CN115903889A - 一种无人机快速直接着陆轨迹生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种无人机快速直接着陆轨迹生成方法，包括：步骤1，根据无人机当前相对着陆机场位置，判断无人机用于生成直接着陆轨迹航线所采用的轨迹生成策略；步骤2，根据步骤1所判断出的轨迹生成策略，采用本轨迹生成策略的着陆轨迹生成方式，按照着陆阶段的着陆第一边子阶段、着陆第二边子阶段、着陆第三边子阶段、着陆第四边子阶段、着陆第五边子阶段着陆下滑子阶段，生成各子阶段的直接着陆轨迹。本发明实施例提供的技术方案解决了现有无人机在飞行过程中出现机载设备失效但仍具备基本飞行能力时，由于需求按照预先规划设定轨迹进行下滑着陆，从而无法实现快速着陆的问题。

Description

一种无人机快速直接着陆轨迹生成方法

技术领域

本发明涉及但不限于无人机自主飞行控制技术领域，尤指一种无人机快速直接着陆轨迹生成方法。

背景技术

目前无人机着陆程序与有人机五边着陆程序基本相同，采用通场、降高然后完成下滑着陆的过程。飞机在复杂任务飞行过程中，存在机载设备失效的问题，当机载设备失效但仍具备基本飞行能力时，应当尽快返回并完成着陆，有人机在空中遇到此类问题时，由飞行员进行决策完成着陆航线选择及调整，并实现快速着陆。

然而，无人机在机载设备失效但仍具备基本飞行能力的情况下，通常按照预先规划设定轨迹进行下滑着陆，由于着陆航线固定，需要按照正常着陆航线飞行，无法实现快速完成着陆。

发明内容

本发明的目的：为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种无人机快速直接着陆轨迹生成方法，以解决现有无人机在飞行过程中出现机载设备失效但仍具备基本飞行能力时，由于需求按照预先规划设定轨迹进行下滑着陆，从而无法实现快速着陆的问题。

本发明的技术方案：本发明实施例提供一种无人机快速直接着陆轨迹生成方法，无人机的飞控系统中配置有用于快速直接着陆的多个轨迹生成策略，所述方法包括：

步骤1，判断无人机在应急情况下的直接着陆方式，包括：根据无人机当前相对着陆机场位置，判断无人机用于生成直接着陆轨迹航线所采用的轨迹生成策略；

步骤2，生成无人机直接着陆轨迹航线，包括：根据步骤1所判断出的轨迹生成策略，采用本轨迹生成策略对应的着陆轨迹生成方式，按照着陆阶段的着陆第一边子阶段、着陆第二边子阶段、着陆第三边子阶段、着陆第四边子阶段、着陆第五边子阶段和着陆下滑子阶段，依次生成各子阶段的直接着陆轨迹航线。

可选地，如上所述的无人机快速直接着陆轨迹生成方法中，所述步骤1包括：

步骤11，根据无人机当前状态，计算直接着陆变量；

步骤12，根据对无人机当前状态的判断，确定用于生成直接着陆轨迹航线的具体轨迹生成策略。

可选地，如上所述的无人机快速直接着陆轨迹生成方法中，所述步骤11 中计算直接着陆变量包括：

变量1、飞机相对着陆机场终点的待飞距dtg_dir为：

飞机相对着陆机场终点的距离-跑道长度+400m；

变量2、飞机相对跑道的侧偏Z_dir为：飞机基于跑道航段求解的侧偏；

变量3、跑道航向PSIC_dir为：当前跑道航段的应飞航向；

变量4、航迹差ERPSIC_dir为：跑道航向与飞机航迹方位角PSIK之差，所得到的角度差值转化为-180°～180°之间；

变量5、直接着陆相对高度DH_dir为：飞机差分高度减去对应机场点起点的高度；

变量6、以飞机当前位置为起点、最终进近点(FAF点)为终点之间连线与机场跑道延长线的夹角DPSIC_TEMP的绝对值，所得到的夹角的绝对值转化为-180°～180°之间；

变量7、如果飞机相对跑道的侧偏Z_dir大于0，则坐标位于机场纵坐标轴正向方向kpos＝1.0，否则坐标位于机场纵坐标轴负向方向kpos＝-1.0。

可选地，如上所述的无人机快速直接着陆轨迹生成方法中，所述步骤12 具体包括：

步骤12a，当无人机当前状态同时满足以下第一预设条件组中的各条件时，判断出采用轨迹生成策略1生成各子阶段的直接着陆轨迹航线；

步骤12b，当无人机当前状态同时满足以下第二预设条件组中的各条件时，判断出采用轨迹生成策略2生成各子阶段的直接着陆轨迹航线；

步骤12c，当无人机当前状态同时满足以下第三预设条件组中的各条件时，判断出采用轨迹生成策略3生成各子阶段的直接着陆轨迹航线；

步骤12d，当无人机当前状态均不满足上述第一、第二和第三预设条件组的情况下，无人机不满足直接着陆要求。

可选地，如上所述的无人机快速直接着陆轨迹生成方法中，

所述步骤12a中的第一预设条件组包括：

条件11，航迹差ERPSIC_dir绝对值小于5°；

条件12，直接着陆相对机场高度DH_dir大于105米，且下滑轨迹角小于 3°；下滑轨迹角的计算：57.3*DH_dir/(dtg_dir-150m)

条件13，飞机相对跑道的侧偏Z_dir绝对值小于1.5*dtg_dir/57.3；

条件14，飞机相对落点的待飞距dtg_dir大于等于3000m且小于等于 7000m；

条件15，飞机指示空速小于起落架放下限制速度；

条件16，起落架收放控制标志SW_LGH为放下；

所述步骤12b中的第二预设条件组包括：

条件21，航迹差ERPSIC_dir绝对值小于10*dtg_dir/6000；

条件22，飞机相对跑道的侧偏Z_dir绝对值小于1.5*dtg_dir/57.3；

条件23，飞机相对落点的待飞距dtg_dir大于7000m且小于25000m；

条件24，飞机指示空速小于起落架放下限制速度；

所述步骤12c中的第三预设条件组包括：

条件31，飞机与跑道起点之间的距离大于7000m且小于25000m；

条件32，飞机指示空速小于进场限制速度；

可选地，如上所述的无人机快速直接着陆轨迹生成方法中，

所述采用轨迹生成策略1生成各子阶段的直接着陆轨迹航线，包括：

步骤2-a1，设置飞行阶段为着陆阶段；

步骤2-a2，设置着陆阶段的子阶段为着陆下滑子阶段；

步骤2-a3，设置直接着陆标志为可直接着陆；

步骤2-a4，起始下滑复飞条件设置为不复飞；

步骤2-a5，着陆阶段使用的直接着陆轨迹航线1为：沿机场反向延长线方向的纵坐标z始终为0，横坐标x从-9000到400依次递增，且相对高度DHC 按照预设方式随无人机当前位置变化所计算出的；所述相对高度DHC的计算方式为：

可选地，如上所述的无人机快速直接着陆轨迹生成方法中，

所述采用轨迹生成策略2生成各子阶段的直接着陆轨迹航线，包括：

步骤2-b1，设置前飞行阶段为着陆阶段；

步骤2-b2，设置着陆阶段的子阶段为着陆第一边子阶段；

步骤2-b3，设置直接着陆标志为可以直接着陆，

步骤2-b4，清除场高自动装订成功标志；

步骤2-b5，着陆阶段使用的直接着陆轨迹航线2为：沿机场反向延长线方向的纵坐标z始终为0，横坐标x从-9600到400依次递增，且相对高度DHC 按照预设方式随无人机当前位置变化所计算出的；所述相对高度DHC的计算方式为：

可选地，如上所述的无人机快速直接着陆轨迹生成方法中，

所述采用轨迹生成策略3生成各子阶段的直接着陆轨迹航线，包括：

步骤2-c1，设置前飞行阶段为着陆阶段；

步骤2-c2，设置着陆阶段的子阶段为着陆第一边子阶段；

步骤2-c3，设置直接着陆标志为可以直接着陆；

步骤2-c4，清除场高自动装订成功标志；

步骤2-c5，计算飞机位置与FAF点的连线所形成的航段的航向；

步骤2-c6，计算跑道航向PSIC_dir减去PSIC_TEMP所得结果，转化到-180 °～180°之间，并记为DPSIC_TEMP；

步骤2-c7，设置直接着陆机场点为着陆机场点，直接着陆轨迹航线的生成依据DPSIC_TEMP和dtg_dir采用相应的轨迹生成方式。

可选地，如上所述的无人机快速直接着陆轨迹生成方法中，所述步骤2-c7 中直接着陆轨迹航线3的生成方式，包括在以下3种情况下生成直接着陆轨迹航线3：

情况1，当DPSIC_TEMP绝对值小于45°，且无人机相对落点的待飞距 dtg_dir小于或等于10000m，则着陆阶段使用的直接着陆轨迹航线3为：

第一点为飞机当前位置相对着陆机场跑道起点的相对坐标，后六个着陆点沿机场反向延长线方向的纵坐标z始终为0，横坐标x从-6600到400依次递增，且相对高度DHC按照预设方式随无人机当前位置变化所计算出的；

情况2，当DPSIC_TEMP绝对值小于45°，且无人机相对落点的待飞距 dtg_dir大于10000m，则着陆阶段使用的直接着陆轨迹航线4为：

第一点为飞机当前位置相对着陆机场跑道起点的相对坐标，后六个着陆点沿机场反向延长线方向的纵坐标z始终为0，横坐标x从-9600到400依次递增，且相对高度DHC按照预设方式随无人机当前位置变化所计算出的；

情况3，当DPSIC_TEMP绝对值小于45°，则着陆阶段使用的直接着陆轨迹航线5为：

第一点为无人机当前位置相对着陆机场跑道起点的相对坐标，第二点为以 FAF点为起点的45度分界线上的点横坐标为-9600，纵坐标根据飞机位置判断在纵轴正侧或纵轴负侧，后四个着陆点沿机场反向延长线方向的纵坐标z始终为0，横坐标x从-9600到400依次递增，且相对高度DHC按照预设方式随无人机当前位置变化所计算出的；

其中，上述情况1到情况3中，所述相对高度DHC的计算方式为：

本发明的有益效果：本发明实施例提供的无人机快速直接着陆轨迹生成方法，包括两部分内容：第一部分为判断无人机在应急情况下的直接着陆方式，具体为根据无人机当前相对着陆机场位置，判断无人机用于生成直接着陆轨迹航线所采用的轨迹生成策略；第二部分为生成无人机直接着陆轨迹航线，具体为根据已判断出的轨迹生成策略，采用本轨迹生成策略对应的着陆轨迹生成方式，按照着陆阶段的着陆第一边子阶段、着陆第二边子阶段、着陆第三边子阶段、着陆第四边子阶段、着陆第五边子阶段和着陆下滑子阶段，依次生成各子阶段的直接着陆轨迹航线；该技术方案，针对无人机飞行过程中存在机载设备失效但仍具备基本飞行能力时的快速着陆问题，通过无人机快速直接着陆轨迹生成策略，保障飞机快速安全着陆。

采用本发明实施例提供的技术方案，在紧急情况下，可根据无人机当前位置进行直接着陆方式判断，并按照判断结果生成直接着陆轨迹航线，导引飞机按照生成航线实现自动快速着陆，大幅降低地面操纵人员决策负担，提高紧急状态下无人机完整回收能力；该技术方案能够有效应对无人机需要尽快着陆情况下，实现飞机快速安全着陆。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例提供的无人机快速直接着陆轨迹生成方法确定出采用轨迹生成策略1的示意图；

图2为本发明实施例提供的无人机快速直接着陆轨迹生成方法确定出采用轨迹生成策略2的示意图；

图3为本发明实施例提供的无人机快速直接着陆轨迹生成方法确定出采用轨迹生成策略3的示意图；图3a、图3b和图3c为采用轨迹生成策略3的三种情况。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

上述背景技术中已经说明，有人机在飞行过程中发生机载设备失效但仍具备基本飞行能力时，可以由飞行员进行决策完成着陆航线选择及调整，并实现快速着陆。

针对无人机紧急状态下快速着陆的问题，本发明针对此类状态提供一种直接着陆的解决方案，通过人工设置无人机飞行至机场附近区域，飞机根据当前位置完成直接着陆轨迹生成，并按照生成轨迹完成着陆飞行，减少飞机故障状态下的留空时间，保障飞机快速安全着陆。

本发明提供以下几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

本发明实施例提供的无人机快速直接着陆轨迹生成方法主要由以下两个部分组成：

(1)对直接着陆方式的判断，即判断无人机在应急情况下的直接着陆方式：

直接着陆方式判断是根据无人机当前相对着陆机场位置，判断无人机用于生成直接着陆轨迹航线所采用的轨迹生成策略。

(2)生成无人机直接着陆轨迹航线：

直接着陆轨迹航线的生成是根据直接着陆方式判断的判断结果，采用所判断出的轨迹生成策略对应的着陆轨迹生成方式，按照着陆第一边子阶段(1点至 2点之间航段)、着陆第二边子阶段(2点至3点之间航段)、着陆第三边子阶段(3 点至4点之间航段)、着陆第四边子阶段(4点至5点之间航段)、着陆第五边子阶段(5点至6点之间航段)、着陆下滑子阶段(6点至7点之间航段)六个子阶段，依次生成各子阶段相应的直接着陆轨迹航线。

本发明实施例提供的无人机快速直接着陆轨迹生成方法，包括两部分内容：第一部分为判断无人机在应急情况下的直接着陆方式，具体为根据无人机当前相对着陆机场位置，判断无人机用于生成直接着陆轨迹航线所采用的轨迹生成策略；第二部分为生成无人机直接着陆轨迹航线，具体为根据已判断出的轨迹生成策略，采用本轨迹生成策略对应的着陆轨迹生成方式，按照着陆阶段的着陆第一边子阶段、着陆第二边子阶段、着陆第三边子阶段、着陆第四边子阶段、着陆第五边子阶段和着陆下滑子阶段，依次生成各子阶段的直接着陆轨迹航线；该技术方案，针对无人机飞行过程中存在机载设备失效但仍具备基本飞行能力时的快速着陆问题，通过无人机快速直接着陆轨迹生成策略，保障飞机快速安全着陆。

采用本发明实施例提供的技术方案，在紧急情况下，可根据无人机当前位置进行直接着陆方式判断，并按照判断结果生成直接着陆轨迹航线，导引飞机按照生成航线实现自动快速着陆，大幅降低地面操纵人员决策负担，提高紧急状态下无人机完整回收能力；该技术方案能够有效应对无人机需要尽快着陆情况下，实现飞机快速安全着陆。

以下分别对本发明实施例提出的两部分内容的具体实现方式进行详细说明。

(一)、对无人机直接着陆方式的判断

(1.1)根据无人机当前状态，例如包括位置、航向，计算直接着陆变量，包括以下变量：

1)、飞机相对着陆机场终点的待飞距dtg_dir为：

飞机相对着陆机场终点的距离-跑道长度+400m；

2)、飞机相对跑道的侧偏Z_dir为：飞机基于跑道航段求解的侧偏；

3)、跑道航向PSIC_dir为：当前跑道航段的应飞航向；

4)、航迹差ERPSIC_dir为：跑道航向与飞机航迹方位角PSIK之差，需要注意的是，求差后需要转化到-180°～180°之间；

5)、直接着陆相对高度DH_dir为：飞机差分高度减去对应机场点起点的高度；

6)、以飞机当前位置为起点、最终进近点(FAF点)为终点之间连线与机场跑道延长线夹角DPSIC_TEMP的绝对值，需要注意的是，求差后夹角的绝对值需要转化到-180°～180°之间；

7)、如果飞机相对跑道的侧偏Z_dir大于0，kpos＝1.0，否则kpos＝-1.0。

(1.2)确定直接着陆轨迹航线生成方式，即确定出采用的轨迹生成策略：

(1.2.1)如果无人机当前状态同时满足如下第一预设条件组：

1)航迹差ERPSIC_dir绝对值小于5°；

2)直接着陆相对机场高度DH_dir大于105米，且下滑轨迹角小于3°；下滑轨迹角的计算：57.3*DH_dir/(dtg_dir-150m)

3)飞机相对跑道的侧偏Z_dir绝对值小于1.5*dtg_dir/57.3；

4)飞机相对落点的待飞距dtg_dir大于等于3000m且小于等于7000m；

5)飞机指示空速小于起落架放下限制速度；

6)起落架收放控制标志SW_LGH为放下；

则按照轨迹生成策略1生成相应直接着陆轨迹航线。如图1所示，为本发明实施例提供的无人机快速直接着陆轨迹生成方法确定出采用轨迹生成策略1 的示意图，无人机同时满足上述第一预设条件组中的各条件时，位于图1中的阴影区域内。

(1.2.1)否则，如果无人机当前状态同时满足如下第二预设条件组：

1)航迹差ERPSIC_dir绝对值小于10*dtg_dir/6000；

2)飞机相对跑道的侧偏Z_dir绝对值小于1.5*dtg_dir/57.3；

3)飞机相对落点的待飞距dtg_dir大于7000m且小于25000m；

4)飞机指示空速小于起落架放下限制速度。

则按照轨迹生成策略2生成相应直接着陆轨迹航线。如图2所示，为本发明实施例提供的无人机快速直接着陆轨迹生成方法确定出采用轨迹生成策略2 的示意图，无人机同时满足上述第二预设条件组中的各条件时，位于图2中的阴影区域内。

(1.2.3)否则，如果无人机当前状态同时满足如下第三预设条件组：

1)飞机与跑道起点之间的距离大于7000m且小于25000m；

2)飞机指示空速小于进场限制速度；

则按照轨迹生成策略3生成相应直接着陆轨迹。如图3所示，为本发明实施例提供的无人机快速直接着陆轨迹生成方法确定出采用轨迹生成策略3的示意图，无人机同时满足上述第三预设条件组中的各条件时，位于图3中所示的位置处；需要说明的是，图3中包括3种情况，分别对应图3a、图3b和图3c，以下实施例中分别以对图3的3种情况进行说明。

(1.2.4)否则，当无人机当前状态均不满足上述第一、第二和第三预设条件组的情况下，无人机不满足直接着陆要求。

(二)、生成无人机直接着陆轨迹航线，按照如下3种轨迹生成策略的具体方式生成直接着陆轨迹航线。

(2.1)上述判断出采用轨迹生成策略1，则进行如下处理：

1)设置飞行阶段为着陆阶段；

2)设置着陆阶段的子阶段为着陆下滑子阶段；

3)设置直接着陆标志FLAG_DIRLAND为可以直接着陆，

即FLAG_DIRLAND＝1；

4)起始下滑复飞条件设置为不复飞；

5)着陆阶段使用的着陆轨迹航线如表1所示的直接着陆轨迹航线1，该直接着陆轨迹航线1为：沿机场反向延长线方向的纵坐标z始终为0，横坐标x 从-9000到400依次递增，且相对高度DHC按照预设方式随无人机当前位置变化所计算出。

表1中DHC按下式计算：

表1直接着陆轨迹航线1

(2.2)上述判断出采用轨迹生成策略2，则进行如下处理：

1)设置前飞行阶段为着陆阶段；

2)设置着陆阶段的子阶段为着陆第一边子阶段；

3)设置直接着陆标志FLAG_DIRLAND为可以直接着陆，

即FLAG_DIRLAND＝1；

4)清除场高自动装订成功标志FLAG_airportH_ok，

即FLAG_airportH_ok＝0；

5)着陆阶段使用的着陆轨迹航线如表2所示的直接着陆轨迹航线2，该直接着陆轨迹航线2为：沿机场反向延长线方向的纵坐标z始终为0，横坐标x 从-9600到400依次递增，且相对高度DHC按照预设方式随无人机当前位置变化所计算出。

表2中DHC按下式计算：

表2直接着陆轨迹航线2

(2.3)上述判断出采用轨迹生成策略3，则进行如下处理：

1)设置前飞行阶段为着陆阶段；

2)设置着陆阶段的子阶段为着陆第一边子阶段；

3)设置直接着陆标志FLAG_DIRLAND为可以直接着陆，

即FLAG_DIRLAND＝1；

4)清除场高自动装订成功标志FLAG_airportH_ok，

即FLAG_airportH_ok＝0；

5)计算飞机位置与FAF点的连线所形成的航段的航向，记为PSIC_TEMP，其中，FAF点相对跑道起点坐标(-6600,0)，如图3所示。

6)计算跑道航向PSIC_dir减去PSIC_TEMP所得结果，转化到-180°～180 °之间，并记为DPSIC_TEMP；

7)设置直接着陆机场点为着陆机场点，直接着陆轨迹航线如下：

(2.3.1)如果DPSIC_TEMP绝对值小于45°(如图3a和图3b所示)，则分为两种形式：

(a)当无人机相对落点的待飞距dtg_dir小于10000m，如图3a所示位置1 的区域，直接着陆轨迹航线如表3所示的直接着陆轨迹航线3，该直接着陆轨迹航线3中，

第一点为飞机当前位置相对着陆机场跑道起点的相对坐标，后六个着陆点沿机场反向延长线方向的纵坐标z始终为0，横坐标x从-6600到400依次递增，且相对高度DHC按照预设方式随无人机当前位置变化所计算出的。其中，着陆机场起点为着陆航线坐标原点，机场航向为坐标x轴正方向，沿机场航向右手方向为z轴正方向；x_pos和z_pos为飞机当前位置相对直接着陆跑道起点的相对坐标。

表3直接着陆轨迹航线3

(b)否则，当飞机相对落点的待飞距dtg_dir大于10000m，如图3b所示位置2的区域，直接着陆轨迹航线如表4所示的直接着陆轨迹航线4，该该直接着陆轨迹航线4中，第一点为飞机当前位置相对着陆机场跑道起点的相对坐标，后六个着陆点沿机场反向延长线方向的纵坐标z始终为0，横坐标x从-9600 到400依次递增，且相对高度DHC按照预设方式随无人机当前位置变化所计算出的。该方式中DHC计算方式同上述(2.3.1)中的(a)情况。

表4直接着陆轨迹航线4

(2.3.2)如果DPSIC_TEMP绝对值不小于45°，如图3c所示位置3的区域，直接着陆轨迹航线如表5所示的直接着陆轨迹航线5，该直接着陆轨迹航线5中，第一点为无人机当前位置相对着陆机场跑道起点的相对坐标，第二点为以FAF点为起点的45度分界线上的点横坐标为-9600，纵坐标根据飞机位置判断在纵轴正侧或纵轴负侧，后四个着陆点沿机场反向延长线方向的纵坐标z 始终为0，横坐标x从-9600到400依次递增，且相对高度DHC按照预设方式随无人机当前位置变化所计算出。

其中，x_pos和z_pos为飞机当前位置相对跑道起点的相对导引坐标；LTL 表示飞机到当前选择的IAF点的距离，计算方法为：将飞机和当前IAF点分别以跑道航段为基准的导引坐标系，然后再计算，其中IAF点坐标为(-9600,3000*Kpos)。

表5直接着陆轨迹航线5

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种无人机快速直接着陆轨迹生成方法，其特征在于，无人机的飞控系统中配置有用于快速直接着陆的多个轨迹生成策略，所述方法包括：

步骤1，判断无人机在应急情况下的直接着陆方式，包括：根据无人机当前相对着陆机场位置，判断无人机用于生成直接着陆轨迹航线所采用的轨迹生成策略；

步骤2，生成无人机直接着陆轨迹航线，包括：根据步骤1所判断出的轨迹生成策略，采用本轨迹生成策略对应的着陆轨迹生成方式，按照着陆阶段的着陆第一边子阶段、着陆第二边子阶段、着陆第三边子阶段、着陆第四边子阶段、着陆第五边子阶段和着陆下滑子阶段，依次生成各子阶段的直接着陆轨迹航线。

2.根据权利要求1所述的无人机快速直接着陆轨迹生成方法，其特征在于，所述步骤1包括：

步骤11，根据无人机当前状态，计算直接着陆变量；

步骤12，根据对无人机当前状态的判断，确定用于生成直接着陆轨迹航线的具体轨迹生成策略。

3.根据权利要求2所述的无人机快速直接着陆轨迹生成方法，其特征在于，所述步骤11中计算直接着陆变量包括：

变量1、飞机相对着陆机场终点的待飞距dtg_dir为：

飞机相对着陆机场终点的距离-跑道长度+400m；

变量2、飞机相对跑道的侧偏Z_dir为：飞机基于跑道航段求解的侧偏；

变量3、跑道航向PSIC_dir为：当前跑道航段的应飞航向；

变量4、航迹差ERPSIC_dir为：跑道航向与飞机航迹方位角PSIK之差，所得到的角度差值转化为-180°～180°之间；

变量5、直接着陆相对高度DH_dir为：飞机差分高度减去对应机场点起点的高度；

变量6、以飞机当前位置为起点、最终进近点(FAF点)为终点之间连线与机场跑道延长线的夹角DPSIC_TEMP的绝对值，所得到的夹角的绝对值转化为-180°～180°之间；

变量7、如果飞机相对跑道的侧偏Z_dir大于0，则坐标位于机场纵坐标轴正向方向kpos＝1.0，否则坐标位于机场纵坐标轴负向方向kpos＝-1.0。

4.根据权利要求2所述的无人机快速直接着陆轨迹生成方法，其特征在于，所述步骤12具体包括：

步骤12a，当无人机当前状态同时满足以下第一预设条件组中的各条件时，判断出采用轨迹生成策略1生成各子阶段的直接着陆轨迹航线；

步骤12b，当无人机当前状态同时满足以下第二预设条件组中的各条件时，判断出采用轨迹生成策略2生成各子阶段的直接着陆轨迹航线；

步骤12c，当无人机当前状态同时满足以下第三预设条件组中的各条件时，判断出采用轨迹生成策略3生成各子阶段的直接着陆轨迹航线；

步骤12d，当无人机当前状态均不满足上述第一、第二和第三预设条件组的情况下，无人机不满足直接着陆要求。

5.根据权利要求4所述的无人机快速直接着陆轨迹生成方法，其特征在于，

所述步骤12a中的第一预设条件组包括：

条件11，航迹差ERPSIC_dir绝对值小于5°；

条件12，直接着陆相对机场高度DH_dir大于105米，且下滑轨迹角小于3°；下滑轨迹角的计算：57.3*DH_dir/(dtg_dir-150m)

条件13，飞机相对跑道的侧偏Z_dir绝对值小于1.5*dtg_dir/57.3；

条件14，飞机相对落点的待飞距dtg_dir大于等于3000m且小于等于7000m；

条件15，飞机指示空速小于起落架放下限制速度；

条件16，起落架收放控制标志SW_LGH为放下；

所述步骤12b中的第二预设条件组包括：

条件21，航迹差ERPSIC_dir绝对值小于10*dtg_dir/6000；

条件22，飞机相对跑道的侧偏Z_dir绝对值小于1.5*dtg_dir/57.3；

条件23，飞机相对落点的待飞距dtg_dir大于7000m且小于25000m；

条件24，飞机指示空速小于起落架放下限制速度；

所述步骤12c中的第三预设条件组包括：

条件31，飞机与跑道起点之间的距离大于7000m且小于25000m；

条件32，飞机指示空速小于进场限制速度。

6.根据权利要求4所述的无人机快速直接着陆轨迹生成方法，其特征在于，

所述采用轨迹生成策略1生成各子阶段的直接着陆轨迹航线，包括：

步骤2-a1，设置飞行阶段为着陆阶段；

步骤2-a2，设置着陆阶段的子阶段为着陆下滑子阶段；

步骤2-a3，设置直接着陆标志为可直接着陆；

步骤2-a4，起始下滑复飞条件设置为不复飞；

步骤2-a5，着陆阶段使用的直接着陆轨迹航线1为：沿机场反向延长线方向的纵坐标z始终为0，横坐标x从-9000到400依次递增，且相对高度DHC按照预设方式随无人机当前位置变化所计算出的；所述相对高度DHC的计算方式为：

7.根据权利要求4所述的无人机快速直接着陆轨迹生成方法，其特征在于，

所述采用轨迹生成策略2生成各子阶段的直接着陆轨迹航线，包括：

步骤2-b1，设置前飞行阶段为着陆阶段；

步骤2-b2，设置着陆阶段的子阶段为着陆第一边子阶段；

步骤2-b3，设置直接着陆标志为可以直接着陆，

步骤2-b4，清除场高自动装订成功标志；

步骤2-b5，着陆阶段使用的直接着陆轨迹航线2为：沿机场反向延长线方向的纵坐标z始终为0，横坐标x从-9600到400依次递增，且相对高度DHC按照预设方式随无人机当前位置变化所计算出的；所述相对高度DHC的计算方式为：

8.根据权利要求4所述的无人机快速直接着陆轨迹生成方法，其特征在于，

所述采用轨迹生成策略3生成各子阶段的直接着陆轨迹航线，包括：

步骤2-c1，设置前飞行阶段为着陆阶段；

步骤2-c2，设置着陆阶段的子阶段为着陆第一边子阶段；

步骤2-c3，设置直接着陆标志为可以直接着陆；

步骤2-c4，清除场高自动装订成功标志；

步骤2-c5，计算飞机位置与FAF点的连线所形成的航段的航向；

步骤2-c6，计算跑道航向PSIC_dir减去PSIC_TEMP所得结果，转化到-180°～180°之间，并记为DPSIC_TEMP；

步骤2-c7，设置直接着陆机场点为着陆机场点，直接着陆轨迹航线的生成依据DPSIC_TEMP和dtg_dir采用相应的轨迹生成方式。

9.根据权利要求8所述的无人机快速直接着陆轨迹生成方法，其特征在于，所述步骤2-c7中直接着陆轨迹航线3的生成方式，包括在以下3种情况下生成直接着陆轨迹航线3：

情况1，当DPSIC_TEMP绝对值小于45°，且无人机相对落点的待飞距dtg_dir小于或等于10000m，则着陆阶段使用的直接着陆轨迹航线3为：

第一点为飞机当前位置相对着陆机场跑道起点的相对坐标，后六个着陆点沿机场反向延长线方向的纵坐标z始终为0，横坐标x从-6600到400依次递增，且相对高度DHC按照预设方式随无人机当前位置变化所计算出的；

情况2，当DPSIC_TEMP绝对值小于45°，且无人机相对落点的待飞距dtg_dir大于10000m，则着陆阶段使用的直接着陆轨迹航线4为：

第一点为飞机当前位置相对着陆机场跑道起点的相对坐标，后六个着陆点沿机场反向延长线方向的纵坐标z始终为0，横坐标x从-9600到400依次递增，且相对高度DHC按照预设方式随无人机当前位置变化所计算出的；

情况3，当DPSIC_TEMP绝对值小于45°，则着陆阶段使用的直接着陆轨迹航线5为：

第一点为无人机当前位置相对着陆机场跑道起点的相对坐标，第二点为以FAF点为起点的45度分界线上的点横坐标为-9600，纵坐标根据飞机位置判断在纵轴正侧或纵轴负侧，后四个着陆点沿机场反向延长线方向的纵坐标z始终为0，横坐标x从-9600到400依次递增，且相对高度DHC按照预设方式随无人机当前位置变化所计算出的；

其中，上述情况1到情况3中，所述相对高度DHC的计算方式为：

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