CN113674552A - 针对具有高海拔地形的区域的高效飞行计划 - Google Patents

Abstract

本公开涉及针对具有高海拔地形的区域的高效飞行计划。具体地一种确定飞行器的飞行计划的方法，该方法包括以下步骤：确定与初始飞行路径相交并且包括至少一个地形特征的一个或更多个区域，所述至少一个地形特征具有大于海拔阈值的海拔；针对各个相应区域：基于初始飞行路径和海拔阈值线确定飞行区；确定初始飞行路径的一个或更多个航段，所述一个或更多个航段包括具有大于海拔阈值的海拔的一个或更多个地形特征；以及通过以下方式确定各相应航段的经修改的飞行路径：沿着相应航段确定多个梯度坡降；以及如果所述多个梯度坡降中的任何梯度坡降会与所述一个或更多个地形特征中的任何地形特征冲突，则沿安全下降方向移动初始飞行路径的相应航段。

Description

针对具有高海拔地形的区域的高效飞行计划

技术领域

本文所描述的各方面涉及当在高海拔地形(high elevation terrain)特征上空或附近飞行时确定更高效的飞行计划同时保持安全下降选项的系统和方法。

背景技术

常规飞行计划系统避开在高海拔地形特征上空或附近标绘飞行路径，以减少在计划外下降的情况下(诸如在响应于意外的机舱减压事件而快速下降的情况下)由此类地形特征造成的风险。这是因为通常希望尽可能快地下降到安全高度(altitude)，然后着陆在附近的机场，而高海拔地形特征可能会使这些目标落空。因此，具有高海拔地形特征的区域中的飞行路径往往会较长且不太直接，这显著地影响到飞行操作的效率。例如，更长的飞行路径意味着增加的燃油使用和增加的飞行器组件磨损，从而导致总体上更高的运营成本、更高的环境影响以及更低的飞行器运行可用性。此外，更长的飞行路径对客户意味着更长的飞行时间，这导致较低的满意度。

因此，需要改进的用于当在高海拔地形特征上空或附近飞行时确定更高效的飞行计划同时保持安全下降选项的系统和方法。

发明内容

在第一方面，提供了一种确定飞行器的从起点到目的地的飞行计划的方法，所述方法包括以下步骤：确定与初始飞行路径相交并且包括至少一个地形特征的一个或更多个区域，所述至少一个地形特征具有大于海拔阈值的海拔；针对所述一个或更多个区域中的各个相应区域，进行如下操作：基于初始飞行路径和海拔阈值线，确定所述相应区域内的飞行区，其中，海拔阈值线指示所述相应区域的如下部分，即，在所述部分中，沿所述相应区域的安全下降方向，所有地形均低于海拔阈值；确定所述相应区域中的初始飞行路径的一个或更多个航段(segment)，所述一个或更多个航段包括具有大于海拔阈值的海拔的一个或更多个地形特征；以及通过以下方式确定所述相应区域中的初始飞行路径的所述一个或更多个航段中的各个相应航段的经修改的飞行路径：基于从估计巡航高度到高度阈值的估计下降时间，确定从沿着所述相应航段的多个位置的并且从估计巡航高度到高度阈值的多个梯度坡降(descent gradient)；以及如果所述多个梯度坡降中的任何梯度坡降将会与沿着所述相应航段的所述一个或更多个地形特征中的任何地形特征冲突，则沿安全下降方向移动初始飞行路径的所述相应航段，其中，所述相应区域的经修改的飞行路径处于初始飞行路径与所述相应区域的飞行区内的海拔阈值线之间。

其它方面提供了执行前述方法以及本文所描述的那些方法的处理系统；包括指令的非暂时性计算机可读介质，该指令在通过处理系统的一个或更多个处理器执行时，使该处理系统执行前述方法以及本文所描述的那些方法；在计算机可读存储介质上具体实施的包括代码的计算机程序产品，该代码执行前述方法以及本文进一步描述的那些方法；以及包括用于执行前述方法以及本文进一步描述的那些方法的装置的处理系统。

附图说明

附图描绘了所述一个或更多个实施方式的各方面，因此不应被视为限制本公开的范围。

图1描绘了横穿关注区域并且越过高地形区域的初始飞行路径。

图2A描绘了在高地形区域上空从巡航高度到高度阈值的梯度坡降的视图。

图2B是图2A的俯视图并且描绘了穿过高地形区域到高度阈值的梯度坡降。

图3描绘了规划出飞行器的飞行计划的系统的各方面。

图4描绘了来自图3的指引方向确定(direct-to determination)子系统的实施方式的各个方面和操作的流程图。

图5描绘了用于确定经修改的飞行路径的飞行计划处理的俯视图，并且是图4中描述的处理的结果。

图6描绘了在高地形区域上空或附近的各种飞行路径的俯视图，并且呈现了指引方向确定子系统的结果。

图7描绘了在高地形区域上空或附近从巡航高度到高度阈值的各个梯度坡降的视图。

图8描绘了来自图3的紧急目的地确定子系统的实施方式的各个方面和操作的流程图。

图9描绘了高海拔地形特征附近的具有到多个着陆点的安全梯度坡降的飞行路径。

图10描绘了确定飞行器的从起点到目的地的飞行计划的示例方法。

图11描绘了规划出飞行器的飞行计划的系统的示例处理系统。

为了易于理解，在可能的情况下，使用了相同的标号来指定图中公共的相同要素。设想的是，一个实施方式中的要素和特征可以在没有进一步讲述的情况下有利地并入其它实施方式中。

具体实施方式

本公开的各方面提供了当在高海拔地形特征(high elevation terrainfeature)上空或附近飞行时确定更高效的飞行计划同时保持安全下降选项的系统和方法。

飞行计划通常是由飞行员或飞行调度员在出发前向当地的空中航行服务提供商(Air Navigation Service Provider)(例如,美国的FAA)提交的计划，该计划除了其它信息外，还指示飞行器的计划路线或飞行路径。在一些情况下，可以根据特定标准(诸如国际民航组织(ICAO：International Civil Aviation Organization)Doc 4444)来格式化飞行计划。飞行计划通常可以包括诸如以下项的信息：出发点和到达点、出发点与到达点之间的飞行路径、估计途中时间、恶劣天气情况下的备用机场、飞行类型(例如，仪表飞行规则(IFR：instrument flight rule)或视觉飞行规则(VFR：visual flight rule))、飞行员信息、机上人数以及有关飞行器本身的信息等等。在一些情况下，飞行计划中的飞行路径可以包括飞行器打算作为飞行计划的一部分顺次穿过的航路点(例如，由纬度和经度定义)的列表。

飞行计划中使用的路线选择(Routing)类型例如可以包括：空中航线(airway)路线选择、助航系统(navaid)路线选择以及直接路线选择，并且飞行路径可以由不同的路线选择类型的航段组成。空中航线路线选择通常可以沿着预定义的途径进行，这种预定义的途径类似于飞行器的三维高速路，并且包括控制空中航线路线选择的规则，该规则覆盖了高度、空速以及进入和离开空中航线的要求。助航系统路线选择发生在助航设备(navigational aid)之间，这些助航设备并非总是通过空中航线连接的。当路线航段端点中的一个或两个端点处于助航设备无法定位的纬度/经度时，便会进行直接路线选择。

常规飞行计划会绕开(steer clear of)高海拔地形特征，以确保飞行器在发生意外飞行问题(诸如，机舱快速降压)的情况下，可以容易地沿着飞行路径的任何点快速下降到安全高度。然而，不必要的间接飞行路径会导致增加的燃料使用、增加的飞行器组件磨损、更高的运营成本、更高的环境影响以及更低的飞行器运行可用性等等。常规飞行计划也使用静态机场列表，以在紧急着陆的情况下使用。

本文所描述的实施方式通过考虑宽范围的因素以便计划更高效且同样安全的飞行路径，来改进常规飞行计划方法。例如，本文所描述的实施方式考虑了不同飞行器的运行特性(例如，最大下降速度、对地最大速度等)、具有高海拔地形特征的区域的当前风况以及其它因素，以生成更直接并因此更高效的飞行路径。

更具体地，本文所描述的实施方式可以开始于起点与目的地之间的最直接飞行路径。在一些情况下，最直接飞行路径可以是起点和目的地之间的大圆弧(great circle)飞行路径，然而在其它情况下，最直接飞行路径可能会出于特定理由(诸如政治上的、与天气有关的等等)而转向以避开某些区域。大圆弧飞行路径是球体表面上两点之间的最短距离。

然后，本文所描述的实施方式沿着最直接飞行路径标识穿过高海拔地形区域的航段，该航段例如可以包括高海拔地形特征(例如，具有高于某个阈值(诸如10,000英尺)的海拔的特征)。在一些情况下，海拔阈值可以是绝对阈值，诸如包含具有高于该阈值的海拔的地形特征(例如，山峰)的区域。在其它情况下，可以基于高于任何地形特征的最小超障余度(obstacle clearance)来选择海拔阈值。例如，在最小超障余度为2,000英尺以及海拔阈值为10,000英尺的情况下，高于8000英尺的任何地形特征都将超过包括最小超障余度的海拔阈值(例如，海拔8001英尺+超障余度2000英尺＝10001英尺)。

对于各个所标识的航段，可以基于初始飞行路径、安全下降方向以及海拔阈值线，来确定飞行区。然后，可以通过考虑可能的梯度坡降、已知的地形特征、飞行器性能以及当地天气，来确定所述航段的飞行区内的最优飞行路径。所得的经修改的飞行路径保持了常规飞行计划的安全属性，同时考虑了比常规飞行计划显著更高效的经修改的飞行计划，该经修改的飞行计划可以完全避开高地形区域。

因此，本文所描述的系统和方法通过使用飞行器特定的信息以及天气来计算沿着各个航段的多个位置的梯度坡降，从而改进常规飞行计划方法。如果所有梯度坡降均不会与地形特征冲突或者均不会违反最小超障余度阈值(如图2A所讨论的)，则将所述航段移动成接近大圆弧飞行路径(该大圆弧飞行路径可能穿过高地形区域)，然后重复该处理。如果至少一个梯度坡降与地形特征冲突或者违反最小超障余度阈值，则将所述航段移动成远离大圆弧飞行路径。这种迭代处理使飞行路径尽可能接近高海拔地形特征，同时确保安全的飞行计划，并且与常规方法相比，产生了更短飞行路径。

而且，本文所描述的实施方式通过使用有关附近机场的信息(诸如跑道长度和现场天气)来确定飞行器当处于飞行中时必须着陆的情况下的合适紧急目的地，从而改进常规飞行计划方法。针对各个梯度坡降确定紧急目的地，并且可以在处于飞行中的同时进行更新。

高海拔地形特征上空或附近的飞行路径的示例

图1描绘了飞行器104的横穿关注区域106并且越过高地形区域108a的初始飞行路径100a。在该示例中，将关注区域106表示为地图上的具有高地形区域108的投影，其中高地形区域108包括高于海拔阈值的一个或更多个特征，将参照图2A进一步描述这些特征(例如，处于或高于海拔阈值212的海拔)。高地形区域108是以标记海拔阈值的开始处的海拔阈值线124为界的。例如，海拔阈值线124标记高地形区域108a的边界。因此，基于该阈值的值(例如，10,000英尺)，针对各个高地形区域(例如，108)来固定海拔阈值线(例如，124)。

可以将飞行路径100a初始生成为起点与目的地点之间的最直接的路线。在一些情况下，初始飞行路径100a可以尽可能接近起点与目的地之间的实际最短路径，诸如由大圆弧路径近似出的路径。然而，鉴于随每个国家而不同的空中航线结构、风况、飞越领空费用(overflight charge)以及其它的因素，初始飞行路径可能会经常偏离大圆弧路径。在该示例中，初始飞行路径100a穿过关注区域106，并且飞越高地形区域108a。

常规飞行计划方法完全避开了关注区域106，以便避开关注区域106内的高地形区域(例如，108)。例如，飞行路径100b示出了根据常规方法生成的飞行路径的示例。不同于常规方法，并且如本文进一步描述的，可以将初始飞行路径100a修改成，安全地穿过关注区域106并且在高地形区域108上空或附近飞行，同时保持与飞行路径100b相同的安全裕度。在如下进一步描述的一些实施方式中，可以将初始飞行路径100a分解成多个航段，其中一些航段可以在飞行计划期间移动以安全地导航关注区域106，而不必完全绕所述关注区域飞行，就像飞行路径100b那样。

例如，可以基于飞行路径100a与高地形区域(例如，108a)的各个相交来将初始飞行路径100a分成多个航段。因此，在这个示例中，初始飞行路径100a中的第一航段102a从关注区域106的外部开始，并且在飞行路径100a与海拔阈值线124相交的地方终止。然后，将第二航段102b定义为飞行路径100a的以下部分：航段102a的末端与飞行路径100a再次与海拔阈值线124相交的地方之间的部分。接下来，将第三航段102c定义为飞行路径100a的以下部分：航段102b的末端与关注区域108a的外部的处于最终目的地的飞行路径的末端之间的部分。值得注意的是，这只是一个示例，并且在其它示例中，可以以另选方式来定义航段，诸如按各个高地形区域定义多于一个的航段，或者定义在与关注区域的相交处开始和/或终止的附加航段。在一些实施方式中，仅在与初始飞行计划相交的关注区域内部定义航段。

一旦分解成多个航段，为了安全，可以修改初始飞行路径100a的各个航段。如上面所讨论的，常规飞行计划可能会完全避开区域106(例如，通过飞行路线100b)，而这会显著延长飞行路径并因此延长飞行时间、燃油使用等。相比之下，本文所描述的实施方式可调整关注区域106和/或高地形区域108内的初始飞行路径100a的航段，以使来自高海拔地形特征(例如，108a)的风险最小化。飞越这些区域的能力导致使用的飞行路径比常规飞行计划(例如，100b)更短，从而有利地降低了运营成本、降低了环境影响并且增加飞行器运行可用性。图3至图10更详细地描述了改进飞行计划的各个方面。

确定飞行路径的安全梯度坡降

如上简要描述的，创建安全飞行计划的一个方面是要确定飞行路径中的各个区域的安全下降方向。例如，在飞行路径以北具有高海拔地形特征的区域中，安全下降方向可以沿朝南方向。这是因为优选地以尽可能快且尽可能安全的方式执行紧急或其它计划外下降。在这种下降期间，飞行路径范围中的高海拔地形特征可能会造成危险。

图2A和图2B描绘了穿过高地形区域208到达高度阈值211的梯度坡降214的不同视图。高地形区域208是包括高于海拔阈值212的地形特征210的区域。

梯度坡降(descent gradient)通常是从第一高度(诸如巡航高度)到第二高度(诸如安全高度(例如，高度阈值211))的三维路径。在发生意外事件(诸如意外的机舱减压、飞行器上的医疗问题或者伴随飞行器的机械问题等等)的情况下，可能会以梯度坡降飞行。

特别地，图2A描绘了在高地形区域208(例如，根据图1的108a)上空从巡航高度到高度阈值211的梯度坡降214的视图。在该示例中，当发生意外事件216(诸如快速机舱降压)时，飞行器正在飞行某一飞行路径(例如，图2B中的飞行路径200)，并且飞行器必须快速下降到高度阈值211。

响应于该事件，飞行器可以根据安全下降方向218快速改变航向并且开沿着梯度坡降214到高度阈值211的下降。在一些实施方式中，可以将安全下降方向确定为飞行计划处理的一部分，或者在其它实施方式中可以单独确定安全下降方向。在一些情况下，安全下降方向可以基于当前飞行条件。

在该示例中，将高度阈值211描绘为高于海拔阈值212。在其它示例中，高度阈值(例如，211)低于海拔阈值(例如，212)或者处于与海拔阈值相同的高度。在一些示例中，高度阈值211处于以下高度：在该高度，大气压力使得飞行器乘客可以在无需供应氧气的情况下呼吸，诸如高于平均海平面的10,000英尺。在一个示例中，海拔阈值212约为10,000英尺，但是在其它示例中可以是不同海拔。如上所述，海拔阈值212可以说明最小超障余度，诸如在一些示例中为2,000英尺。

图2A还描绘了最小超障余度线220的示例，该最小超障余度线是距地形特征210的所需最小隔开距离(standoff distance)，诸如可以由操作员设定、基于飞行器特性或者由民航组织(诸如ICAO)提供的最小隔开距离。在一个示例中，高度阈值211处于高于海拔阈值212的约为最小隔开距离或最小超障余度阈值的高度。

值得注意地，梯度坡降214的各方面(诸如该梯度坡降的斜率)可能会因进行下降的飞行器的特性(诸如飞行器的最大安全垂直速度)以及环境状况(诸如风向)而改变。通常，飞行器的最大安全垂直速度是飞行器可以在安全运行的飞行包络线内安全下降的最快速度，举例来说，如某一飞行器大约为6,000ft/min(英尺/分)至7,000ft/min。然而，最大安全垂直速度会根据多种因素而改变，包括飞行器类型或型号、天气条件以及其它因素。

在一些实施方式中，一旦飞行器处于高度阈值211，就可以选择备用或紧急着陆目的地，如参照图3、图8及图9更详细讨论的。

图2B是图2A的俯视图并且示出了在关注区域206内部穿过高地形区域208到达高度阈值(例如，来自图2A的高度阈值211)的梯度坡降214。如图2B所描绘的，在沿着飞行路径200的意外事件216之后，沿安全下降方向218进行转弯。海拔阈值线224标记与图1中所描述的海拔阈值(例如，海拔阈值线124)处于相同海拔的地形特征的开始处。

确定高海拔地形特征上空或附近的飞行计划的示例应用

图3描绘了规划出飞行器的飞行计划302的系统300的各方面，特别是规划出包括如上所述在高地形区域上空或附近穿过的飞行路径的飞行计划(例如，302)。可以在用于飞行计划的设备(诸如计算机、电话或平板电脑)或飞行器航空电子设备(诸如飞行管理系统)上实现系统300。可以在飞行器上以机载和/或机外方式实现系统300或该系统的各方面。

例如，在机外实现中，系统300在飞行期间通过数据连接(诸如地面无线数据连接或基于空间的数据连接)与飞行器进行通信，以更新飞行计划302。另外，可以基于诸如当地天气这样的新出现的条件，在飞行器起飞之前、在飞行器处于飞行中的同时或这两者来修改飞行计划302。

在该示例中，如上所述，指引方向确定(direct-to determination)子系统304使用影响飞行的因素306，来确定在高地形区域上空具有安全梯度坡降的飞行路径。然后，飞行计划引擎子系统308基于具有安全梯度坡降的飞行路径来生成飞行计划302，并且紧急目的地确定子系统310使用影响着陆的因素312来确定沿着具有安全梯度坡降的飞行路径的合适的紧急目的地。在一些实施方式中，合适的紧急目的地可以是飞行计划302内包括的信息。

在该示例中，影响飞行的因素306包括：大圆弧起点和目的地306a、关注区域306b、飞行器类型的最大安全垂直速度306c、每区域总体逃生方向306d、每高度风况预报(包括速度和矢量)306e、每高度飞行器最大运行速度(例如，V_mo)306f、每区域最小超障余度306g、以及包括海拔数据的地形数据306h。在其它示例中，可以考虑其它和附加的因素。

如上所述，大圆弧起点和目的地306a是从起点到目的地的大圆弧飞行路径。这是理论上的最优飞行路径，但是出于包括以下项的几个种理由而可能是不可行的：高海拔地形特征、空中航线结构、风况、以及因国家而不同的飞行领空费用。因此，可以将大圆弧飞行路径用作比较初始飞行路径的基线。

关注区域306b包括：可能会影响飞行路径的各个区域(诸如具有高海拔地形的区域)、恶劣天气、政治上的安全问题以及其它因素，如上所述。

飞行器类型的最大安全垂直速度306c是飞行器可以安全下降的最快速度，如上所述。这个值通常会根据飞行器的类型或型号而改变，并且特别是基于飞行器的性能特点、制造商推荐的飞行包络线以及其它因素。

每区域总体逃生方向306d是在需要快速下降的情况下(诸如上述意外事件)下降的推荐方向的列表。方向会根据地形或者影响下降的其它因素因区域而改变。例如，如果飞行器正在其左侧为山区地形而其右侧为平坦地形的情况下飞行，那么总体逃生方向很可能是向右，因为在沿该方向的下降期间没有地形特征可与之抗衡。在一个示例中，逃生方向是基于包括关注区域的区域而预定义的。在其它示例中，这些逃生方向是使用飞行路径、飞行器速度、基础地形以及其它数据源计算出的。计算可以在飞行计划期间或者在飞行期间实时进行。

每高度风况预报306e包括：有关多个高度的、随时间的风向和风速的数据，包括有关将来风况的预测。可以针对每区域和每离散的高度水平(或高度范围)来提供数据。在一些示例中，在飞行计划期间初始地确定每高度风况预报306e，随后可以在飞行期间基于不断变化的风况进行更新。

每高度飞行器最大运行速度306是根据各不同高度的最大飞行器速度的列表。这个值将基于飞行器的类型或型号而改变，这类似于飞行器类型的最大安全垂直速度306c。

每区域最小超障余度306g是飞行器必须保持的距地形特征的最小隔开距离的列表。隔开距离可能因区域而改变，并且即使执行快速下降，也通常必须进行观察。

地形数据306h是描述地球表面的三维数据集。可以将地形数据306h用于确定关注区域，包括高于海拔阈值的高地形区域。此外，最小超障余度阈值可以基于地形数据306h，作为障碍物特性的参考。

可以在飞行之前、在飞行期间或者这两种情况下确定影响飞行的因素306。可以从各种数据源导出因素306a至306h。值得注意地，影响飞行的因素306a至306h只是一些示例，并且在其它实施方式中，可以包括用于飞行计划的其它因素。例如，可以将禁飞区数据源用于防止在受限空域或出于政治理由的其它范围上空飞行。在其它示例中，可以将初始飞行路径(该初始飞行路径可以由运营商设定或者由诸如ICAO这样的民航组织提供)用作确定经修改的飞行路径的起始点，其中，该初始飞行路径不是大圆弧飞行路径。

在该示例中，影响着陆的因素312包括：机场信息312a、机场能见度报告312b、机场风况报告312c以及天气数据312d。

机场信息312a是世界各地机场的列表，例如包括：跑道数、长度、方向以及状态。机场信息312a可以包括公共机场和私人机场，以及一些示例中的军事基地。如果发生意外事件(诸如意外的机舱减压)，则可以将机场信息312a用于确定飞行器的潜在紧急目的地。

机场能见度报告312b包括与机场处的能见度条件有关的数据。能见度报告通常可以由数据服务(商)提供，并且可以以某一固定间隔进行更新。在一些实施方式中，可以例如基于机场处的感测系统将能见度报告312b提供为实时数据。

机场风况报告312c包括与机场处的风况有关的数据。例如，机场风况报告312c可以包括风速、风向、变化性以及其它风特性。机场风况报告312c通常可以由数据服务(商)提供，并且可以以某一固定间隔进行更新。在一些实施方式中，可以例如基于机场处的感测系统将机场风况报告312c提供为实时数据。

天气数据312d可以包括与天气(更一般地包括机场处和周围的天气)有关的数据。天气数据可能包括当前和预报的天气条件，包括温度、湿度、云层(cloud layering)以及其它天气条件。可以通过包括以下项的不同手段来提供天气数据312d：飞行器上的传感器、来自其它飞行器的传感器报告、来自空中交通管制的报告、以及直接或者通过其它通道(诸如通过空中交通管制)与飞行器共享的来自基于地面的传感器的传感器读数。

影响着陆的因素312可以在飞行之前进行估计并且在飞行期间进行更新，并且可以包括先前讨论的数据源或附加数据源的不同组合。可以从各种数据源导出因素312a至312d。值得注意地，因素312a至312d只是一些示例，并且在其它实施方式中，可以包括用于飞行计划的其它因素。

包括指引方向确定子系统304和紧急目的地确定子系统310在内的子系统在一些实施方式中可以由单个系统来提供，或者在其它实施方式中可以由多个协作系统来提供。例如，可以通过应用编程接口(API)以及在子系统部件之间建立的数据通道来交换数据。在一些实施方式中，各个子系统可以单独且彼此独立地操作。

例如，指引方向确定子系统304、飞行计划引擎308以及紧急目的地确定子系统310中一个或更多个可以在机外设备中实现，诸如在航空公司的运营中心处实现。在一些实施方式中，这些子系统中的一个或更多个子系统可以在移动设备(诸如膝上型计算机或平板计算机)或者可以到处移动的其它计算装置上实现。例如，子系统304、308以及310可以是：可被安装在平板计算装置上的集成飞行计划软件套件的一部分。在一些实施方式中，可以将子系统304、308以及310实现为客户端-服务器软件系统，其中服务器执行主要处理，并且客户端接收由服务器(诸如在便携式电子装置上)处理的数据。

示例指引方向确定

图4描绘了如参照图3描述的指引方向确定子系统304的实施方式的各个方面和操作的流程图，包括诸如影响飞行的因素306的输入。

在该示例中，步骤408使用大圆弧起点和目的地306a飞行路径以及关注区域306b，来导出如上所述的具有高于海拔阈值的一个或多个地形特征的区域的海拔阈值线(例如，图2B中的海拔阈值线224以及图1中的高地形区域108和图2B中的高地形区域208)。

然后，步骤410将这些区域上空的大圆弧起点和目的地306a飞行路径划分成多个航段，从而每当大圆弧起点和目的地306a飞行路径与如图1所描述的海拔阈值线相交时，都会创建新的航段。在其它示例中，步骤408和410使用与大圆弧起点和目的地306a飞行路径不同的飞行路径，诸如初始飞行路径。

步骤412使用飞行器类型的最大安全垂直速度306c来计算下降时间，该下降时间是飞行器从巡航高度(诸如飞行路径)下降到高度阈值所花费的时间。例如，如果飞行器类型的最大安全垂直速度306c为6,000ft/min，并且巡航高度与高度阈值之间的垂直距离为25,000英尺，那么步骤412将大约为4.17分钟。在一些示例中，可以基于诸如天气、湍流或空中交通这样的估计或预测条件来使用估计巡航高度。然后，步骤412计算估计下降时间。然而，实际巡航高度可以与基于飞行期间的实际条件和变化条件的估计巡航高度不同。

在该示例中，步骤414使用每区域总体逃生方向306d以及每高度风况预报306e来确定飞行器是面对逆风还是顺风，而这会影响梯度坡降，如图6中所讨论的。例如，如果每区域总体逃生方向306d是向南，而每高度风况预报306e均为从南向北，那么步骤414针对所有高度将是逆风。

步骤416使用每高度飞行器最大运行速度(例如，V_mo)306f、每高度风况预报306e以及步骤414的结果，来计算出逃生方向的对地最大运行速度(maximum operating velocityover ground)(例如，V_mog)。对地最大运行速度等于最大运行速度与风速之和，其中,如果是顺风，则风速为正，如果是逆风，则风速为负，并且是针对每高度计算的。例如，如果最大运行速度为390MPH，并且存在35MPH的顺风，那么对地最大运行速度为425MPH。对于相同示例，但是在逆风的情况下，对地最大运行速度为355MPH。

步骤418使用步骤414的结果和步骤416的结果，来确定对地行进的距离。例如，如果对地最大运行速度为425MPH，并且下降到高度阈值的时间为4.17分钟，那么飞行器对地行进了约29.5英里。

步骤414、416以及418取决于高度，并因此，通常在框420中针对多个高度来进行计算。在一个示例中，针对各个确定，框420使用1,000英尺的高度增量。

框422使用框420的结果(诸如来自步骤418的不同距离)连同巡航高度和高度阈值，并且计算针对沿着来自步骤410的各个航段的多个位置的梯度坡降。框422在航段的开始处开始其计算，并且例如以固定的增量沿着该航段移动，直到到达该航段末端为止。

步骤424使用每区域最小超障余度306g以及地形数据306h来计算高于地形特征的飞行器可以飞行的最低高度。此处使用的区域覆盖了关注区域306b中的区域。例如，如果最小超障余度阈值为2,000英尺，并且地形特征为11,000英尺，那么飞行器必须在至少13,000英尺的高度飞行。

步骤426使用框422的结果和步骤424的结果来确定沿着该航段的这些梯度坡降中的任何梯度坡降是否与地形特征冲突或者是否违反最小超障余度阈值。重复指引方向确定子系统304的操作，直到确定了经修改的飞行路径为止。在一些情况下，所有航段均与大圆弧飞行路径(该大圆弧飞行路径是最优飞行路径)重叠，并且经修改的飞行路径就是大圆弧飞行路径。

例如，如果在步骤426中，航段的这些梯度坡降中的至少一个梯度坡降与地形特征冲突或者违反最小超障余度阈值，那么在步骤428a中，将航段相对于大圆弧起点和目的地306a飞行路径(例如，沿安全下降方向)移开固定的增量，并且如上所述重复指引方向确定子系统304的操作。但是，如果在步骤426中，航段的所有梯度坡降均不会与地形特征冲突或者均不会违反最小超障余度阈值，那么在步骤428b中，将该航段向大圆弧起点和目的地306a飞行路径移近固定的增量，并且如上所述重复指引方向确定子系统304的操作。固定的增量例如可以按照英里或者纬度和/或经度等。值得注意地，这通常具有缩短总体飞行路径并使其更高效的效果，如上所述并且如下参照图5和图6更详细例示的。

如果针对航段的指引方向确定子系统304的操作结果在步骤428a与428b之间波动，那么可以将有问题的航段以较小增量向大圆弧飞行路径移动或者从大圆弧飞行路径移开，直到框430中的处理找到更好的最优解为止。另外，可以将步骤428b的最新结果用作解。在框430中针对所有航段重复该处理。

示例经修改的飞行路径

图5描绘了用于确定经修改的飞行路径500b的飞行计划处理的俯视图，并且是图4中描述的处理的结果。

在该示例中，初始飞行路径500a穿过关注区域506，当该初始飞行路径与海拔阈值线524相交时，创建了第一航段502a。海拔阈值线524为高地形区域508划界。在此，初始飞行路径500a是大圆弧飞行路径，但是在其它示例中，可以基于另选初始飞行路径生成技术。第一航段502a的至少一个梯度坡降与地形特征冲突或者违反最小超障余度阈值。因此，第一航段502a然后递增地远离大圆弧飞行路径(例如，初始飞行路径500a)朝着逃生方向518移动，并且成为第二航段502b。

对第二航段502b和第三航段502c等等重复相同的处理，直到找到第n个航段502d的梯度坡降不会与地形特征冲突或者不会违反最小超障余度阈值为止，从而产生经修改的飞行路径500b。在一些示例中，可以在第n个航段502d之前确定经修改的飞行路径500b。在其中初始飞行路径500a不是大圆弧飞行路径的另一示例中，第一航段502a的梯度坡降不会与地形特征冲突或者不会违反最小超障余度阈值，因此，将第一航段502a移动成接近大圆弧飞行路径，并且重复该处理直到找到更好的最优解为止。

在其它示例中，将航段定义为连接独立于海拔阈值线524的多个航路点。然而，将相同飞行计划处理用于确定经修改的飞行路径。

图6描绘了在高地形区域上空或附近的各种飞行路径的俯视图，并且呈现了图4中的指引方向确定子系统304的结果。

在该示例中，飞行器604在高地形区域附近，该高地形区域包括安全飞行区624和不安全飞行区626。安全飞行区624是这样的高于海拔阈值的区域，即，在该区域中，所有梯度坡降均不会与地形特征冲突或者不会违反最小超障余度阈值。不安全飞行区626是这样的高于海拔阈值的区域，即，在该区域中，至少一个梯度坡降与地形特征冲突或者违反了最小超障余度阈值，并因此，对于飞行器604的行进是不安全的。

在该示例中，呈现了三条飞行路径。如上所述，大圆弧飞行路径600a是到目的地的最直接路线。在该示例中，大圆弧飞行路径600a也是初始飞行路径(如图4中的步骤408和410所描述的)，但是在其它示例中，可能仅是初始飞行路径(而不是大圆弧飞行路径)。尽管未示出，但是不安全飞行区626可能会向北延伸超过大圆弧圆飞行路径600a，但是在这里，安全下降方向是西南方向，因而沿该方向描绘安全飞行区和不安全飞行区。因此，飞行器604无法在大圆弧飞行路径600a飞行，这是因为在这个示例中，飞行器604穿过不安全飞行区626，并且不可能从飞行路径的所有部分安全下降。

解决大圆弧飞行路径600a的问题的常规方式是使飞行路径绕整个范围转向，以避开完全在高地形区域上空飞行。得到了常规飞行路径600c，其避开穿过不安全飞行区626和安全飞行区624的任何部分，导致增加了飞行距离、时间以及成本。

一种确定另选飞行路径的改进方法是要使用环境条件和飞行器数据(例如，图4中的影响飞行的因素306)来确定同等安全但更直接的飞行路径。这是通过评估源自所讨论的飞行路径处的巡航高度的梯度坡降并且确保所有梯度坡降均源自不安全飞行区626的外部来实现的。

针对沿着飞行路径中的各个航段(诸如由多个航路点定义的第一航段602a和第二航段602b)的多个位置，来评估梯度坡降。如果任一航段的至少一个梯度坡降源自不安全下降区626，则移动该航段，如在图4的框430中所描述的。

该处理的结果是经修改的飞行路径600b，该飞行路径600b是对常规飞行路径600c的改进，这是因为该经修改的飞行路径更直接并因此更短。在该示例中，经修改的飞行路径600b穿过安全飞行区624，同时避开不安全飞行区626，并且是根据图3的所得的飞行计划(例如，飞行计划302)的实施方式。

范围624和626分别以海拔阈值线624a和不安全阈值线626a为界。海拔阈值线624a对于一个区域是固定的(类似于来自图2B中的海拔阈值线224)，并且不安全阈值线626a取决于环境条件和飞行器数据(例如，来自图4的影响飞行的因素306)。因此，不安全阈值线626a根据条件而对于各个高地形区域是可变的，这进一步提高了本文所描述的确定飞行路径的方法的安全性。

例如，当在向着西南的梯度坡降飞行时，向北的风628导致飞行器逆风。给定最大安全下降速率，逆风减小了对地最大运行速度，并因此减小了飞行器604在梯度坡降期间可以对地行进的距离(类似于图4中的步骤418)。这使不安全阈值线626a移位成接近海拔阈值线624a。相反地，给定最大安全下降速率，向南的风630会产生顺风并增加飞行器604可以对地行进的距离，从而使不安全阈值线626a移位成远离海拔阈值线624a。值得注意地，对于飞行路径中的各部分，经修改的飞行路径600b处于海拔阈值线624a与不安全阈值线626a之间，而且，处于初始飞行路径600a与常规飞行路径600c之间。

图7描绘了在高地形区域708上空或附近从巡航高度到高度阈值711的各个梯度坡降(714a至714c)的视图。

在该示例中，飞行器正飞行于当意外事件716a发生并且飞行器必须进行快速下降时的飞行路径。到高度阈值711的路线对于梯度坡降714a是不安全的，这是因为该路线违反了最小超障余度阈值，如最小超障余度线720所表示的。因此，对应飞行路径是不安全的，并且如图所示穿过不安全飞行区726。

而且，常规梯度坡降714c源于意外事件716c，该意外事件716c发生在范围726和724外部的常规飞行路径上，并且经修改的梯度坡降714b源于意外事件716b，该意外事件716b发生在穿过安全飞行区724的飞行路径上。范围726和724表示具有高于海拔阈值712的地形的区域，如先前在图6中所讨论的。在两个梯度坡降714b和714c中，飞行器安全下降到高度阈值711。

在该示例中，最直接飞行路径穿过不安全飞行区726(类似于图6中的大圆弧飞行路径600a)。与意外事件716b对应的飞行路径是经修改的飞行路径(例如，来自图6的经修改的飞行路径600b)，并且是图4至图6中所讨论的飞行计划处理的结果。值得注意地，在保持处于安全飞行区724中的同时，使经修改的飞行路径尽可能安全地接近最直接飞行路径。因此，所得的经修改的梯度坡降714b接近于但不会违反最小超障余度阈值。

在其它示例中，经修改的梯度坡降714b源于安全飞行区724内的任何位置处的巡航高度。在该示例中，范围726和724表示在特定高度的潜在飞行路径范围，并且在其它示例中可以不同地进行表示。

示例紧急目的地确定

图8描绘了先前在图3中描绘的紧急目的地确定子系统310的实施方式的各个方面和操作的流程图，包括诸如影响着陆的因素312这样的输入。

在该示例中，步骤816使用梯度坡降814和机场信息312a来标识在距飞行器的阈值距离(例如，半径)内的紧急目的地的列表。梯度坡降814是源自飞行路径的巡航高度的多个梯度坡降，并且机场信息312a是所有机场的列表。因此，步骤816在飞行器的航程(range)内标识沿着飞行路径和梯度坡降的不同位置处的机场，并且会随着飞行器的位置而改变。在一些示例中，将经修改的飞行路径用作所述飞行路径，并因此，步骤816计算从经修改的飞行路径到所述一个或更多个紧急目的地的距离。

在该示例中，步骤818使用机场能见度报告312b以及来自步骤816的机场列表，以从步骤816中的列表中滤除对于视觉飞行规则(VFR：Visual Flight Rule)着陆没有足够能见度的紧急目的地。在不需要飞行器在VFR条件下着陆(例如，在仪表飞行规则条件下着陆)的其它示例中，不使用或绕过步骤818。

步骤820使用机场风况报告312c(诸如风速和风向)以及来自步骤818的机场列表，以滤除具有对于飞行器着陆而言太困难的风况的紧急目的地。例如，33mph至40mph或更高的横风就可以妨碍某些飞行器着陆。风况的阈值取决于几个因素，包括飞行器类型或型号以及跑道状况(例如，潮湿或干燥)。

步骤822使用天气数据312d(诸如空中的实际风况)以及来自步骤820的机场列表，以在给定飞行时间的时间阈值的情况下，滤除在飞行器的航程以外的紧急目的地。该时间阈值通常是飞行器在完成紧急下降之后可以行进的时间量，并且在一些示例中，不多于约30分钟。在一些示例中，使用来自指引方向确定子系统(例如，图4中的指引方向确定子系统304)的附加信息(诸如最大运行速度)来确定该时间阈值。

在该示例中，在步骤816、818、820以及822完成之后，紧急目的地确定子系统310提供要在飞行计划(例如，图3中的飞行计划302)中使用的合适紧急目的地的列表。紧急目的地确定子系统310可以是完整的飞行计划软件套件的一部分，或者可以在移动设备(诸如膝上型计算机或平板计算机)或者可以到处移动的其它计算装置上独立于飞行计划软件来进行操作。在一些示例中，紧急目的地确定子系统310通过飞行管理系统向飞行员提供目的地列表。在其它示例中，飞行员选择这些合适紧急目的地中的一个紧急目的地，并且将有关飞行器的信息(诸如当前飞行器位置、飞行器健康状况、估计到达时间以及所请求的到达时的优先级)发送给所选择的机场。

图9描绘了高海拔地形特征附近的具有去往多个着陆点的安全梯度坡降的飞行路径900。

在该示例中，当发生意外事件916时，飞行器904正在通过安全飞行区624(并且在不安全飞行区626之外)的飞行路径900上飞行。然后，飞行器904转向其右侧(在安全下降方向上)，并且沿着梯度坡降914下降到高度阈值，如上所述。一旦飞行器904到达高度阈值，飞行器904就可以只需要在着陆之前在紧急下降区域932内行进有限的航程(举例来说，如在图8的紧急目的地确定子系统310中所描述的)。

在这里，紧急下降区域932是在高度阈值处从飞行器904的位置采取的半径，但是在其它示例中，可以是从飞行路径或梯度坡降上的任何位置采取的半径。然而，飞行器904的航程受风况(诸如风速和风向)影响，并且紧急下降区域932的形状会基于飞行器904的航程而改变，并且可能不是精确的圆。例如，向北的风928在梯度坡降914期间导致飞行器904的逆风，并且在风吹方向上减小紧急下降区域932的范围(诸如在这个示例中)。相反地，向南的风将在风吹方向上增加紧急下降区域932的范围。

在该示例中，紧急目的区域域932包括合适的紧急目的地以及不合适的紧急目的地(例如，合适的紧急目的地934和不合适的紧急目的地936)。合适的紧急目的地是飞行器904可以安全着陆的地点，而不合适的紧急目的地是飞行器904无法安全着陆的地点。在一个示例中，合适的紧急目的地由图8的步骤822提供，而不合适的紧急目的地是来自图8的步骤816的剩余紧急目的地。

确定高海拔地形特征上空或附近的飞行计划的方法的示例

图10描绘了确定飞行器的从起点到目的地的飞行计划的示例方法1000。

方法1000开始于步骤1002，其中，确定与初始飞行路径相交并且包括至少一个地形特征的区域，所述至少一个地形特征具有大于海拔阈值的海拔。

然后，方法1000进行至步骤1004，其中，基于初始飞行路径和海拔阈值线，确定所述区域内的飞行区。在一些实施方式中，海拔阈值线指示相应区域的如下部分，即，在所述部分中，沿所述区域的安全下降方向，所有地形均低于海拔阈值。

然后，方法1000进行至步骤1006，其中，确定所述区域中的初始飞行路径的以下航段：所述航段包括具有大于海拔阈值的海拔的一个或更多个地形特征。

然后，方法1000进行至步骤1008，其中，确定从沿着所述航段的多个位置的并且从估计巡航高度到高度阈值的多个梯度坡降。在一些实施方式中，基于从估计巡航高度到高度阈值的估计下降时间来确定梯度坡降。

然后，方法1000进行至步骤1010，其中，如果所述多个梯度坡降中的任何梯度坡降将会与沿着相应航段的所述一个或更多个地形特征中的任何地形特征冲突，则沿安全下降方向移动初始飞行路径的该航段。

在一些实施方式中，所述区域的经修改的飞行路径处于初始飞行路径与相应区域的飞行区内的海拔阈值线之间。

方法1000的一些实施方式还包括以下步骤：基于以下项中的一项或更多项来确定所述多个梯度坡降中的任何梯度坡降是否将会与沿着所述相应航段的所述一个或更多个地形特征中的任何地形特征冲突：针对估计巡航高度与高度阈值之间的多个高度的风向和风速；以及针对所述多个高度中的各个高度的飞行器的对地最大运行速度。

方法1000的一些实施方式还包括以下步骤：如果所述多个梯度坡降中的任何梯度坡降将会违反与沿着所述航段的所述一个或更多个地形特征中的任何地形特征关联的最小超障余度阈值，则沿安全下降方向移动初始飞行路径的所述航段。

方法1000的一些实施方式还包括以下步骤：将经修改的飞行路径提供给飞行器。

方法1000的一些实施方式还包括以下步骤：基于经修改的飞行路径以及所述相应区域的相对于经修改的飞行路径的安全下降方向，来确定一个或更多个紧急目的地。在一些实施方式中，所述一个或更多个紧急目的地基于以下项中的一项或更多项来确定：所述一个或更多个紧急目的地的风况；所述一个或更多个紧急目的地的能见度条件；所述一个或更多个紧急目的地的天气条件；从经修改的飞行路径到所述一个或更多个紧急目的地的距离；或者所述一个或更多个紧急目的地的跑道长度。

方法1000的一些实施方式还包括以下步骤：接收针对实际巡航高度与高度阈值之间的所述多个高度的经更新的风向和经更新的风速；以及确定针对所述多个高度中的各个高度的飞行器的对地最大运行速度。

在方法1000的一些实施方式中，估计下降时间基于飞行器的最大安全垂直速度。

在方法1000的一些实施方式中，初始飞行路径是根据起点与目的地之间的大圆弧飞行路径来确定的。

在方法1000的一些实施方式中，海拔阈值等于或小于10,000英尺。在一些实施方式中，海拔阈值说明了最小超障余度。

值得注意地，方法1000只是本公开的某些方面的示例，并且在与本公开一致的其它方法中可以存在更少和/或其它的方面。

示例处理系统

图11描绘了规划出飞行器的飞行计划的系统的示例处理系统1100。通常，本公开的示例性实现的设备可以包括、包含一个或更多个固定或便携式电子装置，或者在一个或更多个固定或便携式电子装置具体实施。合适的电子装置的示例包括：智能手机、平板计算机、膝上型计算机、台式计算机、工作站计算机、服务器计算机等。该设备可以包括多个组件中的各个组件中的一个或更多个组件，举例来说，如连接至存储器1104(例如，存储装置)的处理器1102(例如，处理电路)。在一些示例中，设备1100实现本文所描述的系统和方法，以便执行如上参照图2A至图10所描述的增强飞行计划。

处理器1102可以单独地或者与一个或更多个存储器组合地由一个或更多个处理器组成。处理器通常是能够处理信息(举例来说，如数据、计算机程序和/或其它合适的电子信息)的任何计算机硬件。处理器是由电子电路的集合组成的，该电子电路集合中的一些电子电路可以被封装为集成电路或者多个互连集成电路(集成电路有时被更普遍地称为“芯片”)。可以将处理器被配置成执行计算机程序，该计算机程序可以被存储在处理器上或者以其它方式存储在(同一设备或另一设备的)存储器1106中。

根据特定实现，处理器1102可以是许多处理器、多核处理器或者某一其它类型的处理器。此外，处理器可以利用许多异类处理器系统来实现，其中，主处理器与一个或更多个辅助处理器一起存在于单个片上。作为另一例示性示例，处理单元可以是包含同一类型的多个处理器的对称(symmetric)多处理器系统。在又一示例中，可以将处理器具体实施为或者以其它方式包括一个或更多个专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等。因此，尽管处理器能够执行计算机程序以执行一个或更多个功能，但是各个示例的处理器能够在不借助于计算机程序的情况下下执行一个或更多个功能。在任一种情况下，都可以将处理器适当地编程成执行根据本公开的示例实现的功能或操作。

存储器1104通常是能够临时地和/或永久性地存储信息(举例来说，如数据、计算机程序(例如，计算机可读程序代码1106)和/或其它合适信息)的任何计算机硬件。存储器可以包括易失性和/或非易失性存储器，并且可以是固定的或可去除的。合适的存储器的示例包括：随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘驱动器、闪速存储器、拇指型驱动器、可去除计算机磁碟、光盘、磁带或者或者上述的某一组合。光学盘可以包括：只读光盘(CD-ROM)、可擦写光盘(CD-R/W)、DVD等。在不同情况下，可以将存储器称为计算机可读存储介质。计算机可读存储介质是能够存储信息的非暂时性装置，并且可与诸如能够将信息从一个位置运送至另一位置的电子瞬时信号的计算机可读传输介质区分开。本文所描述的计算机可读介质通常可以指计算机可读存储介质或计算机可读传输介质。

除了存储器1104以外，还可以将处理器1102连接至用于显示、发送和/或接收信息的一个或更多个接口。这些接口可包括通信接口1108(例如，通信单元)和/或一个或更多个用户接口。可以将通信接口配置成，诸如向其它设备、网络等发送信息和/或从其它设备、网络等接收信息。可以将通信接口配置成，通过物理(有线)和/或无线通信链路来发送和/或接收信息。合适的通信接口的示例包括：网络接口控制器(NIC：network interfacecontroller)、无线NIC(WNIC)等。

用户接口可包括显示器1112和/或至少一个用户输入接口1110(例如，输入/输出单元)。可以将显示器配置成向用户呈现或以其它方式显示信息，显示器的合适示例包括：液晶显示器(LCD)、发光二极管显示器(LED)、等离子体显示板(PDP)等。用户输入接口可以是有线的或无线的，并且可以被配置成从用户接收信息到设备中，诸如用于进行处理、存储和/或显示。用户输入接口的合适示例包括：麦克风、键盘或小键盘、操纵杆、触敏表面(与触摸屏分离或集成到触摸屏中)、生物特征传感器等。用户接口还可以包括用于与外围装置(诸如打印机、扫描仪等)进行通信的一个或更多个接口。在一些示例中，用户接口包括图形用户接口(GUI)。

如上所示，可以将程序代码指令存储在存储器中，并且通过处理器来执行，该程序代码指令由此被编程成实现本文所描述的系统、子系统、工具以及它们的相应部件的功能。如将意识到，可以将任何合适的程序代码指令从计算机可读存储介质加载到计算机或其它可编程设备上，以生成特定机器，使得该特定机器成为实现本文所指定的功能的装置。也可以将这些程序代码指令存储在计算机可读存储介质中，这些程序代码指令可以指令计算机、处理器或其它可编程设备以特定方式起作用，从而生成特定机器或特定制品。存储在计算机可读存储介质中的指令可以生成制品，其中该制品成为实现本文所描述的功能的装置。可以从计算机可读存储介质检索程序代码指令，并将该程序代码指令加载到计算机、处理器或其它可编程设备中，以对该计算机、处理器或其它可编程设备进行配置，从而执行要在该计算机、处理器或其它可编程设备上执行的操作或者要通过该计算机、处理器或其它可编程设备执行的操作。

可以顺序地执行程序代码指令的检索、加载以及执行，使得一次一条指令地进行检索、加载以及执行。在一些示例实现中，检索、加载和/或执行可以并行进行，使得多个指令一起被检索、加载和/或执行。程序代码指令的执行可以生成计算机实现的处理，使得由计算机、处理器或其它可编程装置执行的指令提供用于实现本文所描述的功能的操作。

处理器执行指令或者将指令存储在计算机可读存储介质中支持用于执行指定功能的操作的组合。按这种方式，装置1100可以包括处理器1102以及联接至处理器1102的计算机可读存储介质或存储器1104，其中，将处理器1102配置成执行存储在存储器1104中的计算机可读程序代码1106。还应理解，可以通过执行指定功能的基于专用硬件的计算机系统和/或处理器或者专用硬件和程序代码指令的组合，来实现一个或更多个功能以及功能的组合。

示例条款

条款1：一种确定飞行器的从起点到目的地的飞行计划的方法，所述方法包括以下步骤：确定与初始飞行路径相交并且包括至少一个地形特征的一个或更多个区域，所述至少一个地形特征具有大于海拔阈值的海拔；针对所述一个或更多个区域中的各个相应区域，进行如下操作：基于所述初始飞行路径和海拔阈值线，确定所述相应区域内的飞行区，其中，所述海拔阈值线指示所述相应区域的如下部分，即，在所述部分中，沿所述相应区域的安全下降方向，所有地形均低于所述海拔阈值；确定所述相应区域中的所述初始飞行路径的一个或更多个航段，所述一个或更多个航段包括具有大于所述海拔阈值的海拔的一个或更多个地形特征；以及通过以下方式确定所述相应区域中的所述初始飞行路径的所述一个或更多个航段中的各个相应航段的经修改的飞行路径：基于从估计巡航高度到高度阈值的估计下降时间，确定从沿着所述相应航段的多个位置的并且从所述估计巡航高度到所述高度阈值的多个梯度坡降；以及如果所述多个梯度坡降中的任何梯度坡降将会与沿着所述相应航段的所述一个或更多个地形特征中的任何地形特征冲突，则沿所述安全下降方向移动所述初始飞行路径的所述相应航段，其中，所述相应区域的所述经修改的飞行路径处于所述初始飞行路径与所述相应区域的所述飞行区内的所述海拔阈值线之间。

条款2：根据条款1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：基于以下项来确定所述多个梯度坡降中的任何梯度坡降是否将会与沿着所述相应航段的所述一个或更多个地形特征中的任何地形特征冲突：针对所述估计巡航高度与所述高度阈值之间的多个高度的风向和风速；以及针对所述多个高度中的各个高度的所述飞行器的对地最大运行速度。

条款3.根据条款1至2中的任一条款所述的方法，所述方法还包括以下步骤：针对所述相应区域中的所述初始飞行路径的所述一个或更多个航段中的各个相应航段，进行如下操作：如果所述多个梯度坡降中的任何梯度坡降将会违反与沿着所述相应航段的所述一个或更多个地形特征中的任何地形特征关联的最小超障余度阈值，则沿所述安全下降方向移动所述初始飞行路径的所述相应航段。

条款4.根据条款1至3中的任一条款所述的方法，其中，所述估计下降时间基于所述飞行器的最大安全垂直速度。

条款5.根据条款1至4中的任一条款所述的方法，其中，所述初始飞行路径是根据所述起点与所述目的地之间的大圆弧飞行路径来确定的。

条款6.根据条款1至5中的任一条款所述的方法，其中，所述海拔阈值处于8,000英尺到10,000英尺的范围内。

条款7.根据条款1至6中的任一条款所述的方法，所述方法还包括以下步骤：将所述经修改的飞行路径提供给所述飞行器。

条款8.根据条款1至7中的任一条款所述的方法，所述方法还包括以下步骤：针对所述一个或更多个区域中的各个相应区域，进行如下操作：基于所述经修改的飞行路径以及所述相应区域的相对于所述经修改的飞行路径的安全下降方向，来确定一个或更多个紧急目的地。

条款9.根据条款8所述的方法，其中，所述一个或更多个紧急目的地基于以下项中的一项或更多项来确定：所述一个或更多个紧急目的地的风况；所述一个或更多个紧急目的地的能见度条件；所述一个或更多个紧急目的地的天气条件；从所述经修改的飞行路径到所述一个或更多个紧急目的地的距离；或者所述一个或更多个紧急目的地的跑道长度。

条款10.根据条款1至9中的任一条款所述的方法，所述方法还包括以下步骤：接收针对实际巡航高度与所述高度阈值之间的所述多个高度的经更新的风向和经更新的风速；以及确定针对所述多个高度中的各个高度的所述飞行器的对地最大运行速度。

条款11.一种处理系统，所述处理系统包括：存储器，所述存储器包括计算机可执行指令；一个或更多个处理器，所述一个或更多个处理器被配置成执行所述计算机可执行指令并且致使所述处理系统进行如下操作：确定与初始飞行路径相交并且包括至少一个地形特征的一个或更多个区域，所述至少一个地形特征具有大于海拔阈值的海拔；针对所述一个或更多个区域中的各个相应区域，进行如下操作：基于所述初始飞行路径和海拔阈值线，确定所述相应区域内的飞行区，其中，所述海拔阈值线指示所述相应区域的如下部分，即，在所述部分中，沿所述相应区域的安全下降方向，所有地形均低于所述海拔阈值；确定所述相应区域中的所述初始飞行路径的一个或更多个航段，所述一个或更多个航段包括具有大于所述海拔阈值的海拔的一个或更多个地形特征；以及通过以下方式确定所述相应区域中的所述初始飞行路径的所述一个或更多个航段中的各个相应航段的经修改的飞行路径：基于从估计巡航高度到高度阈值的估计下降时间，确定从沿着所述相应航段的多个位置的并且从所述估计巡航高度到所述高度阈值的多个梯度坡降；以及如果所述多个梯度坡降中的任何梯度坡降将会与沿着所述相应航段的所述一个或更多个地形特征中的任何地形特征冲突，则沿所述安全下降方向移动所述初始飞行路径的所述相应航段，其中，所述相应区域的所述经修改的飞行路径处于所述初始飞行路径与所述相应区域的所述飞行区内的所述海拔阈值线之间。

条款12.根据条款11所述的处理系统，其中，所述一个或更多个处理器还被配置成使所述处理系统：基于以下项来确定所述多个梯度坡降中的任何梯度坡降是否将会与沿着所述相应航段的所述一个或更多个地形特征中的任何地形特征冲突：针对所述估计巡航高度与所述高度阈值之间的多个高度的风向和风速；以及针对所述多个高度中的各个高度的所述飞行器的对地最大运行速度。

条款13.根据条款11至12中的任一条款所述的处理系统，其中，所述一个或更多个处理器还被配置成使所述处理系统针对所述相应区域中的所述初始飞行路径的所述一个或更多个航段中的各个相应航段，进行如下操作：如果所述多个梯度坡降中的任何梯度坡降将会违反与沿着所述相应航段的所述一个或更多个地形特征中的任何地形特征关联的最小超障余度阈值，则沿所述安全下降方向移动所述初始飞行路径的所述相应航段。

条款14.根据条款11至13中的任一条款所述的处理系统，其中，所述估计下降时间基于所述飞行器的最大安全垂直速度。

条款15.根据条款11至14中的任一条款所述的处理系统，其中，所述初始飞行路径是根据所述起点与所述目的地之间的大圆弧飞行路径来确定的。

条款16.根据条款11至15中的任一条款所述的处理系统，其中，所述一个或更多个处理器还被配置成使所述处理系统：将所述经修改的飞行路径提供给所述飞行器。

条款17.根据条款11至16中的任一条款所述的处理系统，其中，所述一个或更多个处理器还被配置成使所述处理系统针对所述一个或更多个区域中的各个相应区域，进行如下操作：基于所述经修改的飞行路径以及所述相应区域的相对于所述经修改的飞行路径的安全下降方向，来确定一个或更多个紧急目的地。

条款18.根据条款17所述的处理系统，其中，所述一个或更多个紧急目的地基于以下项中的一项或更多项来确定：所述一个或更多个紧急目的地的风况；所述一个或更多个紧急目的地的能见度条件；所述一个或更多个紧急目的地的天气条件；从所述经修改的飞行路径到所述一个或更多个紧急目的地的距离；或者所述一个或更多个紧急目的地的跑道长度。

条款19.根据条款11至18中的任一条款所述的处理系统，其中，所述一个或更多个处理器还被配置成使所述处理系统：接收针对实际巡航高度与所述高度阈值之间的所述多个高度的经更新的风向和经更新的风速；以及确定针对所述多个高度中的各个高度的所述飞行器的对地最大运行速度。

条款20.一种包括计算机可执行指令的非暂时性计算机可读介质，所述计算机可执行指令在通过处理系统执行时，使所述处理系统执行确定飞行器的从起点到目的地的飞行计划的方法，所述方法包括以下步骤：确定与初始飞行路径相交并且包括至少一个地形特征的一个或更多个区域，所述至少一个地形特征具有大于海拔阈值的海拔；针对所述一个或更多个区域中的各个相应区域，进行如下操作：基于所述初始飞行路径和海拔阈值线，确定所述相应区域内的飞行区，其中，所述海拔阈值线指示所述相应区域的如下部分，即，在所述部分中，沿所述相应区域的安全下降方向，所有地形均低于所述海拔阈值；确定所述相应区域中的所述初始飞行路径的一个或更多个航段，所述一个或更多个航段包括具有大于所述海拔阈值的海拔的一个或更多个地形特征；以及通过以下方式确定所述相应区域中的所述初始飞行路径的所述一个或更多个航段中的各个相应航段的经修改的飞行路径：基于从估计巡航高度到高度阈值的估计下降时间，确定从沿着所述相应航段的多个位置的并且从所述估计巡航高度到所述高度阈值的多个梯度坡降；以及如果所述多个梯度坡降中的任何梯度坡降将会与沿着所述相应航段的所述一个或更多个地形特征中的任何地形特征冲突，则沿所述安全下降方向移动所述初始飞行路径的所述相应航段，其中，所述相应区域的所述经修改的飞行路径处于所述初始飞行路径与所述相应区域的所述飞行区内的所述海拔阈值线之间。

附加事项

出于例示的目的，已经呈现了本发明的各个方面的描述，但是并非旨在穷举或限于所公开的各方面。在不脱离所描述的各方面的范围和精神的情况下，许多修改和变型对于本领域普通技术人员将是显而易见的。选择本文所使用的术语以最佳地说明所述各方面的原理，实际应用或者对市场上发现的技术的技术改进，或者使得本领域其它普通技术人员能够理解本文所公开的各方面。

虽然前述内容是针对本发明的各方面的，但是可以在不脱离本发明的基本范围的情况下，设想本发明的其它和进一步的方面，并且本发明的范围通过所附权利要求来确定。

Claims (10)

1.一种确定飞行器(104、604、904)的从起点到目的地的飞行计划(302)的方法，所述方法包括以下步骤：

确定与初始飞行路径(100a、500a)相交并且包括至少一个地形特征(210)的一个或更多个区域(106、108、108a、208、306b、508、708)，所述至少一个地形特征(210)具有大于海拔阈值(212、712)的海拔(1002)；

针对所述一个或更多个区域(106、108、108a、208、306b、508、708)中的各个相应区域，进行如下操作：

基于所述初始飞行路径(100a、500a)和海拔阈值线(124、224、408、524、624a)，确定所述相应区域内的飞行区(624、626、724、726)，其中，所述海拔阈值线(124、224、408、524、624a)指示所述相应区域的如下部分，即，在所述部分中，沿所述相应区域的安全下降方向(218)，所有地形均低于所述海拔阈值(212、712)(1004)；

确定所述相应区域中的所述初始飞行路径(100a、500a)的一个或更多个航段(102a、102b、102c、410、502a)，所述一个或更多个航段(102a、102b、102c、410、502a)包括具有大于所述海拔阈值(212、712)的海拔的一个或更多个地形特征(210)(1006)；以及

通过以下方式确定所述相应区域中的所述初始飞行路径(100a、500a)的所述一个或更多个航段(102a、102b、102c、410、502a)中的各个相应航段的经修改的飞行路径(500b、600b)：

基于从估计巡航高度到高度阈值(211、711)的估计下降时间(412)(422)，确定从沿着所述相应航段的多个位置的并且从所述估计巡航高度到所述高度阈值(211、711)的多个梯度坡降(214、714a、714b、714c、914)(1008)；以及

如果所述多个梯度坡降(214、714a、714b、714c、914)中的任何梯度坡降将会与沿着所述相应航段的所述一个或更多个地形特征(210)中的任何地形特征冲突，则沿所述安全下降方向(218)移动所述初始飞行路径(100a、500a)的所述相应航段(428a)(1010)，

其中，所述相应区域的所述经修改的飞行路径(500b、600b)处于所述初始飞行路径(100a、500a)与所述相应区域的所述飞行区(624、724)内的所述海拔阈值线(124、224、408、524、624a)之间。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：基于以下项来确定所述多个梯度坡降(214、714a、714b、714c、914)中的任何梯度坡降是否将会与沿着所述相应航段的所述一个或更多个地形特征(210)中的任何地形特征冲突：

针对所述估计巡航高度与所述高度阈值(211、711)之间的多个高度的风向和风速(306e)；以及

针对所述多个高度中的各个高度的所述飞行器的对地最大运行速度(416)。

3.根据权利要求1至2中的任一项所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

针对所述相应区域中的所述初始飞行路径(100a、500a)的所述一个或更多个航段(102a、102b、102c、410、502a)中的各个相应航段，进行如下操作：

如果所述多个梯度坡降(214、714a、714b、714c、914)中的任何梯度坡降将会违反与沿着所述相应航段的所述一个或更多个地形特征(210)中的任何地形特征关联的最小超障余度阈值(220、306g、720)，则沿所述安全下降方向(218)移动所述初始飞行路径(100a、500a)的所述相应航段(428a)。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，所述估计下降时间(412)基于所述飞行器的最大安全垂直速度(306c)。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，所述初始飞行路径(100a、500a)是根据所述起点与所述目的地(306a)之间的大圆弧飞行路径(600a)来确定的。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中，所述海拔阈值(212、712)处于8,000英尺到10,000英尺的范围内。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，所述方法还包括以下步骤：将所述经修改的飞行路径(500b、600b)提供给所述飞行器(104、604、904)。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

针对所述一个或更多个区域(106、108、108a、208、306b、508、708)中的各个相应区域，进行如下操作：

基于所述经修改的飞行路径(500b、600b)以及所述相应区域的相对于所述经修改的飞行路径(500b、600b)的安全下降方向(218)，来确定一个或更多个紧急目的地(934、936)。

9.一种处理系统(1100)，所述处理系统(1100)包括：

存储器(1104)，所述存储器(1104)包括计算机可执行指令(1106)；

一个或更多个处理器(1102)，所述一个或更多个处理器(1102)被配置成执行所述计算机可执行指令(1106)并且致使所述处理系统(1100)进行如下操作：

确定与初始飞行路径(100a、500a)相交并且包括至少一个地形特征(210)的一个或更多个区域(106、108、108a、208、306b、508、708)，所述至少一个地形特征(210)具有大于海拔阈值(212、712)的海拔；

针对所述一个或更多个区域(106、108、108a、208、306b、508、708)中的各个相应区域，进行如下操作：

基于所述初始飞行路径(100a、500a)和海拔阈值线(124、224、408、524、624a)，确定所述相应区域内的飞行区(624、626、724、726)，其中，所述海拔阈值线(124、224、408、524、624a)指示所述相应区域的如下部分，即，在所述部分中，沿所述相应区域的安全下降方向(218)，所有地形均低于所述海拔阈值(212、712)；

确定所述相应区域中的所述初始飞行路径(100a、500a)的一个或更多个航段(102a、102b、102c、410、502a)，所述一个或更多个航段(102a、102b、102c、410、502a)包括具有大于所述海拔阈值(212、712)的海拔的一个或更多个地形特征(210)；以及

通过以下方式确定所述相应区域中的所述初始飞行路径(100a、500a)的所述一个或更多个航段(102a、102b、102c、410、502a)中的各个相应航段的经修改的飞行路径(500b、600b)：

基于从估计巡航高度到高度阈值(211、711)的估计下降时间(412)，确定从沿着所述相应航段的多个位置的并且从所述估计巡航高度到所述高度阈值(211、711)的多个梯度坡降(214、714a、714b、714c、914)(422)；以及

如果所述多个梯度坡降(214、714a、714b、714c、914)中的任何梯度坡降将会与沿着所述相应航段的所述一个或更多个地形特征(210)中的任何地形特征冲突，则沿所述安全下降方向(218)移动所述初始飞行路径(100a、500a)的所述相应航段(428a)，

其中，所述相应区域的所述经修改的飞行路径(500b、600b)处于所述初始飞行路径(100a、500a)与所述相应区域的所述飞行区(624、724)内的所述海拔阈值线(124、224、408、524、624a)之间。

10.一种包括计算机可执行指令(1106)的非暂时性计算机可读介质，所述计算机可执行指令(1106)在通过处理系统(1100)执行时，使所述处理系统(1100)执行确定飞行器(104、604、904)的从起点到目的地的飞行计划(302)的方法，所述方法包括以下步骤：

确定与初始飞行路径(100a、500a)相交并且包括至少一个地形特征(210)的一个或更多个区域(106、108、108a、208、306b、508、708)，所述至少一个地形特征(210)具有大于海拔阈值(212、712)的海拔；

针对所述一个或更多个区域(106、108、108a、208、306b、508、708)中的各个相应区域，进行如下操作：

基于所述初始飞行路径(100a、500a)和海拔阈值线(124、224、408、524、624a)，确定所述相应区域内的飞行区(624、626、724、726)，其中，所述海拔阈值线(124、224、408、524、624a)指示所述相应区域的如下部分，即，在所述部分中，沿所述相应区域的安全下降方向(218)，所有地形均低于所述海拔阈值(212、712)；

确定所述相应区域中的所述初始飞行路径(100a、500a)的一个或更多个航段(102a、102b、102c、410、502a)，所述一个或更多个航段(102a、102b、102c、410、502a)包括具有大于所述海拔阈值(212、712)的海拔的一个或更多个地形特征(210)；以及

通过以下方式确定所述相应区域中的所述初始飞行路径(100a、500a)的所述一个或更多个航段(102a、102b、102c、410、502a)中的各个相应航段的经修改的飞行路径(500b、600b)：

基于从估计巡航高度到高度阈值(211、711)的估计下降时间(412)，确定从沿着所述相应航段的多个位置的并且从所述估计巡航高度到所述高度阈值(211、711)的多个梯度坡降(214、714a、714b、714c、914)(422)；以及

如果所述多个梯度坡降(214、714a、714b、714c、914)中的任何梯度坡降将会与沿着所述相应航段的所述一个或更多个地形特征(210)中的任何地形特征冲突，则沿所述安全下降方向(218)移动所述初始飞行路径(100a、500a)的所述相应航段(428a)，

其中，所述相应区域的所述经修改的飞行路径(500b、600b)处于所述初始飞行路径(100a、500a)与所述相应区域的所述飞行区(624、724)内的所述海拔阈值线(124、224、408、524、624a)之间。

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