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民用飞机组合导航实际导航性能计算方法研究

2021-03-04钱晓俊

科学与财富 2021年26期

关键词:民用飞机;组合导航;实际导航性能

引言:伴随着现代信息技术的应用和普及,社会生活出现了方方面面的变化,空中交通更加便捷,想要进一步带动空域利用率的提高,则需要不断提高导航性能。

一、组合导航架构和数学模型

(一)组合导航架构

本文从民用飞机的视角出发,基于组合导航的卡尔曼滤波器误差协方差矩阵,对民用飞机实际导航性能进行系统计算和分析。事实上,在民用飞机日常运行管理过程中,能够直接通过计算机,充分整合DME、GPS等多种数据信息,充分发挥传感器的作用,实现组合导航的作用效果,促使导航信息更加准确可靠。对于组合导航系统,一共设置两台飞行管理计算机,计算机相互交互、传递信息,先后按照惯性/GPS、惯性/DME/DME、惯性/VOR/DME完成整个组合导航的过程[1]。

(二)数学模型

1.惯导 /GPS 组合导航数学模型

对于惯导 /GPS 组合导航数学模型,往往可以将状态空间模型设置为以下两种公式表达。第一种状态空间模型则为:

XINS/GPS=FINS/GPSXINS/GPS+GINS/GPSW

此种惯导 /GPS 组合导航状态空间模型属于惯导 /GPS 组合状态方程的一种,其中,对于XINS/GPS,表达内容多元,不仅可以用于表示经纬度误差、高度误差和速度误差,还可以用于表示各个方向的平台误差角和机体三轴的加速度计偏置。此外,W、GINS/GPS、FINS/GPS分别用于表示系统噪声、系统噪声矩阵以及状态转移矩阵。

第二种状态空间模型则表示为:

ZINS/GPS=HINS/GPSXINS/GPS+VINS/GPS

此种惯导 /GPS 组合导航状态空间模型属于惯导 /GPS 组合量测方程的一种,其中ZINS/GPS则用于表示具体的量测值,在具体计算时,则需要将惯导的经纬度等数据信息进行综合计算,并将其和GPS经纬度、高度等数据信息进行综合计算,获取得到六维列向量。……

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