基于Bessel大地主题飞行程序航路参数计算算法.docVIP

基于Bessel大地主题的飞行程序航路参数计算算法 朱代武，解小帆，刘志恒 (中国民用航空飞行学院空中交通管理学院，广汉618307) 摘 要：为解决PBN飞行程序设计中航路参数计算问题，分析飞行程序设计中的要素和条件，采用白塞尔大地主题算法计算航路点参数，并对其计算精度进行分析。以我国南方某机场进近程序为例进行航路点正反验算，结果表明，该方法简单实用，计算精度高，且能将精度误差缩小到导航规范允许误差范围之内。 关键词：白塞尔大地主题算法 基于性能导航(PBN) 飞行程序 航路点 中图分类号：V324； 文献标识码：A Route parameters calculation algorithm of Flight Procedures Based on Bessel geodetic ZHU Dai-wu, XIE Xiao-fan, LIU Zhi-heng (Air Traffic Management College, CAFUC, Guanghan 618307, P.R.China) Abstract：In order to solve the route parameters calculation problems in PBN flight procedure ,and for the considerate that the flight procedure design elements and conditions. We use Bessel Geodetic algorithm on route parameters calculation, and then we analyze its calculation accuracy. According to an airport in southern China as an example on the route parameters calculation, the results show that the method is simple and practical, high accuracy, and can reduce error with a prescribed range. Keywords: Bessel Geodetic algorithm Performance Based Navigation Flight procedure Waypoints. 引言 在航空飞行中，传统导航是利用接收地面导航台信号，通过向台和背台飞行实现对航空器的引导，根据最后航段所使用的导航设备及其精度不同，仪表进近程序可以分为精密进近和非精密进近两大类[1]。 随着我国自行研制ICAO）对各国现有的所需导航性能（RNP）和区域导航（RNAV）运行标准和运行实践进行概括和总结，提出的一种新型导航概念它将飞机先进的机载导航设备与卫星导航及其它技术有机的结合起来，涵盖了从航路飞行、终端区运行到进近着陆所有飞行阶段，这种新的导航方式更加有效、安全。在航路飞行中通过机载计算机对来自几个不同数据源的飞机位置信息计算后，确定出飞机的最终位置，从而确保飞机有更高的定位精度。精确的位置计算是精确导航的条件，更高的精度为精确引导飞机提供了可能国际民航组织（ICAO）理事会于1989年将WGS-84作为国际民航未来导航的标准大地测量基准系统。遵循《国际民用航空公约》相关附件要求与国际标准接轨 (长轴半径)和曲率分别为：，。 白塞尔大地主题算法计算航路点2.1白塞尔大地主题算法原理 航空器从起飞到着陆的整个飞行过程可以分为离场、巡航、进场、进近。除巡航外,皆属于飞行程序的范畴Bessel）提出的一种大地问题解算公式[6]。他将被积函数展开为椭球偏心率平方的幂级数，不受边长（距离）的限制。它的基本原理是以椭球中心为中心，以任意长（或单位长）为半径的辅助球，首先将椭球面上的大地元素按照白塞尔投影条件投影到辅助球面上，然后在球面上进行大地主题解算，最后再将球面上的计算结果换算到椭球面上，椭球面与球面关系如图1所示。 图1 椭球面与球面关系 在简化计算中，白塞尔提出三个投影条件：椭球面大地线投影到球面上为大圆弧；大地线和大圆弧上相应点的方位角相等；球面上任意一点的纬度等于椭球面上相应点的归化纬度。 该算法关键在于确定球面元素与椭球面元素的关系，即它们间的投影关系。以辅助球面为基础,将椭球面三角形转换为辅助球面的相应三角形,由三角形对应元素关系,将椭球面上的大地元素按照白塞尔投影条件投影到辅助球面上，然后在球面上进行大地主题解算，最后再将球面上的计算结果换算到椭球面上。白塞尔算法公式的特点是：计算公式展开或的幂级数，解算精度与距离长短无