确定飞机航路上的等时点的方法及选取备降参考点的方法与流程

1.本发明涉及飞机尤其是民用飞机的飞行管理系统(fms)的等时点功能以及备降参考点(机场)的选取技术，特别地，涉及确定飞机航路上的等时点的方法及选取备降参考点的方法。


背景技术：

2.飞行管理系统(fms)是飞机的基本组成部分，是一个辅助飞行员完成从起飞到着陆各项任务的系统，能够管理、监视和自动操纵飞机，实现飞机全航程的自动飞行。fms能够综合机上传感器数据，计算飞机当前位置、速度、航向等信息，保证飞机稳定地飞行在飞行计划规定的航路上。fms的引入可以有效降低飞行员的工作负担、提高飞机自动水平，保证飞机最优化地完成各项飞行任务。此外，飞行员可以根据实际需要，在飞行过程中利用fms修改飞行计划，更改目的地机场或者飞行航路。
3.等时点(equal time point或者equi-time point，etp)是fms根据两个选定备降机场的位置，考虑到距离和风的影响，在飞行计划航路上确定的一个虚拟航路点。从等时点到达这两个备降机场的时间是相同的。等时点频繁应用于长航程飞行，特别是越洋航线。等时点的确定可以由航空公司地面运营中心在飞机起飞前计算得到，再告知飞行员，或者通过机载fms根据选定备降机场的实时情况进行确定。等时点的位置信息是在飞行过程中遇到紧急情况(如乘客病急和系统故障)时，飞机需要进行及时备降的重要参数，可以辅助飞行员以最短时间到达备降机场。此外，等时点功能也是飞机延程运营(etops)的重要组成部分。对于etops需求大于180分钟双发民用飞机，包括距离、时间和油耗等的等时点功能相关信息对于飞机安全运营是必不可少的。
4.在《system and method for computing an equi-time point for aircrafts》这份专利中，涉及在飞行计划航段上先找到一个距离两个选定备降机场大圆距离相等的等距点，然后以等距点位置为初始坐标，在等距点所在航段上前后移动坐标点的位置，分别计算出到达两个备降机场的对应时间及其差值，通过反复试错的方法在该航段上确定等时点坐标。但是，该专利提出的方法只能在等距点所在航段搜寻等时点，如果等时点和等距点恰巧处于不同航段，那么该方法就无法找到真正的等时点。而且，由于该专利方法采用前后移动等距点坐标的试错方法来确定等时点坐标，加之需要考虑备降机场的风况，飞行时间的计算过程复杂，无法进行严格数学建模，算法收敛速度慢，无法满足在紧急情况下高效确定等时点的要求。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种确定飞机航路上的等时点的方法及选取备降参考点的方法，能够有效解决现有的用于确定飞机航路上的等时点的方法所确定的等时点不够精准，以及用于确定等时点的计算过程复杂而无法满足在紧急情况下快速准确地确定等时点的问题。
6.根据本发明的一方面，提供一种确定飞机航路上的等时点的方法，所述方法包括：
7.获取待飞航段的起点和终点的经纬度坐标，并基于其形成以经纬度坐标表示的航段路线；
8.获取选定的备降第一参考点和备降第二参考点的经纬度坐标以及实时风力和风向信息，并基于其确定与所述备降第一参考点和所述备降第二参考点相对应的一条等时线，其中，飞机自所述等时线上的任意一点分别飞行至所述备降第一参考点和所述备降第二参考点的时间相等；
9.基于所述等时线与所述飞机航路中包含的各个待飞航段的交点确定为所述待飞航段中的等时点。
10.进一步地，所述获取选定的备降第一参考点和备降第二参考点的经纬度坐标以及实时风力和风向信息，并基于其确定与所述备降第一参考点和所述备降第二参考点相对应的一条等时线的方法包括：
11.采用连线的方式连接两个备降参考点，得到相应的参考点连线；
12.计算所述参考点连线的斜率，并基于所述等时线与所述参考点连线正交的关系，计算所述等时线的斜率；
13.计算飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的相对位移和地速，得到飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的时间，并利用飞机自所述等时线上的各点飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的时间相等，确定所述参考点连线与所述等时线的交点的经纬度坐标；
14.根据所述等时线的斜率以及所述参考点连线与所述等时线的交点的经纬度坐标确定所述等时线的方程。
15.进一步地，所述计算飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的地速的方法包括：
16.基于飞机的空速、所述备降第一参考点和所述备降第二参考点的风速，计算飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的地速。
17.进一步地，根据下式计算飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的地速：
[0018][0019][0020]
其中，v
gs1
表示飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点的地速，v
tas1
表示飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点的空速，w1表示所述备降第一参考点的风力，θ1表示飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点的方位角，表示所述备降第一参考点的风向角；
[0021]vgs2
表示飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第二参考点的地速，v
tas2
表示飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第二参考点的空速，w2表示所述备降第二参考点的风力，θ2表示飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第二参考点的方位角，表示所述备降第二参考点的风向角。
[0022]
进一步地，所述确定所述参考点连线与所述等时线的交点的经纬度坐标包括：
[0023]
设所述备降第一参考点和所述备降第二参考点之间的距离为s，
[0024]
设所述参考点连线与所述等时线的交点为点p(0)，
[0025]
设所述等时线上离点p(0)距离为d的任意一点为点p(d)，
[0026]
设点p(0)到达所述备降第一参考点的距离于所述备降第一参考点和所述备降第二参考点之间的距离的比例为k，则点p(0)到达所述备降第一参考点的距离为ks，点p(0)到达所述备降第二参考点的距离为(1-k)s；
[0027]
利用几何关系分别计算所述飞机自所述等时线上点p(d)飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的相对位移l1和l2；
[0028]
利用速度-时间-距离的关系，分别计算所述飞机自所述等时线上点p(d)飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的时间t1()和t2()；
[0029]
依据t1()和t2()相等的关系求解k的值，并利用k的值计算点p(0)的经纬度坐标。
[0030]
进一步地，所述方法还包括：
[0031]
检查并确认所述等时点的经纬度坐标是否位于所述飞机航路中相应的各待飞航段的起点和终点所限定的经纬度坐标范围之内。
[0032]
进一步地，所述方法还包括：
[0033]
在机载的显示装置中显示所述飞机航路中包含的各个待飞航段中的等时点。
[0034]
进一步地，所述备降第一参考点和所述备降第二参考点选自所述待飞航段的备降机场。
[0035]
进一步地，在选定的备降参考点的数量大于或者等于3的情形下，所述方法包括：
[0036]
针对所述选定的备降参考点中的每一种两个备降参考点的组合，分别计算出飞机的当前待飞航段上与该种两个备降参考点组合相对应的一条等时线；
[0037]
基于与多种组合相对应的多条等时线与所述飞机航路中包含的各个待飞航段的多个交点确定为所述待飞航段中的多个等时点。
[0038]
进一步地，所述方法还包括：
[0039]
在机载的显示装置中显示所述飞机航路中包含的各个待飞航段的多个等时点。
[0040]
进一步地，所述方法包括：
[0041]
在飞机当前处于沿预定的待飞航段偏置飞行的情形下，基于飞机的当前位置和飞行计划，所述飞行计划包括所述飞机的新的待飞航段，基于所述等时线与所述新的待飞航段的交点定位为新的待飞航段中的等时点。
[0042]
根据本发明的又一方面，本发明提供一种选取备降参考点的方法，所述方法包括：
[0043]
接收前述实施方式所述的确定飞机航路上的等时点的方法所生成的待飞航段中的所述等时线以及所述等时点；
[0044]
根据飞机的当前位置信息和所述等时线，确定最佳备降参考点。
[0045]
进一步地，所述方法还包括：在机载的显示装置中显示以下信息：
[0046]
从飞机的当前位置和所述最佳备降参考点之间连接一条虚线，并且生成一条指向该最佳备降参考点的箭头指示。
[0047]
根据本发明的又一方面，本发明提供一种选取备降参考点的方法，所述方法包括：
[0048]
接收前述实施方式所述的确定飞机航路上的等时点的方法所生成的待飞航段中的所述多条等时线以及所述多个等时点；
[0049]
根据飞机的当前位置信息和所述与多种组合相对应的多条等时线，通过二叉树比较的方法，确定最佳备降参考点。
[0050]
进一步地，所述方法还包括：
[0051]
在机载的显示装置中显示以下信息：
[0052]
从飞机的当前位置和所述最佳备降参考点之间连接一条虚线，并且生成一条指向该最佳备降参考点的箭头指示。
[0053]
根据本发明的又一方面，本发明提供一种选取备降参考点的方法，所述方法包括：
[0054]
接收前述实施方式所述的确定飞机航路上的等时点的方法所生成的等时线以及所述新的待飞航段中的等时点；
[0055]
根据飞机的当前位置信息和所述等时线，确定最佳备降参考点。
[0056]
进一步地，所述方法还包括：
[0057]
在机载的显示装置中显示以下信息：
[0058]
从飞机的当前位置和所述最佳备降参考点之间连接一条虚线，并且生成一条指向该最佳备降参考点的箭头指示。
[0059]
本发明的优点在于，通过基于选定的两个备降参考点的经纬度坐标以及实时风力和风向信息预先计算并确定相对应的一条等时线，然后通过等时线与飞机航路中包含的各个待飞航段(飞行计划航线)的交点的方法直接确定等时点。有效解决了现有的用于确定飞机航路上的等时点的方法所确定的等时点不够精准，以及用于确定等时点的计算过程复杂而无法满足在紧急情况下快速准确地确定等时点的问题。
附图说明
[0060]
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
[0061]
图1为本发明一实施例提供的确定飞机航路上的等时点的方法的流程示意图。
[0062]
图2展示了飞机沿飞行计划规定的航段飞行的场景示意图。
[0063]
图3为本发明一实施例提供的根据选定的备降第一参考点和备降第二参考点确定的一条等时线示意图。
[0064]
图4为发明一实施例提供的根据选定的备降第一参考点和备降第二参考点确定的一条等时线的计算方法的示意图。
[0065]
图5为本发明一实施例提供的确定飞机航路上的等时点的方法一应用实例中涉及的两个备降参考点以及计算得出的等时点。
[0066]
图6为本发明又一实施例提供的确定飞机航路上的等时点的方法的一应用实例中涉及的三个备降参考点以及计算得出的等时点。
[0067]
图7为在图6所示的应用实例中，确定最佳备降参考点的算法流程示意图。
[0068]
图8为在图6所示的应用实例中，展示了三个参考点情况下最佳备降参考点的实时指示图例。
[0069]
图9为在图6所示的应用实例中，展示了三个参考点情况下最佳备降参考点的实时指示与等时线显示图例。
[0070]
图10为本发明另一实施例提供的在飞机处于偏置飞行情形下，展示了三个参考点
情况下最佳备降参考点的实时指示与等时线显示图例。
具体实施方式
[0071]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0072]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0073]
实施例一
[0074]
现在参阅图1，图1为本发明一实施例提供的确定飞机航路上的等时点的方法的流程示意图。所述方法包括：
[0075]
步骤s110：获取待飞航段的起点和终点的经纬度坐标，并基于其形成以经纬度坐标表示的航段路线。
[0076]
示例性地，飞行计划是由多个具有特定经纬度坐标的航路点依次连接构成的，相邻航路点之前的连线即为飞机飞行的航段。图2展示了飞机沿飞行计划规定的航段飞行的场景示意图，其中飞行计划包含航路点a、航路点b、航路点c和航路点d，每个航路点在地理位置上可以对应于一组经纬度坐标。飞行计划中的航段可以标记为航段ab、航段bc和航段cd。
[0077]
步骤s120：获取选定的备降第一参考点(也可简称为第一参考点或参考点1)和备降第二参考点(也可简称为第二参考点或参考点2)的经纬度坐标以及实时风力和风向信息，并基于其确定与所述备降第一参考点和所述备降第二参考点相对应的一条等时线，其中，飞机自所述等时线上的任意一点分别飞行至所述备降第一参考点和所述备降第二参考点的时间相等。
[0078]
示例性地，在本发明实施例中，机载fms能够在机载导航数据库中获得备降第一参考点(参考点1)和备降第二参考点(参考点2)的坐标位置，并且通过数据链通信获得每个参考点处实时的风力和风向信息，以便在遇到紧急情况时，飞机能够根据当前所处位置，决定备降的参考点。
[0079]
示例性地，所述备降第一参考点和所述备降第二参考点选自所述待飞航段的备降机场。
[0080]
需要说明的是，备降第一参考点(参考点1)和备降第二参考点(参考点2)可以是飞机起飞和到达机场，也可以是其他备降机场、机场跑道或者是临时跑道。而且，在fms中可以选取两个以上的备降参考点，为飞机提供更多的备降选择。
[0081]
步骤s130：基于所述等时线与所述飞机航路中包含的各个待飞航段的交点确定为所述待飞航段中的等时点。
[0082]
示例性地，等时点应位于飞机待飞航段上，其中，待飞航段可以根据飞机当前位置
和飞行计划确定。例如，如图2所示，航段ab、航段bc和航段cd为待飞航段，航路点d之后的航段也是待飞航段。在本发明实施例中，为了使本实施方案描述简洁，航路点d之后的航段不做详细考虑。
[0083]
图3为本发明一实施例提供的根据选定的备降第一参考点和备降第二参考点确定的一条等时线示意图。如图3所示，从等时线上任意一点，假定飞机采用相同的空速飞往两个备降参考点，那么飞机到达两个备降参考点的时间应是相等的。考虑到飞行航路上各处实时风力和风向的影响，理论上的等时线应为一条曲线。但是，实际等时点的计算可以直接选取每个备降参考点处的风力和风向来代替从等时点到该备降参考点的飞行航路的风况，并且到达两个备降参考点的时间并不要求完全相等，可以允许二者的时间差异在某一阈值之内(比如2分钟)，所以，实际的等时线在局部范围内可以近似是一条直线。
[0084]
本发明实施例提供的确定飞机航路上的等时点的方法，通过基于选定的两个备降参考点的经纬度坐标以及实时风力和风向信息预先计算并确定相对应的一条等时线，然后通过等时线与飞机航路中包含的各个待飞航段(飞行计划航线)的交点的方法直接确定等时点。有效解决了现有的用于确定飞机航路上的等时点的方法所确定的等时点不够精准，以及用于确定等时点的计算过程复杂而无法满足在紧急情况下快速准确地确定等时点的问题。
[0085]
进一步地，所述获取选定的备降第一参考点和备降第二参考点的经纬度坐标以及实时风力和风向信息，并基于其确定与所述备降第一参考点和所述备降第二参考点相对应的一条等时线的方法包括：
[0086]
采用连线的方式连接两个备降参考点，得到相应的参考点连线；
[0087]
计算所述参考点连线的斜率，并基于所述等时线与所述参考点连线正交的关系，计算所述等时线的斜率；
[0088]
计算飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的相对位移和地速，得到飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的时间，并利用飞机自所述等时线上的各点飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的时间相等，确定所述参考点连线与所述等时线的交点的经纬度坐标；
[0089]
根据所述等时线的斜率以及所述参考点连线与所述等时线的交点的经纬度坐标确定所述等时线的方程。
[0090]
示例性地，所述计算飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的地速的方法包括：
[0091]
基于飞机的空速、所述备降第一参考点和所述备降第二参考点的风速，计算飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的地速。
[0092]
示例性地，所述确定所述参考点连线与所述等时线的交点的经纬度坐标包括：
[0093]
设所述备降第一参考点和所述备降第二参考点之间的距离为s，
[0094]
设所述参考点连线与所述等时线的交点为点p(0)，
[0095]
设所述等时线上离点p(0)距离为d的任意一点为点p(d)，
[0096]
设点p(0)到达所述备降第一参考点的距离于所述备降第一参考点和所述备降第二参考点之间的距离的比例为k，则点p(0)到达所述备降第一参考点的距离为ks，点p(0)到
达所述备降第二参考点的距离为(1-k)s；
[0097]
利用几何关系分别计算所述飞机自所述等时线上点p(d)飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的相对位移l1和l2；
[0098]
利用速度-时间-距离的关系，分别计算所述飞机自所述等时线上点p(d)飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的时间t1()和t2()；
[0099]
依据t1()和t2()相等的关系求解k的值，并利用k的值计算点p(0)的经纬度坐标。
[0100]
示例性地，继续参考图3所示，图3中参考点连线是参考点1(备降第一参考点)和参考点2(备降第二参考点)之间的直线连线。基于上文的分析，本实施例考虑的等时线是一条直线。而且，考虑等时线关于参考点连线的对称性，本实施例考虑的等时线是一条与参考点连线正交的直线，这样到参考点连线距离相等的两个等时点到达选定的参考点的距离也是相等的。将等时线与参考点连线的交点标记为点p(0)，将等时线上离交点p(0)距离为d的任意一点标记为点p(d)。当d＝0时，点p(d)与交点p(0)重合。飞机从点p(d)到达参考点1和参考点2的用时分别记为t1()和t2()，且满足t1()＝t2()。飞机等时点的确定不仅应考虑等时点距离两个参考点的距离，还应利用参考点的风力和风向进行修正。图3中参考点1处的风力为w1，风向角为参考点2处的风力为w2，风向角为
[0101]
由于本发明实施例确定等时线的计算过程只与参考点1和参考点2的位置有关，与飞机的飞行航迹无关。故为了便于清晰展示，将参考点1、参考点2和等时线进行同步旋转，得到图4所示的正视图。两个参考点的距离可以通过二者的经纬度坐标计算获得，记为s。其中，点p(0)到达参考点1的距离为ks(0≤k≤1，k的值需要通过对风力和风向的修正来确定)，点p(0)到达参考点2的距离为(1-k)s。
[0102]
以参考点1为例，飞机从点p(d)飞行至参考点1的相对位移可以计算为：
[0103][0104]
以参考点2为例，飞机从点p(d)飞行至参考点2的相对位移可以计算为：
[0105][0106]
示例性地，基于飞机的空速、参考点1和参考点2的风速，计算飞机自所述等时线上各点飞行至参考点1和至参考点2的地速。
[0107]
具体地，根据下式计算飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点(参考点1)和至所述备降第二参考点(参考点2)的地速：
[0108][0109][0110]
其中，v
gs1
表示飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点的地速，v
tas1
表示飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点的空速，w1表示所述备降第一参考点的风力，θ1表示飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点的方位角，表示所述备降第一参考点的风向角；
[0111]vgs2
表示飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第二参考点的地速，v
tas2
表示飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第二参考点的空速，w2表示所述备降第二参考点的风力，θ2表示飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第二参考点的方位角，表示所
述备降第二参考点的风向角。
[0112]
那么，从p(d)飞行至参考点1的耗时可以计算为：
[0113][0114]
同理，从p(d)飞行至参考点2的耗时可以计算为：
[0115][0116]
那么，根据等时线的定义t1(d)＝t2(d)，即：
[0117][0118]
为了确定等时线的位置，还需要确定上式中的k的值。由于上式中还存在应变量d、θ1和θ2，无法直接求解。解决方法以d＝0处的交点p(0)代入上式求解出k的值，交点p(0)处满足θ1＝θ1＝0。于是，上式可以简化为：
[0119][0120][0121]
确定k的值之后，与参考点连线正交的等时线可以被确定。
[0122]
确定等时线方程的计算方法描述如下：
[0123]
参考点1和参考点2可以表示为一组经纬度坐标的形式，记为(x1,y1)和(x2,y2)，通过上面计算得到的比例k，交点p(0)的坐标(x0,y0)可以计算得到：
[0124][0125]
参考点1和参考点2连线(参考点连线)的斜率k
12
为：
[0126][0127]
由于等时线与参考点连线是正交的关系，那么等时线的斜率k
etp
可以计算得到：
[0128][0129]
已知等时线的斜率k
etp
和等时线上的一点p(0)的坐标，则等时线的方程可以确定为：
[0130]
y＝k
etp
x+y
0-k
etp
x0；
[0131]
通过起始点b和终止点c的坐标，可以确定航段bc的直线方程，那么航段bc与等时线的交点，即为等时点的坐标(x
etp
,y
etp
)，其可以通过求解等时线和航段bc的直线方程的交点来确定。
[0132]
进一步地，为了保证求得的等时点的位置位于航段bc上，需要额外检查等时点的坐标x
etp
位于航路点b坐标xb和航路点c坐标xc之间。因此，等时线与飞行计划航路的交点即为等时点，如图5所示。
[0133]
进一步地，所述方法还包括：在机载的显示装置中显示所述飞机航路中包含的各个待飞航段中的等时点。
[0134]
应理解，将上述的基于等时线确定等时点的方法推广到确定三个或者以上备降参考点的情况。
[0135]
实施二
[0136]
图6为本发明又一实施例提供的确定飞机航路上的等时点的方法的一应用实例中涉及的三个备降参考点以及计算得出的等时点。
[0137]
示例性地，如图6所示，在选定的备降参考点的数量大于或者等于3的情形下，所述方法包括：
[0138]
针对所述选定的备降参考点中的每一种两个备降参考点的组合，分别计算出飞机的当前待飞航段上与该种两个备降参考点组合相对应的一条等时线；基于与多种组合相对应的多条等时线与所述飞机航路中包含的各个待飞航段的多个交点确定为所述待飞航段中的多个等时点。
[0139]
实施例二与实施例一的差异在于，选定的备降参考点的数量大于或者等于3。
[0140]
也即，利用三个参考点中的两两参考点组合确定相应的等时线和等时点。每一种两两参考点的组合分别为：参考点1和参考点2，参考点2和参考点3，参考点3和参考点1，相对应的等时线(记为等时线1-2、等时线2-3和等时线3-1)可以依照前述方法确定。那么这三条等时线与所述飞机航路中包含的各个待飞航段(飞行计划航线)的交点可确定为等时点1-2、等时点2-3和等时点3-1。
[0141]
进一步地，所述方法还包括：在机载的显示装置中显示所述飞机航路中包含的各个待飞航段的多个等时点。例如，飞行员可以根据需要，在机载的显示装置中显示任意选定的两个参考点对应的等时点位置，或者同时显示这三个等时点位置。
[0142]
实施三
[0143]
实施例三提供另一种确定飞机航路上的等时点的方法，所述方法包括：
[0144]
在飞机当前处于沿预定的待飞航段偏置飞行的情形下，基于飞机的当前位置和飞行计划，所述飞行计划包括所述飞机的新的待飞航段，基于所述等时线与所述新的待飞航段的交点定位为新的待飞航段中的等时点。
[0145]
实施例三与实施例一、实施例二的差异在于，飞机航线飞行的运行场景为偏置飞行，即飞机沿飞行计划平行若干海里的航线进行飞行。在该场景下，利用等时线功能，可以迅速在偏置飞行航线上定位到新的等时点，从而快速判断最佳参考点。
[0146]
实施四
[0147]
根据本发明的另一方面，还提供一种选取备降参考点的方法，所述方法包括：
[0148]
接收前述实施例一所述的确定飞机航路上的等时点的方法所生成的待飞航段中的所述等时线以及所述等时点；
[0149]
根据飞机的当前位置信息和所述等时线，确定最佳备降参考点。
[0150]
进一步地，所述方法还包括：在机载的显示装置中显示以下信息：
[0151]
从飞机的当前位置和所述最佳备降参考点之间连接一条虚线，并且生成一条指向该最佳备降参考点的箭头指示。
[0152]
实施五
[0153]
图7为在图6所示的应用实例中，确定最佳备降参考点的算法流程示意图。图8为在图6所示的应用实例中，当飞机当前位置处在等时点1-2之前时最佳备降参考点实时指示的显示图像示例。图9为在图6所示的应用实例中，当飞机当前位置处在等时点1-2之前时最佳备降参考点实时指示与等时线显示的显示图像示例。
[0154]
如图7-图9所示，根据本发明的另一方面，还提供一种选取备降参考点的方法，所述方法包括：
[0155]
接收前述实施例二所述的确定飞机航路上的等时点的方法所生成的待飞航段中的所述多条等时线以及所述多个等时点；
[0156]
根据飞机的当前位置信息和所述与多种组合相对应的多条等时线，通过二叉树比较的方法，确定最佳备降参考点。
[0157]
示例性地，为了进一步在航路上提供飞行员最佳参考点信息，可以通过最多进行三次二叉树比较，确定三个参考点中的最佳参考点，比较步骤叙述如下：
[0158]
三条等时线方程通过前述方法可以分别确定为:
[0159][0160]
将飞机位置(x
ac
,y
ac
)带入等时线方程1-2，如果a
12 x
ac
+b
12 y
ac
+c
12
《0，则飞机到达参考点1所需的时间t1小于飞机到达参考点2所需的时间t2，即t1《t2，那么飞机此时应飞往参考点1；如果a
12 x
ac
+b
12 y
ac
+c
12
》0，则飞机到达参考点1所需的时间t1大于飞机到达参考点2所需的时间t2，即t1》t2，那么飞机此时应飞往参考点2。那么对于三个参考点的情况，已知飞机位置的情况下，最多只需要进行三次这样的比较，即可得到最佳参考点，算法示意图如图7所示。
[0161]
进一步地，为了便于飞行员清晰准确地获悉在紧急情况下飞机应飞往的最佳参考点，在飞机驾驶舱仪表的导航显示上，在fms等时点功能页面中，从飞机当前位置和最佳备降参考点之间连接一条虚线，并且生成一条指向该最佳参考点的箭头指示。
[0162]
图8展示了三个参考点情况下最佳备降参考点的实时指示图例，两个或者其他更多参考点的情况可以采用同样的方式指示。
[0163]
图9进一步展示了三个参考点情况下最佳备降参考点的实时指示与等时线显示图例，两个或者其他更多参考点的情况可以采用同样的方式指示。
[0164]
实施六
[0165]
图10为本发明另一实施例提供的在飞机处于偏置飞行情形下，展示了三个参考点情况下最佳备降参考点的实时指示与等时线显示图例。
[0166]
如图10所示，根据本发明的另一方面，还提供一种选取备降参考点的方法，所述方法包括：
[0167]
接收前述实施例三所述的确定飞机航路上的等时点的方法所生成的等时线以及所述新的待飞航段中的等时点；
[0168]
根据飞机的当前位置信息和所述等时线，确定最佳备降参考点。
[0169]
进一步地，所述方法还包括：
[0170]
在机载的显示装置中显示以下信息：
[0171]
从飞机的当前位置和所述最佳备降参考点之间连接一条虚线，并且生成一条指向该最佳备降参考点的箭头指示。
[0172]
例如，当飞机当前位置处在等时点1-2处之前时，用于提示飞行员的图像示例，从飞机当前位置和最佳备降参考点(参考点1)之间连接一条虚线，并且生成一条指向该参考点1的箭头指示。
[0173]
本发明还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有多条指令，指令适于由处理器加载以执行如前所述的确定飞机航路上的等时点的方法。
[0174]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0175]
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

技术特征：
1.一种确定飞机航路上的等时点的方法，其特征在于，所述方法包括：获取待飞航段的起点和终点的经纬度坐标，并基于其形成以经纬度坐标表示的航段路线；获取选定的备降第一参考点和备降第二参考点的经纬度坐标以及实时风力和风向信息，并基于其确定与所述备降第一参考点和所述备降第二参考点相对应的一条等时线，其中，飞机自所述等时线上的任意一点分别飞行至所述备降第一参考点和所述备降第二参考点的时间相等；基于所述等时线与所述飞机航路中包含的各个待飞航段的交点确定为所述待飞航段中的等时点。2.根据权利要求1所述的确定飞机航路上的等时点的方法，其特征在于，所述获取选定的备降第一参考点和备降第二参考点的经纬度坐标以及实时风力和风向信息，并基于其确定与所述备降第一参考点和所述备降第二参考点相对应的一条等时线的方法包括：采用连线的方式连接两个备降参考点，得到相应的参考点连线；计算所述参考点连线的斜率，并基于所述等时线与所述参考点连线正交的关系，计算所述等时线的斜率；计算飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的相对位移和地速，得到飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的时间，并利用飞机自所述等时线上的各点飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的时间相等，确定所述参考点连线与所述等时线的交点的经纬度坐标；根据所述等时线的斜率以及所述参考点连线与所述等时线的交点的经纬度坐标确定所述等时线的方程。3.根据权利要求2所述的确定飞机航路上的等时点的方法，其特征在于，所述计算飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的地速的方法包括：基于飞机的空速、所述备降第一参考点和所述备降第二参考点的风速，计算飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的地速。4.根据权利要求3所述的确定飞机航路上的等时点的方法，其特征在于，根据下式计算飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的地速：二参考点的地速：其中，v
gs1
表示飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点的地速，v
tas1
表示飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点的空速，w1表示所述备降第一参考点的风力，θ1表示飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第一参考点的方位角，表示所述备降第一参考点的风向角；v
gs2
表示飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第二参考点的地速，v
tas2
表示飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第二参考点的空速，w2表示所述备降第二参考点的风
力，θ2表示飞机自所述等时线上各点飞行至所述备降第二参考点的方位角，表示所述备降第二参考点的风向角。5.根据权利要求2所述的确定飞机航路上的等时点的方法，其特征在于，所述确定所述参考点连线与所述等时线的交点的经纬度坐标包括：设所述备降第一参考点和所述备降第二参考点之间的距离为s，设所述参考点连线与所述等时线的交点为点p(0)，设所述等时线上离点p(0)距离为d的任意一点为点p(d)，设点p(0)到达所述备降第一参考点的距离于所述备降第一参考点和所述备降第二参考点之间的距离的比例为k，则点p(0)到达所述备降第一参考点的距离为ks，点p(0)到达所述备降第二参考点的距离为(1-k)s；利用几何关系分别计算所述飞机自所述等时线上点p(d)飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的相对位移l1和l2；利用速度-时间-距离的关系，分别计算所述飞机自所述等时线上点p(d)飞行至所述备降第一参考点和至所述备降第二参考点的时间t1(d)和t2(d)；依据t1(d)和t2(d)相等的关系求解k的值，并利用k的值计算点p(0)的经纬度坐标。6.根据权利要求1所述的确定飞机航路上的等时点的方法，其特征在于，所述方法还包括：检查并确认所述等时点的经纬度坐标是否位于所述飞机航路中相应的各待飞航段的起点和终点所限定的经纬度坐标范围之内。7.根据权利要求1所述的确定飞机航路上的等时点的方法，其特征在于，所述方法还包括：在机载的显示装置中显示所述飞机航路中包含的各个待飞航段中的等时点。8.如权利要求1所述的确定飞机航路上的等时点的方法，其特征在于，所述备降第一参考点和所述备降第二参考点选自所述待飞航段的备降机场。9.根据权利要求1至6中任意一项所述的确定飞机航路上的等时点的方法，其特征在于，在选定的备降参考点的数量大于或者等于3的情形下，所述方法包括：针对所述选定的备降参考点中的每一种两个备降参考点的组合，分别计算出飞机的当前待飞航段上与该种两个备降参考点组合相对应的一条等时线；基于与多种组合相对应的多条等时线与所述飞机航路中包含的各个待飞航段的多个交点确定为所述待飞航段中的多个等时点。10.根据权利要求9所述的确定飞机航路上的等时点的方法，其特征在于，所述方法还包括：在机载的显示装置中显示所述飞机航路中包含的各个待飞航段的多个等时点。11.根据权利要求1至6中任意一项所述的确定飞机航路上的等时点的方法，其特征在于，所述方法包括：在飞机当前处于沿预定的待飞航段偏置飞行的情形下，基于飞机的当前位置和飞行计划，所述飞行计划包括所述飞机的新的待飞航段，基于所述等时线与所述新的待飞航段的交点定位为新的待飞航段中的等时点。12.一种选取备降参考点的方法，其特征在于，所述方法包括：
接收根据权利要求1-6中的任一项所述的确定飞机航路上的等时点的方法所生成的待飞航段中的所述等时线以及所述等时点；根据飞机的当前位置信息和所述等时线，确定最佳备降参考点。13.根据权利要求12所述的选取备降参考点的方法，其特征在于，所述方法还包括：在机载的显示装置中显示以下信息：从飞机的当前位置和所述最佳备降参考点之间连接一条虚线，并且生成一条指向该最佳备降参考点的箭头指示。14.一种选取备降参考点的方法，其特征在于，所述方法包括：接收根据权利要求9所述的确定飞机航路上的等时点的方法所生成的待飞航段中的所述多条等时线以及所述多个等时点；根据飞机的当前位置信息和所述与多种组合相对应的多条等时线，通过二叉树比较的方法，确定最佳备降参考点。15.根据权利要求14所述的选取备降参考点的方法，其特征在于，所述方法还包括：在机载的显示装置中显示以下信息：从飞机的当前位置和所述最佳备降参考点之间连接一条虚线，并且生成一条指向该最佳备降参考点的箭头指示。16.一种选取备降参考点的方法，其特征在于，所述方法包括：接收根据权利要求11所述的确定飞机航路上的等时点的方法所生成的等时线以及所述新的待飞航段中的等时点；根据飞机的当前位置信息和所述等时线，确定最佳备降参考点。17.根据权利要求16所述的选取备降参考点的方法，其特征在于，所述方法还包括：在机载的显示装置中显示以下信息：从飞机的当前位置和所述最佳备降参考点之间连接一条虚线，并且生成一条指向该最佳备降参考点的箭头指示。

技术总结
本发明公开了确定飞机航路上的等时点的方法及选取备降参考点的方法。所述方法包括：获取待飞航段的起点和终点的经纬度坐标，并基于其形成以经纬度坐标表示的航段路线；获取选定的备降第一参考点和备降第二参考点的经纬度坐标以及实时风力和风向信息，并基于其确定与所述备降第一参考点和所述备降第二参考点相对应的一条等时线；基于所述等时线与所述飞机航路中包含的各个待飞航段的交点确定为所述待飞航段中的等时点。有效解决了现有的用于确定飞机航路上的等时点的方法所确定的等时点不够精准，以及用于确定等时点的计算过程复杂而无法满足在紧急情况下快速准确地确定等时点的问题。时点的问题。时点的问题。


技术研发人员：万赟 陈峰 薛飞 刘利朝 张向阳 张睿
受保护的技术使用者：中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/8/23