在飛行器顯示器上顯示退化入侵者交通數據的系統(tǒng)和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及用于在飛行器中提供用于態(tài)勢感知的顯示的顯示系統(tǒng)和方法，并且更特別地涉及用于在飛行器顯示器上顯示退化入侵者(degraded intruder)交通數據的系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0002]空中旅行已經長期是且繼續(xù)是安全的運輸模式。然而，繼續(xù)花費大量努力來開發(fā)甚至進一步改善飛行器飛行安全的飛行系統(tǒng)和人因工程實踐(human-factorspractices)。這些飛行系統(tǒng)的某些示例包括飛行管理系統(tǒng)、全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)、差分全球定位系統(tǒng)、空中數據計算機、儀表著陸系統(tǒng)、衛(wèi)星著陸系統(tǒng)、交通警告和防撞系統(tǒng)、氣象回避系統(tǒng)、推力管理系統(tǒng)、飛行控制表面系統(tǒng)(flight control surface system)以及飛行控制計算機，僅舉幾個例子。
[0003]盡管良好的飛行系統(tǒng)設計和改善的人因工程實踐，但一直存在對提供進一步的飛行安全改善的期望。目前正在經歷的顯著改善的一個特定方面是在避障領域中。一般地應理解的是改善飛行操作、地面操作以及著陸操作期間的飛行器飛行機組人員態(tài)勢感知將可能地改善飛行機組人員避開障礙物的能力。
[0004]在飛行操作期間，飛行機組人員盡一切努力來一致地勘察飛行器周圍的區(qū)域。然而，諸如機翼和后機身下部(aft lower fuselage)之類的飛行器結構可阻擋空域的大的區(qū)域被看見。此外，駕駛艙工作負荷有時可以可能地使飛行機組人員從視覺掃描轉移注意。為了在擁擠的空中交通和/或低可見度飛行操作期間增強態(tài)勢感知，許多飛行器被裝配交通警告和防撞系統(tǒng)(TCAS)以及自動相關監(jiān)視一廣播系統(tǒng)(ADS—B)。雖然TCAS/ADS-B確實提供了對態(tài)勢感知的顯著改善，但對裝配TCAS的飛行器的飛行員仍有避開另一飛行器的負擔。
[0005]現有TCAS系統(tǒng)記錄由ADS-B應答器接收的來自附近交通飛行器的進來的消息并將這些消息組合成報告。RTCA/D0-242A(最低航空系統(tǒng)性能標準)中的ADS-B規(guī)范描述了估計入侵者交通飛行器的飛行軌跡的被用于監(jiān)視應用的意圖元素(intent elements)。ADS-B命令(mandate)要求飛行器僅廣播狀態(tài)矢量，目標狀態(tài)(TS)意圖廣播是可選的，并且在該命令中不包括軌跡變化(TC)消息。全部三個報告中的元素都被視為意圖數據。
[0006]甚至在2020年之后，當將在大多數飛行器上強制要求ADS-B時，也將存在許多空域用戶，其將是不被裝配，不合作或不參加目標。如果主飛行器(host aircraft)想要在那些區(qū)域中飛行，則其將需要跟蹤并避免那些非ADS-B飛行器的方式。使用RADAR目標數據到機載計算機中的整合和每秒可用的廣播ADS-B信息，任何“數據丟包”(即，未提供ADS-B信息的那些飛行器)將被記錄為本機(ownship)飛行艙板顯示器上的注意項目。
[0007]因此，存在對一種在飛行操作期間改善飛行器飛行機組人員態(tài)勢感知的系統(tǒng)和方法的需要。特別地，存在對一種用于在飛行器顯示器上顯示退化入侵者交通數據的系統(tǒng)和方法的需要。更特別地，存在對一種系統(tǒng)和方法的需要，該系統(tǒng)和方法檢測并警告飛行員關于主飛行器的指定接近范圍內的使其TCAS/ADS-B關鍵/非關鍵意圖數據在指定時間量內被丟棄(drop)的飛行器。本公開至少解決了此需要。

【發(fā)明內容】

[0008]提供了用于在飛行器顯示器上顯示退化入侵者交通數據的系統(tǒng)和方法。在一個實施例中，并且僅作為示例，一種用于提供飛行器顯示器的方法包括步驟:接收飛行器的當前位置和高度的指示、接收用于在飛行器的當前位置的預定范圍內的另一飛行器的空中交通信息、以及確定用于另一飛行器的交通信息的元素是否從接收的空中交通信息缺失。如果元素缺失，則該方法還包括開始計時器以確定該元素缺失的持續(xù)時間(length of time)。此外，該方法包括步驟:在根據計時器已經歷元素缺失的預定時間之后，連同元素缺失的持續(xù)時間一起顯示另一飛行器的指示。
[0009]此外，根據與附圖和前述【背景技術】相結合地進行的后續(xù)詳細描述和所附權利要求，增強的態(tài)勢感知系統(tǒng)和方法的其它期望特征和特性將變得顯而易見。
【附圖說明】
[0010]下面將結合以下繪制圖形來描述本發(fā)明，其中相似的數字表示相似的元件，并且其中:
圖1是根據一個實施例的適合于在飛行器中使用的顯示系統(tǒng)的框圖；
圖2是根據一個實施例的適合于在飛行器中使用且作為圖1中所示的導航系統(tǒng)的一部分而提供的空中交通監(jiān)視系統(tǒng)的框圖；
圖3描述了可由圖1和2的系統(tǒng)實現的采用流程圖形式的示例性過程；以及圖4描述了根據圖1一3中所描述的示例性實施例的顯示退化入侵者交通數據的示例性飛行器顯示器。
【具體實施方式】
[0011]以下詳細描述本質上僅僅是示例性的且并不意圖限制本發(fā)明或本發(fā)明的應用和使用。此外，不存在受到在前面的【背景技術】或以下詳細描述中提出的任何理論束縛的意圖。
[0012]在本文中可在功能和/或邏輯塊部件方面且參考可由各種計算部件或設備執(zhí)行的操作、處理任務以及功能的符號表示來描述技術和技法。應認識到的是可用被配置成執(zhí)行指定功能的任何數目的硬件、軟件和/或固件部件來實現圖中所示的各種塊部件。例如，系統(tǒng)或部件的實施例可采用各種集成電路部件，例如，存儲器元件、數字信號處理元件、邏輯元件、查找表等，其可在一個或多個微處理器或其它控制設備的控制下執(zhí)行多種功能。
[0013]為了簡潔的緣故，可能在本文中未詳細地描述與圖形和圖像處理、導航、飛行計劃、飛行器控制以及系統(tǒng)(和系統(tǒng)的單個操作部件)的其它功能方面有關的常規(guī)技術。此外，包含在本文中的各種圖中所示的連接線意圖表示各種元件之間的示例性功能關系和/或物理耦合。應注意的是在主題的實施例中可存在許多替換或附加功能關系或物理連接。
[0014]在本公開中提供的實施例涉及用于在飛行器上顯示退化入侵者交通數據的系統(tǒng)和方法。如上文最初指出，盡管未來數年在大多數飛行器上要求ADS-B，但將存在許多空域用戶，其將是不被裝配，不合作或不參加目標。使用RADAR目標數據到機載計算機中的未來整合和每秒可用的廣播ADS-B信息，任何所謂的“數據丟包”將被記錄為本機飛行艙板顯示器上的注意項目。目前所述的實施例允許在主飛行器的指定接近范圍內的飛行器的檢測和警告，該飛行器可能由于使它的TCAS/ADS-B斷掉或者其已被故意地關掉而已經使它的TCAS/ADS-B關鍵/非關鍵意圖數據在指定時間量內被丟棄(S卩，缺失或未發(fā)射)。
[0015]RTCA/D0-242A(最低航空系統(tǒng)性能標準)中的ADS-B規(guī)范描述了被用于監(jiān)視應用的各種報告的內容，如狀態(tài)矢量(SV)、目標狀態(tài)(TS)和軌跡改變報告(TC)狀態(tài)。用于ADS-BOut的FAA命令要求飛行器僅廣播狀態(tài)矢量，TS意圖廣播是可選的，并且在該命令中不包括TC消息。狀態(tài)矢量信息每秒被廣播且包括相對于地的高度、飛行器數目、垂直空速、水平、以及垂直速度，其被視為對定位飛行中的目標飛行器的狀態(tài)和方向是關鍵的。
[0016]通過顯示對于特定入侵者飛行器而言特定關鍵/非關鍵意圖數據(其碰巧對該特定飛行階段而言是關鍵的)在其范圍內缺失或“被丟棄”的時間，并且通過轉換關鍵/非關鍵意圖元素數據來確定目標航跡并定義保護區(qū)，本公開保證飛行員所要求的安全以在受控飛行環(huán)境中保持安全的間隔。隨著受控飛行中的未來ADS-B使用，飛行員可以在沒有空中交通管制員的干預的情況下改變其自己的飛行路徑。從主交通計算機接收的時間信息和命令在本機飛行艙板顯示器上的顯示幫助飛行員自主地進行關于保持間隔的決定，而不具有用于保持所要求的間隔的空中交通管制員的指導。
[0017]因此，本公開提供了一種系統(tǒng)，其針對在飛行階段期間被視為關鍵的一個或多個關鍵/非關鍵意圖元素計算所經歷的時間量，并且其具有用于在主飛行器的指定水平和垂直范圍內的入侵者飛行器的在指定時間量內的數據丟包，如由機載TCAS/ADS-B報告的。該計算通過監(jiān)視數據流失(“丟棄”)已開始時的時間信息來執(zhí)行。如果用于目標飛行器的一個或多個關鍵/非關鍵意圖元素的經歷時間達到或接近達到預定時間閾值且具有與主機沖突的可能，則使用時間信息將其向飛行員進行警告，其中，時間顯示給出數據流失已發(fā)生的時間和該流失已達到超過指定時間量的時間的信息。使用顯示具有用于該范圍內的入侵者的時間戳的意圖元素來確定目標航跡并根據具有退化數據的入侵者飛行器定義保護區(qū)，并且將在沒有空中交通管制員的干預的情況下幫助飛行員保持與入侵者飛行器所要求的間隔，其在由機載TCAS/A