一种计算空中匀变速运动目标飞行轨迹的方法与流程

1.本发明涉及飞行航迹领域。更具体地，涉及一种计算空中匀变速运动目标飞行轨迹的方法。


背景技术：

2.在空情模拟的应用场景中，受地球曲率影响，实现空中目标的匀变速飞行往往涉及多次坐标转换，例如从地理坐标系转换到地心直角坐标系或其他直角坐标系，计算过程比较复杂。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的第一个实施例提供一种计算空中匀变速运动目标飞行轨迹的方法，其特征在于，包括：
4.获取目标的航段数据，
5.根据航段数据，计算目标飞行过程中任意时刻的飞行数据。
6.在一个具体实施例中，将飞行轨迹划分为n个航段，每个航段的航段数据包括起始点数据和终止点数据，
7.在一个具体实施例中，所述起始点数据包括起始点经度、起始点纬度、起始点高度和起始点速度；
8.所述终止点数据包括：终止点经度、终止点纬度、终止点高度和终止点速度。
9.在一个具体实施例中，所述计算目标飞行过程中任意时刻的飞行数据包括：
10.计算目标平均速度：
11.spd＝(spds spde)/2
12.其中，spds为起始点速度，spde为终止点速度；
13.计算起始点、终止点与地心夹角：
[0014][0015]
其中，lats为起始点纬度，late为终止点纬度，lngs为起始点经度，lnge为终止点经度；
[0016]
根据起始点、终止点与地心夹角计算此航段目标飞行长度：
[0017][0018]
其中，re为地球半径；
[0019]
根据所述此航段目标飞行长度计算飞行时间：
[0020]
t＝s/spd；
[0021]
根据所述飞行时间计算目标飞行过程中任意时刻的飞行数据。
[0022]
在一个具体实施例中，所述任意时刻的飞行数据包括：任一时刻目标所在位置的经度、纬度、高度和速度。
[0023]
在一个具体实施例中，所述任意时刻t目标所在位置的高度为：
[0024][0025]
其中，alts为起始点高度，alte为终止点高度。
[0026]
在一个具体实施例中，，所述任意时刻t目标所在位置的纬度为：
[0027][0028]
如果lat>90，lat＝180
‑
lat，目标通过北极；
[0029]
如果lat<
‑
90，lat＝
‑
180
‑
lat，目标通过南极。
[0030]
在一个具体实施例中，所述任意时刻t目标所在位置的经度lng为：
[0031]
如果目标在南北极点，此时设lng＝0；
[0032]
如果绝对值大于1，此时设lng＝0；
[0033]
如果lnge>lngs，
[0034][0035]
如果lnge<lngs，
[0036][0037]
其中，任意时刻t目标所在位置点、初始点与地心夹角θ
t
为：
[0038][0039]
本发明的第二个实施例提供一种计算机设备，包括处理器及存储在存储有计算机程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如第一个实施例中任一项所述的方法。
[0040]
本发明的第三个实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如第一个实施例中任一项所述的方法。
[0041]
本发明的有益效果如下：
[0042]
本技术将目标路径规划分解为匀变速运动的子线段，各子线段连接成连续的航迹，根据每段航迹的航迹数据，计算目标飞行过程中任意时刻的飞行数据，即可实现目标路径规划。无需转换到地心直角坐标系或其他直角坐标系，计算过程简单，有广泛的应用前
景。
附图说明
[0043]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0044]
图1示出根据本发明一个实施例的计算空中匀变速运动目标飞行轨迹的方法流程图
[0045]
图2示出根据本发明一个实施例的航段组成示意图。
[0046]
图3示出本发明的另一个实施例的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
[0047]
为使本发明的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0048]
如图1所示，一种计算空中匀变速运动目标飞行轨迹的方法，包括：
[0049]
获取目标的航段数据，
[0050]
根据航段数据，计算目标飞行过程中任意时刻的飞行数据。
[0051]
将飞行轨迹划分为n个航段，前一航段的终止点经度、纬度、高度、速度和后一航段的起始点经度、纬度、高度、速度相同，以保证航迹的位置和速度的连续性。
[0052]
在每一航段中，目标从起始点到终止点为匀变速运动，并且目标运动轨迹在起始点、终止点和地心三点所构成的平面内。构建由起始点、终止点、地心以及飞行轨迹的位置关系如图2所示，目标沿图中ps
‑
pe曲线飞行。
[0053]
每个航段的航段数据包括起始点数据和终止点数据，
[0054]
所述起始点数据包括起始点经度、起始点纬度、起始点高度和起始点速度；
[0055]
所述终止点数据包括：终止点经度、终止点纬度、终止点高度和终止点速度。
[0056]
在一个具体实施例中，所述计算目标飞行过程中任意时刻的飞行数据包括：
[0057]
计算目标平均速度：
[0058]
spd＝(spds spde)/2
[0059]
其中，spds为起始点速度，spde为终止点速度；
[0060]
计算起始点、终止点与地心夹角：
[0061][0062]
其中，lats为起始点纬度，late为终止点纬度，lngs为起始点经度，lnge为终止点经度；
[0063]
根据起始点、终止点与地心夹角计算此航段目标飞行长度：
[0064][0065]
其中，re为地球半径；
[0066]
根据所述此航段目标飞行长度计算飞行时间：
[0067]
t＝s/spd；
[0068]
根据所述飞行时间计算目标飞行过程中任意时刻的飞行数据。
[0069]
在一个具体实施例中，所述任意时刻的飞行数据包括：任一时刻目标所在位置的经度、纬度、高度和速度。
[0070]
所述任意时刻t目标所在位置的高度为：
[0071][0072]
其中，alts为起始点高度，alte为终止点高度。
[0073]
所述任意时刻t目标所在位置的纬度为：
[0074][0075]
如果lat>90，lat＝180
‑
lat，目标通过北极；
[0076]
如果lat<
‑
90，lat＝
‑
180
‑
lat，目标通过南极。
[0077]
所述任意时刻t目标所在位置的经度lng为：
[0078]
如果目标在南北极点，此时设lng＝0；
[0079]
如果绝对值大于1，此时设lng＝0；
[0080]
如果lnge>lngs，
[0081][0082]
如果lnge<lngs，
[0083][0084]
其中，任意时刻t目标所在位置点、初始点与地心夹角θ
t
为：
[0085][0086]
本发明的另一个实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现，在实际应用中，所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半
导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd
‑
rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
[0087]
如图3所示，本发明的另一个实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。图3显示的计算机设备12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0088]
如图3所示，计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
[0089]
总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(isa)总线，微通道体系结构(mac)总线，增强型isa总线、视频电子标准协会(vesa)局域总线以及外围组件互连(pci)总线。
[0090]
计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
[0091]
系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(ram)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图3未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图3中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如cd
‑
rom，dvd
‑
rom或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
[0092]
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
[0093]
计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口22进行。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图3所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图3中未示出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动
器以及数据备份存储系统等。
[0094]
处理器单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的一种计算空中匀变速运动目标飞行轨迹的方法。
[0095]
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。