BR102012016235A2 - Método para selecionar dados climáticos - Google Patents

Abstract

MÉTODO PARA SELECIONAR DADOS CLIMÁTICOS. Trata-se de um método (100) para selecionar dados climáticos para uso em pelo menos um dentre um sistema de gerenciamento de voo (FMS) de uma aeronave e um estação em terra que inclui selecionar um conjunto reduzido de pontos de dados climáticos (110) e enviar o conjunto reduzido a pelo menos um dentre o FMS e a estação em terra (112) e considerar uma trajetoria da aeronave (106) ao determinar quais pontos de dados incluir no conjunto reduzido.

Description

“MÉTODO PARA SELECIONAR DADOS CLIMÁTICOS” Antecedentes da Invenção

Em muitas aeronaves comerciais, dados meteorológicos em pontos de controle ao longo de uma trajetória de voo de aeronave podem ser 5 considerados para a determinação de um horário previsto de chegada e queima de combustível durante o voo de uma aeronave. Por exemplo, um sistema de gerenciamento de voo (FMS) pode considerar a direção do vento, a velocidade do vento e os dados de temperatura transferidos por upload para o FMS a partir de uma estação em terra por meio de um sistema de 10 comunicações enquanto a aeronave está em voo ou inseridos pelo piloto.

Embora a quantidade dos dados meteorológicos disponíveis seja grande e possa incluir múltiplos pontos ao longo ou próximo da trajetória de voo de aeronave, há limites práticos para o uso em tempo real dessa grande quantidade de dados. Por exemplo, o FMS pode ser limitado pelo número de 15 pontos de dados em que os dados climáticos podem ser inseridos. Tipicamente, os dados de trajetória de voo são fornecidos ao FMS como o ponto de partida, o ponto final e, talvez, um ou alguns pontos de controle em rota. Tais limitações nos dados podem limitar a precisão de previsões de trajetória de FMS com base nos dados. Outra limitação prática é o custo 20 relativamente alto da transmissão dos dados para a aeronave, o que é atualmente feito através de transmissão através de um sistema de comunicações proprietário com base em assinatura, como Sistema de Relatório e Endereçamento de Comunicações de Linha Aérea (ACARS).

Breve Descrição da Invenção Em uma realização, um método para selecionar dados climáticos

para uso em pelo menos um dentre um sistema de gerenciamento de voo (FMS) de uma aeronave e uma estação em terra inclui gerar uma trajetória de aeronave de referência com o uso de um conjunto de dados de referência que compreende pontos de dados a partir de um banco de dados climáticos, em que os pontos de dados compreendem uma posição espacial com dados climáticos associados, gerar uma trajetória de aeronave aproximada com o uso de um conjunto de dados reduzido que compreende menos pontos de dados 5 do que o conjunto de dados de referência, comparar a trajetória de aeronave de referência com a trajetória de aeronave aproximada, determinar pelo menos uma diferença entre a trajetória de aeronave de referência e a trajetória de aeronave aproximada com base na comparação, selecionar um ponto de dados do banco de dados climáticos correspondente à pelo menos uma diferença 10 determinada, e fornecer ao pelo menos um dentre o FMS e a estação em terra os dados climáticos associados do ponto de dados selecionados.

Em outra realização, um método de seleção de dados climáticos em pelo menos um sistema de gerenciamento de voo (FMS) de uma aeronave e uma estação em terra inclui gerar uma trajetória de aeronave de referência 15 com o uso de um conjunto de dados de referência que compreende pontos de dados a partir de um banco de dados climáticos, em que os pontos de dados compreendem uma posição espacial com dados climáticos associados, b) gerar uma trajetória de aeronave com o uso de um conjunto de dados reduzido que compreende menos pontos de dados que o conjunto de dados de 20 referência, c) comparar a trajetória de aeronave de referência com a trajetória de aeronave aproximada, d) determinar pelo menos uma diferença entre a trajetória de aeronave de referência e a trajetória de aeronave aproximada com base na comparação, e) selecionar um ponto de dados a partir de um banco de dados climáticos correspondente à pelo menos uma diferença, f) substituir um 25 ponto de dados no conjunto de dados reduzido por um ponto de dados selecionado, g) repetir as etapas de b a f até que a pelo menos uma diferença determinada satisfaça o limite de erro predeterminado, e h) fornecer ao sistema de gerenciamento de voo os dados climáticos a partir de pelo menos alguns dos pontos de dados no conjunto de dados reduzido.

Breve Descrição dos Desenhos Nos desenhos:

A Figura 1 é uma ilustração gráfica esquemática de uma trajetória de aeronave para implantação de uma trajetória de voo para uma aeronave.

A Figura 2 é um fluxograma de um método de acordo com a primeira realização da invenção

A Figura 3 é ilustração gráfica de um exemplo de determinação de uma diferença entre trajetórias de acordo com o fluxograma na Figura 2.

A Figura 4 é um fluxograma de um método de acordo com a

segunda realização da invenção.

Descrição das Realizações da Invenção Um plano de voo para uma aeronave, em geral, inclui uma subida, um cruzeiro e uma descida. Quando descrito no contexto de uma trajetória de 15 voo completa, da decolagem á aterrisagem, a invenção é aplicável a todas ou qualquer porção da trajetória de voo completa, incluindo atualizações em voo para uma trajetória de voo original. Para os propósitos desta descrição, o exemplo de trajetória de voo completa será usado.

A maioria das aeronaves contemporâneas inclui um sistema de 20 gerenciamento de voo (FMS) para gerenciar uma trajetória de rota de voo 10 e pilotar a aeronave ao longo da trajetória de rota de voo 10. O FMS pode gerar automaticamente uma trajetória de rota de voo 10 para a aeronave com base em comandos, dados de pontos de rota, e informações adicionais como dados climáticos, todos os quais podem ser recebidos diretamente de um Centro de 25 Operação de Linhas Aéreas (AOC) ou do piloto. Tais informações podem ser enviadas à aeronave com o uso de um enlace de comunicação. O enlace de comunicação pode ser qualquer variedade de mecanismo de comunicação, incluindo, mas não limitado a, rádio por pacotes e enlace de satélite. A título de exemplo não limitador, Sistema de Relatório e Endereçamento de Comunicação de Linha Aérea (ACARS) é um sistema digital de enlace de dados para transmitir mensagens entre aeronaves e estações em terra por meio de rádio ou satélite. As informações podem ser também inseridas pelo piloto.

A Figura 1 é uma ilustração esquemática de uma trajetória de voo para uma aeronave na forma de uma trajetória de aeronave 10. A trajetória se inicia no ponto inicial de trajetória 12, como o aeroporto de partida, e termina no ponto final de trajetória 14, como um aeroporto de destino. O percurso entre o 10 ponto inicial 12 e o ponto final 14 inclui uma fase de subida 16, uma fase de cruzeiro 18 e uma fase de descida 20, as quais são todas incluídas na trajetória 10.

As fases de subida, cruzeiro e descida são normalmente inseridas em um FMS como pontos de dados. Para os propósitos desta descrição, o termo ponto de dados pode incluir qualquer tipo de pontos de dados, incluindo pontos de rota, pontos de rota em voo, e altitudes e não é limitado a uma localização geográfica específica. Por exemplo, o ponto de dados pode ser somente uma altitude ou pode ser uma localização geográfica específica, o que pode ser representado por qualquer sistema de coordenadas, como longitude e latitude. A título de exemplo não limitador, um ponto de dados pode ser em 3D ou 4D; uma descrição quadrimensional da trajetória de aeronave 10 define onde no espaço tridimensional, a aeronave está em um dado ponto qualquer no tempo. Cada um dos pontos de dados pode incluir informações associadas, como dados climáticos que podem incluir dados de temperatura e dados do vento.

Para a fase de subida 16, um ponto de dados correspondente à altitude A no topo da subida 22 pode ser inserido; para a fase de cruzeiro 18, pontos de rota em voo B podem ser inseridos; e para a fase de descida 20, várias altitudes podem ser inseridas a partir do topo da descida 24. Após a decolagem, uma aeronave tipicamente permanece na fase de subida 16 até o topo da subida 22 e, em seguida, segue os pontos de rota em voo durante a fase de cruzeiro 18 ao topo da descida 24, onde inicia, então, a fase de descida 5 20. As altitudes A na fase de subida 16 e na fase de descida 20 são pontos de rota no sentido que a aeronave está alcançando sua trajetória 10 a tais altitudes durante essas fases. Os pontos de rota em voo B podem ser selecionados com base na localização de auxílios de navegação em terra (Navaids) ao longo da trajetória 10 da aeronave. Pode ser entendido que, 10 durante a fase de cruzeiro 18, pode haver algumas mudanças em altitude especialmente para voos transcontinentais onde uma aeronave pode mudar sua elevação para tirar vantagem do impacto dos ventos predominantes, como corrente de jato, para subir a altas altitudes conforme o combustível é consumido, ou para evitar turbulência.

Pseudopontos de rota P podem também ser incluídos na trajetória

10 e são pontos de referência artificiais criados para algum propósito relevante para o parâmetro da trajetória 10 e não são limitados a auxílios de navegação em terra. Podem ser definidos antes ou depois de pontos de dados para a trajetória terem sido estabelecidos. Pseudopontos de rota podem ser definidos 20 de vários modos, como pela latitude e longitude ou por uma distância específica ao longo da atual trajetória, como um ponto de rota ao longo do percurso.

Os dados climáticos podem ser registrados a partir de qualquer dos pontos de dados Tais dados climáticos melhoram as predições de voo do 25 FMS. Os dados climáticos podem ser obtidos a partir de um banco de dados que pode conter dados climáticos em tempo real ou dados climáticos previstos. Tais bancos de dados climáticos podem conter informações referentes a certos fenômenos relacionados ao clima (por exemplo, velocidade do vento, direção do vento, temperatura, entre outros) e dados pertinentes à visibilidade (por exemplo, enevoado, nublado, etc.), precipitação (chuva, granizo, neve, chuva congelante, etc) e outras informações meteorológica. Pelo fato de temperatura, direção do vento, e velocidade do vento terem que ser levados em conta para 5 cálculos de trajetória para assegurar que a aeronave possa de modo preciso, adaptar-se à trajetória desejada, o banco de dados climáticos pode incluir modelos em 3D de temperatura e vento em tempo real bem como dados previstos em 4D. O banco de dados climáticos pode armazenar tais dados climáticos em tempo real ou previstos com base em uma latitude, longitude e 10 altitude específicas.

Embora seja tipicamente mais preciso usar dados climáticos a partir de um ponto de dados do banco de dados climáticos correspondentes ao ponto de dados desejado na trajetória, nem toda latitude, longitude e altitude podem ser consideradas no banco de dados e pode haver uma resolução mais 15 precisa de dados climáticos para pontos sobre o terreno nos Estados Unidos e Europa, por exemplo, dados climáticos a cada 2 km, e uma resolução menos precisa para pontos sobre o oceano Atlântico. Cada ponto de dados do banco de dados climáticos não se encontra necessariamente na trajetória 10. Quando o banco de dados climáticos não tem um ponto de dados que corresponde ao 20 ponto de dados na trajetória, os dados climáticos disponíveis podem ser interpolados para obter dados climáticos localizados na trajetória e os dados climáticos interpolados podem ser registrados no FMS.

É importante tem dados climáticos precisos porque uma representação próxima dos perfis climáticos nos arredores da trajetória de uma 25 aeronave irá produzir previsões de FMS mais precisas, resultando daí em estimativas melhoradas do uso de combustível da aeronave e horário de chegada. Dados climáticos mais atualizados usados para preparar os perfis climáticos irão, tipicamente, resultar em um perfil climático mais preciso. Entretanto, a habilidade de submeter todos os dados climáticos relevantes a partir de um banco de dados climáticos ao FMS de uma estação em terra pode ser restrita pelo próprio FMS, já que o FMS tipicamente limita o número de pontos de dados na trajetória de voo para a qual dados climáticos 5 podem ser registrados e, finalmente, usados na previsão de trajetória. Por exemplo, um FMS pode permitir que dados climáticos sejam inseridos somente em pontos de rota em voo e também um número limitado de altitudes na subida e/ou descida. Em muitos FMS, o número total de ponto de dados permitido é menor que 10, enquanto o banco de dados climáticos pode ter centenas de 10 pontos de dados relevantes para a trajetória. Desse modo, fornecer dados climáticos precisos pode ser um desafio, porque o FMS tem um número limitado de pontos de dados que pode receber.

Além disso, a atualidade dos dados climáticos é limitada porque o enlace de comunicação da terra para a aeronave pode ter uma amplitude 15 limitada disponível para transmitir dados climáticos extensivos relacionados à trajetória de voo da aeronave, e, em qualquer incidente, pode ser oneroso comunicar grande quantidade de dados digitais à aeronave. A maioria dos sistemas atuais são com base em assinaturas, que tem altas taxas para assinantes para transmissão de dados. A título de exemplo não limitador, existe 20 atualmente uma cobrança por caractere ou byte enviado por ACARS. Desse modo, o custo de comunicação de dados climáticos atualizados ao FMS é também uma limitação prática. A falta de dados climáticos atualizados se torna mais problemático conforme a duração do voo aumenta.

A previsão de trajetória mais precisa pelo FMS seria a que usou todos os dados climáticos disponíveis ao longo da trajetória de rota de voo. Entretanto, a limite nos pontos de dados que podem ser registrados no FMS, o custo de envio de dados em tempo real à aeronave, e a falta de dados climáticos exatos ao longo do plano de voo impõe limitações sobre dados climáticos precisos sendo usados no FMS e a atualização em tempo real dos dados climáticos. A invenção aborda as restrições associadas com as limitações práticas pelo fornecimento de um conjunto de pontos de dados climáticos reduzido ao FMS que retêm atributos climáticos chaves, permitindo 5 assim que o FMS melhore suas previsões de voo com base nessas informações.

Uma realização do método da invenção determina e envia ao FMS um conjunto de ponto de dados climáticos reduzido de modo que uma trajetória aproximada prevista pelo FMS com o uso do conjunto de dados 10 climáticos reduzido é uma boa aproximação de uma previsão da mesma trajetória quando todos os dados disponíveis de vento e temperatura relevantes à trajetória de rota de voo são considerados. Mais especificamente, essa realização pode ser de modo geral, descrita como para, prevenir uma trajetória de referência a partir de todos os pontos de dados relevantes, prevenir uma 15 trajetória aproximada com um conjunto de dados climáticos reduzido, identificar uma ou mais localizações de maior diferença entre a trajetória de referência e a trajetória aproximada, e incluir no conjunto de pontos de dados reduzido e seus dados climáticos associados a partir de um banco de dados climáticos para a localização de maiores diferenças, que pode ser feito por adição aos pontos de 20 rota ou substituição dos mesmos no conjunto reduzido. O termo “trajetória aproximada” nesse contexto refere-se à trajetória que é gerada de conjunto de dados climáticos reduzido, o que é para ser diferenciada da trajetória de referência que é gerada do conjunto completo de dados climáticos disponíveis. Em um exemplo específico não limitador, a trajetória aproximada refere-se à 25 trajetória calculada com o uso do mesmo modelo matemático, mas com um número reduzido de ponto de dados climáticos ao ser comparado com uma trajetória de referência que é gerada a partir de um conjunto completo de pontos de dados climáticos disponíveis. De acordo com essa realização da invenção, a Figura 2 ilustra um método 100 para fornecer um conjunto de pontos de dados climáticos reduzido para uma trajetória de aeronave ao FMS. A seqüência de etapas mostrada é com propósitos ilustrativos somente, e não tem intenção de limitar o método 5 100 de modo algum já que é entendido que as etapas podem proceder em uma ordem lógica diferente ou adicional ou que etapas intervenientes podem ser incluídas sem depreciar a invenção. É contemplado que tal método 100 pode ser executado em um sistema em terra e que respostas relevantes podem ser enviadas ao FMS da aeronave através de um enlace de comunicação.

O método 100 pode começar com a geração de uma trajetória de

referência com o uso de um conjunto de dados de referência em 102. A trajetória de aeronave de referência pode ser gerada com o uso de um conjunto de dados de referência que inclua todos os pontos de dados disponíveis a partir de um banco de dados climáticos ao longo da trajetória. Será entendido 15 que o método 100 pode servir para uma trajetória que inclua uma trajetória de aeronave inteira ou uma trajetória que compreenda qualquer uma dentre uma fase de subida 16, uma fase de cruzeiro 18 e uma fase de descida 20.

A trajetória de referência pode ser gerada a 102 por um sistema separado de predição de trajetória em terra que pode levar em consideração 20 todos os dados climáticos disponíveis ao longo da trajetória bem como dados de desempenho de aeronave, e um banco de dados de navegação. No mínimo, esse sistema de predição pode gerar uma trajetória de referência levando em consideração mais dados climáticos que um FMS seria capaz de fazer uso, o que significa dizer que os pontos de dados usados para gerar uma trajetória de 25 referência irão incluir mais pontos que os pontos de rota em voo e/ou altitudes. O sistema irá obter dados climáticos ao longo da trajetória a partir de um banco de dados climáticos se é parte do sistema, ou a partir de um provedor climático para uma atualização climática tridimensional ou quadrimensional ao longo da trajetória. O ponto de dados climáticos pode ser considerado de estar ao longo da trajetória se o ponto de dados climáticos se encontra dentro de uma distância geográfica predeterminada da trajetória. A título de exemplo não limitador, os pontos de dados climáticos extraídos para uma trajetória 5 específica pode estar dentro de uma faixa de 2 a 5 quilômetros da localização da trajetória. Pontos de dados climáticos na trajetória podem também ser interpolados dos outros pontos de dados climáticos que determinam a trajetória. Os pontos de dados climáticos podem incluir pelo menos um de: velocidade do vento, direção do vento, temperatura do ar, humidade, e 10 elementos de dados de pressão barométrica.

Os dados de desempenho de aeronave podem incluir o modelo de envelope de voo da aeronave (velocidade máxima, velocidade mínima, etc), empuxo do motor, consumo de combustível, etc. A trajetória de referência pode ser uma trajetória em 3D ou 4D e pode representar uma trajetória da rota de 15 voo real, que a aeronave irá seguir com o uso de todos os pontos de dados disponíveis a partir do banco de dados climáticos para determinar a rota provável da aeronave sob as condições climáticas esperadas. Embora esse método forneça a previsão mais precisa do voo real, não pode ser usado no FMS, uma vez que contém pontos de dados demais para a correspondente 20 fase do voo que pode ser registrada no FMS. Qualquer tipo de ajuste de curva pode ser usado para modelar a trajetória de referência.

Em 104, uma trajetória aproximada com base em um número reduzido de pontos de dados climáticos é gerada. O número de pontos de dados pode ser igual ou menor que o número de pontos de dados que pode ser 25 registrado no FMS e pode incluir pelo menos alguns dos pontos de dados no conjunto de dados de referência. Tal trajetória aproximada não pode ser tão precisa como a trajetória de referência, que usa o montante total de dados climáticos disponíveis. Em 106, a trajetória de referência completa e a trajetória aproximada são comparadas uma com a outra. Tais comparações podem ocorrer a cada fase de voo ou trajetória inteira. Em 108, a comparação é analisada e pelo menos uma diferença entre a trajetória de referência e a 5 trajetória aproximada é determinada. Múltiplas diferenças podem ser determinadas em 108. Mais especificamente, podem ser determinados em 108 quais os pontos ao longo da trajetória têm as maiores diferenças. A título de exemplo não limitador, na fase de cruzeiro 18 a diferença a medir pode ser tempo, desde que as trajetórias de referência e aproximada passam por pontos 10 de rota similares. Distância pode ser outra diferença a medir desde que a aeronave irá tentar seguir a mesma trajetória em qualquer um dos casos. A título de exemplo não limitador adicional, na descida, a variável a considerar pode ser a distância da terra à altitude ou tempo desde que as duas trajetórias são projetadas para terminar no mesmo lugar e tempo.

Uma alternativa ao método é que etapas 104 a 106 podem ser

repetidas para achar o conjunto reduzido que resulta na trajetória aproximada com o mínimo possível da trajetória de referência. A repetição das etapas de 104 a 106 pode ser exaustiva no que todas as possíveis combinações de pontos de dados para o conjunto de dados reduzido são consideradas. 20 Alternativamente, a repetição das etapas 104 a 106 podem ser repetidas até que uma das trajetórias aproximadas satisfaça o critério de saída.

Em 110, um ponto de dados correspondente à pelo menos uma diferença determinada pode ser selecionada a partir do banco de dados climáticos e esses dados climáticos são usados no conjunto de dados reduzido 25 para aumentar a precisão da previsão resultada com a premissa de que dados climáticos atualizados fornecidos no conjunto reduzido em localizações de maiores diferenças da trajetória de referência, irão eliminar as fontes de maiores erros possíveis para o conjunto de dados reduzido. Os dados climáticos para o ponto de dados selecionado podem ser introduzidos no conjunto de dados reduzido em diferentes modos. O ponto de dados selecionado que pode ser usado para criar um pseudoponto de rota, pode ser criado na trajetória, no ponto em que há a maior diferença entre a trajetória de 5 referência gerada em 102 e a trajetória aproximada gerada em 104. Se a diferença máxima ocorre em um ponto de rota existente, o sistema pode selecionar a próxima localização onde a diferença é a maior, até a localização não ser um ponto de rota existente ou possa usar os pontos de rota existentes se for o ponto com a maior diferença. O método da invenção pode incluir o 10 fornecimento de dados de previsão do tempo para o pseudoponto de rota, que pode ser derivado dos pontos de dados de previsão do tempo em torno do pseudoponto. Alternativamente, os dados de previsão do tempo reais podem ser usados para tais pseudopontos.

Limitações como uma distância mínima de qualquer outro ponto 15 no conjunto pode ser considerado; desse modo, a mesma pode ser determinada se o pseudoponto de rota é válido. Se não é, o método 100 pode selecionar a próxima maior diferença e repetir o processo. Além disso, regras heurísticas como pesagem ou priorização de certas localizações ou tipos de localização podem ser usadas. É também contemplado que o método permite 20 limitações de usuário, como número máximo ou localizações de registros climáticos em qualquer fase da trajetória 10 ou a trajetória 10 como um todo.

Determinar uma diferença pode incluir determinar os pontos nas trajetórias onde a diferença excede um limite de diferença; Em tais casos, se a diferença não excede um limite de diferença, então a diferença pode ser 25 ignorada e um ponto não será selecionado para tal diferença. É também contemplado que determinar pelo menos uma diferença pode incluir determinar múltiplas diferenças e o selecionar um ponto de dados compreende selecionar um ponto de dados para cada uma das múltiplas diferenças. Em 112 os dados climáticos para o conjunto de dados reduzido, usado para gerar trajetória de aeronave aproximada, juntamente com o ponto de dados selecionado correspondente à diferença determinada podem ser enviados ao FMS. Os resultados podem incluir conjuntos reduzidos e pontos de 5 dados climáticos adicionais para cada fase do voo que é enviada ao FMS. As informações podem ser transmitidas sem fio a partir da estação em terra ao FMS a bordo da aeronave através de um enlace de comunicação. O conjunto de dados reduzido e o(s) ponto(s) de dados podem ser transmitidos à aeronave enquanto a mesma se encontra ainda em voo ou em terra. Tais conjuntos de 10 dados reduzidos e ponto(s) de dados selecionados juntamente com seus dados climáticos correspondentes irão permitir ao FMS predizer uma trajetória mais acurada. Desse modo, os dados enviados ao FMS podem melhor permitir ao FMS criar uma trajetória mais precisa com base nos dados climáticos reduzidos para o clima que será encontrado durante o voo da aeronave. É também 15 contemplado que o conjunto de dados reduzido juntamente com o(s) ponto(s) de dados selecionado(s) podem ser enviados ao piloto, à outra estação em terra ou a outro sistema.

A Figura 3 ilustra de modo gráfico um exemplo de determinar diferenças entre a trajetória de aeronave de referência 200 e uma trajetória de 20 aeronave aproximada 202, que são mostradas para a fase de descida 20. Em um exemplo específico, é contemplado que a trajetória de aeronave de referência 200 e um trajetória de aeronave aproximada 202 podem se basear nos dados climáticos bem como nos dados de desempenho de aeronave, e um banco de dados de navegação. Como pode ser visto, quando a trajetória de 25 aeronave de referência 200 e a trajetória de aeronave aproximada 202 são comparadas, pode haver várias diferenças entre as duas. As altitudes, nas quais a diferença entre a trajetória de aeronave de referência 200 e a trajetória de aeronave aproximada 202, são as maiores, as mesmas foram marcadas como h1, onde a diferença designada é marcada como 204, h2, onde a diferença designada é marcada como 206, e h3, onde a diferença designada é marcada como 208. Os dados climáticos nesses pontos podem ser selecionados como ponto de dados selecionado para serem incluídos nas 5 informações a serem enviadas ao FMS. É contemplado que a maior diferença 204 pode ser o ponto de dados que é selecionado primeiro e seus dados climáticos associados correspondentes àquela altitude serão incluídos no conjunto de dados reduzidos. Se o FMS irá permitir pontos de dados adicionais, os pontos de dados em 206 e 208 podem ser também selecionados 10 e enviados ao FMS. A título de exemplo não limitador, é contemplado que o conjunto de dados reduzido e os pontos de dados selecionados podem ser selecionados pela comparação de uma função de custo entre conjuntos únicos que equilibra limitações definidas por usuário de uso de combustível e tempo. O desempenho do conjunto de dados reduzido e do conjunto reduzido com os 15 pontos selecionados pode ser comparado e se o desempenho tiver melhorado, os pontos selecionados podem ser enviados ao FMS e caso contrário, uma nova seleção pode ser feita.

É contemplado que após atualização, o conjunto de dados reduzido com os dados climáticos para a(s) maior(es) diferença(s), o método 20 100 pode gerar uma trajetória de aeronave aproximada atualizada com base no conjunto de dados reduzido atualizado e nos pontos de dados selecionados correspondentes à diferença. O método pode ainda determinar outra pelo menos uma diferença entre a trajetória de referência e trajetória aproximada, e selecionar um ponto de dados do banco de dados climáticos correspondente à 25 outra pelo menos uma diferença e que esse ponto de dados pode ser incluído nos dados fornecidos ao FMS. O método pode, de forma contínua, atualizar a trajetória de aeronave aproximada e determinar a diferença entre a trajetória de referência e trajetória aproximada atualizada e selecionar o ponto de dados correspondentes à diferença, até que o erro entre a trajetória de referência e a trajetória aproximada atualizada esteja dentro de algum limite predeterminado ou um critério de saída tenha sido alcançado. Desse modo, o método pode caminhar ao longo do conjunto de pontos onde existe uma diferença entre a 5 trajetória de referência e a aproximada, começando pela localização ao longo da trajetória onde a diferença máxima ocorre, até que todos os pontos onde foram apresentados erros tenham sido examinados.

O número total de pontos de dados que incluem os pontos de dados selecionados não pode exceder o total de pontos de dados que podem ser registrados no FMS. Os pontos de dados selecionados adicionados ao conjunto podem ser escolhidos com base no resultado de uma função de custo que equilibre as limitações definidas pelo usuário de uso de combustível e tempo. A função de custo é usada para selecionar um número de pontos a serem registrados no FMS. A título de exemplo não limitador, cada vez que um cálculo da trajetória de aeronave aproximada 202 é refeito com um ponto de dados adicional, uma função de custo definida pelo usuário pode ser avaliada e o ponto de dados será adicionado se o valor da função de custo tiver melhorado e a diferença entre a trajetória de aeronave aproximada 202 que inclui o pseudoponto de rota e a trajetória de aeronave de referência 200 for menor ou igual à diferença a trajetória de aeronave de referência 200 e a trajetória de aeronave aproximada 202 sem a adição do pseudoponto de rota. Caso contrário, o ponto será descartado.

Alternativamente, é contemplado que variações do conjunto de dados e pontos selecionados podem ser executadas e aquela com o menor 25 número de erros pode ser enviada ao FMS. A título de exemplo não limitador, se o número de pontos selecionados for maior que o número de pontos que o FMS pode aceitar, a comparação de desempenho das combinações de pontos possíveis pode ser feita. A combinação que fornecer o melhor valor possível de função de custo entre elas irá representar o conjunto de pontos de dados climáticos a ser enviado à aeronave ou ao sistema solicitante.

Tal conjunto de dados reduzido e pontos selecionados enviados ao FMS aproximam-se mais da trajetória de referência devido à limitação de 5 pontos de dados que podem ser registrados no FMS. Desse modo, o conjunto reduzido e os pontos selecionados pode fazer com que a aeronave voe o mais próximo possível da trajetória de referência mesmo que os pontos de dados não estejam associados com os pontos de dados na trajetória oficial.

A Figura 4 é um fluxograma de um método 300 de acordo com a 10 segunda realização da invenção. A segunda realização 300 é similar à primeira realização 100. Desse modo, etapas semelhantes serão identificadas por números semelhantes aumentados em 200, sendo entendido que a descrição das etapas semelhantes da primeira realização se aplica à segunda realização, a não ser que seja definido em contrário.

Uma diferença entre a primeira realização 100 e a segunda

realização 300 é o ponto de dados selecionado, que corresponde à pelo menos uma diferença entre a trajetória de referência e a trajetória aproximada, substitui o ponto de dados no conjunto de dados reduzido em 312. Em 314, então, é determinado se a pelo menos uma diferença satisfaz o limite 20 predeterminado. O limite predeterminado pode ser um valor predeterminado selecionado para minimizar erro em pelo menos um dos horários de chegada previstos e consumo de combustível; dessa maneira, o limite predeterminado pode ser considerado um limite de erro predeterminado. O termo “satisfaz” o limite é usado aqui para definir que a diferença satisfaz o limite 25 predeterminado, sendo igual ou menor que o valor de limite. Irá ser entendido que tal determinação pode ser facilmente alterada para ser satisfeita por uma comparação positiva/negativa ou uma comparação verdadeira/falsa. O limite pode ser determinado de modo experimental e é contemplado que um usuário pode regular melhor o limite predeterminado para o perfil aproximado para se adequar às suas necessidades.

Se a pelo menos uma diferença é incluída ao ser refeito o cálculo da trajetória de rota de voo, e não satisfizer o valor de limite, o método 300 5 então retorna a 308 onde outra diferença é determinada entre as trajetórias, um ponto de dados é selecionado para corresponder à outra diferença em 310, ponto de dados selecionado substitui o ponto de dados no conjunto reduzido em 312, e é determinado novamente caso outra diferença satisfaça o limite predeterminado. Essas etapas são repetidas até que a diferença satisfaça o 10 limite. Uma vez que a diferença satisfez o limite, dados climáticos de pelo menos alguns dos pontos de dados no conjunto reduzido, são enviados ao FMS em 316.

É contemplado que, uma vez que o método 300 trabalha dentro do conjunto reduzido, a determinação de uma diferença e a seleção de um 15 ponto para a diferença podem ser realizadas somente se as previsões de trajetória de rota de voo obtidas com o uso dos dados climáticos no ponto de dados no qual a diferença foi encontrada, excederem o limite de diferença. Quanto ao método 100 descrito acima do método 300, o mesmo pode incluir encontrar um conjunto de dados com o menor erro e pode incluir uma 20 comparação de desempenho da possível combinação de pontos de dados em que a combinação que fornece a melhor função de custo possível, entre elas, irá representar o conjunto de pontos de dados climáticos a serem enviados ao FMS.

Além disso, o método 300 pode incluir comparar a última pelo menos uma diferença com uma pelo menos uma diferença determinada anterior para determinar se há uma melhora entre a última pelo menos uma diferença e a pelo menos uma diferença determinada anterior. Em tais casos, a pelo menos uma diferença pode satisfazer o limite de erro predeterminado se a melhora satisfaz o valor de melhoramento predeterminado.

A título de exemplo não limitador, o método 300 pode ser particularmente útil durante a fase de descida 20, onde dados para somente um número específico de altitudes podem ser inseridos no FMS. Será 5 entendido que, dependendo do número de pontos no conjunto de dados reduzido e do número de pontos aceitáveis pelo FMS, pseudopontos de rota podem ser adicionados. A adição de pontos de dados climáticos pode ser limitada pelos critérios definidos pelo usuário com relação ao número de pontos de dados que o FMS pode aceitar. Dessa maneira, a redução de erros entre a 10 trajetória de referência e trajetória aproximada pode incluir, de modo seqüencial, adicionar ao número de pontos de dados até que o total de número de pontos de dados que podem ser registrados no FMS seja alcançado, alterando os dados climáticos nos pontos de dados dentro da trajetória ou ambos. Tais combinações podem ser feitas até que o erro entre a trajetória de 15 aeronave de referência 200 e trajetória de aeronave aproximada 202 seja menor que o limite definido ou até que a resultado de melhoramento entre a trajetória de aeronave aproximada 202 e a trajetória de aeronave aproximada anterior 202 seja menor que o valor predeterminado.

O método acima pode levar em consideração várias limitações de 20 usuários e irá otimizar o conjunto de dados reduzido para um dado conjunto de limitações de usuários. É contemplado que um limite de ponto de dados pode ser estabelecido que defina o número máximo de pontos de dados que podem ser enviados ao FMS. Tal limite pode ser um limite limitado pelo sistema ou pode ser um limite definido pelo usuário. A título de exemplo não limitador, um 25 sistema FMS pode ter um limite de ponto de dados de cinco pontos de dados climáticos; desse modo, um limite de ponto de dados pode ser estabelecido pelo sistema para limitar o montante de pontos de dados que o FMS pode aceitar por razões de custo. Os métodos acima descritos processam dados climáticos em grande escala e computam dados reduzidos a serem fornecidos para o FMS. A invenção leva em consideração que muitos FMSs têm memória disponível limitada para armazenar esses dados e podem receber somente um número 5 limitado de elementos para uso na previsão de trajetória. Os pontos de dados reduzidos são escolhidos para minimizar erro quando comparado com uma trajetória de referência. Tais dados reduzidos registram os dados climáticos de maior influência de modo que o FMS terá uma previsão mais precisa e resultará assim em estimativas melhoradas de uso de combustível e horário de 10 chegada. Além disso, a invenção inclui muito pouca iteração e cada iteração é uma etapa de otimização autocontida.

Esta descrição escrita usa exemplos para apresentar a invenção, incluindo o melhor modo, e também para habilitar qualquer pessoa habilidosa na técnica para colocar a invenção na prática, incluindo fazer e usar quaisquer 15 dispositivos ou sistemas e executar qualquer método incorporado. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações, e pode incluir outros exemplos que ocorrerem àqueles habilidosos na técnica. Tais outros exemplos têm a intenção de estar dentro do escopo das reivindicações se os mesmos têm elementos estruturais que não diferem da linguagem literal das 20 reivindicações, ou se os mesmos incluem elementos estruturais equivalentes com diferenças insubstanciais da linguagem literal das reivindicações.

Claims (10)

1. MÉTODO PARA SELECIONAR DADOS CLIMÁTICOS, para uso em pelo menos um dentre um sistema de gerenciamento de voo (fms) de uma aeronave e uma estação em terra que compreende: gerar uma trajetória de aeronave de referência com o uso de um conjunto de dados de referência que compreende pontos de dados a partir de um banco de dados climáticos, em que os pontos de dados compreendem uma posição espacial com os dados climáticos associados; gerar uma trajetória de aeronave aproximada com o uso de um conjunto de dados reduzido que compreende menos pontos de dados do que o conjunto de dados de referência; comparar a trajetória de aeronave de referência com a trajetória de aeronave aproximada; determinar pelo menos uma diferença entre a trajetória de aeronave de referência e a trajetória de aeronave aproximada com base na comparação; selecionar um ponto de dados a partir do banco de dados climáticos correspondente à pelo menos uma diferença determinada; e fornecer o pelo menos um dentre o FMS e a estação em terra os dados climáticos associados do ponto de dados selecionados.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, em que o conjunto de dados reduzido compreende pelo menos alguns dos pontos de dados no conjunto de dados de referência.

3. MÉTODO, de acordo com as reivindicações 1 e 2, em que determinar pelo menos uma diferença compreende determinar múltiplas diferenças e a seleção de um ponto de dados compreende selecionar um ponto de dados para cada uma das múltiplas diferenças.

4. MÉTODO, de acordo com as reivindicações 1 a 3, em que a trajetória de aeronave de referência compreende pelo menos uma dentre uma fase de subida, fase de cruzeiro e fase de descida.

5. MÉTODO PARA SELECIONAR DADOS CLIMÁTICOS, para uso em pelo menos um dentre um sistema de gerenciamento de voo (FMS) de uma aeronave e uma estação em terra que compreende: a) gerar uma trajetória de aeronave de referência com o uso de um conjunto de dados de referência que compreende pontos de dados a partir de um banco de dados climáticos, em que os pontos de dados compreendem uma posição espacial com os dados climáticos associados; b) gerar uma trajetória de aeronave aproximada com o uso de um conjunto de dados reduzido que compreende menos pontos de dados do que o conjunto de dados de referência; c) comparar a trajetória de aeronave de referência com a trajetória de aeronave aproximada; d) determinar pelo menos uma diferença entre a trajetória de aeronave de referência e a trajetória de aeronave aproximada com base na comparação; e) selecionar um ponto de dados a partir do banco de dados climáticos correspondente à pelo menos uma diferença determinada; f) substituir um ponto de dados no conjunto de dados reduzido com o ponto de dados selecionados; g) repetir as etapas b a f até que a pelo menos uma diferença determinada satisfaça um limite de erro predeterminado; e h) fornecer ao sistema de gerenciamento de voo os dados climáticos de pelo menos alguns dos pontos de dados no conjunto de dados reduzido.

6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 5, em que a satisfação do limite predeterminado compreende o fato de que a pelo menos uma diferença é menor do que uma quantidade predeterminada.

7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 5, em que a satisfação do limite predeterminado compreende encontrar o conjunto de dados com um erro menor.

8. MÉTODO, de acordo com as reivindicações 5 a 7, que compreende adicionalmente comparar a pelo menos uma diferença determinada por último com pelo menos uma diferença determinada previamente.

9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, em que a comparação compreende determinar um aperfeiçoamento entre a pelo menos uma diferença determinada por último e a pelo menos uma diferença determinada previamente.

10. MÉTODO, de acordo com as reivindicações 5 a 9, que compreende adicionalmente comparar uma função de custo entre o conjunto de dados reduzido e o conjunto de dados reduzido com o ponto de dados substituídos.