專利名稱：用于輔助機(jī)場上的飛機(jī)的地面導(dǎo)航的設(shè)備的制作方法
用于輔助機(jī)場上的飛機(jī)的地面導(dǎo)航的設(shè)備本發(fā)明涉及用于輔助機(jī)場上的飛機(jī)的地面導(dǎo)航的設(shè)備。 在機(jī)場導(dǎo)航功能(使得能夠在飛機(jī)的駕駛艙內(nèi)的屏幕上顯示機(jī)場的 地圖，特別地，飛機(jī)的當(dāng)前位置被表示在該地圖上)的范圍內(nèi)，當(dāng)飛機(jī) 在地面上時(shí)，有必要知道其確切的位置。相對(duì)于可被駕駛員看到的外部 參照，這個(gè)位置的精度和刷新率是用于保證安全和顯示的信息的可靠性 的決定性參數(shù)。為了確定飛行中的位置，飛機(jī)一般包括定位儀器，該儀器配有GPS 或GALILEO或相似類型的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。這種定位儀器一般包括安裝 在飛機(jī)的頂部的天線，以及接收器，該接收器與所述天線相連并接收和 處理該天線檢觀'j的信號(hào)。在GPS系統(tǒng)的情況下，例如，用于飛行中的導(dǎo)航的機(jī)載定位儀器一 般以每秒送出一個(gè)位置，這不足以在顯示器上產(chǎn)生飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)的印記。 此外，該定位儀器遵循的現(xiàn)有的飛行中的性能標(biāo)準(zhǔn)不包含對(duì)地面的增加 的精度要求(一般小于10米)，也不包含與在地面上遇到的環(huán)境有關(guān) 的現(xiàn)象(特別是建筑物和多種反射的存在)。這個(gè)設(shè)置在飛機(jī)上并完全適合于飛行中的導(dǎo)航的定位儀器因此對(duì) 于在前述類型的機(jī)場導(dǎo)航的環(huán)境中的使用來說是不令人滿意的。常用的機(jī)場導(dǎo)航功能的另 一 大缺點(diǎn)特別涉及呈現(xiàn)給駕駛員的顯示。 這個(gè)顯示一般有關(guān)于飛機(jī)符號(hào)，該飛機(jī)符號(hào)在機(jī)場地圖上被呈現(xiàn)在飛機(jī) 的預(yù)計(jì)的或測量的位置上，但是沒有所述飛機(jī)的方向的指示。本發(fā)明的目的是克服這些缺點(diǎn)。其涉及用于輔助機(jī)場上的飛機(jī)的地 面導(dǎo)航的設(shè)備，該設(shè)備是特別有效且精確的。為此，根據(jù)本發(fā)明，所迷設(shè)備包括-第一裝置，用于確定位于地面上的所述飛機(jī)的當(dāng)前位置； -數(shù)據(jù)庫，包括與機(jī)場有關(guān)的制圖數(shù)據(jù)；-導(dǎo)航系統(tǒng)，接收至少所述當(dāng)前位置和所述制圖數(shù)據(jù)，并使這些 數(shù)據(jù)達(dá)到一致性；以及-顯示系統(tǒng)，接收來自所述導(dǎo)航系統(tǒng)的信息并在至少一個(gè)顯示屏 上呈現(xiàn)機(jī)場的至少部分的地圖，而且在該地圖上，飛機(jī)符號(hào)被定位在所述當(dāng)前位置上，其特征在于還包括第二裝置，用于確定飛機(jī)的當(dāng)前航向；所述導(dǎo) ;阮系統(tǒng)接收所述當(dāng)前^元向并將其傳送到所述顯示系統(tǒng)；以及，所述顯示 系統(tǒng)被制造使得根據(jù)所述當(dāng)前航向使所述飛機(jī)符號(hào)在所述部分的地圖 上取向。因此，由于本發(fā)明，呈現(xiàn)給駕駛員的不僅僅是顯示在機(jī)場地圖上的 飛機(jī)的當(dāng)前位置，而且還有該飛機(jī)的取向。這允許為駕駛員提供非?？?靠的在才幾場上的飛才幾的實(shí)際位置的表示。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述第一裝置包括- 常用的現(xiàn)有的定位儀器，該儀器配有例如GPS類型的衛(wèi)星定位 系統(tǒng)，并包括安裝在飛機(jī)上的至少一個(gè)天線以及與所述天線相連的第一 接收器；-第二接收器(附加的，非最初提供的)，也與所述天線相連并 能夠根據(jù)由所述天線接收的信號(hào)確定飛機(jī)的當(dāng)前位置；以及 -天線連接器(非最初提供的，添加的)其設(shè)置有連接到所述天線的輸入端和分別連接到所述第一和第 二接收器的兩個(gè)輸出端；以及其制造為使得從天線接收的信號(hào)加倍并使得通過該加倍獲得的 信號(hào)中的一個(gè)傳送到所述第一接收器，并把另一個(gè)信號(hào)傳送到所述第二 接收器。因此，由于本發(fā)明，用來確定飛機(jī)的當(dāng)前位置的所述(第二)接收 器使用在飛機(jī)上現(xiàn)有的定位系統(tǒng)，該定位系統(tǒng)已經(jīng)設(shè)置有天線，避免了 必須在所述飛機(jī)上添加新的天線，這樣的添加通常是難以實(shí)施的，而且 首先是成本非常高的。此外，由于所述天線連接器的使用，于是能提供第二接收器，該第 二接收器比所述第一接收器具有更好的性能，該第一接收器以通常的方 式設(shè)置在飛機(jī)上用于飛行中的導(dǎo)航(這種飛行中的導(dǎo)航不需要特別高的 精度和刷新率)。由于這些特征，于是有可能獲得飛機(jī)的當(dāng)前位置，其 特別適合于有關(guān)機(jī)場導(dǎo)航的顯示。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述第二接收器-被合并到所述導(dǎo)航系統(tǒng)中；和/或-具有公制的精度和大于或等于20Hz的刷新率。將注意到這種接收器的性能使得能夠免除慣性源的使用，以便改進(jìn)所計(jì)算的位置的刷 新率；和/或-可被參數(shù)化。這樣就能夠配置優(yōu)選已知的GPS COTS ("商品非 定制的")類型的所述(第二)接收器，以便利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)的可用 的改進(jìn)。此外，在一個(gè)特殊的實(shí)施例中，所述第二裝置包括飛機(jī)的慣性系統(tǒng)。附圖
的單 一 圖示將給出本發(fā)明可如何;故具體實(shí)施的充分理解。該單 一圖示是根據(jù)本發(fā)明的用于輔助地面導(dǎo)航的設(shè)備的方框圖。根據(jù)本發(fā)明示意地在圖中示出的設(shè)備1凈皮用來在例如機(jī)場上的運(yùn)輸 機(jī)的飛機(jī)的地面導(dǎo)4元時(shí)輔助駕駛員。為此，該設(shè)備1是包括以下內(nèi)容的類型- 裝置2,如下所述用于確定因此位于才幾場地面上的所述飛才幾(未 示出)的當(dāng)前^f立置；-常用類型的數(shù)據(jù)庫3，包括與至少所述機(jī)場有關(guān)的制圖數(shù)據(jù)；-導(dǎo)航系統(tǒng)4，通過線路5連接到所述數(shù)據(jù)庫3,從所述裝置2接 收至少所述當(dāng)前位置并從所述數(shù)據(jù)庫3接收所述制圖數(shù)據(jù)，并使這些數(shù) 據(jù)達(dá)到一致性，也就是使這些數(shù)據(jù)能夠被同時(shí)顯示在同一設(shè)備上；以及-顯示系統(tǒng)6，通過線路7連接到所述導(dǎo)^^系統(tǒng)4，接收來自所迷 導(dǎo)航系統(tǒng)4的信息(特別是前述達(dá)到一致性的結(jié)果)，并在飛機(jī)的駕駛 艙內(nèi)安裝的至少一個(gè)常用的顯示屏8上呈現(xiàn)機(jī)場地圖，該機(jī)場地圖至少 部分地示出所述才幾場；而且在該才幾場地圖上呈現(xiàn)飛機(jī)符號(hào)，相對(duì)在所述根據(jù)本發(fā)明，所述設(shè)備1還包括裝置9，用于以通常的方式確定飛 機(jī)的當(dāng)前航向。這些裝置9,其優(yōu)選地包括飛機(jī)的慣性系統(tǒng)而且特別是 ADIRU("大氣數(shù)據(jù)慣性基準(zhǔn)組件")類型的組件或系統(tǒng)，通過線路IO 把所述當(dāng)前航向傳送到所述導(dǎo)航系統(tǒng)4,該導(dǎo)航系統(tǒng)把該信息提供給所 述顯示系統(tǒng)6,該顯示系統(tǒng)在顯示位置使用該信息。更確切地說，所述 顯示系統(tǒng)6被制造使得根據(jù)所述接收的當(dāng)前航向來調(diào)整所述機(jī)場地圖 (未在圖中示出)上的所述飛機(jī)符號(hào)的方向。因此，顯示系統(tǒng)6呈現(xiàn)給駕駛員的不僅僅是顯示在機(jī)場地圖上的飛 機(jī)的當(dāng)前位置，而且還有該飛機(jī)的方向。這能為駕駛員提供非?？煽康?在^/L場上的飛才幾的實(shí)際位置的表示。此外，為了確定飛機(jī)的當(dāng)前位置，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1 ^f吏用常用的 定位儀器11,該定位儀器已經(jīng)存在于飛機(jī)之上并一般特別地用于飛行中 的導(dǎo)航。這種常用的定位系統(tǒng)11包括至少一個(gè)一般被安裝在飛機(jī)的頂部之上的天線12,以及連接到該天線12的接收器13。這個(gè)定位儀器11 與常用的例如GPS("全球定位系統(tǒng)，，)類型或相似類型的衛(wèi)星定位系 統(tǒng)相配合。 一般地，所述定位儀器11是已知的GPSSU ("全球定位系 統(tǒng)傳感部件")類型。特別地，該定位儀器提供關(guān)于3D位置、速度、 方向、時(shí)間的GPS數(shù)據(jù)，以及關(guān)于該數(shù)據(jù)的精度和完整性的信息。這樣 的定位儀器11最適合于飛行中的導(dǎo)4元(而不適合于地面導(dǎo)航)。為此， 天線12被安裝在頂部上以便看到在視野下面的衛(wèi)星，以便在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí) 候保持良好的可視性。然而， 一旦在地面上，這樣的天線12對(duì)在接近 建筑物下遇見的通常所說的"多路徑"的常見現(xiàn)象特別敏感。因此，這樣的定位儀器11其實(shí)不是被設(shè)計(jì)用于機(jī)場導(dǎo)航的環(huán)境中。然而，為了避免必須在飛才幾上安裝附加的定位系統(tǒng)，該定位系統(tǒng)特 別對(duì)于天線來說將會(huì)是昂貴的而且難以實(shí)施，根據(jù)本發(fā)明，所述裝置2 包括所述現(xiàn)有的定位儀器11。此外，根據(jù)本發(fā)明，所述裝置2也包括- 附加的接收器14,與所述儀器11的如下文所述的所述天線12 相連，并用來通過所述天線12接收的信號(hào)確定飛機(jī)的當(dāng)前位置(#皮提 供給導(dǎo)^t元系統(tǒng)4);以及-天線連接器15: 其設(shè)置有通過線路16連接到所述天線12的輸入端和分別通過 線路17和18連接到所述接收器13和14的兩個(gè)輸出端；以及■其被制造使得從天線12接收的信號(hào)加倍并把通過該加倍獲得的 信號(hào)中的一個(gè)傳送到所述接收器13,并把另一個(gè)信號(hào)傳送到所述接收器 14,該接收器13可因此繼續(xù)正常地運(yùn)行，特別是用于飛行中的導(dǎo)^0 該接收器14纟皮用于本發(fā)明的實(shí)施。所述天線連接器15被選擇為使得保證輸出端之間的隔離不允許通 過可能的來自輸出端的干擾。也使得信號(hào)的能量的可能的衰減對(duì)于兩個(gè) 接收器13和14是可接受的。連接器15的輸入端和輸出端通過適用于 所述線路16、 17和18的連4妻器連4妻。因此，由于所述天線連接器15的使用，于是能提供附加的接收器 14,該接收器14比所述接收器13具有更好的性能，該接收器13以通常的方式設(shè)置在飛機(jī)上，用于飛行中的導(dǎo)航(其因此不需要特別高的精 度和刷新率)。因此通過本發(fā)明可獲得飛機(jī)的當(dāng)前位置，其特別適合于有關(guān)機(jī)場導(dǎo)航的顯示。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述接收器14被合并到導(dǎo)^元系統(tǒng)4中， 并對(duì)應(yīng)于新一代適于航行的COTS ("商品非定制的")產(chǎn)品的GPS接 收器，這種接收器比航空GPS接收器更好地實(shí)現(xiàn)性能。此外，這種COTS GPS接收器包括常用的特定算法，該算法能夠增大數(shù)據(jù)刷新率、減小多 路徑現(xiàn)象以及減小采集時(shí)間和再采集時(shí)間。特別地，這種COTS GPS接收器(接收器14)可具有公制的精度 (95%)和大于或等于20Hz刷新率，然而常用的航空GPSSU接收器(接 收器13)—般具有15至30米左右的精度(95%)和1至5Hz的刷新率。 可以理解這種接收器14的性能使得能夠免除慣性源的使用，以便改 進(jìn)所計(jì)算的位置的刷新率。此外，在一個(gè)特殊的實(shí)施例中，所述接收器14可被參數(shù)化。因此， 能夠配置所述接收器14以便利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)GBAS、SBAS、GALILEO 等的可用的改進(jìn)。在本發(fā)明的例子中，所述設(shè)備1因此使用定位系統(tǒng)11的僅僅天線 12,而不是接收器13。此外，如上文所述，對(duì)于飛行中的導(dǎo)航還繼續(xù)被 用于實(shí)施其常用功能的這個(gè)儀器U已經(jīng)通過將連接器15合并到天線12 和接收器13之間來進(jìn)行改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種用于輔助機(jī)場上的飛機(jī)的地面導(dǎo)航的設(shè)備，所述設(shè)備(1)包括-第一裝置(2)，用于確定位于地面上的所述飛機(jī)的當(dāng)前位置，所述第一裝置(2)包括配有衛(wèi)星定位系統(tǒng)的定位儀器(11)；-第二裝置(9)，用于確定飛機(jī)的當(dāng)前航向；-數(shù)據(jù)庫(3)，包括與機(jī)場有關(guān)的制圖數(shù)據(jù)；-導(dǎo)航系統(tǒng)(4)，接收所述當(dāng)前位置、所述航向和所述制圖數(shù)據(jù)，并使這些數(shù)據(jù)達(dá)到一致性；以及-顯示系統(tǒng)(6)，接收來自所述導(dǎo)航系統(tǒng)(4)的信息并在至少一個(gè)顯示屏(8)上呈現(xiàn)機(jī)場的至少部分的地圖，而且在該地圖上，飛機(jī)符號(hào)被定位在所述當(dāng)前位置上并根據(jù)所述當(dāng)前航向來取向，其特征在于所述第一裝置(2)包括-所述定位儀器(11)，包括安裝在飛機(jī)上的至少一個(gè)天線(12)以及與所述天線(12)相連的第一接收器(13)；-第二接收器(14)，也與所述天線(12)相連并能夠通過由所述天線(12)接收的信號(hào)確定飛機(jī)的當(dāng)前位置；以及-天線連接器(15)■其設(shè)置有連接到所述天線(12)的輸入端和分別連接到所述第一和第二接收器(13、14)的兩個(gè)輸出端；以及■其被制造使得從天線(12)接收的信號(hào)加倍并把通過該加倍獲得的信號(hào)中的一個(gè)傳送到所述第一接收器(13)，并把另一個(gè)信號(hào)傳送到所述第二接收器(14)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述第二接收器(14) 被合并到所述導(dǎo)航系統(tǒng)(4)中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所述 第二接收器(14)具有公制的精度和大于或等于20Hz的刷新率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所述 第二接收器(14)可被參數(shù)化。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所述第 二裝置(9)包括飛機(jī)的慣性系統(tǒng)。
6. —種飛機(jī)，其特征在于該飛機(jī)包括如權(quán)利要求1至5中任一 項(xiàng)所述的設(shè)備(1 )。
全文摘要
本發(fā)明涉及設(shè)備(1)，包括用于確定飛機(jī)的當(dāng)前位置的裝置(2)；制圖數(shù)據(jù)庫(3)；導(dǎo)航系統(tǒng)(4)；用于確定飛機(jī)的當(dāng)前航向的裝置(9)；和顯示系統(tǒng)(6)，用于在觀察屏(8)上顯示機(jī)場的至少部分的地圖，而且在該地圖上顯示飛機(jī)符號(hào)，該飛機(jī)符號(hào)被定位在所述當(dāng)前位置上并根據(jù)該當(dāng)前航向來調(diào)整方向。
文檔編號(hào)G01C23/00GK101228415SQ200680026904
公開日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2006年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月22日
發(fā)明者F·費(fèi)茨曼, P·科爾法伊, S·科林斯, T·馬拉瓦爾 申請(qǐng)人:法國空中巴士公司