[发明专利]用于确定飞机的飞行参数的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定飞机在飞行期间的飞机的飞行参数的方法和系统。

背景技术

电动飞行控制和现代运输飞机更高水平的自动化的引入，使得显著提高它们的安全性成为可能。这一技术的飞跃允许更安全的引航法规的制定-特别是由自动驾驶仪来执行-它积极参与保护飞机，特别是在异常情况、飞行系统故障、危险的环境条件等时候。

然而，许多引航法规的使用增加了飞行系统对飞机状态参数的测量的依赖。特别是某些飞行参数现在变成为确保飞机飞行所必不可少，因此这些参数具有可靠的值就变得有必要。必不可少的参数包括，特别是，测定风力和惯性参数，他们的处理由ADIRS系统执行(首字母缩略词代表“大气数据和惯性基准系统”)，该系统递送有关飞机的速度，高度和惯性的数据(特别是配平)的信息。

现在，飞行参数的值建立在源自合适适配的传感器的测量的基础上，因此这些值的正确性本质上依赖于这些传感器执行的测量的正确性。然而，在外部传感器的情况下，外部干扰(例如结冰或传感器中的其他污垢)可能损害由这些外部传感器执行的测量的精度和正确性。

因此，为了满足由航空安全部门施加的监管和安全义务，有必要确保飞行参数数值的可靠性、精确性和可用性。

因此，目前执行的已知的一个解决方案依赖于硬件的冗余：这带来传感器和计算机数目的扩增，以使得获得给定飞行参数的值成为可能。

但是，给定飞行参数的不一致和/或错误值的检测，在某些极端情况下，可能导致不考虑由传感器获得的任何值，因此然后没有任何与所述被考虑的飞行参数相关的值可用。这些值的缺失能导致由机载飞行系统使用的引航法规中的改变。

这就是为什么，为了避免一个或多个参数值的整个缺失的极端情况，已知的在卡尔曼滤波器的帮助下估计至少一些必不可少的飞行参数。例如，已知的是入射角可以使用基于定义飞行过程中的入射角演化的飞行力学方程配置的卡尔曼滤波器进行估计。为了进行这样的估计，卡尔曼滤波器接收作为输入的空速的测量(入射角与后者密切相关)-由机载传感器获得-并递送入射角的估计作为输出。

然而，当空速的测量值是错误的时候(例如由于传感器故障)，入射角的估计也变得有缺陷。因此，由卡尔曼滤波对唯一飞行参数进行的估计不会使得人们可能规避为了估计所考虑的飞行参数必须的输入参数的一个或多个测量中的干扰，因为，在这种情况下，获得的估计也是错误的从而不可用。

本发明的目的是纠正这些缺点，并且特别是规避卡尔曼滤波器的一个或多个输入参数测量的缺陷，从而保证在后者滤波器输出上被考虑的飞行参数的可靠值的可用性。

发明内容

为此，根据本发明，一种用于改善在飞机飞行期间飞机的飞行参数的实时确定的方法，值得注意的是执行下述步骤：

-选择至少两个要进行估计的所述飞机的飞行参数；

-确定飞行力学方程，其分别与选择的飞行参数相关联，并且其中在所述选择的飞行参数之间存在依赖关系；

-基于与所述选择的参数相关联的所述确定的飞行力学方程，配置扩展的卡尔曼滤波器，其接收包括至少所述选择的飞行参数的输入参数的值；和

-在所述飞机的飞行期间，执行扩展的卡尔曼滤波器，使得它递送所述选择的飞行参数的联合估计作为输出。

这样，依靠本发明，经由特别确定的飞行力学方程而相互关的至少两个飞行参数在适当配置的扩展卡尔曼滤波器的帮助下被同时估计。如此规避了在输入参数的一个或多个值中的错误。确实，在选择的飞行参数的估计期间使用的扩展的卡尔曼滤波器的输入参数的错误值不再必然导致后者的错误估计，因为，依靠本发明，可以重新构建所述选择的飞行参数的估计，尤其是基于通过确定的飞行力学方程的媒介其被耦合到的另一个选择飞行参数的估计。

另外所述，本发明提供了至少两个通过飞行力学方程相互关的先前选择的飞行参数的共同估计，即使在滤波器的一个或多个输入值是错误的时候。这保证了在飞机引航法规中执行的选择的飞行参数数值的可用性。因此，本发明使得人们可能提供选择的飞行参数的备用估计，当飞机的传感器不再以传统方式使得这一切成为可能的时候。

优选的，所述卡尔曼滤波器由下述矩阵定义：

·与测量噪声相关和与测量噪声V的对角矩阵关联的协方差矩阵R；和

·与演化噪声相关和与演化噪声W的对角矩阵关联的协方差矩阵Q；

-执行下述额外的步骤：

·检验所述输入参数的值是可容许的；和

·在检测输入参数的值的缺陷的情况下，实时适配协方差矩阵R和Q中至少一个的至少一个元素的当前值。