[發明專利]將航空器對準跑道的航空器著陸輔助方法和裝置

在審

• 申請號: 201911280064.0
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN111319779A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: Y·韋拉克;P·加雷克;P·科爾尼克
• 申請（專利權）人: 塔萊斯公司
• 主分類號: B64D45/08
• 分類號: B64D45/08
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 劉炳勝

本發明公開一種航空器著陸輔助方法，包括利用雷達形成輻射跑道(2)和該跑道的部分周邊環境(202)的具有相同角寬度的N束波束(21、22、23、24、25)；將由波束輻射的區域劃分為距離?角度方格(51、52、53、54、55)，該波束在角度方向上勾劃該方格；對從距離?角度方格接收的反向散射功率進行測量，該測量是對于一組方格對(52、54)來實施的，方格對由具有相同距離的兩個方格組成，其中之一(54)被稱為右方格，越過該跑道的右邊緣(3D)，以及另一個(52)被稱為左方格，越過左邊緣(3G)；對每一對方格計算右方格和左方格之間的反向散射功率之差，當對于至少兩對距離?角度方格而言，該差為零時，該航空器對準該軸線(4)。

本發明涉及航空器著陸輔助方法和裝置，其用于在最終著陸階段，特別是在低能見度條件下將航空器對準跑道。

本發明的技術領域是相對于觀察者位置的環境檢測和識別。主要開發領域為用于著陸輔助應用的雷達。本發明更精確地涉及了增強型視景系統(EVS)著陸輔助系統。

本發明解決了在低能見度條件下以及特別是由于艱難的氣象條件而造成的條件下，例如在有霧的情況下，輔助航空器著陸在跑道上的問題。標準為著陸時的能見度設定了規則。將這些規則轉換為決斷閾值，該閾值是指飛機在下降階段期間的高度。在這些閾值中的每一個閾值處，都必須獲得確認的目視參考，才能繼續進行著陸操控，否則必須中止著陸。中止的著陸操控會引起在空中交通管理和計劃飛行中的實際問題。在起飛前有必要基于變可靠度的天氣預測來估計航空器是否有可能著陸在目的地，并且在適當的情況下為后備解決方案做好準備。

在低能見度條件下的著陸航空器的問題導致了當前在使用的許多技術的發展。

這些技術的其中之一在于使用儀表著陸系統(ILS)。ILS系統是基于安裝在跑道旁地面上的射頻設備和放置在航空器上的兼容儀表的。使用這種制導系統需要昂貴的設備以及需要讓飛行員進行特定訓練。而且，不能在每一個機場都安裝這樣的制導系統。尚未廣泛地使用該系統，并且當前正在逐步淘汰該系統。

另一個替代方案是GPS著陸輔助。即使該技術具有足夠的精度，但是該解決方案的可靠性不令人滿意，因為不論是否是有意地，該解決方案都容易受到干擾。不能保證該解決方案的完整性。

最后，還采用了增強型視景系統(EVS)技術。它的原理是在惡劣的氣象條件下使用表現優于飛行員的眼睛的傳感器，并且將收集的信息通過平視顯示器或飛行員所穿戴的頭盔面罩嵌入飛行員的視野中。該技術本質上是基于傳感器的使用來檢測由沿跑道放置的燈光和進近燈光系統發出的輻射。白熾光會產生可見光，但它們也在紅外區域發射。在惡劣的氣象條件下，紅外線傳感器允許檢測到這種輻射，并且檢測范圍比可見域中的人眼檢測范圍更好。因此，能見度的改善在一定程度上改善了進近階段，并限制了錯過的進近。然而，該技術是基于跑道附近存在的燈光所發出的寄生紅外輻射。為了增加耐久性，當前的趨勢是用LED燈代替白熾燈。后者在紅外域的光譜范圍較窄。因此，附帶效應導致了基于紅外傳感器的EVS系統的技術過時。

紅外傳感器的替代是使用采用毫米波段或厘米波段的雷達傳感器來獲得圖像。處于水蒸氣吸收峰之外的某些頻帶對于艱難的氣象條件具有非常低的靈敏度。因此，這樣的傳感器允許例如穿過霧氣來產生圖像。然而，即使這些傳感器在距離方向上具有良好的分辨率，但是它們的角度分辨率比光學解決方案低很多。分辨率與所用天線的大小直接相關，并且分辨率常常太低而不能將跑道的位置精確地定位到足夠的距離以執行重新對準操控。

因此，為了在低能見度條件下進行著陸，需要新的技術解決方案允許對進近操控(approach manoeuvre)進行引導。

雷達傳感器的使用使得氣象條件變得無關緊要。使用雷達成像為著陸輔助系統做準備是可能的，雷達成像允許加入名義著陸軌道。在最終著陸階段，仔細地確認航空器的航道與跑道的對準是有必要的。

本發明的一個目的是特別允許對在最終著陸階段中的航空器進行仔細地引導。為此，本發明的一個主題是航空器著陸輔助方法,用于將航空器對準給定跑道，所述航空器配備有雷達，所述方法至少包括：