CN106017505A

CN106017505A - 利用来自局域增强系统的数据的飞行器合成视觉系统以及用于操作此类飞行器合成视觉系统的方法

Info

Publication number: CN106017505A
Application number: CN201610170881.0A
Authority: CN
Inventors: 王国庆; 张斌; 杜琳
Original assignee: Honeywell International Inc
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2016-10-12
Anticipated expiration: 2036-03-24
Also published as: CN106017505B; EP3073225A1; US20160282120A1; EP3073225B1; US9470528B1

Abstract

利用来自局域增强系统的数据的飞行器合成视觉系统以及用于操作此类飞行器合成视觉系统的方法。一种飞行器合成视觉显示系统（SVS）包括：地形数据库，其包括与机场相关的地形信息；全球定位系统接收机，其从全球定位卫星接收卫星信号以确定飞行器的地理位置，以及基于地面的增强系统接收机，其从与机场相关联的基于地面的发射机接收基于地面的信号，其中基于地面的信号包括与机场相关联的地理信息。SVS进一步包括计算机处理器，其基于飞行器的地理位置从地形数据库取回地形信息，其取回与机场相关联的地理信息，并且其使用与机场相关联的地理信息来修正地形信息以生成经修正的地形信息。

Description

利用来自局域增强系统的数据的飞行器合成视觉系统以及用于操作此类飞行器合成视觉系统的方法

技术领域

本公开一般地涉及飞行器显示系统和用于操作飞行器显示系统的方法。更特别地，本公开涉及利用来自局域增强系统的数据的飞行器合成视觉系统以及用于操作此类飞行器合成视觉系统的方法。

背景技术

许多飞行器装配有一个或多个视觉增强系统。此类视觉增强系统被设计并配置成在减小从驾驶舱的视野的条件下飞行时帮助飞行员。视觉增强系统的一个示例称为合成视觉系统（在下文中“SVS”）。典型SVS被配置成与跟飞行器相关联的位置确定单元以及感测飞行器高度、航向以及方位（orientation）的动态传感器相结合地工作。SVS包括或访问数据库，其包含关于沿着飞行器的飞行路径的地形的信息，诸如关于接近于飞行器飞行路径的地势和已知人工或天然障碍物的信息。SVS从位置确定单元接收指示飞行器位置的输入，并且还从动态传感器接收输入。SVS被配置成利用位置、航向、高度以及方位信息和包含在数据库中的地形信息，并生成三维图像，其示出从坐在飞行器驾驶舱中的人的视角的飞行器正在飞行通过的地形环境。可在飞行员可访问的任何适当显示单元上向飞行员显示三维图像（在本文中也称为“SVS图像”）。SVS图像包括以图形方式再现的特征，在没有限制的情况下包括位于飞行器的飞行路径附近的地势和障碍物的合成透视图。使用SVS，飞行员可以观看显示单元的显示屏以获得对飞行器飞行通过的三维地形环境的理解，并且还可以看到存在于前面的东西。飞行员还可以观看显示屏以确定到接近于飞行路径的一个或多个障碍物的飞行器接近度。

在飞行器的跑道上的着陆和触地的方法可能是飞行员在正常操作期间承担的最具挑战性的任务。为了适当地执行着陆，飞行器在姿态、路线、速度以及下降速率极限的包络内接近跑道。路线极限包括例如横向极限和滑翔斜率极限两者。在某些情况下，在进场和着陆操作期间能见度可能是差的，导致被称为仪表飞行条件的事物。在仪表飞行条件期间，飞行员依赖于仪表而不是视觉参考来对飞行器进行导航。即使在良好的天气条件期间，飞行员通常也在进场期间在一定程度上依赖于仪表。已开发了在本领域中已知的某些SVS系统以补充飞行员对仪表的依赖。例如，这些系统允许飞行员使用数据库、高级符号、测高误差检测以及高精度增强坐标的组合来下降至低的高度，例如至跑道之上150英尺。这些系统利用广域增强系统（WAAS）GPS助航设备（navigation aid）、飞行管理系统以及惯性导航系统来动态地校准并确定到跑道的精确进场路线，并使用SVS向飞行员显示相对于跑道中心线方向的进场路线。

然而，用于进场和着陆的这些SVS系统的有用性受到地形数据库的准确性的限制，特别是在机场的终点区域中。例如，已经发现在某些情况下，公布的终点区域地形数据可包括与某些特征（诸如跑道、障碍物等）的地理位置有关的非故意误差或偏差。如果这些误差或偏差然后被引入到SVS地形数据库中，则在SVS上呈现给飞行员的3D再现图像可能与飞行器的实际环境不匹配，这在由SVS增补的到机场的精确进场飞行的上下文中是有问题的。

因此，期望提供能够对包含在地形数据库中的地形信息、特别是机场终点区域中的跑道和障碍物的地理位置进行确认的SVS系统和方法。还期望提供能够修正可通过该确认而确定的地形数据库中的任何误差或偏差的此类SVS系统和方法。此外，根据与附图及前述技术领域和背景技术相结合地进行的后续详细描述和所附权利要求，示例性实施例的其它期望特征和特性将变得显而易见。

发明内容

提供了利用来自局域增强系统的数据的飞行器合成视觉系统以及用于操作此类飞行器合成视觉系统的方法。在一个示例性实施例中，飞行器合成视觉显示系统（SVS）包括包含关于机场的地形信息的地形数据库、从全球定位卫星接收卫星信号以确定飞行器的地理位置的全球定位系统接收机，以及从与机场相关联的基于地面发射机接收基于地面信号的基于地面增强系统接收机，其中，基于地面信号包括与机场相关联的地理信息。SVS还包括计算机处理器，其基于飞行器的地理位置从地形数据库取回地形信息、取回与机场相关联的地理信息、使用与机场相关联的地理信息来确认地形信息以及使用与机场相关联的地理信息来修正地形信息以生成已修正地形信息。更进一步地，SVS包括基于已修正地形信息来再现飞行器的附近（environs）的三维合成图像的显示设备。

在另一示例性实施例中，一种操作飞行器的合成视觉系统的方法包括从全球定位卫星接收卫星信号以确定飞行器的地理位置并从与机场相关联的基于地面发射机接收基于地面信号的步骤，其中，基于地面信号包括与机场相关联的地理信息。该方法还包括使用计算机处理器基于飞行器的地理位置取回地形信息、取回与机场相关联的地理信息、使用与机场相关联的地理信息来确认地形信息以及使用与机场相关联的地理信息来修正地形信息以生成已修正地形信息。该方法还包括基于已修正地形信息来再现飞行器的周围环境的三维合成图像。

提供本概要是为了以简化形式来介绍下面在详细描述中进一步描述的概念的选择。本概要并不意图识别要求保护的主题的关键特征或必要特征，其也不意图被用作确定要求保护的主题的范围的辅助。

附图说明

下面将结合以下附图来描述本公开，其中，相似的数字表示相似的元件，并且在所述附图中：

图1是根据本公开的示例性实施例的合成视觉系统的功能框图；

图2是可在图1的合成视觉系统上呈现的示例性图像；以及

图3是图示出根据本公开的示例性实施例的用于图1的合成视觉系统的操作方法的流程图。

具体实施方式

以下详细描述本质上仅仅是示例性的且并不意图限制本发明或本发明的应用和使用。如本文所使用的，词语“示例性”意指“充当示例、实例或例证”。因此，不一定将在本文中描述为“示例性”的任何实施例解释为相比于其它实施例而言是优选或有利的。本文所述的所有实施例都是为了使得本领域的技术人员能够实现或使用本发明并且不是限制由权利要求定义的本发明的范围而提供的示例性实施例。此外，不存在受到在前面的技术领域、背景技术、发明内容或以下详细描述中提出的任何明示或默示理论的束缚的意图。

本公开的实施例利用位于机场处的基于地面数据源（诸如，局域增强系统（LAAS））来确认来自地形数据库（特别是导航数据库108、跑道数据库110以及障碍物数据库112）的数据。如果地形数据库信息与来自基于地面数据源的信息不匹配，则确定成是来自地形数据库的数据中的误差或偏差。然后利用来自基于地面数据源的信息来修正该误差或偏差。已修正地形信息然后被处理器104用来在SVS 100的显示设备116上提供准确的显示。该准确的显示包括准确的跑道位置、准确的障碍物位置以及准确的地势再现。使用此已验证且已修正显示，可以使用SVS 10作为对飞行器的仪表进场系统（例如，ILS、VOR、GPS）的补充直至约150英尺的阈值之上高度（HAT）为止。

如本文所使用的，术语“合成视觉系统”指的是从飞行舱板的视角提供外部场景地形的计算机生成图像的系统，该计算机生成图像是从飞行器姿态、高精度导航解算（solution）以及地势、障碍物以及相关人工地物的数据库导出的。合成视觉系统是将向飞行人员显示外部场景地形的合成视觉描述的电子装置。合成视觉在导航源能力的极限内（位置、高度、航向、航迹以及数据库限制）创建相对于地势和机场的图像。合成视觉系统的应用是通过从飞行舱板的视角的主要飞行显示器（primary flight display）或通过辅助飞行显示器。

参考图1，描绘了示例性合成视觉系统并将根据本公开的各种实施例来进行描述。系统100包括用户接口102、处理器104、一个或多个地势数据库106、一个或多个导航数据库108、一个或多个跑道数据库110、一个或多个障碍物数据库112、各种传感器113、多模接收机（MMR）114以及显示设备116。用户接口102与处理器104进行可操作通信并被配置成从用户109（例如，飞行员）接收输入并响应于用户输入而向处理器104供应命令信号。用户接口102可以是各种已知用户接口设备中的任何一个或组合，包括但不限于光标控制设备（CCD）107，诸如鼠标、轨迹球或操纵杆和/或键盘、一个或多个按钮、开关或旋钮。在所描述实施例中，用户接口102包括CCD 107和键盘111。用户109使用CCD 107来特别地在显示屏上移动光标符号（参见图2），并且可使用键盘111来特别地输入文本数据。

处理器104可以是许多已知通用微处理器中的任何一个或响应于程序指令而操作的专用处理器。在所描述实施例中，处理器104包括板上（on-board）RAM（随机存取存储器）103以及板上ROM（只读存储器）105。可将控制处理器104的程序指令存储在RAM 103和ROM105中的任一者或两者中。例如，可将操作系统软件存储在ROM 105中，而各种操作模式软件例程和各种操作参数可存储在RAM 103中。将认识到的是这仅是用于存储操作系统软件和软件例程的一个方案的示例且可实施各种其它存储方案。还将认识到的是可使用各种其它电路来实施处理器104，而不仅仅是可编程处理器。例如，还可以使用数字逻辑电路和模拟信号处理电路。

无论如何具体地实施处理器104，其都与地势数据库106、导航数据库108、跑道数据库110、障碍物数据库112以及显示设备116可操作地通信，并被耦合成从各种传感器113（诸如空速、高度、空气温度、航向等）接收各种类型的外部数据并从MMR 114接收各种飞行器位置相关数据，所述MMR 114从诸如VOR、GPS、WAAS、LAAS、ILS、MLS、NDB等之类的各种外部位置相关数据源接收信号。处理器104响应于位置相关数据而被配置成选择性地从地势数据库106中的一个或多个取回地势数据，从导航数据库108中的一个或多个取回导航数据，从跑道数据库110中的一个或多个取回跑道数据，并从障碍物数据库112中的一个或多个取回障碍物数据，并向显示设备116供应适当的显示命令。显示设备116响应于显示命令而选择性地再现各种类型的文本、图形和/或图标信息。至少在所描述实施例中，将提供数据库106、108、110和112、传感器113以及MMR 114的简要描述。

地势数据库106包括各种类型的表示飞行器正在其上面飞行的地势的数据，并且导航数据库108包括各种类型的导航相关数据。这些导航相关数据包括各种飞行计划相关数据，诸如，例如航路点（waypoint）、航路点之间的距离、航路点之间的航向、与不同的机场有关的数据、助航设备、障碍、专用空域、政治疆界、通信频率以及飞行器进场信息。将认识到的是尽管为了清楚和方便起见将地势数据库106、导航数据库108、跑道数据库110以及障碍物数据库112示为与处理器104分开地存储，但是可以将这些数据库106、108、110、112中的任一个或两者的全部或部分加载到RAM 103中，或者将其整体地形成为处理器104和/或RAM 103和/或ROM 105的一部分。数据库106、108、110、112还可以是与系统100在物理上分开的设备或系统的一部分。

在一个示例性实施例中，处理器104适于从地势数据库106接收地势数据并从导航数据库108接收导航数据，响应于此而可操作以供应再现显示命令的一个或多个图像。显示设备116被耦合成接收图像再现显示命令，并且响应于此而可操作以同时地再现（i）表示地势数据和导航数据的透视图图像和（ii）一个或多个地势追踪线。透视图图像包括具有由地势的立视图（elevation）确定的轮廓（profile）的地势。每个地势追踪线（i）至少部分地跨地势延伸，（ii）表示到地势上的固定位置的地面参考距离（range）和从飞行器到远离飞行器的固定距离的飞行器参考距离中的至少一个，以及（iii）符合地势轮廓。

特别地，可响应于由处理器104执行的一个或多个适当算法（例如，用软件实施）而增强在视觉显示器116的屏幕上显示的地势信息的能见度，其用来确定飞行器的当前位置、航向和速度，并且最初加载用于适当地确定尺寸以提供数据的快速初始化的区域的一块地势数据。处理器104监视来自传感器113和MMR 114的飞行器的位置、航向和速度（当有关时，还有姿态），并基于飞行器的那时当前位置、航向和速度（和当有关时的姿态）来连续地预测飞行路径中的地势的三维区域（体积）的潜在边界。处理器104将预测边界与最初加载的地势数据的边界相比较，并且如果确定从飞行器到预测边界的距离小于预定值（例如，与最初加载数据的边界相关联的距离值），则处理器104在给定飞行器的当前位置、航向和速度（以及当有关时的姿态）的情况下发起加载被最佳地确定尺寸的新的一块地势数据的操作。特别地，对于本示例性实施例而言，处理器104可以与确定飞行器的当前位置、航向和速度的操作分开地执行数据加载操作，以便保持恒定的刷新速率且不干扰地势的当前显示的连续性。

态势感知的一个重要方面是意识到对航空器造成威胁的障碍物。这对于起飞和着陆或其它低空操作期间的飞行器而言尤其如此，并且在低能见度条件下甚至更加如此。某些显示描述关于在飞行器的行进路径中或附近的障碍物的信息。应以使得其将在不从显示器上的其它主要信息转移注意力的情况下提供可能威胁的高度、位置以及距离的及时的意识的这样的方式来呈现障碍物数据。处理器104基于飞行器的位置和障碍物数据来生成数据以用于在显示器116上显示。可针对沿着一个或多个飞行路径的不同位置寻找并显示障碍物，从而帮助操作员选择要遵循的最安全路径。障碍物数据库112可包含关于障碍物的数据，其中，处理器104向显示器116发送信号以基于那个数据来再现障碍物的模拟图形表示，或者障碍物数据库可包含障碍物的实际图像，其中，处理器104发送信号以基于位置数据来显示实际图像。

处理器104分析从障碍物数据库112接收的数据并确定障碍物是否在离飞行器的所选距离内。不显示不在所选距离内的障碍物。此程序通过仅显示对飞行器有意义的障碍物而节省处理器负荷并减少显示混乱。可在确定是否显示障碍物方面连同距离来考虑飞行器的尺寸、速度以及高度和障碍物的尺寸。

跑道数据库110可存储与例如跑道照明、识别号、位置以及长度、宽度和硬度有关的数据。随着飞行器接近机场，处理器104从例如MMR 114接收飞行器的当前位置并且针对正被那个机场使用的着陆系统将当前位置数据与存储在数据库中的距离和/或使用限制数据相比较。

可使用现在已知或将来开发的各种类型的传感器、系统和或子系统来实施传感器113以用于供应各种类型的飞行器数据。飞行器数据也可改变，但是优选地包括表示飞行器的状态的数据，诸如，例如飞行器速度、航向、高度以及姿态。被接收到MMR 114中的数据源的数目和类型也可改变。然而，为了便于描述和说明，在图1中仅描述了VHF数据广播（VDB）接收机118功能和全球定位系统（GPS）接收机122功能，因为这些接收机特别地与本公开的讨论有关。但是，如上所述，现代MMR包括接收超过所示GPS和VDB接收机功能的许多更多信号的能力。

GPS接收机122功能是多通道接收机，并且每个通道被调谐成接收由沿地球轨道运动的GPS卫星（未示出）的星座发射的GPS广播信号中的一个或多个。每个GPS卫星每天环绕地球两次，并且轨道被布置成使得至少四个卫星始终在从地球上的几乎任何地方的视线内。GPS接收机122在从GPS卫星中的至少三个且优选地四个或更多接收GPS广播信号时确定GPS接收机122与GPS卫星之间的距离和GPS卫星的位置。基于这些确定，GPS接收机122使用称为三边测量的技术来确定例如飞行器位置、地速以及地面航迹角。可将这些数据供应到处理器104，其可从此确定飞行器滑翔斜率偏差。然而，优选地，GPS接收机122被配置成确定飞行器滑翔斜率偏差并将表示该飞行器滑翔斜率偏差的数据供应给处理器104。

VDB接收机118功能是被配置成从与特定机场相关联的地面站接收在108.0至117.975 MHz波段中的VHF信号的多通道接收机。VHF数据信号包括用于GPS卫星信号的修正。VHF数据信号还包括用来定义通常通向跑道截点的参考路径的广播信息。此数据可以包括用于使用单射率的多达49个不同参考路径的信息。（可以通过使用另外的射频来支持甚至更多的参考路径。） VDB信号采用差分8相移键控（D8PSK）波形。由于在能够在25 kHz频率分配内支持的每秒比特数方面的相对良好的频谱效率而选择此波形。当前针对VDB信号定义四个消息类型。消息类型1包括用于GPS卫星的差分修正和完整性相关数据。消息类型4包括用于机场处的每个跑道末端或进场的最后进场段定义。

如上所述，显示设备116响应于由处理器104供应的显示命令而选择性地再现各种文本、图形和/或图标信息，并从而向用户109供应视觉反馈。将认识到的是可使用适合于以由用户109可查看的格式再现文本、图形和/或图标信息的许多已知显示设备中的任何一个来实施显示设备116。此类显示设备的非限制性示例包括各种阴极射线管（CRT）显示器，以及各种平板显示器，诸如各种类型的LCD（液晶显示器）和TFT（薄膜晶体管）显示器。另外可将显示设备116实施为面板安装显示器、HUD（平视显示器）投影或许多已知技术中的任何一个。另外应注意的是可将显示设备116配置为许多类型的飞行器飞行舱板显示器中的任何一个。例如，可将其配置为多功能显示器、水平位置指示器或垂直位置指示器，仅举几个例子。然而，在所描绘的实施例中，将显示设备116配置为主要飞行显示器（PFD）。

参考图2，描述了响应于来自处理器104的适当显示命令而由显示设备116再现的示例性文本、图形和/或图标信息。应看到显示设备116优选地将飞行器前面的地势202的视野再现为三维透视图、高度指示符204、空速指示符206、姿态指示符208、指南针212、延长的跑道中心线214、飞行路径矢量指示符216以及加速提示217。航向指示符212包括飞行器图标218以及识别当前航向（如所示的174度的航向）的航向标记220。在零节距（zero pitch）参考线230上设置另外的当前航向符号228以在前视显示器116的中心在当前航迹中心模式下操作时表示当前飞行器航向。前视显示器116的中心表示飞行器正在移动的地方，并且零节距参考线230上的航向符号228表示当前航向方向。可以在航向向上或航迹向上的模式下示出指南针212，其中飞机符号218表示目前横向位置。通常以表示例如滑翔斜率、高度表设置以及导航接收机频率的图形或数字格式来提供另外的信息（未示出）。

飞行器图标222表示以当前地面航迹224为参考的当前航向方向，其中作为214的期望航迹用于飞行器将在其上面着陆的特定跑道226。可在显示器116上在飞行器前面的位置上示出距离剩余标记227，以指示前面的可用跑道长度，并且如果距离剩余变得关键，则距离剩余标记227可改变色彩。透视保角偏差符号上的横向偏差标记223和垂直偏差标记225表示与预定飞行路径的固定地面距离。期望飞行器方向例如由处理器104使用来自导航数据库108、传感器113以及外部数据源114的数据来确定。然而，将认识到的是可由一个或多个其它系统或子系统并且根据从在飞行器内或外部的许多其它系统或子系统中的任何一个供应的数据或信号来确定期望飞行器方向。不管其中确定期望飞行器方向的特定方式如何，处理器104供应适当的显示命令以引起显示设备116再现飞行器图标222和地面航迹图标224。

如先前指明的，用于进场和着陆的SVS系统100的有用性受到地形数据库106、108、110和112的准确性的限制，特别是在机场的终点区域中。例如，已经发现在某些情况下，公布的终点区域地形数据可包括与诸如跑道（数据库110）、障碍物（数据库112）等的某些特征的地理位置有关的非故意误差或偏差。如果这些误差或偏差然后被引入到SVS地形数据库中，那么在SVS上呈现给飞行员的3D再现图像可能与飞行器的实际环境不匹配，这在由SVS增补的到机场的精确进场飞行的上下文中是有问题的。

本公开的实施例利用位于机场处的基于地面数据源（诸如，局域增强系统）来确认来自地形数据库（特别是跑道数据库110）的数据。如果地形数据库信息与来自基于地面数据源的信息不匹配，则确定成是来自地形数据库的数据的误差或偏差。然后利用来自基于地面数据源的信息来修正该误差或偏差。已修正地形信息然后被处理器104用来在SVS 100的显示设备116上提供准确的显示。该准确的显示包括准确的跑道位置、准确的障碍物位置以及准确的地势再现。使用此已验证且已修正显示，可以使用SVS 100作为飞行器的仪表进场系统（例如，ILS、VOR、GPS）的补充直至约150英尺的阈值之上高度为止。

机场处的LAAS一般地包括位于机场周围的本地参考接收机，其向机场处的中央位置发送数据。此数据用来将修正消息（类型1）公式化，其然后经由VDB被发射给用户。飞行器上的VDB接收机118功能使用此信息来修正GPS信号，其然后提供标准ILS样式显示以在飞行精确进场的同时使用。LAAS VDB发射机还发射用来定义参考路径的广播信息，该参考路径通常通向跑道截点（消息类型4），其包括用于机场处的每个跑道末端或进场的最后进场段定义。

一旦飞行器进入在LAAS系统的可用距离（range）内，则进场到机场的飞行器将开始接收LAAS VDB信号，所述可用距离通常为离机场约25 nm半径。在进入可用距离之前，SVS100正在接收GPS数据（MMR 114的接收机功能122）。SVS 100依赖于GPS数据和地形数据库106、108、110和112以在显示器116上显示图像。在进入LAAS可用距离时，飞行器开始经由MMR 114的VDB接收机118功能从LAAS接收VDB信号。VDB信号的消息类型4包括例如在地理参考坐标方面的最后进场段定义。然后可使用来自VDB信号的消息类型4信息来确认地形数据库信息，特别是数据库108、110和112的信息。如果地形数据库信息与消息类型4信息不匹配，则可以确定成是地形数据库信息中的误差或偏差。然后使用来自VDB信号的消息类型4信息来修正地形信息。然后使用经修正地形信息来在显示设备116上再现SVS显示，为飞行人员提供高保真度SVS显示，其可被用作供在下降至约150英尺的HAT的仪表进场期间使用的补充。

不应将作为确认的LAAS消息类型4信息的使用理解成排斥其它确认数据源的使用。例如，除前面描述的确认之外，可使用消息类型1信息来确认和修正GPS信号，其然后可被SVS 100用作其显示/确认方案的一部分。此外，可将来自广域增强系统（WAAS）的基于卫星的修正信号用于同一目的。更进一步地，可使用诸如惯性导航系统（INS）之类的机载确认装置来对接收的GPS信号进行确认和交叉检查，以用于提供准确SVS显示的目的，其可用作随仪表进场的补充。

在某些实施例中，已提议将VDB修改成载送更多信息，例如跑道关闭NOTAM、跑道占用状态、在跑道线外等待（hold short）交通信息等，以便于及时且改善的视觉态势感知。可在SVS 100的显示器116上向飞行人员将此跑道关闭NOTAM、跑道占用状态或在跑道线外等待交通信息显示为适当的图形或文本指示。例如，可用文本来提供跑道关闭NOTAM，可由跑道上的飞行器符号指示跑道占用状态，并且可将在跑道线外等待交通信息指示为跑道的在跑道线外等待点处的适当的线或条（bar）。

在另外的实施例中，SVS 100可包括将指示SVS 100的健康的“服务水平（level ofservice）”监视器。各种监视器可确认该信息并允许将合成场景用于导航且降低最小值（minimums）。可在显示设备116上提供服务水平监视器，并且其可包括列出进场类型、用于进场的唯一标识符以及指示SVS 100的健康的标签的绿色文本。当用绿色文本来书写标签时，其意味着进场是可用的，并且所有确认方案都在适当地操作（并且如果已经检测到任何误差或偏差，则其已被使用VDB信息适当地修正）。服务水平监视器中的琥珀色方框中的可听信号或其随附的文本意指进场必须被放弃或被作为正常ILS或其它仪表进场而飞行。在正常ILS或其它进场最小值以下，方框变为红色且飞行员必须飞行错过进场程序。

图3提供了根据本公开的示例性实施例的SVS 100的操作方法300的示例性流程图。在步骤301处，SVS接收指示飞行器位置的GPS信号。在步骤303处，SVS从机场处的基于地面增强系统（即，LAAS）接收包括最后进场段信息的VDB信号。在步骤305处，SVS访问一个或多个地形数据库（即，地势、导航、跑道和/或障碍物）并取回关于飞行器的位置的地形信息。在步骤307，SVS使用VDB信号来确认地形信息。步骤309是确定步骤，其中SVS确定地形信息是否已被确认，即地形信息是否与VDB信号信息匹配。在步骤311处，如果地形信息已被确认，则SVS基于地形信息在飞行显示器上向飞行器的飞行人员显示合成视觉图像。在步骤313处，如果信息不匹配，则使用VDB信息、即最后进场段信息来修正地形信息。然后，在步骤315处，SVS基于正确的地形信息来在飞行显示器上向飞行器的飞行人员显示合成图像。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语可仅仅用来将一个实体或动作与另一实体或动作区别开而不一定要求或暗示此类实体或动作之间的任何实际的此类关系或顺序。诸如“第一”、“第二”、“第三”等之类的数字序数仅表示多个中的不同的单个，并且并不暗示任何顺序或序列，除非由权利要求语言具体地定义。权利要求的任何一个中的文本序列并不暗示必须根据此类序列按照时间或逻辑顺序来执行过程步骤，除非由权利要求的语言对其进行具体限定。在不脱离本发明的范围的情况下可按照任何顺序将过程步骤互换，只要此类互换不与权利要求矛盾语言且不在逻辑上荒谬即可。

此外，取决于上下文，在描述不同元件之间的关系中所使用的诸如“连接”或“耦合到”之类的词语并不暗示必须在这些元件之间实现直接的物理连接。例如，可将两个元件在物理上、以电子方式、在逻辑上或以任何其它方式、通过一个或多个另外元件相互连接。

虽然已经在本发明的前述详细描述中提出了至少一个示例性实施例，但是应该认识到的是存在许多变体。还应认识到的是一个或多个示例性实施例仅仅是示例，并且不意图以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。更确切地说，前述详细描述将为本领域的技术人员提供用于实施本发明的示例性实施例的方便道路图。应理解的是在不脱离如在所附权利要求中阐述的本发明的范围的情况下可在示例性实施例中所述的元件的功能和布置方面进行各种改变。

Claims

1.一种飞行器合成视觉显示系统，包括：

地形数据库，包括关于机场的地形信息；

全球定位系统接收机，其从全球定位卫星接收卫星信号以确定飞行器的地理位置；

基于地面的增强系统接收机，其从与机场相关联的基于地面的发射机接收基于地面的信号，其中基于地面的信号包括与机场相关联的地理信息；

计算机处理器，其基于飞行器的地理位置从地形数据库取回地形信息，其取回与机场相关联的地理信息，其使用与机场相关联的地理信息确认地形信息，并且其使用与机场相关联的地理信息来修正地形信息以生成经修正的地形信息；和

显示设备，其基于经修正的地形信息来再现飞行器的附近的三维合成图像。

2.权利要求1的系统，其中地形数据库包括地势数据库，其包括与机场相关联的地势信息。

3.权利要求1的系统，其中地形数据库包括导航数据库，其包括用于与机场相关的导航定线和程序的导航信息。

4.权利要求1的系统，其中地形数据库包括跑道数据库，其包括与机场相关的跑道信息。

5.权利要求1的系统，其中地形数据库包括障碍物数据库，其包括关于机场附近的障碍物的障碍物信息。

6.权利要求1的系统，其中多模接收机包括全球定位系统接收机和基于地面的增强系统接收机。

7.权利要求1的系统，其中基于地面的增强系统接收机从与机场相关联的局域增强系统接收基于地面的信号，其中基于地面的信号包括甚高频数据广播信号。

8.权利要求1的系统，其中基于地面的增强系统接收机从与机场相关联的局域增强系统接收基于地面的信号，其中基于地面的信号包括消息类型4信息，其包括与到机场处的跑道的进场相关联的最后进场段信息。

9.权利要求1的系统，其中地形信息包括误差或偏差，其引起机场的特征被指示在不同于其真实地理位置的地理位置处。

10.权利要求1的系统，其中三维合成图像包括机场的跑道。

11.一种操作飞行器的合成视觉系统的方法，包括如下步骤：

从全球定位卫星接收卫星信号，以确定飞行器的地理位置；

从与机场相关联的基于地面的发射机接收基于地面的信号，其中基于地面的信号包括与机场相关联的地理信息；

使用计算机处理器来：

基于飞行器的地理位置从地形数据库取回地形信息，

取回与机场相关联的地理信息，

使用与机场相关联的地理信息来确认地形信息，并且

使用与机场相关联的地理信息来修正地形信息，以生成经修正的地形信息；并且

基于经修正的地形信息来再现飞行器的附近的三维合成图像。

12.权利要求11的方法，其中接收地形信息包括接收与机场相关联的地势信息。

13.权利要求11的方法，其中接收地形信息包括接收用于与机场相关联的导航定线和程序的导航信息。

14.权利要求11的方法，其中接收地形信息包括接收与机场相关联的跑道信息。

15.一种飞行器合成视觉显示系统，包括：

多个地形数据库，其包括关于机场的地形信息，其中多个地形数据库至少包括：地势数据库，其包括与机场相关联的地势信息；导航数据库，其包括用于与机场相关联的导航定线和程序的导航信息；跑道数据库，其包括与机场相关联的跑道信息；和障碍物数据库，其包括关于机场附近的障碍物的障碍物信息，并且其中地形信息包括误差和偏差，其引起机场的特征被指示在不同于其真实地理位置的地理位置处；

多模接收机，其包括多个接收机功能，所述多个接收机功能至少包括：全球定位系统接收机，其从全球定位卫星接收卫星信号以确定飞行器的地理位置和甚高频数据广播接收机，其从与机场相关联的局域增强系统发射机接收基于地面的信号，其中基于地面的信号包括类型4消息，其包括与机场相关联的地理信息，所述地理信息包括关于机场的跑道的最后进场段地理信息；

计算机处理器，其基于飞行器的地理位置从地形数据库取回地形信息，其取回与机场相关联的地理信息，其使用与机场相关联的地理信息来确认地形信息，并且其使用与机场相关联的地理信息来修正地形信息以生成经修正的地形信息；和

显示设备，其基于经修正的地形信息来再现飞行器的附近的三维合成图像，其中三维合成图像至少包括机场的跑道。