CN106385442A - 将新服务整合到开放式构架的航空电子机载系统中的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种将新服务整合到开放式构架的航空电子机载系统中的方法,其中,在航空电子机载系统中实现整合新导航服务的方法,所述航空电子机载系统包括DAL+核心计算机和用于管理应用程序的DAL‑外围计算机。该整合方法在最大限度地减少全局成本标准CG的可能的分布内确定基本功能FU(i)在机载航空电子系统内的最佳的功能和物理分布(112;212),全局成本标准CG取决于多个参数,至少包括整合在DAL+数字核心计算机内的基本功能的额外开发成本,并且该整合方法实现新服务的整合(114;214)。

Description

将新服务整合到开放式构架的航空电子机载系统中的方法
技术领域
本发明涉及一种将新导航服务或应用程序整合到具有客户端-服务器类型的开放式构架的航空电子机载系统中的方法。
本发明还涉及整合新服务的具有开放式构架的机载航空电子系统的整合构架。
本发明特别涉及将用于飞行器之间的相对间距的FIM(飞行间隔管理)操纵服务整合到具有客户端-服务器类型的开放式构架的航空电子机载系统中的方法,以及通过整合机载航空电子系统来实现FIM服务。
本发明涉及机载系统领域,更具体而言,涉及这样的航空电子系统:其实现导航计算机,例如飞行管理系统FMS。
背景技术
在传统方式中,将每个实时航空电子系统构造和开发为在限定的使用框架内满足特别是故障率(重置)和功能服务质量(QoS)方面的性能需求。
机载航空电子系统限定于给定的环境(具有证明的性能等级),并且具有不同的软件开发等级,该软件开发等级对应于不同的安全或关键性需求,成本或高或低。事实上,这些软件开发等级来自于根据国际标准RTCA DO178C(美国)或ED-12C(欧洲民用航空电子标准(EUROCAE)的欧洲相应标准)的飞行器风险分析FHA(功能危害分析),该飞行器风险分析FHA被称为“运行可靠性分析”。这种风险分析建立飞行器操作链中每个功能的贡献,以确定必须达到的最大故障等级。为了实现该目标,标准限制了硬件和软件的所需质量,所述功能嵌入到硬件和软件中,并由所述硬件和软件来实现所述功能。这些开发质量等级被称为“DAL”(开发保障等级)。
目前的航空电子构架是历史的结果,其中经济上的考虑起到了重要的作用。因此,出于“认证信用”和增量资质的原因,也出于与接口有关的布线成本的原因,新的导航功能已经系统地整合在单个计算机内,即,飞行管理系统FMS、滑行系统TAXI或者自动驾驶仪PA。
同样地,监控功能也系统地整合在单个计算机中,取决于被监控的对象:TCAS(交通防撞系统)、TAWS(地形感知与预警系统)、WMS(天气管理系统),CMU(空域相关约束)、EFB(公司业务约束)。
同样地,飞行器状态的监控集中在FWS(飞行警告系统)和OMS(机载维护系统)类型的计算机中。
目前,在等级DALA(其对应于最高关键性等级)中开发自动驾驶仪PA,并且依据飞行器而在等级DAL B或C中开发FMS(基于在过程中不断增加的使用,其有切换到DAL开发等级B的趋势)。在等级DAL C或DAL D中开发TCAS的一部分并且作为保护装置,当其他系统发生故障时,其不用于引导飞行器而用于预先警告危险。
现在,对于相同功能,也就是说同一业务提供服务,可以估计DAL发展等级的每次变化使开发成本十倍地增加。事实上,当软件开发等级从D经过C和B增长到A时,安全性需求增加,这通过算法复杂性的增加和其验证程度而表明。
因此,导航的视觉辅助功能(其风险分析FHA需要等级D)当前被整合到现有计算机中的一个(等级A到C的FMS或PA),从而导致开发成本是在等级D硬件环境中的十倍到百倍。
除了所述开发成本之外,将新功能或服务插入到现有构架中经常导致系统之间的复杂解决方案,其为机组人员和维修人员带来训练负荷,并且在为了实现功能而操作设备时增加出错的风险。
目前提出的解决方案包括公开号为FR3013880的第一法国专利申请,以及在2014年5月16日提交并且登记备案号为14/01108的第二法国专利申请,旨在整合到航空电子系统中,包括核心模块和外围模块,不需要修改核心模块的软件元素而增加功能,并且仅使用由核心模块提供的通用服务。因此,使得在高开发等级的核心模块(例如,FMS和/或PA)上整合新服务或功能的影响最小。
然而,将开发等级比核心模块低的外围类型的新硬件插入到现有的所谓“传统”构架中并且支持可兼容的开发等级的新功能,其本身具有很高的开发成本,特别是对于将数千架飞行器重新布线,将新计算机的硬件整合到机架从而与其他设备及其电源接合。
因此,仍然存在限定这样的航空电子机载系统的构架的技术问题:该航空电子机载系统具有更好的灵活性与适应性,并且可以以最低的成本保证整合新的导航功能,同时确保客户端的整个DAL等级。
因此,存在这样的需要,特别是当涉及定义可以整合飞行器之间的相对间距的操纵(称为缩写为FIM的飞行间隔管理)的服务器-客户端类型的开放式导航构架时。
因此,这需要重新定义飞行器系统之间的协作功能,其可以设置新操作服务,这最大限度地减少了整合到具有开放式构架的导航系统的成本,所述开放式构架的核心是高DAL的FMS和/或PA类型的计算机以及较低DAL的至少一个外围计算机,这最大限度地减少员工培训和维护成本,并且更具体地最大限度地减少对高关键性计算机的影响(特别是,FMS因为其尺寸和关键性而在飞行器内开发成本最高)。
一般的技术问题是提出一种在操作上、功能上和物理上将新的航空服务或功能整合到具有“客户端-服务器”类型的开放式构架的机载航空电子系统中的方法,其在额外硬件、接口和软件方面、在复用硬件、接口和软件方面、在任务数量和硬件和软件限定时间(qualification time)方面,最大限度地减少开发新功能整合的装置,以及在维护和培训时间方面最大限度地减少运行服务的装置,同时确保客户端整体上的飞行器DAL等级。
以特定的方式,技术问题是提出一种在操作上、功能上和物理上将用于飞行器之间的相对间距的FIM操纵服务整合到“客户端-服务器”类型的机载航空电子系统中的方法,其在额外硬件、接口和软件方面,在复用硬件、接口和软件方面,在任务数量和硬件和软件限定时间方面,最大限度地减少开发新功能整合的装置,以及其在维护和培训时间方面最大限度地减少运行服务的装置,同时确保客户端整体上的飞行器DAL等级。
技术问题是进一步提出一种具有“客户端-服务器”类型的开放式构架的整合机载航空电子系统,其在操作上、功能上和物理上整合用于飞行器之间的相对间距的FIM操纵的应用程序,同时在额外硬件、接口和软件方面、在复用硬件、接口和软件方面、在任务数量和硬件和软件限定时间方面,最大限度地减少开发应用程序整合的装置,以及其在维护和员工培训时间方面最大限度地减少运行应用程序的装置,整体上适应于飞行器的DAL等级。
发明内容
为此目的,本发明的主题是一种在功能上和物理上将待整合的新导航服务整合至航空电子机载系统的方法,所述航空电子机载系统包括:
-DAL+数字核心计算机,具有第一关键性等级DAL+,被整合到外围计算机以及具有低于或等于第一关键性等级DAL+的第二安全关键性等级DAL-的数据库的最初构架中,并且通过托管第一多个通用开放式服务Serv_DAL+(j)来作为服务器,以及
-DAL-外围计算机,其用于管理待整合的新服务,该DAL-外围计算机具有低于或等于第一关键性等级DAL+的第二关键性等级DAL-,通过利用通信网络来将服务请求调度到DAL+数字核心计算机和/或最初构架的计算机和数据库,其特征是,所述在功能上和物理上整合新服务的方法包括以下步骤:
-在功能上将新服务分解成第二多个基本功能FU(i);
-根据第二多个基本功能FU(i)而确定可以部分地或全部地由至少一个通用开放式服务来执行的基本功能的第一列表,并且对于每个基本功能而确定通用开放式服务的第一子列表;
-在可能的分布内,确定在机载航空电子系统内基本功能FU(i)的最佳功能和物理分布,以最大限度地减少全局成本标准CG,全局成本标准CG取决于多个参数,至少包括整合在DAL+数字核心计算机内的基本功能的额外开发成本;以及
-根据在机载航空电子系统内确定的最佳功能和物理分布,通过实际上实施基本功能及其调度,从而实现新导航服务的整合。
根据特定实施例,在功能上和物理上整合新导航服务的方法包括以下特征中的一个或多个:
-在可能的分布内,确定在机载航空电子系统内基本功能FU(i)的最佳功能和物理分布,以最大限度地减少第一全局成本标准CG1,第一全局成本标准CG1仅考虑整合在DAL+数字核心计算机内的基本功能的额外开发成本;以及根据在机载航空电子系统内确定的最佳功能和物理分布,通过使用第一标准CG1而实际上实施基本功能及其调度,从而实现新导航服务的整合;
-在可能的分布内,确定在机载航空电子系统内基本功能FU(i)的最佳功能和物理分布,以最大限度地减少第二全局成本标准CG2,第二全局成本标准CG2还考虑DAL+核心计算机和外围计算机之间的通信接口的开发成本、响应时间成本和维护成本,以最大限度地减少通信交换;以及根据在机载航空电子系统内确定的最佳功能和物理分布,通过使用第二标准CG2而实际上实施基本功能及其调度,从而实现新客户端导航服务的整合;
-在可能的分布内,确定在机载航空电子系统内基本功能FU(i)的最佳功能和物理分布,以最大限度地减少第三全局成本标准CG3,第三全局成本标准CG3还考虑DAL+核心计算机中低DAL等级的某些代码段的开发,以从维护和升级的角度最大限度地减少整体复杂性;以及根据在机载航空电子系统内确定的最佳功能和物理分布,通过使用第三标准CG3而实际上实施基本功能及其调度,从而实现新导航服务的整合;
-在可能的分布内,确定在机载航空电子系统内基本功能FU(i)的最佳功能和物理分布,以最大限度地减少第四全局成本标准CG4,第四全局成本标准CG4还考虑在等级DAL-的外围计算机中使用的DAL+等级代码库,以最大限度地减少DAL+核心计算机的资源使用;以及根据在机载航空电子系统内确定的最佳功能和物理分布,通过使用第四标准CG4而实际上实施多个基本功能及其调度,从而实现新导航服务的整合;
-整合新导航服务的方法进一步包括,在机载航空电子系统内已经确定的具有最佳功能和物理分布的基本功能FU(i)后执行的额外步骤,并且额外步骤包括通过仿真或模拟来验证和评估的新导航服务的性能,和/或验证在核心计算机和外围计算机中实现的初始服务的性能;
-新导航服务是在功能上和物理上整合到机载导航系统中的飞行器之间相对间距操纵的FIM导航服务;并且FIM间距操纵的特征在于:一系列基本功能FIM_FU(i);并且DAL+数字核心计算机托管根据指定的制导模式来计算时间预测的服务Serv_DAL+(j),并且DAL+数字核心计算机用于实现组成间距操纵OPEN_FIM的部分基本功能;并且DAL+数字核心计算机连接到用于引航飞行器的计算机;
-根据制导模式计算时间预测的通用服务Serv_DAL+(j)包括:
-第一服务Serv_DAL+(1),其用于时间整合,从而根据以下的垂直制导模式而获得预测:
■以固定推力和纵向速度设定点(CAS,TAS,MACH或GS)爬升;传统术语中称为“Open Climb”模式;
■以纵向速度设定点和垂直速度设定点(V/S)爬升;传统术语中称为“CLIMB VS/SPEED”模式;
■以纵向速度设定点和斜率设定点(FPA)爬升;传统术语中称为“CLIMB FPA/SPEED”模式;
■下降模式(OPEN DES,VS,FPA,爬升模式的镜像);根据以下各项水平制导模式:
■获取和保持航向(航向模式);
■获取和保持航线(航迹或航线模式);
■FMS轨迹跟踪(LNAV横向导航模式);
■无线电波束跟踪(VOR,DME,LOC等);
■获取和保持横向滚转;
■获取和保持姿态;
■获取和保持垂直攻角,以及
-第二服务Serv_DAL+(2),其用于整合各种高度上和横向平面中的天气;
-第三服务Serv_DAL+(3),其用于选择特定配置作为输入;
-第四服务Serv_DAL+(4),其用于将服务Serv_DAL+(1)的制导设定点调度到飞行器的自动装置;
-用于相对间距操纵的FIM航空电子方法包括以下基本功能:
■第一基本功能FIM_FU(1),其用于选择目标导航元素和中间元素;
■第二基本功能FIM_FU(2),其用于选择制导模式以再加入目标元素;
■第三基本功能FIM_FU(3),其用于计算给出在中间元素上FIM飞行器的运输的位置和时间的预测;
■第四基本功能FIM_FU(4),其用于在对应于运输时间的时刻预测参考飞行器;
■第五基本功能FIM_FU(5),其用于选择要遵守的ITP最小间距;
■第六功能FIM_FU(6),其用于计算和显示在中间元素上FIM飞行器和参考飞行器之间的间距;
■第十基本功能FIM_FU(10),其用于执行垂直操纵;
-用于相对间距操纵的FIM航空电子方法可选择性地包括以下附加基本功能:
■第七基本功能FIM_FU(7),其用于检测冲突;
■第八基本功能FIM_FU(8),其用于提出改变制导模式;
■第九基本功能FIM_FU(9),其用于提出改变操纵(垂直或横向);
■第十一基本功能FIM_FU(11),其用于监测操纵期间的间距;
■第十二基本功能FIM_FU(12),其用于在各种轨迹元素处计算沿FIM区域的天气概况,以改进第四基本功能FIM_FU(4)的预测;
■第十三基本功能FIM_FU(13),其用于修改飞行器状态,所述飞行器状态用于计算第四基本功能FIM_FU(4)的预测;
-以下基本功能被分配给DAL+数字核心计算机并且在所述DAL+数字核心计算机中实现:
■FIM_FU(4),其对应用于需要各种中间元素的其服务Serv_DAL+(1);
■FIM_FU(10),其对应于用于所选的制导模式和所选的导航元素的服务Serv_DAL+(4);
同时其余的基本功能被分配给DAL-外围计算机并且在所述DAL-外围计算机中实现;
-基本功能FIM_FU(10),其对应于用于所选的制导模式和所选的导航元素的服务Serv_DAL+(4),FIM_FU(10)被分配给DAL+数字核心计算机并且在所述DAL+数字核心计算机中实现;基本功能FIM_FU(4),其功能上对应于需要各种中间元素的其服务Serv_DAL+(1),FIM_FU(4)被分配给DAL-外围计算机并且在所述DAL-外围计算机中实现;
-基本功能FIM_FU(1),FIM_FU(2)和FIM_FU(10)被分配给DAL+数字核心计算机并且在所述DAL+数字核心计算机中实现,仅功能FIM_FU(10)对应于现有的用于所选的制导模式和所选的导航元素的通用服务Serv_DAL+(4)的使用;功能上对应于需要各种中间元素的服务Serv_DAL+(1)的基本功能FIM_FU(4)被分配给DAL-外围计算机并且在所述DAL-外围计算机中实现;
-第一基本步骤FIM_FU(1)包括以下步骤:选择垂直操纵期望的飞行高度和/或选择操纵起始点特别作为横向操纵的合并点:
-第二基本步骤FIM_FU(2)包括以下步骤:选择垂直操纵的垂直制导模式和横向操纵的横向制导模式以及选择垂直操纵的中间高度和横向操纵的横向航路点;
-第三基本功能FIM_FU(3)包括以下步骤:
-计算根据所选垂直制导模式的中间高度直到ITP操纵期望的高度的穿越时间T的预测值;和/或
-根据所选横向制导模式的中间位置计算穿越时间T的预测值,直到FIM H操纵的横向操纵结束;
-第四基本功能FIM_FU(4)包括以下步骤:预测在中间元素处的交通,直到时刻T;
-第六基本功能FIM_FU(6)包括以下步骤:计算在穿越预测和交通预测之间位置的方面的相对间距,以及将该相对间距与第五步骤FIM_FU(5)中的固定阈值比较。
本发明的主题还涉及航空电子机载系统,其配置为执行新导航服务,并且在功能上和物理上整合新导航服务,所述航空电子机载系统包括:
-DAL+数字核心计算机,具有第一关键性等级DAL+,整合到外围计算机以及具有低于或等于第一关键性等级DAL+的第二关键性等级DAL-的数据库的最初构架中,并且通过托管第一多个通用开放式服务Serv_DAL+(j)来作为服务器,以及
-DAL-外围计算机,其用于管理新导航服务,具有第二关键性等级DAL-,其通过利用通信网络而将服务请求调度到最初构架的DAL+数字核心计算机和/或外围计算机和数据库而用作客户端;
新导航服务被分解成多个基本功能FU(i),所述FU(i)根据由上述定义的整合方法确定的最佳分布方案在物理上分布在DAL+数字核心计算机和DAL-外围管理计算机之间;DAL-外围管理计算机6,其配置为支持以下各项应用程序:MMI,整合MSI、CMU、TCAS、TAWS、EFB、平板电脑、交通计算机、专用通用分区;以及DAL+数字核心计算机4,其配置为支持以下各项应用程序:飞行管理系统FMS、自动驾驶仪(AP)、结合FMS和PA功能的FMGS系统。
附图说明
通过阅读仅以示例方式给出的多个实施例的描述并且参照附图,将更好地理解本发明,其中:
-图1是具有客户端-服务器类型的开放式构架的机载航空电子系统的示意图,其中,以高DAL DAL+核心计算机为中心,配置为以低成本整合新服务(这里指FIM操纵功能);
-图2是支持FMS功能的DAL+核心计算机的构架的示意图;
-图3是由支持FMS通用功能并作为服务器的DAL+等级计算机提供的通用服务库的树结构的示意图;
-图4是根据本发明的用于在DAL+等级FMS核心计算机和管理新服务的DAL-外围计算机之间整合新服务的方法的流程图;
-图5是根据本发明的用于在DAL+等级FMS核心计算机和管理FIM操纵功能的DAL-外围计算机之间整合FIM操纵功能的OPEN_FIM方法的流程图;
-图6是垂直FIM操纵ITP的视图;
-图7是HTMB类型的水平FIM操纵的视图;
-图8是执行根据图5的发明的OPEN_FIM整合方法而执行FIM操纵功能整合的流程图。
具体实施方式
根据图1,机载导航系统2包括至少两个计算机(即,数字导航核心计算机4和至少一个外围计算机(这里是三个计算机6、8、10))以及连接数字核心计算机4和外围计算机6、8、10的通信网络20,在图1中,所述通信网络20仅以功能的方式表示。
计算机被理解为硬件和软件计算链。计算机可以包括多个壳体和/或硬件板和/或多个软件分区。通过第二链或本领域技术人员已知的任何其他多样化方法使计算的冗余、相异(dissimilarity)、监控和监测涉及该术语的限定。
机载导航系统2被配置为执行新服务,这里举例为用于飞行器之间的相对间距的FIM操纵服务。
一个外围计算机(这里为外围计算机6),例如是平板电脑或EFB(电子飞行包),配置为管理或协调新服务的任务。这个外围管理计算机6通过通信网络20连接到数字核心计算机4以及另外两个外围计算机8和10以交换涉及所考虑的服务的功能响应和不同请求,这里图示为,用于飞行器之间的相对间距的FIM操纵服务的请求和功能响应。
数字核心计算机4被配置为支持FMS和/或PA功能,而外围计算机8,10被配置为分别支持CMU(通信管理单元)功能或地面站功能(外围计算机8),以及TCAS(交通防撞系统)或FIS(飞行信息系统)功能(外围计算机10)。
通常为了支持除FIM操纵服务之外的功能,外围计算机可以支持其他功能,例如TAWS系统(地形感知与预警系统)的功能或WMS(天气管理系统)的功能。
用于管理或协调FIM应用程序的任务的外围计算机6包括输入/输出接口24,其用于与驾驶员环境26交换操作请求和响应,驾驶员环境26例如包括飞行员28和AOC(航空公司运营通信)或ATC(空中交通管制)地面站。
数字核心计算机4被配置为作为服务器工作,其托管第一多个通用开放式服务Serv_DAL+(j),j是通用服务的索引点,并且具有第一软件开发或关键性安全等级DAL+。
外围计算机6、8、10具有第二软件开发安全等级DAL-,其低于或等于第一软件开发安全等级DAL+。其中,至少用于管理新服务的外围计算机6被配置作为相对于服务器4的客户端。
将机载系统的每个计算机构造和开发为满足在限定的使用框架内(特别是在故障率(重置)和功能性的服务质量(QoS)方面)的性能需求。机载系统限定于给定的环境,具有证明的(demonstrated)性能等级。
这些计算机具有不同的软件开发等级,其成本或高或低:这些软件开发等级来自于根据国际标准RTCA DO178C(美国)或ED-12C(欧洲民用航空电子标准(EUROCAE)的欧洲相应标准)的飞行器风险分析FHA(功能危害分析),该飞行器风险分析FHA被称为“运行可靠性分析”。运行可靠性分析建立飞行器操作链中每个功能的贡献,以确定必须达到的最大故障等级(故障率)。为了实现所考虑的目标,标准限制了功能嵌入的硬件和软件所需的质量。
软件开发存在五个单独的等级,在标准RTCA DO178C或ED-12C中从最关键(等级A)到最不关键(等级E):
·等级A:所研究的系统或子系统的故障可能导致灾难性问题-损害(compromised)飞行和着陆的安全性-飞行器坠毁;
·等级B:所研究的系统或子系统的故障可能导致带来严重损坏甚至一些人员死亡的重大问题;
·等级C:所研究的系统或子系统的故障可能导致带来飞行器的虚拟设备的故障的严重问题;
·等级D:所研究的系统或子系统的故障可能导致干扰飞行安全的问题;
·等级E:所研究的系统或子系统的故障可能导致不影响飞行安全的问题;
这些软件安全开发等级被称为“DAL”(开发保障等级)。硬件和软件方面的约束被固定为以下值:
等级A:10-9/FH的最大故障率(FH=飞行小时);
等级B:10-7/FH的最大故障率(FH=飞行小时);
等级C:10-5/FH的最大故障率(FH=飞行小时);
等级D:10-3/FH的最大故障率(FH=飞行小时);
等级E:10-1/FH的最大故障率(FH=飞行小时);
用于管理服务的DAL-外围计算机6被配置为支持以下应用程序:
-MMI,整合MSI(人用系统接口);
-CMU;
-TCAS;
-TAWS;
-EFB;
-平板电脑;
-交通计算机;
-专用通用分区;
DAL+数字核心计算机4被配置为支持以下应用程序:
-飞行管理系统FMS;
-自动驾驶仪(AP);
-结合FMS和PA功能的FMGS系统。
在这个实施方式中,用于执行新服务或应用程序的分配和排序基本功能(本文中是FIM操纵服务)的功能可以由独立于机载航空电子系统2的计算机以整合方法实现,或可以托管(host)在一个应用程序中(例如,在与飞行员或机组人员对话的EFB或平板电脑中,在与地面(公司,控制中心)对话的CMU中)或者托管在此时作为滤波器(filter)的DAL+核心计算机4中。
根据图2以及示例性功能构架,DAL+数字核心计算机4支持根据ARINC 702A标准(高级飞行管理计算机系统,1996年12月)的标准FMS应用程序50,DAL+数字核心计算机4被配置用于确保以下所有或部分功能:
导航LOCNAV 52,其根据地理功能(GPS、GALILEO、VHF无线电航标、惯性平台)来完成飞行器的最佳定位;
飞行计划FPLN 54,其输入构成待跟随的路线的概况的地理元素(进离场程序、航点、航线);
导航数据库NAVDB 56,其借助于包含在库中的数据来构建地理路线和程序(点、航标、拦截或高度航段等);
性能数据库,PRF DB 58,包括飞行器的空气动力和发动机参数。
横向航迹TRAJ 60,其用于根据飞行计划的点构建连续航迹,遵守飞行器性能和限制约束(RNP);
预测PRED 62,其用于构建横向航迹上的最佳垂直轮廓;
制导GUID 64,其用于在飞行器的3D航迹的横向和垂直平面中引导飞行器,同时优化速度;
数字数据链路DATALINK 66,其与控制中心和其他飞行器进行通信。
FMS的作用之一是使用传感器67(惯性平台、GPS、无线电航标)来定位飞行器。这里为LOC NAV部件52。
基于包含在导航数据库NAV DB 56中的地理信息,飞行员可以构建其航线,称为飞行计划,并且包括航点列表。这是FPLN部件54的作用。FMS可以管理多个飞行计划。其中之一(在ARINC 702A中缩写为“有效”)指定引导飞行器的飞行计划。存在工作飞行计划(有时,被称为“次要”或“无效飞行计划”)以及短暂的飞行计划(临时飞行计划)。
由TRAJ部件60根据航点(通常称为航段(LEG))和/或高度和速度条件(其用于计算转弯半径)之间的几何函数来计算横向航迹。
在此横向航迹上,FMS 50通过使用包含在PERF DB 58中的空气动力和发动机性能的模型来优化经过可能的高度、速度、时间限制的垂直航迹(在高度和速度方面)。
已知飞行器的位置和3D航迹,FMS 50可以使飞行器从属于这个航迹。这是GUIDANCE部件64。
由FMS 50输入和计算的所有信息一起分组在MMI显示屏70(MFD页面,ND和PFD,HUD或其他视图)。
由DATALINK部件66实现与地面(公司、空中交通管制)的通信。
应当指出的是,在FMS术语中,术语“修订”用来描述FMS系统的数据的插入/修改/删除,以及术语“版本”也常被使用。
在目前的构架和任何飞行器中,“飞行计划”和“优化航迹”部分通常包含在被称为飞行管理系统“FMS”的专用计算机(或飞行管理计算机)中。这些功能构成FM业务核心。这个系统还可以托管“定位”和“制导”部分。为了确保其使命,FMS被连接到其他计算机(100左右)。
根据图3,支持FMS功能集合50的DAL+计算机的通用开放式服务Serv_DAL+(j)组成FMS服务器80,并且被分成三类。
第一类通用开放式服务82涉及咨询地理数据84和磁偏角86(导航数据和动态磁场变化)的服务,其允许客户端在地球的一个点上搜索地理信息(NAV DB)或磁偏角信息(MAGVAR),大部分程序仍是参照北磁极。
第二类通用开放式服务88涉及咨询飞行器性能(“飞行器特性和性能”)的服务,包括TRAJ、PRED和PERF DB。
第二类服务88提供:
ο飞行器的边界特征,例如最小和最大重量、认证的最大飞行高度;起飞和着陆速度(称为特征速度);飞行包线计算(最大速度、失速速度、最大滚转等);
ο根据所选飞行器模式的整合计算(以恒定推力爬升一定英尺X,以确定的空气斜率和冻结速度下降、以强制角度转向等),基准计算(对于一些FMS,可以在预测需求较低处由PERF DB中限定简化的性能计算)。
第三类通用开放式服务90涉及“飞行管理”服务,即:
ο咨询飞行器的状态92(连接到FMS的系统的位置、速度、状态,例如发动机的状态、自动驾驶接合模式等);
ο咨询和修改飞行计划和5D航迹94;
ο咨询和修改飞行初始化数据(输入起飞速度、巡航高度、预期天气、燃料消耗模式等);
ο在例如以下情况中,根据所定义的飞行行为(制导)和飞行器状态的模式,在给定的时间范围内进行预测的服务:
■希望确定具有1个故障发动机的2000英尺高度变化的平均爬升率的自动驾驶仪,希望比较平均消耗与FMS预期消耗的燃料计算机,等;
■希望根据具有确定横向制导和确定速度制导的模式来确定飞行器的水平(或3D)进程的TCAS计算机。
通用开放式服务的某些基本请求可以对应于通用服务的单一请求,例如:
·检索飞行器周围机场的请求,对应于导航数据库咨询服务的单一服务“Get_Airport”;
·例如插入ARINC AEEC 424格式的公司航线的请求,对于客户端也是由上述附图的“飞行准备”部分提供的单一服务“INSERT_COROUTE”;
·咨询飞行器状态的请求(例如,当前燃料),对应于由“飞行器状态”部分提供的单一服务“Get_current_Fuel”;
·咨询飞行器当前飞行包线的请求(例如,最小和最大速度),对应于由“飞行包线计算”部分提供的单一服务“Get_flight_envelpoe”;
其他更复杂的请求可以由命令组(群)形式的一系列基本请求组成,通常例如,用于插入飞行计划作为单独元素的“INSERT FPLN”请求,例如目前由公司(AOC)和控制中心(ATC)的DATALINK服务执行,在AOC 702A和ATC DO258的ARINC标准中定义。
完整飞行计划的插入是“INSERT FPLN”请求,其通常包括以下参数,在所考虑的标准中定义,即:
ο可以计算待跟随的路线的元素;
ο机场(出发、到达、备降);
ο起飞程序(被称为起飞跑道,SID等);
ο巡航程序(被称为航空路线);
ο到达程序(被称为到达跑道,STAR,VIA等);
ο复飞程序(被称为进场失败);
ο到达转降机场附近的飞行许可程序(被称为备降);
ο增加到程序的航点;
ο导航信标;
ο在由上述程序产生的点上或在航点上的高度、速度、时间限制;
ο飞行计划初始化元素,有可能额外进行航迹计算和预测,即:
ο巡航高度;
ο起飞计划的重量;
ο性能指标(被称为成本指数);
ο起飞的初始位置;
ο飞行计划中的环境元素;
ο沿着飞行计划在上述程序所产生的点上或航点上的风和温度数据形式的天气预报;
ο出发和到达的气压设定预测;
根据图4,在功能上和物理上将新导航服务整合到开放式构架的航空电子机载系统2(例如,图1中限定的)中的方法102,包括第一步骤104、第二步骤106、第三步骤108、第四步骤110、第五步骤112、第六步骤114和第七步骤116。
在第一步骤104中,验证要与DAL+核心计算机的开发等级整合的新服务的关键性等级的兼容性。在已经确定与新服务相关联的关键性等级后,将其与DAL+核心计算机的关键性等级进行比较。如果新服务的关键性等级低于或等于DAL+导航计算机的关键性等级,那么新服务很有可能部分地在广义的较低等级DAL-外围计算机上实现。否则,必须再次使用系统构架来执行新服务,以在系统构架中包含比开始计划的DAL+数字核心计算机的关键性等级更高的计算机。
接下来,在第二步骤106中,当关键性等级低于或等于DAL+数字核心计算机的关键性等级时,开放式构架DAL+数字核心计算机的计算能力根据通用服务库(Serv_DAL+(1),...,Serv_DAL+(j),...,Serv_DAL+(n_Serv))进行登记和分类,这些通用服务源自在关键计算机(例如,FMS)中开始出现的开放式构架概念。
在图3和与图3相关的文字描述中描述了,这些服务Serv_DAL+(j)在支持FMS功能的数字核心计算机中的通用分类。
此后,在第三步骤108中,通过将待整合的所述新服务分解成第二多个基本功能FU(1),...,FU(i),...,FU(n_FU)来进行待整合的新服务的功能分析,i表示从基本功能的第1到基本功能总数n_FU的指针。
接下来,在第四步骤110中,对于在第三步骤108中确定的每个基本功能FU(i),首先确定基本功能FU(i)是否可以由DAL+导航和数字核心计算机4的通用服务Serv_DAL+(j)部分地或全部地执行。因此,根据第二多个基本功能FU(i),确定可以由至少一个通用开放式服务部分地或全部地执行的基本功能的第一列表,并且确定对于每个基本功能FU(i)的通用开放式服务的第一子列表。换句话说,建立在待整合的新服务的基本功能FU(i)和其可用的通用开放式服务之间的相应表格(或映射)。
接下来,在第五步骤112中,考虑全局成本标准CG,以在最大限度地减少所述全局成本标准CG的可能的分布内确定机载航空电子系统2内的基本功能FU(i)的最佳功能和物理分布。
一般来说,全局成本标准“CG”取决于多个参数,至少包括DAL+核心计算机中基本功能的开发成本。
根据全局成本标准CG的第一实施例CG1,全局成本标准CG1仅取决于DAL+核心计算机和/或DAL+等级代码库计算机中的多个基本功能的开发成本。
可以被考虑的其他参数是:两个DAL+计算机4和DAL-计算机6之间的通信接口的开发成本、响应时间成本、估计的维修成本、培训成本、维护和升级功能的成本、以及可选的由设计者限定的其他成本。
根据全局成本标准CG的第二实施例CG2,其可以更有利地整体开发DAL+计算机中低DAL等级的某些代码段,以最大限度地减少在响应时间、通信接口安装和可维护性方面昂贵的交换。
根据全局成本标准CG的第三实施例CG3,其可以更有利地整体开发DAL+计算机中低DAL等级的某些代码段,以从维护和升级的角度最大限度地减少整体复杂性。
根据全局成本标准CG的第四实施例CG4,其可以更有利地整体在低DAL计算机中使用DAL+等级代码库,以最大限度地减少DAL计算机的资源使用。
此后,在第六步骤114中,根据最大限度地减少所述全局成本标准CG的基本功能FU(i)的最佳功能和物理分布开始进行两个DAL+和DAL-计算机之间的计算、接口和计算序列的实施。
最后,在第七步骤116中,以最佳方式整合到机载导航系统中的新服务通过连接DAL+核心计算机和DAL-外围管理计算机6来执行。
一般来说,根据整合方法102整合到机载航空电子系统的新服务或新应用程序属于以下服务的集合:
-计算下次飞行:当前飞行在FMS中,在平板电脑或整合的MSI中准备下次飞行,并且在所述FMS、包括有关涉及下飞行器、加油、上飞行器的两次飞行之间的“地面”阶段的信息的平板电脑上请求预测;
-确定故障的操作影响:发生故障后,系统管理更改飞行器路线或者修改飞行高度或飞行器速度,与FMS进行对话以在进行操作程序之前评估各种替代方案;
ο有关发动机故障管理的第一示例:由于升力造成的损失,发动机故障使得需要下降,但同时注意救助,特别是在山区;
ο有关低燃料温度条件的第二示例(外部温度下降,发动机检测到发生煤油结冰,因此需要重新加热(对FMS预测具有影响)或搜索更温暖的过渡区域);
-由平板电脑管理而为双引擎确定ETOPS或分流机场:重布航线到ETOPS的选择将取决于由FMS计算的预测,以及取决于由平板电脑托管的公司标准(酒店,公司存在);
-管理卡住齿轮:即使起落架不能收回仍可能飞行,但是所产生的额外阻力对燃料消耗产生影响:因为FMS的PERF DB数据库目前还没意识到阻力系数对齿轮的影响,因此计算机(例如,平板电脑)将请求FMS预测以修正附加阻力的影响;
-地面/机载连续性:TAXI计算机的滑行预测和FMS的飞行预测之间的连续性通过建立时间和燃料量的联系而实现;
-验证飞行计划或飞行计划检查,特别是验证相对于地形、天气、交通的3D FMS飞行计划(或替代方案)的功能;
-各种优化:这涉及平板电脑中复杂优化器的功能,其根据规则计算垂直轮廓,并且希望通过将其送入FMS来“测试”所述轮廓以验证节省时间/燃料。
根据图5,优化方法202(用于在功能上和物理上将有关飞行器之间的相对间距操纵的FIM导航应用程序整合到如图1中所定义的开放式构架的航空电子机载系统2)称为OPEN_FIM并且构成图4的通用方法102的特定实施方式,其中待整合的新导航服务是FIM操纵服务,也即,飞行器之间相对间距的操纵。
这些FIM操纵是美国机构RTCA在RTCA DO-328(DO-328,用于机载间距-驾驶舱间隔管理(ASPA-FIM)的安全、性能和互操作性需求文件)文件中的特定标准。
在功能上和物理上整合用于飞行器之间的相对间距的操纵的FIM导航应用程序的优化方法202包括第一步骤204、第二步骤206、第三步骤208、第四步骤210、第五步骤212、第六步骤214、第七步骤216,其分别对应于图4的通用方法2的第一步骤104、第二步骤106、第三步骤108、第四步骤110、第五步骤112、第六步骤114、第七步骤116。
在第一步骤204中,验证用于飞行器之间的相对间距的操纵的FIM功能的关键性等级与DAL+核心计算机的开发等级的兼容性。在已经确定与FIM功能相关联的关键性等级,其与DAL+核心计算机的关键性等级进行比较。如果FIM功能的关键性等级低于或等于DAL+核心计算机的关键性等级,那么FIM功能可以部分在较低等级DAL-计算机上实现。否则,FIM功能必须再次使用系统构架来执行,以在系统构架中包含在比开始计划的DAL+数字核心计算机的关键性等级更高的计算机。
接下来,在第二步骤206中,由DAL+数字核心计算机和开放式构架导航计算机提供的通用服务根据由图4的第二步骤106提供的相同的通用服务库(Serv_DAL+(1),...,Serv_DAL+(j),...,Serv_DAL+(n_Serv))进行登记和分类,这些通用服务源自于在关键计算机中(例如,FMS)开始出现的概念。
在垂直FIM操纵(例如ITP)的情况下,第二步骤206将使用根据给定垂直飞行行为(制导)模式而给出的时间或高度或距离的预测请求。因此,对于具有开放式构架的FMS应用程序,其使得可以模拟预测,其可以列出第一通用服务Serv_DAL+(1)、第二通用服务Serv_DAL+(2)、第三通用服务Serv_DAL+(3)和第四通用服务Serv_DAL+(4)。
第一通用服务Serv_DAL+(1)涉及时间整合,以从以下各项中的垂直制导模式获得预测:
·以固定推力和纵向速度设定点(CAS,TAS,MACH或GS)或传统术语中所谓的“OPENCLIM”模式爬升;
·以纵向速度设定点和垂直速度设定点(V/S)或传统术语中所谓的“CLIMB VS/SPEED”模式爬升;
·以纵向速度设定点和斜率设定点(FPA)或传统术语中所谓的“CLIMB FPA/SPEED”模式爬升;
这些模式被认为是示例,可以添加飞行器的其他常规模式,例如保持高度和保持攻角。还可以考虑对应于下降的相同模式,例如OPEN DES等。
第二服务Serv_DAL+(2)涉及整合天气,采用在各种高度上的天气模型和测量的形式。
第三服务Serv_DAL+(3)涉及选择特定配置作为输入参数,从而模拟例如:故障发动机的数量,发动机衰减系数(性能、因素、磨损)或空气动力衰减系数(阻力系数)。
第二通用服务Serv_DAL+(2)和第三通用服务Serv_DAL+(3)可以有利地添加到由DAL+核心计算机提供的服务的列表中,并且可以改进通用服务Serv_DAL+(1)的计算。
FMS(或自动驾驶仪PA)旨在根据期望模式来管理飞行器的垂直制导。因此,可以由FIM方法来使用将第一通用服务Serv_DAL+(1)的制导设定点调度到飞行器的自动装置的第四通用服务Serv_DAL+(4)。
在水平FIM操纵的情况下,例如根据传统术语中所谓的“合并(merging)”、“间隔(spacing)”、“前进然后合并(heading then merge)”的操纵,方法202OPEN_FIM的第二步骤206将使用在根据给定水平飞行行为(制导)模式而给出的时间或距离的预测的请求。因此,对于具有开放式构架的FMS应用程序,其允许模拟预测,其将可能增强已经列出的第一通用服务Serv_DAL+(1)、第二通用服务Serv_DAL+(2)、第三通用服务Serv_DAL+(3)和第四通用服务Serv_DAL+(4)。
第一通用服务Serv_DAL+(1)还包括时间整合,从而从以下各项的水平制导模式获得预测:
·获取和保持航向(航向模式);
·获取和保持航线(航迹或航线模式);
·FMS轨迹跟踪(LNAV横向导航模式);
·无线电波束跟踪(VOR,DME,LOC等)。
这是模式被认为是示例,其可以添加飞行器的其他常规模式,例如保持滚转。
第二通用服务Serv_DAL+(2)还涉及在横向平面内的天气整合,采用测量和天气模式的形式。
第三通用服务Serv_DAL+(3)保持相同,并且通过选择特定配置作为输入参数而可以执行模拟。
第二通用服务Serv_DAL+(2)和第三通用服务Serv_DAL+(3)可以有利地添加到由DAL+核心计算机提供的服务的列表中,并且可以在水平FIM操纵的情况下改进通用服务Serv_DAL+(1)的计算。
FMS(或自动驾驶仪PA)提出了根据期望模式来管理飞行器的水平制导的方法。因此,用于将第一通用服务Serv_DAL+(1)的制导设定点调度到飞行器的自动装置的第四通用服务Serv_DAL+(4)可以由FIM方法使用。
此后,在第三步骤208中,通过将待整合的FIM服务分解成第二多个基本功能FIM_FU(1),...,FIM_FU(i),...,FIM_FU(n_FIM_FU)来执行操纵飞行器之间的相对间距的FIM服务的功能分析,i表示从1到FIM服务的基本功能的总数n_FIM_FU变化的基本功能的指针。
随后,“FIM AIRCRAFT”将指的是在其上嵌入根据本发明的FIM功能的飞行器,将根据本发明的方法202 OPEN_FIM而实现该FIM功能,并且其必须将其自身相对于交通的剩余部分(由被称为“Reference Aircraft”的其他飞行器组成)而相对地间隔开。
在ITP(In Trail Procedures,在退曳程序)垂直FIM操纵的情况下,并且根据图6,对于嵌入有FIM功能的飞行器230(称为“FIM Aircraft”),ITP操纵操作性地包括在改变飞行高度FL(“飞行高度”)的同时确保与遍及占据各个高度的飞行器232、234、236(这些飞行器被称为“Reference Aircraft”)纵向分离。
按照用于飞行器之间的相对间距的操纵的FIM功能的次序来对基本功能FIM_FU(1),...,FIM_FU(i),...,FIM_FU(n_FIM_FU)排序,并且随后将在DAL+核心计算机和DAL-外围计算机之间进行分配,基本功能FIM_FU(1),...,FIM_FU(i),...,FIM_FU(n_FIM_FU)如下所述:
■第一基本功能FIM_FU(1),其用于选择由“目标飞行高度”(期望高度)限定的“导航元素”以及在垂直平面中的中间高度或“中间航迹元素”;
■第二基本功能FIM_FU(2),其用于选择垂直制导模式以再加入目标高度;
■第三基本功能FIM_FU(3),其用于计算给出在垂直平面的中间高度或“中间航迹元素”上的“FIM AIRCRAFT”飞行器的运输的位置和时间的预测;
■第四基本功能FIM_FU(4),其用于在对应于运输时间的时刻来获取参考飞行器和预测参考飞行器;
■第五基本功能FIM_FU(5),其用于选择要遵守的最小间距(ITP距离);
■第六基本功能FIM_FU(6),其用于计算和显示在“中间航迹元素”上飞行器230“FIM Aircraft”和一个或多个飞行器“Reference Aircraft”之间的间距;
■第十基本功能FIM_FU(10),其用于执行垂直操纵。
用于相对间距操纵的FIM功能可选择性地包括以下一些附加基本功能:
■第七基本功能FIM_FU(7),其用于检测冲突;
■第八基本功能FIM_FU(8),其用于提出改变垂直制导模式;
■第九基本功能FIM_FU(9),其用于提出改变目标高度;
■第十一基本功能FIM_FU(11),其用于监测操纵期间的间距;
■第十二基本功能FIM_FU(12),其用于在各种飞行高度计算ITP区域上的天气概况,以改进第四基本功能FIM_FU(4)的预测;
■第十三基本功能FIM_FU(13),其用于修改“FIM AIRCRAFT”飞行器状态,所述飞行器状态用于计算第四基本功能F1M_FU(4)的预测;
在水平FIM操纵的情况下,例如根据传统术语中所谓的“间隔”、“合并”、“前进随后于后方合并”(Heading Then Merge Behind,HTMB)的操纵,对于飞行器230(称为“FIMAIRCRAFT”),水平FIM操纵包括在接下来的目标飞行器232(被称为“REFERENCEAIRCRAFT”),同时保持相对于目标飞行器232的安全间距,在距离方面(通常接近几海里NM)或在时间方面(通常30-60秒)。例如,在根据图7的“前进随后于后方合并”(HTMB)类型的间距操纵的情况下,这涉及根据由控制塔指定的雷达航向前进,并且然后再加入来自计算的“再加入点”的合并点,以确保在这个“点合并”点向外与“REFERENCE AIRCRAFT”目标飞行器保持距离或时间上的相对间距。
按用于操纵飞行器之间的相对间距的FIM功能的次序来对基本功能FIM_FU(1),...,FIM_FU(i),...,FIM_FU(n_FIM_FU)排序,并且随后将在DAL+核心计算机和限定为用于垂直操纵的DAL-外围计算机之间进行分配,被重复使用并且也包括水平FIM操纵。
因此,在水平操纵的情况下,按用于飞行器之间的相对间距的操纵的FIM功能的先后顺序而排序的基本功能FIM_FU(1),...,FIM_FU(i),...,FIM_FU(n_FIM_FU)如下所述:
■第一基本功能FIM_FU(1),其用于选择操纵开始的导航元素:对于“合并”,其涉及集合朝向跑道的所有飞行器接近的共同点,被称为“点合并”,导航元素是“点合并”,或者可能是这个“点合并”和跑道之间的整个空域;对于“间距”,其中需要简单的相对间距(爬升、巡航或下降)处未限定导航元素;对于HTMB操纵,导航元素是“点合并”;横向操纵的其他示例也是可以的;
■第二基本功能FIM_FU(2),其用于从第二步骤206中列出的模式中选择横向制导模式以再加入目标高度;
■第三基本功能FIM_FU(3),其用于计算给出在中间“横向航迹元素”(至少包括“导航元素”)上的飞行器ITP的运输的位置和时间的预测;
■第四基本功能FIM_FU(4),其用于在对应于运输时间的时刻获取参考飞行器预测“Reference Aircraft”;第四基本功能预测在参考飞行器的飞行计划的航点或在中间横向航迹元素处的参考飞行器的运输时刻;
■第五基本功能FIM_FU(5),其用于选择要遵守的最小间距(FIM距离);
■第六基本功能FIM_FU(6),其用于计算和显示在中间横向航迹元素上飞行器230“FIM Aircraft”和飞行器232“Reference Aircraft”之间的间距;
■第十基本功能FIM_FU(10),其用于执行横向操纵;
在水平操纵的情况下,用于相对间距操纵的FIM功能可选择性地包括以下附加基本功能:
■第七基本功能FIM_FU(7),其用于检测冲突;
■第八基本功能FIM_FU(8),其用于提出改变横向制导模式;
■第九基本功能FIM_FU(9),其用于提出改变横向航迹;
■第十一基本功能FIM_FU(11),其用于监测操纵期间的间距;
■第十二基本功能FIM_FU(12),其用于计算航点的天气概况,以改进第四基本功能FIM_FU(4)的预测;
■第十三基本功能FIM_FU(13),其用于修改飞行器状态,所述飞行器状态用于计算第四基本功能FIM_FU(4)的预测。
因此,对于水平和垂直操纵,可以合并相同索引的基本功能,因为在水平和垂直操纵之间存在等价关系。
接下来,在根据图5的第四步骤210中,对于在第三步骤208中确定的每个基本功能FIM_FU(i),首先确定是否基本功能FIM_FU(i)可以由现有DAL+导航计算机4的通用服务部分或全部地执行。因此,根据第二多个基本功能FIM_FU(i),确定可以由至少一个通用开放式服务部分地或全部地执行的基本功能的第一列表,以及对于每个基本功能FIM_FU(i)确定通用开放式服务的第一子列表。换句话说,建立在新客户端服务的基本功能FU(i)和其可用的通用开放式服务之间的对应表格。
因此,可以确定,DAL+数字核心计算机4可以处理:
■对应于通用服务Serv_DAL+(1)的第四基本功能FIM_FU(4),其在垂直FIM操纵(ITP)的情况下要求各种中间高度,以及在水平FIM操纵的情况下要求各种航点;
■对应于通用服务Serv_DAL+(4)的第十基本功能FIM_FU(10),对于垂直制导模式,其在ITP FIM操纵的情况下选择目标高度,对于横向制导模式,其在水平FIM操纵的情况下选择“导航元素”。
此后,在第五步骤212中,考虑全局成本标准CG,以在最大限度地减少所述全局成本标准CG的可能的分布内,确定在机载航空电子系统2内基本功能FIM_FU(i)的最佳功能和物理分布。
一般来说,全局成本标准“CG”取决于多个参数,至少包括DAL+核心计算机中基本功能的开发成本。
根据全局成本标准CG的第一实施例CG1,全局成本标准CG1仅取决于DAL+核心计算机和/或DAL+等级代码库计算机中的多个基本功能的开发成本。
可以被考虑的其他参数是:两个DAL+计算机4和DAL-计算机6之间的通信接口的开发成本、响应时间成本、估计的维修成本、培训成本、维护和升级功能的成本、以及可选的由设计者定义的其他成本。
在第五步骤212中,在通用整合方法102的第五步骤112中考虑的那些全局成本标准CG的相同实施例CG2,CG3,CG4可以被重复使用。
接下来,在第六步骤214中,根据最大限度地减少所考虑的全局成本标准CG的基本功能FIM_FU(i)的最佳功能和物理分布,开始进行两个DAL+和DAL-计算机之间的计算、接口和计算序列的实施。
在考虑全局标准CG的第一实施例CG1的情况下,也就是说,如果仅整合DAL+核心计算机的额外开发成本,则方法202将基本功能FIM_FU(4)和FIM_FU(10)分配给DAL+核心计算机。由于其他基本功能不对应于自动驾驶仪PA或飞行管理系统FMS的关键功能区域,这些功能更适合用于整合到DAL-计算机中。
在考虑全局标准的第二实施例CG2的情况下,也就是说,如果整合DAL+核心计算机的额外开发成本和接口的额外开发成本,并且如果这些单独成本被联合考虑,则所述方法仅将基本功能FIM_FU(10)分配给DAL+核心计算机,自动装置的命令对于飞行器是关键的,并且需要保持由高DAL等级计算机来管理。应当注意的是,在这种情况下,如果在低DAL的DAL-计算机中开发,那么第四基本功能FIM_FU(4)的整合将毫无疑问地具有不太好的质量和可靠性。将必须正确实施用于减少风险的操作程序以减轻这种缺陷,例如视差的图像监控,由飞行员进行计算,由地面计算机进行确认。
在组合全局标准CG的第二实施例CG2和第三实施例CG3的全局成本标准的实施例的情况下,方法202将第十基本功能FIM_FU(10)和第一基本功能FIM_FU(1)分配给单独DAL+核心计算机4,所述FIM_FU(10)已经以通用服务的形式存在,所述FIM_FU(1)要求严格的开发。实际上,ITP FIM操纵涉及高度,HTMB FIM操纵涉及航点,这些元素已经存在于DAL+核心计算机中。由于PA和飞行器中飞行员之间的接口,因此高度和制导模式的预选与PA的等级相关。同样地,由于FMS和飞行员之间已经存在接口,所以预选航点与FMS的等级相关。因为接口本身已经存在于飞行员和PA/FM之间,所以这种配置会限制接口成本,即使应该将预选元素返回给DAL-外围计算机6以用于管理FIM服务。
最后,在第七步骤216中,以最佳方式整合到导航系统2中的、用于飞行器之间的相对间距的操纵的FIM功能通过连接DAL+核心计算机和至少一个DAL-外围计算机来执行。
根据图8以及实现根据本发明的方法202的用于飞行器之间的相对间距的操纵的FIM功能的第一模式,当航空电子系统2执行用于飞行器之间的相对间距的操纵的整合FIM功能302时,其包括以下步骤:
在第一步骤304中,DAL-管理计算机实现以下任务:
·选择导航元素,其对应于第一基本功能FIM_FU(1)的执行;所选的导航元素是ITP操纵(垂直FIM)所期望的飞行高度,FIM水平功能(被称为“FIM H”)的“点合并”类型的航迹元素;
·选择优选的制导模式,其对应于第二基本功能FIM_FU(2)的执行。
这种选择由处理DAL-外围计算机的操作人员接口来执行。
在替代方式中,优选制导模式将是预定的模式,例如ITP的OPEN模式和FIM H的LNAV模式。
根据第一替代方式,在DAL+计算机上选择优选制导模式。
根据第二替代方式,在DAL+计算机上选择期望的飞行高度。
在完成第一步骤304后,提供了两个值:
·被称为“Desired_Element”的期望元素,其对于ITP类型垂直FIM操纵是期望飞行高度(称为“Desired_Level”),对于被称为FIM H的水平FIM操纵是期望点(被称为“Desired_Point”);
·优选制导模式,通常被称为“Perferred_Guidance_Mode”,对于ITP类型垂直FIM操纵,其特别被称为“Perferred_Vertical_Guidance_Mode”,对于FIM H水平FIM操纵,其特别被称为“Perferred_Lateral_Guidance_Mode”。
接下来,在第二步骤306中,DAL-计算机实现中间航迹元素的确定,其对应于第一基本功能FIM_FU(1)的执行,对于ITP垂直FIM操纵,中间航迹元素是中间高度,对于FIM H水平FIM操纵,中间航迹元素是中间航点。
在ITP垂直FIM操纵的情况下,以优选的方式通过分析位于飞行器当前高度(Current_Level)和由其他飞行器占据的目标高度(Desired_Level)之间的高度而执行这种选择。DAL-计算机与周围交通的接收计算机进行通信,例如TCAS或交通计算机或转发器。
在FIM H水平FIM操纵的情况下,中间航迹元素是第二步骤306本身创建的航点。
根据另一种替代方式,DAL-外围计算机将以预定的间隔选择中间元素。
在ITP垂直FIM操纵的情况下,中间高度选择为间隔等于或小于空中交通管制授权的飞行高度。通常,对于授权的高度每过1000ft(1000英尺),DAL-计算机从飞行器现在的飞行高度开始选择高度,并且通过递增或递减1000ft间隔来上升或下降到目标高度。
在FIM H水平FIM操纵的情况下,例如选择彼此间等距离的点以确保这些点之间插值的良好精度,或者根据“点合并”或者根据“FIM Aircraft”飞行器来选择横向航迹的特征点例如转弯的起始和结束点(如果这个点存在),直到操纵结束(例如,包括进场着陆期间FIM操纵的跑道)。例如,对于HTMB类型的进场着陆操纵,可以选择性地选择2NM(海里)的距离间隔或30秒的时间间隔。
根据另一种替代方式,DAL+计算机执行中间航迹元素的选择。
因此,在完成这个第二步骤306后,提供例如表格形式的成组的N个中间元素,例如下面的表1:
表1
中间元素 ITP环境 FIMH环境
Elt_lnt(1) Current_Level=Alt_int(1) 导航元素=例如“点合并”
Elt_lnt(2) Alt_int(2) 横向中间航迹元素(2)
Elt_lnt(k) Alt_int(k) 横向中间航迹元素(k)
Elt_lnt(N) Desired_Level=Alt_int(N) 操纵终点=例如,跑道.
此后,根据第一实施例,在第三步骤308中,由DAL+计算机来根据制导模式对中间航迹元素的预测进行计算。该步骤308对应于第三基本功能FIM_FU(3)的执行。
在ITP垂直FIM操纵的情况下,由DAL+核心计算机来计算朝向目标高度的爬升(或下降)。根据所选的制导模式,以等于或小于中间高度间隔的间隔,由DAL+核心计算机提供在各种高度的预测。在第二步骤306的1000ft的示例中,DAL+核心计算机提供在小于或等于1000ft的高度间隔的预测。这确保DAL-计算机将能够检索充足的预测点,以在中间高度执行可靠的插值。
在FIM H水平FIM操纵的情况下,由DAL+核心计算机来计算朝向导航元素并且直到操纵结束的横向航迹。根据所选的制导模式,以等于或小于最小间隔的间隔,由DAL+核心计算机提供在各种中间点的预测值。在第二步骤306中以示例的方式描述2NM/30秒的最小间隔,DAL+核心计算机将提供在小于或等于2NM/30秒的预测。这确保DAL-计算机将能够检索充足的预测点,以在中间航点执行可靠的插值。
这种整合由现有技术中当前DAL+系统(FMS或PA)的方案来实现。
这种解决方案的优点在于DAL+计算机不一定需要知道中间元素。
例如,如果在ITP垂直FIM操纵的环境中,每隔250ft传送预测,可以肯定的是,无论中间高度如何,DAL-外围计算机都将能够找到良好的插值。事实上,飞行器不会被授权间隔小于500ft的高度。
根据另一种替代方式,通过在所述中间元素提供预测,DAL+核心计算机可以访问中间元素并且将执行其爬升/下降预测。这种解决方案需要额外的接口,但是避免了DAL-第二计算机的插值。
第三步骤308预测的输出为例如表格形式,例如下面的表2,包括作为最小的运输时间和位置的每个中间元素。
表2
接下来,根据第一实施例,在第四步骤310中,中间元素的交通时间预测由DAL-外围计算机来计算。这个步骤对应于第四基本功能FIM_FU(4)的执行。
在ITP垂直FIM操纵的情况下,DAL-外围计算机通过使用每个飞行器的地面速度(这个速度在现有技术中由TCAS或ADS B计算机来检索)而为每个中间高度Alt_int(k)以及位于所述高度并且靠近飞行器Traf1(k)...TrafN(k)的每个目标飞行器提供预测位置。
对于在高度k的给定交通m,从初始位置Pini(m,k)开始,利用地面速度GS(m,k),将通过以下公式计算预估位置:
Traffic_Position(m,k)=Pini(m,k)+GS(m,k)*(Predicted_Time(k)-Predicted_Time(1))
在替代方式中,DAL-计算机在中间元素处为各种飞行器的DAL+计算机提供所必需的信息,允许其执行以上计算。
在替代方式中,DAL-计算机为目标飞行器(m,k)计算到达预测位置Predicted_Position(m,k)的预测时间Traffic_Time(m,k)。例如,在ITP垂直FIM操纵的情况下:
Traffic_Time(m,k)=Predicted_Time(1)+[Predicted_Position(k)-Pini(m,k)]/GS(m,k)
根据另一种替代方式,DAL-外围计算机通过在来自第三步骤308中确定的表2的高度进行插值的方案来计算ITP飞行器Predicted_Alt(m,k)在时间Traffic_Time(m,k)的预测高度。
在水平FIM操纵的情况下可以执行相同的计算。在替代方式中,计算还将根据他们的空气动力斜坡FPA(m,k)或他们的垂直速度V/S(m,k)来考虑各种中间交通(m,k)的垂直演化。
此后,根据第一实施例,在第五步骤312中,由DAL-计算机来计算和显示中间元素上的预测间距。这个步骤对应于第六基本功能FIM_FU(6)的执行。
根据该第一实施例,这涉及纵向的空域间距。对于每个交通(m,k),间距由以下方程来表示:
在相同水平面中,Spacing(m,k)=Traffic_Position(m,k)-Predicted_Position(k)
通过使用从被称为“FIM AIRCRAFT”的FIM飞行器开始的轴线,随着各种飞行器前进而增加位置值,间距的负值表示,当目标飞行器穿越中间元素Elt_int(k)时,目标飞行器将仍落后于ITP飞行器。
根据另一种替代方式,DAL-计算机使用由以下表达式定义的时间间隔:
Time_Spacing(m,k)=Traffic_Time(m,k)-Predicted_Time(k)
负值表示,目标飞行器在ITP飞行器之前已经通过3D交叉点(Predicted_Position(k),Alt_int(k))。
根据另一种替代方式,在ITP框架内,DAL-计算机根据以下表达式计算在纵向交叉时刻的高度间距的计算:
Alt_Spacing(m,k)=Alt_int(k)-Predicted_Alt(m,k)
负值表示目标飞行器已经通过ITP飞行器上方的2D交叉点(Predicted_Position(k))。
接下来,根据第一实施例,在第六步骤314中,“冲突检测”功能由DAL-外围计算机来实现。“冲突检测”功能使用以下算法:
If||Spacing(m,k)||<Tolerance_spacing then
Conflict detected=true
Else
Conflict detected=false
Endif
其中Tolerance_Spacing表示由DAL-管理的值,源于ATC的建议(例如,20NM,即在ITP操纵的穿越时刻两架飞行器之间为37km,以及FIM H操纵为20NM/30秒)。
根据另一种替代方式,Tolerance_Spacing的值将根据“间距”的符号而有所不同。事实上,优选的是在目标飞行器后方穿越。在严格正间距的情况下,较小的偏差是可能的。
根据另一种替代方式,根据类似的方程,根据时间标准或垂直间距标准来执行冲突检测。
在检测到冲突的情况下,也就是说,Conflict detected=true,在交叉操纵期间,至少一个飞行器具有非常小的间距。在这种情况下,根据第一实施例,由DAL-外围计算机来实现选择替代导航模式和/或元素的第七步骤316。对于选择另一种“导航元素”,例如,在垂直FIM操纵的情况下,这涉及较低的期望高度,或者在HTMB类型的水平FIM操纵的情况下,这涉及更远的“点合并的再加入点”。
根据第一实施例,第七步骤316旨在维护期望元素,并且命令DAL+核心计算机以根据不同制导模式来执行第三步骤308的计算。
在ITP类型的垂直FIM操纵的情况下,目标飞行器(m,k)在FIM飞行器前方穿越,方法302命令具有较大的产生的垂直速度的爬升/下降模式,使得飞行器(m,k)在前方通过足够远。
ο在替代方式中,方法302命令具有较低的产生的垂直速度的模式,使得飞行器(m,k)在后方通过足够远(在偏差的意义上)。
ο在替代方式中,方法优先选择垂直制导模式,并且提出将期望高度降低到最接近无冲突飞行高度;飞行器然后分几个阶段爬升,稍后重复操纵以尝试重新达到期望高度。
在FIM H水平FIM操纵的情况下,如果目标飞行器(m,k)以很小的间距穿越FIM飞行器,那么方法302命令低纵向速度模式,使得飞行器(m,k)在前方通过足够远。
ο在替代方式中,方法提出更高的航向偏差以延长所产生的横向航迹。
这些考虑对于时间和高度间隔是有效的。
在没有检测到冲突的情况下,也就是说Conflict detected=false,根据第一实施例,执行操纵的第八步骤318由DAL+核心计算机来实现。在这种情况下,DAL+核心计算机接合朝向期望导航元素的Preferred_Guidance_Mode模式。由于这些是制导操纵,因此考虑到接合的关键性(由现有DAL-计算机的不好接合,存在高风险性),DAL+核心计算机(FMS或PA)实际上更合适。
操作人员(也就是说,飞行员)将会优选地在接合前进行验证。
通过创建具有两个不同开发等级计算机的系统,本发明可以最大限度地降低成本标准。
有利的是,由于在现有导航计算机中仅执行有严格要求的功能,因此可以对于响应时间来控制导航计算机的性能。
还可以保障任务计算机(CPU/RAM/ROM)的升级,以能够解决其他新功能。
本发明可以:
ο保证FIM功能的严格最低开发等级,同时最大限度地减少开发成本;
ο将人为因素整合到成本标准:熟悉、训练和故障管理(维修)的成本;
ο使两个计算机的升级分离,并且提高可维护性:该方法允许部署在时间上错开的各种功能,而没有危害系统的关键结构元素,即“DAL+”计算机;
ο充分利用在“DAL+”计算机中开始出现的开放式构架概念,例如FMS。

Claims (19)

1.一种在功能上和物理上整合新导航服务的方法,所述新导航服务待被整合到航空电子机载系统中,所述航空电子机载系统包括:
DAL+数字核心计算机(4),其具有第一关键性等级DAL+,整合到外围计算机(6,8,10)以及具有低于或等于第一关键性等级DAL+的第二安全关键性等级DAL-的数据库的最初构架中,并且通过托管第一多个通用开放式服务Serv_DAL+(j)来作为服务器,以及
DAL-外围计算机(6),其用于管理待整合的新服务,所述DAL-外围计算机(6)具有低于或等于第一关键性等级DAL+的第二关键性等级DAL-,通过利用通信网络而将服务请求调度到最初构架的DAL+数字核心计算机(4)和/或外围计算机(8,10)和数据库;
其特征在于,所述在功能上和物理上整合新服务的方法包括以下步骤:
-在功能上将新服务分解成第二多个基本功能FU(i)(108;208);
-根据第二多个基本功能FU(i),确定可以部分地或全部地由至少一个通用开放式服务来执行的基本功能的第一列表(110;210)以及对于每个基本功能确定通用开放式服务的第一子列表;
-在可能的分布中确定在机载航空电子系统(2)内基本功能FU(i)的最佳功能和物理分布(112;212),以最大限度地减少全局成本标准CG,全局成本标准CG取决于多个参数,至少包括整合在DAL+数字核心计算机内的基本功能的额外开发成本,并且在整体上确保飞行器的DAL等级;以及
-根据在机载航空电子系统内确定的最佳功能和物理分布,通过实际上实施基本功能及其调度来实现新导航服务的整合(114;214)。
2.根据权利要求1所述的在功能上和物理上整合新导航服务的方法,其中:
-在可能的分布内,确定在机载航空电子系统(2)内基本功能FU(i)的最佳功能和物理分布(112;212)以最大限度地减少第一全局成本标准CG1,其仅考虑整合在DAL+数字核心计算机内的基本功能的额外开发成本;以及
-根据在机载航空电子系统内确定的最佳功能和物理分布,通过使用第一标准CG1而实际上实施基本功能及其调度,从而实现新导航服务的整合(114;214)。
3.根据权利要求1所述的在功能上和物理上整合新导航服务的方法,其中,
-在可能的分布内,确定在机载航空电子系统内基本功能FU(i)的最佳功能和物理分布(112;212),以最大限度地减少第二全局成本标准CG2,第二全局成本标准CG2还考虑DAL+核心计算机和外围计算机之间的通信接口的开发成本、响应时间成本和维护成本,以最大限度地减少通信交换;以及
-根据在机载航空电子系统内确定的最佳功能和物理分布,通过使用第二标准CG2而实际上实施基本功能及其调度,从而实现新客户端导航服务的整合(114;214)。
4.根据权利要求1和3中任一项所述的在功能上和物理上整合新导航服务的方法,其中,
-在可能的分布内,确定在机载航空电子系统内基本功能FU(i)的最佳功能和物理分布(112;212),以最大限度地减少第三全局成本标准CG3,第三全局成本标准CG3还考虑DAL+核心计算机中低DAL等级的某些代码段的开发,以从维护和升级的角度最大限度地减少整体复杂性;以及
-根据在机载航空电子系统内确定的最佳功能和物理分布,通过使用第三标准CG3而实际上实施基本功能及其调度,从而实现新导航服务的整合(114;214)。
5.根据权利要求1和3-4中任一项所述的在功能上和物理上整合新导航服务的方法,其中,
-在可能的分布内,确定在机载航空电子系统内基本功能FU(i)的最佳功能和物理分布(112;212),以最大限度地减少第四全局成本标准CG4,第四全局成本标准CG4还考虑在DAL-等级的外围计算机中使用的DAL+等级代码库,以最大限度地减少DAL+核心计算机的资源使用;以及
-根据在机载航空电子系统内确定的最佳功能和物理分布,通过使用第四标准CG4而实际上实施基本功能及其调度,从而实现新导航服务的整合(114;214)。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的在功能上和物理上整合新导航服务的方法,进一步包括,在机载航空电子系统内已经确定的基本功能FU(i)的最佳功能和物理分布后执行的额外步骤,并且额外步骤在于,
通过仿真或模拟来验证和评估新导航服务的性能,和/或
验证在核心计算机和外围计算机中实现的初始服务的性能。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的在功能上和物理上整合新导航服务的方法,其中,
-新导航服务是在功能上和物理上整合到机载导航系统的飞行器之间相对间距操纵的FIM导航服务;以及
-FIM间距操纵特征在于,一系列基本功能FIM_FU(i);
-DAL+数字核心计算机托管服务Serv_DAL+(j),服务Serv_DAL+(j)根据指定的制导模式来计算时间预测,并且其用于实现组成间距操纵OPEN_FIM的部分基本功能;以及
-DAL+数字核心计算机连接到用于引航飞行器的计算机。
8.根据权利要求7所述的在功能上和物理上整合新导航服务的方法,其中,根据制导模式计算时间预测的通用服务Serv_DAL+(j)包括:
-第一服务Serv_DAL+(1),其用于时间整合,从而根据以下的垂直制导模式获得预测:
■利用固定推力和纵向速度设定点(CAS,TAS,MACH或GS)爬升;在传统术语中称为“Open Climb”模式;
■利用纵向速度设定点和垂直速度设定点(V/S)爬升;在传统术语中称为“CLIMB VS/SPEED”模式;
■利用纵向速度设定点和斜率设定点(FPA)爬升;在传统术语中称为“CLIMB FPA/SPEED”模式;
■下降模式(OPEN DES,VS,FPA,爬升模式的镜像);
根据以下的水平制导模式:
■获取和保持航向(航向模式),
■获取和保持航线(航迹或航线模式),
■FMS轨迹跟踪(LNAV横向导航模式),
■无线电波束跟踪(VOR,DME,LOC等),
■获取和保持横向滚转,
■获取和保持姿态,
■获取和保持垂直攻角,以及
-第二服务Serv_DAL+(2),其用于整合各种高度上和横向平面中的天气;
-第三服务Serv_DAL+(3),其用于选择特定配置作为输入;
-第四服务Serv_DAL+(4),其用于将Serv_DAL+(1)的制导设定点调度到飞行器的自动装置。
9.根据权利要求7-8中任一项所述的在功能上和物理上整合新导航服务的方法,其中,用于相对间距操纵的FIM航空电子方法包括以下基本功能:
■第一基本功能FIM_FU(1),其用于选择目标导航元素和中间元素;
■第二基本功能FIM_FU(2),其用于选择制导模式以再加入目标元素;
■第三基本功能FIM_FU(3),其用于计算给出在中间元素上FIM飞行器的运输的位置和时间的预测;
■第四基本功能FIM_FU(4),其用于在对应于运输时间的时刻预测参考飞机;
■第五基本功能FIM_FU(5),其用于选择要遵守的最小间距ITP;
■第六功能FIM_FU(6),其用于计算和显示在中间元素上FIM飞行器和参考飞行器之间的间距;
■第十基本功能FIM_FU(10),其用于执行垂直操纵。
10.根据权利要求9所述的在功能上和物理上整合新导航服务的方法,其中,用于相对间距操纵的FIM航空电子方法能够选择性地包括部分以下附加基本功能:
■第七基本功能FIM_FU(7),其用于检测冲突;
■第八基本功能FIM_FU(8),其用于提出改变制导模式;
■第九基本功能FIM_FU(9),其用于提出改变操纵(垂直或横向);
■第十一基本功能FIM_FU(11),其用于监测操纵期间的间距;
■第十二基本功能FIM_FU(12),其用于在各种轨迹元素处计算沿FIM区域的天气概况,以改进第四基本功能FIM_FU(4)的预测;
■第十三基本功能FIM_FU(13),其用于修改飞行器状态,所述飞行器状态用于计算第四基本功能FIM_FU(4)的预测。
11.根据结合权利要求2的权利要求9-10中任一项所述的在功能上和物理上整合新导航服务的方法,其中:
以下基本功能被分配给DAL+数字核心计算机并且在所述DAL+数字核心计算机中实现:
■FIM_FU(4),其对应用于需要各种中间元素的其服务Serv_DAL+(1);
■FIM_FU(10),其对应于用于所选的制导模式和所选的导航元素的服务Serv_DAL+(4);
同时,其余的基本功能被分配给DAL-外围计算机并且在所述DAL-外围计算机中实现。
12.根据结合权利要求3的权利要求9-10中任一项所述的在功能上和物理上整合新导航服务的方法,其中:
-基本功能FIM_FU(10),其对应于用于所选的制导模式和所选的导航元素的服务Serv_DAL+(4),FIM_FU(10)被分配给DAL+数字核心计算机并且在所述DAL+数字核心计算机中实现;并且
-基本功能FIM_FU(4),其功能上对应于需要各种中间元素的其服务Serv_DAL+(1),FIM_FU(4)被分配给DAL-外围计算机并且在所述DAL-外围计算机中实现。
13.根据结合权利要求2和3的权利要求9-10中任一项所述的在功能上和物理上整合新导航服务的方法,其中:
-基本功能FIM_FU(1),FIM_FU(2)和FIM_FU(10)被分配给DAL+数字核心计算机并且在所述DAL+数字核心计算机中实现,仅功能FIM_FU(10)对应于现有的用于所选的制导模式和所选的导航元素的通用服务Serv_DAL+(4)的使用;并且
-功能上对应于需要各种中间元素的其服务Serv_DAL+(1)的基本功能FIM_FU(4)被分配给DAL-外围计算机并且在所述DAL-外围计算机中实现。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的在功能上和物理上整合新导航服务的方法,其中,第一基本步骤FIM_FU(1)包括以下步骤:
-为垂直操纵选择期望的飞行高度,和/或
-选择操纵起始点特别作为横向操纵的合并点。
15.根据权利要求9-14中任一项所述的在功能上和物理上整合新导航服务的方法,其中,第二基本步骤FIM_FU(2)包括以下步骤:
-对垂直操纵选择垂直制导模式,并且对横向操纵选择横向制导模式,以及
-对垂直操纵选择中间高度,并且对横向操纵选择横向航路点。
16.根据权利要求9-15中任一项所述的在功能上和物理上整合新导航服务的方法,其中,第三基本功能FIM_FU(3)包括以下步骤:
-对于根据所选的垂直制导模式的中间高度,计算穿越时间T的预测,直到ITP操纵的期望高度;和/或
-对于根据所选的横向制导模式的中间位置,计算穿越时间T的预测,直到FIM H操纵的横向操纵结束。
17.根据权利要求9-16中任一项所述的在功能上和物理上整合新导航服务的方法,其中,第四基本功能FIM_FU(4)包括以下步骤:
-预测在中间元素处的交通,直到时刻T。
18.根据权利要求9-17中任一项所述的在功能上和物理上整合新导航服务的方法,其中,第六基本功能FIM_FU(6)包括以下步骤:
-计算在穿越预测和交通预测之间的关于位置的相对间距,以及
-在第五步骤FIM_FU(5)中比较所述相对间距与固定阈值。
19.一种航空电子机载系统,其配置为执行新导航服务并且在功能上和物理上整合新导航服务,所述航空电子机载系统包括:
DAL+数字核心计算机(4),具有第一关键性等级DAL+,整合到外围计算机(6,8,10)以及具有低于或等于第一关键性等级DAL+的第二安全关键性等级DAL-的数据库的最初构架中,并且通过托管第一多个通用开放式服务Serv_DAL+(j)来用作服务器,以及
DAL-外围计算机(6),其用于管理新导航服务,具有第二关键性等级DAL-,通过利用通信网络而将服务请求调度到最初构架的DAL+数字核心计算机(4)和/或外围计算机(8、10)和数据库来用作客户端,
新导航服务被分解成多个基本功能FU(i),所述FU(i)根据权利要求1-15中任一项所限定的整合方法确定的最佳分布方案而在物理上分布在DAL+数字核心计算机(4)和DAL-外围管理计算机(6)之间,
DAL-外围管理计算机(6),其配置为支持以下各项应用程序:
-MMI,整合MSI,
-CMU,
-TCAS,
-TAWS,
-EFB,
-平板电脑,
-交通计算机,
-专用通用分区,以及
DAL+数字核心计算机(4),其配置为支持以下各项应用程序:
-飞行管理系统FMS,
-自动驾驶仪(AP),
-结合FMS和PA功能的FMGS系统。
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