CN115097863A - 一种基于Dubins方法的水平引导过渡路径构建方法 - Google Patents

一种基于Dubins方法的水平引导过渡路径构建方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于Dubins方法的水平引导过渡路径构建方法，按照Dubins方法将过渡路径分为LSR，RSL，RSR以及LSL四种类型。构建过渡路径的具体步骤包括：1、根据飞机航向，目标航段航向以及飞机相对目标航段的方向，判断过渡路径的类型；2、通过飞机位置，目标航段航向以及终点位置，计算过渡路径直线段的航向；3、根据飞机位置和航向，首圆弧的转向，以及飞机最小转弯半径，计算首圆弧的圆心位置；4、根据首圆弧圆心的位置计算相对目标航段的侧偏距，再结合尾圆弧的转向，飞机最小转弯半径，计算尾圆弧的圆心位置，从而完成水平引导过渡路径的构建。本发明为水平引导过渡路径构建提供了一种关键技术，使得飞机在进行水平引导过渡时更加合理和安全。

Description

一种基于Dubins方法的水平引导过渡路径构建方法
技术领域
本发明涉及一种基于Dubins方法的水平引导过渡路径构建方法，属于民航技术领域。
背景技术
水平引导过渡是飞行管理系统(FMS,Flight Management System)核心功能之一，旨在引导飞机按照合理的飞行航路安全完成航行任务。在该过程中飞行管理系统根据飞机的位置信息以及期望截获的航段信息计算过渡路径以及引导指令信息，从而引导飞机平滑截获目标航段。在民机标准ARINC 424(Navigation Systems Data Base)中，水平引导过渡路径可以通过直线过渡、切线过渡等方法进行构建。这些方法主要处理飞机相对目标航段侧偏距较小情形下的航段过渡问题，但无法处理飞机相对目标航段侧偏距过大等复杂场景。因此如何在最大程度上保障飞行安全、节约飞行成本以及处理复杂场景的前提下进行水平引导过渡路径的构建，是未来很长时间内强化先进大型客机飞行管理系统核心竞争力的关键方向被各国航空领域进行重点研究。
1957年，Lester Eli Dubins证明连接平面两点的任何路径都可以由最大曲率的圆弧和直线段组成，该路径是在满足曲率约束和规定的始端和末端切线方向的条件下，连接两点的二维平面内最短路径。Dubins集合包括{LSL，RSR，RSL，LSR，RLR，LRL}六种情况，其中L表示从沿逆时针方向的圆弧运动，R表示沿顺时针方向圆弧运动，S表示沿直线运动。而水平引导过渡路径基于飞机位置以及目标航段的位置信息进行构建，与Dubins方法的中借助平面两点构建最短路径的思想相契合。本发明就是在此背景下提出的，基于Dubins方法进行水平引导过渡路径构建，就是在飞机相对目标航段较远时，使飞机以较短的距离完成目标航段的截获，进而节省飞行成本；同时过渡路径构建在考虑飞行安全的前提下，设计首尾圆弧段，使飞机平滑地进行水平过渡以及航段截获，最大程度上保障飞行安全。
发明内容
要解决的技术问题
为解决飞机相对目标航段侧偏距过大时的水平引导过渡路径构建问题，本发明提出一种基于Dubins方法的水平引导过渡路径构建方法，实现飞机快速且平滑截获目标航段，节约飞行成本，保证飞行安全。
技术方案
一种基于Dubins方法的水平引导过渡路径构建方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：载入所需数据信息，包括飞机初始位置P0，经纬高坐标为(λ0,L0,H0)，初始航向χ0，初始速度V0，最大滚转角φmax，目标航段起点Ps，经纬高坐标为(λs,Ls,Hs)，目标航段终点Pe，经纬高坐标为(λe,Le,He)；
步骤2：由目标航段起点Ps和终点Pe的位置信息计算目标航段航向χleg，计算公式为：
Figure BDA0003713379430000021
步骤3：计算飞机的最小转弯半径Rmin，计算公式如下：
Figure BDA0003713379430000022
其中VGND表示飞机的地速，g表示重力加速度；
步骤4：计算过渡路径中直线段的航向χline；
步骤5：判断首圆弧的转向sturn和尾圆弧的转向eturn，转向为顺时针时，取值为-1；转向为逆时针时，取值为1；
步骤6：计算过渡路径首圆弧的圆心位置
Figure BDA0003713379430000023
经纬高坐标为
Figure BDA0003713379430000024
在水平引导过渡情形下，
Figure BDA0003713379430000025
的高度与目标航段高度保持一致，具体的计算方法为：
步骤6.1：计算飞机初始位置P0与首圆弧的圆心
Figure BDA0003713379430000031
连线航向
Figure BDA0003713379430000032
该航向可通过将飞机起始航向χ0旋转90°后得到，计算公式为：
Figure BDA0003713379430000033
步骤6.2：以飞机初始位置P0为起点，计算首圆弧圆心
Figure BDA0003713379430000034
的纬度，计算公式为：
Figure BDA0003713379430000035
其中Rearth为WGS-84地球半径；
步骤6.3：以飞机初始位置P0为起点，计算首圆弧圆心
Figure BDA0003713379430000036
的经度，计算公式为：
Figure BDA0003713379430000037
步骤6.4：在已知最小转弯半径Rmin时，首圆弧段起点位置
Figure BDA0003713379430000038
与飞机初始位置P0相同，首圆弧段终点位置
Figure BDA0003713379430000039
可由圆心位置
Figure BDA00037133794300000310
计算得到，当sturn＝eturn时，执行步骤6.4.1和6.4.2，结束转入步骤7；否则转入步骤6.4.3；
6.4.1：计算首圆弧终点
Figure BDA00037133794300000311
的纬度，计算公式为：
Figure BDA00037133794300000312
6.4.2：计算首圆弧终点
Figure BDA00037133794300000313
的经度，计算公式为：
Figure BDA00037133794300000314
6.4.3：计算首圆弧终点
Figure BDA00037133794300000315
的纬度，计算公式为：
Figure BDA00037133794300000316
6.4.4：计算首圆弧终点
Figure BDA00037133794300000317
的经度，计算公式为：
Figure BDA0003713379430000041
步骤7：计算过渡路径尾圆弧的圆心位置
Figure BDA0003713379430000042
经纬高坐标为
Figure BDA0003713379430000043
在水平引导过渡情形下，
Figure BDA0003713379430000044
的高度与目标航段高度保持一致，具体的计算方法为：
步骤7.1：首先由飞行管理系统得到首圆弧圆心
Figure BDA0003713379430000045
相对目标航段的侧偏距
Figure BDA0003713379430000046
如果sturn＝eturn，执行步骤7.1.1和7.1.2后转到步骤7.3，否则转到步骤7.2：
步骤7.1.1：以首圆弧圆心
Figure BDA0003713379430000047
为起点，计算尾圆弧圆心
Figure BDA0003713379430000048
的纬度，计算公式为：
Figure BDA0003713379430000049
步骤7.1.2：以首圆弧圆心
Figure BDA00037133794300000410
为起点，计算尾圆弧圆心
Figure BDA00037133794300000411
的经度，计算公式为：
Figure BDA00037133794300000412
步骤7.2：首先计算中间点Ptemp，经纬坐标高为(λtemp,Ltemp,Htemp)，再借助中间点计算尾圆弧圆心
Figure BDA00037133794300000413
计算方法为：
步骤7.2.1：以首圆弧圆心
Figure BDA00037133794300000414
为起点，计算中间点Ptemp的纬度，计算公式为：
Figure BDA00037133794300000415
步骤7.2.2：以首圆弧圆心
Figure BDA00037133794300000416
为起点，计算中间点Ptemp的经度，计算公式为：
Figure BDA00037133794300000417
步骤7.2.3：以中间点Ptemp为起点，计算尾圆弧圆心
Figure BDA00037133794300000418
的纬度，计算公式为：
Figure BDA00037133794300000419
步骤7.2.4：以中间点Ptemp为起点，计算尾圆弧圆心
Figure BDA0003713379430000051
的经度，计算公式为：
Figure BDA0003713379430000052
步骤7.3：在已知最小转弯半径Rmin时，尾圆弧段起点
Figure BDA0003713379430000053
和终点位置
Figure BDA0003713379430000054
可由首圆弧终点
Figure BDA0003713379430000055
和圆心位置
Figure BDA0003713379430000056
计算得到，计算方法为；
步骤7.3.1：计算尾圆弧起点
Figure BDA0003713379430000057
的纬度，计算公式为：
Figure BDA0003713379430000058
步骤7.3.2：计算尾圆弧起点
Figure BDA0003713379430000059
的经度，计算公式为：
Figure BDA00037133794300000510
步骤7.3.3：计算尾圆弧终点
Figure BDA00037133794300000511
的纬度，计算公式为：
Figure BDA00037133794300000512
步骤7.3.4：计算尾圆弧终点
Figure BDA00037133794300000513
的经度，计算公式为：
Figure BDA00037133794300000514
步骤8：步骤4中求解的直线段航向χline，步骤6中求解的过渡路径首圆弧段圆心位置
Figure BDA00037133794300000515
起点位置
Figure BDA00037133794300000516
和终点位置
Figure BDA00037133794300000517
以及步骤7中求解的过渡路径尾圆弧段圆心位置
Figure BDA00037133794300000518
起点位置
Figure BDA00037133794300000519
和终点位置
Figure BDA00037133794300000520
共同描述基于Dubins方法构建的完整水平过渡路径信息。
本发明进一步的技术方案：步骤4具体为：由于过渡路径直线段与目标航段垂直，因此直线段航向可以通过将目标航段航向旋转90°后得到，计算方法为：
步骤4.1：计算飞机初始位置P0与目标航段终点Pe连线航向
Figure BDA0003713379430000061
计算公式为：
Figure BDA0003713379430000062
步骤4.2：计算过渡路径直线段航向χline，计算公式为：
Figure BDA0003713379430000063
本发明进一步的技术方案：步骤5具体为：
步骤5.1：判断首圆弧的转向sturn：如果|χline-χ0|＜180°且χline＜χ0，sturn＝1；如果|χline-χ0|＜180°且χline＞χ0，sturn＝-1；如果|χline-χ0|＞180°且χline＞180°，sturn＝1；如果|χline-χ0|＞180°且χ0＞180°，sturn＝-1；
步骤5.2：判断尾圆弧的转向eturn，计算公式为：
Figure BDA0003713379430000064
一种计算机系统，其特征在于包括：一个或多个处理器，计算机可读存储介质，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述的方法。
一种计算机可读存储介质，其特征在于存储有计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现上述的方法。
有益效果
本发明方法考虑了飞机相对目标航段侧偏距过大情形下飞机水平引导过渡问题，提出了一种能使飞机平滑过渡到目标航段的路径构建方法，解决了飞机距离目标航段较远时引导飞机顺利截获期望航段的问题，对水平引导过渡路径构建方法进行了补充；同时由于借鉴了Dubins方法的思想，通过本方法构建的水平过渡路径能够使飞机过渡时的飞行距离较短，从而节约飞行成本。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1LSR型水平过渡路径；
图2RSR型水平过渡路径；
图3RSL型水平过渡路径；
图4LSL型水平过渡路径；
图5Dubins路径生成流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提出一种基于Dubins方法的水平引导过渡路径构建方法，具体步骤如下：
步骤1：载入所需数据信息，包括飞机初始位置P0，经纬高坐标为(λ0,L0,H0)，初始航向χ0，初始速度V0，最大滚转角φmax，目标航段起点Ps，经纬高坐标为(λs,Ls,Hs)，目标航段终点Pe，经纬高坐标为(λe,Le,He)。其中由于高度单位为米，角度单位为度，速度单位为米/秒。水平路径构建要求飞机初始位置，目标航段起点和终点的高度保持一致。
步骤2：由目标航段起点Ps和终点Pe的位置信息计算目标航段航向χleg，计算公式为：
Figure BDA0003713379430000081
步骤3：计算飞机的最小转弯半径Rmin，计算公式如下：
Figure BDA0003713379430000082
其中VGND表示飞机的地速，由机载导航传感器提供的，无风情形下等于飞机真空速V0；g表示重力加速度。
步骤4：计算过渡路径中直线段的航向χline，由于过渡路径直线段与目标航段垂直，因此直线段航向可以通过将目标航段航向旋转90°后得到，具体的计算方法为：
步骤4.1：计算飞机初始位置P0与目标航段终点Pe连线航向
Figure BDA0003713379430000083
计算公式为：
Figure BDA0003713379430000084
步骤4.2：计算过渡路径直线段航向χline，计算公式为：
Figure BDA0003713379430000085
步骤5：判断首圆弧的转向sturn和尾圆弧的转向eturn，转向为顺时针时，取值为-1；转向为逆时针时，取值为1，具体的计算方法为：
步骤5.1：判断首圆弧的转向sturn：如果|χline-χ0|＜180°且χline＜χ0，sturn＝1；如果|χline-χ0|＜180°且χline＞χ0，sturn＝-1；如果|χline-χ0|＞180°且χline＞180°，sturn＝1；如果|χline-χ0|＞180°且χ0＞180°，sturn＝-1；
步骤5.2：判断尾圆弧的转向eturn，计算公式为：
Figure BDA0003713379430000086
步骤6：计算过渡路径首圆弧的圆心位置
Figure BDA0003713379430000087
经纬高坐标为
Figure BDA0003713379430000088
在水平引导过渡情形下，
Figure BDA0003713379430000089
的高度与目标航段高度保持一致，具体的计算方法为：
步骤6.1：计算飞机初始位置P0与首圆弧的圆心
Figure BDA0003713379430000091
连线航向
Figure BDA0003713379430000092
该航向可通过将飞机起始航向χ0旋转90°后得到，计算公式为：
Figure BDA0003713379430000093
步骤6.2：以飞机初始位置P0为起点，计算首圆弧圆心
Figure BDA0003713379430000094
的纬度，计算公式为：
Figure BDA0003713379430000095
其中Rearth为WGS-84地球半径。
步骤6.3：以飞机初始位置P0为起点，计算首圆弧圆心
Figure BDA0003713379430000096
的经度，计算公式为：
Figure BDA0003713379430000097
步骤6.4：在已知最小转弯半径Rmin时，首圆弧段起点位置
Figure BDA0003713379430000098
与飞机初始位置P0相同，首圆弧段终点位置
Figure BDA0003713379430000099
可由圆心位置
Figure BDA00037133794300000910
计算得到，当sturn＝eturn时，执行步骤6.4.1和6.4.2，结束转入步骤7；否则转入步骤6.4.3；
6.4.1：计算首圆弧终点
Figure BDA00037133794300000911
的纬度，计算公式为：
Figure BDA00037133794300000912
6.4.2：计算首圆弧终点
Figure BDA00037133794300000913
的经度，计算公式为：
Figure BDA00037133794300000914
6.4.3：计算首圆弧终点
Figure BDA00037133794300000915
的纬度，计算公式为：
Figure BDA00037133794300000916
6.4.4：计算首圆弧终点
Figure BDA00037133794300000917
的经度，计算公式为：
Figure BDA0003713379430000101
步骤7：计算过渡路径尾圆弧的圆心位置
Figure BDA0003713379430000102
经纬高坐标为
Figure BDA0003713379430000103
在水平引导过渡情形下，
Figure BDA0003713379430000104
的高度与目标航段高度保持一致，具体的计算方法为：
步骤7.1：首先由飞行管理系统得到首圆弧圆心
Figure BDA0003713379430000105
相对目标航段的侧偏距
Figure BDA0003713379430000106
如果sturn＝eturn，执行步骤7.1.1和7.1.2后转到步骤7.3，否则转到步骤7.2：
步骤7.1.1：以首圆弧圆心
Figure BDA0003713379430000107
为起点，计算尾圆弧圆心
Figure BDA0003713379430000108
的纬度，计算公式为：
Figure BDA0003713379430000109
步骤7.1.2：以首圆弧圆心
Figure BDA00037133794300001010
为起点，计算尾圆弧圆心
Figure BDA00037133794300001011
的经度，计算公式为：
Figure BDA00037133794300001012
步骤7.2：首先计算中间点Ptemp，经纬坐标高为(λtemp,Ltemp,Htemp)，再借助中间点计算尾圆弧圆心
Figure BDA00037133794300001013
计算方法为：
步骤7.2.1：以首圆弧圆心
Figure BDA00037133794300001014
为起点，计算中间点Ptemp的纬度，计算公式为：
Figure BDA00037133794300001015
步骤7.2.2：以首圆弧圆心
Figure BDA00037133794300001016
为起点，计算中间点Ptemp的经度，计算公式为：
Figure BDA00037133794300001017
步骤7.2.3：以中间点Ptemp为起点，计算尾圆弧圆心
Figure BDA00037133794300001018
的纬度，计算公式为：
Figure BDA00037133794300001019
步骤7.2.4：以中间点Ptemp为起点，计算尾圆弧圆心
Figure BDA0003713379430000111
的经度，计算公式为：
Figure BDA0003713379430000112
步骤7.3：在已知最小转弯半径Rmin时，尾圆弧段起点
Figure BDA0003713379430000113
和终点位置
Figure BDA0003713379430000114
可由首圆弧终点
Figure BDA0003713379430000115
和圆心位置
Figure BDA0003713379430000116
计算得到，计算方法为；
步骤7.3.1：计算尾圆弧起点
Figure BDA0003713379430000117
的纬度，计算公式为：
Figure BDA0003713379430000118
步骤7.3.2：计算尾圆弧起点
Figure BDA0003713379430000119
的经度，计算公式为：
Figure BDA00037133794300001110
步骤7.3.3：计算尾圆弧终点
Figure BDA00037133794300001111
的纬度，计算公式为：
Figure BDA00037133794300001112
步骤7.3.4：计算尾圆弧终点
Figure BDA00037133794300001113
的经度，计算公式为：
Figure BDA00037133794300001114
步骤8：步骤4中求解的直线段航向χline，步骤6中求解的过渡路径首圆弧段圆心位置
Figure BDA00037133794300001115
起点位置
Figure BDA00037133794300001116
和终点位置
Figure BDA00037133794300001117
以及步骤7中求解的过渡路径尾圆弧段圆心位置
Figure BDA00037133794300001118
起点位置
Figure BDA00037133794300001119
和终点位置
Figure BDA00037133794300001120
共同描述基于Dubins方法构建的完整水平过渡路径信息。
实施例1：
问题描述：飞机初始位置经纬高坐标(108.2,33.7,1000)，初始航向为90度，初始速度为70米/秒，最大滚转角为25度，飞行计划航路点1经纬高坐标(108.2,33.6,1000)，航路点2经纬高坐标(108.6,33.6,1000)，经纬高坐标的单位分别为度、度、米；
具体解决方法为：
步骤1：载入数据信息，包括飞机初始位置P0，初始航向χ0，初始速度V0，最大滚转角φmax，飞行计划信息；
步骤2：得到目标航段航向χleg＝90度；
步骤3：得到最小转弯半径Rmin＝1072.2534米；
步骤4：计算过渡路径中直线段的航向；
步骤4.1：得到飞机起点P0与目标航段终点Pe连线航向
Figure BDA0003713379430000121
度；
步骤4.2：得到直线段航向χline＝179.889度；
步骤5：判断首圆弧和尾圆弧的转向；
步骤5.1：得到首圆弧转向sturn＝-1；
步骤5.2：得到尾圆弧转向eturn＝1；
步骤6：计算首圆弧圆心
Figure BDA0003713379430000122
的位置信息；
步骤6.1：得到飞机起点P0与首圆弧的圆心
Figure BDA0003713379430000123
连线航向
Figure BDA0003713379430000124
度；
步骤6.2：得到首圆弧圆心纬度
Figure BDA0003713379430000125
度；
步骤6.3：得到首圆弧圆心经度
Figure BDA0003713379430000126
度；
步骤6.4：计算首圆弧终点
Figure BDA0003713379430000127
的位置信息；
步骤6.4.3：得到首圆弧终点
Figure BDA0003713379430000128
的纬度
Figure BDA0003713379430000129
度；
步骤6.4.4：得到首圆弧终点
Figure BDA00037133794300001210
的经度
Figure BDA00037133794300001211
度；
步骤7：计算尾圆弧圆心
Figure BDA00037133794300001212
的位置信息；
步骤7.1：得到首圆弧圆心相对目标航段侧偏距
Figure BDA00037133794300001213
米；
步骤7.2：计算中间点Ptemp的位置信息；
步骤7.2.1：得到中间点纬度Ltemp＝33.609683度；
步骤7.2.2：得到中间点经度λtemp＝108.200187度；
步骤7.2.3：得到尾圆弧圆心纬度
Figure BDA0003713379430000131
度；
步骤7.2.4：得到尾圆弧圆心经度
Figure BDA0003713379430000132
度；
步骤7.3：计算尾圆弧段起点
Figure BDA0003713379430000133
和终点
Figure BDA0003713379430000134
的位置信息；
步骤7.3.1：得到尾圆弧起点
Figure BDA0003713379430000135
的纬度
Figure BDA0003713379430000136
步骤7.3.2：得到尾圆弧起点
Figure BDA0003713379430000137
的经度
Figure BDA0003713379430000138
步骤7.3.3：得到尾圆弧终点
Figure BDA0003713379430000139
的纬度
Figure BDA00037133794300001310
步骤7.3.4：得到尾圆弧终点
Figure BDA00037133794300001311
的经度
Figure BDA00037133794300001312
步骤8：得到完整水平引导过渡路径信息：首圆弧圆心位置
Figure BDA00037133794300001313
起点位置
Figure BDA00037133794300001314
终点位置
Figure BDA00037133794300001315
直线段航向χline＝179.889度；尾圆弧圆心位置
Figure BDA00037133794300001316
起点位置
Figure BDA00037133794300001317
终点位置
Figure BDA00037133794300001318
效果分析：该算例下构建的水平引导过渡路径首圆弧终点
Figure BDA00037133794300001319
与尾圆弧起点
Figure BDA00037133794300001320
连线航向与直线段航向χline基本一致，同时尾圆弧终点位于目标航段上，即表示尾圆弧与目标航段相切，与理论推导相符；同时飞机由起始位置可以由该水平路径平滑过渡到目标航段。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于Dubins方法的水平引导过渡路径构建方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：载入所需数据信息，包括飞机初始位置P0，经纬高坐标为(λ0,L0,H0)，初始航向χ0，初始速度V0，最大滚转角φmax，目标航段起点Ps，经纬高坐标为(λs,Ls,Hs)，目标航段终点Pe，经纬高坐标为(λe,Le,He)；
步骤2：由目标航段起点Ps和终点Pe的位置信息计算目标航段航向χleg，计算公式为：
Figure FDA0003713379420000011
步骤3：计算飞机的最小转弯半径Rmin，计算公式如下：
Figure FDA0003713379420000012
其中VGND表示飞机的地速，g表示重力加速度；
步骤4：计算过渡路径中直线段的航向χline；
步骤5：判断首圆弧的转向sturn和尾圆弧的转向eturn，转向为顺时针时，取值为-1；转向为逆时针时，取值为1；
步骤6：计算过渡路径首圆弧的圆心位置
Figure FDA0003713379420000013
经纬高坐标为
Figure FDA0003713379420000014
在水平引导过渡情形下，
Figure FDA0003713379420000015
的高度与目标航段高度保持一致，具体的计算方法为：
步骤6.1：计算飞机初始位置P0与首圆弧的圆心
Figure FDA0003713379420000016
连线航向
Figure FDA0003713379420000017
该航向可通过将飞机起始航向χ0旋转90°后得到，计算公式为：
Figure FDA0003713379420000018
步骤6.2：以飞机初始位置P0为起点，计算首圆弧圆心
Figure FDA0003713379420000019
的纬度，计算公式为：
Figure FDA00037133794200000110
其中Rearth为WGS-84地球半径；
步骤6.3：以飞机初始位置P0为起点，计算首圆弧圆心
Figure FDA00037133794200000111
的经度，计算公式为：
Figure FDA0003713379420000021
步骤6.4：在已知最小转弯半径Rmin时，首圆弧段起点位置
Figure FDA0003713379420000022
与飞机初始位置P0相同，首圆弧段终点位置
Figure FDA0003713379420000023
可由圆心位置
Figure FDA0003713379420000024
计算得到，当sturn＝eturn时，执行步骤6.4.1和6.4.2，结束转入步骤7；否则转入步骤6.4.3；
6.4.1：计算首圆弧终点
Figure FDA0003713379420000025
的纬度，计算公式为：
Figure FDA0003713379420000026
6.4.2：计算首圆弧终点
Figure FDA0003713379420000027
的经度，计算公式为：
Figure FDA0003713379420000028
6.4.3：计算首圆弧终点
Figure FDA0003713379420000029
的纬度，计算公式为：
Figure FDA00037133794200000210
6.4.4：计算首圆弧终点
Figure FDA00037133794200000211
的经度，计算公式为：
Figure FDA00037133794200000212
步骤7：计算过渡路径尾圆弧的圆心位置
Figure FDA00037133794200000213
经纬高坐标为
Figure FDA00037133794200000214
在水平引导过渡情形下，
Figure FDA00037133794200000215
的高度与目标航段高度保持一致，具体的计算方法为：
步骤7.1：首先由飞行管理系统得到首圆弧圆心
Figure FDA00037133794200000216
相对目标航段的侧偏距
Figure FDA00037133794200000217
如果sturn＝eturn，执行步骤7.1.1和7.1.2后转到步骤7.3，否则转到步骤7.2：
步骤7.1.1：以首圆弧圆心
Figure FDA00037133794200000218
为起点，计算尾圆弧圆心
Figure FDA00037133794200000219
的纬度，计算公式为：
Figure FDA0003713379420000031
步骤7.1.2：以首圆弧圆心
Figure FDA0003713379420000032
为起点，计算尾圆弧圆心
Figure FDA0003713379420000033
的经度，计算公式为：
Figure FDA0003713379420000034
步骤7.2：首先计算中间点Ptemp，经纬坐标高为(λtemp,Ltemp,Htemp)，再借助中间点计算尾圆弧圆心
Figure FDA0003713379420000035
计算方法为：
步骤7.2.1：以首圆弧圆心
Figure FDA0003713379420000036
为起点，计算中间点Ptemp的纬度，计算公式为：
Figure FDA0003713379420000037
步骤7.2.2：以首圆弧圆心
Figure FDA0003713379420000038
为起点，计算中间点Ptemp的经度，计算公式为：
Figure FDA0003713379420000039
步骤7.2.3：以中间点Ptemp为起点，计算尾圆弧圆心
Figure FDA00037133794200000310
的纬度，计算公式为：
Figure FDA00037133794200000311
步骤7.2.4：以中间点Ptemp为起点，计算尾圆弧圆心
Figure FDA00037133794200000312
的经度，计算公式为：
Figure FDA00037133794200000313
步骤7.3：在已知最小转弯半径Rmin时，尾圆弧段起点
Figure FDA00037133794200000314
和终点位置
Figure FDA00037133794200000315
可由首圆弧终点
Figure FDA00037133794200000316
和圆心位置
Figure FDA00037133794200000317
计算得到，计算方法为；
步骤7.3.1：计算尾圆弧起点
Figure FDA00037133794200000318
的纬度，计算公式为：
Figure FDA00037133794200000416
步骤7.3.2：计算尾圆弧起点
Figure FDA0003713379420000041
的经度，计算公式为：
Figure FDA0003713379420000042
步骤7.3.3：计算尾圆弧终点
Figure FDA0003713379420000043
的纬度，计算公式为：
Figure FDA0003713379420000044
步骤7.3.4：计算尾圆弧终点
Figure FDA0003713379420000045
的经度，计算公式为：
Figure FDA0003713379420000046
步骤8：步骤4中求解的直线段航向χline，步骤6中求解的过渡路径首圆弧段圆心位置
Figure FDA0003713379420000047
起点位置
Figure FDA0003713379420000048
和终点位置
Figure FDA0003713379420000049
以及步骤7中求解的过渡路径尾圆弧段圆心位置
Figure FDA00037133794200000410
起点位置
Figure FDA00037133794200000411
和终点位置
Figure FDA00037133794200000412
共同描述基于Dubins方法构建的完整水平过渡路径信息。
2.根据权利要求1所述的基于Dubins方法的水平引导过渡路径构建方法，其特征在于：步骤4具体为：由于过渡路径直线段与目标航段垂直，因此直线段航向可以通过将目标航段航向旋转90°后得到，计算方法为：
步骤4.1：计算飞机初始位置P0与目标航段终点Pe连线航向
Figure FDA00037133794200000413
计算公式为：
Figure FDA00037133794200000414
步骤4.2：计算过渡路径直线段航向χline，计算公式为：
Figure FDA00037133794200000415
3.根据权利要求1所述的基于Dubins方法的水平引导过渡路径构建方法，其特征在于：步骤5具体为：
步骤5.1：判断首圆弧的转向sturn：如果|χline-χ0|＜180°且χline＜χ0，sturn＝1；如果|χline-χ0|＜180°且χline＞χ0，sturn＝-1；如果|χline-χ0|＞180°且χline＞180°，sturn＝1；如果|χline-χ0|＞180°且χ0＞180°，sturn＝-1；
步骤5.2：判断尾圆弧的转向eturn，计算公式为：
Figure FDA0003713379420000051
4.一种计算机系统，其特征在于包括：一个或多个处理器，计算机可读存储介质，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现权利要求1所述的方法。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于存储有计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现权利要求1所述的方法。
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