[发明专利]用于在飞机显示装置上显示综合最低引导和安全高度信息的驾驶舱显示器和系统及方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及航空电子系统，并且更具体地涉及用于在飞机中的显示装置上显示综合的最低安全高度(MSA)、航站楼到达区域(TAA)和最低引导高度(MVA)信息的飞机驾驶舱显示器和系统及方法。 

背景技术

引导是：基于空中交通服务(ATS)监视系统(通常为雷达)的使用，通过空中交通控制(ATC)发出适当航向，以导航方式引导飞行中的飞机。空中交通控制器(ATCO)决定供飞机飞行的特定机场交通模式，包括特定航程或引导矢量。飞机引导仅在特殊情况下使用，例如以便通过指定距离在密集地行进的空域中垂直地分离飞机。引导主要用在航站楼环境中，其中飞机紧接着地面。在其他情况下，引导可以用在高于地形的相当大的高度处。 

最低引导高度(MVA)为在引导期间ATCO可发出飞机高度净空的最低高度水平，除了如果另外针对雷达进场、出发和进场失败而授权以外。MVA在ATC雷达系统的最大可显示范围内的空域中满足障碍物和地形净空需求。针对接近机场的地理区域开发MVA图表，其中由于可变地形特征和/或障碍物(统称为“障碍”)，存在许多最低高度需求。基于地形学、障碍数据和操作要求，根据政府管制，负责的ATC设施确定MVA图表设计。地理区域被再分成引导高度区段，每个引导高度区段具有所设计的MVA。尽管MVA图表假设了大致圆形，但是由于对引导高度区段的大小、形状或定向不存在规定的限制，因此MVA图表可能复杂。每个引导高度区段都足够大以在MVA处容纳飞机在其中的引导。总的来说，考虑到飞机操纵能力、障碍物净空需求和飞机交通流量需求来设计引导高度区段。每个引导高度区段边界至少为距用于在该引导高度区段中确定MVA的控制障碍规定数量的英里。为了避免由于隔离的突出障碍物而具有过高MVA的大高度区段的情况，可以将隔离的障碍物或障碍物组包围在具有距控制障碍指定数量的英里的边界的障碍物缓冲区域中。MVA能够且经常低 于最低安全高度(MSA)。 

MSA为下述高度水平：其也意图在接近于飞机可在飞行期间行进的路线的特定地理区域内确保障碍物和地形上方的净空。与MSA相关联的地理区域被再分为安全高度区段。MVA和MSA地理区域的部分可以重叠。通常基于由政府或管制组织提供的准则来确定MSA。对于根据仪表飞行规则(IFR)的基于仪表的操作，MSA通常被公布在用于各种航线、路线和针对已知导航参考点的进场的航空路线图(被称为MSA进场板)上，且被提供给飞行员。在飞机中的显示装置上也可以给飞行员提供MSA或TAA信息(这里统称为“MSA信息”)，例如在2011年10月4日由同名受让人发布且以其全部内容通过引用并入本文的美国专利No.8,032,268中所述。不幸的是，MVA图表通常未被提供给驾驶舱上的飞行机组人员。另外，飞行员对常规MVA图表的依赖将显著增加座舱工作负荷，这是由于在引导指令的情况下，飞行员将不得不在高应力的时段期间快速地解释MVA图表以获得关键MVA信息。此外，如果常规MVA图表在显示装置上与MSA信息组合，那么所得显示将与区段线和径向的混乱混淆。 

因此，尽管可以向飞行员发出涉及降低到飞行员知道低于MSA(例如，从MSA进场板)的高度的引导指令，但是飞行员不能独立地核实该高度高于MVA。飞行员必须仅仅依赖于可能已对MVA无视或不正确的ATCO。此外，飞行员不能独立地核实该高度高于MVA是在航空中关键的交叉检验过程的对立面。此外，尽管对飞机安全的最终责任取决于能够拒绝飞机高度净空和引导指令的飞行员，但是飞行员不具有知道是否拒绝所必需的MVA信息。结果，可能损害当引导低于MSA时障碍物和地形规避的可能性。 

相应地，期望提供用于在飞机中的显示装置上显示综合最低引导和安全高度信息的飞机驾驶舱显示器和系统及方法。期望飞行员可以快速和简单地在自身飞机位于其中的高度区段中核实MVA，从而增加飞行员的态势感知、障碍物和地形规避的可能性，并改进飞行安全性。 

发明内容