民用飞机惯性基准系统位置精度试飞方法研究

张辉　王也

【摘 要】惯性基准系统的位置精度试飞方法存在特殊性，根据AC25-7C中建议的位置精度试飞特殊方法，本文阐述了实际试飞的方法和判据，以及相应试飞数据处理结果。

【关键词】民用飞机；IRS；惯性位置精度；试飞

中图分类号： V249.1 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）09-0108-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.09.050

Study on Test Method of Position Accuracy of Civil Aircraft Inertial Reference System

ZHANG Hui1 WANG Ye2

（1.Shanghai Aircraft Design and Research Institute，Shanghai，China 201210；2.Shanghai Aircraft Design and Research Institute， Shanghai， China 201210）

【Abstract】The position accuracy test method of inertial reference system has its speciality. According to the special method of position accuracy flight test proposed in AC25-7C， this paper describes the methods and criteria of actual test flight， and the corresponding test data processing results.

【Key words】Civilian aircraft；IRS；Inertial position accuracy；Test flight

0 引言

在现代民用飞机上，惯性基准系统（Inertial Reference System，IRS）作为一个重要系统，已经得到了广泛的应用。IRS和许多飞机上的重要系统有交联，因此其精度的高低会直接影响到飞机上与之交联的重要系统，例如飞控系统等。[1]“空客”和“波音”两大系列的飞机均装备有IRS，可见其性能的优越性和使用的广泛性。

1 试飞相关AC要求

AC25-7C[2]中170c（9）（d）（6）（gg） 对IRS的位置精度试飞方法进行阐述，“If basic accuracy has been previously established， a triangular course should be flown with a base leg length of at least one hour.”。试飞方法的核心就是要飞特殊三角航线，来验证纯惯性的位置精度。

AC25-7C[2]中相应的判据为：“For flights up to 10 hours， the radial error should not exceed 2 nautical miles per hour of operation on a 95 percent statistical basis. For flights longer than 10 hours， the error should not exceed ±20 NM cross-track or ±25 NM along-track error.” 对于10小时以内的飞行，按95%统计的径向误差不超过2nm/h，對于大于10小时的长途飞行，航向横向偏差不大于±20nm，沿航向误差不大于±25nm。

2 IRS位置精度试飞前提

IRS进行位置精度试飞科目最重要的考量的是时间，必须将交联IRS的两套GPS断开的时间点，作为考察位置精度的时间零点。进行位置精度试飞需要加装D-GPS（差分GPS），作为位置的参考值。

3 位置精度试飞方法

位置精度试飞，就是按照图1所示的三角航线进行试飞，试飞航线为A→C→B→A，即一个闭合的三角航线，并且AC，CB，以及BA三个航段要保证每个航段飞行时间必须不少于一个小时。由于IRS在没有GPS组合的情况下，纯惯性的位置精度主要与时间累积有关。所以试飞中，不以每段航线的距离（最大经度距离，最大纬度距离以及最大斜向距离）作为考量。试飞过程中，对飞机的高度，速度无要求，仅需要保证飞机在一个架次中完成闭合的三角航线，每个航段至少1h的飞行时间。

4 实际试飞过程以及结果

飞行航线为每航段大于1h的三角航线，实际飞行的三角航段详见图2。飞机从D机场起飞，飞往试飞空域，在途经A点时，断开机上的两套与IRS交联的GPS接收机，同时开始计时，飞机沿着AB航段进行直线飞行，从A点到B点一共用时62min；经过B点时，飞机转向，沿着BC航段进行直线飞行，从B点到C点一共用时67min；经过C点时，飞机转向，沿着CA航段进行直线飞行，从C点到A点一共用时61min。至此完成三角航线的试飞，飞机返回D机场。

在试飞位置精度科目的试飞全程中，利用加装的D-GPS进行采集飞机实时的位置信息。此位置信息作为计算位置误差时的基准位置。

对其惯性导航的位置精度采用径向误差率RER来衡量。按（1）式计算：

RER（tij）--第i次试验第j个采样时刻的径向误差率

Tij--第i次试验，系统从零时刻至第j个采样时刻所经过的导航时间；

通过记录左/右IRS的数据和基准差分GPS的数据进行比对计算，其位置误差时间-历程曲线见图3。左侧IRS径向误差为0.2nm/h，右侧IRS径向误差为0.33nm/h，满足位置精度满足10h以内，径向误差在2 nm/h（95%CEP）以内的要求。

【参考文献】

[1]张天光，王秀萍，王丽霞，等译.捷联惯性导航技术[M].北京：国防工业出版社，2007.

[2]AC25-7C Flight Test Guide For Certification Of Transport Category Airplanes. 2012/10/16.