CN113932831B - 一种激光瞄准无参照物的飞机磁航向校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光瞄准无参照物的飞机磁航向校准方法，属于航空机载捷联航姿导航技术领域，其特征在于，包括以下步骤：a、将靶板安装在飞机机头下方纵轴线上；b、读出发射激光的航向；c、发射激光；d、牵引飞机绕校准场地中心转动；e、通过激光方位仪发射激光射向靶板，计算得出飞机的真实磁航向角度；f、对应急磁罗盘和捷联备份导航系统进行磁航向校准。本发明无需协调飞行员及起动飞机发动机，操作人员无需上下机背，易于操作且降低了安全风险，不受能见度影响，即使在可见度低的天气条件下也能够进行精准校准。
Description
技术领域
本发明涉及到航空机载捷联航姿导航技术领域，尤其涉及一种激光瞄准无参照物的飞机磁航向校准方法。
背景技术
由于飞机周围环境以及飞机上电后机载设备电磁场对磁感元件或磁传感器敏感到地磁分量的影响，需要对应急磁罗盘指示的磁航向及捷联组合备份导航系统输出的磁航向进行校准。
目前最常用的磁航向校准方法是磁罗盘校准方法，即在牵引或推动飞机做圆周运动过程中，通过安装在飞机机背纵轴线上的方位仪，瞄准1KM外的细高参照物，找到(0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°)8点标定点后停止飞机，然后通过罗差装订盒校准捷联航姿计算机的磁航向，通过防磁锣刀校准应急磁罗盘的磁航向。此方法存在以下缺点：
1、成本高，需配备专用的磁罗盘校准场地，如罗盘场、细高目标参照物，距罗盘场1千米外，在没有磁罗盘校准场地的情况下，如飞机转场后或外场试飞需要进行磁航向校准时，则无法进行。
2、受天气影响大，在雨、雾霾天气，可见度低的情况下，现有磁航向校准方法无法进行。
3、安全风险大，在进行磁航向各个方位校准时，要求操作人员在飞机做圆周运动时趴在飞机机背通过方位仪观察细高目标物，机背操作人员存在较大安全风险。
公开号为CN 110095114A，公开日为2019年08月06日的中国专利文献公开了一种航空机载捷联航姿外场内嵌式罗盘自动校准系统，其特征在于：所述自动校准系统包括罗盘自动校准处理器、轮速传感器、接口单元和控制显示器；其中接口单元连接捷联航姿组件、罗盘自动校准处理器，并负责信号转换和传输，同时将罗盘自动校准处理器的校准信号输出至捷联航姿组件，并通过捷联航姿组件输出至显控处理机；罗盘自动校准处理器与轮速传感器、控制显示器、磁航向传感器和接口单元连接，在校准控制信号有效后，负责接收磁航向传感器信号、捷联航姿磁航向信号和轮速信号，并按规定校准程序进行自动校准捷联航姿系统罗差；轮速传感器给罗盘自动校准处理器提供轮速信号，供罗盘自动校准处理器进行虚拟电子罗盘场建模和校准罗差时计算罗盘场磁方位使用；控制显示器用于发出罗差校准指令，提供专用罗差校准、装订控制显示，操作指令按键，校准过程参数显示和校准程序控制。
该专利文献公开的航空机载捷联航姿外场内嵌式罗盘自动校准系统，提升了捷联航姿系统外场罗差校准的效率，填补飞机捷联航姿内嵌式罗盘自动校准模式的空白。但是，该专利文献是将罗盘自动校准系统内嵌于捷联航姿计算机主机内，在飞机发动机工作的情况下，圆周运动一圈先进行电子罗盘场建模，圆周运动第二圈再进行标定，采集和标定都是在固定的(0°、45°、90°、135°、180°、215°、270°、315°、360°)8点方位下进行，其存在的缺陷是：飞机动态滑行工作是在发动机工作状态下需要飞行员才能完成，操作难度大；发动机工作要消耗燃油，既增加成本又浪费发动机使用寿命，还存在安全风险；由于建立电子罗盘场的方法是飞机要在标识好的0°为起点，左转弯圆周运动360°后回到起点位置，但终点不在起点位置时，电子罗盘场建立无效，需重新建立，所以该方法难操作；无法校准应急磁罗盘的磁航向。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种激光瞄准无参照物的飞机磁航向校准方法，本发明无需协调飞行员及起动飞机发动机，操作人员无需上下机背，易于操作且降低了安全风险，不受能见度影响，即使在可见度低的天气条件下也能够进行精准校准。
本发明通过下述技术方案实现：
一种激光瞄准无参照物的飞机磁航向校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将靶板安装在飞机机头下方纵轴线上，再将飞机牵引至空旷区域的校准场地；
b、将激光方位仪用三脚架放置在校准场地中央，通过激光方位仪的罗盘刻度读出发射激光的航向；
c、用激光方位仪依次发射0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°方向的激光，在校准场地上做好标记；
d、牵引飞机绕校准场地中心转动，然后依次在0—45°、45—90°、90—135°、135—180°、180—225°、225—270°、270—315°和315—360°八个区间内任意位置停下飞机；
e、通过激光方位仪发射激光射向靶板，当激光线束照射到靶板上并与靶板垂直时，根据激光线束角度计算得出飞机的真实磁航向角度；
f、对应急磁罗盘和捷联备份导航系统进行磁航向校准,校准完成后，牵引飞机再运动一圈，对磁航向进行校准后复查，若应急磁罗盘和捷联备份导航系统上显示的磁航向角度与真实的磁航向角度之差超出预设指标范围，则重新校准。
所述步骤a中，靶板包括底板和吊挂支架，底板的上表面均匀固定有多个隔板，任意两个隔板相互平行布置，吊挂支架固定在底板的侧壁上。
所述吊挂支架为两根，两根吊挂支架相对布置，吊挂支架的横截面呈“L”型，吊挂支架上开有用于固定的螺钉孔。
所述步骤e中，根据激光线束角度计算得出飞机的真实磁航向角度是指当飞机顺时针转动时，飞机的真实磁航向角度＝︱激光线束角度+90°︱；当飞机逆时针转动时，飞机的真实磁航向角度＝︱激光线束角度-90°︱。
所述步骤e中，激光线束照射到靶板上并与靶板垂直具体是指当激光从靶板的隔板前方发射过来，若能从侧面观测到底板上有激光点，则认为激光发射方位仪垂直瞄准靶板，激光线束与靶板垂直。
所述当激光从靶板的隔板前方发射过来，若从侧面观测不到底板上有激光点，则转动飞机调整航向，直至在底板上观察到激光点。
本发明的有益效果主要表现在以下方面：
1、本发明，“a、将靶板安装在飞机机头下方纵轴线上，再将飞机牵引至空旷区域的校准场地；b、将激光方位仪用三脚架放置在校准场地中央，通过激光方位仪的罗盘刻度读出发射激光的航向；c、用激光方位仪依次发射0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°方向的激光，在校准场地上做好标记；d、牵引飞机绕校准场地中心转动，然后依次在0—45°、45—90°、90—135°、135—180°、180—225°、225—270°、270—315°和315—360°八个区间内任意位置停下飞机；e、通过激光方位仪发射激光射向靶板，当激光线束照射到靶板上并与靶板垂直时，根据激光线束角度计算得出飞机的真实磁航向角度；f、对应急磁罗盘和捷联备份导航系统进行磁航向校准,校准完成后，牵引飞机再运动一圈，对磁航向进行校准后复查，若应急磁罗盘和捷联备份导航系统上显示的磁航向角度与真实的磁航向角度之差超出预设指标范围，则重新校准”，作为一个完整的技术方案，较现有技术而言，无需协调飞行员及起动飞机发动机，操作人员无需上下机背，易于操作且降低了安全风险，不受能见度影响，即使在可见度低的天气条件下也能够进行精准校准。
2、本发明，由于不用起动飞机发动机，因而不会造成燃油浪费，也利于延长发动机的使用寿命。
3、本发明，步骤e中，激光线束照射到靶板上并与靶板垂直具体是指当激光从靶板的隔板前方发射过来，若能从侧面观测到底板上有激光点，则认为激光发射方位仪垂直瞄准靶板，激光线束与靶板垂直，通过改变瞄准方式，不需要建造目标参照物，有效降低了成本，操作也更加简单。
4、本发明，牵引飞机绕校准场地中心转动，然后依次在0—45°、45—90°、90—135°、135—180°、180—225°、225—270°、270—315°和315—360°八个区间内任意位置停下飞机，飞机不需要精准的画圆运动和找标准点位，校准点改为校准区间，能够进一步降低操作难度，提高校准效率。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的具体说明：
图1为本发明磁航向校准示意图；
图2为本发明磁航向计算示意图；
图3为本发明靶板的结构示意图；
图中标记：1、底板，2、吊挂支架，3、隔板，4、螺钉孔。
具体实施方式
实施例1
参见图1和图2，一种激光瞄准无参照物的飞机磁航向校准方法，包括以下步骤：
a、将靶板安装在飞机机头下方纵轴线上，再将飞机牵引至空旷区域的校准场地；
b、将激光方位仪用三脚架放置在校准场地中央，通过激光方位仪的罗盘刻度读出发射激光的航向；
c、用激光方位仪依次发射0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°方向的激光，在校准场地上做好标记；
d、牵引飞机绕校准场地中心转动，然后依次在0—45°、45—90°、90—135°、135—180°、180—225°、225—270°、270—315°和315—360°八个区间内任意位置停下飞机；
e、通过激光方位仪发射激光射向靶板，当激光线束照射到靶板上并与靶板垂直时，根据激光线束角度计算得出飞机的真实磁航向角度；
f、对应急磁罗盘和捷联备份导航系统进行磁航向校准,校准完成后，牵引飞机再运动一圈，对磁航向进行校准后复查，若应急磁罗盘和捷联备份导航系统上显示的磁航向角度与真实的磁航向角度之差超出预设指标范围，则重新校准。
“a、将靶板安装在飞机机头下方纵轴线上，再将飞机牵引至空旷区域的校准场地；b、将激光方位仪用三脚架放置在校准场地中央，通过激光方位仪的罗盘刻度读出发射激光的航向；c、用激光方位仪依次发射0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°方向的激光，在校准场地上做好标记；d、牵引飞机绕校准场地中心转动，然后依次在0—45°、45—90°、90—135°、135—180°、180—225°、225—270°、270—315°和315—360°八个区间内任意位置停下飞机；e、通过激光方位仪发射激光射向靶板，当激光线束照射到靶板上并与靶板垂直时，根据激光线束角度计算得出飞机的真实磁航向角度；f、对应急磁罗盘和捷联备份导航系统进行磁航向校准,校准完成后，牵引飞机再运动一圈，对磁航向进行校准后复查，若应急磁罗盘和捷联备份导航系统上显示的磁航向角度与真实的磁航向角度之差超出预设指标范围，则重新校准”，作为一个完整的技术方案，较现有技术而言，无需协调飞行员及起动飞机发动机，操作人员无需上下机背，易于操作且降低了安全风险，不受能见度影响，即使在可见度低的天气条件下也能够进行精准校准。
实施例2
参见图1-图3，一种激光瞄准无参照物的飞机磁航向校准方法，包括以下步骤：
a、将靶板安装在飞机机头下方纵轴线上，再将飞机牵引至空旷区域的校准场地；
b、将激光方位仪用三脚架放置在校准场地中央，通过激光方位仪的罗盘刻度读出发射激光的航向；
c、用激光方位仪依次发射0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°方向的激光，在校准场地上做好标记；
d、牵引飞机绕校准场地中心转动，然后依次在0—45°、45—90°、90—135°、135—180°、180—225°、225—270°、270—315°和315—360°八个区间内任意位置停下飞机；
e、通过激光方位仪发射激光射向靶板，当激光线束照射到靶板上并与靶板垂直时，根据激光线束角度计算得出飞机的真实磁航向角度；
f、对应急磁罗盘和捷联备份导航系统进行磁航向校准,校准完成后，牵引飞机再运动一圈，对磁航向进行校准后复查，若应急磁罗盘和捷联备份导航系统上显示的磁航向角度与真实的磁航向角度之差超出预设指标范围，则重新校准。
所述步骤a中，靶板包括底板1和吊挂支架2，底板1的上表面均匀固定有多个隔板3，任意两个隔板3相互平行布置，吊挂支架2固定在底板1的侧壁上。
实施例3
参见图1-图3，一种激光瞄准无参照物的飞机磁航向校准方法，包括以下步骤：
a、将靶板安装在飞机机头下方纵轴线上，再将飞机牵引至空旷区域的校准场地；
b、将激光方位仪用三脚架放置在校准场地中央，通过激光方位仪的罗盘刻度读出发射激光的航向；
c、用激光方位仪依次发射0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°方向的激光，在校准场地上做好标记；
d、牵引飞机绕校准场地中心转动，然后依次在0—45°、45—90°、90—135°、135—180°、180—225°、225—270°、270—315°和315—360°八个区间内任意位置停下飞机；
e、通过激光方位仪发射激光射向靶板，当激光线束照射到靶板上并与靶板垂直时，根据激光线束角度计算得出飞机的真实磁航向角度；
f、对应急磁罗盘和捷联备份导航系统进行磁航向校准,校准完成后，牵引飞机再运动一圈，对磁航向进行校准后复查，若应急磁罗盘和捷联备份导航系统上显示的磁航向角度与真实的磁航向角度之差超出预设指标范围，则重新校准。
所述步骤a中，靶板包括底板1和吊挂支架2，底板1的上表面均匀固定有多个隔板3，任意两个隔板3相互平行布置，吊挂支架2固定在底板1的侧壁上。
所述吊挂支架2为两根，两根吊挂支架2相对布置，吊挂支架2的横截面呈“L”型，吊挂支架2上开有用于固定的螺钉孔4。
实施例4
参见图1-图3，一种激光瞄准无参照物的飞机磁航向校准方法，包括以下步骤：
a、将靶板安装在飞机机头下方纵轴线上，再将飞机牵引至空旷区域的校准场地；
b、将激光方位仪用三脚架放置在校准场地中央，通过激光方位仪的罗盘刻度读出发射激光的航向；
c、用激光方位仪依次发射0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°方向的激光，在校准场地上做好标记；
d、牵引飞机绕校准场地中心转动，然后依次在0—45°、45—90°、90—135°、135—180°、180—225°、225—270°、270—315°和315—360°八个区间内任意位置停下飞机；
e、通过激光方位仪发射激光射向靶板，当激光线束照射到靶板上并与靶板垂直时，根据激光线束角度计算得出飞机的真实磁航向角度；
f、对应急磁罗盘和捷联备份导航系统进行磁航向校准,校准完成后，牵引飞机再运动一圈，对磁航向进行校准后复查，若应急磁罗盘和捷联备份导航系统上显示的磁航向角度与真实的磁航向角度之差超出预设指标范围，则重新校准。
所述步骤a中，靶板包括底板1和吊挂支架2，底板1的上表面均匀固定有多个隔板3，任意两个隔板3相互平行布置，吊挂支架2固定在底板1的侧壁上。
所述吊挂支架2为两根，两根吊挂支架2相对布置，吊挂支架2的横截面呈“L”型，吊挂支架2上开有用于固定的螺钉孔4。
所述步骤e中，根据激光线束角度计算得出飞机的真实磁航向角度是指当飞机顺时针转动时，飞机的真实磁航向角度＝︱激光线束角度+90°︱；当飞机逆时针转动时，飞机的真实磁航向角度＝︱激光线束角度-90°︱。
由于不用起动飞机发动机，因而不会造成燃油浪费，也利于延长发动机的使用寿命。
实施例5
参见图1-图3，一种激光瞄准无参照物的飞机磁航向校准方法，包括以下步骤：
a、将靶板安装在飞机机头下方纵轴线上，再将飞机牵引至空旷区域的校准场地；
b、将激光方位仪用三脚架放置在校准场地中央，通过激光方位仪的罗盘刻度读出发射激光的航向；
c、用激光方位仪依次发射0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°方向的激光，在校准场地上做好标记；
d、牵引飞机绕校准场地中心转动，然后依次在0—45°、45—90°、90—135°、135—180°、180—225°、225—270°、270—315°和315—360°八个区间内任意位置停下飞机；
e、通过激光方位仪发射激光射向靶板，当激光线束照射到靶板上并与靶板垂直时，根据激光线束角度计算得出飞机的真实磁航向角度；
f、对应急磁罗盘和捷联备份导航系统进行磁航向校准,校准完成后，牵引飞机再运动一圈，对磁航向进行校准后复查，若应急磁罗盘和捷联备份导航系统上显示的磁航向角度与真实的磁航向角度之差超出预设指标范围，则重新校准。
所述步骤a中，靶板包括底板1和吊挂支架2，底板1的上表面均匀固定有多个隔板3，任意两个隔板3相互平行布置，吊挂支架2固定在底板1的侧壁上。
所述吊挂支架2为两根，两根吊挂支架2相对布置，吊挂支架2的横截面呈“L”型，吊挂支架2上开有用于固定的螺钉孔4。
所述步骤e中，根据激光线束角度计算得出飞机的真实磁航向角度是指当飞机顺时针转动时，飞机的真实磁航向角度＝︱激光线束角度+90°︱；当飞机逆时针转动时，飞机的真实磁航向角度＝︱激光线束角度-90°︱。
所述步骤e中，激光线束照射到靶板上并与靶板垂直具体是指当激光从靶板的隔板3前方发射过来，若能从侧面观测到底板1上有激光点，则认为激光发射方位仪垂直瞄准靶板，激光线束与靶板垂直。
步骤e中，激光线束照射到靶板上并与靶板垂直具体是指当激光从靶板的隔板3前方发射过来，若能从侧面观测到底板1上有激光点，则认为激光发射方位仪垂直瞄准靶板，激光线束与靶板垂直，通过改变瞄准方式，不需要建造目标参照物，有效降低了成本，操作也更加简单。
实施例6
参见图1-图3，一种激光瞄准无参照物的飞机磁航向校准方法，包括以下步骤：
a、将靶板安装在飞机机头下方纵轴线上，再将飞机牵引至空旷区域的校准场地；
b、将激光方位仪用三脚架放置在校准场地中央，通过激光方位仪的罗盘刻度读出发射激光的航向；
c、用激光方位仪依次发射0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°方向的激光，在校准场地上做好标记；
d、牵引飞机绕校准场地中心转动，然后依次在0—45°、45—90°、90—135°、135—180°、180—225°、225—270°、270—315°和315—360°八个区间内任意位置停下飞机；
e、通过激光方位仪发射激光射向靶板，当激光线束照射到靶板上并与靶板垂直时，根据激光线束角度计算得出飞机的真实磁航向角度；
f、对应急磁罗盘和捷联备份导航系统进行磁航向校准,校准完成后，牵引飞机再运动一圈，对磁航向进行校准后复查，若应急磁罗盘和捷联备份导航系统上显示的磁航向角度与真实的磁航向角度之差超出预设指标范围，则重新校准。
所述步骤a中，靶板包括底板1和吊挂支架2，底板1的上表面均匀固定有多个隔板3，任意两个隔板3相互平行布置，吊挂支架2固定在底板1的侧壁上。
所述吊挂支架2为两根，两根吊挂支架2相对布置，吊挂支架2的横截面呈“L”型，吊挂支架2上开有用于固定的螺钉孔4。
所述步骤e中，根据激光线束角度计算得出飞机的真实磁航向角度是指当飞机顺时针转动时，飞机的真实磁航向角度＝︱激光线束角度+90°︱；当飞机逆时针转动时，飞机的真实磁航向角度＝︱激光线束角度-90°︱。
所述步骤e中，激光线束照射到靶板上并与靶板垂直具体是指当激光从靶板的隔板3前方发射过来，若能从侧面观测到底板1上有激光点，则认为激光发射方位仪垂直瞄准靶板，激光线束与靶板垂直。
所述当激光从靶板的隔板3前方发射过来，若从侧面观测不到底板1上有激光点，则转动飞机调整航向，直至在底板1上观察到激光点。
牵引飞机绕校准场地中心转动，然后依次在0—45°、45—90°、90—135°、135—180°、180—225°、225—270°、270—315°和315—360°八个区间内任意位置停下飞机，飞机不需要精准的画圆运动和找标准点位，校准点改为校准区间，能够进一步降低操作难度，提高校准效率。
Claims (6)
1.一种激光瞄准无参照物的飞机磁航向校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将靶板安装在飞机机头下方纵轴线上，再将飞机牵引至空旷区域的校准场地；
b、将激光方位仪用三脚架放置在校准场地中央，通过激光方位仪的罗盘刻度读出发射激光的航向；
c、用激光方位仪依次发射0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°方向的激光，在校准场地上做好标记；
d、牵引飞机绕校准场地中心转动，然后依次在0—45°、45—90°、90—135°、135—180°、180—225°、225—270°、270—315°和315—360°八个区间内任意位置停下飞机；
e、通过激光方位仪发射激光射向靶板，当激光线束照射到靶板上并与靶板垂直时，根据激光线束角度计算得出飞机的真实磁航向角度；
f、对应急磁罗盘和捷联备份导航系统进行磁航向校准,校准完成后，牵引飞机再运动一圈，对磁航向进行校准后复查，若应急磁罗盘和捷联备份导航系统上显示的磁航向角度与真实的磁航向角度之差超出预设指标范围，则重新校准。
2.根据权利要求1所述的一种激光瞄准无参照物的飞机磁航向校准方法，其特征在于：所述步骤a中，靶板包括底板(1)和吊挂支架(2)，底板(1)的上表面均匀固定有多个隔板(3)，任意两个隔板(3)相互平行布置，吊挂支架(2)固定在底板(1)的侧壁上。
3.根据权利要求2所述的一种激光瞄准无参照物的飞机磁航向校准方法，其特征在于：所述吊挂支架(2)为两根，两根吊挂支架(2)相对布置，吊挂支架(2)的横截面呈“L”型，吊挂支架(2)上开有用于固定的螺钉孔(4)。
4.根据权利要求1所述的一种激光瞄准无参照物的飞机磁航向校准方法，其特征在于：所述步骤e中，根据激光线束角度计算得出飞机的真实磁航向角度是指当飞机顺时针转动时，飞机的真实磁航向角度＝︱激光线束角度+90°︱；当飞机逆时针转动时，飞机的真实磁航向角度＝︱激光线束角度-90°︱。
5.根据权利要求3所述的一种激光瞄准无参照物的飞机磁航向校准方法，其特征在于：所述步骤e中，激光线束照射到靶板上并与靶板垂直具体是指当激光从靶板的隔板(3)前方发射过来，若能从侧面观测到底板(1)上有激光点，则认为激光发射方位仪垂直瞄准靶板，激光线束与靶板垂直。
6.根据权利要求5所述的一种激光瞄准无参照物的飞机磁航向校准方法，其特征在于：所述当激光从靶板的隔板(3)前方发射过来，若从侧面观测不到底板(1)上有激光点，则转动飞机调整航向，直至在底板(1)上观察到激光点。
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