[发明专利]一种固定翼飞行器水平航线切换的装置

说明书

申请属于飞行器的自动控制领域，特别涉及一种固定翼飞行器水平航线切换的装置，该装置包括，指令接收模块，用于接收飞行器航段修改指令；当前航向角获取模块，用于获取飞行器的当前航段的航向角ψ；目标航向角获取模块，用于基于所述修改指令激活新的航段并获取所述新的航段的航向角ψ'；切换航线解算模块，用于基于当前航段的航向角ψ与新的航段的航向角ψ'解算出由所述当前航段切换至所述新的航段的切换航线，所述切换航线包括第一切换航线与第二切换航线，所述第一切换航线与所述当前航段、所述第二切换航线均相切，所述第二切换航线与所述新的航段相切，所述切换航线解算模块包括第一切换航线朝向计算单元与第一切换航线弧度计算单元。

技术领域

本申请属于飞行器的自动控制领域，特别涉及一种固定翼飞行器水平航线切换的装置。

背景技术

在航空领域的需求呈几何级数增长的形势下，有限的可供飞行器飞行的空域会越发繁忙。为了实现安全飞行，一种以沿空中交通服务航路运行，实施仪表进近程序或者在指定空域运行的航空器性能要求而实现的区域导航成为航空器发展的一种新的趋势。

当飞行器在执行RNP要求的飞行时，需要飞行器在飞行过程中保证飞行轨迹目标轨迹的误差在规定的精准度范围之内。目前，根据ICAO2013年出版的《基于性能的导航(PBN)手册》规定，共有7种的RNP导航规范。根据飞行器的运行范围，应满足不同的导航规范。当飞行器在海洋及远程导航应用时，应选择RNP 4或RNP 2导航规范。当飞行器在航路和终端导航时，应使用RNP 2，RNP 1，A-RNP等导航规范。执行相应的导航规范决定了飞行器在相应的飞行领域应能够按照规定的航线飞行，而且满足该导航规范中对于侧向导航的精度要求。对于RNP 1而言，要求飞行器在沿着航路的运行期间，至少95％的飞行时间中，侧向总系统误差在1海里之内。

传统的飞行过程中，一种飞行指示仪表通过指针结合表盘的方式能够显示飞机与预定航线的位置关系。该设备用于帮助飞行员能够及时的了解飞行器与预设航路之间的关系。但在RNP导航中，无法准确了解并确定飞行器与预设航路的飞行器之间的位置关系。

在仅依靠惯性导航系统和全球定位系统导航的飞行器中，包括无人机和有人机，能够在飞行中在满足空域管理要求的飞行状态下，实现更加的自由的飞行轨迹设计，而不是局限于DME，VOR的导航位置要求。这样的进步对于提高空域的利用率是非常高效的。该技术的发展与RNP导航的结合，能够大幅度的提高空域利用率并满足未来对航空运输业的需求。在飞行中可能遇到障碍物包括气象条件障碍，空域受限等情况。对于有人机而言是可以通过飞行员介入实现障碍的规避以寻求安全飞行。当无人机或者有人机处于自动驾驶状态时，遇到障碍物的安全飞行成为了飞行器设计的重要问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，当无人飞行器在自主飞行状态下飞行时，遇到障碍物或者危险区域时，飞行器需要由原航线切换至新航线中飞行器的自主引导问题。

检测到的障碍物可包括在预定航路上出现的建筑物等突发情况，或者航线设计中未考虑但是被飞行器的危险检测系统标识为危险的飞行区域。危险检测系统可能包括Geofence或者气象雷达，地形雷达等检测系统。

对于大型飞行器而言，检测的障碍物可以能是由监视雷达提供的气象告警信息，或者空中管理系统提供的突发的交通意外，例如可能存在的当前航道中误入了其他飞行器。在该发明中，检测到的障碍物和危险区域在飞行器的飞行管理系统被识别为禁飞区，本申请一种固定翼飞行器水平航线切换的装置，包括：

指令接收模块，用于接收飞行器航段修改指令；

当前航向角获取模块，用于获取飞行器的当前航段的航向角ψ；

目标航向角获取模块，用于基于所述修改指令激活新的航段并获取所述新的航段的航向角ψ'；