[发明专利]一种用于获得飞行器的飞行高度的方法

说明书

本发明涉及一种用于获得飞行器的飞行高度的方法。该方法中，飞行器首先利用高度判断装置实时获取飞行器当前的大致飞行高度H₁。以获取的飞行高度H₁是否大于2500英尺作为数据融合方式的判定基准，本发明综合了激光大气数据系统、全球导航卫星系统、无线高度表等不同飞行高度测量设备的特性来进行数据融合，能够保证所获得的高度数据具有较高的精度。

技术领域

本发明涉及飞行器飞行控制领域，具体地，涉及一种用于获得飞行器的飞行高度的方法。

背景技术

在诸如飞机、飞艇等航空飞行器的运行过程中，高度数据至关重要，但是飞机上目前可以用于全飞行过程的高度测量的仅有传统大气数据系统。针对于不同的区域，飞行器还利用气压高度表、无线电高度表、GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)以及激光大气高度表等。

传统大气系统通过测量大气静压，根据ICAO(International Civil AviationOrganization，国际民用航空组织)标准大气定义来获得对应的气压高度。具体而言，传统大气系统以皮托管测量大气的静压和总压为基本原理，结合温度、攻角等传感器感受飞行器飞行时的大气总温、大气静压、局部攻角等信息，经过源误差修正后按标准大气数据方程解算出气压高度。传统大气数据系统存在低速时测量精度低、安装位置要求高、校正维护成本高、大机动测量性能差等缺陷，这些不足点已逐步不能满足现在或下一代飞行器的应用要求。

为此，现有技术中开发了一种激光大气数据系统，其可以为民用飞机提供一个与传统大气数据系统类似的高度数据。该激光大气数据系统的测量数据的维护成本相对较低，并且该系统受飞机当前的机动动作影响小。激光大气数据系统是根据收集到的散射光的功率谱密度对应的面积确定参与散射分子的数量获得大气密度，进而确定对应的高度。随着技术的发展，激光大气的高度数据激光大气数据系统也能在飞机的全飞行过程中提供飞机的飞行高度——激光大气高度H_LA。然而，由于激光大气数据系统的激光大气传感器是通过测量气溶胶密度来获取高度。随着飞机飞行高度的升高，空气中气溶胶密度会逐渐减小，因此激光大气传感器测量气溶胶密度的精度会显著降低，进而影响其测量精度，也即，其相应的置信度会显著减小。

气压高度表测量的是传感器外部气压，根据大气压与海拔高度的关系便可以得到气压高度计的海拔高度。对于气压高度表而言，海面的起伏不会引起气压高度表变化，但气压高度表易受温度影响。当传感器外部温度变化时，测量的海拔高度会有较大偏差，因此其存在测量误差大的特点。

无线电高度表主要用于测量飞行器的绝对高度。无线电高度表包括无线电发射机及无线电接收机。测量时，无线电发射机经发射天线向地面发射无线电波，无线电接收机将先后接收到的由无线电发射机直接传来的电波和经地面反射回的回波进行比较，两束电波存在有时间差。如果电波在传送过程中没有受到干扰，时间差正比于被测高度，由于电波传播的速度为恒值，因此，可测量得到飞行器当前对地面的绝对高度。根据无线电高度表的测试机理，其具有测量精度准的特点，然而，由无线电高度表的测量数据容易受到障碍物的影响。

全球导航卫星系统的工作原理是：飞机发射信号到卫星，再由卫星将信号反射回飞机。飞机根据接收的信号计算信号传送时间以及飞机相对于各卫星的角度等信息，最后获得飞机的导航高度H_GNSS。对于GNSS测得的导航高度H_GNSS，其精度较低。

发明内容

针对根据现有技术的飞机高度测量的上述现状，本发明的目的之一在于提供一种提供高精度的飞行器高度的测量方法。

该目的通过本发明以下形式的用于获得飞行器的飞行高度的方法来实现。该方法包括以下步骤：

利用高度判断装置实时获取飞行器当前的飞行高度H₁；