[發明專利]用于管理空中交通的方法和系統

無效

• 申請號: 201210059038.7
• 申請日: 2012-02-22
• 公開（公告）號: CN102682626A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: R·V·蘇布;薛峰;M·卡斯蒂洛-埃芬;J·K·克盧斯特;J·K·U·霍斯沃思;S·托雷斯;陳煒煒
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司;洛克希德馬丁公司
• 主分類號: G08G5/00
• 分類號: G08G5/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 柯廣華;朱海煜

技術領域

一般來說，本發明涉及用于管理空中交通的方法和系統。更具體來說，本發明的方面包括用于協商和處理從多個飛行器所接收的空中交通軌跡修改請求的方法和系統，以及用于調度到達機場的空中交通的方法和系統。

背景技術

基于軌跡的操作(TBO)是美國下一代空中運輸系統(NextGen)和歐洲的單一歐洲天空ATM研究(SESAR)的關鍵組成部分。在兩種計劃中存在進行中的大量工作量以使這個概念發展。飛行器軌跡同步和軌跡協商是現有TBO概念中的關鍵能力，并且提供提高空域操作的效率的框架。在TBO中實現的軌跡同步和協商還使空域用戶(包括班機經營者(航空公司)、班機調度員、班機工作人員、無人航空系統和軍事用戶)能夠經常以接近它們優選(用戶優選)軌跡的軌跡來飛行，從而使包括燃料和時間節省、風力最佳路線選擇和天氣單元附近移動的方向的商業目標能夠結合到TBO概念中。因此，期望生成支持軌跡同步和協商、又能夠促進和加速TBO的采用的技術。

本文所使用的“飛行器的軌跡”是飛行器從起飛到著陸所沿用的三維位置的時序序列，并且能夠通過軌跡向量的時序集合以數學方式來描述。相比之下，飛行器的飛行計劃指的是由飛行員或班機調度員在出發之前向當地民航機構提交的文檔，并且包括諸如出發點和到達點、所估計的途中時間之類的信息和能夠由空中交通控制(ATC)用于提供跟蹤和路線選擇服務的其它一般信息。飛行軌跡的概念中包含：存在具有中心線以及圍繞這個中心線的位置不確定性和時間不確定性的軌跡路徑。軌跡同步可定義為解決飛行器的軌跡的不同表示之間的偏差以使得任何剩余差異在操作上是不重要的過程。構成操作上不重要的差異的方面取決于軌跡的預計使用。相對較大的差異對于策略需求估計可以是可接受的，而差異對于戰術間隔管理中的使用必須小得多。TBO的全部目標是通過使用空間(緯度、經度、高度)和時間中的準確四維軌跡(4DT)來降低與飛行器的未來位置預測關聯的不確定性。精準4DT的使用具有以下能力：根據預測飛行器相對于時間的未來空間位置(緯度、經度和高度)的能力、包括預測接近它們的到達機場的一組飛行器在地理位置(稱作計量方位(metering?fix)、到達方位或角柱(cornerpost))的到達時間的能力，來極大地降低飛行器的未來飛行路徑的不確定性。這種能力表示從當前“基于凈空的控制”方式(這取決于飛行器的當前狀態的觀察)到基于軌跡的控制方式的重大改變，目標是允許飛行器沿用戶優選軌跡飛行。因此，實現TBO的關鍵是準確的計劃軌跡(或者可能的多個軌跡)的可用性，從而為ATC提供有價值信息以允許空域的更有效使用。

一般來說，軌跡協商是這樣的過程：通過該過程交換信息，以便平衡對安全性、容量和商業目標的用戶偏好以及對經營者或空中導航服務提供商(ANSP)的限制。雖然軌跡協商是現有TBO概念的關鍵組成部分，但是對于軌跡協商是什么并且包含什么存在許多不同觀點。取決于協商的預期結果和時幀，不同施動者將包含在協商中，并且將交換不同的信息。一般來說，軌跡協商的概念已描述為飛行器經營者對協商最佳或優選軌跡的期望，與該期望進行平衡以便確保在出發和到達期間飛行器的安全間隔和那些飛行器的最佳定序，同時提供公平的框架。軌跡協商概念還允許空域用戶提交軌跡偏好以解決沖突，包括對飛行器的4D軌跡(橫向路線選擇、高度和速度)的建議的修改。