[发明专利]具有低频仪表着陆系统定位信标异常检测的飞行控制系统及使用方法

说明书

本公开涉及具有低频仪表着陆系统定位信标异常检测的飞行控制系统及使用方法。提供一种用于在飞行器着陆期间检测ILS定位信标信号中的异常的飞行控制模块。飞行控制模块包括通信接口和耦连到所述通信接口的处理器。通信接口被配置为接收飞行器的惯性数据、GPS数据以及ILS定位信标偏差。处理器被配置为基于惯性数据计算惯性定位信标偏差并且基于GPS数据计算GPS定位信标偏差。处理器被配置为将ILS定位信标偏差与惯性定位信标偏差和GPS定位信标偏差的平均值进行比较，以检测ILS定位信标偏差中的低频异常。处理器被配置为当检测到低频异常时，开始从基于ILS定位信标偏差控制飞行器到基于惯性定位信标偏差控制飞行器的转变。

技术领域

本公开的领域通常涉及飞行控制系统，并且更具体地涉及利用合成惯性定位信标(localizer)偏差用于检测低频仪表着陆系统(ILS)定位信标异常的飞行控制模块。

背景技术

许多已知的飞行器具有在着陆期间控制飞行器的自动着陆系统。自动着陆系统已经变得越来越普遍，并且经常依赖于仪表飞行规则(IFR)下的仪表着陆和视觉飞行规则(VFR)下执行的着陆。已知的自动着陆系统利用各种接收器(诸如多模式接收器(MMR))以例如接收从地面发送的引导信号。例如，此类引导信号可以包括ILS信号、全球定位服务(GPS)着陆系统(GLS)信号，和/或微波着陆系统(MLS)信号。引导信号通知飞行器其相对于到跑道所需的竖直和横向路径的位置，并且直至着地(touchdown)后的滑跑(roll-out)。所需的竖直路径被称为滑翔道(glideslope)，并且横向路径被称为定位信标。滑翔道通常被定义为在超过跑道阈值1000英尺处与地面具有期望的截距的3°下降。定位信标将飞行器引导到跑道中心线。

从地面发送的引导信号由机载天线接收并且被路由到冗余的MMR。每个MMR计算路由到包括自动着陆系统的飞行控制模块的定位信标偏差和滑翔道偏差。定位信标偏差指示飞行器相对于到跑道中心线所需的路径的位置。例如，定位信标偏差可以指示飞行器距跑道中心线左侧约2°。滑翔道偏差指示飞行器相对于到跑道所需的滑翔道的位置。例如，滑翔道偏差可以指示飞行器在所需的滑翔道下方1°。飞行控制模块使用定位信标偏差和滑翔道偏差来命令自动着陆系统并且命令飞行器的控制表面。

在IFR条件下，跑道通常避免从地面发送的定位信标信号的潜在中断。这有时被称为保护关键区域。例如，当着陆飞行器进场时，滑行飞行器和地面装备被转向避开跑道。类似地，空中飞行器也被禁止飞越机场。在这些情况下，减少了跑道和周围机场的通过量。在VFR条件下，对跑道和周围机场的操作限制更宽松，即关键区域不受保护，从而允许跑道和周围机场以更高的通过量运行。在VFR条件下更频繁地使用自动着陆系统增加从地面发送的定位信标信号的中断的可能性。此类中断被称为定位信标信号异常。异常可以导致到自动着陆系统的定位信标输入的漂移，这可以进一步导致在着陆期间误导飞行器，并且最终从自动着陆转变为手动着陆。

发明内容

根据本公开的一方面，提供一种用于在飞行器着陆期间检测仪表着陆系统(ILS)定位信标信号中的异常的飞行控制模块。飞行控制模块包括通信接口和耦连到通信接口的处理器。通信接口被配置为接收用于飞行器的惯性数据、全球定位系统(GPS)数据以及ILS定位信标偏差。处理器被配置为基于惯性数据计算惯性定位信标偏差和基于GPS数据计算GPS定位信标偏差。处理器被配置为将ILS定位信标偏差与惯性定位信标偏差和GPS定位信标偏差的平均值进行比较，以便检测ILS定位信标偏差中的低频异常。处理器被配置为当检测到低频异常时，开始从基于ILS定位信标偏差控制飞行器到基于惯性定位信标偏差控制飞行器的转变。