用于修正飞机的飞行控制系统中的LOC信号的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于修正飞机的飞行控制系统中的LOC信号的方法及系统，该方法包括：采集LOC信号及飞行参数；仅基于LOC信号的正负号结合航向确定LOC信号的绝对值的真实变化趋势，仅根据飞行参数计算得到LOC信号的真实变化率；仅根据LOC信号的绝对值及其变化，确定LOC信号的绝对值的参考变化趋势和参考变化率；判断可表征LOC信号偏离较大的修正激活条件是否被满足；在修正激活条件被满足时，利用当前的LOC信号的真实变化率修正LOC信号并输出至飞行控制系统。根据本发明专利技术的用于修正飞机的飞行控制系统中的LOC信号的方法及系统，能够准确识别并修正LOC信号的异常或偏差，提高飞机进近的精确性和可靠性。

A method and system for correcting the LOC signal in the flight control system of an aircraft

The invention discloses a method and system for correcting the LOC signal in the flight control system of an aircraft, the method includes: collecting the LOC signal and flight parameters; determining the real change trend of the absolute value of the LOC signal only based on the sign of the LOC signal and the heading, calculating the real change rate of the LOC signal only based on the flight parameters; only based on the absolute value of the LOC signal and its change To determine the reference change trend and reference change rate of the absolute value of the LOC signal; to judge whether the correction activation conditions which can represent the large deviation of the LOC signal are met; when the correction activation conditions are met, the real change rate of the current LOC signal is used to correct the LOC signal and output it to the flight control system. According to the method and system for correcting the LOC signal in the flight control system of the aircraft, the abnormality or deviation of the LOC signal can be accurately identified and corrected, and the accuracy and reliability of the aircraft approach can be improved.

【技术实现步骤摘要】
用于修正飞机的飞行控制系统中的LOC信号的方法及系统
本专利技术涉及飞机的飞行控制系统，尤其涉及用于修正飞机的飞行控制系统中的LOC信号的方法及系统。
技术介绍
ILS(即仪表着陆系统)是一种广泛用于飞机精密进近的导航系统。其中，LOC(即航向信标)安装在跑道终点以外的跑道中心延长线上，LOC的波束为角度很小的扇形，用于提供飞机相对于跑道的航向道(水平位置)的指引。当飞机使用ILS进近时，飞机首先会截获LOC信号，并根据LOC信号提供的飞机与跑道中心线的偏差，使飞机切入跑道中心线。在某些情况下，另一飞机或地面车辆可能在飞机进场时行进穿过LOC发出的定位信标波束，从而在由飞机接收的ILS定位信标信号中引入多路径效应，通常表现为ILS定位信标偏差中的低频振荡或高频振荡。高频振荡通常是由空中飞行器或其它快速移动的物体快速移动通过定位信标波束引起的，此类振荡通常可具有1秒或更短的周期，即具有1赫兹或更高的频率。低频振荡通常是由地面上缓慢移动的交通工具诸如例如滑行飞行器和地面装备引起的。此类振荡通常具有大于1秒的周期，即具有低于1赫兹的频率。被干扰的LOC信号输入到飞行控制系统后，可能会导致截获LOC机动的提前或滞后，导致控制性能降级。尤其是错误的LOC偏差变化趋势，有可能会导致飞机在截获LOC机动时飞行控制系统给出错误方向的滚转指令，使飞机严重偏离目标进近航迹。现有技术针对LOC信号的偏差的处理问题做出了一定的努力。根据波音公司的专利CN108008734A和CN108008434A，其通过计算GPS定位信标偏差和惯性定位信标偏差的平均定位信标偏差，与ILS定位信标偏差之间的差值进行比较，可以检测ILS的低频异常。在检测到低频异常后，根据计算的惯性定位信标偏差控制飞机，从而解决LOC定位信标偏差低频的异常问题。然而，这些已有的方案采用ILS输出对INS(即惯性导航系统)的偏差计算进行初始化，当ILS已经受到干扰时会导致INS计算值的偏差或不准确。并且，INS计算LOC偏差时采用初值加积分的方式，因而误差会随时间积累。同时，这些已有方案需要利用GPS定位数据，因而当GPS不可用时，这些已有方案无法解决高频异常或低频异常引起的LOC信号的异常或偏差。因此，亟需提供一种新的用于修正飞机的飞行控制系统中的LOC信号的方法及系统，以准确识别LOC信号的异常或偏差，并准确修正用于飞行控制系统中的LOC信号，以提高飞机进近的精确性、可靠性和抗干扰性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有的飞机的进近控制技术容易因收到的LOC信号的异常或偏差而偏离目标进近航迹，而无法准确识别及修正LOC信号的异常或偏差的缺陷，提出一种新的用于修正飞机的飞行控制系统中的LOC信号的方法及系统。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：本专利技术提供了一种用于修正飞机的飞行控制系统中的LOC信号的方法，其特点在于，所述方法包括以下步骤：持续地采集LOC信号以及持续地采集飞机的飞行参数，其中，所述飞行参数包括地速和航向；仅基于采集到的LOC信号的正负号结合所述航向确定LOC信号的绝对值的真实变化趋势，并且仅根据采集得到的所述飞行参数计算得到LOC信号的真实变化率；仅根据采集得到的LOC信号的绝对值及其变化，确定LOC信号的绝对值的参考变化趋势，并结合此前经修正后的LOC信号计算得到LOC信号的参考变化率；判断以下修正激活条件中的任意一个是否被满足：；当前的LOC信号的绝对值的真实变化趋势和参考变化趋势不同；当前的LOC信号的真实变化率和参考变化率的差值的绝对值不小于预设的变化率误差阈值；在上述修正激活条件中的任意一个被满足时，利用当前的LOC信号的真实变化率修正LOC信号，并将修正后的LOC信号输出至飞行控制系统。根据本专利技术的一种实施方式，该方法具体可包括以下步骤：S1、判断当前时间段采集到的LOC信号和前一时间段经修正的LOC信号的正负号是否相同，若相同则执行步骤S2，若不相同则执行步骤S5；S2、基于当前时间段采集到的LOC信号的正负号和所述航向确定LOC信号在当前时间段的绝对值的真实变化趋势；S3、基于当前时间段采集到的LOC信号的绝对值和前一时间段经修正的LOC信号的绝对值，确定LOC信号的绝对值的参考变化趋势和LOC信号的参考变化率；S4、比较步骤S2确定的所述真实变化趋势与步骤S3确定的所述参考变化趋势是否相同，若相同则执行步骤S5，若不相同则执行步骤S6；S5、比较步骤S3确定的所述参考变化率和当前时间段的LOC信号的所述真实变化率，若二者的差值的绝对值小于所述变化率误差阈值，则将当前时间段采集到的LOC信号作为当前时间段的经修正的LOC信号，否则执行步骤S6；S6、在前一时间段的经修正的LOC信号的基础上，利用当前时间段的LOC信号的所述真实变化率进行修正，以形成当前时间段的经修正的LOC信号。根据本专利技术的一种实施方式，采用以下步骤S5’代替步骤S5，其中步骤S5’包括：S51’、计算步骤S3确定的所述参考变化率和当前时间段的LOC信号的所述真实变化率的差值的绝对值；S52’、判断所述差值的绝对值是否小于预设的第一变化率误差阈值，若否则执行步骤S6，若是则执行步骤S53’；S53’、判断所述差值的绝对值是否大于预设的第二变化率误差阈值，若否则将当前时间段采集到的LOC信号作为经修正的LOC信号，若是则继续监测所述差值的绝对值是否持续大于所述第二变化率误差阈值且小于所述第一变化率误差阈值达到预设的持续时间阈值，并在达到所述持续时间阈值时执行步骤S6，其中所述第二变化率误差阈值小于所述第一变化率误差阈值。根据本专利技术的一种实施方式，所述方法还包括：将当前时间段的经修正的LOC信号发送至飞机的飞控系统作为所述飞控系统的飞控指令计算中采用的源数据。根据本专利技术的一种实施方式，步骤S2中采用以下公式(1)确定LOC信号在当前时间段的绝对值的真实变化趋势；公式(1)中，ρ(k+1)表示当前时间段的LOC信号，ρ(k)表示当前时间段的前一时间段的LOC信号，ρ(k+1)的绝对值和ρ(k)的绝对值的大小关系则表征LOC信号在当前时间段的绝对值的真实变化趋势，DDM表示当前时间段的LOC信号的信号值，Angel_GND表示所述航向，Angel_RWY表示飞机进近的跑道中心线的延伸方向。根据本专利技术的一种实施方式，所述基于所述飞行参数计算得到LOC信号的真实变化率包括：根据所述航向和所述地速计算得到所述地速在垂直于所述跑道中心线的方向上的分量，根据所述分量计算得到LOC信号的真实变化率。根据本专利技术的一种实施方式，经由飞机的INS系统持续地采集所述飞行参数。本专利技术还提供了一种用于修正飞机的LOC信号的修正系统，其特点在于，所述修正系统包括：LOC信号接收器，其被配置为能够持续地采集LOC信号并将其发送至计算模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于修正飞机的飞行控制系统中的LOC信号的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n持续地采集LOC信号以及持续地采集飞机的飞行参数，其中，所述飞行参数包括地速和航向；/n仅基于采集到的LOC信号的正负号结合所述航向确定LOC信号的绝对值的真实变化趋势，并且仅根据采集得到的所述飞行参数计算得到LOC信号的真实变化率；/n仅根据采集得到的LOC信号的绝对值及其变化，确定LOC信号的绝对值的参考变化趋势，并结合此前经修正后的LOC信号计算得到LOC信号的参考变化率；/n判断以下修正激活条件中的任意一个是否被满足：当前的LOC信号的绝对值的真实变化趋势和参考变化趋势不同；当前的LOC信号的真实变化率和参考变化率的差值的绝对值不小于预设的变化率误差阈值；/n在上述修正激活条件中的任意一个被满足时，利用当前的LOC信号的真实变化率修正当前的LOC信号，并将修正后的LOC信号代替采集得到的LOC信号，并将其输出至飞行控制系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于修正飞机的飞行控制系统中的LOC信号的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
持续地采集LOC信号以及持续地采集飞机的飞行参数，其中，所述飞行参数包括地速和航向；
仅基于采集到的LOC信号的正负号结合所述航向确定LOC信号的绝对值的真实变化趋势，并且仅根据采集得到的所述飞行参数计算得到LOC信号的真实变化率；
仅根据采集得到的LOC信号的绝对值及其变化，确定LOC信号的绝对值的参考变化趋势，并结合此前经修正后的LOC信号计算得到LOC信号的参考变化率；
判断以下修正激活条件中的任意一个是否被满足：当前的LOC信号的绝对值的真实变化趋势和参考变化趋势不同；当前的LOC信号的真实变化率和参考变化率的差值的绝对值不小于预设的变化率误差阈值；
在上述修正激活条件中的任意一个被满足时，利用当前的LOC信号的真实变化率修正当前的LOC信号，并将修正后的LOC信号代替采集得到的LOC信号，并将其输出至飞行控制系统。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、判断当前时间段采集到的LOC信号和前一时间段经修正的LOC信号的正负号是否相同，若相同则执行步骤S2，若不相同则执行步骤S5；
S2、基于当前时间段采集到的LOC信号的正负号和所述航向确定LOC信号在当前时间段的绝对值的真实变化趋势；
S3、基于当前时间段采集到的LOC信号的绝对值和前一时间段经修正的LOC信号的绝对值，确定LOC信号的绝对值的参考变化趋势和LOC信号的参考变化率；
S4、比较步骤S2确定的所述真实变化趋势与步骤S3确定的所述参考变化趋势是否相同，若相同则执行步骤S5，若不相同则执行步骤S6；
S5、比较步骤S3确定的所述参考变化率和当前时间段的LOC信号的所述真实变化率，若二者的差值的绝对值小于所述变化率误差阈值，则将当前时间段采集到的LOC信号作为当前时间段的经修正的LOC信号，否则执行步骤S6；
S6、在前一时间段的经修正的LOC信号的基础上，利用当前时间段的LOC信号的所述真实变化率进行修正，以形成当前时间段的经修正的LOC信号。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，采用以下步骤S5’代替步骤S5，其中步骤S5’包括：
S51’、计算步骤S3确定的所述参考变化率和当前时间段的LOC信号的所述真实变化率的差值的绝对值；
S52’、判断所述差值的绝对值是否小于预设的第一变化率误差阈值，若否则执行步骤S6，若是则执行步骤S53’；
S53’、判断所述差值的绝对值是否大于预设的第二变化率误差阈值，若否则将当前时间段采集到的LOC信号作为经修正的LOC信号，若是则继续监测所述差值的绝对值是否持续大于所述第二变化率误差阈值且小于所述第一变化率误差阈值达到预设的持续时间阈值，并在达到所述持续时间阈值时执行步骤S6，其中所述第二变化率误差阈值小于所述第一变化率误差阈值。


4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将当前时间段的经修正的LOC信号发送至飞机的飞控系统作为所述飞控系统的飞控指令计算中采用的源数据。


5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S2中采用以下公式(1)确定LOC信号在当前时间段的绝对值的真实变化趋势；



公式(1)中，ρ(k+1...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵慧，刘军，周超，岳峰，刘文渊，张兆亮，
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