[发明专利]机载可视化地面引导和告警装置及其引导和告警方法

权利要求书

1.一种机载可视化地面引导和告警装置，所述装置包括：机载光学障碍物检测模块、机载定位模块、机载通信模块、机载计算处理模块、机载显示及告警模块，其特征在于，所述机载光学障碍物检测模块用于检测从周围障碍物上反射回来的光的强度、方位角和高度信息，发送到机载计算处理模块确定障碍物尺寸、位置、相对速度；机载定位模块用于确定飞机当前位置信息，并将位置信息发送给机载计算处理模块；机载通信模块用于获取其他飞机当前信息，并将所选跑道或滑行道上其他飞机位置和运动信息发送到机载计算处理模块，同时将飞机自身的位置和运动信息广播出去；机载计算处理模块用于计算可视化跑道和滑行道引导所需数据以及跑道和滑行道告警所需数据，并将计算所得数据发送到机载显示及告警模块，机载显示及告警模块用于将机载计算处理模块计算得到的数据叠加显示到PFD和ND上及进行告警提示。

2.根据权利要求1所述的一种机载可视化地面引导和告警装置，其特征在于，所述机载光学障碍物检测模块包括机载光源、机载光学传感器，所述机载光源设置于机头上方和下方，机载光学传感器设置于前起落架和两个主起落架上。

3.根据权利要求1所述的一种机载可视化地面引导和告警装置，其特征在于，所述机载计算处理模块包括FMC、AMDB，AMDB用来存储机场移动地图，FMC用于采集机载定位模块输出的飞机当前位置信息。

4.根据权利要求1所述的一种机载可视化地面引导和告警装置，其特征在于，所述机载定位模块包括GNSS接收机、MMR，GNSS接收机接收飞机的当前地理位置信息，并发送给FMC；MMR接收陆基卫星增强信号，GNSS综合处理这些信号精确定位飞机当前地理位置信息。

5.根据权利要求1所述的一种机载可视化地面引导和告警装置，其特征在于，所述机载通信模块包括：XPNDR、CMU，XPNDR接收来自其他航空器的ADS-B信号和ATC信息，将所选跑道或滑行道上其他飞机位置或运动信息发送到机载计算处理模块；CMU包括与ATC的数据链路，通过该数据链路传送、协商、修改、批准或拒绝滑行路线和指令。

6.根据权利要求1所述的一种机载可视化地面引导和告警装置，其特征在于：所述的机载显示及告警模块包括PFD、ND以及机载语音告警设备，PFD用于叠加显示当前飞机所在跑道或滑行道的3D视图、飞机最优滑行速度以及与跑道或滑行道中心线夹角信息，ND用于显示飞机位于所选滑行路径或跑道何处的位置信息、场面其他航空器的位置信息以及其他相关信息，告警模块用于发出语音告警提示。

7.一种机载可视化地面引导和告警方法，其特征在于，包括以下步骤：

1).机载光学障碍物检测模块中的机载光源向周围发射一定波长的脉冲光，机载光学传感器检测从周围障碍物上反射回来的光的强度、方位角和高度信息，将监测信息发送到机载计算处理模块确定障碍物尺寸、位置、相对速度；

2).机载定位模块确定飞机当前位置信息，并将位置信息发送给机载计算处理模块；

3).机载通信模块获取其他飞机当前的位置和速度信息，接收来自其他航空器的ADS-B信息和ATC信号，将所选跑道或滑行道上其他飞机位置和运动信息发送到机载计算处理模块，同时将飞机自身的位置和运动信息通过机载ADS-B广播出去；

4).机载计算处理模块中的FMC采集机载定位模块输出的飞机当前位置信息，查询AMDB以及飞机现有导航设备获得飞机当前的可视化跑道和滑行道引导功能显示所需数据，并将数据发送到机载显示模块，当滑行路线和跑道选定后，FMC建立基于滑行路径的最优滑行速度剖面，FMC综合分析飞机可能的运动状态以及目标物相对于飞机的相对位置，确定飞机和目标物的接近程度；

5).机载显示及告警模块中的PFD向飞行机组人员叠加显示当前飞机所在跑道或滑行道的3D视图、飞机最优滑行速度以及与跑道或滑行道中心线夹角信息；ND向飞行机组人员显示所选的滑行路线和跑道，并显示飞机当前相对所选滑行路径或跑道的位置信息以及场面其他航空器的位置信息，所述3D视图包括跑道及跑道编号、跑道中心线、滑行道及滑行道编号、跑道边缘、滑行道中心线、滑行道边缘等机场特征数据；

6).机载语音告警设备在当飞机不在滑行道上、偏离滑行道中心线20度以上、与机场地面设施或航空器等障碍物距离过近或者滑行速度超出限制速度时进行语音告警提示。