Способы и системы для определения воздушной скорости летательного аппарата - RU2018141125A

1. Способ (100) определения воздушной скорости летательного аппарата (10), включающий

получение (110) от GPS-устройства (20) летательного аппарата высоты по GPS летательного аппарата для текущего промежутка времени;

получение (120) от устройства (21) инерциальной системы отсчета летательного аппарата вертикального ускорения летательного аппарата для текущего промежутка времени;

получение (130) геометрической высоты летательного аппарата для предыдущего промежутка времени, имеющего место перед текущим промежутком времени;

определение (140) разности между высотой по GPS и геометрической высотой;

вычисление (150) скорости изменения геометрической высоты летательного аппарата с использованием вертикального ускорения и разности между высотой по GPS и геометрической высотой;

вычисление (160) скорости изменения барометрической высоты с использованием скорости изменения геометрической высоты;

вычисление (170) барометрической высоты для текущего промежутка времени из скорости изменения барометрической высоты;

вычисление (180) статического давления для текущего промежутка времени с использованием барометрической высоты и

вычисление (190) воздушной скорости летательного аппарата с использованием статического давления.

2. Способ по п. 1, согласно которому высота по GPS является первой высотой по GPS, вертикальное ускорение является первым вертикальным ускорением, геометрическая высота летательного аппарата является первой геометрической высотой, скорость изменения геометрической высоты является скоростью изменения первой геометрической высоты, а предыдущий промежуток времени является первым предыдущим промежутком времени, причем получение первой геометрической высоты летательного аппарата для первого предыдущего промежутка времени включает

получение (131) от GPS-устройства летательного аппарата второй высоты по GPS летательного аппарата для первого предыдущего промежутка времени;

получение (132) от устройства инерциальной системы отсчета летательного аппарата второго вертикального ускорения летательного аппарата для первого предыдущего промежутка времени;

получение (133) второй геометрической высоты летательного аппарата для второго предыдущего промежутка времени, имеющего место перед первым предыдущим промежутком времени;

определение (134) разности между второй высотой по GPS и второй геометрической высотой;

комбинирование (135) посредством интегрирования второго вертикального ускорения с разностью между второй высотой по GPS и второй геометрической высотой для получения скорости изменения второй геометрической высоты; и

вычисление (136) первой геометрической высоты летательного аппарата с использованием второй геометрической высоты, скорости изменения второй геометрической высоты и разности между высотой по GPS и геометрической высотой.

3. Способ по п. 1 или 2, также включающий

получение от радиовысотомера (22) летательного аппарата высоты летательного аппарата на основе радиосигнала и,

если высота на основе радиосигнала меньше заданной пороговой высоты, вычисление скорости изменения геометрической высоты летательного аппарата с использованием разности между высотой по GPS и геометрической высотой без использования вертикального ускорения летательного аппарата.

4. Способ по п. 1 или 2, согласно которому вычисление скорости изменения барометрической высоты включает

получение (161) температуры согласно стандартной атмосфере;

вычисление (162) температуры окружающей среды;

определение отношения (166) между температурой согласно стандартной атмосфере и температурой окружающей среды и

комбинирование (168) отношения между температурой согласно стандартной атмосфере и температурой окружающей среды со скоростью изменения геометрической высоты для определения скорости изменения барометрической высоты.

5. Способ по п. 4, согласно которому вычисление температуры окружающей среды включает

получение (163) от датчика внешней температуры летательного аппарата суммарной температуры воздуха для текущего промежутка времени;

вычисление (164) числа Маха для летательного аппарата для текущего промежутка времени и

комбинирование (165) суммарной температуры воздуха и числа Маха для вычисления температуры окружающей среды.

6. Способ по п. 1 или 2, согласно которому вычисление барометрической высоты для текущего промежутка времени включает

получение (172) барометрической высоты летательного аппарата для предыдущего промежутка времени;

комбинирование (174) барометрической высоты летательного аппарата для предыдущего промежутка времени со скоростью изменения барометрической высоты для определения барометрической высоты для текущего промежутка времени.

7. Способ по п. 6, согласно которому вычисление статического давления для текущего промежутка времени включает

вычисление статического давления с использованием барометрической высоты для текущего промежутка времени.

8. Способ по п. 7, согласно которому вычисление воздушной скорости летательного аппарата включает

получение от датчика полного давления летательного аппарата, значения полного давления и

комбинирование значения полного давления, статического давления для текущего промежутка времени для вычисления воздушной скорости летательного аппарата.

9. Система определения воздушной скорости летательного аппарата (10), содержащая

GPS-устройство (20) летательного аппарата, выполненное с возможностью определения высоты по GPS летательного аппарата;

устройство (21) инерциальной системы отсчета летательного аппарата, выполненное с возможностью определения вертикального ускорения летательного аппарата;

компьютерную систему (200) летательного аппарата, включающую в себя один или более процессоров (230), функционально соединенных с GPS-устройством, устройством инерциальной системы отсчета и одним или более другими устройствами (22) летательного аппарата, базу данных (245), функционально соединенную с указанными одним или более процессорами, и память (210), функционально соединенную с указанными одним или более процессорами и базой данных, причем память хранит данные, содержащие программный код (212) для исполнения указанными одним или более процессорами с реализацией способа (100) вычисления воздушной скорости летательного аппарата, включающего:

получение (110) от GPS-устройства высоты по GPS летательного аппарата для текущего промежутка времени;

получение (120) от устройства инерциальной системы отсчета вертикального ускорения летательного аппарата для текущего промежутка времени;

получение (130) геометрической высоты летательного аппарата для предыдущего промежутка времени, имеющего место перед текущим промежутком времени;

определение (140) разности между высотой по GPS и геометрической высотой;

вычисление (150) скорости изменения геометрической высоты летательного аппарата с использованием вертикального ускорения и разности между высотой по GPS и геометрической высотой;

вычисление (160) скорости изменения барометрической высоты с использованием скорости изменения геометрической высоты;

вычисление (170) барометрической высоты для текущего промежутка времени из скорости изменения барометрической высоты;

вычисление (180) статического давления для текущего промежутка времени с использованием барометрической высоты и

вычисление (190) воздушной скорости летательного аппарата с использованием статического давления.

10. Система по п. 9, в которой высота по GPS является первой высотой по GPS, вертикальное ускорение является первым вертикальным ускорением, геометрическая высота летательного аппарата является первой геометрической высотой, скорость изменения геометрической высоты является скоростью изменения первой геометрической высоты, а предыдущий промежуток времени является первым предыдущим промежутком времени, причем получение первой геометрической высоты летательного аппарата для первого предыдущего промежутка времени включает:

получение (131) от GPS-устройства летательного аппарата второй высоты по GPS летательного аппарата для первого предыдущего промежутка времени;

получение (132) от устройства инерциальной системы отсчета летательного аппарата второго вертикального ускорения летательного аппарата для первого предыдущего промежутка времени;

получение (133) второй геометрической высоты летательного аппарата для второго предыдущего промежутка времени, имеющего место перед первым предыдущим промежутком времени;

определение (134) разности между второй высотой по GPS и второй геометрической высотой;

комбинирование (135) посредством интегрирования второго вертикального ускорения с разностью между второй высотой по GPS и второй геометрической высотой для получения скорости изменения второй геометрической высоты и

вычисление (136) первой геометрической высоты летательного аппарата с использованием второй геометрической высоты, скорости изменения второй геометрической высоты и разности между высотой по GPS и геометрической высотой.

11. Система по п. 9 или 10, также содержащая радиовысотомер (22) летательного аппарата, причем способ также включает

получение от радиовысотомера высоты летательного аппарата на основе радиосигнала и,

если высота на основе радиосигнала меньше заданной пороговой высоты, вычисление скорости изменения геометрической высоты летательного аппарата с использованием разности между высотой по GPS и геометрической высотой без использования вертикального ускорения летательного аппарата.

12. Система по п. 9 или 10, в которой вычисление скорости изменения барометрической высоты включает

получение (161) температуры согласно стандартной атмосфере;

вычисление (162) температуры окружающей среды;

определение (166) отношения между температурой согласно стандартной атмосфере и температурой окружающей среды и

комбинирование (168) отношения между температурой согласно стандартной атмосфере и температурой окружающей среды со скоростью изменения геометрической высоты для определения скорости изменения барометрической высоты.

13. Система по п. 12, также содержащая датчик внешней температуры летательного аппарата, причем вычисление температуры окружающей среды включает

получение (163) от датчика внешней температуры суммарной температуры воздуха для текущего промежутка времени;

вычисление (164) числа Маха для летательного аппарата для текущего промежутка времени и

комбинирование (165) суммарной температуры воздуха и числа Маха для вычисления температуры окружающей среды.

14. Система по п. 9 или 10, в которой вычисление барометрической высоты для текущего промежутка времени включает

получение (172) барометрической высоты летательного аппарата для предыдущего промежутка времени;

комбинирование (174) барометрической высоты летательного аппарата для предыдущего промежутка времени со скоростью изменения барометрической высоты для определения барометрической высоты для текущего промежутка времени.

15. Система по п. 14, в которой вычисление статического давления для текущего промежутка времени включает вычисление статического давления с использованием барометрической высоты для текущего промежутка времени.

16. Система по п. 15, также содержащая датчик полного давления летательного аппарата, причем вычисление воздушной скорости летательного аппарата включает

получение от датчика полного давления значения полного давления и

комбинирование значения полного давления и статического давления для текущего промежутка времени для вычисления воздушной скорости летательного аппарата.

17. Летательный аппарат (10), содержащий

GPS-устройство (20), выполненное с возможностью определения высоты по GPS летательного аппарата;

устройство (21) инерциальной системы отсчета, выполненное с возможностью определения вертикального ускорения летательного аппарата;

компьютерную систему (200) летательного аппарата, включающую в себя один или более процессоров (230), функционально соединенных с GPS-устройством, устройством инерциальной системы отсчета и одним или более другими устройствами (22) летательного аппарата, базу данных (245), функционально соединенную с указанными одним или более процессорами, и память (210), функционально соединенную с указанными одним или более процессорами и базой данных, причем память хранит данные, содержащие программный код (212) для исполнения указанными одним или более процессорами с реализацией способа (100) вычисления воздушной скорости летательного аппарата, включающего:

получение (110) от GPS-устройства высоты по GPS летательного аппарата для текущего промежутка времени;

получение (120) от устройства инерциальной системы отсчета вертикального ускорения летательного аппарата для текущего промежутка времени;

получение (130) геометрической высоты летательного аппарата для предыдущего промежутка времени, имеющего место перед текущим промежутком времени;

определение (140) разности между высотой по GPS и геометрической высотой;

вычисление (150) скорости изменения геометрической высоты летательного аппарата с использованием вертикального ускорения и разности между высотой по GPS и геометрической высотой;

вычисление (160) скорости изменения барометрической высоты с использованием скорости изменения геометрической высоты;

вычисление (170) барометрической высоты для текущего промежутка времени из скорости изменения барометрической высоты;

вычисление (180) статического давления для текущего промежутка времени с использованием барометрической высоты и

вычисление (190) воздушной скорости летательного аппарата с использованием статического давления.

18. Летательный аппарат по п. 17, в котором высота по GPS является первой высотой по GPS, вертикальное ускорение является первым вертикальным ускорением, геометрическая высота летательного аппарата является первой геометрической высотой, скорость изменения геометрической высоты является скоростью изменения первой геометрической высоты, а предыдущий промежуток времени является первым предыдущим промежутком времени, причем получение первой геометрической высоты летательного аппарата для первого предыдущего промежутка времени включает

получение (131) от GPS-устройства летательного аппарата второй высоты по GPS летательного аппарата для первого предыдущего промежутка времени;

получение (132) от устройства инерциальной системы отсчета летательного аппарата второго вертикального ускорения летательного аппарата для первого предыдущего промежутка времени;

получение (133) второй геометрической высоты летательного аппарата для второго предыдущего промежутка времени, имеющего место перед первым предыдущим промежутком времени;

определение (134) разности между второй высотой по GPS и второй геометрической высотой;

комбинирование (135) посредством интегрирования второго вертикального ускорения с разностью между второй высотой по GPS и второй геометрической высотой для получения скорости изменения второй геометрической высоты; и

вычисление (136) первой геометрической высоты летательного аппарата с использованием второй геометрической высоты, скорости изменения второй геометрической высоты и разности между высотой по GPS и геометрической высотой.

19. Летательный аппарат по п. 17 или 18, в котором вычисление барометрической высоты для текущего промежутка времени и вычисление статического давления для текущего промежутка времени включает

получение (172) барометрической высоты летательного аппарата для предыдущего промежутка времени;

комбинирование (174) барометрической высоты летательного аппарата для предыдущего промежутка времени со скоростью изменения барометрической высоты для определения барометрической высоты для текущего промежутка времени;

вычисление статического давления с использованием барометрической высоты для текущего промежутка времени.

20. Летательный аппарат по п. 19, также содержащий датчик полного давления летательного аппарата, причем вычисление воздушной скорости летательного аппарата включает

получение от датчика полного давления значения полного давления и

комбинирование значения полного давления и статического давления для текущего промежутка времени для вычисления воздушной скорости летательного аппарата.