[发明专利]用于辅助实施需要导航和引导性能保证的航空操作的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于辅助实施航空操作的方法和装置，其中所述航空操作需要导航和引导性能的保证，并由飞行器、尤其是运输飞机来实施。

尽管不是排他的，但本发明更特别地应用于RNP AR（英语为“Required Navigation Performance with Authorization Required”）类型的要求授权的所需导航性能操作。这些RNP AR操作基于RNAV（英语为“aRea NAVigation”）类型的地面导航和RNP（英语为“Required Navigation Performance”）类型的所需导航性能操作。这些操作的特殊性在于需要特殊授权，以能够在飞行器上实施。

背景技术

RNAV类型的地面导航允许飞行器从航路点（英语为“waypoint”）飞到航路点，而不再从地面航站（NAVAID类型的无线电导航装置）飞到地面航站。

已知RNP概念对应于地面导航，在该地面导航中（在飞行器上）加上监控和警报装置，这些监控和警报装置允许保证飞行器停留在围绕参考航线的所谓RNP的通道中，并且允许考虑弯曲航线。在该通道的外部可能有起伏（relief）或其他飞行器。RNP操作类型所需的性能由RNP值来限定，该RNP值代表围绕参考航线的通道的半宽度（单位是海里，NM），操作过程的95%的时间内飞行器都必须留在该通道中。同样地限定了半宽度是RNP值的两倍的（围绕参考航线的）第二通道。飞行器离开该第二通道的概率必须小于每飞行小时10^-7。

RNP AR操作概念还要进一步限制。事实上，RNP AR程序的特征在于：

- RNP值：

·该RNP值在着陆时小于或等于0.3NM，并可以降至0.1NM；并且

·该RNP值在起飞时和在加油时严格地小于1NM，并同样地可以降至0.1NM；

- 可以是弯曲的最终着陆段；以及

- 可以相对于参考航线位于两倍RNP值处的障碍物（山、交通工具等），而对于通常的RNP操作，设置相对于障碍物的额外余度。

无论类型如何，航空部门都定义了每次操作10^-7的目标安全等级TLS（英语为“Target Level of Safety”）。在RNP AR操作的情况下，因为RNP值可以降至0.1NM，并且障碍物可以位于参考航线的两倍RNP值处，该目标体现为飞行器离开半宽度D=2RNP的通道的概率，该概率不可以超过每个程序10^-7。

如果不设置尤其用于检测和管理可能的故障的操作缓和装置（moyens opérationnels de mitigation），那么装载在飞行器上的设备（飞行管理系统、惯性导航仪、GPS数据更新装置和自动驾驶仪的引导装置）以及通常的结构就不允许达到目标安全等级。这就是为什么该类型的操作需要特殊授权，以保证操作程序和飞行员培训允许达到目标安全等级。此外，由于机组人员（équipage）必须负责某些故障，飞行器目前不能够保证在故障时等于0.1NM的RNP值，因为机组人员不能够满足在人工驾驶时的性能要求。

在当前的飞行器上，RNP AR操作的监控通过两种通常的功能来实现，即：

- 第一功能，该第一功能监控位置计算的精确度和完整性（intégrité）：

·将位置的精确度与RNP值的一倍比较；

·将完整性与RNP值的两倍比较；并且

·如果这两个参数中的一个（精确度或完整性）超过所分配的阈值，就发出警报，而机组人员就必须采取合适的行动；以及

- 第二功能，该第二功能允许机组人员监控飞行器的引导：

·为机组人员提供并且显示飞行器相对于参考航线的侧向和竖直偏移；

·机组人员监控相对于为每个偏移分配的预算的偏移。如果机组人员检测到过大的偏差，机组人员就必须重新接手飞行器，并采取适当的修正行动。

如上所述，现有飞行器不能够保证在故障下等于0.1NM的RNP值，而且必须特别地培训机组人员，以飞行RNP AR程序。事实上，机组人员必须能够合适地检测和处理会危害正在进行的操作的故障。

未来飞行器的目标在于具有在起飞、着陆和加油时没有限制地（在正常情况和故障情况下）以直至0.1NM的RNP值来飞行RNP AR程序的能力。为此，机组人员不必再被认为是故障的主要检测和处理手段。

发明内容