供飛行器使用的具有集成的策略命令的飛行管理系統和操作飛行器的方法
2023-06-18 10:55:01 2
專利名稱：供飛行器使用的具有集成的策略命令的飛行管理系統和操作飛行器的方法
技術領域：
本發明領域一般涉及控制飛行中的飛行器，以及更確切地說，涉及供飛行器使用的飛行管理系統和受控空域中操作飛行器的方法。
背景技術：
至少一些已知飛行器包括飛行管理系統，並用於生成從起飛機場到目的地機場的飛行路徑以及用於使飛行器沿著生成的飛行路徑飛行。在今天的空域中，因擁塞導致的延遲是普遍的。當進入空域的飛行器的數量超過可用的空中交通資源能夠安全地處理的飛行器的數量(受限於控制器的數量和自動化的類型)時，對飛行器強制要求延遲。這些延遲通常通過指令飛行器降低速度、使用雷達矢量、或通過軌道等待(orbital hold)來實現。目前，空中交通控制器基於經驗使用平均飛行時間估計來確定要求飛行器何時離開其當前等待模式以便滿足離開等待後點(如在到達程序內)處的時間(用於測量定義的到達序列中的其它飛行器或與之合併)。至少一些已知的飛行器包括自動飛行系統，該自動飛行系統包括飛行管理系統和分離的自動駕駛系統。目前，飛行員或導航員在需要延遲機動時從空中交通控制器接收指令，並手動將策略命令輸入自動駕駛系統。該自動駕駛系統放棄飛行管理系統生成的飛行路徑，並基於策略命令通過延遲機動來操作飛行器。因為生成的飛行路徑已被放棄，所以飛行器的意向或將來位置變得不確定。因此，飛行時間將基於飛行器離開延遲機動的位置存在很大變數，從而帶來需要附加間隔緩衝的不確定性。此不確定性導致因延遲策略操作中耗費的時間增加而造成的後續飛行器的能力降低和燃油消耗增加。此外，至少一些已知的空中交通控制器可以使用基於軌跡線的操作方法來保持飛行器間隔。此方法需要知道將來的飛行器4維意向(緯度、經度、高度和時間)。已知的自動飛行系統不支持基於軌跡線的操作方法，因為自動駕駛系統放棄生成的飛行路徑以執行空中交通控制器接收的策略命令。需要一種集成的自動飛行系統，其免於實施策略命令期間的飛行器意向的非期望的不確定性。更確切地說，需要一種自動飛行系統，其基於策略命令生成指示將來飛行器軌跡線的飛行路徑，並將該飛行路徑軌跡線下行連結到地面控制器以向地面控制器提供該飛行器的時間上位置的精確描述，並使控制器能夠安全地將飛行器交通與適合的間隔合併， 以便進場並著陸在開放(active)跑道上。
發明內容
在一個實施例中，提供一種在為飛行器自動生成飛行路徑軌跡線中使用的飛行管理系統。該飛行路徑軌跡線包括多個航路點和在多個航路點的每個航路點之間延伸的多個矢量。該飛行管理系統包括處理器，該處理器配置成計算包含起始航路點和目的地航路點的第一飛行路徑軌跡線。接收指示飛行軌跡線的改變的策略命令。至少部分地基於該策略命令計算第二飛行路徑軌跡線。計算的第二飛行路徑軌跡線包括沿著第一飛行路徑軌跡線的偏離航路點、沿著第一飛行路徑軌跡線的截斷航路點、和從偏離航路點到截斷航路點的
偏尚矢量。在另一個實施例中，提供一種操作包括飛行管理系統的飛行器的方法。該方法包括由飛行管理系統計算包含起始航路點和目的地航路點的第一飛行路徑軌跡線。由在第一飛行路徑軌跡線中飛行的飛行器接收指示飛行軌跡線的改變的策略命令。該飛行管理系統至少部分地基於策略命令來計算第二飛行路徑軌跡線。該計算的第二飛行路徑軌跡線包括沿著第一飛行路徑軌跡線的偏離航路點、沿著第一飛行路徑軌跡線的截斷航路點、和從偏離航路點到截斷航路點的偏離矢量。在又一個實施例中，提供一種包括飛行管理系統的飛行器。該飛行管理系統包括處理器，該處理器配置成計算包含起始航路點和目的地航路點的第一飛行路徑軌跡線。接收指示飛行軌跡線的改變的策略命令。至少部分地基於該策略命令計算第二飛行路徑軌跡線。該計算的第二飛行路徑軌跡線包括沿著第一飛行路徑軌跡線的偏離航路點、沿著第一飛行路徑軌跡線的截斷航路點、和從偏離航路點到截斷航路點的偏離矢量。
圖I是諸如包括示範飛行管理系統(FMS)的飛行器的交通工具的側視圖2是從飛行器上方的正視視角的、由示範FMS生成的示範飛行路徑軌跡線的示意圖。
圖3是從飛行器的側視視角的、由示範FMS生成的飛行路徑軌跡線的另一個示意圖。
圖4是操作圖I所示的飛行器的示範方法的流程圖。
圖5是適於供圖I所示的飛行器使用的示範FMS的簡化示意圖。
具體實施方式
本文描述的這些示範方法和系統通過提供在生成飛行路徑軌跡線時集成所有策
略命令的飛行管理系統來克服已知自動飛行系統的至少一些缺點。而且，本文描述的飛行管理系統基於從空中交通控制器接收的策略命令計算飛行路徑軌跡線。通過基於策略命令來生成飛行路徑軌跡線，能夠基於生成的飛行路徑軌跡線確定飛行器的意向或將來位置， 這使得空中交通控制器能夠減少飛行時間到達中的不確定性以及減少飛行器之間的附加間隔緩衝。正如本文使用的，以單數形式和跟隨不定冠詞「一」引述的元件或步驟應理解為不排除多個元件或步驟，除非明確表述了這樣的排除。而且，對本發明的「一個實施例」的引述無意解釋為排除也併入所引述的特徵的額外實施例的存在。圖I是根據本發明公開的實施例的如飛行器的交通工具10的側視圖。飛行器10 包括耦合到機身14的一個或多個推進引擎12、設在機身14中的駕駛艙16、從機身14向外延伸的機翼組件18、尾翼組件20、降落組件22、用於生成飛行路徑軌跡線並使交通工具10 沿著該飛行路徑軌跡線飛行的飛行管理系統(FMS) 24(不可見)以及能夠實現交通工具10 的正確操作的多個其他系統和子系統。
圖2是從飛行器10上方正視視角的、由FMS 24生成的飛行路徑軌跡線26的示意圖。圖3是從飛行器10的側視視角的、由FMS 24生成的飛行路徑軌跡線26的另一個示意圖。在該示範實施例中，FMS24配置成計算多個飛行路徑軌跡線26。每個飛行路徑軌跡線 26包括多個航路點28和多個矢量30。每個航路點28包括4維空間中的位置，該4維空間包括3維坐標系中的點和預期的到達時間。在一個實施例中，航路點28可以包括例如,諱度坐標、經度坐標和高度坐標。在該示範實施例中，每個矢量30在相鄰航路點28之間延伸以定義飛行路徑軌跡線26。在一個實施例中，矢量30在第一航路點32與第二航路點34之間延伸，並且包括由飛行器10執行、以使飛行器10能夠從第一航路點32航行到第二航路點34從而使飛行器10在預定義的時間間隔到達第二航路點34的一系列機動。在示範實施例中，FMS 24配置成計算第一飛行路徑軌跡線36和第二飛行路徑軌跡線38。第一飛行路徑軌跡線36包括第一航路點(即，起始航路點40)、第二航路點(SP， 目的地航路點42)和從起始航路點40到目的地航路點42的至少一個矢量30。目的地航路點42可以包括例如,機場或進場點(approach point)。在示範實施例中，第一飛行路徑軌跡線36還包括第三航路點，即，位於起始航路點40與目的地航路點42之間的合併航路點 44。合併航路點44包括第一飛行路徑軌跡線36與即將到來的飛行器45的飛行路徑軌跡線26相交的點。在示範實施例中，FMS 24計算完成第一飛行路徑軌跡線36的時間間隔以及目的地航路點42和/或合併航路點44處的估計的到達時間(ETA)。當入站交通超過機場或空域的能力時，空中交通控制器(ATC)確定目的地航路點42和/或合併航路點44處的調整的到達時間，以提供飛行器10和即將到來的飛行器45之間的預定義間隔區間。在示範實施例中，FMS 24配置成接收指示合併航路點44的調整的到達時間的信號，並至少部分地基於該調整的到達時間來計算第二飛行路徑軌跡線38。在示範實施例中，FMS 24配置成計算第二飛行路徑軌跡線38來調整達到合併航路點44所需的時間間隔，從而使飛行器 10以調整的到達時間到達合併航路點44。在示範實施例中，FMS 24計算第二飛行路徑軌跡線38，該第二飛行路徑軌跡線38 包括沿著第一飛行路徑軌跡線36的偏離航路點46、沿著第一飛行路徑軌跡線36的截斷航路點48、和從偏離航路點46到截斷航路點48的偏離矢量50。在一個實施例中，第二飛行路徑軌跡線38包括返回航路點52,返回航路點52位於偏離航路點46與截斷航路點48之間以使偏離矢量50開始於偏離航路點46並延伸到返回航路點52,以及返回矢量54開始於返回航路點52並延伸到截斷航路點48。在示範實施例中，FMS 24配置成計算第二飛行軌跡線38以在偏離航路點46處從第一飛行路徑軌跡線36偏離並在截斷航路點48處返回到第一飛行路徑軌跡線36。飛行器10的操作期間，ATC確定與第一飛行路徑軌跡線36的計算的ETA不同的、 合併航路點44處的所需到達時間(RTA)。FMS 24接收指示合併航路點44處的RTA的信號， 並確定飛行器10沿著第一飛行路徑軌跡線36的當前位置。FMS 24計算來自第一飛行路徑軌跡線36的偏離航路點46，並計算第二飛行路徑軌跡線38以包括完成第二飛行路徑軌跡線38所需的時間間隔，並計算大約等於RTA的航路點44處的ETA。FMS 24基於偏離矢量 50的長度、返回矢量54的長度、飛行器10的速度和任何外部影響(例如但不限於風的速度和方向)計算合併航路點44處的ETA。在一個實施例中，FMS 24配置成計算沿著第一飛行路徑軌跡線36的截斷航路點48，以及計算在完成第二飛行路徑軌跡線38之後使飛行器10返回到第一飛行路徑軌跡線36的偏離矢量50。FMS 24使飛行器10機動以在偏離航路點46處進入第二飛行路徑軌跡線38並使飛行器10在截斷航路點48處返回到第一飛行路徑軌跡線36。在示範實施例中，FMS 24接收指示調整飛行器10的飛行路徑軌跡線26的策略命令的信號。在一個實施例中，ATC向FMS 24傳送指不該策略命令的信號。作為備選,飛行員或導航員可以在例如從ATC接收到適合的消息之後將策略命令輸入到FMS 24中。在示範實施例中，FMS 24配置成至少部分地基於該策略命令來計算第二飛行路徑軌跡線38。在一個實施例中，FMS 24基於策略命令計算目的地航路點42和/或合併航路點44處的ETA， 並向ATC傳送指示計算的ETA的信號。ATC將計算的ETA與所需的到達時間比較，並在計算的ETA大約等於目的地航路點42和/或合併航路點44處的RTA時對飛行器10解除策略命令。在一個實施例中，FMS 24從ATC接收到指示可能與飛行器10的第一飛行路徑軌跡線36相交的即將到來的飛行器45的飛行路徑軌跡線56的信號。FMS 24配置成計算第二飛行路徑軌跡線38，其包括即將到來的飛行器45與飛行器10之間的淨空距離58和/或淨空時間，以規避即將到來的飛行器45的。在示範實施例中，FMS 24接收包括指向矢量命令60的策略命令。FMS 24配置成至少部分地基於指向矢量命令60來計算第二飛行路徑軌跡線38。在示範實施例中，FMS 24 配置成計算偏離矢量50，從而以預定義的時間間隔62保持指向矢量命令60。FMS 24還配置成計算完成第二飛行路徑軌跡線38的時間並計算可選擇的航路點(如截斷航路點48、目的地航路點42和/或合併航路點44)處的ETA。作為備選，FMS 24配置成接收指示目的地航路點42和/或截斷航路點48處的RTA的信號，並計算保持指向矢量命令60以滿足截斷航路點48和/或目的地航路點42處的RTA的時間間隔62。在備選實施例中，FMS 24接收包括空速矢量命令64的策略命令。FMS 24配置成基於策略空速矢量命令64來計算第二飛行路徑軌跡線38。FMS 24還配置成計算完成第二飛行路徑軌跡線38的時間量,並計算截斷航路點48和/或目的地航路點42處的ETA。在一個實施例中，FMS 24接收包括高度矢量命令66的策略命令。FMS 24配置成基於策略高度矢量命令66來計算第二飛行路徑軌跡線38。在示範實施例中，FMS 24配置成計算以預定義時間間隔68保持高度矢量命令66的偏離矢量50，並計算截斷航路點48和 /或目的地航路點42處的ETA。在一個實施例中，FMS 24配置成接收指示目的地航路點42 和/或截斷航路點48處的RTA的信號，並計算保持高度矢量命令66以滿足截斷航路點48 和/或目的地航路點42處的RTA的時間間隔68。在一個實施例中，FMS 24配置成計算包括即將到來的飛行器45與飛行器10之間的淨空高度的偏離矢量50。在備選實施例中，FMS 24接收包括飛行路徑傾角命令或垂直速度命令的策略命令 70。FMS 24配置成基於策略命令70計算第二飛行路徑軌跡線38，並計算截斷航路點48和 /或目的地航路點42處的ETA。在示範實施例中，FMS 24配置成至少部分地基於諸如引擎性能、飛行器運行重量 (operational weight)和/或環境因素(例如風向、風速和/或空氣密度)的性能參數來計算飛行器10的策略性能包絡。正如本文使用的，術語「策略性能包絡」是指基於飛行器性能參數的有關策略命令的操作能力的範圍。該操作能力的範圍可以包括但不限於包含最大高度、最小高度、最大空速、最小空速、最大飛行路徑傾角、最小飛行路徑傾角、最大垂直
6速度和/或最小垂直速度。在示範實施例中，FMS 24從ATC接收策略命令70，並且將確定接收的策略命令是否在有關接收的策略命令的策略性能包絡內。如果接收的策略命令不在該策略性能包絡內，則FMS 24將通知飛行員，並計算第二飛行路徑軌跡線38，以使偏離矢量50和/或返回矢量54在該策略性能包絡內。在一個實施例中，飛行員可以手動選擇策略命令來操作策略性能包絡外的飛行器10。圖4是操作飛行器10的示範方法200的流程圖。在示範實施例中，方法200包括計算202第一飛行路徑軌跡線36，該第一飛行路徑軌跡線36包括起始航路點40和目的地航路點42。由FMS 24接收204指示飛行軌跡線的改變的策略命令。FMS 24確定206飛行器10沿著第一飛行路徑軌跡線36的當前位置。FMS 24還至少部分地基於接收的策略命令計算208第二飛行路徑軌跡線38，該第二飛行路徑軌跡線38包括沿著第一飛行路徑軌跡線 36的偏離航路點46、沿著第一飛行路徑軌跡線36的截斷航路點48、來自偏離航路點46的偏離矢量50、和從偏離矢量50到截斷航路點48的返回矢量54。在一個實施例中，FMS 24從ATC接收210目的地航路點42的RTA。FMS 24計算 212滿足目的地航路點42處的RTA的第二飛行路徑軌跡線38。作為備選，FMS 24接收當前飛行器位置下遊的可選擇的航路點(例如，截斷航路點48)處的RTA，並計算滿足截斷航路點48處的RTA的偏離矢量50。在備選實施例中，FMS 24從ATC接收第一策略命令，並基於接收的第一策略命令、 飛行器的當前位置、目標速度、風及溫度數據來計算完成第二飛行路徑軌跡線38的時間間隔。FMS 24基於完成第二飛行路徑軌跡線38的計算的時間來計算目的地航路點42處的 ETA。FMS 24向ATC傳送指示計算的ETA的信號。ATC確定計算的ETA是否在預定義的RTA 範圍內，並傳送第二策略命令以將該ETA調整到預定義的RTA範圍內。FMS 24從ATC接收第二策略命令，並基於接收的第二策略命令來計算第二飛行路徑軌跡線38以將第二飛行路徑軌跡線38，的計算的ETA調整到預定義的RTA範圍內。在一個實施例中，FMS 24接收包含指向矢量命令60的策略命令，並計算偏離矢量 50從而以預定義的時間間隔保持指向矢量命令60。FMS 24計算完成第二飛行路徑軌跡線 38的時間量，並計算到截斷航路點48的ETA。作為備選，FMS 24從ATC接收目的地航路點 42處的RTA，以及計算以滿足目的地航路點42處的RTA的時間間隔42保持指向矢量命令 60的偏尚矢量50。在備選實施例中，FMS 24接收包含高度矢量命令66的策略命令，計算以預定義的時間間隔保持高度矢量命令的偏離矢量50，並計算到截斷航路點48的ETA。作為備選，FMS 接收截斷航路點48處的RTA，並計算保持高度矢量命令以滿足目的地航路點42處的RTA的偏尚矢量50。在一個實施例中，FMS 24接收包括空速矢量命令64的策略命令。FMS 24基於接收的策略空速矢量命令64計算第二飛行路徑軌跡線38，並計算完成第二飛行路徑軌跡線 38的時間量。在備選實施例中，FMS 24接收包含高度矢量命令66的策略命令，並基於接收的高度矢量命令66計算第二飛行路徑軌跡線38，以及計算截斷航路點48處的ETA。在另一個備選實施例中，FMS 24接收包含飛行器路徑傾角或垂直速度命令70的策略命令，並基於接收的飛行路徑傾角或垂直速度命令70來計算第二飛行路徑軌跡線38。
圖5是FMS 24的簡化示意圖。在示範實施例中，FMS 24包括控制器300，控制器 300包括處理器302和存儲器304。處理器302和存儲器304經由總線306在通信上耦合到輸入-輸出(I/O)單元308，輸入-輸出(I/O)單元308還經由總線311或多個專用總線在通信上耦合到多個子系統310。在多種實施例中，子系統310可以包括引擎子系統312、 通信子系統314、駕駛艙顯示和輸入子系統316、自動飛行子系統318、軌跡線參考子系統和 /或導航子系統320。還可能存在未提到的其他子系統和更多或更少的子系統310。在示範實施例中，引擎子系統312配置成生成自動油門信號以使用引擎12控制飛行器10的速度。控制器300配置成從一個或多個FMS子系統接收輸入信號並生成可以用於控制燃氣渦輪引擎的油門、電動機的轉矩和/或速度、或內燃機的功率輸出的信號。自動飛行子系統318配置成控制飛行面(flight surface)致動器，飛行面致動器更改飛行器 10的路徑以遵循FMS 24提供的飛行路徑軌跡線26。導航子系統320向控制器300提供當前位置信息。通信子系統314提供ATC與控制器300之間的通信以及用於向ATC傳送信號以及從ATC接收信號。在示範實施例中，駕駛艙顯示和輸入子系統316包括顯示導航信息、飛行器飛行參數信息、燃油和引擎狀態和其他信息的駕駛艙顯示器。駕駛艙顯示和輸入子系統316還包括多種控制面板，飛行員或導航員可以通過這些控制面板、在例如從空中交通控制器接收了適合的消息之後向FMS 24輸入策略命令。正如本文所使用的，控制面板是指與人直接交互的計算機裝置，例如但不限於鍵盤、滑鼠、軌跡球、觸摸板、觸控筆(pointing stick)、 繪圖板、遊戲杆、驅動或飛行模擬器裝置、變速杆(gear stick)、方向盤、腳踏板、觸覺手套和手勢接口。在示範實施例中，駕駛艙顯示和輸入子系統316包括用於接收指向矢量命令的指向命令輸入322、用於接收空速矢量命令的空速矢量命令輸入324、用於接收高度矢量命令的垂直速度/飛行命令輸入326和用於接收高度矢量命令的高度矢量命令輸入328。 作為備選，駕駛艙顯示和輸入子系統316包括使FMS 24能夠按本文描述的實現功能的任何適合的策略命令輸入。雖然圖5圖示用於執行方法300 (如圖4所示)的具體體系結構，但是還能夠使用 FMS 24的其他架構。在示範實施例中，用於執行方法300的計算機指令連同地圖、航路點、等待模式和對於確定期望的飛行路徑、航路點、轉向和其他飛行器機動有用的其他信息駐留在存儲器 304中。當FMS 24執行方法300時，它使用來自導航子系統320的信息和存儲在存儲器 304中的飛行器性能信息。此類信息方便地由飛行員或導航員經由駕駛艙顯示和輸入子系統316輸入，從ATC接收，和/或從非瞬態計算機可讀介質(例如包含此類信息、從板外控制系統接收的信號或其組合的CD ROM)。在示範實施例中，FMS 24可以配置成命令自動飛行子系統318在無人員直接介入的情況下移動飛行舵面以實現沿著飛行路徑軌跡線26的飛行。作為備選，如果脫離自動飛行，則FMS 24可以經由例如駕駛艙顯示和輸入子系統316中的顯示器向飛行員提供航向改變方向或建議，當飛行員遵照時，使得飛機沿著飛行路徑軌跡線26飛行。控制器300可以包含在單機運行硬體裝置中或可以是專門在FMS 24或其他交通工具系統上執行的固件和 /或軟體結構。如本文所使用的，術語處理器是指，中央處理器、微處理器、微控制器、精簡指令集電路(RISC)、專用集成電路(ASIC)、邏輯電路、和能夠執行本文描述的功能的任何其他電路或處理器。正如本文使用的術語「軟體」和「固件」是可互換的，並且包括存儲器中存儲以被處理器320執行的任何電腦程式，存儲器包括RAM存儲器、ROM存儲器、EPROM存儲器、 EEPROM存儲器和非易失性RAM(NVRAM)存儲器。上面的存儲器類型僅是示範性的，並因此並非針對可用於存儲電腦程式的存儲器的類型的限制。正如基於前文說明書將意識到的，本發明公開的上述實施例可以使用電腦程式編程技術或工程技術來實現，電腦程式編程技術或工程技術包括計算機軟體、固件、硬體或其任何組合或子集，其中技術效果提供為由飛行器上的高效自動化計算來替代空中交通控制器目前執行的人工且常常不精確計算。根據本發明公開的論述的實施例，具有計算機可讀代碼部件的任何此類結果程序可以包含在一個或多個計算機可讀介質之內或在一個或多個計算機可讀介質之內提供，由此製成電腦程式產品，即製造品。該計算機可讀介質可以是例如但不限於固定(硬)驅動器、軟盤、光碟、磁帶、諸如只讀存儲器(ROM)的半導體存儲器、和/或如網際網路或其他通信網絡或鏈路的任何傳送/接收介質。包含該計算機代碼的製造品可以通過從一個介質直接執行該代碼、將該代碼從一個介質複製到另一個介質、或在網絡上傳送該代碼來製作和/或使用。本文描述的系統、方法和裝置的示範技術效果包括如下的至少其中之一 (a)由飛行管理系統計算包含起始航路點和目的地航路點的第一飛行路徑軌跡線；(b)由在第一飛行路徑軌跡線中飛行的飛行器接收指示飛行軌跡線的改變的策略命令；(C)確定飛行器沿著第一飛行路徑軌跡線的當前位置；(d)由飛行管理系統至少部分地基於策略命令來計算第二飛行路徑軌跡線。供飛行器使用的飛行管理系統的上述實施例提供成本有效且可靠的部件，以用於提供基於策略命令計算飛行器路徑軌跡線從而滿足飛行器的前方航路點處所需的到達時間的自動化方法。更確切地說，本文描述的方法和系統通過基於可能的策略命令生成飛行路徑軌跡線來利於確定飛行器的意向或將來位置。此外，上述方法和系統利於降低飛行時間到達中的不確定性和繁忙空域中飛行器的總燃油消耗，這能夠實現更精確的飛行器間隔和降低控制器工作負荷。因此，本文描述的方法和系統利於以成本有效且可靠的方式操作飛行器。上文詳細地描述了用於飛行器中使用的飛行管理系統的方法、系統和裝置的示範實施例。該系統、方法和裝置並不局限於本文描述的特定實施例，而更確切地，系統的部件和/或方法的步驟可以與本文描述的其他部件和/或步驟獨立且分離地被利用。例如，這些方法還可以與其他飛行管理系統和方法組合使用，並不局限於僅與本文描述的飛行器引擎系統和方法結合來實踐。更確切地，該示範實施例可以結合很多其他推進系統應用來實現和利用。雖然在一些附圖中示出本發明的多種實施例的特定特徵而在另一些附圖中未示出，但是這只是出於方便的目的。根據本發明的原理，附圖的任何特徵可以與任何其他附圖的任何特徵組合來引用和/或要求權利。本書面描述使用示例來公開包括最佳模式的本發明，以及還使本領域技術人員能實踐本發明，包括製作和使用任何裝置或系統及執行任何結合的方法。本發明可取得專利的範圍由權利要求確定，且可包括本領域技術人員想到的其它示例。如果此類其它示例具有與權利要求字面語言無不同的結構要素，或者如果它們包括與權利要求字面語言無實質不同的等效結構要素，則它們規定為在權利要求的範圍之內。配件列表
權利要求
1.一種在為飛行器(10)自動生成飛行路徑軌跡線(26)中使用的飛行管理系統(24)， 所述飛行路徑軌跡線包括多個航路點(28)和在所述多個航路點的每個航路點之間延伸的多個矢量(30)，所述飛行管理系統包括處理器(302)，所述處理器(302)配置成計算第一飛行路徑軌跡線(36)，所述第一飛行路徑軌跡線(36)包括起始航路點(40) 和目的地航路點(42)；接收指示飛行軌跡線的改變的策略命令；以及至少部分地基於所述策略命令計算第二飛行路徑軌跡線(38)，所計算的第二飛行路徑軌跡線包括沿著所述第一飛行路徑軌跡線的偏離航路點、沿著所述第一飛行路徑軌跡線的截斷航路點(48)、和從所述偏離航路點(46)到所述截斷航路點的偏離矢量。
2.根據權利要求I所述的飛行管理系統(24)，其中，所述處理器(302)還配置成計算滿足沿著所述第二飛行路徑軌跡線(38)的可選擇航路點(28)處的所需的到達時間(RTA) 的所述偏離矢量(50)。
3.根據權利要求I所述的飛行管理系統(24)，其中，所述處理器(302)還配置成接收沿著所述第一飛行路徑軌跡線(36)的合併航路點(44)處的RTA;以及計算滿足所述合併航路點處的所述RTA的所述第二飛行路徑軌跡線(38)。
4.根據權利要求I所述的飛行管理系統(24)，其中，所述策略命令(70)包括指向矢量命令(60)，所述處理器(302)還配置成計算所述第二飛行路徑軌跡線(38)，所述第二飛行軌跡線包括包含以預定義的時間間隔保持所述指向矢量的偏離矢量(50)。
5.根據權利要求4所述的飛行管理系統(24)，其中，所述處理器(302)還配置成計算保持所述指向矢量以滿足所述目的地航路點(42)處的RTA的時間間隔。
6.根據權利要求I所述的飛行管理系統(24)，其中，所述策略命令(70)包括高度矢量命令(64)，所述處理器(302)還配置成計算包括以預定義時間間隔保持所述高度的偏離矢量。
7.根據權利要求I所述的飛行管理系統(24)，其中，所述策略命令(70)包括空速矢量命令(64)，所述處理器(302)還配置成基於所述策略空速命令來計算所述第二飛行路徑軌跡線(38)。
8.根據權利要求I所述的飛行管理系統(24)，其中，所述策略命令(70)包括飛行路徑傾角命令和垂直速度命令之一。
9.一種飛行器(10)，包括包含處理器(302)的飛行管理系統(24)，所述處理器配置成計算第一飛行路徑軌跡線(36)，所述第一飛行路徑軌跡線(36)包括起始航路點(40) 和目的地航路點(42)；接收指示飛行軌跡線的改變的策略命令(70);以及至少部分地基於所述策略命令計算第二飛行路徑軌跡線(38)，所計算的第二飛行路徑軌跡線包括沿著所述第一飛行路徑軌跡線的偏離航路點(46)、沿著所述第一飛行路徑軌跡線的截斷航路點(48)、和從所述偏離航路點到所述截斷航路點的偏離矢量。
10.根據權利要求9所述的飛行器(10)，其中，所述策略命令(70)包括指向矢量命令 (60)，所述處理器(302)還配置成計算所述第二飛行路徑軌跡線(38)，所述第二飛行路徑軌跡線(38)包含包括以預定義時間間隔保持所述指向矢量的偏離矢量(50)。
全文摘要
本發明名稱為「供飛行器使用的具有集成的策略命令的飛行管理系統和操作飛行器的方法」。提供一種在為飛行器(10)自動生成飛行路徑軌跡線(26)中使用的飛行管理系統(24)。該飛行路徑軌跡線包括多個航路點(28)和在多個航路點的每個航路點之間延伸的多個矢量(30)，該飛行管理系統包括處理器(302)，該處理器配置成計算包含起始航路點(40)和目的地航路點(42)的第一飛行路徑軌跡線(36)，接收指示飛行軌跡線的改變的策略命令，以及至少部分地基於策略命令計算第二飛行路徑軌跡線(38)，計算的第二飛行路徑軌跡線包括沿著第一飛行路徑軌跡線的偏離航路點、沿著第一飛行路徑軌跡線的截斷航路點(48)、和從偏離航路點(46)到截斷航路點的偏離矢量。
文檔編號G05D1/10GK102591354SQ20121001405
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月6日 優先權日2011年1月7日
發明者R·L·沃特 申請人:通用電氣航空系統有限責任公司