用于基于静压误差修正进行飞机空速校准的方法以及系统技术方案

本公开提供了一种用于基于静压误差修正模型进行飞机空速校准的方法，包括：获取所基本测量数据；建立静压误差修正模型；将静压误差修正模型的参数初始化；根据静压误差修正模型计算得到模型静温；计算得到模型静压；根据计算得到的模型静压与测量静压得到计算静压误差修正模型；确定所述静压误差修正模型；以及基于确定的静压误差修正模型来修正测量静压，从而根据修正后的测量静压获得远场静压来完成空速校准。本公开还提供了相应的系统以及计算机可读介质。

【技术实现步骤摘要】
用于基于静压误差修正进行飞机空速校准的方法以及系统
本专利技术涉及飞行数据的测量与校准，更具体地，涉及用于基于静压误差修正模型进行飞机空速校准的方法，以及相应的系统以及计算机存储介质。
技术介绍
大气数据系统对于成功完成飞机飞行任务至关重要，并且可以根据飞机周围的飞行环境而获得。在大气数据系统飞行数据的测量和校准中，大气数据系统飞行数据一般包括所指示的和真实的空速、气压高度、环境空气温度、迎角和侧滑角、以及马赫数以及爬升率。通常，感测到的总压(皮托管压力)和静压会被转换(通过仪器本身中的机械装置)成为高度计、垂直速度指示器、空速指示器和马赫计的指示值。校准可以提供飞机的航空电子设备或飞行控制系统所需的其他参数，诸如真实空速。飞机飞行中的空速计算关系，如下式：其中Pt为总压，Ps为静压(测量静压或远场静压)，Psea为海平面静压(即，101325Pa)，asea为海平面音速(即，340.2940m/s)。通过上述公式，当Pt和Ps为真实飞行的总压和静压时，得到的速度v为真实空速，当Pt和Ps为飞机上传感器所测量的值时，则得到的速度v为指示空速。飞机在飞行中由于与气流的作用会导致测量仪器的输入误差，也即，飞机扰乱了它飞过的空气，从而也扰乱了飞行数据的测量。因此，指示空速存在误差。在某种程度上，这些误差可以在风洞中进行研究，但风洞测量不能取代实际飞行中的测量。为了安全飞行，有必要获得准确的飞行数据。其中，总压(皮托管压力)通常易于准确测量，并且总压的误差通常也可以忽略不计。然而静压的压力分布会随飞行条件变化而变化，局部测量的静压与环境静压之间的差异(取决于迎角、空速和飞机构型)被称为位置误差。另外，不受干扰环境下的外部大气温度(OAT)只能在飞机上以极低的速度直接测量。因此，空速校准的主要目的即为校准静压。现有的技术中采用基于气压法来进行飞机空速校准。气压法原理是根据几何高度和大气压力之间的关系获得远场静压(大气压强)Psatmos。而通常飞机正常飞行时，总压和总温测量误差可忽略，即测量总温等于真实总温，测量总压等于真实总压，因而，空速的主要误差来源于感测得到的测量静压Psmeas与真实静压Pstrue之间存在的偏差-δPs(即，静压误差修正)，该偏差会随着飞行高度的增加而不断增加，也即，根据测量静压计算得到的远场静压与真实的远场静压之间的误差是会累积增加的。因此，现有的气压法会降低空速校准中的精度。此外，现有的气压法只能用于低空飞行的飞机的空速校准。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种用于基于静压误差修正模型进行飞机空速校准的方法，该方法提高了空速校准气压法的精度，并且可以对高空飞行的飞机进行空速校准。根据各种实施例，提出了一种用于基于静压误差修正模型进行飞机空速校准的方法，该方法包括以下步骤：获取所在飞行高度处的测量总压、测量静压、测量总温、迎角以及在起飞处的场压；建立静压误差修正模型δPsmod，其中上述静压误差修正模型δPsmod是由上述测量总压、上述测量静压、上述迎角构造的三元回归方程；将上述静压误差修正模型δPsmod的参数初始化；根据上述测量总压、上述测量静压、上述测量总温和上述静压误差修正模型δPsmod计算得到模型静温Tsmod；根据计算得到的上述模型静温Tsmod，计算得到模型静压PsIntegermod；根据计算得到的上述模型静压PsIntegermod与上述测量静压得到计算静压误差修正模型δPsIntegermod；根据上述计算静压误差修正模型δPsIntegermod与上述静压误差修正模型函数δPsmod一致性关系回归计算，利用最小二乘法确定上述静压误差修正模型的参数，从而确定上述静压误差修正模型δPsmod；以及基于确定的上述静压误差修正模型δPsmod来修正上述测量静压，从而根据修正后的测量静压获得远场静压来完成空速校准。根据各种实施例，上述方法还在于，上述静压误差修正模型δPsmod可以根据下式获得：δPsmod＝(a0+a1M+a2M2+a3M3+b1α+b2α2+b3α3+c1Mα+c2Mα2+c3M2α)q其中，M为计算马赫数，α为迎角，q为动压，以及其中a0、a1、a2、a3、b1、b2、b3、c1、c2、c3为待求解参数。根据各种实施例，上述方法还在于，上述计算静压误差修正模型δPsIntegermod可以根据下式获得：δPsIntegermod＝PsIntegermod-Psmeas其中，PsIntegermod为模型静压，Psmeas为测量静压。根据各种实施例，上述方法还在于，上述模型静温Tsmod可以根据下式获得：其中，Ptmeas为测量总压，Psmeas为测量静压，Ttmeas为测量总温，δPsmod为静压误差修正模型。根据各种实施例，上述方法还在于，上述动压可以根据下式获得：q＝0.7PsmeasM2其中，M为计算马赫数，α为迎角，q为动压，Psmeas为测量静压。根据各种实施例，上述方法还在于，上述计算马赫数M可以根据下式获得：其中，Ptmeas为测量总压，Psmeas为测量静压。根据各种实施例，上述方法还在于，上述模型静压PsIntegermod可以根据下式获得：其中，Tsmod为模型静温，H为试飞高度、P0为飞机起飞时的场压、g0为重力加速度、R为大气的气体常数。根据各种实施例，本专利技术还提供了一种用于基于静压误差修正模型进行飞机空速校准的系统，该系统包括：地面气压传感器，用于测量获得场压P0；差分GPS，用于测量获得几何高度H；总压传感器，用于获得测量总压Ptmeas；静压传感器，用于获得测量静压Psmeas；总温传感器，用于获得测量总温Ttmeas；以及静压误差修正装置，用于根据获得的上述场压P0、上述几何高度H、上述测量总压Ptmeas、上述测量静压Psmeas、上述测量总温Ttmeas来获得静压误差修正模型δPsmod，其中，上述地面气压传感器、上述差分GPS、上述总压传感器、上述静压传感器、上述总温传感器将各自所测量的值传输给上述静压误差修正装置，其中，上述静压误差修正装置被配置为执行本专利技术中任一项所述的方法。根据各种实施例，本专利技术提供的系统还在于，上述总压传感器、上述静压传感器、上述总温传感器均布置于飞机上。根据各种实施例，本专利技术提供的系统还在于，上述静压误差修正装置被配置为选自以下中的一个或多个：处理器、处理设备、微处理器。根据各种实施例，本专利技术还提供了一种计算机可读介质，包括计算机可执行程序代码，上述计算机可执行程序代码在被执行时使数字处理设备执行本专利技术中任一项所述的方法。本专利技术的积极进步效果在于：根据本专利技术的用于基于静压误差修正模型进行飞机空速校准的方法，同传统的气压法相比，本专利技术专利采用静压修正模型，提高了传统气压法的精度，并且可以对高空飞行的飞机进行空速校准。附图说明图1为根据本专利技术优选实施例的用于基于静压误差修正模型进行飞机空速校准的系统的示意图。图2为根据本专利技术优选实施例的用于基于静压误差修正模型进行飞机空速校准的方法200的流程图。图3为根据本专利技术优选实施例的用于基于静压误差修正模型进行飞机空速校准的方法300的流程图。图4为采用本专利技术优选实施例的用于基于静压误差修正模型进行飞机空速校准的方法与传统气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于基于静压误差修正模型进行飞机空速校准的方法，所述方法包括以下步骤：获取所在飞行高度处的测量总压、测量静压、测量总温、迎角以及在飞机起飞时的场压；建立静压误差修正模型δPsmod，其中所述静压误差修正模型δPsmod是由所述测量总压、所述测量静压、所述迎角构造的三元回归方程；将所述静压误差修正模型δPsmod的参数初始化；根据所述测量总压、所述测量静压、所述测量总温和所述静压误差修正模型δPsmod计算得到模型静温Tsmod；根据计算得到的所述模型静温Tsmod，计算得到模型静压PsInteger mod；根据计算得到的所述模型静压PsInteger mod与所述测量静压得到计算静压误差修正模型δPsInteger mod；根据所述计算静压误差修正模型δPsInteger mod与所述静压误差修正模型δPsmod一致性关系回归计算，利用最小二乘法确定所述静压误差修正模型的参数，从而确定所述静压误差修正模型δPsmod；以及基于确定的所述静压误差修正模型δPsmod来修正所述测量静压，从而根据修正后的所述测量静压获得远场静压来完成空速校准。

【技术特征摘要】
1.一种用于基于静压误差修正模型进行飞机空速校准的方法，所述方法包括以下步骤：获取所在飞行高度处的测量总压、测量静压、测量总温、迎角以及在飞机起飞时的场压；建立静压误差修正模型δPsmod，其中所述静压误差修正模型δPsmod是由所述测量总压、所述测量静压、所述迎角构造的三元回归方程；将所述静压误差修正模型δPsmod的参数初始化；根据所述测量总压、所述测量静压、所述测量总温和所述静压误差修正模型δPsmod计算得到模型静温Tsmod；根据计算得到的所述模型静温Tsmod，计算得到模型静压PsIntegermod；根据计算得到的所述模型静压PsIntegermod与所述测量静压得到计算静压误差修正模型δPsIntegermod；根据所述计算静压误差修正模型δPsIntegermod与所述静压误差修正模型δPsmod一致性关系回归计算，利用最小二乘法确定所述静压误差修正模型的参数，从而确定所述静压误差修正模型δPsmod；以及基于确定的所述静压误差修正模型δPsmod来修正所述测量静压，从而根据修正后的所述测量静压获得远场静压来完成空速校准。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述静压误差修正模型δPsmod可以根据下式获得：δPsmod＝(a0+a1M+a2M2+a3M3+b1α+b2α2+b3α3+c1Mα+c2Mα2+c3M2α)q其中，M为计算马赫数，α为迎角，q为动压，以及其中a0、a1、a2、a3、b1、b2、b3、c1、c2、c3为待求解参数。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述计算静压误差修正模型δPsIntegermod可以根据下式获得：δPsIntegermod＝PsIntegermod-Psmeas其中，PsIntegermod为模型静压，Psmeas为测量静压。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述模型静温Tsmod可以根据下式获得：其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：维塔里·普加乔夫，安德烈·弗洛拉，杨慧，方阳，谢立恒，高婧，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司，中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院，
类型：发明
国别省市：上海,31