用于處理和顯示尾流湍流的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于處理和顯示尾流湍流的系統(tǒng)和方法。一種當(dāng)在仿體的飛行路徑的包絡(luò)內(nèi)時(shí)基于從其它飛行器接收到的飛行器類型和飛行參數(shù)而顯示表示來自另一飛行器的尾流湍流的符號(hào)的系統(tǒng)和方法，該符號(hào)被格式化成指示尾流湍流的部分的嚴(yán)重程度。該格式根據(jù)飛行器的飛行路徑和尾流湍流的衰變速率而被周期性地修改。
【專利說明】用于處理和顯示尾流湍流的系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文所述的示例性實(shí)施例一般地涉及飛行器尾流湍流且更特別地涉及處理和向飛行器的飛行員顯示尾流瑞流(wake turbulence)O

【背景技術(shù)】
[0002]全世界的空中交通計(jì)劃每十至十四年翻倍且國際民航組織(ICAO)預(yù)測(cè)每年百分之五的世界空中旅行增長直至2020年為止。這種增長可引起安全和性能的退化和飛行組員的已經(jīng)高工作負(fù)荷的增加。對(duì)飛行安全的負(fù)面影響中的一個(gè)已經(jīng)是空勤人員設(shè)想(visualize)并避免尾流湍流的能力。在顯示器上用透明(可理解的)表示來處理尾流湍流的能力可以顯著地改善飛行組員的狀況意識(shí)，導(dǎo)致增加的飛行安全和性能。
[0003]知道其它飛行器在其空域中的位置以及任何相關(guān)尾流湍流以確保飛行安全對(duì)于飛行員而言是重要的。此外，飛行員必須解釋所提供的信息，從而在其可以具有許多其它要作出的決定時(shí)占用他的思維過程。
[0004]隨著自動(dòng)相關(guān)監(jiān)控廣播(ADS-B)裝置的可用性的增加，駕駛艙交通信息顯示(⑶TI)顯示器能夠以增加的準(zhǔn)確度示出周圍交通并提供改善的狀況意識(shí)。在ADS-B系統(tǒng)中，飛行器應(yīng)答器接收全球定位系統(tǒng)(GPS)信號(hào)并確定飛行器的精確位置。此位置被與其它數(shù)據(jù)組合并向外廣播到其它飛行器和空中交通管制員。周圍交通的此顯示使飛行員的交通的意識(shí)增加超過由空中交通管制(ATC)所提供的交通的意識(shí)。然而，當(dāng)ADS-B目標(biāo)的數(shù)目變成許多時(shí)，特別是在機(jī)場(chǎng)附近，來自每個(gè)飛行器的尾流湍流的考慮對(duì)于飛行員而言難以設(shè)想。
[0005]因此，期望提供一種用于處理并向飛行器的飛行員顯示尾流湍流的系統(tǒng)和方法。此外，根據(jù)結(jié)合附圖及前述【技術(shù)領(lǐng)域】和背景進(jìn)行的后續(xù)詳細(xì)描述和所附權(quán)利要求，示例性實(shí)施例的其它期望特征和特性將變得顯而易見。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]提供了一種用于處理并向飛行器的飛行員顯示尾流湍流的系統(tǒng)和方法。
[0007]在示例性實(shí)施例中，一種用于顯示飛行器相對(duì)于仿體(ownship)的尾流湍流的系統(tǒng)包括:多個(gè)數(shù)據(jù)源，被配置成確定飛行器的位置、飛行參數(shù)以及類型；以及仿體的位置、飛行參數(shù)以及類型；處理器，被耦合到所述多個(gè)數(shù)據(jù)源，并被配置成確定關(guān)于仿體的飛行路徑的包絡(luò)；在考慮到飛行器的位置、飛行參數(shù)以及類型的情況下的飛行器包絡(luò)內(nèi)的尾流湍流；周期性地尾流湍流的衰變速率；周期性地尾流湍流相對(duì)于衰變速率的嚴(yán)重程度；以及指示該嚴(yán)重程度的格式；以及顯示器，被耦合到所述處理器且被配置成顯示尾流湍流的格式。
[0008]在另一示例性實(shí)施例中，一種用于顯示飛行器相對(duì)于仿體的尾流湍流的系統(tǒng)包括:多個(gè)數(shù)據(jù)源，被配置成確定飛行器的位置、飛行參數(shù)以及類型；以及仿體的位置、飛行參數(shù)以及類型；處理器，被耦合到所述多個(gè)數(shù)據(jù)源，并被配置成確定關(guān)于仿體的飛行路徑的包絡(luò)；在考慮到飛行器的位置、飛行參數(shù)以及類型和仿體的位置和類型的情況下的飛行器包絡(luò)內(nèi)的尾流湍流；用于尾流湍流的符號(hào)，該符號(hào)包括垂直于飛行器的飛行路徑形成的多個(gè)平行線；符號(hào)的線中每個(gè)的尾流湍流的嚴(yán)重程度；以及用于符號(hào)的線中每個(gè)的嚴(yán)重程度的衰變速率；以及顯示器，被耦合到處理器且被配置成顯示尾流湍流的符號(hào)。
[0009]在又一示例性實(shí)施例中，一種用于顯示飛行器的相對(duì)于仿體的尾流湍流的方法包括:確定飛行器的位置、飛行參數(shù)以及類型；確定仿體的位置、飛行參數(shù)以及類型；確定關(guān)于仿體的飛行路徑的有關(guān)包絡(luò)；在考慮到飛行器的位置、飛行參數(shù)以及類型的情況下確定飛行器包絡(luò)內(nèi)的尾流湍流；周期性地確定尾流湍流的衰變速率；周期性地確定尾流湍流相對(duì)于衰變速率的嚴(yán)重程度；確定指示該嚴(yán)重程度的格式；以及顯示尾流湍流的格式。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]下面將結(jié)合以下繪制圖形來描述本發(fā)明，其中，相似的數(shù)字表示相似的元件(element),并且
圖1是根據(jù)本文所述示例性實(shí)施例的適合于在飛行器中使用的已知顯示系統(tǒng)的框圖； 圖2是根據(jù)示例性實(shí)施例的可在圖1的飛行顯示系統(tǒng)上呈遞的示例性圖像；
圖3是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的可在圖1的飛行顯示系統(tǒng)上呈遞的示例性圖像；
圖4是根據(jù)又一示例性實(shí)施例的可在圖1的飛行顯示系統(tǒng)上呈遞的示例性圖像；以及圖5是根據(jù)示例性實(shí)施例的適合于供圖1的顯示系統(tǒng)使用的示例性方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]以下詳細(xì)描述本質(zhì)上僅僅是說明性的且并不意圖限制主題的實(shí)施例或此類實(shí)施例的應(yīng)用和使用。在本文中被描述為示例性的任何實(shí)施方式不一定要被解釋為相比于其它實(shí)施方式是優(yōu)選或有利的。此外，并不意圖束縛于在先前的【技術(shù)領(lǐng)域】、背景、
【發(fā)明內(nèi)容】
或以下詳細(xì)描述中提出的明示或默示理論。
[0012]雖然本文所述的示例性實(shí)施例提及顯示關(guān)于飛行器的信息，但本發(fā)明還可應(yīng)用于其它交通工具顯示系統(tǒng)，諸如遠(yuǎn)洋輪中的顯示器和由廠區(qū)外(off-site)管理員(例如ATC和用于靶標(biāo)的地面管理員)所使用的顯示器。
[0013]本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到可將結(jié)合本文公開實(shí)施例所述的各種說明性邏輯塊、模塊、電路、以及算法步驟實(shí)施為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件、或兩者的組合。上文就功能性和/或邏輯塊部件(或模塊)和各種處理步驟描述了實(shí)施例和實(shí)施方式中的某些。然而，應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是可用被配置成執(zhí)行指定功能的任何數(shù)目的硬件、軟件和/或固件部件來實(shí)現(xiàn)此類塊部件(或模塊)。為了清楚地舉例說明硬件和軟件的此可互換性，大體上就其功能描述了各種說明性部件、塊、模塊、電路、以及步驟。此類功能被實(shí)施為硬件還是軟件取決于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)強(qiáng)加的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束。技術(shù)人員可針對(duì)每個(gè)特定應(yīng)用以變化的方式實(shí)施所述功能，但是不應(yīng)將此類實(shí)施方式?jīng)Q定解釋為引起從本發(fā)明的范圍的脫離。例如，系統(tǒng)或部件的實(shí)施例可采用各種集成電路部件，例如存儲(chǔ)器元件、數(shù)字信號(hào)處理元件、邏輯元件、查找表等，其可在一個(gè)或多個(gè)微處理器或其它控制設(shè)備的控制下執(zhí)行各種功能。另外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到本文所述的實(shí)施例僅僅是示例性實(shí)施方式。
[0014]結(jié)合本文公開的實(shí)施例所述的方法或算法的步驟可直接地用硬件、用由處理器執(zhí)行的軟件模塊或用兩者的組合來具體實(shí)施。軟件模塊可駐留于RAM存儲(chǔ)器、閃速存儲(chǔ)器、ROM存儲(chǔ)器、EPROM存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器、寄存器、硬盤、可移動(dòng)磁盤、CD-ROM或任何其它形式的本領(lǐng)域中已知的存儲(chǔ)介質(zhì)中。示例性存儲(chǔ)介質(zhì)被耦合到處理器，此類處理器能夠從存儲(chǔ)介質(zhì)讀取信息并向存儲(chǔ)介質(zhì)寫入信息。作為替換，存儲(chǔ)介質(zhì)可對(duì)處理器是不可缺的。處理器和存儲(chǔ)介質(zhì)可駐留于ASIC中。ASIC可駐留于用戶終端中。作為替代，處理器和存儲(chǔ)介質(zhì)可作為分立部件駐留于用戶終端中。上面設(shè)備中的任何一個(gè)是計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的示例性、非限制性示例。
[0015]在本文中，可單獨(dú)地使用諸如第一和第二等關(guān)系術(shù)語來將一個(gè)實(shí)體或動(dòng)作與另一實(shí)體或動(dòng)作區(qū)別開而不一定要求或暗指此類實(shí)體或動(dòng)作之間的任何實(shí)際的此類關(guān)系或順序。諸如“第一”、“第二”、“第三”等數(shù)字序數(shù)僅表示多個(gè)中的不同個(gè)體，并且并不暗示任何順序或序列，除非由權(quán)利要求語言具體地定義。權(quán)利要求中的任何一個(gè)的文本序列并不暗指必須根據(jù)此類序列按照時(shí)間或邏輯順序來執(zhí)行過程步驟，除非由權(quán)利要求的語言對(duì)其進(jìn)行具體定義。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可按照任何順序來交換該過程步驟，只要此類交換并不與權(quán)利要求語言相矛盾且不是在邏輯上無意義的即可。
[0016]為了簡(jiǎn)潔的緣故，在本文中可能并未詳細(xì)地描述與圖形和圖像處理、導(dǎo)航、飛行計(jì)劃、飛行器控制、飛行器數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)以及某些系統(tǒng)和子系統(tǒng)(及其單個(gè)操作部件)的其它功能方面有關(guān)的常規(guī)技術(shù)。此外，在本文中包含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(guān)系和/或物理耦合。應(yīng)注意的是在主題的實(shí)施例中可存在許多替換或附加功能關(guān)系或物理連接。
[0017]以下描述提及被“耦合”在一起的元件或節(jié)點(diǎn)或特征。除非另外明確地說明，如本文所使用的“耦合”意指一個(gè)元件/節(jié)點(diǎn)/特征被直接地或間接地接合到另一元件/節(jié)點(diǎn)/特征(或者直接地或間接地與之通信)，并且不一定是機(jī)械地。因此，雖然圖形可描述元件的一個(gè)示例性布置，但在所描述主題的實(shí)施例中可存在附加中間元件、設(shè)備、特征或部件。另夕卜，還可僅僅出于參考的目的在以下描述中使用某術(shù)語，并且因此其并不意圖是限制性的。
[0018]本文所討論的技術(shù)和概念涉及適于在與飛行器相關(guān)聯(lián)的顯示設(shè)備上指示對(duì)于飛行器操作而言是重要的尾流湍流的飛行系統(tǒng)。本文所述的映射方法可供各種飛行器，諸如飛機(jī)和直升機(jī)使用。航空環(huán)境在本文中被描述為示例性實(shí)施例且可包括從點(diǎn)至點(diǎn)的導(dǎo)航或在機(jī)場(chǎng)處的進(jìn)近(approach)和著陸?？蓪⒏鞣N類型的地圖用于在側(cè)視圖上顯示，例如道路地圖、地形地圖、航空地圖以及地貌地圖。
[0019]某些應(yīng)用可要求超過一個(gè)監(jiān)視器、例如俯視顯示屏來完成任務(wù)。這些監(jiān)視器可包括二維移動(dòng)地圖顯示器。移動(dòng)地圖顯示器可包括飛行器、飛行計(jì)劃以及周圍環(huán)境的自頂向下視圖。利用各種符號(hào)來表示導(dǎo)航提示，例如航線點(diǎn)符號(hào)、將航線點(diǎn)符號(hào)互連的線段、距離環(huán)，以及附近環(huán)境特征，例如地形、天氣條件以及政治疆界。
[0020]對(duì)下文所述那些的本發(fā)明的替換實(shí)施例可利用可用的任何導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)，例如基于地面的導(dǎo)航系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)(GPS)導(dǎo)航輔助設(shè)備、飛行管理系統(tǒng)以及慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。[0021 ] 可例如根據(jù)GPS且對(duì)于其它飛行器而言根據(jù)ADS-B來確定仿體的所顯示第一符號(hào)的位置，包括緯度/經(jīng)度和高度。ADS-B通過使得飛行器實(shí)時(shí)地對(duì)ATC和對(duì)具有每秒發(fā)射的位置和速度數(shù)據(jù)的其它適當(dāng)裝備的ADS-B飛行器可見來增強(qiáng)安全。該系統(tǒng)依賴于兩個(gè)航空電子部件:高完整性(high-1ntegrity)導(dǎo)航源和用于ADS-B的數(shù)據(jù)鏈路。存在幾個(gè)類型的已證明ADS-B數(shù)據(jù)鏈路，但是最常見的一些在1090 MHz下或在978 MHz (僅USA)下操作。
[0022]通過使用ADS-B信息，準(zhǔn)確地跟蹤其它飛行器(交通)位置是可能的。用此信息和飛行器類型，跟蹤留在交通后面的潛在尾流湍流是可能的，因?yàn)槠渖婕胺麦w。尾流湍流嚴(yán)重程度取決于其它交通類型、仿體類型、風(fēng)、大氣湍流、速度以及在三維空間中的相對(duì)位置。通過獨(dú)立地跟蹤尾流的每個(gè)段，使用仿體數(shù)據(jù)使尾流“老化”并將該尾流段顯示為針對(duì)尾流的相對(duì)嚴(yán)重程度而著色的單個(gè)線是可能的。例如，紅線將是嚴(yán)重的，黃色是中度的且綠色是輕微的。這些并不是單獨(dú)地基于時(shí)間，而是基于如下面將描述的衰變因數(shù)。
[0023]數(shù)組(array)存儲(chǔ)尾流段。每個(gè)尾流段將至少包含當(dāng)前位置(緯度、經(jīng)度以及高度)、取向(生成時(shí)的交通的航向)、目標(biāo)高度(飄降(drift down)是生成高度的函數(shù))、以及當(dāng)前嚴(yán)重程度指數(shù)。
[0024]仿體系統(tǒng)定義用于嚴(yán)重程度水平的系數(shù)。嚴(yán)重程度的每個(gè)水平(例如，嚴(yán)重、中度、輕微)將由例如不同的色彩和/或線權(quán)重和樣式而限定。
[0025]尾流湍流嚴(yán)重程度取決于仿體類型；交通類型、速度、以及在三維空間中的相對(duì)位置；以及包括風(fēng)和大氣湍流的環(huán)境因素。在例如I秒的每個(gè)時(shí)間間隔，針對(duì)所有相關(guān)飛行器對(duì)尾流段進(jìn)行采樣。相關(guān)性是基于在橫向和垂直方向兩者上與仿體的距離。在每個(gè)后續(xù)間隔上，尾流湍流的所有被跟蹤段都“老化”。這包括用于風(fēng)速和方向(能夠根據(jù)仿體或其它飛行器周圍的風(fēng)來確定)的調(diào)整及嚴(yán)重程度的衰變。衰變因數(shù)是仿體處的感測(cè)湍流的函數(shù)。例如，衰變因數(shù)可以從0.9 (平靜)變至0.2 (狂暴)。這有效地降低了每個(gè)時(shí)間間隔的嚴(yán)重程度。如果段的嚴(yán)重程度下降至最低極限以下，則其將從跟蹤文件落下。
[0026]尾流段當(dāng)在由其相對(duì)于仿體路徑和高度的位置確定的包絡(luò)內(nèi)時(shí)被顯示。通常，包絡(luò)將包括相對(duì)高度(+3000/-1000)和距離(在40nm內(nèi)的當(dāng)前跟蹤的+/_90度)或在Inm內(nèi)。然后以相反的嚴(yán)重程度順序繪制在包絡(luò)中的段以便確保具有嚴(yán)重(紅色)的重疊段在任何中度的(黃色)上面，其又在任何輕微的(綠色)上面。
[0027]感測(cè)湍流將涉及到使用高通濾波器，優(yōu)選地在加速度的全部三個(gè)軸上。所得到的加速度速率將被濾波以觀察將指示整個(gè)氣團(tuán)的更長期的湍流。持續(xù)加速度最有可能是由飛行器引起的，而突然變化是湍流。對(duì)這些突然變化進(jìn)行濾波并確定量值。加速度速率的量值的趨勢(shì)識(shí)別持續(xù)湍流。
[0028]參考圖1，描繪了示例性飛行甲板顯示系統(tǒng)100且將針對(duì)向飛行器內(nèi)的飛行員顯示尾流湍流來描述。系統(tǒng)100包括用戶接口 102、處理器104、各種可選傳感器112、用于與數(shù)據(jù)鏈路120通信的各種外部數(shù)據(jù)源114、以及顯示設(shè)備116。在某些實(shí)施例中，可將用戶接口 102和顯示設(shè)備116在同一設(shè)備(例如觸控板)中組合。用戶接口 102與處理器104進(jìn)行可操作通信并被配置成從用戶109 (例如飛行員)接收輸入且響應(yīng)于該用戶輸入而向處理器104供應(yīng)命令信號(hào)。用戶接口 102可以是各種已知用戶接口設(shè)備中的任何一個(gè)或組合，包括但不限于光標(biāo)控制設(shè)備(未示出)，諸如鼠標(biāo)、軌跡球或操縱桿和/或鍵盤、一個(gè)或多個(gè)按鈕、開關(guān)或旋鈕。
[0029]處理器104可以是許多已知通用微處理器或?qū)Ｓ锰幚砥髦械娜魏我粋€(gè)，其響應(yīng)于程序指令而操作。在所描述實(shí)施例中，處理器104包括機(jī)載RAM (隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)103、以及機(jī)載ROM(只讀存儲(chǔ)器)105。可將控制處理器104的程序指令存儲(chǔ)在RAM 103和ROM 105中的一個(gè)或兩者中。例如，可將操作系統(tǒng)軟件存儲(chǔ)在ROM 105中，而各種操作模式軟件例程和各種操作參數(shù)可存儲(chǔ)在RAM 103中。將認(rèn)識(shí)到的是這僅僅是用于存儲(chǔ)操作系統(tǒng)軟件和軟件例程的一個(gè)方案的示例，并且可實(shí)施各種其它存儲(chǔ)方案。還將認(rèn)識(shí)到可使用各種其它電路、而不僅僅是可編程處理器來實(shí)施處理器104。例如，還可以使用數(shù)字邏輯電路和模擬信號(hào)處理電路。
[0030]無論具體地如何實(shí)施處理器104，其與顯示設(shè)備116進(jìn)行可操作通信，并被耦合以從各種傳感器112接收各種類型的慣性數(shù)據(jù)以及從外部數(shù)據(jù)源114接收各種其它航空電子相關(guān)數(shù)據(jù)。處理器104被配置成響應(yīng)于慣性數(shù)據(jù)和航空電子相關(guān)數(shù)據(jù)，并向顯示設(shè)備116供應(yīng)適當(dāng)?shù)娘@示命令。顯示設(shè)備116響應(yīng)于來自處理器104的顯示命令而選擇性地呈遞各種類型的文本、圖形和/或圖標(biāo)信息。下面將進(jìn)一步更詳細(xì)地描述其中由顯示設(shè)備116呈遞文本、圖形和/或圖標(biāo)信息的優(yōu)選方式。然而，在這樣做之前，將至少在所描述實(shí)施例中提供傳感器112以及外部數(shù)據(jù)源114的簡(jiǎn)要描述。
[0031]可使用現(xiàn)在已知或?qū)黹_發(fā)的用于供應(yīng)各種類型的慣性數(shù)據(jù)的各種類型的慣性傳感器、系統(tǒng)和或子系統(tǒng)來實(shí)施傳感器112。該慣性數(shù)據(jù)也可改變，但是優(yōu)選地包括表示飛行器狀態(tài)的數(shù)據(jù)，諸如，例如飛行器速度、航向、高速以及姿態(tài)。外部數(shù)據(jù)源114的數(shù)目和類型也可改變。例如，外部系統(tǒng)(或子系統(tǒng))可包括例如交通和防沖突系統(tǒng)(TCAS)和導(dǎo)航計(jì)算機(jī)。然而，為了便于描述和舉例說明，在圖1中僅描述了機(jī)載數(shù)據(jù)鏈路單元119和GPS接收機(jī)122，并且現(xiàn)在將對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)要的描述。
[0032]GPS接收機(jī)122是多信道接收機(jī)，其中每個(gè)信道被調(diào)諧成接收由沿地球軌道飛行的GPS衛(wèi)星(未示出)的星座發(fā)射的GPS廣播信號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)。每個(gè)GPS衛(wèi)星每天環(huán)繞地球兩次，并且將軌道布置成使得至少四個(gè)衛(wèi)星始終在來自地球上的幾乎任何地方的視線內(nèi)。GPS接收機(jī)122在從GPS衛(wèi)星中的至少三個(gè)以及優(yōu)選地四個(gè)或更多個(gè)接收到GPS廣播信號(hào)時(shí)確定GPS接收機(jī)122與GPS衛(wèi)星之間的距離和GPS衛(wèi)星的位置。基于這些確定，GPS接收機(jī)122使用稱為三角測(cè)量的技術(shù)來確定例如飛行器位置、地面速度以及地面軌跡角。
[0033]如上所述，顯示設(shè)備116響應(yīng)于從處理器104供應(yīng)的顯示命令而選擇性地呈遞各種文本、圖形和/或圖標(biāo)信息，并從而向用戶109供應(yīng)視覺反饋。將認(rèn)識(shí)到的是可使用適合于以用戶109可觀看的格式來呈遞文本、圖形、和/或圖標(biāo)信息的許多已知顯示設(shè)備中的任何一個(gè)來實(shí)施顯示設(shè)備116。此類顯示設(shè)備的非限制性示例包括各種陰極射線管(CRT)顯示器以及各種平板顯示器，諸如各種類型的LCD (液晶顯示器)和TFT (薄膜晶體管)顯示器。另外可將顯示設(shè)備116實(shí)施為面板安裝顯示器、HUD (平視顯示器)投影或許多已知技術(shù)中的任何一個(gè)。另外應(yīng)注意的是可將顯示設(shè)備116配置為許多類型的飛行器飛行甲板顯示器中的任何一個(gè)。例如，僅舉幾個(gè)例子，可將其配置為多功能顯示器、水平情形指示器、或垂直情形指示器。然而，在所述實(shí)施例中，顯示設(shè)備116被配置為水平情形指示器。
[0034]在操作中，顯示系統(tǒng)100還被配置成處理用于仿體的當(dāng)前飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)。在這方面，飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)的源生成、測(cè)量和/或提供與仿體的操作狀態(tài)、仿體在其中操作的環(huán)境、飛行參數(shù)等有關(guān)的不同類型的數(shù)據(jù)。在實(shí)踐中，可使用線路可替換單元(LRU)、換能器、加速度計(jì)、儀表、傳感器及其它眾所周知的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)源。由飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)源提供的數(shù)據(jù)可以在沒有限制的情況下包括:空速數(shù)據(jù)；地速數(shù)據(jù)；高度數(shù)據(jù)；姿態(tài)數(shù)據(jù)，包括俯仰數(shù)據(jù)和滾動(dòng)數(shù)據(jù)；偏航數(shù)據(jù)；地理位置數(shù)據(jù)，諸如GPS數(shù)據(jù)；時(shí)間/日期信息；航向信息；天氣信息；飛行路徑數(shù)據(jù)；軌跡數(shù)據(jù)；雷達(dá)高度數(shù)據(jù)；幾何高度數(shù)據(jù)；風(fēng)速數(shù)據(jù)；風(fēng)向數(shù)據(jù)；等。顯示系統(tǒng)100被適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)以在本文中更詳細(xì)地描述的方式來處理從飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)源獲得的數(shù)據(jù)。
[0035]在示例性實(shí)施例中，數(shù)據(jù)鏈路單元119被適當(dāng)?shù)嘏渲贸芍С址麦w與一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程系統(tǒng)(例如數(shù)據(jù)鏈路120)之間的數(shù)據(jù)通信。更具體地，數(shù)據(jù)鏈路單元119用來接收在仿體附近的其它飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)。在特定實(shí)施例中，將數(shù)據(jù)鏈路單元119實(shí)施為從除仿體之外的飛行器接收飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)的飛行器到飛行器(aircraft to aircraft)數(shù)據(jù)通信模塊。接收到的數(shù)據(jù)的示例包括例如天氣信息、交通信息、其它飛行器的類型，例如其它飛行器的尺寸，諸如“重型”、其它飛行器的三維行進(jìn)方向、以及諸如空速之類的飛行參數(shù)?？舍槍?duì)與ADS-B技術(shù)、與TCAS技術(shù)、和/或與類似技術(shù)的兼容性來配置數(shù)據(jù)鏈路單元119。
[0036]應(yīng)理解的是圖1是用于解釋和便于描述的目的的顯示系統(tǒng)100的簡(jiǎn)化表示，并且圖1并不意圖以任何方式限制主題的應(yīng)用或范圍。在實(shí)踐中，顯示系統(tǒng)100將包括用于提供附加功能和特征的許多其它設(shè)備和部件，如在本領(lǐng)域中將認(rèn)識(shí)到的。
[0037]參考圖2，顯示器116包括其中可同時(shí)地顯示多個(gè)圖形圖像的顯示區(qū)域200，例如航向指示器203。雖然描述了自頂向下視圖，但應(yīng)理解的是根據(jù)示例性實(shí)施例可以描述垂直或透視視圖。通常以圖形或數(shù)字格式來提供附加信息(未示出)。顯示區(qū)域200還可包括導(dǎo)航輔助設(shè)備，諸如導(dǎo)航參考和各種地圖特征(未示出)，包括但不限于地形、政治疆界以及末端和專用空域區(qū)域，其為了明了起見而在圖2中未示出。符號(hào)202被顯示為包含飛行甲板顯示系統(tǒng)100的仿體。可例如根據(jù)GPS來確定仿體的符號(hào)202的位置。
[0038]針對(duì)仿體且當(dāng)針對(duì)發(fā)射飛行器相關(guān)參數(shù)的其它飛行器204、206、208(諸如在ADS-B系統(tǒng)內(nèi))接收、直接地從飛行器204、206、208或諸如地面站或衛(wèi)星之類的遠(yuǎn)端源(未示出)發(fā)射時(shí)處理數(shù)據(jù)。對(duì)于圖2的此第一示例性實(shí)施例而言，數(shù)據(jù)包括飛行參數(shù)，其包括位置數(shù)據(jù)(位置和方向)、速度以及飛行器類型。在顯示區(qū)域200上在由位置數(shù)據(jù)確定的位置中顯示表示每個(gè)飛行器204、206、208的圖像。例如可以分別地鄰近于飛行器的圖像204、206、208而為飛行器204、206、208提供標(biāo)識(shí)號(hào)(未示出)的顯示。
[0039]所顯示的尾流湍流可局限于預(yù)定義區(qū)域或包絡(luò)，諸如在與飛行路徑的指定距離內(nèi)。該包絡(luò)可包括例如仿體周圍的2nm、向前至20nm的軌跡的加/減90度。另一示例包括在仿體飛行路徑前面40nm和到側(cè)面Inm的水平距離以及例如在仿體飛行路徑以上3000英尺和以下1000英尺的高度。
[0040]分別地，每個(gè)飛行器204、206、208的尾流湍流205、207、209被顯示為在期望包絡(luò)內(nèi)，并且是在生成的時(shí)間下垂直于其相應(yīng)的飛行器的飛行方向而形成的多個(gè)平行間隔線。表示尾流湍流205、207、209的線段與其相應(yīng)的飛行器204、206、208間隔越遠(yuǎn)，其通常將加寬，因?yàn)槟鞘俏擦魍牧鞯男再|(zhì)一其隨著其老化而隨著時(shí)間和距離“散開”。生成飛行器的位置在尾流段的生成之后是無關(guān)的。另外，尾流湍流205、207、209的線段例如被按包括厚度、類型(虛線、實(shí)線)的線樣式而格式化，但是優(yōu)選地是彩色的，以表示尾流湍流205、207、209的嚴(yán)重程度(量值)。更接近于飛行器204、206、208的較強(qiáng)尾流湍流205、207、209可以被著色為紅色，例如以指示嚴(yán)重湍流，而較老的尾流段可以被著色為黃色，例如以指示中度湍流，并且最老的尾流段可以被著色為綠色，例如以指示輕度湍流。例如，尾流湍流205包含嚴(yán)重湍流211、中度湍流212、以及輕度湍流213，其在本示例中被用于嚴(yán)重湍流211的實(shí)心矩形、用于中度湍流212的空心矩形、以及用于輕度湍流213的線來如此指示。請(qǐng)注意，尾流湍流205、207、209主要在飛行器204、206、208后面筆直地對(duì)準(zhǔn)，因?yàn)轱L(fēng)僅僅為15節(jié)(如在顯示器的左上部分中所指示的)。
[0041]在本描述的過程期間，可根據(jù)圖示出各種示例性實(shí)施例的不同圖而使用相似的數(shù)字來識(shí)別相似的元件。
[0042]參考圖3，飛行器308不具有尾流湍流且飛行器304正在產(chǎn)生尾流湍流305。注意尾流湍流305不直接地在飛行器的行進(jìn)線后面的程度。此偏移是由于“推動(dòng)”尾流湍流遠(yuǎn)離飛行器飛行路徑的強(qiáng)95節(jié)風(fēng)而引起的。
[0043]在圖4中，分別地，將每個(gè)飛行器404、406、408的尾流湍流405、407、409顯示為在期望包絡(luò)內(nèi)，并且是垂直于其相應(yīng)的飛行器的飛行方向而形成的多個(gè)平行間隔線。正在由類似于圖3橫風(fēng)的95節(jié)的強(qiáng)橫風(fēng)從飛行器404的飛行路徑吹動(dòng)尾流湍流405。尾流湍流409是曲線的，指示飛行器408已轉(zhuǎn)彎或改變其航向。并且來自飛行器406的尾流湍流407是短的，指示尾流湍流已經(jīng)最近僅出現(xiàn)在該包絡(luò)內(nèi)，或者可能不是非常強(qiáng)的。
[0044]每個(gè)顯示的尾流湍流段的格式由算法定義。該格式可包括不同的顯示尺寸、色彩或圖像。例如，最嚴(yán)重的尾流湍流可以是第一顏色的，中度尾流湍流可以是第二顏色的，而輕微尾流湍流可以是第三顏色的。
[0045]圖5是圖示出適合于與飛行甲板顯示系統(tǒng)100 —起使用的方法500的示例性實(shí)施例的流程圖。方法500表示用于在仿體的機(jī)載顯示器上顯示飛行器進(jìn)近或離開的方法的一個(gè)實(shí)施方式。結(jié)合方法500所執(zhí)行的各種任務(wù)可用軟件、硬件、固件或其任何組合來執(zhí)行。出于說明性目的，方法500的以下描述可參考上面結(jié)合先前的圖所提到的元件。在實(shí)踐中，可由所述系統(tǒng)的不同元件來執(zhí)行方法500的部分，例如處理器、顯示元件、或數(shù)據(jù)通信部件。應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是方法500可包括任何數(shù)目的附加或替換任務(wù)，圖5中所示的任務(wù)不需要按照所示順序來執(zhí)行，并且可將方法500結(jié)合到具有在本文中未詳細(xì)描述的附加功能的更全面的程序或方法中。此外，可以從方法500的實(shí)施例中省略圖5中所示的任務(wù)中的一個(gè)或多個(gè)，只要預(yù)定總體功能保持完整即可。
[0046]根據(jù)圖5的示例性方法，一種用于顯示飛行器相對(duì)于仿體的尾流湍流的方法包括確定501飛行器的位置、飛行參數(shù)以及類型；確定502仿體的位置、飛行參數(shù)以及類型；確定503關(guān)于仿體的飛行路徑的有關(guān)包絡(luò)；在考慮到飛行器的位置、飛行參數(shù)以及類型的情況下確定504飛行器包絡(luò)內(nèi)的尾流湍流；周期性地確定505尾流湍流的衰變速率；周期性地506確定尾流湍流相對(duì)于衰變速率的嚴(yán)重程度；確定507指示該嚴(yán)重程度的格式；以及顯示508尾流湍流的格式。將針對(duì)定義包絡(luò)中的所有相關(guān)飛行器實(shí)現(xiàn)這種方法。
[0047]上面已關(guān)于特定實(shí)施例描述了益處、其它優(yōu)點(diǎn)、以及問題的解決方案。然而，不應(yīng)將可能引起任何益處、優(yōu)點(diǎn)、或解決方案發(fā)生或變得更加明顯的任何(多個(gè))元件、益處、優(yōu)點(diǎn)、以及問題的解決方案解釋為任何或所有權(quán)利要求的關(guān)鍵的、要求的、或必不可少的特征或元件。如本文所使用的術(shù)語“包括”、“包含”或任何其它其變體意圖涵蓋非排它性的包括，使得包括元件列表的過程、方法、物品或裝置不僅包括那些元件，而且可包括未明確地列出或此類過程、方法、物品、或裝置所固有的其它元件。
[0048]雖然在前述詳細(xì)描述中已提出了至少一個(gè)示例性實(shí)施例，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是存在許多變體。還應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例僅僅是示例，并且并不意圖以任何方式限制本發(fā)明的范圍、適用性或配置。更確切地說，前述詳細(xì)描述將為本領(lǐng)域的技術(shù)人員提供用于實(shí)施本發(fā)明的示例性實(shí)施例的方便道路圖，應(yīng)理解的是在不脫離如在所附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的范圍的情況下可在示例性實(shí)施例中所述的元件的功能和布置方面進(jìn)行各種更改。
【權(quán)利要求】
1.一種用于顯示飛行器相對(duì)于仿體的尾流湍流的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 多個(gè)數(shù)據(jù)源，被配置成確定 飛行器的位置、飛行參數(shù)以及類型；以及 仿體的位置、飛行參數(shù)以及類型； 處理器，被耦合到所述多個(gè)數(shù)據(jù)源，并被配置成確定: 關(guān)于仿體的飛行路徑的包絡(luò)； 在考慮到飛行器的位置、飛行參數(shù)以及類型的情況下的飛行器包絡(luò)內(nèi)的尾流湍流； 周期性地尾流湍流的衰變速率； 周期性地尾流湍流相對(duì)于衰變速率的嚴(yán)重程度；以及 指示該嚴(yán)重程度的格式；以及 顯示器，被耦合到所述處理器且被配置成顯示尾流湍流的格式。
2.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，飛行器的飛行參數(shù)由飛行器軌跡和高度確定，并且仿體的飛行參數(shù)由仿體航向和高度確定。
3.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所述飛行器類型由飛行器的重量和尺寸中的至少一個(gè)確定，并且仿體的類型由仿體的重量和尺寸確定。
4.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所述包絡(luò)包括在仿體以上的高度和以下的高度之間的空間以及在仿體前面和周圍的限定區(qū)域內(nèi)的空間。
5.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，確定嚴(yán)重程度包括確定鄰近于飛行器和仿體中的至少一個(gè)的風(fēng)速和方向。
6.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所述處理器還被配置成通過確定仿體的風(fēng)速和方向以及由仿體感測(cè)的湍流來確定衰變速率。
7.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，指示嚴(yán)重程度的格式包括在湍流生成的時(shí)間下垂直于飛行器飛行方向的多個(gè)平行線，每個(gè)線被格式化成指示由該線所表示的湍流的嚴(yán)重程度。
8.權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中，每個(gè)線的格式包括多個(gè)色彩中的一個(gè)。
9.一種用于顯示飛行器相對(duì)于仿體的尾流湍流的方法，包括: 確定飛行器的位置、飛行參數(shù)以及類型； 確定仿體的位置、飛行參數(shù)以及類型； 確定關(guān)于仿體的飛行路徑的有關(guān)包絡(luò)； 在考慮飛行器的位置、飛行參數(shù)以及類型的情況下確定飛行器包絡(luò)內(nèi)的尾流湍流； 周期性地確定尾流湍流的衰變速率； 周期性地確定尾流湍流相對(duì)于衰變速率的嚴(yán)重程度； 確定指示該嚴(yán)重程度的格式；以及 顯示尾流湍流的格式。
10.權(quán)利要求9的方法，其中，確定飛行器的飛行參數(shù)包括飛行器軌跡和高度，并且仿體的飛行參數(shù)包括仿體航向和高度。
11.權(quán)利要求9的方法，其中，確定飛行器類型包括確定飛行器的重量和尺寸中的至少一個(gè)，并且仿體的類型包括確定仿體的重量和尺寸中的至少一個(gè)。
12.權(quán)利要求9的方法，其中，確定所述包絡(luò)包括限定在仿體以上的高度和以下的高度之間的空間，以及在仿體前面限定區(qū)域內(nèi)的空間。
13.權(quán)利要求9的方法，其中，確定嚴(yán)重程度包括確定鄰近于飛行器和仿體中的至少一個(gè)的風(fēng)速和方向。
14.權(quán)利要求9的方法，其中，確定衰變速率包括確定仿體的風(fēng)速和方向以及由仿體感測(cè)的湍流。
15.權(quán)利要求9的方法，其中，確定指示嚴(yán)重程度的格式包括: 提供垂直于飛行器的飛行方向的多個(gè)平行線；以及 將每個(gè)線格式化成指示線的嚴(yán)重程度。
【文檔編號(hào)】G01C23/00GK104457782SQ201410487589
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】K.J.康納, Y.伊施哈拉, R.J.貝里 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國際公司