[发明专利]用于地面预测航空器沿路径的定位的特征的设备和方法

权利要求书

1.用于在地面上预测航空器沿路径的定位的特征的设备，其特征在于，其至少包括：

-飞行路径生成单元（2），以便提供包括以下元素中至少之一的航空器路径：飞行路径和地面路径；

-中央单元（3），其至少包括：

·第一计算元件（5），其包括航空器的模型（6）并且确定航空器在路径上的动态；和

·第二计算元件（7），其包括与航空器机载模型一致的性能和完整性模型（8），其借助于所述性能和完整性模型，通过考虑航空器的动态，来确定涉及航空器沿路径的定位的精度、完整性和可用性信息，所述完整性信息考虑了航空器使用的卫星定位系统的完整性，所述卫星定位系统的完整性被计算为空间中信号保护半径HIL_SIS，以及航空器机载定位计算器的硬件完整性被计算为第一硬件保护半径HIL_H/W1，以及航空器机载卫星信号接收器的硬件完整性被计算为第二硬件保护半径HIL_H/W2；以及

-用于向用户呈现所述精度、完整性和可用性信息的单元（9）；

其中将至少HIL_SIS、HIL_H/W1和HIL_H/W2中的最大值与导航系统误差相比较以指示是否可以执行航空器过程。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述路径生成单元（2）包括以下元件中至少之一，以便提供航空器的路径：

-包含路径的数据库（13）；和

-用于确定路径的计算单元（14）。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其特征在于，其还包括至少一个地形数据库（15）。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其特征在于，其还包括至少一个辅助数据库（17），所述辅助数据库包含卫星定位系统的涉及卫星的信息。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第二计算元件（7）包括卫星掩蔽模型（24），并且确定和提供沿路径的可见卫星的指示，这借助于地形信息和卫星定位系统的涉及卫星的信息。

6.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其特征在于，其还包括外部接口（19）。

7.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其特征在于，其还包括装置（22），用于在所述导航系统误差被至少HIL_SIS、HIL_H/W1和HIL_H/W2中的最大值超过的情况下触发警报。

8.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第一计算元件（5）还包括环境模型（25）。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，航空器定位和说明了完整性的定位保护半径的预测是借助于下面的表达式来计算的：

X(k+1) = F[Xm(k), X(k)]

Xm(k)=G[E(U(k)), M(U(k))]

其中：

-k是迭代；

-X是航空器的定位；

-U表示当前时刻在预测计算的输入处使用的状态矢量，其涵盖了航空器及其环境的动态状态；

-G表示使用在定位和保护半径的预测的输入处的掩蔽M和传感器误差E的建模函数；和

-F表示用于航空器定位预测和定位保护半径的计算的迭代处理。

10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，说明完整性的全局保护半径被计算为至少以下半径的最大值：

-结合了空间中信号故障的保护半径；

-结合了定位计算器的硬件故障的保护半径；和

结合了卫星信号接收器的硬件故障的保护半径。

11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，导航误差的估计被添加到航空器的估计的定位的导航误差上。

12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在生成信息时出现问题的情况下，信息的以下默认项中至少一个被提供给用户：

-默认的掩蔽角度；和

-默认的路径。