基于四维航迹运行的大型客机飞行引导技术
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1.4 基于四维航迹运行的飞行引导技术

飞行引导是基于四维航迹运行的飞行管理系统的核心功能,该飞行管理系统在执行飞行计划时,能够根据飞机的状态、性能限制和优化指标生成最优的四维航迹。同时,在飞行过程中生成飞行引导指令,并通过与自动飞行控制系统(Automatic Flight Control System,AFCS)耦合,实现对四维航迹精确跟随。

精确四维飞行引导是在精确三维飞行引导的基础上引入时间维的引导和控制,应用四维航迹规划和预测技术,可以在飞行过程中周期性地进行估计到达时间(Estimated Time of Arrival,ETA)的计算,并将ETA引入速度的调节。速度指令计算的合理性和准确性直接影响到达时间控制(Time of Arrival Control,TOAC)能力,并会影响后续ETA计算的准确性。

支持4D-TBO的飞行引导与传统的三维飞行引导相比,要考虑的因素更多,控制精度要求更高,计算复杂度更大,既要追求指令的可行性和最优性,又要强调指令的时效性和准确性。所谓可行性,是指在飞行引导指令控制下飞机的飞行满足各种约束条件(飞机性能限制、空管要求、飞行计划等)。所谓最优性,是指要在飞行管理指令控制下飞机的飞行达到所选最优指标(最小成本、最少燃油消耗量、最远航程、最短飞行时间等)。所谓时效性,是指飞行管理系统能够快速地对环境和约束的动态变化做出及时的响应;要做到时效性,就必须对飞机在一段时间内的误差进行统计预测,使飞机及时发出修正指令。所谓准确性,是指四维航迹运行管理系统能控制飞机并实现高精度的飞行,准确性由飞行引导指令生成的算法保证。