CN108140327A - 增加航空生命安全服务和数据链路的容量和安全性的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本文公开了一种用于管理航空安全关键服务或数据链路的方法，包括：接收质量测量数据，质量测量数据用于表示对飞机使用的航空安全关键服务或数据链路测量的质量参数；接收与质量测量数据相关联的四维位置，其中四维位置包括基于全球导航卫星系统计算并且与所测量的质量参数相关的三维空间位置和对应的时间；用相关联的四维位置标记质量测量数据；基于标记的质量测量数据和预定义的任务策略确定要执行的任务，该任务包括适配飞机使用的航空安全关键服务或适配分配给飞机使用的航空安全关键数据链路的资源，其中所述适配基于标记的质量测量数据；以及执行所确定的任务。

Description

增加航空生命安全服务和数据链路的容量和安全性的方法和 系统
技术领域
本发明一般地涉及航空生命安全(SoL)应用，尤其是涉及通过适配航空SoL服务和/或航空SoL数据链路的通信资源，来增加航空SoL通信的容量和安全性的方法和相关系统。
关于这个方面，重要的是要注意到，在该文件中，术语“生命安全”(及对应的首字母缩略词SoL)和“安全关键”是可互换使用的，与词语“应用”、“通信”、“服务”和“数据链路”相结合，是指航空应用/服务/通信/数据链路为：
由国际、地区或国家民航当局/组织/机构/协会(例如国际民航组织(ICAO),国际航空运输协会(IATA),EUROCONTROL(即欧洲航空安全组织),欧洲航空安全局(EASA),联邦航空管理局(FAA)等)定义的SoL、安全关键或飞行安全(SoF)；以及
基于专门指定的射频(RFs)或RF频带，例如在国际电信联盟(ITU)无线电规则中，指定了这种SoL、安全关键或SoF航空应用/服务/通信/数据链路。
关于这个方面，重要的是还要注意到，在本文件中，术语“飞机”是用于指与通用航空电子设备或商用航空电子设备相关的有人驾驶的飞机，根据目前向民用空域的介入策略，也指遥控驾驶的飞机和无人驾驶的飞机。
背景技术
众所周知，随着航空通信规程和技术的逐步发展，参与空中交通管理的实体之间的安全和有效的信息交换正变得越来越重要。
通常使用甚高频(VHF)和高频(HF)技术在地面站和飞机之间传送信息项目，现在逐渐被飞机通信寻址和报告系统(ACARS)和航空电信网络(ATN)取代，后者目前基于开放系统互连(OSI)协议并且被认为朝互联网协议组发展。
与地面和卫星技术的共存相关的问题和与视线约束相关的问题已被克服，在大多数情况下，假设基于配置文件的解决方案，利用分配给不同空域和飞行阶段的主要数据链路，还要考虑到通过通信服务提供商获得的不同的操作时机和不同的技术可用性以及成本影响。
一般地，当前的体系架构通过引入多个地面站中继转发起始地面站和飞机之间的信号来维持地面站和飞机之间的连续通信，因为后者沿着其飞行路线前进。这是一种相当静态的方法，其中根据预先规划好的路径来路由空中-地面通信，涉及预先定义的服务供应商和涉及整个ATM值链中的相关接入点，包括通信、导航和监视。
这种情况正在随着航空通信向着基于4D轨迹的操作(其中4D代表四维)和基于性能的操作(这方面可以参考例如单一欧洲天空ATM研究(SESAR)总体规划)的发展而改变。尤其是，与现代化的飞行规划和许可管理程序相并行，飞行员与控制器的交流将从用于SoL通信的多个空中-地面数字数据链路的可用性中受益，包括在符合ICAO和ITU管理的AMS(R)S频带中的地面和卫星技术(其中，众所周知，AMS(R)S代表航空移动-卫星(R)服务，(R)为路径飞行(route)的缩写)。在这个方面，值得回顾的是，根据ITU无线电规则的第IV部分-无线电台和系统-第1.36条，AMS(R)S被定义为“为与飞行安全性和规律性相关的通信保留的航空移动卫星服务，主要是沿国家或国际民航航线”。
在这种新的情况下，新的ATM端到端操作程序将导致利用特设的面向性能的通信服务和承载供应实现对动态情境的管理。
目前，提供了用于航空通信的技术的已知的示例：
EP 2 023 685 A1，其公开了一种用于在多个通信网络上路由飞机数据链路消息的方法。具体地，所述方法基于规定的准则为具有第一消息处理应用的飞机分配至少一个数据链路消息路由服务，该规定的准则包括多个通信网络中的优选网络；当第一优选通信网络变为可用时，该方法从分配的路由服务中选择第一消息路由并且在当该第一消息路由满足规定的准则时，在该第一消息路由上发送每一个数据链路消息；当规定准则根据飞机的多个飞行阶段改变时，该方法基于最新的规定准则重新分配至少一个数据链路消息路由以继续往返于飞机的数据链路消息传输。
EP 1 995 706 A2，其公开了一种用于主动寻找并生成实时的、经冲突检查的、操作上优选的飞行轨迹修订建议的系统和方法；具体地，该系统基于多个输入分析空中交通状况，并且所述系统包括：分析组件，该分析组件被配置为产生至少一个经冲突检查的、操作上优选的用于营运载运工具的飞行轨迹修订；以及通信组件，该通信组件被配置为传输所述至少一个经冲突检查的飞行轨迹修订；在一个实施例中，该系统与空域用户的操作中心(例如，航空公司运营中心)进行交互，以传输所述操作上优选的飞行轨迹修订，允许操作员决定是否执行，并向空中导航服务供应商请求相同的内容；
EP 2 109 087 A2，其公开了一种用于访问飞机的数据链路通信的方法；具体地，该方法包括为飞机通信提供一个预先选择的数据链路服务供应商，检测提供空中交通管制通信服务的数据链路服务供应商，并确定检测的数据链路服务供应商是否与预先选择的数据链路服务供应商相同；如果检测的数据链路服务供应商与预先选择的数据链路服务供应商不同，则与检测到的数据链路服务供应商建立用于ATC信息的通信链路，而与预先选择的数据链路服务供应商维持用于非ATC消息的通信链路；如果检测到的数据链路服务供应商与预先选择的数据链路服务供应商相同，则与预先选择的数据链路服务供应商维持用于ATC消息和非ATC消息两者的通信链路。
EP 2 667 363 A1，其公开了一种检测经过被管理空域的飞机之间的冲突，并策略性地解决所检测的冲突的方法。具体地，根据EP 2 667 363 A1的ATC装置，被布置为管理飞机正在飞行经过的空域，包括处理部件，被配置为接收用于描述飞机的预期飞行路径的飞机意图数据，以启动冲突检测程序，在该冲突检测程序中基于飞机意图为每个飞机计算用户优选的轨迹并确定是否会发生冲突，以启动冲突解决程序，在该冲突解决程序中计算冲突的飞机的飞行意图的修订以消除冲突，并将修订的飞行意图数据发送给飞机；
EP 2 889 579 A1，其公开了一种用于定义和预测飞机轨迹的系统和方法；具体地，该方法包括：获取飞机性能特征和大气数据两者的输入数据，并定义飞机轨迹必须服从的轨迹参数；此外，该方法还包括：定义飞机轨迹参数，获取多个大气预报合集，从大气预报合集中的每个大气预报计算预测轨迹，所述预测轨迹具有关于飞机轨迹的某个品质因数的相关信息，其中预测轨迹的合集是从每个大气预报合集获得的，预测轨迹的合集中的每个预测轨迹具有从大气预报合集中每个大气预报的概率导出的关联概率；
WO 2007/064733 A1，其公开了用于从使用一种ATC数据链路标准的一个ATC中心自动传送控制到使用不同的ATC数据链路标准的另一个ATC中心的系统和方法；具体地，在一个实施例中，该系统包括：接收机组件，被配置为通过主动连接从原始ATC中心接收至少一个新ATC中心的指定消息；标识符组件，被配置为从消息中确定新的ATC中心的数据链路标准；登录组件，使飞机登录到新的ATC中心；此外，该系统还包括：连接组件，建立与新的ATC中心的非活动连接；确认组件，确认所述非活动连接；和开关组件，结束活动连接并激活非活动连接；
US 2002/0133294 A1，其公开了一种向飞机提供协调的回避操纵命令以避免碰撞的方法和装置；更具体地，US 2002/0133294 A1公开了用于确定飞机位置的GPS系统，以及用于计算回避操纵、显示飞机跟踪信息、协调回避操纵与侵扰飞机，并向飞行员提供合成语音警告和命令的控制逻辑；
US 2006/0178141 A1，其公开了一种用于飞机的VHF通信的适应性控制的系统和方法；具体地，在一个实施例中，飞机的适应性通信系统具有通信处理器，其访问通信切换模型以选择一个优选的地面通信站；在另一个实施例中，飞机与地面站之间的通信方法包括：接收通信切换模型，当飞机沿飞行路线飞行时，确定飞机的飞行参数，以及基于所确定的飞行参数选择地面站；然后飞机与选择的地面站通信；在又一个实施例中，编制通信切换模型的方法包括从地面站接收信号并测量信号强度；基于测量的信号强度的值选择优选的地面站；
US 2009/0070123 A1，其公开了一种用于促进载运工具的4D导航的金融决策的方法；具体地，根据US 2009/0070123 A1，接收导航信息，确定载运工具的当前位置，检索与多个预先确定的位置中的至少一个预先确定的位置相关联的数据，估计表示所述至少一个预先确定的位置的至少一个预先确定的到达时间的所述载运工具的成本范围，该成本范围与导航信息的最小值和导航信息的最大值相关联，以及显示表示成本范围中至少一个成本的指示符；
US 2011/0133980 A1，其公开了一种用于集成ATC管理的系统和方法；具体地，在一个实施例中，系统包括：
-第一处理系统，包括用于实施控制器-飞行员数据链路通信(CPDLC)和飞机设施通知(AFN)系统的未来空中导航系统(FANS)应用，
-第二处理系统，包括用于实施保护模式CPDLC(PM-CPDLC)和情境管理(CM)系统的ATN应用，
-实现人机界面(HMI)的第三处理系统，被配置为提供对由FANS应用驱动的第一页面集合和由ATN应用驱动的第二页面集合的访问，以及
-从HMI访问的ATC管理器，其中，HMI被进一步配置为提供对由ATC管理器驱动的第三页面集合的访问，其中第三页面集合基于选定的ATC中心可选择地将HMI的用户导向第一页面集合或第二页面集合；
US 2014/0003335 A1，其涉及用于跨越多个数据链路进行信息传送的有状态无连接覆盖协议，具体地，描述了一种通过多个数据连接同时发送信息的不同的分段以减少信息到达目的地的整个传输时间的方法；更详细地，该方法包括呈现用于传输到目的地实体的信息内容，同时通过多个数据链路连接发送所述信息的不同分段；在目的地实体处接收来自于多个数据链路连接的信息的全部分段，并在目的地实体处将数据分段重新构建回信息内容中；以及
US 7,495,602 B2，其公开了一种通过公共ATC操作员接口使用多个数据链路标准进行通信的系统和方法；具体地，在一个实施例中，系统包括被配置为使用多个数据链路标准之一选择和建立与ATC中心的通信的组件；该系统进一步包括被配置为执行如下操作的组件：格式化至少一个下行链接页面以仅允许基于数据链路标准的一个或多个功能的适当的数据输入，并基于选择的数据链路标准对一个或多个输入的数据输入进行解码，以及将输入发送到ATC中心；在特定的实施例中，该系统进一步包括被配置为执行如下操作的组件：根据选择的数据链路标准的一个或多个消息文本约定，对在对应的上行链路页面上的文本消息中传输的每个解码的上行链路数据进行接收并显示。
发明内容
众所周知，所需要的通信性能(RCP)类型在各种飞行阶段建立了端到端的可操作的通信服务的所需要的目标性能，其中RCP是通信事务(transaction)时间、连续性、可用性和完整性的规定的值的集合。具体地，ICAO手册关于RCP部分的主题是监控和分析每个提供的端到端运营通信服务的实际性能，包括合规声明和执行。
在本文中，本发明的第一个目的是提供一种方法和相关系统，它们符合ATM路线图所针对的基于4D轨迹的和基于性能的模型，且允许对航空应用的性能进行适配和优化，例如通过数字空中-地面SoL数据链路提供的CPDLC和自动相关监视-合同(ADS-C)。
此外，本发明的第二个目的是提供一种允许增加航空SoL服务和数据链路的容量和安全性的方法和相关系统。
这些目的和其他目的通过本发明实现，因为其涉及由所附权利要求定义的方法和相关系统。
具体地，根据本发明的方法包括：
a)接收质量测量数据，该质量测量数据表示针对飞机所使用的航空安全关键服务或数据链路测量的质量参数；
b)接收与质量测量数据相关联的四维位置，其中所述四维位置包括三位空间位置和对应的时间，该三维空间位置和对应的时间是
-基于全球导航卫星系统计算的，并且
-与测量的质量参数有关的；
c)用相关联的四维位置标记质量测量数据；
d)基于标记的质量测量数据和预定义的任务策略确定待执行的任务，该任务包括适配
-飞机所使用的航空安全关键服务或
-分配给飞机所使用的航空安全关键数据链路的资源，
其中，所述适配基于所述标记的质量测量数据；以及
e)执行所确定的任务。
附图说明
为更好地理解本发明，现在将参考附图(未按比例)描述优选的实施例，该优选的实施例仅仅作为示例且并不解释为限制，其中：
图1示意性地示出利用本发明的航空端到端通信系统的示例；
图2示意性地示出了根据本发明的优选实施例的系统；
图3示意性地示出了由图2的系统的组件实现的逻辑的示例；以及
图4-7示意性地示出了基于本发明的所述优选实施例的系统的示例。
具体实施方式
提出以下阐述以使本领域技术人员能够制造和使用本发明。在未脱离所要求的本发明的范围的情况下，对实施例的各种修改将对本领域技术人员显而易见。因此，本发明并非意在限于所示出和所描述的实施例，而应赋予与在本文中公开的和在所附的权利要求中定义的原理和特征一致的最宽范围。
本发明涉及用于管理航空安全关键服务或数据链路的方法，该方法包括：
a)接收质量测量数据，该质量测量数据表示针对飞机所使用的航空安全关键服务或数据链路测量的质量参数；
b)接收与质量测量数据相关联的四维位置，其中所述四维位置包括三位空间位置和对应的时间，该三位空间位置和对应的时间是
-基于全球导航卫星系统计算的，并且
-与测量的质量参数有关的；
c)用相关联的四维位置标记质量测量数据；
d)基于标记的质量测量数据和预定义的任务策略确定待执行的任务，该任务包括适配
-飞机所使用的航空安全关键服务或者
-分配给飞机所使用的航空安全关键数据链路的资源，
其中，所述适配基于所述标记的质量测量数据；以及
e)执行所确定的任务。
优选地，该待执行的确定的任务包括：
·所述适配，或者
·传输与飞机所使用的航空安全关键服务或数据链路有关的飞机跟踪数据。
更优选地，该待执行的确定的任务包括：
·所述适配，或者
·所述传输，或者
·改变质量参数测量。
更加优选地，该待执行的确定的任务包括：
·所述适配，或者
·所述传输，或者
·所述改变质量参数测量，或者
·丢弃或忽略该标记的质量测量数据。
方便的是，该方法包括：
·由第一装置执行步骤a)、b)和c)；
·由第一装置识别标记的质量测量数据要被发送到的第二装置；
·将标记的质量测量数据从第一装置发送到所述第二装置；
·由所述第二装置检查标记的质量测量数据是否接收自相关联的且经认证的源；
·如果标记的质量测量数据不是接收自相关联的且经认证的源，则由所述第二装置将标记的质量测量数据丢弃；
·如果标记的质量测量数据接收自相关联的且经认证的源，则由所述第二装置基于预定义的任务策略来决定：
-由所述第二装置执行步骤d)，或者
-将标记的质量测量数据从所述第二装置转发到第三装置，进而责令后者执行所述步骤d)。
更方便的是，该第二装置：
·被耦接到
-存储关联和认证数据的第一数据库，和
-存储表示预定义的任务策略的数据的第二数据库；
·基于存储在第一数据库中的关联和认证数据，检查标记的质量测量数据是否接收自相关联的且经认证的源；以及
·基于存储在第二数据库中的数据，决定是否执行步骤d)或是否将标记的质量测量数据转发到第三装置。
更加方便的是，该待执行的确定的任务包括：
·所述适配，或者
·所述传输，或者
·所述改变质量参数测量，或者
·更新/修改存储在第一数据库中的关联和认证数据。
因此，鉴于以上，本发明涉及通过动态适配所使用的/所提供的航空SoL服务和/或所分配的使用的航空SoL数据链路的通信资源来增加航空SoL通信的容量和安全性的方法和相关系统。具体地，本发明可以被有利地用于有人驾驶和无人驾驶/遥控飞机。
为更好地理解本发明，图1示意性地示出了利用本发明的用于航空应用(例如CPDLC和ADS-C)的端到端通信系统(整体由100示出)的非限制性示例的功能架构。
具体地，如图1所示，该端到端通信系统100包括：
·分布式空中-地面SoL数据链路系统110；
·机载终端系统120，安装在飞机(图1中未示出)上，并被配置为通过机载通信网络130与分布式空中-地面SoL数据链路系统110通信；以及
·地面终端系统140，被配置为通过地面通信网络150与分布式空中-地面SoL数据链路系统110通信。
此外，该分布式空中-地面SoL数据链路系统110包括：
·机载SoL数据链路部分111(方便地包括多个飞机，该飞机包括配备有机载终端系统120的飞机)；
·星载SoL数据链路部分112(方便地包括一个或多个卫星)；
·地面SoL数据链路部分113(方便地包括多个包括有地面终端系统140的地面站)；以及
·分布式SoL数据链路处理部分114(方便地包括多个地面和/或机载和/或星载处理单元)。
具体地，分布式空中-地面SoL数据链路系统110接收航空SoL数据链路质量测量结果(图1中用110A表示的箭头)和与所述航空SoL数据链路质量测量结果(图1中用110B表示的箭头)相关联的4D(空间和时间)位置，即三维(3D)空间位置和相关联的时间，该三维(3D)空间位置和相关联的时间：
·由飞机(具体地，由包括配备有机载终端系统120的飞机的飞机的机载导航设备)基于从全球导航卫星系统(GNSS)接收的信号计算；以及
·指示在何时何地已由所述飞机执行了对航空SoL数据链路的质量测量(具体地，由包括机载终端系统120的所述飞机的机载SoL通信系统)。
此外，在分布式空中-地面SoL数据链路系统110内，在以下各项之间执行双向通信和数据交换：
·机载SoL数据链路部分111与星载SoL数据链路部分112(图1中用110C表示的双向箭头)；
·星载SoL数据链路部分112与地面SoL数据链路部分113(图1中用110D表示的双向箭头)；以及
·所述机载SoL数据链路部分111、星载SoL数据链路部分112和地面SoL数据链路部分113与分布式SoL数据链路处理部分114(图1中分别用110E，110F和110G表示的双向箭头)。
具体地，分布式SoL数据链路处理部分114：
·从机载SoL数据链路部分111、星载SoL数据链路部分112和地面SoL数据链路部分113接收航空SoL数据链路质量测量结果和相关联的4D位置；
·通过确定对应的待执行的任务来作出基于此的决定；以及
·通知所述机载SoL数据链路部分111、星载SoL数据链路部分112和地面SoL数据链路部分113该待执行的任务，其中使用由分布式SoL数据链路处理部分114作出的决定所涉及的航空SoL数据链路和/或服务的飞机(具体地，相应的机载SoL通信系统)和地面站执行由所述分布式SoL数据链路处理部分114所确定的对应的任务。
更详细地，可以由分布式SoL数据链路处理部分114确定的该待执行的任务可以方便地包括：
·适配航空SoL数据链路资源(图1中的块160)；和/或
·适配航空SoL服务(图1中的块170)。
此外，分布式SoL数据链路处理部分114还可以方便地请求适配4D飞机跟踪监视方法(图1中的块180)，以跟踪SoL数据链路配置中关于数据链路服务供应需求和约束的异常。
通过使航空SoL服务的供应适配于4D标记的SoL数据链路质量测量结果，SoL数据链路的效率和容量因此提高，而不会损害安全性。例如，有可能节省飞行在具有稳定天气条件(不需要频繁更新天气图)的空域中的飞机的通信资源。
通过使航空SoL数据链路资源分配适配于相应的质量测量结果，SoL服务供应和安全性因此提高，而不会损害容量。例如，有可能分配数据链路资源以增加在恶劣天气的空域中飞行或遇到异常飞行条件的飞机的SoL服务的供应。
通过使4D飞机跟踪信号的发射适配于SoL数据链路条件，监视应用对于SoL数据链路性能不佳的事件变得积极主动。
值得强调的是，本发明可以方便地利用任何数据链路质量测量方法(例如基于计算误比特率(BERs)、信噪比(SNRs)等的方法)以及任何GNSS(例如全球定位系统(GPS)，伽利略和/或GLONASS)和/或基于卫星的增强系统(SBAS)(例如欧洲地球静止导航覆盖服务(EGNOS)，广域增强系统(WAAS)和/或多功能卫星增强系统(MSAS))。
图2示意性地示出了根据本发明的优选实施例的系统(整体由200表示)。
具体地，如图2所示，系统200包括：
·第一装置210，包括第一输入接口210A，第二输入接口210B，第一关联数据库211和标签处理器212；以及
·第二装置220，包括第三输入接口220A，第二关联数据库221，策略数据库222，策略和任务处理器223，第一输出接口230A，第二输出接口230B，第三输出接口230C，第四输出接口230D，第五输出接口230E和第六输出接口230F。
更详细地，第一装置210被配置为通过第一输入接口210A接收航空SoL数据链路质量测量结果以及通过第二输入接口210B接收相关联的基于GNSS的4D位置，以及标签处理器212被配置为：
·用通过第二输入接口210B接收的相关联的基于GNSS的4D位置标记通过第一输入接口210A接收的航空SoL数据链路质量测量结果；
·从第一关联数据库211检索关联的、经认证的装置的身份，所述用相关联的基于GNSS的4D位置标记的航空SoL数据链路质量测量结果将被发送到该装置(在图2所示的示例中，所述关联的经认证的装置为第二装置220)；以及
·通过第三输入接口220A向第二装置220提供用相关联的基于GNSS的4D位置标记的航空SoL数据链路质量测量结果。
方便的是，标签处理器212可以通过执行任何预定义的数学处理功能来操作，诸如从简单的级联到更精细的如用于指纹识别的散列函数的功能。通过考虑若干参数，诸如负担得起的成本，复杂性，在SoL数据链路上发送的信息的开销，处理延迟等，可以方便地做出要使用的功能的选择。
此外，策略和任务处理器223被配置为：
·在第二关联数据库221中查验通过第三输入接口220A接收的用相关联的基于GNSS的4D位置标记的航空SoL数据链路质量测量结果是否是从正确关联的和经认证的源实际接收的；以及，
·如果用相关联的基于GNSS的4D位置标记的航空SoL数据链路质量测量结果是从正确关联的和经认证的源实际接收的，则基于策略数据库222和所接收的用相关联的基于GNSS的4D位置标记的航空SoL数据链路质量测量结果来确定待执行的任务。
关于这一点，图3示出了示意性地表示由策略和任务处理器223实现的逻辑的示例的流程图。
具体地，如图3所示，策略和任务处理器223被方便地配置为：
·通过第三输入接口220A接收用相关联的基于GNSS的4D位置标记的航空SoL数据链路质量测量结果(块301)；
·如果基于第二关联数据库221确定用相关联的基于GNSS的4D位置标记的航空SoL数据链路质量测量结果不是从正确关联的和经认证的源接收的(块302)，则丢弃所述标记的航空SoL数据链路质量测量结果(块303)；
·否则，确定待执行的任务(块304)。
此外，再次如图3所示，策略和任务处理器223被方便地配置为以下面的方式确定待执行的任务：
·如果基于策略数据库222如此确定(块305)，则丢弃所接收的用相关联的基于GNSS的4D位置标记的航空SoL数据链路质量测量结果(块306)；否则，
·如果基于策略数据库222如此确定(块307)，则通过第一输出接口230A将所接收的用相关联的基于GNSS的4D位置标记的航空SoL数据链路质量测量结果转发到远程策略和任务处理器(块308)，进而责令另一个系统元件定义待执行的任务(例如，在分布式ATM通信适配架构中)；否则，
·如果基于策略数据库222和接收的用相关联的基于GNSS的4D位置标记的航空SoL数据链路质量测量结果如此确定(块309)，则通过第二输出接口230B请求航空SoL服务的“本地”适配(块310)，进而修改例如CPDLC、ADS-C或其他航空SoL服务的供应配置；否则，
·如果基于策略数据库222和接收的用相关联的基于GNSS的4D位置标记的航空SoL数据链路质量测量结果如此确定(块311)，则通过第三输出接口230C请求航空SoL数据链路资源分配的“本地”适配(块312)，进而将先前指定的资源修改为当前使用的航空SoL数据链路；否则，
·如果基于策略数据库222和接收的用相关联的基于GNSS的4D位置标记的航空SoL数据链路质量测量结果如此确定(块313)，则通过第四输出接口230D请求航空SoL数据链路质量测量设备/单元的配置的适配(块314)，进而修改这些设备/单元的操作(例如，为了调整测量速率，修改接通/断开的状态等)；否则，
·如果基于策略数据库222和接收的用相关联的基于GNSS的4D位置标记的航空SoL数据链路质量测量结果如此确定(块315)，则通过第五输出接口230E请求第一装置210和第二装置220和/或远程/本地装置的关联状态的适配(块316)，进而建立或删除经认证的关联，例如存储在第二关联数据库221上的关联(为此，可以方便地利用分别耦接到第一装置210和第二装置220的附加的输入接口210C和220B(如图2所示)，以便修改整个系统200中转发和处理标记的质量测量结果的路径)；否则，
·如果基于策略数据库222和接收的用相关联的基于GNSS的4D位置标记的航空SoL数据链路质量测量结果如此确定(块317)，则通过第六输出接口230F请求除发射4D标记的航空SoL数据链路质量测量结果外，还发射4D飞机跟踪数据(块318)，为了通过监视应用发送与SoL数据链路异常方面有关的一些重要信息的目的(如异常的发生(insurgence)或解决)；否则，
·不执行任何任务(块319)直到接收到新的用相关联的基于GNSS的4D位置标记的航空SoL数据链路质量测量结果。
因此，鉴于以上，由策略和任务处理器223对接收到的用相关联的基于GNSS的4D位置标记的航空SoL数据链路质量测量结果的处理可以导致所述标记的航空SoL数据链路质量测量结果：
·被丢弃(块303或306)；
·被转发以供另一个装置处理(块308)；
·被利用以确定要在SoL服务或数据链路层执行的适配(块310或312)；
·被利用以确定要应用于执行SoL数据链路质量测量结果的配置(块314)；
·被利用以确定要执行的认证过程的类型(块316)；
·被利用以执行与使用/利用的SoL数据链路有关的4D飞机跟踪(例如，用信号通知其异常)(块318)；或者，
·被忽略(块319)。
方便的是，对于待执行的上述任务类型中的每一种，可以在相应的输出接口220A、220B、220C、220D、220E和220F上使用相应的特定信号格式。
图4示意性地示出了基于图2和图3所示以及之前描述的本发明的前述优选实施例的系统的第一示例(整体由400表示)。
具体地，在图4所示的所述第一示例中，机载系统410通过空中-地面SoL数据链路430远程连接到关联的且经认证的地面系统420并与之交换数据。
详细地，机载系统410包括：
·相应的第一装置411，其包括相应的第一输入接口411A，相应的第二输入接口411B，相应的第一关联数据库411.1和相应的标签处理器411.2，其被配置为分别作为如图2所示和先前描述的系统200的第一装置210的第一输入接口210A、第二输入接口210B、第一关联数据库211和标签处理器212来操作；以及
·相应的第二装置412，其包括相应的第三输入接口412A，相应的第二关联数据库412.1，相应的策略数据库412.2，相应的策略和任务处理器412.3和相应的输出接口410A，其被配置为分别作为先前参考图2和图3所描述的系统200的第二装置220的第三输入接口220A、第二关联数据库221、策略数据库222、策略和任务处理器223和第一输出接口230A来操作。
此外，地面系统420包括：
·相应的第一装置421，其包括相应的第一输入接口421A，相应的第二输入接口421B，相应的第一关联数据库421.1和相应的标签处理器421.2，其被配置为分别作为如图2所示和先前描述的系统200的第一装置210的第一输入接口210A、第二输入接口210B、第一关联数据库211和标签处理器212来操作；以及
·相应的第二装置422，其包括相应的第三输入接口422A，相应的第二关联数据库422.1，相应的策略数据库422.2，相应的策略和任务处理器422.3和相应的输出接口420C，其被配置为分别作为先前参考图2和图3所描述的系统200的第二装置220的第三输入接口220A、第二关联数据库221、策略数据库222、策略和任务处理器223和第三输出接口230C来操作。
更详细地，在图4所示的所述第一示例中，机载系统410的标签处理器411.2通过相应的第一输入接口411A来接收SoL数据链路质量测量结果以及通过相应的第二输入接口411B接收4D位置，并且通过相应的第三输入接口412A提供标记的SoL数据链路质量测量结果；然后，相应的策略和任务处理器412.3基于所接收的标记的SoL数据链路质量测量结果和存储在相应的策略数据库412.2上的数据来确定待执行的任务(如之前结合图3所描述的)。具体地，在图4所示的所述第一示例中，所确定的待执行的任务是通过相应的输出接口410A和空中-地面SoL数据链路430转发标记的SoL数据链路质量测量结果，进而向地面系统420提供所述标记的SoL数据链路质量测量结果。然后，所述地面系统420的策略和任务处理器422.3基于接收到的标记的SoL数据链路质量测量结果和存储在相应的策略数据库422.2上的数据来确定需要对SoL数据链路资源分配进行适配，以更好地对应当前服务供应配置文件，并因此通过经由相应的输出接口420C发射输出信号来开始对应的过程(该输出信号不通过空中-地面SoL数据链路430，因为其被引导到参与到该过程的地面实体(即地面站))。
此外，图5示意性地示出了基于图2和图3所示和先前描述的本发明的前述优选实施例的系统的第二示例(整体用500表示)。
具体地，在图5所示的所述第二示例中，机载系统510通过空中-地面SoL数据链路530远程连接到地面系统520并与之交换数据，其中，所述机载系统510和所述地面系统520包括与图2所示的系统200相同的组件，并且根据图2和图3所示和先前关于所述系统200所描述的来操作。
详细地，在图5所示的所述第二示例中，地面系统520的策略和任务处理器522.3确定需要清除与飞机的经认证的关联状态，并因此通过如下接口发射相应的信号：
·朝向所述地面系统520的相应的第一关联数据库521.1和第二关联数据库522.1的相应的第一输出接口520C.1；以及
·朝向机载系统510的第一关联数据库511.1和第二关联数据库512.1的相应的第二输出接口520C.2。
该过程可以被有利地用于管理作为切换序列的一部分的经认证的关联，以便在对等/不对等的装置之间启用/禁用测量和任务交付。
此外，图6示意性地示出了基于在图2和图3所示和先前描述的本发明的前述优选实施例的系统的第三示例(整体由600表示)。
具体地，在图6所示的所述第三示例中，机载系统610借助于空中-地面SoL数据链路640和经由星载系统620(具体地，安装在卫星上)与远程地面系统630通信，其中，所述机载系统610，所述星载系统620和所述地面系统630包括与图2所示的系统200相同的组件，并且根据图2和图3所示以及先前关于所述系统200所描述的来操作。
详细地，在图6所示的所述第三示例中，除了由机载系统610提供的那些之外，星载系统620还向地面系统630提供相应的标记的SoL数据链路质量测量结果，以便更好地支持所述地面系统630的中央处理角色。
另外，图7示意性地示出了基于图2和3中所示以及先前描述的本发明的前述优选实施例的系统的第四示例(整体由700表示)。
具体地，在图7所示的所述第四示例中，机载系统710借助于空中-地面SoL数据链路740和经由星载系统720(具体地，安装在卫星上)与远程地面系统730通信，其中，所述机载系统710，所述星载系统720和所述地面系统730根据图2和图3所示和先前关于所述系统200所描述的来操作。
详细地，在图7所示的所述第四示例中，星载系统720仅包括相应的策略和任务处理器722.3(连同有关的关联数据库722.1和策略数据库722.2)，但它不包括任何相应的标签处理器，进而导致所述星载系统720未被设计成提供SoL数据链路质量的卫星测量结果。具体地，在图7所示的所述第四示例中，星载系统720被限制为将从机载系统710接收的标记的SoL数据链路质量测量结果转发到地面系统730。
从前面可以清楚地看出本发明的优点。
具体地，值得强调的事实是本发明：
·允许增加航空SoL服务和数据链路的容量和安全性；
·通过适配服务配置文件，适配分配的数据链路资源以及基于端到端通信系统的正在进行的处理和总体状态适配4D飞机跟踪交换，为航空SoL通信提供可扩展的以及模块化的基础结构；
·可结合任何数字SoL数据链路和GNSS定位，导航和定时技术操作；
·通过定义经认证的通信接口来防止未经授权的入侵，以提高针对入侵和窃听的稳健性；以及
·可以被有利地利用以增加空域和机场容量性能。
最后，显然可以对本发明做出许多修改和改变，全部修改和改变落入由所附的权利要求所定义的本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种用于管理航空安全关键服务或数据链路的方法，包括：
a)接收质量测量数据，所述质量测量数据表示针对飞机所使用的航空安全关键服务或数据链路进行测量的质量参数；
b)接收与所述质量测量数据相关联的四维位置，其中，所述四维位置包括三位空间位置和对应的时间，所述三位空间位置和对应的时间
-基于全球导航卫星系统计算，并且
-与测量的质量参数有关；
c)用所述相关联的四维位置标记所述质量测量数据；
d)基于标记的质量测量数据和预定义的任务策略确定待执行的任务，所述任务包括
-对飞机所使用的航空安全关键服务进行适配，或者
-对分配给飞机所使用的航空安全关键数据链路的资源进行适配，
其中，所述适配基于所标记的质量测量数据；以及
e)执行所确定的任务。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所确定的待执行任务包括：
·所述适配，或者
·传输与飞机所使用的航空安全关键服务或数据链路有关的飞机跟踪数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所确定的待执行任务包括：
·所述适配，或者
·所述传输，或者
·改变质量参数测量。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所确定的待执行任务包括：
·所述适配，或者
·所述传输，或者
·所述改变质量参数测量，或者
·丢弃或忽略所标记的质量测量数据。
5.根据权利要求3或4所述的方法，进一步包括：
·由第一装置(210)执行步骤a)、b)和c)；
·由所述第一装置(210)识别所标记的质量测量数据要被发送到的第二装置(220)；
·将所标记的质量测量数据从所述第一装置(210)发送到所述第二装置(220)；
·由所述第二装置(220)检查所标记的质量测量数据是否接收自关联的且经认证的源；
·如果所标记的质量测量数据不是接收自关联的且经认证的源，则由所述第二装置(220)将所标记的质量测量数据丢弃；
·如果所标记的质量测量数据接收自关联的且经认证的源，则由所述第二装置(220)基于预定义的任务策略来决定，
-由所述第二装置(220)执行步骤d)，或者
-将所标记的质量测量数据从所述第二装置转发到第三装置，进而责令后者执行所述步骤d)。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第二装置(220)：
·耦接到
-存储关联和认证数据的第一数据库(221)，和
-存储表示所述预定义的任务策略的数据的第二数据库(222)；
·基于存储在所述第一数据库(221)中的关联和认证数据检查所标记的质量测量数据是否接收自关联的且经认证的源；以及
·基于存储在所述第二数据库(222)中的数据决定是否执行步骤d)或是否将所标记的质量测量数据转发到第三装置。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所确定的待执行任务包括：
·所述适配，或者
·所述传输，或者
·所述改变质量参数测量，或者
·更新/修改存储在所述第一数据库(221)上的关联和认证数据。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中，所述第二装置(220)和所述第三装置分布在如下设备中：
·一个或多个有人驾驶和/或无人驾驶飞机；和/或
·一个或多个空中交通管制地面站；和/或
·一个或多个卫星。
9.一种系统(200)，所述系统被配置为执行根据前面任一项权利要求所述的方法。
10.根据权利要求9所述的系统，包括：
·第一装置(210)，被配置为执行所述方法的步骤a)、b)和c)；以及
·第二装置(220)，被配置为执行所述方法的步骤d)。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述第二装置(220)被配置为：
·检查所标记的质量测量数据是否接收自关联的且经认证的源；
·如果所标记的质量测量数据不是接收自关联的且经认证的源，则丢弃所标记的质量测量数据；
·如果所标记的质量测量数据接收自关联的且经认证的源，则基于预定义的任务策略来决定，
-执行步骤d)，或者
-将所标记的质量测量数据转发到第三装置，进而责令后者执行所述步骤d)。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述第二装置(220)：
·耦接到
-存储关联和认证数据的第一数据库(221)，和
-存储表示所述预定义的任务策略的数据的第二数据库(222)；并且
·被配置为
-基于存储在所述第一数据库(221)上的关联和认证数据检查所标记的质量测量数据是否接收自关联的且经认证的源；以及
-基于存储在所述第二数据库(222)上的数据决定是否执行步骤d)或是否将所标记的质量测量数据转发到第三装置。
13.一种飞机，所述飞机配备有如权利要求9至12中任一项所述的系统。
14.一种空中交通管制地面站，所述空中交通管制地面站配备有如权利要求9至12中任一项所述的系统。
15.一种卫星，所述卫星配备有如权利要求9至12中任一项所述的系统。
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