CN103365956A - 用于向飞行中的飞行器发射差别天气信息的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于向飞行中的飞行器发射差别天气信息的系统和方法。提供了用于向飞行中的飞行器发射更新后的天气数据的系统和方法。飞行器向地面系统发射针对更新的请求，该地面系统确定数据自从最近一次发射之后是否已经改变，并且仅发射改变的数据。可以使数据适合飞行员偏好或者适合针对表示预定历史的数据的飞行员请求。

Description

用于向飞行中的飞行器发射差别天气信息的系统和方法

技术领域

本文中所描述的主题的实施例总体上涉及数据发射，并且更特别地涉及用于检测差别天气数据并且向飞行中的飞行器发射差别天气数据的系统和方法。

背景技术

在飞行之前，飞行员可以获得关于所建议的航线和/或可能的替换航线的当前天气信息来作为例如飞行前简报的一部分。在比较久的飞行中，对于飞行员而言请求天气更新并不少见。

当前，当飞行员请求更新后的天气信息时，系统发射包括飞行员已经看过的数据在内的所有有效天气数据。因而，导致已经被阅读并确认过的大量冗余数据的向上传输。当该数据在机载飞行管理系统（FMS）处被接收到时，飞行员必须遍览每一个消息，因为旧信息和新信息两者都已经被接收到。

除了对飞行员造成的不便之外，（一个或多个）数据分组的增大的尺寸还导致发射时间以及与此相关联的成本显著地增加。该问题对于使用卫星通信并且在每个字符的基础上招致成本的客户而言会加重。

考虑到上述内容，将期望提供用于向飞行中的飞行器发射非冗余的、更新后的（增量）天气数据的系统和方法。

还将期望提供用于根据飞行员偏好向飞行中的飞行器发射增量天气数据的系统和方法。

此外，与附图以及上述的技术领域和背景技术进行结合，其他所期望的特征和特性将根据后续的详细描述和所附权利要求书而变得显而易见。

发明内容

提供一种适于向飞行中的飞行器发射更新后的数据的方法。地面系统接收针对增量数据的请求，并且向飞行器发射增量数据。

还提供一种用于恢复机载在飞行中的飞行器上的更新后的天气信息的方法。飞行器仅请求并且接收自从向飞行器最近一次发射天气信息之后已经改变的天气信息。

还提供一种用于向飞行中的飞行器发射更新后的天气数据的系统。在耦合到处理器的接收器处接收针对更新后的天气数据的请求。处理器响应于该请求，并且被配置成确定天气数据自从向飞行器最近一次发射天气数据之后是否已经改变。然后，发射器向飞行器发射更新后的天气数据。

提供本发明内容以用简化的形式介绍以下在详细描述中进一步被描述的概念的选择。本发明内容不意图标识所要求保护的主题的关键特征或本质特征，也不意图标识所要求保护的主题的关键特征或本质特征，也不意图被用作在确定所要求保护的主题的范围方面的帮助。

附图说明

通过在结合以下附图考虑时参考详细的描述和权利要求书，可以得到对本主题的更加全面的理解，其中，贯穿附图，相同的附图标记指代类似的元件。

图1是用于从地面站为飞行器提供可以包括图形天气数据在内的更新后的天气报告（增量天气数据）的系统的方框图；

图2是图示了根据第一示例性实施例的用于为飞行器提供增量数据的方法的流程图；

图3是图示了根据另一个示例性实施例的用于为飞行器提供增量数据的方法的流程图；

图4是图示了根据再一个示例性实施例的用于为飞行器提供增量数据的方法的流程图；

图5是图示了根据又一个示例性实施例的用于为飞行器提供增量数据的方法的流程图；以及

图6是图示了根据又一个实施例的用于为飞行器提供增量图形的方法的流程图。

具体实施方式

以下详细的描述实质上仅仅是示例性的，并且不意图限制本发明的信息或者应用和用途。此外，不意图由在之前的背景技术或以下详细的描述中呈现的任何理论所约束。

下文中所描述的实施例设想到一种包括基于地面的模块的系统，该基于地面的模块以同步的方式进行操作以便自动检测最新的天气并且仅将最新的天气向上传输至飞行员。

在本文中可以按照功能和/或逻辑方框部件并且参考可由各种计算部件或设备执行的操作、处理任务和功能的符号表示来描述各种技术和科技。这样的操作、任务和功能有时被称为是计算机执行、计算机化、软件实施或计算机实施的。在实践中，一个或多个处理器设备可以通过操纵表示在系统存储器中的存储器位置处的数据比特的电信号以及其他信号处理来执行所描述的操作、任务和功能。在其中保持有数据比特的存储器位置是具有对应于数据比特的特定电气、磁性、光学或有机属性的物理位置。应当认识到的是，附图中示出的各种方框部件可以通过被配置成执行指定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件部件来实现。例如，系统或部件的实施例可以采用各种集成电路部件，例如存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等等，其可以在一个或多个微处理器或其他控制设备的控制下执行各种功能。

为了简便起见，在本文中可能不会详细地描述与图形和图像处理、导航、飞行规划、飞行器控制、飞行器数据通信系统以及特定系统和子系统（及其各个操作部件）的其他功能方面有关的传统技术。此外，在本文中所包含的各个图中所示出的连接线意图表示在各个元件之间的示例性功能关系和/或物理耦合。应当注意的是，在本主题的一个实施例中可以存在许多可替换的或附加的功能关系或物理连接。

飞行员基于航空公司或个人简档在基于地面的系统中创建偏好，和/或选择飞行员想要为其接收增量天气信息的天气仪表。飞行员可以选择预先配置的选项以选择增量天气请求。通过AMI（航空公司可修改界面）使得该预先配置的选项可用。以该方式，飞行员可以选择性地请求完全天气响应（增量字符关闭（OFF））或增量天气响应（增量字符开启（ON））。可替换地，设想到的是，飞行员可以请求针对最近一段预定时间的天气更新。例如，飞行员可以请求在NOTAM（航空情报）中的最近两小时内的任何更新。

设想到的是，系统将存储针对数据的所有请求并且留意最近的数据更新。因而，系统将接收天气请求、准备增量天气报告并且向上传输相关数据；所有这些都没有人工干预。如果自从最近一次发射之后在天气中没有检测到改变，则可以向上传输诸如“飞行器具有当前数据”之类的消息。还设想到的是，系统将处理图形天气请求。如果在当前天气图像与最近一次向上传输的图像之间没有改变，则可以不向上传输最新的图像。

因而，通过根据例如飞行员偏好跟踪最近的天气报告并且仅发射增量天气报告，向上传输的数据的发射速度被增加，成本被降低，并且飞行员会体验到更加高效的处理。

图1是用于执行以上描述的数据传输的系统的一个示例性实施例的方框图。该系统包括基于地面的子系统100和空中子系统102。基于地面的系统100包括但不限于处理器104、存储器106、增量数据模块108、数据链路110和无线收发器112。地面系统与机载系统102进行无线通信，该机载系统102包括但不限于经由数据链路115耦合到无线收发器的航空电子显示系统114。航空电子显示系统114包括但不限于处理器118、图形系统120、显示器122和存储器124。数据链路115包括通信管理单元（CMU）113，其包括AMI界面128。应当注意的是，为了清楚和相信起见，图1未描绘出将在地面上和机载在飞行器的实际实施方式上利用的大量基于地面的和机载的系统和子系统。相反，图1仅描绘出支持在以下更加详细地描述的各种特征、功能和操作的值得注意的功能元件和部件中的一些。在实践中，基于地面的系统100和空中系统102包括用于提供附加功能和特征的其他设备和部件。此外，基于地面的系统100和空中系统102的元件可以分别已经以分布式的方式使用硬件和/或软件的任何数量的不同元件来实施。

可以利用至少一个通用处理器、内容可寻址存储器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、任何适当的可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件或被设计成执行本文中所描述的功能的任何组合来分别实施或实现处理器104和118。处理器设备可以被实现为微处理器、控制器、微控制器或状态机。此外，处理器设备可以被实施为计算设备的组合，例如，数字信号处理器与微处理器的组合、多个微处理器的组合、结合数字信号处理器核的一个或多个微处理器的组合或者任何其他这样的配置。

可以利用至少一个通用处理器、内容可寻址存储器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、任何适当的可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件或被设计成执行本文中所描述的功能的任何组合来分别实施或实现处理器104和118。处理器设备可以被实现为微处理器、控制器、微控制器或状态机。此外，处理器设备可以被实施为计算设备的组合，例如，数字信号处理器与微处理器的组合、多个微处理器的组合、结合数字信号处理器核的一个或多个微处理器的组合或者任何其他这样的配置。如在以下将更加详细地描述的那样，处理器104和118被配置成支持各种电滑行引导处理、操作和显示功能。

在实践中，处理器架构118可以被实现为飞行器100的机载部件（例如，驾驶舱控制系统、飞行管理系统等等），或者它可以被实现在机载携带于飞行器上的便携式计算设备中。例如，处理器118可以被实现为膝上型计算机、平板计算机或手提设备的中央处理单元（CPU）。作为另一个示例，处理器架构118可以被实施为由机组人员的成员携带的电子飞行包的CPU或者可以被永久地安装在飞行器中。在可从美国联邦航空局（FAA）获得的文献（诸如FAA文献AC 120-76A）中解释了电子飞行包和它们的操作。

处理器104和118可以包括适当数量的存储器或者与之协作，所述存储器可以被实现为RAM存储器、闪速存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移除磁盘、CD-ROM或者任何其他形式的在本领域中已知的存储介质。在这点上，存储器可以被耦合到处理器104和118，使得处理器可以从存储器读取信息和向存储器写入信息。在替换方案中，可以使存储器与处理器成一体。在实践中，可以使用在存储器中保持的程序代码来实现这里所描述的系统的功能或逻辑模块/部件。此外，如将根据以下描述而变得显而易见的那样，存储器可以用于对被利用来支持系统的操作的数据进行存储。

存储器106和124可以被实现为RAM存储器、闪速存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移除磁盘、CD-ROM或者任何其他形式的在本领域中已知的存储介质。在这点上，存储器106和124可以被分别耦合到处理器104和118，使得处理器可以从存储器读取信息和向存储器写入信息。在替换方案中，可以使存储器与处理器成一体。作为一个示例，处理器104和存储器106可以驻留在ASIC中。在实践中，可以使用在存储器中保持的程序代码来实现显示系统的功能或逻辑模块/部件。例如，图1中示出的其他部件具有存储在存储器106和124中的相关联的软件程序部件。

在一个示例性实施例中，显示器122被耦合到图形系统120。该图形系统120经由存储器124被耦合到处理器118，使得处理器118、存储器124和图形系统120协作来在显示元件122上显示、呈递或者以其他方式传达与主飞行器的操作相关联的一个或多个图形表示、合成显示、图形图标、视觉符号体系或者图像。显示器122的一个实施例可以结合图形系统120利用现有的图形处理技术和科技。例如，图形系统120可以被适当地配置成支持众所周知的图形科技，诸如但不限于VGA、SVGA、UVGA等等。

在一个示例性实施例中，显示器122被实现为电子显示器，其被配置成在图形系统120的控制下以图形方式显示飞行信息或与主飞行器的操作相关联的其他数据。在实践中，处理器118和/或图形系统120产生图像呈递显示命令，其被显示器122接收到以用于呈递显示的目的。显示器122通常位于主飞行器的座舱内。将认识到的是，虽然图1示出了单个显示元件122，但是在实践中，附加的显示设备可以机载存在于主飞行器上。

数据链路110和115使主飞行器能与地面系统100通信。在这点上，数据链路子系统110和115可以用于依照已知的标准和规范来在主飞行器与地面系统100之间交换数据。使用数据链路115，飞行器102可以向地面系统100发送增量天气请求，并且转而，地面系统100可以向发出请求的飞行器提供天气数据。

仍然参考图1，由增量数据模块108接收新的数据。这可以包括：NOTAM（航空情报），例如，诸如飞行表演、关闭跑道、军事演习之类的危险；D-ATIS（数字自动终端信息服务），例如天气、跑道、进场信息；METAR，例如作为飞行前天气简报的一部分由飞行员使用的天气报告；TAF（终端机场预报），例如可适用于从机场跑道中心起五英里半径范围的天气预报；SIGMET（重要气象信息），例如涉及所有飞行器的安全性的气象信息；AIRMET（飞行员的气象信息），例如可能影响飞行器安全性的沿着航线的天气；TFR（临时飞行限制），例如体育赛事、国家灾难区域、航天发射等等；PIREP（飞行员报告），由飞行中的飞行器遇到的实际天气状况；FAA延迟；风；航线天气；图形天气数据等等。这样的数据部分地由供应商以文字或图形的形式提供。然后可以在增量数据模块108中将该数据与存储在存储器106中的历史天气数据进行比较，以确定任何改变，即增量数据。然后将增量数据供应到数据链路110。在根据飞行员偏好（如果有的话）或者根据针对数据的请求中的增量字符（如果有的话）进行过滤之后，经由收发器112发射过滤后的增量数据。

图2-6是图示了适于结合图1中所示出的系统使用的用于向飞行中的飞行器发射差别（增量）天气信息的方法的示例性实施例的流程图。结合这些处理所执行的各种任务可以由软件、硬件、固件或其任何组合来执行。为了说明的目的，以下描述可能涉及在以上结合图1提到的元件。在实践中，这些处理的一部分可以由所描述的系统的不同元件（例如，处理器、显示元件或数据通信部件）来执行。应当认识到的是，不需要以图示的顺序来执行这些处理，并且这些处理可以被结合到具有未在本文中详细描述的附加功能的更加综合的程序或处理中。此外，只要预期的总体功能保持完整，就可以省略所示出的任务中的一个或多个。

图2是图示了用于向仅请求增量数据的飞行中的飞行器发射增量天气信息的方法200的第一示例性实施例的流程图。该处理在基于地面的装备100经由收发器116和112（图1）接收来自飞行中的飞行器的针对增量数据的请求（步骤202）时开始。检索最近接收到的天气数据，并且将其与先前发射的数据进行比较（步骤204）。将最近接收到的数据与先前发射的数据进行比较，以确定数据是否已经改变（步骤206）。如果是这样，则获取改变的数据（增量数据）（步骤208），并且将其发射到飞行器（步骤210）。如果数据未改变，则生成带有这种意思的消息（步骤212），并且将其向上传输到飞行器（步骤210）。

图3是图示了用于向飞行中的飞行器发射增量天气信息的方法300的另一个示例性实施例的流程图。如先前所提出的那样，增量天气可以是使数据适合一个或多个所存储的飞行员偏好的结果。在接收到数据请求（步骤302）之后，访问存储器106（图1）以确定飞行员是否已经请求了根据飞行员偏好来供应的数据（步骤304）。如果未找到偏好，则获取完整的数据集合（步骤306），并且将其发射到飞行中的飞行器（步骤310）。如果偏好确实存在（步骤304），则使数据适合该偏好并且获取增量数据（步骤308）。将结果发射到飞行中的飞行器（步骤310）。还设想到的是，可以不顾飞行员偏好以接收完整的天气数据。

图4图示了用于向飞行中的飞行器发射增量天气信息的方法400的再一个示例性实施例。在该情形中，通过预先配置的选项，使增量请求通过AMI可用。附加地，还可以通过将增量字符嵌入在自由文本消息中来请求增量天气请求（步骤402）。在接收到请求之后，获取增量数据（步骤404）并向上传输增量数据（步骤406），如图2中的情形那样。

图5是用于向飞行中的飞行器发射增量数据的方法500的又一个示例性实施例的流程图。在该情形中，该请求是针对包括已经过去的预定时间量（例如过去的四个小时）的数据更新（步骤502）。获取该更新（步骤504），并且向飞行器发射增量数据（步骤506）。

图6是图示了根据又一个实施例的用于为飞行器提供增量图形数据的方法600的流程图。在发起图形天气请求（步骤602）之后，关于所请求的一个或多个图像自从最近一次向上传输的图像之后是否已经改变或更新的确定被做出（步骤604）。如果被改变，则向上传输新的图形数据（步骤608）。如果没有被改变，则提供在座舱中可用的数据是最新数据的指示（步骤610）。

因而，已经提供了用于向飞行中的飞行器发射非冗余的、更新后的（增量）天气的系统和方法。由于不同的飞行员可能飞行相同的踪迹（tail）但是具有不同的偏好，所以基于地面的系统监视并跟踪每个踪迹每个飞行员所请求的最近的天气信息。在接收到新的天气请求时，如果天气已经改变，则仅发射增量天气信息。因而，飞行员仅查看最新的信息，并且因此遍览更少的消息。这使得接收甚至国际天气（其由于尺寸而很少被请求）成为可行。由于向上传输更少的字符，所以成本被降低。例如，平均的NOTAM消息尺寸是大约12KB，而差别消息将只需要大约1-2KB。由于尺寸减小，所以向上传输到FMS所需的时间也被显著减少。

虽然已经在上述详细描述中呈现了至少一个示例性实施例，但是应当认识到的是，还存在大量变型。例如，本文中所呈现的技术和方法还可以被部署为完全自动化引导系统的一部分，以允许机组人员监视并目视观察自动化机动飞行的执行。还应当认识到的是，本文中所描述的一个或多个示例性实施例不意图以任何方式限制所要求保护的主题的范围、适用性或配置。相反，上述详细描述将为本领域中的技术人员提供用于实施所描述的一个或多个实施例的便利路线图。应当理解的是，在不脱离由权利要求书限定的范围的情况下，可以在元件的功能和布置方面做出各种改变，由权利要求书限定的范围包括在提交本专利申请时已知的等同物和可预见的等同物。

Claims (14)

1.一种用于向飞行中的飞行器发射数据的方法，所述方法包括：

接收针对增量数据的请求；以及

向飞行中的飞行器发射增量数据。

2.根据权利要求1的方法，其中，发射增量数据的步骤包括发射增量天气数据。

3.根据权利要求2的方法，还包括发射所述数据自从最近一次发射之后尚未改变的指示符。

4.根据权利要求3的方法，还包括存储过去的天气发射。

5.根据权利要求2的方法，还包括：

确定是否存在飞行员偏好；以及

与该飞行员偏好一致地向飞行中的飞行器发射天气数据。

6.根据权利要求2的方法，还包括：

对发射针对过去的一段预定时间的天气数据的请求进行接收；以及

发射所请求的天气数据。

7.根据权利要求2的方法，其中，所述天气数据是图形天气数据。

8.根据权利要求7的方法，还包括：

确定所请求的图形天气数据自从图形天气数据的先前发射之后是否已经改变；以及

向飞行中的飞行器发射更新后的图形天气数据。

9.根据权利要求8的方法，还包括：如果图形天气数据尚未改变，则发射所述数据自从最近一次发射之后尚未改变的指示。

10.一种用于向飞行中的飞行器发射更新后的数据的系统，所述系统包括：

接收器，用于从飞行中的飞行器接收针对增量数据的请求；

处理器，被耦合到接收器并且被配置成确定数据自从最近一次发射数据之后是否已经改变；以及

发射器，被耦合到处理器以用于向飞行中的飞行器发射增量数据。

11.根据权利要求10的用于发射更新后的数据的系统，其中，所述更新后的数据是增量天气数据。

12.根据权利要求11的系统，其中，所述处理器还被配置成：（1）确定是否存在飞行员偏好；以及（2）与飞行员偏好一致地向飞行中的飞行器发射天气数据。

13.根据权利要求11的系统，其中，所述处理器还被配置成发射针对所请求的过去的一段时间的增量数据。

14.根据权利要求11的系统，其中，所述处理器还被配置成发射所述数据自从最近一次发射数据之后尚未改变的指示。

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