持續(xù)定位器捕捉的制作方法
【專利摘要】?jī)x表著陸系統(tǒng)（“ILS”）定位器捕捉歷史上基于定位器偏差和偏差率的錯(cuò)誤估計(jì)而傾向于性能衰退。ILS波束的角特性和波束相對(duì)狹窄的被信任的線性航線指導(dǎo)區(qū)段是許多這樣問題的主因。非常希望當(dāng)被自動(dòng)駕駛儀和/或飛行指揮儀系統(tǒng)使用時(shí)，將角指導(dǎo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為線性形式，所述線性形式允許關(guān)于到跑道入口的距離的更持續(xù)的穩(wěn)定性和性能。本文中公開的系統(tǒng)和方法用于將定位器角數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換為定位器線性數(shù)據(jù)，因此允許提高的定位器捕捉性能和穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】持續(xù)定位器捕捉
【背景技術(shù)】
[0001]儀表著陸系統(tǒng)(“ILS”)是支持對(duì)飛機(jī)接近跑道和在跑道上著陸的高精度指導(dǎo)的系統(tǒng)。ILS典型地包括在地面上的發(fā)射器和天線陣列，在飛機(jī)上的接收器和天線，以及在飛機(jī)上對(duì)飛行乘務(wù)員的顯示。自動(dòng)駕駛儀和/或飛行指揮儀也可以在飛機(jī)上被使用。
[0002]ILS的提供橫向指導(dǎo)的部分被稱為定位器。通過下滑部分提供垂直指導(dǎo)。定位器和下滑部分以被稱為ILS角偏差的角誤差的形式向飛機(jī)提供其與期望的接近路徑分離的指示。
[0003]準(zhǔn)備執(zhí)行著陸接近的飛機(jī)一定飛行于與定位器相交的飛行路徑。由于飛機(jī)靠近期望的接近路徑(即，定位器的零位)，飛機(jī)執(zhí)行一次轉(zhuǎn)動(dòng)以捕捉所述零位。這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)典型地被執(zhí)行以響應(yīng)于遵循顯示器上的原始偏差由飛行員提供的操控輸入，響應(yīng)于遵循從飛行指揮儀系統(tǒng)接收的指導(dǎo)由飛行員提供的操控輸入，或響應(yīng)于遵循由ILS提供的指導(dǎo)由自動(dòng)駕駛儀系統(tǒng)提供的操控輸入。在成功的捕捉飛行動(dòng)作以后，飛機(jī)的飛行路徑將與跑道中心線處于一條直線。理想地，飛機(jī)將執(zhí)行單個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)以捕捉定位器零位，并且在完成它的轉(zhuǎn)動(dòng)之前將不飛行通過零位(過沖)。當(dāng)試圖在距ILS定位器發(fā)射器的不同距離處執(zhí)行持續(xù)的定位器捕捉時(shí)，ILS偏差的固有的角特性提出了挑戰(zhàn)。
[0004]在裝備有飛行指揮儀和/或自動(dòng)駕駛儀系統(tǒng)的飛機(jī)上，將ILS角偏差轉(zhuǎn)換為ILS線性偏差是有益的，以便無(wú)論距ILS定位器發(fā)射器的距離如何，持續(xù)的定位器捕捉指導(dǎo)都可以被提供。在一些飛機(jī)上，用于將ILS角偏差轉(zhuǎn)換為ILS線性偏差的距離估計(jì)易于出現(xiàn)誤差。通常使用無(wú)線電高度和下滑誤差構(gòu)成距離估計(jì)。地形影響、變化的跑道長(zhǎng)度、不正常的下滑角度或試圖在接收到有效無(wú)線電高度和/或下滑偏差之前進(jìn)行的定位器捕捉均可導(dǎo)致不精準(zhǔn)的距離估計(jì)。這種不精準(zhǔn)的距離估計(jì)可能進(jìn)而將不精準(zhǔn)的定位器偏差和偏差率數(shù)據(jù)提供到定位器控制規(guī)則，并且導(dǎo)致衰退的定位器捕捉性能，該衰退的定位器捕捉性能的特征在于在捕捉飛行動(dòng)作期間連同附加的過沖的不期望的橫滾和/或偏航高度輪廓/剖面(profile)。
[0005]此外，被用于將ILS角偏差轉(zhuǎn)換為ILS線性偏差的誤差轉(zhuǎn)換因子表明其自身為控制規(guī)則中的定位器偏差反饋循環(huán)上的增益。這個(gè)已知的不準(zhǔn)確的來(lái)源要求定位器偏差反饋循環(huán)中的減少的控制規(guī)則增益，以及犧牲有利于魯棒的性能。這個(gè)已知的誤差來(lái)源也促使花費(fèi)額外的時(shí)間和努力來(lái)設(shè)計(jì)和測(cè)試控制規(guī)則，這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)者必須顯示出控制規(guī)則對(duì)一系列廣泛的目的地設(shè)施屬性和接近幾何形狀的魯棒性。
[0006]在實(shí)踐中，大定位器過沖是普遍的。這主要是由于以下事實(shí):可靠提供飛機(jī)位移的準(zhǔn)確指示的定位器波束的部分是相對(duì)狹窄的。這個(gè)被稱為航線指導(dǎo)區(qū)段的部分可以僅是關(guān)于定位器零位的大約+/-2度的弧形。如果飛機(jī)直到遇到這個(gè)區(qū)段才開始其轉(zhuǎn)動(dòng)，則飛機(jī)可能具有比完成其轉(zhuǎn)動(dòng)所要求的更小的物理距離，以避免過沖。
[0007]如果飛機(jī)以大相交角、高地面速度與定位器相交，或飛機(jī)接近飛機(jī)場(chǎng)(其中恒定的角波束寬度對(duì)應(yīng)于較小的物理距離)，則過沖的傾向劇增。當(dāng)前的飛機(jī)系統(tǒng)不開始定位器捕捉飛行動(dòng)作直到達(dá)到定位器波束的線性部分(即航線指導(dǎo)區(qū)段)，并且因此傾向于大的過沖。
[0008]本發(fā)明在本文中提供了關(guān)于這些和其他的考慮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本文說(shuō)明了持續(xù)的ILS定位器捕捉的概念和技術(shù)。根據(jù)本文中公開的概念和技術(shù)，用于準(zhǔn)確地將定位器角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為定位器線性數(shù)據(jù)的方法被提供，以便定位器偏差和偏差率能夠以大于當(dāng)如方法的準(zhǔn)確度被估計(jì)。
[0010]根據(jù)一個(gè)方面，用于在朝向跑道的最終接近期間指導(dǎo)飛機(jī)的方法包括:接收飛機(jī)的地理位置，跑道的跑道入口的地理位置，跑道的跑道長(zhǎng)度以及跑道的跑道方位角。所述方法進(jìn)一步包括利用飛機(jī)的地理位置和跑道入口的地理位置來(lái)計(jì)算從飛機(jī)到跑道入口的距離以及到跑道入口的方位。所述方法進(jìn)一步包括利用跑道的跑道方位角把從飛機(jī)到跑道入口的距離投影為沿跑道分量和跨跑道分量，并且通過把跑道長(zhǎng)度添加到從飛機(jī)到跑道入口的距離的投影的沿跑道分量中而計(jì)算從飛機(jī)到定位器發(fā)射器的距離。所述方法仍進(jìn)一步包括部分地利用從飛機(jī)到定位器發(fā)射器的距離而將定位器角偏差轉(zhuǎn)換為定位器線性偏差。
[0011]應(yīng)該意識(shí)到，上述主題可以被實(shí)施為計(jì)算機(jī)控制的設(shè)備、計(jì)算機(jī)處理、計(jì)算系統(tǒng)或作為制造的物品，例如計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。特別的，上述主題可以實(shí)施在航空電子系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)組件中。這些和各種其他的特點(diǎn)將通過閱讀以下【具體實(shí)施方式】和瀏覽相關(guān)聯(lián)的附圖而變得顯然。
[0012]本
【發(fā)明內(nèi)容】
被提供以便以簡(jiǎn)化形式在下面的【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述選擇的概念。本
【發(fā)明內(nèi)容】
不意圖確定要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，本
【發(fā)明內(nèi)容】
也不意圖用于限制要求保護(hù)的主題的范圍。此外，要求保護(hù)的主題不限于解決在本發(fā)明的任何部分中指出的任何或所有缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是說(shuō)明根據(jù)示例性實(shí)施例的用于估計(jì)在沿跑道的軸線中的從飛機(jī)到定位器發(fā)射器的距離的示例性方法的俯視圖的圖示，所述沿跑道的軸線被用于儀表著陸系統(tǒng)(“ILS”)定位器捕捉飛行動(dòng)作中。
[0014]圖2是說(shuō)明根據(jù)示例性實(shí)施例的其中可以實(shí)施用于執(zhí)行定位器捕捉的方法的航空電子系統(tǒng)的框圖。
[0015]圖3是說(shuō)明了根據(jù)示例性實(shí)施例的用于估計(jì)在沿跑道的軸線中的從飛機(jī)到定位器發(fā)射器的距離的方法的各個(gè)方面的流程圖，所述沿跑道的軸線被用于ILS定位器捕捉飛行動(dòng)作中。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下列詳細(xì)的描述針對(duì)持續(xù)的定位器捕捉的概念和技術(shù)。根據(jù)本文描述的概念和技術(shù)，可機(jī)載地應(yīng)用于飛機(jī)上的關(guān)于飛機(jī)當(dāng)前位置(例如，緯度和經(jīng)度)和目的地跑道的位置(例如，緯度和經(jīng)度)的信息被用以確定更準(zhǔn)確的距離測(cè)量，此距離測(cè)量用于從固有的角偏差到線性偏差的儀表著陸系統(tǒng)(“ILS”)偏差的轉(zhuǎn)換，因此增強(qiáng)了定位器捕捉性能和穩(wěn)定性。在描述附圖之前，當(dāng)前的ILS的一些重要細(xì)節(jié)將被描述以幫助辨別在文中展示的用于持續(xù)定位器捕捉的新穎的概念和技術(shù)。
[0017]如上所述，ILS指導(dǎo)是固有地成角度的并且僅被提供在被稱為航線指導(dǎo)區(qū)段的狹窄區(qū)域，在該區(qū)域中，由飛機(jī)接收的角度偏置正確地報(bào)告飛機(jī)距目的地跑道的中線的距離。所述目的地跑道的中線也被稱為ILS定位器零位。所述狹窄航線指導(dǎo)區(qū)段限制定時(shí)，在此定時(shí)期間，飛機(jī)可以起動(dòng)或捕捉ILS定位器。
[0018]如果跑道中線被投影出定位器捕捉的預(yù)期點(diǎn)，并且如果飛機(jī)正在以特定的地面速度和特定的攔截角度朝向飛機(jī)試圖捕捉的最終接近航線接近，則存在物理點(diǎn)，在該物理點(diǎn)處，飛機(jī)需要起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)以便積聚到特定的傾斜角(例如，30度)并且執(zhí)行跑道中線(即ILS定位器零位)的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)捕捉以獲得沒有過沖的最終的接近航線。給定上述要求，存在距ILS定位器零位的特定距離，在該距離處，飛機(jī)需要被定位以便起動(dòng)恰當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)，從而有效(即，沒有過沖)捕捉ILS定位器零位。
[0019]對(duì)于一系列廣泛的定位器捕捉，航線指導(dǎo)區(qū)段不足夠?qū)捯栽试S飛機(jī)足夠早地起動(dòng)定位器捕捉以便在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)中捕捉定位器零位。典型地，航線指導(dǎo)區(qū)段的狹窄屬性限制飛機(jī)執(zhí)行一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)捕捉并且導(dǎo)致在試圖捕捉期間跑道中線的過沖。這方面被美國(guó)專利N0.7941251 (“‘251專利”)關(guān)注，其整體作為參考合并于此。
[0020]在‘251專利里，飛行管理計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)被用于指示自動(dòng)駕駛儀何時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，即使飛機(jī)不位于航線指導(dǎo)區(qū)段內(nèi)。這個(gè)開始在正確方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)的指示不基于ILS指導(dǎo)，但是基于最終的接近航線偏差數(shù)據(jù)并且使用自動(dòng)駕駛儀中的控制規(guī)則，該自動(dòng)駕駛儀在恰當(dāng)?shù)姆较蛏限D(zhuǎn)動(dòng)飛機(jī)，直到飛機(jī)攔截并且進(jìn)入航線指導(dǎo)區(qū)段，在該點(diǎn)處，ILS指導(dǎo)數(shù)據(jù)被用于完成捕捉。
[0021]在對(duì)于定位器捕捉的一些現(xiàn)有方案中，飛機(jī)的自動(dòng)駕駛儀接收具有與定位器零位的分離角度的形式的定位器偏差。這種角度偏差通過使用到定位器發(fā)射器的估計(jì)的距離而被轉(zhuǎn)換為線性偏差。用于自動(dòng)駕駛儀和飛行指揮儀的控制算法和定位器模式接合邏輯都使用這種計(jì)算的線性偏差。
[0022]定位器偏差到線性距離的轉(zhuǎn)換當(dāng)前以2個(gè)階段執(zhí)行。第一階段包括從調(diào)制的深度差(“DDM”)到度(或弧度)的轉(zhuǎn)換。國(guó)際民用航空組織(“ICA0”)規(guī)定ILS定位器波束靈敏度在跑道入口處應(yīng)該是0.00044DDM/ft?；谶@個(gè)規(guī)定，一些飛機(jī)(例如，波音寬體飛機(jī))當(dāng)前假定標(biāo)準(zhǔn)跑道長(zhǎng)度并且因此可以應(yīng)用恒定的轉(zhuǎn)換因子以將DDM的偏差轉(zhuǎn)換為度(或弧度)的偏差。這種轉(zhuǎn)換可以在實(shí)際跑道長(zhǎng)度不匹配用于以恒定轉(zhuǎn)換達(dá)到的假定的跑道長(zhǎng)度的任何設(shè)施中具有誤差。
[0023]定位器偏差轉(zhuǎn)換的第二階段包括使用無(wú)線電高度和下滑偏差數(shù)據(jù)而從度(或弧度)到英尺(或一些其他的距離的線性單位)的轉(zhuǎn)換，例如被用在波音寬體飛機(jī)上。這種對(duì)定位器捕捉的接近依賴于一些關(guān)鍵的假設(shè):
[0024]I)飛機(jī)當(dāng)前位置處的地形與目的地跑道處于相同的高度。
[0025]2)下滑發(fā)射器是超過跑道入口的假設(shè)的距離。
[0026]3)定位器發(fā)射器是超過跑道入口的假設(shè)的距離。
[0027]4)下滑波束零位是3度。
[0028]5)有效且準(zhǔn)確的無(wú)線電測(cè)高計(jì)和下滑偏差數(shù)據(jù)在定位器捕捉時(shí)可用。
[0029]如果在定位器捕捉期間未滿足任何前述假設(shè)，則被提供到控制規(guī)則的定位器偏差和偏差率將具有誤差。在絕大多數(shù)時(shí)間里這些假設(shè)中的至少一個(gè)不被滿足。因此，用于捕捉和跟蹤定位器零位的捕捉邏輯和控制規(guī)則算法必須是魯棒的以解決位置偏差和偏差率中的顯著誤差。
[0030]在其他現(xiàn)有的方案中，飛機(jī)的自動(dòng)駕駛儀直接使用未轉(zhuǎn)換為線性的ILS角偏差。這些設(shè)計(jì)具有它們自身的性能問題，其超出了本發(fā)明在此的范圍。
[0031]本文中提供的對(duì)于持續(xù)定位器捕捉的概念和技術(shù)還幫助減輕上述問題，并且更基礎(chǔ)地，一旦飛機(jī)已經(jīng)進(jìn)入了航線指導(dǎo)區(qū)段就幫助ILS定位器的跟蹤和捕捉。基于缺少將固有的ILS角偏差轉(zhuǎn)換為ILS線性偏差的準(zhǔn)確的方法，ILS定位器的跟蹤和捕捉在歷史上是不良的。此外，即使當(dāng)飛機(jī)處于航線指導(dǎo)區(qū)段中并且ILS角偏差是準(zhǔn)確的時(shí)，有益的是將ILS角偏差轉(zhuǎn)換為ILS線性偏差，從而提供與飛機(jī)距目的地跑道入口的距離分離的持續(xù)的捕捉性能。
[0032]在下面詳細(xì)的描述中，參考構(gòu)成說(shuō)明書一部分的附圖，并且附圖以說(shuō)明具體實(shí)施例或示例的方式被顯示?，F(xiàn)在參考附圖，其中相同的數(shù)字貫穿若干附圖表示相同的元件，將呈現(xiàn)用于持續(xù)的ILS定位器捕捉的計(jì)算系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法的各方面。
[0033]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖1，將說(shuō)明俯視圖100，其說(shuō)明了根據(jù)示例性實(shí)施例的用于估計(jì)飛機(jī)102到位于目的地跑道106處用于ILS定位器捕捉飛行動(dòng)作的ILS定位器發(fā)射器104的距離的方法。在一些實(shí)施例中，ILS定位器發(fā)射器104是ILS的定位器部分的地面組分的一部分，所述地面組分包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器和用于將指導(dǎo)信號(hào)發(fā)射到飛機(jī)102的一個(gè)或多個(gè)天線陣列(沒有顯示)。ILS定位器發(fā)射器104產(chǎn)生航線指導(dǎo)區(qū)段，此航線指導(dǎo)區(qū)段包括從ILS定位器發(fā)射器104沿著目的地跑道106的中線延伸并且超越所述中線的ILS定位器零位108。航線指導(dǎo)區(qū)段提供小的信任區(qū)域，其中由飛機(jī)102接收的角偏差正確地報(bào)告飛機(jī)102距目的地跑道106的中線的距離。
[0034]典型地，航線指導(dǎo)區(qū)段可以直觀地作為由從ILS定位器發(fā)射器104產(chǎn)生的弧定義的并且被從其延伸的ILS定位器邊界包圍的區(qū)域。為了方便說(shuō)明并且不使公開的方法的各個(gè)方面混淆，未示出ILS航線指導(dǎo)區(qū)段和ILS定位器邊界。說(shuō)明的方法關(guān)注在捕捉飛行動(dòng)作在航線指導(dǎo)區(qū)段內(nèi)執(zhí)行期間跟蹤以及捕捉ILS定位器零位108。然而，需要被理解的是，說(shuō)明的方法的多個(gè)方面可以在給定情況下在航線指導(dǎo)區(qū)段之外起動(dòng)的捕捉飛行動(dòng)作期間被應(yīng)用于跟蹤和捕捉ILS定位器零位108。
[0035]俯視圖100也說(shuō)明了到跑道入口 112的距離110，該距離100使用飛機(jī)102的飛行管理功能塊(“FMF”)的算法而被計(jì)算，如將在下面被詳細(xì)描述的。這個(gè)計(jì)算基于飛機(jī)102的地理位置(例如，根據(jù)緯度和經(jīng)度)以及通過飛機(jī)102的導(dǎo)航系統(tǒng)獲得的跑道入口 112的地理位置(例如，根據(jù)緯度和經(jīng)度)，同樣將在下面更詳細(xì)地描述。利用FMF的算法還計(jì)算了到跑道入口 112的方位(bearing) 114。
[0036]在一些實(shí)施例中，為了計(jì)算從飛機(jī)102到ILS定位器發(fā)射器104的距離116，需要跑道長(zhǎng)度(沒有顯示)以及跑道方位角118。在一些實(shí)施例中，實(shí)際跑道長(zhǎng)度和跑道方位角118也從飛機(jī)102的導(dǎo)航系統(tǒng)獲得。如果跑道106的跑道長(zhǎng)度不可獲得，則在一些實(shí)施例中，標(biāo)準(zhǔn)跑道長(zhǎng)度或估計(jì)的跑道長(zhǎng)度可以被使用。在一些實(shí)施例中，跑道方位角118也可以被估計(jì)。跑道方位角118和/或跑道長(zhǎng)度的估計(jì)可以導(dǎo)致從飛機(jī)102到ILS定位器發(fā)射器104的距離116的準(zhǔn)確度的降低，但是在一些情況下，可能是有益的或比使用現(xiàn)有方法確定的估計(jì)值更準(zhǔn)確。
[0037]使用到跑道入口 112的距離110、到跑道入口 112的方位114、跑道方位角118以及跑道長(zhǎng)度，根據(jù)以下公式計(jì)算從飛機(jī)102到ILS定位器發(fā)射器104的距離116:
[0038]dist_to_loc=dist_to_rwy_thd氺cos(brg_to_thd-rwy_azmth)+rwy_len.[0039]在上面的公式中，dist_to_loc是距離 116, dist_to_rwy_thd 是距離 110,brg_to_thd是方位114, rwy_azmth是跑道方位角118,而rwy_len是跑道長(zhǎng)度。此外,在上面的公式中，距離110與方位114和跑道方位角118之間的差的余弦的乘積提供了距離110在沿跑道軸線中的沿跑道距離分量120。
[0040]在一些實(shí)施例中，計(jì)算距離110的跨跑道距離分量122。此外，在一些實(shí)施例中，跨跑道距離分量122被用作觸發(fā)器，根據(jù)在’ 251專利中公開的實(shí)施例，用于起動(dòng)航線指導(dǎo)區(qū)段之外的捕捉飛行動(dòng)作。
[0041]用于計(jì)算沿跑道軸線的從飛機(jī)102到ILS定位器發(fā)射器104的距離116的上述方法產(chǎn)生了一種準(zhǔn)確的距離估計(jì)，其不依賴于當(dāng)前使用的并且通常導(dǎo)致從飛機(jī)到ILS定位器發(fā)射器的距離估計(jì)的嚴(yán)重誤差的任何前述假設(shè)。此外，雖然本方法增加了具有在目的地跑道106的遠(yuǎn)端和ILS定位器發(fā)射器104的實(shí)際位置之間的未知距離的形式的誤差的機(jī)會(huì)，但與由依賴于計(jì)算這種距離的上述假設(shè)而引入的誤差相比，這種誤差是可以忽略的。
[0042]在一些實(shí)施例中，通過在飛機(jī)102的導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)ILS定位器發(fā)射器104的地理位置，消除了具有在目的地跑道106的遠(yuǎn)端和ILS定位器發(fā)射器104的實(shí)際位置之間的未知距離的形式的上述誤差。在這些實(shí)施例中，消除了對(duì)于跑道長(zhǎng)度值的需要以及對(duì)關(guān)于在目的地跑道106的端部和ILS定位器發(fā)射器104之間的距離的假設(shè)的需要。此外，在這些實(shí)施例中，通過使用跑道入口 112和定位器發(fā)射器104的相應(yīng)地理位置而計(jì)算從跑道入口 112到定位器發(fā)射器104的 距離。從跑道入口 112到定位器發(fā)射器104的距離之后替換上面公式中的rwy_len,如下面修正的公式所示:
[0043]dist_to_loc=dist_to_rwy_thd氺cos(brg_to_thd-rwy_azmth)+
[0044]dist_from_rwy_thd_to_loc.[0045]在一些實(shí)施例中，本方法用于與ILS下滑結(jié)合的前航線ILS定位器接近，或用于ILS后航線(“BCRS”)接近。然而，當(dāng)前的方法在沒有下滑或滑動(dòng)路徑基準(zhǔn)可用時(shí)能夠表現(xiàn)得特別惡劣，例如這通常是對(duì)于BCRS接近的情況。
[0046]通過使用根據(jù)上面所述方法計(jì)算的從飛機(jī)102到ILS定位器發(fā)射器104的距離116，可以進(jìn)行ILS角偏差到ILS線性偏差的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換。這使得能夠?qū)ΜF(xiàn)有定位器捕捉邏輯和控制規(guī)則進(jìn)行修正以減輕困擾現(xiàn)今ILS定位器捕捉的性能問題。
[0047]在一些實(shí)施例中，飛機(jī)102是商用客機(jī)，包括例如來(lái)自伊利諾伊州芝加哥的波音公司的商業(yè)可獲得的737、747、757、767、777、787模型。本文中公開的概念和技術(shù)也可以被應(yīng)用在其他飛機(jī)的制造和/或組裝，其他飛機(jī)包括但不限于:其他的商用飛機(jī)、民用飛機(jī)、軍用飛機(jī)、客機(jī)、貨機(jī)、固定翼飛機(jī)、旋翼飛機(jī)、固定翼與旋翼混合的飛機(jī)、無(wú)人駕駛飛機(jī)以及有人駕駛飛機(jī)。
[0048]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2，將描述系統(tǒng)圖示，該系統(tǒng)圖示說(shuō)明了飛機(jī)的示例性航空電子系統(tǒng)200，其中可執(zhí)行根據(jù)示例性實(shí)施例的用于估計(jì)從飛機(jī)到位于目的地跑道處用于ILS捕捉飛行動(dòng)作的ILS定位器發(fā)射器的距離的方法。為了幫助實(shí)現(xiàn)下列描述，航空電子系統(tǒng)200進(jìn)一步參考圖1來(lái)描述。特別的，航空電子系統(tǒng)200被描述為包括在執(zhí)行朝向目的地跑道106的著陸接近的飛機(jī)102中。
[0049]航空電子系統(tǒng)200包括:ILS傳感器202 ;包括偏差計(jì)算器206的自動(dòng)駕駛儀204 ；包括位置組件(“LC”)210、飛行管理功能(“FMF”)212和導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)214的導(dǎo)航系統(tǒng)208 ；飛行指揮儀216 ;播音器218 ;以及捕捉飛行動(dòng)作計(jì)算機(jī)220。在一些實(shí)施例中，用于執(zhí)行定位器捕捉飛行動(dòng)作的方法可以被實(shí)施在捕捉飛行動(dòng)作計(jì)算機(jī)220中。
[0050]ILS傳感器202被配置為通過一個(gè)或多個(gè)接收器接收來(lái)自一個(gè)或多個(gè)ILS定位器發(fā)射器(例如ILS定位器發(fā)射器104)的指導(dǎo)信號(hào)。對(duì)于飛機(jī)102的每次著陸接近，ILS傳感器202處理接收的指導(dǎo)信號(hào)并且獲取飛機(jī)102從ILS定位器零位108 (圖1)的一個(gè)或多個(gè)分離角度。
[0051]自動(dòng)駕駛儀204被配置為接收飛機(jī)102的飛行員想要捕捉的ILS定位器零位，并且配置為在不進(jìn)行進(jìn)一步人為干預(yù)的情況下捕捉該ILS定位器零位。在一些實(shí)施例中，自動(dòng)駕駛儀204被配置為使用上述公式來(lái)計(jì)算到ILS定位器發(fā)射器104的距離116。在一些實(shí)施例中，自動(dòng)駕駛儀204被配置為在飛機(jī)102朝向目的地跑道106的著陸接近期間接收ILS角偏差。在一些實(shí)施例中，通過部分地使用由自動(dòng)駕駛儀204根據(jù)上面的公式計(jì)算出的ILS定位器發(fā)射器104的距離116，偏差計(jì)算器206將ILS角偏差轉(zhuǎn)換為ILS線性偏差。
[0052]在一些實(shí)施例中，偏差計(jì)算器206被實(shí)施為實(shí)現(xiàn)在可由自動(dòng)駕駛儀204執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)軟件算法。在其他的實(shí)施例中，偏差計(jì)算器206以類似的方式被實(shí)施在能夠接收、處理以及儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)其他的航空電子組件中。
[0053]在根據(jù)上面描述的各種實(shí)施例的各種組合中，導(dǎo)航系統(tǒng)208被用以提供飛行期間飛機(jī)102的地理位置(例如，緯度和經(jīng)度)、跑道入口 112的地理位置、跑道方位角118、跑道長(zhǎng)度以及ILS定位器發(fā)射器104的實(shí)際位置。通過使用體現(xiàn)為慣性基準(zhǔn)系統(tǒng)(“IRS”)、航向姿態(tài)和基準(zhǔn)系統(tǒng)(“AHRS”)、全球定位系統(tǒng)(“GPS”)、它們的一些組合或類似物的LC210，可以提供飛機(jī)102的地理位置。根據(jù)上面描述的各種實(shí)施例，跑道入口 112的地理位置、跑道方位角118、跑道長(zhǎng)度以及ILS定位器發(fā)射器104的實(shí)際位置以一些組合被存儲(chǔ)導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)214中。這種信息可以按需要為特定的目的地更新。
[0054]導(dǎo)航系統(tǒng)208也配備有FMF212。如上所述，F(xiàn)MF212包括被用以計(jì)算到跑道入口112的距離110以及到跑道入口 112的方位114的一個(gè)或多個(gè)算法。
[0055]飛行指揮儀216被配置為在特定的飛行期間計(jì)算并且向一個(gè)或多個(gè)飛行員顯示飛機(jī)102的恰當(dāng)?shù)穆窂?。在一些?shí)施例中，飛機(jī)指揮儀216包括飛行指揮儀指示器(“FDI ”)、水平位置指示器(“HIS”)、模式選擇器和/或飛行指揮儀計(jì)算機(jī)(全都沒有顯示)。此外，在一些實(shí)施例中，F(xiàn)DI包括用于呈現(xiàn)包括姿態(tài)指示符、固定飛機(jī)符號(hào)、俯仰和傾斜命令條、下滑指示符、定位器偏差指示符和/或類似物的一個(gè)或多個(gè)符號(hào)、指示符或其他信息的顯示器。在一些實(shí)施例中，飛行指揮儀216向飛行員提供獲得并且保持期望航線所必須的操控命令。這些操控命令可以是，例如那些執(zhí)行捕捉飛行動(dòng)作所必須的命令。在一些實(shí)施例中，飛行指揮儀216提供針對(duì)由自動(dòng)駕駛儀計(jì)算的ILS線性偏差的操控命令。
[0056]在一些實(shí)施例中，播音器218包括揚(yáng)聲器、蜂鳴器或其他類型的警告或噪聲生成設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)。播音器218可以被示例性的航空電子系統(tǒng)200激活以提供聲音警告和消息給飛行機(jī)組人員。在一些實(shí)施例中，通過捕捉飛行動(dòng)作計(jì)算機(jī)220激活播音器218。
[0057]自動(dòng)駕駛儀204、導(dǎo)航系統(tǒng)210、飛行指揮儀216以及播音器218中的每個(gè)均配置為與捕捉飛行動(dòng)作計(jì)算機(jī)220通信。雖然說(shuō)明了航空電子系統(tǒng)200的這些組件之間的示例性的通信方向，但這些方向不意圖以任何方式被限制。此外，假如特定實(shí)施方式中存在需要，則航空電子系統(tǒng)200的各種組件可以彼此通信以用于各種目的。
[0058]進(jìn)一步如圖2所示，捕捉飛行動(dòng)作計(jì)算機(jī)220具有處理能力和適合存儲(chǔ)和執(zhí)行計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的存儲(chǔ)器。在說(shuō)明性實(shí)施例中，捕捉飛行動(dòng)作計(jì)算機(jī)220包括一個(gè)或多個(gè)處理器222和存儲(chǔ)器224。存儲(chǔ)器224可以包括易失性和非易失性存儲(chǔ)器、實(shí)施為用于存儲(chǔ)信息(例如計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其他數(shù)據(jù))的任何方法或技術(shù)的可移動(dòng)和不可移動(dòng)的介質(zhì)。這種存儲(chǔ)器包括但不限于:隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“RAM”)、只讀存儲(chǔ)器(“ROM”)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(“EEPR0M”)、閃存或其他的存儲(chǔ)器技術(shù)、光盤、只讀存儲(chǔ)器(“⑶-ROM”)、數(shù)字多功能光盤(“DVD”)或其他光學(xué)貯存器、盒式磁帶、磁帶、磁盤貯存器或其他磁性存儲(chǔ)設(shè)備、獨(dú)立磁盤冗余陣列(“RAID”)存儲(chǔ)系統(tǒng)或能夠用于存儲(chǔ)期望的信息并且能夠由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存取的任何其他介質(zhì)。
[0059]使捕捉飛行動(dòng)作計(jì)算機(jī)220能夠執(zhí)行各種功能的軟件程序模塊可以被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器224中。在說(shuō)明性實(shí)施例中，存儲(chǔ)器224包括自動(dòng)駕駛儀接口模塊226、飛行管理功能塊接口模塊228、數(shù)據(jù)庫(kù)接口模塊230、捕捉飛行動(dòng)作模塊232、飛行指揮儀接口模塊234、警告接口模塊236以及捕捉飛行動(dòng)作計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)238。這些模塊可以被實(shí)施為由一個(gè)或多個(gè)處理器222實(shí)施以執(zhí)行下述功能的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。
[0060]自動(dòng)駕駛儀接口模塊226被配置為與自動(dòng)駕駛儀204通信。所述通信可以基于電連接、光連接和/或類似物而建立。在一些實(shí)施例中，自動(dòng)駕駛儀接口模塊226被配置為接收一個(gè)或多個(gè)角偏差，或可替換地，從自動(dòng)駕駛儀204接收估計(jì)的線性偏差。如上所述，估計(jì)的線性偏差根據(jù)由自動(dòng)駕駛儀204接收的角偏差而計(jì)算。在一些實(shí)施例中，自動(dòng)駕駛儀接口模塊226也被配置為使自動(dòng)駕駛儀204能夠在捕捉飛行動(dòng)作計(jì)算機(jī)220的引導(dǎo)下執(zhí)行捕捉飛行動(dòng)作，如下所述。
[0061]FMF接口模塊228被配置為與導(dǎo)航系統(tǒng)208的FMF212通信。所述通信可以基于電連接、光連接和/或類似物而建立。在一些實(shí)施例中，F(xiàn)MF接口模塊228被配置為自FMF212接收計(jì)算的FAC偏差。
[0062]數(shù)據(jù)庫(kù)接口模塊230使能從捕捉飛行動(dòng)作計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)238讀取數(shù)據(jù)并且將數(shù)據(jù)寫入捕捉飛行動(dòng)作計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)238。在一些實(shí)施例中，通過在存儲(chǔ)器224中說(shuō)明的其他模塊中的一個(gè)或多個(gè)而激活數(shù)據(jù)庫(kù)接口模塊230，如下進(jìn)一步的說(shuō)明。在一些實(shí)施例中，捕捉飛行動(dòng)作計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)238包含可能是基于地面跟蹤角、地面速度和跑道航向而起動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的捕捉飛行動(dòng)作所必須的數(shù)據(jù)。
[0063]在一些實(shí)施例中，捕捉飛行動(dòng)作模塊232被配置為命令自動(dòng)駕駛儀204自動(dòng)執(zhí)行定位器捕捉飛行動(dòng)作?？商鎿Q地，在其他的實(shí)施例中，捕捉飛行動(dòng)作模塊232被配置為提供信息到飛行指揮儀216。這種信息可以使飛行員能夠手動(dòng)執(zhí)行定位器捕捉飛行動(dòng)作。
[0064]飛行指揮儀接口模塊234促進(jìn)飛行指揮儀216和捕捉飛行動(dòng)作模塊232之間的通信。例如，飛行指揮儀接口模塊234可以使飛行指揮儀216能夠向飛行員提供必要的操控命令以完成捕捉飛行動(dòng)作。[0065]在一些實(shí)施例中，警告接口模塊236通過捕捉飛行動(dòng)作模塊232引導(dǎo)以使得播音器218警告飛行機(jī)組人員特定的飛行模式被啟用。在一些實(shí)施例中，警告接口模塊236使得播音器218通知飛行機(jī)組人員特定飛行模式的起動(dòng)和終止。在一些實(shí)施例中，警告接口模塊236使得播音器218被激活達(dá)特定飛行模式被啟用的持續(xù)時(shí)間。警告接口模塊236激活播音器218以通過代表性音調(diào)、人類音色和/或計(jì)算機(jī)音色來(lái)傳達(dá)信息。
[0066]在一些實(shí)施例中，捕捉飛行動(dòng)作計(jì)算機(jī)220使用警告接口模塊236以使得一個(gè)或多個(gè)座艙顯示器(未示出)可視化指示特定的飛行模式被啟用。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，主飛行顯示器(“PFD”)被捕捉飛行動(dòng)作計(jì)算機(jī)220激活以在特定的飛行模式的激活期間呈現(xiàn)符號(hào)和/或字符。在其他的實(shí)施方式中，在特定的飛行模式激活期間示出模式控制面板(“MCP”)上的一個(gè)或多個(gè)按鈕光以提供視覺警告。
[0067]應(yīng)該意識(shí)到的是，被說(shuō)明的航空電子系統(tǒng)200僅僅是合適的操作環(huán)境中的一個(gè)示例并且不意圖建議關(guān)于由所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的用途或功能的范圍的任何限制。其他的航空電子環(huán)境和/或配置可以適合用于本文公開的概念和技術(shù)。例如，示例性捕捉飛行動(dòng)作計(jì)算機(jī)220可以被提供為飛行管理計(jì)算機(jī)(“FMC”)的一部分。在其他示例性示例中，模塊226-236中的一個(gè)或多個(gè)被直接實(shí)施在FMC、自動(dòng)駕駛儀204、或飛行管理系統(tǒng)(“FMS”)的任何其他適合的航空電子組件、導(dǎo)航系統(tǒng)、或存在于能夠接收、處理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的飛機(jī)中的任何航空電子系統(tǒng)上。
[0068]編碼本文提供的軟件程序模塊可以轉(zhuǎn)換本文提供的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)例如存儲(chǔ)器224的物理結(jié)構(gòu)。在本說(shuō)明書的不同實(shí)施方式中，物理結(jié)構(gòu)的具體轉(zhuǎn)換可以基于各種因素。這些因素的示例可以包括但不限于用于實(shí)施計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的技術(shù)，無(wú)論計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)特征在于主貯存器還是輔助貯存器，等等。例如，如果計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)被實(shí)施為基于半導(dǎo)體的存儲(chǔ)器，本文公開的軟件可以通過轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的物理狀態(tài)而編碼在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。例如，軟件可以轉(zhuǎn)換晶體管、電容器或構(gòu)成半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的其他離散電路元件的狀態(tài)。所述軟件也可以轉(zhuǎn)換這些組件的物理狀態(tài)，以便在所述組件上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0069]作為另一個(gè)示例，本文公開的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以使用磁性或光學(xué)技術(shù)實(shí)施。在這些實(shí)施方式中，當(dāng)軟件被編碼在其中時(shí)，本文展示的軟件可以轉(zhuǎn)換磁性或光學(xué)介質(zhì)的物理狀態(tài)。這些轉(zhuǎn)換可以包括改變給定磁性介質(zhì)內(nèi)的特定位置的磁性特性。這些轉(zhuǎn)換也可以包括改變給定光學(xué)介質(zhì)內(nèi)的特定位置的物理特征或特性，以改變那些位置的光學(xué)特性。物理介質(zhì)的其他轉(zhuǎn)換是可行的而不背離本發(fā)明的范圍和精神，提供前述示例僅為了便于本討論。
[0070]鑒于上述內(nèi)容，應(yīng)該意識(shí)到，許多類型的物理轉(zhuǎn)換在航空電子系統(tǒng)200中發(fā)生，以便存儲(chǔ)和執(zhí)行本文提供的軟件組分。還應(yīng)該意識(shí)到，航空電子系統(tǒng)200可包括其他類型的計(jì)算設(shè)備，包括手持計(jì)算機(jī)、嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、個(gè)人數(shù)字助理以及本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他類型的計(jì)算設(shè)備。還可預(yù)計(jì)的是，航空電子系統(tǒng)200可不包括圖2中所示的全部組件，可包括未在圖2中詳細(xì)示出的其他組件，或可以使用與圖2中所示的結(jié)構(gòu)完全不同的結(jié)構(gòu)。
[0071]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3。將根據(jù)示例性實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明用于估計(jì)從飛機(jī)到ILS定位器發(fā)射器的距離的方法300的各方面。為了幫助便于下列描述，方法300進(jìn)一步參考圖1和圖2加以說(shuō)明。
[0072]應(yīng)該理解的是，方法300的操作不必以任何特定的順序呈現(xiàn)，并且具有可替換的順序的一些或所有的操作的性能是可行的并且可預(yù)計(jì)的。以演示的順序呈現(xiàn)所述操作以易于描述和說(shuō)明。操作可以被添加，被省略和/或同時(shí)執(zhí)行，而不背離所附權(quán)利要求的范圍。
[0073]同樣應(yīng)該理解的是，本文中公開的方法可以在任何時(shí)間結(jié)束并且不需要執(zhí)行其整體。如上所述，所述方法300的一些或所有操作和/或大致等價(jià)的操作可以通過執(zhí)行包括在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可讀指令而被實(shí)施。如在說(shuō)明書和權(quán)利要求中所使用的，術(shù)語(yǔ)“計(jì)算機(jī)可讀指令”及其變體被可擴(kuò)展地應(yīng)用于此并包括例程、應(yīng)用程序、應(yīng)用程序模塊、程序模塊、程序、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法以及類似物。計(jì)算機(jī)可讀指令可以被實(shí)施在各種系統(tǒng)配置上，包括單處理器或多處理器系統(tǒng)、小型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、手持計(jì)算設(shè)備、基于微處理器的可編程消費(fèi)電子器件及其組合等。
[0074]因此，應(yīng)該意識(shí)到在本文中描述的邏輯操作被實(shí)施為(I)在計(jì)算系統(tǒng)上運(yùn)行的一系列計(jì)算機(jī)實(shí)施的動(dòng)作或程序模塊和/或(2)在計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)的互聯(lián)的機(jī)器邏輯電路或電路模塊。所述實(shí)施方式是依賴于計(jì)算系統(tǒng)的性能和其他要求的選擇事件。因此，文中描述的邏輯操作被不同地稱為狀態(tài)、操作、結(jié)構(gòu)設(shè)備、動(dòng)作或模塊。這些操作、結(jié)構(gòu)設(shè)備、動(dòng)作和模塊可以被實(shí)施在軟件中、固件中、專用目的數(shù)字邏輯及其任何組合中。
[0075]為了說(shuō)明和描述本文中公開的概念和技術(shù)的目的，文中公開的方法300被描述為通過航空電子系統(tǒng)200或其一部分而執(zhí)行。應(yīng)該被理解的是，航空電子系統(tǒng)200、其中的組件以及附加的和/或可替換的系統(tǒng)、設(shè)備或其組件可以通過執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序而提供本文中描述的功能，所述應(yīng)用程序包括但不限于至少部分地由程序模塊、計(jì)算器和/或上述功能實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用程序。此外，應(yīng)該理解的是，航空電子系統(tǒng)200的功能可以通過任意數(shù)量的系統(tǒng)或設(shè)備提供，并且不限于圖2中所描述的航空電子系統(tǒng)200。因此，說(shuō)明的實(shí)施例是示例性的，并且不應(yīng)該被視為限于任何方式。
[0076]在操作302處開始方法300，其中FMF212從導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)214接收跑道入口 112的地理位置(例如，經(jīng)度，緯度)。從操作302，方法300前進(jìn)到操作304，其中FMF212從導(dǎo)航系統(tǒng)208接收飛機(jī)102的地理位置(例如，經(jīng)度，緯度)。在一些實(shí)施例中，飛機(jī)102的地理位置通過LC210獲取并且之后至少暫時(shí)存儲(chǔ)在導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)214中?？商鎿Q地，在一些實(shí)施例中，飛機(jī)102的地理位置直接從LC210接收，因此至少繞過導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)214中的暫存存儲(chǔ)器。
[0077]從操作304，方法300前進(jìn)到操作306，其中捕捉飛行動(dòng)作計(jì)算機(jī)220自導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)214接收目的地跑道106的長(zhǎng)度以及跑道方位角118。如上所述，目的地跑道106的長(zhǎng)度可以是目的地跑道106的實(shí)際長(zhǎng)度或標(biāo)準(zhǔn)跑道長(zhǎng)度。例如，標(biāo)準(zhǔn)跑道長(zhǎng)度可以是目的地跑道106作為其一部分的目的地機(jī)場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，或基于一些其他的準(zhǔn)則。此外，在一些實(shí)施例中，如果替換為ILS定位器發(fā)射器104的實(shí)際地理位置，則對(duì)跑道長(zhǎng)度的需求被取消。
[0078]從操作306，方法300前進(jìn)到操作308，其中FMF212使用自導(dǎo)航系統(tǒng)208接收的飛機(jī)102緯度和經(jīng)度以及跑道入口 112的緯度和經(jīng)度計(jì)算到跑道入口 112的距離110和到跑道入口 112的方位114。
[0079]從操作308，操作300前進(jìn)到操作310，其中FMF212使用跑道方位角118將在操作308中計(jì)算的到跑道入口 112的距離110投影為沿跑道分量(例如，沿跑道距離分量120)和跨跑道分量(例如，跨跑道距離分量122)。距離112與方位116和跑道方位角118之差的余弦的乘積提供了沿跑道距離分量，如圖1中的距離110的投影120所示。
[0080]從操作310，方法300前進(jìn)到操作312，其中FMF212將在操作306中接收的跑道長(zhǎng)度添加到距離Iio的投影的沿跑道分量，因此產(chǎn)生從飛機(jī)102到ILS定位器發(fā)射器104的距離116的準(zhǔn)確的估計(jì)。距離116因此通過從上面復(fù)制的下列公式提供:
[0081]dist_to_loc=dist_to_rwy_thd*cos(brg_to_thd-rwy_azmth)+rwy_len
[0082]在上面的公式中，dist_to_loc是距離 116, dist_to_rwy_thd 是距離 110,brg_to_thd是方位114, rwy_azmth是跑道方位角118,而rwy_len是跑道長(zhǎng)度。
[0083]從操作312，方法300前進(jìn)到操作314，其中FMFl 12提供從飛機(jī)102到ILS定位器發(fā)射器104的距離116到捕捉飛行動(dòng)作計(jì)算機(jī)220。在操作316處，計(jì)算機(jī)飛行動(dòng)作計(jì)算機(jī)220提供到自動(dòng)駕駛儀204的距離116?？商鎿Q地，在一些實(shí)施例中，F(xiàn)MF212提供直接到自動(dòng)駕駛儀204的距離116。
[0084]從操作316，方法300前進(jìn)到操作318，其中自動(dòng)駕駛儀204的偏差計(jì)算器206至少部分地使用在操作312中產(chǎn)生的距離116將一個(gè)或多個(gè)定位器角偏差轉(zhuǎn)換為一個(gè)或多個(gè)定位器線性偏差。在操作320處，自動(dòng)駕駛儀204輸出一個(gè)或更多定位器線性偏差到用于捕捉定位器零位的捕捉飛行動(dòng)作計(jì)算機(jī)220。例如，捕捉飛行動(dòng)作計(jì)算機(jī)220之后可以將一個(gè)或多個(gè)線性偏差提供到飛行指揮儀216，該飛行指揮儀216之后指示飛行員操控飛機(jī)102以捕捉定位器零位?？商鎿Q地，在一些實(shí)施例中，線性偏差不被輸出，而是由自動(dòng)駕駛儀204使用以幫助使飛機(jī)102自動(dòng)飛行以捕捉定位器零位并且繼續(xù)朝著目的地跑道106的著陸接近。捕捉飛行動(dòng)作計(jì)算機(jī)220和自動(dòng)駕駛儀204之間的進(jìn)一步通信可以被用以實(shí)施這些實(shí)施例。
[0085]從操作320，方法300前進(jìn)到操作322。方法300在操作322處結(jié)束。
[0086]在一些實(shí)施例中，從導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)214獲得的實(shí)際跑道長(zhǎng)度被用以基于由ICAO規(guī)定的跑道入口處的標(biāo)準(zhǔn)DDM/ft轉(zhuǎn)換(B卩，0.00044DDM/ft)執(zhí)行DDM到度(或弧度)的轉(zhuǎn)換。在這些實(shí)施例中，小角度近似被使用并且DDM到度的比例因子被計(jì)算如下:
[0087]
【權(quán)利要求】
1.一種用于在朝向跑道的最終接近期間指導(dǎo)飛機(jī)的方法，所述方法包含: 接收所述飛機(jī)(102)的地理位置； 接收跑道(106)的跑道入口(112)的地理位置； 接收跑道(106)的跑道方位角(118)； 使用飛機(jī)(102)的地理位置和所述跑道入口(112)的所述地理位置計(jì)算從飛機(jī)(102)到所述跑道入口(112)的距離； 使用飛機(jī)(102)的所述地理位置和所述跑道入口(112)的所述地理位置計(jì)算到跑道入口(112)的方位； 使用所述跑道(106)的所述跑道方位角(118)將從飛機(jī)到所述跑道入口(112)的距離投影為沿跑道分量和跨跑道分量； 確定從跑道入口(112)到定位器發(fā)射器(104)的距離； 使用從所述跑道入口( 112)到定位器發(fā)射器(104)的距離來(lái)計(jì)算從飛機(jī)(102)到所述定位器發(fā)射器(104)的距離； 部分地使用從飛機(jī)(102)到所述定位器發(fā)射器(104)的距離將定位器角偏差轉(zhuǎn)換為定位器線性偏差；并且 將所述定位器線性偏差提供到指導(dǎo)系統(tǒng)以便在朝向跑道(106)的最終接近期間指導(dǎo)飛機(jī)(102)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，`進(jìn)一步包括接收所述跑道(106)的跑道長(zhǎng)度，并且其中: 確定從所述跑道入口(112)到所述定位器發(fā)射器(104)的距離包括將從所述跑道入口(118)到所述定位器發(fā)射器(104)的距離確定為所述跑道長(zhǎng)度；并且 計(jì)算從所述飛機(jī)(102)到所述定位器發(fā)射器(104)的距離包括通過將從所述跑道入口(112)到所述定位器發(fā)射器(104)的距離添加到從飛機(jī)到所述跑道入口(112)的所述距離的投影的沿跑道分量中而計(jì)算從所述飛機(jī)(102)到所述定位器發(fā)射器(104)的所述距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述跑道長(zhǎng)度包括: 不是所述跑道(106)的實(shí)際跑道長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)跑道長(zhǎng)度；或所述跑道(106)的實(shí)際跑道長(zhǎng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中計(jì)算從所述飛機(jī)(102)到所述定位器發(fā)射器(104)的所述距離根據(jù)下列公式執(zhí)行:dist_to_loc=dist_to_rwy_thd*cos (brg_to_thd-rwy_azmth) +dist_from_rwy_thd_to_loc,其中 dist_to_loc 是在沿跑道軸線中的從飛機(jī)(102)到所述定位器發(fā)射器(104)的所述距離，dist_to_rwy_thd是從飛機(jī)(102)到所述跑道入口(112)的所述距離，brg_to_thd是到所述跑道入口(112)的方位,rwy_azmth是所述跑道方位角(118),而 dist_from_rwy_thd_to_loc 是所述跑道長(zhǎng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括接收所述定位器發(fā)射器(104)的地理位置，并且其中: 確定從所述跑道入口(112)到所述定位器發(fā)射器(104)的所述距離包括計(jì)算從所述跑道入口(112)到所述定位器發(fā)射器(104)的所述地理位置的距離；并且 計(jì)算從飛機(jī)(102)到所述定位器發(fā)射器(104)的距離包括通過將從所述跑道入口(112)到所述定位器發(fā)射器(104)的距離添加到從所述飛機(jī)(102)到所述跑道入口(112)的所述距離的投影的沿跑道分量中而計(jì)算從飛機(jī)(102)到所述定位器發(fā)射器(104)的所述距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中計(jì)算從所述飛機(jī)到所述定位器發(fā)射器(104)的所述距離根據(jù)下列公式執(zhí)行:dist_to_loc=dist_to_rwy_thd*cos (brg_to_thd-rwy_azmth) +dist_from_rwy_thd_to_loc,其中dist_to_loc是在沿跑道軸線中的從飛機(jī)到所述定位器發(fā)射器(104)的距離，dist_to_rwy_thd是從飛機(jī)(102)到所述跑道入口(112)的距離，brg_to_thd是到跑道入口( 112)的方位角，rwy_azmth是所述跑道方位角(118),而dist_from_rwy_thd_to_loc是從所述跑道入口(112)到所述定位器發(fā)射器(104)的距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其中將所述定位器線性偏差提供到所述指導(dǎo)系統(tǒng)包括將所述定位器線性偏差提供到飛機(jī)(102)的自動(dòng)駕駛儀系統(tǒng)，所述自動(dòng)駕駛儀系統(tǒng)被配置為在所述最終接近期間控制飛機(jī)(102)以捕捉所述定位器發(fā)射器(104)的定位器零位；并且進(jìn)一步包含: 經(jīng)由所述自動(dòng)駕駛儀系統(tǒng)在所述最終接近期間控制所述飛機(jī)(102)以捕捉所述定位器發(fā)射器(104)的所述定位器零位。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其中將所述定位器線性偏差提供到所述指導(dǎo)系統(tǒng)包括將所述定位器線性偏差提供到飛機(jī)(102)的飛行指揮儀系統(tǒng)，所述飛機(jī)(102)的飛行指揮儀系統(tǒng)被配置為在所述最終接近期間提供控制指令給飛機(jī)(102)的飛行員以幫助捕捉所述定位器發(fā)射器(104)的定位器零位(108);并且進(jìn)一步包括: 在所述最終接近期間經(jīng)由所述飛行指揮儀系統(tǒng)將所述控制指令提供給所述飛機(jī)(102)的飛行員以幫助捕捉所述定位器發(fā)射器(104)的所述定位器零位(108)。
9.一種用于在朝向跑道的最終接近期間指導(dǎo)飛機(jī)(102)的飛機(jī)(102)的航空電子系統(tǒng)，所述航空電子系統(tǒng)包括: 儀表著陸系統(tǒng)傳感器，其配置為在飛機(jī)(102)朝向所述跑道的所述最終接近期間接收來(lái)自定位器發(fā)射器(104)的指導(dǎo)信號(hào)； 導(dǎo)航系統(tǒng)(208)，其包括: 配置為獲取飛機(jī)(102)的地理位置的位置組件， 配置為存儲(chǔ)所述跑道(106)的跑道入口(112)的地理位置、跑道(106)的跑道入口(112)的地理位置以及跑道(106)的跑道方位角(118)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)，以及 飛行管理功能塊(212)，其被配置為 自所述導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)接收飛機(jī)(102)的所述地理位置、所述跑道的跑道入口(112)的所述地理位置以及所述跑道的所述跑道方位角(118)， 使用飛機(jī)的所述地理位置和所述跑道入口( 112)的所述地理位置來(lái)計(jì)算從飛機(jī)到所述跑道入口(112)的距離， 使用飛機(jī)的所述地理位置和所述跑道入口( 112)的所述地理位置計(jì)算到所述跑道入口(112)的方位， 使用所述跑道(106)的所述跑道方位角(118)將從飛機(jī)到所述跑道入口(112)的所述距離投影為沿跑道分量和跨跑道分量， 確定從所述跑道入口(112)到定位器發(fā)射器的距離，使用從所述跑道入口到所述定位器發(fā)射器(104)的所述距離來(lái)計(jì)算從飛機(jī)(102)到所述定位器發(fā)射器(104)的距離，并且 將從飛機(jī)(102)到所述定位器發(fā)射器(104)的所述距離提供到偏差計(jì)算器(206);并且 所述偏差計(jì)算器(206)被配置為 部分地使用從飛機(jī)(102)到所述定位器發(fā)射器(104)的所述距離來(lái)將定位器角偏差轉(zhuǎn)換為定位器線性偏差，并且 將所述定位器線性偏差提供到指導(dǎo)系統(tǒng)以在朝向所述跑道(106)的所述最終接近期間指導(dǎo)飛機(jī)(102)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的航空電子系統(tǒng)，其中所述導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)一步配置為存儲(chǔ)所述跑道(106)的跑道長(zhǎng)度，并且所述飛行管理功能塊(212)進(jìn)一步配置為自所述導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)接收所述跑道長(zhǎng)度；并且其中: 所述飛行管理功能塊(212)在被配置為確定從所述跑道入口(112)到所述定位器發(fā)射器(104)的所述距離時(shí)，被配置為將從所述跑道入口( 112)到所述定位器發(fā)射器(104)的所述距離確定為所述跑道長(zhǎng)度；并且 所述飛行管理功能塊(212)在被配置為計(jì)算從所述飛機(jī)(102)到所述定位器發(fā)射器(104)的所述距離時(shí)，被配置為通過將從所述跑道入口( 112)到所述定位器發(fā)射器(104)的距離添加到從所述飛機(jī)到所述跑道入口(112)的距離的投影的所述沿跑道分量中而計(jì)算從所述飛機(jī)到所述定位器發(fā)射器(104)的距離。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的航空電子系統(tǒng)，其中所述跑道長(zhǎng)度包括: 不是所述跑道的實(shí)際跑道長(zhǎng) 度的標(biāo)準(zhǔn)跑道長(zhǎng)度；或 所述跑道的實(shí)際跑道長(zhǎng)度。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或11所述的航空電子系統(tǒng)，其中所述飛行管理功能塊(212)在被配置為計(jì)算從所述飛機(jī)到所述定位器發(fā)射器(104)的距離時(shí)，被配置為根據(jù)下列公式計(jì)算從所述飛機(jī)到所述定位器發(fā)射器(104)的距離:dist_to_loc=dist_to_rwy_thd*cos (brg_to_thd-rwy_azmth) +dist_from_rwy_thd_to_loc,其中 dist_to_loc 是在沿跑道軸線中的從所述飛機(jī)(102)到所述定位器發(fā)射器(104)的距離，dist_to_rwy_thd是從所述飛機(jī)到所述跑道入口(112)的距離，brg_to_thd是到所述跑道入口(112)的方位,rwy_azmth是所述跑道方位角(118),而dist_from_rwy_thd_to_loc是所述跑道長(zhǎng)度。
13.根據(jù)權(quán)利要求9-12中任一項(xiàng)所述的航空電子系統(tǒng)，其中所述導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)一步配置為存儲(chǔ)所述定位器發(fā)射器(104)的地理位置，并且所述飛行管理功能塊(212)進(jìn)一步配置為從所述導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)接收所述定位器發(fā)射器(104)的所述地理位置；并且其中: 所述飛行管理功能塊(212)在被配置為確定從所述跑道入口(112)到所述定位器發(fā)射器(104)的所述距離時(shí)，被配置為計(jì)算從所述跑道入口( 112)到所述定位器發(fā)射器(104)的所述地理位置的距離；并且 所述飛行管理功能塊(212)在被配置為計(jì)算從飛機(jī)(102)到所述定位器發(fā)射器(104)的距離時(shí)，被配置為通過將從所述跑道入口(112)到所述定位器發(fā)射器(104)的距離添加到從所述飛機(jī)到所述跑道入口(112)的距離的投影的所述沿跑道分量中而計(jì)算從飛機(jī)(102)到所述定位器發(fā)射器(104)的距離。
14.根據(jù)任何權(quán)利要求9或11所述的航空電子系統(tǒng)，其中所述飛行管理功能塊(212)在被配置為計(jì)算從所述飛機(jī)到所述定位器發(fā)射器(104)的距離時(shí)，被配置為根據(jù)下列公式計(jì)算從所述飛機(jī)到所述定位器發(fā)射器(104)的距離:dist_to_loc=dist_to_rwy_thd*cos (brg_to_thd-rwy_azmth)+dist_from_rwy_thd_to_loc,其中 dist_to_loc 是在沿跑道軸線中的從所述飛機(jī)到所述定位器發(fā)射器(104)的距離，dist_to_rwy_thd是從所述飛機(jī)到所述跑道入口(112)的距離，brg_to_thd是到所述跑道入口(112)的方位，rwy_azmth是所述跑道方位角(118),而dist_from_rwy_thd_to_loc是從所述跑道入口(112)至Ij所述定位器發(fā)射器(104)的距離。
15.根據(jù)權(quán)利要求9-14中的任一項(xiàng)所述的航空電子系統(tǒng)，進(jìn)一步包括所述指導(dǎo)系統(tǒng)，所述指導(dǎo)系統(tǒng)包括自動(dòng)駕駛儀系統(tǒng)；并且其中: 所述偏差計(jì)算器(206)在被配置為提供所述線性偏差到所述指導(dǎo)系統(tǒng)時(shí)，被配置為提供所述線性偏差到所述自動(dòng)駕駛儀系統(tǒng)；并且所述自動(dòng)駕駛儀系統(tǒng)被配置為接收來(lái)自所述偏差計(jì)算器的所述定位器線性偏差，并且 在所述最終接近期間控制所述飛機(jī)以捕捉所述定位器發(fā)射器(104)的定位器零位。
【文檔編號(hào)】G01S19/15GK103782248SQ201280043525
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月8日
【發(fā)明者】A·R·胡克斯 申請(qǐng)人:波音公司