基于高度和下降速度的直升機前視預測近地告警包線調(diào)制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及直升機前視告警，具體涉及基于高度和下降速度的直升機前視預測近 地告警包線調(diào)制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著直升機在我國各行各業(yè)日益廣泛的應用，對直升機地形意識及告警系統(tǒng) (HTAWS)的可靠性要求也日益迫切。直升機多變的任務類型，較低的飛行高度，易受到復雜 氣象條件影響的特點，都決定了HTAWS在避免直升機可控飛行撞地（CFIT)方面的重要作 用。目前，HTAWS系統(tǒng)在前視預測方面主要通過輸入即時飛參信息形成告警包絡(luò)線，與地形 數(shù)據(jù)庫進行比對判斷是否存在CFIT風險。上述飛參信息較多關(guān)注直升機的速度、位置與行 進方向，但求囊括所有可能引發(fā)CFIT的危險類型，卻未綜合直升機當前航姿對告警范圍加 以調(diào)整。在復雜地形情況下容易產(chǎn)生虛警，干擾正常飛行操作，影響機組人員對該系統(tǒng)的信 賴度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中直升機地形意識及告警系統(tǒng)（HTAWS)易出現(xiàn)虛 警誤報的問題，提供一種新型的基于高度和下降速度的直升機前視預測近地告警包線調(diào)制 方法。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：基于高度和下降速度的直 升機前視預測近地告警包線調(diào)制方法，包含有，
[0005] S1 :獲取直升機地形意識及告警系統(tǒng)（HTAWS)的交聯(lián)設(shè)備輸入信息；
[0006] S2 :判斷輸入信息中的即時地速信號當前是否有效；若即時地速信號當前有效， 則啟用S3進行前視預測近地告警包線調(diào)制步驟；若即時地速信號當前無效（交聯(lián)信號超出 值域或無信號），則不啟用S3;
[0007] S3 :提供告警包線調(diào)制中所需表征直升機升降趨勢的自變量γ，并以此生成前視 預測近地告警包絡(luò)線；以及，
[0008] S4:判斷直升機前方是否有地形或障礙物侵入前視預測近地告警包絡(luò)線構(gòu)成的告 警范圍內(nèi)；若直升機前方有地形或障礙物侵入告警范圍內(nèi)，則輸出告警；若直升機前方未 有地形或障礙物侵入告警范圍內(nèi)，則不輸出告警。
[0009] 作為基于高度和下降速度的直升機前視預測近地告警包線調(diào)制方法的優(yōu)選方案， S3中包含有，
[0010] S31，每個計算周期內(nèi)，依次判斷如下信號的有效性：GPS/慣導天向速度信號、航 跡傾角信號、大氣機升降速率信號，以獲得自變量γ;
[0011] S32,每個計算周期內(nèi)，判斷GPS/慣導高度信號的有效性，以獲得下視距離Hrat;
[0012] S33,每個計算周期內(nèi)，根據(jù)本周期計算與判斷過程所得的自變量γ與下視距離 生成前視預測近地告警包絡(luò)線。
[0013] 作為基于高度和下降速度的直升機前視預測近地告警包線調(diào)制方法的優(yōu)選方案， S31中，若判斷GPS/慣導天向速度信號有效，則將GPS/慣導天向速度信號的信號值導入至 預設(shè)轉(zhuǎn)換函數(shù)：
[0014]
[0015] 其中，vSPS/INE代表GPS/慣導天向速度，GS代表當前地速；
[0016] 得到表征直升機升降趨勢的包線調(diào)制所需自變量γ。
[0017] 作為基于高度和下降速度的直升機前視預測近地告警包線調(diào)制方法的優(yōu)選方案， S31中，若GPS/慣導天向速度信號無效，而航跡傾角信號有效，則將航跡傾角信號的信號值 導直接用于表征直升機升降趨勢的包線調(diào)制所需自變量γ。
[0018] 作為基于高度和下降速度的直升機前視預測近地告警包線調(diào)制方法的優(yōu)選方案， S31中，若GPS/慣導天向速度信號及航跡傾角信號均無效，而大氣機升降速率信號有效，則 將大氣機升降速率信號的信號值導入至預設(shè)轉(zhuǎn)換函數(shù)
[0019]
[0020] 其中HD0T代表大氣機升降速率信號，GS代表當前地速；
[0021] 得到表征直升機升降趨勢的包線調(diào)制所需自變量γ。
[0022] 作為基于高度和下降速度的直升機前視預測近地告警包線調(diào)制方法的優(yōu)選方案， S31中，若GPS/慣導天向速度信號、航跡傾角信號及大氣機升降速率信號均無效，則將當前 告警包線調(diào)制判定失效并終止流程直到下一計算周期，且包線調(diào)制所需的升降趨勢自變量 γ置為〇。
[0023] 作為基于高度和下降速度的直升機前視預測近地告警包線調(diào)制方法的優(yōu)選方案， 若判斷GPS/慣導高度信號有效，則將前視包絡(luò)線下視距離!1_為短值；若GPS/慣導高度信 號無效，則由系統(tǒng)自動生成近地告警包線的下視距離Hrat，直到下一計算周期。
[0024] 作為基于高度和下降速度的直升機前視預測近地告警包線調(diào)制方法的優(yōu)選方案， S33中，若γ>0,即直升機當前升降趨勢為上升，告警包線包含有下邊界、近直升機底邊界 及遠直升機底邊界；
[0025] 下邊界指自直升機始向正下方延伸且延伸距離為Hcut;
[0026] 近直升機底邊界自下邊界的末端始向前下方延伸，其中，近直升機底邊界的構(gòu)成 公式為：
[0027] ycut=γ-6°
[0028] L = ( Δ H-Hcut) cot γ cut
[0029] 為近直升機底邊界與水平方向所形成的夾角，L為近直升機底邊界的前向投 影長，△Η為固定預設(shè)值；
[0030] 遠直升機底邊界自近直升機底邊界的末端始向前上方延伸，其中，遠直升機底邊 界的構(gòu)成公式為：
[0031] Tcutr =γ
[0032]L，=LAD-L
[0033] '為遠直升機底邊界與水平方向所形成的夾角，L'為遠直升機底邊界的前向 投影長，LAD為總前視預測近地告警距離。
[0034] 作為基于高度和下降速度的直升機前視預測近地告警包線調(diào)制方法的優(yōu)選方案， S33中，若γ<0,即直升機當前升降趨勢為非上升，告警包線包含有下邊界、近直升機底邊 界及遠直升機底邊界；
[0035] 下邊界指自直升機始向正下方延伸且延伸距離為Hcut;
[0036] 近直升機底邊界自下邊界的末端始向前下方延伸，其中，近直升機底邊界的構(gòu)成 公式為：
[0037] ycut= γ
[0038] L= (ΔH_Hcut)cotγcut
[0039] 為近直升機底邊界與水平方向所形成的夾角，L為近直升機底邊界的前向投 影長，△Η為固定預設(shè)值；
[0040] 遠直升機底邊界自近直升機底邊界的末端始向前水平延伸。
[0041] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點至少包含下述：排除不會對飛行產(chǎn)生實際威脅的 地形或障礙物告警源，能靈活應對多種飛行情況，減少對機組人員正常操作的干擾，提高可 靠度。
【附圖說明】
[0042] 圖1為本發(fā)明一實施例的邏輯流程圖。
[0043] 圖2為本發(fā)明一實施例的一包絡(luò)線調(diào)制示意圖。
[0044] 圖3為本發(fā)明一實施例的另一包絡(luò)線調(diào)制示意圖。
【具體實施方式】
[0045] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細說明。
[0046] 參見圖1，圖中所示的是一種基于高度和下降速度的直升機前視預測近地告警包 線調(diào)制方法，包含有以下步驟，
[0047]S1:獲取直升機地形意識及告警系統(tǒng)（HTAWS)的交聯(lián)設(shè)備輸入信息。
[0048] S2 :判斷輸入信息中的即時地速信號當前是否有效。若即時地速信號當前有效，則 啟用S3進行前視預測近地告警包線調(diào)制步驟。若即時地速信號當前無效（交聯(lián)信號超出 值域或無信號），則不啟用S3。
[0049] S3 :所述前視預測近地告警包線調(diào)制步驟，提供包線調(diào)制所需自變量。其中，提供 包線調(diào)制所需自變量，包含有，
[0050] S31，每個計算周期內(nèi)，依次判斷從機載航電設(shè)備獲取的如下信號有效性：GPS/慣 導天向速度信號、航跡傾角信號、大氣機升降速率信號。如判斷GPS/慣導天向速度信號有 效，則將該信號值導入至預設(shè)轉(zhuǎn)換函數(shù)：
[0051]
[0052] (其中vSPS/INE代表GPS/慣導天向速度，GS代表當前地速）
[0053] 得到表征直升機升降趨勢的包線調(diào)制所需自變量γ。若GPS/慣導天向速度信號 無效，即轉(zhuǎn)入航跡傾角信號有效性判斷。如判斷航跡傾角信號有效，則將該信號值導直接用 于表征直升機升降趨勢的包線調(diào)制所需自變量γ。若航跡傾角信號無效，即轉(zhuǎn)入大氣機升 降速率信號有效性判斷。如判斷大氣機升降速率