CN104103199A - 用于在显示器上显示与itp相关的信息的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了用于在显示器上显示与ITP相关的信息的系统和方法。提供了用于在主航空器上的高度层更换程序(ITP)显示器上显示与ITP相关的信息的系统和方法。获得主航空器和至少第二航空器的当前飞行状态数据，并且在显示器上显现包括至少主航空器和第二航空器的垂直交通场景。还在ITP显示器上显现在ATC和主航空器之间的协商的文本表示。

Description

用于在显示器上显示与ITP相关的信息的系统和方法
技术领域
本文所描述的主题的实施例总地涉及航空电子系统，例如飞行显示系统。更具体地，所描述主题的实施例涉及在高度层更换程序(ITP)显示器上显示图形和文本地表示高度层更换程序(ITP)的符号的系统和方法，该高度层更换程序包括垂直交通场景以及与空中交通管制(ATC)的协商。
背景技术
高度层更换程序(ITP)是期望通过降低或爬升到一个或多个正飞行在居间飞行高度层(flight level)的潜在阻碍航空器之前或之后来将其当前飞行高度层改变到新飞行高度层的航空器所遵循的协议。依据ITP，在机组人员成员发出飞行许可请求以继续进行飞行高度层改变之前必须满足某些条件。条件是否满足取决于与主航空器和其他航空器相关联的多个动态改变的因素，例如航空器的当前地理位置、航空器的当前速度、航空器的当前航向、期望的新飞行高度层以及当前飞行高度层。
当前，ITP要求同时使用两个单独的并且非集成的功能；交通显示器用于显示交通，以及数据链路通信系统及相关联的显示器用于与ATC协商ITP。要求飞行员在集成的系统座舱中的两个显示系统之间进行重复地切换，因此显著增加了飞行员的与协商并执行ITP相关联的工作负担。现有技术已经聚焦于用于呈现ITP交通场景的系统和方法；然而，对于如何在没有过多的工作人员与集成的飞行甲板交互的情况下实现与ITC的协商没有足够的关注。
考虑到前述情况，将期望提供用于将与ITP相关联的交通场景的呈现和用于与ATC协商ITP调动所必要的通信交互性相组合的系统和方法。此外，根据结合附图得到的以下其余描述和所附权利要求以及本背景技术，其他期望的特征和特性将变得清楚。
发明内容
应当意识到的是，本发明内容被提供用于介绍非限制性概念的选择。本文公开的实施例是示例性，作为本文公开的主题的各种特征的组合和排列。出于清楚和简洁的原因限制了本文的公开。
根据第一示例性且非限制性实施例，提供了一种用于在主航空器上的显示器上显示与高度层更换程序(ITP)相关的信息的方法。所述方法包括：获得主航空器和至少第二航空器的当前飞行状态数据；以及在显示器上显现包括至少主航空器和第二航空器的垂直交通场景。在显示器上显现垂直交通场景以及ATC和主航空器之间的协商的文本表示。
根据另一示例性且非限制性实施例，提供了一种用于主航空器的飞行甲板显示系统，所述显示系统用于生成与包括从空中交通管制(ATC)接收的通信的高度层更换程序(ITP)请求相关联的符号。所述显示系统包括：数据通信模块，用于接收来自相邻航空器的飞行状态数据；ITP显示元件；空中/地面数据链路；用户接口，其耦合到ITP显示器；以及图形系统。处理器耦合到数据通信模块、ITP显示元件、图形系统、用户接口以及空中/地面数据链路。所述处理器被配置为(1)在ITP显示元件上显现垂直交通场景，以及(2)在ITP显示器上显现在主航空器和ATC之间的ITP协商的图形和文本表示。
根据再进一步的示例性且非限制性实施例，提供了一种用于在主航空器上的高度层更换程序(ITP)显示器上显示与ITP相关的信息的方法。所述方法包括：在ITP显示器的第一部分上显现垂直交通场景，并且在ITP显示器的与第一部分基本相邻的第二部分上显现来自从ATC接收的消息的文本表示。
附图说明
当结合下面的附图考虑时，通过参考详细描述和权利要求可以得到对本主题的更完整的理解，其中贯穿这些附图相似的参考数字指代类似的元素。
图1示出了与航空器的飞行路径相关联的航迹；
图2示出了与两个不同航空器相关联的航迹；
图3也示出了与两个不同航空器相关联的航迹；
图4是示出了与两个不同航空器相关联的相交航迹的图；
图5示出了与两个不同航空器相关联的重叠航迹；
图6是飞行甲板显示系统的示例性实施例的示意表示；
图7是ITP显示系统的示例性实施例的示意表示；
图8是包括横向地图(LMAP)部分和ITP显示器的示例性显示屏幕的示意表示，其中ITP显示器包括垂直情况显示(VSD)窗口以及相邻的ITP请求(ISTF)窗口；
图9-33是示例性ITP显示屏幕的示意表示；以及
图34是描述用于在ITP显示器上显示ITP垂直交通场景以及主航空器和ATC之间的ITP协商的文本表示的方法的流程图。
具体实施方式
下面的详细描述本质上仅仅是说明性的，并且不意图限制本主题的实施例或这样的实施例的应用和使用。如本文所使用的，词语“示例性”意思是“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例性”的任何实现都不必然解释为优选的或比其他实现有优势的。此外，并不意图受前述的技术领域、背景技术、发明内容或下面的详细描述中所呈现的任何明示或暗示的理论界限。
可以在本文中根据功能和/或逻辑块组件并且参考可以由各个计算组件或设备执行的操作、处理任务和功能的符号表示来描述技艺和技术。这样的操作、任务和功能有时被称为是计算机执行的、计算化的、软件实现的或计算机实现的。在实践中，一个或多个处理器设备可通过操纵表示系统存储器中存储单元处的数据比特的电信号以及其他的信号处理来进行所描述的操作、任务以及功能。其中维持数据比特的存储单元是物理单元，其具有相应于数据比特的特定电、磁、光或有机属性。应当理解的是，在图中示出的各种块组件可以由被配置为执行指定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件组件实现。例如，系统或组件的实施例可采用各种集成的电路组件，例如，存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，它们可在一个或多个微处理器或其他控制设备的控制下进行各种功能。
为了简洁起见，在本文中可能未详细描述关于图形和图像处理、导航、飞行规划、航空器控制、航空器数据通信系统以及某些系统及子系统的其它功能方面(及其单独操作组件)的常规技术。此外，在包含在本文中的各个图中示出的连接线意图表示各个元件之间的示例性的功能关系和/或物理耦合。应该指出的是：许多可替代或附加的功能关系或物理连接可以存在于本主题的实施例中。
虽然并非总是要求，在此所描述的技艺和技术适于由在海洋(或其他)跟踪系统中使用ITP的航空器使用。例如，在此所呈现的技艺和技术可结合如下文档中所定义和解释的ITP来使用：Operational Improvements From Using theIn-Trail Procedure in the North Atlantic Organized Track System，by Ryan C.Chartrand et al.，National Aeronautics and Space Administration(2009年10月)(后文称为“NASA文档”)。为便于理解和清楚，下文的描述采用与NASA文档中所使用的术语一致的术语。此外，NASA文档中的相关部分通过引用并入本文。在这方面，图1是示出了与航空器106的飞行路径104相关联的航迹102的图。航迹102表示飞行路径104在可以相应于地面的平坦平面108上的投影。因此，无论航空器106维持固定海拔、爬升还是下降，航迹102将是相同的。
NASA文档指定主航空器和任何感兴趣的相邻航空器(即，潜在的阻碍航空器)必须是“相同方向”航空器以便于请求ITP飞行高度层改变。在这方面，“相同方向”航迹是具有小于45度角度差的相交航迹(或其部分)。作为示例，图2是示出了与两个不同航空器相关联的航迹120和122的图。尽管航迹120和122是发散的，但对于ITP的目的它们仍然被认为是在相同方向的，因为它们之间的角度小于45度。作为另一示例，图3示出了与两个不同航空器相关联的航迹130和132。尽管航迹130和132是汇聚的，但对于ITP的目的它们仍然被认为是在相同方向的，因为它们之间的角度小于45度。
ITP是当存在位于居间飞行高度层的潜在阻碍航空器的情况下航空器试图改变其飞行高度层到新飞行高度层时可以遵循的协议。按照NASA文档，“ITP意图当航空器间隔小于请求航空器的当前海拔和期望海拔之间的当前海拔分离标准时使能原本被阻止的海拔改变”。ITP在当前和被请求飞行高度层的航空器之间指定某一最小分离以确定安全海拔改变。此外，ITP指定在主航空器可以发出ITP飞行高度层改变的请求(这样的请求被发出给空中交通管制(ATC))之前必须满足的某些准则。虽然在此描述的主题的实施例可以使用不同的准则，但是NASA文档指示以下ITP初始准则，其中必须满足两个条件至少之一：(1)如果到参考航空器的ITP距离大于或等于15海里(NM)，则两个航空器之间的地速差必须小于或等于20节；或(2)如果到参考航空器的ITP距离大于或等于20NM，则两个航空器之间的地速差必须小于或等于30节。
ITP距离表示主航空器和附近参考航空器(潜在阻碍航空器，其可能在主航空器之前或之后)之间距离的适当测量。依据特定的实施例，可以使用其他距离度量、距离测量或相对的间隔度量。例如，系统可设想线性距离、时间、航空器加速度、相对速度、靠近速率(closing rate)和/或其他取决于航空器的当前地理位置、速度、加速度、航向、海拔或其他操作状态的可测量的或可计算的值。NASA文档将ITP距离定义为“沿着每个航空器的航迹与公共点的距离差”。在这方面，图4是示出与两个不同航空器相关联的相交航迹的图。在图4中，一个航空器140被标记为“A”而另一个航空器142被标记为“B”。航空器140具有相应的航迹144，并且航空器142具有相应的航迹146，航迹146与航迹144相交于点148。注意航空器140和142被认为是在相同方向的，因为两个航迹144和146之间的角度小于45度。在图4中，标签“dA”表示在航空器140和点148之间的当前距离，并且标签“dB”表示在航空器142和点148之间的当前距离。在本例中，ITP距离(dITP)通过下面的表达式定义：dITP＝|dA-dB|。
在另一示例中，图5是示出与两个不同航空器相关联的重叠航迹的图。在图5中，一个航空器150被标记为“A”而另一个航空器152被标记为“B”。这两个航空器具有共同的或重叠的航迹154。因此，在这两个航空器之间的当前距离也被认为是ITP距离。在图5中，“dITP”指示在航空器150和航空器152之间的当前ITP距离。
本文所呈现的系统和方法可用来生成飞行甲板显示器，其包括对于当前飞行条件是否满足ITP准则的图形指示以及用于与ATC协商ITP调动所必要的通信交互性的图形和文本表示。ITP显示器的第一区域与典型垂直情况显示器(VSD)在格式上是相似的，因为在正视图中使用垂直海拔刻度来图形表示主航空器和相邻航空器。在最接近第一区域(例如，与其相邻)的第二区域中，在主航空器和ATC之间的通信被文本显示。飞行员可选择期望的飞行高度层。该系统将然后利用环境知识自动地选择参考航空器，其中航空器正在例如有组织的跟踪系统内或不在有组织的跟踪系统内操作，或可指示ITP当前不可用。如果ITP可用，飞行员可更新所选择的参考交通，或简单地使用自动选择的参考航空器，并然后请求和执行ITP调动，同时主航空器的图形表示显示在机会区域内。该系统可耦合到飞行管理系统功能，其计算主航空器应当何时爬升到何飞行高度层以优化效率。
图6是适合在诸如航空器的交通工具中使用的飞行甲板显示系统200的示例性实施例的示意表示。在示例性实施例中，显示系统200位于主航空器上，即，显示系统200的各种组件和元件驻留于主航空器内，由主航空器携带，或附着于主航空器。所示出的显示系统200的实施例包括但不限于：(1)飞行管理系统(FMS)，其包括至少一个处理器203和合适数量的存储器205并且具有能够充当空中交通管制(ATC)数据链路管理器的类型；(2)交通计算机204，用于处理与相对于主航空器的预定区域相关联的数据；(3)ITP显示元件206，其被配置为显示ITP相关数据并且其可与或可以不与用于显示交通数据的集成导航显示器(INAV)相关联；(4)图形系统208，其用作图形信息和显示的底层驱动器，并且其处理来自诸如触摸屏、光标控制设备或多功能键盘的(5)用户接口210的输入；(6)监视数据通信模块212，用于接收和处理数据，诸如广播式自动相关监视(ADS-B)和交通与防撞系统(TCAS)数据214；(7)空中/地面数据链路子系统216，其通过包括路由器和输入/输出功能的数字数据链路(例如，VHF，HF，Satcom等)发送和接收去往和来自ATC218的数据链路消息；以及(8)动态飞行状态数据的至少一个源220，诸如速度、海拔、位置等。显示系统200的这些元件可通过合适的互连架构222耦合在一起，互连架构222调节显示系统200内的数据通信、控制或命令信号的传输和/或操作功率的输送。
图6是显示系统200的简化框图，其将用于解释和便于描述的目的，并且不意图以任何方式限制本主题的应用或范围。实践中，如本领中将意识到的，显示系统200和主航空器包括用于提供附加功能和特征的其他设备和组件。显示系统200被描绘为单个单元；然而，显示系统200的某些元件和组件(不包括ITP显示器)可以以分布式方式使用任何数量的物理上不同的硬件或装备段来实现。
FMS202可包括通用处理器、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、任何合适的可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或设计来执行在此描述的功能的任何组合。处理器设备可被实现为微处理器、控制器、微控制器或状态机。此外，处理器设备可被实现为计算设备的组合，例如，数字信号处理器和微处理器的组合，多个微处理器，一个或多个微处理器结合数字信号处理器核心，或任何其他这样的配置。
存储器可被实现为RAM存储器、闪速存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或本领域已知的任何其他形式的存储媒介。在这方面，存储器可被耦合使得FMS202可从交通计算机204获得信息和向交通计算机204写入信息。实践中，显示系统200的功能或逻辑模块/组件可使用维持在存储器中的程序代码来实现。例如，图形系统208、监视数据通信模块212和/或空中/地面数据链路子系统216可具有存储在存储器205(图6)中的相关联的软件程序组件。即，存储器205可用于存储用于支持显示系统200操作的数据，这将从下面的描述中变得清楚。
在示例性实施例中，ITP显示器206耦合到图形系统208。图形系统208耦合到FMS202使得FMS202和图形系统208合作以在ITP显示器206上显示、显现或者以其他方式传达一个或多个图形表示、合成显示、图形图标、视觉符号或与主航空器操作相关联的图像，如下文更加详细描述的。显示系统200的实施例可结合图形系统208来利用现有的图形处理技艺和技术。例如，图形系统208可合适地被配置为支持熟知的图形技术，诸如但不限于：VGA、SVGA、UVGA等。
在示例性实施例中，ITP显示器206被实现为电子显示器，其被配置为图形地显示飞行信息，所述飞行信息包括交通信息和在主航空器与ATC之间的协商以及与主航空器在图形系统208的控制下的操作相关联的其他数据。在实践中，FMS202和/或图形系统208产生图像显现显示命令，其被ITP显示器206接收用于显现ITP显示器的目的。显示器206通常位于主航空器的座舱内。
所示出的显示系统200(图6)的实施例包括用户接口210，其被合适地配置为接收来自用户(例如，飞行员)的输入，并且响应于用户输入而提供合适的命令信号给FMS202。用户接口210可以是各种已知的用户接口设备或技术中的任一种或任何组合，包括但不限于：诸如鼠标、轨迹球或操纵杆的光标控制设备；键盘；按钮；开关；或旋钮。此外，用户接口210可与ITP显示器206和图形系统208合作以提供图形用户接口。因此，用户可通过移动在显示元件206上显现的光标符号来操纵用户接口210，并且用户可使用键盘——除其他事项外——输入文本数据，如将在下文中更加清楚描述的。
在示例性实施例中，监视数据通信模块212被合适地配置为支持在主航空器和包括ATC的一个或多个远程系统之间的数据通信。更具体地，监视数据通信模块212用于接收在主航空器附近的其他航空器的当前飞行状态。特别地，数据通信模块212被实现为航空器到航空器的数据通信模块，其接收来自主航空器以外的航空器的飞行状态数据。例如，数据通信模块212可被配置用于与ADS-B技术、与TCAS技术和/或与类似技术的兼容性。
空中/地面数据链路子系统216使得主航空器能够与空中交通管制(ATC)通信。在这方面，数据链路子系统216可用于提供ATC数据到主航空器和/或发送来自主航空器的信息到ATC，优选地符合已知的标准和规范。使用数据链路子系统216，主航空器可发送ITP请求到基于地面的ATC站和装备，并且以要在下文更全面描述的方式接收来自ATC(当合适的时候)的ITP飞行许可或授权使得飞行员可以发起所请求的飞行高度层改变。
在操作中，显示系统200(图6)也被配置为处理主航空器的当前飞行状态数据。在这方面，飞行数据的源220生成、测量和/或提供不同类型的数据，这些数据与主航空器的操作状态、主航空器正在其中操作的环境、飞行参数等相关。在实践中，飞行状态数据的源220可使用外场可更换单元(LRU)、换能器、加速度计、仪器、传感器以及其他熟知设备来实现。由飞行状态数据的源220提供的数据可包括但不限于：空速数据；地速数据；海拔数据；包括俯仰数据和横滚数据的姿态数据；偏航数据；诸如GPS数据的地理位置数据；时间/日期信息；航向信息；天气信息；飞行路径数据；航迹数据；雷达海拔数据；几何海拔数据；风速数据；风向数据等。显示系统200被合适地设计为以本文中更加详细描述的方式处理从飞行状态数据的源216获得的数据。特别地，当显现ITP显示器时，显示系统200可使用主航空器的飞行状态数据。
图7是示出根据实施例的用于呈现与ITP相关联的交通场景和与ATC协商ITP调动所必要的通信交互性的系统和方法的框图。如可以看到的，图形系统208接收来自用户接口210的用户接口数据和命令、来自监视数据通信模块212的相邻航空器数据(ADS-B In，TCAS)以及来自飞行数据源220的航空器海拔、速度、位置等。图形系统208将该数据格式化并将其提供给ITP显示器206用于显示包括主航空器和相邻航空器的动态交通场景。以命令、位置、屏幕数据和文本数据格式的数据在ITP显示器206和用户接口210之间交换。除了动态交通场景的显示外，用户接口可用于进行与ITP调动的请求的ATC的协商。与该请求相关联的符号由用户接口210提供给ITP显示器206用于在其上显现。与该请求相关联的数据和命令然后被提供给图形系统208，其为下行链路粗略格式化消息数据和响应并将粗略格式化后的数据和响应提供给飞行管理系统202。飞行管理系统202然后提供完全格式化和处理后的消息或响应给空中/地面数据链路子系统216用于传输给ATC。空中/地面数据链路子系统216也将来自ATC的完全格式化和处理后的响应和消息数据提供给飞行管理系统202，飞行管理系统202继而将完全解码的ITP消息数据和响应提供给图形系统208用于在ITP显示器206上显示。以这种方式，与ITP调动的请求相关联的协商的元素与动态交通场景的显示一起显示在ITP显示器206上，由此减小了飞行员的工作负担。这将在下文结合图8-31进行更加详细的描述。
如前文所涉及的，为了标准的飞行高度层改变，ATC控制器采用标准的、基于程序的分离最小值和程序以确保在请求飞行高度层改变的航空器与处于初始的、中间的以及被请求的飞行高度层的所有其他航空器之间将存在分离。ITP被开发用于使航空器能够通过居间飞行高度层爬升或下降到期望的飞行高度层，而这因为当使用当前标准的分离最小值时的领先或跟随的“相同航迹”的航空器而原本可能是不被允许的。
图8是INAV显示器216的图形表示，其包括横向地图(LMAP)显示器218和分别示出主航空器符号222和相邻航空器224的自顶而下和垂直交通场景的垂直情况显示器(VSD)220。ITP显示器还包括ITP请求窗口232，其显示ITP请求以及在主航空器222和ATC之间的协商的元素，如将在下文更加全面描述的。ITP请求窗口最接近或相邻于VSD220，并且包括用于主要显示起源于主航空器222的文本的第一区域以及用于显示主要起源于ATC的文本的第二区域。
如果交通航空器满足所有的ITP准则(也在下文更全面地描述)，则其被显示为中空的、未填充的形状；例如像在224所示的白色。然而，如果ITP距离或地速差没有满足ITP初始准则，或航空器不是居间的并且因此对于被选作参考航空器(后文更全面地描述)不是有效的，则航空器使用填充的符号226(例如，灰色)来显示并且还可包括显示相对主航空器222的地速差的数据标签，如在226所示。ITP距离刻度被固定为例如落后100海里(NM)(在228)和超前100NM(在230)，主航空器222保持在“0”横向ITP距离。
在长途海洋飞行期间，如果当前飞行高度层在例如燃料效率、天气等方面不是有利的，则飞行员可能希望改变巡航飞行高度层(爬升或下降)。一旦初始ITP窗口激活，则默认的飞行高度层选择或者是目前的海拔或者是先前选择的期望的海拔。
ITP请求功能包括用于请求和图形地显示所期望的飞行高度层的装置。即，垂直情况显示窗口220通过在垂直刻度234上以第一方式(例如，用第一颜色)显示可用飞行高度层并以第二方式(例如，用第二颜色)显示无效飞行高度层来指示对于ITP请求而言可用的海拔。这将可视地区分可用飞行高度层与无效飞行高度层。可用海拔是那些海拔，对于所述海拔：(1)针对按照行业标准的ITP在目前海拔的允许增量内(加或减3000英尺)；(2)海拔比目前海拔高或低1500英尺；(3)在情况显示窗口上并且以指示为有效的数据质量显示有至少一个航空器在当前本机海拔的2500英尺内的居间海拔处；(4)在期望海拔或ITP距离的15NM内的居间海拔处没有航空器；(5)在期望海拔或在居间海拔以及在大于或等于15NM并且小于20NM的ITP距离处没有航空器正在以大于或等于20节的ITP距离改变速率靠近；以及(6)在期望海拔或在居间海拔以及大于或等于20NM并且小于100NM的ITP距离处没有航空器正在以大于或等于30节的ITP距离改变速率靠近。
垂直刻度234默认呈现的海拔以1000英尺为增量从本机海拔以下3000英尺到本机海拔以上3000英尺。期望的飞行高度层可图形地被选择，并且例如通过生成相应于所期望的飞行高度层的线的符号表示来可视地区分，所述线可以是虚线和/或是有颜色的(例如，绿色)和/或以其他方式高亮。例如，在图9中，ITP请求窗口232显示从FL380到虚(或彩色)线242图形表示的飞行高度层FL400的ITP调动请求的符号文本表示。ITP请求窗口232也文本地表示本机222是“在N705H后17NM”，参考航空器236(参考航空器将在下文更加详细地描述)。在图10中，ITP请求窗口232显示从飞行高度层FL380223到虚(或彩色)线244图形表示的飞行高度层FL350的ITP调动请求的符号文本表示。ITP请求窗口232也文本地显示本机222是“在N700H后21NM”，参考航空器238。滚动的横向地图显示器220移动本机海拔的位置，如图9和10所示，允许所期望飞行高度层的居间航空器的更好的视图。然而，不允许本机飞行高度层滚动到屏幕之外从而隐藏当前飞行高度层。在图9和10中包括“验证”按钮256的ITP请求窗口232中的附加的冗语将在下文描述。
ITP调动的飞行许可请求要求至少一个至多两个参考航空器。当被选作ITP参考航空器时，交通符号变得可视地区分；例如，例如用绿色半透明地高亮并且用圆边框(例如绿色)包围。飞行ID被显示在符号上方，并且靠近速率被显示在符号下方。这在图11中的240处示出，其中飞行ID N700H被示出在符号240上方，并且大于20KT的靠近速率被示出在符号240下方。当如图11中240所示那样选择单个参考航空器时，用参考航空器240的ITP距离和飞行ID来更新ITP请求窗口232中的文本制定(text formulation)。当如图12中246所示那样将第二航空器选作ITP参考航空器时，该航空器的交通符号也如前面所描述那样用符号246上方显示的飞行ID N703H和下方的小于15KT的靠近速率来可视地区分。在ITP请求窗口232中的文本制定的图形表示被更新以包括参考航空器246的ITP距离和飞行ID。参考航空器240和246相对于本机222的相对距离在ITP距离刻度上被显示为分别在本机222之前“21”NM和之后“72”NM，如在图11和12中分别在247和249所示的。
参考图13，如果之前满足ITP准则并且被选作参考航空器的ITP参考航空器达到不再满足ITP准则的状态，则其通过改变其符号以指示其不再有效作为ITP参考航空器而自动变成取消选定，如图13中250所示。在这种情况下，着色可以被移除并且圆框被改变；例如变成虚线。此外，其ITP距离和飞行ID被从ITP请求窗口232移除，如图13所示。后退选项254的选择清理ITP请求窗口232和所有先前的选择，将其返回到在初始的默认视图。关闭选项252的选择取消ITP请求操作而关闭窗口。如果有效选择的海拔被呈现，则至少一个有效的ITP参考航空器被呈现在ITP文本制定中，并且存在与ATC的活动连接，验证按钮256被显示并使能，如图14所示。当验证按钮256被使能和选择时，ITP请求窗口232中的数据条目变成锁定(即，不允许改变所选择的海拔或参考航空器)，并且图形呈现分别为258和260的取消和发送按钮，如在图15中所示。当发送按钮258被使能和选择时，包括海拔请求和空文本的ITP下行链路消息被转发给空中/地面数据链路子系统216(图6)用于传输给ATC218，并且ITP请求窗口232保持锁定；即，将不允许改变所选择的海拔或参考航空器。如图16、17、18和19分别所示，ITP请求窗口232右上区用以下来更新：当请求正待处理时的下行链路状态消息“发送中”266，当请求实际上被发送时的“已发送”268，当来自ATC的响应被接收时的“响应已接收”270，以及在失败的情况下的“中止”272。
当取消按钮(图15中258)被使能和选择时，对所选择的海拔和参考航空器的修改被重新使能，用于目前所选择的参考航空器的ITP范围被重新计算并更新到最新值，并且分别是258和260的取消和发送选项被移除并被验证按钮256替代。
如现在应当清楚的是，在ITP显示器上的ITP请求窗口232提供ITP可用性状态以及其他适用信息，诸如在参考航空器被选择后的ITP文本内容。图20以不会使垂直情况视图模糊的方式示出在ITP显示器上在VSD左边的ITP请求窗口232的初始状态。除了上面已经描述的示例外，下面的表格包含可以提供在ITP请求窗口232中的附加的示例性文本消息。
在ITP请求已被发送后，ITP请求窗口232显示由ATC中心(例如所示的英格兰山域(Shanwick)“EGGY”标识符)提供的响应的文本，如图20所示。这使得工作人员能够将所接收的响应与在ITP请求窗口232中所示的所发送的请求相比较。当对ITP请求的响应需要来自航空器的响应时，ITP请求窗口232将显示一个或多个与从中选择所期望的响应的选项相关联的按钮；例如，接受按钮270(ACPT)，拒绝按钮272(REJ)，以及待机按钮279(STBY)，如图20所示。所选择的响应然后被转发给ATC。如果接受按钮(ACPT)被选择，则ITP请求窗口232改变出现，如图21所示。如果发送按钮266然后被选择，则ITP下行链路消息(即照办(Wilco))将被转发到ATC，如图21中260所示。如果代替地在图21中后退按钮267被选择，则后退和发送选项被移除并被前面的选择所代替。
当已经接收到接受响应被成功发送的指示(“照办”)时，ITP请求窗口232出现，如图22所示，其显示报告按钮262，报告按钮262使能预位(arming)自动的“报告维持”消息，该消息指示主航空器正在维持FL350以符合定义哪些消息将被交换的工业标准(RTCA Doc.D0306，Change1)。如果在图20中拒绝按钮272(REJ)被选择，则ITP请求窗口232变为如图23所示(“即，由于交通而导致不能”)。当在图23中的发送按钮266被使能和选择时，由拒绝和格式化的空文本组成的ITP请求下行链路消息将被转发到ATC(“由于交通而导致不能”)。图23示出了其中自ITP请求被发送后交通情况已经改变的示例。在航空器前面的参考交通已经放慢，并且现在不再符合ITP分离准则。其已经变成高亮了，并且工作人员已经选择了“拒绝”选项用以拒绝上行链路海拔飞行许可，因为交通场景不再匹配在协商中提供给ATC的内容。可替换地，如果后退按钮274被使能和选择(图23)，则后退和发送选项被移除并且被先前的选择所替代。当指示拒绝响应被成功发送时，ITP请求窗口232出现，如图24所示(即，“已发送”)。选择关闭按钮280即刻关闭ITP请求窗口232。选择后退按钮282返回ITP请求窗口232窗口并且将所有选择返回到发送请求之前的状态。选择图20中的待机按钮279(STBY)改变ITP请求窗口232以如图25所示那样出现(“待机-正在发送”)。当ATC指示待机响应被成功发送时，ITP请求窗口232如图26所示那样出现(“待机-已发送”)。
如果已经被转发以传输的下行链路响应已经由于缺少确认而超时，则ITP请求窗口232如图27所示那样出现；即，“未发送”文本消息285图形地出现在上部右手角落，并且分别为290和292的关闭和后退按钮出现在底部。缺少网络确认暗指与ATC的连接已经丢失并且必须重新获取。选择关闭按钮290即刻关闭ITP窗口，而选择后退按钮292清理ITP请求窗口232和所有选择，将其返回到默认视图。
在ITP请求已经被发送并且响应被接收后，所接收的数据(包括一个或两个航空器标识、所请求的飞行高度层以及之前或之后指示)与所发送的请求相比较，并且任何失配被高亮。例如，在图28中，请求指示下降到FL350是在“N700H”之后21NM，而响应指示其是在“N600H”之后，因此呈现失配。在图29中，请求指示参考航空器在N703H“之前”72NM，而响应指示下降是在N703H“之后”，这指示另一失配。在图30中，请求指示下降到“FL350”，而响应指示下降到“FL360”，这展示了另一类型的失配。在每种情况中，接受按钮270(ACPT)被禁用，仅仅留下剩余的选项拒绝272(REJ)和待机279(STBY)。
返回参考图22，当报告提示262被选择时，ITP请求窗口232如图31所示那样出现，并且包括预位(ARM)按钮292和解除预位(DISARM)按钮294。预位过程允许工作人员在特定事件发生时激活至ATC的自动下行链路消息传输。在ITP的情况中并且如图31和32所示，预期的是一旦达到指派的飞行高度层(即，FL350)航空器就将发送下行链路消息到ATC。一旦选择预位按钮292，请求窗口232如图32所示那样出现，并且当达到飞行许可海拔(“已预位”297)时自动向ATC发送报告。选择解除预位按钮294改变请求窗口232以如图33所示那样出现，并且指示刚好在ITP调动之前的状态(“未报告”299)。
图34是方法300的流程图，其用于图形地或文本地显示与ITP相关联的垂直交通场景和在主航空器与ATC之间的与协商ITP相关的相应通信交互性的符号表示。首先，ADS-B和TCAS传输的数据(图6中214)从附近的航空器被接收并被提供给监视数据通信模块212(步骤302)。在步骤304和步骤306中，满足ITP准则并且有资格作为参考航空器的航空器被显示在ITP显示器上；更具体地，ITP显示器的VSD部分上(步骤308)。在步骤310中，ITP请求的文本表示被制定并且被显示在ITP显示器(图6和7中206)上。ITP请求然后通过数据链路(图6和7中316)被传输给ATC(步骤312)。
在步骤314中，ITP响应、飞行许可和传输状态通过数据链路从ATC传输到航空器。飞行许可包括原始的ITP请求。做出比较以确定原始的ITP请求与ATC飞行许可是否相匹配(步骤316)。如果它们不匹配，则差异在ITP显示器上被高亮，并且将通过激活在ITP显示器上出现的合适的按钮来向飞行员提供重置选项或进入待机模式选项(步骡318)。所选择的选项通过数据链路被发送给ATC(步骤320)。如果ITP请求与ATC响应相匹配(步骤316)，则响应通过数据链路被发送给ATC(步骤322)，并且传输状态被显示在ITP显示器上(步骤324)。
在步骤326中，选项在ITP显示器上显示以用于数据链路的自动预位。如果被预位(步骤328)，则提示飞行员发起爬升或下降，并且当满足海拔准则时，数据链路消息被发送到ATC(步骤332)。如果未预位(步骤328)，则提示飞行员发起爬升或下降，没有消息将被发送(步骤330)。即，预位过程允许工作人员在特定事件发生时激活至ATC的自动下行链路消息传输。例如，在ITP的情况中，ATC可请求“报告维持FL350”。预期的是一旦达到指派的飞行高度层，航空器将发送下行链路消息到ATC以向它们通知这样的情况。如果其已经被飞行员预位，则飞行管理系统将自动发送该信息。
因此，已经提供了系统和方法，用于将与ITP显示器的VSD上的ITP相关联的交通场景的呈现与请求航空器和ATC之间协商ITP调动必要的通信交互性的文本表示相组合。
尽管在本发明前面的详细描述中已经呈现了至少一个示例性实施例，但应当意识到的是存在大量的变型。也应当意识到的是，示例性实施例或多个示例性实施例仅仅是示例，并且并不意图以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。相反，前面的详细描述将为本领域技术人员提供实现本发明的示例性实施例的便利的路线图。应当明白的是，可以在示例性实施例中所描述的元件的功能和布置上做出各种改变，而不脱离如所附权利要求阐述的本发明的范围。

Claims (10)

1.一种用于在主航空器上的显示器上显示与高度层更换程序(ITP)相关的信息的方法，所述方法包括：
获得主航空器和至少第二航空器的当前飞行状态数据；
在显示器上显现包括至少主航空器和第二航空器的垂直交通场景；并且
在显示器上显现最接近垂直交通场景、ATC和主航空器之间的协商的文本表示以用于ITP调动的批准。
2.如权利要求1所述的方法，其中协商包括：
制定并在显示器上显现ITP请求的文本表示；并且
将ITP请求传输给ATC。
3.如权利要求2所述的方法，还包括接收并显示来自ATC的第一传输状态。
4.如权利要求3所述的方法，还包括：
接收来自ATC的响应，所述响应包括包含ITP请求的ATC飞行许可；
在显示器上显现ATC飞行许可；并且
将ITP请求与ATC飞行许可进行比较以确定它们是否匹配。
5.如权利要求4所述的方法，还包括：
在显示器上显现比较结果的图形指示；并且
在显示器上显现传输状态的图形表示。
6.如权利要求5所述的方法，还包括显示用于预位与ATC飞行许可相关联的数据链路报告的选项的图形表示。
7.如权利要求6所述的方法，还包括在显示器上显现数据链路报告的所预位的状态的图形表示。
8.如权利要求4所述的方法，还包括：
通知飞行员在所发送的ITP请求与ATC飞行许可之间存在匹配；
在显示器上显现图形表示接受、拒绝和待机按钮的符号；
将所选的响应传输到ATC；并且
在显示器上显现所选的响应的传输状态的图形表示。
9.如权利要求4所述的方法，还包括：
通知飞行员在所发送的ITP请求和所接收的ATC飞行许可之间存在失配；并且
在显示器上标识差异。
10.一种用于主航空器的飞行甲板显示系统，所述显示系统用于生成与包括从空中交通管制(ATC)接收的通信的高度层更换程序(ITP)请求相关联的符号，所述显示系统包括：
数据通信模块，用于接收来自相邻航空器的飞行状态数据；
ITP显示元件；
空中/地面数据链路；
用户接口，其耦合到ITP显示器；
图形系统；以及
处理器，其耦合到数据通信模块、ITP显示元件、图形系统、用户接口以及空中/地面数据链路，所述处理器被配置为(1)在ITP显示元件上显现垂直交通场景，以及(2)在ITP显示器上显现在主航空器和ATC之间的ITP协商的图形和文本表示。
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