考虑杆臂效应与挠曲变形的全自动着舰技术
2021-10-22梁磊肖静詹光苏大林
梁磊,肖静,詹光,苏大林
1. 航空工业沈阳飞机设计研究所,沈阳 110031
2. 中国航空研究院研究生院,扬州 225002
由美国国防部开发的联合精确进近着陆系统(Joint Precision Approach Landing System, JPALS)[1]旨在使用结合了其他传感器的全球定位系统向陆上和飞机航母上着舰的军用飞机提供准确和可靠的制导信息。对于舰载相对卫星定位系统(Shipboard Relative Global Positioning System, SRGPS)[2]技术将用于航空母舰着舰,SRGPS也是一种差分GPS系统,其目的是支持海军舰艇及其周围飞机的运行[3]。目前来看,SRGPS的最终架构是否支持自动着舰,这将需要使用实时运动学载波相位技术来计算相对位置解[3-4]。
具体来说,由于无法将参考GPS天线安装在舰载机所需的着陆点(Touch Down Point, TDP)上,因此通常将它们安装在舰岛上。但是,由于进近舰载机需要知道其相对于TDP的位置,因此GPS测量结果需要从几何角度转换到这一点。此外,此转换必须考虑所有舰船运动,包括姿态变化。由于波浪等的影响,将导致甲板的挠曲变形,并且杆臂的长度将随着挠曲而变化。
实际上,GPS参考站数据到TDP的转换是使用假定的两点之间的已知基线。此假定来源于对舰船姿态已知以及对舰船为刚体的假设情况下完成的。但是,舰船瞬时姿态估计中的误差(来自中央INS)将在平移过程中引入其他误差,而且船不是刚性的[5-6],这意味着TDP和GPS接收器之间的基线是一个动态量。在文献[6]中,研究了使用双INS/GPS传感器监测基线运动。此外,文献[5]分析了从舰船试验中收集的数据,以表征基线运动的幅度。文献[6]中对基线运动进行了更精细的分析和表征。……
