一种风速风向确定方法及系统技术方案

本申请属于数据处理技术领域，特别涉及一种风速风向确定方法及系统。该方法包括：步骤S1、确定真空速在地理系的投影；步骤S2、根据真空速在地理系的投影确定风速及风向；步骤S3、获取地速值，当地速值超过阈值时，认定所述风速及风向计算值有效。本申请可通过机载传感器测量的数据，计算出飞机所在位置的风速和风向，为飞行员驾驶飞机提供参考。为飞行员驾驶飞机提供参考。为飞行员驾驶飞机提供参考。

【技术实现步骤摘要】
一种风速风向确定方法及系统


[0001]本申请属于数据处理
，特别涉及一种风速风向确定方法及系统。

技术介绍

[0002]飞机在地球表面的大气层中飞行，必将受到大气层水平流动的影响，使得飞机对大气的运动和飞机对地面的运动不一致，运动的方向和速度都将发生变化。大气层水平流动相对于地面的水平运动就是风。故飞行员在操纵飞机的过程中，必须了解风对飞行的影响，故必须将风速和风向计算并显示出来。由于无法使用传感器在空中平台上直接测量风的运动，故需要通过计算得到风运动的速度和方向。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本申请提供了一种风速风向确定方法及系统，利用可测数据通过计算得到风速风向。
[0004]本申请第一方面提供了一种风速风向确定方法，主要包括：
[0005]步骤S1、确定真空速在地理系的投影；
[0006]步骤S2、根据真空速在地理系的投影以及地速确定风速及风向；
[0007]步骤S3、获取地速值，当地速值超过阈值时，认定所述风速及风向计算值有效。
[0008]优选的是，步骤S1进一步包括：
[0009]步骤S11、获得飞机的真攻角及真侧滑角；
[0010]步骤S12、计算真空速在机体系的投影；
[0011]步骤S13、基于机体系到地理系的转换矩阵确定真空速在地理系的投影。
[0012]优选的是，步骤S13中，所述转换矩阵基于获得的飞机俯仰角、横滚角及航向角求解。
[0013]本申请第二方面提供了一种风速风向确定系统，主要包括：
[0014]真空速投影模块，用于确定真空速在地理系的投影；
[0015]风速风向计算模块，用于根据真空速在地理系的投影确定风速及风向；
[0016]风速风向输出模块，用于获取地速值，当地速值超过阈值时，认定所述风速及风向计算值有效。
[0017]优选的是，所述真空速投影模块包括：
[0018]飞机参数获取单元，用于获得飞机的真攻角及真侧滑角；
[0019]机体系投影计算单元，用于计算真空速在机体系的投影；
[0020]地理系投影计算单元，用于基于机体系到地理系的转换矩阵确定真空速在地理系的投影。
[0021]优选的是，所述地理系投影计算单元包括转换矩阵计算子单元，用于基于获得的飞机俯仰角、横滚角及航向角求解转换矩阵。
[0022]本申请可通过机载传感器测量的数据，计算出飞机所在位置的风速和风向，为飞
行员驾驶飞机提供参考。
附图说明
[0023]图1是本申请风速风向确定方法的一优选实施例的流程图。
具体实施方式
[0024]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
[0025]本申请第一方面提供了一种风速风向确定方法，如图1所示，主要包括：
[0026]步骤S1、确定真空速在地理系的投影；
[0027]步骤S2、根据真空速在地理系的投影以及地速确定风速及风向；
[0028]步骤S3、获取地速值，当地速值超过阈值时，认定所述风速及风向计算值有效。
[0029]在一些可选实施方式中，步骤S1进一步包括：
[0030]步骤S11、获得飞机的真攻角及真侧滑角；
[0031]步骤S12、计算真空速在机体系的投影；
[0032]步骤S13、基于机体系到地理系的转换矩阵确定真空速在地理系的投影。
[0033]在一些可选实施方式中，步骤S13中，所述转换矩阵基于获得的飞机俯仰角、横滚角及航向角求解。
[0034]具体的，真空速在地理系的投影：
[0035][0036]其中，真空速在机体系的投影：
[0037][0038][0039][0040]其中，α为真攻角，β为真侧滑角。
[0041]其中，机体系到地理系的转换矩阵为：
[0042][0043]M
11
＝cosγ
×
cosΨ
T
+sinγ
×
sinθ
×
sinΨ
T
[0044]M
12
＝cosθ
×
sinΨ
T
[0045]M
13
＝sinγ
×
cosΨ
T
‑
cosγ
×
sinθ
×
sinΨ
T
[0046]M
21
＝
‑
cosγ
×
sinΨ
T
+sinγ
×
sinθ
×
cosΨ
T
[0047]M
22
＝cosθ
×
cosΨ
T
[0048]M
23
＝
‑
sinγ
×
sinΨ
T
‑
cosγ
×
sinθ
×
cosΨ
T
[0049]M
31
＝
‑
sinγ
×
cosθ
[0050]M
32
＝sinθ
[0051]M
33
＝cosγcosθ
[0052]最后通过以下公式计算风速、风向：
[0053]风速：
[0054][0055]风向：
[0056]上述公式中，V
E
，V
N
，V
U
分别为地速的北、东、天分量。
[0057]另外，本申请在步骤S3中限制了风速及风向的输出，当地速值过小时，会导致风速、风向的计算结果不正确。因此，本申请采用阈值与步骤S2计算结果进行比较，以控制输出的有效性。
[0058]本申请阈值通常选取自130
‑
160m/s中的任一值。
[0059]本申请第二方面提供了一种与上述方法对应的风速风向确定系统，主要包括：
[0060]真空速投影模块，用于确定真空速在地理系的投影；
[0061]风速风向计算模块，用于根据真空速在地理系的投影确定风速及风向；
[0062]风速风向输出模块，用于获取地速值，当地速值超过阈值时，认定所述风速及风向计算值有效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风速风向确定方法，其特征在于，包括：步骤S1、确定真空速在地理系的投影；步骤S2、根据真空速在地理系的投影以及地速确定风速及风向；步骤S3、获取地速值，当地速值超过阈值时，认定所述风速及风向计算值有效。2.如权利要求1所述的风速风向确定方法，其特征在于，步骤S1进一步包括：步骤S11、获得飞机的真攻角及真侧滑角；步骤S12、计算真空速在机体系的投影；步骤S13、基于机体系到地理系的转换矩阵确定真空速在地理系的投影。3.如权利要求1所述的风速风向确定方法，其特征在于，步骤S13中，所述转换矩阵基于获得的飞机俯仰角、横滚角及航向角求解。4.一种风速风向确定系统，其特征在于，包括：真空速投影...

【专利技术属性】
技术研发人员：马晓宁，刘志男，白朝晖，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：