本發(fā)明涉及航空制圖技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及飛機(jī)航線規(guī)劃方法。

背景技術(shù)：

隨著航空技術(shù)的突飛猛進(jìn)，航空器的應(yīng)用，已經(jīng)從軍用到民用，有人到無(wú)人，全方面、井噴式發(fā)展，導(dǎo)致了空域資源越來(lái)越緊張，如何快速、準(zhǔn)確、智能的規(guī)劃出飛行的航線，對(duì)任務(wù)規(guī)劃員提出了巨大的挑戰(zhàn)。

目前，任務(wù)規(guī)劃還主要依賴(lài)于事先計(jì)算、紙上繪制等主要手段，或者計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成簡(jiǎn)單的航線，無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際使用需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的至少一種缺陷，本發(fā)明提供了一種飛機(jī)航線規(guī)劃方法，包括如下步驟：

步驟一，獲取飛機(jī)的初始位置、當(dāng)前航向和盤(pán)旋半徑r，所述初始位置包括飛機(jī)所在經(jīng)度、緯度及當(dāng)前高度，根據(jù)所述當(dāng)前航向和盤(pán)旋半徑r獲得第一切圓和第二切圓，第一切圓和第二切圓分別位于飛機(jī)初始位置兩側(cè)且均與飛機(jī)當(dāng)前航向相切；

步驟二，設(shè)置飛機(jī)目標(biāo)位置，獲取飛機(jī)所述目標(biāo)位置和所述第一切圓的兩條切線，該兩條切線與所述第一切圓的切點(diǎn)分別設(shè)為q1和q3，獲取飛機(jī)目標(biāo)位置和第二切圓的兩條切線，該兩條切線與所述第二切圓的切點(diǎn)分別設(shè)為q2和q4，判斷出與最短航線對(duì)應(yīng)的切線的切點(diǎn)q0，具體判斷方式如下：

篩選出飛機(jī)以所述當(dāng)前航向沿圓弧到達(dá)切點(diǎn)時(shí)，飛機(jī)在切點(diǎn)的航向與該切點(diǎn)到所述目標(biāo)位置的方向相同的切線，設(shè)符合該條件的切線的集合為切線組，判斷該切線組中切線長(zhǎng)度最短的切線所對(duì)應(yīng)的切點(diǎn)，設(shè)該切點(diǎn)為q0，與切點(diǎn)q0對(duì)應(yīng)的切線為l0；

步驟三，獲取切線l0的長(zhǎng)度以及切圓上與切線l0對(duì)應(yīng)的弧形段長(zhǎng)度，得到飛機(jī)從初始位置到目標(biāo)位置的規(guī)劃航線及其長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度即為弧形段長(zhǎng)度與切線l0長(zhǎng)度之和，通過(guò)規(guī)劃航線的走向及其長(zhǎng)度算出飛機(jī)可達(dá)高度、飛機(jī)從初始位置到目標(biāo)位置的飛行時(shí)間和飛行距離，以及飛機(jī)在目標(biāo)位置的航向，并判斷飛機(jī)可達(dá)高度、飛行時(shí)間、飛行距離、在目標(biāo)位置的航向以及剩余油量是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，若不滿(mǎn)足則返回步驟二并重新設(shè)置目標(biāo)位置，若滿(mǎn)足則以飛機(jī)目標(biāo)位置為當(dāng)前初始位置，飛機(jī)在目標(biāo)位置的航向?yàn)轱w機(jī)當(dāng)前航向，重復(fù)執(zhí)行步驟一至步驟三，直至完成整條飛機(jī)航線的規(guī)劃。

優(yōu)選的，盤(pán)旋半徑r根據(jù)飛機(jī)當(dāng)前高度、當(dāng)前速度及當(dāng)前坡度計(jì)算獲得。

本發(fā)明提供的飛機(jī)航線規(guī)劃方法，基于平臺(tái)約束、幾何圖形學(xué)及規(guī)劃需求的高效/智能的生成航線，通過(guò)后臺(tái)性能實(shí)時(shí)解算，結(jié)合幾何圖形學(xué)的計(jì)算，實(shí)時(shí)評(píng)估飛行狀態(tài)和參數(shù)，提示規(guī)劃員進(jìn)行航線規(guī)劃，此技術(shù)不僅操作簡(jiǎn)單快速，而且航線綜合了實(shí)際飛行航線特點(diǎn)，使得飛機(jī)很容易按照規(guī)劃的航線飛行，降低飛機(jī)偏離航線導(dǎo)致的隱患或者任務(wù)失敗的概率。

附圖說(shuō)明

圖1是飛機(jī)航線規(guī)劃方法中步驟一的示意圖；

圖2是飛機(jī)航線規(guī)劃方法中步驟二的示意圖；

圖3是飛機(jī)航線規(guī)劃方法中步驟三的示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。

需要說(shuō)明的是：下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中，自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，在不沖突的情況下，

本技術(shù)：
中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，均僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

本發(fā)明提供了一種飛機(jī)航線規(guī)劃方法，包括如下步驟：

步驟一，如圖1所示，獲取飛機(jī)的初始位置p0、當(dāng)前航向d0和盤(pán)旋半徑r，本實(shí)施例中優(yōu)選的是，盤(pán)旋半徑r根據(jù)飛機(jī)當(dāng)前高度、當(dāng)前速度及當(dāng)前坡度計(jì)算獲得，初始位置p0包括飛機(jī)所在經(jīng)度、緯度及當(dāng)前高度，根據(jù)當(dāng)前航向d0和盤(pán)旋半徑r獲得第一切圓a和第二切圓b，第一切圓a和第二切圓b分別位于初始位置p0的兩側(cè)且均與當(dāng)前航向d0相切；

步驟二，如圖2所示，設(shè)置飛機(jī)目標(biāo)位置pm，獲取目標(biāo)位置pm和第一切圓a的兩條切線l1和l3，該兩條切線與第一切圓a的切點(diǎn)分別設(shè)為q1和q3，獲取飛機(jī)目標(biāo)位置pm和第二切圓b的兩條切線l2和l4，該兩條切線與第二切圓b的切點(diǎn)分別設(shè)為q2和q4，判斷出與最短航線對(duì)應(yīng)的切線的切點(diǎn)q0，具體判斷方式如下：

篩選出飛機(jī)以當(dāng)前航向d0沿切圓的圓弧到達(dá)切點(diǎn)時(shí)，飛機(jī)在切點(diǎn)的航向與該切點(diǎn)到所述目標(biāo)位置的方向相同的切線，設(shè)符合該條件的切線的集合為切線組，判斷該切線組中切線長(zhǎng)度最短的切線所對(duì)應(yīng)的切點(diǎn)，設(shè)該切點(diǎn)為q0，與切點(diǎn)q0對(duì)應(yīng)的切線為l0，本實(shí)施例中如圖2所示，q0＝q3，l0＝l3；

由于飛機(jī)在初始位置d0的航向不同，其到達(dá)切點(diǎn)的方式也不同，但飛機(jī)在初始位置的航向在初始時(shí)已確定，因此飛機(jī)到達(dá)任意切點(diǎn)的方式只有一種，即順著當(dāng)前航向沿圓弧運(yùn)動(dòng)直到到達(dá)切點(diǎn)，以圖2為例，飛機(jī)到達(dá)q4點(diǎn)時(shí)的方向與q4點(diǎn)到pm點(diǎn)的方向相反，因此該航線不成立，q1同理，而飛機(jī)到達(dá)q2點(diǎn)是沿切圓的優(yōu)弧移動(dòng)，而不是劣弧，因此距離較長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的切線l2的距離也長(zhǎng)，因此最優(yōu)航線為p0-q3-pm；

步驟三，獲取切線l0的長(zhǎng)度以及切圓上與切線l0對(duì)應(yīng)的弧形段長(zhǎng)度(即p0點(diǎn)至q0點(diǎn)在切圓上的劣弧段)，得到飛機(jī)從初始位置到目標(biāo)位置的規(guī)劃航線及其長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度即為弧形段長(zhǎng)度與切線l0長(zhǎng)度之和，通過(guò)規(guī)劃航線的走向及其長(zhǎng)度算出飛機(jī)可達(dá)高度、飛機(jī)從初始位置到目標(biāo)位置的飛行時(shí)間和飛行距離，以及飛機(jī)在目標(biāo)位置的航向，并判斷飛機(jī)可達(dá)高度、飛行時(shí)間、飛行距離、在目標(biāo)位置的航向以及剩余油量是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，若不滿(mǎn)足則返回步驟二并重新設(shè)置目標(biāo)位置，如圖3所示，若滿(mǎn)足則以飛機(jī)目標(biāo)位置為當(dāng)前初始位置，飛機(jī)在目標(biāo)位置的航向?yàn)轱w機(jī)當(dāng)前航向，重復(fù)執(zhí)行步驟一至步驟三，直至完成整條飛機(jī)航線的規(guī)劃。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及航空制圖技術(shù)領(lǐng)域，具體提供了一種飛機(jī)航線規(guī)劃方法，首先獲取飛機(jī)的初始位置、當(dāng)前航向和盤(pán)旋半徑R，根據(jù)當(dāng)前航向和盤(pán)旋半徑R獲得第一切圓和第二切圓，然后獲取飛機(jī)目標(biāo)位置分別和兩個(gè)切圓的兩條切線及切點(diǎn)，判斷出與最短航線對(duì)應(yīng)的切線L0及其對(duì)應(yīng)的切點(diǎn)Q0，再根據(jù)切線L0的長(zhǎng)度以及切圓上與切線L0對(duì)應(yīng)的弧形段長(zhǎng)度，得到飛機(jī)的規(guī)劃航線及其長(zhǎng)度，根據(jù)其判斷飛機(jī)可達(dá)高度、飛行時(shí)間、飛行距離、在目標(biāo)位置的航向以及剩余油量是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，若不滿(mǎn)足則重新設(shè)置目標(biāo)位置，若滿(mǎn)足則以飛機(jī)目標(biāo)位置為當(dāng)前初始位置，飛機(jī)在目標(biāo)位置的航向?yàn)轱w機(jī)當(dāng)前航向，重復(fù)執(zhí)行上述步驟直至完成整條飛機(jī)航線的規(guī)劃。

技術(shù)研發(fā)人員：劉云飛;盧長(zhǎng)謙;劉澤石;張維昊;白楊;張世輝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽(yáng)飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.27
技術(shù)公布日：2017.10.10