向飞行管理系统提供飞行器轨迹的气象信息的方法技术方案

本发明专利技术名称为“与飞行器轨迹有关的气象数据选择”。一种向飞行管理系统(FMS)提供飞行器轨迹的气象信息的方法，包括：从沿着飞行器轨迹的气象数据点(202)选择温度数据点的唯一子集(206)，并将对应的气象数据点发送到FMS。

【技术实现步骤摘要】
向飞行管理系统提供飞行器轨迹的气象信息的方法

技术介绍
在许多当代飞行器中，可以考虑沿着飞行器飞行路径上的航路点处的天气数据以用于在飞行器飞行期间确定估算的到达时间和燃料燃耗。例如，飞行管理系统(FMS)可以考虑在飞行器飞行中从地面站经由通信系统上载到FMS的或飞行员输入的风向、风速和温度数据。当可用天气数据的量很大并且可能包含沿飞行器飞行路径或其附近的多个点时，实时地使用此大量的数据存在实践中的限制。例如，FMS可能受限于可输入气象数据的数据点的数量。通常，将飞行路径数据作为起点、终点和或许一个或几个在途航路点提供到FMS。数据的此类局限性可能限制基于该数据的FMS预测的精度。另一个实践中的限制是，将该数据传送到飞行器的成本较高，目前这通过经由基于订购的专有通信系统(如，航空公司通信寻址和报告系统(ACARS))的传输来实现。
技术实现思路
在一个实施例中，向飞行管理系统(FMS)提供飞行器轨迹的气象信息的方法包括：a)接收飞行器轨迹，b)从气象数据库选择沿接收的轨迹的兼包含温度和风数据的气象数据点，以形成气象数据点轨迹子集，c)由气象数据点的轨迹子集生成参考温度简档，d)从该轨迹子集选择温度数据的唯一子集以定义气象数据点的温度子集，e)由温度子集生成沿飞行器轨迹的温度简档，f)将温度简档与参考温度简档比较，g)重复d-f，直到比较满足预定阈值为止，h)从轨迹子集识别与满足预定阈值的温度数据的唯一子集对应的气象数据点，以及i)将识别的气象数据点发送到FMS。附图说明在这些附图中：图1是用于实现飞行器飞行路径的飞行器轨迹的示意图形图示。图2是根据本专利技术实施例的方法的流程图；图3是根据图2流程图的示范温度数据、参考温度简档、选择的温度数据的唯一子集、和从温度数据的唯一子集生成的温度简档的图形图示。具体实施方式飞行器的飞行路径一般包括爬升、巡航和下降。虽然是在从起飞到着陆的全飞行路径的上下文中描述的，但是本专利技术可应用于全飞行路径的全部或任何部分，包括对原始飞行路径的飞行中的更新。出于此描述的目的，将使用全飞行路径示例。大多数当代飞行器包括用于生成飞行路径轨迹10和使飞行器沿飞行路径轨迹10飞行的飞行管理系统(FMS)。FMS可基于命令、航路点数据和诸如气象数据的附加信息自动地生成飞行路径轨迹10，所有这些可以从航空公司运行中心(AOC)或从飞行员接收。可使用通信链路将此类信息发送到飞行器。通信链路可以是任何种类的通信机制，包括但不限于分组无线电和卫星上行链路。作为非限制性示例，飞行器通信寻址和报告系统(ACARS)是用于经由无线电或卫星在飞行器与地面站之间传输消息的数字数据链路系统。还可由飞行员输入信息。图1是采用飞行器轨迹10形式的飞行器的飞行路径的示意图示。轨迹开始于轨迹起点12，如起飞机场，并结束于轨迹终点14，如目的地机场。起点12与终点14之间的穿越包括爬升阶段16、巡航阶段18和下降阶段20，这些全部包含在轨迹10中。通常将爬升阶段、巡航阶段和下降阶段作为数据点输入到FMS。出于此描述的目的，术语数据点可包括任何类型的数据点，包括航路点、在途航路点和高度，以及不限于特定的地理位置。例如，数据点可以仅是高度或它可以是可由任何坐标系(例如，经度和纬度)表示的特定的地理位置。作为非限制性示例，数据点可以是3-D或4-D；飞行器轨迹10的四维描述定义任何给定时间点处飞行器在3D空间中的位置。每个数据点可包含关联的信息，例如可包含温度数据和风数据的气象数据。对于爬升，可以输入与爬升的顶部22处的高度A对应的数据点；对于巡航，可以输入在途航路点B；以及对于下降，可以从下降的顶部24起输入多个不同高度。在起飞之后，飞行器通常保持爬升阶段16，直到爬升的顶部22，然后在巡航阶段18期间它遵循在途航路点，直到下降的顶部24，在此处它然后开始下降阶段20。爬升阶段16和下降阶段20中的高度A是在这些阶段期间飞行器使其轨迹10达到此类高度的意义上的航路点。在途航路点B可以基于沿着飞行器的轨迹10的地面导航协助(Navaids)的位置来选择。可以理解，在巡航阶段18期间，可能存在高度上的一些改变，尤其是对于跨大陆飞行，跨大陆飞行中飞行器可能改变其海拔以利用盛行风(例如，急流)或将盛行风的影响降低到最小，以便随着燃料燃耗爬升到更高的高度或避免湍流。还可以在轨迹10中包含附加的数据点，如伪航路点P，它们是为与轨迹10的参数有关的目的创建的人造参考点，并且不受限于地面导航协助。可以在设置了为轨迹建立数据点之前或之后定义它们。可以采用多种方式定义伪航路点，如通过纬度和经度或通过沿着当前轨迹的指定距离，如沿着航迹的航路点。可以为任何数据点输入气象数据。此类气象数据改善FMS飞行预测。气象数据可以从气象数据库获取，气象数据库可以包含实时气象或预报的气象数据。此类气象数据库可以包含有关某些气象有关的现象(尤其例如，风速、风向、温度)的信息和有关能见度(例如，多雾、多云等)、降水量(雨、冰雹、雪、冻雨等)和其他天气信息的数据。因为在轨迹计算中必须精确地考虑空气温度和风以确保飞行器将符合预测轨道的轨迹，所以气象数据库可以包含当地空域的3-D实时温度和风模型以及4-D预测数据。气象数据库可以存储基于特定经度、纬度和高度的此类实时或预报的气象数据。虽然使用来自与轨迹上的期望数据点对应的气象数据库的数据点的气象数据通常是最精确的，但是数据库中可能未将每个经度、纬度和高度均考虑到，并且对于美国和欧洲的大陆上的点可能存在更精细分辨率的气象数据，例如每2km的气象数据，而对于大西洋上的点可能存在降低的分辨率。气象数据库的每个数据点并非一定依附于轨迹10。当气象数据库没有与轨迹上的数据点对应的数据点时，可以内插可用的气象数据以获得依附于轨迹的气象数据，并且可以将内插的气象数据输入到FMS中。作为备选，可以将来自对于轨迹上的数据点最接近的气象数据点的气象数据输入到FMS。拥有精确的气象数据是重要的，因为飞行器轨迹附近的气象简档的贴近表示将产生更精确的FMS预测，从而促成飞行器燃油使用量和到达时间的估算提高。用来制备气象简档的气象数据越新，气象简档就越精确。但是，将来自气象数据库的所有相关气象数据从地面站提交到FMS的能力可能受限于FMS本身，因为FMS通常限制飞行轨迹上可输入气象数据并最终在轨迹预测中使用的数据点的数量。例如，FMS可仅允许在途航路点处插入的气象数据，并且仅允许爬升和/或下降中有限数量的高度。在许多FMS中，虽然气象数据库可对于该轨迹有数百个相关数据点，但是允许的数据点的总数小于10。因此，提供精确的气象数据可能是难题，因为FMS只有有限数量的、它可接收的数据点。再者，气象数据的时效性是有限的，因为从地面到飞行器的通信链路可能只有有限带宽可用于传送与飞行器飞行轨迹有关的大量气象数据，并且在任何情况下，将很大量的数字数据传送到飞行器都可能成本高昂。目前大多数系统是基于订购的，这对于数据传输有较高的关联费用。作为非限制性示例，目前存在通过ACARS发送每个字符或字节的计费。因此，将最新气象数据传送到FMS的成本也是实践中的限制。随飞行持续时间增加，缺乏最新气象数据变得越来越成问题。FMS执行的最精确的轨迹预测是使用沿飞行路径轨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种向飞行管理系统(FMS)提供飞行器轨迹的气象信息的方法，所述方法包括：a)接收所述飞行器轨迹；b)从气象数据库选择沿所接收的轨迹的兼包含温度和风数据的气象数据点，以形成气象数据点的轨迹子集；c)由气象数据点的所述轨迹子集生成参考轨迹温度简档；d)从所述轨迹子集选择温度数据的唯一子集，以定义所述气象数据点的温度子集；e)由所述温度子集生成沿所述飞行器轨迹的温度简档；f)将所述温度简档与所述参考轨迹温度简档比较；g)重复d？f，直到所述比较满足预定阈值为止；h)从所述轨迹子集识别与满足所述预定阈值的温度数据的唯一子集对应的气象数据点；以及i)将所识别的气象数据点发送到所述FMS。

【技术特征摘要】
2011.06.30 US 13/173,1561.一种向飞行管理系统(FMS)提供飞行器轨迹的气象信息的方法，所述方法包括：a)接收所述飞行器轨迹；b)从气象数据库选择沿所接收的飞行器轨迹的兼包含温度和风数据的气象数据点，以形成气象数据点的轨迹子集；c)由气象数据点的所述轨迹子集生成参考轨迹温度简档；d)从所述轨迹子集选择温度数据的唯一子集，以定义所述气象数据点的温度子集；e)由所述温度子集生成沿所述飞行器轨迹的温度简档；f)将所述温度简档与所述参考轨迹温度简档比较；g)重复d-f，直到所述比较满足预定阈值为止；h)从所述轨迹子集识别与满足所述预定阈值的温度数据的唯一子集对应的气象数据点；以及i)将所识别的气象数据点发送到所述FMS。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述接收所述飞行器轨迹包括接收定义所述轨迹的航路点。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述选择气象数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·萨吉奥三世，A·I·D·A·布兰科，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：