[发明专利]用于飞行器引导的方法和系统

说明书

一种用于飞行器引导的方法和系统。本发明涉及由飞行管理系统(FMS)执行的飞行器的飞行管理和引导方法，该飞行管理系统包括以下步骤：‑产生参考轨迹(TRAJ_ref)，‑产生短期轨迹(TRAJ_CT)，‑周期性传输短期轨迹，‑产生长期轨迹(TRAJ_LT)，‑对长期轨迹的部段进行格式化，‑周期性传输长期轨迹，‑存储传输的长期轨迹，‑测试FMS子组件的有效性，当FMS子组件有效时：由自主引导模块识别短期轨迹的活跃部段，基于短期轨迹的活跃部段而由自主引导模块产生第一飞行引导命令，当FMS子组件无效时：由自主引导模块识别存储的轨迹的活跃部段，基于存储的轨迹的活跃部段而由自主引导模块产生第二飞行引导命令。

技术领域

本发明涉及通过飞行管理系统对飞行器进行引导的方法和系统。更具体地，本发明涉及这样的引导方法：通过在飞行管理系统核心外部的自主引导模块执行该方法中的某些步骤。

背景技术

飞行计划是在计划飞行的框架内飞行器跟随的路线的详细描述。飞行计划通常通过被称作“飞行管理系统”(其在后文中被称作FMS)的系统，而在民航飞机上进行管理，所述FMS部署路线，以给出在由机上人员处置时和由其他机上系统处置时遵循。通过显示对飞行员有用的信息，或通过与自动驾驶系统对飞行引导命令进行通信，这种FMS系统还允许辅助导航。

图1为显示了现有技术已知的FMS0的结构的概括图。已知的FMS0类型系统具有人机接口MMI(所述人机接口MMI包括例如键盘和显示屏，或仅仅触摸屏)和至少这样的功能(通过相关的模块采用一般方式进行显示并且采用ARINC702标准进行描述)：

·导航LOC根据地理定位装置GEOLOC来执行飞行器的最优定位，所述地理定位装置GEOLOC例如，基于地理定位或GPS的卫星、VHF无线电导航信标以及惯性单元。该模块与前述地理定位装置进行通信。因此，模块LOC计算空间中的飞行器的位置(纬度、经度和海拔)和速度。

·飞行计划FPLN输入构成要遵循的路线的概略的地理要素，例如，出发和到达过程所应用的点，路径点和航路点；

·导航数据库NAVDB包括航路点、地理路径、过程和信标。

·性能数据库PERFDB包括飞行器的空气动力性能和发动机参数；

·横向轨迹TRAJ利用飞行器的性能，同时按照约束限制(RNP)基于飞行计划的点，通过计算来构建连续的轨迹。

·预测PRED对横向轨迹构建优化的垂直廓线，并且在飞行计划的每个点处对经过时间、燃料剩余量、海拔和速度方面提供预测。

·引导GUID基于计算出的轨迹和位置来建立飞行引导命令、以在横向平面、垂直平面和速度飞行目标上对飞行器进行引导，以在跟随其三维轨迹的同时优化飞行器速度。飞行引导命令传送给自动驾驶仪。当飞行器装配有自动驾驶仪PA并且自动驾驶仪PA工作时，其将飞行引导命令改变为飞行控制指令。

·数字化数据链路DATALINK与空中交通控制中心、地面操作中心进行通信，以及在未来与其他飞行器13进行通信。

基于包括在导航数据库中的数据，通过飞行员或者通过数据链路来输入飞行计划。

随后，飞行员输入以下飞行器参数：质量、飞行计划、巡航水平的跨度、以及一个或多个最优标准，例如成本指数CI。这些输入使得模块TRAJ和PRED可以分别计算横向轨迹和垂直廓线(即，在海拔和速度方面的飞行廓线，从而例如最小化了最优标准)。

因此，在传统方式中，飞行管理系统：

-基于从下列机载传感器得到的数据来计算飞行器的位置(LOC)。

根据基于NAV DB而限定的飞行计划，利用数据库PERF DB来确定轨迹(TRAJ/PRED模块)。