[发明专利]一种基于坐标转换的飞机姿态角计算方法

说明书

一种基于坐标转换的飞机姿态角计算方法，其特征在于，建立中间坐标系O‑X₁Y₁Z₁、大地坐标系O‑XYZ和机体坐标系O‑X₂Y₂Z₂，以飞机滚转角和俯仰角的变换，通过中间坐标系实现大地坐标系与机体坐标系之间的转换，从而进行飞机不同坐标系下的姿态角计算，同时使用一个坐标系的油量数据库，进行大地坐标系和机体坐标系下对应的油量数据查询。本发明通过上述操作实现了快捷的飞机姿态角计算及对应姿态角下的油量查询。

技术领域

本发明属于飞机油量测量领域，具体地说，涉及一种基于坐标转换的飞机姿态角计算方法。

背景技术

燃油油量测量能够为飞行员提供飞机油箱燃油量的准确信息，对飞行员实时做出正确的飞行判断起着重要作用。随着科学技术的发展与进步，对油量测量的准确性、稳定性和可靠性的要求越来越高。为了提高测量的精度，目前常用的查表求体积得出油量，通常采用的是高度查表、飞机姿态角查表以及根据姿态加速度计算出的油面角查表。为了保证在上述油量测量方法中能获得有效、高精度的油量信息，则需要保证代入计算的飞机姿态角是处于机体坐标系中的值。在忽略加速度影响的情况下，如图1所示，图1为我们一般采用的通过油面角得到油量的几种方法的简单过程图(α₂，β₂为油面角)，当给定的姿态角是相对于不同坐标系的时候我们需要调用不同的油量数据库，较为麻烦，所以我们需要将大地坐标系计算得到的油面角转换到机体坐标系下，以方便油量计算。

发明内容

本发明针对现有技术在油量计算过程中，需要计算多个坐标系下飞机的姿态角，同时还需要查询多个油量数据库，使用麻烦的问题，提出了一种基于坐标转换的飞机姿态角计算方法，通过建立中间坐标系，以中间坐标系得到机体坐标系与大地坐标系之间的坐标转换关系，从而实现建立一个坐标系的油量数据库，根据一个坐标姿态角输入，按照机体坐标系、大地坐标系和中间坐标系之间的转换关系，即可得到想要的油量数据输出。

本发明具体实现内容如下：

本发明提出了一种基于坐标转换的飞机姿态角计算方法，建立中间坐标系O-X₁Y₁Z₁、大地坐标系O-XYZ和机体坐标系O-X₂Y₂Z₂，以飞机滚转角和俯仰角的变换，通过中间坐标系实现大地坐标系与机体坐标系之间的转换，从而进行飞机不同坐标系下的姿态角计算，同时使用一个坐标系的油量数据库，进行大地坐标系和机体坐标系下对应的油量数据查询。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述中间坐标系O-X₁Y₁Z₁的建立操作为：首先建立标准的大地坐标系O-XYZ，然后以大地坐标系O-XYZ为基准，将飞机机头抬头俯仰角度α，即以大地坐标系O-XYZ的Y轴为基准顺时针旋转α角度，得到中间坐标系O-X₁Y₁Z₁。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述机体坐标系O-X₂Y₂Z₂的建立步骤具体为：在中间坐标系O-X₁Y₁Z₁的基础上，进一步地，以大地坐标系O-XYZ为基准，将中间坐标系O-X₁Y₁Z₁绕大地坐标系O-XYZ的X轴旋转滚转角度β，得到机体坐标系O-X₂Y₂Z₂。