CN110606212A - 一种进近着陆方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种进近着陆方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：获取卫星导航数据，其中，卫星导航数据包括飞行设备的定位速度信息和目标着陆位置信息；根据卫星导航数据确定飞行设备的位置信息；根据飞行设备的位置信息对位置预测模型进行修正；通过修正后的位置预测模型确定飞行设备进近着陆的实际飞行轨迹。本发明实施例在进行进近着陆时，不受限于着陆位置的具体环境，而是根据卫星导航数据确定飞行设备的位置，通过所确定出的飞行设备的位置对位置预测模型进行修正，并通过修正后的位置预测模型来指引飞行设备进行进近着陆，从而使得进近着陆过程更加精准，提高了飞行过程的安全性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及航空技术领域，尤其涉及一种进近着陆方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着航空技术的快速发展，目前在航空技术的安全性方面不断完善，特别是在进近着陆领域得到了很大提高。
目前飞行设备在进行进近着陆时一般采用的是仪表着陆系统(InstrumentLanding System，ILS)或者微波着陆系统(Microwave landing system,MLS)，这两种方式一般是基于信号和模式来进行着陆的。
发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术存在如下缺陷：ILS和MLS依靠地面反射波形成单一的下滑道，因此对着陆场地的要求比较严格，在外界环境发生变化的情况下往往也会影响飞行设备着陆的精准度，因此现有技术中的进近着陆方式并不能满足对飞行安全性的要求。
发明内容
本发明提供一种进近着陆方法、装置、设备及存储介质，以实现飞行设备进近着陆过程中的精确度。
第一方面，本发明实施例提供了一种进近着陆方法，该方法包括：获取卫星导航数据，其中，卫星导航数据包括飞行设备的定位速度信息和目标着陆位置信息；
根据卫星导航数据确定飞行设备的位置信息；
根据飞行设备的位置信息对位置预测模型进行修正；
通过修正后的位置预测模型确定飞行设备进近着陆的实际飞行轨迹。
第二方面，本发明实施例还提供了一种进近着陆装置，该装置包括：
卫星导航数据获取模块，用于获取卫星导航数据，其中，卫星导航数据包括飞行设备的定位速度信息和目标着陆位置信息；
位置信息获取模块，用于根据卫星导航数据确定飞行设备的位置信息；
位置预测模型修正模块，用于根据飞行设备的位置信息对位置预测模型进行修正；
实际飞行轨迹确定模块，用于通过修正后的位置预测模型确定飞行设备进近着陆的实际飞行轨迹。
第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如本发明任意实施例所述的进近着陆方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明任意实施例所述的进近着陆方法。
本发明实施例提供了一种进近着陆方法、装置、设备及存储介质，在进行进近着陆时，不受限于着陆位置的具体环境，而是根据卫星导航数据确定飞行设备的位置，通过所确定出的飞行设备的位置对位置预测模型进行修正，并通过修正后的位置预测模型来指引飞行设备进行进近着陆，从而使得进近着陆过程更加精准，提高了飞行过程的安全性。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种进近着陆方法的流程图；
图2是本发明实施例二提供的一种进近着陆方法的流程图；
图3是本发明实施例三中的提供的一种进近着陆装置的结构示意图；
图4是本发明实施四提供的一种设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的进近着陆方法的流程图，本实施例可适用于指导飞行设备进近着陆的情况，该方法可以由本发明实施例提供的进近着陆装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，并一般可集成在计算机设备中。本发明实施例的方法具体包括：
步骤101，获取卫星导航数据。
具体的说，本实施方式中具体可以利用北斗二代卫星来辅助飞行设备实现进近着陆过程，并且实现进近着陆的系统环境主要包括：空间段、地面段和机载段三个部分。其中，空间段主要由北斗二代导航信号空间组成；地面段，则主要由基准接收机、地面处理站和电台广播通信设备组成；机载段，则主要由机载接收机、机载处理站、飞行控制及显示设备组成。而本实施方式中则着重从机载段即飞行设备在获得卫星导航数据后，根据所获得的卫星导航数据通过处理来指引飞行设备自身进行精准的进近着陆。
其中，卫星导航数据包括飞行设备的定位速度信息和目标着陆位置信息。并且本实施方式中的目标着陆位置信息具体可以是飞行设备接收电台广播通信设备所广播的信号。
需要说明的是，在获取卫星导航数据之前，还包括对计数脉冲进行实时采样；确定计数脉冲中断。本实施方式中通过对计数脉冲进行实时采样，可以确定在脉冲中断时有卫星导航数据传入，并在脉冲中断之后及时对卫星导航数据进行采样，本实施方式中可以对产生计数脉冲的时钟频率进行设置，例如设置为20Hz，当然本实施方式中并不限定时钟频率的具体数值。并且本实施方式中还可以通过对计数脉冲进行累积，来对北斗卫星的时间进行维护，例如可以采用每次累加50ms,当然本实施方式中仅是举例进行说明，而并不限定每次累加的具体时长。
步骤102，根据卫星导航数据确定飞行设备的位置信息。
需要说明的是，在根据卫星导航数据确定飞行设备的位置信息之前，还需要对卫星导航数据中的标记进行检测，获得检测结果，根据检测结果确定卫星导航数据有效。标记可以包括数据代码或者指定的字母符号，例如，对于定位速度信息可以利用定位精度因子来判断有效性，而对于目标着陆位置信息可以采用循环冗余校验(Cyclic RedundancyCheck,CRC)码来判断有效性。因此本申请实施方式中并不限定标记的具体类型，如果确定卫星导航数据中包含指定的标记，则获得检测结果是存在标记，表明该卫星导航数据无效，需要进行删除，如果未包含，则获得检测结果是不存在标记，表明该卫星导航数据有效，需要进行保留。
可选的，在根据卫星导航数据确定飞行设备的位置信息，可以包括：对卫星导航数据进行坐标转换获得坐标转换后的卫星导航数据；根据坐标转换后的卫星导航数据确定飞行设备的位置信息。
其中，在本实施方式中，由于所获取的卫星导航数据有些来自地面段的电台广播通信设备，因此与飞行设备本身的数据坐标系可能不统一，从而影响飞行设备的位置信息的计算过程，因此为了保证数据坐标系的统一，可以将获得的卫星导航数据转换到基准坐标系CGCS2000中。当然，本实施方式中仅是举例进行说明，对于其它类型的能实现数据坐标统一的基准坐标也是在本申请的保护范围内的。
可选的，位置信息包括：航向角、仰角、高度和水平距离。
需要说明的是，飞行设备在获取坐标转换后的卫星导航数据之后，可以对坐标转换后的卫星导航数据进行解算，从而获得飞行设备的位置信息。在进行解算的过程中涉及到了地面段的基准接收机接收北斗二代导航卫星信号，地面处理站计算每个可见卫星的差分修正值并监视差分修正过程，电台广播通信设备向机载段广播修正数据，机载段的飞行设备根据修正数据对坐标转换后的卫星导航数据进行解算，获得飞行设备的位置信息。由于关于飞行设备进行解算的具体实现技术并不是本申请的重点，因此本申请实施方式中不再进行赘述。
步骤103，根据飞行设备的位置信息对位置预测模型进行修正。
可选的，根据飞行设备的位置信息对位置预测模型进行修正，可以包括：对飞行设备的位置信息进行卡尔曼滤波获得滤波结果；根据滤波结果对位置预测模型的参数进行调整。
其中，位置预测模型的输出数据是用于指引飞行设备实际飞行的系统预测值，通过位置预测模型当前的系统预测值对飞行设备的位置进行卡尔曼滤波，可以获得一个系统误差更小的滤波结果，并根据滤波结果对预测模型的参数进行调整，以使位置预测模型下一时刻的系统输出结果更加精准。
需要说明的是，本实施方式中的位置预测模型具体可以采用泰勒二阶展开式的形式进行表示，当然还可以采用其它的形式对位置预测模型进行表示，本实施方式中并不限定位置预测模型的具体表示形式。
步骤104，通过修正后的位置预测模型确定飞行设备进近着陆的实际飞行轨迹。
其中，由于位置预测模型经过修正之后，会使下一时刻的输出结果更加准确，所以直接将修正后的位置预测模型的输出结果作为飞行设备进近着陆的实际飞行轨迹，并指引飞行设备的实际飞行过程。
本发明实施例提供了一种进近着陆方法，在进行进近着陆时，不受限于着陆位置的具体环境，而是根据卫星导航数据确定飞行设备的位置，通过所确定出的飞行设备的位置对位置预测模型进行修正，并通过修正后的位置预测模型来指引飞行设备进行进近着陆，从而使得进近着陆过程更加精准，提高了飞行过程的安全性。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的一种进近着陆方法的流程图。本发明实施例可以与上述一个或者多个实施例中各可选方案结合，在本发明实施例中，在通过修正后的位置预测模型确定飞行设备进近着陆的实际飞行轨迹之后，还可以包括：判断实际飞行轨迹与预设轨迹的差值是否超过预设阈值，若确定，则发出报警指示，并将实际飞行轨迹进行显示，否则，按照实际飞行轨迹进行着陆。
如图2所示，本发明实施例的方法具体包括：
步骤201，获取卫星导航数据。
步骤202，根据卫星导航数据确定飞行设备的位置信息。
步骤203，根据飞行设备的位置信息对位置预测模型进行修正。
步骤204，通过修正后的位置预测模型确定飞行设备进近着陆的实际飞行轨迹。
步骤205，判断实际飞行轨迹与预设轨迹的差值是否超过预设阈值，若是，则执行步骤206，否则，执行步骤207。
具体的说，预设轨迹是飞行设备从当前位置要到达目标着陆位置的指定路径，但飞行设备在实际飞行过程中是通过位置预测模型的输出来指引飞行设备进行实际飞行的，所以位置预测模型的输出精度影响飞行设备的飞行过程中路线的准确度。在飞行过程中需要实时对飞行过程中的精准度进行判断，具体方式可以是确定位置预测模型所指引的实际飞行轨迹与预设估计的差值是否超过预设阈值，预设轨迹可以是航向角度或当前坐标位置信息等，当然，本实施方式中并不限定预设阈值的具体类型，只要能够用来实现对飞行精准度的判断，都是在本申请的保护范围内的。
步骤206，发出报警提示，并将实际飞行轨迹进行显示。
具体的说，在确定差值超过预设阈值的情况下，说明当前按照位置预测模型的指引进行飞行偏离预设轨迹较大，进近着陆存在安全隐患，此时会发出报警提示信息，便于飞行设备操作人员及时进行相应的调整，同时还会将实际飞行轨迹进行显示，具体可以是采用三维图像的形式进行显示，而飞行设备的显示设备上会提前将预设轨迹的三维图像进行标记，便于操作人员实时观察调整的效果。
步骤207，按照实际飞行轨迹进行进近着陆。
其中，在确定差值未超过阈值的情况下，说明当前按照位置预测模型的指引进行飞行偏离预设轨迹较小，基本可以忽略不计，因此当前不存在安全隐患，直接按照实际飞行轨迹进行进近着陆，就可以准确降落到目标着陆位置。
本发明实施例提供了一种进近着陆方法，在进行进近着陆时，在通过修正后的位置预测模型确定飞行设备进近着陆的实际飞行轨迹之后，当确定实际飞行轨迹与预设轨迹的差值超过预设阈值时，通过发出报警指示，并将实际飞行轨迹进行显示，可以进一步提高飞行过程的安全性。
实施例三
图3所示是本发明实施三提供的一种进近着陆装置的结构示意图。该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，并一般可集成在计算机设备中。如图3所示，所述装置包括：卫星导航数据获取模块301，位置信息获取模块302，位置预测模型修正模块303和实际飞行轨迹确定模块304。
其中，卫星导航数据获取模块301，用于获取卫星导航数据，其中，卫星导航数据包括飞行设备的定位速度信息和目标着陆位置信息；位置信息获取模块302，用于根据卫星导航数据确定飞行设备的位置信息；位置预测模型修正模块303，用于根据飞行设备的位置信息对位置预测模型进行修正；实际飞行轨迹确定模块304，用于通过修正后的位置预测模型确定飞行设备进近着陆的实际飞行轨迹。
本发明实施例提供了一种进近着陆装置，在进行进近着陆时，不受限于着陆位置的具体环境，而是根据卫星导航数据确定飞行设备的位置，通过所确定出的飞行设备的位置对位置预测模型进行修正，并通过修正后的位置预测模型来指引飞行设备进行进近着陆，从而使得进近着陆过程更加精准，提高了飞行过程的安全性。
进一步的，所述装置还包括：数据有效性确定模块，用于对卫星导航数据中的标记进行检测，获得检测结果；根据检测结果确定卫星导航数据有效。
进一步的，所述装置还包括：计数脉冲中断模块，用于对计数脉冲进行实时采样；确定计数脉冲中断。
进一步的，位置信息获取模块具体用于：对卫星导航数据进行坐标转换获得坐标转换后的卫星导航数据；根据坐标转换后的卫星导航数据确定飞行设备的位置信息。
进一步的，位置信息包括：航向角、仰角、高度和水平距离。
进一步的，位置预测模型修正模块具体用于：对飞行设备的位置信息进行卡尔曼滤波获得滤波结果；根据滤波结果对预测模型的参数进行调整。
进一步的，所述装置还包括：判断模块，用于判断实际飞行轨迹与预设轨迹的差值是否超过预设阈值，若确定，则发出报警指示，并将实际飞行轨迹进行显示，否则，按照实际飞行轨迹进行着陆。
本发明实施例提供的进近着陆装置，与上述各实施例提供的进近着陆方法属于同一发明构思，未在本发明实施例中详尽描述的技术细节可参见上述各实施例，并且本发明实施例与上述各实施例具有相同的有益效果。
实施例四
图4是本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。图4示出了适用于用来实现本发明实施方式的示例性计算机设备412的框图。图4显示的计算机设备412仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图4所示，计算机设备412以通用计算设备的形式出现。计算机设备412的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器412，存储器428，连接不同系统组件(包括存储器428和处理器416)的总线418.
总线418表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
计算机设备412典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备412访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
存储器428用于存储指令。存储器428可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)430和/或高速缓存存储器432。计算机设备412可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统434可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM，DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线418相连。存储器428可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块442的程序/实用工具440，可以存储在例如存储器428中，这样的程序模块442包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块442通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
计算机设备412也可以与一个或多个外部设备414(例如键盘、指向设备、显示器424等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备412交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备412能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口422进行。并且，计算机设备412还可以通过网络适配器420与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器420通过总线418与计算机设备412的其它模块通信。应当明白，尽管图4中未示出，可以结合计算机设备412使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理器416通过运行存储在存储器428中的指令，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如执行以下操作：
获取卫星导航数据，其中，卫星导航数据包括飞行设备的定位速度信息和目标着陆位置信息；根据卫星导航数据确定飞行设备的位置信息；根据飞行设备的位置信息对位置预测模型进行修正；通过修正后的位置预测模型确定飞行设备进近着陆的实际飞行轨迹。
实施例五
本发明实施例五提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任一实施例所提供的进近着陆方法。
也即：获取卫星导航数据，其中，卫星导航数据包括飞行设备的定位速度信息和目标着陆位置信息；根据卫星导航数据确定飞行设备的位置信息；根据飞行设备的位置信息对位置预测模型进行修正；通过修正后的位置预测模型确定飞行设备进近着陆的实际飞行轨迹。
可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是—但不限于—电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种进近着陆方法，其特征在于，包括：
获取卫星导航数据，其中，所述卫星导航数据包括飞行设备的定位速度信息和目标着陆位置信息；
根据所述卫星导航数据确定所述飞行设备的位置信息；
根据所述飞行设备的位置信息对位置预测模型进行修正；
通过修正后的所述位置预测模型确定所述飞行设备进近着陆的实际飞行轨迹。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述卫星导航数据确定所述飞行设备的位置信息之前，还包括：
对所述卫星导航数据中的标记进行检测，获得检测结果；
根据所述检测结果确定所述卫星导航数据有效。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取卫星导航数据之前，还包括：
对计数脉冲进行实时采样；
确定所述计数脉冲中断。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述卫星导航数据确定所述飞行设备的位置信息，包括：
对所述卫星导航数据进行坐标转换获得坐标转换后的卫星导航数据；
根据所述坐标转换后的卫星导航数据确定所述飞行设备的位置信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述位置信息包括：航向角、仰角、高度和水平距离。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述飞行设备的位置信息对位置预测模型进行修正，包括：
对所述飞行设备的位置信息进行卡尔曼滤波获得滤波结果；
根据所述滤波结果对所述预测模型的参数进行调整。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过修正后的所述位置预测模型确定所述飞行设备进近着陆的实际飞行轨迹之后，还包括：
判断所述实际飞行轨迹与预设轨迹的差值是否超过预设阈值，若确定，则发出报警指示，并将所述实际飞行轨迹进行显示，否则，按照所述实际飞行轨迹进行着陆。
8.一种进近着陆装置，其特征在于，包括：
卫星导航数据获取模块，用于获取卫星导航数据，其中，所述卫星导航数据包括飞行设备的定位速度信息和目标着陆位置信息；
位置信息获取模块，用于根据所述卫星导航数据确定所述飞行设备的位置信息；
位置预测模型修正模块，用于根据所述飞行设备的位置信息对位置预测模型进行修正；
实际飞行轨迹确定模块，用于通过修正后的所述位置预测模型确定所述飞行设备进近着陆的实际飞行轨迹。
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的进近着陆方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的进近着陆方法。
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