[发明专利]自动监控要求导航和制导性能的空中操作的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于自动地监控执行要求导航和制导性能（navigation and guidance performance）的空中操作的航空器、尤其是运输机用的飞行管理组件（assembly）的方法和设备。

尽管不是排他地，但本发明更具体而言应用于RNP AR(“Required Navigation Performance with Authorization Required”，具有所要求的授权的所要求的导航性能)类型的具有所要求的授权的所要求的导航性能操作。这些RNP AR操作基于RNAV (“aRea NAVigation”，区域导航)类型的地面导航并且基于带有RNP(“Required Navigation Performance”，所要求的导航性能)类型的所要求的导航性能的操作。它们具有要求用于能够在航空器上执行的特殊授权的特性。

背景技术

RNAV 类型的地面导航（surface navigation）允许航空器从一“航线点”飞到另一个航线点，并且不再从（NAVAID类型的无线电导航装置的）地面站飞到地面站。

已知的是：RNP概念相应于地面导航，对于地面导航存在增加的（在航空器上的）监控和报警装置，其允许确保航空器保持在参考轨道周围的所谓的RNP走廊中，并且授权考虑弯曲的轨道。在该走廊外部，潜在地存在某些地势或其它航空器。RNP操作类型的所要求的性能由RNP值定义，该RNP值占参考轨道周围的走廊的一半宽度（以海里：NM为单位），其中航空器在操作期间应该保持时间的95%。也定义了（在参考轨道周围的）第二走廊，该第二走廊的一半宽度是RNP值的两倍。航空器离开该第二走廊的概率应该低于每飞行小时10^－7。

RNP AR操作的概念甚至是更加严格的。RNP AR程序特征真正地在于：

－RNP值：

     ·在进场（approach）低于或等于0.3NM，并且能够降低到0.1NM；并且

     ·在起始处和在重新减速（re-throttling）时严格低于1NM并且也能够降低到0.1NM；

－可以被弯曲的最终进场段；以及

－能够被定位在关于参考轨道的RNP值的两倍处的障碍物（山脉，交通……），而对于通常的RNP操作，关于障碍物的附加裕度被提供。

空中管理局已经定义了无论类型每个操作10^－7的“安全目标等级”TLS。在RNP AR操作的情况下，因为RNP值可以降低到0.1NM并且障碍物能够被定位在参考轨道的RNP值的两倍处，所以该目的导致每程序不应该超过10^－7的、航空器离开具有D=2.RNP宽度的一半的走廊的概率。

如果不提供包括用于可能的故障的探测和管理的缓解操作装置，则嵌入在航空器上的设备（飞行管理系统、惯性单元、用于更新GPS数据的装置和用于制导自动驾驶仪的装置）以及通常的架构不允许达到安全目标等级。这就是为什么特殊授权对于这种类型的操作被要求，以便确保操作程序和飞行员训练允许达到该安全目标等级。此外，因为机组人员应该管理一些故障，因此航空器现在不能保证在故障时0.1NM的RNP值，因为机组人员不能满足在自动驾驶仪模式下的性能要求。

在当前航空器上，通过两个通常功能来执行监控RNP AR操作，即：

－监控位置计算的精度和完整性的第一功能：

     ·位置的精度与RNP值的一倍（once）比较；

     ·完整性与RNP值的两倍比较；以及

     ·如果精度或完整性这两个参数中的一个超过了分配的阈，就发射报警并且机组人员应该采取合适的动作；以及

－允许机组人员监控航空器的制导的第二功能：

     ·航空器关于参考轨道的横向和垂直的偏离被显示并呈现给机组人员；

     ·机组人员监控关于为每个偏向分配的预算的偏离。如果机组人员探测到过度的偏离，他们应该管理航空器并启动适当的改正动作。

如前面所提到的，当前航空器在故障时不能够保证0.1NM的RNP值并且机组人员应该为飞行RNP AR程序被特别训练。机组人员应该真正地能够适当地探测和处理能够危害进行中的操作的故障。