基于Bessel大地主题的飞行程序航路参数计算算法朱代武，解小帆，刘志恒(中国民用航空飞行学院空中交通管理学院，广汉618307)摘要：为解决PBN飞行程序设计中航路参数计算问题，分析飞行程序设计中的要素和条件，采用白塞尔大地主题算法计算航路点参数，并对其计算精度进行分析。以我国南方某机场进近程序为例进行航路点正反验算，结果表明，该方法简单实用，计算精度高，且能将精度误差缩小到导航规范允许误差范围之内。关键词：白塞尔大地主题算法基于性能导航(PBN)飞行程序航路点中图分类号：V324；文献标识码：ARouteparameterscalculationalgorithmofFlightProceduresBasedonBesselgeodeticZHUDai-wu,XIEXiao-fan,LIUZhi-heng(AirTrafficManagementCollege,CAFUC,Guanghan618307,P.R.China)Abstract：InordertosolvetherouteparameterscalculationproblemsinPBNflightprocedure,andfortheconsideratethattheflightproceduredesignelementsandconditions.WeuseBesselGeodeticalgorithmonrouteparameterscalculation,andthenweanalyzeitscalculationaccuracy.AccordingtoanairportinsouthernChinaasanexampleontherouteparameterscalculation,theresultsshowthatthemethodissimpleandpractical,highaccuracy,andcanreduceerrorwithaprescribedrange.Keywords:BesselGeodeticalgorithmPerformanceBasedNavigationFlightprocedureWaypoints.引言在航空飞行中，传统导航是利用接收地面导航台信号，通过向台和背台飞行实现对航空器的引导，根据最后航段所使用的导航设备及其精度不同，仪表进近程序可以分为精密进近和非精密进近两大类[1]。随着我国自行研制的“北斗卫星导航定位系统”(简称“北斗系统”)正式开始试运行，全球卫星导航技术日益成熟，卫星导航成为一种趋势PBN（Performance-basedNavigation，基于性能的导航）是由国际民航组织（ICAO）对各国现有的所需导航性能（RNP）和区域导航（RNAV）运行标准和运行实践进行概括和总结，提出的一种新型导航概念[2]。它将飞机先进的机载导航设备与卫星导航及其它技术有机的结合起来，涵盖了从航路飞行、终端区运行到进近着陆所有飞行阶段，这种新的导航方式更加有效、安全。航线按照其构成方法分为大圆航线和等角航线。所谓大圆航线是指在地球表面上从一点航行到另一点时，沿过此两点的大圆劣弧段航行，等角航线则是以两点间的等角线作为航线。本文采用大圆航线法计算航路点参数。目前对于大圆航线的计算研究较多，周其焕等指出，应当选择考虑地球扁率影响的大椭圆航线模型进行航迹计算[3]；方学东等提出使用高斯平均引数进行航迹参数计算[4]，这些算法虽然能够满足应用需求，但是在精度以及使用条件方面均有所限制。本文介绍一种新的航路参数计算方法，包括航迹角、距离以及推算下一航路点的经纬度坐标等。1.航路点坐标在飞行程序中，各定位点都称为航路点。航路点坐标是PBN飞行程序中的一项重要参数，航路点最终都将以经纬度坐标的形式保存在导航数据库中。PBN飞行程序中将地面导航台取消，以地理坐标点作为航路点。机载导航计算机根据高精度导航系统以及惯导系统计算出当前位置与预订航路点的偏差，然后依据给定的操作方式，将偏差信号经过飞控系统形成操作指令来改变飞机的飞行姿态、航向以及高度等。在航路飞行中，通过机载计算机对来自几个不同数据源的飞机位置信息计算后，确定出飞机的最终位置，从而确保飞机有更高的定位精度，保证飞机按照预定的飞机轨迹飞行。精确的位置计算是精确导航的条件，更高的航路点精度为精确引导飞机提供了可能。地球表面的几何形状是不规则的，无法用数学模型精确表示。将地球近似为圆球的方法不能满足精密导航的要求，因此导航中使用的地球模型是参考椭球。国际民航组织（ICAO）理事会于1989年将WGS-84椭球作为国际民航未来导航的标准大地测量基准系统[5]。为了遵循《国际民用航空公约》相关附件要求与国际标准接轨，本文采用WGS-84参考椭球作为导航用地球模型。其赤道半径(长轴半径)和曲率分别为：，。2.白塞尔大地主题算法计算航路点2.1白塞尔大地主题算法原理航空器从起飞到着陆的整个飞行...