(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111633894.4 (22)申请日 2021.12.2 9 (71)申请人 中国航空工业 集团公司西安 航空计 算技术研究所 地址 710065 陕西省西安市高新区锦业 二 路15号 (72)发明人 王亮亮　刘文学　张双　薛芳芳　 万欣宇　王元勋　 (74)专利代理 机构 北京清大紫荆知识产权代理 有限公司 1 1718 专利代理师 张梦龙 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/12(2006.01) (54)发明名称 一种飞行计划航段水平航迹预测方法 (57)摘要 本发明提供一种飞行计划航段水平航迹预 测方法， 属于飞行管理系统设计领域， 该方法包 括： (1)椭球面坐标系定义， 将位置点经纬度转化 为椭球面坐标； (2)计算转弯半径R， 计算应飞航 向角(北纬、 东经输入为正； 南纬、 西经输入为负 进行计算)， 转弯起始点S距离中间航路点距离D 计算； (3)将航路点、 航路转弯点转换到球面坐标 系中， 通过共面建立方程， 通过与距离公式联立 解算转弯点； (4)将所有的转弯点平滑连接， 完成 水平航迹 预测与生成并输出。 本发 明将转弯点与 航路转换到球面坐标系中， 通过三点共面与距离 信息联立方程， 从而计算出转弯点经纬度， 得到 预测航路， 该方法思路清晰， 抓住问题核心， 效率 高。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 114444267 A 2022.05.06 CN 114444267 A 1.一种飞行计划航段 水平航迹预测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 对地球建立椭球面 坐标系： 以地心为原点， 建立O ‑XYZ坐标系； 步骤2： 在飞行航段上确定三个航路点P1、 P2、 P3， 获取每个航路点纬度和经度坐标P1 (N1,E1),P2(N2,E2),P3(N3,E3)， 确定起始转弯点S、 终止转弯点E和转弯中心点O， 计算转弯 半径R， 再计算 转弯起始点S与P2航路点之间的距离D； 步骤3： 将航路点P1、 P2和起始转弯点S转换到球面O ‑XYZ坐标系中， 得到航路点P1、 P2和 起始转弯点S的球坐标， 通过三点共面建立共面方程， 结合距离计算 公式求解得到起始 转弯 点S的经纬度； 步骤4： 将起始转弯点S的经纬度带入共面方程， 计算得到终止转弯点E的经纬度， 将所 有的转弯点平 滑连接， 得到水平航迹预测并输出。 2.根据权利要求1所述的飞行计划航段水平航迹预测方法， 其特征在于， 步骤2中， 转弯 半径R的计算方法为： 转弯半径R＝(Vgs)2/g×tanφ， 其中， φ为当前横滚角； Vgs为预测地速， 根据当前飞机飞行高度在飞机性能数据库中查 取。 3.根据权利要求2所述的飞行计划航段水平航迹预测方法， 其特征在于， 步骤2中， 转弯 起始点S与P2航路点之间的距离D计算方法如下： (1)将航路点P1， P2， P3经纬度转 化为球面O‑XYZ坐标系表示； (2)计算航路点P1到P2、 P2到P3应飞磁航向角； (3)计算航路点P1_P2_P3航路夹角； (4)结合转弯半径R和航路夹角计算出距离D。 4.根据权利要求1所述的飞行计划航段水平航迹预测方法， 其特征在于， 步骤3 中， 求解 起始转弯点S的经纬度时取航路点P1和P2之间的值。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114444267 A 2一种飞行计划航 段水平航迹预测方 法 技术领域 [0001]本公开涉及机载飞行管理技术领域， 尤其涉及一种飞行计划航段水平航迹预测方 法。 背景技术 [0002]通用飞机越来越普及,广泛用于农、 林、 牧、 渔产业﹑ 旅游业等。 直飞功能是一种飞 行计划的执行方式， 飞机在飞行过程中,由于危险天气、 空管限制等因素， 需要偏离当前激 活航线， 直接飞至某一目标航路点或者目标截断航段 上。 [0003]现有飞行管理系统的航迹预测方法为： 1)先通过计算转弯半径R和当前飞行航向； 2)再基于转弯半径R和当前飞行航 向， 确定圆心O坐标； 3)以O点为圆心、 半径为转弯半径R， 沿着航向方向作圆弧L； 4)根据截断航线角φc确定所述圆弧L的切线斜率k， 以切线斜率k作 圆弧L的切线， 切点即为转弯结束点P， 切线与目标截断航段的交点为理论截断点Q。 这种 方 法是通过计算转弯圆心点O经纬度,再计算转弯点经纬度， 因此必须计算转弯中心点坐标， 导致过程复杂， 效率低。 发明内容 [0004]有鉴于此， 本公开实施例提供一种 飞行计划航段水平航迹预测方法， 区别于传统 的转弯点经纬度预测方法， 不需要计算转弯中心点经纬度， 而是将转弯点与航路转换到球 面坐标系中， 通过三点共面与距离信息联立方程， 从而计算出转弯点经纬度， 方法直接有 效。 当所有的航路转弯 点计算出来后， 平滑连接所有的水平 航路对应转弯点， 形成一条预测 航路。 [0005]为了实现上述目的， 本发明提供如下技 术方案： [0006]一种飞行计划航段 水平航迹预测方法， 包括以下步骤： [0007]步骤1： 对地球建立椭球面 坐标系： 以地心为原点， 建立O ‑XYZ坐标系； [0008]步骤2： 在飞行航段上确定三个航路点P1、 P2、 P3， 获取每个航路点纬度和经度坐标 P1(N1,E1),P2(N2,E2),P3(N3,E3)， 确定起始转弯点S、 终止转弯点E和转弯中心点O， 计算转 弯半径R， 再计算 转弯起始点S与P2航路点之间的距离D； [0009]步骤3： 将 航路点P1、 P2和起始转弯点S转换到球面O ‑XYZ坐标系中， 得到航路点P1、 P2和起始 转弯点S的球坐标， 通过三点共面建立共面方程， 结合距离计算 公式求解得到起始 转弯点S的经纬度； [0010]步骤4： 将起始转弯点S的经纬度带入共面方程， 计算得到终止转弯点E的经纬度， 将所有的转弯点平 滑连接， 得到水平航迹预测并输出。 [0011]进一步地， 步骤2中， 转弯半径R的计算方法为： [0012]转弯半径R＝(Vgs)2/g×tanφ， [0013]其中， φ为 当前横滚角； Vgs为预测地速， 根据当前 飞机飞行高度在飞机性能数据库 中查取。说　明　书 1/4 页 3 CN 114444267 A 3