监控飞机状态的方法和系统
阅读：436发布：2020-05-25
专利汇可以提供监控飞机状态的方法和系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供一种监控飞机的状态的计算机化方法。该方法包括：从飞机 监控系统 的输出模 块 发送报告更多报告数据 信号 响应；通过飞机监控系统的输入模块监控发送至飞机监控系统的接收到的数据信号。该方法设置了与飞机的合约，该合约可以用于监控非预期行为或不符合合约条款的情况。该方法还包括：通过飞机监控系统的处理器判断接收到的数据信号响应是否已经满足一个或多个报警标准；以及通过飞机监控系统的报警模块基于所述判断来产生警报。，下面是监控飞机状态的方法和系统专利的具体信息内容。
1.一种监控飞机的状态的计算机化方法，包括：
从飞机监控系统的输出模块向飞机的航空电子设备发送报告合约请求，所述报告合约请求定义了一个或多个报告标准，所述飞机的航空电子设备需要根据所述一个或多个报告标准将数据信号响应提供至所述飞机监控系统；
通过所述飞机监控系统的输入模块监控从所述飞机的航空电子设备发送至所述飞机监控系统的接收到的数据信号响应；
通过所述飞机监控系统的处理器判断接收到的数据信号响应是否已经满足一个或多个报警标准；以及
通过所述飞机监控系统的报警模块基于所述判断来产生警报。
2.根据权利要求1所述的计算机化方法，其中，所述报告标准定义了所述飞机的航空电子设备需要提供数据信号响应的第一间隔，所述报警标准定义了第二间隔，并且其中，在所述第一间隔或所述第二间隔期间没有接收到所需的数据信号响应的情况下，通过所述飞机监控系统的报警模块产生警报。
3.根据权利要求1所述的计算机化方法，其中，所述报告标准指示：需要来自所述飞机的航空电子设备的即时数据信号响应，并且其中，在由所述报警标准定义的间隔内没有接收到数据信号响应的情况下，通过所述飞机监控系统的报警模块产生警报。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的计算机化方法，其中，从所述飞机监控系统的标准数据库接收所述一个或多个报告标准和所述一个或多个报警标准，并且其中，所述数据信号响应包括与所述飞机相对应的飞机位置信息。
5.根据权利要求4所述的计算机化方法，其中，所述飞机监控系统的输入模块被配置为接收与所述飞机相对应的飞行计划数据和飞机通信寻址和报告系统数据，此外，其中，如果确定已经接收到与所述飞机相对应的飞行阶段变化消息，但是还没有接收到与所述飞机相对应的飞行计划数据，则通过所述飞机监控系统的报警模块产生警报。
6.根据权利要求4所述的计算机化方法，还包括：
通过所述飞机监控系统的输入模块接收与所述飞机相对应的飞行计划数据；
其中，如果确定所述飞机位置信息垂直偏离或横向偏离所述飞行计划数据达给定量，则通过所述飞机监控系统的报警模块产生警报。
7.根据权利要求6所述的计算机化方法，还包括：
通过所述飞机监控系统的输入模块接收与所述飞机相对应的管制员-飞行员数据链路通信消息；
其中，仅在通过所述处理器确定在所述管制员-飞行员数据链路通信消息的内容中没有授权所述飞行计划数据的偏离的情况下，才通过所述飞机监控系统的报警模块产生警报。
8.根据权利要求4所述的计算机化方法，还包括：
通过所述飞机监控系统的输入模块接收与所述飞机相对应的飞行计划数据；
其中，如果确定或估计所述飞机要与给定的空域区域相交，则通过所述飞机监控系统的报警模块产生警报。
9.根据权利要求8所述的计算机化方法，其中，通过用户选择或天气警报来确定所述给定的空域区域。
10.根据前述权利要求中任一项所述的计算机化方法，其中，如果通过所述处理器确定接收到的数据信号响应是紧急报告，则通过所述飞机监控系统的报警模块产生警报。
11.根据前述权利要求中任一项所述的计算机化方法，还包括：
通过所述飞机监控系统的输入模块接收与所述飞机相对应的管制员-飞行员数据链路通信消息；以及
将所述管制员-飞行员数据链路通信消息存储在数据存储器中；
其中，在用户请求时将所述管制员-飞行员数据链路通信消息提供给用户。
12.根据前述权利要求中任一项所述的计算机化方法，其中，如果通过所述飞机监控系统的处理器确定所述报告合约请求的数据信号响应是连接拒绝消息，则产生警报。
13.根据前述权利要求中任一项所述的计算机化方法，其中，所述报告合约请求和相应的数据信号响应符合自动相关监视合约。
14.根据前述权利要求中任一项所述的计算机化方法，其中，将已经由所述飞机监控系统的报警模块产生的警报存储在数据存储器中，并且在用户请求时将该警报提供给用户。
15.根据权利要求4或5所述的计算机化方法，还包括：
通过所述输入模块接收与所述飞机相对应的空中交通服务设施通告消息；
通过所述处理器判断接收到的空中交通服务设施通告消息是否已经满足一个或多个空中交通服务设施通告消息标准；以及
通过所述报警模块基于所述判断来产生警报。
16.一种用于监控飞机的状态的计算机化方法，包括：
通过飞机监控系统的输入模块监控与所述飞机相对应的空中交通服务设施通告消息；
通过所述输入模块接收与所述飞机相对应的飞机位置信息；
通过所述飞机监控系统的处理器判断接收到的空中交通服务设施通告消息是否已经满足一个或多个空中交通服务设施通告消息标准；以及
通过所述飞机监控系统的报警模块基于所述判断和所述飞机位置信息来产生警报。
17.根据权利要求15或16所述的计算机化方法，其中，所述空中交通服务设施通告消息标准识别用于接收未来空中导航系统登录确认消息的时间段，并且其中，如果所述飞机已经处于启用未来空中导航系统的空域内达所识别的时间段以后仍然未接收到所述未来空中导航系统登录确认消息，则通过所述报警模块产生警报。
18.根据权利要求15或16所述的计算机化方法，其中，所述空中交通服务设施通告消息标准识别用于接收未来空中导航系统登录确认消息的时间段，并且其中，如果在从空中交通服务设施通告联络咨询消息已经发送给所述飞机起的所识别的时间段内仍然未接收到所述未来空中导航系统登录确认消息，则通过所述报警模块产生警报。
19.一种用于监控飞机的状态的系统，包括：
输出模块，其配置为向所述飞机的航空电子设备发送报告合约请求，其中，所述报告合约请求定义了一个或多个报告标准，所述飞机的航空电子设备需要根据所述一个或多个报告标准将数据信号响应提供至所述系统；
输入模块，其配置为接收从所述飞机的航空电子设备发送到所述系统的数据信号响应；
处理器，其配置为判断接收到的数据信号响应是否已经满足所述一个或多个报警标准；以及
报警模块，其配置为基于所述判断来产生警报。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述报告标准定义了所述飞机的航空电子设备需要提供数据信号响应的第一间隔，所述报警标准定义了第二间隔，并且其中，所述报警模块被配置为在所述第一间隔或所述第二间隔期间没有接收到所需的数据信号响应的情况下，产生警报。
21.根据权利要求19所述的系统，其中，所述报告标准指示：需要来自所述飞机的航空电子设备的即时数据信号响应，并且其中，所述报警模块被配置为在由所述报警标准定义的间隔内没有接收到数据信号响应的情况下，产生警报。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的系统，其中，所述输入模块被配置以接收的所述数据信号响应包括与所述飞机相对应的飞机位置信息。
23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述输入模块还被配置为接收与所述飞机相对应的飞行计划数据和飞机通信寻址和报告系统数据，并且其中，所述报警模块被配置为：如果确定已经接收到与所述飞机相对应的飞行阶段变化消息，但是还没有接收到与所述飞机相对应的飞行计划数据，则所述报警模块产生警报。
24.根据权利要求22所述的系统，其中，所述输入模块还被配置为接收与所述飞机相对应的飞行计划数据；并且
其中，所述报警模块被配置为：如果所述处理器确定所述飞机位置信息垂直偏离或横向偏离所述飞行计划数据达给定量，则所述报警模块产生警报。
25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述输入模块还被配置为接收与所述飞机相对应的管制员-飞行员数据链路通信消息；并且其中，所述报警模块还被配置为：仅在所述处理器确定在所述管制员-飞行员数据链路通信消息的内容中没有授权所述飞行计划数据的偏离，所述报警模块才产生警报。
26.根据权利要求22所述的系统，其中，所述输入模块还被配置为接收与所述飞机相对应的飞行计划数据；并且其中，所述报警模块被配置为：如果所述处理器确定或估计所述飞机将与给定的空域区域相交，则所述报警模块产生警报。
27.根据权利要求26所述的系统，其中，从用户选择或恶劣天气警报接收对所述给定的空域区域的限定。
28.根据权利要求19至27中任一项所述的系统，其中，所述报警模块被配置为：如果所述处理器确定接收到的数据信号响应是紧急报告，则所述报警模块产生警报。
29.根据权利要求19至28中任一项所述的系统，其中，所述输入模块还被配置为接收与所述飞机相对应的管制员-飞行员数据链路通信消息；并且其中，所述处理器还被配置为将所述管制员-飞行员数据链路通信消息存储在数据存储器中并且在用户请求时将所述管制员-飞行员数据链路通信消息提供给用户。
30.根据权利要求19至29中任一项所述的系统，其中，所述报警模块还被配置为：如果所述处理器确定所述报告合约请求的数据信号响应是连接拒绝消息，则所述报警模块产生警报。
31.根据权利要求19至30中任一项所述的系统，其中，所述输出模块被配置以发送的报告合约请求和所述输入模块被配置以接收的相应的响应符合自动相关监视合约。
32.根据权利要求19至31中任一项所述的系统，还包括数据存储器，其中，所述处理器还被配置为将已经产生的警报存储在所述数据存储器中，并且在用户请求时将已经产生的警报提供给用户。
33.根据权利要22或23所述的系统，其中，所述输入模块还被配置为接收与所述飞机相对应的空中交通服务设施通告消息；并且
其中，所述报警模块被配置为：如果所述处理器确定没有像预期的那样接收到所述空中交通服务设施通告消息，则所述报警模块基于所述飞机位置信息来产生警报。
34.一种用于监控飞机的状态的系统，包括：
输入模块，其配置为接收与所述飞机相对应的空中交通服务设施通告消息以及与所述飞机相对应的飞机位置信息；
处理器，其配置为判断接收到的空中交通服务设施通告消息是否已经满足一个或多个空中交通服务设施通告消息标准；以及
报警模块，其配置为基于所述判断和所述飞机位置信息来产生警报。
35.根据权利要求33或34所述的系统，其中，所述空中交通服务设施通告消息标准识别用于接收未来空中导航系统登录确认消息的时间段，并且其中，所述报警模块被配置为：如果所述飞机已经处于启用未来空中导航系统的空域内达所识别的时间段以后仍然未接收到所述未来空中导航系统登录确认消息，则所述报警模块产生警报。
36.根据权利要求33或34所述的计算机化方法，其中，所述空中交通服务设施通告消息标准识别用于接收未来空中导航系统登录确认消息的时间段，并且其中，所述报警模块被配置为：如果在从空中交通服务设施通告联络咨询消息已经发送给所述飞机起的所识别的时间段内仍然未接收到所述未来空中导航系统登录确认消息，则所述报警模块产生警报。
监控飞机状态的方法和系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种监控飞机状态的方法和系统。特别地，本发明涉及一种基于预期从飞机待接收的受监控通信进行报警的方法和系统。
背景技术
[0003] 在ACARS系统中，每架飞机都安装有在飞机机载设备与地面设备之间提供数据链路的VHF收发器。可以通过从飞机到地面站的直接传输来提供数据链路，或者可替代地，飞机可以将数据传输到卫星，然后卫星将数据转发到卫星地面站。数据链路服务供应商在地面站接收到这些传输，然后将数据发送至空中交通管制员或飞机运营商。
[0004] 由运营的航空公司来配置给定飞机将发射ACARS数据传输的周期，一般在10分钟到20分钟左右。确定该周期通常是为了提供接收最新数据和与数据传输相关的每条消息成本之间的平衡。该周期是通过在飞机的维护期间对机载航空电子设备进行适当编程来设定的，并且在飞行期间不变。
[0005] 鉴于在连续的ACARS消息传输之间的这个周期相对较长，因此飞机在各传输之间可能覆盖相当大的距离，这进而会导致飞机的估计地点和路径的不可靠。此外，任何给定的ACARS传输的时间戳只能精确到分钟，并且以小数点后三位的精度来报告地点数据。
[0006] 如果飞机被迫在空域的给定区域内盘旋，例如，处于机场等候模式，这将不会立即从ACARS数据中显现出来，因为在进行随后的ACARS传输完成时飞机可能已经执行了完整的盘旋。这可能导致那些监控ACARS数据的人员不确定这些数据传输是不是错误的，或者不能确定在随后的ACARS传输之间飞机是否真的留在空域的给定区域中。
[0007] 在维护期间编程到飞机的航空电子设备中时，增加ACARS消息的标准频率(即，减少连续传输之间的周期)将提供更新的地点数据集。然而，如果每家航空公司都全面地将其作为标准，那么就会对ACARS网络造成很大的负担，因为ACARS网络是一对一的数字数据链路系统。这可能会使网络过载，并降低其可靠性和准确性。
[0008] 全世界的空域被分割成许多三维(3D)空间块，被称为扇区。每个扇区都有一个或多个空中交通管制员，他们与空域扇区中运行的飞机或即将进入空域扇区的飞机进行通信并对其负责。这些管制员为空中导航服务供应商(ANSP)工作，并受过训练以便管理飞机，使得飞机以最有效的方式进行点到点的安全而有序地飞行。
[0009] 为了达到这个目的，空中交通管制员与飞机通信，给予积极的支持和授权，并接收来自飞机的信息。通常这种通信是通过语音无线电(诸如VHF波段或HF波段的无线电传输)进行的。语音无线电的一个问题在于：在给定时间、给定频率只能进行一次传输，因此即使存在很强的无线电信号，传输也可能被切断或者变得无法理解。为了确保能准确接收到传输，有必要对通信进行回读(read back)，这也增加了完成给定通信所花费的时间。
[0010] 此外，语音通信可能会产生误解或语言障碍，语音质量可能较差，并且VHF语音频率会受到严重的信号拥堵。为了抑制这些负面方面，成立了委员会来建立新系统，即，未来空中导航系统(FANS)，从而例如通过使用数据链路系统来封装ANSP与飞机之间的消息来改善这些通信。
[0011] 已经确定了许多标准格式通信，这些标准格式通可以用于发送诸如高度或海拔分配、交叉约束、横向偏离、路线变化和裕度、速度分配、无线电频率分配等常见命令以及对其他信息的各种请求，还有用于不属于常用命令或响应的标准列表的通信的自由文本消息的选项。
[0012] 这些通信通常被称为管制员-飞行员数据链路通信(CPDLC)，并且这些通信消除了通过多次传输和回读来验证通信的需要，因为双方都能够以文本形式进行通信，并且可以根据需要来获得这些通信，使得之后可以很容易地检查或打印。
[0013] 通常使用飞机通信寻址和报告系统(ACARS)协议来封装和传输这些数据链路消息。使用ACARS的飞机可以安装VHF变换器和/或HF变换器，其用于在机载设备与地面站设备之间提供数据链路。可以通过从飞机到地面的直接传输来提供数据链路，或者可替代地经由卫星通过微波传输来提供数据链路。数据链路服务供应商在地面上接收这些传输，然后数据链路服务供应商将其发送到飞机运营商，供应商针对每条消息收费。从飞机传输到地面系统的消息可以被称为下行链路消息，而从地面系统传输到飞机的消息可以被称为上行链路消息。
[0014] FANS的另一个方面是能够建立自动相关监视合约(ADS-C)。ADS-C使用FANS航空电子系统(该系统是装备FANS的飞机的机载飞行管理系统(FMS)的一部分)以自动向诸如ANSP或航空公司的用户提供诸如飞机地点数据、高度数据、速度数据、意向数据和天气数据等信息。ADS-C消息将至少包含三维地点信息、与地点信息相对应的时间戳、以及指示地点数据的准确性的品质因数(FOM)。
[0015] 由终端用户的地面系统定义该合约，并且该合约可以指示通信应当响应于给定周期或基于需求的标准或基于事件的标准或这些标准的组合而从飞机发送到终端用户的地面系统。多达五个独立的地面系统能够维持与给定飞机的ADS合约，并且目前，这些ADS-C连接通常由具有FANS授权的地面系统的ANSP的空中交通管制员使用，以减少对飞机飞行员和空中交通管制员之间的语音通道对话的依赖，这进而减少了管制员和飞行员的工作量，并且减小了相应飞机之间的间隔。
[0016] ANSP可以通过与给定飞机交换空中交通服务设施通告(AFN)消息来确定该飞机的数据链路能力。这些消息还可以包括允许发生后续FANS会话的地址信息。
发明内容
[0018] 根据本发明的第一方面，提供一种监控飞机的状态的计算机化方法。该计算机化方法包括：从飞机监控系统的输出模块向飞机的航空电子设备发送报告合约请求，所述报告合约请求定义了一个或多个报告标准，飞机的航空电子设备需要根据所述一个或多个报告标准将数据信号响应提供至飞机监控系统；通过飞机监控系统的输入模块接收从飞机的航空电子设备发送至飞机监控系统的数据信号响应；通过飞机监控系统的处理器判断接收到的响应是否已经满足一个或多个报警标准；以及通过飞机监控系统的报警模块基于所述判断来产生警报。
[0019] 有利地是，该实施例提供一种方法，从而可以发起与飞机的报告合约(诸如ADS合约)，并且可以基于报告合约消息来提供智能报警。
[0020] 优选地，报告标准可以定义飞机的航空电子设备需要提供数据信号响应的第一间隔，报警标准可以定义第二间隔，且在第一间隔或第二间隔期间没有接收到所需的数据信号响应的情况下，通过飞机监控系统的报警模块可以产生警报。有利地是，提供了一种可以将未接收到预期周期性报告合约响应消息自动报警给用户的方法。然后用户可以对该情况进行调查以确定是否需要进一步行动。
[0021] 优选地，报告标准可以指示：需要来自所述飞机的航空电子设备的即时数据信号响应，并且其中，在由报警标准定义的间隔内没有接收到数据信号响应的情况下，可以通过所述飞机监控系统的报警模块产生警报。此外，可以从标准数据库接收一个或多个报告标准或一个或多个报警标准，并且数据信号响应可以包括与飞机相对应的飞机位置信息。
[0022] 在一个实施例中，输入模块被配置为接收与飞机相对应的飞行计划数据和ACARS数据，且如果确定已经接收到与飞机相对应的飞行阶段变化消息，但是还没有接收到与飞机相对应的飞行计划数据，则通过报警模块产生警报。如果飞机即将或已经起飞，但系统尚未接收到与该飞机相对应的飞行计划，则会提供警报。这是可取的，因为缺少飞机的飞行计划数据将意味着在提供相关的飞行计划数据之前，这次飞行的一些其他报警功能可能不可用。
[0023] 计算机化方法可以包括：通过输入模块接收与飞机相对应的飞行计划数据，如果确定飞机位置信息垂直偏离或横向偏离飞行计划数据达给定量，则通过报警模块产生警报。这将提醒终端用户飞机的航线变化，这可能需要进一步的调查，以确定飞机的非预期行为是否值得关注。通过将可能正在监控大量飞机的用户的注意力转移到由于飞行路线变化而可能需要关注的特定飞机上来帮助他们。
[0024] 此外，优选地该方法可以包括：通过输入模块接收与飞机相对应的管制员-飞行员数据链路通信(CPDLC)消息；以及仅在处理器确定在CPDLC消息的内容中没有授权飞行计划数据的偏离的情况下，才通过报警模块产生警报。这使得该方法能够判断非预期偏离是否是管制员与飞行员之间的通信的结果，在这种情况下可能不需要报警，或者该方法能够判断是否仍然需要进一步的调查。这通过减少在管制员已经授权或者命令了另外可能是非预期的飞机路线变化的情况下可能产生并且需要检查的警报的数量来帮助用户。
[0025] 在该计算机化方法中，如果基于当前飞机位置信息或飞行计划数据来确定或估计飞机要与给定的空域区域相交，则通过报警模块产生警报。可以通过用户选择或天气警报来确定该空域区域。有利地是，这允许计算机化方法将估计飞机是否进入或已经进入不期望的空域，诸如战区、包含火山灰云或其它恶劣天气区域的区域而自动报警给终端用户。
[0026] 优选地，如果通过处理器确定接收到的数据信号响应是紧急报告或连接拒绝消息，则通过报警模块产生警报。优选地，报告合约请求和相应的数据信号响应符合自动相关监视合约。
[0027] 在一个实施例中，计算机化方法还包括：通过输入模块接收与飞机相对应的管制员-飞行员数据链路通信(CPDLC)消息；将CPDLC消息存储在数据存储器中；以及在用户请求时将CPDLC消息提供给用户。也可以在数据存储器中存储已经产生的警报，并在用户请求时提供给用户。这有利地帮助用户证实飞机的飞行员与ANSP管制员是否讨论了导致产生警报的事件。
[0028] 根据本发明的第一方面的计算机化方法还可以包括：通过输入模块接收与飞机相对应的空中交通服务设施通告(AFN)消息；通过处理器判断接收到的AFN消息是否已经满足一个或多个AFN消息标准；以及通过报警模块基于所述判断来产生警报。
[0029] 可替换地，可以提供一种用于监控飞机的状态的计算机化方法，包括：通过输入模块监控与飞机相对应的空中交通服务设施通告(AFN)消息；通过输入模块接收与飞机相对应的飞机位置信息；通过处理器判断接收到的AFN消息是否已经满足一个或多个AFN消息标准；以及通过报警模块基于所述判断和飞机位置信息来产生警报。
[0030] 优选地，处理器可以判断是否满足AFN消息标准，所述AFN消息标准识别用于接收FANS登录确认消息的时间段，如果飞机已经处于启用FANS的空域内达所识别的时间段以后仍然未接收到FANS登录确认消息，则通过处理器使报警模块产生警报。这将向诸如航空公司运营商的终端用户强调他们的飞机与ANSP的FANS地面系统已经意外地失联了。
[0031] 可选地，处理器可以判断是否满足AFN消息标准，所述AFN消息标准识别用于接收FANS登录确认消息的时间段，如果在从AFN联络咨询消息已经发送给飞机起的所识别的时间段内仍然未接收到FANS登录确认消息，则处理器使报警模块产生警报。这有利地向终端用户强调两个ANSP之间的FANS移交尚未成功，并且强调可能期望进一步调查飞机状态，从而消除飞机的ANSP跟踪之间的任何间隙。
[0032] 根据本发明的第二方面，提供一种用于监控飞机的状态的系统。该系统包括：输出模块，其被配置为向飞机的航空电子设备发送报告合约请求，其中，所述报告合约请求定义了一个或多个报告标准，飞机的航空电子设备需要根据所述一个或多个报告标准将数据信号响应提供至所述系统；输入模块，其被配置为接收从飞机的航空电子设备发送到所述系统的数据信号响应；处理器，其被配置为判断接收到的数据信号响应是否已经满足一个或多个报警标准；以及报警模块，其被配置为基于所述判断来产生警报。
[0033] 这有利地提供了一种系统，该系统可以发起与飞机的报告合约(诸如ADS合约)，并基于报告合约的标准和接收到的或未接收到的报告合约消息的内容来提供智能报警。
[0034] 优选地，报告标准定义了飞机的航空电子设备需要提供数据信号响应的第一间隔，报警标准定义了第二间隔，并且报警模块被配置为在由所述标准定义的第一间隔或第二间隔期间没有接收到所需的数据信号响应的情况下，产生警报，使得将未接收到预期周期性报告合约数据信号响应消息自动报警给用户。优选地，报告标准可以指示：需要来自飞机的航空电子设备的即时数据信号响应，并且报警模块可以被配置为在由报警标准定义的间隔内没有接收到响应的情况下，产生警报。
[0035] 在优选实施例中，输入模块被配置来接收的数据信号响应包括与飞机相对应的飞机位置信息。此外，输入模块还可以被配置为接收与飞机相对应的飞行计划数据和ACARS数据，并且报警模块可以被配置为：如果确定已经接收到与飞机相对应的飞行阶段变化消息，但是还没有接收到与飞机相对应的飞行计划数据，则产生警报。如果飞机即将起飞或已经起飞，但系统尚未接收到与该飞机飞行相对应的飞行计划，则提供报警。这是期望的，因为缺少飞机的飞行计划数据将意味着在提供相关的飞行计划数据之前，这次飞行的一些其他报警功能可能不可用。
[0036] 可选地，输入模块可以被配置为接收与飞机相对应的飞行计划数，且报警模块可以被配置为：如果处理器确定飞机位置信息指示飞机已经垂直偏离或横向偏离飞行计划数据达给定量，则产生警报。
[0037] 优选地，输入模块还被配置为接收与飞机相对应的管制员-飞行员数据链路通信(CPDLC)消息，且报警模块还被配置为：仅在处理器确定在CPDLC消息的内容中没有授权飞行计划数据的偏离的情况下，才产生警报。以这种方式，可以减少系统产生的警报数量，使得终端用户可以专注于产生的警报，这些警报可能需要进一步调查来核实被监控飞机的状态。
[0038] 在输入模块被配置为接收与飞机相对应的飞行计划数据的情况下，报警模块可以被配置为：如果处理器基于飞行计划数据确定或估计飞机将与给定的空域区域相交，则产生警报。可以从用户选择中接收给定的空域区域的定义，或者给定的空域区域的定义可以是恶劣的天气警报。
[0039] 系统的报警模块可以被配置为：如果处理器确定接收到的数据信号响应是紧急报告或者如果处理器确定报告合约请求的数据信号响应是连接拒绝消息，则产生警报。
[0040] 系统的输入模块还可以被配置为接收与飞机相对应的管制员-飞行员数据链路通信(CPDLC)消息，且处理器可以被配置为将CPDLC消息存储在数据存储器中，使得在用户请求时可以将CPDLC消息提供给用户。这使得调查报警的用户能够获得关于在记录报警情况前后的飞机状态的额外信息。
[0041] 优选地，输出模块被配置来发送的报告合约请求和输入模块被配置来接收的相应的响应将符合自动相关监视合约。系统还可以包括数据存储器，其中，处理器还被配置为将已经产生的警报存储在所述数据存储器中，并且在用户请求时将已经产生的警报提供给用户。
[0042] 根据本发明的第二方面的系统的输入模块还可以被配置为接收与飞机相对应的空中交通服务设施通告(AFN)消息，且报警模块可以被配置为：如果处理器确定没有像预期的那样接收到AFN确认消息，则基于飞机位置信息产生警报。
[0043] 可替换地，可以提供一种用于监控飞机的状态的系统，其包括：输入模块，其配置为接收与飞机相对应的空中交通服务设施通告(AFN)消息以及与飞机相对应的飞机位置信息；处理器，其配置为判断接收到的AFN消息是否以及满足一个或多个AFN消息标准；以及报警模块，其配置为基于所述判断和飞机位置信息来产生警报。
[0044] 优选地，AFN消息标准识别用于接收FANS登录确认消息的时间段，且报警模块被配置为：如果飞机已经处于启用FANS的空域内达所识别的时间段以后仍然未接收到FANS登录确认消息，则产生警报。
[0045] 这将向诸如航空公司运营商的终端用户强调他们的飞机与ANSP的FANS地面系统已经不被期望地失联了。
[0046] 可选地，AFN消息标准识别用于接收FANS登录确认消息的时间段，且报警模块可以被配置为：如果在从AFN联络咨询消息已经发送给飞机起的所识别的时间段内仍然未接收到FANS登录确认消息，则产生警报。这有利地向终端用户强调两个ANSP之间的FANS移交尚未成功，并且强调可能期望进一步调查飞机状态。附图说明
[0047] 现在将仅通过示例、参照附图来描述本发明的实施例，附图中：
[0048] 图1是根据本发明实施例的与相应数据源交互的系统的示意图；
[0049] 图2是根据本发明实施例的系统的示意图；
[0050] 图3是建立与ANSP的FANS会话的处理的消息流程图；
[0051] 图4是将FANS会话从当前ANSP移交到下一ANSP的处理的消息流程图；
[0052] 图5是示出由本发明的实施例执行的主要步骤的流程图；
[0053] 图6是示出可以由本发明的实施例执行的额外步骤的流程图；
[0054] 和
[0055] 图7是示出由本发明的替代实施例执行的主要步骤的流程图。
具体实施方式
[0056] 图1示出装配有FANS航空电子系统的飞机10，所述FANS航空电子系统用于在飞机10与地面上的一个或多个用户之间提供数字数据链路。数字数据链路可以直接将消息传输到一个或多个ACARS地面站12，然后这些消息可以通过通信网14转发。通信网可以包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、因特网、移动电话通信系统或卫星通信系统中的一个或多个。替换地，飞机可以经由卫星链路16发送ACARS消息；在这种情况下，地面站将是卫星地面站18。
[0057] 通过通信网14转发的ACARS消息随后被发送到系统20并由系统20集中采集。这些ACARS消息可以包括通过ACARS协议发送的FANS消息以及其他ACARS消息，诸如以下将更详细描述的ACARS飞机位置信息报告和OOOI消息。系统20用于监控飞机的状态。通常在飞机的飞行期间将监控飞机的状态。关于这点，认为飞行包括从飞机系统在起始位置处开机的时刻到飞机系统在目的地位置处关机的时刻的基于地面的活动(诸如滑行)。通信网14还可以用于在飞机12与空中导航服务供应商(ANSP)系统21或与空中交通管制员(ATC)设施相关的空中交通管制员系统之间进行路由通信。
[0058] 通信网14可以是任何公共网络、私有网络、有线网或无线网，并且可以包括任何合适的基础设施，包括铜电缆、光缆或光纤、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和边缘服务器。地面站12可以包括分别工作在VHF射频范围或HF射频范围的VHF地面站或HF地面站。在本文中术语“地面站”用于指地平面处的任何接收站。为了避免歧义，这些地面站可以包括位于诸如石油钻机之类的海洋平台上的接收机，或者可以包括位于诸如油轮或航空母舰的漂浮船上的接收机。
[0059] 现在将参照图2更详细地描述根据本发明的第一方面的系统20。系统20包括处理器22，其经由相应的数据线连接到标准数据库24、输出模块26和输入模块28。输出模块26被配置为经由连接件26a耦接到图1的通信网14，使得可以将从输出模块26输出的上行链路消息经由一个或多个地面站12或使用卫星链路16的一个或多个卫星地面站18传达至飞机10。
[0060] 类似地，输入模块28被配置为经由连接件28a耦接到图1的通信网14，使得输入模块28可以经由一个或多个地面站12或使用卫星链路16的一个或多卫星地面站18接收到从飞机10输出的下行链路消息。该系统还包括报警模块30，报警模块30经由另外的数据线连接到处理器22，并且被配置为向终端用户输出一个或多个报警。报警模块30可以经由连接件30a耦接到终端用户的终端用户系统31。
[0061] 可选地，系统20的输入模块28还可以经由连接件32a耦接到飞行计划存储器32。就此而言，可以理解的是，输入模块28可以被配置为接收来自多个源的输入消息，并且单独的输入子模块可以接收来自每个源的消息，其中相应的输入子模块共同形成输入模块28。可选地，系统20还可以包括数据存储器34。在一个实施例中，数据存储器34可以通过数据线连接到处理器22。
[0062] 为了启动与给定飞机10的ADS合约，处理器22可以将唯一识别所述飞机并指示至少一个报告标准的指令发送到输出模块26。处理器22可以从标准数据库24中取回一个或多个报告标准，或者可替代地，终端用户系统31可能已经例如经由报警模块30和连接件30a提供了所述报告标准。
[0063] 标准数据库24可以被配置为存储一个或多个报告标准，该标准用于确定应当与给定飞机建立的ADS合约的类型，并配置诸如下行链路报告的频率的合约参数。这些报告标准可以是针对给定舰队或飞机类型的默认报告标准，或者这些报告标准可以是与特别飞行或特定飞机具体相关并且之前已经由终端用户系统31提供的报告标准。
[0064] 报告标准可以规定ADS合约是周期性合约、需求合约或事件合约。周期性合约允许终端用户指定飞机的航空电子系统需要发送ADS-C消息的时间间隔，所述ADS-C消息报告有关飞机状态的信息。飞机的状态可以包括识别飞机的位置、速度和方向的信息。在一个实施例中，该间隔可以在1秒与4096秒(即，大约68分钟)之间，而在另一实施例中，该间隔可以在64秒与4096秒之间。在飞行期间(例如在给定的飞行区段期间，或者在加强对飞机安全的关注的情况下)该间隔可以改变，以提供更频繁的地点信息给定。
[0065] 在一个实施例中，当输出模块26已经接收到给定飞机的ADS合约细节时，输出模块26可以被配置为根据ACARS面向字符的通信协议来处理ADS-C数据以便转换和封装ADS-C数据，该数据通常为面向比特的数据格式，其中所述ACARS面向字符的通信协议通常不直接与FANS数据兼容。然后封装的ADS合约细节可以经由连接件26a从输出模块26输出作为报告合约请求消息，并经由通信网14和一个或多个地面站12或使用卫星链路16的一个或多个卫星地面站18传输到飞机的航空电子设备。在飞机的航空电子设备处，封装的消息可以被转换回面向比特的格式并传递至飞机的FMS进行处理。
[0066] 然后飞机的FMS可以记录ADS合约的细节，并向系统20发送合约确认。然后飞机FMS可以响应于新的合约来将第一ADS-C报告作为数据信号响应发送给系统20。数据信号响应被编码为数据信号，使得其可以通过数据链路网进行传输。确认和第一报告可以以单个下行链路消息来传送，或者替代地作为单独的下行链路消息从飞机的FMS经由一个或多个地面站12(或使用卫星链路16的一个或多个卫星地面站18)和通信网14而被传输到系统20。该下行链路消息也可以被封装在ACARS通信协议中用于传输。
[0067] 在系统20处输入模块28经由连接件28a将接收下行链路消息，然后输入模块28可以将消息(即，数据信号响应)发送到处理器22。在一个实施例中，在封装消息传输到处理器22之前，输入模块可以转换封装消息，使得处理器22可以读取消息的内容。然后处理器22可以将与接收到的数据信号响应相对应的数据存储在数据存储器34中。数据存储器34可以是易失性存储缓冲器或循环缓冲器，或者可替代地，数据存储器34可以是非易失性存储器，诸如硬盘、软盘、磁带、固态驱动器、存储区域网或光盘。
[0068] 然后处理器22可以将接收到的消息的内容与保存在标准数据库24中的一个或多个报警标准进行比较，以确定是否已经满足一个或多个报警标准。报警标准可以与如以下将进一步详细讨论的报告标准相对应。
[0069] 在处理器22确定接收到的消息是连接拒绝消息的情况下，报警标准可以指定处理器22应当使报警模块30产生警报，并且报警模块30可以被配置为经由连接件30a将报警输出至终端用户系统31。报警模块30可以处理报警以格式化报警消息，使得终端用户系统31可以读取报报警文，并且报警模块30在输出报警之前将报警封装在包括终端用户系统31的适当目的地信息的头数据包中。
[0070] 处理器22可以被配置为在接收到连接拒绝消息之后的规定时间段内重试ADS-C连接，并且处理器22可以被配置为使重试ADS-C连接重复设定次数或者直到接收到合约确认为止。所述规定时间段可以由来自终端用户系统31的指令来设置。在一个实施例中，报警标准可以指定在接收到来自飞机10的第一连接拒绝消息之后，系统20将重试ADS-C连接而不产生警报。在这样的实施例中，如果从飞机10接收到第二连接拒绝消息或另外的连接拒绝消息，则报警标准可以指定可以产生警报。
[0071] 例如报告标准可以指定应当每60秒从飞机10向系统20发送周期性合约数据信号响应。以这种方式，报告标准在飞机10与飞机监控系统20之间建立关于何时将数据信号响应从飞机10发送到飞机监控系统20的协议。类似地，如果在周期性合约报告标准识别的期限内没有收到数据信号响应，则报警标准可以指定应该产生警报。
[0072] 当处理器22从飞机10接收到第一数据信号响应时，处理器22可以启动计时器。一旦接收到随后的数据信号响应，处理器22就可以将定时器重置为零。在处理器22确定计时器已经达到60秒且未接收到随后的数据信号响应的情况下，处理器22可以确定尚未满足报警标准(和报告标准)。相应地，处理器22可以使报警模块30输出报警。该报警可以经由连接件30a而被送达给终端用户系统31。
[0073] 除了当前正在维持的任何周期性合约之外，需求合约允许请求来自给定飞机10的单个的、一次性的ADS-C周期性报告或数据信号响应。通常仅响应于从终端用户系统31接收到的特定请求来请求这种类型的需求合约报告，例如，如果终端用户系统31想及时知道此刻给定飞机10在哪里，就会请求这种需求合约报告。在当前周期性合约间隔相对较长以及在一段时间内预期不会有下一周期性合约响应的情况下，需求合约可以是有用的。
[0074] 事件合约向飞机的FMS指示：每当发生特定事件时，应当从飞机10向系统20传输ADS合约数据信号响应。例如，该事件可以包括FMS中的接下来的航点和/或接下来的一个航点所发生的航点变化事件。这种变化会因飞行计划改变或者航点顺序改变而出现，并且将任何航点变化通知系统20，直到事件合约取消。
[0075] 替换地，特定事件可以是高度范围偏离报警、横向偏离报警或垂直率变化报警。这些报警中的每一个将仅触发一次，因此如果期望相同类型的另一报警，则系统20必须建立新的周期性合约。当飞机的高度(或飞行高度)超过上限飞行高度或低于下限飞行高度时，触发高度范围偏离报警，通常在ADS-C事件合约中定义这些飞行高度限制。
[0076] 当实际的飞机位置与如在飞机的有效飞行计划中定义的飞机10的预期地点之间的距离超过给定的偏离路线距离阈值时，将触发横向偏离报警；通常将在ADS-C事件合约中定义该阈值。当正向或负向的上升垂直率或下降垂直率大于给定给定阈值时，将触发垂直率变化报警。
[0077] 申请人已经意识到，航空公司可以使用这些ADS合约及相关报告来改善对航空公司的飞机10的监控。使用上述的ADS合约，本发明的系统和方法可以提供关于被监控飞机的状态的高级报警。如上所述，如果在由报告标准和报警标准定义的适当的时间间隔内未收到ADS-C周期性事件合约所需的响应，则系统可以产生警报。
[0078] 在一个实施例中，在确定尚未满足周期性报告标准且在产生警报之前，处理器22可以允许超过定义间隔的额外的时间段。例如，如果ADS-C周期性事件合约的报告标准定义了每60秒应当从飞机10向系统20发送响应消息，则报警标准可以指定：在尚未接收到下一响应消息的情况下，在报警模块30产生警报之前，处理器允许计时器从前一响应消息开始达到70秒。以这种方式，报警标准可以允许额外的10秒时间段。这个额外的时间段可以是在第一时间段(即，上述情况的60秒时间段)到期时开始的第二间隔10秒，或者可替代地，其可以是与第一时间段同时发生的第二时间段(即，上述情况的70秒时间段)。
[0079] 这个额外的时间段将使系统20减少错误报警并且仅占从飞机10到系统20的每个消息的传输时间很小的变化。这个额外的时间段可以是固定时间段，或者可替代地，额外的时间段可以是由ADS-C周期性事件合约定义的间隔的百分比。
[0080] 类似地，如果系统20向给定飞机10发送ADS-C需求事件合约请求，则系统20可以被配置为：如果在给定时间段内没有接收到对ADS-C需求事件合约的响应，则产生警报。例如，该时间段可以是10秒、20秒、1分钟或任何其他期望的时间段。
[0081] 除了接收ADS-C数据信号响应消息之外，系统20还可以被配置为经由通信网14和输入模块28接收来自飞机10的其他ACARS消息。例如，系统20可以从飞机10接收标准ACARS地点报告和/或关于主要飞行阶段的变化的ACARS报告。这些主要飞行阶段通常被称为OOOI事件，并且可以用于指示飞机10“推出登机门”、“离地”、“落地”或“停靠登机门”。为了避免歧义，飞机监控系统的输入模块28还可以被配置为从非ACARS源接收飞机位置信息，诸如雷达数据或广播式自动相关监视(ADS-B)数据。在系统20的输入模块28经由连接件32a耦接到飞行计划存储器32的实施例中，该系统还可以被配置成接收针对给定飞机飞行的计算机飞行计划。
[0082] 如果处理器22确定飞机10已经偏离飞行计划超过了定义的量，则处理器22可以被配置为使报警模块30产生警报。该定义的量可以是固定值或百分比值。该偏离可以是垂直/飞行高度偏离(例如，200英尺或飞行高度变化2英尺)和/或水平/横向偏离(例如，5海里)。处理器22可以通过将从飞机10接收到的飞机位置信息与由系统20从飞行计划存储器32接收到的飞行计划数据进行比较来计算偏离。
[0083] 替换地，处理器22可以通过接收到指示高度范围偏离事件或横向偏离事件的ADS-C事件合约响应消息来确定已经发生了飞行高度(垂直)偏离或横向(水平)偏离。将基于存储在飞机FMS中的飞机主动飞行计划来确定高度范围偏离事件和横向偏离事件数据信号响应。可以在飞行中修改飞机主动飞行计划，并且因此与由系统20从飞行计划存储器32接收到的计算机飞行计划相比，飞机主动飞行计划可以变化。因此，在没有指示相应偏离的ADS-C事件合约响应消息的情况下，系统20可以基于计算机飞行计划数据来产生偏离报警，反之亦然。这些偏离报警可以使用户能够快速识别可能已经被重新确定行线的飞机，并且可以评估可能对飞机的到达时间造成的连锁反应以及评估飞机或其机组成员计划进行的任何未来飞行。
[0084] 在一个实施例中，输入模块28可以被配置为经由通信网14和连接件28a接收与给定飞机10相对应的CPDLC消息。这些CPDLC消息通常是ATC服务或ANSP的空中交通管制员与飞机10飞行员之间的通信。然而，在通过通信网14传输这些通信的情况下，这些CPDLC消息的副本可以由通信网14转发给系统20。
[0085] 在这样的实施例中，处理器22可以接收与飞机10相对应的CPDLC消息并且处理CPDLC消息以判断空中交通管制员是否在CPDLC消息的内容中授权了飞机10的垂直或水平偏离，例如判断是否存在上升或下降的指令。如果处理器22确定已经授权了偏离，则处理器22可以使报警模块30输出带有偏离报警消息的指示，以指示该偏离已经由空中交通管制员授权。替换地，如果空中交通管制员已经授权了偏离，则处理器22可以确定报警模块30不应当产生警报。
[0086] CPDLC消息的内容通常遵循标准格式，因此处理器22可以被配置为解析该信息并确定消息的含义。处理器22还可以将接收到的CPDLC消息存储在数据存储器34中以用于存档或稍后取回。例如，在终端用户系统31的用户请求时，报警模块30可以将这些CPDLC消息提供给终端用户系统31。
[0087] 在一个实施例中，处理器22可以被配置为使得报警模块30利用由报警模块30生成的任何报警来输出最近接收到的CPDLC消息的内容或内容概要。在这样的实施例中，系统20可以用附带的CPDLC消息将报警发送至终端用户系统31，使得终端用户系统31的终端用户可以人工判断是否在CPDLC消息中授权了偏离。在这种情况下，处理器22可能不需要解析CPDLC消息或确定消息的含义。
[0088] 优选地，系统20可以使用户能够定义由形状或多边形限定的空域的区域。然后如果确定给定飞机的位置进入或处于由该形状限定的区域内，则报警标准和处理器22可以使报警模块30产生警报。替换地，如果确定计算机飞行计划或飞机主动飞行计划与由该形状限定的区域相交，则报警标准和处理器22可以使报警模块30产生警报。
[0089] 可以通过点击地图上的一系列点或者通过输入一系列坐标来定义该形状；然后这些点可以用于创建形状的轮廓或边界，并且形状还可以与给定飞行高度或飞行高度范围相关联，从而限定给定体积的空域。可选地形状可以与开始日期和时间和/或结束日期和时间相关联。在确定飞机10已经离开与该形状相关联的区域，或者如果修改飞行计划使得飞行计划不再与该形状限定的区域相交的情况下，报警标准和处理器22可以取消或重置报警。
[0090] 替换地，该形状可以是标准区域或诸如飞行情报区(FIR)和/或高空情报区(UIR)的空域，或者该形状可以由诸如来自天气服务的天气层的外部源来限定。天气层可以指示恶劣天气(诸如火山灰报警、结冰条件或湍流等)的区域。
[0091] 如果处理器22确定：已经从飞机10接收到飞行阶段变化消息(诸如推出登机门、离地的OOOI事件消息)，但是尚未从飞行计划存储器32接收到与飞机10的当前飞行相对应的计算机飞行计划，则报警标准和处理器22可以使报警模块30产生警报。这是令人满意的，因为在缺少针对飞行的计算机飞行计划的情况下，一些其他报警功能将不起作用，因为这些功能要求处理器22将接收到的飞机位置信息与接收的计算机飞行计划进行比较来判断是否应当产生警报。
[0092] 接收到的计算机飞行计划可以包括飞机10的相关飞行的预计出发时间(ETD)和预计到达时间(ETA)。如果处理器22确定已经过了预计到达时间，但是尚未从飞机10接收到落地的O00I事件飞行阶段变化消息，则处理器可以使报警模块30产生警报。这可以向终端用户指示飞机10晚点了，并且可能需要进一步的调查或补救措施。在一个实施例中，处理器22可以仅在额外的时间段过去以后，使报警模块30产生警报，其中额外的时间段从ETA开始。例如，如果确定飞机在降落时晚点了5分钟或更多，则可以产生警报。
[0093] 如果在飞行期间接收到来自飞机10的修改的ETA，则可以使用这个修改的ETA来代替计算机飞行计划的ETA。此外，如果没有接收到飞机10的给定飞行的ETA而是接收到离地的OOOI事件飞行阶段变化消息，则系统20的处理器22可以通过采用计划出发时间与离地的OOOI事件消息的时间戳之间的时间偏移并且将该时间偏移应用到计划到达时间，来确定飞行的ETA。
[0094] ADS-C通信还支持紧急报警，由此将标记为紧急报告的周期性报告作为数据信号响应从飞机10传输到任何连接的地面系统。这个功能可以由机组人员通过选择ADS-C紧急功能来人工触发，或者该功能可以通过触发飞机航空电子设备中不同类型的报警系统来间接触发。如果处理器22确定输入模块28接收到的ADS-C数据信号响应是紧急报告，则报警标准和处理器22可以使报警模块30产生相应的报警以输出到终端用户系统31。
[0095] 报警标准和处理器22可以被配置为仅在接收到多于设定数量的紧急报告时，或者如果接收到紧急报告超过给定的持续时间时，才产生警报。这可以有助于识别(优选地，可以忽略)可能被意外触发的暂时报警。
[0096] 如果处理器22确定飞机已经完成360度盘旋，则报警标准可以指定：处理器22可以使报警模块30产生警报以指示飞机可能处于等待航线。如果确定在另外的时间段(例如5分钟)内未检测到进一步的360度盘旋，则处理器22可以清除报警。这种类型的报警将需要相对较短的报告间隔，使得可以准确绘制360度盘旋。可选地，系统20可以接收额外的飞机地点数据输入，诸如广播式自动相关监视(ADS-B)地点报告。可选地，如果系统20接收到与被监控飞机10相对应的改航消息，则可以产生改航报警。
[0097] 如果处理器22确定飞机10在地面上并且准备出发(即，已经接收到推出登机门的OOOI事件飞行阶段变化消息，但是尚未接收到离地的OOOI事件飞行阶段变化消息)，并且处理器22确定飞机10已经超过了限速然后又低于该限速，则报警标准和处理器22可以使报警模块30产生警报。该报警可以指示发生了拒绝起飞。类似地，如果处理器22确定飞机10已经下降到预定高度(例如，10,000英尺)以下然后又上升到该限定高度之上超过定义量(例如，1000英尺)，则报警标准和处理器22可以使报警模块30产生警报以指示飞机10需要进行“重飞”。
[0098] 如果监控飞机10所处空域的ATC或ANSP是启用了FANS，则ATC或ANSP可以与飞机10进行有效的数据链路会话。通常，应该在进入启用FANS的ANSP的空域之前约30分钟到45分钟，可以建立FANS连接。
[0099] 现在将参照图3来描述建立与ANSP的FANS会话的过程。图3示出了ANSP系统21与飞机10之间的消息的时间线。该处理向相关ANSP通知飞机10的数据链路能力，并使ANSP能够将飞机连接与现场飞行计划相关联。
[0100] 当在飞机10和先前ANSP之间没有建立其他的FANS连接时，ANSP系统21和飞机10优选地交换空中交通服务设施通告(AFN)消息。该消息是飞机10可以将其自身介绍给ANSP以便ANSP知道飞机的注册码和飞机10所支持的数字数据链路应用的手段。最初，飞行员使飞机10发送AFN联络消息40给ANSP系统21，然后ANSP系统将用AFN确认消息42来应答该消息。AFN确认消息42也可以被描述为FANS登录确认消息。
[0101] 然后，ANSP系统21将通过向飞机10发送连接请求消息44来发起CPDLC连接，对此飞机通常利用连接确认消息46进行响应。一旦连接建立且处于激活状态，则可以进行CPDLC消息48的双向交换。如果连接丢失，则必须重复完整的登录过程以便重新建立连接。
[0102] 通信网14可以被配置为将这些AFN消息转发给系统20，并且输入模块28可以被配置为接收这些AFN消息。此外，处理器22可以被配置为利用接收到的AFN消息来判断是否已经满足AFN消息标准，并且基于该判断来使报警模块30产生警报。例如，AFN消息标准可以指定：启用FANS的ANSP监控给定的空域区域，并且期望飞机在该空域区域中或靠近该空域区域时与ANSP进行有效的FANS会话。以这种方式，AFN消息标准可以用于指定何时预期给定的AFN消息，以及在什么情况下(诸如在没有预期的AFN消息的情况下)应当产生警报。
[0103] 如果处理器22确定在飞机10已经处于启用FANS的空域达AFN消息标准所识别的时间段之后，仍然没有接收到AFN确认消息42(FANS登录确认消息)，则处理器22可以使报警模块30产生警报。该报警将向用户强调：飞机10没有像预期的那样与ANSP建立有效的FANS会话。
[0104] 当飞机10接近两个启用FANS的ANSP之间的边界时，当前的ANSP将命令飞机航空电子设备要与下一ANSP建立连接。将参照图4描述该处理，图4示出了当前的ANSP系统21通过向飞机10发送下一数据权限消息50来启动该处理，其中所述下一数据权限消息识别下一ANSP系统21a。然后当前的ANSP系统21可以发送AFN联络咨询消息52给飞机10，然后飞机10可以通过AFN响应54来确认该消息52。
[0105] 然后飞机10可以发送AFN联络消息40到下一ANSP系统21a并从下一ANSP系统21a接收AFN确认消息42。当飞机10已经接收到AFN确认消息42时，飞机10通常将AFN完成消息56发送到当前ANSP系统21，以向当前ANSP通知与下一ANSP的AFN处理已经完成。当前的ANSP可以继续监控飞机10直到飞机接近由当前ANSP监控的空域的扇区边界，在此处当前的ANSP可以向飞机10发送结束服务消息58。可选地，然后飞机10可以发送Wi lko消息和断开消息60以确认与ANSP的CPDLC连接已经结束。
[0106] 下一ANSP可以通过向飞机10发送连接请求消息44来发起CPDLC连接，对此飞机通常利用连接确认消息46进行响应。一旦连接建立并且处于激活状态，则可以在飞机10与下一ANSP系统21a之间进行CPDLC消息48的双向交换。
[0107] 如果处理器22确定在当前ANSP将AFN联络咨询消息52发送给飞机10的给定时间段内没有接收到AFN确认消息42(FANS登录确认消息)，则AFN消息标准和处理器22可以使报警模块30产生警报。该时间段可以由AFN消息标准来识别。该报警将向用户强调，飞机10没有像预期的那样与下一ANSP建立有效的FANS会话。
[0108] 本发明的第二方面提供了用于监控飞机的状态的计算机化方法，现在将参照图5来描述该方法。该方法包括：将定义一个或多个报告标准的报告合约请求从输出模块26发送到飞机的航空电子设备(62)。报告合约请求可以定义一个或多个报告标准，根据所述报告标准，飞机的航空电子设备需要将数据信号响应提供至飞机监控系统。然后，在飞机监控系统的输入模块28监控并接收这些来自飞机10的航空电子设备的数据信号响应(64)。报告合约通常是ADS合约，且与报告联络请求相关联的报告标准可以是基于周期性的标准、基于事件的标准或者基于需求的标准。该方法还包括处理器22判断接收到的数据信号响应是否满足一个或多个报警标准(66)。例如，报告标准可以定义飞机的航空电子设备需要提供响应的周期性间隔，并且如果处理器22确定在由一个或多个报警标准定义的间隔期间没有接收到所需的响应，则可以产生警报(68)。如上所述，由报警标准定义的间隔可以与报告标准定义的周期性间隔相同或更长。
[0109] 优选地，所述数据信号响应包括与飞机10相对应的飞机位置信息。此外，可以从标准数据库24接收一个或多个报告标准和一个或多个报警标准。计算机化方法可以包括确定是否接收到给定飞机飞行的ACARS飞行阶段变化消息，诸如“推出登机门”或“离地”的OOOI事件消息，以及是否接收到该飞行的飞行计划数据。如果处理器22确定已经接收到飞行阶段变化消息，但是没有接收到对应的飞行计划数据，则该方法可以包括产生警报以引起终端用户系统31或终端用户的注意。这使得用户能够意识到飞机10即将起飞或者已经起飞。但是该方法将不能提供这样的报警，即需要将从飞机航空电子设备接收到的响应与与该飞机当前飞行相对应的飞行计划进行比较的报警。
[0110] 如图6所示，计算机化方法可以另外包括：输入模块接收与飞机10相对应的飞机位置信息、飞行计划数据和空中交通管制员-飞行员数据链路通信消息(70)，并且基于飞机位置信息、飞行计划数据来判断飞机是否已经从飞行计划数据垂直偏离或横向偏离达给定量(72)。如果确定飞机10偏离了给定量或更多，则该方法还包括：处理器22判断在空中交通管制员-飞行员数据链路通信消息的内容中是否授权了飞行计划的偏离(74)。
[0111] 如果确定飞机10已经从飞行计划数据垂直偏离或横向偏离达给定量并且在空中交通管制员-飞行员数据链路通信消息的内容中没有授权该偏离，则该方法包括：报警模块30产生警报(76)。
[0112] 在其他实施例中，该方法可以包括：如果飞机位置信息指示飞机10处于给定的空域区域中则产生警报。可选地，如果飞行计划数据指示估计飞机将来会与给定的空域区域相交，则可以产生警报。
[0113] 该方法还可以包括：处理接收到的消息以判断接收到的数据信号响应是紧急报告还是连接拒绝消息。如果该方法确定所接收到的数据信号响应为紧急报告或连接拒绝消息，则报警模块优先产生警报。报警将分别强调紧急情况和FANS连接不成功的情况。
[0114] 该方法还可以包括：将接收到的CPDLC消息和/或所产生的警报存储在数据存储器34中，其中可以从数据存储器中取回CPDLC消息和/或产生的警报，并且在用户请求时提供给用户。
[0115] 参照图7，用于监控飞机状态的计算机化方法可以在输入模块处接收与飞机相对应的空中交通服务设施通告(AFN)消息(78)，并且在输入模块处接收与飞机相对应的飞机位置信息(80)。图7的方法还在处理器处判断接收到的AFN消息是否满足一个或多个AFN消息标准(82)，并且报警模块基于所述判断和飞机位置信息产生警报(84)。
[0116] 例如，AFN消息标准可以指定启用FANS的ANSP来监控给定区域或给定扇区的空域，并且因此可以预期进入该空域扇区的启用FANS的飞机将与相关ANSP进行有效的FANS会话。如果在飞机进入该扇区时还没有接收到FANS登录确认消息(AFN确认消息)，或者飞机已经处于该扇区达给定时间段之后还没有接收到FANS登录确认消息(AFN确认消息)，则该方法可以包含产生相应的报警。
[0117] 类似地，如果启用FANS的飞机10与飞机当前所在扇区的ANSP进行有效的FANS对话，并且飞机正在接近另一启用FANS的ANSP，则将预期的是，当前ANSP 21将发送AFN联络咨询消息给飞机10以识别下一ANSP 21a并发起自动移交处理。
[0118] 如果该方法确定AFN联络咨询消息已经被发送到飞机10，但是在给定的时间段内还没有接收到FANS登录确认消息，则AFN消息标准可以指示该方法应产生适当的报警以便向用户强调ANSP之间的自动移交处理似乎没有成功。
[0119] 为了实现该框中指定的逻辑功能，上述流程图中的每个框可以表示包括一个或多个可执行计算机指令或一部分指令的模块。仅旨在举例说明图中框的顺序。在替代实施方式中，在特定框中示出的逻辑功能可以不按照图中所记录的顺序发生。例如，可以同时执行与两个框相关的处理，或者根据功能性以相反的顺序执行与两个框相关的处理。流程图中的每个框可以用软件、硬件或者软件和硬件相结合方式来实现。
[0120] 可以提供前端软件来促进终端用户系统31的用户与系统20之间的交互。前端软件可以提供地理映射显示器，其中用相应图标绘制被监控飞机。当报警模块30输出所产生的警报时，前端软件可以向终端用户显示视觉警报和/或听觉警报。可以在地理映射显示器上发生诸如AFN登录消息和连接拒绝消息的事件的位置处可视地显示这些事件。
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