CN101939622B

CN101939622B - 飞行器上的地理数据传输方法和装置

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Publication number: CN101939622B
Application number: CN2008801037059A
Authority: CN
Inventors: T·索瓦尔; E·佩鲁凯恩; A·布尔戴斯
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2007-08-20
Filing date: 2008-08-04
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2028-08-04
Also published as: FR2920236B1; EP2181307A1; RU2423670C1; EP2181307B1; FR2920236A1; WO2009053556A1; ATE502280T1; US20120041951A1; US8335790B2; BRPI0814920A2; CA2695876A1; CN101939622A; JP2010536645A; DE602008005603D1; JP5391198B2

Abstract

本装置(1)允许将存储于供方***(2)的数据库(4)中的地理数据传输至用户***(3)，其中所述地理数据利用按照单位区域进行的分类存储于所述数据库中。

Description

飞行器上的地理数据传输方法和装置

技术领域

本发明涉及在装载于飞行器上的至少一个供方***和至少一个用户***之间进行地理数据传输的方法和装置。

背景技术

我们知道，飞行器，尤其是运输飞机，包括多台计算机，这些计算机用于方便(或实现)对某些驾驶任务、导航任务和/或监控任务的管理，并且为了执行其功能中的至少某些功能而利用地理数据。作为说明，可以列举FMS(英语为“Flight Management System”)型飞行管理***、OANS(英语为“Onboard Airport Navigation System”)型机场导航***、以及AESS(英语为“Aircraft Environment Surveillance System”)型环境监控***。

为此，这些不同的***每个均包括或者每个均关联于地理数据库。因此，OANS型***包括至少含有机场地图绘制信息的数据库，而AESS型***包括至少含有与地面起伏相关的信息的数据库。通过文件FR-2884020和FR-2883964，得知了一种机场导航辅助装置。

我们知道，利用地理数据的这种机载***，例如飞行管理***，通常包括专用于一种优先格式的协议，该协议允许这些机载***有效地管理***核心与关联的地理数据库(在FMS型飞行管理***的情形下，即为导航数据库)之间的界面。为某一***对所述协议进行局部优化以便在飞行员通过例如FMS***的界面进行请求时，最大限度地减少外部请求之后的响应时间。

在惯用结构中，每个机载***，即地理数据的使用者，包括其自身的地理数据库。而且，每个***局部优化其使用，使得飞行器包括同样多的不同协议。这就是为什么如果新***需要包含在第一***的数据库中的第一地理数据，则其必须预订该第一***并且必须通过该第一***获得所述第一数据。因此，所述第一数据在到达这个新***之前通过专用于所述第一***的协议传递。如果这个新***随后需要存储在第二***的数据库中的第二地理数据，则该第二数据在到达所述新***之前必须通过专用于所述第二***的协议传递。结果，数据经过不同的协议和不同的***。

在这样的惯用结构中属于***的每个数据库均关联有协议，这种惯用结构存在很多缺点。尤其是：

-向用户***进行的不同地理数据的发送对于同一地理区域而言可源自于不同的***。这些发送既非同步的，也非有组织的，这会造成，例如，在驾驶舱屏幕上出现与部分地理信息相关的短暂显示。作为示例，可能会发生这样的情况：存储在FMS***的数据库中的地理数据(航点、无线电信标等)被显示在导航屏幕上，而存储在AESS***的数据库中的关联地理数据(地形、障碍物、天气)还未被显示出；

-地理数据的使用未得到优化。各***包括的地理数据库有时涉及整个地球，因此需要很大的存储器，而对于给定飞行来说，飞行器的用户***只需要所存储的这些地理数据中的一部分。因此，对地理数据讹误的风险会增加和多样化；以及

-地理数据经过不同的协议，这增大了其使用的复杂性并且降低了在飞行器上改变地理数据用途的可能性。尤其是，新的用户***通常来说必须遵循不同的协议以便采集其需要的地理数据。

发明内容

本发明涉及在装载于飞行器上的至少一个供方***和至少一个用户***之间进行地理数据传输的方法，该方法允许消除上述缺点。

为此，根据本发明，所述方法的显著之处在于：

A)在预备步骤中：

-将与全部所述地理数据相关并且与地球的至少一部分相对应(通常与整个地球相对应)的整个地理区域划分成多个单位区域，这些单位区域是独立的(也就是说没有任何共同要素)地理区域，它们的组合覆盖全部的所述整个地理区域；

-对于每个所述单位区域，将与单位区域相关的地理数据重新分组成多个不同的组，其中每个组均包括与至少一个可能在飞行器飞行时被利用的特定特征相关的地理数据(航点、无线电导航信标、地面轮廓等)，并且所述组形成为使得全部的所述地理数据均被考虑到；以及

-通过按照单位区域进行分类以及在每个单位区域中按照组进行子分类，而将所述地理数据有序地存储在所述供方***的至少一个数据库中，其中每个组包括相应的地理数据；

B)在后续步骤中，尤其是在飞行时：

a)当用户***期望获得特定的地理数据时，它通过数据传输线路向所述供方***发出请求，所述请求允许识别至少一个单位区域并且还允许，针对每个被识别出的单位区域，识别至少一个组；

b)当所述供方***接收到这种请求时，所述供方***在所述数据库中检索处于在所述请求中被识别出的所有组中的地理数据，并且针对在所述请求中同样被识别出的所有单位区域进行上述检索；以及

c)所述供方***按照被识别出的单位区域、对于每个单位区域按照被识别出的组，通过所述数据传输线路将所述地理信息传输至所述用户***。

因此，得益于本发明，按照代表地球一部分的单位区域(或区域单元)实现了供方***与用户***之间地理数据的传输。这种传输允许更好地管理由用户***进行的地理数据处理，无论是用于显示(同步化、部分显示等)，还是用于任何如下所述的其它用途。

此外，根据本发明的地理数据传输方法允许通过减少交换数据的量而优化机载数据交换流。实际上，所述***只交换它们确实需要的单位区域。这优化了由该交换引起的响应时间，交换的数据量接近根据为每个区域单元所选择的大小而需要的数据量。此协议在交换大量数据的情况下起到了应有的作用。

为了实现根据本发明的数据传输，用户***请求特定数量的单位区域并且指定组(其为这些单位区域所请求的组)。如上所述，每个组包括与至少一个可能在飞行时被利用的特定特征相关的地理数据，尤其是航点、无线电导航信标、地面轮廓和/或天气信息。

此外，根据本发明的方法具有提高的变化能力。对于飞行器的所有地理数据用户***而言，语言句法是相同的。而且，从新用户***遵循该语言的那一时刻起，它就改善了它所需的地理数据与其它现有***的交换，而影响却很小：

-对现有的供方***无需作出修改或作出很少的修改；以及

-不需要开发新的协议。

在特定实施例中，每个单位区域均为大致矩形的区域，其第一边的长度对应于预定纬线值，例如，纬度的一度，其第二边(相邻于第一边)的长度对应于预定经线值，例如，经度的一度。

此外，作为变型，所述整个地理区域也可根据以下特征组中的至少一个划分成单位区域：

-国界；

-时区；

-空中交通管制区(FIR)。

本发明可应用于飞行器上所有类型的地理数据传输。此外，可以不同的方式实施数据传输。

首先，有利地，地理数据传输涉及单位区域组，所述单位区域组允许沿着飞行计划覆盖具有预定宽度的狭长地带。该传输尤其可以用来向FMS型飞行管理***提供信息。在这种情况下，为了优化数据传输，有利地，所述单位区域根据其沿飞行计划的地理位置而沿着与飞行器按照该飞行计划进行的飞行相对应的方向相继地进行传输。

其次，有利地，地理数据传输涉及具有预定尺寸的区域，该区域位于飞行器当前位置周围，例如处于飞行器周围320海里(大约600km)的半径内。该传输尤其可以被AESS型监控***利用，针对该***所传输的地理数据只涉及与地面轮廓有关的组(针对所请求的单位区域)。

再次，有利地，地理数据传输涉及飞行器的飞行可能牵涉到的机场，尤其是起飞机场、到达机场、以及可能有的改航机场。该传输尤其可以被OANS型机场导航***利用。

本发明还涉及在装载于飞行器(尤其是运输飞机)上的至少一个供方***和至少一个用户***之间进行地理数据传输的装置。

为此，根据本发明，包括所述供方***和所述用户***的所述装置，其显著之处在于：

-所述供方***包括至少一个数据库，所述地理数据有序地存储在该数据库中，所述有序存储是借助于按照单位区域进行的分类以及在每个单位区域中按照组进行的子分类而实现的，所述单位区域是独立的地理区域，它们的组合覆盖整个地理区域(与全部的所述地理数据相关并对应于地球的至少一部分)，每个所述组包括与至少一个可能在飞行器飞行时被利用的特定特征相关的地理数据，并且所述组形成为使得全部的所述地理数据均被考虑到；

-所述用户***包括能够发出请求以获得地理数据的装置，所述请求允许识别至少一个单位区域并且还允许，针对每个被识别出的单位区域，识别至少一个组(如前所述，与特定特征相关)；

-所述供方***还包括：

●装置，用于在数据库中检索处于在所接收的请求中被识别出的所有组中的地理数据，并且针对在该请求中同样被识别出的所有单位区域进行上述检索；以及

●装置，用于按照被识别出的单位区域、对于每个单位区域按照被识别出的组，发出所述地理数据；以及

-所述装置还包括至少一条数据传输线路：

●该数据传输线路能够将用户***的请求传输至供方***；并且

●该数据传输线路能够将供方***的地理数据传输至用户***。

当然，飞行器的相同***可以相继地成为供方***(当其提供存储在其数据库中的地理数据时)和用户***(当其向另一***请求其所需要的地理数据时)。然而，在优选实施例中，所述供方***是数据库服务器，飞行器的多个用户***与其相连。

本发明还涉及包括如上所述地理数据传输装置的飞行器。

附图说明

附图中的图将使得很好地理解可以如何实现本发明。在这些图中，相同的附图标记表示相似的元件。

图1至3是根据本发明的地理数据传输装置的不同实施例的框图。

具体实施方式

根据本发明并且在图1的基础实施例中示出的装置1，用于在至少一个供方***2与至少一个用户***3之间进行地理数据传输，其中所述供方***2和用户***3均装载于飞行器上，尤其是运输飞机上。

所述供方***2是这样的***，即其包括含有地理数据的数据库4，因此能够提供这样的地理数据。“地理数据”是指与位于地球区域上的要素相关的信息、可能在飞行器飞行时被利用的信息。惯常地，所述数据库4可以直接集成在所述供方***2中，或者通过惯用连接手段与所述供方***2相连。作为说明，供方***2可以是：

-OANS(英语为“Onboard Airport Navigation System”)型机场导航***，其数据库至少包含机场的地图绘制信息；

-AESS(英语为“Aircraft Environment Surveillance System”)型环境监控***，其数据库至少包含与地面起伏相关的信息；或者

-FMS(英语为“Flight Management System”)型飞行管理***，其数据库至少包含导航数据。

所述用户***3是为了执行其功能中的至少某些功能而利用地理数据的***。作为用户***3的实例，也可以列举FMS型飞行管理***、OANS型机场导航***、以及AESS型环境监控***。

所述地理数据传输装置1装载于飞行器上，包括至少一个供方***2和至少一个用户***3。

此外，根据本发明，所述供方***2包括至少一个数据库4，所述地理数据有序地存储在该数据库中，所述有序存储是借助于按照单位区域进行的分类以及在每个单位区域中按照组进行的子分类而实现的。根据本发明，单位区域是独立的(也就是说没有任何共同要素)地理区域，它们的组合覆盖整个地理区域(涉及全部的所述地理数据并对应于地球的至少一部分，通常对应于整个地球)。此外，每个所述组包括与至少一个可能在飞行器飞行时被利用的特定特征相关的地理数据，并且所述组形成为使得全部的所述地理数据均被考虑到。

此外，根据本发明：

-所述用户***3包括：

●能够发出请求以获得地理数据的装置5。装置5可以是自动实现地理数据请求的自动装置，或者是允许操作者(尤其是飞行器的飞行员)形成地理数据请求的致动装置。根据本发明，所述装置5生成请求，该请求允许识别如上所述的至少一个单位区域并且还允许，针对每个可能被该请求识别出的单位区域，也识别至少一个组(在本发明的背景下并且如前所述，其与可能在飞行器飞行时被利用的特定特征相关)；以及

●发出装置6，其允许发出由所述装置5生成的请求；

-装置1还包括数据传输***7。后者包括第一发出/接收装置8，装置8安装在用户***2上，包括发出装置6和接收装置9，并且与安装在所述用户***3上的类似第二发出/接收装置8协作，通过惯用数据传输线路10与之相连；以及

-所述供方***2还包括装置12，装置12分别通过线路13和14连接于所述数据库4和所述发出/接收装置8，并且形成为对处在借助于请求(由用户***3的装置5发出并通过线路11、用户***3的装置8、数据传输线路10、供方***2的装置8以及线路14传输至装置12)而已被识别的各组中的地理数据进行检索。

所述装置12在数据库4中检索(以及从该数据库中摘录)在所接收的请求中被识别出的所有组，并且针对在该请求中同样被识别出的所有单位区域采取同样的行动。这样从数据库4中摘录的地理数据随后传输至用户***3的用户装置15(经过所述线路14、用户***2的所述装置8、所述数据传输线路10、用户***3的所述装置8以及线路16)。

所述数据传输线路10例如为ARINC 429型或AFDX型，因此能够：

-将用户***3的请求传输至供方***2；以及

-将所述供方***2的地理数据传输至用户***3。

因此，得益于根据本发明的装置1，按照代表地球一部分的单位区域(或区域单元)实现了供方***2与用户***3之间地理数据的传输。这种传输允许更好地管理由用户***3进行的地理数据处理，无论是用于显示(同步化、部分显示等)，还是用于任何如下所述的其它用途。

根据本发明的装置1利用了以下事实：飞行器上的***所需的地理数据通常涉及地球的同一区，即与飞行有关的区域，其通常由以下两种区域形成：

-给定半径内的飞行器紧邻区；以及

-包含预期飞行计划的确切区域。

此外，根据本发明的地理数据传输装置1允许通过减少交换数据的量而优化机载数据交换流。实际上，***2、3只交换它们确实需要的单位区域。这优化了由该交换引起的响应时间，交换的数据量接近根据为每个区域单元所选择的大小而需要的数据量。此协议在交换大量数据的情况下起到了应有的作用。

为了实现根据本发明的数据传输，用户***3请求特定数量的单位区域并且明确组(其为这些单位区域所请求的组)。如上所述，每个组包括与至少一个可能在飞行时被利用的特定特征相关的地理数据，尤其是航点、无线电导航信标、地面轮廓和/或天气信息。

此外，根据本发明的装置1具有提高的变化能力。对于装置1的所有用户***3而言，语言句法实际上是相同的。而且，从新用户***遵循该语言的那一时刻起，它就改善了它所需的地理数据与其它现有***的交换，而影响却很小：

-对现有的供方***无需作出修改或作出很少的修改；以及

-不需要开发新的协议。

由于语言是共同的，因此用户***3可以精确地测量相对于所请求的数据量而言所接收的数据量。从而在清晰的基础上并根据与供方***2共享的语言，做出在传输结束之前是否对所接收的数据进行处理的决定。

-国界；

-时区；

-空中交通管制区(FIR)。

将会注意到，在本发明的背景下，可以的是：

-并非所有的单位区域均具有相同的面积；和/或

-并非所有的单位区域均具有相同的地理数据密度。

在图2所示的特定实施例中，飞行器的相同***2、3可以相继地成为供方***(当其提供存储在其数据库4中的地理数据时)和用户***(当其借助于装置5向另一***请求其所需要的地理数据时)。

而且，在图3所示的优选实施例中，所述供方***2是惯用的数据库服务器，飞行器的多个用户***3与其相连。

采用这样的数据库服务器，可以将装载于飞行器上的各个用户***3所需地理数据的主要部分或至少一大部分集中在该服务器的数据库4中。这可以方便地理数据的传输和减少占用体积。

根据本发明的装置1可应用于飞行器上所有类型的地理数据传输。下面将介绍可能的地理数据传输的不同实例。

在第一实例中，由装置1实施的地理数据传输可涉及单位区域组，所述单位区域组允许沿着飞行器的飞行计划覆盖具有预定宽度的狭长地带。该传输尤其可以用来向FMS型飞行管理***提供信息。在这种情况下，在允许优化数据传输的优选实施例变型中，所述单位区域根据其沿飞行计划的地理位置而沿着与飞行器按照该飞行计划进行的飞行相对应的方向相继地进行传输。

作为对所述第一传输实例的说明，我们考虑从伦敦到悉尼的直线飞行(飞行计划EGLL/YSSY)。1经度×1纬度的、被飞行器周围半径为320NM(海里)的圆所涵盖的单位区域的数量上界为：

(悉尼经度-伦敦经度)×等价于320NM的纬度宽＝151×11＝1661单位区域

因此，当将飞行计划EGLL/YSSY输入FMS型飞行管理***时，所述FMS***在覆盖飞行计划的单位区域(即前面计算出的1661个单位区域)中请求其所需要的组，其中飞行计划处于飞行轨迹两侧的320NM(大约600km)狭长地带中。

将注意到，采用以下特征(1经度×1纬度)，地球的区域等价于64800个单位区域。因此，前述飞行所涉及的单位区域组(1661个)只占地球总区域的大约四十分之一。这当然允许显著地减少要传输的地理数据量。

在第二实例中，由装置1实施的地理数据传输可涉及具有预定尺寸的区域，该区域位于飞行器当前位置周围，例如处于飞行器周围320NM(大约600km)的半径内。该传输尤其可以被AESS型环境监控***利用，针对该***所传输的地理数据只涉及与地面轮廓有关的组(针对所请求的单位区域)。在这个实例中，通过考虑前述特征(1经度×1纬度)，获得飞行器周围的、包含121个单位区域的区域。为了优化显示的可用性，AESS监控***可优先请求飞行器周围最近处的单位区域。

而且，在第三实例中，由装置1实施的地理数据传输可涉及飞行器的飞行可能牵涉到的机场，尤其是起飞机场、到达机场、以及可能有的(至少)一个潜在改航机场。该传输尤其可以被OANS型机场导航***利用。

根据本发明的地理数据传输装置1还具有以下优点：

-用户***3可以首先请求其最急需的单位区域；

-交换模式简单，因此可以容易地用于新的用户***；

-数据库4的类别(单位区域)和子类别(组)结构是十分可变的。单位区域的数量不变化。相反，子类别(或者说组)的数量可以变化，但受到单位区域的限制。例如，可以假设在给定的单位区域中，不会有超过预定数量的机场。这允许用户***3利用单位区域来限制对地理数据请求的响应所花的时间；以及

-根据本发明的信息交换协议，在图3的实施例中可承受数据库服务器功能的失去。实际上，在用户***3中的本地存储器内存储了其在飞行期间需要的地理数据，使得失去数据库服务器时，用户***3中正在执行的功能不会受到干扰。

Claims

1.一种在装载于飞行器上的至少一个供方***(2)和至少一个用户***(3)之间进行地理数据传输的方法，其特征在于：

A)在预备步骤中：

-将与全部所述地理数据相关并且与地球的至少一部分相对应的整个地理区域划分成多个单位区域，这些单位区域是独立的地理区域，它们的组合覆盖全部的所述整个地理区域；

-对于每个所述单位区域，与单位区域相关的地理数据被重新分组成多个不同的组，其中每个组均包括与至少一个可能在飞行器飞行时被利用的特定特征相关的地理数据，并且所述组形成为使得全部的所述地理数据均被考虑到；以及

-通过按照单位区域进行分类以及在每个单位区域中按照组进行子分类，而将所述地理数据有序地存储在所述供方***(2)的至少一个数据库(4)中，其中每个组包括相应的地理数据；

B)在后续步骤中：

a)当用户***(3)期望获得特定的地理数据时，它通过数据传输线路(10)向所述供方***(2)发出请求，所述请求允许识别至少一个单位区域并且还允许，针对每个被识别出的单位区域，识别至少一个组；

b)当所述供方***(2)接收到这种请求时，所述供方***(2)在所述数据库(4)中检索处于在所述请求中被识别出的所有组中的地理数据，并且针对在所述请求中同样被识别出的所有单位区域进行上述检索；以及

c)所述供方***(2)按照被识别出的单位区域、对于每个单位区域按照被识别出的组，通过所述数据传输线路(10)将所述地理信息传输至所述用户***(3)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个单位区域均为大致矩形的区域，其第一边具有对应于预定纬线值的长度，其相邻于该第一边的第二边具有对应于预定经线值的长度。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据以下特征组中的至少一个，将所述整个地理区域划分成单位区域：

-国界；

-时区；

-空中交通管制区(FIR)。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述地理数据传输涉及单位区域组，所述单位区域组允许沿着飞行计划覆盖具有预定宽度的狭长地带。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述单位区域根据其沿飞行计划的地理位置而沿着与飞行器按照该飞行计划进行的飞行相对应的方向相继地进行传输。

6.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述地理数据传输涉及具有预定尺寸的区域，该区域位于飞行器当前位置的周围。

7.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述地理数据传输涉及飞行器的飞行可能牵涉到的机场。

8.一种在装载于飞行器上的至少一个供方***(2)和至少一个用户***(3)之间进行地理数据传输的地理数据传输装置(1)，所述地理数据传输装置(1)包括所述供方***(2)和所述用户***(3)，其特征在于：

-所述供方***(2)包括至少一个数据库(4)，所述地理数据有序地存储在该数据库中，所述有序存储是至少借助于按照单位区域进行的分类以及在每个单位区域中按照组进行的子分类而实现的，所述单位区域是独立的地理区域，它们的组合覆盖整个地理区域，该整个地理区域与全部的所述地理数据相关并对应于地球的至少一部分，每个所述组包括与至少一个可能在飞行器飞行时被利用的特定特征相关的地理数据，并且所述组形成为使得全部的所述地理数据均被考虑到；

-所述用户***(3)包括能够发出请求以获得地理数据的装置(5)，所述请求允许识别至少一个单位区域并且还允许，针对每个被识别出的单位区域，识别至少一个组；

-所述供方***(2)还包括：

●装置(12)，用于在数据库(4)中检索处于在所接收的请求中被识别出的所有组中的地理数据，并且针对在该请求中同样被识别出的所有单位区域进行上述检索；以及

●装置(8)，用于按照被识别出的单位区域、对于每个单位区域按照被识别出的组，发出所述地理数据；以及

-所述地理数据传输装置(1)还包括至少一条数据传输线路(10)，其能够将用户***(3)的请求传输至供方***(2)并且能够将供方***(2)的地理数据传输至用户***(3)。

9.如权利要求8所述的地理数据传输装置，其特征在于，所述供方***(2)为数据库服务器。

10.一种飞行器，其特征在于，包括如权利要求8和9之一所述的地理数据传输装置(1)。