CN114895705A - 一种飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算方法及装置，其中，飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算方法包括：通过获取目标飞机在地面滑行转弯阶段的运行参数，运行参数包括磁航向、滑行速度和滑行时间；计算目标飞机当前时刻与上一时刻的磁航向的差值；基于磁航向的差值对目标飞机进行航向角度计算，得到航向角度结果；基于滑行速度和滑行时间计算目标飞机滑行转弯的弧长；基于弧长和航向角度结果计算目标飞机的滑行转弯半径。不仅能够掌握飞机在地面滑行阶段的实际运行轨迹，还可以基于计算准确得到飞机地面滑行的实际转弯半径，实现对飞机在地面滑行转弯阶段的安全运行状况的准确评估，并可以为航空安全事件调查提供依据。
Description
技术领域
本发明涉及航空控制领域，具体涉及一种飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算方法及装置。
背景技术
航空技术的快速发展，使得飞机成为人们日常出行的理想出行工具之一，人们对于飞机的安全性问题也倍加关注。飞机在地面滑行转弯阶段其转弯半径可以作为飞机运行中的关键参数，对飞机的安全性评估具有重要意义。目前，对于飞机在地面滑行转弯阶段的转弯半径多是先利用经纬度定位的方法进行飞机的运行轨迹的绘制，再根据绘制出的运行轨迹计算滑行转弯半径，但由于这种通过经纬度定位绘制飞机运行轨迹的方式在地面滑行转弯阶段定位的精度不高，因此无法对处于地面滑行转弯阶段下飞机的滑行转弯半径进行准确计算，导致无法对飞机在地面滑行转弯阶段时实际的安全运行状况进行准确评估。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的对飞机在地面滑行转弯阶段进行计算得到的转弯半径结果准确性低，存在无法对处于地面滑行转弯阶段的飞机实际安全运行状况进行准确评估的缺陷，从而提供一种飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算方法及装置。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算方法，所述方法包括：
获取目标飞机在地面滑行转弯阶段的运行参数，所述运行参数包括磁航向、滑行速度和滑行时间；
计算所述目标飞机当前时刻与上一时刻的磁航向的差值；
基于所述磁航向的差值对所述目标飞机进行航向角度计算，得到航向角度结果；
基于所述滑行速度和滑行时间计算所述目标飞机滑行转弯的弧长；
基于所述弧长和所述航向角度结果计算所述目标飞机的滑行转弯半径。
可选地，所述基于所述磁航向的差值对所述目标飞机进行航向角度计算，包括：
基于所述磁航向的差值对所述目标飞机进行线性航向角度计算，得到当前时刻对应的线性航向角度；
提取所述目标飞机在地面滑行转弯阶段的起始时刻及结束时刻对应的第一线性航向角度和第二线性航向角度，计算所述目标飞机在地面滑行转弯阶段的航向角度。
可选地，在所述基于所述磁航向的差值计算对所述目标飞机进行线性航向角度计算之前，所述方法还包括：
判断所述磁航向的差值是否超出预设范围；
当所述磁航向的差值未超出预设范围时，基于所述磁航向的差值对所述目标飞机进行线性航向角度计算。
可选地，
当所述磁航向的差值超出预设范围时，对所述磁航向的差值进行修正；
基于修正后的磁航向的差值对所述目标飞机进行线性航向角度计算。
可选地，在所述获取所述目标飞机在地面滑行转弯阶段的运行参数之前，所述方法还包括：
获取目标飞机的飞行阶段、转弯标识和空地开关的状态；
基于所述飞行阶段、转弯标识和空地开关的状态，判断所述目标飞机是否处于地面滑行转弯阶段；
当所述目标飞机处于所述地面滑行转弯阶段时，获取所述目标飞机在地面滑行转弯阶段的运行参数。
可选地，所述基于所述飞行阶段、转弯标识和空地开关的状态，判断所述目标飞机是否处于地面滑行转弯阶段，包括：
判断所述目标飞机的飞行阶段是否为滑入或滑出；
当所述目标飞机的飞行阶段为滑入或滑出时，判断所述目标飞机的空地开关状态是否为地；
当所述目标飞机的空地开关状态为地时，判断所述目标飞机的转弯标识是否为正在转弯；
当所述目标飞机的转弯标识为正在转弯时，判定所述目标飞机处于地面滑行转弯阶段。
可选地，通过如下公式计算所述目标飞机滑行转弯的弧长：
l＝∫0 tGS·0.514
其中，l为所述目标飞机在地面滑行转弯阶段滑过的弧长；t为所述目标飞机的滑行时间；GS为所述目标飞机的滑行速度；
通过如下公式计算所述目标飞机的滑行转弯半径：
其中，r为所述目标飞机的滑行转弯半径；l为所述目标飞机滑行转弯的弧长；n为所述目标飞机的航向角度结果。
根据第二方面，本发明实施例提供了一种飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取目标飞机在地面滑行转弯阶段的运行参数，所述运行参数包括磁航向、滑行速度和滑行时间；
第一计算模块，用于计算所述目标飞机当前时刻与上一时刻的磁航向的差值；
第二计算模块，用于基于所述磁航向的差值对所述目标飞机进行航向角度计算，得到航向角度结果；
第三计算模块，用于基于所述滑行速度和滑行时间计算所述目标飞机滑行转弯的弧长；
第四计算模块，用于基于所述弧长和所述航向角度结果计算所述目标飞机的滑行转弯半径。
根据第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：
存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面，或者第一方面任意一种可选实施方式中所述的方法。
根据第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面，或者第一方面任意一种可选实施方式中所述的方法。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供的飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算方法及装置，通过获取所述目标飞机在地面滑行转弯阶段的运行参数，所述运行参数包括磁航向、滑行速度和滑行时间；计算所述目标飞机当前时刻与上一时刻的磁航向的差值；基于所述磁航向的差值对所述目标飞机进行航向角度计算，得到航向角度结果；基于所述滑行速度和滑行时间计算所述目标飞机滑行转弯的弧长；基于所述弧长和所述航向角度结果计算所述目标飞机的滑行转弯半径。通过计算目标飞机当前时刻与上一时刻的磁航向差值，可以得到目标飞机航向变化的精确信息，在此基础上，根据磁航向差值对目标飞机的航向角度计算，基于滑行速度和滑行时间计算目标飞机滑行转弯过程中滑过的弧长，基于弧长和航向角度结果对目标飞机的滑行转弯半径进行计算，不仅能够掌握飞机在地面滑行阶段的实际运行轨迹，还可以基于计算准确得到飞机地面滑行的实际转弯半径，实现对飞机在地面滑行转弯阶段的安全运行状况的准确评估，并可以为航空安全事件调查提供依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算方法的流程图；
图2为本发明实施例的飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算方法的目标飞机的转弯示意图；
图3为本发明实施例的飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算方法的线性磁航向角度计算流程图；
图4为本发明实施例的飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算方法的转弯半径分布统计图；
图5为本发明实施例的飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算装置的结构示意图；
图6为本发明实施例的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明实施例提供了一种飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算方法，如图1所示，该飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算方法具体包括如下步骤：
步骤S101：获取目标飞机在地面滑行转弯阶段的运行参数，运行参数包括磁航向、滑行速度和滑行时间。
具体地，在实际应用中，处于地面滑行转弯阶段的飞机可能会由于操作不当或突发事件造成飞机事故。通过对飞机在地面滑行转弯阶段的转弯半径进行准确计算，可以掌握飞机的实际运行轨迹，为评估飞机在地面滑行时实际安全运行状况以及为安全事件调查提供必要数据支撑以及理论依据。
具体地，在实际应用中，本发明实施例基于三点式飞机地面滑行转弯半径的理论算法，该理论算法主要用于机场设计或验证某型号飞机是否匹配某机场飞行区指标，基于该算法理论进行飞机在地面滑行转弯阶段的转弯半径计算，可为进行转弯半径计算提供理论支撑。在三点式飞机地面滑行转弯半径的理论算法中，三点式飞机在地面滑行转弯过程中，其转弯半径主要与滑行转弯角度以及起落架的布局参数有关，通过基于理论算法对飞机实际的转弯半径进行计算，可提高飞机转弯半径结果的准确性。
具体地，在实际应用中，为保证数据的准确性，本发明实施例采用快速存取记录器(Quick Access Recorder，QAR)对飞机参数进行获取，快速存取记录器是加装在飞机上，用于记录飞机飞行过程中的位置、操作和告警等多项参数的飞行数据记录设备，其数据可广泛应用于飞行品质监控、飞行过程可视化仿真重现、机务维修、事故调查等。采用QAR数据可保证前期数据的准确性，并有效为后续进行目标飞机在地面滑行转弯阶段的转弯半径计算提供数据支撑。
步骤S102：计算目标飞机当前时刻与上一时刻的磁航向的差值。
具体地，在实际应用中，为保证数据计算的准确性，本发明实施例通过对目标飞机当前时刻与上一时刻的磁航向的差值进行计算，获取每一时刻的目标飞机的航向变化情况。
步骤S103：基于磁航向的差值对目标飞机进行航向角度计算，得到航向角度结果。
具体地，在实际应用中，本发明实施例基于每一时刻的目标飞机的航向变化情况，进行航向角度计算，得到航向角度结果。通过将每一时刻的航向角度结果进行累计计算，从而得到最终的航向角度结果。
步骤S104：基于滑行速度和滑行时间计算目标飞机滑行转弯的弧长。
具体地，在实际应用中，本发明实施例从QAR数据中提取滑行速度(即飞机地速)和滑行时间数据，对滑行速度进行目标飞机在滑行时间内积分计算，得到目标飞机滑行转弯的弧长。通过进行积分计算得到目标飞机滑行转弯的弧长，保证了计算得到的弧长结果的准确性，为后续进行转弯半径计算，得到准确的转弯半径奠定基础。
具体地，在实际应用中，本发明实施例通过如下公式计算目标飞机滑行转弯的弧长：
l＝∫0 tGS·0.514
其中，l为目标飞机在地面滑行转弯阶段滑过的弧长；t为目标飞机的滑行时间；GS为目标飞机的滑行速度。具体地，目标飞机的滑行速度GS单位为节，通过与0.514相乘进行单位转换，转换后的单位为m/s。
步骤S105：基于弧长和航向角度结果计算目标飞机的滑行转弯半径。
具体地，在实际应用中，本发明实施例通过如下公式计算目标飞机的滑行转弯半径：
其中，r为目标飞机的滑行转弯半径；l为目标飞机滑行转弯的弧长；n为目标飞机的航向角度结果。
具体地，在实际应用中，如图2所示，本发明实施例将飞机在地面滑行转弯阶段的转弯路径近似视为扇形，转弯半径即为扇形的半径，目标飞机的航向角度通过如下公式进行计算：
n＝HEAD_LINA-HEAD_LINB
其中，n为目标飞机的航向角度结果；HEAD_LINA为目标飞机转弯起始时刻的线性航向角度；HEAD_LINB为目标飞机转弯结束时刻的线性航向角度。
本发明提供的飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算方法，通过获取目标飞机在地面滑行转弯阶段的运行参数，运行参数包括磁航向、滑行速度和滑行时间；计算目标飞机当前时刻与上一时刻的磁航向的差值；基于磁航向的差值对目标飞机进行航向角度计算，得到航向角度结果；基于滑行速度和滑行时间计算目标飞机滑行转弯的弧长；基于弧长和航向角度结果计算目标飞机的滑行转弯半径。通过计算目标飞机当前时刻与上一时刻的磁航向差值，可以得到目标飞机航向变化的精确信息，在此基础上，根据磁航向差值对目标飞机的航向角度计算，基于滑行速度和滑行时间计算目标飞机滑行转弯过程中滑过的弧长，基于弧长和航向角度结果对目标飞机的滑行转弯半径进行计算，不仅能够掌握飞机在地面滑行阶段的实际运行轨迹，还可以基于计算准确得到飞机地面滑行的实际转弯半径，实现对飞机在地面滑行转弯阶段的安全运行状况的准确评估，并可以为航空安全事件调查提供依据。
具体地，在一实施例中，在执行上述步骤S101之前，具体还包括如下步骤：
步骤S201：获取目标飞机的飞行阶段、转弯标识和空地开关的状态。
步骤S202：基于飞行阶段、转弯标识和空地开关的状态，判断目标飞机是否处于地面滑行转弯阶段。
步骤S203：当目标飞机处于地面滑行转弯阶段时，获取目标飞机在地面滑行转弯阶段的运行参数。
具体地，在实际应用中，本发明实施例在获取目标飞机的磁航向、滑行速度和滑行时间的运行参数之前，需要对飞机的滑行状态进行判断，具体地，本发明实施例基于QAR数据的航向参数HEAD值的变化判断飞机是否处于转弯滑行状态。
具体地，在实际应用中，本发明实施例的目标飞机的运行参数与目标飞机的飞行阶段、转弯标识和空地开关的状态可同时获取，通过判定目标飞机是否处于地面滑行阶段后，再基于目标飞机的运行参数进行转弯半径计算。
示例性地，本发明实施例以A型飞机进行解释说明，具体判断过程如下：
基于快速存取记录器，提取目标飞机地面滑行转弯阶段的状态参数，包括飞行阶段、转弯标识和空地开关的状态。
(1)飞行阶段状态包括：滑出、起飞、爬升、巡航、下降、进近、着陆、滑入八个状态，其中滑出、滑入合称滑行阶段。
(2)转弯标识包括：0或1，当转弯标识为1时，判定目标飞机开始转弯；当转弯标识为0时，判定目标飞机转弯结束。
(3)空地开关包括：空或地，当空地开关为空时，判定目标飞机在空中；当空地开关为地时，判定目标飞机在地面。
具体地，在实际应用中，本发明实施例判定目标飞机处于地面滑行转弯阶段时，会对目标飞机的运行参数进行获取，运行参数包括磁航向(即航向HEAD_MAG)、滑行速度(地速GS)和滑行时间，其中，磁航向数值范围为0-360°；滑行速度为0-500节。
具体地，在一实施例中，上述步骤S202基于飞行阶段、转弯标识和空地开关的状态，判断目标飞机是否处于地面滑行转弯阶段，具体包括如下步骤：
步骤S301：判断目标飞机的飞行阶段是否为滑入或滑出。
步骤S302：当目标飞机的飞行阶段为滑入或滑出时，判断目标飞机的空地开关状态是否为地。
步骤S303：当目标飞机的空地开关状态为地时，判断目标飞机的转弯标识是否为正在转弯。
步骤S304：当目标飞机的转弯标识为正在转弯时，判定目标飞机处于地面滑行转弯阶段。
具体地，在实际应用中，由于飞机在地面滑行转弯阶段的飞行阶段、空地开关和转弯标识为同时获取，因此上述步骤S301至步骤S303并无前后顺序，只需满足目标飞机的飞行状态为滑入或滑出，且空地开关状态为地，且转弯标识为1即可判定目标飞机处于地面滑行转弯阶段。
具体地，在一实施例中，上述步骤S103具体包括如下步骤：
步骤S401：基于磁航向的差值对目标飞机进行线性航向角度计算，得到当前时刻对应的线性航向角度。
具体地，在实际应用中，如图3所示，为保证计算得到的转弯半径的准确性，实施例首先将目标飞机的旋转周数(revol)赋值为零，其中，旋转一个360°，旋转周数加一。然后获取目标飞机的当前秒磁航向数据，通过将当前时刻磁航向与上一时刻磁航向数据作差，得到这一时刻内的目标飞机的航向变化情况，通过如下公式计算得到当前时刻对应的线性航向角度：
Y＝X+I.360
其中，Y为目标飞机的线性航向角度结果；X为磁航向角度；I为目标飞机旋转周数。
步骤S402：提取目标飞机在地面滑行转弯阶段的起始时刻及结束时刻对应的第一线性航向角度和第二线性航向角度，计算目标飞机在地面滑行转弯阶段的航向角度。
具体地，在实际应用中，目标飞机的地面滑行转弯状态通过转弯标识进行计算，具体地，在当前时刻目标飞机的线性航向参数HEAD_LIN值与前3秒HEAD_LIN值的差值均大于或等于5°且持续3秒时，判定目标飞机开始转弯，转弯标识为1；在线性航向参数HEAD_LIN值与前5秒HEAD_LIN值的差值均小于3°且持续3秒时，判定目标飞机转弯结束，转弯标识为0。提取转弯标识为1时的目标飞机的第一线性航向角度结果和转弯标识为0时的目标飞机的第二线性航向角度结果，计算目标飞机在地面滑行转弯阶段的航向角度。通过对目标飞机的线性航向差值以及持续时间进行限定，当目标飞机同时满足线性航向差值和持续时间时，对目标飞机的转弯状态进行确定，确保目标飞机处于开始转弯或结束转弯状态，从而对目标飞机的地面滑行转弯阶段进行准确判断，避免出现由于地面风速以及其它突发情况造成目标飞机数据变化，导致对目标飞机状态的误判。
具体地，线性航向参数HEAD_LIN值是基于目标飞机的磁航向数据得到。
具体地，在一实施例中，在执行上述步骤S401基于磁航向的差值计算对目标飞机进行线性航向角度计算之前，具体还包括如下步骤：
步骤S501：判断磁航向的差值是否超出预设范围。
步骤S502：当磁航向的差值未超出预设范围时，基于磁航向的差值对目标飞机进行线性航向角度计算。
具体地，在实际应用中，如图3所示，本发明实施例考虑到由于磁航向在0-360°范围内进行变化，如果当前航向为359°，下一秒磁航向变为2°，实际变化为3°，但是数值相减为-357°，会误导后续计算，因此首先将磁航向进行线性处理，再计算前后秒磁航向差值计算，则不会产生错误。
具体地，在一实施例中，在执行上述步骤S502之后，具体还包括如下步骤：
步骤S601：当磁航向的差值超出预设范围时，对磁航向的差值进行修正。
步骤602：基于修正后的磁航向的差值对目标飞机进行线性航向角度计算。
优选地，本发明实施例设定的预设范围为[-340°，340°]。±340°为经验值，在实际应用中，一般一秒钟的飞机航向变化不会超过20°，所以为了屏蔽掉341°变化到0°的情况，采用以[-340°，340°]作为预设范围，但实际情况不限于此，为实现对目标飞机航向变化的精确计算而进行预设范围个数和数值的变化，也在本发明实施例提供的飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算方法的保护范围之内。
示例性地，如图3所示，若前一秒磁航向为359°，当前秒磁航向为2°，此种情况为机头顺时针变化，实际变化为3°，但航向数值直接相减为-357°，因为-357<-340，则飞机的旋转周数revol＝0+1，此时，线性航向角度结果为：
Y＝2+1.360＝362°
通过执行上述步骤，本发明实施例提供的飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算方法，通过获取目标飞机在地面滑行转弯阶段的运行参数，运行参数包括磁航向、滑行速度和滑行时间；计算目标飞机当前时刻与上一时刻的磁航向的差值；基于磁航向的差值对目标飞机进行航向角度计算，得到航向角度结果；基于滑行速度和滑行时间计算目标飞机滑行转弯的弧长；基于弧长和航向角度结果计算目标飞机的滑行转弯半径。通过计算目标飞机当前时刻与上一时刻的磁航向差值，可以得到目标飞机航向变化的精确信息，在此基础上，根据磁航向差值对目标飞机的航向角度计算，基于滑行速度和滑行时间计算目标飞机滑行转弯过程中滑过的弧长，基于弧长和航向角度结果对目标飞机的滑行转弯半径进行计算，不仅能够掌握飞机在地面滑行阶段的实际运行轨迹，还可以基于计算准确得到飞机地面滑行的实际转弯半径，实现对飞机在地面滑行转弯阶段的安全运行状况的准确评估，并可以为航空安全事件调查提供依据。
下面将结合具体应用示例，对本发明实施例提供的飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算方法进行详细的说明。
结合图1-图3所示，本发明实施例以A型飞机在首都机场的地面滑行阶段进行说明。表1为是A型飞机在首都机场地面滑行阶段的QAR数据，其中FLIGHT_PHASE表示飞行阶段；LDGL表示左主起落架空地状态；LDGR表示右主起落架空地状态；HEAD_MAG表示磁航向；HEAD_LIN为计算后线性航向；GS表示地速；GRD_TURN表示飞机转弯状态标识。
首先对于目标飞机的滑行状态进行判断，当目标飞机的飞行阶段为滑行阶段(TAXI OUT)，且LDGL和LDGR为地(GROUND)时，当目标飞机转弯标识为1(TURE)时，确定与转弯角度、转弯滑行路径长度计算相关的参数，相关参数及计算结果如表1所示。
HEAD_LINA＝278.09
HEAD_LINB＝360
n＝HEAD_LINA-HEAD_LINB＝81.91°
l＝∫0 tGSD.0.514＝90.464m
本发明实施例还针对A型飞机在各执飞机场基于QAR数据的转弯半径分布情况进行统计，统计结果如图4所示。本发明实施例选取了8737条航段共计75296次滑行阶段转弯情况进行统计分析，直方图展现了转弯半径数值分布情况，半径值集中在25m至45m之间的情况，共发生53456次。折线为转弯半径累积概率曲线，由折线变化可以看出，45m以内的转弯情况占比超过90％，飞机转弯半径呈近似正态分布，表明计算结果有规律性，计算方法无误。
由于A型飞机的地面滑行最小转弯半径是一个固定值，属于飞机的性能参数，基于飞行机组操作手册可知，A型飞机180°调头大致转弯宽度范围为44m-48m，可近似等同于转弯直径，则可得到A型飞机的转弯半径范围为22m-24m，但由于实际飞机起飞前滑行中不会进行调头操作，基本是在45°左右转弯，因此转弯半径会分别大于22m和24m，符合我们统计的情况通过与实际滑行最小转弯半径进行对比，当实际滑行最小转弯半径小于理论地面滑行最小转弯半径时，判断可能是由于数据质量问题所致，为后续进行数据筛选以及保证转弯半径计算的准确性提供保证。
表1数据样本
本发明实施例提供的飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算方法是基于飞机QAR数据，通过读取飞行数据记录器中的航向、速度等相关参数，计算飞机地面滑行转弯距离和转弯角度的变化，从而计算出飞机实际的转弯半径。通过该方法，不仅能够掌握飞机在地面滑行阶段的实际运行轨迹，还可以基于计算准确得到飞机地面滑行的实际转弯半径，实现对飞机在地面滑行转弯阶段的安全运行状况的准确评估，并可以为航空安全事件调查提供依据。
本发明实施例提供了一种飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算装置，如图5所示，该飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算装置包括：
获取模块101，用于获取目标飞机在地面滑行转弯阶段的运行参数，运行参数包括磁航向、滑行速度和滑行时间。详细内容参见上述方法实施例中步骤S101的相关描述，在此不再进行赘述。
第一计算模块102，用于计算目标飞机当前时刻与上一时刻的磁航向的差值。详细内容参见上述方法实施例中步骤S102的相关描述，在此不再进行赘述。
第二计算模块103，用于基于磁航向的差值对目标飞机进行航向角度计算，得到航向角度结果。详细内容参见上述方法实施例中步骤S103的相关描述，在此不再进行赘述。
第三计算模块104，用于基于滑行速度和滑行时间计算目标飞机滑行转弯的弧长。详细内容参见上述方法实施例中步骤S104的相关描述，在此不再进行赘述。
第四计算模块105，用于基于弧长和航向角度结果计算目标飞机的滑行转弯半径。详细内容参见上述方法实施例中步骤S105的相关描述，在此不再进行赘述。
上述的飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算装置的更进一步描述参见上述飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算方法实施例的相关描述，在此不再进行赘述。
通过上述各个组成部分的协同合作，本发明实施例提供的飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算装置，通过计算目标飞机当前时刻与上一时刻的磁航向差值，可以得到目标飞机航向变化的精确信息，在此基础上，根据磁航向差值对目标飞机的航向角度计算，基于滑行速度和滑行时间计算目标飞机滑行转弯过程中滑过的弧长，基于弧长和航向角度结果对目标飞机的滑行转弯半径进行计算，不仅能够掌握飞机在地面滑行阶段的实际运行轨迹，还可以基于计算准确得到飞机地面滑行的实际转弯半径，实现对飞机在地面滑行转弯阶段的安全运行状况的准确评估，并可以为航空安全事件调查提供依据。
本发明实施例提供了一种电子设备，如图6所示，该电子设备包括处理器901和存储器902，存储器902和处理器901之间互相通信连接，其中处理器901和存储器902可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。
处理器901可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器901还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器902作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中方法所对应的程序指令/模块。处理器901通过运行存储在存储器902中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器901的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的方法。
存储器902可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器901所创建的数据等。此外，存储器902可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器902可选包括相对于处理器901远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器901。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
一个或者多个模块存储在存储器902中，当被处理器901执行时，执行上述方法实施例中的方法。
上述电子设备具体细节可以对应参阅上述方法实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，实现的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算方法，其特征在于，包括：
获取目标飞机在地面滑行转弯阶段的运行参数，所述运行参数包括磁航向、滑行速度和滑行时间；
计算所述目标飞机当前时刻与上一时刻的磁航向的差值；
基于所述磁航向的差值对所述目标飞机进行航向角度计算，得到航向角度结果；
基于所述滑行速度和滑行时间计算所述目标飞机滑行转弯的弧长；
基于所述弧长和所述航向角度结果计算所述目标飞机的滑行转弯半径。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述磁航向的差值对所述目标飞机进行航向角度计算，包括：
基于所述磁航向的差值对所述目标飞机进行线性航向角度计算，得到当前时刻对应的线性航向角度；
提取所述目标飞机在地面滑行转弯阶段的起始时刻及结束时刻对应的第一线性航向角度和第二线性航向角度，计算所述目标飞机在地面滑行转弯阶段的航向角度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述基于所述磁航向的差值计算对所述目标飞机进行线性航向角度计算之前，所述方法还包括：
判断所述磁航向的差值是否超出预设范围；
当所述磁航向的差值未超出预设范围时，基于所述磁航向的差值对所述目标飞机进行线性航向角度计算。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
当所述磁航向的差值超出预设范围时，对所述磁航向的差值进行修正；
基于修正后的磁航向的差值对所述目标飞机进行线性航向角度计算。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取所述目标飞机在地面滑行转弯阶段的运行参数之前，所述方法还包括：
获取目标飞机的飞行阶段、转弯标识和空地开关的状态；
基于所述飞行阶段、转弯标识和空地开关的状态，判断所述目标飞机是否处于地面滑行转弯阶段；
当所述目标飞机处于所述地面滑行转弯阶段时，获取所述目标飞机在地面滑行转弯阶段的运行参数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述飞行阶段、转弯标识和空地开关的状态，判断所述目标飞机是否处于地面滑行转弯阶段，包括：
判断所述目标飞机的飞行阶段是否为滑入或滑出；
当所述目标飞机的飞行阶段为滑入或滑出时，判断所述目标飞机的空地开关状态是否为地；
当所述目标飞机的空地开关状态为地时，判断所述目标飞机的转弯标识是否为正在转弯；
当所述目标飞机的转弯标识为正在转弯时，判定所述目标飞机处于地面滑行转弯阶段。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下公式计算所述目标飞机滑行转弯的弧长：
l＝∫0 tGS·0.514
其中，l为所述目标飞机在地面滑行转弯阶段滑过的弧长；t为所述目标飞机的滑行时间；GS为所述目标飞机的滑行速度；
通过如下公式计算所述目标飞机的滑行转弯半径：
其中，r为所述目标飞机的滑行转弯半径；l为所述目标飞机滑行转弯的弧长；n为所述目标飞机的航向角度结果。
8.一种飞机在地面滑行阶段的转弯半径计算装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取目标飞机在地面滑行转弯阶段的运行参数，所述运行参数包括磁航向、滑行速度和滑行时间；
第一计算模块，用于计算所述目标飞机当前时刻与上一时刻的磁航向的差值；
第二计算模块，用于基于所述磁航向的差值对所述目标飞机进行航向角度计算，得到航向角度结果；
第三计算模块，用于基于所述滑行速度和滑行时间计算所述目标飞机滑行转弯的弧长；
第四计算模块，用于基于所述弧长和所述航向角度结果计算所述目标飞机的滑行转弯半径。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机从而执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117421542A (zh) * | 2023-12-19 | 2024-01-19 | 珠海翔翼航空技术有限公司 | 一种计算飞机进停机区域滑行速度的方法、系统及装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106355281A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-01-25 | 中国民航科学技术研究院 | 一种机场空域容量三维数学模型评估方法 |
| US20180012502A1 (en) * | 2016-07-07 | 2018-01-11 | Thales | Method of calculation by a flight management system of a trajectory exhibiting improved transitions |
| CN110095114A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-08-06 | 中航通飞华南飞机工业有限公司 | 一种航空机载捷联航姿外场内嵌式罗盘自动校准系统及方法 |
| CN111199075A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-26 | 四川函钛科技有限公司 | 一种基于时序qar参数的飞行轨迹自适应平滑的方法 |
| EP3751541A1 (en) * | 2019-06-11 | 2020-12-16 | Rockwell Collins, Inc. | Judgmental oversteering taxi aid system and method |
| CN114444267A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-05-06 | 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 | 一种飞行计划航段水平航迹预测方法 |
-
2022
- 2022-05-07 CN CN202210494830.9A patent/CN114895705A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180012502A1 (en) * | 2016-07-07 | 2018-01-11 | Thales | Method of calculation by a flight management system of a trajectory exhibiting improved transitions |
| CN106355281A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-01-25 | 中国民航科学技术研究院 | 一种机场空域容量三维数学模型评估方法 |
| CN110095114A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-08-06 | 中航通飞华南飞机工业有限公司 | 一种航空机载捷联航姿外场内嵌式罗盘自动校准系统及方法 |
| EP3751541A1 (en) * | 2019-06-11 | 2020-12-16 | Rockwell Collins, Inc. | Judgmental oversteering taxi aid system and method |
| CN111199075A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-26 | 四川函钛科技有限公司 | 一种基于时序qar参数的飞行轨迹自适应平滑的方法 |
| CN114444267A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-05-06 | 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 | 一种飞行计划航段水平航迹预测方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117421542A (zh) * | 2023-12-19 | 2024-01-19 | 珠海翔翼航空技术有限公司 | 一种计算飞机进停机区域滑行速度的方法、系统及装置 |
| CN117421542B (zh) * | 2023-12-19 | 2024-03-29 | 珠海翔翼航空技术有限公司 | 一种计算飞机进停机区域滑行速度的方法、系统及装置 |
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