CN108073178A - 用于航空器的平台进近的标准化 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了用于航空器的平台进近的标准化。由计算机实施的、用于管理向平台的进近的方法(具体地，涉及由直升飞机实施的向海上平台的进近)包括接收初始参数，并确定具体的四个通过点(即IAF、IF、FAF和MAP)的步骤。飞行计划的点分别确定进近过程开始点、中间点、最后进近开始点和决断点；所述中间点对应于起始对准的结束以及捕捉最后进近轴线的开始，所述决断点用于终止进近或者启动复飞。不同的发展形式描述了所述方法可实现的不同类型的进近，下降轨迹和速度轨迹的管理，安全距离的管理以及操控指令显示的管理。描述了程序和系统的方面。

Description

用于航空器的平台进近的标准化
技术领域
本发明涉及航空器(特别是直升飞机)的飞行管理系统(FMS)的技术领域。
背景技术
被称为“离岸”的平台指的是开发油田的海上设施。这种平台需要特殊的进近，以使得航空器(例如直升飞机或无人机)能够降落。
待解决的技术问题尤其在于，要能够在四个维度上定义向这样的离岸平台的进近航线，并能够在所定义的航线上有效地引导航空器。必须通过严格遵守条例、把对准方位给予飞行员，并且将不同类型的进近的几何结构和管理标准化来安全地执行引导。
条例(例如FAA AC 90-80)描述了不同类型的进近(例如平行OFFSET OSIO/自动OSIO、DELTA 30OSIO、DELTA 10/30OSIO)。这些进近将航空器引导至决断点(MAP)，以手动操控结束并且在能见度足够时降落在平台上，或者启动复飞。根据OACI条例，进近由四个通过点定义，所述通过点的名称及定义被规范为：1)IAF，其代表起始进近定位点(InitialApproach Fix，进近过程的起始点)；2)IF，其代表中间进近定位点(Intermediateapproach Fix，航空器开始捕捉最后进近点的点)；3)FAF，其代表最后进近定位点(FinalApproach Fix，向跑道或停机坪最后进近的开始点)；以及4)MAP，其代表复飞点(MissedApproach Point，机组选择终止进近或者中断当前进近过程而启动复飞的决断点)。
建立航空器向平台进近(抵达停机坪或着陆区域)的飞行计划包括定义规定的四个通过点(IAF、IF、FAF和MAP)和一套参数，例如：着陆区的坐标、相对于海的最小安全高度、进场水平方向轴线或向平台的进场区、安全距离、用于管理“OFFSET”类型的进近的称为“OFFSET”的相对于进近轴线(在轴线左侧或右侧的)的水平方向偏移值，以及用于管理“Delta”类型的进近的角度偏差值“Delta”。
现有技术的公开具有缺陷。例如，根据现有技术的进近的开始并不系统性地从进近轴线开始。特别地，对于不同类型的进近(按照竖直方向轴线和水平方向轴线区分)的进近轨迹可能发散。例如，IAF有时可能在轴线上，但有时不在轴线上，在相同点的竖直方向轨迹可能不同。缺乏统一性造成开发和培训的成本增加，并且可能导致人为因素的问题。此外，条例仅描述了有限数量的进近。
专利文献包括数个文件，其教导是不够的。例如，文献US8442706没有提及通过点IF，而点IAF和FAF以OFFSET值而偏离。因此，这种进近与DELTA进近不同，并且没有解决使上述的不同类型的进近标准化的问题。文献US9189963描述了DELTA类型的进近，但没有描述OFFSET。另外，所提及的进近的开始与OFFSET类型的进近不同。
因此，需要使不同的平台进近的管理标准化的方法，所述平台例如海上离岸平台、高山降落场平台或存在障碍物的城市环境平台。
发明内容
本发明描述了一种由计算机实施的、用于管理不同类型的向平台进近(特别是海上平台，并例如由直升飞机实施)的方法。有利地，这种方法能够进行配置，并具体地可以允许由向平台的进场轴线对准而开始的4维(空间三维加上时间维度)引导。
这种方法可以包括这样的步骤，所述步骤在于定义配置、选择开始参数以及确定具体的四个通过点(即IAF、IF、FAF和MAP)。飞行计划的这些点分别确定了：与平台的进近轴线对准的进近过程的起始，开始捕捉最后进近点的中间进近点，开始最后下降的最后进近点以及决定实施降落或使航空器着陆或终止进近的点。
不同的发展形式在下文描述了讨论不同类型的进近的情形，下降轨迹和速度轨迹的管理，安全距离的管理以及操控指令显示的管理。描述了程序和系统的方面。
有利地，根据本发明的方法能够确保并标准化不同的(甚至全部的)平台(特别是海上离岸平台)进近的管理，并且能够相对于现有条例(例如AC90-80)有利地发展。
附图说明
借助后文的描述以及所附附图，本发明的其它特点和优点将变得显而易见，在附图中：
图1显示了根据本发明的实施方案确定的水平方向航线的示例(OFFSET/DELTA混合类型的进近)；
图2显示了根据本发明的实施方案确定的水平方向航线的示例(OFFSET类型的进近)；
图3显示了根据适用于所有类型的进近的本发明的实施方案确定的竖直方向航线的示例；
图4显示了根据适用于所有类型的进近的本发明的实施方案确定的速度曲线的示例；
图5显示了根据本发明的方法的步骤的示例；
图6示意性地显示了实施根据本发明的方法的实施方案的FMS类型的飞行管理系统的结构和功能。
具体实施方式
根据本发明的航空器可以由人操控和/或机器操控(例如自动操控、远程操控)。航空器可以是直升飞机。航空器还可以是遥控无人机。
根据本发明的平台可以是用于提取自然资源(天然气、石油)的海上设施，或高山降落场，亦或是位于城市环境(包括障碍物的)的着陆区域。平台通常是固定的，但在某些实施方案中，平台可以是活动的(例如，活动石油平台、航空母舰、海洋考察船或游船)。
本发明描述了一种实施在飞行管理系统中的对航空器向平台进近进行管理的方法，所述方法包括以下步骤：-接收初始参数，-根据所述初始参数确定进近航线，其至少包括四个通过点的坐标，其中：-通过点IAF，其对应于进近过程开始的点；-中间通过点IF，其对应于起始对准的结束以及捕捉最后进近点的开始；-通过点FAF，其对应于向着陆区域开始最后进近的点；以及通过点MAP，其对应于用于中断进近或启动复飞的决断点。
在发展形式中，所述初始参数由以下步骤确定：
-接收所述平台的着陆区域(称为H)的几何坐标；
-接收与通往所述着陆区域的进场轴线(路线)或称为“CRS”的进场角度区域相关的飞行参数；
-接收称为OFFSET的偏移值；
-接收称为DELTA的角度偏差值；
-接收称为D_map的与MAP的间距值；
-接收MAP前平飞的距离的值；
-接收FAF前平飞的距离的值；
-接收称为MSA的最小安全海拔高度值；
-接收称为MDA的用于开始最后进近的海拔高度值；
-接收称为MEA的过程的起始海拔高度的值。
在发展形式中，四个通过点IAF、IF、FAF、MAP的特征在于：-海拔高度为MEA的通过点IAF和IF位于始于着陆点H的轴线A上，并且由CRS路线定向；-如果所述OFFSET值为零，则海拔高度为MSA的通过点FAF(之前有稳定海拔高度的平飞段)在水平平面上在轴线A上与点IAF、点IF对准；否则以OFFSET值相对于轴线A偏移；并且-如果所述角度偏差值DELTA为零，则海拔高度为MDA的通过点MAP(之前有稳定海拔高度的平飞段)沿着轴线A的方向与通过点FAF对准；否则相对于轴线A角度偏离；所述通过点MAP与着陆区域H距离等于D_map。
在发展形式中，所述方法还包括涉及用图像显示通过点IAF、通过点IF、通过点FAF和通过点MAP的一个或更多个坐标的步骤。
在发展形式中，所述方法还包括涉及用图像显示航空器跟随4D航线的一个或更多个引导指令的步骤，所述航线包括通过点IAF、通过点IF、通过点FAF和通过点MAP。
在发展形式中，所述方法还包括涉及接收关于捕捉进近航线的条件的至少一个指示的步骤，从而能够计算称为TP的开始转向的点，以在对准进近轴线的同时捕捉IAF。
在发展形式中，所述方法还包括涉及在进近过程的不同通过点接收速度指令的步骤，从而能够管理要遵循的速度曲线；这些速度指令可以是空速或地速。
在发展形式中，所述方法还包括涉及接收关于所述平台的几何结构的安全距离DS的指示的步骤。
在发展形式中，通过点MAP与着陆区域H的距离等于由安全距离DS保护的距离D_map。
在发展形式中，所有能够自动创建4D进近航线的参数可以由配置表进行配置，所述配置表适用于每个集成者或每个实施者，某些参数还可以由飞行员进行调整(覆盖配置表中的默认值)。
在发展形式中，所有表示关于具体平台的特征的参数源于航空公司或计算机中搭载的运营商数据库(无法在航空器上修改)或用户数据库(能够在航空器上修改)。
在实施方案中，安全距离DS的值可以是常量(例如，圆的半径，或固定在1.1NM)。在实施方案中，该安全距离DS的值可以是可变的(根据着陆平台周围的障碍物区域的几何多边形)，甚至是可调整的(由预先确定的准则决定，或者根据局部环境参数动态计算，所述参数例如为海面情况、局部湍流、航道情况或附近的危险物等)。
距离DS可以是对称的(意为在着陆区域多边形周围都加上安全余量)。在实施方案中，安全距离DS可以是考虑多边形周围的安全距离余量的固定值，即，从而创建通过相似法变大的多边形。在实施方案中，安全距离DS可以是非常数的函数，例如“分段”常数函数，例如其数值取决于例如风力相对于平台的方向(逆风时距离小，顺风时距离大)。
在发展形式中，OFFSET偏移值和角度偏差值DELTA等于零，从而能够在进场轴线中创建传统的进近航线，同时利用该航线的参数化能力。
在通常情况下，飞行员选择非零的OFFSET和DELTA参数，这确定了进近的类型。在特殊情况下，飞行员可以选择“DELTA”类型或“OFFSET”类型的进近，这使两个值的其中一个为零。在特殊情况下，飞行员可以选择非零的DELTA和OFFSET参数值，其对应DELTA/OFFSET混合类型的进近。
本发明描述了一种计算机程序产品，所述计算机程序包括用于实现所述方法的一个或更多个步骤的代码指令，并且所述程序由计算机执行。
本发明描述一种用于实现所述方法的一个或更多个步骤的系统。所述系统特别地可以包括航空电子类型的飞行管理系统F.M.S。在实施方案中，所述平台可以是“离岸”类型的(海上)平台，所述航空器可以是直升飞机。在实施方案中，所述平台可以是活动的。
图1显示了根据OFFSET/DELTA混合进近的航空器向平台进近的水平方向航线(水平方向轨迹)的示例。
航空器100朝向目标平台199进近，所述目标平台199包括着陆区域198。
进场路线CRS180指示朝向平台的水平方向进场轴线轴线A105，所述轴线例如相对于北方定向。
(考虑到平台的功能)着陆区域198可以与安全距离DS 197相关。在进场前，航空器100应当通过称为TP 101的转向点。转向点TP位于圆弧上，所述圆弧终点为通过点IAF(下文定义的)，并朝向外侧，半径等于航空器(例如直升飞机、无人机)用于进近操作的标称转向能力。
通过点IAF 110(IAF为起始进近定位点，Initial Approach Fix)其对应于进近过程的开始点。通过点IF 120(IF为中间进近定位点，Intermediate approach Fix)其对应于航空器开始捕捉朝向FAF的最后进近轴线的开始点，所述最后进近轴线相对于最初进近轴线偏离OFFSET170的值(称为“OFFSET”类型的进近)。通过点FAF 130(FAF为最后进近定位点，Final Approach Fix)，其对应于开始最后进近的点。通过点MAP 140(MAP为复飞点，Missed Approach Point)，其对应于机组选择终止进近或者启动复飞的决断点，该点根据OFFSET和DELTA参数的值而设置，并且与着陆区域198的距离为D_MAP 145。
点P_Delta 135对应于(例如在“Delta”类型的进近中)航空器开始消除值为Delta132的角度偏差的点。该点与着陆区域198的距离为D_Eloi 133。
在平台周围吹动的风以风向量160的形式表示。
图2显示了根据本发明的实施方案确定的水平方向航线的示例(OFFSET进近)，为图1的混合进近的特殊情况，其中，DELTA 132的值为零。
在该示例中，通过点IAF 110和通过点IF 120与轴线A对准。通过点FAF 130和通过点MAP 140与以OFFSET170偏离的轴线对准。
图3显示了适用于所有类型进近(DELTA、OFFSET、混合)的平台进近的航空器的竖直方向航线的示例。该图显示了数个最小距离或海拔高度，特别是：
-与通过点IAF 120相关的最后巡航海拔高度MEA 300；
-与通过点FAF 140相关的最小安全海拔高度MSA 302；
-相对于海的最低决断海拔高度MDA 304(MDA为最低下降海拔高度，也称为MDH，为最低下降高度)。
在实施方案的变体中，海拔高度MSA和海拔高度MEA可以一致。
竖直方向的点LOP_FAF 326呈现的“FAF前的平飞段”(Level off before FAF)对应于在通过点FAF 130前的短距离平飞段，所述距离为D_LOP_FAF 327(在最后进近之前使航空器稳定速度和海拔高度)。
由点DLOP_MAP 336呈现的“MAP前的平飞段”(Level off before MAP)对应于在通过点MAP 140前的短距离平飞段，所述距离为D_LOP_MAP 337(视觉获取的航段，以决断是否继续进近)。
距离和海拔高度的数值(以“海里”NM为单位)作为参考给出，并且能够进行配置。
图4显示了适用于所有类型进近(DELTA、OFFSET、混合)的平台进近的航空器的速度曲线的示例。
该图示出了在每个通过点应遵守的速度(称为IAS的空速或称为GS的地速)的限制：在IAF的VIAF(IAS 410、GS 411)，在IF的VINT(IAS 420、GS 421)，在FAF的VAPP(IAS430、GS 431)，在MAP前平飞段的VMAP(IAS 435、GS 436)，在MAP的VATT(IAS 440、GS 441)。
在未示出的实施方案的变体中(之前描述的具有预先对准的OFFSET类型的进近的实施方案的变体)，在D_Eloi的DELTA的值为零。通过点IF、FAF和MAP在与轴线IAF-H以OFFSET值偏离的轴线上对准。通过点IAF和IF在同一海拔高度MEA，且通过点FAF的海拔高度为MSA。通过点MAP的海拔高度为MDA。
在未示出的实施方案的变体(“在轴上进近”类型)中，OFFSET的偏移值为零，DELTA为零，并且距离D_map为零。通过点IAF、IF、FAF和MAP水平方向对准轴线IAF-H。通过点IAF和IF在同一海拔高度MEA，并且通过点FAF的海拔高度为MSA。通过点MAP的海拔高度为MDA。
图5显示了根据本发明的方法的步骤的示例。
该方法可以包括以下步骤的一个或更多个：
在步骤510中，选择(例如离岸的)平台(例如由飞行员选择，和/或在无人机的情况下根据预先定义的规则由机器选择)。随后进入所选的平台本身的数据库，并且应请求而通信信息。在某些情况下，该数据库可以类似于符合AEEC ARINC 424标准的导航数据库。这样的数据库包括例如平台的坐标(例如停机坪或着陆区域的纬度、经度、海拔高度)。可选地，数据库可以包括、定义、确定或通信“平台多边形”，其表示：平台的形状(障碍区域)、称为“DS”的安全距离的值D_Eloi、默认的进场路线(180)或区域、默认角度Delta(132)(以及左/右方向)、默认OFFSET值(170)(以及左/右方向)、巡航结束海拔高度MEA(300)、最小安全海拔高度MSA(302)以及其它可能对飞行员有用的参数(平台名称、识别码、通信频率……)
这些信息也可以通过外部通信接收。通信方式可以不同(认证、访问权、密码等等)。特别地，可以使用数字数据连接。可以涉及航空导航控制中心，以及航空公司等等。
在步骤511中，确定进近类型以及用于引导进近的特性。
接收停机坪H(198)、进场路线或进场区、OFFSET、Delta坐标的参数。
以下描述中间步骤的示例。
在步骤5111中，确定向平台的进场轴线“轴线A”(105)。通常该轴线是从停机坪H起始的半无限的射线，相对于北方以“进场路线”的值定向。在实施方案中，射线自动指向进场区(平台的特征)内部，使得尽可能地面对风向。在实施方案的变体中，射线通过机组的手动输入而定向，或在接收通过数字数据连接接收的指令后定向。在实施方案的变体中，射线以数据库中的默认值定向。
在步骤5112中，确定OFFSET的方向。在实施方案中，OFFSET(数值和方向)根据描述着陆区域周围的障碍区域和/或安全距离的信息而自动确定。在实施方案的变体中，OFFSET的方向由机组手动输入，或在接收通过数字数据连接接收的指令后输入。在实施方案的变体中，OFFSET的方向是数据库中的默认值。
在步骤5113中，确定角度偏差Delta的方向和数值。在实施方案中，根据描述着陆区域周围的障碍物区域和/或安全距离的信息而自动计算。在实施方案的变体中，DELTA的方向和数值由机组手动输入，或在接收通过数字数据连接接收的指令后输入。在实施方案的变体中，使用数据库中的默认值。
在步骤5114中，确定进近的类型。
-如果OFFSET不为零，且Delta＝0，那么
-进近类型＝“OFFSET进近”
-否则，如果OFFSET＝0且Delta非零，
-进近类型＝“Delta进近”
-否则，如果OFFSET和Delta非零，
-进近类型＝“OFFSET/Delta混合进近”。该类型的进近为本发明所允许的附加能力。
-否则(OFFSET＝0且Delta＝0的情形)
-进近类型＝“在轴上进近”。该类型的进近对应于传统的RNAV进近，其实际上仅具有FAF；自动确定IF和IAF是本发明所允许的附加能力。
在步骤520中，接收可能影响平台进近的关于外部环境的数据。例如，整体的(在区域中)和/或局部的(风速测定的)气象条件(风160的方向和风力)可以测量并通信至航空器，飞行情况(日/夜)可用于确定安全余量。
在实施方案中，在步骤520确定参数，以补充在步骤510中接收的参数。
以下描述中间步骤的示例。
在步骤5201中，根据飞行条件(日/夜)、安全距离DS、所期望的最小间距D_Eloi133和D_Map 145而确定MDH 304(或等效的MDA)的值。在实施方案中，这些值是由平台数据库提供的值。在实施方案的变体中，这些值是手动输入的值。在实施方案的变体中，这些值是默认值。在实施方案的变体中，安全距离DS将基于在之前步骤中提供的平台多边形、根据平台的几何结构而计算。
在步骤5202中，确定安全“边界”(在现有技术中不存在该参数)。在实施方案中，所述边界等同于表示障碍区域199的“平台多边形”，加上安全余量；关于着陆区域198的安全距离DS因此根据在进场轴线上与边界的距离加上安全余量而估计。在变体中，边界等同于以H为圆心、半径为DS的圆。
在步骤5203中，确定进近的起始。该步骤初始化对应于进近起始(即在巡航阶段/进近前的下降阶段的末尾)的参数。在优选的实施方案中，该阶段由导航计算机给出的进近过程的起始海拔高度和速度(MEA 300、VIAF 410/411)而定义。在实施方案的变体中，海拔高度和速度可以由飞行员手动输入，或例如通过数据连接的系统接收。
在步骤5204中，确定其它的中间海拔高度和速度参数，例如在FAF的海拔高度值(MSA 303)和用于开始最后进近的速度(VAPP 430/431)。在实施方案中，海拔高度和速度可以由飞行员手动定义，或通过例如数据连接的第三方系统接收。
在步骤530中，确定条例规定的四个通过点MAP、FAF、IF和IAF的位置(水平方向和竖直方向)和速度。有利地，确定这四个通过点使得可以保证所有可能类型的进近的管理。
以下描述该确定的中间步骤的细节和示例。
在步骤5301中，MAP的值确定如下：
MAP＝func_1(H，路线，OFFSET，D_map，D_Eloi，Delta)
为了计算角度偏差P_DELTA 135：P_DELTA位于轴线上(可能沿着离进近轴线105OFFSET170的值的平行轴线而偏离)，与停机坪198距离D_Eloi 133。
-如果进近类型＝“OFFSET”或“在轴上”，MAP与H距离D_map＝max(DS，Default_D_map)，所述Default_D_MAP为固定数值(例如0.25NM)。
-如果进近类型＝“Delta”或“OFFSET/delta混合”，MAP位于从P_DELTA起始的射线上，与进近路线角度偏差值为DELTA 132，在进近轴线上投影距离为D_Map。
-对于所有进近，MAP的海拔高度等于MDA。
在步骤5302中，IAF的值确定如下：
IAF＝func4(H，CRS，D_Eloi，conf data)，Alt_IF＝MEA
点IAF位于从着陆区域198出发的轴线上，所述轴线指向“路线”CRS 180。IAF的海拔高度等于MEA。
在实施方案中，点IAF位于离停机坪一定的距离处，该距离例如根据由配置表给出的参数(“conf data”)或数据库给出的参数(例如图3上的9NM)而给定或预先定义，或位于离之后的通过点IF给定的距离处(例如图3上的2NM)。在实施方案的变体中，距离可以由机组通过人机接口HMI确定。在实施方案的变体中，可以相对于点P_Delta而“反推”计算该距离，例如根据海拔高度MEA、MSA与MDA间需要降低的海拔高度而计算(例如根据由配置表、数据库和/或机组，甚至由数字数据连接接收的参数所确定的一个或更多个下降斜率，以及根据在海拔高度MEA的最短平飞长度)。
在步骤5303中，FAF的值确定如下：
FAF＝func_2(H，CRS，D_Eloi，OFFSET，Conf data)
如果“OFFSET”值为零，则通过点FAF对准轴线A 105，否则相对于该轴线偏离“OFFSET”值。海拔高度值(FAF)等于MSA。
在实施方案中，通过点FAF位于离停机坪一定的距离处，该距离例如根据由配置表给出的参数(“conf data”)或数据库给出的参数(例如图3上的5NM)而给定或预先定义。在实施方案中，该距离可以由机组通过人机接口HMI输入和/或相对于点Delta而“反推”计算，例如根据海拔高度MSA与MDA间需要降低的海拔高度而计算(具体计算方法可以与之前通过点IAF的情况相似，即根据由配置表或数据库和/或机组确定的和/或通过利用数字数据连接接收的参数所确定的下降斜率计算，可以涉及第三方系统例如航空控制、雷达装置、风的局部测量等)。
在步骤5304中，IF的值确定如下：
IF＝func_3(FAF，CRS，OFFSET，conf data)，Alt_IF＝MEA，在IF与FAF间选择“急降接平飞”或CDA竖直方向引导模式。
在称为“基本”的实施方案中，点IF总是对准轴线A 105。在称为“预先对准”的实施方案中，如果“OFFSET”值非零，那么点IF相对于该轴线偏离“OFFSET”值。
IF的海拔高度等于MEA。
点IF位于离停机坪给定的距离处，该距离例如根据由配置表给出的参数(“confdata”)或数据库给出的参数(例如图3上的7NM)而给定，或位于离之后的通过点FAF给定的距离处(例如图3上的2NM)。在变体中，该距离可以由机组通过HMI输入，或相对于点Delta，根据由配置表“conf data”、数据库、机组确定的或由数字数据连接接收的参数所确定的1个或2个下降斜率，以海拔高度MEA、MSA与MDA间需要降低的海拔高度而反推计算。
在步骤540中，确定水平方向和竖直方向航线。
在实施方案中，点IAF、IF、FAF、P_DELTA和MAP由TF(定位点间的路径)类型的“航段”(飞行计划航段)连接，即大圆航线，并且从转向点TP开始进行向通过点IAF的进场。
水平方向航线由连接飞行计划的不同点的圆弧和大圆航线直线航段构成。
竖直方向航线由连接位于计算出的海拔高度的点IAF、IF、FAF与MAP的竖直方向直线航段构成：
a)IAF与IF间的平飞段，其海拔高度为MEA，通过速度从VIAF至VINT。在优选的实施方案中，尽可能迟地实施减速，使得在IF时恰好变为速度VINT。在变体中，减速在VIAF与VINT间以持续的方式实施(均匀减速)。在变体中，减速(从IAF开始)尽可能早地实施。
b)IF与FAF间的下降航段，海拔高度从MEA变为MSA(若海拔高度(MEA)＝海拔高度(MSA)，则保持平飞)，从VINT减速至VAPP。
·在实施方案中，下降类型为“CDA”(连续下降进近)，即在海拔高度上连接2点间的唯一直线航段，在实施方案的变体中，下降在点FAF稍前(例如在D_LOP_FAF等于配置参数的0.25NM处)的点LOP_FAF 326结束，从而保证在FAF前的期望的稳定平飞段(FAF前的平飞段)。
·在变体中，下降类型为“急降接平飞”，即从IF开始以大于CDA的斜率值下降，达到海拔高度MSA，随后以海拔高度MSA平飞直到点FAF。
·在变体中，下降类型为“平飞接急降”，即从IF开始以海拔高度MEA平飞，随后以大于CDA的斜率值下降，使得到达点FAF时海拔高度为MSA。
·关于速度，减速可以如同步骤a)一样，尽可能迟地实施(优选方案)，持续实施，或尽可能早地实施(变体)。
c)FAF与MAP间的下降航段，海拔高度从MSA变为MDA(若海拔高度(MSA)＝海拔高度(MDA)，则保持平飞)，从VAPP减速至VATT。
·在实施方案中，下降类型为“CDA”(连续下降进近)，即连接2点间的唯一直线航段，
·在实施方案的变体中，下降在点MAP稍前(例如在D_LOP_MAP等于配置参数的0.25NM处)的点LOP_MAP结束，从而保证在MAP前的期望的稳定平飞段(MAP前的平飞段)。
·关于速度，减速可以如同步骤a)一样，尽可能迟地实施(优选方案)，持续实施，或尽可能早地实施(变体)。
·减速分2次实施，在FAF与平飞起始的LOP_MAP两点间从VAPP减速至VMAP。在LOP_MAP与MAP两点间从VMAP减速至VATT。
在步骤550中，航线参数显示给飞行员(例如，在直升飞机的驾驶舱中局部显示，或在无人机的操控仪器中显示)。在局部显示的情况下，飞行计划点(即通过点)的列表在MCDU或FMD类型的屏幕上显示。在实施方案中，进近(包括TP、IAF、IF、FAF、P_DELTA、MAP的飞行计划)、水平方向航线以及着陆区域H显示在“导航显示”或“数字地图显示”类型的屏幕上。可选地，竖直方向航线显示在竖直方向显示(VD)类型的屏幕上。可选地，由水平方向航线和竖直方向航线合并而成的3D航线显示在ND 2.5D、PFD 2.5D或HUD类型的2.5D屏幕(例如准直屏幕)上。在实施方案中，飞行参数显示在3D屏幕或全息屏幕上，或者以扩增实境和/或虚拟现实投影。
在步骤550中，确定引导指令。在实施方案中，在水平平面(例如在点TP和/或IAF与点MAP之间)上的引导是自动的。在实施方案的变体中，在水平方向引导之上，在同样的这些点间实施竖直平面和速度的自动引导。
下文描述实施方案的变体。这些变体是可选的。
在某些实施方案中，飞行员可以在多个建议的进近(例如在OFFSET进近与DELTA进近中)中选择一种进近。根据本发明的方法随之因此确定与“OFFSET”和“Delta”相关的参数。如果所选进近为OFFSET类型，那么DELTA等于0。如果所选进近为Delta类型，那么OFFSET值等于0。
在某些实施方案中，通过点IAF的坐标在TP位置确定并显示，也就是说，位于进近轴线外侧的圆弧上。
图6示意性地显示了F.M.S.类型的飞行管理系统的结构和功能，所述飞行管理系统实施根据本发明的方法的实施方案。
本发明可以整合入FMS类型的航空电子计算机(或计算机的FM功能)中。本发明也可以由自动驾驶(PA)、EFB装置、平板电脑等处理。
图6显示了设置有在ARINC 702规范中描述的以下功能的FMS600。其通常保证了全部或部分以下功能：i)导航LOCNAV 670，其用于根据地理定位方式(GPS、GALILEO、VHF电台航标、惯性导航仪、DOPPLER导航……)而实施航空器的最佳定位；ii)飞行计划FPLN610，其用于获取要航行的路线的轮廓的地理要素(起飞和进场过程、经过点(航路点)、航线)；iii)导航数据库NAVDB 630，其用于从库中包括的数据构建地理路线和过程(机场/直升机坪、路线点、航标、拦截或海拔高度航段……)；iv)性能数据库PERF DB 650，其包括装置的空气动力学参数和引擎参数；v)配置表CONFDB 660，其能够根据操作使用情况而配置FMS的功能；vi)水平方向航线TRAJ 620：其能够按照航空器性能和限制约束(RNP)而通过飞行计划点计算连续的航线；vii)预测器PRED 640：其用于沿着水平方向航线而构建最佳的竖直方向航线；viii)引导GUID 600，其用于在航空器的3D航线中在水平平面和竖直平面上进行导航，同时管理航空器速度(4D)；ix)数字数据连接DATALINK 680，其用于与控制中心和其它航空器通信。
通过由飞行员定义的飞行计划(称为“航路点”的通过点的列表)，根据通过点间的几何结构(通常称为LEG)和/或海拔高度和速度情况(用于计算转向半径)而计算水平方向航线。基于水平方向航线，FMS优化竖直方向航线(包括海拔高度和速度)，并考虑到可能的海拔高度、速度、时间的限制。
在航空器处于“受控模式”(即由FMS)引导时，在向目的地下降过程中，系统应当确定参考航段，以服从竖直方向引导。
根据本发明的方法可以在“FPLN”类型的组件中实施，以基于导航数据库NAVDB中存在的参数(平台特性、进场区域、安全距离……)以及CONFDB 660中的配置参数“confdata”等建立点AIF、IF、FAF、P_DELTA、MAP，从而建立进近航线。MDH、进近轴线A、OFFSET值或Delta值(默认)可以在NAVDB或CONFDB中初始化，或者由FPLN组件或TRAJPRED组件计算(因为对于其中的某些情况，取决于由LOC提供的风或能见度情况)。所有参数也可以通过人机接口(HMI)由机组手动输入，或通过数字数据连接(AOC、ATC中心)由操纵者接收。根据进近的航路点的列表的水平方向航线由组件TRAJ负责，而竖直方向航线通常由组件PRED计算。水平方向和竖直方向的引导由组件GUID负责，或可以由自动驾驶直接实施。机组在人机接口(HMI)上使其进近可见。
本发明能够根据硬件元素和/或程序实施。本发明可以设置为可由计算机读取的介质上的计算机程序产品。介质可以是电子的、磁性的、光学的、或电磁的。
在实施方案中，所述方法由计算机实施。
在实施方案中，用于实施本发明的系统包括可由计算机读取的储存介质(RAM、ROM、闪存或其它存储技术，例如磁盘介质或其它计算机可读取的非易失性储存介质)，编入计算机程序(即多个可执行指令)，所述计算机程序在一个或更多个处理器上执行时，实施上述的实施方案的功能。作为适于实施本发明的硬件结构，装置可以包括：通信总线，其连接至中央处理单元或微处理器(CPU)，所述处理器可以是“多核”或“众核”的；只读存储器(ROM)，其可以容纳实施本发明所必需的程序；可读写存储器(RAM)，其包括适于记录在前述程序执行期间创建和修改的变量和参数的寄存器；以及通信接口或E/S(I/O)，其适于发送和接收数据。
在本发明植入可编程计算装置(例如FPGA电路)的情况下，相应的程序(即指令序列)可以储存在可移动的或不可移动的、易失性的或非易失性的储存介质中(例如SD卡或例如硬盘(如SSD)的大容量储存器)，所述储存介质部分地或全部地可由计算机或处理器读取。可由计算机读取的介质可以是可运输的、可通信的、移动的或可传递的(即通过2G、3G、4G电信网络，Wifi，BLE，光纤等)。
执行时实施以上描述的任一功能的计算机程序，并不仅限于在计算机主机上执行的应用程序。相反，术语“计算机程序”和“程序”在本文中用于通常的意义，以涉及所有类型的信息代码(例如，应用程序、微程序、微代码、或其它任何形式的计算机指令，例如网络服务、SOA或经由编程接口API)，其可以用于编程一个或更多个处理器从而实施本文描述的技术方面。特别地，信息手段或资源可以是分布式的(“云计算”)，甚至可以具有或根据点对点技术和/或模拟技术。程序代码可以在任何合适的处理器(例如微处理器)、处理器核心、处理器组上执行，无论其设置在单一计算装置内，或分布在多个计算装置内(甚至例如在装置网络中可访问的装置)。可以使用加密技术(密码处理器、甚至生物识别认证、密码、智能卡等)。
显示装置可以包括或实现一个或更多个复杂装置，例如虚拟显示头盔和/或扩增实境眼镜(例如“头戴显示器”、“可穿戴计算机”、“眼镜”或显示头盔)和/或投影装置(例如全息装置)。由飞行员佩戴的虚拟现实头盔可以是不透明的、半透明的或透明度可调整的。显示可以是“平视显示”的。头盔可以包括一个或更多个装置，其用于计算、通信、发送/接收音频、发送和/或接收视频(例如用于以相似的方法从航空器的驾驶舱或驾驶室中获取或“抓取”公开的数据)。直升飞机的驾驶舱同样可以包括声音指令装置。所安装的设备可以有利地使得飞行员能够将其飞行计划或航线(特别是根据本发明的不同通过点)以3D的形式可视化。例如，飞行员可以通过例如在现实环境上叠加的方式使目标平台的不同进近、在不同进近仍可能时的航线连接(从一种进近至另一种进近)可视化。可以通过几何包络(锥形、多面体、虚拟墙、虚拟走廊等)而可视化安全距离，以及局部参数(例如风速，所述风速由局部风或湍流的激光风速测定法实时测量，或由这些的数字模拟得出)。
最后，整合于用于实施本发明的系统中的触觉反馈装置可以充实引导/操控(在有效经过通过点时的特殊振动等)。
关于显示，信息可以显示在一个或更多个虚拟现实和/或扩增实境头盔上。信息因此可以是完全虚拟的(在个人头盔上显示)，完全现实的(例如在直升飞机的驾驶舱的现实环境中可使用的平面的表面上投影)，或两者的结合(一部分为与现实叠加或融合的虚拟显示，一部分为通过投影仪显示的现实显示)。显示的特征还在于场地的规则和预先定义的显示规则的应用。例如，人机接口(或信息)可以是在不同的虚拟屏幕或现实屏幕上“分布的”(分为不同的部分，甚至是部分冗余的，而后重组)。
在某些实施方案中，本方法的不同步骤可以完全地或部分地实施在FMS上，和/或一个或更多个EFB(电子飞行包)上，和/或航空公司或任务公司的平板电脑和/或计算机上。

Claims (15)

1.一种在飞行管理系统(600)中实施的航空器(100)向平台(199)进近的管理方法，所述方法包括以下步骤：
-接收初始参数，
-根据所述初始参数确定进近航线，所述进近航线至少包括四个通过点的坐标，其中：
-通过点IAF(110)，其对应于进近过程开始的点；
-通过点IF(120)，其对应于航空器开始捕捉最后进近轴线(105)的点；
-通过点FAF(130)，其对应于开始最后进近的点；
-通过点MAP(140)，其对应于用于终止进近或开始复飞的决断点。
2.根据权利要求1所述的在飞行管理系统(600)中实施的航空器(100)向平台(199)进近的管理方法，其中，所述初始参数由以下步骤确定：
-接收所述平台(199)的着陆区域H(198)的几何坐标；
-接收通往所述着陆区域(198)的称为进场路线(180)的路线的相关飞行参数；
-接收称为OFFSET(170)的偏移值；
-接收称为DELTA(135)的角度偏差值；
-接收称为D_Eloi(133)的间距值；
-接收称为MDA(304)的最小决断海拔高度的指示；
-接收称为MSA(302)的最小安全海拔高度的指示；
-接收称为MEA(300)的过程起始海拔高度的指示；
-接收称为VIAF(410/411)的初始速度限制的指示；
-接收称为VINF(420/421)的中间速度限制的指示；
-接收称为VAPP(430/431)的进近速度限制的指示；
-接收称为VMAP(435/436)的获取能见度的速度限制的指示；
-接收称为VATT(440/441)的降落速度限制的指示。
3.根据权利要求1所述的在飞行管理系统(600)中实施的航空器(100)向平台(199)进近的管理方法，其中，四个通过点IAF(110)、IF(120)、FAF(130)、MAP(140)的特征在于：
-通过点IAF(110)和通过点IF(120)海拔高度为MEA(300)，并且位于轴线A(105)上，所述轴线始于着陆区域H(198)，并且由路线CRS(180)定向；
-通过点FAF(130)海拔高度为MSA(302)；如果OFFSET(170)的值为零，则FAF(130)在水平平面上在轴线A(105)上与点IAF(110)、点IF(120)对准，否则以OFFSET(170)的值而相对于轴线A(105)偏离；并且
-通过点MAP(140)海拔高度为MDA(304)；如果所述角度偏差DELTA(132)的值为零，则MAP(140)沿着轴线A(105)的方向与通过点FAF(130)对准，否则相对于轴线A(105)角度偏离；所述通过点MAP(140)与着陆区域H(198)的距离等于D_map(145)。
4.根据权利要求1所述的在飞行管理系统(600)中实施的航空器(100)向平台(199)进近的管理方法，其还包括涉及用图像显示通过点IAF(110)、通过点IF(120)、通过点FAF(130)和通过点MAP(140)的一个或更多个坐标的步骤。
5.根据前述权利要求的任一项所述的在飞行管理系统(600)中实施的航空器(100)向平台(199)进近的管理方法，其还包括涉及用图像显示航空器用于跟随进近航线的一个或更多个引导指令的步骤，所述进近航线包括通过点IAF(110)、通过点IF(120)、通过点FAF(130)和通过点MAP(140)，并且遵循VIAF(410/411)、VINT(420/421)、VAPP(430/431)、VMAP(435/436)、以及VATT(440/441)的速度曲线。
6.根据前述权利要求的任一项所述的在飞行管理系统(600)中实施的航空器(100)向平台(199)进近的管理方法，其还包括涉及从点TP(100)开始计算捕捉进近过程的起始点IAF(110)的航线的步骤。
7.根据前述权利要求的任一项所述的在飞行管理系统(600)中实施的航空器(100)向平台(199)进近的管理方法，其还包括涉及接收关于初始OFFSET(170)的值的至少一个附加参数的可选的步骤，所述OFFSET(170)用于以OFFSET(170)的值水平方向上偏离中间点IF(120)。
8.根据权利要求1所述的在飞行管理系统(600)中实施的航空器(100)向平台(199)进近的管理方法，其还包括涉及接收关于所述平台的几何结构的安全距离DS(197)的指示的步骤。
9.根据权利要求8所述的在飞行管理系统(600)中实施的航空器(100)向平台(199)进近的管理方法，其中，通过点MAP(140)与着陆区域H(198)距离D_MAP(145)，D_MAP为安全距离DS(197)与默认距离Defauklt_D_Map之间的最大值。
10.根据权利要求8所述的在飞行管理系统(600)中实施的航空器(100)向平台(199)进近的管理方法，其中，所述安全距离DS(197)能够进行配置。
11.根据前述权利要求的任一项所述的在飞行管理系统(600)中实施的航空器(100)向平台(199)进近的管理方法，其中，OFFSET(170)的偏移值和角度偏差DELTA(132)的值等于零。
12.一种计算机程序产品，所述计算机程序包括代码指令，所述程序在计算机上执行时实现根据权利要求1至11的任一项所述的方法的步骤。
13.一种用于实施根据权利要求1至11的任一项所述的方法的步骤的系统，其包括航空电子类型的飞行管理系统。
14.根据权利要求13所述的系统，所述平台是离岸类型的平台，并且所述航空器是直升飞机。
15.根据权利要求13所述的系统，所述平台是活动的。
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