[发明专利]空中交通管理的快速垂直轨迹预测方法及相关ATM系统

摘要

本发明公开空中交通管理的快速垂直轨迹预测方法及相关ATM系统。根据本发明的一种用于预测飞行器垂直轨迹的方法，尤其用于空中交通管理，包括对应相关的飞行阶段的以下飞行计算模块：起飞；爬升；巡航；下降；和着陆，其特征在于：-预测飞行器轨迹的计算通过使用以下TEM方程来完成：求解VRCD，TAS，以及m，其中VRCD是上升或者下降的垂直速度；TAS是实际空速，ESF是能量共享因子，T是推力，D是阻力，m是模型化为点质量的飞行器质量，{M}是取决于TAS、温度和高度的马赫数，g是重力加速度，f是燃油流量，γ是飞行航迹角。

主权项

一种用于预测飞行器垂直轨迹的计算机实现的方法，尤其用于空中交通管理，包括以下对应相关的飞行阶段的飞行计算模块：起飞；爬升；巡航；下降；和着陆，其特征在于：‑预测飞行轨迹的计算通过计算机处理器使用以下总能量模块(TEM)方程来实现： VRCD = ( T - D ) mg TASESF { M } m dTAS dt = ( T - D ) - mg VRCD TAS = ( T - D ) ( 1 - ESF { M } ) m · = - f dh dt = TAS sin γ 求解所述方程得到VRCD，TAS，以及m，其中VRCD是上升或者下降的垂直速度；TAS是实际空速，ESF是能量共享因子，T是推力，D是阻力，m是模型化为点质量的飞行器质量，{M}是取决于TAS、温度和高度的马赫数，g是重力加速度，和f是燃油流量，和γ是飞行航迹角；‑通过以下对所述TEM方程的分析解法进行巡航阶段预测飞行器轨迹的计算，其中只有质量是可变的： t - t 0 = dist TAS = 1 k 9 · k 10 [ tan - 1 ( k 10 k 9 · m fin ) - tan - 1 ( k 10 k 9 · m in ) ] 以初始化质量min的函数来求解巡航阶段结束时的质量mfin，其中t是逝去飞行时间，k9以及k10是根据每个飞行器预先设定的常数项。