一种通过航线飞行判断风速风向的方法与流程

本发明涉及一种通过航线飞行判断风速风向的方法，属于无人机技术领域，尤其是一种垂直起降复合翼无人机。

背景技术：

无人机在飞行中，空中风速和风向经常发生变化，空速的变化将导致地速的改变，为了使无人机及时、准确地修正风速、风向带来的影响，必须知晓空中的实际风向风速。

无人机在进行着陆时，若顺风进场，气流的相对速度减小，无人机就须增速才能保持升力，这会导致降落滑跑距离的增加。所以，为了保证无人机的安全，需始终保证逆风进场，知悉风速风向可为无人机自动着陆提供依据。

通常大型飞机的风向信息是通过带风标系统的大气系统获得，但该种设备体积尺寸大且只能判断风向不能判断风速，风速信息需通过塔台告知，覆盖范围十分有限。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题，在于提供一种通过航线飞行判断风速风向的方法，无需安装带风标系统的大气系统且无需塔台告知风速，即可解算出风速风向。

本发明通过下述方案实现：一种通过航线飞行判断风速风向的方法，其特征在于：其包括以下步骤：

步骤一、确定两段无人机的飞行航线；

步骤二、确定每段飞行航线的中间直飞段的地速v1、v2；

步骤三、设置v0为风速，v为空速，θ为风向与航线夹角；

步骤四、将步骤二和步骤三中的数值代入下列公式，求出风速v0，风向与航线夹角θ；

v1＝v-v0·cosθ(1)

v2＝v+v0·sinθ(2)

定常风情况下，在飞行过程中真空速、地速保持恒定，故空速v、地速v1、v2为常量。

所述步骤一中无人机的飞行航线可设置两段或者两段以上。

本发明的有益效果为：在不安装判断风速风向功能的惯导系统，在利用现有的导航设备的情况下，可靠地解算出风速风向，无需安装带风标系统的大气系统且无需塔台告知风速，极大降低成本。

附图说明

图1为无人机飞行的矩形航线示意图。

图中无人机按照航线1—航线2—航线3—航线4进行飞行，其中v0为风速，v为空速，v1、v2、v3、v4为航线1、航线2、航线3、航线4中间直飞段的地速。

具体实施方式

下面结合图1对本发明进一步说明，但本发明保护范围不局限所述内容。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征，在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱，应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例，另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

如图1所示，图1为无人机飞行的矩形航线示意图，无人机按照航线1—航线2—航线3—航线4进行飞行。其中v0为风速，v为空速，v1、v2、v3、v4为航线1、航线2、航线3、航线4中间直飞段的地速。

以航线1为例，定常风情况下，在飞行过程中真空速、地速保持恒定，故空速、地速为常量，求风速以及风向，设空速为v，地速为v1，风速为v0，风向与航线夹角θ。

根据三角函数公式可知：

v1＝v-v0·cosθ(1)

进而推出：

v2＝v+v0·sinθ(2)

v3＝v+v0·sinθ(3)

v4＝v-v0·cosθ(4)

观察四个方程，v1、v2、v3、v4、v为已知量，显然求解v0与θ仅需两个方程，即飞两边，但飞一个完整的4边航线可获取更多的数据。

所求出的θ为风向与航线夹角，在已知航线航向的情况下，即可求出风向。

尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

技术特征：

1.一种通过航线飞行判断风速风向的方法，其特征在于：其包括以下步骤：

步骤一、确定两段无人机的飞行航线；

步骤二、确定每段飞行航线的中间直飞段的地速v1、v2；

步骤三、设置v0为风速，v为空速，θ为风向与航线夹角；

步骤四、将步骤二和步骤三中的数值代入下列公式，求出风速v0，风向与航线夹角θ；

v1＝v-v0·cosθ(1)

v2＝v+v0·sinθ(2)

2.根据权利要求1所述的一种通过航线飞行判断风速风向的方法，其特征在于：定常风情况下，在飞行过程中真空速、地速保持恒定，故空速v、地速v1、v2为常量。

3.根据权利要求1所述的一种通过航线飞行判断风速风向的方法，其特征在于：所述步骤一中无人机的飞行航线可设置两段或者两段以上。

技术总结
本发明公开了一种通过航线飞行判断风速风向的方法，其特征在于：其包括以下步骤：步骤一、确定两段无人机的飞行航线；步骤二、确定每段飞行航线的中间直飞段的地速V1、V2；步骤三、设置V0为风速，V为空速，θ为风向与航线夹角；步骤四、将步骤二和步骤三中的数值代入三角函数公式，求出风速V0，风向与航线夹角θ；本发明的有益效果为：在不安装判断风速风向功能的惯导系统，在利用现有的导航设备的情况下，可靠地解算出风速风向，无需安装带风标系统的大气系统且无需塔台告知风速，极大降低成本。

技术研发人员：周军;洪婉玲
受保护的技术使用者：厦门市汉飞鹰航空科技有限公司
技术研发日：2020.09.02
技术公布日：2020.12.18