CN107478215B - 基于跑道方位角的机场助航灯光度特性检测仪定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于跑道方位角的机场助航灯光度特性检测仪定位方法，根据已知参数机场跑道方位角、灯具出光口宽度和灯具内倾角作为设定值，通过计算机控制能够自动给出包含灯具检测距离和灯具光轴方位等对准信息来完成对便携式机场助航灯光度特性检测仪的定位和对中操作，当灯具检测距离和对中信息采用可见激光时对准点A也是可见的，再根据显示的灯具基准光轴方位的目标值和实时实际值，可以方便快速地在现场完成便携式机场助航灯光度特性检测仪的定位，操作简单方便，且定位准确。

Description

基于跑道方位角的机场助航灯光度特性检测仪定位方法

技术领域

本发明涉及一种机场助航灯光度特性检测仪定位方法，具体是一种基于跑道方位角的机场助航灯光度特性检测仪定位方法，属于飞机引导指示技术领域。

背景技术

机场助航灯光系统的作用是通过构型、颜色、光强和有效分布范围等四要素，在飞机在降落、起飞或滑跑过程中为飞行员提供姿态控制和方位对准的目视引导指示。

对已投入使用的机场而言，构成机场助航灯光系统各种灯具的颜色、主光束平均光强以及光强分布曲线是否满足国际标准的要求，是保证机场助航灯光系统正常发挥作用的基本前提。

国际民航组织和各国家民航局均规定了相应的机场助航灯光系统运行维护规程，要求定期对灯具的颜色、主光束平均光强以及光强分布曲线等光度特性参数进行检测，以保证机场助航灯光系统运行的可靠性，对于没有准确定位的光度特性检测设备会因为其与灯具光轴的偏差角而导致错误的测量结果。

现有的保障现场检测设备定位技术主要有两种，一种是基于CCD的定位方法，如申请号为2015105946122的中国发明专利《基于线阵CCD扫描的机场助航灯光强检测车定位方法》、申请号为2015105946141的中国发明专利《基于双目视觉的助航灯光强检测车导航与定位系统》等，该方法由于需要两个以上灯具或机场标志线作为参照点，所以在跑道方向上，对检测位于跑道外侧的单个灯具(如跑道入口灯)时，检测仪定位过程通常很繁琐；另一种是通过被测灯具出光口在瞄准聚焦平面上的影像、利用等腰梯形中垂线进行定位，该方法调整复杂，受人为因素影响较大，而且最终定位还需要根据灯具的内倾角度进行二次调整。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于跑道方位角的机场助航灯光度特性检测仪定位方法，根据已知参数机场跑道方位角、灯具出光口宽度和灯具内倾角作为设定值，能够自动给出包含灯具检测距离和灯具光轴方位等对准信息来完成对便携式机场助航灯光度特性检测仪的定位和对中操作，具有操作简单方便，定位准确的特点。

为实现上述目的，本基于跑道方位角的机场助航灯光度特性检测仪定位方法包括以下步骤：

a)确定跑道方位角：将正北方向与跑道中线沿顺时针方向的夹角定义为跑道方位角β；

b)确定灯具内倾角：将灯具基准光轴以机场助航灯光系统方向为基准分别向跑道中线方向的偏角定义为灯具内倾角ɑ；

c)确定灯具基准光轴水平投影的方位角：

灯具基准光轴水平投影的方位角Φ＝β+ɑ；

d)确定灯具检测距离D：将灯具出光口直径或最大宽度定义为d，

则灯具检测距离D＝k×d；

e)确定光度特性检测仪对中旋转台的夹角：将对准点到光度特性检测仪的对中旋转台形成的等腰三角形底边的垂线定义为灯具检测距离D，将对准点到光度特性检测仪的对中旋转台形成的等腰三角形的底边的一半定义为L，

则对中旋转台的夹角λ＝arctan(D/L)。

作为本发明的进一步改进方案，所述的步骤a)中针对双向起降的跑道，若某一端的跑道方位角为β，则另一端为β+180；所述的灯具基准光轴水平投影的方位角为Φ+180。

作为本发明的进一步改进方案，所述的灯具检测距离和对中信息均采用可见激光。

一种机场助航灯光度特性检测仪计算机定位系统，应用如权利要求1或2或3所述的基于跑道方位角的机场助航灯光度特性检测仪定位方法。

与现有技术相比，本基于跑道方位角的机场助航灯光度特性检测仪定位方法根据已知参数机场跑道方位角、灯具出光口宽度和灯具内倾角作为设定值，通过计算机控制能够自动给出包含灯具检测距离和灯具光轴方位等对准信息来完成对便携式机场助航灯光度特性检测仪的定位和对中操作，当灯具检测距离和对中信息采用可见激光时对准点A也是可见的，再根据显示的灯具基准光轴方位的目标值和实时实际值，可以方便快速地在现场完成便携式机场助航灯光度特性检测仪的定位，操作简单方便，且定位准确。

附图说明

图1是跑道方位角与机场助航灯光系统方向之间关系的示意图；

图2是跑道方位角与灯具内倾角之间关系的示意图；

图3是灯具测试距离和对中的示意图；

图4是本发明的原理框图

图中：β——跑道方位角；

ɑ——灯具内倾角；

Φ——灯具基准光轴水平投影的方位角；

D——灯具检测距离。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，正北方向与跑道中线沿顺时针方向的夹角定义为跑道方位角，针对双向起降的跑道而言，若某一端的跑道方位角为β，则另一端为β+180；相应的机场助航灯光系统方向也为Φ或Φ+180。

如图2所示，对于安装跑道中线两侧的机场助航灯光系统而言，灯具内倾角就是灯具基准光轴以机场助航灯光系统方向为基准分别向跑道中线方向的偏角；无灯具内倾角时，灯具基准光轴将于机场助航灯光系统方向一致。当跑道方位角为β，灯具内倾角为ɑ时，灯具基准光轴水平投影的方位角(Φ)可由式①确定：

Φ＝β+ɑ ①

根据照度与光强的距离平方反比定律，当灯具可以近似视为点光源时，检测距离必须为灯具出光口直径或最大宽度的k倍，设灯具出光口直径或最大宽度为d，则灯具检测距离(D)：

D＝k×d ②

如图3所示，当等腰三角形底边的两个夹角(λ)按照式③确定时，对准点A到等腰三角形底边的垂线等于灯具检测距离(D)。

λ＝arctan(D/L) ③

由上可知，若等腰三角形中垂线方位角按式①确定，当调整对准点A落在灯具垂直对称中线上时，等腰三角形底边的中点即为灯具光强分布曲线水平方向零度所对应的位置。

如图4所示，当灯具检测距离和对中信息采用可见激光时，对准点A也是可见的，再根据显示的灯具基准光轴方位的目标值和实时实际值，可以方便、快速地在现场完成便携式机场助航灯光度特性检测仪的定位。

Claims (4)

1.一种基于跑道方位角的机场助航灯光度特性检测仪定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)确定跑道方位角：将正北方向与跑道中线沿顺时针方向的夹角定义为跑道方位角β；

b)确定灯具内倾角：将灯具基准光轴以机场助航灯光系统方向为基准分别向跑道中线方向的偏角定义为灯具内倾角ɑ；

c)确定灯具基准光轴水平投影的方位角：

灯具基准光轴水平投影的方位角Φ＝β+ɑ；

d)确定灯具检测距离D：将灯具出光口直径或最大宽度定义为d，

则灯具检测距离D＝k×d；

e)确定光度特性检测仪对中旋转台的夹角：将对准点到光度特性检测仪的对中旋转台形成的等腰三角形底边的垂线定义为灯具检测距离D，将对准点到光度特性检测仪的对中旋转台形成的等腰三角形的底边的一半定义为L，

则对中旋转台的夹角λ＝arctan(D/L)。

2.根据权利要求1所述的基于跑道方位角的机场助航灯光度特性检测仪定位方法，其特征在于，所述的步骤a)中针对双向起降的跑道，若某一端的跑道方位角为β，则另一端为β+180；所述的灯具基准光轴水平投影的方位角为Φ+180。

3.根据权利要求1所述的基于跑道方位角的机场助航灯光度特性检测仪定位方法，其特征在于，所述的灯具检测距离和对中信息均采用可见激光。

4.一种机场助航灯光度特性检测仪计算机定位系统，其特征在于，应用如权利要求1或2或3所述的基于跑道方位角的机场助航灯光度特性检测仪定位方法。

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