BR102019000138A2 - Métodos e sistemas para determinar a velocidade aérea de uma aeronave - Google Patents
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Abstract
métodos e sistemas para determinar a velocidade aérea de uma aeronave. a presente invenção refere-se a métodos e sistemas para determinar a velocidade aérea de uma aeronave. os métodos e sistemas permitem o cálculo da velocidade aérea em operação da aeronave perto do solo e no solo. uma altitude de gps e uma aceleração vertical da aeronave são obtidas para um período atual. uma altitude geométrica para o período prévio é determinada e a diferença entre a altitude de gps e altitude geométrica são combinadas com a aceleração vertical para calcular uma taxa de mudança da altitude geométrica. a taxa de mudança da altitude geométrica é usada para calcular uma taxa de mudança da altitude de pressão, que é usada para calcular uma altitude de pressão para a aeronave. uma pressão estática é calculada da altitude de pressão, e a velocidade aérea é calculada usando a pressão estática.
Description
ANTECEDENTES [001] O sistema e método descritos se referem aos métodos e sistemas para determinar uma velocidade aérea de aeronave e, mais particularmente, aos métodos e sistemas para determinar uma velocidade aérea de aeronave baseada em medições de altitude e aceleração vertical da aeronave.
[002] A medição precisa de uma velocidade aérea de aeronave é crítica para controle da aeronave, afetando a operação do sistema e a segurança da aeronave em todas as fases do voo. A velocidade aérea pode ser diretamente determinada, por exemplo, utilizando a pressão total medida a partir de sondas piloto e pressão estática a partir de portas estáticas montadas sobre a fuselagem da aeronave ou sobre a lateral das sondas piloto. As portas estáticas ou outros tipos de portas ou tubos podem ser úteis em estágios de voo quando a aeronave está bem acima do solo, em condições onde as portas estáticas são, em sua maioria, livres de contaminação, como contaminação ou influência dos efeitos do solo, efluxo do reversor de propulsão da aeronave em si, e assim por diante. Durante a operação próxima ao solo ou no solo da aeronave, as portas estáticas montadas externamente sobre a aeronave podem ficar sujas por vários tipos de contaminação, distorcendo as medições da velocidade aérea e afetando a segurança e operação da aeronave. Há, ainda, uma necessidade de métodos para determinar uma velocidade aérea da aeronave que não depende somente de medições diretas das portas estáticas ou de outras portas na aeronave.
SUMÁRIO [003] Exemplos da invenção descritos aqui fornecem métodos e
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2/26 sistemas para determinar velocidades aéreas de uma aeronave, e proporcionam à aeronave a implementação de métodos e sistemas melhorados para determinar as velocidades aéreas de tal aeronave. Os efeitos técnicos e benefícios da invenção descrita permitem que uma aeronave determine precisamente a velocidade aérea da aeronave sem depender das portas estáticas externas da aeronave para a medição da velocidade aérea, eliminando problemas com a contaminação da porta estática externa durante a operação próxima ao solo ou no solo da aeronave. A invenção descrita permite que a aeronave utilize medições de altitude de GPS e medições do sistema de referência de inércia para determinar uma taxa de mudança da altitude geométrica e uma taxa de mudança da altitude de pressão, e utilizar o cálculo da taxa de mudança da altitude de pressão para determinar um valor de pressão estática. O valor de pressão estática, em combinação com outras medições, é utilizado para determinar a velocidade aérea da aeronave.
[004] Em um exemplo, um método para determinar a velocidade aérea de uma aeronave é descrito. O método inclui obter, a partir de um dispositivo de GPS da aeronave, uma altitude de GPS da aeronave por um período atual e, a partir de um ou mais dispositivos de referência de inércia da aeronave, uma aceleração vertical da aeronave pelo período atual. Uma altitude geométrica da aeronave por um período anterior ao período atual é salva e utilizada para o próximo período. Uma diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica é determinada, e essa diferença é utilizada com a aceleração vertical para calcular uma taxa de mudança da altitude geométrica para a aeronave. Uma taxa de mudança da altitude de pressão é calculada a partir da taxa de mudança da altitude geométrica, e a taxa de mudança da altitude de pressão é utilizada para calcular uma altitude de pressão pelo período atual. A altitude de pressão é utilizada para calcular uma pressão estática pelo
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3/26 período atual, e a pressão estática é utilizada para determinar a velocidade aérea da aeronave.
[005] Em outro exemplo, um sistema para determinar a velocidade aérea de uma aeronave é descrito. O sistema inclui um dispositivo de GPS da aeronave capaz de determinar uma altitude de GPS da aeronave, um dispositivo de referência de inércia da aeronave capaz de determinar uma aceleração vertical da aeronave, e um sistema de computador. O sistema de computador inclui um ou mais processadores operativamente conectados ao dispositivo de GPS e esses um ou mais dispositivos da aeronave, um banco de dados operativamente conectado ao processador, e uma memória operativamente conectada a esses um ou mais processadores e ao banco de dados, os dados de armazenamento de memória compreendendo o código de programa para a execução por esses um ou mais processadores para realizar um método para controlar o desempenho de uma aeronave. O método inclui obter, a partir de um dispositivo de GPS da aeronave, uma altitude de GPS da aeronave por um período atual e, a partir de um ou mais dispositivos de referência de inércia da aeronave, uma aceleração vertical da aeronave pelo período atual. Uma altitude geométrica da aeronave por um período anterior ao período atual é salva e utilizada para o próximo período. Uma diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica é determinada, e essa diferença é utilizada com a aceleração vertical para calcular uma taxa de mudança da altitude geométrica para a aeronave. Uma taxa de mudança da altitude de pressão é calculada a partir da taxa de mudança da altitude geométrica, e a taxa de mudança da altitude de pressão é utilizada para calcular uma altitude de pressão pelo período atual. A altitude de pressão é utilizada para calcular uma pressão estática pelo período atual, e a pressão estática é utilizada para determinar a velocidade aérea da aeronave.
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4/26 [006] Em outro exemplo, uma aeronave é descrita. A aeronave inclui um dispositivo de GPS capaz de determinar uma altitude de GPS da aeronave, um dispositivo de referência de inércia capaz de determinar uma aceleração vertical da aeronave, e um sistema de computador. O sistema de computador inclui um ou mais processadores operativamente conectados ao dispositivo de GPS e esses um ou mais dispositivos da aeronave, um banco de dados operativamente conectado ao processador, e uma memória operativamente conectada a esse um ou mais processadores e o banco de dados, os dados de armazenamento de memória compreendendo o código de programa para a execução por esses um ou mais processadores para realizar um método para controlar o desempenho de uma aeronave. O método inclui obter, a partir de um dispositivo de GPS da aeronave, uma altitude de GPS da aeronave por um período atual e, a partir de um ou mais dispositivos de referência de inércia da aeronave, uma aceleração vertical da aeronave pelo período atual. Uma altitude geométrica da aeronave por um período anterior ao período atual é salva e utilizada pelo próximo período. Uma diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica é determinada, e essa diferença é utilizada com a aceleração vertical para calcular uma taxa de mudança da altitude geométrica para a aeronave. Uma taxa de mudança da altitude de pressão é calculada a partir da taxa de mudança da altitude geométrica, e a taxa de mudança da altitude de pressão é utilizada para calcular uma altitude de pressão pelo período atual. A altitude de pressão é utilizada para calcular uma pressão estática pelo período atual, e a pressão estática é utilizada para determinar a velocidade aérea da aeronave.
[007] Outros objetos e vantagens do método e do sistema descritos estarão aparentes a partir da descrição a seguir, dos desenhos acompanhantes e das reivindicações anexas.
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BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [008] A Figura 1 é um diagrama de bloco esquemático exemplar de uma aeronave incluindo o sistema descrito para determinar a velocidade aérea da aeronave;
[009] a Figura 2 é um diagrama de fluxo de processo exemplar de um exemplo do método descrito;
[0010] a Figura 3 é um diagrama de fluxo de processo de outro exemplo do método descrito;
[0011] a Figura 4 é um diagrama de fluxo de processo de outros exemplos do método descrito;
[0012] a Figura 5 é um diagrama de bloco esquemático exemplar de um sistema de computador capaz de realizar os métodos das Figuras
2-4.
DESCRIÇÃO DETALHADA [0013] A Figura 1 é um diagrama de bloco esquemático exemplar de uma aeronave 10 incluindo um sistema para determinar uma velocidade aérea da aeronave, conforme descrito abaixo. Uma aeronave 10 pode ser qualquer aeronave, como uma aeronave de asa fixa, uma aeronave de asa rotativa, uma aeronave de propulsão de hélice, uma aeronave de propulsão a jato, uma aeronave comercial, uma aeronave militar, ou outro tipo de aeronave ou qualquer aeronave que possa ser uma combinação de diferentes tipos de aeronave, como a aeronave comercial de asa fixa retratada no exemplo da Figura 1. A aeronave 10 inclui um dispositivo de GPS 20 capaz de determinar uma altitude de GPS da aeronave, um dispositivo de referência de inércia 21 capaz de obter medições para determinar uma aceleração vertical da aeronave, e pode também incluir outros dispositivos 22, como um altímetro de rádio, um altímetro de pressão ou barométrico, sensores de temperatura externa, sensores de pressão total externa, e outros dispositivos para obter ou medir outros dados relacionados ao voo da
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6/26 aeronave, conforme descrito abaixo. O dispositivo de GPS 20 pode estar localizado em qualquer lugar na aeronave 10, como apropriado, e não precisa estar localizado como mostrado na Figura 1 nem limitado a um único dispositivo de GPS. Similarmente, dispositivos de referência de inércia 21 e outros dispositivos 22 podem estar localizados em qualquer lugar na aeronave 10, como apropriado, e não precisam estar localizados como mostrado na Figura 1 nem limitados a qualquer número específico de outros dispositivos ou número particular de dispositivos de referência de inércia.
[0014] A aeronave 10 também inclui um sistema de computador 200, como descrito abaixo e ilustrado na Figura 3. O sistema de computador é operativamente conectado ao dispositivo de GPS 20, ao dispositivo de referência de inércia 21, e a outros dispositivos 22 para obter dados de GPS e outros dados, como medições de altitude ou medições de pressão ou outras medições. Conforme descrito mais adiante, o sistema de controle eletrônico 200 inclui o código de programa de computador para realizar um método 100, descrito abaixo e retratado nas Figuras 2-4, para determinar a velocidade aérea da aeronave.
[0015] A Figura 2 é um diagrama de fluxo de processo exemplar ilustrando um método 100 para determinar uma velocidade aérea de uma aeronave como a aeronave exemplar 10 na Figura 1. O método 100 geralmente começa no bloco 110 com obtenção, a partir de um dispositivo de GPS 20 da aeronave, da altitude de GPS da aeronave por um período atual. Em geral, uma posição determinada por GPS de uma aeronave pode ser determinada pelo dispositivo de GPS enviando e recebendo dados a partir de quatro (ou mais) satélites de GPS posicionados ao redor da Terra e derivando uma posição da aeronave em espaço tridimensional a partir dos dados. A altitude de GPS pode ser derivada, calculada, ou diretamente determinada a partir da posição
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7/26 fornecida pelos dados. Visto que o dispositivo de GPS 20 da aeronave 10 pode ser operativamente conectado com satélites de GPS continuamente ou por períodos de tempo estendidos durante o voo, uma posição determinada por GPS da aeronave pode ser determinada repetidamente ou continuamente durante o voo em determinados intervalos de tempo, como a cada segunda, a cada meio segundo, ou outros intervalos, como necessário.
[0016] Continuando o processo da Figura 2, no bloco 120, uma aceleração vertical da aeronave pelo período atual é determinada a partir de um dispositivo de referência de inércia 21 da aeronave 10. A aceleração vertical de uma aeronave pode geralmente ser uma função de aceleração gravitacional na altitude da aeronave, um ou mais fatores de carga da aeronave, o campo e/ou rolo da aeronave, e assim por diante.
[0017] No bloco 130 do processo 100, uma altitude geométrica calculada e salva no sistema de computador 200 por um período prévio é obtida. O período prévio é um período ocorrendo anterior ao período atual pelo qual a altitude de GPS e aceleração vertical são medidas. Conforme descrito em mais detalhes abaixo com relação à Figura 3, a altitude geométrica pelo período prévio é calculada a partir de uma altitude de GPS medida no período prévio e uma aceleração vertical da aeronave pelo período prévio. A altitude de GPS e a aceleração vertical da aeronave pelo período prévio são combinadas com uma altitude geométrica determinada a partir de um período prévio anterior, precedendo o período prévio, para calcular a altitude geométrica pelo período prévio, conforme detalhado abaixo; por sua vez, a altitude de GPS e a aceleração vertical obtidas pelo período atual são utilizadas e combinadas com a altitude geométrica a partir do período prévio para calcular a altitude geométrica pelo período atual, e essa altitude geométrica pelo período atual se torna a altitude geométrica pelo
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8/26 próximo período em que uma nova altitude de GPS e a aceleração vertical são medidas. Assim, a altitude geométrica calculada para qualquer período é utilizada em um período seguinte, juntamente com as medições de altitude de GPS e de aceleração vertical atualizadas para o período seguinte, para calcular uma nova altitude geométrica para o período seguinte.
[0018] No bloco 140 do processo 100, uma diferença entre a altitude de GPS pelo período atual hGPS e a altitude geométrica pelo período prévio h^é calculada. A diferença pode geralmente ser expressa como: hGPS — hzP) (1) [0019] No bloco 150, a taxa de mudança da altitude geométrica pelo período atual hZ é calculada utilizando a aceleração vertical pelo período atual hIR e utilizando a diferença entre a altitude de GPS pelo período atual hGPS e a altitude geométrica pelo período prévio hZP). A taxa de mudança da altitude geométrica pode geralmente ser calculada a partir de uma taxa de mudança da altitude geométrica pelo período prévio hZP) integrando a aceleração vertical hIR da aeronave com uma função de correção fl da diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica na equação (1).
hz = P + [hIR + flÇhGPS — hZP))]At (2)
At é o intervalo de tempo do período prévio ao período atual. Também no bloco 150 a altitude geométrica pelo período atual, hz, pode geralmente ser calculada a partir da altitude geométrica pelo período prévio hZP) integrando a taxa de mudança da altitude geométrica na equação (2) com uma função de correção f2 da diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica na equação (1).
hZ = hZ°) + [hZ + f2(hGPS — hZ°))]^t (3) [0020] Nos exemplos, o processo 100 pode ainda incluir a obtenção, a partir de um altímetro de rádio da aeronave, uma altitude
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9/26 baseada em rádio da aeronave. Se a altitude baseada em rádio da aeronave está abaixo da altitude limiar predeterminada, a taxa de mudança da altitude geométrica da aeronave é calculada utilizando a diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica sem utilizar a aceleração vertical da aeronave. Ou seja, a equação (3) acima é modificada para:
hz = + fzÇh-GPs — (4) f é uma função de correção da diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica na equação (1). Utilizar a equação (4) nas altitudes baseadas em rádio abaixo da altitude limiar predeterminada pode ser desejável visto que em tais altitudes baseadas em rádio o avião está no solo e o dispositivo de referência de inércia ou dispositivos 21 da aeronave pode ser incapaz de determinar de forma confiável a aceleração vertical da aeronave devido à vibração estrutural a partir das forças do trem de pouso no solo. Para operações de decolagem, o processo pode começar em um ponto no tempo onde a aeronave ainda está parada na pista. Uma vez que a aeronave passou a altitude limiar onde a vibração estrutural a partir das forças do trem de pouso não existe, a aceleração vertical da aeronave pode ser utilizada como na equação (3) para determinar a altitude geométrica e a taxa de mudança da altitude geométrica, conforme descrito acima. Por outro lado, se o processo descrito aqui for utilizado para determinar a velocidade aérea da aeronave durante a aproximação de pouso da aeronave, a equação (3) pode ser utilizada para determinar a altitude geométrica e a taxa de mudança da altitude geométrica da aeronave até que a aeronave passe abaixo da altitude predeterminada baseada em rádio, no momento no qual a equação (4) pode ser utilizada para a operação de pouso restante. Para operações de aproximação de pouso, o processo pode começar em um ponto no tempo onde a aeronave alcança a altitude baseada em rádio de aproximadamente 800 pés para muitas aeronaves
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10/26 obterem uma pressão estática livre do efeito de solo. Embora outras altitudes de início baseadas em rádio possam ser selecionadas para aeronaves dependendo das especificações e requisitos da aeronave. [0021] O processo 100 continua no bloco 160 com cálculo da taxa de mudança da altitude de pressão utilizando a taxa de mudança da altitude geométrica. A taxa de mudança da altitude de pressão pode ser expressa como uma função da taxa de mudança da altitude geométrica combinada com uma razão entre uma temperatura padrão do dia,
(5) [0022] A temperatura padrão do dia TAmbient é em si uma função da altitude de pressão, que pode ser calculada a partir da altitude de pressão utilizando fórmulas padrão da Atmosfera Internacional Padrão (ISA). A temperatura ambiente pode ser calculada conforme descrito abaixo e mostrado na Figura 4.
[0023] O processo 100 continua no bloco 170 com cálculo da altitude de pressão pelo período atual utilizando a taxa de mudança da altitude de pressão. Conforme descrito mais adianta, a altitude de pressão pelo período atual, hP, pode ser calculada como:
hP = + hPAt (6) onde hPP) é uma altitude de pressão calculada por um período prévio.
[0024] No bloco 180 do processo 100, a altitude de pressão pelo período atual é utilizada para calcular uma pressão estática pelo período atual. Conforme descrito abaixo, a pressão estática é calculada baseada na altitude de pressão como:
ps = p0(i - 6,875586 X 10“6hP )5'2558797 (7) onde p0 é a pressão estática no nível do mar na condição dia padrão da ISA.
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11/26 [0025] Finalmente, no bloco 190 do processo 100, a velocidade aérea da aeronave é calculada. A velocidade aérea da aeronave Vcas calculada em nós pode ser determinada utilizando a pressão estática conforme calculado na equação (7), e é também dependente de uma pressão total medida pT bem como a pressão estática no nível do mar p0 na condição dia padrão da ISA, como a seguir:
Vcas = 661,5^5 [[^+1]2/7-1] (8) [0026] A pressão total pode ser medida a partir de um sensor de pressão da aeronave, como uma sonda piloto externa anexa à aeronave.
[0027] Com relação agora à Figura 3, nos exemplos obtendo a altitude geométrica pelo período prévio, como no bloco 130 da Figura 2, pode incluir a obtenção de uma altitude de GPS e uma aceleração vertical pelo período prévio e uma altitude geométrica para um período prévio anterior. Para facilitar a referência aqui, o período prévio será referenciado como um primeiro período prévio e o período prévio anterior precedendo o primeiro período prévio será referenciado como um segundo período prévio. Assim, no bloco 131, uma altitude de GPS da aeronave para o primeiro período prévio é obtida, e no bloco 132 uma aceleração vertical para o primeiro período prévio é obtida. Uma altitude geométrica da aeronave para o segundo período prévio é também obtida no bloco 133. Uma diferença entre a altitude de GPS para o primeiro período prévio e a altitude geométrica para o segundo período prévio é determinada no bloco 134, e no bloco 135 essa diferença é combinada através da integração com a segunda aceleração vertical para obter uma taxa de mudança da altitude geométrica. No bloco 136, a taxa de mudança da altitude geométrica é combinada com a altitude geométrica para o segundo período prévio (o período prévio anterior) para calcular a altitude geométrica para o primeiro período prévio. Ou seja, as equações (2) e (3) acima são
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12/26 utilizadas em qualquer período específico para determinar a altitude geométrica atual hz baseada na altitude de GPS atual, na aceleração vertical atual, e na altitude geométrica previamente calculada. Consequentemente, a altitude geométrica atual em qualquer período atual específico se torna então a altitude geométrica pelo período prévio ao calcular uma altitude geométrica atualizada baseada na altitude de GPS atualizada e na aceleração vertical atualizada. A altitude geométrica da aeronave e, assim, a taxa de mudança da altitude geométrica da aeronave, podem ser atualizadas e calculadas continuamente para cada período atual baseadas nas medições pelo período atual e cálculos pelo período prévio.
[0028] Com relação à Figura 4, calcular a taxa de mudança da altitude de pressão 160 pode incluir obter uma temperatura padrão do dia 161 e calcular uma temperatura ambiente 162. O processo pode então incluir determinar uma razão entre a temperatura padrão do dia e a temperatura ambiente 166, e combinar a razão entre a temperatura padrão do dia e a temperatura ambiente com a taxa de mudança da altitude geométrica para determinar a taxa de mudança da altitude de pressão 168. Conforme descrito acima na equação (5), a taxa de mudança da altitude de pressão pode ser expressa como:
hP = hz TstandardD“y (5) ^Ambient [0029] A temperatura padrão do dia é uma função da altitude de pressão, que pode ser calculada a partir da altitude de pressão utilizando fórmulas padrão da Atmosfera Internacional Padrão (ISA). A temperatura ambiente pode ser determinada, como mostrado na Figura 4: obtendo, a partir de um sensor de temperatura externa da aeronave, uma temperatura de ar total pelo período atual 163; obtendo um número de Match para a aeronave pelo período atual 164; e combinando a temperatura de ar total e o número de Match para calcular a temperatura ambiente 165. A temperatura ambiente pode ser expressa como uma
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13/26 função de temperatura externa total TT e número de Match M, como:
τ — 1Ambient
Tt + 0.2M2 (9) [0030] O número de Match, por sua vez, pode ser calculado a partir da equação (10) abaixo:
M = 15[Pt/Ps]2/7 - 1 (10) [0031] Na equação (10), ps é a pressão estática calculada utilizando a equação (7), acima, pelo período prévio; ou seja, o número de Match M atual pelo período atual, com a finalidade de determinar a temperatura ambiente, é derivado do cálculo da pressão estática pelo período prévio. Como a Figura 4 ilustra, o número de Match atual é utilizado para determinar a temperatura ambiente atual, que é utilizada para calcular a taxa de mudança da altitude de pressão hP pelo período atual; a taxa de mudança da altitude de pressão é então utilizada para calcular uma altitude de pressão pelo período atual e uma pressão estática pelo período atual. A pressão estática pelo período atual então se torna a pressão estática por um período prévio quando recalcula um número de Match atualizado, que é utilizado para atualizar o cálculo da temperatura ambiente, e assim por diante.
[0032] Com relação à Figura 4 novamente, a altitude de pressão pelo período atual é calculada a partir da taxa de mudança da altitude de pressão 170. A altitude de pressão é calculada obtendo uma altitude de pressão pelo período prévio 172, e combinando a altitude de pressão pelo período prévio com a taxa de mudança da altitude de pressão para determinar a altitude de pressão pelo período atual 174. A altitude de pressão pelo período atual, hP, pode ser calculada como:
hP = hPP) + hPAt (6) onde hPP) é uma altitude de pressão calculada por um período prévio. A taxa de mudança da altitude de pressão pelo período
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14/26 prévio é calculada de acordo com a equação (5), acima, pelo período prévio.
[0033] Com relação à Figura 4 novamente, a pressão estática pelo período atual é calculada a partir da altitude de pressão pelo período atual 180 como:
ps = pO(1 - 6,875586 X 10~6hP )5'2558797 (7) onde pO é a pressão estática no nível do mar na condição dia padrão da ISA. A pressão estática pelo período prévio é determinada utilizando a mesma equação (7) acima utilizando a altitude de pressão determinada pelo período prévio. Assim, a pressão estática determinada por qualquer período atual é utilizada para determinar um número de Match atualizado para um período seguinte, conforme descrito acima.
[0034] O método 100 pode ser realizado por um sistema de controle eletrônico 200, conforme descrito abaixo, repetidamente e continuamente rápido durante o voo de uma aeronave 10, visto que os dados de altitude, dados de pressão, e dados de temperatura podem estar constantemente em fluxo durante o voo. O método 100 pode permitir, durante a operação próxima ao solo ou no solo da aeronave, uma determinação precisa da velocidade aérea da aeronave sem depender das portas externas medirem diretamente a velocidade aérea, visto que tais portas externas podem ser contaminadas durante tais operações próximas ao solo ou no solo.
[0035] Com relação agora à Figura 5, os métodos 100 descritos nas Figuras 2-4 acima podem ser implementados em um ou mais sistemas de controle eletrônico, como o sistema de computador exemplar 200. O sistema de computador 200 inclui um processador 230, uma memória 210, um dispositivo de memória de armazenamento em massa 240 que inclui um banco de dados 245, uma ou mais interfaces de entrada/saída (E/S) 250, e pode incluir uma Interface Homem- Máquina (HMI) 220. O
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15/26 sistema de computador 200 é operativamente acoplado ao dispositivo de GPS 20 da aeronave 10 e outros dispositivos 21, conforme retratado na Figura 1, através de uma interface de E/S 250. O processador 230 inclui um ou mais dispositivos selecionados a partir de microprocessadores, micro-controladores, processadores de sinal digital, microcomputadores, unidades de processamento central, matrizes de porta de campo programáveis, dispositivos de lógica programáveis, máquinas de estado, circuitos lógicos, circuitos analógicos, circuitos digitais, ou quaisquer outros dispositivos que manipulem sinais (analógicos ou digitais) baseados em instruções operacionais que estejam armazenadas na memória 210. A memória 210 inclui um dispositivo de memória único ou uma pluralidade de dispositivos de memória incluindo, mas não estando limitada a, memória somente de leitura (ROM), memória de acesso aleatório (RAM), memória volátil, memória não volátil, memória de acesso aleatório estático (SRAM), memória de acesso aleatório dinâmico (DRAM), memória flash, memória cache, ou qualquer outro dispositivo capaz de armazenar informações. O dispositivo de memória de armazenamento em massa 240 inclui dispositivos de armazenamento de dados, como um disco rígido, uma unidade óptica, uma unidade de fita, um dispositivo de estado sólido volátil ou não volátil, ou qualquer outro dispositivo capaz de armazenar informações. O processador 230 opera sob o controle de um sistema operacional 211 que reside na memória 210. O sistema operacional 211 gerencia recursos de processamento, de modo que o código de programa de computador inserido como um ou mais aplicativos de software de computador, como um aplicativo 212 residindo na memória 210, tenha instruções executadas pelo processador 230. Em um exemplo alternativo, o processador 230 executa o aplicativo 212 diretamente, em cujo caso o sistema operacional 211 pode ser omitido. Uma ou mais estruturas de dados 213
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16/26 podem também residir na memória 210, e podem ser utilizadas pelo processador 230, pelo sistema operacional 211, ou pelo aplicativo 212 para armazenar ou manipular dados.
[0036] A interface de E/S 250 fornece uma interface de máquina que operativamente acopla o processador 230 a outros dispositivos e sistemas, como o dispositivo de GPS 20 e outros dispositivos 21 da aeronave 10, como um altímetro de radar, altímetro barométrico ou altímetro de pressão, sensores de temperatura, e assim por diante. O aplicativo 212, que inclui dados compreendendo o código de programa para a execução pelo processador 230 para realizar o método 100, conforme descrito acima, funciona, assim cooperativamente com os sensores 20, acionadores principais 30, acionadores alternados 40, e outros sistemas da aeronave 10 comunicando, através da interface de E/S 250, para fornecer os vários recursos, funções, aplicações, processos, ou módulos compreendendo exemplos da invenção. O aplicativo 212 tem o código de programa que é executado, por exemplo, pelos acionadores principais 30 e pelos acionadores alternados 40, ou, de outra forma, dependem de funções ou sinais fornecidos pelo sistema ou componentes de rede externos ao sistema de computador 200. De fato, dadas as quase infinitas configurações de hardware e software possíveis, os versados na técnica entenderão que exemplos da invenção podem incluir aplicações que estão localizadas externamente ao sistema de computador 200, distribuídas junto de múltiplos computadores ou outros recursos externos, ou fornecidas computando recursos (hardware e software) que são fornecidos externamente ao sistema de computador 200.
[0037] A HMI 220, se incluída, é operativamente acoplada ao processador 230 do sistema de computador 200 de maneira conhecida para permitir que um usuário interaja diretamente com o sistema de computador 200. A HMI 220 pode incluir exibições de vídeo ou
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17/26 alfanuméricas, uma tela de toque, um autofalante, e quaisquer outros indicadores visuais e de áudio adequados capazes de fornecer dados ao usuário. A HMI 220 pode também incluir dispositivos e controles de entrada, como um teclado alfanumérico, um dispositivo, um dispositivo indicador, teclados, botões, botões de controle, microfones, e etc., capazes de aceitar comandos ou entrada a partir do usuário e de transmitir a entrada inserida ao processador 230.
[0038] Um banco de dados 245 reside no dispositivo de memória de armazenamento em massa 240, e pode ser utilizado para coletar e organizar dados utilizados por vários sistemas e módulos descritos aqui. O banco de dados 245 pode incluir dados e suportar estruturas de dados que armazenem e organizem os dados. Em particular, o banco de dados 245 pode estar disposto com qualquer organização ou estrutura de banco de dados incluindo, mas não se limitando a, um banco de dados relativo, um banco de dados hierárquico, um banco de dados de rede, ou uma combinação deles. Um sistema de gerenciamento de banco de dados, na forma de um aplicativo de software de computador executando como instruções no processador 230, pode ser utilizado para acessar as informações ou dados armazenados em registros do banco de dados 245 em resposta a uma consulta, onde uma consulta pode ser dinamicamente determinada e executada pelo sistema operacional 211, outras aplicações 212, ou um ou mais módulos.
[0039] Ainda, a descrição compreende exemplos de acordo com as seguintes cláusulas:
Cláusula 1. Um método 100 para determinar uma velocidade aérea de uma aeronave 10, o método compreendendo:
obter 110, de um dispositivo de GPS 20 da aeronave, uma altitude de GPS da aeronave para um período atual;
obter 120, de um dispositivo de referência de inércia 21 da aeronave, uma aceleração vertical da aeronave para o período atual;
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18/26 obter 130 uma altitude geométrica da aeronave para um período prévio, o período prévio ocorrendo antes do período atual;
determinar 140 uma diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica;
calcular 150 uma taxa de mudança da altitude geométrica da aeronave usando a aceleração vertical e a diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica;
calcular 160 uma taxa de mudança da altitude de pressão usando a taxa de mudança da altitude geométrica;
calcular 170 uma altitude de pressão para o período atual da taxa de mudança da altitude de pressão;
calcular 180 uma pressão estática para o período atual usando a altitude de pressão; e calcular 190 a velocidade aérea da aeronave usando a pressão estática.
[0040] Cláusula 2. O método, de acordo com a Cláusula 1, em que a altitude de GPS é uma primeira altitude de GPS, a aceleração vertical é uma primeira aceleração vertical, a altitude geométrica da aeronave é uma primeira altitude geométrica, a taxa de mudança da altitude geométrica é uma primeira taxa de mudança da altitude geométrica, e o período prévio é um primeiro período prévio, e em que a obtenção da primeira altitude geométrica da aeronave para o primeiro período prévio compreende:
obter 131, do dispositivo de GPS da aeronave, uma segunda altitude de GPS da aeronave para o primeiro período prévio;
obter 132, do dispositivo de referência de inércia da aeronave, uma segunda aceleração vertical da aeronave para o primeiro período prévio;
obter 133 uma segunda altitude geométrica da aeronave para um segundo período prévio, o segundo período prévio ocorrendo
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19/26 prévio ao primeiro período prévio;
determinar 134 uma diferença entre a segunda altitude de GPS e a segunda altitude geométrica;
combinar 135 através da integração da segunda aceleração vertical com a diferença entre a segunda altitude de GPS e a segunda altitude geométrica para obter uma segunda taxa de mudança da altitude geométrica; e calcular 136 a primeira altitude geométrica da aeronave usando a segunda altitude geométrica, a segunda taxa de mudança da altitude geométrica e a diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica.
[0041] Cláusula 3. O método, de acordo com a Cláusula 1 ou 2 ainda compreendendo obter, de um altímetro de rádio 22 da aeronave, uma altitude com base em rádio da aeronave; e se a altitude com base em rádio estiver abaixo de uma altitude limiar predeterminada, calcular a taxa de mudança da altitude geométrica da aeronave usando a diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica sem usar a aceleração vertical da aeronave.
[0042] Cláusula 4. O método, de acordo com a Cláusula 1 ou 2, em que calcular a taxa de mudança da altitude de pressão compreende:
obter 161 um temperatura padrão do dia;
calcular 162 uma temperatura ambiente;
determinar uma razão 166 entre a temperatura padrão do dia e a temperatura ambiente; e combinar 168 a razão entre a temperatura padrão do dia e a temperatura ambiente com a taxa de mudança da altitude geométrica para determinar a taxa de mudança da altitude de pressão.
[0043] Cláusula 5. O método, de acordo com a Cláusula 4, em que calcular a temperatura ambiente compreende:
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20/26 obter 163, de um sensor de temperatura externa da aeronave, uma temperatura de ar total para o período atual;
calcular 164 um número de Match para a aeronave para o período atual; e combinar 165 a temperatura de ar total e o número de Match para calcular a temperatura ambiente.
[0044] Cláusula 6. O método, de acordo com a Cláusula 1 ou 2, em que calcular a altitude de pressão para o período atual compreende: obter 172 uma altitude de pressão da aeronave para o período prévio;
combinar 174 a altitude de pressão da aeronave para o período prévio com a taxa de mudança da altitude de pressão para determinar a altitude de pressão para o período atual.
[0045] Cláusula 7. O método, de acordo com a Cláusula 6, em que calcular a pressão estática para o período atual compreende:
calcular a pressão estática usando a altitude de pressão para o período atual.
[0046] Cláusula 8. O método, de acordo com a Cláusula 7, em que calcular a velocidade aérea da aeronave compreende:
obter, de um sensor de pressão total da aeronave, um valor de pressão total; e combinar o valor de pressão total, a pressão estática para o período atual, para calcular a velocidade aérea da aeronave.
[0047] Cláusula 9. Um sistema para determinar uma velocidade aérea de uma aeronave 10, o sistema compreendendo:
um dispositivo de GPS 20 da aeronave capaz de determinar uma altitude de GPS da aeronave;
um dispositivo de referência de inércia 21 da aeronave capaz de determinar uma aceleração vertical da aeronave;
um sistema de computador 200 da aeronave, o sistema de
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21/26 computador incluindo um ou mais processadores 230 operativamente conectados ao dispositivo de GPS, o dispositivo de referência de inércia, e um ou mais outros dispositivos 22 da aeronave, um banco de dados 245 operativamente conectado a um ou mais processadores, e uma memória 210 operativamente conectada a um ou mais processadores e o banco de dados, a memória armazenando dados compreendendo código de programa 212 para execução por um ou mais processadores para realizar um método 100 para calcular a velocidade aérea da aeronave, o método compreendendo:
obter 110, do dispositivo de GPS, a altitude de GPS da aeronave para um período atual;
obter 120, do dispositivo de referência de inércia, a aceleração vertical da aeronave para o período atual;
obter 130 uma altitude geométrica da aeronave para um período prévio, o período prévio ocorrendo prévio ao período atual;
determinar 140 uma diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica;
calcular 150 uma taxa de mudança da altitude geométrica da aeronave usando a aceleração vertical e a diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica;
calcular 160 uma taxa de mudança da altitude de pressão usando a taxa de mudança da altitude geométrica;
calcular 170 uma altitude de pressão para o período atual da taxa de mudança da altitude de pressão;
calcular 180 uma pressão estática para o período atual usando a altitude de pressão; e calcular 190 a velocidade aérea da aeronave usando a pressão estática.
[0048] Cláusula 10. O sistema, de acordo com a Cláusula 9, em que a altitude de GPS é una primeira altitude de GPS, a aceleração
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22/26 vertical é uma primeira aceleração vertical, a altitude geométrica da aeronave é uma primeira altitude geométrica, a taxa de mudança da altitude geométrica é uma primeira taxa de mudança da altitude geométrica, e o período prévio é um primeiro período prévio, e em que obter a primeira altitude geométrica da aeronave para o primeiro período prévio compreende:
obter 131, do dispositivo de GPS da aeronave, uma segunda altitude de GPS da aeronave para o primeiro período prévio;
obter 132, do dispositivo de referência de inércia da aeronave, uma segunda aceleração vertical da aeronave para o primeiro período prévio;
obter 133 uma segunda altitude geométrica da aeronave para um segundo período prévio, o segundo período prévio ocorrendo prévio ao primeiro período prévio;
determinar 134 uma diferença entre a segunda altitude de GPS e a segunda altitude geométrica;
combinar 135 através da integração a segunda aceleração vertical com a diferença entre a segunda altitude de GPS e a segunda altitude geométrica para obter uma segunda taxa de mudança da altitude geométrica; e calcular 136 a primeira altitude geométrica da aeronave usando a segunda altitude geométrica, a segunda taxa de mudança da altitude geométrica e a diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica.
[0049] Cláusula 11. O sistema, de acordo com a Cláusula 9 ou 10, ainda compreendendo um altímetro de rádio 22 da aeronave, em que o método ainda compreende:
obter, do altímetro de rádio, uma altitude com base em rádio da aeronave; e se a altitude com base em rádio estiver abaixo de uma
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23/26 altitude limiar predeterminada, calcular a taxa de mudança da altitude geométrica da aeronave usando a diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica sem usando a aceleração vertical da aeronave. [0050] Cláusula 12. O sistema, de acordo com a Cláusula 9 ou 10, em que calcular a taxa de mudança da altitude de pressão compreende: obter 161 uma temperatura padrão do dia;
calcular 162 uma temperatura ambiente;
determinar 166 uma razão entre a temperatura padrão do dia e a temperatura ambiente; e combinar 168 a razão entre a temperatura padrão do dia e a temperatura ambiente com a taxa de mudança da altitude geométrica para determinar a taxa de mudança da altitude de pressão.
[0051] Cláusula 13. O sistema, de acordo com a Cláusula 12, ainda compreendendo um sensor de temperatura externa da aeronave, e em que calcular a temperatura ambiente compreende:
obter 163, do sensor de temperatura externa, uma temperatura de ar total para o período atual;
calcular 164 um número de Match para a aeronave para o período atual; e combinar 165 a temperatura de ar total e o número de Match para calcular a temperatura ambiente.
[0052] Cláusula 14. O sistema, de acordo com a Cláusula 9 ou 10, em que calcular a altitude de pressão para o período atual compreende: obter 172 uma altitude de pressão da aeronave para o período prévio;
combinar 174 a altitude de pressão da aeronave para o período prévio com a taxa de mudança da altitude de pressão para determinar a altitude de pressão para o período atual.
[0053] Cláusula 15. O sistema, de acordo com a Cláusula 14, em que calcular a pressão estática para o período atual compreende:
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24/26 calcular a pressão estática usando a altitude de pressão para o período atual.
[0054] Cláusula 16. O sistema, de acordo com a Cláusula 15, ainda compreendendo um sensor de pressão total da aeronave, e em que calcular a velocidade aérea da aeronave compreende:
obter, do sensor de pressão total, um valor de pressão total; e combinar o valor de pressão total, e a pressão estática para o período atual para calcular a velocidade aérea da aeronave. [0055] Cláusula 17. Uma aeronave 10 compreendendo:
um dispositivo de GPS 20 capaz de determinar uma altitude de GPS da aeronave;
um dispositivo de referência de inércia 21 capaz de determinar uma aceleração vertical da aeronave;
um sistema de computador 200 da aeronave, o sistema de computador incluindo um ou mais processadores 230 operativamente conectados ao dispositivo de GPS, o dispositivo de referência de inércia, e um ou mais outros dispositivos 22 da aeronave, um banco de dados 245 operativamente conectado a um ou mais processadores, e uma memória 210 operativamente conectada a um ou mais processadores e ao banco de dados, a memória armazenando dados compreendendo código de programa 212 para execução por um ou mais processadores para realizar um método 100 para calcular a velocidade aérea da aeronave, o método compreendendo:
obter 110, do dispositivo de GPS, a altitude de GPS da aeronave para um período atual;
obter 120, do dispositivo de referência de inércia, a aceleração vertical da aeronave para o período atual;
obter 130 uma altitude geométrica da aeronave para um período prévio, o período prévio ocorrendo prévio ao período atual;
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25/26 determinar 140 uma diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica;
calcular 150 uma taxa de mudança da altitude geométrica da aeronave usando a aceleração vertical e a diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica;
calcular 160 uma taxa de mudança da altitude de pressão usando a taxa de mudança da altitude geométrica;
calcular 170 uma altitude de pressão para o período atual da taxa de mudança da altitude de pressão;
calcular 180 uma pressão estática para o período atual usando a altitude de pressão; e calcular 190 a velocidade aérea da aeronave usando a pressão estática.
[0056] Cláusula 18. A aeronave, de acordo com a Cláusula 17, em que a altitude de GPS é uma primeira altitude de GPS, a aceleração vertical é uma primeira aceleração vertical, a altitude geométrica da aeronave é uma primeira altitude geométrica, a taxa de mudança da altitude geométrica é uma primeira taxa de mudança da altitude geométrica, e o período prévio é um primeiro período prévio, e em que obter a primeira altitude geométrica da aeronave para o primeiro período prévio compreende:
obter 131, do dispositivo de GPS da aeronave, uma segunda altitude de GPS da aeronave para o primeiro período prévio;
obter 132, do dispositivo de referência de inércia da aeronave, uma segunda aceleração vertical da aeronave para o primeiro período prévio;
obter 133 uma segunda altitude geométrica da aeronave para um segundo período prévio, o segundo período prévio ocorrendo prévio ao primeiro período prévio;
determinar 134 uma diferença entre a segunda altitude de
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GPS e a segunda altitude geométrica;
combinar 135 através da integração a segunda aceleração vertical com a diferença entre a segunda altitude de GPS e a segunda altitude geométrica para obter uma segunda taxa de mudança da altitude geométrica; e calcular 136 a primeira altitude geométrica da aeronave usando a segunda altitude geométrica, a segunda taxa de mudança da altitude geométrica e a diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica.
[0057] Cláusula 19. A aeronave, de acordo com a Cláusula 17 ou 18, em que calcular a altitude de pressão para o período atual e calcular a pressão estática o período atual compreende:
obter 172 uma altitude de pressão da aeronave para o período prévio;
combinar 174 a altitude de pressão da aeronave para o período prévio com a taxa de mudança da altitude de pressão para determinar a altitude de pressão para o período atual;
calcular a pressão estática usando a altitude de pressão para o período atual.
[0058] Cláusula 20. A aeronave, de acordo com a Cláusula 19, ainda compreendendo um sensor de pressão total da aeronave, e em que calcular a velocidade aérea da aeronave compreende:
obter, do sensor de pressão total, um valor de pressão total; e combinar o valor de pressão total, e a pressão estática para o período atual para calcular a velocidade aérea da aeronave.
[0059] Embora as formas de aparelho e os métodos aqui descritos constituam exemplos preferidos desta invenção, deve entender-se que a invenção não se limita a estas formas precisas de aparelho e, e as alterações podem ser feitas sem sair do escopo da invenção.
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Claims (15)
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REIVINDICAÇÕES
1. Método (100) para determinar uma velocidade aérea de uma aeronave (10), o método caracterizado pelo fato de que compreende:
obter (110), de um dispositivo de GPS (20) da aeronave, uma altitude de GPS da aeronave para um período atual;
obter (120), de um dispositivo de referência de inércia (21) da aeronave, uma aceleração vertical da aeronave para o período atual;
obter (130) uma altitude geométrica da aeronave para um período prévio, o período prévio ocorrendo prévio ao período atual;
determinar (140) uma diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica;
calcular (150) uma taxa de mudança da altitude geométrica da aeronave usando a aceleração vertical e a diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica;
calcular (160) uma taxa de mudança da altitude de pressão usando a taxa de mudança da altitude geométrica;
calcular (170) uma altitude de pressão para o período atual da taxa de mudança da altitude de pressão;
calcular (180) uma pressão estática para o período atual usando a altitude de pressão; e calcular (190) a velocidade aérea da aeronave usando a pressão estática.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a altitude de GPS é uma primeira altitude de GPS, a aceleração vertical é uma primeira aceleração vertical, a altitude geométrica da aeronave é uma primeira altitude geométrica, a taxa de mudança da altitude geométrica é uma primeira taxa de mudança da altitude geométrica, e o período prévio é um primeiro período prévio, e em que obter a primeira altitude geométrica da aeronave para o primeiro
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2/9 período prévio compreende:
obter (131), do dispositivo de GPS da aeronave, uma segunda altitude de GPS da aeronave para o primeiro período prévio;
obter (132), do dispositivo de referência de inércia da aeronave, uma segunda aceleração vertical da aeronave para o primeiro período prévio;
obter (133) uma segunda altitude geométrica da aeronave para um segundo período prévio, o segundo período prévio ocorrendo prévio ao primeiro período prévio;
determinar (134) uma diferença entre a segunda altitude de GPS e a segunda altitude geométrica;
combinar (135) através da integração a segunda aceleração vertical com a diferença entre a segunda altitude de GPS e a segunda altitude geométrica para obter uma segunda taxa de mudança da altitude geométrica; e calcular (136) a primeira altitude geométrica da aeronave usando a segunda altitude geométrica, a segunda taxa de mudança da altitude geométrica e a diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:
obter, de um altímetro de rádio (22) da aeronave, uma altitude com base em rádio da aeronave; e se a altitude com base em rádio estiver abaixo de uma altitude limiar predeterminada, calcular a taxa de mudança da altitude geométrica da aeronave usando a diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica sem usando a aceleração vertical da aeronave.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que calcular a taxa de mudança da altitude de pressão compreende:
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3/9 obter (161) uma temperatura padrão do dia;
calcular (162) uma temperatura ambiente;
determinar uma razão (166) entre a temperatura padrão do dia e a temperatura ambiente; e combinar (168) a razão entre a temperatura padrão do dia e a temperatura ambiente com a taxa de mudança da altitude geométrica para determinar a taxa de mudança da altitude de pressão.
5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que calcular a temperatura ambiente compreende:
obter (163), de um sensor de temperatura externa da aeronave, uma temperatura de ar total para o período atual;
calcular (164) um número de Match para a aeronave para o período atual; e combinar (165) a temperatura de ar total e o número de Match para calcular a temperatura ambiente.
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que calcular a altitude de pressão para o período atual compreende:
obter (172) uma altitude de pressão da aeronave para o período prévio;
combinar (174) a altitude de pressão da aeronave para o período prévio com a taxa de mudança da altitude de pressão para determinar a altitude de pressão para o período atual.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que calcular a pressão estática para o período atual compreende:
calcular a pressão estática usando a altitude de pressão para o período atual; e em que calcular a velocidade aérea da aeronave compreende:
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4/9 obter, de um sensor de pressão total da aeronave, um valor de pressão total; e combinar o valor de pressão total, a pressão estática para o período atual, para calcular a velocidade aérea da aeronave.
8. Sistema para determinar uma velocidade aérea de uma aeronave (10), o sistema caracterizado pelo fato de que compreende:
um dispositivo de GPS (20) da aeronave capaz de determinar a altitude de GPS da aeronave;
um dispositivo de referência de inércia (21) da aeronave capaz de determinar uma aceleração vertical da aeronave;
um sistema de computador (200) da aeronave, o sistema de computador incluindo um ou mais processadores (230) operativamente conectados a um dispositivo de GPS, o dispositivo de referência de inércia, e um ou mais outros dispositivos (22) da aeronave, um banco de dados (245) operativamente conectado a um ou mais processadores, e uma memória (210) operativamente conectada a um ou mais processadores e o banco de dados, a memória armazenando dados compreendendo código de programa (212) para execução por um ou mais processadores para realizar um método (100) para calcular a velocidade aérea da aeronave, o método compreendendo:
obter (110), do dispositivo de GPS, a altitude de GPS da aeronave para um período atual;
obter (120), do dispositivo de referência de inércia, a aceleração vertical da aeronave para o período atual;
obter (130) uma altitude geométrica da aeronave para um período prévio, o período prévio ocorrendo prévio ao período atual;
determinar (140) uma diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica;
calcular (150) uma taxa de mudança da altitude geométrica da aeronave usando a aceleração vertical e a diferença entre a altitude
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5/9 de GPS e a altitude geométrica;
calcular (160) uma taxa de mudança da altitude de pressão usando a taxa de mudança da altitude geométrica;
calcular (170) uma altitude de pressão para o período atual da taxa de mudança da altitude de pressão;
calcular (180) uma pressão estática para o período atual usando a altitude de pressão; e calcular (190) a velocidade aérea da aeronave usando a pressão estática.
9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a altitude de GPS é uma primeira altitude de GPS, a aceleração vertical é uma primeira aceleração vertical, a altitude geométrica da aeronave é uma primeira altitude geométrica, a taxa de mudança da altitude geométrica é uma primeira taxa de mudança da altitude geométrica, e o período prévio é um primeiro período prévio, e em que obter a primeira altitude geométrica da aeronave para o primeiro período prévio compreende:
obter (131), do dispositivo de GPS da aeronave, uma segunda altitude de GPS da aeronave para o primeiro período prévio;
obter (132), do dispositivo de referência de inércia da aeronave, uma segunda aceleração vertical da aeronave para o primeiro período prévio;
obter (133) uma segunda altitude geométrica da aeronave para um segundo período prévio, o segundo período prévio ocorrendo prévio ao primeiro período prévio;
determinar (134) uma diferença entre a segunda altitude de GPS e a segunda altitude geométrica;
combinar (135) através da integração a segunda aceleração vertical com a diferença entre a segunda altitude de GPS e a segunda altitude geométrica para obter uma segunda taxa de mudança da
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6/9 altitude geométrica; e calcular (136) a primeira altitude geométrica da aeronave usando a segunda altitude geométrica, a segunda taxa de mudança da altitude geométrica e a diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica.
10. Sistema, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que calcular a taxa de mudança da altitude de pressão compreende:
obter (161) uma temperatura padrão do dia;
calcular (162) uma temperatura ambiente;
determinar (166) uma razão entre a temperatura padrão do dia e a temperatura ambiente; e combinar (168) a razão entre a temperatura padrão do dia e a temperatura ambiente com a taxa de mudança da altitude geométrica para determinar a taxa de mudança da altitude de pressão.
11. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um sensor de temperatura externa da aeronave, e em que calcular a temperatura ambiente compreende:
obter (163), do sensor de temperatura externa, uma temperatura de ar total para o período atual;
calcular (164) um número de Match para a aeronave para o período atual; e combinar (165) a temperatura de ar total e o número de Match para calcular a temperatura ambiente.
12. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado pelo fato de que calcular a altitude de pressão para o período atual compreende:
obter (172) uma altitude de pressão da aeronave para o período prévio;
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7/9 combinar (174) a altitude de pressão da aeronave para o período prévio com a taxa de mudança da altitude de pressão para determinar a altitude de pressão para o período atual; e em que calcular a pressão estática para o período atual compreende:
calcular a pressão estática usando a altitude de pressão para o período atual.
13. Aeronave (10), caracterizado pelo fato de que compreende:
um dispositivo de GPS (20) capaz de determinar uma altitude de GPS da aeronave;
um dispositivo de referência de inércia (21) capaz de determinar uma aceleração vertical da aeronave;
um sistema de computador (200) da aeronave, o sistema de computador incluindo um ou mais processadores (230) operativamente conectado a um dispositivo de GPS, o dispositivo de referência de inércia, e um ou mais outros dispositivos (22) da aeronave, um banco de dados (245) operativamente conectado a um ou mais processadores, e uma memória (210) operativamente conectado a um ou mais processadores e o banco de dados, a memória armazenando dados compreendendo código de programa (212) para execução por um ou mais processadores para realizar um método (100) para calcular a velocidade aérea da aeronave, o método compreendendo:
obter (110), do dispositivo de GPS, a altitude de GPS da aeronave para um período atual;
obter (120), do dispositivo de referência de inércia, a aceleração vertical da aeronave para o período atual;
obter (130) uma altitude geométrica da aeronave para um período prévio, o período prévio ocorrendo prévio ao período atual;
determinar (140) uma diferença entre a altitude de GPS e a
Petição 870190000726, de 04/01/2019, pág. 40/87
8/9 altitude geométrica;
calcular (150) uma taxa de mudança da altitude geométrica da aeronave usando a aceleração vertical e a diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica;
calcular (160) uma taxa de mudança da altitude de pressão usando a taxa de mudança da altitude geométrica;
calcular (170) uma altitude de pressão para o período atual da taxa de mudança da altitude de pressão;
calcular (180) uma pressão estática para o período atual usando a altitude de pressão; e calcular (190) a velocidade aérea da aeronave usando a pressão estática.
14. Aeronave, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a altitude de GPS é uma primeira altitude de GPS, a aceleração vertical é uma primeira aceleração vertical, a altitude geométrica da aeronave é uma primeira altitude geométrica, a taxa de mudança da altitude geométrica é uma primeira taxa de mudança da altitude geométrica, e o período prévio é um primeiro período prévio, e em que obter a primeira altitude geométrica da aeronave para o primeiro período prévio compreende:
obter (131), do dispositivo de GPS da aeronave, uma segunda altitude de GPS da aeronave para o primeiro período prévio;
obter (132), do dispositivo de referência de inércia da aeronave, uma segunda aceleração vertical da aeronave para o primeiro período prévio;
obter (133) uma segunda altitude geométrica da aeronave para um segundo período prévio, o segundo período prévio ocorrendo prévio ao primeiro período prévio;
determinar (134) uma diferença entre a segunda altitude de GPS e a segunda altitude geométrica;
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9/9 combinar (135) através da integração da segunda aceleração vertical com a diferença entre a segunda altitude de GPS e a segunda altitude geométrica para obter uma segunda taxa de mudança da altitude geométrica; e calcular (136) a primeira altitude geométrica da aeronave usando a segunda altitude geométrica, a segunda taxa de mudança da altitude geométrica e a diferença entre a altitude de GPS e a altitude geométrica.
15. Aeronave, de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que calcular a altitude de pressão para o período atual e calcular a pressão estática o período atual compreende:
obter (172) uma altitude de pressão da aeronave para o período prévio;
combinar (174) a altitude de pressão da aeronave para o período prévio com a taxa de mudança da altitude de pressão para determinar a altitude de pressão para o período atual;
calcular a pressão estática usando a altitude de pressão para o período atual; e compreende ainda um sensor de pressão total da aeronave, e em que calcular a velocidade aérea da aeronave compreende:
obter, do sensor de pressão total, um valor de pressão total; e combinar o valor de pressão total, e a pressão estática para o período atual para calcular a velocidade aérea da aeronave.
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