本發明提供一種基于高度?航程剖面的飛行器速度預測方法，步驟如下：步驟一、獲取速度預測參數；步驟二、計算速度對航程的導數；步驟三、計算質量對航程的導數；步驟四、更新航程、速度和質量；通過以上步驟，得到了一種基于高度?航程剖面的飛行器速度預測方法，此方法兼具較高的計算效率和預測精度，解決了機載計算機計算能力有限的場合下，如何實時、高精度的預測出飛行器的終止速度這一問題。本發明所述方法科學，工藝性好，具有廣闊推廣應用價值。

技術領域

本發明涉及一種基于高度-航程剖面的飛行器速度預測方法，可應用于各種飛行器制導和控制系統中，屬于制導、導航與控制技術領域。

背景技術

飛行器控制系統的一個任務是將飛行器速度控制在合理范圍內。若飛行器無法瞬時加速或減速，往往需要進行長時間的速度控制，將某個未來時刻的速度控制在期望值附近。此未來時刻的速度的稱為終止速度。為了對終止速度進行控制，需要對終止速度進行預測。現有的預測方法可分為兩類。

第一類終止速度預測方法稱為解析預測方法，此類方法計算效率高，但預測精度不足。此類方法的思路是對飛行器、地球環境作大量假設后，推導得到速度的解析表達式。由于其計算效率高，在上世紀的航空航天器中得到廣泛應用。

第二類終止速度預測方法稱為數值預測方法，此類方法預測精度高，但計算效率存在不足。此類方法的思路是對飛行器、地球環境和飛行控制系統進行完整的建模，形成完整的控制閉環，隨后采用數值積分方法進行數值仿真實驗，以預測終止速度。對完整的控制閉環進行積分計算量較大，對機載計算機的計算能力要求較高。

發明內容

(一)本發明的目的

本發明的目的是提出一種基于高度-航程剖面的飛行器速度預測方法，可應用于飛行器的制導、控制系統中。若飛行器的高度-航程剖面確定，且橫向機動較小時，此方法可實時、高精度地預測出飛行器的終止速度。此方法兼具較高的計算效率和較高的預測精度，適用于機載計算機計算能力有限的飛行器制導和控制系統中。

(二)技術方案

本發明一種基于高度-航程剖面的飛行器速度預測方法，其具體步驟如下：

步驟一、獲取速度預測參數

獲取速度預測所需的參數：當前航程、當前速度、當前質量、終止航程和高度-航程剖面，并將當前航程、當前速度和當前質量設置為預測時航程、速度和質量的初值；

步驟二、計算速度對航程的導數

應用航程、速度、質量和高度-航程剖面，計算速度對航程的導數；

步驟三、計算質量對航程的導數

應用飛行器的燃料秒耗率和航程對時間的導數，計算質量對航程的導數；

步驟四、更新航程、速度和質量

以航程為自變量對速度和質量進行積分，更新航程、速度和質量，若航程小于終止航程，則轉步驟二繼續計算；若航程等于終止航程，則終止計算，并輸出速度預測結果。

其中，在步驟一中所述的“航程”，是指飛行器在地球表面投影移動的距離，該定義為本領域的公知定義；

其中，在步驟一中所述的“高度-航程剖面”，是指以航程為自變量、高度為應變量的函數，該定義為本領域的公知定義；

其中，在步驟一中所述的“獲取速度預測參數”，其具體作法如下：

從飛行器的導航系統中，獲取當前航程s₀和當前速度V₀；從飛行器的制導系統中，獲取當前質量m₀、終止航程s_f和高度-航程剖面h(s)；