将约束航线优化应用程序整合到航空电子机载系统的方法与流程

文档序号:12271042阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种在功能上和物理上整合约束飞行器航线优化应用程序的方法,所述约束飞行器航线优化应用程序被整合到航空电子机载系统中,所述航空电子机载系统包括:

DAL+数字核心计算机(4),其具有第一关键性等级DAL+,被整合到外围计算机(6、8、10、12、14)以及具有低于或等于第一关键性等级DAL+的第二关键性等级DAL-的数据库的最初架构中,并且通过托管第一多个通用开放式服务Serv_DAL+(j)而用作服务器,以及

DAL-外围计算机(6),其用于管理约束航线优化应用程序,DAL-外围计算机(6)具有低于或等于第一关键性等级DAL+的第二关键性等级DAL-,并且通过通信网络(20)将服务请求调度到DAL+数字核心计算机(4)和/或最初架构的外围计算机(8、10、12、14)和数据库而用作客户端;

其特征在于,在功能上和物理上整合约束航线优化应用程序的方法包括以下步骤:

-在功能上将约束航线优化应用程序OPT_RTE分解成第二多个基本功能OPT_RTE_FU(i)(208);

-根据第二多个基本功能OPT_RTE_FU(i),确定能够部分地或全部地由至少一个通用开放式服务执行的基本功能的第一列表,并且对于每个基本功能确定通用开放式服务的第一子列表(210);

-在最大限度地减少全局成本标准CG的可能的分布内,确定在机载航空电子系统内的基本功能OPT_RTE_FU(i)的最佳功能和物理分布,所述全局成本标准CG取决于多个参数,至少包括整合在DAL+数字核心计算机内的基本功能的额外开发成本(212);以及

-根据确定基本功能的最佳功能和物理分布的步骤中确定的在机载航空电子系统内的最佳功能和物理分布,通过实际上实施基本功能及其调度而执行约束航线优化应用程序的整合(214)。

2.根据权利要求1所述的在功能上和物理上整合约束飞行器航线优化应用程序的方法,其中:

-在可能的分布内,确定在机载航空电子系统内的基本功能OPT_RTE_FU(i)的最佳功能和物理分布(212),以最大限度地减少第一全局成本标准CG1,第一全局成本标准CG1仅考虑整合在DAL+数字核心计算机内的基本功能的额外开发成本;以及

-根据在机载航空电子系统内通过使用第一标准CG1确定的最佳功能和物理分布,通过实际上实施基本功能及其调度而执行约束航线优化应用程序的整合(214)。

3.根据权利要求1所述的在功能上和物理上整合约束飞行器航线优化应用程序的方法,其中

-在可能的分布内,确定在机载航空电子系统内的基本功能OPT_RTE_FU(i)的最佳功能和物理分布(212),以最大限度地减少第二全局成本标准CG2,第二全局成本标准CG2还考虑DAL+核心计算机和外围计算机之间的通信接口的开发成本、响应时间成本和维护成本,以最大限度地减少通信交换;以及

-根据在机载航空电子系统内通过使用第二标准CG2确定的最佳功能和物理分布,通过实际上实施基本功能及其调度而执行约束航线优化应用程序的整合(214)。

4.根据权利要求1和3中任一项所述的在功能上和物理上整合约束飞行器航线优化应用程序的方法,其中

-在可能的分布内,确定在机载航空电子系统内的基本功能OPT_RTE_FU(i)的最佳功能和物理分布(212),以最大限度地减少第三全局成本标准CG3,第三全局成本标准CG3还考虑DAL+核心计算机中低DAL等级的某些代码段的开发,以从维护和演进的角度最大限度地减少整体复杂性;以及

-根据在机载航空电子系统内通过使用第三标准CG3确定的最佳功能和物理分布,通过实际上实施基本功能及其调度而执行约束航线优化应用程序的整合(214)。

5.根据权利要求1和3-4中任一项所述的在功能上和物理上整合约束飞行器航线优化应用程序的方法,其中

-在可能的分布内,确定在机载航空电子系统内的基本功能OPT_RTE_FU(i)的最佳功能和物理分布(212),以最大限度地减少第四全局成本标准CG4,第四全局成本标准CG4还考虑在等级DAL-的外围计算机中使用的DAL+等级代码库,以最大限度地减少DAL+核心计算机的资源使用;以及

-根据在机载航空电子系统内通过使用第四标准CG4确定的最佳功能和物理分布,通过实际上实施基本功能及其调度而执行约束航线优化应用程序的整合(214)。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的在功能上和物理上整合约束飞行器航线优化应用程序的方法,进一步包括以下的额外步骤:在已经确定机载航空电子系统(2)内的基本功能OPT_RTE_FU(i)的最佳功能和物理分布后执行该额外步骤,并且该额外步骤包括:

通过仿真或模拟来验证和评估约束航线优化应用程序的性能,和/或

验证在核心计算机和外围计算机中实现的初始服务的性能。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的在功能上和物理上整合约束飞行器航线优化应用程序的方法,其中

-DAL+数字核心计算机(4)托管服务Serv_DAL+(j),所述服务Serv_DAL+(j)用于根据指定的制导模式来计算飞行计划、横向航迹和时间预测,其用于实现形成约束航线优化应用程序的部分基本功能;以及

-DAL+数字核心计算机(4)连接到引航飞行器的计算机。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的在功能上和物理上整合约束飞行器航线优化应用程序的方法,其中,第一多个通用服务Serv_DAL+(j)包括以下服务:

-计算飞行器的位置,

-插入/修改飞行计划,

-计算横向航迹,

-计算垂直航迹,

-计算飞行器性能,

-横向制导,

-垂直制导,

-对速度进行制导,

-咨询导航数据库,

-咨询飞行器性能数据库,

-咨询配置数据库,

-咨询磁偏角数据库,

-显示航线和航迹,

-显示数据库元素。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的在功能上和物理上整合约束飞行器航线优化应用程序的方法,其中,约束航线优化应用程序包括以下基本功能:

■第一基本功能OPT_RTE_FU(1),其用于选择“目标航线”;

■第二基本功能OPT_RTE_FU(2),其用于计算沿着飞行计划和航迹的预测;

■第三基本功能OPT_RTE_FU(3),其用于选择所施加的约束;

■第四基本功能OPT_RTE_FU(4),其用于选择要遵守的最小间距;

■第五基本功能OPT_RTE_FU(5),其用于向操作人员显示航线和约束;

■第六基本功能OPT_RTE_FU(6),其用于检测当前航线和约束之间的冲突;

■第七基本功能OPT_RTE_FU(7),其用于显示来自围绕航迹和/或围绕约束的数据库的导航元素;

■第八基本功能OPT_RTE_FU(8),其用于解决航线和约束之间冲突的回避计算;

■第九基本功能OPT_RTE_FU(9),其用于将回避整合到当前航线,旨在由第二基本功能OPT_RTE_FU(2)复用以确定新的飞行计划(新航迹);

■第十基本功能OPT_RTE_FU(10),其用于执行新的航线;

■第十一基本功能OPT_RTE_FU(11),其用于定期监控约束的演化。

10.根据权利要求9所述的在功能上和物理上整合约束飞行器航线优化应用程序的方法,其中,基本功能OPT_RTE_FU(2)、OPT_RTE_FU(5)、OPT_RTE_FU(7)、OPT_RTE_FU(7)和OPT_RTE_FU(10)被分配到DAL+数字核心计算机并且在所述DAL+数字核心计算机中实现;

其余的基本功能被分配给整合约束航线优化应用程序的系统的DAL-外围计算机并且在所述DAL-外围计算机中实现。

11.根据权利要求9所述的在功能上和物理上整合约束飞行器航线优化应用程序的方法,其中:

-基本功能FIM_FU(10),其对应于用于所选的制导模式和所选的导航元素的服务Serv_DAL+(4),FIM_FU(10)被分配给DAL+数字核心计算机(4)并且在所述DAL+数字核心计算机4中实现;

其余的基本功能被分配给整合约束航线优化应用程序的系统的DAL-外围计算机并且在所述DAL-外围计算机中实现。

12.根据权利要求9所述的在功能上和物理上整合约束飞行器航线优化应用程序的方法,其中:

-基本功能OPT_RTE_FU(2)、OPT_RTE_FU(5)、OPT_RTE_FU(7)、OPT_RTE_FU(7)、OPT_RTE_FU(8)和OPT_RTE_FU(10)被分配给DAL+数字核心计算机并且在所述DAL+数字核心计算机中实现;

其余的基本功能被分配给整合约束航线优化应用程序的系统的DAL-外围计算机并且在所述DAL-外围计算机中实现。

13.根据权利要求9-12中任一项所述的在功能上和物理上整合约束飞行器航线优化应用程序的方法,其中:第一基本功能OPT_RTE_FU(1)包括选择由以下元素中的一个限定的“目标航线”:目标机场、目标参考航线、部分目标参考航线、参考航迹、由飞行员限定的成组的航点、从导航数据库选择的成组的航点和导航信标。

14.根据权利要求9-13中任一项所述的在功能上和物理上整合约束飞行器航线优化应用程序的方法,其中:第二基本功能OPT_RTE_FU(2)计算沿着飞行计划和航迹的预测,特别包括3D预测位置,以及可选地包括沿着航迹的飞行器的时间上的预测位置,所述时间上的预测位置能够管理动态或演化约束。

15.根据权利要求9-14中任一项所述的在功能上和物理上整合约束飞行器航线优化应用程序的方法,其中:第三基本功能OPT_RTE_FU(3)选择所施加的约束,这些约束由地理几何形状或原始视觉表示来限定,例如建模体积,特别是,云、3D空域和障碍物、3D表面,特别是地形表面,和2D表面,特别是空域的边界和变化。

16.一种航空电子机载系统,其配置为执行约束飞行器航线优化应用程序,并且在功能上和物理上整合约束飞行器航线优化应用程序,所述航空电子机载系统包括:

DAL+数字核心计算机(4),其具有第一关键性等级DAL+,被整合到外围计算机(6、8、10、12、14)以及具有低于或等于第一关键性等级DAL+的第二关键性等级DAL-的数据库的最初架构中,并且通过托管第一多个通用开放式服务Serv_DAL+(j)而用作服务器,以及

DAL-外围计算机(6),其用于管理约束航线优化应用程序,其具有第二关键性等级DAL-,通过通信网络(20)将服务请求调度到DAL+数字核心计算机(4)和/或最初架构的外围计算机(8、10、12、14)和外围数据库而用作客户端,

约束航线优化应用程序OPT_RTE被分解成多个基本功能OPT_RTE_FU(i),所述OPT_RTE_FU(i)根据权利要求1-15中任一项所限定的整合方法来确定的最佳分布方案而在物理上分布在DAL+数字核心计算机和DAL-外围管理计算机之间,

DAL-外围管理计算机(6),其配置为支持以下各项应用程序:

-MMI,整合MSI;

-CMU;

-TCAS;

-TAWS;

-EFB;

-平板电脑;

-交通计算机;

-专用通用分区,以及

DAL+数字核心计算机(4),其配置为支持以下各项应用程序:

-飞行管理系统FMS;

-自动驾驶仪;

-结合FMS和自动驾驶仪功能的FMGS系统。

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