用于在下行链路放行许可和报告上提供公告支持信息的系统以及方法

技术领域

本发明涉及用于在下行链路放行许可和报告上提供公告支持信息的系统以 及方法。

背景技术

在飞行过程中，由于天气、飞机性能或者通过控制器飞行员数据链路通信 (CPDLC)的燃油约束，出现飞行员必须请求放行许可或飞行计划中的偏航的情 形。飞行计划一般包括基本信息，诸如但不限于出发和到达点、所估计的在途 时间、备用机场、登机人数、续航力和与飞机自身有关的信息。一般地，将通 过CPDLC数据链路向空中交通控制(ATC)针对放行许可或偏航发出不同类型 的请求。这些可以包括垂直放行许可、交叉约束、路线偏航以及速度改变。

在执行CPDLC下行链路请求的同时，由于飞行员资源限制，飞行员不总是 清楚用于飞行计划进程的最优偏航，且必须依赖于飞行管理系统(FMS)。为了 做到这一点，飞行员手动调查FMS，并在通信管理单元(CMU)页面或通信管 理功能(CMF)页面中针对ATC下行链路请求和报告手动输入FMS计算数据。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种用于请求空中交通控制(ATC)放行许可的 方法。该方法包括接收显示对应于相应飞行参数的ATC放行许可请求页面的用 户输入。基于所接收到的用户输入，作出针对来自飞行管理系统(FMS)的相 应飞行参数的经计算的值的请求。经计算的值与对应于相应飞行参数的ATC放 行许可请求页面一同显示。

附图说明

在理解附图仅描绘了示例性实施例且因此不会被认为在范围方面进行限制 的前提下，将通过使用附图，结合附加的特性和细节来描述示例性实施例，在 附图中：

图1是示例性航空电子系统的一个实施例的框图。

图2是描绘了在下行链路放行许可和报告上给飞行员提供公告支持信息的 示例性方法的一个实施例的流程图。

图3是描绘了请求相应飞行参数的经计算的值的方法的一个实施例的流程 图。

图4是描绘了生成系统消息的方法的一个实施例的流程图。

根据惯例，各种所描述的特征不是按比例绘制的，而是被绘制为强调与示 例性实施例有关的具体特征。

具体实施方式

在以下具体实施方式中，对附图进行参照，该附图构成其一部分，并且在 该附图中通过图示的方式示出了具体说明性实施例。然而，应当理解，可以利 用其他实施例，并可以进行逻辑、机械或电气改变。此外，附图和说明书中呈 现的方法不应被理解为限制可执行各个步骤的顺序。因此，以下具体实施方式 不应在限制的意义上采用。

图1是示例性航空电子系统100的一个实施例的框图。系统100包括诸如 数据链路通信设备之类的一个或多个通信设备110。该通信设备110可以包括但 不限于通信管理单元(CMU)或通信管理功能(CMF)。该通信设备110被配 置为经由无线电140发送和接收消息，诸如控制器飞行员数据链路通信 (CPDLC)消息。如本领域技术人员所知，无线电140包括被配置为发射信号的 发射机141以及被配置为接收信号的接收机142。

该通信设备110耦合到显示单元120，在其上显示诸如系统生成消息之类的 消息以及ATC放行许可请求页面。在一个实施例中，显示单元120能够以图形 方式表示消息、公告支持信息、偏航请求页面以及下行链路报告。在其他实施 例中，显示单元120是基于文本的显示器。该显示单元120可以被实现为能够 显示文本和/或图形内容的任何显示单元。适当的示例性显示单元包括但不限于 与FMS关联的显示器、多功能显示器(MFD)、多功能控制和显示单元(MCDU) 或者与CMU关联的显示器。用于实现显示单元120的合适技术包括但不限于： 阴极射线管(CRT)显示器、有源矩阵液晶显示器(LCD)、无源矩阵LCD或 者等离子体显示单元。

通信设备110还耦合到用户输入设备130。用户输入设备130能够被实现为 但不限于键盘、触摸屏、麦克风、光标控制设备以及线路选择按钮。需要理解， 显示单元120以及用户输入设备130能够被实现在同一设备中或者在分离的设 备中。

通信设备110还耦合到机载航空电子系统150。在一个实施例中，该机载航 空电子系统是飞行管理系统(FMS)150。在一些实施例中，FMS150是飞行管 理计算机(FMC)或飞行管理功能(FMF)。该FMS150耦合到各种数据源160， 诸如上文讨论的数据源。在一些实施例中，数据源是线路可替代单元(LRU)。 该FMS150被配置为从数据源160获得与飞行计划有关的数据，诸如当前位置、 天气、剩余燃料、当前飞行重量以及飞行计划。当飞行员或飞行机组需要请求 对飞行参数(诸如但不限于高度、速度放行许可或路线偏航)的改变时，该FMS 150使用来自数据源160的各种数据将所建议的偏航值提议给飞行员，如上所讨 论。在其他实施例中，机载航空电子系统另外可以耦合到通信设备110。这些设 备包括但不限于交通冲突避免系统(TCAS)、诸如驾驶舱交通信息显示(CDTI) 轨迹中过程(ITP)系统之类的自动相关监控广播系统(ADS-B)、诸如天气雷 达之类的雷达系统、或者其他机载航空电子系统。可以使用这些设备的任何组 合。在另外其他实施例中，上面提及的设备包括用于该FMS150的数据源160。 该机载航空电子系统150被配置为获得与飞行计划相关的数据并提议对飞行计 划的所建议的改变。

该FMS 150还被配置为识别飞行计划的一个或多个飞行参数的改变，并经 由如上所讨论的公告将这一所提议的改变的指示发送到通信设备110。例如，在 当前飞行计划不同于所提议的改变时，该FMS150被配置为识别需要作出且被 传送到ATC的改变，以及将数据作为公告发送给该通信设备110。此外，在一 些实施例中，该FMS150被配置为确定所提议的改变与当前飞行计划之间的差 值是否超过预定义阈值。如果该差值没有超过该阈值，那么FMS150不将公告 发送至该通信设备110。这样，通过不要求飞行机组回顾最小改变，减小飞行机 组上放置的工作负荷或负担。在一个实施例中，阈值是被定义为可配置系统对 象的值，该系统对象诸如为数据库或任何可由飞行管理系统或其他航空电子系 统访问的非易失性存储器。

通信设备110包括处理单元111和存储器113。处理单元111包括下述各项 或与下述各项一起工作：用于执行各种方法、处理任务、计算以及控制功能的 软件程序、固件或其他计算机可读指令，在下行链路放行许可和报告上提供公 告支持信息时关于图1-3进行了讨论。在一些实施例中，该FMS150还可以被 配置为提供通信设备110的功能。

这些指令典型地存储在用于存储计算机可读指令或数据结构的任何合适的 计算机可读介质上。计算机可读介质可以被实现为能够被通用或专用计算机或 处理器或者任何可编程逻辑器件访问的任何可用介质。合适的处理器可读介质 可以包括存储或储存介质，诸如磁或光学介质。例如，存储或储存介质可以包 括传统的硬盘、光盘-只读存储器(CD-ROM)、易失性或非易失性介质，诸如 随机存取存储器(RAM)(包括但不限于同步动态随机存取存储器(SDRAM)、 双数据速率(DDR)RAM、RAMBUS动态RAM(RDRAM)、静态RAM(SRAM) 等)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)以及闪存等。 合适的处理器可读介质还可以包括经由诸如网络和/或无线链路之类的通信介质 传送的诸如电、电磁或数字信号之类的传输介质。

例如，在图1中示出的实施例中，放行许可指令115存储在存储器113上， 并由处理单元111执行。特别地，在被执行时，放行许可指令115使得处理单 元111执行上文讨论的动作和功能，处理单元111包括至少一个可编程处理器。 例如，通信设备110生成系统消息，从FMS请求经计算的值，更新系统生成消 息，等等，如上所讨论。在其他实施例中，通信设备110可操作以启用或禁用 基于航线可修改信息、单独的可加载数据库或简档、以及飞机个性模块、或者 便携式的或被集成到通信设备110中的非易失性存储器中存储的设置来自动生 成系统消息的所有或某些特征。

图2是用于在下行链路放行许可和报告上提供公告支持信息的方法200的 一个实施例的流程图。如本文使用的，术语“公告支持信息”指代飞行员或飞行 机组在请求来自空中交通控制(ATC)的放行许可时使用的信息。特别地，公 告支持信息包括飞行参数，诸如但不限于高度、速度、路线、预期时间等。因 此，如本文使用的，飞行参数是飞机的参数。另外，如本文使用的，术语“下行 链路”指代从飞机传输到地面上的ATC的消息。类似地，如本文使用的，术语“上 行链路”指代从地面上的ATC传输到飞机的消息。此外，术语“侧链路(sidelink)” 指代由飞机上的系统生成且被递送到飞机上的另一部件或设备的消息。因此， 侧链路消息在本文中也被称为“系统生成消息”、“公告消息”或“系统消息”。此外， 术语“ATC放行许可请求”指代来自ATC的采取所请求的动作的下行链路消息请 求许可或放行许可。因此，术语“ATC放行许可请求”以及“下行链路放行许可” 在本文中可互换使用。此外，“页面”或“屏幕”指代与给定消息关联的显示单元上 的显示。例如，ATC放行许可请求页面指代显示与给定ATC放行许可请求关联 的信息的显示单元上的显示。类似地，系统生成消息页面指代显示单元上系统 生成消息的显示。此外，如本文使用的，“用户”指代飞行员或飞行机组的其他 成员。

方法200开始于框202，其中生成系统消息以针对输入而提示用户。特别地， 系统生成消息提示用户(例如飞行员或飞行机组成员)提供指示系统显示对应 于相应飞行参数的ATC放行许可请求页面的输入。例如，系统生成消息能够提 示用户指示系统显示ATC放行许可请求页面，用于请求放行许可以改变飞机的 速度、高度、路线等。下面关于图4更详细地讨论生成系统消息的示例性方法。

一旦在框204接收到用户输入，指示系统显示ATC放行许可请求页面，方 法200就在框206继续。需要理解，框102处系统消息的生成是可选的。例如， 在一些实例中，用户能够指示系统显示ATC放行许可请求页面，而不需来自系 统生成消息的提示。也就是说，用户可以在没有来自系统的提示的情况下确定 针对飞行参数的改变而请求放行许可的期望。

在框206，从飞行管理系统(FMS)或其他机载航空电子系统请求针对相应 飞行参数的经计算的值。如本领域技术人员所知，FMS是执行飞行计划的飞行 中管理且基于飞行简档对值进行计算的系统，该飞行简档诸如但不限于最佳时 间、最佳燃料效率以及晴朗天气选择。FMS使用各种数据源来确定飞机的位置 并计算对飞行计划的改变，该数据源诸如但不限于：全球定位系统(GPS)接 收机、惯性导航系统(INS)、天气雷达、交通冲突避免系统(TCAS)、诸如驾 驶舱交通信息显示(CDTI)轨迹中过程(ITP)系统之类的自动相关监控广播 系统(ADS-B)，诸如天气雷达之类的雷达系统、或者其他飞行计划相关数据源。 例如，FMS或者其他机载航空电子系统能够基于诸如天气的改变、其他飞机的 位置等的外部因素来计算速度、高度或路线的改变以避免冲突、找到更高效的 路线等。在一些实施例中，FMS或其他机载航空电子系统能够提议对飞行计划 的多个可替代改变。例如，基于高度的改变，可以基于改变的飞行参数来计算 多个可替代的速度或路线。来自FMS所使用的数据源的数据能够包括但不限于 天气(温度、空气密度、风向、未来一段风暴/云等)、当前位置、剩余燃料、当 前飞行重量等。

因此，当用户选择ATC放行许可请求页面以改变给定飞行参数时，方法200 在框206从FMS请求针对给定飞行参数的经计算的值。请求针对相应飞行参数 的经计算的值的方法的一个示例在下文中关于图3更详细地加以描述。

在框208，采用ATC放行许可请求页面显示给定飞行参数的所请求的经计 算的值。例如，能够自动地利用从FMS接收的对应的经计算的值来填充ATC 放行许可请求页面中的相应区段。这个ATC放行许可请求随后能够与自动填充 的值一起被发送或者由用户手动改变。可替代地，针对相应飞行参数的经计算 的值能够被显示在同一屏幕上，但与用于填入ATC放行许可请求中的区段分离 地显示。这样，用户能够容易地参考同一屏幕上显示的值，并手动将其输入到 对应区段中。

因此，方法200帮助用户通过从FMS请求经计算的值来请求来自ATC的 放行许可并在方便的位置显示该经计算的值，以供用户完成ATC放行许可请求。 此外，通过基于用户何时选择显示对应的ATC放行许可请求页面来请求经计算 的值，方法200提供已计算的与当要发送ATC放行许可请求时的时间更接近的 值。因此，用于请求ATC放行许可的值基于当前状况，并可能提供高效的路线。

图3是针对对应于方法200中的框204处的所选择的ATC放行许可界面的 相应飞行参数从FMS请求经计算的值的方法300的示例性流程图。因此，在一 些实施例中，方法300能够用在方法200中的框206处。特别地，在用户具有 同时请求多于一个飞行参数的改变的能力的实施例中，能够使用方法300。例如， ATC放行许可请求页面可以包含用于多于一个飞行参数的区段，或者，多个ATC 放行许可请求页面可以依次被填写且然后被同时传输。更具体地，在一个实施 例中，高度请求的改变可能需要空速的对应改变。一旦手动输入了高度请求， 就从FMS请求经计算的空速值。这允许飞行员针对高度改变和空速改变这二者 请求ATC放行许可。

在框302，确定用户是否先前已输入用于与要针对其从FMS请求经计算的 值的相应飞行参数相关的一个或多个飞行参数的数据。例如，速度、高度和路 线被关联作为给定飞行计划中的参数。如果要从FMS请求针对高度的经计算的 值，那么在框302确定用户是否已经输入针对速度和/或路线的用户输入值请求 放行许可的数据。

如果用户已经输入用于相关飞行参数的值，那么先前输入的用于相关飞行 参数的用户值被提供至FMS，以用于在框304计算从FMS请求的相应飞行参 数的期望值时考虑。例如，如果用户输入了速度值，则用户输入的速度值被提 供至FMS，以用于包括在从FMS请求的高度值的计算中。如果用户未输入用 于相关飞行参数的值，那么在框306从FMS请求相应飞行参数的期望值，而不 提供任何相关值至FMS以用于在计算时考虑。

图4是生成系统消息的方法400的示例性流程图。方法400的全部或部分 能够在上面的方法200中的框202处实现。在框402，从FMS接收与对相应飞 行参数的所提议的改变有关的公告。特别地，基于从一个或多个数据源接收的 信息，FMS自动确定是否期望改变一个或多个飞行参数。例如，FMS可以基于 天气数据或高级交通信息等来计算更高效的路线。如果FMS确定期望改变给定 的飞行参数，则其向诸如通信管理单元(CMU)之类的通信设备提供公告。

当接收到这种公告时，在框404确定已有的未读的系统生成消息包括请求 对同一飞行参数的改变的提示。也就是说，确定系统生成消息是否当前正待处 理，其已经包括对同一飞行参数的所提议的改变。待处理的或未读的系统生成 消息是已经被创建但未被用户选择回顾或读取的消息。例如，飞机系统典型地 具有尚未被用户读取的待处理消息的列表。

如果已有的未读系统生成消息包括关于对同一参数的改变的提示，那么在 框406，利用从FMS接收的公告中包含的相应飞行参数的值更新已有的未读系 统生成消息。

如果已有的未读系统生成消息不包括改变同一飞行参数的请求，那么基于 对从FMS接收的公告中的飞行参数的所提议的改变，生成新的系统消息。在框 310，将关于对相应飞行参数的改变的系统生成消息已经待处理的时间量与阈值 进行比较。该阈值是预定义时间段。如果系统生成消息已经待处理的时间量超 出该阈值，那么在框412，向FMS发送请求，以请求针对相应飞行参数的更新 值。在框414，基于针对相应飞行参数的更新值，更新该系统生成消息。这样， 将在被读取时在系统生成消息中呈现的数据保持为随当前状况最新的，即使该 消息已经待处理达延长的一定时间量亦如此。

另外，如果确定了不再需要或期望对飞行参数的改变，则系统生成消息可 以被删除。也就是说，如果天气状况、交通状况等已经被改变，从而飞行参数 的当前值不需要被改变。例如，在框412，当被请求更新相应飞行参数的值时， FMS可以确定不需要从当前飞行参数的改变。当返回该数据时，在框414更新 系统生成消息包括删除未读的系统生成消息。

需要理解的是，方法400的部分能够独立于其他部分实现。例如，框410-414 能够与框402-408分离地实现。也就是说，如在框410-414中描述的那样更新待 处理的系统生成消息并不必须依赖于如在框402-408中描述的那样接收公告或 更新已有的系统生成消息。类似地，如在框402-408中描述的那样接收公告和更 新已有的系统生成消息也不必须包括如在框410-414中描述的那样更新待处理 的系统生成消息。

尽管本文已经图示和描述了具体实施例，但是本领域技术人员将意识到， 可以用可实现同样目的的任何布置替代所示出的具体实施例。因此，明显意图 是，本发明仅仅由权利要求及其等价物来限定。