CN1226636C - 密集编队/编队内定位防撞系统及方法 - Google Patents

密集编队/编队内定位防撞系统及方法 Download PDF

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Abstract

被动空中交通警戒和防撞系统(TCAS)和方法基于接收并处理S模式应答机消息，不用TCAS计算机去询问以编队飞行的各架飞机的应答机(即被动TCAS)。TCAS计算机和S模式应答机用于在以编队或者紧靠飞行的多个飞机机组当中提供分布编队内控制。S模式应答机给TCAS计算机提供ADS-B全球定位系统(GPS)间歇振荡器数据，TCAS计算机接收并处理所述数据，不必去询问多个飞机机组的应答机。方法和系统允许以编队飞行的2至250架飞机之间的安全间距在可选择的范围。

Description

密集编队/编队内定位防撞系统及方法
                      对相关申请的交叉参考
本申请与同日提交的题为“TCAS的升降速度表/空中交通分辨率报告显示”的继续申请相关。
                            发明背景
本发明一般涉及防撞系统(CAS)的航空电子学领域，尤其涉及机载空中交通警戒和防撞系统和应答机。这里描述的防撞系统具有在例如夜间/仪表飞行气象条件下对较大飞行编队中的飞机进行定位和保持间距的能力。
受1956年在Grand Canyon上空两架航线客机碰撞的刺激，航空公司着手防撞概念的研究。到80年代后期，与航空公司、航空工业局和联邦航空局协同工作开发了机载防撞的系统。被称为空中交通警戒和防撞系统II(TCAS II)的系统得到国会指示于90年代初期安装在绝大多数的商业飞机上。机载防撞系统的发展年表可以在1990年3月由美国运输部联邦航空局出版的“TCAS II导论”中看到。
有效的机载CAS的发展多年来一直是航空界的目标。机载防撞系统可防止与其他飞机碰撞，且与地基空中交通管制相独立。正如在航空工业中能很好理解的，避免与其他飞机的这种碰撞是一项十分重要的任务。此外，防撞既是军用也是商用飞机的一个问题。另外，来自密集编队飞机的大量的同时的TCAS询问产生显著的射频(RF)干扰且可能潜在地退化维持与其它飞机和障碍物的精确位置/间距判别的有效性。因此，为了促进空中旅行的安全性，避免与其他飞机碰撞的系统是迫切需要的。
除了上述问题外，还需要飞机，尤其是军用飞机在夜间以及具有低检测几率的全天候条件(包括仪表飞行气象条件(IMC))下执行精确空降、集合、空中加油和空-地任务。此外，还需要允许这些飞机(少则2架多则250架飞机)在防卫计划指南中所描述的所有仪表飞行法规(IFR)高度上以500英尺到100海里的可选距离维持编队位置和间距。此外，系统与当前的位置保持装置(SKE)系统是兼容的(主要由于成本问题)或者它们将不能与装备SKE的飞机进行IMC编队飞行。
参考图1，图中示出传统TCAS系统的方框图。图1中示出的有TCAS定向天线10、TCAS全向天线11和TCAS计算机单元12，后者包括接收机12A、发射机12B和处理器12C。此外图中示出的还有听觉信号器13、空中交通报告显示器(TA)14和分辨率报告显示器15。另一方面，可将TA和RA显示器组合为一个显示器(未示出)。应答机包括应答机单元16A、控制面板16B以及应答机天线16C和16D。TCAS和应答机一起工作，起到防撞系统的作用。本领域专业人员理解，这仅仅是传统TCAS的示例。例如，许多其他配置结构也是可能的，如用本领域技术人员所熟知的定向天线代替全向天线11。TCAS及其各个部件的操作对于本领域专业技术人员而言是公知的，不是理解本发明所必需的。
在TCAS系统中，询问机和应答机二者均是机载的并提供飞机之间通信的装置。应答机通过发送一答复对询问作出响应，该答复被询问机接收和处理。通常，询问机包括一接收机、一模数转换器(A/D)、一视频量化器、一前沿检测器和一解码器。被询问器接收的答复由一系列可识别飞机的信息脉冲组成，或者包含高度或其他信息。答复是脉冲位置调制(PPM)信号，它或是以空中交通管制雷达信标系统(ATCRBS)格式或是以选择模数(S模式)格式发送。
装备TCAS II的飞机能够在装备TCAS II飞机的约20海里半径内监测其他飞机(美国专利5,805,111，“实现扩展距离TCAS的方法和装置”，描述一种扩展距离TCAS)。当确定入侵机构成威胁时，TCAS II系统警告驾驶员存在危险并给驾驶员提供入侵机的方位和距离。如果威胁未被分辨出且可能碰撞或接近击中，则TCAS II系统警告驾驶员采取例如升高或下降等避让措施以避免碰撞。
过去几年中，已经开发了除了以上描述的这些系统外的系统，以提供编队飞行飞机的防撞。一种系统便是由AlliedSignal航空公司提供的称为增强型空中交通警戒防撞系统(ETCAS)。ETCAS为军事特定飞行任务提供正常防撞、监视和编队/搜索模式。
AlliedSignal的ETCAS在几方面未达到目标。首先，一旦飞机加入编队，ETCAS本身并不或者不与任何其他机上系统一起维持编队内的飞机位置和间距。ETCAS中是一个情况发觉工具，通过接收从飞机应答机发送的模式3/A码而指定编队成员；ETCAS并不与其他飞机系统接口，以补偿编队位置误差。ETCAS实际上是飞机编队成员识别和集合系统，作为一种真实的编队内定位防撞系统未达到目标。其次，ETCAS升降速度表/空中交通分辨率警戒(VSI/TRA)显示并不通告领队编队和成员飞机的相对速度(距离变化率)。ETCAS仅仅是边界有效的，没有VSI/TRA显示器上通告的编队飞机的相对速度。因此，驾驶员没有相对速度参考以维持与领队飞机的编队位置，尤其是在关键的转弯机动飞行期间。第三，ETCAS编队/搜索模式技术整个地基于主动TCAS询问。应答机询问和产生的S模式应答机答复明显地增加与较大编队飞机的射频接收干扰，会退化维持精确位置/间距判别标准的有效性。此外，增大的射频复合水平禁止较大编队偷偷摸摸地穿过未检测空间。
在以前系统存在另一个问题，其中现有军用飞机上的位置保持装置(SKE)能够支持仅仅16架飞机的编队。
                            发明简要内容
提供以下本发明概要以便于理解本发明独有的一些创新特征，但并不打算全面描述。通过把整个说明书、权利要求书和附图及摘要作为一个整体才能获得对本发明的各个方面的全面理解。
本发明描述一种维持编队飞行(如执行战略空降兵旅伞降的这类军事编队飞行)的大量飞机的飞机位置和安全间距的系统和方法，尽管它也能够用于涉及应用飞机编队飞行机组的任何航空服务。本发明涉及使用被动空中交通警戒和防撞系统(TCAS)和S模式数据链路应答机，以在编队飞机的多个机组当中提供分布编队内控制。
在一个实施例中，本发明包括数据链路S模式应答机，它产生并发送ADS-B广播数据。这种ADS-B广播数据包含长机的飞机位置信息。本发明还包括与S模式应答机通信的被动空中交通警戒和防撞系统(TCAS)计算机。TCAS接收并处理来自位于另一架飞机(例如机组内的组机)上另一数据链路应答机的广播数据，以确定长机与另一飞机的飞机相对位置。
在本发明的另一个实施例中，数据链路S模式应答机与TCAS计算机通信。TCAS计算机接收和处理来自应答机的广播数据。TCAS计算机还与飞行任务计算机通信，后者接收来自TCAS计算机的广播数据并基于所述广播数据产生操纵指令。本发明包括一高速数字通信链路，它被可操作地连接于飞行任务计算机，后者被用于将所述操纵指令发送到另一架装备应答机的飞机，在这里由所述另一架飞机对操纵指令作处理。所述另一架飞机使用所述操纵指令将其与主飞机进行定位。这可以用位置保持装置或者自动飞行控制器来实现。
本发明的方法包括以下步骤：提供一应答机(在一架或多架飞机上)，它产生并发送ADS-B广播数据以确定相对飞机位置；以及提供长机的机载TCAS计算机。TCAS与应答机通信以及接收并处理来自应答机的ADS-B广播数据。所述方法包括利用例如自动飞行或位置保持装置基于所述广播数据在编队飞行时使飞机彼此(自动)定位和保持间距的步骤。所述方法进一步包括提供与TCAS计算机通信的飞行任务计算机、将来自TCAS计算机的广播数据发送到飞行任务计算机、处理所述广播数据以及经高速数据链路在飞机之间有选择地发送经处理的广播数据的步骤。所述处理步骤进一步包括计算目标飞机距离、距离变化率、相对高度、高度变化率，以及承载从S模式应答机收到的广播(ADS-B)数据以确定飞机是否正在入侵装备TCAS飞机的空间的步骤。所述选择性发送步骤是例如利用特定飞机的唯一飞行识别符来进行的。所述方法还包括当入侵者穿过编队飞行飞机的预定周界时给飞机驾驶员发警告以及显示在预定机组或空间内飞机距离变化率或相对速度的步骤。所述方法进一步包括禁止空中交通管制雷达信标系统(ATCRBS)信息由S模式应答机送出的步骤。
本发明通过多个飞机编队机组单位的分布控制能够支持250架飞机的飞行编队。它使用被动监视技术来维持在所有仪表飞行法规(IFR)高度下彼此间500英尺到100海里内的编队飞机位置。可周期性地(例如每秒2次)广播更新的飞机位置信息。自动相依监视广播(ADS-B)信息的这些周期性S模式应答机传输被送到另一装备TCAS的飞机并被其接收。这种扩展ADS-B数据传输这里也称为全球定位系统(GPS)或S模式间歇振荡器。飞机位置、相对高度和速度被表示在升降速度表/空中交通分辨报告(VSI/TRA)显示器上(例如阴极射线管或平板显示器)，提供给飞机飞行任务计算机的编队内定位防撞系统(IFPCAS)数据汇合中心处理。飞行任务计算机接收来自TCAS计算机的数据、处理所述数据以获得例如距离和距离变化率，然后飞行任务计算机将所述数据设置为可被诸如位置保持装置等外部设备使用的格式。产生操纵指令并传播给各个编队飞机。操纵指令可利用机上位置保持装置(该装置也可以用于维持直升飞机定位)和自动驾驶装置来执行。本发明的被动监视技术明显地减小能够检测较大飞机编队的距离范围，产生的较低射频干扰维持未被中断的位置和间距校正更新。
本发明解决了几个问题，包括但不限于，提供一个装置，利用ADS-B信息和高频数据链路(和天线)在夜间/仪表飞行气象条件下对在极大飞行编队(例如100架飞机)中飞机定位和保持间距，数据链路用于传播编队内操纵指令；利用飞机飞行任务计算机作为数据汇合中心，用于基于从TCAS收到的同化ADS-B信息产生操纵指令；以及减少由多个同时TCAS询问和S模式应答机答复产生的射频干扰量。在夜间和仪表飞行气象条件(IMC)下，本发明在2至100架飞机最高达250架飞机之间  维持安全间距。本发明使得飞机位置/间距在所有仪表飞行法规(IFR)高度下在500英尺至100海里的距离上可选。本发明是一种综合飞机定位/间距控制方案。
本发明的新颖特征在研究了本发明的以下详细描述后对本领域专业人员而言将是显然的或者可通过本发明的实践而掌握。然而，应当理解，给出的本发明的详细描述和特定例子，虽然表示了本发明的特定实施例，这仅仅是为了说明目的而提供的，因为从本发明的详细描述以及以下的权利要求书，在本发明精神和范围内的各种变化和改进对本领域专业人员而言将是显然的。
                            IV.附图简述
附图中，相似的参考标号指在各幅图中的相同或功能相似的单元，这里引入附图，它与说明书中书面部分一起进一步示明本发明，与本发明的详细描述一起可说明本发明的原理。
图1(现有技术)是传统TCAS系统的方框图。
图2是例示飞机编队组元的图。
图3是按本发明的用于密集编队飞行的防撞系统的一个实施例的方框图。
图4是按本发明的用于编队内定位飞行的防撞系统的另一实施例的方框图。
图5是按本发明的图4所示实施例(编队内防撞系统体系结构)的更详细方框图。
图6是TCAS VSI/TRA显示器的正视图，具有按照本发明显示的编队飞机的相对速度(距离变化率)。
图7是按照本发明的用于向观察者显示信息的方法的流程图。
图8是按照本发明的用于向观察者显示信息的方法的流程图。
图9是按照本发明的用于向观察者显示信息的方法的流程图。
图10是按照本发明的用于向观察者显示信息的方法的流程图。
                        本发明的详细描述
被动防撞系统(CAS)可通过本发明实施，以利用综合控制系统维持各编队机组与每个机组内组机之间的可选择间距。被动CAS可通过本发明利用多个飞机编队机组的中央化控制和分散执行而获得。本发明使用来自S模式应答机的TCAS和全球定位系统(GPS)间歇振荡器数据。术语GPS间歇振荡器、S模式间歇振荡器和ADS-B指同一事情，在本发明的整个描述中可互换地用于描述扩展数据传输。
对大量编队飞机(例如对于IMC和夜间飞行条件中的大量军用空降)编队是一个在以下两部分通过本发明实施的定位/间距控制问题：
1)传统TCAS(例如霍尼韦尔公司的TCAS-2000(产品编号RT-951))的改进和增强，允许密集编队飞行，而没有不必要的空中交通通报或分辨率通报；以及
2)使用S模式应答机的数据处理飞机位置，以及用附带天线的外部高频(例如VHF，UHF)数据链路(发射机和接收机)在飞机之间传送诸如ADS-B和编队内操纵指令的数据。
参考图2，图中示出一个例示飞机编队，其成员引向降落区260，为此编队内定位防撞系统(IFPCAS)是必需的。彼此紧靠着飞行但是不是同一机组部分的相邻飞机可以利用被动TCAS检测和处理来维持安全间距。大的编队(主机组)200可以分成较小的机组(210、220、230、240)，机组长机负责维持机组组机(212、222、232、242)之间的飞机间距。一个机组被定义为约2-50架飞机的较小编队。大的编队(最多达250架飞机)200当中包含许多机组。主编队长机(MFL)250负责维持构成整个编队200的多个机组(210、220、230、240)之间的间距(MFL的作用为编队组机的信标)。
MFL250利用由机组长机应答机周期性播放的信息(具体为全球定位系统(GPS)间歇振荡器数据)来维持机组间距。MFL250接收来自每个机组长机(225、235、245)的数据。每个机组长机(225、235、245)通过一个唯一S模式24位地址来识别。编队机组和其他多个编队的精确位置定位能够用GPS间歇振荡器数据准确跟踪。MFL250汇合所有机组位置的数据；这种数据汇合在MFL的飞行管理系统(FMS)IFPCAS数据汇合中心实现，正如相对图5示出和讨论的。各个机组操纵指令经S模式数据链路发送到机组长机(225、235、245)，正如相对图4示出和讨论的。操纵指令通过它们的唯一S模式24位地址被送至各个机组长机。MFL250、机组长机(225、235、245)和机组组机能够通过它们的S模式24位地址和/或分配给每架飞机并作为现有S模式消息类型的部分发送出去的飞行识别标志来识别。
机组长机(225、235、245)然后在它们自己的FMS中处理操纵指令并将操纵指令传播给它们机组中的组机。各个机组飞机实行此操纵指令，如果经它们的与机组长机的站台保持系统数字数据链路要求它们如此做的话。应当注意，每个S模式消息包含一个周期性冗余校验(24位差错检测码)以防止差错信息被飞机接收。
以类似方式也可以使用GPS间歇振荡器使得多个编队相互飞行并以可选距离维持位置/间距。在多个编队情况中，超级主编队长机(SMFL)从MFL接收ADS-B信息。SMFL处理已汇合数据并将操纵指令传播到编队机组主长机以维持多个编队之间的位置和间距。
这一分布编队定位控制方法阻止单点失误并提供将MFL250和机组长机(225、235、245)职责传送到下属编队飞机的灵活性。
参考图3，图中示出用于获得密集编队防撞的本发明的被动监视系统的图示。正如这里使用的，被动监视指不用主动TCAS空中交通通报咨询便能获得密集编队防撞。传统的TCAS与主动TCAS空中交通咨询一起工作。被动监视通过S模式应答机GPS间歇振荡器广播和接下来数据(显示飞机位置)的TCAS接收和处理能够实现。
图3示出本发明的例示实施例。尽管图中仅示出两个飞机系统，本领域技术人员应当清楚，多个飞机将具有类似于1号飞机与2号飞机之间所示的关系。在编队中，1号飞机代表MFL。TCAS和所示的每个组元的操作是本领域所公知的，不需要详细描述。有些空中交通管理系统应答机(如S模式应答机)包括唯一飞机识别符从而能够用目标飞机的身份标明该目标飞机的每个消息。ADS-B消息以预定间距，例如每秒一次或两次周期性地从S模式应答机360广播，包含飞机的地理坐标(纬度和经度)、各个飞机的磁航向、速度、预期飞行路径、气压高度和飞行识别符等。这种ADS-B数据组是经总线接口(如高速ARINC429总线接口)从飞机的GPS、惯性导航系统(INS)和飞行管理系统(FMS)(未示出)导出的，并提供给S模式应答机360。被装备TCAS的飞机接收的ADS-B数据经处理显示在头盔上，能够更好地使飞行驾驶员估计潜在冲突。TCAS350通过软件操作以接收S模式间歇振荡器信息并计算目标接近飞机的位置。目标距离、距离变化率、相对高度、高度变化率和方位角是从S模式应答机接收的这一ADS-B数据算出的，以确定飞机是否正在闯入装备TCAS的1号飞机的空间。在编队中，只准许长机对任何地面询问作出响应，因为射频干扰和FAA空中交通控制不能对很小区域内多个返程解密。从准确度的角度考虑，本发明使用由闯入飞机广播的GPS/INS数据，它允许精确计算位置，在多数情况中误差不大于10m，而不是相对位置计算。在本发明中，相对高度、高度变化率、距离和相对速度(距离变化率)对避免碰撞都是关键的。为了导出故意接近率可考虑目标飞机的其他参数。
1号飞机的TCAS350以预定频率(例如1090MHz)通过S模式应答机数据链路从2号飞机的S模式应答机360′接收ADS-B数据。同样，1号飞机的S模式应答机360通过其S模式应答机数据链路将ADS-B数据发送到2号飞机的TCAS350′。TCAS350通过总线370(例如ARINC429总线接口)与S模式应答机360通信。S模式应答机360提供给TCAS的飞机高度信息，是从ADC340导出的。ADS-B数据310(如纬度、经度、速度、预期飞行路径等)从全球导航卫星系统/惯性导航系统(GNSS/INS)330提供给TCAS350(通过飞行管理系统(FMS)(未示出))以及提供给S模式应答机360。ADS-B数据320(如高度)从航空数据计算机(ADC)340提供给S模式应答机360。
这里参考的ADS-B消息有5个“扩展长度”间歇振荡器消息组成：(1)扩展间歇振荡器机载位置；(2)扩展间歇振荡器机载速度；(3)扩展间歇振荡器表面位置；(4)扩展间歇振荡器飞机识别符；及(5)事件驱动间歇振荡器。对于编队飞行，本发明主要使用消息格式(1)和(2)用于被动机载实施，并在以下段落中讨论。关于这些ADS-B消息的附加信息可以在1997年9月12日发行的AEEC(航线电子工程委员会)ARINC(航空无线电公司)，计划书718A的草案2，“标志4空中交通管理应答机(ATCRBS/MODE-S)”中找到。
扩展间歇振荡器机载位置消息仅仅当飞机是机载时发射。扩展间歇振荡器机载位置消息包含从飞机导航辅助装置(GPS和INS)导出的位置信息。机载位置的扩展间歇振荡器作为S模式下行链路格式消息17(DF 017)发送，这是本领域技术人员已知的格式。该消息以随机间距每秒发射两次，所述随机间距相对于以前扩展间歇振荡器机载位置发射在0.4至0.6秒范围内均匀分布。
扩展间歇振荡器机载速度消息仅仅当飞机是机载时发射。扩展间歇振荡器机载速度消息包含从飞机导航辅助装置(GPS和INS)导出的速度信息。扩展间歇振荡器机载速度消息作为S模式下行链路格式消息17(DF 017)发送，这是本领域技术人员已知的格式。该消息以随机间距每秒发射两次，所述随机间距相对于以前扩展间歇振荡器机载速度发射在0.4至0.6秒范围上均匀分布。
TCAS350正在以被动模式工作，即不是主动地询问正在接收和处理数据的另一架飞机，这是要注意的。在一般TCAS操作下，当TCAS正在以主动询问方式工作时，TCAS和S模式应答机共享分辨率咨询信息，或者有时被叫协调消息。在本发明中，当处于其编队飞行模式中时，使TCAS的主动询问失能。
广播S模式间歇振荡器数据不仅是密集编队防撞的关键，而且是有效控制较大编队机群中蜂窝状编队机组的相对位置的关键。这里给出的编队内定位系统基于分布编队机组控制方案，它利用S模式应答机ADS-B间歇振荡器、TCASADS-B信息处理、飞行任务计算机目标跟踪处理和常驻飞机SKE。在本方法中，MFL利用ADS-B信息维持机组定位，所述信息是从机组长机S模式应答机周期性广播的。
参考图4，图中示出本发明以IFPCAS模式工作的另一实施例。飞行任务计算机410和SKE380与TCAS350通信，正如早先相对图3已经描述的。合适的SKE包括由Sierra技术公司的一个分部-Sierra Research提供的产品AN/APN-169C和AN/APN-240，尽管SKE的详细情况对本发明的理解是不必要的。图5示出这一系统体系结构的更高层次图。
尽管图4中仅示出两架飞机，但是由多个编队机组构成的庞大编队(例如250架飞机)以类似方式工作。被动监视方法在使多个编队相互间飞行并维持编队位置/间距在可选择距离(在所有IFR高度上从500英尺到100海里)是同样有效的。在本情况中，“超级MFL”将接收MFL ADS-B位置信息并产生操纵指令，如上所述以分层方式传播。
主编队长机(见例如图2的MFL)与机组组机通信。TCAS350向飞行任务计算机410提供完整一组ADS-B导出跟踪数据。飞行任务计算机410通过飞机的唯一24位S模式地址而选择编队机组长机。机组单位位置和间距信息是通过机上飞行任务计算机410计算的，产生的操纵指令经高频数据链路390传播到机组编队长机。操纵指令从高频接收场地传送到机组长机的飞行任务计算机410′，它又将它们传送到SKE380′。飞行任务计算机410基于从TCAS350收到的数据经总线385将飞机导航命令提供给其SKE380′。组机然后执行机组长机的SKE命令，它们可以涉及各种命令，如俯仰、滚转和推进以维持在编队中的位置。图5所示的系统体系结构示出有IFPCAS控制器、数据汇合和在飞行任务计算机410中作为软件功能或分立的VME处理卡而实施的控制法规。多功能显示器(MFD)550能够用作TCAS VSI/TRA显示器600的替代显示器以显示编队CAS信息。MFD能够显示TCAS目标代替或者附加于VSI/TRA600。
利用在每个GPS间歇振荡器传输的尾部广播的唯一24位S模式地址能够实现编队成员的选择，这是重要的。另外，利用飞行ID能够获得成员选择的第二手段，飞行ID还作为S模式扩展长度消息的一部分发送出去。
以类似方式能够处置非位置保持飞机编队(例如加油机机组编队)。实际上，装备TCAS的加油机能够利用S模式ADS-B信息与利用S模式间歇振荡器消息中发送的可选24位地址或飞行ID的特定编队飞机相会合。这种非位置保持飞机通过接收来自MFL和/或机组领队长机的S模式间歇振荡器ADS-B数据并配置飞机飞行任务数据遵循S模式间歇振荡器ADS-B数据则能维持编队单位内的位置和间距。同样，会合飞机引导命令由利用所服务飞机ADS-B跟踪数据的飞行任务计算机产生。这是另一个例子，这里唯一S模式地址能够被用于有选择地跟踪一架特定编队成员飞机。
参考图5，图中示出按照本发明的IFPCAS体系结构的实施例。战略空降兵旅空降(SBA)运载飞机将利用以上讨论的定位方法自身直接飞行到VSI/TRA显示地面目标/降落区。飞机飞行任务计算机410由从属于IFPCAS控制法规560、FMS 565、数据汇合570和显示处理575的IFPCAS控制器555构成。
数据汇合单元570与外围(数字)数据链路设备接口，以采集由TCAS350、S模式应答机360、VHF数据链路电台520、SKE 380和区域标志接收机510提供的数据。被采集的数据是自动相依监视(ADS)数据、位置保持装置(SKE)数据以及空中交通警戒和防撞系统(TCAS)和S模式数据。ADS数据是从这一飞机视线范围内的其他飞机以及从空中交通管制(ATC)地面站接收的。SKE数据是从与这架飞机同处编队中的其他飞机接收的。TCAS/S模式数据是从这一飞机视线范围内的其他飞机以及从ATC地面站接收的。
由于这一数据是从多个独立源获得的，它代表这架飞机相对于其他相邻飞机的位置和状态的不同视图。采集数据的总集合将包含复制数据和一些对立数据。数据汇合算法(详细情况不是理解本发明所必需的)用于使这一数据总集合与消除复制数据和分辨对立数据的信息的逻辑和协调子集合相关。几个子集合涉及：与这一飞机同处编队中的飞机子集合；相邻编队或加入编队中的飞机的子集合；以及这一飞机的视线范围内的飞机的子集合，但是与编队内不相关。信息的每个子集合将包含每架飞机的识别数据、位置数据、意向数据、威胁优先数据和编队内数据。
IFPCAS控制器555与外围数据链路设备接口，以确定它们当前操作模式。IFPCAS控制器555单元接收驾驶命令输入和数据汇合信息，以确定启动哪个IFPCAS功能。在编队内操作期间，IFPCAS控制器555对驾驶输入作出响应并启动控制法规560，利用数据汇合信息使飞机按编队飞行。另外，IFPCAS控制器555与FMS 565接口，通过它飞行计划的控制数据在编队内的其他飞机当中协同变化。再有，IFPCAS控制器555对驾驶输入作出响应，通过将控制数据送至S模式应答机360和TCAS 350产生射频发射或者使其减至最小。这将使在军事作战期间敌方空军检测这一飞机进入或接近战区的能力减至最小。
IFPCAS控制法规560是使用数据汇合信息和IFPCAS控制器555输入来处理控制法规算法的控制法规，控制法规算法以本领域技术人员显而易见的方式计算自动飞行控制系统(AFCS)530的飞行速度、高度、航向和节流阀目标。由于传统TCAS的控制法规是本领域专业技术人员所熟知的，本发明的控制法规类似地由本领域专业技术人员实现，虽然还考虑了诸如SKE的外部设备。AFCS530是传统的飞机自动飞行控制系统，提供飞行指引仪、自动驾驶和自动节流阀控制功能。AFCS 530接收来自IFPCAS控制法规单元560的飞行速度、高度、航向和节流阀目标，以控制编队内飞机。这些目标被用于保持编队内飞机与其他飞机以及维持机组进入间距距离
控制显示单元(CDU)540是操作员将飞行参数输入FMS 565所使用的接口。FMS 565是传统的飞机飞行管理系统，提供飞行计划航线和沿这些航线的横向和垂直引导。FMS 565接收来自IFPCAS控制器555的控制数据，以实现编队内的所有飞机协调飞行计划航线变化。
显示处理575单元是传统的显示处理功能块，在例如多功能显示器(MFD)550上将信息提供给飞行机组。显示处理575单元接收来自IFPCAS控制器555和数据汇合570功能块的显示数据。这一数据是空中交通信息座舱显示(CDTI)的综合集合，它提供相邻空中交通的清楚且简明表示，改善情况告知。
能够接收TCAS ADS-B数据的非编队军用和民用飞机能够在其VSI/TRA600(见图6)上看到编队飞机目标。由于编队飞机不是正在传送分辨率报告，它将负责非编队飞机的机动避让。
TCAS 350接收并处理ADS-B信息以及在升降速度表/空中交通分辨率警戒(VSI/TRA)显示器600上显示相对飞机位置(距离、方位和高度)。当本发明的TCAS被配置为IFPCAS模式时，分辨率报告由于机组内飞机的紧密靠近而被禁止。当然，现有技术系统远离本发明的这一特征，因为分辨率报告是在这些其他防撞情况中需要的。
区域标志接收机510仿效来自S模式应答机360的GPS间歇振荡器广播，这是保证精确空降的关键。TCAS 350能够用这里描述的唯一符号指示区域标志。区域标志接收机510更新到100海里以外显然可行。然而，这将依赖于各种飞行任务场合能够容许的RF发射功率电平。
霍尼韦尔的TCAS-2000(例如RT-951)和S模式应答机(例如XS-950)用对TCAS-2000单元作某些改进能够满足这里描述的唯一编队内位置要求。这些变化将在以下段落中讨论。
改进或增强的TCAS-2000是较佳的TCAS(这是最新产品)，但是其他TCAS系统以本领域技术人员公知的方式也能够适应并使用。TCAS-2000是一种新的空中交通警戒和防撞系统，由霍尼韦尔公司提供，该公司还研制于TCAS II。标准(即在这里所描述的改进之前)TCAS 2000的特征包括：显示距离增加到80海里(nm)以满足通信、导航、监视/空中交通管理(CNS/ATM)要求；可变的显示距离(5，10，20，40和80海里)；50条飞机航迹(5海里内24条)；1200节接近速度；每分钟10,000英尺升降变化率；法向脱险机动；增强脱险机动；脱险机动协同；以及空中/地面数据链路。
通过说明而非限制，除了图4中所示的其他部件外，在TCAS-2000计算机中增加了输入/输出(I/O)卡350。该I/O卡350将来自TCAS-2000计算机的ADS-B数据接口提供到飞机飞行任务计算机410。此外，TCAS 350从GNS/INS导出其目前位置、高度和飞行速度。利用这一I/O卡352容纳这些信息与飞机GPS接收机和INS系统(330)接口。这一I/O卡352容纳ARINC 429接口到GNSS/INS 330，以致于TCAS能够建立其自身地理位置和飞行速度参考。TCAS经高速ARINC 429数据总线接收来自S模式应答机的高度数据。这些参数是精确计算相邻机组编队飞机的精确距离、距离变化率、方位和相对高度所必需的。
需要对TCAS-2000计算机处理单元卡(未示出)作改进，以将平均滤波距离误差从约72英尺降低到50英尺。此外，需要对控制面板作改进以增加IFPCAS模式选项以及增加0.5海里距离选项。
较佳的S模式应答机是霍尼韦尔公司的选择模式(S模式)数据链路应答机(产品XS-950)，这是实现所有当前定义S模式功能的“全部特征”系统，但是具有未来发展的内置升级能力。正如对本领域技术人员而言将是显然的，在本发明中能够使用其他S模式应答机。当前S模式应答机与TCAS和ATCRBS一起结合使用，以识别并跟踪飞机位置，包括高度。S模式数据链路应答机XS-950产品在飞机和空中交通管制之间发送和接收数字消息。它满足在DO-181A(包括改变1)中描述的S模式应答机的所有要求。单元还使ARINC特征718与当前空中运输应用的接口相符合。S模式应答机能够在飞机与地面系统之间发送和接收扩展长度S模式数字消息。数据链路提供可能比当前话音系统更有效、可靠和确认的通信。
本发明要求对传统S模式应答机作改进以在处于IFPCAS操作模式时禁止空中交通管制雷达信标系统(ATCRBS)询问答复。为了进一步降低RF发射电平，本发明进一步包括外部RF功率级衰减器，它要求对TCAS RF板作变化。S模式RF功率发射电平是640瓦峰值脉冲，250瓦最小值。由驾驶站控制的外部衰减器降低紧密靠近飞机的辐射电平，对降低检测几率产生贡献，以及降低相邻飞机L波段接收机减敏感作用的机会。仅仅编队机组长机(例如图2中225)将以较高S模式间歇振荡器功率电平发射，以保证与主编队长机(图2中250)的可靠编队位置控制。不需要对霍尼韦尔公司XS-950S模式应答机作改进，以广播GPS间歇振荡器数据，因为它已经是S模式ICAO电平4能力(即发射和接收16段扩展长度(112)位消息)。
除了对商品化TCAS 2000(或其他TCAS产品)的硬件改进外，本发明想到对其以及对S模式ADS-B系统的软件作改进，以减少不必要的回避机动的数目并允许密集编队飞行。改进包括例如对商品化霍尼韦尔公司S模式应答机产品XS-950的GPS间歇振荡器能力增强。IFPCAS模式将被增加到现有软件。当在多架装备TCAS飞机的编队中飞行时，这一唯一TCAS操作模式将提供驾驶员/操作员情况告知。本发明的IFPCAS模式与传统TCAS操作模式的区别包括但是不限于：TCAS询问被禁止；用入侵者穿过被保护区或者满足被保护区内某些接近距离判别标准时的视觉/听觉指示的入侵者的VSI/TRA显示；用VSI/TRA显示器(见图6)上约0.5海里选择范围(见图6)合适尺寸范围圈(例如500英尺)的中心(或者某些定位)VSI/TRA显示；预定距离(例如70英尺)的入侵者距离量化以及被滤波以提供预定距离(例如50英尺)的分辨率；相对速度和编队成员识别(见图6)的附加指示；切断干扰限制逻辑；与GNSS/INS接口所需的变化；新的数据记录参数；以及改进S模式应答机软件代码以禁止组机对空中交通管制雷达信标系统(ATCRBS)响应(仅仅MFL将具有应答机使能)。所有这些变化在本领域专业人员的技能内，对他们而言这些变化的实施将是显然的。
TCAS-2000 GPS间歇振荡器数据处理和S模式扩展长度消息ADS-B数据传输二者将作为按照如上所述的本发明的TCAS-2000变化7软件改进的一部分而实施。现有商用TCAS-2000系统能够被改进为以IFPCAS模式工作，同时维持正常TCAS操作模式。正常TCAS空中交通报告/分辨率报告(TA/RA)能力则被禁止，以阻止飞机询问和分辨率报告操作。
应答机中的软件按DO-178B，即软件开发和证明的FAA要求完成和证明。软件更新可以通过例如ARINC 615便携数据加载器的手段在飞机上完成，加载器具有数据加载器端口，位于正面连接器上。所有的上述软件改进在本领域专业人员的技能内，无需详细讨论其实施。
参考图6，图中示出按照本发明的升降速度表/空中交通分辨率报告(VSI/TRA)(或空中交通报告/分辨率报告)显示器600。图6示出示例的VSI/TRA显示器600，具有被识别的编队和非编队成员，如编队机组飞机(表示为飞机图标)、领队编队飞机250(表示为菱形中的飞机图标)以及非编队飞机(由蓝菱形620和琥珀圆630表示)。VSI/TRA显示器还能够显示编队、加油机、非编队飞机等的不同符号。
正如图6所示，本发明的TCAS VSI/TRA显示器不仅对装备TCAS的飞机670示出相对高度660(表示为虚线距离环640内的飞机图标)，而且示出装备TCAS的飞机670与编队长机和组机(610，680)的相对速度650(或距离变化率)。自己飞机位置由显示器底部的头向着12时钟位置的飞机图标670表示。飞机图标680顶部的数目(-0.5)代表例如每小时海里的相对速度(650、652、564)，目标以下的数目(例如660指向-01)代表例如数千英尺的相对高度。负数表示目标飞机(250、610、680)正在以比装备TCAS的飞机670更低的速度飞行，而正数表示目标飞机(250、610、680)正在以比装备TCAS的飞机670更高的速度飞行。这一增强使得TCAS成为在密集编队分布中飞行的驾驶员的有附加值的仪器。相对速度指示对在转弯机动期间维持编队内飞机相对位置尤其有用。传统的TCAS知道入侵者距离和距离变化率，但只是当入侵者的相对速度构成威胁时才显示彩色警告。以编队内模式工作的本发明的TCAS显示器显示编队机组飞机相对速度(650、652、654)；相对速度与相对高度一起以数字方式显示在TCAS显示器600上。
有了编队中每架飞机的相对速度的瞬时知识，任何机组能够立即校正其速度以与长机相匹配或者与相邻飞机相通信，如果它正在脱离编队速度飞行的话。一旦速度在更好控制之下，编队中的所有飞机都可能飞行耦合到它们的飞行管理系统，因此保证每架飞机以相同轨迹飞行。本发明的TCAS显示器600(增加了相对速度)应当几乎取消所有的距离偏差，显著降低机组工作负载以及增强IMC中安全有效大机组编队。
本发明的方法遵循系统实施例的以上描述，在发明概要部分中作了描述。
参考图7至9，图中示出信息处理的流程图，以确定在显示器600上向飞机飞行驾驶员显示信息的方式。在步骤704中，开始显示TCAS编队成员的过程。在步骤706中，长机或主飞机的TCAS计算机接收来自进入被保护区的入侵者的S模式间歇振荡器(ADS-B)消息。VSI/TRA显示器向驾驶员提供编队飞机位置的情况告知以及当入侵者穿过被保护区或者满足被保护区内某些速度判别标准时提供一听觉指示。对入侵者距离量化进行滤波以提供例如50英尺的分辨率。VSI/TRA显示器600包括约500英尺的合适尺寸距离环640和约0.5海里距离选择的中心显示，正如图6所示。在步骤708中，入侵者被其唯一24位S模式地址ID所识别并被存储起来作进一步处理。在步骤710中，飞行任务计算机访问查阅表以确定入侵者是编队成员(FMBR)或是编队长机(FLDR)或是非编队成员(NFMBR)或是其他。在步骤712中，根据S模式地址ID对入侵者是否是编队成员作出决定。如果入侵者是FMBR，那么在步骤714中设定在例如ARINC 429中的特定位(这里称为FMBR位)，以及分配TCAS到显示器数据标签。在步骤720中，在ARINC 429中设定相对高度、距离、距离变化率以及方位信息，分配一个数据标签。然后在步骤722中把在步骤720分配的入侵者数据标签发送到VSI/TRA显示器600。在步骤708中获得的信息还提供给步骤716，这是通过飞机S模式地址ID能够安排的TCAS入侵者数据库。在步骤716中，在TCAS入侵者数据库中对信息进行更新，尤其是入侵者的距离、距离变化率、相对高度、高度变化率以及方位。步骤716的输出提供给步骤718和720二者。在步骤718中，计算入侵者的TCAS接近速度，在此之后将它送至步骤730(图8)作进一步处理以及表示在显示器600上。
再参考步骤712，根据S模式地址ID对入侵者是否是编队成员作出决定。如果入侵者不是FMBR，那么在步骤724中对入侵者是否是FLDR作出另一决定。如果入侵者是FLDR，那么在步骤714中在ARINC 429中设定FLDR位，供在步骤720和722中处理，正如早先讨论的。
如果入侵者不是FLDR，那么在步骤728中在ARINC 429中设定非编队成员(NFMBR)位。在步骤730中，NFMBR被识别或者标记为分辨率报告、空中交通报告、最接近空中交通或其他空中交通。这些NFMBR位然后被设定为ARINC 429中的NFMBR入侵者空中交通类型位。然后在步骤720和722中处理该信息，正如先前讨论的，用于发送到VSI/TRA显示器600。
参考图9，在步骤722中发送的TCAS入侵者数据标签信息在步骤742中被飞行任务计算机接收。在步骤744中，TCAS入侵者数据标签被解码，除了其相对高度、距离、距离变化率和方位外还导出入侵者类型(即FMBR、FLDR和NFMBR)。在步骤746中入侵者被其唯一S模式地址ID识别。对信息作处理以在步骤748中确定是否设定FMBR位以及在步骤754中确定是否设定FLDR位。如果设定FMBR位，那么在步骤750中，以正确相对方位/距离位置以及最近相对高度和距离变化率在显示器上指示入侵者为FMBR。在步骤752中，处理这一信息以及从入侵者数据库获得的信息。如果未设定FMBR位，在步骤754中作出进一步决定。如果设定FLDR位，那么在步骤756中，以正确相对方位/距离位置以及最近相对高度和距离变化率在显示器上指示入侵者为FLDR，正如从步骤752部分地获得的。在步骤752中处理这一信息以及从入侵者数据库获得的信息。如果未设定FLDR位，那么在步骤758中作出进一步决定。如果既未设定FLDR位未也未设定FMBR位，那么入侵者是NFMBR。在步骤758中，如果NFMBR入侵者是分辨率报告，那么在显示器600上入侵者显示为例如一实心红方形。在步骤762中与实心红方形一起显示的是正确相对方位/距离位置和相对高度，正如从步骤752部分地获得的。如果NFMBR入侵者不是分辨率报告，那么在步骤764中作出进一步决定，以确定NFMBR入侵者是否是空中交通报告。在步骤768中，如果NFMBR入侵者是空中交通报告，那么显示器600上把入侵者显示为实心琥珀圆，正如图6所示(数字630)。步骤770中与实心琥珀圆一起被显示的是正确相对方位/距离位置和相对高度，正如从步骤752部分地获得的。如果NFMBR入侵者不是空中交通报告，那么，在步骤766中作出进一步决定，以确定NFMBR入侵者是否是最接近空中交通。如果NFMBR入侵者是最接近空中交通，那么在步骤772中它被显示为实心蓝绿色菱形的入侵者，正如图6中所示(例如数字620)。步骤774中与实心蓝绿色菱形一起显示的是正确相对方位/距离位置和相对高度，正如从步骤752部分地获得的。如果NFMBR入侵者不是最接近空中交通，那么，在步骤776中使用符号来显示入侵者为其他空中交通入侵者，如空心蓝绿色菱形。再有，步骤778中与空心蓝绿色菱形一起显示的是正确相对方位/距离位置和相对高度，正如从步骤752部分地获得的。
虽然通过这里描述的TCAS系统实现许多优点，但是对于密集编队飞机间距，利用被动监视主要有两个优点。
第一个主要优点是，定位准确度基本上等于与飞机GPS导航源相关的经度和纬度定位准确度。用本发明能够获得在2°均方根(rms)内的相对飞机方位。这是因为TCAS基于从每架飞机发送的ADS-B位置数据而计算各个目标机组位置。TCAS ADS-B操作能够处理至少50个目标。对驾驶员显示的目标的数目将基于在规定水平距离、相对于主飞机的方位以及相对高度内飞机数目的按优先序排列方案。额定飞机目标处理和显示能力是35架装备TCAS的飞机的编队。接收的TCAS ADS-B数据能够经ARINC 429总线接口被传送到飞机的飞行任务计算机，作进一步处理和产生SKE操纵指令来维持机组内飞机的水平和垂直间距。导致飞机水平和垂直定位的经处理的ADS-B信息则经飞行管理计算机(FMC)被直接或间接地耦合到自动驾驶或SKE。
第二个主要优点是，被动监视降低RF辐射并有利于将检测几率减至最小。不需要TCAS询问即可建立飞机间歇振荡ADS-B数据的相对位置。GPS间歇振荡器数据以在某一范围内均匀分布(例如从0.4到0.6秒)的随机间距发射。霍尼韦尔公司XS-950应答机包括ARINC接口429，为输入经度、纬度、飞行速度、磁航向、预期飞行路径和飞行编号识别而保留。大多数这些参数是经全球定位系统导航卫星系统(GNSS)和飞行管理系统(FMS)提供的。然而，气压高度则是经S模式应答机接口通过机上航空数据计算机(ADC 340)导出。
对于本领域技术人员而言，本发明的其他变化和改进将是显然的，所附权利要求书的意图是覆盖这些变化和改进。例如，美国专利5,805,111中述及的天线安装技术能够在本发明中实施，以扩展TCAS检测距离。以上讨论的具体值和配置是能够改变的，仅仅是被引用来说明本发明的一个特定实施例，并不是打算限制本发明的范围。可以想到，本发明的使用能够涉及具有不同特征的部件，只要遵循在通信中被动TCAS和S模式应答机的原则表示。本发明可应用于几乎任何CAS系统，不限于被TCAS使用。希望本发明的范围由这里所附的权利要求书限定。

Claims (58)

1.一种用于编队飞行中防撞的系统，其特征在于所述系统包括：
在第一飞机中的数据链路应答机装置，用于接收广播数据，广播数据包括第二飞机的位置信息和识别信息；及
在第一飞机中的空中交通警戒和防撞系统(TCAS)计算机装置，与所述数据链路应答机装置通信，用于对接收的广播数据进行处理以确定第一飞机与第二飞机之间的相对飞机位置，以及当所述识别信息与一编队成员相关时用于抑制空中交通报告和分辨率报告中的至少一个。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述TCAS计算机装置禁止空中交通报告询问的发送。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于第一飞机中进一步包括向第一飞机的操作员显示第一飞机与第二飞机的相对位置的显示装置。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于：所述显示装置进一步用于显示第二飞机的相对速度。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述数据链路应答机装置支持模式选择数据链路。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述广播数据包括自动相依监视广播(ADS-B)数据。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述广播数据包括全球定位系统(GPS)数据。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述广播数据包括S模式间歇振荡器数据。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述广播数据包括扩展间歇振荡器机载位置数据。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述广播数据包括扩展间歇振荡器机载速度数据。
11.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述TCAS计算机装置进一步用于根据所述数据链路应答机装置接收的进一步位置信息而更新第二飞机的相对飞机位置。
12.如权利要求1所述的系统，其特征在于：
所述数据链路应答机装置进一步用于发送第二广播数据，第二广播数据包括第一飞机的位置信息和第一飞机的识别信息；以及
所述TCAS计算机装置进一步用于衰减第二广播数据的发送。
13.如权利要求1所述的系统，其特征在于第一飞机中进一步包括飞行任务计算机装置，用于产生操纵命令，依据从所述TCAS计算机装置接收的数据维持第一飞机与第二飞机之间的间距，所述数据包括第一飞机与第二飞机的相对飞机位置。
14.一种用于编队飞行中防撞的方法，其特征在于所述方法包括：
在第一飞机中接收包括第二飞机识别信息和位置信息的广播数据的步骤；
从接收的导航数据，确定第一飞机的位置的步骤；
根据第二飞机的位置和第一飞机的位置，确定第一飞机与第二飞机的相对飞机位置的步骤；
确定第二飞机的识别信息是否与一编队成员的识别信息相对应的步骤；以及
当第二飞机的识别信息与一编队成员的识别信息相对应时，抑制空中交通报告和分辨率报告中的至少一个的步骤。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于进一步包括：
根据所述广播数据，相对于第一飞机对第二飞机定位的步骤。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于进一步包括：
在一飞行任务计算机中对来自TCAS计算机的广播数据进行处理的步骤；以及
发送飞行任务计算机的处理结果的步骤。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于：飞行任务计算机的处理结果包括用于维持第一飞机与第二飞机之间间距的操纵命令。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于：第二飞机的识别信息包括S模式地址和飞行识别信息中的至少一个。
19.如权利要求14所述的方法，其特征在于进一步包括：
当入侵者进入到以编队飞行的第一和第二飞机的预定周界之内时，向第一飞机的操作员发出告警的步骤。
20.如权利要求14所述的方法，其特征在于进一步包括：
在编队飞行时禁止发送空中交通控制雷达信标系统消息的步骤。
21.如权利要求14所述的方法，其特征在于进一步包括：
计算目标距离、距离变化率、相对高度、高度变化率以及根据接收的广播数据一确定入侵飞机是否正在侵入第一飞机的预定空间的步骤。
22.一种用于编队飞行中防撞的系统，所述系统在第一飞机中，其特征在于所述系统包括：
a.数据链路应答机，用于从第二飞机接收广播数据，广播数据包括第二飞机的位置的指示和第二飞机的识别的指示；
b.导航辅助装置，提供第一飞机的当前位置的指示；
c.与所述数据链路应答机和导航辅助装置耦合的空中交通警戒和防撞计算机，所述计算机用于按照第二飞机的位置的指示和第一飞机的当前位置的指示确定第一飞机与第二飞机的相对飞机位置，以及当第二飞机的识别的指示与一编队成员的识别信息相关时，用于抑制空中交通报告和分辨率报告中的至少一个。
23.如权利要求22所述的系统，其特征在于：
a.所述系统进一步包括发送空中交通报告询问的装置；以及
b.所述计算机进一步与所述的发送装置耦合，用于禁止发送空中交通询问。
24.如权利要求22所述的系统，其特征在于进一步包括显示装置，显示第二飞机的位置和第一飞机的当前位置。
25.如权利要求24所述的系统，其特征在于，所述显示装置进一步显示第二飞机的相对速度。
26.如权利要求22所述的系统，其特征在于：所述数据链路应答机包括模式选择数据链路应答机。
27.如权利要求22所述的系统，其特征在于：所述广播数据包括自动相依监视广播数据。
28.如权利要求22所述的系统，其特征在于：所述广播数据包括全球定位系统数据。
29.如权利要求22所述的系统，其特征在于：所述广播数据包括S模式间歇振荡器数据。
30.如权利要求22所述的系统，其特征在于：所述广播数据包括扩展间歇振荡器机载位置数据。
31.如权利要求22所述的系统，其特征在于：所述广播数据包括扩展间歇振荡器机载速度数据。
32.如权利要求22所述的系统，其特征在于：所述计算机装置根据所述数据链路应答机接收的第二飞机的位置的进一步指示而更新第二飞机的相对飞机位置。
33.如权利要求23所述的系统，其特征在于：所述数据链路应答机发送第二广播数据，包括第一飞机的位置的指示和第一飞机的识别的指示。
34.如权利要求33所述的系统，其特征在于：所述数据链路应答机包括以计算机所指示的降低的功率进行发送的步骤衰减器。
35.如权利要求22所述的系统，其特征在于进一步包括飞行任务计算机装置，产生操纵命令，依据从所述TCAS计算机接收的数据维持第一飞机与第二飞机之间的间距，所述数据包括第一飞机与第二飞机的相对飞机位置。
36.如权利要求22所述的系统，其特征在于：
a.所述系统进一步包括飞行任务计算机，与所述空中交通警戒和防撞计算机耦合
b.所述空中交通警戒和防撞计算机根据飞行任务计算机确定第二飞机的识别的指示对应于编队成员的识别，抑制报告。
37.如权利要求22所述的系统，其特征在于导航辅助装置包括全球定位系统和惯性导航系统。
38.如权利要求22所述的系统，其特征在于第二飞机的识别的指示包括S模式地址。
39.如权利要求22所述的系统，其特征在于第二飞机的识别的指示包括飞行识别。
40.一种用于编队飞行中防撞的方法，其特征在于所述方法包括：
通过接收第二飞机的广播数据，提供第二飞机的位置的指示和第二飞机的识别的指示，以及从所述广播数据确定该位置指示和该识别指示；
通过接收导航辅助装置的导航数据，提供第一飞机的当前位置的指示，以及从所述导航数据确定该当前位置的指示；
根据第二飞机的位置的指示和第一飞机的当前位置的指示，通过确定第一飞机与第二飞机的相对飞机位置，显示第一飞机与第二飞机的相对位置；
通过参考一识别表，确定第二飞机的识别的指示是否对应于一编队成员的识别；以及
当第二飞机的识别的指示对应于一编队成员的识别时，通过抑制空中交通报告和分辨率报告中的至少一个，降低射频发送。
41.如权利要求40所述的方法，其特征在于：
通过向第二飞机发送操纵命令，维持第一飞机与第二飞机的间距，操纵命令是根据第一飞机与第二飞机的预定相对飞机位置。
42.如权利要求40所述的方法，其特征在于：
在编队飞行时通过禁止空中交通询问降低射频发送。
43.如权利要求40所述的方法，其特征在于：
在编队飞行时通过禁止发送空中交通空中雷达信标系统消息而降低射频发送。
44.如权利要求40所述的方法，其特征在于：
通过显示第二飞机的位置和第一飞机的当前位置，告诫第一飞机的操作员第二飞机的位置。
45.如权利要求44所述的方法，其特征在于：显示进一步包括显示第二飞机的相对速度。
46.如权利要求40所述的方法，其特征在于：从第二飞机接收广播数据包括接收自动相依监视广播数据。
47.如权利要求40所述的方法，其特征在于：从第二飞机接收广播数据包括接收全球定位系统数据。
48.如权利要求40所述的方法，其特征在于：从第二飞机接收广播数据包括接收S模式间歇振荡器数据。
49.如权利要求40所述的方法，其特征在于：从第二飞机接收广播数据包括接收扩展间歇振荡器机载位置数据。
50.如权利要求40所述的方法，其特征在于：从第二飞机接收广播数据包括接收扩展间歇振荡器机载速度数据。
51.如权利要求40所述的方法，其特征在于进一步包括：
通过发送自动相依监视广播数据，而发送第一飞机的位置的指示和第一飞机的识别的指示。
52.如权利要求40所述的方法，其特征在于进一步包括：
通过发送自动相依监视广播数据，而发送第一飞机的位置的指示和第一飞机的识别的指示。
53.如权利要求40所述的方法，其特征在于进一步包括：
通过发送S模式间歇振荡器数据，而发送第一飞机的位置的指示和第一飞机的识别的指示。
54.如权利要求53所述的方法，其特征在于：发送S模式间歇振荡器数据包括在编队飞行时经步骤衰减器以降低的功率进行发送。
55.如权利要求40所述的方法，其特征在于进一步包括：
通过发送扩展间歇振荡器机载位置数据，而发送第一飞机的位置的指示和第一飞机的识别的指示。
56.如权利要求40所述的方法，其特征在于进一步包括：
通过发送扩展间歇振荡器机载速度数据，而发送第一飞机的位置的指示和第一飞机的识别的指示。
57.如权利要求40所述的方法，其特征在于进一步包括：提供第二飞机的识别的指示是进一步通过从接收的广播数据确定S模式地址而实现的。
58.如权利要求40所述的方法，其特征在于进一步包括：提供第二飞机的识别的指示是进一步通过从接收的广播数据确定编队识别而实现的。
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