CN103329181B - 用于自动管理彼此跟随的两架航空器之间的间隔的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于自动管理在彼此跟随的两架航空器之间的间隔的方法和设备。设备（1）包括用于在执行获取和保持间隔的功能之前自动计算用于控制速度的命令的装置（6,7），所述命令使尾随的航空器能够获取和保持相对于在其之前的目标航空器的时间间隔。

Description

用于自动管理彼此跟随的两架航空器之间的间隔的方法和设备

技术领域

本发明涉及用于自动管理至少一架被称作参考航空器的航空器在至少一架在所述航空器之前的被称作目标航空器的其他航空器之后的间隔的方法和系统。

本发明可以应用于巡航阶段，尤其为了使例如运输航空器的航空器群一个接一个地飞行。本发明也可以被应用于为了尤其是在机场跑道上着陆的进场阶段。

关于这样的进场，已知因为空中交通的不断增加，为了防止最严重装载的机场区域的饱和而寻求新方法。这些方法之一在于授权给一架航空器（跟随航空器）、尤其是运输航空器在空中交通管制的终点区域中关于飞行在所述航空器之前的另一架航空器（被跟随航空器）的间隔的操纵的自动执行。为了实现这样的方法，空中交通管制员使用常用的无线电通信系统指示跟随航空器它必须跟随哪架航空器、实施的操纵的类型以及要遵守的间隔的值。这样的自动间隔操纵的实施，通过优化(在着陆时和在起飞时)航空器之间的距离使得有可能提高机场跑道的着陆和起飞容量。

背景技术

通过文献FR-2925711，已知用于在着陆程序期间根据间隔操纵以特定间隔跟随着被跟随航空器的跟随航空器的自动制导的方法和设备。所述方法和所述设备通过在间隔操纵的整个期间自动控制跟随航空器的实际能量状态使得有可能防止不合适的环行，以便它为了着陆保持与进场程序的执行相兼容（如果必要，关于速度限制制导命令）。只要没有检测到不兼容，第一制导命令被应用于跟随航空器，所述第一制导命令使所述跟随航空器以允许它以符合间隔操纵的间隔跟随被跟随航空器的速度飞行。另一方面，当由于过高的速度，跟随航空器的能量状态变得与着陆程序的执行不兼容时，第二制导命令被应用于所述航空器，所述第二制导命令允许这样的着陆程序实施。因而在这样的不兼容情形下，优先权被给予保持着陆能力，不利于保持（有关间隔操纵的））间隔。

此外，通过文献FR-2925710，已知用于修正供跟随航空器所用的航线的方法和设备。该修正的目的是允许跟随航空器以相对于在其之前的航空器的所要求的间隔移到航线的汇合点。如果应用了所述航线修正，则实施跟随航空器关于其初始航线的航向远离，以便跟随航空器可能在回到所述初始航线之前浪费时间。

本发明的目的特别地是管理空中交通的增加，尤其是通过使得有可能帮助空中交通管制员自动构造和保持被规律地和准确地间隔开的航空器行列，这允许增加终点空中交通管制区域中的容量和减少制导指令。

发明内容

本发明涉及用于自动管理被称作参考航空器的航空器在至少一个在所述航空器之前的被称作目标航空器的其他航空器之后的间隔的特别有效的方法。

为了这个目的，根据本发明，用于自动管理被称作参考航空器的航空器在至少一个被称作目标航空器的其他航空器之后的间隔的所述方法，根据以下方法实现包括获取和保持功能的主要功能，所述获取和保持功能使得有可能自动获取并保持在所述参考航空器和目标航空器之间的间隔，

该方法值得注意的在于：

A/甚至在所述主要功能的获取和保持功能启动之前，自动地：

a)确定目标航空器在当前时刻之前的移动；

b)使用所述之前的移动计算速度控制命令，当所述速度控制命令被应用于参考航空器时允许所述参考航空器实施相对于目标航空器的时间间隔的获取；并且

c)计算用于实施所述获取所必要的时间；和

B/自所述获取和保持功能的启动起，如此计算的速度控制命令被应用于参考航空器使得所述参考航空器获取所述时间间隔。然后在获取所述时间间隔后保持该时间间隔。

因而，由于本发明，计算速度控制命令，所述速度控制命令允许参考航空器甚至在获取操纵启动之前实施时间间隔的获取（以及用于实施所述获取所必要的时间），以便通过此外还使用准确值（所述准确值的先前的计算已能够被精炼）在其启动期间立即使用所述获取操纵。因而本发明通过在启动用于获取和保持间隔的操纵之前激活前述功能的初始化来预期飞行员的行动。

速度控制命令使得他们允许参考航空器（或跟随航空器）具有目标航空器（或被跟随航空器）在当前时刻（或现在时刻）之前N秒所具有的相同位置和相同速度，其中N秒对应于预定的周期。此外，参考航空器根据其自身的飞行计划执行跟随。

四类获取操纵尤其是可能的：

-跟随（保持在后）操纵：两架航空器最初具有相同的水平飞行计划，其中获取必须在合理的延迟内完成（时间约束）；

-汇合（合并然后保持在后）操纵：两架航空器在集合（或汇合）点之后具有共同的飞行计划，其中获取必须不迟于在该集合点处完成（空间约束）；

-远离和汇合（引向然后合并在后）操纵：飞行管理系统为参考航空器（或跟随航空器）计算远离航线，接着向集合点汇合，其中获取必须不迟于在该集合点处完成，和

-飞行计划的跟随和汇合（跟随路线然后合并）操纵：飞行管理系统为参考航空器（或跟随航空器）计算其飞行计划的跟随航线，接着向集合点汇合，其中所述汇合在由飞行管理系统所确定的时刻被发起并且所述获取必须不迟于在该集合点处完成。

有利地，在步骤A/a）：

-在当前时刻之前的所述预定持续时间上，记录目标航空器在连续时刻的连续实际位置，并且在缺乏位置信息的情况下，估计并且记录所述目标航空器在所述连续时刻的连续虚拟位置；并且

-使用如此记录的连续（实际或虚拟）位置确定目标航空器的之前的移动。

因而，甚至在获取和保持功能的启动之前，关于目标航空器的移动的指示是可用的，这使得有可能预期速度控制命令的计算。

此外，甚至在缺乏位置信息的情况下，特别地通过估计目标航空器的连续虚拟位置计算所述移动。在这种情况下，在第一变型实施例中，通过假定目标航空器以恒定航向和以恒定速度（也就是说以与当前航向和速度分别相同的航向和速度）飞行来估计虚拟位置。

此外，在第二变型实施例中，应用于跟随（保持在后）操纵，通过使用下列操纵确定目标航空器的推测航线:

-考虑在参考航空器的航线上接下来的N个航路点（waypoint），其中这些航路点也属于（针对跟随操纵的）目标航空器的飞行计划，其中N是大于1的整数，例如10。

-使用目标航空器的当前位置和航向，关于这些航路点定位该目标航空器；并且

-经过目标航空器在当前时刻已经排序的所有航路点的航线被确定为推测航线。

因而获得了由目标航空器在跟随（保持在后）操纵期间所跟随的航线的更现实并且因此更准确的推测。

此外，有利地，在步骤A/b）处，如果必要，从在目标和参考航空器之间的位置差、从参考航空器的速度和加速度以及从使得有可能执行操作适应性的限制，计算参考航空器的所述速度控制命令，其中所述操作适应性特别地为了使它们适应于诸如“合并”类型的汇合操纵或“保持在后”类型的跟随操纵的特定获取操纵。

此外，有利地，在步骤A/b）处，通过补偿在速度命令的时刻和该命令实际被实施的时刻之间的延迟，实施速度控制命令的调整以便考虑所述主要功能的速度修正过程的动力。

此外，有利地，

-为了增加很可能被使用的间隔的持续时间，关于目标航空器的P个数据项中只记录一个样本，所述所有数据项被考虑用于过滤，其中P是大于1的整数；和/或

-为了获得在汇合、远离并汇合或飞行计划的跟随并汇合的操纵中关于风况是稳健的所命令的速度的管理，使用由参考航空器在其航线上直到集合点为止所经历的平均相对风以便计算所述参考航空器的速度控制命令；和/或

-在操纵的执行时，为了避免参考航空器无用的、昂贵的并且对机务人员和乘客而言不舒服的加速，实时分析目标航空器的速度的当前演变并且优化参考航空器的速度以便趋近目标航空器的速度同时减少加速和减速。

此外，在优选的实施例中，此外实现次功能，所述次功能与所述主要功能协作并且使得有可能在间隔功能的所述获取和保持功能启动之前和之后自动管理由所述主要功能实施的、用于获取和保持在参考航空器和目标航空器之间的间隔的操纵的可行性。尤其是：

-在操纵的启动之前和在获取阶段期间，次功能实施关于获取所要求的间隔的能力的检查；并且

-在保持阶段期间，所述次功能实施关于在预定公差之内保持间隔的能力的检查。

有利地，当所述次功能检测到获取和保持间隔操纵是不可行的时，它例如通过在驾驶员座舱内的显示屏上命令特定的显示，发送特别是视觉警报的警报。

此外，有利地，当所述次功能检测到获取和保持间隔操纵只有在速度控制命令被修正时才是可行的时，它确定被它传送给所述主要功能的最佳速度分布图，以便适配应用于参考航空器的速度控制命令。

此外，有利地，

-所述次功能检测并且确保在目标和参考航空器的飞行期间转向的管理。由于这些航空器可能是不同类型的和/或可能在使用不同的导航系统，他们对于相同飞行计划不以相同方式转向是可能的。次功能被形成用于管理所述情形；和/或

-所述次功能检测和确保在目标航空器和参考航空器各自的飞行包线中差别的管理。

因此所述次功能特别地使得有可能：

-检测不能保持时间间隔的情况，并且如果可能提供改正；

-与主要功能协作用于如果必要，调整其速度控制命令计算；并且

-通知机务人员关于实施或不实施预期操纵的能力。

本发明也涉及用于自动管理至少一架参考航空器在至少一架目标航空器之后的间隔的系统。

根据本发明，安装在跟随航空器上并且是至少包括用于实现主要功能的第一设备的类型的所述自动管理系统，其中所述主要功能包括获取和保持功能，所述获取和保持功能使得有可能自动获取和保持在所述参考航空器和目标航空器之间的间隔，

所述自动管理系统值得注意的在于所述第一设备包括：

-第一装置，用于甚至在启动所述主要功能的获取和保持功能之前，自动确定目标航空器在当前时刻之前的移动；

-第二装置，用于在启动获取和保持功能之前使用由所述第一装置确定的之前的移动，自动计算速度控制命令，所述速度控制命令当被应用于参考航空器时允许所述参考航空器实施相对于目标航空器的时间间隔的获取，其中所述速度控制命令从启动所述获取和保持功能起被应用于参考航空器以便所述参考航空器至少实施所述时间间隔的获取；和

-第三装置，用于自动计算实施所述获取所必要的时间。

此外，在优选的实施例中，所述自动管理系统此外包括：

-用于实现次功能的第二设备，所述次功能使得有可能在启动所述获取和保持功能之前和之后自动管理由所述第一设备所实施的用以获取和保持在参考航空器和目标航空器之间的间隔的操纵的可行性；和/或

-如以下所述的，警报装置和显示装置。

本发明也涉及配备有自动管理系统（诸如上述自动管理系统）的航空器。

附图说明

附图的图将给出可以如何具体化本发明的良好理解。在这些图中，相同参考表示相似元件。

图1是根据本发明的系统的框图。

图2A、2B和2C用图解法示出了用于获取间隔的程序的不同连续时刻。

图3A、3B和3C用图解法示出了用于保持间隔的系统的不同连续时刻。

图4是计算速度控制命令、形成根据本发明的系统的部分的装置的框图。

图5至10是使得有可能解释本发明的重要特征的曲线图。

具体实施方式

根据本发明并且在图1中用图解法示出的系统1用于在飞行中自动管理被称作参考航空器（或跟随航空器）的航空器A相对于至少一个在所述航空器A之前的被称作目标航空器（或被跟随航空器）的其他航空器B的间隔。安装在参考航空器A、尤其是民用或军用运输航空器中的所述自动管理系统1特别用于制导所述参考航空器A以便其以特定间隔实施跟随。

为此，所述系统1包括装置2，所述装置2包括使得有可能自动使用主要功能的设备3和系统4。所述主要功能包括获取和保持功能，所述获取和保持功能使得有可能自动获取和保持在参考航空器A和目标航空器B、同样例如民用或军用运输航空器之间的间隔。

更准确地，所述设备3用于自动确定随后（经由链路5）被传输给自动驾驶系统4的速度控制命令，所述自动驾驶系统4以常用方式自动将所述速度控制命令应用于参考航空器A。也可以考虑将这些速度控制命令用于产生用于在参考航空器A的手动驾驶期间协助飞行员的显示。

根据本发明，所述设备3包括：

-装置6，用于甚至在启动所述主要功能的获取和保持功能之前自动确定目标航空器B在当前时刻之前的移动；

-装置7，其通过链路8被连接到所述装置6并且被形成以便在启动获取和保持功能之前使用由所述装置6所确定的之前的移动来自动计算速度控制命令，所述速度控制命令当被应用于参考航空器A时允许所述参考航空器A实施相对于目标航空器B的特定时间间隔的获取。一旦启动所述获取和保持功能，所述速度控制命令就（经由链路5）被应用于自动驾驶系统4，并且因此被应用于参考航空器A；和

-装置9，其通过链路10连接到所述装置7并且被形成以便如以下所述地自动计算为实施所述获取所必要的时间。

更准确地，所述设备3用于自动确定速度控制命令，所述速度控制命令使得有可能：

-如果还不是这种情况，获取由间隔操纵所要求的N秒的特定时间间隔T；并且

-一旦完成所述获取，保持所述特定时间间隔T。因此速度控制命令使得他们允许参考航空器A(或跟随航空器)具有目标航空器B（或被跟随航空器）在当前时刻（或现在时刻）之前N秒所具有的相同位置和相同速度，其中N秒对应于所述时间间隔T。此外，参考航空器A根据其自身的飞行计划实施所述跟随。

图2A、2B和2C示出了用于由目标航空器A相对于目标航空器B（沿着航线TR）获取时间间隔T的程序的不同连续时刻。这些连续时刻被相同的持续时间分开。为了实施获取，在当前时刻参考航空器A必须在参考点R（所述参考点R是可移动的并且说明了参考航空器）处处于预定的误差范围之内。参考航空器R对应于虚拟航空器，所述虚拟航空器具有目标航空器B在现在时刻之前N秒（持续时间T）所具有的相同位置和相同速度。因此所述参考航空器R用作速度控制的基础。在图2C中示出的情形中完成了获取。此外，图3A、3B和3C是用于保持先前所获取的时间间隔T的程序的不同连续时刻的图解说明。

因而，根据本发明的系统1的设备3计算速度控制命令，所述速度控制命令允许参考航空器A甚至在启动获取操纵之前获取时间间隔T（以及用于实施所述获取所必要的时间），以便通过此外还使用准确值（通过预期所实现的所述准确值的计算可以被精炼）在其启动期间可以立即实现所述获取操纵。因而系统1通过在启动间隔操纵的获取和保持之前激活前述功能的初始化来预期飞行员的行动。

四类获取操纵是特别可能的：

-跟随（保持在后）操纵：两架航空器最初具有相同的水平飞行计划，其中获取必须在合理的延迟内完成（时间约束）；

-汇合（合并然后保持在后）操纵：两架航空器在集合（或汇合）点之后具有共同的飞行计划，其中获取必须不迟于在该集合点处完成（空间约束）；

-远离和汇合（引向然后合并在后）操纵：参考航空器A的飞行管理系统为所述参考航空器A（或跟随航空器）计算远离航线，接着向集合点汇合，其中获取必须不迟于在该集合点处完成；和

-飞行计划的跟随和汇合（跟随路线然后合并）操纵：参考航空器A的飞行管理系统为所述参考航空器A（或跟随航空器）计算其飞行计划的跟随航线，接着向集合点汇合，其中汇合在由飞行管理系统所确定的时刻被发起并且获取必须不迟于在该集合点处完成。

为了了解目标航空器B在现在时刻之前N秒所具有的位置和速度，系统1必须存储所述目标航空器B的连续位置和在持续时间D0上这样做，所述持续时间D0长于可能要请求的最大时间间隔。为此，所述设备3包括装置11，所述装置11通过链路12被连接到所述装置6并且被形成以便在当前时刻之前的持续时间D0上记录目标航空器A（在连续时刻）的连续实际位置，所述连续实际位置从尤其ADS-B（广播式自动相关监视）类型的常用装置、特别是数字数据传输装置被接收。通过新数据代替最旧的数据，在数据堆栈中实施记录。

此外，如果出于任何无论什么的原因这些位置值不可用，装置11估计所述目标航空器B在所述连续时刻的连续虚拟位置并且然后记录他们。在特定的实施例中，通过假定目标航空器B以恒定航向和恒定速度（也就是说以与当前航向和速度分别相同的航向和速度）飞行来估计这些虚拟位置。

然而，在跟随（保持在后）操纵中，即使以相同的飞行计划，目标航空器B和目标航空器A也不能在给定时刻处于该飞行计划的相同段上，并且于是以恒定航向的推测导致目标航空器B的异常航线，这使速度制导出错。

同样，在被应用于跟随操纵的特定变型实施例中，装置11使用下列操作确定目标航空器B的推测航线：

-它们考虑在参考航空器A的航线上接下来的N个航路点，其中这些航路点也属于（针对跟随操纵的）目标航空器B的航线，其中N是整数，例如10；

-使用目标航空器B的当前位置和航向，它们关于所考虑的这些N个航路点定位所述目标航空器B；和

-它们将经过目标航空器B（在当前时刻）已经排序过的所有航路点的航线确定为推测航线。

以这样的方式获得由目标航空器B在跟随（保持在后）操纵期间所跟随的航线的更现实并且因此更准确的推测。

此外，在参考航空器A和目标航空器B之间的（可能要由本发明使用的）间隔的持续时间在实践中被用于存储目标航空器B的过去的、装置11的（通常限于300个样本的）存储容量所限制。在基础实施例中，每秒记录数据以便获得于是被限于（针对300样本的）300s的间隔，这对于在进场期间的正常操作是足够的。

然而，能够具有更长的持续时间可能是有利的。同样，在特定实施例中：

-为了没有任何信息丢失，在有关目标航空器B的所有原始数据样本（位置、速度…）上实施过滤。所述过滤的目的是通过使用相邻数据来处理和精炼所述数据；但是

-只（在所述装置11的存储器中）存储如此过滤的P个原始数据项中的一个样本，其中P是大于1的整数并且例如等于5，这使得有可能记录目标航空器B在更长持续时间上的过去。

为此，所使用的存储器被分成两个扇区，即：

-小扇区（例如300个可能的样本中的40到50个样本），其被用作交换存储器以考虑为了过滤目的所接收的所有原始数据样本；和

-剩余部分，其被用作存储存储器用于存储经过滤的数据（即P个中的一个样本）。

因此管理长达1000s的更长间隔同时保持过滤的质量是可能的，其中所述过滤是在所有样本上实施的。

于是装置6使用这样经由链路12记录和接收的（实际和虚拟）连续位置确定目标航空器B的之前的移动。

因而系统1在启动获取和保持功能之前已经了解目标航空器B的移动的特征，这使得有可能预期速度控制命令的计算。此外，甚至在缺乏位置信息的情况下也通过估计目标航空器B的连续虚拟位置来确定所述移动。

因而，在启动获取操纵之前：

-假定在所述启动之前选择（挑选）的航空器将成为目标航空器B并且尽快生成该所选择的航空器的仿真过去；并且

-关于存储和管理：

·如果在记录堆栈中没有数据，通过假定恒定的航向和速度生成虚拟过去；并且

·如果机务人员改变所挑选的航空器，系统1删除所记录的数据并且生成对应于新的所挑选航空器的新仿真过去。

此外，在启动之后当确认了目标航空器B时，所述航空器B的数据立即可用。此外，设备3通过过滤目标航空器B的高频，使用其将来的航线以避免速度控制的无用的偏移。它通过不引入相移（正向和逆向过滤）来充分利用所述了解。

关于所预知的程序，机务人员和特别是参考航空器A的飞行员尤其是实施：

-通常当被空中交通管制员这样指令时，通过使用装置14（所述装置14被连接到数据传输链路15，所述数据传输链路15特别被连接到装置3），例如ATSAW（空中交通态势感知）类型的系统，选择要跟随的航空器（目标航空器B）；

-接收跟随目标航空器B的指令；

-使用装置16（所述装置16被连接到数据传输链路15），例如MCDU（多功能控制和显示单元）类型的显示和多功能控制系统，选择要实施的操纵并且获取功能的参数（所请求的间隔、航向…）；并且

-例如使用装置14启动操纵。

此外，在特定的实施例（未示出）中，所述系统1也可以包括被形成以便如果符合特定条件则自动启动获取和保持功能的装置。

此外，所述装置7包括用于计算参考航空器A的速度控制命令的装置22。如在图4中示出的，这些装置22包括：

-装置23、24和25，用于分别提供在参考和目标航空器A和B之间的位置误差（也就是说在参考航空器A的当前位置和参考航空器R的对应位置之间的差）、目标航空器B的当前速度和所述目标航空器B的当前加速度；

-装置26、27和28，其将从装置23、24和25所接收的值分别乘以各自的增益值，其中由装置26提供的结果此外能够被装置29限制；

-计算装置30，其产生来自装置27、28和29的结果的总和；和

-计算装置31，其可以限制所述总和并且通过链路5传输由此产生的速度。以与飞行员用自动制导的常用控制部件将会做的相同的方式，所述速度被直接传输给（系统4的）专用计算机。

因此装置22从在目标和参考航空器之间的位差以及目标航空器B的速度和加速度来计算参考航空器A的速度控制命令。所述装置22也包括使得有可能实施操作适应性的限制，特别为了使他们适应诸如“合并”类型的汇合操纵或“保持在后”类型的跟随操纵的特定获取操纵。事实上，为了使速度在操作上保持与飞行员将会做的相兼容，将非线性性引入规则（装置29和31的限制）中。在与飞行员在模拟器上对话期间调整这些动态饱和。

因而通过说明：

-对于“合并”类型的汇合操纵，针对其而言获取必须在MWPT集合点处完成（空间约束），由装置29所使用的限制使得有可能获得在持续时间上适配的速度，如在图5中示出的，该图5根据距离d说明在参考和目标航空器A和B之间的速度差ΔV。在该图5中，曲线C1表示（无限制的）原始命令和曲线C2表示通过限制获得的命令。因而，由于限制，以尽可能和缓的控制速度偏移来实施获取；并且

-对于“保持在后”类型的跟随操纵，针对其而言获取必须在合理的延迟之内完成（由点Pt所说明的时间约束），由装置31所使用的限制使得有可能获取在持续时间上适配的速度，如在图6中所表示的，该图6也根据距离d示出了在参考和目标航空器A和B之间的速度差ΔV。在该图6中，曲线C3表示（无限制的）原始命令和曲线C4表示通过限制获得的命令。因而，由于限制，限制了关于目标航空器B的命令速度偏移。

在特定的实施例中，由装置7所使用的基础速度规则使用对地速度来工作。因而：

-在所考虑的每个时刻，装置7计算获取和保持所请求的间隔所必要的对地速度；并且

-于是以常用方式使用由参考航空器A在当前时刻所测量的相对风来将所述对地速度（在通过链接5传输它之前）转换成CAS速度。

然而这种计算模式在强风中可能导致在与“保持在后”类型的跟随操纵不同的操纵的获取阶段中常规的速度偏移。事实上，当参考航空器A不是以直线朝向集合点飞行时，它遭遇的相对风在其航线的连续部分上是不同的。对于恒定目标对地速度，从而因为标记了参考航空器A的航线变化，目标CAS速度变化就更多了。由此产生的常规速度偏移可能被机务人员和地面管制员误解。

同样，为了提高对于管制员的易用性和乘客的舒适性，规定，在特定实施例（应用于汇合操纵、远离和汇合操纵或飞行计划的跟随和汇合操纵）中考虑用于获取的恒定CAS速度（而不考虑恒定对地速度）。

为此，以常用方式确定由参考航空器A在其航线上直到所考虑的集合点为止所遭遇的平均相对风，并且在处理中使用如此确定的（因此是恒定的）平均相对风（而不是使用在计算的每一步骤所测量的风）。

在这个特定实施例中，也估计了参考航空器A在集合点之前在其航线的最后分支（部分）上将具有的间隔，并且如果所述间隔是不正确的，改正被应用于目标CAS速度（以便获得适当的间隔）。

由于该特定实施例，获得了命令速度的管理，其在汇合、远离和汇合和飞行计划的跟随和汇合操纵期间关于风况是稳健的。

此外，所述装置7也包括用于实施速度控制命令的调整的集成装置（未示出），以便考虑速度修正动力，补偿在速度命令的时刻和该命令实际实施的时刻之间的延迟。因而，为了参考航空器A与目标航空器B具有相同的速度，在规则中使用参考速度之前从所述参考速度中移除延迟。

此外，（由装置7所使用的）基础速度规则朝向参考速度对参考航空器A进行制导。在目标航空器B在启动本发明所使用的操纵时正在改变速度的情况下，所述特定实施例可能导致参考航空器A的加速，这被证明对于机务人员和乘客是无用的、（就燃料消耗而言）昂贵的和不舒适的。

事实上，通过说明，如果在初始化时，目标航空器B减速并且参考航空器A以低于目标航空器B速度的恒定速度飞行：

-首先对参考航空器A命令加速以便其达到目标速度，所述目标速度是目标航空器B在当前时刻之前（达预定持续时间）的时刻所具有的速度；

-然后对参考航空器A命令减速以便其可以跟随目标航空器B(其减速到之后的恒定速度)。

在前述示例中，参考航空器A将能够达到所述的之后的恒定速度，而不需要使用其应该实施的所有加速和减速。

同样，为了克服所述缺点，提供了装置用于：

-实时分析目标航空器B的对地速度的当前演变，其表示参考航空器A的参考速度的未来演变；并且

-因而参考速度的变动是能够被预期的，优化参考航空器A的速度以便通过（在启动操纵的时刻）减少加速和减速来趋近目标航空器B的速度。

要注意的是，该优化的实施例对于为了小于预定持续时间、优选120s的间隔的获取性能没有影响。同样，它只用在这种情况情况中。

此外，系统1也如下所述分析目标航空器B在参考航空器A的飞行包线之外的速度偏移，并且所述系统1可以请求预期速度的改变以便将间隔保持在公差之内。在命令速度中将考虑这个请求。

当间隔进入到所请求的值附近的预定公差之内时，所述间隔被看作被获取。此外，装置9是在了解将被命令的速度的基础上，以便估计完成获取所必要的时间。该值通过装置9经由链路19可以被传输给显示装置20，例如MCDU（多功能控制和显示单元）类型的多功能显示和控制系统。

此外，在优选的实施例中，所述自动管理系统1此外包括用于实现次功能的设备32，所述次功能使得有可能在启动所述获取和保持功能之前和之后自动管理由所述设备3（设备32与所述设备3协作）所执行的用以获取和保持在参考航空器A和目标航空器B之间的间隔的操纵的可行性。(通过链路45被特别连接到装置6的)所述设备32包括用于估计所述可行性的装置33。

特别地：

-在启动操纵之前和在获取阶段期间，所述设备32实施关于获取所请求的间隔的能力的检查；并且

-在保持阶段期间，所述设备32实施关于将间隔保持在预定公差之内的能力的检查。

因而，对于“保持在后”类型的跟随操纵：

-间隔必须在合理的延迟之内获取，同时限制命令速度的大偏移。为获取固定了例如5分钟的最大持续时间；

-在启动操纵时触发用于获取的剩余时间的倒计数；

-考虑诸如可以被命令的速度极限的操作约束，从对于参考航空器A剩余将行进的距离来估计时间区间，在该时间区间期间所述参考航空器A可以实施获取；并且

-如果被授权的获取的最大时间至少长于用于实施该获取的最小可能时间，则可行性被证实。

此外，对于“合并然后保持在后”类型的汇合操纵：

-间隔必须不迟于在集合点处获取，也就是说参考航空器A必须在目标航空器B之后N秒到达那里，有（例如5秒的）公差，而没有命令速度的大偏移。

-从目标航空器B的估计的到达时间持续地计算时间区间，在所述时间区间期间参考航空器A必须经过（所要求的间隔）到集合点；

-考虑诸如可以被命令的速度极限的操作约束也持续地计算时间区间，在所述时间区间期间参考航空器A可以经过（可行间隔）到集合点；

-如果在所要求的间隔和可行间隔之间存在至少部分重叠，则可行性被证实。

此外，在保持间隔的阶段期间，无论操纵可能是什么类型的，由设备32所实施的检查是相同的。目的是向机务人员提供关于保持间隔的能力的可靠信息：当参考航空器A超出被授权的间隔范围时，设备32估计在合理（和指定）时间内返回到所述间隔范围的能力。

所述功能关于如下所解释的以下事件是稳健的：

-参考航空器A和目标航空器B在他们各自的转向期间不完全跟随相同的航线；

-垂直飞行计划是不相同的；和

-在操作能力上存在被限制的差别。

当装置33检测到用于获取和保持间隔的操纵不可行时，所述装置33（经由链路35）通知警报装置34，所述警报装置34生成特别如视觉警报的警报，所述警报可以例如被装置20（所述装置20通过链路37被连接到设备32）显示。

此外，当装置33检测到获取和保持间隔的操纵只有在修正速度控制命令时才可行时，所述装置33（经由链路39）通知确定最佳速度分布图的装置38。于是这些装置38将所述最佳速度分布图（通过链路40）传输给设备3的装置7，以便所述装置7适配将被应用于参考航空器A的速度控制命令。

此外设备32也包括用于在目标和参考航空器的飞行期间检测转向和提供其管理的装置41。由于目标和参考航空器可能是不同类型的和/或使用不同的导航系统，他们对于相同飞行计划不以相同方式转向是可能的。在这种情况下，两架航空器之一可以行进直到比另一架多几海里，这可能导致在可接受公差之外的从间隔的暂时超出。如果不处理所述情况，在公差之外的暂时超出期间，特别在装置20上发出“ASASSPACING:MISSED”类型的警报，而在转向结束之后将恢复间隔。

装置41（其经由链路42被连接到装置34）分析目标航空器B的数据并且如果两架航空器A和B具有相同的航线，则从中得到参考航空器A应当具有的位置和航向。图7示出了参考航空器A和目标航空器B分别在转向VR期间的航线TA和TB。

如果参考航空器A的实际位置P1和实际航向F1距离其应当具有的位置P2和航向F2太远，表明了转向的存在。这导致：

-前述警报消息“ASASSPACING:MISSED”的短暂抑制；

-显示给机务人员的间隔的更强烈的过滤，以便它不超出公差并且避免无用地警告机务人员；和

-为装置3请求更大速度差的授权，以便尽快回到公差值之内。

在以下情况下实施从“转向”状态的退出：

-当针对参考航空器A的预计航向和其实际航向相似并且在两架航空器之间的时间间隔已经回到公差之内时，这对应于正常退出；或

-当长于预定持续时间、例如长于5分钟地表明了“转向”状态时。所述退出使得有可能涵盖参考航空器A没有回到与目标航空器B相同的航线上的情况。

因此设备32使系统1关于航线的暂时偏离是稳健的。

此外，所述设备32检测并确保在目标航空器B和参考航空器A的各自飞行包线中的差别的管理。为此，所述设备32包括装置43，所述装置43通过链路44被连接到所述装置33并且能够检测在各自飞行包线中的差别。

如果两架航空器A和B没有相同的飞行包线，目标航空器B以高于参考航空器A的最大速度Vmax或低于参考航空器A的最小速度Vmin飞行是可能发生的。在这种情况下，参考航空器A不能具有与目标航空器B相同的速度并且不能再保持间隔。

为了了解公差的超出是否是暂时的，装置43通过比较目标航空器B的速度V与参考航空器A的所述速度Vmin和Vmax来分析目标航空器B的所述速度V。图8（根据时间t）示出了速度V的代表三种不同情形ca、cb和cc的演变CA、CB和CC。更准确地：

-在情形ca（速度CA）中，目标航空器B从不在参考航空器A的飞行包线（Vmin，Vmax）之外飞行。间隔可以始终被保持。因此不发送警报消息；

-在情形cb（速度CB）中，目标航空器在参考航空器A的飞行包线之外飞行，但只在小于授权的超出极限持续时间的持续时间D1期间。在这种情况下，间隔超出公差，但是迅速地恢复。不发送警报消息；和

-在情形cc(速度CC)中，目标航空器B在参考航空器A的飞行包线之外飞行达大于授权的超出极限持续时间的持续时间D2。间隔不会在合理的时间段之内恢复。也发送警报消息。

在情形cb（超出飞行包线达持续时间D1）中，如在图9中示出的可以恢复间隔。所述图9也以细实线绘制地示出目标航空器B的速度V（沿着所跟随的航线的曲线横坐标abs）的演变CB：

-以粗虚线示出诸如由设备3（装置7）所计算的参考航空器A的速度V的演变CB1；

-以粗实线示出诸如由设备32（装置38）所计算的参考航空器A的速度V的演变CB2。

因而，以设备3的常规速度规则，不预期间隔差。另一方面，设备32计算参考航空器A使用以便预期间隔差所必要的速度并且将所述速度（经由链路40）传送给所述设备3。

因此如在图10中所示出的，设备32使得有可能关于所请求的间隔更好地分配差。该图10示出了沿着所跟随的航线的曲线横坐标abs的(关于所请求的间隔的)间隔差ΔE，即：

-对应于演变CB1(图9)的间隔差ΔE1；和

-对应于演变CB2(图9)的间隔差ΔE2。

因此设备32特别使得有可能：

-检测不能保持时间间隔的情况并且如果可能提出改正；

-与设备3协作以便如果必要，调整速度控制命令的其计算；并且

-通知机务人员关于能否实施预知的操纵的能力。

Claims (15)

1.一种用于自动管理被称作参考航空器的航空器（A）在至少一架被称作目标航空器的其他航空器（B）之后的间隔的方法，根据所述方法实现包括获取和保持功能的主要功能，所述获取和保持功能使得有可能自动获取和保持在所述参考航空器（A）和目标航空器（B）之间的间隔，根据所述方法：

A/甚至在所述主要功能的获取和保持功能的启动之前，自动地：

a)确定在当前时刻之前目标航空器（B）的移动；

b)使用所述之前的移动计算速度控制命令，所述速度控制命令当被应用于参考航空器（A）时允许所述参考航空器（A）实施相对于目标航空器（B）的时间间隔（T）的获取；并且

c)在了解命令速度的基础上计算用于实施所述获取所必要的时间，其中所述时间被传输给显示装置（20）；并且

B/自所述获取和保持功能的启动起，如此计算的速度控制命令被应用于参考航空器（A）以便所述参考航空器（A）至少获取所述时间间隔（T）。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤A/a)中：

-在当前时刻之前的预定持续时间上记录目标航空器（B）在连续时刻的连续实际位置，并且在缺乏位置信息的情况下估计和记录所述目标航空器（B）在所述连续时刻的连续虚拟位置；并且

-使用如此记录的连续位置确定目标航空器（B）的之前的移动。

3.如权利要求1和2之一所述的方法，其特征在于在步骤A/b）中，从在目标和参考航空器之间的位差，从目标航空器（B）的速度和加速度以及从使得有可能实施操作适应性的限制，来计算参考航空器（A）的所述速度控制命令。

4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于在步骤A/b)中，实施速度控制命令的调整以便通过补偿在速度命令的时刻和实际实施所述速度命令的时刻之间的延迟来考虑所述主要功能的速度修正的动力。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于此外实现次功能，所述次功能使得有可能在所述获取和保持功能的启动之前和之后自动管理由所述主要功能所实施的用于获取和保持在参考航空器（A）和目标航空器（B）之间的间隔的操纵的可行性，并且所述次功能实施：

-在操纵的启动之前和在获取阶段期间，关于获取所请求的间隔的能力的检查；和

-在保持阶段期间，关于将间隔保持在预定公差之内的能力的检查。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述次功能检测到获取和保持间隔操纵不可行时，其发送警报。

7.如权利要求5和6之一所述的方法，其特征在于，当所述次功能检测到获取和保持间隔操纵只有在速度控制命令被修正时才是可行的，所述次功能确定其传输给所述主要功能的最佳速度分布图，以便适配要应用于参考航空器（A）的速度控制命令。

8.如权利要求5至7之一所述的方法，其特征在于，所述次功能检测并确保在目标和参考航空器的飞行期间转向的管理。

9.如权利要求5至8之一所述的方法，其特征在于该所述次功能检测并确保在目标航空器（B）和参考航空器（A）的各自的飞行包线中的差别的管理。

10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于在步骤A/a)中，确定目标航空器（B）的推测航线，所述推测航线经过参考航空器（A）的飞行计划的所有未来航路点，所述未来航路点已经被目标航空器（B）排序过。

11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于关于目标航空器（B）的P个数据项中只记录一个样本，所有所述数据项都被考虑用于过滤，其中P是大于1的整数。

12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于使用由参考航空器（A）在其航线上直到集合点为止所经历的平均相对风以便在步骤A/b）处计算所述参考航空器（A）的速度控制命令。

13.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当启动操纵时，实时地分析目标航空器（B）的速度的当前演变并且优化参考航空器（A）的速度以便趋近目标航空器（B）的速度，同时最小化加速和减速。

14.一种用于自动管理至少一架被称作参考航空器的航空器（A）在至少一架被称作目标航空器的其他航空器（B）之后的间隔的系统，其中所述系统（1）至少包括第一设备（3），用于实现包括获取和保持功能的主要功能，所述获取和保持功能使得有可能自动获取和保持在所述参考航空器（A）和目标航空器（B）之间的间隔，其中所述第一设备（3）包括：

-第一装置（6），用于甚至在启动所述主要功能的获取和保持功能之前，自动确定目标航空器（B）在当前时刻之前的移动；

-第二装置（7），用于在启动获取和保持功能之前使用由所述第一装置（6）所确定的之前的移动来自动计算速度控制命令，所述速度控制命令当其被应用于参考航空器（A）时允许所述参考航空器（A）实施相对于目标航空器（B）的时间间隔（T）的获取，其中所述速度控制命令在启动所述获取和保持功能的时刻被应用于参考航空器（A）以便所述参考航空器（A）至少实施所述时间间隔（T）的获取；和

-第三装置（9），用于在了解所命令的速度的基础上自动计算用于实施所述获取所必要的时间，其中所述时间被传输到显示装置（20）。

15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，它此外包括以下元件中至少之一：

-第二设备（32），用于实现次功能，所述次功能使得有可能在启动所述获取和保持功能之前和之后自动管理由所述第一设备（3）所实施的用于获取和保持在参考航空器（A）和目标航空器（B）之间的间隔的操纵的可行性；

-警报装置（34，20）；

-显示装置（20）。