專利名稱：在飛行規(guī)劃中區(qū)分替代著陸設施的優(yōu)先次序的制作方法
技術領域：
一般地，本發(fā)明涉及飛機飛行M^J,更*^地(但非4剩也'出也)，涉及用g ##^+;1^或者其他替代著陸設施的方法與系統(tǒng)。
背景技術：
本節(jié)的語句只提供關于本發(fā)明的背景信息，而不能構成現(xiàn)有技術。
飛機飛行規(guī)劃經(jīng)常涉及選擇替代著陸設施，從而如果條件要求給定飛機
從其首要航線轉向(diversion),則該給定飛機可以去向該替代著陸設施。當 前的飛行規(guī)劃系統(tǒng)一般指定沿首要航線上的一個或多個判斷點。對于給定的 判斷點， 一般根據(jù)替代著陸設施與該判斷點的距離，選擇替代著陸設施。

發(fā)明內容
本發(fā)明在一種實現(xiàn)中針對由處理器執(zhí)行的飛機飛行規(guī)劃方法。沿飛機的 航線識別判斷點。使用判斷點與飛機在該判斷點上的預期航程來定義基本在 該判斷點前方并且基本沿航線的橢圓區(qū)域。根據(jù)一或多個著陸設施相對于所 定義的橢圓區(qū)域的位置，選擇一或多個所述設施作為一或多個替代目的地。
在另一種實現(xiàn)中，本發(fā)明針對飛機飛行規(guī)劃系統(tǒng)。處理器與存儲器被配 置來沿飛機的航線識別判斷點，并且使用判斷點與飛機在該判斷點上的預期 航程來定義基本在該判斷點前方并且基本沿航線的橢圓區(qū)域。根據(jù)多個著陸 設施相對于所定義的橢圓區(qū)域的位置，該處理器與存儲器選擇一或多個所述 著陸設施作為一或多個替代目的地。
在另一種實現(xiàn)中，本發(fā)明針對由處理器執(zhí)行的飛機飛行規(guī)劃方法。該方 法包括沿飛機的航線識別一或多個判斷點。對于每個判斷點，定義在該判 斷點前方的橢圓，其表示基本沿航線的區(qū)域、并且包括該判斷點作為頂點。 對于每個判斷點，在所表示的區(qū)域內區(qū)分多個替代目的地的優(yōu)先次序，該優(yōu) 先次序區(qū)分至少部分基于相對于判斷點的距離進行，并且根據(jù)該優(yōu)先次序區(qū) 分，將一或多個替代目的地與該判斷點相關聯(lián)。從此處提供的描述，可以看出其他應用領域。應該理解描述與具體例子 僅意在說明，而非要限定本發(fā)明的范圍。


此處描述的附圖僅用于說明目的，而非要以任何方式限定本發(fā)明的范圍。
圖1為根據(jù)本發(fā)明一種實現(xiàn)的飛機飛行規(guī)劃系統(tǒng)的圖示； 圖2為根據(jù)本發(fā)明一種實現(xiàn)的飛機飛行規(guī)劃方法的流程圖； 圖3為說明根據(jù)本發(fā)明一種實現(xiàn)如何進行飛行規(guī)劃的圖示；以及 圖4為顯示根據(jù)本發(fā)明一種實現(xiàn)的飛行規(guī)劃的飛行3各徑的圖示。
具體實施例方式
在本質上，以下描述僅是示范性的，而非要限定本發(fā)明、其應用或者用途。
在本發(fā)明的各種實現(xiàn)中，可以在飛行規(guī)劃中使用用戶可設定的橢圓定界 區(qū)域來識別候選著陸設施作為用于飛機的可能的替代目的地。雖然本發(fā)明的 各種實現(xiàn)可能相對于對于地面飄降(terrain driftdown)進行規(guī)劃特別有用， 但是應該注意本發(fā)明不限于此。對于在飛行規(guī)劃中包括替代著陸設施，有許 多不同的原因。包括替代機場可能是針對水上飄降(overwater drif tdown )、 離地高度(terrain clearance )、天氣、適用的飛行規(guī)定等等進行規(guī)劃。對 替代目的地的選擇有影響的因素可以包括燃料的可用性、到候選著陸設施的 距離、以及著陸設施物理特性。在本發(fā)明的某些實施例中，可以根據(jù)用戶的 指定區(qū)分一組候選著陸設施的優(yōu)先次序，以相對于所識別的判斷點確定將飛 行轉向的一或多個替代著陸設施。
在圖1中，由附圖標記20概括指示用于飛機飛行規(guī)劃的系統(tǒng)的一種配置。 該系統(tǒng)20包括 一或多個處理器24，在圖1中顯示了其中的一個；以及相 關存儲器20。(多個)處理器24以及存儲器20例如可以位于航空公司的地 面i殳施之上、在飛機之上、和/或分布在地面和/或空中平臺之間。系統(tǒng)20還 包括用戶界面32，具有鍵盤36或者其他輸入設備；以及顯示器40或者其 他輸出設備。本領域技術人員可以理解，可以使用許多處理、存儲器、和/ 或用戶界面配置，包括但不限于計算機、微處理器、電子飛行包等等。(多個) 處理器以及存儲器包括以下和/或與以下通信 一或多個數(shù)據(jù)源(未顯示)，其提供天氣數(shù)據(jù)、飛機性能數(shù)據(jù)、機場數(shù)據(jù)、和/或障礙物數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)20被配置來計算用于給定飛機的首要航線(即所規(guī)劃的飛行航線) 等等。但是應該注意，雖然在本發(fā)明中可能參照"首要"和/或"規(guī)劃的"航 線描述了各種實現(xiàn)，但是相對于飛機的更新的和/或修改的航線也可能實現(xiàn)。 系統(tǒng)20還可以計算飛機的首要飛行特征(flight profile),即規(guī)劃的飛行速度 與高度。對于首要航線和首要飛行特征的計算一般基于用戶參數(shù)，并且假定 沒有諸如引擎故障等因素。
另外地或者替換地，例如為了遵守適用的航空飛行規(guī)劃規(guī)定，系統(tǒng)20被 配置來包括對諸如引擎故障、和/或高度損失等事件進行規(guī)劃。例如，系統(tǒng) 20提供一規(guī)劃，要求飛機利用比其全部引擎少的引擎飛行到替代著陸設施， 同時維持符合適用規(guī)定的高度。另外，可以提供一飛行規(guī)劃，要求飛機飛行 到替代著陸設施，同時維持足以避免山巒或者其他居間地形的高度。系統(tǒng)20 選擇替代著陸設施可以至少部分基于候選著陸設施的特性，例如跑道尺寸和/ 或跑道載重能力。
在各種實現(xiàn)中，系統(tǒng)20可以沿用于給定飛機的航線識別一或多個判斷 點。例如當飛機不再在預定替代著陸"ii施的范圍時，達到判斷點。在此類判 斷點上，可以為飛機選擇替代著陸設施。在各種實現(xiàn)中，系統(tǒng)20使用判斷點 以及在該判斷點上飛機的預期航程，來定義基本在判斷點前方、并且基本沿 航線的橢圓區(qū)域。根據(jù)多個著陸設施相對于所定義的橢圓區(qū)域的位置，系統(tǒng) 2 0選擇一或多個著陸設施作為 一或多個替代目的地。
在圖2中，由附圖標記IOO概括指示根據(jù)本發(fā)明一種實現(xiàn)的一種飛機飛 行規(guī)劃方法。方法100可以例如至少部分地由地面上的(多個)處理器24執(zhí) 行，以在飛行之前和/或期間幫助飛機。另外地或者替換地，方法100可以例 如至少部分地在飛機上執(zhí)行，例如在膝上電腦或其他機載飛行規(guī)劃系統(tǒng)中執(zhí) 行。在處理104中，確定航線與飛行特征。在處理108中，識別和例如在存 儲器28中存儲將被接受作為用于給定飛機的替代著陸設施的著陸設施。在各 種實現(xiàn)中，可以為特定飛機類型編輯、存儲、并且保持更新全世界的基本全 部的可接受著陸設施的列表。例如可接受性可基于飛機的尺寸和重量、跑道 尺寸、跑道負載能力、加油設施等等。
在處理112中，相對于沿航線的各個點，分析預計的飛行條件，以確定 是否到達判斷點。分析可以包括不一定限于確定在可能的引擎故障和/或可能的缺乏足以越過沿航線要遇到的高地形的高度的情況下，飛機是否能夠返回
到其出發(fā)點、或者另一先前選定的替代機場。創(chuàng)建判斷點的原因可以包括 例如符合適用的飛行規(guī)定、等時間點(ETP)判斷點的要求、判斷點對一般裝 備、降壓、天氣、和/或緊急情況(例如對于長的水上飛行)和/或準備空中 力口油的要求。
如果在處理116中，航線上給定點處的預計飛行條件指示要選擇替代著 陸設施，則在處理120中，在給定點處定義判斷點。在處理124中，從該判 斷點開始，在判斷點前面的方向上基本沿航線設定一橢圓。
在圖3中，以附圖標記200概括指示顯示如何根據(jù)方法100進行飛行規(guī) 劃的圖。給定飛機的航線204在出發(fā)點208與到達點212之間延伸。判斷點 216具有相關聯(lián)的橢圓區(qū)域220?？梢愿鶕?jù)用戶的偏好，以各種方式設定橢圓， 如下所述。在圖3中也顯示了幾個著陸設施224。
返回參照圖2,在處理128中，將在處理108中識別的每個可接受著陸 設施歸類為在橢圓220內部或者外部。在當前例子中，相對于橢圓220外部 的那些可接受著陸設施，橢圓220內部的可接受著陸設施224可能是優(yōu)選的。 在各種實現(xiàn)中，例如可以根據(jù)與判斷點216的距離和/或與從判斷點216延伸 的橢圓中軸230的距離，定義橢圓220內部的區(qū)域、并且區(qū)分其優(yōu)先次序。 在當前例子中，將橢圓220劃分為三個區(qū)域234a、 234b、與234c。根據(jù)沿中 軸230測量的、與判斷點216的距離，區(qū)分區(qū)域234a-c的優(yōu)先次序。應該注 意，有許多方法可以區(qū)分橢圓的各區(qū)域的優(yōu)先次序。用來區(qū)分橢圓的各區(qū)域
各區(qū)域中的當前天氣條件等等。^ 、 、 ；'' 3 '
在處理132中，沖艮據(jù)其在橢圓中的位置，例如4艮據(jù)其所位于的區(qū)分了優(yōu) 先次序的區(qū)域224，來區(qū)分橢圓220內部的每個可接受著陸設施224的優(yōu)先 次序。應該注意，有許多方法可以區(qū)分橢圓220內部的可接受著陸設施224 的優(yōu)先次序。在某些實現(xiàn)中，例如，可以簡單地根據(jù)其在橢圓220內部相對 于判斷點216的位置，單獨地區(qū)分橢圓220中每個可接受著陸設施224的優(yōu) 先次序。在各種實現(xiàn)中，還例如根據(jù)與判斷點的距離，區(qū)分橢圓220外部的 著陸設施的優(yōu)先次序。
在處理134中，搜索橢圓220的優(yōu)選區(qū)域(例如區(qū)域234a)內與判斷點 216最近的可接受著陸設施224。如果在處理138中，找到了此類著陸設施，則在處理142中，將其添加到飛行規(guī)劃作為可能的替代著陸設施?？赡芟Ｍ?或不希望提供多于一個的替代著陸設施。如果在處理146中，確定了在規(guī)劃 中有足夠的替代著陸設施，則輸出更新后的飛行規(guī)劃，例如通過顯示器40給 飛機的駕駛員。否則，在處理134中繼續(xù)搜索。如果在處理138中，沒有找 到著陸設施，則在處理150中按照優(yōu)先次序搜索橢圓的非優(yōu)選區(qū)域234b與 234c中的著陸設施。如果在處理154中，找到了著陸設施，則在處理142中， 將其添加到飛行少見劃。如果在橢圓220內部沒有找到著陸設施，則在處理158 中搜索橢圓220外部以尋找可接受著陸設施224。
根據(jù)用戶的偏好，可以各種方式設定橢圓。例如，對于給定飛機的橢圓 的主軸的長度可以基于判斷點處的飛機的航程(其可能依賴于例如燃料的可 用性、頂風或是順風等等)。在此類情況中，主軸在判斷點和由沿航線的適當 里程標記指定的點之間延伸。由此，作為一種例子，可以在沿航線距離判斷 點300海里處設定主軸。例如可以選4奪橢圓副軸240作為主軸的一百分比值。 由此，例如當指定副軸為主軸的100%時，結果的橢圓為圓。
在各種實現(xiàn)中，可以指定出發(fā)點為替代著陸設施?？梢匝睾骄€為各個點 確定在飛機起飛之后飛機是否達到其第一個航線上(enroute)的替代目的地， 其一般被定義為飛機的出發(fā)點208。在沿航線的、確定飛機無法從其達到其 第一個航線上的替代目的地的飛機位置處，系統(tǒng)20定義航線上的判斷點。
在圖4中，以附圖標記300概括指示顯示根據(jù)本發(fā)明的一種實現(xiàn)的飛行 規(guī)劃的飛行路徑的圖。規(guī)劃300包括出發(fā)點304、航線308、以及到達點312。 顯示三個判斷點316a-c,具有相關聯(lián)的橢圓320a-c。對于每個判斷點，顯示 選才奪了一個替代著陸設施，即設施324a-c。替代設施324 c為到達點。橢圓 320c比橢圓320a和320b短，因為對于橢圓320c使用了到達點來定義主軸 長度。
與先前的選才奪方法相比，以上系統(tǒng)和方法的各種實現(xiàn)可以提供用于緊急 轉向情況的、對于替代著陸設施的更實際的選擇。可以優(yōu)化判斷點以及對替 代著陸設施的選擇，以最小化飛行距離，并且避免要求向回飛行的解決方案。 因為對于到達轉向著陸設施可以計算更精確的燃料負載，所以可以節(jié)省飛機 燃料。減少燃料需求導致P條低飛機運營商的運營費用。
雖然描述了各種實施例，但是本領域技術人員應該理解在不脫離本發(fā)明 的前提下可以進行修改和變化。例子顯示了各種實施例，但是不是要限制本發(fā)明。因此，應該在考慮相關現(xiàn)有技術的情況下在該限制下寬泛地解釋本說 明書和權利要求。
權利要求
1. 一種由處理器執(zhí)行的飛機飛行規(guī)劃方法，該方法包括沿飛機的航線識別判斷點；使用判斷點與飛機在該判斷點上的預期航程來定義基本在該判斷點前方并且基本沿航線的橢圓區(qū)域；以及根據(jù)一或多個著陸設施相對于所定義的橢圓區(qū)域的位置，選擇一或多個所述設施作為一或多個替代目的地。
2. 根據(jù)權利要求l的方法，還包括使用判斷點作為所述橢圓區(qū)域的主 軸的頂點。
3. 根據(jù)權利要求l的方法，還包括根據(jù)航線與著陸設施之間的地形， 選擇著陸設施。
4. 根據(jù)權利要求l的方法，其中所述選擇一或多個著陸設施包括根據(jù) 與航線的靠近程度，為著陸設施分等級。
5. 根據(jù)權利要求l的方法，其中所述選擇一或多個著陸設施包括優(yōu)選 所述橢圓區(qū)域內的 一或多個著陸設施。
6. 根據(jù)權利要求l的方法，還包括 根據(jù)沿航線的風的模式定義一偏移；以及 使用該偏移來定義所述橢圓區(qū)域。
7. 根據(jù)權利要求l的方法，其中所述選擇一或多個著陸設施包括根據(jù) 與以下中的 一或多個的靠近程度為著陸設施分等級所述橢圓區(qū)域的頂點、 以及所述橢圓區(qū)域的中心。
8. —種包括處理器與存儲器的飛機飛行規(guī)劃系統(tǒng)，該處理器與存儲器被 配置來沿飛機的航線識別判斷點；使用判斷點與飛機在該判斷點上的預期航程來定義基本在該判斷點前方 并且基本沿航線的橢圓區(qū)域；以及根據(jù)多個著陸設施相對于所定義的橢圓區(qū)域的位置，選擇一或多個所述 著陸設施作為一或多個替代目的地。
9. 根據(jù)權利要求8的系統(tǒng)，所述處理器和存儲器被配置來使用判斷點 作為所述橢圓區(qū)域的主軸的頂點。
10. 根據(jù)權利要求8的系統(tǒng)，所述處理器和存儲器被配置來根據(jù)航線 與著陸設施之間的地形，選擇著陸設施。
11. 根據(jù)權利要求8的系統(tǒng)，其中所述選擇一或多個著陸設施包括根 據(jù)與航線的靠近程度，為著陸設施分等級。
12. 根據(jù)權利要求8的系統(tǒng)，其中所述選擇一或多個著陸設施包括優(yōu) 選所述橢圓區(qū)域內的一或多個著陸設施。
13. 根據(jù)權利要求8的系統(tǒng)，所述處理器和存儲器被配置來 根據(jù)沿航線的風的模式定義一偏移；以及使用該偏移來定義所述橢圓區(qū)域。
14. 一種由處理器執(zhí)行的飛機飛行規(guī)劃方法，該方法包括 沿飛機的航線識別一或多個判斷點；以及 對于所述一或多個判斷點中的每一個判斷點定義在該判斷點前方表示基本沿航線的區(qū)域的、并且包括該判斷點作 為頂點的橢圓；區(qū)分所表示的區(qū)域內的多個替代目的地的優(yōu)先次序，該優(yōu)先次序區(qū)分 至少部分地基于相對于該判斷點的距離進行；以及根據(jù)該優(yōu)先次序區(qū)分，將一或多個替代目的地與該判斷點相關聯(lián)。
15. 根據(jù)權利要求14的方法，其中所述優(yōu)先次序區(qū)分還包括區(qū)分位于 所表示的區(qū)域之外的一或多個替代目的地的優(yōu)先次序。
16. 根據(jù)權利要求14的方法，其中當確定飛機的出發(fā)點不在飛機的航程 內時批J亍該方法。
17. 根據(jù)權利要求14的方法，還包括基本沿航線定義所述橢圓的主軸。
18. 根據(jù)權利要求17的方法，還包括基于用戶提供的參數(shù)定義所述橢 圓的主軸和副軸。
19. 根據(jù)權利要求14的方法，還包括使用飛機的到達點作為所述橢圓 的頂點。
20. 根據(jù)權利要求14的方法，還包括至少部分地基于天氣條件定義所 述橢圓。
21. 根據(jù)權利要求14的方法，其中至少部分地基于相對于航線的方向來 執(zhí)行所述優(yōu)先次序區(qū)分。
全文摘要
一種由處理器執(zhí)行的飛機飛行規(guī)劃方法。沿飛機的航線識別判斷點。使用判斷點與飛機在該判斷點上的預期航程來定義基本在該判斷點前方并且基本沿航線的橢圓區(qū)域。根據(jù)一或多個著陸設施相對于所定義的橢圓區(qū)域的位置，選擇一或多個所述設施作為一或多個替代目的地。
文檔編號G01C21/00GK101476892SQ20081019036
公開日2009年7月8日 申請日期2008年12月31日 優(yōu)先權日2008年1月2日
發(fā)明者南?！·麥克費倫, 卡里·霍夫曼, 理查德·M·吉布森, 理查德·M·法爾科內, 約翰·J·凱利, 賈森·R·科普 申請人:波音公司