[發明專利]一種四維航跡空地協商的方法

在審

• 申請號: 201811472327.3
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN109520506A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 閆鑫陽;王丹;齊林
• 申請（專利權）人: 中國航空無線電電子研究所
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G08G5/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 王中興

本發明公開了一種實現四維航跡運行的方法。本發明包括：FMS根據飛行計劃信息和氣象信息生成四維航跡，并通過數據鏈ADS?C應用將該四維航跡下傳至地面系統；航線和垂直約束的地?地協調，確保地面系統對飛行的航線和剖面有一致認識，作為初始協調的基礎航跡；航線增加垂直約束的空地協調；從飛機下傳最小時間和最大時間開始，地面系統協商航路點和附加的約束；進場管理工具確定并且使用約束航路點；步驟五：地面系統和飛機協商時間約束；步驟六：地面通過數據鏈ADS?C應用下傳的數據監視航班繼續按一致認可的四維航跡進行；當機組收到最后進近指令，飛行機組執行連續的最后進近。

技術領域

本發明屬于民用航行系統技術領域，涉及一種四維航跡空地協商的方法。

背景技術

隨著航空運輸業務量飛速增長，在目前的技術手段下已無法有效地縮減飛 機間距離，導致了空域的擁堵。為了應對航空運輸業快速發展需求與空域資源 有限之間日益突出的矛盾，不同國家和組織都把四維航跡運行視為下一代空中 交通管理的基礎，將其作為解決航班延誤問題、提高飛機飛行效率的重要技術 與手段。

四維航跡運行技術作為新一代航行任務需求，是對全飛行過程的組織、管 理和監控，通過空地一體化共享、協同、協商機制，實現飛行效益最大化的一 項綜合性技術。

四維航跡運行開始于空域使用者和空中交通管理者協商得到的基本四維航 跡，它考慮到用戶利益，空域資源和機場能力的多方面約束。在得到各方認可 后，該基本四維航跡可以作為實際飛行運行的基礎。在實際飛行運行時，機載 飛行管理系統(FMS，FlightManagement System)依據該基本的四維航跡，結 合飛機性能特性和氣象條件優化預測得到飛機即將飛行的精確四維航跡，并通 過數據鏈把構建的精確四維航跡發送給地面空中交通控制(ATC，Air Traffic Control)系統。地面ATC系統可以盡早檢測到飛機計劃航跡之間的沖突，然后 通過數據鏈與飛機進行四維航跡協商，以獲得一個避免沖突同時綜合飛機和地 面管制限制的最佳飛行剖面。最后，機載FMS通過四維飛行引導對速度進行精 確控制來實現四維航跡的自動飛行，整個飛行過程受到地面和空中的監控。

發明內容

本發明的目的是：提供一種實現四維航跡運行的方法，以滿足高度自動化 的新航行系統需求，在有限的空域資源約束下提高空運量，緩解當前民用航空 運輸快速發展需求和空域資源緊張之間的矛盾。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

步驟一：FMS根據飛行計劃信息和氣象信息生成四維航跡，并通過數據鏈 ADS-C應用將該四維航跡下傳至地面系統。

步驟二：航線和垂直約束的地-地協調，確保地面系統對飛行的航線和剖面 有一致認識，作為初始協調的基礎航跡。

步驟三：航線增加垂直約束的空地協調，地面系統將一致認可的3D航線 通過數據鏈CPDLC應用上傳給飛機，機組分析該地面建議航跡并選擇接受或 者拒絕此航線：

如果機組拒絕航線，協商被終止，航班需要調整；

如果機組接受航線，通過數據鏈ADS-C應用下傳經過認可的航線中選擇的 航路點的估計最小時間和最大時間；估計最小時間和最大時間能使地面系統協 商出一個飛機可以實現的約束值。

步驟四：從飛機下傳最小時間和最大時間開始，地面系統協商航路點和附 加的約束；進場管理工具確定并且使用約束航路點。

步驟五：地面系統和飛機協商時間約束：通過數據鏈CPDLC應用發送RTA 給機組，機組把RTA加載到飛行管理系統中，用RTA功能評估其可行性；如 時間約束不被接受，地面將嘗試協商更新時間約束或者終止服務。

步驟六：地面通過數據鏈ADS-C應用下傳的數據監視航班繼續按一致認可 的四維航跡進行；當機組收到最后進近指令，飛行機組執行連續的最后進近。