計(jì)算(根據(jù)其性能)和精度預(yù)測(cè)使用復(fù)雜的算法計(jì)算，并且該復(fù)雜度是稱為重置的故障的來(lái)源。這些故障導(dǎo)致FMS的丟失，并且在當(dāng)前狀態(tài)，不僅丟失軌跡，還另外丟失對(duì)該軌跡的引導(dǎo)，這是由于這些功能均是由獨(dú)自的FMS系統(tǒng)管理的。
[0043]因此，這種類型的進(jìn)場(chǎng)要求這樣的FMS架構(gòu):在參考軌跡上操縱飛行器的引導(dǎo)功能具有更強(qiáng)的魯棒性并且更加可用。軌跡的可用性在RNP〈0.3nm的利用RNP AR的程序中特別顯著。
[0044]在現(xiàn)有技術(shù)中，存在減小丟失并增加引導(dǎo)功能的整體性的方案。該方案依賴于具有3FMS的架構(gòu)，并且因此導(dǎo)致更高的成本(購(gòu)買第3個(gè)FMS的情況花費(fèi))和更高的用電量(由于配置的該附加項(xiàng)的用電量)。
[0045]本發(fā)明的目的在于通過(guò)提出用于飛行器引導(dǎo)的方法和系統(tǒng)而減輕上述缺點(diǎn)，所述方法和系統(tǒng)可以獨(dú)立于FMS的功能核心而執(zhí)行該引導(dǎo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0046]本發(fā)明的主題為由飛行管理系統(tǒng)執(zhí)行的飛行器的飛行管理和引導(dǎo)的方法，飛行管理系統(tǒng)包括:FMS子組件和獨(dú)立于FMS子組件的自主引導(dǎo)模塊，該方法包括以下步驟:
[0047]-通過(guò)FMS子組件產(chǎn)生根據(jù)三個(gè)軸線(橫向、垂直和縱向)的參考軌跡，該參考軌跡包括有序的一系列部段、飛行器在其前進(jìn)時(shí)連續(xù)地飛過(guò)所述部段，目前飛過(guò)的當(dāng)前部段被稱作活躍部段，
[0048]-基于參考軌跡而周期性地產(chǎn)生短期軌跡，該短期軌跡包括參考軌跡的預(yù)定數(shù)量的部段，并且包括活躍部段，
[0049]-周期性地將短期軌跡傳輸給自主引導(dǎo)模塊，
[0050]-基于參考軌跡而周期性地產(chǎn)生長(zhǎng)期軌跡，該長(zhǎng)期軌跡包括參考軌跡的預(yù)定數(shù)量的部段，所述參考軌跡包括活躍部段，并且所述預(yù)定數(shù)量大于或等于短期軌跡的部段的預(yù)定數(shù)量，
[0051 ]-將長(zhǎng)期軌跡的部段格式化，從而保證在三個(gè)軸線之間的長(zhǎng)期同步，
[0052]-周期性地將長(zhǎng)期軌跡傳輸給自主引導(dǎo)模塊，
[0053]-由自主引導(dǎo)模塊存儲(chǔ)傳輸?shù)拈L(zhǎng)期軌跡，其被稱為存儲(chǔ)的軌跡，
[0054]-由自主引導(dǎo)模塊測(cè)試FMS子組件的有效性，
[0055]當(dāng)FMS子組件有效時(shí):
[0056]-由自主引導(dǎo)模塊識(shí)別短期軌跡的活躍部段，
[0057]-基于短期軌跡的活躍部段而由自主引導(dǎo)模塊產(chǎn)生第一飛行引導(dǎo)命令，
[0058]通過(guò)自動(dòng)駕駛儀，第一飛行引導(dǎo)命令可以在短期軌跡上沿著三個(gè)軸線引導(dǎo)飛行器，
[0059]當(dāng)FMS子組件無(wú)效時(shí):
[0060]-由自主引導(dǎo)模塊識(shí)別存儲(chǔ)的軌跡的活躍部段，
[0061]-基于存儲(chǔ)的軌跡的活躍部段而由自主引導(dǎo)模塊產(chǎn)生第二飛行引導(dǎo)命令，
[0062]通過(guò)自動(dòng)駕駛儀，第二飛行引導(dǎo)命令CG2可以至少沿著存儲(chǔ)的軌跡的橫向軸線而執(zhí)行飛行器的自主引導(dǎo)。
【附圖說(shuō)明】
[0063]通過(guò)閱讀如下詳細(xì)說(shuō)明并且參考附圖將使得本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)變得明顯，所述附圖以非限制性實(shí)施例的形式給出，其中:
[0064]-圖1顯示了已經(jīng)引用的現(xiàn)有技術(shù)已知的FMS的結(jié)構(gòu)。
[0065]-圖2顯示了已經(jīng)引用的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于飛行器的飛行管理和引導(dǎo)的架構(gòu)。
[0066]-圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0067]-圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的飛行管理系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0068]根據(jù)本發(fā)明的飛行器的飛行管理和引導(dǎo)的方法300顯示于圖3中。該方法由飛行管理系統(tǒng)FMS執(zhí)行。這里，F(xiàn)MS旨在表示整個(gè)系統(tǒng)，可以執(zhí)行現(xiàn)有技術(shù)中描述的一系列功能，但是采用不同的方式，如下文所述。
[0069]根據(jù)本發(fā)明的飛行管理系統(tǒng)FMS包括:稱為FMS子組件的第一模塊、對(duì)應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)的完整FMS的修改的子組件的s-FMS(子FMS)、以及稱為TAG(指“軌跡自主引導(dǎo)”)的獨(dú)立于s-FMS的自主引導(dǎo)模塊，s-FMS(子FMS)可以沿著三個(gè)軸線(橫向、垂直和縱向)產(chǎn)生參考軌跡。因此，s-FMS組成整個(gè)FMS的一部分，包括LOC、TRAJ、PRED、FPLN、NAVDB、PERFDB、DATALINK功能，不包括GUID功能。
[0070]根據(jù)本發(fā)明的方法300包括第一步驟，該第一步驟由s-FMS運(yùn)行，包括:根據(jù)三個(gè)軸線(橫向、垂直和縱向)產(chǎn)生參考軌跡TRAJref310，并且包括有序的一系列部段，飛行器在前進(jìn)時(shí)沿著所述部段連續(xù)飛行，當(dāng)前飛行所沿的當(dāng)前部段稱為活躍部段。
[0071 ]由s-FMS產(chǎn)生的參考軌跡TRAJref是例如現(xiàn)有技術(shù)中所描述的軌跡。其包括橫向軌跡(瑋度、經(jīng)度)、通常稱為垂直廓線的垂直軌跡(海拔)和速度廓線。
[0072]橫向軌跡被分解為有序的一系列橫向部段，對(duì)應(yīng)于直線或曲線(橫向軸線)。
[0073]垂直廓線被分解為典型對(duì)應(yīng)于斜率的垂直部段，其使得飛行器可以達(dá)到計(jì)算的目標(biāo)海拔(垂直軸線)。
[0074]速度廓線被分解為稱為縱向部段的部段，包括由加速度和減速度部段分開(kāi)的恒定速度部段，使得可以達(dá)到計(jì)算的目標(biāo)速度(縱向軸線)。
[0075]因此，參考軌跡包括所有的部段(橫向、垂直、縱向)。優(yōu)選地，所有這些部段均由ARINC424航空標(biāo)準(zhǔn)航段建立。
[0076]典型地，所有部段(橫向、垂直和縱向)均以相對(duì)于目的地的距離作為參考，這是所有軸線共享的共同參考。
[0077]優(yōu)選地，參考軌跡通過(guò)FMS定期更新。
[0078]關(guān)于當(dāng)前天氣情況的這些更新自動(dòng)進(jìn)行(從機(jī)載傳感器獲得)同時(shí)考慮到了提供給FMS的天氣預(yù)測(cè)。參考軌跡的更新也可以跟隨由飛行員做出的相應(yīng)飛行計(jì)劃的修改。
[0079]一般地，目前FMS計(jì)算參考軌跡需花費(fèi)約二十秒。如果沒(méi)有其他待執(zhí)行的優(yōu)先任務(wù)，貝lJ在軌跡計(jì)算結(jié)束時(shí)，F(xiàn)MS使用機(jī)載傳感器的實(shí)時(shí)更新而立即開(kāi)始新的軌跡計(jì)算。
[0080]在參考軌跡TRAJref的基礎(chǔ)上，步驟320周期性地產(chǎn)生短期軌跡TRAJgt，該短期軌跡TRAJct包括預(yù)定數(shù)量Na的參考軌跡的部段，并且包括活躍部段。短期軌跡優(yōu)選地為完整軌跡，該完整軌跡包括橫向、垂直和縱向部段。例如，數(shù)量Nct在I和5之間。
[0081 ]步驟330周期性地將短期軌跡TRAJct傳輸給自主引導(dǎo)模塊TAG。一般地，在參考軌跡的每個(gè)發(fā)布(publicat1n)時(shí)產(chǎn)生短期軌跡并隨后將短期軌跡傳輸給TAG。因此，其刷新很快。
[0082]在參考軌跡的基礎(chǔ)上的短期軌跡的周期性產(chǎn)生使得可以將飛行器的前進(jìn)(隨著飛行前進(jìn)的活躍部段的改變)和由FMS執(zhí)行的參考軌跡的定期更新考慮在內(nèi)。
[0083]根據(jù)優(yōu)選模式，在每個(gè)新的短期軌跡產(chǎn)生時(shí)進(jìn)行短期軌跡的傳輸。
[0084]基于參考軌跡TRAJref，步驟340周期性地產(chǎn)生長(zhǎng)期軌跡TRAJlt，該長(zhǎng)期軌跡TRAJlt包括預(yù)定數(shù)量Nlt的參考軌跡的部段，并且包括活躍部段。
[0085]長(zhǎng)期軌跡的部段數(shù)量Nlt大于或等于短期軌跡的部段數(shù)量NCT。
[0086]優(yōu)選地，數(shù)量Nlt大于10。
[0087]基于參考軌跡的長(zhǎng)期軌跡的周期產(chǎn)生可以將由FMS執(zhí)行的參考軌跡的定期更新考慮在內(nèi)。根據(jù)優(yōu)選模式，在每個(gè)新的長(zhǎng)期軌跡產(chǎn)生時(shí)進(jìn)行長(zhǎng)期軌跡的傳輸。
[0088]根據(jù)一個(gè)選擇，長(zhǎng)期軌跡等于參考軌跡。根據(jù)另一個(gè)選擇，長(zhǎng)期軌跡包括在10到100之間的部段Nlt的數(shù)量。優(yōu)選地，長(zhǎng)期軌跡優(yōu)選地包括根據(jù)三個(gè)軸線的部段。
[0089]因此，短期和長(zhǎng)期軌跡均是通過(guò)s-FMS從參考軌跡中提取的。優(yōu)選地，橫向軸線上的這些軌跡的部段由飛行計(jì)劃的ARINC424航空標(biāo)準(zhǔn)航段限定。
[0090]步驟350將長(zhǎng)期軌跡TRAJlt的部段格式化，從而保證在三個(gè)軸線之間長(zhǎng)期同步。
[0091]格式化的目標(biāo)是使得TAG在某些情況下并且如進(jìn)一步所描述的可以基于傳輸至TAG的長(zhǎng)期軌跡而產(chǎn)生飛行引導(dǎo)命令。因此，格式化的目標(biāo)是恢復(fù)所有對(duì)于引導(dǎo)有用的信息。需要保證同步，從而在排序(在引導(dǎo)期間從一個(gè)活躍部段至下一個(gè)活躍部段的通道)期間考慮適當(dāng)?shù)臋M向、垂直和縱向部段。例如，當(dāng)輸入轉(zhuǎn)彎時(shí)，應(yīng)用合適的速度。
[0092]格式化包括例如初始部段的再次整理和對(duì)長(zhǎng)期軌跡的要素添加。這些要素包括這樣的信息:其使得TAG可以在任何時(shí)刻確保各個(gè)部段類型的互相相干。
[0093]事實(shí)上，在不進(jìn)行格式化的情況下，TAG將不知道速度改變的預(yù)期并且因此可能在錯(cuò)誤的時(shí)刻觸發(fā)轉(zhuǎn)彎的開(kāi)始，導(dǎo)致飛行器偏離參考軌跡。例如，對(duì)于橫向部段，格式化在某些情況下包括原始航段的添加，這使得可以在某些形式的軌跡(例如，保持模式)中得知飛行器處于保持的哪個(gè)直線部分。
[0094]對(duì)于總是關(guān)于廓線(海拔、速度)聯(lián)接的垂直和縱向部段，格式化包括例如加速開(kāi)始或減速開(kāi)始類型的部段，從而標(biāo)記在跟隨轉(zhuǎn)彎的方向改變期間應(yīng)當(dāng)實(shí)施速度改變的時(shí)刻。
[0095]格式化已經(jīng)將信息添加至經(jīng)傳輸?shù)能壽E，從而使得可以自主引導(dǎo)。此時(shí)，由于重要數(shù)據(jù)流的傳輸而不需要增加延遲(latency)。格式化的另外的貢獻(xiàn)在于刪除信息，從而使得與航段、信息(其對(duì)于FPLN有用但對(duì)于自主GUID無(wú)用)的排序相關(guān)。
[0096]短期軌跡的各個(gè)橫向、垂直、縱向部段之間的同步通過(guò)其快速的刷新來(lái)保證，從而不需要對(duì)其進(jìn)行格式化。
[0097]步驟360周期性地將長(zhǎng)期軌跡TRAJlt傳輸給自主引導(dǎo)模塊TAG。
[0098]在第一相對(duì)快頻率Fl處進(jìn)行短期軌跡的傳輸，一般為進(jìn)場(chǎng)階段中的2至3秒，在低于第一頻率的第二頻率F2處進(jìn)行長(zhǎng)期軌跡的傳輸，一般為進(jìn)場(chǎng)階段中的10至20秒。
[0099]短期軌跡具有戰(zhàn)術(shù)目的，由于其涉及飛行器的即時(shí)引導(dǎo)。長(zhǎng)期軌跡具有戰(zhàn)略目的，并且一般包括與目的地