專利名稱：用于需要保證導(dǎo)航和引導(dǎo)性能的空中操作的自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實(shí)施需要保證導(dǎo)航和引導(dǎo)性能的空中操作的飛行器的，特別是運(yùn)輸機(jī)的飛行管理組件的自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
盡管是非專用的,本發(fā)明更特別地用于RNP AR (英文為“Required NavigationPerformance with Authorization Required”(要求特別授權(quán)的所需導(dǎo)航性能))類型的要求特別授權(quán)的所需導(dǎo)航性能運(yùn)行項(xiàng)目。這些RNPAR操作以RNAV型(英文“aRea NAVIgation"(地面導(dǎo)航))地面導(dǎo)航和RNP (英文“Required Navigation Performance”(所需導(dǎo)航性能操))所需導(dǎo)航性能操作為基礎(chǔ)。它們具有需要的特別授權(quán)以便飛行器進(jìn)行操作和飛行的特征。RNAV型地面導(dǎo)航可以使飛行器從航點(diǎn)(英文“waypoint”(航點(diǎn)))到航點(diǎn)飛行，而不再是從地面站點(diǎn)到地面站點(diǎn)(NAVAID型無(wú)線電導(dǎo)航方式)。已知的是:RNP的概念對(duì)應(yīng)于地面導(dǎo)航，對(duì)地面導(dǎo)航(在飛行器上)加入監(jiān)測(cè)和報(bào)警部件，這些部件可以保證飛行器留在參考飛行軌跡周圍的叫做RNP的航空跑道中，并且該部件可以授權(quán)考慮彎曲的飛行軌跡。該航空跑道之外潛在存在有地形起伏或其它飛行器。RNP操作要求的性能由RNP值確定，該RNP值代表參考路徑周圍的航空跑道的半個(gè)寬度(用海里匪表示)，飛行器操作過(guò)程中95%的時(shí)間應(yīng)在該航空跑道內(nèi)。還確定了(參考路徑周圍的)半寬度為RNP值二倍的第二航空跑道。飛行器離開(kāi)該第二航空跑道的概率應(yīng)小于每飛行小時(shí)10'RNPAR操作的概念更有強(qiáng)制性。實(shí)際上，RNPAR方法的特征在于:- RNP 的值: 應(yīng)約小于或等于0.3匪，并且可以降低到0.1匪；并且 開(kāi)始時(shí)或復(fù)飛時(shí)嚴(yán)格低于I匪，并且也可降到0.1匪；-可以是曲線的最終靠近段；-障礙物(山、交通堵塞等)，其可以相對(duì)參考路徑位于RNP值二倍處，而對(duì)于通常的RNP操作，設(shè)有相對(duì)于障礙物的補(bǔ)充邊緣。飛行當(dāng)局對(duì)每次任何類型的操作限定了 I(T7的TLS (英文“Target Level ofSafety”(目標(biāo)安全級(jí)別))的安全級(jí)別。在RNP AR的操作情況下，由于RNP值可以降到
0.1匪，并且障礙物可以位于距離參考飛行軌跡RNP值的二倍，該目標(biāo)可以解釋為在每次過(guò)程中飛行器離開(kāi)半個(gè)航空跑道寬度D=2.RNP的概率不能超過(guò)10'如果不設(shè)置尤其是用于檢測(cè)和管理可能出現(xiàn)的故障的緩和操作部件，飛行器的機(jī)載設(shè)備(飛行管理系統(tǒng)、慣性系統(tǒng)、GPS數(shù)據(jù)更新部件和自動(dòng)駕駛引導(dǎo)部件)以及常用結(jié)構(gòu)不能達(dá)到要求的安全級(jí)別。這就是為什么對(duì)此類操作要求特殊授權(quán)，以保證操作過(guò)程和飛行員的訓(xùn)練達(dá)到要求的安全級(jí)別。另外，由于乘務(wù)員應(yīng)對(duì)某些故障負(fù)責(zé)，目前飛行器不能在故障過(guò)程中保證0.1匪的RNP值，這是因?yàn)槌藙?wù)員不能保持在手動(dòng)駕駛期間的性能的要求。
在現(xiàn)在的飛行器中，通過(guò)二個(gè)常用功能實(shí)現(xiàn)RNP AR操作的監(jiān)測(cè)，即:-第一功能，其監(jiān)測(cè)位置計(jì)算的精度和完整性；-第二功能，其可以使乘務(wù)員監(jiān)測(cè)飛行器的引導(dǎo)。如前面指出的，現(xiàn)在的飛行器不能在故障過(guò)程中保證0.1匪的RNP值，并且為了以RNP AR方法飛行，乘務(wù)員應(yīng)經(jīng)過(guò)專門訓(xùn)練。實(shí)際上，乘務(wù)員應(yīng)能檢測(cè)并足以處理可能危及操作過(guò)程中的故障。未來(lái)飛行器的目標(biāo)是具有以RPN值直到0.1匪的RNP AR方法飛行的能力，并且(在正常情況和故障情況下)在起飛、降落和復(fù)飛過(guò)程中并沒(méi)有限制。為此，應(yīng)不再將乘務(wù)員考慮為檢測(cè)和處理故障的主要方式。另外，飛行器一般設(shè)有飛行管理組件，該組件負(fù)責(zé)管理飛行計(jì)劃、計(jì)算飛行軌跡和偏離/引導(dǎo)指令，并且該組件正常情況下與二個(gè)FMS型(英文“Flight Management System”(飛行管理系統(tǒng)))前部飛行管理系統(tǒng)運(yùn)行(在飛行員一側(cè)和副駕駛員一側(cè))，所述前部飛行管理系統(tǒng)可以使乘務(wù)員管理其飛行。該飛行管理組件的通常結(jié)構(gòu)與需要保證導(dǎo)航和引導(dǎo)性能的空中操作不相容。要指出的是，該飛行管理組件在通常的結(jié)構(gòu)中可以包括第三飛行管理系統(tǒng)。但是，該第三系統(tǒng)是只用于補(bǔ)償二個(gè)前部操作系統(tǒng)中的一個(gè)完全喪失的備份系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是克服上述缺點(diǎn)。本發(fā)明涉及一種通過(guò)實(shí)施需要保證導(dǎo)航和引導(dǎo)性能的空中操作的飛行器飛行管理組件的自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法。本發(fā)明用于包括第一飛行管理系統(tǒng)和第二飛行管理系統(tǒng)的飛行管理組件，這二個(gè)系統(tǒng)是獨(dú)立的，它們可以使飛行員管理飛行器的飛行計(jì)劃，并產(chǎn)生偏移和引導(dǎo)指令，所述組件還包括第三飛行管理系統(tǒng)。為此，根據(jù)本發(fā)明，所述飛行管理組件的所述自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法的特征在于:a)使分別由所述第一和第二飛行管理系統(tǒng)生成的飛行軌跡數(shù)據(jù)(根據(jù)考慮的實(shí)施例，為飛行計(jì)劃的至少一部分，或者直接為飛行軌跡)互相比較，以檢驗(yàn)它們的一致性；b)所述第一和第二飛行管理系統(tǒng)將它們的飛行軌跡數(shù)據(jù)傳遞給所述第三飛行管理系統(tǒng)；c)所述第三飛行管理系統(tǒng)接收飛行器的當(dāng)前位置，計(jì)算飛行器的當(dāng)前位置與取決于所述接收到數(shù)據(jù)的飛行軌跡之間的偏移，只有在它們相同時(shí)才考慮這些數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些偏移計(jì)算對(duì)該飛行軌跡的隨動(dòng)引導(dǎo)指令；以及d)設(shè)置監(jiān)測(cè)部件，監(jiān)測(cè)部件對(duì)從所述第一、第二、第三飛行管理系統(tǒng)接收到的偏移與引導(dǎo)指令之間進(jìn)行比較，以便能夠從中得出不一致性。當(dāng)檢測(cè)出源于故障的不一致性時(shí)，監(jiān)測(cè)部件能夠(在所述第一、第二和第三飛行管理系統(tǒng)中)識(shí)別該故障的責(zé)任系統(tǒng)，并且至少只要繼續(xù)實(shí)施RNPAR操作，則不再考慮該系統(tǒng)。因此，由于本發(fā)明，獲得一種用于參與引導(dǎo)系的飛行管理組件的子功能的三重結(jié)構(gòu):飛行計(jì)劃管理、飛行軌跡計(jì)算、和用于遵循飛行軌跡的偏移/引導(dǎo)指令計(jì)算。如下面描述的，該三重結(jié)構(gòu)可以滿足與需要保證上述導(dǎo)航和引導(dǎo)性能的空中操作有關(guān)的要求。特別是:-所述第三管理系統(tǒng)的形成為能夠計(jì)算偏移和引導(dǎo)指令，并且可以管理飛行計(jì)劃，并確定飛行軌跡。因此，三個(gè)飛行管理系統(tǒng)在飛行中都是可操作的，并且至少在飛行“RNPAR”操作時(shí)能夠提供飛行器的引導(dǎo)和導(dǎo)航所需的所有數(shù)據(jù)；以及-使下面將要描述的監(jiān)測(cè)和比較部件位于三個(gè)飛行管理系統(tǒng)之間。因此，它們中的每一個(gè)獨(dú)立地提供對(duì)飛行器弓I導(dǎo)系有用的所有信息。在一優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明用于只包括二個(gè)飛行管理系統(tǒng)的常用飛行管理組件，這二個(gè)系統(tǒng)可以使飛行員管理飛行器的飛行計(jì)劃，第三管理系統(tǒng)是特別地沒(méi)有與飛行員對(duì)話部件的備份系統(tǒng)。該優(yōu)選實(shí)施例中，為了可以實(shí)施本發(fā)明，對(duì)所述第三系統(tǒng)改變，這特別通過(guò)為其加入可以實(shí)施上述第三步驟c)的部件而實(shí)現(xiàn)。因此獲得一種非對(duì)稱三重結(jié)構(gòu)，三個(gè)系統(tǒng)不相同。該非對(duì)稱三重結(jié)構(gòu)對(duì)任何簡(jiǎn)單故障具有耐受性，因此可以與需要保證導(dǎo)航和引導(dǎo)性能的空中操作駕駛相容。所述第三飛行管理系統(tǒng)也可以是專門為實(shí)施本發(fā)明的補(bǔ)充系統(tǒng)。本發(fā)明優(yōu)選用于監(jiān)測(cè)飛行器的側(cè)向(水平面)引導(dǎo)，但是也可用于監(jiān)測(cè)豎直(豎直平面)引導(dǎo)。另外，在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述飛行軌跡數(shù)據(jù)與飛行器飛行計(jì)劃的至少一部分相對(duì)應(yīng)。在這種情況下，所述第三飛行管理系統(tǒng)從接收到的這部分飛行計(jì)劃和來(lái)自集成的數(shù)據(jù)庫(kù)的信息出發(fā)確定所述飛行軌跡。在這種情況下，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)以下操作:-閱讀導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)，并從中提取有用數(shù)據(jù)；-將飛行計(jì)劃排序；-確定飛行器的可飛行的軌跡(段之間的過(guò)渡的計(jì)算)；-收集飛行器的當(dāng)前位置；以及-計(jì)算相對(duì)該飛行軌跡的引導(dǎo)指令和偏移(最好為側(cè)向)。在一簡(jiǎn)化實(shí)施例中，還可考慮使所述飛行軌跡數(shù)據(jù)直接與飛行器的飛行軌跡相對(duì)應(yīng)，使第三飛行管理系統(tǒng)不需要實(shí)現(xiàn)上述前三個(gè)操作。另外,有利地:-在步驟b)中，飛行軌跡數(shù)據(jù)的至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)的傳遞由CRC(英文“CyclicRedundancy Check”)周期冗余度檢驗(yàn)保護(hù)；-在步驟c)中，所述第三飛行管理系統(tǒng)檢驗(yàn)接收到的數(shù)據(jù)與最好是沒(méi)有以受保護(hù)方式傳遞的記錄數(shù)據(jù)的一致性；-通過(guò)所述第一和第二飛行管理系統(tǒng)中的至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)第三飛行管理系統(tǒng)中飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)的更新。另外，有利地，如果在步驟a)被比較的飛行軌跡數(shù)據(jù)不同(不一致)，則監(jiān)測(cè)部件檢測(cè)所述第一和第二飛行管理系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)之間的不一致性。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)測(cè)可以永久起作用。但是，該監(jiān)測(cè)也可以處于不起作用的狀態(tài)，并且在必要時(shí)被致動(dòng)。在這種情況下，可以在步驟a)至d)實(shí)現(xiàn)致動(dòng)操作:-當(dāng)滿足例如與飛行器形態(tài)和飛行參數(shù)的當(dāng)前值有關(guān)的特殊標(biāo)準(zhǔn)時(shí)自動(dòng)致動(dòng)；和/或-借助人/機(jī)界面通過(guò)操作者手動(dòng)致動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)監(jiān)測(cè)特別適于RNP的環(huán)境，但是可以延伸到任何需要高度的整體性和對(duì)出現(xiàn)故障的耐受性和監(jiān)測(cè)的飛行，以遵循飛行計(jì)劃。本發(fā)明還涉及一種實(shí)施需要保證導(dǎo)航和引導(dǎo)性能的空中操作并包括第一飛行管理系統(tǒng)和第二飛行管理系統(tǒng)的飛行器飛行管理組件，所述第一和第二飛行管理系統(tǒng)是獨(dú)立的，并且管理飛行器的飛行計(jì)劃，并產(chǎn)生偏移和引導(dǎo)指令，該組件還包括第三飛行管理系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，所述飛行管理組件的特征在于:-還包括用于對(duì)分別由所述第一和第二飛行管理系統(tǒng)產(chǎn)生的飛行軌跡數(shù)據(jù)之間進(jìn)行比較的部件，這些飛行軌跡數(shù)據(jù)被所述第一和第二飛行管理系統(tǒng)傳遞給所述第三飛行管理系統(tǒng)；-所述第三飛行管理系統(tǒng)至少包括用于接收飛行器當(dāng)前位置的部件、計(jì)算該飛行器當(dāng)前位置與取決于接收到的所述飛行軌跡數(shù)據(jù)的飛行軌跡之間偏移的部件，并且只有在它們相同時(shí)考慮這些數(shù)據(jù)，以及根據(jù)這些偏移計(jì)算對(duì)該飛行軌跡的隨動(dòng)引導(dǎo)指令的部件；-所述飛行管理組件還包括監(jiān)測(cè)部件，所述監(jiān)測(cè)部件用于從所述第一、第二、第三飛行管理系統(tǒng)分別接收到的偏移和引導(dǎo)指令之間的比較，以便能夠從中得出不一致性。因此得到最好為非對(duì)稱的三重結(jié)構(gòu)。在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述第三飛行管理系統(tǒng)還包括:-用于閱讀導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)并從中提取數(shù)據(jù)的部件；-用于將飛行計(jì)劃排序的部件；-用于確定飛行器可飛行的軌跡的部件。本發(fā)明還涉及一種帶有上述飛行管理組件的飛行器，特別是運(yùn)輸機(jī)。


唯一的附圖可以了解如何實(shí)施本發(fā)明。該圖是根據(jù)本發(fā)明的飛行管理組件的方框圖。
具體實(shí)施例方式圖中示意表示的根據(jù)本發(fā)明的組件I是飛行器(未出示)特別是運(yùn)輸機(jī)的飛行管理組件，它可以實(shí)施需要保證導(dǎo)航和引導(dǎo)性能的空中操作。所述飛行管理組件I通常特別地負(fù)責(zé)飛行計(jì)劃以及飛行軌跡和偏移和引導(dǎo)指令計(jì)算的管理，該組件包括單元10。該單元10包括:-第一常用飛行管理系統(tǒng)2，該系統(tǒng)可以使飛行器的飛行員管理所述飛行器的飛行計(jì)劃，并特別計(jì)算偏移和引導(dǎo)指令；-第二常用飛行管理系統(tǒng)3，該系統(tǒng)可以使飛行器副駕駛員管理所述飛行器的飛行計(jì)劃，并特別計(jì)算偏移和引導(dǎo)指令。這二個(gè)所謂的“前部”飛行管理系統(tǒng)2和3是FMS型(英文“Flight Management System”)。在一優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明用于常用飛行管理組件1，該組件另外在單元10中包括第三飛行管理系統(tǒng)4，該系統(tǒng)是不具有與乘務(wù)員對(duì)話裝置的備份系統(tǒng)。因此乘務(wù)員不能接近該系統(tǒng)4，因此，乘務(wù)員不能與該系統(tǒng)互動(dòng)。因此，該系統(tǒng)4不能通過(guò)乘務(wù)員的手動(dòng)輸入而進(jìn)入飛行計(jì)劃，它只用于在系統(tǒng)2，3之一完全喪失的情況下代替操作系統(tǒng)2，3之一。
所述飛行管理組件I通常還包括以下沒(méi)有特別出示的部件:-信息源組，它以常規(guī)方式特別提供飛行器的飛行計(jì)劃，以及與飛行器的飛行和其環(huán)境有關(guān)的飛行參數(shù)的當(dāng)前值；-包括導(dǎo)航數(shù)據(jù)和與RNP方法有關(guān)的信息的至少一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)；-人/機(jī)界面。根據(jù)本發(fā)明，所述飛行管理組件I使得:-單元10還包 括部件5，所述部件5用于對(duì)分別由所述飛行管理系統(tǒng)2，3生成并分別通過(guò)連接部6、7接收到的飛行軌跡數(shù)據(jù)互相比較。例如，該裝置5可以集成到所述飛行管理系統(tǒng)2，3之一中。所述飛行管理系統(tǒng)2，3分別通過(guò)連接部8、9將這些飛行軌跡數(shù)據(jù)傳遞給所述飛行管理系統(tǒng)4 ；-所述飛行管理系統(tǒng)4至少包括: 用于收集飛行器當(dāng)前位置的部件11 ;以及 用于計(jì)算該飛行器的當(dāng)前位置與取決于所述接收到的飛行軌跡數(shù)據(jù)的飛行軌跡之間的偏移的部件12，如下面將描述的，只在它們相同時(shí)考慮這些數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些偏移計(jì)算對(duì)該飛行軌跡的隨動(dòng)引導(dǎo)指令；-所述飛行管理組件I還包括監(jiān)測(cè)系統(tǒng)14，該系統(tǒng)包括監(jiān)測(cè)部件15，所述監(jiān)測(cè)部件15用于分別從所述飛行管理系統(tǒng)2，3，4接收到的偏移和引導(dǎo)指令之間的比較，以便能夠從中得出不一致性。當(dāng)檢測(cè)出源于故障的不一致時(shí)，監(jiān)測(cè)部件15能夠在所述飛行管理系統(tǒng)2，3和4中識(shí)別對(duì)故障負(fù)責(zé)的系統(tǒng)，并且至少只要RNP AR操作要繼續(xù)實(shí)施就不再考慮該系統(tǒng)。因此，根據(jù)本發(fā)明的所述飛行管理組件I具有三重結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)用于該組件參與引導(dǎo)系的子功能:如下面將描述的，管理飛行計(jì)劃、計(jì)算飛行軌跡并計(jì)算偏移/引導(dǎo)指令，以遵循軌跡。該三重結(jié)構(gòu)可以滿足與需要保證導(dǎo)航和引導(dǎo)性能的空中操作有關(guān)的要求。特別是:-所述飛行管理系統(tǒng)4形成為使得可以計(jì)算偏移和引導(dǎo)指令，并可以管理飛行計(jì)劃，并決定飛行軌跡。因此，三個(gè)飛行管理系統(tǒng)2，3，4在飛行過(guò)程中是可操作的，并且能夠至少在飛行器飛行“RNP AR”操作時(shí)提供飛行器的引導(dǎo)和導(dǎo)航所需的所有數(shù)據(jù)；以及-監(jiān)測(cè)和比較系統(tǒng)14處于三個(gè)飛行管理系統(tǒng)2，3，4之間。該系統(tǒng)14的部件15集成到飛行控制計(jì)算機(jī)16中，所述計(jì)算機(jī)16分別通過(guò)連接部17、18、19與系統(tǒng)2，3，4連接。因此，它們中的每一個(gè)獨(dú)立地提供對(duì)飛行器的引導(dǎo)系有用的所有信息。以(帶有備份系統(tǒng)4的)常用組件I為基礎(chǔ)的所述優(yōu)選實(shí)施例中，不能建立三個(gè)相同系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行相同操作的所謂“對(duì)稱”結(jié)構(gòu)。因此，如下面描述的，在該優(yōu)選實(shí)施例中，對(duì)所述系統(tǒng)4調(diào)適，以使其可以實(shí)現(xiàn)實(shí)施本發(fā)明所需的操作。要指出的是，該第三系統(tǒng)4的特殊之處是在同時(shí)影響二個(gè)前部系統(tǒng)2，3的軟件故障的情況下得到提高的可靠性。實(shí)際上，由于系統(tǒng)4的編碼不同，所述系統(tǒng)也被該故障影響的概率降低。因此得到非對(duì)稱三重結(jié)構(gòu)，三個(gè)系統(tǒng)2，3，4不相同。該三重非對(duì)稱結(jié)構(gòu)可以具有對(duì)任何簡(jiǎn)單故障的耐受力，因此與需要保證導(dǎo)航和引導(dǎo)性能的空中操作的執(zhí)行相容。當(dāng)執(zhí)行“RNP AR”操作時(shí)，(通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)14)建立導(dǎo)航和引導(dǎo)系的監(jiān)測(cè)，以便檢測(cè)出任何可能導(dǎo)致離開(kāi)飛行器應(yīng)保持在內(nèi)的航空跑道的故障。該保持需要監(jiān)測(cè)飛行器的側(cè)向引導(dǎo)(在水平面內(nèi))。因此，從“RNPAR”操作開(kāi)始，系統(tǒng)4應(yīng)能自主計(jì)算飛行器的飛行軌跡和相關(guān)的側(cè)向偏移和引導(dǎo)指令。只要“RNP AR”在進(jìn)行中，系統(tǒng)4就連續(xù)保證將這些參數(shù)發(fā)送給飛行控制計(jì)算機(jī)16，以便可以使計(jì)算機(jī)16通過(guò)部件15執(zhí)行監(jiān)測(cè)，并檢測(cè)出可能的故障。要指出的是，并不是FMS系統(tǒng)的所有功能在系統(tǒng)4的備份模式中被致動(dòng)。因此，特別地，所述系統(tǒng)4:-乘務(wù)員不能通過(guò)常用的人/機(jī)界面直接更新系統(tǒng)4；-不沿飛行軌跡計(jì)算預(yù)測(cè)；并且-不計(jì)算豎直剖面或不計(jì)算相關(guān)指令和偏移。要指出的是，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，所述飛行管理系統(tǒng)4也可是專門用于實(shí)施本發(fā)明的新系統(tǒng)。在唯一的附圖中所示的結(jié)構(gòu)中:-每個(gè)系統(tǒng)2，3，4通過(guò)連接部21、22、23回收通過(guò)慣性參照系24加強(qiáng)的飛行器當(dāng)前位置，所述慣性參照系24集成了 ADIRS型(英文“Air Data and Inertial Reference”(空中數(shù)據(jù)和慣性參照))的皮托靜壓系統(tǒng)的功能，以便能夠根據(jù)飛行器的當(dāng)前位置給飛行計(jì)劃排序；-每個(gè)系統(tǒng)2，3，4計(jì)算偏移和引導(dǎo)指令，并通過(guò)以下方式發(fā)送偏移和引導(dǎo)指令: 通過(guò)(與連接部17、18、19連接的)連接部25發(fā)送給飛行控制計(jì)算機(jī)16 (以便通過(guò)部件15進(jìn)行自主監(jiān)測(cè))； 通過(guò)(也與連接部17、18、19連接的)連接部26發(fā)送給CDS (“Control DisplaySystem”(控制顯示系統(tǒng)))型顯示部件27，以便乘務(wù)員進(jìn)行目視監(jiān)測(cè)；-系統(tǒng)2，3將飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)發(fā)送給系統(tǒng)4，這些數(shù)據(jù)受CRC(英文“CyclicRedundancy Check”(周期冗余度檢驗(yàn)))周期冗余度檢驗(yàn)的保護(hù)；并且- “FPLN+CRC”功能使系統(tǒng)4可以:籲具有與系統(tǒng)2，3相同的飛行計(jì)劃； 具有用于計(jì)算一致的偏移和引導(dǎo)指令的所有數(shù)據(jù)，這些信息傳送給部件16和27 ;并且 避免導(dǎo)致系統(tǒng)2，3之一中飛行計(jì)劃的錯(cuò)誤值的故障傳播給系統(tǒng)4。本發(fā)明保證通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)14 (尤其是包括部件15、5、31、32)檢測(cè)出最小的故障，并且由導(dǎo)航系識(shí)別故障的責(zé)任系統(tǒng)2，3，4，并消除該系統(tǒng)。因此:-如果系統(tǒng)2，3的飛行計(jì)劃不同(無(wú)論原因如何)，并且該不同影響了“RNP AR”的一部分，則系統(tǒng)2，3之間的連接中斷，以避免故障傳播；-如果系統(tǒng)2，3給系統(tǒng)4發(fā)送不同的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)4通過(guò)“FPLN+CRC”功能檢測(cè)到該不同，因此只要不同持續(xù)存在，就不接收這些數(shù)據(jù)；-由于偏移和引導(dǎo)指令通過(guò)三個(gè)系統(tǒng)2，3，4持續(xù)發(fā)送給部件15，部件15可以檢測(cè)出故障，并識(shí)別和消除責(zé)任系統(tǒng)。還可設(shè)置報(bào)警部件，所述警報(bào)部件用于在檢測(cè)出故障的情況下在飛行器駕駛艙中發(fā)出至少一(可見(jiàn)或聲音)報(bào)警。 本發(fā)明最好用于監(jiān)測(cè)側(cè)向(水平面)引導(dǎo)，但是也可考慮它也能用于監(jiān)測(cè)豎直(豎直平面)引導(dǎo)。
另外，在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述飛行軌跡數(shù)據(jù)與飛行器的飛行計(jì)劃的至少一部分對(duì)應(yīng)。在這種情況下，所述系統(tǒng)4從這部分飛行計(jì)劃和來(lái)自集成的數(shù)據(jù)庫(kù)的信息出發(fā)確定所述飛行軌跡。為此，系統(tǒng)4包括:-用于閱讀導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)并從中提取有用數(shù)據(jù)的部件28；-用于給飛行計(jì)劃排序的部件29；-用于確定飛行器可飛行的軌跡(計(jì)算段之間的過(guò)渡)的部件30。在一簡(jiǎn)化實(shí)施例中，系統(tǒng)2，3傳送給系統(tǒng)4的飛行軌跡數(shù)據(jù)直接與飛行器的飛行軌跡對(duì)應(yīng)，因此系統(tǒng)4不一定包括所述部件28、29、30。因此，該簡(jiǎn)化實(shí)施例可以省去對(duì)導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)和管理飛行計(jì)劃和建立飛行軌跡能力的需要，這樣可以將(實(shí)施本發(fā)明所需的)簡(jiǎn)單功能移動(dòng)到預(yù)先存在的航空電子系統(tǒng)中，以便得到節(jié)省重量的好處。優(yōu)選地，至少部分飛行軌跡數(shù)據(jù)并尤其是飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)的傳遞受CRC (英文“Cyclic Redundancy Check”)周期性冗余度檢驗(yàn)的保護(hù)。因此,系統(tǒng)4從系統(tǒng)2, 3之一接收飛行計(jì)劃的一部分和對(duì)應(yīng)的CRC編碼，并從另一系統(tǒng)接收CRC編碼，系統(tǒng)4(借助部件31)比較二個(gè)編碼，并且在這二個(gè)編碼之間有差別的情況下拒絕更新它的飛行計(jì)劃。所述系統(tǒng)4還包括部件32，所述部件32用于檢驗(yàn)(接收到并且未受周期冗余度檢驗(yàn)的)數(shù)據(jù)與它的導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄的數(shù)據(jù)的一致性。部件32不僅可以用于將數(shù)據(jù)庫(kù)中的某些編碼值與接收到的內(nèi)容進(jìn)行比較，還可用于將接收到的飛行軌跡與數(shù)據(jù)庫(kù)中的內(nèi)容比較(這在于比較骨架飛行計(jì)劃和飛行軌跡)，以便能夠檢驗(yàn)計(jì)算的最終軌跡與數(shù)據(jù)庫(kù)的初始信息編碼的一致性(例如目的為了擺脫飛行軌跡計(jì)算的錯(cuò)誤)。因此，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以建立一系列對(duì)系統(tǒng)4的運(yùn)行的專門軟件，使其可以保證它的功能:A/通過(guò)前部系統(tǒng)2，3確定/發(fā)送特殊飛行計(jì)劃的子部分。向系統(tǒng)4傳遞完整的飛行計(jì)劃是冗長(zhǎng)和費(fèi)時(shí)的，只選擇要定期傳送的一部分；B/通過(guò)部分CRC從前部系統(tǒng)2和3向系統(tǒng)4傳送飛行計(jì)劃的安全，并將數(shù)據(jù)的一部分與系統(tǒng)4的導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比較。在傳送前實(shí)現(xiàn)要通過(guò)前部系統(tǒng)2，3傳送的飛行“子計(jì)劃”的內(nèi)容的比較。除了以非常高精度(前部系統(tǒng)2，3之間可能出現(xiàn)的差別非常小，并且CRC檢驗(yàn)因此不能通過(guò))連續(xù)改變參數(shù)外，該比較通過(guò)CRC進(jìn)行。因此，只有飛行子計(jì)劃的子部分受CRC的保護(hù)并進(jìn)行比較。其余部分就原樣傳遞給系統(tǒng)4。接收飛行子計(jì)劃時(shí)，系統(tǒng)4實(shí)現(xiàn)二個(gè)操作。首先，它(通過(guò)部件31)進(jìn)行被CRC保護(hù)的內(nèi)容的檢驗(yàn)。然后，對(duì)未保護(hù)的內(nèi)容，(通過(guò)部件32)進(jìn)行飛行計(jì)劃的信息與它自己的數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性檢驗(yàn)；C/通過(guò)前部系統(tǒng)2，3更新系統(tǒng)4的飛行計(jì)劃的特殊條件。由于只有飛行計(jì)劃的一部分發(fā)送給系統(tǒng)4，應(yīng)定期實(shí)現(xiàn)更新。在前部系統(tǒng)2，3的飛行計(jì)劃內(nèi)容與系統(tǒng)4的飛行計(jì)劃內(nèi)容之間失去一致性的情況下，如果失去一致性是由于飛行員更新飛行計(jì)劃而造成的，則系統(tǒng)4檢測(cè)該不一致性，并且，只要前部系統(tǒng)2，3沒(méi)有發(fā)生新的接收，則認(rèn)為它的內(nèi)容是不再使用的。通過(guò)前部系統(tǒng)2，3更新系統(tǒng)4的內(nèi)容的條件可以被優(yōu)化，以便只覆蓋變化或短時(shí)間的變化(接近飛行器現(xiàn)在的位置);D/系統(tǒng)4重建為前部操作系統(tǒng)的條件。在失去前部系統(tǒng)的情況下，系統(tǒng)4可以或者停留在備份系統(tǒng)的形態(tài)，或者重新構(gòu)成前部操作系統(tǒng)。在同時(shí)失去雙重前部系統(tǒng)2，3的情況下，系統(tǒng)4檢測(cè)該情況，并保持備份形態(tài)，則負(fù)責(zé)飛行器的側(cè)向引導(dǎo)，直至過(guò)程結(jié)束。由于系統(tǒng)4沒(méi)有顯示飛行軌跡的功能，在它引導(dǎo)飛行器的情況下，顯示的飛行軌跡來(lái)自顯示系統(tǒng)，該顯示系統(tǒng)已經(jīng)儲(chǔ)存了前部系統(tǒng)2，3接收到的最后軌跡。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，建立的監(jiān)測(cè)可以持續(xù)工作。但是，該監(jiān)測(cè)也可以在初始時(shí)未致動(dòng)，并且必要時(shí)致動(dòng)。該致動(dòng)可以以下方式進(jìn)行:-一旦飛行器處于受限制的環(huán)境并應(yīng)飛行“RNPAR”操作，則自動(dòng)實(shí)施致動(dòng)。在這種情況下，整個(gè)結(jié)構(gòu)和相關(guān)監(jiān)測(cè)算法被自動(dòng)致動(dòng)。一旦飛行器離開(kāi)受限環(huán)境，結(jié)構(gòu)的失效自動(dòng)進(jìn)行。因此，該操作對(duì)乘務(wù)員是透明的，它只在故障情況下報(bào)警，以便使乘務(wù)員能夠根據(jù)操作過(guò)程作出反應(yīng)；并且-操作者，尤其是飛行員，借助人/機(jī)界面(未特別出示)手動(dòng)地實(shí)施啟動(dòng)，并最好通過(guò)可以使乘務(wù)員與組件I互動(dòng)的顯示屏實(shí)施?？梢砸灶愃品绞绞贡O(jiān)測(cè)失效。上面描述的結(jié)構(gòu)和不同的監(jiān)測(cè)功能可以使飛行器遵循RNP AR操作的內(nèi)在安全要求，而能夠檢測(cè)并自動(dòng)識(shí)別失效系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的三重不對(duì)稱結(jié)構(gòu)可以用于RNP型空中操作，但是也可用于任何需要高度整體性、對(duì)故障的耐受性和監(jiān)測(cè)的飛行部分。例如，它可用于RNP方法還未產(chǎn)生的山區(qū)環(huán)境中的操作。當(dāng)系統(tǒng)4只在RNP AR背景下不啟動(dòng)的情況下更是這樣，它在整個(gè)飛行過(guò)程中都是被致動(dòng)的，即使沒(méi)有強(qiáng)制使用和/或通過(guò)RNP監(jiān)測(cè)部件監(jiān)測(cè)時(shí)也是這樣。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)施需要保證導(dǎo)航和引導(dǎo)性能的空中操作的飛行器飛行管理組件的自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，所述飛行管理組件(I)包括第一飛行管理系統(tǒng)(2)和第二飛行管理系統(tǒng)(3)，所述第一飛行管理系統(tǒng)(2)和所述第二飛行管理系統(tǒng)(3)是獨(dú)立的，并且能夠使飛行器的飛行員管理飛行器的飛行計(jì)劃并產(chǎn)生偏移和引導(dǎo)指令，所述飛行管理組件還包括第三飛行管理系統(tǒng)(4)，所述方法的特征在于: a)將分別由所述第一飛行管理系統(tǒng)(2)和所述第二飛行管理系統(tǒng)(3)產(chǎn)生的飛行軌跡數(shù)據(jù)互相比較，以檢驗(yàn)它們的一致性； b)所述第一飛行管理系統(tǒng)(2)和所述第二飛行管理系統(tǒng)(3)將它們的飛行軌跡數(shù)據(jù)傳遞給所述第三飛行管理系統(tǒng)(4)； c)所述第三飛行管理系統(tǒng)(4)接收飛行器的當(dāng)前位置，計(jì)算飛行器的當(dāng)前位置與取決于從所述第一飛行管理系統(tǒng)(2)和所述第二飛行管理系統(tǒng)(3)接收到的所述飛行軌跡數(shù)據(jù)的飛行軌跡之間的偏移，并根據(jù)這些偏移計(jì)算用于在該飛行軌跡上的隨動(dòng)的引導(dǎo)指令，其中只在從所述第一飛行管理系統(tǒng)(2)和所述第二飛行管理系統(tǒng)(3)接收到的所述飛行軌跡數(shù)據(jù)相同時(shí)考慮這些數(shù)據(jù)； d)設(shè)置監(jiān)測(cè)部件(15)，所述監(jiān)測(cè)部件(15)將從所述第一飛行管理系統(tǒng)(2)、所述第二飛行管理系統(tǒng)(3)和所述第三飛行管理系統(tǒng)(4)接收到的偏移和引導(dǎo)指令互相比較，以便能夠檢測(cè)出其中的不一致性。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟b)中，至少一部分所述飛行軌跡數(shù)據(jù)的傳遞受周期冗余度檢驗(yàn)的保護(hù)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述飛行軌跡數(shù)據(jù)與所述飛行器的所述飛行軌跡相對(duì)應(yīng)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述飛行軌跡數(shù)據(jù)與所述飛行器的所述飛行計(jì)劃的至少一部分相對(duì)應(yīng)，并且所述第三飛行管理系統(tǒng)(4)從所述飛行計(jì)劃的所述部分和來(lái)自集成的數(shù)據(jù)庫(kù)的信息確定所述飛行軌跡。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三飛行管理系統(tǒng)(4)是不具有與飛行員對(duì)話裝置的備份系統(tǒng)，將能夠至少實(shí)施所述步驟c)的部件加入到所述第三飛行管理系統(tǒng)中。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟c)中，所述第三飛行管理系統(tǒng)(4)檢驗(yàn)接收到的數(shù)據(jù)與記錄的數(shù)據(jù)的一致性。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果在步驟a)中比較的飛行軌跡數(shù)據(jù)不同，則所述監(jiān)測(cè)部件檢測(cè)所述第一飛行管理系統(tǒng)(2)和所述第二飛行管理系統(tǒng)(3)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)之間的不一致性。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)所述第一飛行管理系統(tǒng)(2)和所述第二飛行管理系統(tǒng)(3)中的至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)所述第三飛行管理系統(tǒng)(4)中的飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)的更新。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果監(jiān)測(cè)部件(15)在步驟d)檢測(cè)出不一致，其將識(shí)別出責(zé)任系統(tǒng)，因此不再考慮該責(zé)任系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。
10.一種能夠?qū)嵤┬枰ＷC導(dǎo)航和引導(dǎo)性能的空中操作的飛行器飛行管理組件，該飛行管理組件包括第一飛行管理系統(tǒng)(2)和第二飛行管理系統(tǒng)(3)，所述第一飛行管理系統(tǒng)(2)和所述第二飛行管理系統(tǒng)(3)是獨(dú)立的，并且能夠使飛行器的飛行員管理飛行器的飛行計(jì)劃并產(chǎn)生偏移和引導(dǎo)指令，所述飛行管理組件包括第三飛行管理系統(tǒng)(4)，其特征在于: -所述飛行管理組件(I)還包括用于將分別由所述第一飛行管理系統(tǒng)(2)和所述第二飛行管理系統(tǒng)(3)產(chǎn)生的飛行軌跡數(shù)據(jù)互相比較的部件(5)，這些飛行軌跡數(shù)據(jù)通過(guò)所述第一飛行管理系統(tǒng)(2)和所述第二飛行管理系統(tǒng)(3)傳遞給所述第三飛行管理系統(tǒng)(4); -所述第三飛行管理系統(tǒng)(4)至少包括用于接收飛行器當(dāng)前位置的部件(11)、用于計(jì)算所述飛行器當(dāng)前位置與取決于接收到的所述飛行軌跡數(shù)據(jù)的飛行軌跡之間的偏移的部件(12)、以及用于根據(jù)這些偏移計(jì)算用于在該飛行軌跡上的隨動(dòng)的引導(dǎo)指令的部件(12)，其中只有在接收到的所述飛行軌跡數(shù)據(jù)相同時(shí)才考慮這些數(shù)據(jù)；以及 -所述飛行管理組件(I)還包括監(jiān)測(cè)部件(15)，所述監(jiān)測(cè)部件用于將分別由所述第一飛行管理系統(tǒng)(2)、所述第二飛行管理系統(tǒng)(3)和所述第三飛行管理系統(tǒng)(4)接收到的偏移和弓I導(dǎo)指令互相比較，以便能夠檢測(cè)出其中的不一致性。
11.如權(quán)利要求10所述的組件，其特征在于，所述第三飛行管理組件(4)還包括: -至少用于閱讀導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)并從中提取數(shù)據(jù)的部件(28)； -用于將飛行計(jì)劃排序的部件(29); -用于確定飛行器可飛行的飛行軌跡的部件(30)。
12.—種飛行器，其特征在于包括如權(quán)利要求10和11之一所述的飛行管理組件(I)。
全文摘要
一種需要保證導(dǎo)航和引導(dǎo)性能的空中操作的自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法。一種飛行器飛行管理組件(1)，包括監(jiān)測(cè)部件(15)，所述部件(15)對(duì)分別從三個(gè)飛行管理系統(tǒng)(2，3，4)接收到的偏移和引導(dǎo)指令進(jìn)行互相比較，以便能夠從中得出不一致性。
文檔編號(hào)G08G5/00GK103150931SQ201210521508
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者西爾萬(wàn)·雷諾, 阿諾·尼古拉斯 申請(qǐng)人:空中客車營(yíng)運(yùn)有限公司