CN102306149A - 带有数字航空通告的飞行规划 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带有数字航空通告的飞行规划。提供的是用于对显示装置上的数据的自动评估和呈递的方法和系统，其描述了在工作时对因交通工具的任务计划的变化而引起的任务关键参数的影响。该任务计划的变化可以由交通工具操作员手工输入，但是也可以通过数据上行链路从外部当局电子地且自动化地接收。

Description

带有数字航空通告的飞行规划
技术领域
本文所描述的主题涉及为了飞行规划目的和跑道验证在飞行管理系统上自动呈递更新的航空通告(“notice to airmen，NOTAM”)数据以供显示。
背景技术
在飞行中，机组人员依据向空中交通管制局提交的飞行计划来导航他们的飞行器。在起飞前，在飞行伊始可以手动地或电子地把飞行计划装载到飞行器的飞行管理系统(“Flight Management System，FMS”)中。其中，飞行计划典型地包括定义飞行器的计划航迹的多个地理停机点和该飞行器将要到达那些停机点的具体时间。飞行计划还包扩关于飞行起点和终点处的跑道的可用性的信息。典型地，飞行计划通过来自空中交通管制(air traffic control，ATC)局的ATC许可消息来更新。
在编译飞行计划的过程中，机务人员有责任检查被称为航空通告(“NOTAM”)的每日交通信息。NOTAM消息是格式化的数字消息，其被提交给航空局(aviation authority)以警报飞行器的飞行员位于沿着他们的飞行计划或在具体位置上的任何危险。该航空局进而向飞行员提供公布相关NOTAM的方式。在美国，NOTAM可以从位于因特网的http://pilotweb.nas.faa.gov/distribution/atcscc.html的联邦航空管理局的国家空域系统航空企业信息管理系统(National Airspace System Aeronautical InformationManagement Enterprise System，NAIMES)飞行员网(PilotWeb)NOTAM系统获得。
传统地，飞行员接收以纸件或电子形式的多个NOTAM，必须对该多个NOTAM进行解密和手工评估。飞行员于是把与他们的具体飞行计划相关的信息提取出来并将该信息包括在该飞行计划中。这样的文书工作耗时且乏味。此外，在飞行规划阶段期间，飞行员显然得不到在飞行计划创建之后发布的NOTAM。因此，可能错过最新的NOTAM消息。最新的NOTAM更新必须以电子或纸件的形式，在飞行中或准备起飞的时侯传输给飞行器，并被飞行员考虑。如果发现NOTAM更新是相关的，则必须做出关于是否修改飞行计划以及怎样修改飞行计划的决定。
这样的更新程序效率低，并且会引起相当多的低头看仪表的时间，在此时间期间会把飞行员的注意力从准备飞行器以起飞或使飞行器飞行转移开。因此，存在用来改进NOTAM更新过程以进行飞行规划的需求。
发明内容
应该意识到，提供此概要来介绍对非限制性的示例性概念的选择。在一个示例性实施例中，提供了一种用来把位于飞行路径附近的跑道的状态传送给航行于该飞行路径的飞行器的飞行员的方法。该方法包括定位与飞行器的地理位置最靠近的机场相关联的跑道数据，其也在该飞行路径附近。该机场的跑道状态经由显示装置呈递给飞行员，该显示包括标识沿着飞行路径最靠近的机场的符号、标识位于沿着该飞行路径最靠近的机场的每个跑道的符号以及在该飞行路径附近最靠近的机场的每个跑道的状态的指示。
在另一示例性实施例中，提供了一种机载计算机系统。该系统包括飞行管理系统(FMS)、数据上行链路(DU)；与FMS和DU在工作时通信的多用途命令显示单元(MCDU)以及与FMS在工作时通信的航空通告(NOTAM)消息数据库。NOTAM消息通过DU接收和解析。从NOTAM消息解析出的任何跑道数据于是被存储在该NOTAM数据库中。在接收到来自飞行器的飞行员的查询命令时，从NOTAM数据库检索跑道数据，然后通过FMS把跑道数据显示在MCDU上。
附图说明
图1是示出飞行管理系统的示例性位置的飞行器座舱的再现。
图2图示了示例性多用途控制显示单元。
图3图示了用于实现本文描述的主题的简化非限制性系统。
图4图示了合并了所公开主题的示例性流程图。
具体实施方式
下列公开内容是针对这样的系统和方法：所述系统和方法从数字航空通告(NOTAM)消息自动取得危险和跑道信息并将此信息提供给交通工具(vehicle)操作员。危险信息的非限制性示例包括但不限于空域受到限制、跑道被封闭、险恶气候。本文所公开的概念是示例性的且为了解释的目的而被简化。所公开的实施例并非意图以任何方式来限制本申请人的发明的范围。
下面，现在将参考附图对本主题进行更加充分的描述，附图是说明本文所公开的各种实施例的。贯穿下列公开内容，同样的附图标记指同样的对象。附图已经被简化以使对所公开的系统、装置和方法的理解明了。该主题可以以多种形式来体现。下文提供了示例性构造和描述以便更充分地传达本文所公开的主题。
下面将在飞行器的背景下对本文的主题进行公开。然而，本领域普通技术人员将理解，如果需要的话，该主题同样可适用于其它类型的交通工具。下面本文的主题可以被应用到的其它交通工具类型的非限制性示例包括海上船舶、太空船、水运工具和陆上机动车辆。本文所公开的主题可以被合并到当前存在的或将来可能开发的任何合适的导航或飞行数据系统中。陆上机动车辆还可以包括但不限于任何描述的军用战斗和保障车辆。
图1是普通飞行器的示例性图，该飞行器装配有飞行管理系统(FMS)5和多用途命令显示单元(multi-purpose command display unit)200，该飞行管理系统(FMS)5可以与该多用途命令显示单元(MCDU)200通信或者可以把多用途命令显示单元(MCDU)200合并到其自身之内，该多用途命令显示单元(MCDU)200还可以包括一个或多个电子显示板204。通常，FMS 5可以与针对每个飞行员和副飞行员的初级飞行显示器10通信，或者其可以包括针对每个飞行员或副飞行员的初级飞行显示器10，该初级飞行显示器10显示用于控制飞行器的信息。FMS 5可以与导航显示器100通信，或者其还可以包括导航显示器100，本文还可以把该导航显示器100称为“移动地图”，其可以与MCDU 200结合使用。FMS 5和MCDU 200可以与数据上行链路201在工作时通信。在非飞行器的实施例中，FMS 5可以由雷达控制台、雷达转发器或命令显示器替代。
图2是非限制性的示例性MCDU 200的示例性再现。在一个实施例中，MCDU 200可以包括物理显示装置，所述物理显示装置带有多个物理输入变换器(transducer)(202，210)和与机组人员交互的多个物理显示板204。非限制性的示例性变换器(210，202)可以包括按键、开关、旋钮、触摸板等等。非限制性的示例性显示板204可以包括发光二极管阵列、液晶显示器、阴极射线管、白炽灯等等。
在其它实施例中，MCDU 200可以是虚拟装置。可以把针对该虚拟装置的显示呈现在通用电子显示装置上，其中输入变换器210和202以及显示板204是物理装置的电子图形化再现。这样的电子显示装置可以是本领域已知的任何类型的显示装置。显示装置的非限制性示例可以是阴极射线管、液晶显示器和等离子屏幕。然而，预期现在或将来开发的任何合适的显示装置处于本公开内容的范围内。不管MCDU 200的性质，可以把任何危险数据或表示危险数据的符号体系显示在显示板204中，诸如数据205。
在图2的实施例中，包括在机场数据205中的示例性符号可以包括四字母缩写“KPHX”，其表示具体的机场。符号08R、26L和26R可以各自表示位于机场KPHX处的不同的跑道。尽管在机场数据205中描绘的示例性符号实际上是字母数字混编的，但是所述符号可以是任何希望的图形的、字母数字混编的、图示的、摄像的、图标的或者如可以被希望适合特定需求的其它符号体系。
类似地，示例性符号KPHX可替换地可以表示空中交通管制管辖权。符号08R、26L和26R可以表示空域的具体容量，其或许使或者或许不使存在于管辖权内的限制与它们相关联。尽管本文所公开的符号体系可以表示交通工具操作员或飞行员感兴趣的任何数目的潜在情况，为了简洁清晰，下列论述限于机场的跑道状态。
在一些实施例中，沿着MCDU 200的侧边排列的输入变换器210可以是通用变换器，其操作将被本领域技术人员所知悉。通常地，变换器210允许飞行员选择或输入与呈现接近于具体变换器210的符号相关联的信息。例如，符号08R、26L和26R中的每一个可以表示具体的跑道。操纵接近于这些符号之一的变换器210，可以选择相关联的跑道以进一步处理，如下面将更加充分地描述的那样。类似地，操纵接近于机场符号KPHX的变换器210可以确认符号KPHX要被用作定位其相关联的跑道数据的数据。可替换地，当被操纵时，变换器210可以使得数据能够通过进一步操纵变换器202而在那个位置处被输入到显示器204中。例如，变换器202可以用来输入符号“KPHX”。
图3描绘了示例性系统300，其可以用来实现本文所描述的主题。尽管此示例性实施例把FMS 5、数据上行链路单元201和MCDU 200公开成分离的单元，但是对于本领域普通技术人员而言会容易明白的是可以把FMS 5、数据上行链路单元201和MCDU 200的功能组合到单个计算装置中，可以分开到附加装置中或者可以分布在无线或有线网络上。
FMS 5包括处理器370。处理器370可以是本领域可能已知的任何合适的处理器或子处理器的组合。处理器370可以包括中央处理单元、嵌入式处理器、专用处理器(例如，数字信号处理器)，或者负责指令的解释和执行、计算的履行和/或语音识别协议的执行的任何其它电子元件。处理器370可以与其它功能组件通信，控制其它功能组件和/或与其它功能组件合作工作，所述其它功能组件包括但不限于经由视频接口380的视频显示装置390、地理定位系统(geographical positioning system，GPS)355、数据库373、一个或多个航空电子传感器/处理器设备360、一个或多个大气传感器处理器365、和/或一个或多个数据接口375/345。处理器370是计算机可读媒体的非限制性示例。
如上所述的处理器370，可以与数据库373通信。数据库373可以是本领域已知的任何合适类型的数据库。非限制性的示例性数据库类型包括平面数据库、关系数据库、和当前可能存在或者在将来可能开发的后关系(post-relational)数据库。数据库373可以被记录在任何合适类型的非易失性或易失性存储器装置上，所述存储器装置诸如光盘、可编程逻辑装置、只读存储器、随机存取存储器、闪速存储器和磁盘。数据库373可以存储飞行计划数据、飞行器操作数据、NOTAM消息数据、导航数据、危险数据、跑道数据和如在工作中可能有用的其它数据。数据库373可以是计算机可读媒体的附加的、非限制性的示例。
处理器370可以包括存储器模块371或者与之通信。存储器模块371可以包括任何类型的只读存储器、随机存取存储器、闪速存储器、可编程逻辑装置(例如，可编程门阵列)和/或当前可能存在或在将来可能开发的任何其它合适的存储器装置，或者其组合。存储器模块371是计算机可读媒体的非限制性示例，并且其可以存储任何合适类型的信息。这样的信息的非限制性示例包括飞行计划数据、飞行计划变化数据、NOTAM消息数据和导航数据。
数据I/O接口375可以是如本领域可能已知的任何合适类型的有线或无线接口。数据I/O接口375从数据上行链路单元201接收经解析的NOTAM消息信息，并将该经解析的数据转发给所述处理器370。I/O接口375还从所述处理器370接收参数差(differential)数据，并对该参数差数据进行转换以供处理器305使用，且反之亦然。如果使用无线接口来实现数据I/O接口，则该无线接口可以使用任何类型的无线协议来运行。非限制性的示例性无线协议可以包括Wi-Fi、蓝牙TM和Zigbee。
数据上行链路单元201包括处理器305。处理器305可以是本领域可能已知的任何合适的处理器或子处理器的组合。处理器305可以包括中央处理单元、嵌入式处理器、专用处理器(例如，数字信号处理器)，或者负责指令的解释和执行、计算的履行和/或语音识别协议的执行的任何其它电子元件。处理器305可以与其它功能组件通信、控制其它功能组件和/或与其它功能组件合作工作，所述其它功能组件包括但不限于经由视频处理器346和视频接口330的视频显示装置340、经由I/O接口310的用户I/O装置315、一个或多个数据接口345/375和/或无线电单元325。I/O装置315和视频显示装置340可以是MCDU 200内的组件，并且也可以包括上面提及的变换器202、210和可视显示板204。应当意识到数据上行链路单元201和MCDU 200可以组合成一个集成装置。处理器305是计算机可读媒体的非限制性示例。
处理器305可以包括存储器模块306或与之通信。存储器模块306可以包括任何类型的只读存储器、随机存取存储器、闪速存储器、可编程逻辑装置(例如，可编程门阵列)和/或当前可能存在或在将来开发的任何合适的存储器装置或其组合。存储器模块306是计算机可读媒体的非限制性示例，且其可以包含任何合适配置的数据。这样的非限制性的示例性数据可以包括飞行计划数据、许可消息数据、危险数据、NOTAM消息数据、跑道数据和飞行参数差数据。
处理器305可以包含当被执行时标识和解析通过无线电单元325接收的NOTAM消息的指令。处理器305于是可以执行这样的指令，该指令把经解析的NOTAM消息数据临时存储在存储器306中，或者把该经解析的NOTAM消息数据通过接口375传送到处理器370以进行处理或以供存储在数据库373中。
数据I/O接口345可以是如本领域可能已知的任何合适类型的有线或无线接口。数据I/O接口345从处理器305接收经解析的数据许可消息，并将该经解析的数据许可数据转换成MCDU 200的视频处理器346可以可读取的格式以在视频显示装置340中显示。数据I/O接口345还可以经由I/O接口310接收由用户I/O装置315生成的飞行员响应信息，以经由处理器305经由无线电单元325向回传输到飞行管控局。
图4是图示用于实现本文所公开主题的非限制性的示例性方法400的简化流程图。在阅读本文的公开内容之后，本领域普通技术人员将意识到图4中所公开的步骤并非是可以使用的唯一步骤。可以把这些步骤分离成其逻辑子步骤，可以用在功能上等价的步骤来取代这些步骤，并且可以对这些步骤进行组合。
如上所述，数据上行链路单元201与FMS 5和MCDU 200在工作时通信。数据上行链路单元201通过本领域众所周知的无线电通信装置传输和/或接收数字消息。数据上行链路信息可以以带有一些自由文本注解的既定语法格式被发送和接收。
在示例性方法400中，数字NOTAM消息可以在步骤405经由无线电单元325由处理器305接收，然后在步骤410被解析。在一些实施例中，可替换地，可以由处理器370来完成该解析。
在步骤415，经解析的NOTAM消息数据被保存在数据库中。该数据库可以驻留在飞行器中的任何地方。优选地，该数据库驻留在FMS 5中或者与FMS5在工作时通信，诸如数据库373。
在另一示例性方法402中，用于将NOTAM消息数据呈递给飞行员的过程可以开始于步骤420。在步骤425，处理器370确定飞行员是否已经选择了这样的选项，该选项是关于该系统是要自动确定与所述飞行器的地理位置最靠近的机场还是要接受手工输入。如果选择了自动输入选项，则该方法进展到步骤430。
在步骤430，确定该飞行器的当前地理位置。该地理位置可以根据本领域已知的、在飞行器上可用的诸如GPS系统355之类的任何数目的导航系统来确定。然而，可以使用本领域已知的其它定位系统，诸如航位推测、无线电三角测量等等。
在步骤435，电子搜索飞行器的当前飞行计划以标识与在步骤430中确定的飞行器的当前地理位置最靠近的机场。如果该最靠近的机场是目的地机场，就会标识该目的地机场。如果该飞行器处于半途中，最近的机场可能是军用设施，或和在该飞行器的飞行计划中被标识为停机点的飞机场，或者在距飞行计划中所定义的活动航线(active route)预定距离之内的一个。
在步骤425，如果选择手工输入，则该方法进展到步骤440。在步骤440，该飞行员可以手工输入具体的机场。如本领域可能已知的那样，该输入可以通过操纵MCDU 200上的变换器202和210来完成。
不管机场是通过手工输入确定的还是自动确定的，标识该机场的符号(例如，KPHX)可以用作用于搜索NOTAM数据库373以获得与特定机场有关的任何信息的索引。在步骤445，搜索NOTAM数据库373以获得与所标识的机场KPHX有关的信息。例如，这样的数据可以包括跑道的数目和每个跑道的最新状态。每个跑道的最新状态可能已经在飞行的时候经由DU 201被自动接收，如上面关于示例性方法400所公开的。
在步骤450，所希望的机场数据由FMS 5定位，并被传送到MCDU 200以供显示。在一些实施例中，可以仅定位和传送机场标识数据。在其它实施例中，可以定位跑道标识数据、跑道状态数据和与所标识的机场相关联的其它数据，并把它们传送到MCDU 200。这样的数据可以临时存储在MCDU 200的存储器348中。
在步骤455，显示机场数据205，其包括位于该机场的各种跑道。在一些实施例中，所显示的跑道数据还可以包括最新跑道状态以作为显示的一部分。
在把跑道状态数据连同机场数据传送给MCDU 200以供在步骤455显示的实施例中，该方法402就可以在这里终止。然而，在不把跑道状态数据传送给MCDU 200以供在步骤455显示的实施例中，飞行员可以在步骤460选择感兴趣的跑道。该选择可以通过操纵与所显示的跑道符号相关联的变换器210做出。
一旦在步骤460做出了跑道选择，就通过搜索NOTAM数据库373或通过从本地MCDU存储器348检索跑道数据来定位该信息。如果在步骤450未把跑道状态数据传送给MCDU 200，则在步骤465定位跑道状态数据并传送给MCDU 200。否则，可以忽略步骤465。
在步骤470，经由MCDU 200把最新跑道状态数据显示给飞行员。该最新跑道状态可以由与所标识的每个跑道相关联的附加符号数据来指示，或者通过改变该跑道符号的颜色来指示。
例如，向回参考图2中的机场数据205，如果所有跑道都处于可用状态，则可以把跑道符号体系08R、26L和26R呈现为绿色。可以把任何可能被关闭的跑道呈现为红色。类似地，可以把状态未知、不确定或可能开放但被降级的跑道(例如，该跑道对于飞行器而言太小，除非在紧急情况否则可能被阻挡)呈现为黄色。可能性、即可获得的可能符号体系及其呈递是多样的，并且可以留给系统设计人员和规则来判断。
仅用图解的方式提供了上面所描述的主题，且其不应当被理解为是限制性的。在没有所图示和描述的随后示例实施例和应用的情况下，以及在不偏离随后权利要求所阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以对本文所描述的主题做出各种修改和变化。

Claims (10)

1.一种用于把位于飞行路径附近的跑道的状态传送给航行于所述飞行路径的飞行器的飞行员的方法(400)，所述方法包括步骤：
定位在所述飞行路径附近与所述飞行器的地理位置最靠近的机场(435-450)；
经由显示装置340向所述飞行员呈递显示，所述显示205包括标识沿着所述飞行路径最靠近的机场的符号、标识位于沿着所述飞行路径最靠近的机场的每个跑道的符号和在所述飞行路径附近最靠近的机场的每个跑道的状态的指示。
2.如权利要求1所述的方法，其中，沿着所述飞行路径最靠近的机场可由所述飞行员选择(425)。
3.如权利要求1所述的方法，还包括，创建飞行计划并存储到数据库373，所述飞行计划包括所述飞行路径和所述飞行路径末尾处的目的地机场。
4.如权利要求3所述的方法，还包括：
接收电子消息(405)；
解析所述电子消息(410)；和
把从所述电子消息解析出的数据存储到所述数据库(415)，所述数据包括沿着所述飞行路径的机场的地理位置和与所述机场相关联的电子跑道状态信息。
5.如权利要求4所述的方法，其中，包含所述电子跑道状态信息的消息是数字航空通告(NOTAM)消息。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述显示是多功能控制显示单元(MCDU)(200)和虚拟MCDU中的一个。
7.如权利要求5所述的方法，其中，定位沿着所述飞行路径最靠近的机场包括：
确定所述飞行器的地理位置(430)；
根据所述飞行器的所述地理位置搜索所述数据库(435)；和
确定最靠近于所述飞行器的所述地理位置的机场(450)。
8.如权利要求6所述的方法，其中，把所述显示呈递给所述飞行员包括在所述显示装置上呈现表示所述机场的符号和表示所述机场的跑道的每个符号，每个跑道符号和机场符号与其自己的用户接口相关联，由此所述飞行员可以选择机场和跑道(205)。
9.如权利要求8所述的方法，其中，当距所述飞行路径多个机场基本上是等距的时，基本同时呈现所述多个机场及其相关联的跑道。
10.一种飞行器机载计算机系统，包括：
数据上行链路(201)，其被配置成接收和解析航空通告消息(410)；
多用途命令显示单元(200)，其与所述数据上行链路(201)在工作时通信，并且被配置成显示从所述航空通告消息解析出的跑道数据(205)；
航空通告消息数据库(373)，其被配置成接收和存储来自所述数据上行链路的经解析的跑道数据(201)；和
飞行管理系统(5)，其被配置成从所述航空通告数据库(373)检索所述跑道数据，然后在接收到来自所述飞行器的飞行员的命令时在所述多用途命令显示单元(200)上显示所述跑道数据。
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