机场特征显示系统和用于保形显示的数据交换方法技术方案

用于航空器的机场特征显示系统提供可视引导提示和意识，以跟踪ＨＵＤ（１４）上的指定滑行路径。引导提示包括代表诸如跑道（２２）、滑行道边缘（２２ａ／２４）、滑行路线（２５）以及机场符号之类的所选机场特征的位置的符号表示。通过使用能够促进表示机场特征所需的大量数据的有效通过量的数据交换方法，在航空器系统之间传送代表机场特征的数据。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空器地面引导系统(SGS)，确切地说，涉及向航空器上的保形显示系统(如平视显示(HUD))传送机场特征数据的通信交换。
技术介绍
人们对加强航空器的地面引导非常感兴趣。在航空器降落到机场上的跑道后，下一步是使航空器滑行到预定位置，如乘客登机/离机门。驾驶员很容易在构成机场的众多跑道、滑行道、停机坪和建筑物中迷惑或迷失。在大型机场中上述问题更加严重，并且在夜间时上述问题特别严重，因为大量光源很难使航空器滑行到预定位置。有效的滑行操作节省时间和金钱。随着机场越来越拥挤，航空器通常花费大量时间在跑道和舱门之间滑行。如果驾驶员错误转弯、迷失或盲目到达错误跑道或滑行道上，滑行时间将更长。另外，错误转弯或导航错误可能造成机场上的其他航空器的延误。机场地面引导能力的主要特征是向驾驶员展现诸如跑道和滑行道之类的机场特征。提供此类特征信息的一种方法是利用平视显示(HUD)，在监视航空器的前挡风玻璃的驾驶员的视线的前方区域内显示HUD。驾驶员通常输入或选择地面管理员批准的滑行路线。然后在HUD上显示滑行路线或路径。驾驶员可以观察HUD上显示的特征，就像叠加在驾驶员通过挡风玻璃看到的地面特征上一样。然而，当能见度较差时，驾驶员仍然可以观看HUD上显示的机场特征。机场特征向驾驶员提供航空器相对于所选滑行路径的位置意识。用于地面引导的实际航空电子设备实现的主要方面必须包括通信总线或数据链路，以便传送在显示屏上适当提供机场特征所需的大量数据。实际实现机场特征系统的障碍是需要清楚显示机场特征，最好在前挡风玻璃之外的驾驶员的视野内以保形方式显示滑行指令和其他有用符号。代表机场特征的数据可能消耗大量存储量。由于必须在存储器中存储许多机场的数据，所以此问题更严重。另外，现有机场特征显示系统要求相应的高速通信总线向显示系统(如HUD)传送机场特征数据。上述需求连同许多航空电子设备系统只有有限数据存储容量且不具备高速总线的事实，严重妨碍了在许多航空器上的现有HUD系统上实现机场特征的努力。显示机场特征的一种方法是利用具有更大数据存储容量和高速数据总线的新设备升级航空器航空电子设备系统。然而，必须设计、认证此类系统，与现有航空电子设备套件集成，并安装此类系统。所有这些使得升级非常昂贵，因此，对许多航空器而言，上述方法在经济上是不可行的。所有机场特征显示系统不仅能够完成显示机场特征的任务，而且应使显示的特征有用并且该系统具有高性能价格比。同时需要设计以最低成本改型现有航空器航空电子设备系统的机场特征显示系统。因此，持续目标是寻找缩减费用、降低滑行错误、缩短滑行时间以提高机场效率的方法。
技术实现思路
为实现上述目标以及其他目标，本专利技术的机场特征显示系统包括特有的数据交换方法，该方法通过现有数据总线传送机场特征，而无需设计或安装新的高速数据总线。对于改型应用，只需最低限度的修改，机场特征显示系统就能与许多现有的HUD系统兼容。根据本专利技术的一个方面，集成机场特征显示系统作为提供航空器航线规划功能的飞行管理系统(FMS)的扩展。许多航空器上安装有FMS，FMS包括实现本专利技术之机场特征显示系统所需的许多组件。例如，FMS可能包括处理器，数据存储设备，用户界面，并且通常与诸如HUD之类的众多显示系统通信。本专利技术的另一方面在于降低向HUD传送代表机场特征数据的带宽需求。这对于在现有航空器上实现高性能价格比的特征显示系统是很重要的。FMS和HUD之间的许多现有通信总线不具备传送特征数据的足够带宽。此类总线的一个例子是通常在FMS和HUD之间传送数据的电子飞行仪器系统(EFIS)。本专利技术显著降低了所需的带宽。向HUD传送机场标石的高分辨率坐标。高分辨率坐标需要两个字的Aeronautical Radio公司(ARINC)数据。本专利技术以一个字的方式传送剩余数据坐标，利用一个字表示参照机场标石(即参考点)的高分辨率位置。因此，本专利技术能够将所需带宽大约降低一半。这足以使用现有通信总线并且大大节省费用。显然，本专利技术是对现有系统的重大改进。另外，熟练技术人员可以理解，本专利技术并不限于与FMS一起使用。可使用其他处理器、显示屏和数据输入设备实施本专利技术。随后的详细说明书阐述本专利技术的附加特征和优点，详细说明书的部分内容对熟练技术人员是显而易见的，或者通过按照随后的详细说明书、权利要求书和附图实施本专利技术，部分理解本专利技术。应该理解，以上描述仅仅是本专利技术的示例，目的是为理解权利要求书定义的本专利技术的实质和特征提供概述。包含附图的目的是为了更好地理解本专利技术，附图构成详细说明书的一部分。附图表示本专利技术的各种特征和实施方式，附图与其详细说明书一起解释本专利技术的原理和操作。附图说明图1表示根据本专利技术的机场特征显示系统之某一实施方式的框图；图2表示HUD屏幕上的示例机场特征显示；图3表示根据本专利技术的示例机场参考位置格式；图4表示根据本专利技术的示例滑行路线格式；图5表示与图4所示的滑行路线示例相对应的滑行路线分段；图6表示根据本专利技术计算机场特征的相对纬度/经度坐标的算法的流程图；以及图7表示根据本专利技术的示例机场符号和地面标识格式。具体实施例方式以下详细参照本专利技术的最佳实施方式，其中附图说明其示例。在所有附图中，相同参考号数指相同或相似部件。图1表示根据本专利技术的机场特征显示系统的典型实施方式，全文用参考号数10标识该系统。首先简述本专利技术的机场特征系统的组件，然后详细说明。本专利技术的最普通用途是作为诸如商务客机或货机之类的航空器的现有FMS和HUD中的集成组件，因此，以下论述将参照此类应用来说明本专利技术。参照图1，该图表示根据本专利技术的机场特征系统以及有关航空器系统的框图。各种各样的航空器系统均可以包括本专利技术，因此，一并称为机场特征显示系统10。机场特征显示系统10包括飞行管理计算机(FMS)11，多功能控制显示装置(MCDU)12，导航数据库(NDB)13，平视显示(DUD)14，电子飞行仪表系统(EFIS)15，多模式接收机(MMR)16，转发器17，以及通信管理装置(CMU)18。FMC11和MCDU 12通常并称为飞行管理系统(FMS)。FMC 11包括处理器11A和存储器11B。处理器11A包括适合于接收和处理命令和数据的数据处理器。处理器11A最好为其数据处理能力足以以实时方式完成所需的FMS和机场特征任务的微处理器。存储器11B最好同时包括存储动态数据和变量的随机存取存储器(RAM)和存储程序数据和静态数据的只读存储器(ROM)。处理器11A与存储器11B通信，以检索程序指令和数据，处理并存储、检索变量。同时，处理器11A与NDB 13通信。NDB 13包括用于描述机场跑道、滑行道、舱门、停机坪、标准滑行路线以及各种其他机场结构和所需特征的机场和滑行路线数据。最好以链表形式存储机场数据13A，同时在数据库中存储标准滑行路线13B。然而，也可以采用多种其他格式来存储此类数据。NDB 13最好是可重写的或可更换的，以便在需要时更新机场数据和标准滑行路线数据，并且有关机场跑道、滑行道、建筑之类的变更数据是最新的。NDB 13是利用诸如PROM、EPROM、EEPROM、磁盘驱动器、光盘驱动器或类似设备之各种组合之类的各种记忆体存储器技术构造的。其操作需求仅仅是存储机场数据的能力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于航空器的机场特征显示系统，所述机场特征显示系统包括：　　　　用户界面，包括　　　　显示屏，以及　　　　滑行路线选择输入；　　　　能够存储机场特征数据的数据存储设备；　　　　与所述显示屏和所述滑行路线选择输入通信的处理器，其中所述处理器生成包括相对于参考点计算的位置点的格式化的机场特征数据；以及　　　　与所述处理器通信并能够传送所述处理器格式化的机场特征数据的通信链路。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：兰迪L沃尔特，
申请(专利权)人：史密斯宇航公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]