足水平误差校正和垂直误差校正的校正点；

(6)在所有满足条件的校正点中，选取“序”最大的k个点；

(7)在所选k个点中，进一步选取使得飞行器航迹长度最短的点；

(8)判断最后一个校正点与终点的距离是否可保证飞行器沿规划轨迹飞行而不产生偏差。

2.根据权利要求1所述的定位误差约束下的飞行器航迹快速规划方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所作的简化假设如下：

忽略飞行器的体积与形状，将其看做空间中的一个质点；当垂直误差和水平误差均小于θ个单位时，飞行器仍能够按照规划路径飞行；不考虑飞行器在航行过程中遇到的避障问题；不考虑飞机到达时间、油耗、空中威胁和地形环境因素对轨迹规划的影响；假设航迹中校正点数量和航迹长度对航迹规划同样重要，即影响程度相同；假设飞行器能即时转弯即飞行器前进方向能立即改变；

飞行器每飞行1m，垂直误差和水平误差将各增加δ个专用单位,简称单位；在出发地A点，飞行器的垂直和水平误差均为0；飞行器在垂直误差校正点进行垂直误差校正后，其垂直误差将变为0，水平误差保持不变；飞行器在水平误差校正点进行水平误差校正后，其水平误差将变为0，垂直误差保持不变；当飞行器的垂直误差不大于α₁个单位，水平误差不大于α₂个单位时才能进行垂直误差校正；当飞行器的垂直误差不大于β₁个单位，水平误差不大于β₂个单位时才能进行水平误差校正。

3.根据权利要求1所述的定位误差约束下的飞行器航迹快速规划方法，其特征在于，所述步骤(2)中，确定每一校正点“序”的方法如下：

给定飞行器的出发点A和目的地B，以及所有校正点J_i(i＝1,2,3…,N)的在三维空间中的坐标(x_i,y_i,z_i)，以A为起点，B为终点能确定一个向量同样的，以A为起点，以任一校正点J_i为终点能确定向量以为基准，求(i＝1,2,3…,N)在上的投影值p_i；

将投影值p_i(i＝1,2,3…,N)按升序排列，此时p_i的顺序即决定了J_i的“序”：若p_i是最小的，则校正点J_i的“序”取为1，以此类推；为方便叙述，后文用J_i+1指代序比J_i大的校正点。

4.根据权利要求3所述的定位误差约束下的飞行器航迹快速规划方法，其特征在于，所述步骤(3)中，“禁止后退搜索”的方法如下：

飞行器从A点出发，依次经过一系列水平或垂直校正点，最终达到目的地B，为了确保总航迹最短，飞行器可能从当前校正点J_i飞行至下一校正点J_i+1的前提是下一校正点J_i+1“更靠近”目的地B，即或校正点J_i+1的序大于校正点J_i的序，能理解为飞行器在向量方向上有所前进；

因此，从当前校正点搜索下一校正点时，仅需考虑“序”更大的点，防止搜索回溯，以避免飞行器在向量方向上的迂回，增加不必要的航迹长度。