CN103578299B - 一种模拟航空器飞行过程的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种模拟航空器飞行过程的方法，属于空中交通管理通用航空领域。该方法具体为：首先将航空器的飞行过程划分为四个阶段，分别为离场阶段、航路阶段、进场阶段进近阶段；对于每个阶段，获取该阶段的所有过点，根据各阶段特点选择每一过点处的外推算法为直飞外推算法或者拐弯外推算法；则在该阶段每一过点处，获取一次航空器的实时飞行信息；根据该飞行信息使用所选择的外推算法进行外推，获得航空器在该阶段的飞行姿态；每次外推结束后均进行到达过点判断，若到达下一过点则切换外推算法；将四个飞行阶段中航空器的飞行姿态进行组合，获知航空器的整个飞行过程的飞行姿态。该方法适用于对航空器整个飞行过程的模拟。

Description

一种模拟航空器飞行过程的方法

技术领域

本发明属于空中交通管理通用航空领域，具体涉及一种模拟飞行过程的方法。

背景技术

在模拟航空器的飞行过程时，目前常用的模拟方法主要是定时外推法。根据预先给定的一组离散的航迹点位置或管制员的实时指令，其中实时指令包括位置、航向和速度等信息，每隔一定时间ΔT（如1秒、3秒等）对下一点位置进行外推，从而模拟出连贯的飞行轨迹。

常用的外推方法主要是直飞算法：已知当前的位置L、当前速度v、当前加速度a和爬升率l，得出已飞距离x，x=v×ΔT+a×ΔT²/2；目标速度v’=v+ΔT×a；以及目标高度H，H=L+ΔT×l，最后根据已飞距离和目标高度得出目标位置。直飞算法适用于已知航迹点信息密度大，且航迹多为直飞的情况，而对于航迹点较少且有拐弯情况的航迹，使用直飞算法则无法实现高度的仿真。

而目前的飞行模拟器模拟飞机一次飞行的全过程，包括起飞机场的准备、开车、滑行、起飞爬升、空中巡航飞行、目的机场的降落、穿云、着陆等，由于动作较多，拐弯频繁，因此需要获取更多的航迹点，则直飞算法已经不能够适应目前的飞行模拟器。

作为雷达管制模拟训练***的综合空情显示***，其目的是对管制员进行模拟训练，管制员实际只关心飞机在空中飞行时的位置状态，因此需要一种模拟方法将飞行过程进行更为明确和直观的划分。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种模拟飞行过程的方法，该方法能够根据飞行过程中的各阶段特点，分别进行模拟显示，这使得飞行过程更加直观，所模拟的飞行过程更加精确。

为达到上述目的，本方法的基本思想为：首先将航空器的飞行过程划分为四个阶段，划分方式为：以航空器跑道中心点为起点，以航线的第一点为终点，划分为离场阶段；以航线的第一点为起点，以航线的最末点为终点，划分为航路阶段；以航线的最末点为起点，以航空器导航台位置为终点，划分为进场阶段；以航空器导航台位置为起点，以距航空器跑道头有设定距离的点为终点，划分为进近阶段；

对于每个阶段，获取该阶段的所有过点，根据各阶段特点选择每一过点处的外推算法，则在该阶段每一过点处，获取一次航空器的实时飞行信息；根据所获取飞行信息使用所选择的外推算法进行外推，获得航天器在该阶段的飞行轨迹；每次外推结束后均进行到达过点判断；

其中外推算法包括直飞外推算法和拐弯外推算法。

到达过点判断用于判断当前是否到达一下过点，若到达下一过点则切换至下一过点所选择的外推算法。

将上述获得的四个飞行阶段中航空器的飞行轨迹进行组合，获知航空器的整个飞行过程的飞行轨迹，从而实现对航空器整个飞行过程的模拟。

进一步地，离场阶段、进场阶段和进近阶段在每次外推结束后，除进行到达过点判断外进一步进行直飞拐弯判断；

直飞拐弯判断用于判断是否需要拐弯；若需要拐弯，则下一过点选择拐弯外推算法；若不需要拐弯则下一过点选择直飞外推算法。

进一步地，针对所述离场阶段、航路阶段、进场阶段以及进近阶段四个阶段的航空器飞行的不同特点，该方法具体分为如下步骤：

步骤一、对处于离场阶段的航空器的飞行过程进行以下模拟：

获取航空器的离地速度以及在离场阶段的各个过点；

在离场阶段的每一过点处，获取一次航空器的飞行信息，该处飞行信息包括：速度、加速度、爬升率以及拐弯坡度；根据所获取飞行信息使用选择的外推算法进行外推，获得航天器在离场阶段的飞行轨迹；其中离场阶段的第一过点处，选择直飞外推算法；每次外推结束后除进行到达过点判断外，进一步进行直飞拐弯判断；

若下一过点选择拐弯外推算法，则进一步进行爬升/下降判断；若下一过点选择直飞外推算法，则进一步进行加/减速判断以及爬升/下降判断；

加/减速判断用于判断当前是否达到下一过点的速度，若已达到，则航空器保持当前速度，不需加速或者减速；若未达到，则航空器进行相应的加速或者减速；

爬升/下降判断用于判断当前是否达到下一过点的高度，若已达到，则航空器保持当前高度，不需爬升或者下降，若未达到，则进行相应的爬升或者下降；

步骤二、对处于航路阶段的航空器的飞行过程进行以下模拟：

获取航空器在航路阶段的各个过点；

在航路阶段的每一过点处，获取一次航空器的实时飞行信息，该处飞行信息包括：速度、高度以及加/减速度和爬升/下降率；根据所获取飞行信息使用直飞外推算法进行外推，获得航天器在航路阶段的飞行轨迹；

每次外推结束后除进行到达过点判断外，进一步进行加/减速判断和爬升/下降判断；

步骤三、对处于进场阶段的航空器的飞行过程进行以下模拟：

获取航空器在进场阶段的各个过点；

在进场阶段的每一过点处，获取一次航空器的实时飞行信息，该处飞行信息包括：速度以及减速度和下降率、拐弯坡度；根据所获取飞行信息使用所选择的外推算法进行外推，获得航天器在进场阶段的飞行轨迹；

每次外推结束后，除进行到达过点判断外，进一步进行直飞拐弯判断；

若下一过点选择拐弯外推算法，则再进行爬升/下降判断；若下一过点选择直飞外推算法，则再进行加/减速判断以及爬升/下降判断；

步骤四、对处于进近阶段的航空器的飞行过程进行以下模拟：

获取航空器在进近阶段的穿云点和跑道中心点，则将进近阶段进行如下划分：穿云点前属于穿云前过程，穿云点后跑道中心点前属于穿云过程，跑道中心点以后为着陆过程；

穿云前过程：获取穿云前过程中的各过点；

在穿云前过程中的每一过点处，获取一次航空器的实时飞行信息，该处飞行信息包括：速度、加速度、高度以及下降率；根据所获取飞行信息，使用所选择的外推算法进行外推，获得航天器在穿云前过程的飞行轨迹；

每次外推结束后，除进行到达过点判断外，进一步进行直飞拐弯判断；

若下一过点选择拐弯外推算法，则再进行爬升/下降判断；若下一过点选择直飞外推算法，则再进行加/减速判断和爬升/下降判断；

穿云过程：获取穿云过程中各过点；

在穿云过程中的每一过点处，获取一次航空器的实时飞行信息，该处飞行信息包括：速度、加速度以及下降率；根据所获取飞行信息使用直飞外推算法进行外推，获得航天器在穿云过程各过点的飞行轨迹；

每次外推结束之后，除进行到达过点判断外，进一步进行爬升/下降判断；

着陆过程：获取着陆过程中各过点；

在着陆过程中的每一过点处，获取一次航空器的实时飞行信息，该处飞行信息包括：速度、加速度以及下降率；根据所获取飞行信息使用直飞外推算法进行外推，获得航天器在着陆过程中的飞行轨迹；

每次外推结束之后，除进行到达过点判断外，进一步进行加/减速判断以及爬升/下降判断；

步骤五、将上述四个步骤外推获得的四个飞行阶段中航空器的飞行轨迹进行组合，获知航空器的整个飞行过程的飞行轨迹，从而对航空器整个飞行过程进行模拟。

优选地，获取航空器飞行信息是从航空器的飞行数据源中获取，所述飞行数据源包括离场程序表、进近程序表、进场程序表、标准航路或计划航线、航空器性能参数表和飞行包线以及发给航空器的指令。

优选地，直飞拐弯判断具体为：

假设当前过点位置为A₂位置，若此时具有是否拐弯指令，则直接判断是否拐弯；

若无是否拐弯指令，则获取当前过点的上一过点A₁以及下一过点位置A₃，计算直线|A₁A₂|和|A₃A₂|之间的夹角，根据该夹角所处范围判断是否拐弯。

优选地，拐弯外推算法具体为：

步骤1、确定拐弯开始点A_in：

若在当前位置A₂时，无拐弯位置指令，则令A₂为A_in；否则以拐弯位置指令指定的拐弯位置确定A_in；

步骤2：计算拐弯半径R：

$R=\frac{V^2}{g\·\mathrm{tg\γ}}$

其中g为重力加速度，V为空速，γ为转弯坡度；所述转弯坡度为指定数值；

步骤3：确定拐弯方向：

A_in处的航向为当前航向curHead，即直线A₁A_in；

计算curHead与|A_inA₃|连线的夹角θ，若θ在[-180-0]或[180-360]范围内，判定该转弯为左转弯；若θ在[-360--180]或[0-180]范围内，判定该转弯为右转弯；

步骤4：计算圆心位置A₀：

在A_in点对|A₁A_in|作垂直线，在垂直线上取距离A_in为R的位置，即为圆心A₀；

步骤5：计算A₃点的航向，即为请求航向ReqHead：

若ReqHead为给定航向，则无需计算；直接进入步骤6；

若ReqHead未给定，则其计算具体为：首先计算A₀到A₃的距离S₀₃，则ReqHead相较于直线|A₀A₃|的旋转角度α为：

步骤6：确定拐出点A_out

ReqHead延长线与A₀为圆心R为半径的圆的交点即为A_out；

根据当前过点的上一过点A₁、下一过点位置A₃、A_in与A_out以及拐弯半径R确定飞机在当前过点A₂的航迹。

有益效果

1、本发明将航空器的整个飞行过程分为离场阶段、航路阶段、进场阶段以及进近阶段4个阶段，本方法对每一阶段的特征进行分析，进行了直飞拐弯判断，从而对每一阶段的每一过点采用不同的外推算法，如此对航空器的整个飞行过程进行解析，获得了一种直观的、更为精确的飞行轨迹获取方法，从而为模拟航空器的飞行过程奠定了基础。

2、在现有直飞外推算法的基础上，增加拐弯外推算法，在不同的条件下分别调用两种外推算法，从而实现逼真的拐弯飞行轨迹。

附图说明

图1为本发明所分的四个阶段及其顺序；

图2为本发明拐弯航迹示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

对于本发明来说，若要对航空器的飞行过程进行模拟，则需要了解并获取航空器飞行过程的各类飞行信息，因此需要航空器整个飞行过程的数据源，在本方法的实施过程中预先给定的数据源包括：机场制定的离场程序表、进近程序表、进场程序表、标准航路或计划航线、飞机性能参数表和飞行包线等。除预先给定的数据外可能还有管制员的实时指令，包括：位置、航向和速度。本方法中外推算法需要的各飞行信息都由以上数据来源获得。

例如：由机场制定的离场程序表、进近程序表和进场程序表可以获得各过点的位置以及该过点对应的航向、速度、爬升率/下降率以及拐弯坡度；由标准航路或计划航线可能获得各过点信息；由飞机性能参数表可以获得速度与加速的对应关系等。

本发明的基本思想是：首先根据航空器的整个飞行过程的特征，将整个飞行过程划分为四个阶段，如图1所示。划分方式为：以航空器跑道中心点为起点，以航线的第一点为终点，划分为离场阶段；以航线的第一点为起点，以航线的最末点为终点，划分为航路阶段；以航线的最末点为起点，以航空器导航台位置为终点，划分为进场阶段；以航空器导航台位置为起点，以距航空器跑道头有设定距离的点为终点，划分为进近阶段。其中上述设定距离根据航空器飞行过程中

对于每个阶段，获取该阶段的所有过点，根据各阶段特点选择每一过点处的外推算法，则在该阶段每一过点处，获取一次航空器的实时飞行信息；根据所获取飞行信息使用所选择的外推算法进行外推，获得航天器在进场阶段的飞行轨迹。

每次外推结束后均进行到达过点判断，用于判断当前是否到达一下过点，若到达下一过点则切换至下一过点所选择的外推算法。

将上述获得的四个飞行阶段中航空器的飞行轨迹进行组合，获知航空器的整个飞行过程的飞行轨迹，从而对航空器整个飞行过程进行模拟。

由于各个阶段的特征有区别，离场阶段、进场阶段和进近阶段在每次外推结束后，除进行到达过点判断外进一步进行直飞拐弯判断；

直飞拐弯判断用于判断是否需要拐弯；若需要拐弯，则下一过点选择拐弯外推算法；若不需要拐弯则下一过点选择直飞外推算法。

实施例1

基于上述基本思想，本发明根据航空器在离场阶段、航路阶段、进场阶段以及进近阶段4个阶段的不同的飞行特征，采取了以下较为具体的步骤进行飞行模拟。其中针对这个四个阶段，该方法具体步骤为：

步骤一、以航空器跑道中心点为起点，以航线的第一点为终点，划分航空器的离场阶段，离场阶段是航天器边加速边爬升的过程：

获取航空器的离地速度以及在离场阶段的各个过点；

在离场阶段的每一过点处，获取一次航空器的飞行信息：速度、加速度、爬升率以及拐弯坡度；根据所述飞行信息使用选择的外推算法进行外推，获得航天器在离场阶段的飞行轨迹；其中离场阶段的第一过点处，选择直飞外推算法；

每次外推结束后均进行到达过点判断和直飞拐弯判断。

由于离场阶段采用边加速边爬升的原则，因此若下一过点选择直飞外推算法，说明此时还需要加速和爬升，则再进行加/减速判断以及爬升/下降判断；

而转弯时只爬升不加速，因此若下一过点选择拐弯外推算法，说明下一过点处于拐弯状态，此时只需爬升不用加速，应再进行爬升/下降判断；

其中加/减速判断用于判断当前是否达到下一过点的速度，若已达到，则航空器保持当前速度，不需加速或者减速；若未达到，则航空器进行相应的加速或者减速。

爬升/下降判断用于判断当前是否达到下一过点的高度，若已达到，则航空器保持当前高度，不需爬升或者下降，若未达到，则进行相应的爬升或者下降。

步骤二、以航线的第一点为起点，以航线的最末点为终点，划分航空器的航路阶段；航路阶段属于稳定飞行阶段。

获取航空器在航路阶段的各个过点；

在航路阶段的每一过点处，获取一次航空器的实时飞行信息：速度、高度以及加/减速度和爬升/下降率；由于该阶段稳定飞行，因此不考虑转弯问题根据所述飞行信息使用直飞外推算法进行外推，获得航天器在航路阶段的飞行轨迹；

每次外推结束后，除需要进行到达过点判断之外，还需要再进一步进行加/减速判断和爬升/下降判断；

步骤三、以航线的最末点为起点，以航空器导航台位置为终点，划分航空器的进场阶段，进场阶段是一个边减速边下降的过程。

获取航空器在进场阶段的各个过点；

在进场阶段的每一过点处，获取一次航空器的实时飞行信息：速度以及减速度和下降率、拐弯坡度；根据所述飞行信息使用所选择的外推算法进行外推，获得航天器在进场阶段的飞行轨迹。

每次外推结束后，除需要进行到达过点判断外，进一步还需要进行直飞拐弯判断。

若下一过点选择直飞外推算法，说明该下一过点处，航空器直飞，因此需要再进行加/减速判断以及爬升/下降判断；若下一过点选择拐弯外推算法，说明下一过点处，航空器拐弯，拐弯的过程是不需要减速的，因此只要再进行爬升/下降判断即可。

步骤四、以航空器导航台位置为起点，以距航空器跑道头设定距离的点为终点，划分航空器的进近阶段，这一阶段的飞行状态比较复杂。

获取航空器在进近阶段的穿云点和跑道中心点，则将进近阶段进行如下划分：穿云点前属于穿云前过程，穿云点后跑道中心点前属于穿云过程，跑道中心点以后为着陆过程；

穿云前过程：获取穿云前过程中的各过点；

在穿云前过程中的每一过点处，获取一次航空器的实时飞行信息：速度、加速度、高度以及下降率；根据该过程的飞行信息，使用所选择的外推算法进行外推，获得航天器在穿云前过程的飞行轨迹；

每次外推结束后，除需要进行到达过点判断外，进一步需要进行直飞拐弯判断；

若下一过点选择拐弯外推算法，则再进行爬升/下降判断；若下一过点选择直飞外推算法，则再进行加/减速判断和爬升/下降判断；

穿云过程：获取穿云过程中各过点；穿云过程可视为直飞过程。

在穿云过程中的每一过点处，获取一次航空器的实时飞行信息：速度、加速度以及下降率；根据所述飞行信息使用直飞外推算法进行外推，获得航天器在穿云过程各过点的飞行轨迹；

每次外推结束之后，均进行爬升/下降判断；

着陆过程：获取着陆过程中各过点；着陆过程则需要边减速边下降。

在着陆过程中的每一过点处，获取一次航空器的实时飞行信息：速度、加速度以及下降率；根据所述飞行信息使用直飞外推算法进行外推，获得航天器在着陆过程中的飞行轨迹；

每次外推结束之后，除需要进行到达过点判断外，进一步需要进行加/减速判断和爬升/下降判断；

步骤五、将上述四个步骤外推获得的四个飞行阶段中航空器的飞行轨迹进行组合，获知航空器的整个飞行过程的飞行轨迹，从而对航空器整个飞行过程进行模拟。

实施例2

针对实施例1所记载的方案，其中的直飞拐弯判断方法有多种，

一是根据标准航路或计划航线，判断该阶段是否需要拐弯；

二是假设当前过点位置为A₂位置，如图2所示，若此时管制员给出是否拐弯指令，则直接判断是否拐弯；

二是若管制员未给出是否拐弯指令，则获取当前过点的上一过点A₁以及下一过点位置A₃，计算直线|A₁A₂|和|A₃A₂|之间的夹角，根据该夹角所处范围判断是否拐弯。

实施例3

本发明实施例1所使用的拐弯外推算法具体为：

步骤1、确定拐弯开始点A_in：

若在当前位置A₂时，管制员未给出拐弯位置指令，则令A₂为A_in；否则以拐弯位置指令指定的拐弯位置确定A_in；

步骤2：计算拐弯半径R：

$R=\frac{V^2}{g\·\mathrm{tg\γ}}$

其中g为重力加速度，V为空速，γ为转弯坡度；所述转弯坡度为指定数值；

步骤3：确定拐弯方向：

A_in处的航向为当前航向curHead，即直线|A₁A_in|的连线；

计算curHead与|A_inA₃|连线的夹角θ，若θ在[-180°,0°]或[180°,360°]范围内，判定该转弯为左转弯；若θ在[-360°,180°]或[0°,180°]范围内，判定该转弯为右转弯；

步骤4：计算圆心位置A₀：

在A_in点对|A₁A_in|作垂直线，在垂直线上取距离A_in为R的位置，即为圆心A₀；

步骤5：计算A₃点的航向，即为请求航向ReqHead：

若ReqHead为给定航向，则无需计算；直接进入步骤6；

若ReqHead未给定，则其计算具体为：首先计算A₀到A₃的距离S₀₃，则ReqHead相较于直线|A₀A₃|的旋转角度α为：

步骤6：确定拐出点A_out

ReqHead延长线与A₀为圆心R为半径的圆的交点即为A_out；

根据当前过点的上一过点A₁、下一过点位置A₃、A_in与A_out以及拐弯半径R确定飞机在当前过点A₂的航迹。具体如图2所示。

则根据以上求得的拐弯航迹可确定航空器在ΔT时间后的位置与方向，例如：

计算ΔT时间走的圆心角a_t： $a_t=\frac{360V}{2\mathrm{\πR}}\×\mathrm{\ΔT}=\frac{360g\·\mathrm{tg\γ}}{2\mathrm{\πV}}\×\mathrm{\ΔT}$

计算圆心到当前点的方向a₀:DirA₀_A_in为A₀、A_in的连线方向,若右拐，则a₀=DirA₀_A_in+a_t，若左拐，a₀=DirA₀_A_in-a_t。

计算位置:由R、A₀与a₀的位置关系可得ΔT时间后的位置

计算航向:ΔT时间后的航向左拐为a₀-90°，右拐为a₀+90°。

Claims (6)

1.一种模拟航空器飞行过程的方法，其特征在于，该方法具体为：

首先将航空器的飞行过程划分为四个阶段，划分方式为：以航空器跑道中心点为起点，以航线的第一点为终点，划分为离场阶段；以航线的第一点为起点，以航线的最末点为终点，划分为航路阶段；以航线的最末点为起点，以航空器导航台位置为终点，划分为进场阶段；以航空器导航台位置为起点，以距航空器跑道头有设定距离的点为终点，划分为进近阶段；

对于每个阶段，获取该阶段的所有过点，根据各阶段特点选择每一过点处的外推算法，则在该阶段每一过点处，获取一次航空器的实时飞行信息；根据所获取飞行信息使用所选择的外推算法进行外推，获得航空器在该阶段的飞行轨迹；每次外推结束后均进行到达过点判断；

所述外推算法包括直飞外推算法和拐弯外推算法；

所述到达过点判断用于判断当前是否到达下一过点，若到达下一过点则切换至下一过点所选择的外推算法；

将上述获得的四个飞行阶段中航空器的飞行轨迹进行组合，获知航空器的整个飞行过程的飞行轨迹，从而实现对航空器整个飞行过程的模拟。

2.如权利要求1所述的一种模拟航空器飞行过程的方法，其特征在于，所述离场阶段、进场阶段和进近阶段在每次外推结束后，除进行到达过点判断外进一步进行直飞拐弯判断；

所述直飞拐弯判断用于判断是否需要拐弯；若需要拐弯，则下一过点选择拐弯外推算法；若不需要拐弯则下一过点选择直飞外推算法。

3.如权利要求1所述的一种模拟航空器飞行过程的方法，其特征在于，针对所述离场阶段、航路阶段、进场阶段以及进近阶段四个阶段的航空器飞行的不同特点，该方法具体分为如下步骤：

步骤一、对处于离场阶段的航空器的飞行过程进行以下模拟：

获取航空器的离地速度以及在离场阶段的各个过点；

在离场阶段的每一过点处，获取一次航空器的飞行信息，该处飞行信息包括：速度、加速度、爬升率以及拐弯坡度；根据所获取飞行信息使用选择的外推算法进行外推，获得航空器在离场阶段的飞行轨迹；其中离场阶段的第一过点处，选择直飞外推算法；每次外推结束后除进行到达过点判断外，进一步进行直飞拐弯判断；

若下一过点选择拐弯外推算法，则进一步进行爬升/下降判断；若下一过点选择直飞外推算法，则进一步进行加/减速判断以及爬升/下降判断；

所述加/减速判断用于判断当前是否达到下一过点的速度，若已达到，则航空器保持当前速度，不需加速或者减速；若未达到，则航空器进行相应的加速或者减速；

所述爬升/下降判断用于判断当前是否达到下一过点的高度，若已达到，则航空器保持当前高度，不需爬升或者下降，若未达到，则进行相应的爬升或者下降；

步骤二、对处于航路阶段的航空器的飞行过程进行以下模拟：

获取航空器在航路阶段的各个过点；

在航路阶段的每一过点处，获取一次航空器的实时飞行信息，该处飞行信息包括：速度、高度以及加/减速度和爬升/下降率；根据所获取飞行信息使用直飞外推算法进行外推，获得航空器在航路阶段的飞行轨迹；

每次外推结束后除进行到达过点判断外，进一步进行加/减速判断和爬升/下降判断；

步骤三、对处于进场阶段的航空器的飞行过程进行以下模拟：

获取航空器在进场阶段的各个过点；

在进场阶段的每一过点处，获取一次航空器的实时飞行信息，该处飞行信息包括：速度以及减速度和下降率、拐弯坡度；根据所获取飞行信息使用所选择的外推算法进行外推，获得航空器在进场阶段的飞行轨迹；

每次外推结束后，除进行到达过点判断外，进一步进行直飞拐弯判断；

若下一过点选择拐弯外推算法，则再进行爬升/下降判断；若下一过点选择直飞外推算法，则再进行加/减速判断以及爬升/下降判断；

步骤四、对处于进近阶段的航空器的飞行过程进行以下模拟：

获取航空器在进近阶段的穿云点和跑道中心点，则将进近阶段进行如下划分：穿云点前属于穿云前过程，穿云点后跑道中心点前属于穿云过程，跑道中心点以后为着陆过程；

穿云前过程：获取穿云前过程中的各过点；

在穿云前过程中的每一过点处，获取一次航空器的实时飞行信息，该处飞行信息包括：速度、加速度、高度以及下降率；根据所获取飞行信息，使用所选择的外推算法进行外推，获得航空器在穿云前过程的飞行轨迹；

每次外推结束后，除进行到达过点判断外，进一步进行直飞拐弯判断；

若下一过点选择拐弯外推算法，则再进行爬升/下降判断；若下一过点选择直飞外推算法，则再进行加/减速判断和爬升/下降判断；

穿云过程：获取穿云过程中各过点；

在穿云过程中的每一过点处，获取一次航空器的实时飞行信息，该处飞行信息包括：速度、加速度以及下降率；根据所获取飞行信息使用直飞外推算法进行外推，获得航空器在穿云过程各过点的飞行轨迹；

每次外推结束之后，除进行到达过点判断外，进一步进行爬升/下降判断；

着陆过程：获取着陆过程中各过点；

在着陆过程中的每一过点处，获取一次航空器的实时飞行信息，该处飞行信息包括：速度、加速度以及下降率；根据所获取飞行信息使用直飞外推算法进行外推，获得航空器在着陆过程中的飞行轨迹；

每次外推结束之后，除进行到达过点判断外，进一步进行加/减速判断以及爬升/下降判断；

步骤五、将上述四个步骤外推获得的四个飞行阶段中航空器的飞行轨迹进行组合，获知航空器的整个飞行过程的飞行轨迹，从而对航空器整个飞行过程进行模拟。

4.如权利要求1或2或3所述的一种模拟航空器飞行过程的方法，其特征在于，所述获取航空器飞行信息是从航空器的飞行数据源中获取，所述飞行数据源包括离场程序表、进近程序表、进场程序表、标准航路或计划航线、航空器性能参数表和飞行包线以及发给航空器的指令。

5.如权利要求2或3所述的一种模拟航空器飞行过程的方法，其特征在于，所述的直飞拐弯判断具体为：

假设当前过点位置为A₂位置，若此时具有是否拐弯指令，则直接判断是否拐弯；

若无是否拐弯指令，则获取当前过点的上一过点A₁以及下一过点位置A₃，计算直线|A₁A₂|和|A₃A₂|之间的夹角，根据该夹角所处范围判断是否拐弯。

6.如权利要求1或2或3所述的一种模拟航空器飞行过程的方法，其特征在于，所述的拐弯外推算法具体为：

步骤1、确定拐弯开始点A_in：

若在当前位置A₂时，无拐弯位置指令，则令A₂为A_in；否则以拐弯位置指 令指定的拐弯位置确定A_in；

步骤2：计算拐弯半径R：

其中g为重力加速度，V为空速，γ为转弯坡度；所述转弯坡度为指定数值；

步骤3：确定拐弯方向：

A_in处的航向为当前航向curHead，即直线A₁A_in；

计算curHead与|A_inA₃|连线的夹角θ，若θ在[-180-0]或[180-360]范围内，判定该转弯为左转弯；若θ在[-360--180]或[0-180]范围内，判定该转弯为右转弯；

步骤4：计算圆心位置A₀：

在A_in点对|A₁A_in|作垂直线，在垂直线上取距离A_in为R的位置，即为圆心A₀；

步骤5：计算A₃点的航向，即为请求航向ReqHead：

若ReqHead为给定航向，则无需计算；直接进入步骤6；

若ReqHead未给定，则其计算具体为：首先计算A₀到A₃的距离S₀₃，则ReqHead相较于直线|A₀A₃|的旋转角度α为：

步骤6：确定拐出点A_out

ReqHead延长线与A₀为圆心R为半径的圆的交点即为A_out；

根据当前过点的上一过点A₁、下一过点位置A₃、A_in与A_out以及拐弯半径R确定飞机在当前过点A₂的航迹。