通用飞机多约束水平航路规划方法研究.pdf

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1、第４５卷第３期航空计算技术Ｖｏｌ．４５Ｎｏ．３２０１５年５月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＭａｙ．２０１５通用飞机多约束水平航路规划方法研究薛芳芳，缪炜涛，刘文学，冯伟（中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安７１００６８）摘要：随着我国低空空域的开放，通用飞机低空航路规划问题越来越复杂，亟待解决。在传统航路规划方法的基础上，研究满足区域导航要求下低空空域的约束条件，并针对每一类约束条件，建立航路优化模型，给出航路优化算法的实现步骤。仿真实验验证表明，多约束水平航路规划方法能够满足通用飞机机载设备的功能

2、和性能要求。关键词：通用飞机；低空空域；航路规划；航路约束中图分类号：Ｖ３５５文献标识码：Ａ文章编号：１６７１桘６５４Ｘ（２０１５）０３桘００６３桘０４ResearchonMethodsofLaetralFlgihtPathPlaningofGeneralAviationunderMulti桘restrictinosＸＵＥＦａｎｇ桘ｆａｎｇ，ＭＩＡＯＷｅｉ桘ｔａｏ，ＬＩＵＷｅｎ桘ｘｕｅ，ＦＥＮＧＷｅｉ（Xi′anAeronauticsComputingTechniqueResearchInstittue，AVIC，Xi′an７１００

3、６８，Cihna）Abstract：Ｗｉｔｈｔｈｅｏｐｅｎｏｆｌｏｗａｉｒｓｐａｃｅ，ｔｈｅｆｌｉｇｈｔｐａｔｈｐｌａｎｎｉｎｇｏｆｇｅｎｅｒａｌａｖｉａｔｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｂｅｃｏｍｅｓａｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｐｒｏｂｌｅｍ，ｗｈｉｃｈｎｅｅｄｓｔｏｂｅｒｅｓｏｌｖｅｄａｓｓｏｏｎａｓｐｏｓｓｉｂｌｅ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｒａｄｉ-ｔｉｏｎａｌｐａｔｈｐｌａｎｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ，ｓｅｖｅｒａｌｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｓｆｏｒｆｌｉｇｈｔｐａｔｈｐｌａｎｎｉｎｇｉｎｔｈｅＲＮＡＶｎａｖｉｇａｔ

4、ｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ｆｏｒｅａｃｈｋｉｎｄｏｆｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｓ，ｆｌｉｇｈｔｐｌａｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｓｓｅｔａｎｄｄｅｔａｉｌｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｓｔｅｐｓｏｆａｌｇｏｒｉｔｈｍｓａｒｅｇｉｖｅｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｅｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｓｍｅｅｔｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｄｅｍａｎｄｏｆａｉｒｂｏｒｎｅ

5、ｄｅｖｉｃｅ．Keywords：ｇｅｎｅｒａｌａｖｉａｔｉｏｎ；ｌｏｗａｉｒｓｐａｃｅ；ｆｌｉｇｈｔｐａｔｈｐｌａｎｎｉｎｇ；ｆｌｉｇｈｔｐａｔｈｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｓ引言常应用于空管地面计算机系统，飞行员主要依赖地面通信获取飞行计划，随着低空空域开放、ＲＮＡＶ导航技随着低空空域的开发，通用飞机的发展日趋成熟，术推行，机载设备的功能越来越完善，机载飞行管理系通用飞机机载设备的自动化和集成化程度越来越高。统中的飞行计划功能要求飞行员能够自主规划航路，作为民机机载航电系统的顶层架构，迫切需要研制具减少对地面的依赖，从而提高飞行效率，减

6、少油耗，降有自主知识产权的飞行管理系统（ＦＭＳ），而飞行计划低飞行成本。管理是飞行管理功能的核心，飞行计划研究的主要内依上所述，水平航路规划是机载飞行管理系统的容为水平和垂直航路规划。水平和垂直航路分别为计重要组成部分，本文通过研究区域导航（ＲＮＡＶ），分析划飞行航路在水平和垂直方向上的投影，由于垂直航水平方向上低空空域存在的航路约束类型，针对每一路规划需要结合具体飞机的性能参数，计算较为复杂，类约束以及复杂约束情况，建立基于约束的水平航路本文主要研究水平航路规划。规划模型，并给出解决方案与实现步骤，同时分析可能水平航路规划研究的主

7、要内容是指，在特定约束存在的问题。条件下寻找从起始航路点到目标航路点的满足特定性能指标的最优航路，其中，最优水平航路是由一系列导航点或自定义航路点构成，通常情况下，水平航路规划１ＲＮＡＶ低空空域航路约束的性能指标为最短航程。随着导航性能的提高，低空空域的开放，对空域资目前水平航路规划研究主要针对于无人机避开冲源的利用效率要求越来越高，通用航空的应用日益广［１－２］突区域约束或者大客机在无冲突空域动态实时航泛，低空空域中的飞行活动也面临着许多新情况和新［３－５］特点。除了传统的农林作业、工矿作业领域，通用航空路规划，并不适用通用飞机。

8、并且此类算法实际收稿日期：２０１５－０３－１２修订日期：２０１５－０４－１９基金项目：工信部预研项目资助（Ｇ４８８Ａ１９１４４００２－１７）作者简介：薛芳芳（１９９０－），陕西咸阳人，助理工程师，硕士，主要研究方向为航电系统软件开发、