CN108474667B - 飞行器的飞行管理组件和这种组件的引导指示的监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种飞行管理组件(1)，该飞行管理组件包括两个引导链(2A，2B)，每个引导链提供有飞行管理系统(3A，3B)，该飞行管理系统(3A，3B)中的每一个飞行管理系统对飞行器的引导指示执行至少一次计算，该飞行管理组件(1)还包括至少一个监测单元(4A，4B)，该监测单元被设计成监测由所述两个飞行管理系统(3A，3B)计算的引导指示，其方式为使得能够检测和标识有缺陷的飞行管理系统，该监测单元(4A，4B)包括监测设备(5)，该监测设备具体验证是否满足以下三个条件：推演横航迹的第一导数是正的；推演横航迹差的第二导数是正的；以及飞行器的推演位置与所述飞行器的当前位置位于飞行器所遵循的飞行计划的有效航段的同一侧。

Description

飞行器的飞行管理组件和这种组件的引导指示的监测方法
技术领域
本发明涉及一种用于飞行器、特别是运输用飞行器的飞行管理单元，并且涉及一种用于监测由这种飞行管理单元生成的引导指示的方法。
更具体地但非排他地，本发明适用于实现RNP AR“要求授权的所需导航性能” 类型的操作的飞行器。这些RNP AR操作是基于RNAV(区域导航)类型的地面导航 并且基于RNP“所需导航性能”类型的操作。它们具有要求特殊授权以便能够在飞行 器上实施的具体特征。
众所周知，RNP概念对应于地面导航，为此添加了使得可以确保飞行器保持在参考路径周围的走廊(称为RNP)内的监测和警告装置(在飞行器上)。地形或其他飞 行器可能位于此走廊之外。RNP操作类型所需的性能由RNP值定义，RNP值表示参 考路径周围的走廊的半宽(单位为海里：NM)，飞行器在操作过程中必须在95％的时 间上保持在该走廊内。还定义了第二走廊(参考路径周围)，其半宽为该RNP值的两 倍。飞行器离开此第二走廊的概率必须小于10-7每飞行小时。
RNP AR操作的概念更加严格。事实上，RNP AR程序由以下各项表征：
-RNP值：
·这些值在进场时小于或等于0.3NM并且可以下降到0.1NM；并且
·这些值在离场时和复飞期间严格小于1NM并且还可以下降到0.1NM；
-可弯曲的最后进场航段；以及
-障碍物(山、交通等)，其可以位于与参考路径有关的RNP值的两倍处，而对 于普通的RNP操作，提供了与障碍物有关的额外裕量。
航空当局已经定义了每飞行小时10-7的“目标安全等级”TLS。在RNP AR操作 的情况下，由于RNP值可以下降到0.1NM并且障碍物可以位于参考路径的RNP值 的两倍处，所以此目标用飞行器离开半宽走廊D＝2.RNP的必须不超过每飞行小时 10-7概率来表述。
本发明适用于包括两个引导链的飞行管理单元，每个引导链提供有飞行管理系统(FMS)。
背景技术
如果飞行器必须执行RNP AR要求授权的所需导航性能类型的操作，则飞行器上的设备、特别是飞行管理单元必须允许达到目标安全级别。
目标是在离场、进场和复飞时具有(在正常情形下和在失效的情况下)不受限制地以下降至0.1NM的RNP值用RNP AR程序飞行的能力。
然而，为了使飞行器具有用这样的RNP AR程序飞行的能力，特别需要能够从引 导电路中消除计算引导指令(或指示)的错误来源，以便对抗其对飞行器路径的可能 影响。
为了能够执行RNP 0.1类型的操作，飞行管理单元必须能够顺应引导指示丢失或错误的情况下的“危险”类型的严重性等级。此外，必不可少的是，在检测到尤其是 引导指示或指令(例如滚转命令指令)的错误计算的情况下，可以继续以自动模式引 导飞行器，以便维持在RNP走廊中。
通过具有两个飞行管理系统的飞行管理单元，在这两个飞行管理系统之间出现差异的情况下，该单元不能标识哪个系统有缺陷，并且飞行器因此不再能以自动模式进 行引导、并且不能执行这样的RNP操作。
发明内容
本发明的目的是克服这个缺点。本发明涉及一种用于监测由飞行管理单元提供的至少一个引导指示的方法，所述飞行管理单元包括两个引导链，每个引导链提供有飞行管理系统，所述飞行管理系统中的每一个飞行管理系统被配置成计算用于飞行器的至少一个指导指令。
根据本发明，所述方法包括以下相继的步骤：
-由接收单元执行的接收步骤，所述接收步骤在于接收待监测引导指示以及所述飞行器的至少一个当前位置，所述待监测引导指示表示由所述飞行管理系统之一计算 的引导指示；
-由第一计算单元执行的第一计算步骤，所述第一计算步骤在于至少基于所述引导指示和所述飞行器的当前位置来计算所述飞行器的称为推演位置的多个位置；
-由计算单元执行的第二计算步骤，所述第二计算步骤在于计算与所述推演位置相对于所述飞行器所遵循的飞行计划的有效航段的偏差相对应的称为推演偏差的航 迹偏差；以及
-由分析单元执行的分析步骤，所述分析步骤在于分析所述推演航迹偏差以判定所述引导指示是正确的还是不正确的，所述分析步骤包括主要子步骤，所述主要子步 骤在于：
·验证是否满足以下三个条件：
-所述推演航迹偏差的第一漂移是正的；
-所述推演航迹偏差的第二漂移是正的；以及
-所述推演位置与所述飞行器的当前位置位于所述有效航段的同一侧；以及
·如果同时满足这三个条件，则得出所述引导指示不正确的结论。
所述方法提供用于判定所述引导指示是正确的还是不正确的。在本文中术语“正确”表示允许飞行器朝向飞行计划的有效航段收敛的引导指示。在本文中术语“不正 确”表示不允许飞行器朝向飞行计划的有效航段收敛的引导指示。
因此，该监测方法能够检测不正确的引导指示(或指令)并且因此能够标识有缺陷的飞行管理系统(即，计算这个不正确的引导指示的飞行管理系统)，以便允许使 用无缺陷的飞行管理系统来引导飞行器，如以下所指明的，该飞行管理系统允许飞行 器具有飞行如上所述的RNP类型的操作并且克服上述缺点的能力。
有利地，所述分析步骤包括第一辅助子步骤，所述第一辅助子步骤在于在相继的第一和第二有效航段之间的过渡期间进行：
-验证是否满足以下两个条件中的至少一个条件：
·当前滚转角的漂移和目标滚转角的漂移具有相同的符号，所述目标滚转角 是标称滚转角和取决于所述航迹偏差的校正项的总和，所述标称滚转角是与当前飞行 计划的航段有关的滚转角；
·所述目标滚转角与标称滚转角不同，并且所述目标滚转角与所述标称滚转 角之间的差值不变，所述飞行器的当前滚转角变化；以及
-如果满足这两个条件中的一个条件，则得出所述引导指示不正确的结论。
另外，有利地，所述分析步骤包括第二辅助子步骤，所述第二辅助子步骤在于在相继的笔直型的第一和第二有效航段之间的过渡期间进行：
-验证是否满足以下条件：在推演时刻推演的相对于所述第二航段的航迹偏差不减小，所述推演时刻对应于到所述过渡的估计时刻；以及
-如果满足这个条件，则得出所述引导指示不正确的结论。
此外，有利地，所述分析步骤包括第三辅助子步骤，所述第三辅助子步骤在于在相继的笔直型的第一和第二有效航段之间的过渡期间进行：
-验证是否满足以下条件：所述飞行器的速度矢量与半径矢量不正交；
-如果满足这个条件，则得出所述引导指示不正确的结论。
此外，有利地，所述分析步骤包括第四辅助子步骤，所述第四辅助子步骤在于在相继的笔直型的第一和第二有效航段之间的过渡期间进行：
-验证是否满足以下条件：所述飞行器未在取决于所述第一和第二有效航段的约束区域内飞行；
-如果满足这个条件，则得出所述引导指示不正确的结论。
此外，有利地，所述分析步骤包括第五辅助子步骤，所述第五辅助子步骤在于：
-验证是否满足以下两个条件：
·至少在预定次数的相继的处理操作期间已经满足指明所述引导指示不正 确的条件；以及
·所述推演航迹偏差大于预定值；以及
-只有同时满足这两个条件，才能得出所述引导指示不正确的结论。
此外，有利地，所述(推演位置的)第一计算步骤在于使用以下数据来计算所述 飞行器的推演位置：
-所述飞行器的参数值，至少包括先前已确认的示出所述飞行器状态的当前位置；
-表示所述待监测引导指示的滚转指令；
-至少一个大气参数的当前值；以及
-所述飞行器的性能模型。
本发明进一步涉及一种用于监测由如上所述的飞行管理单元提供(或生成)的至少一个引导指示(或指令)的设备。
根据本发明，所述监测设备包括：
-接收单元，所述接收单元被配置成接收待监测引导指示以及所述飞行器的至少一个当前位置，所述待监测引导指示表示由所述飞行管理系统之一计算的引导指示；
-第一计算单元，所述第一计算单元被配置成至少基于所述引导指示和所述飞行器的当前位置来计算所述飞行器的称为推演位置的多个位置；
-第二计算单元，所述第二计算单元被配置成计算与所述推演位置相对于所述飞行器所遵循的飞行计划的有效航段的偏差相对应的称为推演偏差的航迹偏差；以及
-分析单元，所述分析单元被配置成分析推演航迹偏差以判定所述引导指示是正确的还是不正确的，所述分析单元包括主要分析模块，所述主要分析模块被配置成：
·验证是否满足以下三个条件：
-所述推演航迹偏差的第一漂移是正的；
-所述推演航迹偏差的第二漂移是正的；以及
-所述推演位置与所述飞行器的当前位置位于所述有效航段的同一侧；以及
·如果同时满足这三个条件，则得出所述引导指示不正确的结论。
有利地，所述分析单元包括用于执行至少一些前述辅助分析子步骤的至少一个辅助分析模块并且优选是多个辅助分析模块。
本发明进一步涉及一种飞行器、特别是运输用飞行器，该飞行器提供有如上所述的监测设备和/或飞行管理单元。
附图说明
附图提供了对可以产生本发明的方式的理解。在这些图中，相同参考号表示相似元件。更具体地：
-图1是用于飞行器的飞行管理单元的特定实施例的框图；
-图2是根据本发明的监测设备的特定实施例的框图；
-图3是示出了沿着推演路径飞行的飞行器的图，并且突出显示了相对于飞行计划的有效航段的航迹偏差；并且
-图4和图5是示出飞行计划的两个相继的笔直航段之间的过渡的图形表示，从 而允许解释两个不同的监测操作的实施。
具体实施方式
图1示意性地示出了能展示本发明的用于飞行器、特别是运输用飞行器的飞行管理单元1。
飞行器机载的这个飞行管理单元1包括两个引导链2A和2B，每个引导链提供有 飞行管理系统(FMS)3A和3B。这两个飞行管理系统3A和3B(“FMS1”和“FMS2”) 是独立的并且被容纳在不同的硬件中。
所述飞行管理系统3A和3B各自被配置成执行以下指明的计算、并且特别是对 用于飞行器的引导指示的计算。
飞行器是根据仅由所述两个引导链2A和2B中的一个引导链(称为有效引导链) 提供的数据(并且特别是引导指示)来引导的。
所述飞行管理单元1还包括至少一个监测单元4A和4B(“MONITOR 1、 MONITOR2”)，所述至少一个监测单元被配置成监测由飞行管理系统3A和3B生成 的数据。
监测单元4A、4B被容纳在与容纳了这两个飞行管理系统3A和3B的硬件不同 的硬件中。监测单元4A、4B被配置成监测由这两个飞行管理系统3A和3B计算的 引导指示(或指令)，以便能够在必要时从飞行管理系统3A和3B中检测和标识有缺 陷的飞行管理系统，如以下所指明的那样。
有缺陷的飞行管理系统应理解为计算和传输至少一个错误(或不正确)引导指示的飞行管理系统。
为此，监测单元4A、4B包括监测设备5(“DEVICE”)。
如图2所示，根据本发明，所述监测设备5包括：
-接收单元9(“RECEPT”)，该接收单元被配置成接收待监测引导指示以及至少 所述飞行器的当前位置，所述待监测引导指示表示由飞行管理系统3A、3B之一计算 的引导指示；
-第一计算单元10(“COMP 1”)，该第一计算单元通过链路11连接到接收单元 9并且被配置成至少基于所述引导指示和飞行器AC的当前位置P0来计算飞行器AC (图3)的称为推演位置的多个位置P1至P4；
-第二计算单元12(“COMP 2”)，该第二计算单元通过链路13连接到计算单元 10并且被配置成计算与所述推演位置P1至P4相对于飞行器AC(图3)所遵循的飞 行计划的有效航段SA的偏差相对应的称为推演偏差的航迹偏差E1至E4；以及
-分析单元14(“ANALYSIS”)，该分析单元通过链路15连接到计算单元12并 且被配置成分析推演航迹偏差E1到E4以便判定该引导指示是正确的还是不正确的。
在特定实施例中，考虑到多个相继的持续时间来计算推演位置P1至P4。
然而，在优选实施例中，通过仅基于该指示来推演位置(飞行器的位置是假设突然从当前滚转瞬转变到该指示的值来推演出的)，不涉及飞行器动态特性，并且对于 给定指示不必在多个时间范围上进行推演。在这个优选实施例中，位置推演的时间演 变简单地需要在单一时间范围上进行分析。这个时间范围被精确地限定用于最佳检测 (并且优选是可配置的)。
根据本发明，分析单元14包括主要分析模块M1，该主要分析模块被配置成：
-验证是否满足以下三个条件：
·航迹偏差E1到E4的第一漂移是正的；
·航迹偏差E1到E4的第二漂移是正的；以及
·推演位置P1到P4与飞行器AC的当前位置P0位于有效航段SA(其可以 是笔直航段或弯曲(或曲线)航段)的同一侧；以及
-如果同时满足这三个条件，则得出所述引导指示不正确的结论。
实际上，推演航迹偏差必须增大(第一漂移为正)，以确保存在发散。类似地， 这些推演航迹偏差的漂移必须增大(第二漂移为正)，以便确信飞行管理系统未处于 校正发散的过程中。此外，如果不满足第三条件，则航迹偏差将抵消，并且飞行器将 朝向有效(或当前)航段收敛。
监测单元4A、4B的监测设备5因此能够隔离有缺陷的飞行管理系统，以允许机 组人员以可接受的响应时间执行RNP操作。
在特定实施例中，监测单元4A、4B被配置成：
-计算由所述飞行管理系统3A和3B中的一者计算的引导指示与由所述飞行管 理系统3A和3B中的另一者计算的相应引导指示之间的差值，并且将该差值与预定 裕量进行比较；以及
-如果所述差值大于所述裕量，则通过分析从相应引导指示推导出的飞行器的位置的推演的演变来执行一致性验证，以便能够检测到不一致(即，错误的)引导指示 并因此将有缺陷的系统检测为计算这种不一致引导指示的飞行管理系统。
在图1所示的优选实施例中，飞行管理单元1包括两个监测单元4A和4B，这些 监测单元被配置成执行相同的监测操作，并且所述监测单元每一个都提供有监测设备 5。然而，在RNP操作中这些监测单元4A和4B中的一个监测单元失效的情况下， 这则允许有缺陷的飞行管理系统3A或3B在必要时被检测到，并且因此确保了这种 类型的RNP操作所需的完整性。
此外，飞行管理单元1包括切换装置，该切换装置被配置成在监测单元4A、4B 检测到有缺陷的飞行管理系统(例如，飞行管理系统3A)的情况下并且如果有效引 导链是包括这个有缺陷的飞行管理系统的引导链(该实例中的引导链2A)的话就执 行切换，所述切换在于激活所述两个引导链2A和2B中的另一个引导链(即该实例 中的引导链2B)。
此外，在优选实施例中，监测设备5的分析单元14包括辅助分析模块M2，该辅 助分析模块被配置成：
-使得可以验证是否符合以下两个条件中的至少一个条件(在相继的第一和第二笔直航段之间的TF-TF类型的过渡期间)：
c1)当前滚转角(即，当前时刻飞行器的有效滚转角)的漂移和目标滚转角(由 飞行管理系统生成)的漂移具有相同的符号，所述目标滚转角是标称滚转角和取决于 所述航迹偏差的校正项的总和，所述标称滚转角是与当前飞行计划的所考虑航段有关 的滚转角；
c2)所述目标滚转角与标称滚转角不同，并且所述目标滚转角与所述标称滚转角之间的差值不变，所述飞行器的当前滚转角变化；以及
-如果满足这两个条件中的一个条件，则得出所述引导指示不正确的结论。
这两个分析模块M1和M2在实施由监测设备5执行的监测过程中始终有效。
辅助分析模块M2的目的是防止滚转预期距离(RAD)期间的错误警报。由于标 称滚转角从一个飞行计划航段到下一个航段时直接发生变化，并且由于飞行器动态特 性(一般约为3°/s的滚转率)限制了遵循标称滚转角的能力，所以必须预期到每次转 弯，以便以尽可能最好的方式遵循路径。
由于飞行器的最大可允许滚转率，对于航段的每次排序，不可能立即获得新的滚转命令。在RAD距离期间，飞行器尚未对当前航段进行排序，但标称滚转角是下一 航段的标称滚转角。
为此原因，当根据RAD距离飞行时，航迹偏差将必然增大并且必须进行附加验 证，这是基于以下事实：在RAD距离期间，飞行管理系统的目标滚转角偏离当前航 段(以预期朝向下一航段收敛)，但是由于航迹偏差和航迹角误差(TAE)增大，目 标滚转角倾向于使飞行器回到路径上，并且因此在正常状况下，飞行管理系统的目标 滚转角的漂移与当前滚转角的漂移相反。
因此，如果目标滚转角和当前滚转角的漂移具有相同的符号(前述条件c1)，或 者如果目标滚转角是恒定的并且与标称滚转角不同，则当前滚转角的漂移不为零(上 述条件c2)，于是检测到失效。
应指出的是，如果目标滚转角与标称滚转角不同(待吸收航迹偏差)，并且这两 个值(目标滚转角和标称值滚转角)之间的与待吸收航迹偏差成比例的差值不变，而 飞行器的当前滚转角变化，则命令是固定的。
需要条件c2来检测在飞行管理系统3A、3B的输出端固定的错误命令的特定情 况，这种情况在条件c1下不能检测到。
此外，常规地，当检测到两个笔直的相继航段TF1和TF2的存在时，如图4所 示，飞行管理系统重新计算弯曲的(“曲线的”)过渡航段TR，以避免飞越这两个笔 直航段TF1和TF2的接合处的航路点WPT。
基于飞行器的当前状态(地面速度、位置)和航向的变化，重新计算所述过渡。 航向的变化是这两个笔直航段TF1和TF2的方向之间的角度，即π-α，其中α是这两 个笔直航段TF1和TF2之间的角度。
对于这样的TF-TF过渡(如图4中的TF1-TF2)，监测设备5所使用的参考航段 (即综合飞行计划的航段TF1)与飞行管理系统重新计算的路径的参考航段(航段 TR)不同。
因此，如果飞行器AC位于航段TF1之外或者由飞行管理系统计算的弯曲航段 TR之内，则监测设备5将通过前述条件检测到相对于路径的发散。
每次飞行器飞入由飞行管理系统重新计算的航段TR与飞行计划的航段TF-TF之间的区域(图4中的区域Z1)内，在于将飞行器从飞行计划转移以朝向航段TR收敛 的正常控制情形将被检测为错误。
分析单元14包括多个不同辅助分析模块M3、M4和M5，这些辅助分析模块允 许执行监测以防止这样的错误警报。
通过考虑以下因素，可以进行不同的监测操作：
a)基于检测到的转弯预期距离(TAD)的条件，通过分析瞬时航迹偏差的变化 来执行并由下文指明的辅助分析模块M3和M4来实施；
b)或者基于航段的大小(具有固定值，其易于从导航数据库中查找到)的约束 区域，由辅助分析模块M5来实施。由辅助分析模块M5实施的这种监测比由辅助分 析模块M3和M4实施的两种监测操作的准确性要低，但它是足够的、稳健的并且独 立于这些飞行管理系统。
对辅助分析模块M3和M4执行的分析和监测操作是基于潜在的转弯预期距离 TAD，并且对该区域中的小变化高度敏感。
为此，在第一基于时间的实施例中，分析单元14包括辅助分析模块M4，该辅助 分析模块被配置成在相继的且笔直的第一有效航道TF1与第二有效航道TF2之间的 过渡期间：
-验证是否满足以下条件：相对于航段TF2的推演航迹偏差直到在推演时刻Tex的这两个航段TF1和TF2之间的过渡都不减小，所述推演时刻Tex对应于直至这两个 航段TF1和TF2之间的过渡的估计时刻；以及
-如果满足这个条件(即，如果推演航迹偏差如其应当的那样不减小)，则得出 该引导指示不正确的结论。
因此这种监测在于基于推演时刻Tex的瞬间来测试航迹偏差的变化。
此外，第二实施例是基于旋转中心Ω(图4)，该旋转中心是基于通过分析瞬时航迹偏差的变化而估计出的转弯预期距离TAD来确定的。
在该第二实施例中，分析单元14包括辅助分析模块M5，该辅助分析模块被配置 成在相继的且笔直的第一有效航道TF1与第二有效航道TF2之间的过渡期间用于：
-验证是否满足以下条件：飞行器的速度矢量与半径矢量(通过具有圆弧的航段TR的中心Ω以及飞行器的位置)不正交；
-如果满足这个条件(飞行器的速度矢量与半径矢量不正交)，则得出该引导指 示不正确的结论。
在该第二实施例中，所述分析的开始与第一实施例的相同，但理论弯曲过渡(TR)的估计中心Ω是基于估计TAD距离来计算的，并且使用标量乘积来检测问题。
此外，分析单元14包括辅助分析模块M5，该辅助分析模块被配置成在两个相继 的且笔直的有效航段TF1和TF2之间的过渡期间用于：
-验证是否满足以下条件：飞行器不在取决于所述有效航段TF1和TF2的约束区 域Z2(图5中的阴影区)内飞行。有效航段TF1和TF2分别由航路点W1和WPT 之间以及航路点WPT和W2之间的笔直航段限定。约束区域Z2是航路点W1、WPT 和W2分别作为顶点的三角形；以及
-如果满足上述条件，则得出所述引导指示不正确的结论。
航路点W1和W2是根据飞行计划的配置来限定的。
此外，在特定实施例中，分析单元14包括辅助分析模块M6，该辅助分析模块被 配置成：
-验证是否满足以下两个条件：
·至少在预定次数的相继的处理操作期间已经满足指明所述引导指示不正 确的条件；以及
·所述推演航迹偏差大于预定值；以及
-只有同时满足这两个条件，才能得出所述引导指示不正确的结论。
如上所述，监测设备5执行以下相继的步骤ET1至ET3：
-计算步骤ET1，用于在基于当前时刻提供的持续时间段上，基于待监测引导指 示来计算飞行器AC的称为推演位置的多个位置P1、P2、P3和P4，如图3所示；
-计算步骤ET2，用于计算分别与飞行器AC的推演位置P1、P2、P3、P4的偏 差相对应的称为推演偏差的航迹偏差E1、E2、E3、E4，这些推演位置形成相对于飞 行计划(图3)的有效航段SA的推演路径TE(其飞行方向用图3中的箭头F示出)； 以及
-分析步骤ET3，用于分析推演航迹偏差E1至E4以判定它们是发散还是收敛(相 对于有效航段SA)，以便能够判定引导指示是否正确，飞行管理系统3A、3B原则上 计算旨在使飞行器朝向有效航段SA收敛的引导指示。
因此，获得了一种快速、简单、廉价且有效的用于监测从飞行管理系统3A、3B 输出的引导指示的(由飞行管理单元1实施的)方法。
下文中指明了所述监测方法的步骤ET1至ET3。
步骤ET1在于使用以下数据来计算飞行器例如在1、2、…、10秒内的推演位置：
-飞行器的示出其当前状态的参数(位置、速度等)的当前值。这些值必须通过 位置监测来确认(对来自三个来源的数据进行比较，以确认所使用的来源是否正确)；
-表示待评估其有效性的引导指示的滚转指令(或滚转命令指令)；
-大气参数(风、海拔、温度等)的当前值；以及
-飞行器的共同性能模型。
在此步骤ET1中，由监测单元4A、4B实施的监测认为飞行器正在预定持续时间 上以等于由所考虑的飞行管理系统提供的滚转指令的滚转角飞行。
步骤ET2在于计算推演位置相对于飞行计划的已确认的有效航段SA的航迹偏差E1至E4。
此外，步骤ET3执行对推演航迹偏差值的分析。对推演航迹偏差值的演变进行 分析，以判定它们是发散还是收敛，以便能够检测和标识有缺陷的飞行管理系统。为 此，可以执行由分析模块M1至M6实施的这些不同前述分析。
因此，飞行管理单元1所基于的架构具有尤其对引导指令(或指示)的计算施行 监测的两个飞行管理系统3A和3B。对由飞行管理系统3A、3B生成的引导指示的监 测是基于对飞行器位置的推演。
此外，在特定实施例中，飞行管理系统3A和3B中的每一个飞行管理系统被配 置成除了建立引导指示以锁定飞行器在路径上的位置之外还执行以下计算：
-对飞行器位置的计算；
-对飞行器路径的计算；以及
-对飞行器的位置与路径之间的偏差的计算。
此外，在特定实施例中，监测单元4A和4B中的每一者可以被配置成除了监测 引导指令(或指示)之外还对由飞行管理系统3A和3B执行的计算进行以下监测：
-监测对飞行器位置的计算；
-监测从NDB(导航数据库)类型的数据库中的RNP程序的提取，RNP程序存 储在飞行管理系统的导航数据库中，并且将该程序加载到飞行计划中；以及
-监测路径计算。
如图1所示，每个引导链2A、2B包括用于确定(测量、计算等)数据(“DATA 1、DATA2”)、即与飞行器的状态(位置、速度等)及其环境(温度等)相关联的参 数值的共同传感器组6A、6B。这些值是经由从组6A、6B到对应飞行管理系统3A、 3B(其中“对应”是指其属于同一引导链2A、2B)的链路l1A、l1B提供的。
每个飞行管理系统3A、3B基于从对应传感器组6A、6B接收到的值来计算飞行 器的位置。在图1所示的特定实施例中，飞行管理单元1还包括辅助单元7(“AUX”)， 该辅助单元基于分别经由链路l2A和l2B从组6A和6B接收到的值来计算第三位置。 考虑到监测单元4A、4B中的比较和表决，该辅助单元7尤其可以用作第三数据源。 该辅助单元7仅执行所指示的计算和操作，并且不对应于(第三)飞行管理系统。
监测单元4A从飞行管理系统3A、从飞行管理系统3B和从辅助单元7分别经由 链路l4A、l5B和l6A接收信息，并且可以经由链路l7A向对应飞行管理系统3A提供 信息。类似地，监测单元4B从飞行管理系统3A、从飞行管理系统3B和从辅助单元 7分别经由链路l5A、l4B和l6B接收信息，并且可以通过经由链路l7B向对应飞行管 理系统3B提供信息。
通过将由这两个飞行管理系统4A和4B提供的位置与由辅助单元7提供的位置 进行比较和表决，在监测单元4A、4B(或在飞行管理系统2A、2B中)实施对位置 计算的监测。此外，飞行管理系统3A和3B中的每一个飞行管理系统基于所确认的 位置和飞行计划的所确认的有效航段来计算引导指示(或指令)，并且将其发送到监 测单元4A、4B，该监测单元监测从这些引导指示推导出的飞行器位置的推演的演变、 并且在检测到异常的情况下通过将监测状态切换成无效而使计算无效。
如图1所示，飞行管理单元1的两个引导链2A和2B中的每一个引导链包括通 过链路l8A、l8B连接到飞行管理系统3A、3B的引导计算机8A、8B(“FG 1、FG 2” 是指“飞行引导(Flight Guidance)”)。所述引导计算机8A、8B中的一个、即有效引 导链的引导计算机控制用于飞行器的操纵面的常规伺服控制，以便根据引导指示来引 导飞行器。在这些引导计算机8A和8B上以常规方式实现引导计算机8A和引导计算 机8B之间用于控制伺服控制和引导飞行器的选择逻辑(根据监测状态)。
因此，如上所述，飞行管理单元1具有基于两个飞行管理系统3A和3B的架构 和包括对引导指示的监测在内的监测(特别是由监测单元4A和4B实施的)，以便能 够执行RNP0.1类型的操作。
这种架构使得可以：
-避免必须安装第三飞行管理系统(用作第三表决源)，这将是昂贵且复杂的；
-获得快速响应时间；
-在必要时，标识有缺陷的飞行管理系统(在计算错误的引导指示的情况下)， 允许使有缺陷的飞行管理系统无效，并且在剩余的无故障的飞行管理系统上继续操 作，并且如果可能的话，使有缺陷的飞行管理系统重新同步于无缺陷的飞行管理系统；
-通过将飞行器的推演位置与所确认的飞行计划而不是与飞行路径进行比较，防止由监测设备计算飞行路径(这必须预先通过算法来确认)；以及
-特别是在过渡期间通过实施(由分析模块M1至M6执行的)上述监测操作， 防止错误警告(或警报)。

Claims (12)

1.一种用于监测由飞行管理组件提供的至少一个引导指示的方法，所述飞行管理组件(1)包括两个引导链(2A，2B)，每个引导链提供有飞行管理系统(3A，3B)，所述飞行管理系统(3A，3B)中的每一个飞行管理系统被配置成计算用于飞行器(AC)的至少一个指导指令，
其特征在于，所述方法包括以下相继的步骤：
-由接收单元(9)执行的接收步骤，所述接收步骤包括接收待监测的引导指示以及至少所述飞行器(AC)的当前位置，所述待监测的引导指示表示由所述飞行管理系统(3A，3B)之一计算的引导指示；
-由第一计算单元(10)执行的第一计算步骤，所述第一计算步骤包括至少基于所述引导指示和所述飞行器(AC)的所述当前位置来计算所述飞行器(AC)的称为推演位置的多个位置(P1至P4)；
-由第二计算单元(12)执行的第二计算步骤，所述第二计算步骤包括计算与所述推演位置(P1至P4)相对于所述飞行器所遵循的飞行计划的有效航段的偏差相对应的称为推演航迹偏差的航迹偏差(E1至E4)；以及
-由分析单元(14)执行的分析步骤，所述分析步骤包括分析所述推演航迹偏差(E1至E4)以判定所述引导指示是允许所述飞行器朝向所述飞行计划的有效航段收敛的称为正确指示的引导指示、还是不允许所述飞行器朝向所述飞行计划的有效航段收敛的称为不正确指示的引导指示，所述分析步骤包括主要子步骤，所述主要子步骤包括：
·验证是否满足以下三个条件：
-所述推演航迹偏差(E1到E4)的第一漂移是正的；
-所述推演航迹偏差(E1到E4)的第二漂移是正的；以及
-所述推演位置(P1到P4)与所述飞行器(AC)的当前位置(P0)位于所述有效航段(SA)的同一侧；以及
·如果同时满足这三个条件，则得出所述引导指示不正确的结论。
2.如权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述分析步骤包括第一辅助子步骤，所述第一辅助子步骤包括在相继的第一和第二有效航段之间的过渡期间，针对滚转预期距离进行：
-验证是否满足以下两个条件中的至少一个条件：
·当前滚转角的漂移和目标滚转角的漂移具有相同的符号，所述目标滚转角是标称滚转角和取决于所述航迹偏差的校正项的总和，所述标称滚转角是与当前飞行计划的航段有关的滚转角；
·所述目标滚转角与标称滚转角不同，并且所述目标滚转角与所述标称滚转角之间的差值不变，所述飞行器(AC)的当前滚转角变化；以及
-如果满足这两个条件中的一个条件，则得出所述引导指示不正确的结论。
3.如权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，所述分析步骤包括第二辅助子步骤，所述第二辅助子步骤包括在相继的笔直型的第一和第二有效航段(TF1，TF2)之间的过渡期间进行：
-验证是否满足以下条件：在推演时间推演的相对于所述第二航段的航迹偏差不减小，所述推演时间对应于直到所述过渡的估计时间；以及
-如果满足这个条件，则得出所述引导指示不正确的结论。
4.如权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，所述分析步骤包括第三辅助子步骤，所述第三辅助子步骤包括在相继的笔直型的第一和第二有效航段(TF1和TF2)之间的过渡期间进行：
-验证是否满足以下条件：所述飞行器(AC)的速度矢量与半径矢量不正交；
-如果满足这个条件，则得出所述引导指示不正确的结论。
5.如权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，所述分析步骤包括第四辅助子步骤，所述第四辅助子步骤包括在相继的笔直型的第一和第二有效航段(TF1，TF2)之间的过渡期间进行：
-验证是否满足以下条件：所述飞行器(AC)未在取决于所述第一和第二有效航段(TF1，TF2)的约束区域(Z2)内飞行；
-如果满足这个条件，则得出所述引导指示不正确的结论。
6.如权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，所述分析步骤包括第五辅助子步骤，所述第五辅助子步骤包括：
-验证是否满足以下两个条件：
·至少在预定次数的相继的处理期间已经满足指明所述引导指示不正确的条件；以及
·所述推演航迹偏差大于预定值；以及
-只有同时满足这两个条件，才能得出所述引导指示不正确的结论。
7.如权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，所述第一计算步骤包括使用以下数据来计算所述飞行器(AC)的推演位置(P1至P4)：
-所述飞行器(AC)的参数值，至少包括先前确认的示出所述飞行器(AC)状态的当前位置；
-表示所述待监测的引导指示的滚转指令；
-至少一个大气参数的当前值；以及
-所述飞行器(AC)的性能模型。
8.一种用于监测由飞行管理组件提供的至少一个引导指示的监测设备，所述飞行管理组件(1)包括两个引导链(2A，2B)，每个引导链提供有飞行管理系统(3A，3B)，所述飞行管理系统(3A，3B)中的每一个飞行管理系统被配置成计算用于飞行器(AC)的至少一个指导指令，
其特征在于，所述监测设备包括：
-接收单元(9)，所述接收单元被配置成接收待监测的引导指示以及至少所述飞行器(AC)的当前位置，所述待监测的引导指示表示由所述飞行管理系统(3A，3B)之一计算的引导指示；
-第一计算单元(10)，所述第一计算单元被配置成至少基于所述引导指示和所述飞行器(AC)的所述当前位置来计算所述飞行器(AC)的称为推演位置的多个位置(P1至P4)；
-第二计算单元(12)，所述第二计算单元被配置成计算与所述推演位置(P1至P4)相对于所述飞行器所遵循的飞行计划的有效航段的偏差相对应的称为推演航迹偏差的航迹偏差(E1至E4)；以及
-分析单元(14)，所述分析单元被配置成分析所述推演航迹偏差(E1至E4)以判定所述引导指示是允许所述飞行器朝向所述飞行计划的有效航段收敛的称为正确指示的引导指示、还是不允许所述飞行器朝向所述飞行计划的有效航段收敛的称为不正确指示的引导指示，所述分析单元(14)包括主要分析模块(M1)，所述主要分析模块被配置成：
·验证是否满足以下三个条件：
-所述推演航迹偏差(E1到E4)的第一漂移是正的；
-所述推演航迹偏差(E1到E4)的第二漂移是正的；以及
-所述推演位置(P1到P4)与所述飞行器(AC)的当前位置(P0)位于所述有效航段(SA)的同一侧；以及
·如果同时满足这三个条件，则得出所述引导指示不正确的结论。
9.如权利要求8所述的监测设备，
其特征在于，所述分析单元(14)包括至少一个辅助分析模块(M2至M6)。
10.一种用于飞行器的飞行管理组件，所述飞行管理组件(1)包括两个引导链(2A，2B)，每个引导链提供有飞行管理系统(3A，3B)，所述飞行管理系统(3A，3B)中的每一个飞行管理系统被配置成对所述飞行器(AC)的引导指示执行至少一次计算，所述飞行管理组件(1)进一步包括至少一个监测单元(4A，4B)，所述监测单元被配置成监测由所述飞行管理系统(3A，3B)生成的数据，
其特征在于，所述监测单元(4A，4B)包括如权利要求8和9中任一项所述的监测设备(5)。
11.一种飞行器，
其特征在于，所述飞行器包括如权利要求8和9中任一项所述的监测设备(5)。
12.一种飞行器，
其特征在于，所述飞行器包括如权利要求10所述的飞行管理组件(1)。
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