CN105280025A - 用于提供供机场离场和到达程序使用的飞行器显示的飞行器显示系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于在飞行器中生成飞行显示的方法包括如下步骤：接收供飞行器遵循的到达或离场程序的指示，接收飞行器的当前位置和高度的指示，以及通过数字数据链路接收关于到达或离场程序的话音通信或信息。所述方法还包括如下步骤：辨识话音通信中的语音并且将语音变换成关于到达或离场程序的限制，以及提供飞行显示，所述飞行显示包括到达或离场程序、飞行器的当前位置和高度以及关于到达或离场程序的限制的视觉描绘。所述方法还通过在这些限制以及参考周围交通和紧急状况这些限制可以对本机产生的牵连的背景下提供适当的警报及指示来向飞行员提供改进的情形感知。

Description

用于提供供机场离场和到达程序使用的飞行器显示的飞行器显示系统和方法

技术领域

本文中描述的主题一般地涉及用于提供飞行器显示的飞行器显示系统和方法，并且更特别地，所述主题的实施例涉及飞行器显示系统和提供机场离场和到达程序的相关联的方法。

背景技术

仪器程序（例如，仪器进场程序或仪器离场程序）用来提供对于机场航站区域中的飞行器操作的特定详细指令，并且允许空中交通管制（ATC）通过仅传送待飞程序的名称而不必提供另外要求的冗长指令来减少无线电频率拥塞。例如，仪器进场程序允许飞行员在减弱的能见度或险恶的天气情形下通过使用飞行器机载或地面仪器（诸如无线电台或其他通信系统、导航系统、航向信标、下滑信标（glideslope）等等）来可靠地使飞行器着陆。描绘和描述用于各种机场、跑道或其他着陆和/或离场地点的仪器程序的公布的航空图表（诸如例如，仪器进场程序（IAP）图表、标准航站到达（STAR）图表或航站到达区域（TAA）图表）、标准仪器离场（SID）航线、离场程序（DP）、航站程序、进场图（approachplate）等等由政府或监管组织（诸如例如美国联邦航空管理局）提供。这些图表以图形方式图示和描述针对特定进场或离场飞行员要遵循或以其他方式利用的特定程序（例如，最小下降高度、最小跑道视距、最终路线或航向、相关无线电频率、近场失败程序）。飞行员保持针对该飞行员在操作飞行器期间可能遇到的各种可能机场的印刷或电子形式的这些图表的拷贝。例如，对于世界范围的操作，存在多达17000份图表，并且每个机场可以包括具有多个可能的进场和离场的多个跑道。

在飞行的离场和到达阶段，飞行器的飞行机组成员处于高工作负荷情形。在飞行STAR进场或SID离场的情景中，需要正确地遵守高度和速度限制，尤其是在交通密集的机场。由于各种因素（诸如天气、交通和空域限制等等）的原因，ATC有时需要改变在其管辖权之下的空域中飞行的一些飞行器的高度和速度限制（即，以不同于所公布的程序的方式）以便合适地处置机场中和机场周围的飞行器交通。在这些情况中，ATC向正在使用这些STAR和SID的一些飞行器发布改变速度和高度限制的适当的飞行许可。因此，飞行机组成员必须感知到这些改变的情况并且需要不断地监视和执行这些改变的指令。另外，如果图表驱动（公布的）限制继续存在，飞行机组成员需要感知他们需要切换到图表驱动（公布的）限制的时间点。进一步地，存在已经报道的事故，其中由于在新出现的情景中未遵守这样的限制而随之发生失去情形感知并且出现后续牵连的状态。

因此，合期望的是提供在高工作负荷情形期间（诸如在执行机场离场和到达程序期间）辅助飞行机组成员的改进的飞行器显示系统和方法。另外，合期望的是提供在管理和监视诸如可以由空中交通管制请求的相对于标准航站程序的改变方面辅助飞行机组成员的这样的系统和方法。再进一步地，合期望的是提供在诸如机场附近的航站区域之类的繁忙交通区域中增强飞行机组成员情形感知的这样的系统和方法。此外，根据结合附图和本公开的该背景技术理解的后续具体实施方式和所附的权利要求，本公开的其他合期望特征和特性将变得清楚明白。

发明内容

本文中公开了用于提供飞行器显示的飞行器显示系统和方法。在一个示例性实施例中，一种用于在飞行器中生成飞行显示的方法包括如下步骤：接收供飞行器遵循的到达或离场程序的指示，接收飞行器的当前位置和高度的指示，以及接收关于到达或离场程序的话音通信。所述方法还包括如下步骤：辨识话音通信中的语音并且将语音变换成关于到达或离场程序的限制，以及提供飞行显示，该飞行显示包括到达或离场程序、飞行器的当前位置和高度以及关于到达或离场程序的限制的视觉描绘。当安全或限制已经被损害时通过视觉或听觉警报加强这些描绘。

提供本发明内容来以简化形式介绍下面在具体实施方式中进一步描述的构思的选择。本发明内容不意图标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，其也不意图用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

附图说明

可以从结合附图来理解的以下具体实施方式导出对所述主题的更完整的理解，其中相似的附图标记表示相似的元件，并且其中：

图1是依据一个实施例的适合于在飞行器中使用的显示系统的框图；

图2A是可以形成图1中所示的通信系统的一部分的从空中交通管制员到飞行器飞行员的上行链路通信的示意；

图2B是也可以形成图1中所示的通信系统的一部分的从飞行器飞行员到空中交通管制员的下行链路通信的示意；

图3是用于传输图2A和2B中所示的通信并且也可以形成图1中所示的通信系统的一部分的飞行器的微处理器和收发机的示意图；

图4是依据一个实施例的适合于在飞行器中使用并且被提供作为图1中所示的导航系统的一部分的空中交通监视系统的框图；

图5是依据一个实施例的适合于供图1的显示系统使用的示例性飞行器程序显示过程的流程图；

图6是依据一个实施例的示出与导航地图的上部叠加的简报面板的、适合于供图5的飞行器程序显示过程使用的示例性导航地图的示意图；

图7提供实施一种用于提供机场离场和到达程序的方法的系统图；

图8提供图示出一种用于使用图7中示出的系统提供机场离场和到达程序的方法的流程图；

图9A-9E图示了使用图7和8中所示的系统和方法的示例性显示。

具体实施方式

以下具体实施方式本质上仅仅是示例性的，并且不意图限定本发明或本发明的应用和用途。此外，不意图受前面的背景技术或以下具体实施方式中提出的任何理论所约束。

本文中可以按照功能和/或逻辑块组件并且参考可以由各种计算组件或设备施行的操作、处理任务和功能的符号表示来描述技巧和技术。应当认识到的是，图中所示的各种块组件可以由被配置成施行指定功能的任意数目的硬件、软件和/或固件组件来实现。例如，系统或组件的实施例可以采用可以在一个或多个微处理器或其他控制设备的控制之下执行各种各样的功能的各种集成电路组件，例如，存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等等。

出于简洁起见，涉及系统的图形和图像处理、导航、飞行计划、飞行器控制和其他功能方面（以及系统的各个操作组件）的常规技术可以在本文中不进行详细描述。此外，本文中包含的各种图中所示的连接线意图表示各种元件之间的示例性功能关系和/或物理耦合。应当注意的是，在本主题的实施例中可以存在许多替代的或附加的功能关系或物理连接。

本公开中提供的实施例涉及用于提供辅助飞行机组成员的飞行器显示并且管理和监视相对于所公布的STAR和SID的ATC发起的改变的飞行器显示系统和方法，并且将在（一个或多个）示例性飞行显示系统的背景下进行讨论。在一些实施例中，所公开的系统可以被配置成在程序的开始处检索适当的STAR/SID图表。所述系统然后可以从诸如飞行器全球定位系统（GPS）和高度计之类的各种飞行器传感器获得当前飞行器位置信息和高度，并且将该信息连同所检索到的航站程序以图形显示的形式呈现给飞行机组成员。在一些实施例中，所述系统然后可以装备话音到文本转换器，其在航站程序期间捕获飞行员-ATC通信并且在该文本中持续扫描任何高度或速度限制信息。接着，所述系统可以搜索并合并（consolidate）在系统内进行的任何飞行许可短语。在一些实施例中，所述系统然后可以将文本飞行许可信息转化成显示系统上的视觉指示符。为了增强飞行机组成员的情形感知，所述系统还可以使用广播式自动相关监视（ADS-B）技术、交通和碰撞避免系统（TCAS）技术和/或使用类似的技术接收飞行交通信息，并且参考飞行许可信息和交通计算可能的冲突区。特别地，所述系统可以使用ADS-B意图信息来预测任何可能的飞行器间隔不足，包括可以在通常与TCAS系统相关联的交通咨询区之外发生的可能的冲突。再进一步，在一些实施例中，当由于飞行器性能的约束而不能实现ATC飞行许可时，可以提供合适的指示。

前面概述的示例性飞行器显示系统可以依照图1中图示的显示系统来体现。特别地，图1描绘了显示系统100的示例性实施例，该显示系统100可以位于飞行器114上。显示系统100的该实施例可以包括而非限制于显示设备102、导航系统104、通信系统106和飞行管理系统108（FMS）。如下面更为详细描述的，显示系统100还包括用于实现与显示系统100的交互性的用户接口110和被合适地配置成支持显示系统100的操作的数据库112。应当理解的是，图1为了解释且易于描述的目的是显示系统100的简化表示，并且图1不意图以任何方式限制本主题的应用或范围。在实践中，如本领域中将认识到的，显示系统100和/或飞行器114将包括用于提供附加功能和特征的众多其他设备和组件。

在一个示例性实施例中，显示设备102耦合到飞行管理系统108，并且如下面更为详细描述的，飞行管理系统108被配置成在显示设备102上显示、呈示或以其他方式传送与飞行器114的操作相关联的一个或多个图形表示或图像。飞行管理系统108耦合到导航系统104以用于获得关于飞行器114的操作的实时数据和/或信息以便支持飞行管理系统108的操作，所述实时数据和/或信息例如包括地理坐标、高度和空速等等。在一个示例性实施例中，用户接口110耦合到飞行管理系统108，并且如下面更为详细描述的，用户接口110和飞行管理系统108被配置成允许用户与显示设备102和显示系统100的其他元件交互。通信系统106耦合到飞行管理系统108并且如本领域中将认识到的那样被配置成支持飞行器114与另一个飞行器或地面地点（例如，空中交通管制）之间的通信。

在一个示例性实施例中，如将被理解的，显示设备102被实现为电子显示器，该电子显示器被配置成在飞行管理系统108的控制之下以图形方式显示飞行信息或与飞行器114的操作相关联的其他数据。在一个示例性实施例中，显示设备102位于飞行器114的驾驶舱内。将认识的是，尽管图1示出了单个显示设备102，但是在实践中，附加的显示设备可以存在于飞行器114上。用户接口110也可以位于飞行器114的驾驶舱内，并且如下面更为详细描述的那样被适配成允许用户（例如，飞行员、副驾驶或机组成员）与飞行管理系统108交互。在各种实施例中，用户接口110可以被实现为键板、触摸板、键盘、鼠标、触摸屏、游戏操纵杆、麦克风或被适配成从用户接收输入的另一个合适设备。在一个示例性实施例中，用户接口110和飞行管理系统108如下面描述的那样被协作地配置成使得用户能够指示、选择或以其他方式操纵在显示设备102上显示一个或多个弹出菜单。应当认识到的是，尽管图1示出了飞行器114内的显示设备102和用户接口110，但是在实践中，二者中任一个或二者都可以位于飞行器114之外（例如，在地面上作为空中交通管制中心或另一个命令中心的一部分）并且以通信方式耦合到飞行管理系统108。

在一个示例性实施例中，导航系统104被配置成获得与飞行器114的操作相关联的一个或多个导航参数。导航系统104可以被实现为全球定位系统（GPS）、惯性参考系统（IRS）或基于无线电的导航系统（例如，VHF全方向无线电信标（VOR）或长距离辅助导航（LORAN）），并且如本领域中将认识到的，其可以包括一个或多个导航无线电台或被合适地配置成支持导航系统104的操作的其他传感器。在一个示例性实施例中，导航系统104能够获得和/或确定飞行器114的当前地点（例如，参考标准化地理坐标系统）和飞行器114的航向（即，飞行器正相对于某个参考行进的方向），并且向飞行管理系统108提供这些导航参数。

在一个示例性实施例中，通信系统106被配置成支持飞行器114与另一个飞行器或地面地点（例如，空中交通管制）之间的通信。在这一点上，通信系统106可以使用无线电通信系统或另一合适的数据链路系统来实现。依照一个实施例，如本领域中将认识到且下面将更为详细描述的，通信系统106包括被配置成针对所识别的无线电通信频率而进行调谐的至少一个无线电台。

在一个示例性实施例中，飞行管理系统108（或，替代地，飞行管理计算机）位于飞行器114上。尽管图1是显示系统100的简化表示，但是在实践中，飞行管理系统108可以视需要耦合到一个或多个附加模块或组件以便以常规方式支持导航、飞行计划和其他飞行器控制功能。另外，如下面描述的，飞行管理系统108可以包括或以其他方式访问地形数据库、导航数据库（其包括例如STAR、SID和在途程序）、地缘政治数据库或用于在显示设备102上呈示导航地图或其他内容的其他信息。在这一点上，如本领域中将认识到的，导航地图可以基于一个或多个分区航图、地形图、数字地图或任何其他合适的商业或军事数据库或地图。

在一个示例性实施例中，飞行管理系统108访问或包括数据库112，该数据库112包含针对多个机场的程序信息。如本文中使用的，程序信息应当被理解为与飞行器114可以在特定机场采取的特定动作（例如，着陆、起飞、滑行）相关联的操作参数或指令的集合。在这一点上，机场应当被理解为指的是适合于飞行器着陆（或到达）和/或起飞（或离场）的地点，诸如例如机场、跑道、着陆带和其他合适的着陆和/或离场地点。数据库112保持程序信息和对应机场的关联。在一个示例性实施例中，如本领域中将认识到的，保持在数据库112中的程序信息包括常规地显示在针对机场的公布图表（或进场图）上的仪器程序信息。在这一点上，程序信息可以包括仪器进场程序、标准航站到达航线、仪器离场程序、标准仪器离场航线、障碍离场程序或其他合适的仪器程序信息。尽管为了解释的目的下面在仪器进场程序的背景下描述本主题，但是在实践中，本主题不意图被限制于仪器进场程序并且可以按照与下面描述的类似方式被实现为用于仪器离场程序和其他程序。

在一个示例性实施例中，机场具有至少一个进场，该至少一个进场具有与其相关联的仪器进场程序信息。在这一点上，每个机场（或着陆地点）可以具有与其相关联的一个或多个预定义的进场。例如，取决于选取用于着陆的特定机场跑道，机场可以包括多个可能的进场。在这一点上，数据库112保持针对每个机场或着陆地点的仪器进场程序信息和对应进场的关联。如本领域中将认识到的，以类似的方式，机场（或离场地点）可以具有至少一个离场航线，该至少一个离场航线具有与其相关联的仪器离场程序信息。在一个示例性实施例中，如下面更为详细描述的，飞行管理系统108被合适地配置成利用数据库112来呈示针对所识别的进场的仪器进场程序信息（或针对所识别的离场航线的仪器离场程序信息）。

图2A、2B和3提供关于前面在图1的讨论中介绍的通信系统106的附加特征的更多细节。图2A是从空中交通管制员到飞行器114的飞行员的上行链路通信系统10A的示意。系统10A包括飞行器114中的飞行员所戴的耳机11B和空中交通管制中心60中的空中交通管制员所戴的耳机11A。每个耳机11A和11B包括至少一个扬声器14和麦克风16。空中交通管制中心60中戴着耳机11A的管制员向麦克风16说话。麦克风16和扬声器14连接到微处理器显示器和收发机20A。收发机20A与无线电传输塔台40进行通信，无线电传输塔台40发射要由飞行器114接收的上行链路信号40A。在飞行器114中，微处理器显示器和收发机20B接收上行链路信号40A并通过飞行员耳机11B的扬声器14呈现音频等同物。如前面最开始指出的，从交通管制中心60到飞行器114的通信可以包括关于当前正由飞行器114执行的STAR或SID的指令，包括但不限于关于STAR或SID的高度和速度限制的改变。

图2B是从飞行员到管制员的下行链路通信的示意。如所示的，通信系统10B产生来自飞行器60的下行链路信号40B。飞行员向扬声器16说话，说的话被发送到设备20B。设备20B传输并发送出下行链路无线电传输信号40B到塔台40，塔台40进而将所接收的信号40B中继到设备20A。在一些实例中，从飞行员到管制中心60的该通信可以包括关于STAR或SID的指令的确认。

图3是飞行器114的用于向中心60传输下行链路信号40B或从中心60接收上行链路信号40A的微处理器和收发机20B的示意图。麦克风16和扬声器14与通信管理单元（CMU）20-1进行数据通信，该通信管理单元（CMU）20-1是通信系统106的一部分。CMU20-1也与如下面描述的甚高频数字无线电台（VDR）20-16进行信号通信。CMU20-1包括与麦克风16进行信号通信的语音辨识处理器20-2以及与语音辨识处理器20-2进行信号通信且与命令处理器20-6和扬声器14进行信号通信的命令处理器20-6。命令处理器20-6进而与VDR20-16进行信号通信。VDR20-16生成并传输下行链路无线电信号40B或接收并传送由中心60传输的上行链路无线电信号40A。

语音辨识处理器20-2被配置成辨识飞行员或空中交通管制员的语音。在这一点上，语音辨识处理器20-2可以包括空中交通管制用语数据库20-3，空中交通管制用语数据库20-3包括处理器20-2在这样的通信期间可能被预期检测到的标准ATC用语的数字标志。在特定实施例中，语音辨识处理器20-2至少被配置成辨识空中交通管制员的语音，并且特别是关于速度和高度限制或参考STAR或SID程序的其他限制的语音。例如，在执行STAR或SID程序期间，空中交通管制员可以向飞行员发布速度或高度限制。该命令由上行链路无线电信号40A传输。它然后被传递到VDR20-16、命令处理器20-6和语音辨识处理器20-2。它还被传递到扬声器14。语音辨识处理器20-2辨识该限制，并且通信系统106将该限制传递到飞行管理系统108。

图4提供关于前面在图1的讨论中介绍的导航系统104的附加特征的更多细节。图1图示了示例空中交通监视系统420的示意图。在一个实施例中，系统420包括在主飞行器114上的TCAS系统410，主飞行器114包括处理器412、发射机414和接收机416。发射机414基于由监视雷达22产生的监视警报（诸如接近的飞行器和威胁可能性）生成询问信号。监视雷达422传输TCAS发射机414询问信号并在接收设备434处接收回复。目标飞行器424包括在发射机接收设备428处接收询问信号并且在被询问时经由发射机430生成标准应答机回复信号的监视系统426。只要ADS-B数据可用，目标飞行器424监视系统426也可以经由诸如全球定位系统（GPS）432之类的导航组件发送ADS-B回复信号。

ADS-B数据提供自动或自动驾驶能力（即，其总是开启并且不要求操作者干预）并且使用来自飞行器导航系统的精确位置和速率数据，包括纬度和经度测量值。ADS-B广播飞行器位置、高度、速率和可以由空中交通管制和其他飞行器使用的其他数据以便在不需要雷达的情况下共享飞行器的位置和高度。

只要系统420没有在广播，其就在监听模式S断续振荡器并且以由模式S应答机使用的相同频率回复传输以便回复询问信号。模式S是组合的二次监视雷达和地-空-地数据链路系统，其提供在密集空中交通环境中支持自动化空中交通管制所必需的飞行器监视和通信。每秒一次，模式S应答机自发地且伪随机地传输（断续振荡（squit））未经请求的广播。只要模式S没有在广播，它就是在监视或监听传输。因此，装备了TCAS的飞行器可以看见携带应答机的其他飞行器。一旦看见了装备有应答机的目标，就跟踪该目标并确定威胁可能性。高度信息在确定目标的威胁可能性时是必要的。在处理器412中进行在来自目标飞行器424的回复传输中编码的高度信息与主飞行器114之间的比较，并且指导飞行员通过下降、爬升或保持当前高度来获得安全的高度间隔。

关于目标飞行器424相对于主飞行器114的方向或方位的知识极大地增强了飞行员视觉地获取威胁飞行器的能力并提供了威胁飞行器相对于主飞行器的更佳的空间全景。如果方位信息可用，处理器412可以显示方位信息。方位信息也被处理器412用来确定由入侵飞行呈现的威胁可能性。

系统420通过向目标飞行器424发送询问信号并监听从目标飞行器424返回的回复来确定相对方位。来自目标飞行器424的回复可以包括标准应答机回复或ADS-B信号。标准应答机回复通过测量来自目标飞行器424的多径干扰（包括相位和幅度测量值）、速度方向和高度给出估计的方位。ADS-B信号包括纬度和经度的更精确的方位测量值。当目标飞行器424生成了对TCAS410询问信号的回复时，标准应答机回复或ADS-B信号被TCAS接收机416接收到并且存储在耦合到处理器412的存储器设备418中。存储器设备418收集变化的信号并将它们存储在内部数据库中以供处理器412以后在ADS-B数据不可用时用于确定方位。

处理器412中的算法使用基于标准应答机回复估计的方位与根据ADS-B信号计算的方位之间的关系来生成存储在存储器418中的信息的数据库的表格或其他多维表达。进一步，处理器412校正标准应答机回复与ADS-B信号之间的值以更精确地确定方位，包括将标准应答机回复值和ADS-B值进行平均和将ADS-B值关联到先前存储的标准应答机回复值。

在一些实施例中，除了TCAS410和ADS-B之外，交通监视系统420还可以包括监视系统。例如，其他已知的监视系统包括TIS-B，其是使用1090MHz扩展断续振荡器（1090ES）和ADS-B的通用访问收发机（UAT）波段两者的提供给飞行器的航空信息服务广播。因此，这样的附加系统意图被包括在本公开的范围内。

现在参考图5，在一个示例性实施例中，显示系统100可以被配置成施行飞行器程序显示过程200和下面描述的附加任务、功能和操作。各种任务可以由软件、硬件、固件或其任何组合来施行。出于说明性目的，以下描述可以涉及前面关于图1-4提到的元件。在实践中，任务、功能和操作可以由所描述的系统的不同元件施行，诸如显示设备102、导航系统104、通信系统106、飞行管理系统108、用户接口110或数据库112。应当认识到的是，任何数目的附加或替代的任务可以被包括并且可以被并入具有本文中未详细描述的附加功能的更全面的程序或过程中。

再次参考图5，并且继续参考图1，可以施行飞行器程序显示过程200来在显示设备上显示或呈现针对机场处的期望动作（例如，着陆或起飞）的飞行器程序信息（例如，仪器进场程序（STAR）或仪器离场程序（SID）），以便使得诸如飞行员或机组成员之类的用户能够在不依赖于纸件图表的情况下审阅程序和/或做出程序的简报。应当认识到的是，尽管为了解释的目的在进场（或仪器进场程序）的背景下描述飞行器程序显示过程200，但是飞行器程序显示过程200可以以本文中描述的类似方式被实现以用于仪器离场程序和其他程序。

在一个示例性实施例中，飞行器程序显示过程200通过在与飞行器相关联的显示设备（诸如显示设备102）上显示内容而初始化（任务202）。在一个示例性实施例中，并且进一步参考图6，飞行器程序显示过程200在显示设备上显示导航地图300（或地形图）。例如，飞行器程序显示过程200可以在飞行器中的显示设备上显示和/或呈示与飞行器的当前（或即时）地点相关联的导航地图300。在这一点上，飞行管理系统108可以被配置成控制导航地图300的呈示，该导航地图300可以以图形方式被显示在显示设备102上。飞行管理系统还可以被配置成在地图300上呈示飞行器302的图形表示，飞行器302的图形表示可以被叠加或呈示在背景304之上。背景304可以是地形、地志或对应于飞行器114的地点（或在飞行器114地点的给定距离内）的感兴趣的其他合适项目或点的图形表示，其可以由飞行管理系统108保持在地形数据库、导航数据库、地理政治数据库或另一个合适的数据库中。如下面更为详细描述的，飞行管理系统108也可以呈示与背景304叠加的机场的图形表示306。应当认识到的是，尽管本文中可以在导航地图的背景下描述本主题，但是本主题不意图被限制于显示在显示设备上的特定类型的内容，并且可以用诸如例如机场地图或航站地图之类的其他类型的内容来实现飞行器程序显示过程200。

尽管图6描绘了导航地图300的顶视图（例如，从机场302上方看）但是在实践中，替代的实施例可以利用各种透视图，诸如侧视图、三维视图（例如，三维合成视觉显示）、角度或歪曲视图等等。进一步地，取决于实施例，飞行器302可以被示出为行进穿过地图300，或者替代地，被示出为位于地图300上的固定位置，并且图6不意图以任何方式限定本主题的范围。在一个示例性实施例中，地图300与飞行器的移动相关联，并且背景304随着飞行器行进而刷新或更新，使得以精确反映飞行器114相对于地球的当前（例如，即时或基本上实时的）真实世界定位的方式将飞行器302的图形表示定位在地形背景204上。依照一个实施例，地图300被更新或刷新，使得其以飞行器302为中心和/或与飞行器302对齐。尽管图6中示出的导航地图300是北朝上取向的（即，在地图300上向上移动对应于向北行进），但如下面描述的，在其他实施例中，导航地图300可以是航迹朝上或航向朝上取向的，即，被对齐为使得飞行器302总是在向上的方向上行进并且背景304相应地调整。

在一个示例性实施例中，飞行器程序显示过程200通过识别针对飞行器的期望机场（例如，着陆和/或离场地点）而继续（任务204）。在这一点上，机场可以包括跑道、着陆带、简易机场、另一个合适的着陆和/或离场地点以及具有与之相关联的程序信息（例如，仪器进场程序或仪器离场程序）的他们的各种组合。依照一个实施例，飞行器程序显示过程200可以使用显示在显示设备102上的导航地图300识别期望的机场。例如，如图6中所示的，如本领域中将认识到的，飞行器程序显示过程200可以在导航地图300上显示与背景304叠加的飞行器114附近的多个机场306、308、310。飞行器程序显示过程200可以响应于用户选择或指示显示在显示设备上的机场而识别期望的机场。例如，用户可以操纵用户接口110并且指示或以其他方式选择显示在地图300上的第一机场306（例如，机场KRNO）作为期望的机场（例如，通过将光标或指针定位在机场306上并且点击或以其他方式选择机场306）。在另一个实施例中，飞行器程序显示过程200可以使用预先确定（或预定义）的飞行计划来识别期望的机场。例如，飞行管理系统108可以保持指定机场306作为飞行计划的最终入口（或目的地）的飞行计划。

在一个示例性实施例中，飞行器程序显示过程200通过识别具有针对所识别机场的相关联的程序信息的期望飞行器动作而继续（任务206）。在这一点上，飞行器动作应当被理解为指的是进场（或着陆）、离场（或起飞）、滑行或具有与特定动作相关联的程序信息的另一个飞行器动作。依照一个实施例，飞行器程序显示过程200通过识别针对所识别机场的期望STAR（如果飞行器是在机场的地面上，则其将是期望的SID）而继续。如本文中使用的，进场应当被理解为指的是意图促进在特定跑道、着陆带、简易机场或另一个合适的着陆地点处飞行器的安全着陆的预定义飞行路径或其他引导。如果所识别的机场仅具有与其相关联的单个进场（例如，机场是简易机场或包括单个跑道），则飞行器程序显示过程200可以把该进场识别为期望的进场。依照一个实施例，如果所识别的飞行器具有多个可能的进场（例如，机场包括多个跑道），则飞行器程序显示过程200可以识别或以其他方式确定默认进场以用作机场的期望进场。例如，飞行器程序显示过程200可以识别所识别机场306的最常使用的进场作为默认进场。替代地，飞行器程序显示过程200可以识别最近使用的进场作为期望进场。在另一个实施例中，飞行器程序显示过程200基于飞行器114的当前航向和/或地点确定和/或识别期望的进场。例如，飞行器程序显示过程200可以识别具有与飞行器114的当前航向最接近对齐的最终进场路线的进场作为期望的进场。

现在参考图7和8，其分别提供阐述用于提供和显示机场离场和到达程序的系统700和方法800的各种实施例的系统图和方法流程图。图7和8图示了依照这些各种实施例的前面关于图1-6描述的各种系统和方法之间的使用和交互。特别地，这些实施例通过提供在程序开始时首先检索适当STAR/SID图表的系统和方法而提供对于在执行STAR进场和SID离场期间没有足够感知的问题的解决方案。该过程在图8中被图示为步骤801，并且前面关于图5被更为详细地描述过，并且可以使用如图7中所示且如前面在图1中更为详细描述过的FMS108和用户接口110来施行。系统700然后获得包括来自传感器的高度的当前位置信息，并且然后变换图表信息并连同飞行器114的位置在导航显示上呈现“高度和速度”感知信息并且在垂直显示上呈现高度感知信息。该过程被图示为图8中的步骤802和图7的块702，并且如前面关于图1更为详细地描述过的，可以使用导航系统104和显示设备102来施行。应注意的是，该垂直情形信息在没有垂直RNP规范时是重要的。

此后，系统700装备语音辨识系统20-2，该语音辨识系统20-2在程序期间捕获飞行员-ATC通信，并且使用ATC用语数据库20-3在该文本中持续地扫描任何高度或速度限制信息。该过程在图8中被图示为步骤803（通信）和804（转换），并且可以利用前面关于图3描述过的并且是通信系统106的一部分的通信管理单元20-1。系统700中的命令处理器块20-6然后搜索并合并在系统内进行的任何飞行许可短语。这可以依照以下示例性算法来施行：

飞行许可信息处理

-从话音到文本转换器得到文本飞行许可

-使用图3和7中所示的ATC用语数据库来施行在下面的步骤中指示的处理：

从输入文本识别飞行器“呼号（CALLSIGN）”

从输入文本识别“标准用语术语”（例如：“许可（CLEARED）”、“继续行进（PROCEED）”、“经过（VIA）”、“重新开始（RESUME）”、“爬升（CLIMB）”、“指向（DIRECTTO）”）

o分隔动词（动作，例如：许可（CLEARED））和形容词（约束，例如：经过（VIA））

识别航路点

o识别名词（例如：BATON、KODAP）

从输入文本识别关于飞行高度和SPD信息的约束

o识别形容词/短语（例如：FL100）

将动词-形容词-名词串在一起以形成用于信息处理的“链接元组”，并且使用动词作为元组分隔符来分隔元组

-因此，构建以下形式的“链接元组”：

o｛动作-约束-航路点｝

o｛动作-约束-飞行高度｝

-例如：飞行许可“继续指向BATON行进然后许可经过KODAPONEALFA基于SID离场爬升到飞行高度100”

-链接元组：

｛继续行进-执行-BATON｝

｛许可-经过-KODAP｝

｛爬升-SID-飞行高度100｝

图表信息处理：

利用对飞行高度的图表限制和速度约束得到图表分段和航路点信息

对于图表上的每个分段，记录约束（图表化约束）

约束评估：

利用“图表信息处理”部分中产生的每个分段评估“飞行许可信息处理”部分中生成的映射元组，如果‘映射元组’约束具有撤销（override）特性则撤销记录的任何分段信息。使用每一个元组的航路点（名词）并且循环图表信息，应用与每一个航路点相关联的约束

确定约束覆盖的范围。

还提供可选的数字数据链路路径20C，如果操作牵涉到使用该技术的话。这在图8中也被图示为步骤805。多路复用器710的使用合并数据链路20C和话音通信路径20B两者。

图7中的“飞行许可到飞行分段映射器”块703然后在将适当的（一个或多个）飞行分段放置在显示系统上之后将文本飞行许可转化成可视的飞行许可高度。注意，这些飞行许可可以（a）适用于图表的一部分；（b）对于整个程序保持有效；和/或（c）可以提供不同于图表中所提供的内容的值。这在图8中的步骤806到808处被进一步图示。因此，块703建立一定水平的智能来破译这些微妙之处。这个块703因此考虑图表驱动限制以及ATC驱动限制两者，并且如关于图8的步骤810到812所示的，强调最重要的ATC指令。

为了增强情形感知，系统700还使用如前面关于图4描述的那样从ADS-B、TIS-B和TCAS系统接收交通信息的“飞行许可评估器”块704，并且如图8的步骤809中进一步示出的那样参考经许可的高度和交通计算可能的冲突区。这可以依照以下示例性算法来施行：

飞行许可评估处理

对于每个飞行器>距本机X英里<距本机Y英里

｛

从ADS-B消息得到A/c的意图数据

从5到20分钟每半分钟估计A/C的位置（30个位置）

将位置存储在TRAFFIC_DATA中

｝

对于飞行器114

｛

从FMS得到本机的意图数据

从5到20分钟每半分钟估计A/C的位置（30个位置）

将位置存储在OWNSHIP_DATA中

｝

对于TRAFFIC_DATA和OWNSHIP_DATA中的每个条目

｛

对于TRAFFIC_DATA和OWNSHIP_DATA中的对应条目计算交通条目位置与本机之间的距离

如果距离<=安全间隔的阈值，则生成冲突区指示

｝

对于TRAFFIC_DATA中的每个条目

｛

估计A/c的ALT

如果对于每个A/c而言TRAFFIC_DATA中估计的ALT在飞行器114的经许可的ALT内（块706，高度违反预测器），则生成警报（块705，警报生成器）

｝

该算法用来使杂乱最小化和在显示上示出未来的事件可能导致间隔不足的区。在生成交通感知信息时，如图8中使用步骤815和816所示的，系统使用ADS-B意图信息来预测该间隔不足能够可能发生在何处。该预测超出了与TCAS系统相关联的交通咨询区（即，在附近的飞行器的轨道设置可以用于更精确地预测可能发生间隔不足的这些区）。

另外当由于飞行器性能的约束而不能实现ATC飞行许可时，如图8中使用步骤813和814所示的，提供合适的指示。以下算法可以用于该目的：

-得到<当前ATC飞行许可-SPD和ALT>

-计算满足<ATC飞行许可>所要求的参数（例如：如果当前ALT是10000，经许可的ALT在5英里距离处是7000，则这指示每分钟2500英尺的ROD，这是不可接受的）

-如果所计算的参数>飞行器114性能数据的界限，则生成指示。

示例性显示可以依照图7和8中所示的实施例生成且在图9A-9E中提供。图9A图示了包括（垂直和水平廓线两者中的）导航图表、叠加在图表上的到达/离场程序、飞行器114位置、ATC发布的关于程序的限制以及空中交通信息的显示，该显示包括潜在冲突区（步骤810）。图9B图示了飞行器在以违反ATC发布的限制的方式飞行的情况下的示例性视觉显示警报（步骤811-812）。图9C图示了在飞行器例如由于飞行器性能准则而不能满足ATC发布的限制的情况下的示例性视觉显示警报（步骤813-814）。进一步地，图9D图示了在沿着依照ATC发布的限制所飞行的飞行路径存在与其他飞行器的潜在冲突区（如由空中交通信息确定的）的情况下的示例性视觉显示警报（步骤815-816）。

图8（步骤817和818）专注于ETA（预期到达时间）由于修改的限制而已经改变并且偏离对应的RTA（要求的到达时间）的情形。图9E示出了如何以直观方式在显示上提供RTA/ETA之间的偏离。导航显示上的圆形标线示出在这些参数时期中的滑移（slippage）范围。提供该直观显示的一个方法是对圆形标线进行如下颜色编码：

滑移范围<10%-标线颜色为绿色

滑移范围在11%到40%之间-标线颜色为琥珀色

滑移范围在41%到70%之间-标线颜色为黄色

滑移范围>71%-标线颜色为红色。

虽然在前面的具体实施方式中已经呈现了至少一个示例性实施例，但是应当认识到的是，存在数目庞大的变型。还应当认识到的是，本文中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，前面的具体实施方式将为本领域技术人员提供用于实现所描述的一个或多个实施例的便利的路线图。应当理解的是，可以在不脱离权利要求所限定的范围的情况下在元件的功能和布置方面进行各种改变，所述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 (13)

1.一种用于在飞行器中生成飞行显示的方法，包括如下步骤：

接收供飞行器遵循的到达或离场程序的指示；

接收飞行器的当前位置和高度的指示；

接收关于到达或离场程序的话音通信；

辨识话音通信中的语音并且将语音变换成关于到达或离场程序的限制；

提供飞行显示，所述飞行显示包括到达或离场程序、飞行器的当前位置和高度以及关于到达或离场程序的限制的视觉描绘。

2.权利要求1所述的方法，其中，接收到达或离场程序的指示包括接收对STAR程序或SID程序的飞行员选择。

3.权利要求1所述的方法，其中，接收当前位置和高度的指示是从飞行器上的传感器接收。

4.权利要求1所述的方法，其中，接收话音通信是从飞行器之外的空中交通管制员接收。

5.权利要求1所述的方法，其中，辨识语音针对ATC用语数据库而被施行，ATC用语数据库包括用于将所述语音与其比较的多个ATC用语。

6.权利要求1所述的方法，还包括接收空中交通信息。

7.权利要求6所述的方法，还包括提供飞行显示，该飞行显示还包括所述空中交通信息。

8.权利要求7所述的方法，还包括：确定所述交通信息是否指示相对于关于到达或离场程序的限制的潜在间隔冲突；以及如果所述交通信息指示相对于关于到达或离场程序的限制的潜在间隔冲突，则在显示上生成视觉警报。

9.权利要求1所述的方法，还包括：确定飞行器是否由于飞行器性能准则而不能遵守关于到达或离场程序的限制；以及如果飞行器由于飞行器性能准则而不能遵守关于到达或离场程序的限制，则在显示上生成视觉警报。

10.权利要求1所述的方法，还包括：确定飞行器的当前位置和高度是否违反关于到达或离场程序的限制；以及如果飞行器的当前位置和高度违反关于到达或离场程序的限制，则在显示上生成视觉警报。

11.权利要求8所述的方法，还包括：以直观的方式将RTA（要求的到达时间）和ETA（预期的到达时间）发生偏离的飞行计划中的航路点或重要点以及滑移的指示放置在显示上。

12.权利要求9所述的方法，还包括话音和数字数据链路信息的组合分辨率。

13.权利要求10所述的方法，还包括在这些限制以及参考周围交通和紧急状况这些限制可以对本机产生的牵连的背景下的视觉和听觉警报及指示。