专利名称：一种飞机三余度自动着舰导引信号管理方法
技术领域：
本发明属于飞机自动着舰导引技术，涉及一种飞机三余度自动着舰导引信号管理 方法。
背景技术：
舰载飞机在母舰上降落非常困难，为了提高着舰成功率，除了改进飞机的低速性 能外，就是采用自动着舰导引控制系统。目前国外自动着舰导引控制系统均采用雷达导引 着舰为主，微波着舰系统辅助监视的结构。此结构只能依靠雷达进行自动导引，受海况影响 大，没有备份系统，可靠性差。

发明内容
本发明的目的是提出一种飞机三余度自动着舰导引信号管理方法，以减少受海 况影响的程度，提高可靠性。本发明的技术方案是一种飞机三余度自动着舰导引信号管理方法，其特征在于， 飞机自动着舰三余度导引信号管理方法的实施基于母舰上的精密雷达导引系统、差分GPS 导引系统和微波飞机位置测量系统以及着舰飞机上的机载精密雷达测量设备、差分GPS测 量设备和微波测量设备以及飞控计算机；上述精密雷达测量设备、差分GPS测量设备和微 波测量设备中都具有各自的导引律计算单元，精密雷达测量设备、差分GPS测量设备和微 波测量设备分别接收母舰上的精密雷达导引系统、差分GPS导引系统和微波飞机位置测量 系统发出的导引信息或飞机位置信息，独立实时解算出着舰飞机与母舰相对位置的三维坐 标和相对速度，然后依据上述三维坐标和相对速度生成各自的着舰导引信号，3个着舰导引 信号分别是精密雷达着舰导引信号P、差分GPS着舰导引信号G和微波着舰导引信号W，并 将精密雷达着舰导引信号P、差分GPS着舰导引信号G和微波着舰导引信号W输入飞控计算 机相应的着舰导引信号输入端，由飞控计算机进行解算处理后输出飞机舵面控制指令；对 精密雷达着舰导引信号P、差分GPS着舰导引信号G和微波着舰导引信号W三余度导引信号 进行管理的步骤如下1、着舰导引信号监控；监控的目的是对精密雷达着舰导引信号P、差分GPS着舰导 引信号G和微波着舰导引信号W进行甄别，剔除其中的故障信号；甄别的步骤是1. 1、确定3个着舰导引信号的中值信号；将当前时刻前一个监控周期的3个着舰 导引信号P、G、W按幅值大小顺序排队，找出其中幅值为中间值的着舰导引信号作为中值信 号，其余的着舰导引信号为非中值信号；监控周期等于机载精密雷达测量设备、差分GPS测 量设备和微波测量设备的工作周期；1. 2、确定3余度着舰导引信号的监控有效信号；首先计算中值信号与非中值信号 幅值的差值，然后按照下述步骤进行判定1. 2. 1、若中值信号与非中值信号幅值之差都不大于故障门限，则3个着舰导引信 号均为监控有效信号；故障门限的确定方法是信号满量程幅值的10% 20% ；
1. 2. 2、若中值信号与非中值信号幅值之差有一个大于故障门限，则判定该非中值 信号为当前周期故障信号，将该非中值信号的故障次数记为1 ；若下一个监控周期内该非 中值信号仍为当前周期故障信号，则将该非中值信号的故障次数加1，若该非中值信号的连 续故障次数> 5，则将该非中值信号判定为永久故障信号加以删除，使3余度着舰导引信号 减少为2余度着舰导引信号；否则，在该非中值信号与中值信号的差值恢复到不大于故障 门限的监控周期内将该非中值信号的故障次数清零；未被删除的非中值信号视为监控有效 信号；1.2. 3、若非中值信号与中值信号的两个差值均大于故障门限，则形成1:1:1奇异 故障，此时，退出三余度自动着舰导引信号管理状态，进入人工着舰导引信号管理状态；2、导引信号表决；2. 1、对监控有效信号的表决方法如下将精密雷达着舰导引信号P作为控制飞机 的着舰导引信号，将差分GPS着舰导引信号G作为参考着舰导引信号，将微波着舰导引信号 W作为备用着舰导引信号；2. 2、对2余度监控有效信号的表决方法如下2. 2. 1、二次监控；步骤如下2. 2. 1. 1、计算两个着舰导引信号幅值的差值；2. 2. 1. 2、确定着舰导引信号的二次监控有效信号；若两个着舰导引信号幅值的差 值不大于故障门限，则两余度着舰导引信号均为二次监控有效信号；2.2. 1.3、若两个着舰导引信号幅值的差值大于故障门限，则形成1:1奇异故障， 此时，退出两余度自动着舰导引信号管理状态，进入人工着舰导引信号管理状态；2. 2. 2、着舰导引信号二次表决；3余度着舰导引信号的优先级确定如下精密雷 达着舰导引信号P最高，差分GPS着舰导引信号G次之，微波着舰导引信号W最低，将优先 级高的着舰导引信号作为控制飞机的着舰导引信号，另一个作为参考着舰导引信号。本发明的优点是本发明是一种具有三余度的飞机自动着舰导引信号管理方法， 减少了受海况影响的程度，提高了机着舰导引的可靠性。
具体实施例方式下面对本发明做进一步详细说明。一种飞机三余度自动着舰导引信号管理方法， 其特征在于，飞机自动着舰三余度导引信号管理方法的实施基于母舰上的精密雷达导引系 统、差分GPS导引系统和微波飞机位置测量系统以及着舰飞机上的机载精密雷达测量设 备、差分GPS测量设备和微波测量设备以及飞控计算机；上述精密雷达测量设备、差分GPS 测量设备和微波测量设备中都具有各自的导引律计算单元，精密雷达测量设备、差分GPS 测量设备和微波测量设备分别接收母舰上的精密雷达导引系统、差分GPS导引系统和微波 飞机位置测量系统发出的导引信息或飞机位置信息，独立实时解算出着舰飞机与母舰相对 位置的三维坐标和相对速度，然后依据上述三维坐标和相对速度生成各自的着舰导引信 号，3个着舰导引信号分别是精密雷达着舰导引信号P、差分GPS着舰导引信号G和微波着 舰导引信号W，并将精密雷达着舰导引信号P、差分GPS着舰导引信号G和微波着舰导引信 号W输入飞控计算机相应的着舰导引信号输入端，由飞控计算机进行解算处理后输出飞机 舵面控制指令；对精密雷达着舰导引信号P、差分GPS着舰导引信号G和微波着舰导引信号W三余度导引信号进行管理的步骤如下1、着舰导引信号监控；监控的目的是对精密雷达着舰导引信号P、差分GPS着舰导 引信号G和微波着舰导引信号W进行甄别，剔除其中的故障信号；甄别的步骤是1. 1、确定3个着舰导引信号的中值信号；将当前时刻前一个监控周期的3个着舰 导引信号P、G、W按幅值大小顺序排队，找出其中幅值为中间值的着舰导引信号作为中值信 号，其余的着舰导引信号为非中值信号；监控周期等于机载精密雷达测量设备、差分GPS测 量设备和微波测量设备的工作周期；1. 2、确定3余度着舰导引信号的监控有效信号；首先计算中值信号与非中值信号 幅值的差值，然后按照下述步骤进行判定1. 2. 1、若中值信号与非中值信号幅值之差都不大于故障门限，则3个着舰导引信 号均为监控有效信号；故障门限的确定方法是信号满量程幅值的10% 20% ；1. 2. 2、若中值信号与非中值信号幅值之差有一个大于故障门限，则判定该非中值 信号为当前周期故障信号，将该非中值信号的故障次数记为1 ；若下一个监控周期内该非 中值信号仍为当前周期故障信号，则将该非中值信号的故障次数加1，若该非中值信号的连 续故障次数> 5，则将该非中值信号判定为永久故障信号加以删除，使3余度着舰导引信号 减少为2余度着舰导引信号；否则，在该非中值信号与中值信号的差值恢复到不大于故障 门限的监控周期内将该非中值信号的故障次数清零；未被删除的非中值信号视为监控有效 信号；1.2. 3、若非中值信号与中值信号的两个差值均大于故障门限，则形成1:1:1奇异 故障，此时，退出三余度自动着舰导引信号管理状态，进入人工着舰导引信号管理状态；2、导引信号表决；2. 1、对监控有效信号的表决方法如下将精密雷达着舰导引信号P作为控制飞机 的着舰导引信号，将差分GPS着舰导引信号G作为参考着舰导引信号，将微波着舰导引信号 W作为备用着舰导引信号；2. 2、对2余度监控有效信号的表决方法如下2. 2. 1、二次监控；步骤如下2. 2. 1. 1、计算两个着舰导引信号幅值的差值；2. 2. 1. 2、确定着舰导引信号的二次监控有效信号；若两个着舰导引信号幅值的差 值不大于故障门限，则两余度着舰导引信号均为二次监控有效信号；2.2. 1.3、若两个着舰导引信号幅值的差值大于故障门限，则形成1:1奇异故障， 此时，退出两余度自动着舰导引信号管理状态，进入人工着舰导引信号管理状态；2. 2. 2、着舰导引信号二次表决；3余度着舰导引信号的优先级确定如下精密雷 达着舰导引信号P最高，差分GPS着舰导引信号G次之，微波着舰导引信号W最低，将优先 级高的着舰导引信号作为控制飞机的着舰导引信号，另一个作为参考着舰导引信号。实施例1前提精密雷达着舰导引信号P、差分GPS着舰导引信号G和微波着舰导引信号W 在10个工作周期内幅值不变。1、着舰导引信号监控精密雷达着舰导引信号P为7. 6V、差分GPS着舰导引信号G 为8. OV和微波着舰导引信号W为8. 5V ；
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1. 1、确定差分GPS着舰导引信号G为中值信号，其余的着舰导引信号为非中值信 号；1. 2、计算差分GPS着舰导引信号G与精密雷达着舰导引信号P幅值的差值为 0. 4V ；差分GPS着舰导引信号G与微波着舰导引信号W幅值的差值为0. 5V ；1.2. 1、差分GPS着舰导引信号G与精密雷达着舰导引信号P幅值的差值0.4V和差 分GPS着舰导引信号G与微波着舰导引信号W幅值的差值0. 5V均小于故障门限1.0V(满量 程为10V)，且未出现精密雷达着舰导引信号P和微波着舰导引信号W的连续故障次数> 5， 则3个着舰导引信号均为监控有效信号；2、导引信号表决；2. 1、对监控有效信号的表决将精密雷达着舰导引信号P的7. 6V作为控制飞机的 着舰导引信号，将差分GPS着舰导引信号G的8. OV作为参考着舰导引信号，将微波着舰导 引信号W的8. 5V作为备用着舰导引信号。实施例2前提精密雷达着舰导引信号P、差分GPS着舰导引信号G和微波着舰导引信号W 在10个工作周期内幅值不变。1、着舰导引信号监控精密雷达着舰导引信号P为7. 0V、差分GPS着舰导引信号G 为7. 5V和微波着舰导引信号W为9. 2V ；1. 1、确定差分GPS着舰导引信号G为中值信号，其余的着舰导引信号为非中值信 号；1. 2、计算差分GPS着舰导引信号G与精密雷达着舰导引信号P幅值的差值为 0. 5V ；差分GPS着舰导引信号G与微波着舰导引信号W幅值的差值为1. 7V ；1. 2. 2、差分GPS着舰导引信号G与精密雷达着舰导引信号P幅值的差值0. 5V小 于故障门限1. 5V(满量程为10V)，且精密雷达着舰导引信号P未出现连续故障次数> 5 ；差 分GPS着舰导引信号G与微波着舰导引信号W幅值的差值1. 7V大于故障门限1. 5V，且微波 着舰导引信号W连续故障次数> 5 ；于是将微波着舰导引信号W判定为永久故障信号加以 删除；2、导引信号表决；2. 2、对精密雷达着舰导引信号P和差分GPS着舰导引信号G的表决2. 2. 1、二次监控精密雷达着舰导引信号P为7. 0V、差分GPS着舰导引信号G为 7. 5V ；2.2. 1. 1、计算精密雷达着舰导引信号P和差分GPS着舰导引信号G幅值的差值为 0. 5V ；2. 2. 1. 2、精密雷达着舰导引信号P和差分GPS着舰导引信号G幅值的差值0. 5V 小于故障门限1. 5V,则精密雷达着舰导引信号P和差分GPS着舰导引信号G均为二次监控 有效信号；2. 2. 2、二次表决；精密雷达着舰导引信号P作为控制飞机的着舰导引信号，差分 GPS着舰导引信号G作为参考着舰导引信号。实施例3前提精密雷达着舰导引信号P、差分GPS着舰导引信号G和微波着舰导引信号W在10个工作周期内幅值不变。1、着舰导引信号监控精密雷达着舰导引信号P为7. 0V、差分GPS着舰导引信号G 为4. 9V和微波着舰导引信号为9. 2V ；1.1、确定精密雷达着舰导引信号P为中值信号，其余的着舰导引信号为非中值信 号；1. 2、计算精密雷达着舰导引信号P与差分GPS着舰导引信号G幅值的差值为 2. IV，精密雷达着舰导引信号P与微波着舰导引信号W幅值的差值为2. 2V ；1. 2. 3、精密雷达着舰导引信号P与差分GPS着舰导引信号G幅值的差值2. IV和精 密雷达着舰导引信号P与微波着舰导引信号W幅值的差值2. 2V均大于故障门限2. OV(满 量程为10V)，形成1:1:1奇异故障，此时，退出三余度自动着舰导引信号管理状态，进入人 工着舰导引信号管理状态。实施例4前提差分GPS着舰导引信号G和微波着舰导引信号W在10个工作周期内幅值不 变，精密雷达着舰导引信号P在第6个工作周期幅值发生变化。1、着舰导引信号监控精密雷达着舰导引信号P为7. 5V、差分GPS着舰导引信号G 为8. OV和微波着舰导引信号W为9. 2V ；1. 1、确定差分GPS着舰导引信号G为中值信号，其余的着舰导引信号为非中值信 号；1. 2、计算差分GPS着舰导引信号G与精密雷达着舰导引信号P幅值的差值为
0.5V ；差分GPS着舰导引信号G与微波着舰导引信号W幅值的差值为1. 2V ；1. 2. 2、差分GPS着舰导引信号G与精密雷达着舰导引信号P幅值的差值0. 5V小 于故障门限ι. IV(满量程为10V)，且精密雷达着舰导引信号P未出现连续故障次数> 5 ；差 分GPS着舰导引信号G与微波着舰导引信号W幅值的差值1. 2V大于故障门限1. IV，且微波 着舰导引信号W连续故障次数> 5 ；于是将微波着舰导引信号W判定为永久故障信号加以 删除；2、导引信号表决；2. 2、对精密雷达着舰导引信号P和差分GPS着舰导引信号G的表决2.2. 1、二次监控精密雷达着舰导引信号P变为6. 8V、差分GPS着舰导引信号G为 8. OV02.2. 1. 1、计算精密雷达着舰导引信号P和差分GPS着舰导引信号G幅值的差值为
1.2V。2. 2. 1. 3、精密雷达着舰导引信号P和差分GPS着舰导引信号G幅值的差值1. 2V 大于故障门限1. IV，则形成1:1奇异故障，此时，退出两余度自动着舰导引信号管理状态， 进入人工着舰导引信号管理状态。
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权利要求
一种飞机三余度自动着舰导引信号管理方法，其特征在于，飞机自动着舰三余度导引信号管理方法的实施基于母舰上的精密雷达导引系统、差分GPS导引系统和微波飞机位置测量系统以及着舰飞机上的机载精密雷达测量设备、差分GPS测量设备和微波测量设备以及飞控计算机；上述精密雷达测量设备、差分GPS测量设备和微波测量设备中都具有各自的导引律计算单元，精密雷达测量设备、差分GPS测量设备和微波测量设备分别接收母舰上的精密雷达导引系统、差分GPS导引系统和微波飞机位置测量系统发出的导引信息或飞机位置信息，独立实时解算出着舰飞机与母舰相对位置的三维坐标和相对速度，然后依据上述三维坐标和相对速度生成各自的着舰导引信号，3个着舰导引信号分别是精密雷达着舰导引信号P、差分GPS着舰导引信号G和微波着舰导引信号W，并将精密雷达着舰导引信号P、差分GPS着舰导引信号G和微波着舰导引信号W输入飞控计算机相应的着舰导引信号输入端，由飞控计算机进行解算处理后输出飞机舵面控制指令；对精密雷达着舰导引信号P、差分GPS着舰导引信号G和微波着舰导引信号W三余度导引信号进行管理的步骤如下1.1、着舰导引信号监控；监控的目的是对精密雷达着舰导引信号P、差分GPS着舰导引信号G和微波着舰导引信号W进行甄别，剔除其中的故障信号；甄别的步骤是1.1.1、确定3个着舰导引信号的中值信号；将当前时刻前一个监控周期的3个着舰导引信号P、G、W按幅值大小顺序排队，找出其中幅值为中间值的着舰导引信号作为中值信号，其余的着舰导引信号为非中值信号；监控周期等于机载精密雷达测量设备、差分GPS测量设备和微波测量设备的工作周期；1.1.2、确定3余度着舰导引信号的监控有效信号；首先计算中值信号与非中值信号幅值的差值，然后按照下述步骤进行判定1.1.2.1、若中值信号与非中值信号幅值之差都不大于故障门限，则3个着舰导引信号均为监控有效信号；故障门限的确定方法是故障门限为信号满量程幅值的10％～20％；1.1.2.2、若中值信号与非中值信号幅值之差有一个大于故障门限，则判定该非中值信号为当前周期故障信号，将该非中值信号的故障次数记为1；若下一个监控周期内该非中值信号仍为当前周期故障信号，则将该非中值信号的故障次数加1，若该非中值信号的连续故障次数≥5，则将该非中值信号判定为永久故障信号加以删除，使3余度着舰导引信号减少为2余度着舰导引信号；否则，在该非中值信号与中值信号的差值恢复到不大于故障门限的监控周期内将该非中值信号的故障次数清零；未被删除的非中值信号视为监控有效信号；1.1.2.3、若非中值信号与中值信号的两个差值均大于故障门限，则形成1:1:1奇异故障，此时，退出三余度自动着舰导引信号管理状态，进入人工着舰导引信号管理状态；1.2、导引信号表决；1.2.1、对监控有效信号的表决方法如下将精密雷达着舰导引信号P作为控制飞机的着舰导引信号，将差分GPS着舰导引信号G作为参考着舰导引信号，将微波着舰导引信号W作为备用着舰导引信号；1.2.2、对2余度监控有效信号的表决方法如下1.2.2.1、二次监控；步骤如下1.2.2.1.1、计算两个着舰导引信号幅值的差值；1.2.2.1.2、确定着舰导引信号的二次监控有效信号；若两个着舰导引信号幅值的差值不大于故障门限，则两余度着舰导引信号均为二次监控有效信号；1.2.2.1.3、若两个着舰导引信号幅值的差值大于故障门限，则形成1:1奇异故障，此时，退出两余度自动着舰导引信号管理状态，进入人工着舰导引信号管理状态；1.2.2.2、着舰导引信号二次表决；3余度着舰导引信号的优先级确定如下精密雷达着舰导引信号P最高，差分GPS着舰导引信号G次之，微波着舰导引信号W最低，将优先级高的着舰导引信号作为控制飞机的着舰导引信号，另一个作为参考着舰导引信号。
全文摘要
本发明属于飞机自动着舰导引技术，涉及一种飞机三余度自动着舰导引信号管理方法。其特征在于，飞机自动着舰三余度导引信号管理方法的实施基于母舰上的精密雷达导引系统、差分GPS导引系统和微波飞机位置测量系统以及着舰飞机上的机载精密雷达测量设备、差分GPS测量设备和微波测量设备以及飞控计算机；管理的步骤如下着舰导引信号监控；导引信号表决。本发明是一种具有三余度的飞机自动着舰导引信号管理方法，减少了受海况影响的程度，提高了飞机着舰导引的可靠性。
文档编号G01S17/00GK101927834SQ201010260078
公开日2010年12月29日 申请日期2010年8月19日 优先权日2010年8月19日
发明者刘鲁玉, 周成, 王敏文 申请人:中国航空工业第六一八研究所