本发明专利技术涉及一种确定一飞机的安全空中走廊的宽度的方法和装置以及确保一飞机的自动低空飞行的方法和系统。本发明专利技术装置（１）包括：操作者用来输入各影响飞机的自动低空飞行的多个误差的装置（３）；确定不得超过的偏离安全空中走廊的概率的装置（４）；以及根据所述误差和所述偏离概率用至少一个关联至少所述误差、所述偏离概率和所述宽度的数学表达式确定所述安全空中走廊的宽度的装置（５）。
Method and system for determining safe air corridor width and aircraft automatic low altitude flight
The present invention relates to a method and apparatus for determining the width of a secure air corridor for an aircraft, and a method and system for ensuring an automatic low altitude flight of an aircraft. The device of the invention includes: (1) the operator input device used to the impact of a number of aircraft automatic error at low altitude (3); the determining device shall not deviate from the probability of safety over the air corridor (4); and the error and the deviation probability mathematical expression of at least one Association at least the error, the probability and the width deviation determination device of the safety air corridor width according to (5).
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于飞机的安全空中走廊宽度的确定方法 和装置以及确保飞机自动低空飞行的方法和系统本专利技术涉及一种用于确定由飞机飞行轨道的横向轨道的两侧界定 的安全空中走廊宽度的方法和装置，以及一种确保沿该飞行轨道自动 导航的飞机的低空飞行的方法和系统。本专利技术特别但不只用于推力/重量比小、惯性大、机动飞行时间一 般较慢的军用运输机。在本专利技术中，低空飞行一词指沿(低空)飞行轨道飞行的飞机尽 可能接近它在其上空飞行的地面而避免进行定位。这样一种低空飞行轨道因此通常位于离地面预定最低高度、例如500英尺(约150m)上。 由于接近地面，飞机沿所述飞行轨道导航时如飞机相对要遵从的 飞行轨道稍稍发生横向或垂直向下偏离就有与下面地面发生碰撞(直 接与地面或与地面上建筑物)的巨大危险。当然绝不容许发生这种危 险。本专利技术的目的是使用安全空中走廊确保(沿包括横向轨道和垂直 轨道的飞行轨道自动导航的)飞机的低空飞行，使得飞机根本不可能 与下面地面发生碰撞。本专利技术特别用于自主的自动飞行，即不靠任何向前发射装置，比 方说雷达而只靠飞机上的领航，飞行管理和导航系统和地面数字数据 库进行的自动飞行。大家知道，这类自主自动飞行会发生下述方面的 误差-领航机载领航系统给出的位置与飞机的实际位置不严格相符；-导航自动驾驶仪控制由领航系统给出的在飞行管理系统算出 的轨道上的位置。所述控制显示出一种固有性能，其把自动驾驶仪的 能力转为在所申请的轨道上导航飞机。在介助于驾驶员必须手动遵从 的飞行控制器进行飞行时也会发生导航误差；-飞行轨道飞行轨道的精确性取决于所使用电脑的算法和处理 器的精度，此外特别地，需要时取决于对下面地面的数字模拟中存在 的误差。为减小由特别由上述一个或多个误差造成的轨道橫向偏移引起的 任何(灾难性)与环境地面碰撞危险的发生的概率，由所迷飞行轨道 的两侧形成一宽度足够的安全空中走廊。本专利技术还涉及一种用于确定由飞机的飞行轨道的横向轨道的两侧 界定的这一安全空中走廊的宽度的方法。为此，所述方法的特别之处在于a) 估计对飞机的低空自动(和自主)飞行各有影响的多个误差；b) 确定不得超过的偏离安全空中走廊的概率；以及c) 根据所述误差和所述偏离概率，用至少一个将至少所述误差、 所述偏离概率和所述宽度连在一起的数学表达式确定所述安全空中走 廊的宽度。因此，凭借本专利技术，可确定考虑了容易影响上述自主自动驾驶的 误差的安全空中走廊。最好是，在步骤a)中，考虑如下误差中的至少某些误差-领航误差；-导航误差；—飞行轨道误差。此外，最好是，所述误差以概率密度形式估计。最好是，所述概率密度核对下述定律之一 -指数定律；-拉普拉斯-高斯定律；-泊松定律；-多项式定律。此外，最好是，所述偏离概率等于10 —8/hdv， hdv表示飞机飞行一 小时。最好是，在两个在概率的意义上独立的不同误差的情况下，所述 数学表达式为其中:- P表示所述偏离概率;- d表示安全空中走廊的所述宽度的一半；- fl表示关于所述误差中第一误差的概率密度；以及- f2表示关于第二误差的概率密度。此外，最好是，在概率密度各为fi的三个不同误差的情况下，也 使用所述数学表达式(1)从而根据两个(整体)概率密度fl和f2的 函数计算P， fl对应由独立的概率密度fi的两个误差之和得出的概率 密度，O为剩余的第三误差的独立概率密度fi。此外，如所述误差以拉普拉斯-高斯定律形式表示，安全空中走廊的宽度等于外推向所述偏离概率的所述误差的极限的二次方平均值 的2倍。此时，所述数学表达式为-d为安全空中走廊所述宽度的一半；-L (p)为取决于一误差的发生概率p的展开系数；以及—oi为一误差i的高斯分布的标准偏差。应该看到，如已知一具有概率P的误差极限，可用拉普拉斯-高 斯定律从误差分布得出标准偏差o。在该例中，拉普拉斯-高斯定律整 个由对(fi, o)确定，n为误差平均值，其值为O,因为误差在右边或 左边的发生概率相同。该误差的极限(等于由之得到的某一概率)用 表达式L(p) '(T得出。可用拉普拉斯-高斯定律确定p在区间〔0， 1〕 中的系数L(p)。 一般来说，领航、导航和轨道的误差的极限已知为 95%,因此可确定标准偏差o，从而确定具有任何其它概率的误差极 限。此外，最好是，在所述宽度上加上考虑飞机翼展的余量。在一特殊实施例中，考虑由飞机的至少一个系统(飞行控制，发 动机等)的故障造成的至少一个误差，这一故障可能造成进一步的横 向偏离。该故障有一定发生概率。本专利技术还涉及一种用于确保一沿一包括一橫向轨道和一垂直轨道 的飞行轨道自动导航的飞机的低空飞行的方法。按照本专利技术，所述方法的特别之处在于其中:-安全空中走廊的宽度通过实施之前描述过的方法确定； -确定具有所述宽度、界定在所述横向轨道两侧上的没有任何障 碍的安全空中走廊；以及—沿所述飞行轨道自动导航该飞机。因此，由于该安全空中走廊在该目标概率内没有任何障碍、特别 是没有任何地面部分如一高峰，因此飞机沿所述飞行轨道低空飞行时 发生碰撞的危险最小，而飞机保持在该安全空中走廊中飞行，这显然 得益于所述具有足够宽度的安全空中走廊特别在出现上述类型的误差 时的上述确定方式。本专利技术还涉及一种确定界定在一飞机的飞行轨道的横向轨道两侧 上的一安全空中走廊的宽度的装置。 按照本专利技术，该装置包括-把各影响飞机的自动(和自主)的低空飞行的多个误差输入(所述装置中)的装置；-确定不得超过的偏离空中走廊的概率的装置；以及-根据所述误差和所述偏离概率用至少一个将至少所述误差、所述偏离概率和所述宽度连在一起的数学表达式确定所述安全空中走廊的宽度的装置。此外，本专利技术涉及一种飞机的低空飞行的安全系统，包括-确定包括横向轨道和垂直轨道的飞行轨道的第一装置；以及-用于沿所述飞行轨道自动导航飞机的导航装置，还包括一些领航装置。按照本专利技术，该确保系统还包括 -上述之类确定安全空中走廊宽度的装置；以及 -确定没有任何障碍的安全空中走廊的第二装置，该安全空中走廊具有由所述装置确定的宽度，界定在所述横向轨道的两侧上。由于所述安全空中走廊的宽度考虑飞行中会发生的误差，因此该确保系统能把飞机与地面发生碰撞的危险降低到最小。因此飞机的自动低空飞行至少对横向偏离来说其安全性得到确保。下面用附图说明本专利技术实施方式。在这些附图中，相同部件用同一标号表示。图1为本专利技术装置的示意图2示出一安全空中走廊在垂直平面中的特征；以及 图3为本专利技术确保系统的示意图。图1所示本专利技术装置1用来确定一界定在一低空飞行的飞机A、特CS的宽度D。 '' " '按照本专利技术，所述装置1包括—把各影响飞机A的自动(和自主，即不使用任何发射装置如雷 达)低空飞行的多个下述误差输入装置1的装置3;-确定不得超过的偏离安全空中走廊CS的概率的装置^以及 -分别经连线6和7与所述装置3和4连接、根据所述误差和所 述偏离概率用至少一个将至少所述误差、所述偏离概率和所述宽度D 连在一起的数学表达式确定所述安全空中走廊CS的宽度D的装置5。在一特殊实施例中，装置1能考虑以下(用装置3输入的)误差 中的至少某些误差-考虑到下列事实的领航误差机载领航系统给出的位置与飞机 A的实际位置不严格相符；-考虑到以下事实的导航误差自动驾驶仪(使用飞行控本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于确定在飞机（Ａ）的飞行轨道（ＴＯ）的横向轨道（ＴＬ）的两侧界定的一安全空中走廊（ＣＳ）的宽度的方法。其特征在于：ａ）估计分别对飞机（Ａ）的低空自动飞行有影响的多个误差；ｂ）确定不得超过的偏离安全空中走廊（ＣＳ ）的概率；以及ｃ）根据所述误差和所述偏离概率，用至少一个将至少所述误差、所述偏离概率和所述宽度（Ｄ）连在一起的数学表达式确定所述安全空中走廊（ＣＳ）的宽度（Ｄ）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：F阿蒂尼，B卡尔梅尔斯，
申请(专利权)人：空中巴士公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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