[发明专利]一种四维航迹空地协商的方法

说明书

本发明公开了一种实现四维航迹运行的方法。本发明包括：FMS根据飞行计划信息和气象信息生成四维航迹，并通过数据链ADS‑C应用将该四维航迹下传至地面系统；航线和垂直约束的地‑地协调，确保地面系统对飞行的航线和剖面有一致认识，作为初始协调的基础航迹；航线增加垂直约束的空地协调；从飞机下传最小时间和最大时间开始，地面系统协商航路点和附加的约束；进场管理工具确定并且使用约束航路点；步骤五：地面系统和飞机协商时间约束；步骤六：地面通过数据链ADS‑C应用下传的数据监视航班继续按一致认可的四维航迹进行；当机组收到最后进近指令，飞行机组执行连续的最后进近。

技术领域

本发明属于民用航行系统技术领域，涉及一种四维航迹空地协商的方法。

背景技术

随着航空运输业务量飞速增长，在目前的技术手段下已无法有效地缩减飞 机间距离，导致了空域的拥堵。为了应对航空运输业快速发展需求与空域资源 有限之间日益突出的矛盾，不同国家和组织都把四维航迹运行视为下一代空中 交通管理的基础，将其作为解决航班延误问题、提高飞机飞行效率的重要技术 与手段。

四维航迹运行技术作为新一代航行任务需求，是对全飞行过程的组织、管 理和监控，通过空地一体化共享、协同、协商机制，实现飞行效益最大化的一 项综合性技术。

四维航迹运行开始于空域使用者和空中交通管理者协商得到的基本四维航 迹，它考虑到用户利益，空域资源和机场能力的多方面约束。在得到各方认可 后，该基本四维航迹可以作为实际飞行运行的基础。在实际飞行运行时，机载 飞行管理系统(FMS，FlightManagement System)依据该基本的四维航迹，结 合飞机性能特性和气象条件优化预测得到飞机即将飞行的精确四维航迹，并通 过数据链把构建的精确四维航迹发送给地面空中交通控制(ATC，Air Traffic Control)系统。地面ATC系统可以尽早检测到飞机计划航迹之间的冲突，然后 通过数据链与飞机进行四维航迹协商，以获得一个避免冲突同时综合飞机和地 面管制限制的最佳飞行剖面。最后，机载FMS通过四维飞行引导对速度进行精 确控制来实现四维航迹的自动飞行，整个飞行过程受到地面和空中的监控。

发明内容

本发明的目的是：提供一种实现四维航迹运行的方法，以满足高度自动化 的新航行系统需求，在有限的空域资源约束下提高空运量，缓解当前民用航空 运输快速发展需求和空域资源紧张之间的矛盾。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

步骤一：FMS根据飞行计划信息和气象信息生成四维航迹，并通过数据链 ADS-C应用将该四维航迹下传至地面系统。

步骤二：航线和垂直约束的地-地协调，确保地面系统对飞行的航线和剖面 有一致认识，作为初始协调的基础航迹。

步骤三：航线增加垂直约束的空地协调，地面系统将一致认可的3D航线 通过数据链CPDLC应用上传给飞机，机组分析该地面建议航迹并选择接受或 者拒绝此航线：

如果机组拒绝航线，协商被终止，航班需要调整；

如果机组接受航线，通过数据链ADS-C应用下传经过认可的航线中选择的 航路点的估计最小时间和最大时间；估计最小时间和最大时间能使地面系统协 商出一个飞机可以实现的约束值。

步骤四：从飞机下传最小时间和最大时间开始，地面系统协商航路点和附 加的约束；进场管理工具确定并且使用约束航路点。

步骤五：地面系统和飞机协商时间约束：通过数据链CPDLC应用发送RTA 给机组，机组把RTA加载到飞行管理系统中，用RTA功能评估其可行性；如 时间约束不被接受，地面将尝试协商更新时间约束或者终止服务。

步骤六：地面通过数据链ADS-C应用下传的数据监视航班继续按一致认可 的四维航迹进行；当机组收到最后进近指令，飞行机组执行连续的最后进近。