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基于 飞行器 位置的空气湍流检测系统和方法

阅读：826发布：2020-05-13

专利汇可以提供基于飞行器位置的空气湍流检测系统和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且基于飞行器位置的空气湍流检测系统和方法。一种空气湍流分析系统和方法，包括空气湍流控制单元，该空气湍流控制单元被配置为从空域内的飞行器接收位置信号。该空气湍流控制单元基于该位置信号来确定空域内的空气湍流地点。在至少一个实施方式中，该位置信号是广播式自动相关监视 ADS-B信号。，下面是基于飞行器位置的空气湍流检测系统和方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种空气湍流分析系统(100)，该空气湍流分析系统(100)包括：
空气湍流控制单元(114)，该空气湍流控制单元被配置为从空域(104)内的飞行器(102)接收位置信号，其中，该空气湍流控制单元(114)基于所述位置信号来确定所述空域(104)内的空气湍流地点。
2.根据权利要求1所述的空气湍流分析系统(100)，其中，所述位置信号是广播式自动相关监视ADS-B信号。
3.根据权利要求1所述的空气湍流分析系统(100)，其中，所述空气湍流控制单元(114)基于所检测到的所述位置信号的一个或更多个位置参数随时间的改变来确定所述空域(104)内的空气湍流地点。
4.根据权利要求3所述的空气湍流分析系统(100)，其中，所述一个或更多个位置参数包括速度、高度和航向中的一个或更多个。
5.根据权利要求3所述的空气湍流分析系统(100)，其中，所述一个或更多个位置参数包括速度，并且其中，所述空气湍流控制单元(114)响应于所述飞行器(102)的速度的改变超过预定速度改变阈值，确定所述飞行器(102)正在飞过空气湍流。
6.根据权利要求3所述的空气湍流分析系统(100)，其中，所述一个或更多个位置参数包括高度，并且其中，所述空气湍流控制单元(114)响应于所述飞行器(102)的高度的改变超过预定高度改变阈值，确定所述飞行器(102)正在飞过空气湍流。
7.根据权利要求3所述的空气湍流分析系统(100)，其中，所述一个或更多个位置参数包括航向，并且其中，所述空气湍流控制单元(114)响应于所述飞行器(102)的航向的改变超过预定航向改变阈值，确定所述飞行器(102)正在飞过空气湍流。
8.根据权利要求1所述的空气湍流分析系统(100)，该空气湍流分析系统(100)还包括存储所述飞行器(102)的飞行器数据的飞行器数据库(116)，其中，所述空气湍流控制单元(114)将所述位置信号与所述飞行器数据相关联，以将所述位置信号标准化。
9.根据权利要求8所述的空气湍流分析系统(100)，其中，所述空气湍流控制单元(114)基于与所述飞行器数据相关联的所述位置信号，来对空气湍流地点的严重性进行归类。
10.根据权利要求1所述的空气湍流分析系统(100)，其中，所述空气湍流控制单元(114)被配置为从所述飞行器(102)接收飞行控制信号，并且其中，所述空气湍流控制单元(114)分析所述飞行控制信号，以评估空气湍流地点。
11.根据权利要求10所述的空气湍流分析系统(100)，其中，所述飞行控制信号指示下列中的至少一个：
导致所述位置信号的至少一个位置参数的改变的飞行员动作；以及
校正所述位置信号的至少一个位置参数的改变的自动驾驶仪装置操作。
12.根据权利要求10所述的空气湍流分析系统(100)，其中，所述空气湍流控制单元(114)执行下列操作中的至少一个：
从所述飞行器(102)的一个或更多个运动传感器(126)接收运动信号，并且其中，所述空气湍流控制单元(114)分析所述飞行控制信号以评估空气湍流地点；
将所述位置信号与所述飞行器(102)的飞行计划进行比较；以及
从天气报告单元(128)接收天气数据，并且其中，所述空气湍流控制单元(114)分析所述天气数据，以评估空气湍流地点。
13.一种空气湍流分析方法，该空气湍流分析方法包括以下步骤：
由空气湍流控制单元(114)从空域(104)内的飞行器(102)接收位置信号；以及由所述空气湍流控制单元(114)基于所述位置信号确定所述空域(104)内的空气湍流地点。
14.根据权利要求13所述的空气湍流分析方法，该空气湍流分析方法还包括以下步骤：
将所述飞行器(102)的飞行器数据存储在飞行器数据库(116)中；以及
由所述空气湍流控制单元(114)将所述位置信号与所述飞行器数据相关联，以将所述位置信号标准化。
15.根据权利要求13所述的空气湍流分析方法，该空气湍流分析方法还包括以下步骤：
分析从所述飞行器(102)接收的飞行控制信号、从所述飞行器(102)接收的运动信号以及从天气报告单元(128)接收的天气数据中的一个或更多个，以评估空气湍流地点。

说明书全文

基于飞行器 位置的空气湍流检测系统和方法

技术领域

[0001] 本公开的实施方式总体上涉及检测空域内的空气湍流的系统和方法。

背景技术

[0002] 飞行器被用来在各地间运送乘客和货物。每架飞行器通常根据所制定的飞行计划在不同的地点之间飞行。在飞行期间，飞行器可能经历空气湍流，这可能导致飞行计划的变化。例如，在空气湍流时间段，飞行员可能使飞行器上升、下降或改变路线，以离开或以其它方式避开空气湍流。

[0003] 一般可能出现的空气湍流地点可通过天气报告来预测。基于气象预报来预测哪里可能出现空气湍流。然而，气象预报可能不完全正确，并且可能无法准确地定位空域内的空气湍流。

[0004] 此外，驾驶飞行器的飞行员可向空中交通管制报告空气湍流地点。例如，飞过空气湍流的飞行员可联系空中交通管制以报告空气湍流。然而，可以理解，对空气湍流所导致的运动的感知可能变化。另外，飞行员可能不愿意报告空气湍流地点，比如说他们认为报告空气湍流可能会使空中交通管制更改其它飞行器的飞行计划(例如，这可能增加其它航班的飞行时间)。此外，空气湍流可能在不同类型的飞行器中导致不同的运动。作为示例，与较小的飞行器相比，大型飞行器可能不受空气湍流影响。

[0005] 简言之，空气湍流的确定可能是不精确且主观的。因此，航班可能在无意中经过空气湍流，或者当至少一部分原始飞行计划不太受空气湍流影响时却改变了飞行计划的路线。发明内容

[0006] 需要一种准确且及时地确定空域内的空气湍流地点的系统和方法。此外，需要一种确定空域内的空气湍流的客观系统和方法，其不仅仅依赖于天气预报或者有关空气湍流的主观意见。

[0007] 考虑到这些需要，本公开的某些实施方式提供一种空气湍流分析系统，其包括被配置为从空域内的飞行器接收位置信号的空气湍流控制单元。该空气湍流控制单元基于位置信号来确定空域内的空气湍流地点。在至少一个实施方式中，位置信号是广播式自动相关监视(ADS-B)信号。

[0008] 在至少一个实施方式中，空气湍流控制单元基于所检测的位置信号的一个或更多个位置参数随时间的改变来确定空域内的空气湍流地点。位置参数包括速度、高度和航向中的一个或更多个。

[0009] 例如，位置参数可包括速度。空气湍流控制单元响应于飞行器速度的改变超过预定速度改变阈值，确定飞行器正在飞过空气湍流。

[0010] 作为另一示例，位置参数可包括高度。空气湍流控制单元响应于飞行器高度的改变超过预定高度改变阈值，确定飞行器正在飞过空气湍流。

[0011] 作为另一示例，位置参数可包括航向。空气湍流控制单元响应于飞行器航向的改变超过预定航向改变阈值，确定飞行器正在飞过空气湍流。

[0012] 作为另一示例，位置参数包括速度、高度和航向。空气湍流控制单元响应于飞行器速度的改变超过预定速度改变阈值、飞行器高度的改变超过预定高度改变阈值和飞行器航向的改变超过预定航向改变阈值中的两个或更多个，确定飞行器正在飞过空气湍流。

[0013] 空气湍流分析系统还可包括存储飞行器的飞行器数据的飞行器数据库。空气湍流控制单元将位置信号与飞行器数据相关联以将位置信号标准化。空气湍流控制单元可基于与飞行器数据相关联的位置信号来对空气湍流地点的严重性进行归类。

[0014] 在至少一个实施方式中，空气湍流控制单元被配置为从飞行器接收飞行控制信号。空气湍流控制单元分析飞行控制信号以评估空气湍流地点。飞行控制信号可指示导致位置信号的至少一个位置参数的改变的飞行员动作。飞行控制信号可指示校正位置信号的至少一个位置参数的自动驾驶仪装置操作。

[0015] 在至少一个实施方式中，空气湍流控制单元将位置信号与飞行器的飞行计划进行比较。

[0016] 空气湍流控制单元可从飞行器的一个或更多个运动传感器接收运动信号。空气湍流控制单元分析飞行控制信号以评估空气湍流地点。

[0017] 空气湍流控制单元可从天气报告单元接收天气数据。空气湍流控制单元分析天气数据以评估空气湍流地点。

[0018] 本公开的某些实施方式提供一种空气湍流分析方法，其包括：由空气湍流控制单元从空域内的飞行器接收位置信号；以及由空气湍流控制单元基于位置信号确定空域内的空气湍流地点。在至少一个实施方式中，位置信号是广播式自动相关监视(ADS-B)信号。

[0019] 在至少一个实施方式中，该空气湍流分析方法还包括：将飞行器的飞行器数据存储在飞行器数据库中；以及由空气湍流控制单元将位置信号与飞行器数据相关联以将位置信号标准化。

[0020] 在至少一个实施方式中，该空气湍流分析方法还包括：分析从飞行器接收的飞行控制信号、从飞行器接收的运动信号以及从天气报告单元接收的天气数据中的一个或更多个以评估空气湍流地点。附图说明

[0021] 图1示出根据本公开的实施方式的空气湍流分析系统的示意性框图。

[0022] 图2示出根据本公开的实施方式的飞行器的速度和高度随时间变化的曲线图。

[0023] 图3示出根据本公开的实施方式的飞行器的航向和高度随时间变化的曲线图。

[0024] 图4示出根据本公开的示例性实施方式的飞行器的前透视图。

[0025] 图5示出根据本公开的实施方式的空气湍流分析方法的流程图。

具体实施方式

[0026] 当结合附图阅读时，以上发明内容以及特定实施方式的以下详细描述将被更好地理解。如本文所用，以单数形式列出并且前面有词语“一”的元件或步骤应该被理解为未必排除多个元件或步骤。此外，对“一个实施方式”的引用并不是要被解释为排除也包含所列特征的附加实施方式的存在。此外，除非明确地相反陈述，“包括”或“具有”具有特定条件的一个或更多个元件的实施方式可包括不具有该条件的附加元件。

[0027] 本公开的某些实施方式提供了空气湍流分析系统和方法，其监测并分析飞行器的位置信号以确定空域内的空气湍流地点。在至少一个实施方式中，位置信号是广播式自动相关监视(ADS-B)信号。

[0028] 所述系统和方法分析一个或更多个空中飞行器的位置参数(例如，速度、高度、航向等)，以检测可能由飞行器正经历的空气湍流导致的异常。可评估附加数据以提高湍流评估的准确性。例如，附加数据可包括从飞行控制系统、运动传感器和天气报告接收的数据。

[0029] 所述系统和方法分析客观数据(例如，飞行器所输出的位置信号)以确定空气湍流地点。因此，本公开的实施方式不依赖于来自飞行员的报告、天气报告等来确定空气湍流地点。所述系统和方法可通过评估由多架飞行器输出的位置信号来确定空气湍流地点，并且可大面积评估空气湍流并预先地向飞行器发出警示或警告，从而提供充足的时间以避开或减轻湍流。

[0030] 如本文所述，本公开的某些实施方式提供了一种空气湍流分析系统，其包括被配置为从空域内的飞行器接收位置信号的空气湍流控制单元。该空气湍流控制单元基于位置信号来确定空域内的空气湍流地点。在至少一个实施方式中，位置信号是广播式自动相关监视(ADS-B)信号。

[0031] 本公开的某些实施方式提供了一种空气湍流分析方法，其包括：由空气湍流控制单元从空域内的飞行器接收位置信号；以及由空气湍流控制单元基于位置信号确定空域内的空气湍流地点。在至少一个实施方式中，位置信号是ADS-B信号。

[0032] 图1示出根据本公开的实施方式的空气湍流分析系统100的示意性框图。空气湍流分析系统100包括在空域104内与监测中心106通信的一个或更多个飞行器102。空域104可以在限定的区域上(例如，距监测中心106 500英里半径内)。可选地，空域104可以在比距监测中心106 500英里半径内更小或更大的面积上。作为示例，空域104可以在整个半球上或者甚至在地球的整个表面上。

[0033] 在至少一个实施方式中，监测中心106与空域104内的所有飞行器102通信以确定空域104内的空气湍流地点。通过增加空域104内由监测中心106监测以确定空气湍流地点的飞行器102的数量，所确定的空气湍流地点的准确性增加。因此，与空域104内的所有飞行器102通信的监测中心106提供空域104内的空气湍流地点的最准确的评估。另选地，监测中心106可与空域104内的部分飞行器102通信以确定空域104内的空气湍流地点。在至少一个实施方式中，监测中心106可仅与空域104内的一个飞行器102通信以确定空域104内的空气湍流地点。

[0034] 每架飞行器102包括位置传感器107，例如，该位置传感器107通过一个或更多个有线或无线连接与通信装置108通信。位置传感器107被配置为检测飞行器102的当前位置并输出指示飞行器102的当前位置的位置信号。位置信号包括一个或更多个位置参数，诸如速度、高度、航向等。

[0035] 由监测中心106的跟踪子系统110经由通信装置112接收由飞行器102的位置传感器107输出的位置信号，该通信装置112通过一个或更多个有线或无线连接与跟踪子系统110通信。跟踪子系统110通过从飞行器102接收的接收位置信号来跟踪空域104内的飞行器
102的当前位置。通信装置108、112可以是一个或更多个天线、无线电单元、收发器、接收器、发送器等。

[0036] 在至少一个实施方式中，位置传感器107是ADS-B传感器，其经由ADS-B信号(可由通信装置108输出)将当前地点传送至监测中心106。因此，跟踪子系统110是确定空域104内的飞行器102的当前位置的ADS-B跟踪子系统110。

[0037] 监测中心106可以是诸如在机场处的空中交通管制中心。监测中心106可以位于陆地上。在至少一个其它实施方式中，监测中心106可以在飞行器102上。在至少一个其它实施方式中，监测中心106可以在地球大气之外(例如，在空间站、卫星等内)。

[0038] 监测中心106还包括空气湍流控制单元114，该空气湍流控制单元114通过一个或更多个有线或无线连接与通信装置112和/或跟踪子系统110通信。空气湍流控制单元114分析从飞行器102接收的位置信号以确定空域104内的空气湍流地点。空气湍流控制单元114分析从飞行器102接收的位置信号的一个或更多个参数以评估飞行器102是否正在飞过空气湍流。

[0039] 空气湍流控制单元114基于所检测到的位置信号(例如，ADS-B信号)的一个或更多个位置参数随时间的改变来确定飞行器102正在飞过空气湍流。即，空气湍流控制单元114基于所检测到的位置信号的位置参数随时间的改变来确定空域104内的空气湍流地点。例如，速度随时间(例如，5秒或更短)的改变超过预定速度改变阈值(例如，每小时+/-10英里)使得空气湍流控制单元114确定飞行器102正在飞过空气湍流。因此，空气湍流控制单元114可确定飞行器102的当前地点是空域104内的空气湍流地点。然后，空气湍流控制单元114可经由通信装置112向空域内的所有飞行器102或距空气湍流预定距离内的飞行器102输出湍流警示或警告(例如，音频、视频、图形、文本或者可显示或广播给飞行员的其它信号)。可选地或另外地，湍流警示或警告可被发送给对空气湍流地点感兴趣的其他各方，例如地面监测中心。预定速度改变阈值是预定位置改变阈值的示例。

[0040] 作为另一示例，高度随时间(例如，5秒或更短)的改变超过预定高度改变阈值(例如，+/-30英尺)使得空气湍流控制单元114确定飞行器102正在飞过空气湍流。因此，空气湍流控制单元114可确定飞行器102的当前地点是空域104内的空气湍流地点。然后，空气湍流控制单元114可经由通信装置112向空域内的所有飞行器102或距空气湍流预定距离内的飞行器102输出湍流警示或警告(例如，音频、视频、图形、文本或者可显示或广播给飞行员的其它信号)。预定高度改变阈值是预定位置改变阈值的示例。

[0041] 作为另一示例，航向随时间(例如，5秒或更短)的改变超过预定航向改变阈值(例如，+/-5度)使得空气湍流控制单元114确定飞行器102正在飞过空气湍流。因此，空气湍流控制单元114可确定飞行器102的当前地点是空域104内的空气湍流地点。然后，空气湍流控制单元114可经由通信装置112向空域内的所有飞行器102或距空气湍流预定距离内的飞行器102输出湍流警示或警告(例如，音频、视频、图形、文本或者可显示或广播给飞行员的其它信号)。预定航向改变阈值是预定位置改变阈值的示例。

[0042] 空气湍流控制单元114可分析一个位置参数(例如，速度、高度或航向)以确定飞行器102的地点是否为空域104内的空气湍流地点。在至少一个其它实施方式中，空气湍流控制单元114可分析多个位置参数以确定飞行器102的地点是否为空域104内的空气湍流地点。空气湍流控制单元114可通过分析两个或更多个位置参数的改变超过预定位置阈值来确定空气湍流。例如，通过检测到速度的改变超过预定速度改变阈值以及高度的改变超过预定高度改变阈值，空气湍流控制单元114可确定：通过飞行器102的位置传感器107所输出的位置信号来确定的飞行器102的当前地点是空气湍流地点。作为另一示例，通过检测到速度的改变超过预定速度改变阈值以及航向的改变超过预定航向改变阈值，空气湍流控制单元114可确定：通过飞行器102的位置传感器107所输出的位置信号来确定的飞行器102的当前地点是空气湍流地点。作为另一示例，通过检测到高度的改变超过预定高度改变阈值以及航向的改变超过预定航向改变阈值，空气湍流控制单元114可确定：通过飞行器102的位置传感器107所输出的位置信号来确定的飞行器102的当前地点是空气湍流地点。作为另一示例，通过检测到速度的改变超过预定速度改变阈值、高度的改变超过预定高度改变阈值以及航向的改变超过预定航向改变阈值，空气湍流控制单元114可确定：通过飞行器102的位置传感器107所输出的位置信号来确定的飞行器102的当前地点是空气湍流地点。

[0043] 在至少一个实施方式中，空气湍流控制单元114通过一个或更多个有线或无线连接与飞行器数据库116通信。飞行器数据库116可在监测中心106内。飞行器数据库116可存储空域104内的每架飞行器102的飞行器数据。飞行器数据可包括空域104内的每架飞行器102的关于飞行器编号、类型、尺寸、质量、最大速度等的飞行器标识符信息。由于不同类型的飞行器102可按照不同的方式经历空气湍流，所以空气湍流控制单元将从飞行器102接收的接收位置信号与存储在飞行器数据库116中的每架特定飞行器102的飞行器数据相关联。
以这种方式，空气湍流控制单元114校准和/或以其它方式标准化空域104内的所有飞行器
102的接收位置信号。即，空气湍流控制单元114考虑从飞行器数据库116内所存储的飞行器数据来确定的飞行器102的不同类型，从而基于接收位置信号以及接收位置信号的特定飞行器102的特定类型、尺寸、形状、质量等来评估空气湍流地点。

[0044] 因此，从所有飞行器102接收的位置数据可被加权和/或以其它方式标准化，以将所有飞行器102的一个或更多个位置参数的改变与空气湍流的确定相关联，而不管飞行器102的类型、尺寸、重量、形状、质量等。例如，较大的重型飞行器102可能感觉空气湍流是适中的空气湍流，而较小的轻型飞行器102可能感觉空气湍流是严重的湍流。从各种飞行器
102接收的位置信号的标准化允许客观地确定空气湍流，并且允许针对飞行器102的不同类型对空气湍流的严重性进行归类。在至少一个实施方式中，标准化数据可被存储在另一部件(例如，连接到空气湍流控制单元114的单独的存储器和/或空气湍流控制单元114的存储器)中。另选地，空气湍流分析系统100可不包括飞行器数据库，也不基于所存储的飞行器数据对从飞行器102接收的位置信号进行标准化。

[0045] 飞行器102还包括飞行控制系统118，其可通过一个或更多个有线或无线连接与通信装置108通信。飞行控制系统118可经由通信装置108输出飞行控制信号，空气湍流控制单元114经由通信装置112接收这些飞行控制信号。空气湍流控制单元114可基于对所接收的飞行控制信号的分析来改进关于空域104内的飞行器102的当前位置的空气湍流的评估。例如，从飞行器102接收的飞行控制信号可以指示导致飞行器102的接收位置信号的至少一个位置参数改变的飞行员动作。因此，空气湍流控制单元114可确定空域104内的飞行器102的当前地点不是空气湍流地点。

[0046] 飞行控制系统118可包括一个或更多个控制轭120、仪表122和自动驾驶仪装置124。飞行控制系统118可包括比所示出的更多或更少的部件。例如，飞行控制系统118可不包括自动驾驶仪装置124。

[0047] 在至少一个实施方式中，飞行控制信号指示导致位置信号的至少一个位置参数改变的飞行员动作。例如，飞行员可操纵(engage)控制轭120和/或仪表122，这会导致飞行器102的当前位置的一个或更多个位置参数的改变。空气湍流控制单元114接收对控制轭120和/或仪表122的操纵作为飞行控制信号。空气湍流控制单元114考虑所接收的飞行控制信号，以评估从飞行器102的位置传感器107接收的位置信号。空气湍流控制单元114可确定飞行器102的一个或更多个位置参数的改变是由于飞行员动作，而不是由于空气湍流。因此，空气湍流控制单元114可确定飞行器102的当前地点不是空域104内的空气湍流地点。

[0048] 在至少一个实施方式中，飞行控制信号指示校正位置信号的至少一个位置参数的改变的自动驾驶仪装置操作。例如，所接收的飞行控制信号可指示自动驾驶仪装置124当前正在操作。空气湍流控制单元114可检测自动驾驶仪装置124是否正在进行校正以将飞行器102维持在期望的飞行计划上。空气湍流控制单元114可在一段时间内评估校正超过校正阈值，以确定飞行器102是否正在飞过空气湍流。例如，尽管从飞行器102的位置传感器107接收的位置信号可能没有指示超过预定位置改变阈值的任何位置参数，但是空气湍流控制单元114可确定：从飞行控制信号接收的、自动驾驶仪装置124所进行的校正指示自动驾驶仪装置124正在主动校正由空气湍流导致的位置改变。因此，空气湍流控制单元114仍可确定飞行器102的当前地点是空域104内的空气湍流地点。

[0049] 如所指示的，空气湍流控制单元114可通过分析从飞行器102接收的一个或更多个飞行控制信号来改进空域内的空气湍流地点的确定。即，空气湍流控制单元114可通过分析从飞行器102接收的位置信号和飞行控制信号来确定空域104内的空气湍流地点。另选地，空气湍流控制单元114可不基于飞行控制信号的分析来改进空气湍流的确定。

[0050] 在至少一个实施方式中，空气湍流控制单元114可基于飞行器102的飞行计划来确定或以其它方式改进空气湍流的评估。空域104内的每架飞行器102的飞行计划可被存储在连接到空气湍流控制单元114的存储器中。例如，每架飞行器102的飞行计划可被存储在飞行器数据库116中。空气湍流控制单元114将从飞行器102接收的位置信号与飞行器的飞行计划进行比较。湍流控制单元114可基于飞行器102的当前位置(由接收位置信号指示)相对于飞行器102的飞行计划的偏离来确定空域104内的空气湍流地点。例如，飞行器102的一个或更多个位置参数随时间相对于飞行计划的改变指示飞行器102的当前地点是空域104内的空气湍流地点。可选地，空气湍流控制单元114可不分析飞行器102的飞行计划以确定空域104内的空气湍流地点。

[0051] 飞行器102还可包括一个或更多个运动传感器126，例如惯性运动传感器。运动传感器126通过一个或更多个有线或无线连接与通信装置108通信。运动传感器126可包括加速度计、陀螺仪等中的一者或更多者。运动传感器126被配置为检测飞行器102的运动，并且输出运动信号，该运动信号可由空气湍流控制单元114经由通信装置112接收。

[0052] 空气湍流控制单元114可基于对所接收的运动信号的分析来改进空气湍流的评估。例如，空气湍流控制单元114分析从飞行器102接收的位置信号以确定飞行器102的当前位置是否为空域内的空气湍流地点。空气湍流控制单元114还可分析从飞行器102接收的运动信号，作为对空气湍流确定的冗余检查。例如，空气湍流控制单元114可基于所接收的位置信号与所接收的运动信号的评估之间的一致性来赋予湍流评估确定度。如果位置信号和运动信号彼此一致，则空气湍流控制单元114可向其空气湍流的确定赋予较高湍流评估确定度。然而，如果位置信号和所接收的运动信号不同(例如，对位置信号的评估指示没有空气湍流，但是所接收的运动信号指示飞行器102的大量惯性运动)，则空气湍流控制单元114可赋予较低湍流评估确定度，和/或对飞行控制系统118所输出的飞行控制信号进行分析，以进一步改进空气湍流评估。可选地，空气湍流控制单元114可不分析飞行器102所输出的运动信号。

[0053] 空气湍流控制单元114可基于在空域内的飞行器102的当前地点处接收的天气数据的分析来改进空气湍流的评估。例如，天气报告单元128可通过一个或更多个有线或无线连接与空气湍流控制单元114通信。天气报告单元128可在监测中心106内。可选地，天气报告单元128可以独立于、不同于并远离于监测中心106。空气湍流控制单元114分析从飞行器102接收的位置信号，以确定飞行器102的当前位置是否为空域内的空气湍流地点。空气湍流控制单元114还可分析(经由天气数据信号接收的)天气数据以评估(例如，基于位置信号的分析确定的)空气湍流地点。可选地，空气湍流控制单元114可不分析天气数据信号。

[0054] 如前所述，每架飞行器102根据飞行计划在空域104内飞行。飞行器102经由输出位置信号(指示当前位置)的位置传感器107来输出其当前位置。在至少一个实施方式中，位置信号是ADS-B信号。空气湍流控制单元114接收位置信号。空气湍流控制单元114基于位置信号来确定空域104内的空气湍流地点。空气湍流控制单元114可基于从飞行器102接收的飞行控制信号、从飞行器102接收的运动信号以及从天气报告单元128接收的天气数据信号中的一个或更多个来改进空气湍流的评估。因此，空气湍流控制单元114可基于从飞行器102接收的位置信号，以及从飞行器102接收的飞行控制信号、从飞行器102接收的运动信号和/或从天气报告单元128接收的天气数据信号中的一个或更多个来确定空域104内的空气湍流地点。

[0055] 在至少一个实施方式中，空气湍流控制单元114可基于对空域104内飞行的飞行器102的位置传感器107所接收的位置信号的分析，来确定空域104内的空气湍流地点、其严重性和出现概率。空气湍流控制单元114可将所确定的空气湍流地点存储在存储器(例如，数据库)内。个人(例如，飞行员、空中交通管制员等)可向空气湍流控制单元114 请求湍流咨询。空气湍流控制单元114可通过输出存储在存储器中的所确定的空气湍流地点来响应该请求。

[0056] 在至少一个实施方式中，空气湍流控制单元114可基于一个或更多个位置参数随时间的改变的大小来确定湍流严重性。例如，一个或更多个位置参数的改变低于预定低阈值则可不指示湍流。一个或更多个位置参数的改变介于预定低阈值和预定中等阈值之间则可指示低湍流。一个或更多个位置参数的改变介于预定中等阈值和预定高阈值之间则可指示中等湍流。一个或更多个位置参数的改变超过预定高阈值则可指示高湍流。空气湍流控制单元114可将这种湍流严重性与确定的空域104内的空气湍流地点关联，并且可将这些确定自动地和/或应请求输出给飞行器102。

[0057] 如本文所用，术语“控制单元”、“中央处理单元”、“单元”、“CPU”、“计算机”等可包括任何基于处理器或基于微处理器的系统，这些系统包括使用微控制器、精简指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、逻辑电路以及能够执行本文所述功能的任何其它电路或处理器(包括硬件、软件或其组合)的系统。这些仅仅是示例性的，因此并非旨在以任何方式限制这些术语的定义和/或含义。例如，如本文所述，空气湍流控制单元114可以是或者包括被配置为控制其操作的一个或更多个处理器。

[0058] 空气湍流控制单元114被配置成执行存储在一个或更多个数据存储单元或元件(例如，一个或更多个存储器)中的指令集，以便处理数据。例如，空气湍流控制单元114可包括或连接到一个或更多个存储器。数据存储单元也可根据期望或需要来存储数据或其它信息。数据存储单元可以是信息源的形式或者处理机内的物理存储器元件的形式。

[0059] 指令集可包括指示空气湍流控制单元114作为处理机执行特定操作(例如，本文所描述的主题的各种实施方式的方法和处理)的各种命令。指令集可以是软件程序的形式。软件可以是诸如系统软件或应用软件之类的各种形式。此外，软件可以是单独程序的收集、较大程序内的程序子集或者程序的一部分的形式。软件还可包括面向对象的编程形式的模块化编程。处理机对输入数据的处理可以响应于用户命令，或者响应于先前处理的结果，或者响应于另一处理机的请求。

[0060] 本文的实施方式的图可示出诸如空气湍流控制单元114之类的一个或更多个控制或处理单元。将理解，处理或控制单元可表示可被实现为具有执行本文所描述的操作的相关指令(例如，存储在诸如计算机硬盘驱动器、ROM、RAM等的有形和非暂时性计算机可读存储介质上的软件)的硬件的电路、电路系统或其部分。硬件可包括硬连线以执行本文所描述的功能的状态机电路。可选地，硬件可包括电子电路，该电子电路包括和/或连接到一个或更多个基于逻辑的器件(例如，微处理器、处理器、控制器等)。可选地，空气湍流控制单元114可表示诸如现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、微处理器等中的一个或更多个的处理电路。各种实施方式中的电路可被配置为执行一个或更多个算法以执行本文所描述的功能。所述一个或更多个算法可包括本文所公开的实施方式的方面(不管是否在流程图或方法中明确地示出)。

[0061] 如本文所用，术语“软件”和“固件”是可互换的，并且包括存储在数据存储单元(例如，一个或更多个存储器)中由计算机执行的任何计算机程序，包括RAM存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器和非易失性RAM(NVRAM)存储器。上述数据存储单元类型仅仅是示例性的，因此不限制可用于存储计算机程序的存储器的类型。

[0062] 图2示出根据本公开的实施方式的飞行器的速度和高度随时间变化的曲线图。参照图1和图2，飞行器102的速度和高度是空气湍流控制单元114通过位置信号从飞行器102接收的位置参数。在飞行器102速度的改变超过预定速度改变阈值期间(例如，在时间窗口200、202期间)、飞行器102高度的改变超过预定高度改变阈值期间(例如，在时间窗口204期间)、或者飞行器102速度的改变以及飞行器高度的改变超过相应预定速度和高度改变阈值期间(例如，在时间窗口206期间)，空气湍流控制单元114可基于飞行器102的当前位置来确定空气湍流地点。触发窗口200、202、204和/或206的速度和高度改变阈值可大于或小于图2中所示。

[0063] 图3示出根据本公开的实施方式的飞行器的航向和高度随时间变化的曲线图。参照图1和图3，飞行器102的航向和高度是空气湍流控制单元114通过位置信号从飞行器102接收的位置参数。在飞行器102航向的改变超过预定航向改变阈值期间(例如，在时间窗口210和212期间)、飞行器102高度的改变超过预定高度改变阈值、或者飞行器102航向的改变以及飞行器高度的改变超过相应预定速度和高度改变阈值期间(例如，在时间窗口214期间)，空气湍流控制单元114可基于飞行器102的当前位置来确定空气湍流地点。触发窗口
210、212和/或214的航向和高度改变阈值可大于或小于图3所示。

[0064] 图4示出根据本公开的示例性实施方式的飞行器102的前透视图。飞行器102包括推进系统312，例如，推进系统312可包括两个涡轮风扇发动机314。可选地，推进系统312可包括比所示更多的发动机314。发动机314由飞行器102的机翼316承载。在其它实施方式中，发动机314可由机身318和/或尾翼320承载。尾翼320还可支撑水平稳定器322和垂直稳定器324。飞行器102的机身318限定内部舱室，该内部舱室可包括驾驶舱330、一个或更多个工作部(例如，厨房、个人随身行李区域等)、一个或更多个乘客部(例如，头等舱、商务舱和经济舱)以及可设置尾部休息区组件的尾部。

[0065] 图5示出根据本公开的实施方式的空气湍流分析方法的流程图。参照图1和图5，该方法开始于400：(例如，由空气湍流控制单元114)接收空域104内的飞行器102的位置传感器107所输出的位置信号。在402，可基于例如存储在飞行器数据库116内的飞行器数据来将位置信号标准化。另选地，该方法可不包括402。

[0066] 在404，分析位置信号的一个或更多个位置参数。空气湍流控制单元114分析诸如速度、航向、高度等的一个或更多个位置参数。

[0067] 在406，确定是否存在位置参数的改变超过预定位置阈值。如果不存在，则该方法前进到408，在408空气湍流控制单元114确定在空域104内的飞行器102的当前地点不存在空气湍流。然后该方法返回到400。

[0068] 然而，如果在406确定位置参数随时间的一个或更多个改变超过一个或更多个预定位置阈值，则该方法前进到410，在410，空气湍流控制单元114确定飞行控制信号是否指示导致位置参数的改变的飞行员动作。如果是，则该方法前进到408，并返回到410。

[0069] 如果在410飞行控制信号没有指示飞行员动作，则该方法从410前进到412，在412，空气湍流控制单元114确定飞行控制信号是否指示校正空气湍流的自动驾驶仪动作。如果在412飞行控制信号没有指示校正空气湍流的自动驾驶仪动作，则该方法从412前进到408，并返回到400。

[0070] 然而，如果飞行控制信号指示校正空气湍流的自动驾驶仪动作，则方法从412前进到414，在414，空气湍流控制单元114确定飞行器的当前地点是空域104内的空气湍流地点，并且该方法从414前进到416。在至少一个实施方式中，该方法可不包括410和/或412。相反，响应于空气湍流控制单元114确定位置参数随时间的一个或更多个改变超过一个或更多个预定位置阈值，该方法可直接从406前进到414、从406前进到412、或者从410前进到414。

[0071] 在416，空气湍流控制单元114可通过对从飞行器102接收的运动信号的分析来改进确定。可选地，该方法可不包括416。在418，空气湍流控制单元114可通过对天气数据的分析来改进确定。可选地，该方法可不包括418。

[0072] 参照图1至图5，本公开的实施方式提供了允许计算装置快速且高效地分析大量数据的系统和方法。例如，众多飞行器102可被安排在空域104内飞行。因此，大量数据会被跟踪并分析。如本文所述，空气湍流控制单元114高效地组织和/或分析大量数据。空气湍流控制单元114在相对短的时间内分析数据，以便快速且高效地输出和/或显示关于空域104内的空气湍流地点的信息。例如，空气湍流控制单元114实时或接近实时地分析从飞行器102接收的飞行器102的当前地点，以确定空域104内的空气湍流地点。人类无法高效地在这样短的时间内分析这样大量的数据。因此，本公开的实施方式提供了相对于现有计算系统来说增加且高效的功能，以及相对于人类分析大量数据来说强得多的性能。简言之，本公开的实施方式提供了分析人类无法高效、有效且准确地管理的数千甚至数百万计算和运算的系统和方法。

[0073] 此外，本公开包括根据以下条款的示例：

[0074] 条款1.一种空气湍流分析系统，包括：空气湍流控制单元，其被配置为从空域内的飞行器接收位置信号，其中，该空气湍流控制单元基于所述位置信号来确定空域内的空气湍流地点。

[0075] 条款2.根据条款1所述的空气湍流分析系统，其中，位置信号是广播式自动相关监视(ADS-B)信号。

[0076] 条款3.根据条款1所述的空气湍流分析系统，其中，空气湍流控制单元基于所检测到的位置信号的一个或更多个位置参数随时间的改变来确定空域内的空气湍流地点。

[0077] 条款4.根据条款3所述的空气湍流分析系统，其中，所述一个或更多个位置参数包括速度、高度和航向中的一个或更多个。

[0078] 条款5.根据条款3所述的空气湍流分析系统，其中，所述一个或更多个位置参数包括速度，并且其中，空气湍流控制单元响应于飞行器速度的改变超过预定速度改变阈值，来确定飞行器正在飞过空气湍流。

[0079] 条款6.根据条款3所述的空气湍流分析系统，其中，所述一个或更多个位置参数包括高度，并且其中，空气湍流控制单元响应于飞行器高度的改变超过预定高度改变阈值，来确定飞行器正在飞过空气湍流。

[0080] 条款7.根据条款3所述的空气湍流分析系统，其中，所述一个或更多个位置参数包括航向，并且其中，空气湍流控制单元响应于飞行器航向的改变超过预定航向改变阈值，来确定飞行器正在飞过空气湍流。

[0081] 条款8.根据条款3所述的空气湍流分析系统，其中，所述一个或更多个位置参数包括速度、高度和航向，并且其中，响应于飞行器速度的改变超过预定速度改变阈值、飞行器高度的改变超过预定高度改变阈值和飞行器航向的改变超过预定航向改变阈值中的两个或更多个，空气湍流控制单元确定飞行器正在飞过空气湍流。

[0082] 条款9.根据条款1所述的空气湍流分析系统，还包括存储飞行器的飞行器数据的飞行器数据库，其中，空气湍流控制单元将位置信号与飞行器数据相关联以将位置信号标准化。

[0083] 条款10.根据条款9所述的空气湍流分析系统，其中，空气湍流控制单元基于与飞行器数据相关联的位置信号来对空气湍流地点的严重性进行归类。

[0084] 条款11.根据条款1所述的空气湍流分析系统，其中，空气湍流控制单元被配置为从飞行器接收飞行控制信号，并且其中，空气湍流控制单元分析飞行控制信号以评估空气湍流地点。

[0085] 条款12.根据条款11所述的空气湍流分析系统，其中，飞行控制信号指示导致位置信号的至少一个位置参数的改变的飞行员动作。

[0086] 条款13.根据条款11所述的空气湍流分析系统，其中，飞行控制信号指示校正位置信号的至少一个位置参数的改变的自动驾驶仪装置操作。

[0087] 条款14.根据条款11所述的空气湍流分析系统，其中，空气湍流控制单元从飞行器的一个或更多个运动传感器接收运动信号，并且其中，空气湍流控制单元分析飞行控制信号以评估空气湍流地点。

[0088] 条款15.根据条款1所述的空气湍流分析系统，其中，空气湍流控制单元将位置信号与飞行器的飞行计划进行比较。

[0089] 条款16.根据条款1所述的空气湍流分析系统，其中，空气湍流控制单元从天气报告单元接收天气数据，并且其中，空气湍流控制单元分析该天气数据以评估空气湍流地点。

[0090] 条款17.一种空气湍流分析方法，包括：由空气湍流控制单元从空域内的飞行器接收位置信号；以及由空气湍流控制单元基于该位置信号确定空域内的空气湍流地点。

[0091] 条款18.根据条款17所述的空气湍流分析方法，其中，位置信号是广播式自动相关监视(ADS-B)信号。

[0092] 条款19.根据条款17所述的空气湍流分析方法，还包括：将飞行器的飞行器数据存储在飞行器数据库；以及由空气湍流控制单元将位置信号与飞行器数据相关联以将位置信号标准化。

[0093] 条款20.根据条款17所述的空气湍流分析方法，还包括：分析从飞行器接收的飞行控制信号、从飞行器接收的运动信号以及从天气报告单元接收的天气数据中的一个或更多个以评估空气湍流地点。

[0094] 如本文所述，本公开的实施方式提供了准确且及时地确定空域内的空气湍流地点的系统和方法。本公开的实施方式提供了确定空域内的空气湍流的客观系统和方法。

[0095] 尽管可使用诸如顶部、底部、下面、中间、横向、水平、垂直、前面等的各种空间和方向术语来描述本公开的实施方式，但是将理解，这些术语仅针对图中所示的取向使用。取向可被反转、旋转或以其它方式改变，使得上部是下部，反之亦然，水平变成垂直等。

[0096] 如本文所使用的，“被配置为”执行任务或操作的结构、限定或元件是按照对应于该任务或操作的方式而以特定结构形成、构造或调整的。出于清楚和避免疑义的目的，被修改后才能以执行任务或操作的对象不“被配置为”执行如本文所使用的任务或操作。

[0097] 将理解，以上描述旨在为例示性的，而非限制性的。例如，上述实施方式(和/或其方面)可彼此组合来使用。另外，在不脱离其范围的情况下可对本公开的各种实施方式的教导进行许多修改以适应具体情况或材料。尽管本文所描述的材料的尺寸和类型旨在限定本公开的各种实施方式的参数，但实施方式决非限制，而是示例性实施方式。对于本领域技术人员而言，在阅读以上描述时，许多其它实施方式将显而易见。因此，本公开的各种实施方式的范围应该参考所附权利要求连同这些权利要求的完整等效范围一起来确定。在所附权利要求中，术语“包括”和“其中”用作相应术语“包含”和“在其中”的通俗英语同义词。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签，并非旨在对其对象强加数字要求。

[0098] 所撰写的此说明书使用示例来公开本公开的各种实施方式(包括最佳模式)，并且还使得本领域技术人员能够实践本公开的各种实施方式(包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何包含的方法)。本公开的各种实施方式的专利范围由权利要求来限定，可包括本领域技术人员可以想到的其它示例。如果这些其它示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元素或者如果这些示例包括与权利要求的字面语言没有实质不同的等同结构元素，则这些示例旨在将落入权利要求的范围内。

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