空速的GPS试飞校准方法

通过“往返试飞”消除风速影响从而由 GPS测得的地速求得真空速,运用近似理想气体理论,建立Ma数真值与真空速、大气总温的关系,解算出 Ma数真值,得到“GPS速度法”;或者考虑真实大气与标准大气的差异,在水平航线上引入气压高度常值偏差及航路气压修正系数,建立 GPS几何高度与气压高度的关系,结合“速度法”求得的任一 Ma数点的校准量,解算出气压高度真值,得到“GPS高度法”。通过对某型飞机的飞行试验,验证了这些方法的可靠性与实用性。     

空速的GPS试飞校准方法

通过“往返试飞”消除风速影响从而由GPS测得的地速求得真空速，运用近似理想气体理论，建立Ma数真值与真空速，大气总量的关系，解算出Ma数真值，得到“GPS速度法”，或者考虑真实大气与标准大气的差异，在水平航线上引入气压高度常值偏差及航路气压修正系数，建立GPS几何高度与气压高度的关系。结合“速度法”求得的任一Ma数点的校准量，解算出气压高度真值，得到“GPS高度法”，通过对某型飞机的飞行试验，验证了这些方法的可靠性与实用性。     

GPS在空速系统位置误差测量中的应用

飞机空速系统位置误差测量是飞机性能试飞的重要内容之一，也是各科目试飞的基础，因为没有空速系统位置误差修正量，就无法对飞机的高度和速度进行校准，确定空速系统位置误差的方法有多种，如雷达法，经纬仪法，照像法（参考的法）标准机伴飞法，拖锥法等。与其它方法相比较，ＧＰＳ方法是一种既快又省的方法，特点是改装方便，数据处理速度快，工作稳定，故障率低，在特殊的使用条件下精度的可满足要求。     

GSY-1高度速度中心仪

 高度速度中心仪,也称大气数据计算机,是近代高性能飞机所必须的特种设备之一,是航行驾驶仪表和传感器的发展方向。国外自五十年代以来在各种军用和民用机上都已广泛使用。本文对 GSY-1高度速度中心仪的工作原理及研制中的一些技术问题作了介绍。内容有:中心仪简介、静压测量、动压测量、阻滞温度测量、M 数解算、真空速解算及提高可靠性的措施等。     

基于飞行试验的无人机空速系统误差修正研究

无人机系统的飞行控制逻辑和极限状态的限制程序都严重依赖于精确的大气数据系统,其准确性与飞行安全直接相关。文中针对现阶段无人机飞行特点,对空速系统误差产生机理进行分析,同时结合无人机空速系统发展现状,确定采用GPS速度法进行空速系统位置误差修正。通过分析总结数据处理流程,提出了正反航向和三边飞行2种飞行方法,利用飞行试验,对2种飞行方法的数据进行处理,发现在侧风较小时,2种飞行方法的数据处理结果基本一致;而在侧风较大时,三边飞行法得到的空速校准误差结果更为可信。     

超音速时修正空速与马赫数的换算及加速度因子的计算

给出了超音速飞行时修正空速与马赫数的换算公式，并根据导出的公式计算了０—３２０００ｍ各高度上的修正空速与马赫数、真空速对应的数值表，该表与文献［２］中给出的数值表（表２５）完全一致。此外，也给出了在超音速时等表速爬升的加速度因子的计算公式。     

气压高度表辅助下GPS接收机自备完善性监测可用性研究

 对我国范围内飞机非精密进场及终端航行时全球定位导航系统（ＧＰＳ）接收机自备完善性监测（ＲＡＩＭ）的可用性进行了研究，分析了气压高度表辅助和故障偏置大小对ＧＰＳＲＡＩＭ可用性的影响。结果表明：气压高度表与ＧＰＳ组合是提高ＲＡＩＭ可用性的有效措施；过大或过小的偏置误差将产生较小的漏警概率，而中等大小的故障偏置则产生较大的漏警概率     

GPS速度法确定飞机空速系统位置误差

飞机空速系统位置误差的测定,飞行试验中有多种常规方法,但期精度只能满足常规型号空速系统的验证要求。针对这一问题提出了ＧＰＳ速度法,叙述了该方法的原理、实施过程和数据处理方法,讨论了方法的系统精度并给出了误差估算结果。通过对某型飞机的验证试飞,表明该方法简便易行,可满足气动补偿型空速系统的试飞验证要求。     

四维下降飞行技术的研究与仿真：定常航迹角法下降剖面解算

本文研究的是四维飞行性能管理系统的核心环节－飞机在终端区域内的四维下降技术，首先探讨了基于常值航迹角的定常Ｍ数／指示空速下降飞行技术，论述了其高度剖面的构成与特点，通过尤拉积分方法求解飞机运动方程，实现了高度冲面的解算。其次开发了对速度剖面的迭代过程，选取原则及方法。本文在进行理论分析的同时，还开发了满意的仿真软件，一了其应用价值。     

GPS完善性监测研究

ＲＴＣＡＳＣ－１５９完善性工作小组提出了实现ＧＰＳ完善性监测的技术可以分成两类：一类为内部法，如处理接收机内部的冗余信息或来自其它传感器的辅助信息；另一类为外部法，如ＧＩＣ或ＤＧＰＳ。本文将主要讨论内部方法中ＧＰＳ／ＩＮＳ组合系统，ＡＲＰ方法及ＧＰＳ／气压高芳表组合在我国ＧＰＳ完善性监测中的应用。     

CPS完善性监测研究

ＲＴＣＡＳＣ－１５９完善性工作小组提出实现ＧＰＳ完善性监测的技术可以分成两类：一类为内部法，如处理接收机内部的冗余信息或来自其它传感器的辅助信息；另一类为外部法，如ＧＩＣ或ＤＧＰＳ。本文将主要讨论内部方法中ＧＰＳ／ＩＮＳ组合系统、ＡＲＰ方法及ＧＰＳ／气压高度表组合在我国ＧＰＳ完善性监测中的应用     

飞机等表速运动方程与稳态爬升参数计算

为了揭示等表速飞行的内在机理,建立了飞机等表速运动方程,提出了等表速爬升运动参数计算方法。对比等表速和等真空速爬升公式,提出了功率因子的概念,以反映飞机等表速与等真空速爬升所需单位剩余功率之间的关系。针对等表速等推力、等表速等梯度、等表速等升降速度3种典型爬升方式,应用飞机等表速运动方程给出了稳态运动参数计算方法。计算结果表明,3种爬升方式均存在稳态爬升剖面,稳态运动参数与表速呈一一对应关系。     

基于压力控制器的气压高度表自动检定系统

通过对航空气压高度表的工作原理和检定方法进行分析,提出了一种新的气压高度表检定方法。该方案采用广泛应用的PPC2气体压力控制器模拟产生精密气压高度信号,直接对航空气压高度表、航空大气数据计算机的静压和气压高度等项目进行检定,对具有RS232数据输出功能的电子式气压高度表可以实现自动检定,对这种方法的测量不确定度进行了分析。该方法具有操作便捷、可靠性高的特点。     

嵌入式大气数据传感系统校准方法研究

针对嵌入式大气数据传感系统的空速校准问题,提出了一种基于释放气象探空气球获取试验空域的大气静压、静温、风速风向等大气数据,以此为基础进行空速校准的方法。通过对比动静压和真空速2种方法计算获得的马赫数结果,验证该方法的有效性。试验结果表明,该方法简单、有效,可为此类大气数据传感系统的空速校准提供参考。     

气压垂直导航中修正高度分析

在世界海拔最高民用机场四川稻城亚丁机场的基于性能导航(PBN)飞行程序设计过程中,由于GPS在垂直方向精度较低,最后进近航段采用气压垂直导航(Baro-VNAV).但机场海拔高,这种导航方式受到修正高度的影响较大.因此通过对ISA偏差对气压高度的影响公式进行推导,得出修正高度公式,利用Matlab对机场温度、航段高、机场标高与修正高度H修的关系进行分析,并以四川稻城亚丁机场Baro-VNAV实例进行了验证.最终给出了在PBN飞行程序设计过程中的建议.     

全速度范围内确定飞机气动激波修正量

简要介绍了ＧＰＳ方法确定飞机气动激波修正量的原理和测试技术,用该方法确定了Ｊ７Ｌ飞机直到失速范围内气动激波修正量,结果表明,采用ＧＰＳ法,通过平飞加、减速飞行,可以获得完整的气动激波修正量曲线,试飞动作量少,要求容易满足,从而大大提高了效率,降低了试成本。     

载人航天轨道大气密度模式修正研究

热层大气密度模式的误差,是影响载人航天定轨精度的关键因素。分析载人航天工程所用Jacchia、MSISE、DTM三类大气密度模式的误差特点,通过比较精度和稳定性,基于现有空间天气参数,选取MSISE模式作为基础模式。研究利用星载加速度计数据反演载人航天轨道大气密度的方法,以验证我国载人航天轨道实测数据的精度;同时利用天宫一号以及神舟二号、三号、四号实测密度数据,以及相应的航天测控数据,分析模式误差与地方时、纬度和高度因素之间的关系,讨论建立合适的三维误差库来存储模式误差的方法,研究平均误差修正法和加权误差修正法,建立NRLMSISE-00的误差修正模式。修正结果应用于交会对接任务,与完全不修正时模式平均11.44%的误差相比较,两种修正方法的误差均明显减小,分别为5.41%和4.99%;其中平均误差修正法和加权误差修正法在未来1天、2天、3天的修正结果的误差分别是4.06%、3.73%,6.06%、5.78%,6.13%、5.72%,表明提前1天的修正效果最好;同时比较累积1-5天的误差库滑动也可以看出,误差库累积1天的效果相对较好;比较两种方法的预测效果显示,加权误差修正法优于平均误差修正法。研究表明基于三维误差库的模式修正方法显著提高了载人航天轨道大气密度预测精度,可为交会对接等载人航天任务提供技术支持。     

基于迭代滤波的上升段不确定参数辨识

针对扩展卡尔曼滤波进行高超声速飞行器在线参数辨识时无法准确辨识参数的不确定性问题,提出了在线实时参数修正的迭代滤波辨识方法。首先,推导了包含侧滑角和推力的三自由度动力学方程;其次,提出基于第一次滤波辨识结果在线实时修正空速并进行第二次滤波的迭代滤波辨识策略;然后,采用一阶马尔科夫过程描述不确定性参数模型,并将不确定性参数增广到系统状态中,建立了基于扩展卡尔曼滤波理论的参数辨识模型。仿真结果表明,这种辨识方法可以有效解决在风场条件下大气密度不确定性无法准确辨识的问题。     

歼击机高度分层试飞验证

针对采用气动补偿空速系统以改善测高系统精度的现代飞机 ,简要介绍了高度分层的要求 ;阐述了引起飞机空速系统位置误差的主要误差源并进行了分析 ;给出了通过 GPS速度法对歼击机高度分层试飞验证结果 ,并对试飞结果进行了分析和讨论 ;结果表明 ,所得到的试飞数据可为飞机气动补偿空速系统设计和高度分层试飞方法研究提供重要依据。     

面向空中交通节能减排的真空速估算模型

为了实现终端区内空管单位燃油消耗的有效评估,结合综合航迹数据采用数据挖掘技术,提出一种基于航迹数据的终端区真空速的估算模型.首先应对综合航迹数据处理,提出了对综合航迹处理的方法;通过在中国气象数据网上获取机场上空风的数据,利用插值法建立机场上空风场的模型;分析航行速度三角形,推导出真空速计算模型.最后分别以离场和进场的QAR数据,用Matlab对真空速进行仿真估算.结果表明:方法能够有效地利用综合航迹数据进行真空速的估算.