[发明专利]用于自动监视航空器的侧向引导命令的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于自动监视航空器、尤其是运输机的侧向引导命令的方法和设备。

背景技术

其应用于监视为航空器的飞行控制系统提供的以及由用于航空器引导系统的侧向引导命令的计算级生成的侧向引导命令。此类计算级通常更具体地包括：

- 大反馈环，根据引导参数来确定对应于滚转控制命令的转弯开始命令；以及

- 小反馈环，根据所述滚转控制命令来确定提供给所述飞行控制系统的航空器的侧向引导命令。

尽管不排他，但是本发明更特别地应用于利用所需授权的RNP AR（《Required Navigation Performance with Authorization Required》）类型的具有需要的导航性能的操作。这些RNP AR操作基于RNAV（《aRea NAVigation》）类型的地表（surface）导航并基于RNP（《Required Navigation Performance》）类型的需要的导航性能操作。它们具有需要用于能够在航空器上实现的特殊授权的特定特征。

RNAV类型地表导航允许航空器从一个航路点（waypoint）飞向另一个航路点，并且不再从（NAVAID 类型的无线电导航装置的）地面站（ground station）飞向其他地面站。

如所知道的那样，RNP概念对应于地表导航，针对其（在航空器机上）添加了监视和警告装置，这允许确保航空器在参考航迹（trajectory）周围保持在空中走廊（corridor）中（称作RNP），并且授权考虑弯曲的航迹。在该空中走廊之外，可能潜在地存在地貌（relief）或其他航空器。RNP操作类型所需的性能由表示参考航迹周围的空中走廊的半个宽度（以海里为单位：NM）的RNP值定义，在操作期间，航空器应该保持在其中95%的时间。还定义了一半宽度是RNP值两倍的第二空中走廊（在参考航迹周围）。航空器移出该第二空中走廊的概率每飞行小时应该低于10-7。

RNP AR操作的概念仍旧甚至更严厉。RNP AR程序真正的特征在于：

- RNP 值：

· 在进场（approach）中低于或等于0.3NM，并且可能下降到0.1NM；以及

·在启动时和加速（throttling up）期间严格地低于1NM，并且也可以下降到0.1NM；

- 最终进场段，其可以是弯曲的；以及

- 障碍物（山脉、交通、…），可以关于参考航迹位于两倍于RNP值处，但是对于通常的RNP操作，提供关于障碍的附加裕度。

航空管理局（air authority）已经定义了每操作10-7的安全TLS的目标水平，而不论类型是什么。在RNP AR操作的情况中，由于RNP值可以下降到0.1NM，并且障碍物可以位于两倍于参考航迹的RNP值处，所以该目标导致航空器移出半宽度空中走廊D=2.RNP的每程序不应超过10-7的概率。

如果不提供减缓（mitigation）操作装置（包括用于检测和管理可能的破坏的装置），则航空器机上嵌入的设备（飞行管理系统、惯性单元、用于更新GPS数据的装置和用于引导自动驾驶仪的装置）以及通常的架构不允许达到安全性的目标水平。这就是该类型的操作需要特殊授权的原因，从而确保操作程序和飞行员的训练允许达到安全性的目标水平。而且，由于空勤人员（crew）应该负责某些破坏，所以当空勤人员不能够在人工驾驶中满足性能要求时，航空器如今不能够在破坏情况中保证0.1NM的RNP值。

在当前的航空器上，借助于两个通常的功能实现了RNP AR操作的监视：即：

- 第一功能，其监视位置计算的准确性和完整性：

·将位置的准确性与RNP值比较一次；

·将完整性与RNP值比较两次；以及

·如果两个参数之一，准确性或完整性超过了分配（allot）的预制，则发出警告并且空勤人员应该采取适当的动作；以及

- 第二功能，允许空勤人员监视航空器的引导：

·显示并且向空勤人员示出航空器关于参考航迹的侧向和竖直偏差；

·空勤人员监视与分配给每个偏差的预算进行比较的偏差。如果空勤人员检测到过度偏差，则其应该将航空器再次保持在控制之下并且采取足够的修正性动作。

如上所述，当前的航空器不能够在破坏情况中保证0.1NM的RNP值，并且空勤人员应被针对飞行RNP AR程序特别地训练。空勤人员确实应该能够充分地检测并处理能够损害正在进行的操作的破坏。