CN116710909A - 存储地形数据库的电子装置、生成该数据库的方法、航电系统、监测方法及相关计算机程序 - Google Patents

Abstract

用于存储用于航电系统(20)的地形数据库(15)的电子装置(10)装载在飞行器(5)上。地形数据库(15)对应于飞行器(5)可能飞过的陆地区域，该区域以分割成网格的表面区域的形式表示，每个网格对应于陆地区域的区段，地形数据库(15)具有第一分辨率并且包括各自与相应的网格关联的第一地形标高值。地形数据库(15)针对每个网格还包括与相应的第一标高值关联的不确定度值，从与网格关联并且从具有比第一分辨率更高的第二分辨率的第二地形数据库(35)得出的多个第二地形标高值计算出至少一个不确定度值。

Description

存储地形数据库的电子装置、生成该数据库的方法、航电系 统、监测方法及相关计算机程序

本发明涉及一种用于存储航电系统的地形数据库的电子装置，该存储装置被配置为装载在飞行器上，地形数据库对应于飞行器可能飞过的地形区域，其以分割成网格的表面的形式表示，每个网格对应于地形区域的区段。

本发明还涉及一种被配置为装载在飞行器上的航电系统，其包括或连接至所述电子存储装置。

本发明还涉及一种生成用于航电系统的地形数据库的生成方法，该生成方法由计算机实施。

本发明还涉及一种计算机程序，其包含有在由计算机执行时实施所述生成方法的软件指令。

本发明还涉及一种监测飞行器的垂直定位的方法，该方法由被配置为装载在飞行器上并且连接至所述电子存储装置的电子监测装置来实施。

本发明还涉及一种计算机程序，其包含有在由计算机执行时实施所述监测方法的软件指令。

本发明涉及用于航电系统的地形数据库和使用所述地形数据库的诸如飞行器引导和监测系统的航电系统的领域。这些系统通常基于导航传感器，例如也称为全球导航卫星系统(GNSS)传感器的卫星地理定位传感器、无线电高度表或允许测量气压高度的压力传感器；并且总体上提出了一种向飞行员展示引导飞行器所需的所有信息的人机界面。

民用飞行器中的所谓合成视觉系统(SVS)的出现允许通过向机组人员展示他们外界环境的永久三维合成图像来提高操作安全性。该图像从飞行器的位置和高度以及来自飞行器上装载的地形数据库的地形数据计算。

诸如地形感知和警告系统(TAWS)的其他的监测系统使用地形数据库来警告飞行员飞行器的轨迹将要与地形发生冲突的情况。

然而，所使用的算法和地形数据库对于信号错误通常相对较为不敏感。

因此，本发明的目的在于提出一种用于存储航电系统的地形数据库的电子装置，其被配置为装载在飞行器上并且允许提供更可靠的地形数据库，以减少飞行器事故的风险。

为此目的，本发明涉及一种用于存储航电系统的地形数据库的电子存储装置，该存储装置被配置为装载在飞行器上，地形数据库对应于飞行器可能飞过的地形区域，该地形区域以分割成网格的表面的形式表示，每个网格对应于地形区域的区段，地形数据库具有第一分辨率并且包括各自与相应的网格关联的第一地形标高值。

地形数据库针对每个网格还包括与相应的第一标高值关联的不确定度值，从与所述网格关联并且来自具有第二分辨率的第二地形数据库的多个第二地形标高值计算出至少一个不确定度值，第二分辨率高于第一分辨率。

因此，通过根据本发明的电子存储装置，也被称为第一地形数据库的装载在飞行器上的地形数据库还针对地形区域的区段的每个标高值包括与相应的标高值关联的不确定度值，该不确定度值因此允许获知该标高值的可靠性。

此外，从来自更高分辨率的第二数据库的多个第二标高值计算出至少一个不确定度值，这允许以更可靠的方式计算不确定度值。本领域技术人员将明确理解第二地形数据库提供比第一地形数据库更高的分辨率，第一数据库的每个网格对应于第二数据库的多个网格，第二标高值各自与第二数据库的相应的网格关联。换句话说，从第一数据库的相应的网格的多个子网格的标高值计算出所述至少一个不确定度值，每个子网格对应于第二数据库的相应的网格。

由于第二分辨率高于第一数据库的第一分辨率，因此第二地形数据库包括比第一数据库更多的信息，因此需要更大的存储空间。第二地形数据库因此通常被存储在存储装置外部的电子设备中，该外部设备优选设置在飞行器外部，并且例如安装在地面上。

根据本发明的其他有利方面，电子存储装置包括单独地或以任何技术上可行的组合考虑的一个或多个以下特征：

-第二地形数据库存储在电子存储装置外部的电子设备中，该外部设备优选设置在飞行器外部；

-至少一个不确定度值针对每个网格从包含以下内容的组中选择：与相应的网格关联的多个第二标高值中的最大值与最小值之差；以及与相应的网格关联的第二标高值相对于所述最大值的标准偏差；

优选从与相应的网格关联的所述多个第二标高值计算出每个不确定度值；

-从与相应的网格关联的多个第二标高值确定出至少一个第一标高值；

至少一个第一标高值优选从包含以下内容的组中选择：与相应的网格关联的第二标高值的最大值；与相应的网格关联的第二标高值的平均值；以及第二标高值的最大值减去N乘以与相应的网格关联的第二标高值相对于所述最大值的标准偏差，N是大于或等于1的整数；

优选还从与相应的网格关联的第二标高值确定出每个第一标高值；以及

-第一分辨率和第二分辨率以角秒表示，每个分辨率的角秒值限定了与地形的最小代表特征的一侧对应的尺寸，更高的分辨率对应于更低的角秒值；

第一分辨率优选等于3或6角秒；

第二分辨率优选等于1或2角秒。

本发明还涉及一种航电系统，其被配置为装载在飞行器上，该航电系统包括或连接至用于存储地形数据库的电子装置，该电子存储装置是上文限定的电子存储装置，并且航电系统包括电子监测装置，该电子监测装置被配置为通过以下两方面之间的比较来监测飞行器的高度：一方面的来自诸如卫星地理定位传感器或压力传感器的高度传感器的高度，和另一方面的来自地形数据库的第一地形标高值与来自无线电高度表的离地高度之和，该比较基于与相应的第一标高值关联的不确定度值。

因此，根据本发明的航电系统允许通过其电子监测装置来监测装载在飞行器上的地形数据库的可靠性和/或无线电高度表和/或诸如卫星地理定位传感器和/或压力传感器的高度传感器的可靠性。

实际上，人力基础设施的不断演化例如通过新的房屋的建造、山地或采石场的整平而改变了地形的实际标高，并且快速使地形数据库的可靠性降低甚至相对过时。因此，对地形数据库的精度的监测以及需要时向飞行员或数据库提供者生成警告受到很大关注。

另一方面，无线电高度表持续提供距地面的高度，换句话说为离地高度，并且该高度与地形数据库提供的地形标高之和随后和来自高度传感器的高度进行比较，这还允许监测无线电高度表和/或高度传感器的操作并且在需要时生成警告。

这还允许提高飞行器的安全性，因为无线电高度表故障过去是飞行器事故的原因。此外，可对飞行器的无线电高度表进行监测在电磁干扰增大的情况下也是有利的，这种情况例如与到达符合5G标准并且在特定条件下会在与无线电高度表的常规频段对应的4.2到4.4GHz的频段中受到干扰的基站相关。

本发明还涉及一种用于生成航电系统的地形数据库的生成方法，该地形数据库被存储在被配置为装载在飞行器上的电子存储装置中，地形数据库对应于飞行器可能飞过的地形区域，该地形数据库以分割成网格的表面的形式表示，每个网格对应于地形区域的区段，地形数据库包括第一分辨率并且包括各自与相应的网格关联的第一地形标高值。

该方法是计算机实施的并且包括以下步骤：

-针对每个网格计算与相应的第一标高值关联的不确定度值，至少一个不确定度值是从与所述网格关联并且源自具有第二分辨率的第二地形数据库的多个第二地形标高值计算出的，第二分辨率高于第一分辨率；

-将每个计算出的不确定度值包含在地形数据库中。

本发明还涉及一种包含有软件指令的计算机程序，在由计算机执行所述软件指令时实施上文限定的生成方法。

本发明还涉及一种用于监测飞行器的垂直定位的监测方法，该方法由被配置为装载在飞行器上并且连接至用于存储地形数据库的电子装置的电子监测装置来实施。

该方法包括在以下两个方面之间进行比较：一方面的来自诸如卫星地理定位传感器或压力传感器的高度传感器的高度，和另一方面的来自地形数据库的第一地形标高值与来自无线电高度表的离地高度之和，该比较基于与相应的第一标高值关联的不确定度值，地形数据库是通过上文限定的生成方法来生成的。

根据本发明的另一个有利方面，监测方法还包括在所述比较期间确定了错误的情况下生成警告，所生成的警告根据所确定的错误而变化并且从包含以下内容的组中选择：涉及地形数据库的警告、涉及高度传感器的警告、涉及无线电高度表的警告、涉及高度传感器和无线电高度表二者的警告以及全局警告。

本发明的目的还在于一种包含有软件指令的计算机程序，在由计算机执行所述软件指令时实施上文限定的监测方法。

本发明的这些特征和优点在阅读了仅作为非限制性例子并且参考附图给出的以下说明后将变得更清楚，其中：

图1是包括用于存储地形数据库的电子装置、包括用于监测飞行器的垂直定位的电子装置的航电系统、高度传感器以及无线电高度表的飞行器的示意图；

图2是表示图1的地形数据库中包含的数据、来自图1的高度传感器的高度以及来自所述数据库的地形标高值与来自图1的无线电高度表的离地高度之和的示意图；

图3是根据本发明的用于生成被存储在图1的存储装置中的地形数据库的方法的流程图；并且

图4是根据本发明的用于监测飞行器的垂直定位的方法的流程图，该方法由图1的电子监测系统实施。

在本说明书的剩余部分中，词语“基本上等于”限定正负10％、优选正负5％的相等关系。

在图1中，飞行器5包括用于存储地形数据库15的电子装置10、航电系统20、高度传感器22和无线电高度表24。

飞行器5例如是飞机。替代地，飞行器5是直升机、也被称为ADAV或VTOL(垂直起降)的垂直起降飞行器或者是可通过飞行员远程飞行的无人机。

电子存储装置10被配置为装载在飞行器5上。存储装置10包括能够由航电系统20使用的地形数据库15。存储装置10例如是计算机存储器的形式，或者是硬盘驱动器。

在图1的例子中，存储装置10与航电系统20不同并因此连接至航电系统20，使得航电系统20可使用存储装置10中包含的地形数据库15。

在一个未示出的替代方案中，存储装置10集成到航电系统20中。

在下文中也被称为第一数据库15的地形数据库15对应于飞行器5可能飞过的地形区域26，地形区域26被表示为分割成网格28的表面，每个网格28对应于地形区域26的区段并且在下文中也被称为第一网格28，如图2所示。

地形数据库15具有第一分辨率R1并且包括标高值30，这些标高值各自与相应的网格28关联并且在下文中也被称为第一标高值30。每个第一标高值30都是相应的第一网格28内的相对于参考标高REF(通常为平均海平面高度，也被称为MSL)的距离地面26的高度的参考值。

地形数据库15通常针对每个相应的第一网格28包括单一的第一标高值30。

根据本发明，地形数据库15针对每个相应的第一网格28还包括与相应的第一标高值30关联的不确定度值δ_BD1，其在下文中也被称为第一不确定度值δ_BD1。

至少一个第一不确定度值δ_BD1从与所述第一网格28对应并且源自具有第二分辨率R2的第二地形数据库35的多个第二标高值32计算出，第二分辨率R2高于第一分辨率R1。

由于第二地形数据库35提供比第一地形数据库15更高的分辨率，因此第一数据库15的每个第一网格28对应于第二数据库35的多个网格38，其在下文中也被称为第二网格38并且在图2中可见。与相应的第一网格28对应的第二网格38因此形成该相应的第一网格28的子网格。第二标高值32各自与第二数据库35的相应的网格38关联。

每个第二标高值32都是相应的第二网格38内的相对于参考标高REF的地形26的参考高度值。每个第二标高值32例如对应于相对于参考标高REF的距地面26的最大高度，这处于相应的第二网格38内；换句话说，距地面26的最高点相对于该参考标高REF的高度处于该相应的第二网格38内。

第一分辨率R1和第二分辨率R2例如各自以角秒表示，表示为arcsec，角秒分辨率值因此限定了与最小代表单元的一侧对应的尺寸。本领域技术人员因此将理解，分辨率越低，其以arcsec表示的值越大。

第一分辨率R1例如等于3或6arcsec，并且第二分辨率R2例如等于1或2arcsec。

本领域技术人员因此将理解所述至少一个不确定度值δ_BD1是从第一数据库15的相应的网格28的多个子网格的标高值32计算出的，每个子网格对应于第二数据库35的相应的第二网格38。

每个第一不确定度值δ_BD1优选是从与第一数据库15的相应的第一网格28对应的多个第二标高值32计算出的。

从多个第二标高值32计算出的每个第一不确定度值δ_BD1例如从包含以下内容的组中选择：

-与相应的第一网格28关联的多个第二标高值32中的最大值与最小值之差；以及

-与相应的第一网格28关联的第二标高值32相对于所述最大值的标准偏差。

在图2的例子中，第一不确定度值δ_BD1等于与相应的第一网格28关联的多个第二标高值32中的最大值与最小值之差。换句话说，在这个例子中，第一不确定度值δ_BD1等于与相应的第一网格28关联的第二标高值32的最大值与所述第二标高值32的最小值之差。

作为一个可选的补充方案，从与相应的第一网格28对应的多个第二标高值32确定出至少一个第一标高值30。根据该可选的补充方案，每个第一标高值30优选是从与相应的第一网格28对应的所述多个第二标高值32确定出的。

从与相应的第一网格28关联的多个第二标高值32确定出的每个第一标高值30例如从包含以下内容的组中选择：

-与相应的第一网格28关联的第二标高值32的最大值；

-与相应的第一网格28关联的第二标高值32的平均值；以及

-第二标高值32的最大值减去N乘以与相应的第一网格28关联的第二标高值32相对于所述最大值的标准偏差，N是大于或等于1的整数。

在图2的例子中，第一标高值30等于与相应的第一网格28对应的第二标高值32的最大值。

作为一个可选的补充方案，地形数据库15针对每个第一网格28还包括仅基于包含在第二数据库35中的数据的不确定度值δ_BD2，在下文中也被称为第二不确定度值δ_BD2。

每个第二不确定度值δ_BD2例如是从多个高度偏差计算出的，也被称为标高偏差的每个高度偏差与相应的第二网格38关联并且对应于所述第二网格38内的地形26的最大标高与最小标高之差。每个第二不确定度值δ_BD2例如针对第一数据库15的相应的第一网格28等于与第一数据库15的所述第一网格28对应的第二数据库35的不同的第二网格38的多个标高偏差中的最大值，如图2所示。

考虑到第二分辨率R2大于第一分辨率R1，每个第二不确定度值δ_BD2针对相应的第一网格28小于每个第一不确定度值δ_BD1，其中第一分辨率R1与第二分辨率R2的以arcsec表示的值之间的比值通常等于3。

每个第二不确定度值δ_BD2因此例如以预定的常数增大，所述常数通常基于第二数据库35的第二分辨率R2。

航电系统20被配置为装载在飞行器5上，并且连接至电子存储装置10，如图1所示。

在一个未示出的替代方案中，航电系统20包括电子存储装置10。

航电系统20例如从包含以下内容的组中选择：

-飞行器飞行管理系统，也被称为飞行管理系统(FMS)；

-地形感知和警告系统(TAWS)；

-导航信息显示系统，也被称为导航显示器(ND)；以及

-具有或不具有合成视觉系统(SVS)的主飞行显示器(PFD)。

航电系统20包括用于监测飞行器5的垂直定位的电子装置40。

高度传感器22自身是公知的，并且例如是卫星地理定位传感器，也被称为全球导航卫星系统(GNSS)，例如全球定位系统传感器(GPS)、GLONASS传感器、伽利略传感器；或者是用于测量气压高度的压力传感器，例如风速风压传感器。

无线电高度表24自身是公知的。

第二地形数据库35被存储在电子存储装置10外部的电子设备45中。存储有第二地形数据库35的电子设备45优选设置在飞行器5的外部。

电子监测装置40被配置为监测飞行器5的高度。监测装置40包括用于将来自高度传感器22的高度ALT_MSL和第一标高值30与来自无线电高度表24的离地高度H_RA之和进行比较的模块50。

作为一个可选的补充方案，监测装置40包括用于在比较模块50检测到错误时生成警告的模块52。

在图1的例子中，电子监测装置40包括例如由存储器62和与存储器62关联的处理器64形成的信息处理单元60。

在图1的例子中，比较模块50以及作为可选的补充方案的生成模块52各自被实现为可由处理器64执行的软件程序或软件块。电子监测装置40的存储器62因此能够存储用于将来自高度传感器22的高度ALT_MSL和第一标高值30与来自无线电高度表24的离地高度H_RA之和进行比较的软件。作为一个可选的补充方案，电子监测装置40的存储器62还能够存储用于在比较软件检测到相应的错误的情况下生成警告的软件。处理器64因此能够执行比较软件以及作为可选的补充方案的生成软件。

在一个未示出的替代方案中，比较模块50以及作为可选的补充方案的生成模块52各自被实现为可编程逻辑组件，例如现场可编程门阵列(FPGA)，或者专用集成电路，例如应用专用集成电路(ASIC)。

当电子监测装置40被实现为一个或多个软件程序时，换句话说，被实现为计算机程序时，其还能够被记录在未示出的计算机可读介质上。计算机可读介质例如是能够存储电子指令并且耦合至计算机系统的总线的介质。例如，可读介质是光盘、磁光盘、ROM存储器、RAM存储器、任何类型的非易失性存储器(例如，EPROM、EEPROM、FLASH、NVRAM)、磁卡或光卡。因此在可读介质上存储有包含软件指令的计算机程序。

比较模块50被配置为对一方面的由图2中的飞行器形状的第一附图标记70表示的来自高度传感器22的高度ALT_MSL和另一方面的来自地形数据库15的第一地形标高值30与来自无线电高度表24的离地高度H_RA之和进行比较，该和由图2中的也为飞行器形状的第二附图标记72表示。

比较模块50优选被配置为还基于与所述第一标高值30关联的第一不确定度值δ_BD1执行来自高度传感器22的高度ALT_MSL和相应的第一标高值30与离地高度H_RA之和的比较。

例如，比较模块50被配置为根据以下等式执行该比较：

[公式1]

ALT_MSL+δ_MSL＝H_RA+δ_RA+ELV_BD1+δ_BD1

其中ALT_MSL表示来自高度传感器22的高度；

δ_MSL表示与来自高度传感器22的高度ALT_MSL关联的不确定度值；

H_RA表示来自无线电高度表24的离地高度；

δ_RA表示与来自无线电高度表24的离地高度H_RA关联的不确定度值；

ELV_BD1表示来自第一地形数据库15的相应的第一标高值30；并且

δ_BD1表示与所述第一标高值ELV_BD1关联的第一不确定度值。

与来自高度传感器22的高度ALT_MSL关联的不确定度值δ_MSL例如对应于高度传感器22为提供诸如卫星增强系统(SBAS)校正的高度的由空间增强系统校正的标高的GPS传感器时由垂直品质因数(VFOM)给出的信息。替代地，与高度ALT_MSL关联的不确定度值δ_MSL是预定值，例如是高度传感器22为压力传感器时的基本上等于56ft(英尺)的不确定度值，对应于最底层大气中的2hPa的偏差。在另一个替代方案中，与高度ALT_MSL关联的不确定度值δ_MSL是高度传感器22为压力传感器时的特别是基于飞行器5与机场之间的距离的传递被称为QNH高度的气压校正高度的值。

与来自无线电高度表24的离地高度H_RA关联的不确定度值δ_RA例如表示在无线电高度表24的精度表格中，例如下面举例示出的第一表格。

[表1]

高度(ft)	垂直速度(ft/s)	δRA
			-20到75	0到20	±1.5ft
75到2500	0到25	±2％
			2500到5000	0到25	±3％

作为一个可选的补充方案，比较模块50被配置为根据与所述第一标高值30关联的第二不确定度值δ_BD2执行来自高度传感器22的高度ALT_MSL和第一标高值30与离地高度H_RA之和之间的比较。

根据该可选的补充方案，比较模块50例如被配置为根据以下等式执行该比较：

[公式2]

ALT_MSL+δ_MSL＝H_RA+δ_RA+ELV_BD1+δ_BD1+δ_BD2

其中δ_BD2还表示与第一标高值ELV_BD1关联的第二不确定度值。

作为另外一个可选的补充方案，比较模块50被配置为计算不确定度值的平方和，其由Δ_max表示，等于与高度ALT_MSL关联的不确定度值δ_MSL、与离地高度H_RA关联的不确定度值δ_RA和相应的第一网格28的第一不确定度值δ_BD1还有需要时的所述第一网格28的第二不确定度值δ_BD2的平方和。

根据这个可选的补充方案，比较模块50因此被配置为相对于不确定度值的平方和Δ_max比较一方面的也被表示为ELV_BD1的第一标高值30与离地高度H_RA之和和另一方面的来自高度传感器22的高度ALT_MSL之间的绝对值差。比较模块50因此被配置为在该绝对值差小于或等于所述平方和Δ_max的情况下、换句话说在满足以下不等式(3)的情况下检测到不存在与飞行器5的高度相关的错误，并且反过来在该绝对值差大于所述平方和Δ_max的情况下、换句话说在满足以下不等式(4)的情况下检测到存在错误。

[公式3]

|H_RA+ELV_BD1-ALT_MSL|≤Δ_max

其中|.|表示绝对值；并且

Δ_max表示不确定度值的平方和。

[公式4]

|H_RA+ELV_BD1-ALT_MSL|>Δ_max

在满足不等式(4)时检测到存在错误的情况下，比较模块50还被配置为在来自高度传感器22的高度ALT_MSL是SBAS校正高度或QNH校正气压校正高度，并且在第一预定时间T1与第二预定时间T2之间的时间段中满足不等式(4)的情况下，确定该错误与第一地形数据库15关联。

第一预定时间T1例如对应于允许飞行器5在至少两个第一网格28的对角线上飞过它们的时间。当飞行器5是飞机时，第一预定时间T1例如在第一分辨率R1等于6arcsec并且飞行器5的速度基本上等于100kts(节)的情况下等于10秒。

第二预定时间T2例如对应于允许飞行器5在至少十二个第一网格28的对角线上飞过它们的时间，并且因此例如等于第一预定时间T1的六倍。

另外，如果在大于第二预定时间T2的时间内满足不等式(4)并且如果在高度传感器22是卫星地理定位传感器的情况下也被称为HPL的来自高度传感器22的飞行器5的位置的完好性小于或等于预定阈值HPL_HQ，则比较模块50被配置为在飞行器5配备有两个不同的无线电高度表24并且来自这两个不同的无线电高度表24的相对于地面的高度一致时确定错误与高度传感器22关联；并且在来自这两个分离的无线电高度表24的相对于地面的高度不一致时确定错误与无线电高度表24关联。

作为另外的补充方案，如果在大于第二预定时间段T2的时间段内满足不等式(4)，并且如果定位完好性HPL小于或等于预定阈值HPL_HQ，但是飞行器5配备有单个无线电高度表24，则比较模块50被配置为确定错误与高度传感器22和/或无线电高度表24关联。

作为另一个补充方案，如果在大于第二预定时间段T2的时间段内满足不等式(4)并且定位完好性HPL大于预定阈值HPL_HQ，则比较模块50被配置为检测到第一地形数据库15与高度传感器22提供的位置之间的不一致性，并随后在预定的延迟时间内暂停飞行器5的高度监测。

作为一个可选的补充方案，生成模块52被配置为在通过比较模块50确定了错误时生成警告。

例如，生成模块52被配置为在比较模块50预先确定了错误与第一地形数据库15关联时生成涉及地形数据库15的警告；在比较模块50预先确定了错误与所述高度传感器22关联时生成涉及高度传感器22的警告；在比较模块50预先确定了错误与所述无线电高度表24关联时生成涉及无线电高度表24的警告；在比较模块50预先确定了错误与高度传感器22和/或无线电高度表24关联时生成涉及高度传感器22和无线电高度表24的警告；并且在比较模块50预先确定了第一地形数据库15与高度传感器22提供的位置之间的不一致性时生成全局警告并随后在预定的延迟时间内暂停飞行器5的高度监测。

现在将参考表示根据本发明的生成被存储在存储装置10中的第一地形数据库15的方法的流程图的图3然后参考表示根据本发明的通过电子监测装置40实施的监测飞行器5的高度的方法的流程图的图4描述本发明的操作。

在初始步骤100期间，针对第一数据库15的每个第一网格28计算与相应的第一标高值30关联的至少一个不确定度值δ_BD1、δ_BD2，计算出的不确定度值中的至少一个δ_BD1是从与所述第一网格28对应的并且取自于第二地形数据库35的多个第二标高值38计算出的。

在该步骤100期间，例如针对第一数据库15中的每个第一网格28计算第一不确定度值δ_BD1。每个第一不确定度值δ_BD1优选是从与相应的第一网格28对应的多个第二标高值32计算出的。

从多个第二标高值32计算出的每个第一不确定度值δ_BD1通常等于与相应的第一网格28关联的多个第二标高值32中的最大值与最小值之差，或者替代地等于与相应的第一网格28关联的第二标高值32相对于所述最大值的标准偏差。

在该步骤100期间，额外地或替代地，针对每个相应的第一网格28计算第二不确定度值δ_BD2。每个第二不确定度值δ_BD2优选仅基于包含在第二数据库35中的数据。每个第二不确定度值δ_BD2通常是从多个标高偏差计算出的，它们各自与相应的第二网格38关联。每个第二不确定度值δ_BD2例如针对相应的第一网格28等于与所述第一网格28对应的不同的第二网格38的多个标高偏差中的最大值。每个第二不确定度值δ_BD2优选以预定的常数增大，该常数通常基于第二分辨率R2。

在下一个步骤110期间，每个计算出的不确定度值δ_BD1、δ_BD2随后被包含在要被存储在存储装置10中的第一地形数据库15中并且随后被装载在飞行器5内。

在飞行器5的飞行期间，监测装置40随后通过其比较模块50并且在监测方法的初始步骤200期间对来自高度传感器22的高度ALT_MSL和来自第一地形数据库15的第一地形标高值30与来自无线电高度表24的离地高度H_RA之和进行比较。

在步骤200期间，例如根据等式(1)或者根据等式(2)来执行比较。比较模块50因此通常在满足不等式(3)时检测到不存在涉及飞行器5的高度的错误，并且反过来在满足不等式(4)时检测到存在涉及飞行器5的高度的错误。

在比较步骤200结束时，监测装置40继续接下来的可选步骤210，在此步骤期间生成模块52在先前的步骤200中检测到存在错误时生成警告。另外，如上所述，基于预先检测到的错误，所生成的警告是涉及地形数据库15的警告，或者是涉及高度传感器22的警告，或者是涉及无线电高度表24的警告，或者是涉及高度传感器22和无线电高度表24的警告，或者是全局警告。

因此，通过根据本发明的存储装置10，要被装载在飞行器5上的第一地形数据库15还针对每个第一标高值30包括与相应的标高值30关联的至少一个不确定度值δ_BD1、δ_BD2，不确定度值δ_BD1、δ_BD2因此允许更好地获知该标高值30的可靠性。

另外，至少一个第一不确定度值δ_BD1是从来自更高的第二分辨率R2的数据库35的多个第二标高值32计算出的，因此允许具有被更可靠地计算出的不确定度值。

根据本发明的监测装置40随后允许通过随后将来自高度传感器22的高度ALT_MSL和第一标高值30与来自无线电高度表24的离地高度H_RA之和进行比较，并且还考虑与相应的第一标高值30关联且被包含在第一地形数据库15中的不确定度值δ_BD1、δ_BD2来更准确地监测飞行器5的高度。

因此可想到根据本发明的电子存储装置10提供了一种更可靠的地形数据库15，因此减少了飞行器5发生事故的风险。

Claims (11)

1.一种用于存储航电系统(20)的地形数据库(15)的电子存储装置(10)，所述存储装置(10)被配置为装载在飞行器(5)上，所述地形数据库(15)对应于所述飞行器(5)可能飞过的地形区域(26)，该地形区域(26)以分割成网格(28)的表面的形式表示，每个所述网格(28)对应于所述地形区域(26)的区段，所述地形数据库(15)具有第一分辨率(R1)并且包括各自与相应的所述网格(28)关联的第一地形标高值(30)，

其特征在于，所述地形数据库(15)针对每个所述网格(28)还包括与相应的所述第一标高值(30)关联的不确定度值(δ_BD1)，从与所述网格(28)关联并源自具有第二分辨率(R2)的第二地形数据库(35)的多个第二地形标高值(32)计算出至少一个所述不确定度值(δ_BD1)，所述第二分辨率(R2)高于所述第一分辨率(R1)。

2.根据权利要求1所述的电子存储装置(10)，其中，所述第二地形数据库存储在所述电子存储装置外部的电子设备中，

所述外部设备优选设置在所述飞行器的外部。

3.根据权利要求1或2所述的电子存储装置(10)，其中，至少一个所述不确定度值(δ_BD1)针对每个所述网格从包含以下内容的组中选择：与相应的所述网格(28)关联的多个所述第二标高值(32)中的最大值与最小值之差；以及与相应的所述网格(28)关联的所述第二标高值(32)相对于所述最大值的标准偏差，

优选从与相应的所述网格(28)关联的多个所述第二标高值(32)计算出每个所述不确定度值(δ_BD1)。

4.根据前述任一项权利要求所述的电子存储装置(10)，其中，从与相应的所述网格关联的多个所述第二标高值(32)确定出至少一个所述第一标高值(30)，

至少一个所述第一标高值(30)优选从包含以下内容的组中选择：与相应的所述网格(28)关联的所述第二标高值(32)的最大值；与相应的所述网格(28)关联的所述第二标高值(32)的平均值；以及所述第二标高值(32)的最大值减去N乘以与相应的所述网格(28)关联的所述第二标高值(32)相对于所述最大值的标准偏差，N是大于或等于1的整数，

优选还从与相应的所述网格关联的所述第二标高值(32)确定出每个所述第一标高值(30)。

5.根据前述任一项权利要求所述的电子存储装置(10)，其中，所述第一分辨率(R1)和所述第二分辨率(R2)以角秒表示，每个所述分辨率(R1，R2)的角秒值限定了与表示地形的最小单元的一侧对应的尺寸，更高的分辨率因此对应于更低的角秒值，

第一分辨率(R1)优选等于3或6角秒，

第二分辨率(R2)优选等于1或2角秒。

6.一种航电系统(20)，其被配置为装载在飞行器(5)上，所述航电系统(20)包括或连接至用于存储地形数据库(15)的电子装置(10)，

其特征在于，所述电子存储装置(10)是根据前述任一项权利要求所述的电子存储装置，并且

其中所述航电系统(20)包括电子监测装置(40)，所述电子监测装置(40)被配置为通过以下两个方面之间的比较来监测所述飞行器(5)的高度：一方面的来自诸如卫星地理定位传感器或压力传感器的高度传感器(22)的高度(ALT_MSL)，和另一方面的来自所述地形数据库(15)的第一地形标高值(30，ELV_BD1)与来自无线电高度表(24)的离地高度(H_RA)之和，所述比较基于与相应的所述第一标高值(30)关联的不确定度值(δ_BD1)。

7.一种用于生成航电系统(20)的地形数据库(15)的生成方法，所述地形数据库(15)被存储在被配置为装载在飞行器(5)上的电子存储装置(10)中，所述地形数据库(15)对应于所述飞行器(5)可能飞过的地形区域(26)，该地形区域(26)以分割成网格(28)的表面的形式表示，每个所述网格(28)对应于所述地形区域(26)的区段，所述地形数据库(15)具有第一分辨率(R1)并且包括各自与相应的所述网格(28)关联的第一地形标高值(30)，

所述方法是计算机实施的并且包括以下步骤：

针对每个所述网格(28)计算(100)与相应的所述第一标高值(30)关联的不确定度值(δ_BD1)，至少一个所述不确定度值(δ_BD1)是从与所述网格(28)关联并且源自具有第二分辨率(R2)的第二地形数据库(35)的多个第二地形标高值(32)计算出的，所述第二分辨率(R2)高于所述第一分辨率(R1)；

将每个计算出的所述不确定度值包含(110)在所述地形数据库中。

8.一种计算机程序，其包含有在由计算机执行时实施根据权利要求7所述的生成方法的软件指令。

9.一种用于监测飞行器(5)的垂直定位的监测方法，所述方法由被配置为装载在所述飞行器(5)上并且连接至用于存储地形数据库(15)的电子装置(10)的电子监测装置(40)来实施，

所述方法包括在以下两方面之间进行比较(200)：一方面的来自诸如卫星地理定位传感器或压力传感器的高度传感器(22)的高度(ALT_MSL)，和另一方面的来自所述地形数据库(15)的第一地形标高值(30，ELV_BD1)与来自无线电高度表(24)的离地高度(H_RA)之和，所述比较基于与相应的所述第一标高值(30)关联的不确定度值(δ_BD1)，所述地形数据库(15)是通过根据权利要求7所述的生成方法来生成的。

10.根据权利要求9所述的监测方法，其中，所述方法还包括在所述比较(200)中确定了错误的情况下生成(210)警告，所生成的警告根据所确定的错误并且从包含以下内容的组中选择：涉及所述地形数据库(15)的警告、涉及所述高度传感器(22)的警告、涉及所述无线电高度表(24)的警告、涉及所述高度传感器(22)和所述无线电高度表(24)二者的警告以及全局警告。

11.一种计算机程序，其包含有在由计算机执行时实施根据权利要求9或10所述的监测方法的软件指令。