軌道來自于由系統(tǒng)(100)管理的規(guī)劃軌道(30)，以及來自第三方系統(tǒng)(8)發(fā)送給所述系統(tǒng)(100)的至少一個(gè)軌道段(30)，所述方法至少包括：-預(yù)備步驟(10)，其中生成知識(shí)庫，所述知識(shí)庫包括計(jì)算參數(shù)以及所述移動(dòng)對(duì)象的其使用領(lǐng)域，被限定在所述使用領(lǐng)域內(nèi)的對(duì)應(yīng)于所述移動(dòng)對(duì)象的不同操作約束的多個(gè)參數(shù)包絡(luò)；-第一步驟(1)，其中所述系統(tǒng)(100)根據(jù)所述預(yù)備步驟的參數(shù)來初始化規(guī)劃軌道，所述規(guī)劃軌道的計(jì)算參數(shù)被包含在所述包絡(luò)的一個(gè)包絡(luò)中；-第二步驟(2)，其中所述系統(tǒng)接收由所述第三方系統(tǒng)發(fā)送的軌道段從而通過替代所述軌道的一部分而插入到所述規(guī)劃軌道中；-第三步驟，其中以其計(jì)算參數(shù)被包含在所述包絡(luò)的所述至少一個(gè)中的方式通過分段法來簡(jiǎn)化接收到的和接受的段；所述系統(tǒng)基于所述簡(jiǎn)化的段來實(shí)施計(jì)算。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及用于規(guī)劃軌道尤其是飛行計(jì)劃的規(guī)劃軌道的實(shí)時(shí)計(jì)算、組合任務(wù)的方法。還涉及一種用于管理這樣的軌道的系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
本專利技術(shù)的領(lǐng)域尤其是至少兩個(gè)數(shù)字軌道計(jì)算核心之間的交互。本專利技術(shù)尤其適用于實(shí)時(shí)機(jī)載航空電子系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是用于飛行管理系統(tǒng)(FMS)。關(guān)于航空器系統(tǒng)，本專利技術(shù)尤其適用于安裝在航空器中的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，也稱為航空電子系統(tǒng)。因此，本專利技術(shù)適用于飛行管理系統(tǒng)(FMS代表的是“飛行管理系統(tǒng)”)，用于在非隔離空域中飛行的“飛行計(jì)劃”的倉庫。專用于飛行計(jì)劃的系統(tǒng)，諸如FMS系統(tǒng)，根據(jù)AEEC ARINC 424國際標(biāo)準(zhǔn)中所包含的、航空領(lǐng)域中的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語，使用“航路點(diǎn)”的概念作為輸入。該國際標(biāo)準(zhǔn)的目的是調(diào)節(jié)按狀態(tài)發(fā)布的程序的編碼，諸如例如出發(fā)程序和到達(dá)程序。航路點(diǎn)由終點(diǎn)(在ARINC標(biāo)準(zhǔn)中稱為終點(diǎn)航路點(diǎn))和類型構(gòu)成，類型表征的是到達(dá)終點(diǎn)的方式(在ARINC標(biāo)準(zhǔn)中稱為路徑)。終點(diǎn)可以是固定的，也即由它們?cè)诘厍騼x上的地理坐標(biāo)來確定，然后使用術(shù)語“路點(diǎn)”或途經(jīng)點(diǎn)。它們還可以是浮動(dòng)的，例如，它們可以對(duì)應(yīng)于到達(dá)一定海拔或者被另一航路點(diǎn)攔截。路徑可以是順向型的或斜航型的。所述路徑還能夠表征根據(jù)固定方向(航向)的到達(dá)、根據(jù)固定路線(航線)、圓弧的到達(dá)，或者它們可以表征轉(zhuǎn)彎程序。ARINC 424標(biāo)準(zhǔn)列出了 23個(gè)類型的航路點(diǎn)。還成對(duì)定義了航路點(diǎn)之間的可能的組合。為了調(diào)節(jié)程序的編碼，以及確保根據(jù)國際民航標(biāo)準(zhǔn)的可飛行性，ARINC實(shí)際上僅授權(quán)有限集合的組合。飛行計(jì)劃是一系列的航路點(diǎn)，也即離散元素的列表。基于該列表，F(xiàn)MS系統(tǒng)構(gòu)建了五維軌道，稱為f5D軌道，其由橫向軌道和垂直軌道構(gòu)成。橫向軌道是連續(xù)的“線程”，其將飛行計(jì)劃的航路點(diǎn)彼此連接，同時(shí)符合:-由ARINC424限定的每個(gè)航路點(diǎn)的“路徑”的約束；-航空器的經(jīng)核證的包絡(luò):發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、傾側(cè)角等的限制；-航空器舒適度:航向變化、傾側(cè)速度、發(fā)動(dòng)機(jī)推力變化等的限制。垂直軌道代表了海拔、速度、途經(jīng)時(shí)間以及時(shí)間航線上的燃料的變化。其必須符合:-垂直約束(海拔、速度和時(shí)間約束)；-航空器的經(jīng)核證的垂直飛行包絡(luò):飛行升限海拔、最大俯仰值、沖角、速度等；-航空器舒適度:所使用的沖角、速度變化、海拔變化的限制；由于橫向軌道和垂直軌道的融合得到的f5D軌道實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，因?yàn)閮蓚€(gè)軌道強(qiáng)耦合:-橫向軌道需要垂直軌道的數(shù)據(jù)以便被構(gòu)建，特別是橫向轉(zhuǎn)彎半徑是前述海拔與將確定符合有限負(fù)荷因數(shù)的最大傾側(cè)角的速度的函數(shù)。ARINC424的航路點(diǎn)的一些終點(diǎn)在“海拔”上，航路點(diǎn)終止于達(dá)到目標(biāo)海拔的位置，達(dá)到海拔的計(jì)算是由垂直軌道的計(jì)算得到的。-垂直軌道需要橫向軌道的數(shù)據(jù)，實(shí)際上是影響在達(dá)到第二點(diǎn)的海拔的兩個(gè)點(diǎn)之間的線程的長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)彎的開始和結(jié)束以及相關(guān)聯(lián)的傾側(cè)，影響航空器起飛等等。-計(jì)算機(jī)通常實(shí)施兩個(gè)軌道之間的迭代，直到收斂。計(jì)算是復(fù)雜的，而且計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)。第三方軌道系統(tǒng)不能對(duì)飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，而是直接對(duì)軌道的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。考慮到它們的本質(zhì):-監(jiān)視系統(tǒng)(地形、交通、氣象)按定義來計(jì)算橫向或垂直或軌道；實(shí)際上它們完全不取決于空域航路點(diǎn)的鏈路，要避免的元素具有無論任何的幾何形狀和位置。這些系統(tǒng)不包括ARINC 424導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫；-相對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)計(jì)算軌道從而鎖定目標(biāo)(一般為航空器)；它們確定例如用于從給定海拔改變到目標(biāo)海拔的垂直軌道，同時(shí)保持與在它們之前的并且其海拔與它們交叉的航空器相隔有限的距離；-任務(wù)或先進(jìn)引導(dǎo)系統(tǒng)實(shí)施具有其自身幾何形狀的任務(wù)的軌道模式，也稱為“模式”，幾乎在系統(tǒng)上不同于由ARINC424所提供的可能性。用于跟隨海上浮標(biāo)的“模式”，用于續(xù)加燃料、盤旋或螺旋、梯形或花形搜索以及降落模式是與ARINC424毫無關(guān)系的軌道。而且，它們具有幾何形狀并非按時(shí)間固定而是演進(jìn)的特征，事實(shí)上，續(xù)加燃料的航空器的“模式”必須遵照續(xù)加燃料航空器，降落“模式”的降落點(diǎn)隨風(fēng)而演進(jìn)，負(fù)載必須降落到地面上同一地點(diǎn)，SAR搜索模式按照傳感器所檢測(cè)到的實(shí)時(shí)演進(jìn)，例如在空運(yùn)警察的背景下還有戰(zhàn)斗機(jī)攔截模式。這些軌道可以被視為動(dòng)態(tài)的。隨著第三方系統(tǒng)在民用、商用或其他飛行的不同背景下發(fā)展，航空器的要求能力(約束、包絡(luò)、舒適)不同，并且這些系統(tǒng)因此產(chǎn)生了依據(jù)不同計(jì)算模式的軌道。其解決方案所尋求解決的一個(gè)問題是，使得專用于飛行計(jì)劃的系統(tǒng)和第三方軌道系統(tǒng)和諧，從而給予那些操作它們的人(機(jī)組人員、地面操作者)關(guān)于任務(wù)的一致的總體視界，所述任務(wù)由來自于多臺(tái)計(jì)算機(jī)的軌道段構(gòu)成。特別地，其目的在于:-使得能夠在整個(gè)飛行中計(jì)算經(jīng)過時(shí)間和燃料預(yù)測(cè)；-通過各段的自動(dòng)的、優(yōu)化的連接，來避免飛行員手動(dòng)地連接來自不同計(jì)算機(jī)的軌道段的繁冗操作；-具有在同一方法內(nèi)處理任何類型的段的能力，尤其是相對(duì)于飛行計(jì)劃、2D軌道、2D+V軌道、3D軌道、3D+V軌道、具有過渡或不具有過渡的軌道；-將戰(zhàn)術(shù)問題(尤其是針對(duì)飛行員的顯示，將軌道發(fā)送給自動(dòng)駕駛儀類型的控制系統(tǒng))與戰(zhàn)略問題(尤其是時(shí)間和燃料預(yù)測(cè)的計(jì)算)解耦；-具備通過另一系統(tǒng)的各個(gè)軌道段來轉(zhuǎn)錄一個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)軌道段的能力，特別是具備在飛行計(jì)劃專用系統(tǒng)的飛行計(jì)劃中替代來自例如氣象監(jiān)視系統(tǒng)的第三方系統(tǒng)的段的能力，所述氣象監(jiān)視系統(tǒng)用氣象避免軌道來替代當(dāng)前飛行計(jì)劃，并且在一定時(shí)間之后，考慮到氣象演化，降低其避讓率，使得需要在清除的區(qū)域中返回初始飛行計(jì)劃。在當(dāng)前系統(tǒng)中，在近期的民用或運(yùn)輸航空器上，飛行計(jì)劃的管理(產(chǎn)生于ARINC424航路點(diǎn))通常與任務(wù)軌道的管理分離，尤其是:-航空器處于“飛行計(jì)劃”模式中，涉及到來自該飛行計(jì)劃的軌道計(jì)算、用于在具體軌道上引導(dǎo)航空器的偏差的計(jì)算以及軌道的顯示；-或者航空器處于“任務(wù)”模式:術(shù)語“任務(wù)”應(yīng)被理解為按軌道對(duì)飛行計(jì)劃的任何改變，諸如躲避(例如由于氣象、交通、減壓或者威脅的原因)或者具體的“模式”(例如SAR、降落、續(xù)加燃料或地形跟隨類型)；裝備發(fā)起軌道，然后將其指令直接發(fā)送給引導(dǎo)系統(tǒng)或者飛行員以使他能夠遵從指令；-因此，對(duì)于指令軌道的計(jì)算以及對(duì)于航空器的引導(dǎo)、導(dǎo)航傳感器的選擇、向機(jī)組人員顯示以及與其他地面或機(jī)載系統(tǒng)通信，系統(tǒng)是隔離的。存在如下的航空器，其中諸如任務(wù)系統(tǒng)的第三方系統(tǒng)連接到專用于飛行計(jì)劃的系統(tǒng)(例如FMS)，并且第三方系統(tǒng)向任務(wù)系統(tǒng)傳送由FMS系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化格式的路點(diǎn)構(gòu)成的“任務(wù)”飛行計(jì)劃，尤其是符合ARINC 702A和ARINC 424標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)化格式。任務(wù)系統(tǒng)不直接將軌道傳送給FMS，F(xiàn)MS未被設(shè)計(jì)成管理外部軌道；任務(wù)系統(tǒng)因此必須生成與飛行計(jì)劃兼容的格式從而與FMS連接。文獻(xiàn)FR 2 984 538 A公開了一種不使用FMS計(jì)算機(jī)來管理任務(wù)的解決方案，輔助計(jì)算機(jī)依據(jù)操作類型將FMS的指令和任務(wù)系統(tǒng)的指令路由到引導(dǎo)系統(tǒng)，操作類型即為非隔離空間中的飛行管理或者隔離空間中的任務(wù)。該文獻(xiàn)描述了具有隔離的計(jì)算機(jī)而不具有軌道級(jí)聯(lián)的系統(tǒng)。文獻(xiàn)EP 2 459 963 A描述了一種體系結(jié)構(gòu)，包括任務(wù)系統(tǒng)和民用系統(tǒng)，兩者在不同的分區(qū)中用于導(dǎo)航和通信，使得能夠獨(dú)立地更新系統(tǒng)，而無需對(duì)整個(gè)組件進(jìn)行重新核證。FMS控制民用“導(dǎo)航和通信”分區(qū)。任務(wù)系統(tǒng)控制戰(zhàn)術(shù)“導(dǎo)航和通信”分區(qū)。該系統(tǒng)還是一種在不具備軌道級(jí)聯(lián)的隔離的計(jì)算機(jī)背景下的系統(tǒng)。現(xiàn)有技術(shù)的解決方案，尤其是上述的解決方案，不令人滿本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于實(shí)時(shí)計(jì)算移動(dòng)對(duì)象所遵循的軌道的方法，所述軌道來自于由系統(tǒng)(100)管理的規(guī)劃軌道(30)，以及由第三方系統(tǒng)(8)發(fā)送給所述系統(tǒng)(100)的至少一個(gè)軌道段(30)，其特征在于，所述方法至少包括：?預(yù)備步驟(10)，其中生成知識(shí)庫，所述知識(shí)庫包括計(jì)算參數(shù)以及其針對(duì)所述移動(dòng)對(duì)象的使用領(lǐng)域，被限定在所述使用領(lǐng)域內(nèi)的對(duì)應(yīng)于所述移動(dòng)對(duì)象的不同操作約束的至少一個(gè)參數(shù)包絡(luò)(11，12，13)；?第一步驟(1)，其中，所述系統(tǒng)(100)根據(jù)所述預(yù)備步驟的參數(shù)來初始化所述規(guī)劃軌道，所述規(guī)劃軌道的計(jì)算參數(shù)被包含在所述包絡(luò)(11，12，13)中的一個(gè)包絡(luò)中；?第二步驟(2)，其中，所述系統(tǒng)(100)接收由所述第三方系統(tǒng)(8，9)發(fā)送的軌道段(30)，從而通過替代所述規(guī)劃軌道(20)的一部分而被插入到所述規(guī)劃軌道(20)中；第三步驟(3)，其中，以其計(jì)算參數(shù)被包含在所述包絡(luò)(11，12，13)中的至少一個(gè)中的方式通過分段法來簡(jiǎn)化接收到的和接受的段；所述系統(tǒng)(100)基于所述簡(jiǎn)化的段(30)來實(shí)施計(jì)算。
【技術(shù)特征摘要】
...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：F·庫爾莫，L·德維爾特，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：塔萊斯公司，
類型：發(fā)明
國別省市：法國;FR
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