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一种基于等角航线的精确FAF圆进场的方法

阅读：1042发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种基于等角航线的精确FAF圆进场的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种在等角航线下，利用FAF圆进行终端区航路规划，引导进场，以及进场失败情况下的复飞路径构建的方法，主要过程包括：1.等角航线下根据机场信息、FAF点位置等已知信息规划从飞机当前位置经过FAF圆、FAF点进入最终进近段完成进场的过程；2.在进场FAF圆航迹条件下，依据垂直方向和水平方向的引导波束，利用优化的控制律引导飞机在最终下滑段平稳进场；3.在飞机无法进行进场的情况下，构建复飞路径，包括切FAF圆复飞与五边复飞两种情况。本发明利用终端区的信息，提供了FAF圆进场的航迹构建方法、优化的导引控制律以及复飞航迹的构建方法，保证了进场的安全性和稳定性要求。，下面是一种基于等角航线的精确FAF圆进场的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于等角航线的精确FAF圆进场的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：利用FAF圆进行等角航线下的进场路径规划，具体包括下面几个子步骤：
子步骤1：判断飞机在整个空域中的位置，以FAF点为起点、沿进场方向画直线1，以FAF点为起点、沿进场方向反方向左右各偏转15°的方向画直线2和直线3，直线1、2、3将所在平面空域划分成三部分：记直线2和直线3所夹的区域为区域1，直线1和直线2所夹的区域为区域2，直线1和直线3所夹的区域为区域3；采用等角航线反解方法，计算得到飞机当前位置与FAF点之间的距离和方向，判断飞机当前位置所属区域；
子步骤2：根据飞机所在区域进行进场路径的规划，具体分为如下三种情形：
情形1：当飞机位于区域1且能够正常进场时，确定飞机FAF圆进场路径为：第一航段从飞机当前位置到FAF点的直线，第二航段从FAF点到期望着陆点的直线；
情形2：当飞机位于区域2且能够正常进场时，确定飞机FAF圆进场路径为：第一航段是从飞机当前位置到右侧FAF圆的切点，第二航段从切点沿右侧FAF圆圆弧按照顺时针到FAF点；第三航段从FAF点到期望着陆点；所述的右侧FAF圆是在区域2中以直线1为切线、FAF点为切点、大于最小转弯半径的距离为半径的圆，右侧FAF圆的切点是指经过飞机当前位置的切线与右侧FAF圆的切点；
情形3：当飞机位于区域3且能够正常进场时，确定飞机FAF圆进场路径为：第一航段是从当前位置到左侧FAF圆切点的，第二航段从切点沿左侧FAF圆圆弧按照逆时针到FAF点，第三航段从FAF点到期望着陆点；所述的左侧FAF圆是在区域3中以直线1为切线FAF点为切点、大于最小转弯半径的距离为半径的圆，左侧FAF圆的切点是指经过飞机当前位置的切线与左侧FAF圆的切点；
步骤二：步骤一中得到的飞机进场路径，针对FAF点到期望着陆点的航段，即进场航线的最后一个航段，后面统称最终进近段，采用优化的控制率引导飞机进场，增加进场精度和平稳性；具体包括水平引导和垂直引导：
(1)水平引导控制飞机进场航向，采用水平引导进行飞机航向控制过程为：首先，设置水平波束，固定着陆点，将最后进场段航线各向左右水平偏移2度后的两条线组成的三角形区域即为水平波束，当飞机位于水平波束之外时，采用常规控制方法来控制飞机的航向与高度，直至飞机位于水平波束内，此时，按照以下公式①计算得到期望滚转角，得到期望滚转角后，以滚转角指令作为输入，利用公式②，便能得到飞机的方向舵与副翼偏转角指令，最终以方向舵与副翼偏转角指令完成飞机的航向控制；
式中，e为航向偏差角，按照计算得到，为航向信标经纬高位置(航向信标经
纬高位置与着陆点经纬高位置一致)与飞机当前经纬高位置连成的航线的方位角(此处的方位角定义为该航线与航向信标的正北方向(地理北向)所夹的角度)，为最后进场段航线的方位角(此处的方位角定义为最后进场段航线与航向信标的正北方向(地理北向)所夹的角度)；
式中，kp为e(t)的比例参数，用来调整e(t)，kd为e的微分参数，用来调整e的微分，ki为e(t)的积分参数，用来调整e(t)的积分，kap为比例参数，用来调整期望滚转角与飞机实际滚转角的偏差，kai为微分参数，用来调整飞机的滚转角速度(滚转角速度为一种角速度，表示滚转角的变化快慢，后面的角速度也是这样定义的)，krφ为比例参数，来用调整飞机的滚转角，krp为微分参数，用来调整飞机的滚转角速度，krr为微分参数，用来调整飞机的偏航角速度，参数kp，kd，ki，kap，kai，krφ，krp，krr均为手动调整的参数(与PID调参类似，无固定值，通过调整，观察飞机跟踪航线飞机的效果好与坏来确定最佳的参数值)，φ(t)为飞机在t时刻的滚转角，φmax为飞机所能达到的最大滚转角，该值由飞机结构限制，为常值，p(t)为飞机在t时刻的滚转角速度，r(t)为飞机在t时刻的偏航角速度；根据上述水平引导过程，飞机将会向最后进场段期望航线靠近，即e的值会变小，从而实现飞机跟踪最后进场段期望航线飞行；
(2)垂直引导控制飞机飞行高度；采用垂直引导进行飞机高度控制过程为：首先，设置垂直波束，固定着陆点，将最后进场段航线在其垂直平面中向上下各偏移0.16度后的两条线组成的三角形区域即为水垂直波束，当飞机位于垂直波束之外时，使用飞机的垂直速度完成对飞机的高度控制，直至飞机位于垂直波束内，在飞机位于垂直波束内时，按照以下公式计算得到升降舵偏转角：
δe(t)＝δe_v(t)+δe_θ(t)+δe_φ(t)
其中，δe(t)为升降舵偏转角，δe_v(t)为由飞行的垂直速度偏差导致的升降舵偏转角，δe_θ为由飞行的俯仰角导致的升降舵偏转角，δe_φ为由飞行的滚转角导致的升降舵偏转角，分别按以下公式计算得到：
δe_θ(t)＝k6·θ(t)+k7·q(t)
δe_φ(t)＝k8·|φ(t)|
其中，k3为垂直速度偏差的比例参数，用来调整垂直速度，k4为垂直速度偏差的积分参数，用来调整垂直速度积分，k5为垂直速度偏差的微分参数，用来调整垂直速度微分，k6为俯仰角的比例参数，用来调整俯仰角，k7为俯仰角的微分参数，用来调整俯仰角速度，k8为滚转角的比例参数，用来调整滚转角，参数k3，k4，k5，k6，k7，k8均为手动调整的参数(与PID调参类似，无固定值，通过调整，观察飞机跟踪最后进场段航线时的水平距离误差与垂直高度误差来确定最佳的参数值)，为飞机在t时刻时的垂直速度(其中，H(t)表示飞机t时刻时的高度，其微分即为飞机的垂直速度)，θ(t)为飞机在t时刻时的俯仰角，q(t)为飞机在t时刻时的俯仰角变化速度，φ(t)为飞机在t时刻时的滚转角，表示微分，t表示时间，u表示后面括号内的内容；为期望垂直速度，其值按照以下公式计算得到：
其中，k1为高度偏差的比例参数，用于调整高度偏差，k2为垂直偏差角的比例参数，用于调整垂直偏差角，H(t)为飞机当前高度，Hg(t)为期望高度，期望高度为飞机在t时刻时应飞的高度，由最后进场段航线确定，vd为飞机水平速度，Kslope为最后进场段航线的梯度，为常值，按照Kslope＝H0/d0计算，η(t)为垂直偏差角，按照η(t)＝atan(H0/d0)-atan(H1(t)/d1(t))计算，H0为FAF点高度，d0为FAF点与下滑信标的水平距离，H1(t)为飞机在t时刻时的高度，d1(t)为在t时刻时飞机与下滑信标的水平距离；
步骤三：在飞机在经过最终进场段完成进场过程中，接收到地面指挥台给出的切FAF圆复飞或者五边复飞的指令时，需要根据指令构建切FAF圆复飞路径或者五边复飞路径，飞机按照新的路径重新进场，以保障进场安全；复飞路径包括切FAF圆复飞路径和五边复飞路径。
2.一种如权利要求1所述的基于等角航线的精确FAF圆进场的方法，其特征在于：所述步骤三中，切FAF圆复飞路径构建方法如下：第一个航段是从当前点开始拉起爬升到达与FAF点相同高度的点(记为点2)；第二个航段是从点2开始，在平面内绕与FAF圆半径相同的半圆弧顺时针转弯180°到达点3；第三个航段是从点3开始按直线飞行至右侧FAF圆切点；第四、第五航段与FAF圆进场最后两个航段一致。
3.一种如权利要求1所述的基于等角航线的精确FAF圆进场的方法，其特征在于：所述步骤三中，五边复飞路径构建方法如下：第一个航段是从当前点开始拉起爬升到达与FAF点相同高度的点(记为点1)；第二个航段是从点1开始，在平面内绕与FAF圆半径相同的1/4圆弧顺时针转弯90°，到达点2；第三个航段是从点2开始，沿直线飞行一定距离到达点3，该距离由地面给出；第四个航段是从点3开始，在平面内绕与FAF圆半径相同的1/4圆弧顺时针转弯90°，到达点4；第五个航段是从点4开始，沿方向与进场方向相反的直线到达点5；第六个航段是从点5开始，在平面内绕与FAF圆半径相同的1/4圆弧顺时针转弯90°，到达点6；第七个航段是从点6开始，沿直线飞行到与右侧FAF的切点，称为点7；第八、第九航段与FAF圆进场最后两个航段一致。

说明书全文

一种基于等角航线的精确FAF圆进场的方法

技术领域

[0001] 本发明属于航空技术领域，具体为涉及飞机在等角航线下按照FAF圆方式进场方法。

背景技术

[0002] 术语解释：

[0003] IAF：Initial Approach Fix，最后进近定位点。

[0004] IF：Intermediate Approach Fix，中间进近定位点。

[0005] FAF：Final Approach Fix，最后进近定位点。

[0006] 飞机当前的进场的航段构成包括起始进近段、中间进近段和最后进近航段，其中起始进近航段是从起始进近定位点(IAF)开始，到中间进近定位点(IF)或者完成反向航线程序、直线航线程序后，切入到中间航段的一点为止的航段；中间进近段是指飞机从中间进近定位点(IF)到最后进近定位点/最后进近点(FAF/FAP)之间的航段，它是起始进近到最后进近的过渡段，主要用于调整飞机外形、速度和位置，并稳定在行机上完成对准最后进近航迹，进入最后进近；最后进近航段是完成航迹对正和下降着陆，到达期望着陆点的航段，飞机按照目视或者仪表的引导进行最终的进场着陆。

[0007] 简要来说，飞机从各种不同方向接近机场，控制飞机飞向起始进近点，然后从起始进近定位点开始，规划飞机经过IF、FAF点进场的路径，按照此路径去调整飞机方向对准下滑跑道，实施进近操作。例如当前的“Y型”和“T型”进场基本构型将飞机进场划分为三个部分，包括直接进入区、右四边区和左四边区，对于当前点位于左四边区或者右四边区时，飞机进场的路径较为曲折，并且控制难度较大，不利于处理飞机在复杂情况下的进场路径规划问题，并且这种路径要由地面管制调度，增加了地面工作人员的负担。

[0008] 同时，考虑到在某些情况下要求飞机进场段仿真的真实性，以便分析进场段各种复杂情况的解决方式及为后续的复飞路径构建提供依据，需要结合实际情况构建飞机进场段的仿真环境，这主要体现在进场段控制律的设计方面，而目前的进场段控制律都没有结合实际情况进行设计，基本上均使用的常规的控制律(控制飞机的姿态角等)，不利于体现飞机真实的进场控制过程。

[0009] 因此，本发明提出了一种新的进场路径构建方法，可以根据飞机的位置规划出飞机直接经过FAF圆进场的航线，这种航线对于飞机位置的适应性更强，航迹更加简单。另外，还针对此种进场航迹进行了控制律的优化设计：在飞机进场时，考虑使用与实际下滑信标台和航向信标台对应的垂直偏差角和航向偏差角来作为控制信号，构建与现实飞机下滑控制契合的仿真条件，实现真实的飞机进场段的控制仿真。

发明内容

[0010] 本发明提供了一种在等角航线下，利用FAF圆进行终端区进场路径规划，引导进近，以及进近失败情况下的复飞路径构建的方法，以解决相关技术中飞机的进近问题。

[0011] 本发明的技术方案是：一种基于等角航线的精确FAF圆进场的方法，包括如下步骤：

[0012] 步骤一：利用FAF圆进行等角航线下的进场路径规划，具体包括下面几个子步骤：

[0013] 子步骤1：判断飞机在整个空域中的位置，以FAF点为起点、沿进场方向画直线1，以FAF点为起点、沿进场方向反方向左右各偏转15°的方向画直线2和直线3，直线1、2、3将所在平面空域划分成三部分：记直线2和直线3所夹的区域为区域1，直线1和直线2所夹的区域为区域2，直线1和直线3所夹的区域为区域3。采用等角航线反解方法，计算得到飞机当前位置与FAF点之间的距离和方向，判断飞机当前位置所属区域。

[0014] 子步骤2：根据飞机所在区域进行进场路径规划，具体分为如下三种情形：

[0015] 情形1：当飞机位于区域1且能够正常进场时，确定飞机FAF圆进场路径为：第一航段从飞机当前位置到FAF点的直线，第二航段从FAF点到期望着陆点的直线。

[0016] 情形2：当飞机位于区域2且能够正常进场时，确定飞机FAF圆进场路径为：第一航段是从飞机当前位置到右侧FAF圆的切点，第二航段从切点沿右侧FAF圆圆弧按照顺时针到FAF点；第三航段从FAF点到期望着陆点。所述的右侧FAF圆是在区域2中以直线1为切线、FAF点为切点、大于最小转弯半径的距离为半径的圆，右侧FAF圆的切点是指经过飞机当前位置的切线与右侧FAF圆的切点。

[0017] 情形3：当飞机位于区域3且能够正常进场时，确定飞机FAF圆进场路径为：第一航段是从当前位置到左侧FAF圆切点的，第二航段从切点沿左侧FAF圆圆弧按照逆时针到FAF点，第三航段从FAF点到期望着陆点。所述的左侧FAF圆是在区域3中以直线1为切线FAF点为切点、大于最小转弯半径的距离为半径的圆，左侧FAF圆的切点是指经过飞机当前位置的切线与左侧FAF圆的切点。

[0018] 步骤二：根据步骤一中得到的飞机进场路径，针对FAF点到期望着陆点的航段，即进场航线的最后一个航段，后面统称最终进近段，采用优化的控制率引导飞机进场，增加进场精度和平稳性。具体包括水平引导和垂直引导：

[0019] (1)水平引导控制飞机进场航向，采用水平引导进行飞机航向控制过程为：首先，设置水平波束，固定着陆点，将最后进场段航线各向左右水平偏移2度后的两条线组成的三角形区域即为水平波束，当飞机位于水平波束之外时，采用常规控制方法来控制飞机的航向与高度，直至飞机位于水平波束内，此时，按照以下公式①计算得到期望滚转角，得到期望滚转角后，以滚转角指令作为输入，利用公式②，便能得到飞机的方向舵与副翼偏转角指令，最终以方向舵与副翼偏转角指令完成飞机的航向控制。

[0020]

[0021]

[0022] 式中，e为航向偏差角，按照计算得到，为航向信标经纬高位置(航向信标经纬高位置与着陆点经纬高位置一致)与飞机当前经纬高位置连成的航线的方位角(此处的方位角定义为该航线与航向信标的正北方向(地理北向)所夹的角度)，为最后进场段航线的方位角(此处的方位角定义为最后进场段航线与航向信标的正北方向(地理北向)所夹的角度)。

[0023] 式中，kp为e(t)的比例参数，用来调整e(t)，kd为e的微分参数，用来调整e的微分，ki为e(t)的积分参数，用来调整e(t)的积分，kap为比例参数，用来调整期望滚转角与飞机实际滚转角的偏差，kai为微分参数，用来调整飞机的滚转角速度(滚转角速度为一种角速度，表示滚转角的变化快慢，后面的角速度也是这样定义的)，krφ为比例参数，来用调整飞机的滚转角，krp为微分参数，用来调整飞机的滚转角速度，krr为微分参数，用来调整飞机的偏航角速度，参数kp，kd，ki，kap，kai，krφ，krp，krr均为手动调整的参数(与PID调参类似，无固定值，通过调整，观察飞机跟踪航线飞机的效果好与坏来确定最佳的参数值)，φ(t)为飞机在t时刻的滚转角，φmax为飞机所能达到的最大滚转角，该值由飞机结构限制，为常值，p(t)为飞机在t时刻的滚转角速度，r(t)为飞机在t时刻的偏航角速度；根据上述水平引导过程，飞机将会向最后进场段期望航线靠近，即e的值会变小，从而实现飞机跟踪最后进场段期望航线飞行。

[0024] (2)垂直引导控制飞机飞行高度。采用垂直引导进行飞机高度控制过程为：首先，设置垂直波束，固定着陆点，将最后进场段航线在其垂直平面中向上下各偏移0.16度后的两条线组成的三角形区域即为水垂直波束，当飞机位于垂直波束之外时，使用飞机的垂直速度完成对飞机的高度控制，直至飞机位于垂直波束内，在飞机位于垂直波束内时，按照以下公式计算得到升降舵偏转角：

[0025] δe(t)＝δe_v(t)+δe_θ(t)+δe_φ(t)

[0026] 其中，δe(t)为升降舵偏转角，δe_v(t)为由飞行的垂直速度偏差导致的升降舵偏转角，δe_θ为由飞行的俯仰角导致的升降舵偏转角，δe_φ为由飞行的滚转角导致的升降舵偏转角，分别按以下公式计算得到：

[0027]

[0028] δe_θ(t)＝k6·θ(t)+k7·q(t)

[0029] δe_φ(t)＝k8·|φ(t)|

[0030] 其中，k3为垂直速度偏差的比例参数，用来调整垂直速度，k4为垂直速度偏差的积分参数，用来调整垂直速度积分，k5为垂直速度偏差的微分参数，用来调整垂直速度微分，k6为俯仰角的比例参数，用来调整俯仰角，k7为俯仰角的微分参数，用来调整俯仰角速度，k8为滚转角的比例参数，用来调整滚转角，参数k3，k4，k5，k6，k7，k8均为手动调整的参数(与PID调参类似，无固定值，通过调整，观察飞机跟踪最后进场段航线时的水平距离误差与垂直高度误差来确定最佳的参数值)，为飞机在t时刻时的垂直速度(其中，H(t)表示飞机t时刻时的高度，其微分即为飞机的垂直速度)，θ(t)为飞机在t时刻时的俯仰角，q(t)为飞机在t时刻时的俯仰角变化速度，φ(t)为飞机在t时刻时的滚转角，表示微分，t表示时间，u表示后面括号内的内容；为期望垂直速度，其值按照以下公式计算得到：

[0031]

[0032] 其中，k1为高度偏差的比例参数，用于调整高度偏差，k2为垂直偏差角的比例参数，用于调整垂直偏差角，H(t)为飞机当前高度，Hg(t)为期望高度，期望高度为飞机在t时刻时应飞的高度，由最后进场段航线确定，vd为飞机水平速度，Kslope为最后进场段航线的梯度，为常值，按照Kslope＝H0/d0计算，η(t)为垂直偏差角，按照η(t)＝atan(H0/d0)-atan(H1(t)/d1(t))计算，H0为FAF点高度，d0为FAF点与下滑信标的水平距离，H1(t)为飞机在t时刻时的高度，d1(t)为在t时刻时飞机与下滑信标的水平距离。

[0033] 步骤三：在飞机在经过最终进场段完成进场过程中，接收到地面指挥台给出的切FAF圆复飞或者五边复飞的指令时，需要根据指令构建切FAF圆复飞路径或者五边复飞路径，飞机按照新的路径重新进场，以保障进场安全。复飞路径包括切FAF圆复飞路径和五边复飞路径。其构建方法如下：

[0034] 切FAF圆复飞路径为：第一个航段是从当前点开始拉起爬升到达与FAF点相同高度的点(记为点2)；第二个航段是从点2开始，在平面内绕与FAF圆半径相同的半圆弧顺时针转弯180°到达点3；第三个航段是从点3开始按直线飞行至右侧FAF圆切点；第四、第五航段与FAF圆进场最后两个航段一致。

[0035] 五边复飞路径为：第一个航段是从当前点开始拉起爬升到达与FAF点相同高度的点(记为点1)；第二个航段是从点1开始，在平面内绕与FAF圆半径相同的1/4圆弧顺时针转弯90°，到达点2；第三个航段是从点2开始，沿直线飞行一定距离到达点3，该距离由地面给出；第四个航段是从点3开始，在平面内绕与FAF圆半径相同的1/4圆弧顺时针转弯90°，到达点4；第五个航段是从点4开始，沿方向与进场方向相反的直线到达点5；第六个航段是从点5开始，在平面内绕与FAF圆半径相同的1/4圆弧顺时针转弯90°，到达点6；第七个航段是从点6开始，沿直线飞行到与右侧FAF的切点，称为点7；第八、第九航段与FAF圆进场最后两个航段一致。

[0036] 本发明的有益效果是：利用终端区信息，本发明提供的进场路径可以使飞机可以在不同方向切入最终的进场航段，以更加灵活的方式完后进场；本发明提供的最终进近段的控制率可使飞机更加平稳的修正横侧向和垂直方向的偏差，使飞机进场过程更加平稳，不至于发生横侧向的飘摆；本发明提供的复飞路径构建方式，有效的利用的FAF圆，快速构建复飞路径，使飞机对于地面指令快速反应，保证起飞安全。附图说明

[0037] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0038] 附图1是本发明引导飞机按照FAF圆进场的整体流程；

[0039] 附图2是飞机按照FAF圆进场的路径规划；

[0040] 附图3是航向偏差角的定义；

[0041] 附图4是垂直方向偏差角的定义；

[0042] 附图5是进场段横侧向控制律的示意图；

[0043] 附图6是进场段垂直方向控制律的示意图。

[0044] 附图7是整体的FAF圆进场/复飞路径的方案；

具体实施方式

[0045] 下文将结合附图和实例详细的说明本发明，需要说明的是，本申请中的实例以及在实例中的参数特征，可以适用于大多数的情况。

[0046] 一、利用FAF圆进行进场路径规划：

[0047] 如附图2所示，本发明提供了一种新的FAF圆进场路径规划的思路：当飞机位置位于以FAF点为起始点，以进场方向反向延长线为中心线的±15°(此阈值可根据实际机型与机场状况进行调整)延长线包络面范围内，如图2中标示的点C，飞机的进场航迹可以从C点开始按照直线直接切入进场航线到达图2所示点B，可以保证横侧向的超调量不会过大，然后利用LOC波束引导飞机下滑；当飞机位于±15°范围之外，如图2中标示的点D，规划第一条航段为从D点到同侧FAF圆的切点F，第二条航段为FAF圆圆弧段，从F点开始到达FAF点，第三条航段为最终进近段，从FAF点开始到达最终进近点，即图2所示E点。

[0048] 二、在最终进近段按照改进的控制律引导飞机进场：

[0049] 进场段的控制律包括两部分：水平引导与垂直引导。进场段的控制律结合实际情况，采用航向信标与下滑信标导引来设计，能够满足以真实性为仿真目的的需求。

[0050] 水平引导采用航向信标与飞机当前位置连线与下滑基准航线的航向偏差角e来模拟实际进场飞行过程中导航给飞机的航向偏差角信号。航向偏差角的定义如附图3所示，其中A点为进场段起点，B点为进场段终点(LOC点位置)，M点为飞机当前位置，dY_Z为飞机当前侧偏距，d1为飞机与LOC点的水平距离。由定义可知，LOC波束偏差角e为飞机当前位置与LOC点的连线和进场段航线所夹的角度。由此可以计算出e为：

[0051]

[0052] 具体控制律结构如下所示：

[0053]

[0054]

[0055] 控制律说明：

[0056] (1)考虑到进场段的区域过大，需要设置进场段水平包络线，可设置进场段水平包络线为下滑基准线左右2度的范围；

[0057] (2)当飞机未达到水平包络线时，即飞机此时在水平包络线之外，使用常规的滚转角控制律，使飞机能够快速切入到水平包络线中；当飞机达到水平包络线时，以航向偏差角为控制信号来计算滚转角控制指令，同时，考虑到飞机距离航向信标较远时，航向偏差角过小，在飞机距离LOC航向信标位置大于6000时添加微分项，加快飞机修正航向的速率，在小于6000时，飞机基本上已经与航向保持一致，可以不再使用微分项；

[0058] (3)进场段水平引导起主导作用的是滚转角，区别于巡航段控制指令，进场段的滚转角指令是由航向偏差角来计算的。

[0059] 垂直引导采用下滑信标与飞机当前位置连线与下滑基准航线的垂直偏差角η来模拟实际进场飞行过程中导航给飞机的垂直偏差角信号。垂直偏差角的定义如附图4所示，其中A点为进场段起点，B点为进场段终点(GS点位置)，M点为飞机当前位置，H0为进场段起点高度，H1为飞机当前高度，d0为进场段起点与终点的水平距离，d1为飞机当前位置与GS点位置的水平距离，γ1为进场航段的倾斜角，γ2为飞机当前位置下的倾斜角。

[0060] 由下滑信标波束角η角度的定义，可以计算η角：

[0061]

[0062] 具体垂直引导控制律结构如下所示：

[0063]

[0064]

[0065] 控制律说明：

[0066] (1)考虑到进场段的区域过大，需要设置进场段垂直包线，可设置进场段垂直包线为下滑基准航线上下0.16度的范围；

[0067] (2)当飞机未达到垂直包络线时，即飞机此时在垂直包络线之外，将飞机飞行高度保持在进场段起点高度，直到飞机切入到垂直包络线中；当飞机达到垂直包络线时，以高度偏差角为修正项去修正垂直速度指令信号；

[0068] (3)垂直引导控制律中起主导作用的是飞机的垂直速度信号；

[0069] (4)由于垂直引导过程中，没有控制飞机的俯仰姿态，因此将俯仰角修正项添加到控制律中，消除由于姿态改变导致的控制信号不稳定；

[0070] (5)由于垂直引导过程中，在飞机作滚转动作时，飞机高度会降低，为了降低或消除滚转带来的高度影响，将滚转角修正项添加到控制律中。

[0071] 附图5、6是按照此控制律达到的控制效果。

[0072] 三、无法进场情况下的切FAF圆复飞路径或者五边复飞路径构建。

[0073] 如附图7所示，本发明提供了在进场失败情况下的切FAF圆复飞或者五边复飞的航路：切FAF圆复飞的路径的第一个航段是向前飞行，拉起爬升到达与FAF圆等高的点PGA1，第二航段是从PGA1开始，绕与FAF圆半径相同的半圆弧转弯180°到达PGA2，第三航段是按照直线切入FAF圆，到达FAF圆切点PGA3，剩余部分与FAF圆进场类似；五边复飞的路径与切FAF圆复飞类似，第一航段是从当前位置开始向前飞行，拉起爬升到达与FAF圆等高的点PATP1，第二航段是从PATP1开始，转1/4部分圆弧到达PATP2，第三航段是从PATP2开始，沿与进场方向垂直的直线段飞行到达PATP3，第四航段是从PATP3开始，转1/4部分圆弧到达PATP4，第五航段是从PATP4开始，沿与进场方向相反方向到达PATP5，第六航段是从PATP5开始，转1/4部分圆弧到达PATP6，第七、八航段与FAF圆进场相同。

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