CN105059557B

CN105059557B - 所需导航性能(rnp)显示方法和设备

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Publication number: CN105059557B
Application number: CN201510482076.7A
Authority: CN
Inventors: 郑智明; 叶军晖; 余亮; 赵春玲; 严林芳; 张克志; 孟繁栋
Original assignee: Comac Shanghai Aircraft Design & Research Institute; Commercial Aircraft Corp of China Ltd
Current assignee: Shanghai Aircraft Design Research Institute Co ltd; Commercial Aircraft Corp of China Ltd
Priority date: 2015-08-07
Filing date: 2015-08-07
Publication date: 2018-04-10
Anticipated expiration: 2035-08-07
Also published as: CN105059557A

Abstract

一种所需导航性能RNP显示方法和设备，包括显示至少两个平行的条框，所述至少两个平行的条框中的至少一个第一条框显示NSE，并且至少一个第二条框显示FTE。

Description

所需导航性能(RNP)显示方法和设备

技术领域

本公开涉及航空导航领域，尤其涉及飞机通信导航监视/空中交通管理(CNS/ATM)中基于性能的导航(PBN)领域，适用于支持RNP运行的飞机显示。

背景技术

RNP显示方案通常有几种方式。一种方式是通过数值化显示，即直接在显示器上显示实际导航性能(ANP)值和RNP值，通过两者的比较进行监视和告警。另一种方式是通过横向偏差指示来监视飞行技术误差(FTE)，即横向偏差满偏刻度即为FTE的限制值，飞行员通过观察横向偏差未超过满偏刻度来保证FTE不超过限制值，而导航系统误差(NSE)需要通过飞行管理系统的算法来进行告警，在显示器上未能直观显示。另一种方式是将FTE和NSE都显示横向偏差刻度带上，NSE值耦合到横向偏差刻度带的两边，这种方法较前面两种方法更为直观的看到NSE和FTE直接的关系，但是对NSE并未给出限制值。

发明内容

本公开的一方面涉及一种所需导航性能RNP显示方法，包括显示至少两个平行的条框，该至少两个平行的条框中的至少一个第一条框显示NSE，并且至少一个第二条框显示FTE。

根据本公开的另一方面，第一条框进一步显示反映NSE限制值的标记，并且第二条框进一步显示反映FTE限制值的标记。根据进一步的方面，反映NSE限制值的标记是NSE限制线，并且反映FTE限制值的标记是FTE限制线。根据一方面，NSE限制值和FTE限制值的分配满足RNP运行要求。根据又一方面，NSE限制值和所述FTE限制值的分配包括根据下式中的至少一者来分配：

TSE＝FTE+NSE； (1)

TSE²＝FTE²+NSE²； (2)

其中TSE是RNP的总系统误差。

根据本公开的再一方面，当NSE限制值和FTE限制值是根据式(1)来分配时，NSE限制线和FTE限制线共用；而当NSE限制值和FTE限制值是根据式(2)来分配时，NSE限制线和FTE限制线不共用。

根据本公开的另一方面，NSE限制值和FTE限制值的分配进一步与飞行驾驶模式耦合，以使得在不同的飞行驾驶模式下，能够为NSE和FTE提供相应的限制值。

根据本公开的另一方面，该至少两个平行的条框包括横条框以实现横向误差显示。根据本公开的另一方面，该至少两个平行的条框包括竖条框以实现垂直误差显示。根据本公开的再一方面，该方法还包括与横条框垂直地显示至少另两个平行的条框以实现垂直误差显示，该至少另两个平行的条框中的至少一个第三条框显示NSE，并且至少一个第四条框显示FTE。

在本公开的一方面，第一条框进一步显示以下一者或多者：NSE游标、NSE已用颜色条、和/或条框满偏刻度线；和/或第二条框进一步显示以下一者或多者：FTE偏差游标、FTE偏差刻度带中心指示、偏差刻度带单格指示、和/或所述条框满偏刻度线。

根据本公开的一方面，当实时代表当前导航误差值的NSE游标超过NSE限制值时，NSE游标和NSE已用颜色条中的至少一者或多者变色以提示NSE超限。根据本公开的另一方面，当FTE偏差游标超过FTE限制值时，FTE偏差游标变色以提示FTE超限。根据本公开的又一方面，条框满偏刻度线随着RNP值的变化而跟随变化。

本公开的另一方面涉及一种所需导航性能RNP显示设备，包括用于显示至少两个平行的条框的装置，该至少两个平行的条框中的至少一个第一条框显示NSE，并且至少一个第二条框显示FTE。

根据本公开的另一方面，第一条框进一步显示反映NSE限制值的标记，并且第二条框进一步显示反映FTE限制值的标记。根据进一步的方面，反映NSE限制值的标记是NSE限制线，并且反映FTE限制值的标记是FTE限制线。根据一方面，NSE限制值和FTE限制值的分配满足RNP运行要求。根据又一方面，NSE限制值和FTE限制值的分配包括根据下式中的至少一者来分配：

TSE＝FTE+NSE； (1)

TSE²＝FTE²+NSE²； (2)

其中TSE是RNP的总系统误差。

根据本公开的另一方面，该至少两个平行的条框包括横条框以实现横向误差显示。根据本公开的另一方面，该至少两个平行的条框包括竖条框以实现垂直误差显示。根据本公开的再一方面，该设备还包括用于与横条框垂直地显示至少另两个平行的条框以实现垂直误差显示的装置，该至少另两个平行的条框中的至少一个第三条框显示NSE，并且至少一个第四条框显示FTE。

根据本公开的一方面，当实时代表当前导航误差值的NSE游标超过NSE限制值时，NSE游标和NSE已用颜色条中的至少一者或多者变色以提示NSE超限。根据本公开的另一方面，当所述FTE偏差游标超过所述FTE限制值时，FTE偏差游标变色以提示FTE超限。根据本公开的又一方面，条框满偏刻度线随着RNP值的变化而跟随变化。

附图说明

图1示出示例性的“TSE＝FTE+NSE”横向误差显示示意图。

图2示出示例性的“TSE＝FTE+NSE”垂直误差显示示意图。

图3示出示例性的其他指标分配方法的横向误差显示示意图。

图4示出示例性的其他指标分配方法的垂直误差显示示意图。

图5示出实施例横向误差显示示例。

图6示出实施例横向误差显示示例。

具体实施方式

将参照附图详细描述各实施例。在可能之处，相同附图标记将贯穿附图用于指代相同或类似部分。对特定示例和附图所作的引用是用于解说性目的，而无意限定本发明或权利要求的范围。措辞“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或解说”。本文中描述为“示例性”的任何实现不必然被解释为优于或胜过其他实现。

RNP运行过程中需要实时监视RNP相关的误差并在误差超出限制值时提供告警。一般而言，RNP的总系统误差(TSE)分为FTE和NSE。常见的分配方法可包括例如遵照以下两个公式之一：

TSE＝FTE+NSE (1)

TSE²＝FTE²+NSE² (2)

TSE的指标分配并不被限定于上述两个公式，而是也可以应用其他分配方法，例如具有自主知识产权的分配方法，只要其满足RNP运行要求即可。

本公开涉及RNP显示。一示例性实施例进一步涉及与飞行驾驶模式交联的RNP显示。交联的飞行驾驶模式包括例如飞行指引(FD)、自动驾驶(AP)、人工飞行等。飞机在进行RNP运行时，可将NSE和FTE的限制值与飞行驾驶模式进行匹配。RNP显示主要包括了横向误差显示和垂直误差显示，两者显示方式可以类同。

在一示例性实施例中，对于横向误差显示和垂直误差显示中的至少一者，显示至少两个平行的条框，所述至少两个平行的条框中的至少一个第一条框显示NSE，并且至少一个第二条框显示FTE。

以横向误差显示为例，在一示例性实施例中，可包括两个横条框来表示飞机的RNP运行状态。上横条框可显示反映NSE限制值的标记，下横条框可显示反映FTE限制值的标记。在一示例性实施例中，此类反映NSE和/或FTE限制值的标记可为限制线。在一示例性实施例中，上横条框中可包括NSE限制线，还可包括例如NSE游标、和/或NSE已用颜色条等。例如，当NSE超过NSE限制线时，NSE游标和/或NSE颜色条将变色，提示飞行机组NSE已经超过限制值。在一示例性实施例中，下横条框中可包括FTE限制线，还可包括例如横向偏差游标、横向偏差刻度带中心指示、和/或横向偏差刻度带单格指示等。例如，当飞机横向偏差游标超过FTE限制线时，飞机横向偏差游标将变色，提示飞行机组FTE已经超过限制值。

本领域普通技术人员可以理解，以上对上/下横条框及其中各种标识物的描述并不是限定性的。例如，上/下横条框可以对调，上述各种限制线、游标、颜色条、中心指示、刻度带单格指示等可以用本领域普通技术人员公知的其他可起到相同/类似作用的标识物来替代而不会脱离本公开的范围。又如，游标和/或颜色条的变色可以用本领域普通技术人员公知的其他可起到相同/类似作用的方式(例如，闪烁、发声等)来替代而不会脱离本公开的范围。

图1中示出了此类横向误差显示的一个示例性实施例。如从图1中可见，横向误差显示包括有两个横条框，来表示飞机的RNP运行状态。上部横条框中包括了NSE限制线(1)、NSE游标(2)、NSE已用颜色条(3)、上下横条框满偏刻度线(4)。其中，NSE限制线(1)可耦合FD、AP和人工模式等飞行驾驶模式，从而在不同的飞行驾驶模式下可以分配不同的限制值。本示例中应用了前述公式(1)，即TSE＝FTE+NSE的分配方法，因此每一侧的NSE限制线和FTE限制线共用一条(例如，图1中仅标识了一侧的共用限制线，另一侧与之类同)。如果应用其他TSE指标分配方法，则每一侧的NSE限制线和FTE限制线分开显示，不会共用一条。NSE通过NSE游标(2)实时代表当前的导航误差值，NSE已用颜色条(3)的内端跟随NSE游标(2)浸润显示，例如图中以白色浸润显示。当NSE超过NSE限制时，即NSE游标(2)超过了NSE限制线(1)，NSE游标(2)和NSE已用颜色条(3)都将变色；提示飞行机组NSE已经超过限制值。上下横条框满偏刻度线(4)随着RNP值的变化，而跟随变化，例如运行RNP-0.3程序时，上下横条框满偏刻度线(4)的满偏刻度值左右各分配0.3NM。

图1中的下横条框中包括了FTE限制线(1)、横向偏差游标(6)、横向偏差刻度带中心指示(5)、横向偏差刻度带单格指示(7)、上下横条框满偏刻度线(4)。其中，FTE限制线(1)可耦合FD、AP和人工模式等飞行驾驶模式，从而在不同的飞行驾驶模式下可以分配不同的限制值。示例中提供了左右各2格的显示方案，多格显示方案类同。在一非限定性的示例中，以上下横条框满偏刻度线(4)左右各分配0.3NM为例，则横向偏差刻度带单格代表0.15NM。当飞机横向偏差游标(6)超过FTE限制线(1)时，横向偏差游标(6)将变色，提示飞行机组FTE已经超过限制值。

图2提供了垂直误差显示的一种示例。其显示和告警方式与水平误差显示类同。

如果应用其他TSE指标分配方法(例如，以上公式(2)的分配方法等)，则NSE限制线和FTE限制线分开显示，而不是共用一条。图3和图4提供了相应的横向偏差显示和垂直偏差显示的示例。如对比图3与图1以及对比图4与图2可见，应用“TSE＝FTE+NSE”分配方法的误差显示与应用其他TSE指标分配方法的误差显示可大体相同，区别仅在于，在应用其他TSE指标分配方法的误差显示中，NSE限制线1和FTE限制线1'是分开显示的，如图3和4中所见。

本领域普通技术人员能够容易地想到其他的变体和改动，而这些均落在本申请的保护范围中。

下面结合一具体实施例对本公开作进一步的说明，但并不作为对本公开构成任何限定的依据。

本发明的该具体实施例示出了RNP-0.3运行下横向误差的分配值，如下表1中所示：

表1 RNP-0.3运行下横向误差的分配值(单位：NM)

例如，当RNP＝0.3运行时，FTE和NSE的分配值如下：

如果飞机接通AP，则NSE限制值为0.28NM，FTE限制值为0.125NM；

如果飞机接通FD或者人工飞行，则NSE限制值为0.08NM，FTE限制值为0.25NM。

图5中示出了该实施例的横向误差显示示例，其中FTE和NSE未超过限制值。

图6中示出了该实施例的横向误差显示示例，其中FTE和NSE超过限制值。如从图中可见，在该示例性实施例中，当NSE超过NSE限制线时，NSE游标和NSE颜色条都将变色，提示飞行机组NSE已经超过限制值。当飞机横向偏差游标超过FTE限制线时，飞机横向偏差游标将变色，提示飞行机组FTE已经超过限制值。

本发明针对目前RNP监视和告警未与飞行驾驶模式交联的情况，提出将NSE和FTE的分配与飞行驾驶模式耦合，在不同的飞行驾驶模式下，NSE和FTE都提供了不同的限制值，对于NSE和FTE分别超出限制值时，可以分别独立地提供告警，提高了RNP运行的安全性。

Claims

1.一种所需导航性能RNP显示方法，包括：

显示至少两个平行的条框，所述至少两个平行的条框中的至少一个第一条框显示导航系统误差NSE，并且至少一个第二条框显示飞行技术误差FTE；以及

显示NSE和FTE的限制值的标记。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，显示NSE和FTE的限制值的标记进一步包括：

所述第一条框进一步显示反映NSE限制值的标记，并且所述第二条框进一步显示反映FTE限制值的标记。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述反映NSE限制值的标记是NSE限制线，并且所述反映FTE限制值的标记是FTE限制线。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述NSE限制值和所述FTE限制值的分配满足RNP运行要求。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述NSE限制值和所述FTE限制值的分配包括根据下式中的至少一者来分配：

TSE＝FTE+NSE； (1)

TSE²＝FTE²+NSE²； (2)

其中TSE是RNP的总系统误差。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述NSE限制值和所述FTE限制值是根据式(1)来分配时，所述反映NSE限制值的标记和所述反映FTE限制值的标记共用；而当所述NSE限制值和所述FTE限制值是根据式(2)来分配时，所述反映NSE限制值的标记和所述反映FTE限制值的标记不共用。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述NSE限制值和所述FTE限制值的分配进一步与飞行驾驶模式耦合，以使得在不同的飞行驾驶模式下，能够为NSE和FTE提供相应的限制值。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述至少两个平行的条框包括横条框以实现横向误差显示。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述至少两个平行的条框包括竖条框以实现垂直误差显示。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

与所述横条框垂直地显示至少另两个平行的条框以实现垂直误差显示，所述至少另两个平行的条框中的至少一个第三条框显示导航系统误差NSE，并且至少一个第四条框显示飞行技术误差FTE。

11.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一条框进一步显示以下一者或多者：NSE游标、NSE已用颜色条、和/或条框满偏刻度线；和/或

所述第二条框进一步显示以下一者或多者：FTE偏差游标、FTE偏差刻度带中心指示、偏差刻度带单格指示、和/或所述条框满偏刻度线。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，当实时代表当前导航误差值的所述NSE游标超过所述NSE限制值时，所述NSE游标和NSE已用颜色条中的至少一者或多者变色以提示NSE超限。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，当所述FTE偏差游标超过所述FTE限制值时，所述FTE偏差游标变色以提示FTE超限。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述条框满偏刻度线随着RNP值的变化而跟随变化。

15.一种所需导航性能RNP显示设备，包括：

用于显示至少两个平行的条框的装置，所述至少两个平行的条框中的至少一个第一条框显示导航系统误差NSE，并且至少一个第二条框显示飞行技术误差FTE；以及

用于显示NSE和FTE的限制值的标记的装置。

16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，用于显示NSE和FTE的限制值的标记的装置进一步用于在所述第一条框进一步显示反映NSE限制值的标记，并且在所述第二条框进一步显示反映FTE限制值的标记。

17.如权利要求16所述的设备，其特征在于，所述反映NSE限制值的标记是NSE限制线，并且所述反映FTE限制值的标记是FTE限制线。

18.如权利要求16所述的设备，其特征在于，所述NSE限制值和所述FTE限制值的分配满足RNP运行要求。

19.如权利要求18所述的设备，其特征在于，所述NSE限制值和所述FTE限制值的分配包括根据下式中的至少一者来分配：

TSE＝FTE+NSE； (1)

TSE²＝FTE²+NSE²； (2)

其中TSE是RNP的总系统误差。

20.如权利要求19所述的设备，其特征在于，当所述NSE限制值和所述FTE限制值是根据式(1)来分配时，所述反映NSE限制值的标记和所述反映FTE限制值的标记共用；而当所述NSE限制值和所述FTE限制值是根据式(2)来分配时，所述反映NSE限制值的标记和所述反映FTE限制值的标记不共用。

21.如权利要求18所述的设备，其特征在于，所述NSE限制值和所述FTE限制值的分配进一步与飞行驾驶模式耦合，以使得在不同的飞行驾驶模式下，能够为NSE和FTE提供相应的限制值。

22.如权利要求15所述的设备，其特征在于：

所述至少两个平行的条框包括横条框以实现横向误差显示。

23.如权利要求15所述的设备，其特征在于：

所述至少两个平行的条框包括竖条框以实现垂直误差显示。

24.如权利要求22所述的设备，其特征在于，还包括：

用于与所述横条框垂直地显示至少另两个平行的条框以实现垂直误差显示的装置，所述至少另两个平行的条框中的至少一个第三条框显示导航系统误差NSE，并且至少一个第四条框显示飞行技术误差FTE。

25.如权利要求16所述的设备，其特征在于，所述第一条框进一步显示以下一者或多者：NSE游标、NSE已用颜色条、和/或条框满偏刻度线；和/或

26.如权利要求25所述的设备，其特征在于，当实时代表当前导航误差值的所述NSE游标超过所述NSE限制值时，所述NSE游标和NSE已用颜色条中的至少一者或多者变色以提示NSE超限。

27.如权利要求25所述的设备，其特征在于，当所述FTE偏差游标超过所述FTE限制值时，所述FTE偏差游标变色以提示FTE超限。

28.如权利要求25所述的设备，其特征在于，所述条框满偏刻度线随着RNP值的变化而跟随变化。