惯导漂移1：明明已经刹车，为何还有地速？

与“惯导漂移”有关的文章之一。很大程度上是学习笔记，难免有错误，还望读者朋友能指正。

问题

B737NG，设置停留刹车之后，地速还显示1节，没问题吧？

简答

此时显示的是“剩余地速”（redisual ground speed），它是惯导系统长时间运行之后的一个“积累误差”。1节很小，没问题的，一会儿就归零了。

以下展开说。从这个问题开始，先说说检查标准，再说概念和运用，最后讲原理。

01

剩余地速的标准是多少？如何检查？

实际上，剩余地速的标准比想象中的要宽松许多。通常情况下并不要求检查，然而如果怀疑惯导系统有过大的漂移，或者有与惯导精确度相关的CDU提示时（例如UNABLE REQD NAV PERF – RNP、IRS POS/ORIGIN DISAGREE、IRS-L DRIFT等），应检查剩余地速是否超出标准。可用限制如下：

a. 如果运行两个连续航班：在每个航班结束时小于 15 节。

b. 如果运行一个航班：在航班结束时小于 21 节。

如果超出标准，则可能需要更换计算机ADIRU（空气数据惯导组件）。

为了检查剩余地速，对于飞行员而言，波音推荐的时机是每个航班在达到最终停机位之前的5分钟之内。（FCOM 通告：ADIRU P/N HG2050BC02 Position Drift and Ground Speed Errors）

而对于维修检查，标准是相同的。AMM指出，这个时机是航班结束、飞机静止之后的3分钟之内。（然而我们知道这不太可能有操作性，除非维修人员跟飞并且能进入驾驶舱。）

因此我们总结一下，在飞机停好的前5分钟到后3分钟，都是检查剩余地速的时机。

02

地速是什么？有什么用？

地速是飞机相对于地面的水平速度，因此在空中和在地面都有地速。

B737NG的许多系统的工作需要使用地速，例如自动飞行系统的姿态控制、自动刹车系统、自动防滞系统、自动油门的计算。

又例如“飞行航段（flight leg）”概念，它的开始和结束条件包含了空地状态和空速，当飞机落地且地速小于20节，航段结束，CDU维修人员熟悉的这个MAINT入口就显示出来了，而飞行中，它被NAV STATUS所替代。（曾和机组同事讨论：这个MAINT入口在空中能看到吗？现在答案找到了。）

而对于飞行员，在PFD的速度带上，当空速小于0.4马赫时显示地速；而在ND的左上角则始终显示。而在HUD上，它也是始终显示在速度带上。

那么什么时候要使用到地速呢？

在地面滑行时，地速代表了飞机的真实滑行速度。而合适的滑行速度取决于转弯半径和地面状况。某些滑行速度，通常在10-20节之间，会增加飞机的抖动，尤其是在道面不平的滑行道上滑行时。（FCOM NP.22 地面操纵）

中断起飞的速度以空速为准，但如果空速不可用，地速也是一个速度信息源。（FCOM NP.23 起飞和初始爬升）

五边进近时，进近图上推荐的垂直速度根据飞机的地速不同而变化。（FCOM NP.25 进近和复飞）

而在沙尘天气运行时，滑行时使用双发并以低速滑行，限制地速到 10节并尽可能保持推力低于 40%N1。（FCOM SP.16 恶劣天气）

而在空中的大多数阶段，显示在ND上的地速通常不需要被运用于指导操作（主要是看着很爽）。不过，通过观察地速（GS）和真空速（TAS）的关系，可以帮助理解风速和风向（其实计算机都已经算好显示出来了）。

03

地速如何获得？为什么积累误差？

现在我们知道，B737NG的地速是由惯性导航系统的计算机ADIRU的IRS部分测量和计算得出，然后由FMC进行二次计算之后，显示在各个显示器上。（AMM 34）

然而如果我们回顾整个航空史，地速并非是惯导系统诞生之后才有的概念。测算地速的历史实际上就是导航手段的发展史，在惯性导航得以运用之前，无论是使用地标还是无线电导航台，都是先知道飞机相对于地表的位置，而后推算出地速。

惯性导航系统加入以后，计算机ADIRU内部的加速度计获得的第一批原始数据是3个轴的加速度，它们由计算机IRS部分的芯片处理得出各种速度，其中就包括了地速。最后飞机的位置是由速度数值积分得出。但是，这个位置数据是IRS位置。而FM位置、GPS位置、无线电位置这些也是不同情况下需要运用到的，它们由不同的方式获得。

由于惯性导航的原理是不依赖于外界任何参照物的“盲目”测量和计算。最终输出的数值就随着时间而不断累计误差。最终体现为地速和位置的误差。在每次飞行之前，飞行员都通过完全校准或快速校准惯导来消除误差。

关于惯导系统如何“盲目”工作，欢迎回顾以下这两篇文章。