CN109689503B - 用于经由位于飞机上的通信设备获得和呈现湍流数据的方法和系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于经由位于飞机上的通信设备获得和处理湍流数据的设备、系统和方法。可以在多架飞机中的各架飞机上的飞行期间接收由多个通信设备获得的湍流数据。可以通过将从多个通信设备接收的湍流数据叠加到单个时空参照系上来生成湍流图数据。湍流图数据可以分发给一个或多个通信设备。还提供了一种用于生成湍流图数据的设备、系统和方法，其可以减少或消除“假阳性”湍流事件。还提供了一种用于与以“飞行机组模式”或“乘客模式”操作的机载通信设备通信的设备、系统和方法。

Description

用于经由位于飞机上的通信设备获得和呈现湍流数据的方法 和系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年7月11日提交的美国序列号62/360,818的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明的实施方式总体上涉及众包(crowdsourcing)领域，并且更具体地涉及经由通信设备沿着飞行路线获得湍流数据。

背景技术

在阐述本发明的背景之前，阐述将在下文中使用的某些术语的定义可能是有帮助的。

本文使用的术语“湍流”是指在飞行期间影响飞机的空间和时间中的压力和流速的快速变化。湍流会影响飞行乘客的舒适度，并且也可能影响飞行的安全性。另外，湍流可能影响飞机的燃料消耗。晴空湍流(CAT)是在没有任何诸如云的视觉线索的情况下气团的湍流运动，并且当以大致不同的速度移动的空气体相遇时引起CAT。因此，CAT事件更难以检测。

本文使用的术语“通信设备”指的是具有通常但不排他地通过通信网络发送和接收数据这两者的能力的任何电子设备。通信设备可以包括用户设备(UE)，诸如手持移动设备，其不是飞机的一部分并且可以被携带到飞机上和从飞机上运出，包括例如智能手机、平板个人计算机(PC)和膝上型PC。用户设备(UE)可以例如由飞行员、飞行机组人员或乘客操作，例如，可释放地固定到驾驶舱中的仪表板支架，使得用户设备相对于飞机具有大致固定的位置。附加地或可选地，通信设备可以是嵌入飞机通信系统的一部分，其嵌入、不可分离地安装到飞机设备或集成到飞机设备。嵌入式飞机通信设备可以包括例如，发射机响应器(转发器)，诸如模式C转发器或S模式转发器，或通用接入收发器(UAT)。通信设备可以包括或可以可操作地连接到一个或多个湍流传感器、包括天线的通信电路、存储器、处理器和显示器，其任何组合可以作为单个设备集成到一个外壳中，或者可以分成不同的设备。数据可以通过一个或多个无线网络在用户设备、嵌入式飞机通信设备、卫星、地面通信设备或其任何组合之间传输，该一个或多个无线网络包括例如无线电、卫星、Wi-Fi(例如IEEE 802.11系列)、诸如3G或长期演进(LTE)的蜂窝网或其任何组合。

图1是说明通过预测模型获得的湍流数据的地图。地图10显示了可能受湍流影响的区域。较暗的图案表示相对严重的湍流水平的可能性，而较浅的图案表示相对中等水平的湍流的可能性。从预测模型导出的数据可以定期更新，并且通常基于数学模型。可以针对不同的时隙和高度范围生成数据，从而可以相应地规划和修改飞行路线。

这些地图通常基于天气条件经由预测模型生成，但由于不能正确地估计各种天气条件对湍流的影响而遭受严重的不准确性。首先，并非所有云都会导致湍流，并且其次，无法准确预测各种条件，诸如晴空湍流(CAT)。因此，目前可获得的用于获得和呈现湍流数据的解决方案倾向于遭受“无检测”情景和“误报警”情景这两者，这通常会破坏湍流监控的可靠性。

发明内容

本发明的实施方式提供了一种用于经由位于飞机上的通信设备获得和处理湍流数据的设备、系统和方法。湍流数据可以被接收，该湍流数据包括在多架飞机中的各架飞机上的飞行期间由多个通信设备获得的湍流图的一个或多个区域中的每个区域内的多个不同湍流水平。所接收的湍流数据可以例如通过获得影响多个通信设备中的每一个的空间加速度数据并且基于转换过程将空间加速度数据转换成湍流数据来获得。可以通过将湍流数据叠加到单个时空参照系上生成湍流图数据，该湍流图数据包括用于一个或多个区域中的每个区域的单个湍流水平的累积时空湍流信息，该湍流数据包括从多个通信设备接收的一个或多个区域中的每一个区域内的多个不同湍流水平。包括累积时空湍流信息的湍流图数据可以被分发到多个通信设备中的一个或多个。可以在多个通信设备中的一个或多个的显示器上显示分发的湍流图数据，例如，作为湍流图可视化。

本发明的实施方式提供了一种用于在飞机上的飞行期间由通信设备获得湍流数据的设备、系统和方法。来自通信设备的湍流数据可以被发送到远程位置。通过将从通信设备接收的湍流数据与在其他飞机上的飞行期间从一个或多个其他通信设备接收的湍流数据叠加到单个时空参照系上，可以接收在远程位置处生成的累积时空湍流信息。可以显示与通信设备的飞机和其他飞机周围的区域相关联的累积时空湍流信息。

系统可以使用通过公共通信网络连接到多个通信设备的分发服务器。因此，通信设备既用作湍流数据的源，又用作累积湍流数据的接收者。多个通信设备可以包括一个或多个手持用户通信设备，例如，由飞行员(以“飞行员”或“飞行机组”模式)或乘客(以“乘客”模式)操作，嵌入式飞机通信设备，例如，集成或嵌入飞机内部，和/或补充通信设备，例如，当湍流或其定位信息，诸如由导航系统(例如，全球导航卫星系统(GNSS)或全球定位系统(GPS))检测到的信息的接收或准确性降低时，以补充上述主要手持或嵌入式通信设备。

提供一种用于生成湍流图数据的设备、系统和方法。例如，本发明的一些实施方式可以用于生成具有较少或没有“假阳性”湍流事件的湍流图数据。

根据本发明的实施方式，可以接收多个湍流值，这些湍流值是在一段预定时间内经过单个空域区域时由一架或多架飞机获得的。至少两个湍流值可以是不同的。可以基于最小的不同湍流值为空域区域生成湍流图数据。至少空域区域的湍流图数据可以基于最小湍流值发送到一个或多个通信设备。

根据本发明的实施方式，可以接收湍流值，该湍流值是由第一通信设备在第一飞机上的飞行期间在经过空域区域时获得的。本发明的实施方式可以在获得湍流值之后设定预定的锁定时间段，在该时间段期间湍流值可以仅减小但不增加。在预定的锁定时间段期间，如果(并且只当)随后的湍流值小于第一通信设备获得的湍流值时，可以基于随后接收的湍流值来调整湍流值，该随后接收的湍流值是由相同或不同的通信设备在相同或不同的飞机上的飞行期间在经过相同的空域区域时获得的。可以将包括针对空域区域设置的湍流值的湍流图数据发送到一个或多个通信设备。

根据本发明的实施方式，可以接收湍流值，该湍流值是在预定时间段内由多个通信设备在相同或不同的飞机上的飞行期间经过单个空域区域时获得的。在接收到湍流值中的第一个之后，如果随后接收的一个湍流值低于第一湍流值，则可以基于随后接收的湍流值来设定或降低空域区域的湍流值，而如果第一湍流值大于随后接收的湍流值，则空域区域的湍流值可以保持或基于第一湍流值设定。可以基于针对空域区域设定的湍流值将空域区域的湍流图数据发送到一个或多个通信设备。

根据本发明的实施方式，提供了一种用于与在飞机上飞行期间以飞行机组模式或乘客模式操作的通信设备通信的设备、系统和方法。飞行机组湍流数据可以在集中控制设备处从飞行机组人员以飞行机组模式操作的多个通信设备在多架飞机中的各架飞机上飞行期间接收。以飞行机组模式操作的通信设备可以具有自鉴定飞行机组湍流数据的完整性的飞行机组安全特权。乘客湍流数据可以在集中控制设备处从乘客以乘客模式操作的多个通信设备在多架飞机中的各架飞机上飞行期间接收。以乘客模式操作的通信设备可以具有不自鉴定，但需要集中控制设备鉴定乘客湍流数据的完整性的乘客安全特权。通过将由飞行机组安全特权自鉴定的接收到的飞行机组湍流数据和由集中控制设备鉴定的乘客湍流数据叠加到单个时空参照系，可以在集中控制设备处生成包括累积时空湍流信息的湍流图数据。湍流图数据可以被分发给多个通信设备中的一个或多个，用于在以飞行机组模式或乘客模式操作的同时显示分发的湍流图数据。

附图说明

在说明书的结论部分中特别指出并清楚地要求保护被视为本发明的主题。然而，当结合附图阅读时，通过参考以下详细描述，可以最好地理解本发明的组织和操作方法以及其目的、特征和优点，其中：

图1是示出通过预测模型获得的湍流数据的地图；

图2是根据本发明的实施方式的用于监控湍流数据的系统的示意图；

图3A是示出根据本发明的实施方式的用于监控湍流数据的方法的流程图；

图3B是示出根据本发明实施方式的用于获得和传送湍流数据的方法的流程图；

图4是说明根据本发明的实施方式的转换过程的流程图；

图5是说明根据本发明的实施方式的在用于导出湍流数据的特定区域的覆盖范围的若干飞行路线期间获得的多个湍流数据样本的示意图；

图6是根据本发明的实施方式的从多个通信设备接收的叠加湍流数据的图表图；

图7是示出根据本发明的实施方式的湍流数据的视觉表示的地图；

图8是示出根据本发明的实施方式的用于校正“假阳性”湍流事件的方法的流程图；以及

图9是示出根据本发明的实施方式的用于与以“飞行机组模式”或“乘客模式”操作的多个通信设备通信的方法的流程图。

应当理解，为了说明的简单和清楚，附图中所示的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大。此外，在认为适当的情况下，可以在附图中重复附图标记以指示对应或类似的元件。

具体实施方式

在以下描述中，将描述本发明的各个方面。出于说明的目的，阐述具体配置和细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有本文给出的具体细节的情况下实践本发明。此外，可以省略或简化公知的特征，以免模糊本发明。

正如从以下讨论中可以明显看出，除非另有明确说明，否则应当理解，在整个说明书中，利用诸如“处理”、“计算”、“估计”、“确定”等术语的讨论指的是计算机或计算系统或类似电子计算设备的动作和/或过程，其将表示为计算系统的寄存器和/或存储器内的物理(例如电子)量的数据操纵和/或变换为类似地表示为计算系统的存储器、寄存器或其他此类信息存储、传输或显示设备中的物理量的其他数据。

图2是根据本发明实施方式的用于监控湍流数据的系统的示意图。该系统可以包括分别位于多架飞机10A-10F上并且被配置为通过通信信道获得和发送与影响各架飞机10A-10F的湍流70有关的湍流数据的多个通信设备30(例如，一个或多个设备30a、30b和/或30c)。通信设备30可以包括或可操作地连接到传感器或检测器，诸如用于收集和记录湍流数据的加速度计、具有用于与其他设备通信的天线的通信电路、用于存储湍流数据和处理指令的一个或多个存储器32、用于执行指令的一个或多个处理器34、和/或用于显示湍流数据或地图的显示器。通信设备30可以包括导航或定位系统，诸如全球导航卫星系统(GNSS)、全球定位系统(GPS)、GLONASS、伽利略定位和/或北斗定位，以确定位置或定位信息。通信设备30可以由用户携带在飞机上、可以安装在飞机上或者可以在飞机上的嵌入式通信系统中形成飞机的构成部分。通信设备30a可以包括例如手持移动设备或用户设备，诸如由用户50(例如，将设备保持或安装在仪表板上的飞行员)持有的平板PC。通信设备30b可以附加地或可选地是飞机10A-10F中的一个或多个中的嵌入式飞行器通信系统的一部分。嵌入式飞行器通信系统可以包括多个组件(例如，诸如C模式转发器或S模式转发器的转发器、通用接入收发器(UAT)、存储器、处理器、显示器、天气雷达等)，这些组件可以打包到一个外壳或嵌入飞机内部或外部的几个不同位置。嵌入式通信设备30d可以提供来自内部传感器的信息，例如高度计、时钟、位置模块。除了上述手持通信设备30a或嵌入式通信设备30b之外，通信设备30c可以附加地或可选地包括所使用的一个或多个补充设备，以补充或替换从其收集的数据。在某些情况下，用户手持设备30a的接收差，导致其导航系统(例如，GPS)的准确性降低。补充通信设备30c可以用更高准确度的辅助湍流和/或导航/位置数据补充或替换来自具有较差接收或准确度的设备(具体地是手持通信设备30a)的数据。补充通信设备30c可以是例如具有加速度计、导航系统(例如，GPS)、通信电路和天线的小型(例如，1英寸³)设备。补充通信设备30c可以可分离连接(例如，可拆卸而基本上不改变连接表面)或不可分离连接(例如，永久固定，使得所尝试的拆卸基本上改变连接表面)地安装在飞机上。补充通信设备30c可以例如通过粘合剂或抽吸安装到飞机窗户的内部以感测窗户振动和/或插入到飞机仪表板上的对接站中。在一个示例中，在操作期间，补充通信设备30c相对于飞机固定并且定位在用于导航系统(例如，GPS)的具有相对高接收的位置(例如，驾驶舱)处。上述三种不同类型的通信设备：手持式30a、嵌入式30b和补充30c，可以是物理上分离的设备，每个设备具有不同的形式和/或功能，彼此无线通信，可以串联协同或独立地工作。

在一些实施方式中，手持设备可以从其本机集成传感器、从耦合到嵌入式通信设备的嵌入式飞行器系统传感器，和/或耦合到补充通信设备的补充传感器收集传感器数据。在一些实施方式中，这些不同类型的通信设备可以生成服务器100转换并集成为统一格式或协议的不同形式的信息。例如，嵌入式通信设备可以将气压信息(例如，从其他系统引出)中继到服务器，服务器可以将压力信息转换为与卫星导航系统(诸如手持式GPS)和补充通信设备所记录的格式相同的高度坐标。在另一示例中，补充通信设备可以适用于有限的补充功能，诸如仅提供定位(例如，GPS或GNSS)信息，而不提供湍流信息。

在各种实施方式中，来自补充通信设备30c的湍流或位置数据可以用于验证、改进、替换或组合来自手持通信设备30a的湍流或位置数据，反之亦然。在各种实施方式中，补充通信设备30c可以连续地或选择性地和间歇地测量和/或传输湍流或位置数据。在一些实施方式中，如果来自其他(例如，手持式或嵌入式30a和/或30b)通信设备的数据接收或准确度低于阈值质量，则补充通信设备30c可以仅测量和/或传输湍流或位置数据，或者其数据可以仅由远程服务器100用于计算其飞机的湍流或位置。在各种实施方式中，来自补充通信设备30c的湍流或位置数据可以补充(例如，与其结合使用)或替换(例如，用于代替)来自其他通信设备30a和/或30b的湍流或位置数据。在各种实施方式中，通过(例如，根据与其准确度相关的设备的优先权列表，以预定的因数对每个设备的贡献加权或对数据接收和准确度进行实时测量)平均来自其的湍流数据，或通过(例如，专门或主要)使用来自其的最小湍流测量值(例如，因为湍流误读数通常导致大于实际的，但很少低于实际的湍流测量值)，服务器100可以计算具有两个或更多(例如，手持和补充30a和/或30c)通信设备30的飞机上的湍流。在各种实施方式中，通过(例如，以预定的因数对每个设备的贡献加权或对数据接收和准确度进行实时测量)平均来自其的位置信息，或通过(例如，专门或主要)使用来自具有最大接收或准确度的设备的位置信息，服务器100可以计算具有两个或多个(例如，手持和补充30a和/或30c)通信设备30的飞机的位置或导航信息。例如，服务器100可以优选或使用来自具有相对较好的接收(例如，在驾驶舱中)的导航系统(例如，GPS)接收器的导航(例如，GPS)信息，而不是来自具有相对较差的接收(例如，在机舱中)的导航系统(例如，GPS)接收器的导航(例如，GPS)信息。在一个示例中，补充通信设备30c将位置和导航信息的平均准确度从85％准确度(仅使用手持设备30a的情况下)提高到接近100％的准确度(使用手持和补充通信设备30a和/或30c的情况下)。

在一些实施方式中，测量湍流和/或位置数据的计算任务可以在多个(例如，手持和补充)通信设备30之间分开，从而减少任何一个单独设备上的计算负担。例如，第一类型(例如，手持式)通信设备30可以是飞机上用于测量湍流数据的专用设备，并且具有最准确的导航(例如，GPS)接收或准确性的第二类型(例如，补充或嵌入式)通信设备30可以是飞机上用于测量飞机位置或导航的专用设备。具有最优接收或准确度的通信设备30可以由机载设备本身确定(例如，每个机载设备单独地将其接收或准确性与性能阈值进行比较)、由多个机载设备确定(例如，共同地共享和比较它们的相对准确度或读取信息)或者由远程服务器100确定(例如，使用挑战-响应测试读数或被动接收的读数来确定一个或多个最优设备)。在服务器100远程管理最优记录设备30的实施方式中，服务器100可以在飞机上发送最优或次优执行设备，以例如在预定的超时持续时间内分别开始或停止测量所有数据或特定数据，或直到其记录准确度或接收达到阈值水平。在一些实施方式中，每个单独的设备30可以存储性能阈值范围并且可以选择性地测量何时其湍流或位置/导航信息在这些阈值范围内(例如，当其湍流数据与其他测量设备一致时，当湍流水平波动低于阈值时，和/或当以高于阈值精度或低于阈值不确定度测量位置信息时)，并且当信息超出这些阈值范围时，可以停止测量。这种选择性测量还可以通过防止设备连续地测量和存储数据，减少通信设备30中的计算负担和存储器存储，即使当其数据是次优数据并且不能被服务器100使用(或以可以忽略的权重使用)以生成湍流图数据。

诸如手持用户设备的通信设备30可以经由Wi-Fi接入点40进行通信，该Wi-Fi接入点40可以在飞机10A的飞行期间(或者在飞机着陆时的飞行之后)连续地或间歇地可用。接入点40可以与通信卫星20B通信，通信卫星20B又将数据发送到地面站80，地面站80通过网络90连接到远程服务器100，网络90可以是但不一定是因特网。附加地或可选地，诸如嵌入在嵌入式飞机通信系统中的转发器的通信设备30可以经由无线电或卫星将湍流数据发送到地面控制设备。附加地或可选地，补充通信设备30可以例如通过诸如Wi-Fi或蓝牙的本地通信经由其他(例如，手持式或嵌入式)通信设备30来中继湍流和/或导航数据。在其他实施方式中，补充通信设备30可以直接经由Wi-Fi接入点40向远程服务器100发送数据。当检测到的湍流值存在阈值变化时，可以通过这些通信信道例如周期性地发送湍流数据，并且/或者如果通信暂时不可用，则在重新建立连接时周期性地发送湍流数据。在一些实施方式中，补充通信设备30可以连续地和/或在例如从伴随的通信设备30或诸如当伴随的通信设备30具有低于阈值的次优准确度或接收时从远程服务器100接收到对数据的请求时发送数据。

虽然大多数飞机10A-10E经由通信卫星20A进行通信，但是诸如10F的一些飞机可以经由用作飞机10F和通信卫星20A之间的网络节点的另一飞机10E进行通信(可能使用飞机间通信系统)。另外，一些通信设备33、35和37可以位于远离飞行器外部，或者作为固定的数据源或者在其上显示数据的终端(例如，气象站、航空公司操作终端和/或地面控制终端)。在一些实施方式中，可以手动或者自动地从例如作为除了飞行中通信设备之外的第三方源的通信设备33、35和/或37获得湍流数据。

远程服务器100可以包括用于存储湍流数据和处理指令的一个或多个存储器102或数据库110以及用于执行指令的一个或多个处理器104。远程服务器100可以被配置为通过通信信道从飞机10A-10F上的通信设备30接收湍流数据。远程服务器100可以通过将从多个通信设备30接收的湍流数据叠加(或映射)到单个时空参照系上来生成并随后更新时空湍流数据库110。湍流数据可以例如由识别强度、数据源(手动或自动)、时间以及描述湍流数据的其他元数据的值来表示。在一些实施方式中，由通信设备30记录和/或由远程服务器100接收的每个湍流数据样本可以通过记录数据的位置和时间的坐标来索引或识别。例如，数据库110可以存储表示四维数据阵列的信息，该四维数据阵列将全球定位系统地理坐标(x，y)、高度(z)和时间(t)映射到湍流数据中。附加地或可选地，通信设备30可以记录并且远程服务器100可以接收预定义的飞行轨迹，例如，对于具有恒定速度和/或加速度的每个不同的线性或曲线飞行路径，以及记录每个记录的时间，远程服务器100可以从中计算每个湍流数据样本的位置。远程服务器100可以累积和组合来自不同轨迹和来自不同飞机的读数，例如，通过相对于共同的一组坐标轴根据每个不同轨迹旋转每个样本集的轴，以在湍流图或曲线图中组合在一起。

在一些实施方式中，通信设备30可以测量飞机10A-10F上的原始湍流数据，并将原始数据发送到远程服务器100(例如，地面站)，在远程服务器100处原始数据被处理并与来自其他飞机的数据聚合，并被分发回到飞机10A-10F上的通信设备30。在一些实施方式中，通信设备30可以测量原始湍流数据并处理飞机10A-10F上的数据(例如，在应用级别)，并将经处理的湍流数据发送到远程服务器100，在远程服务器100处，经处理的数据被聚合(例如，并经历进一步的算法衰减)，并被分发回到飞机10A-10F上的通信设备30。

然后，远程服务器100可以将存储在时空数据库110上的累积湍流数据分发给通信设备30。可以以各种形式的处理提供分发的数据。在一个实施方式中，远程服务器100可以分发例如从所有可用飞机10A-10F上或者用于所有可用区域、时间和/或高度范围的通信设备30累积的整组湍流数据数据。在另一实施方式中，远程服务器100可以例如仅响应于由一个或多个通信设备30做出的指定请求针对飞机10A-10F、区域、时间和/或高度范围的子集，或仅针对新的湍流数据值或湍流数据值的改变，来分发存储在数据库110上的湍流数据的子集。例如，远程服务器100可以沿着设备所在的飞机的路线(例如，可以预定义和/或当重新路由时自动更新)分发湍流数据的子集。在其他实施方式中，远程服务器100可以将来自其他通信设备的原始湍流数据分发给通信设备30，然后通信设备30可以在本地累积所接收的湍流数据及其自己存储的湍流数据。用于存储湍流数据的数据结构及其视觉表示的示例将在下文中进一步详细描述。

可以在通信设备30、接入点40、卫星20A-20B和/或地面站80之间安全地传输数据，例如，使用发送和/或接收设备处的数据鉴定或加密机制，诸如例如密码受保护的登录、公钥和私钥、加密功能、数字签名、数字证书、防火墙或其他安全机制。在一个实施方式中，可以使用安全超文本传输协议(HTTPS)或安全套接层(SSL)通信(例如，其中HTTPS通信不可用时)以安全方式传输湍流数据。在启动应用程序时，处理器(例如，处理器34或104)可以请求和接收用户50输入的用户登录凭证，诸如用户名和密码。在一些实施方式中，存储器(例如，存储器32、102或者数据库110)可以存储处理器(例如，处理器34或104)预注册为允许或禁止的一个或多个用户标识(ID)、设备ID或航班ID的列表。在一些实施方式中，处理器可以请求和接收用户的航班信息，并且例如与用户的用户名和密码一起，可以请求由航空公司验证用户的凭证和/或请求航班的具体细节，包括路线和航点，凭此在飞行期间可以检查用户的位置数据。

图3A是示出根据本发明的实施方式的用于监控湍流数据的方法300A的流程图。方法300A可以使用与多个飞行中的通信设备(例如，图2的通信设备30)通信并远离其定位的处理器(例如，图2的服务器处理器104)执行。

在操作310A中，处理器(例如，图2的处理器104)可以接收由飞行期间的多架飞机(例如，图2的飞机10A-10F)中的各架飞机上的多个通信设备(例如，图2的通信设备30)获得的湍流数据。多个通信设备中的每一个可以独立地接收或记录影响飞行中的飞机的湍流。通信设备可以经由来自人类用户的输入手动地接收湍流数据，或者通过测量施加到通信设备的传感器的时间加速度力来自动地接收湍流数据。

在操作320A中，处理器可以通过将从多个通信设备接收的湍流数据叠加到单个时空参照系来生成累积时空湍流信息。

在操作330A中，处理器可以将累积时空湍流数据信息分发给一个或多个通信设备。

根据本发明的一些实施方式，处理器可以分发要在通信设备上显示的累积湍流数据。在一些实施方式中，处理器可以将飞行和湍流数据划分并分发到时间段中。每一段可以表示单个湍流水平(例如，在0-5的范围内)，并且如果处理器检测到湍流水平的变化和/或飞行的路线/方位的变化超过预定阈值量(诸如，2度)，则处理器可以创建新的段。每一段可以包括以下中的一个或多个：开始和结束坐标、开始和结束高度、开始和结束时间戳以及方位。例如，段可以具有最大持续时间(诸如，15分钟)，例如以使处理器能够响应基于时间的查询，诸如“显示过去45分钟的湍流”。

根据本发明的一些实施方式，湍流数据可以包括例如湍流的强度水平、湍流的地理坐标或空间位置、飞行的轨迹、湍流的高度和/或湍流的时间。

图3B是示出根据本发明实施方式的用于获得和传送湍流数据的方法300B的流程图。方法300B可以使用与集中处理和分发位置(例如，图2的服务器110)通信并且远离其定位的处理器(例如，图2的通信设备处理器34)来执行。

在操作310B中，处理器(例如，图2的通信设备处理器34)可以在飞机(例如，图2的飞机10A)上飞行期间获得湍流数据。当飞机在飞行中时，多个通信设备中的每一个可以独立地接收或记录湍流数据。通信设备可以经由来自人类用户的输入手动地接收湍流数据，或者通过测量施加到通信设备的传感器的时间加速度力来自动地接收湍流数据。

在操作320B中，通信设备(例如，图2的通信设备30)可以将湍流数据发送到远程位置(例如，图2的服务器110)。

在操作330B中，通信设备(例如，图2的通信设备30)可以接收在远程位置(例如，图2的服务器100)处生成的累积时空湍流信息。累积时空湍流信息可以是从通信设备接收的湍流数据以及在其他飞机(例如，图2的飞机10B-10F)上飞行期间从一个或多个其他通信设备接收的湍流数据在(例如，如图3A的操作320A中生成的)单个时空参照系上的叠加。

在操作340B中，显示器(例如，图2的通信设备30的显示器)可以显示与通信设备的飞机和/或其他飞机的路线周围或沿着这些路线的区域相关联的累积时空湍流信息。

根据本发明的一些实施方式，可以例如通过分别获得与通信设备相关联的空间加速度数据，并基于参考图4描述的转换过程将空间加速度数据转换为湍流数据来生成湍流数据。

图4是示出根据本发明的实施方式的转换过程400的流程图，其中诸如加速度的运动学数据被转换为湍流值或水平。可以使用处理器(例如，图2的服务器处理器104和/或客户端设备处理器34)来执行过程400。

在操作410中，处理器(例如，图2的通信设备处理器34)可以测量或者处理器(例如，图2的服务器处理器104)可以接收通信设备(例如，图2的通信设备30)的空间定向数据。

在操作420中，处理器可以使用随时间的所测量的空间定向数据来识别湍流事件或排除非湍流事件，例如，独立于和/或相对于飞机的通信设备的移动。

在操作430中，处理器可以在湍流事件期间测量通信设备的空间加速度。

在操作440中，处理器可以确定沿其随时间的加速度变化最大的向量。在一些实施方式中，附加地或可选地，处理器可以相对于飞机和/或地球的坐标空间预选固定向量，例如垂直向量，并且确定(仅)沿着该向量的最大加速度变化。

在操作450中，处理器可以基于预定义的映射将随时间的最大加速度变化转换为湍流强度水平。

根据本发明的一些实施方式，可以执行确定沿其加速度的变化最大的向量(操作440)以便检测湍流的全部效果，因为湍流事件的特征是混沌加速度的变化，并且可能希望检测湍流的全部幅度，以便将正确的强度水平与发送的湍流数据相关联(操作450)。为了实现该目的，转换过程可以包括分别测量或接收通信设备的空间定向(操作410)，并且在给定测量的空间定向的情况下确定加速度变化(操作430)。可以是这种情况，即湍流事件是垂直的，并且因此一些定向测量指向沿着飞机的垂直轴定位加速度分量。

根据本发明的一些实施方式，使用随时间的所测量的空间定向的一个目的是识别湍流事件或排除非湍流事件(操作420)。非湍流事件期间的定向变化可能是由于用户独立于飞机的移动而移动通信设备。这些运动通常具有它们自己的运动模式，并且它们的效果可以从加速度的整体变化中滤除，以提供正确的湍流值。在一些实施方式中，处理器(例如，图2的通信设备处理器34或远程服务器处理器104)可以通过测量设备定向的快速变化来识别相对于飞机的通信设备(例如，图2的通信设备30)的移动。在任何给定时刻，处理器可以请求和/或接收关于其在空间中的定向的信息，例如，包括沿其三个轴的角度。当通信设备处于静止状态时(通过沿其所有轴的加速度的非常小的变化来识别)，处理器测量沿其三个轴的角度。当处理器识别出其中一个角度发生变化时，它开始测量时间。当变化停止时，处理器检查其中一个角度是否已经改变超过预定阈值配置值。如果变化较高，则处理器通过测量时间差来检查变化的速度。如果速度高于配置值，则处理器可以确定该变化是由通信设备而不是飞机的移动引起的，并且可以作为非湍流事件被消除。在检测到非湍流事件之后，如果处理器在至少预定时间量内没有检测到正在进行的方向改变，则处理器可以确定通信设备再次处于静止状态。在识别第一移动之前，处理器可以在预配置的时段中将所有湍流数据重置为无湍流。处理器还可以在运动结束后将所有湍流数据样本重置为在预配置的时间段内没有湍流。在一个示例中，通信设备可以平放，使得处理器沿X和Y轴检测零角度。如果用户拿起通信设备并观察它，则该移动可以在大约1或2秒的过程中沿Y轴将角度从零改变到大约30-40度。处理器将角度的快速变化识别为设备运动事件，而不是湍流事件。在设备静止预定的时间阈值(例如，3秒)之后，处理器可以清除或取消在预定的过去时间段(例如，3分钟)和/或未来时间段(例如，1分钟)上记录的湍流数据。在一些情况下，例如，如果预定的过去时间段大于周期性传输间隔，则通信设备可以在被识别之前将非湍流运动数据发送到远程服务器。然后，处理器可以向远程服务器发送取消信号以删除或忽略非湍流数据段。在一些实施方式中，处理器可以识别设备何时被固定或安装到飞机上(例如，可释放地固定到驾驶舱中的仪表板支架)并且可以停用或跳过非湍流运动检测过程。

根据一些实施方式，作为上述实施方式的补充或替代，可以通过比较来自多个通信设备的湍流数据将湍流事件与非湍流事件区分开(操作420)。在一个实施方式中，三维(3D)地图可以被划分为地球的地理区域上方的空域的单元、区域或“瓦片”。瓦片可以是3D形状(例如，当以透视方式观察时)或2D形状(例如，当沿恒定高度横截面、恒定纬度横截面或恒定经度横截面观察时)。在一个示例中，空域地图可以被划分为立方体(3D)或正方形(2D)瓦片，其尺寸根据纬度而变化(较低纬度瓦片具有较小尺寸，诸如15³英里，并且较高纬度瓦片具有较大尺寸，诸如35³英里)。在其他实施方式中，瓦片可以具有圆柱形(3D)或圆形(2D)形状、矩形棱柱(3D)或矩形(2D)形状或任何其他形状。瓦片的尺寸、维数、或纵横比可以固定或设定为可调节的参数，用于更高或更低的湍流数据分辨率。湍流数据在每个瓦片上可以是恒定的，并且可以由离散值(诸如水平0-5)或连续值来定义。湍流数据可以通过对应于离散或连续值的颜色在湍流图上可视化。每个通信设备例如沿着其轨迹分发值或“着色”瓦片来记录表示其所在区域的瓦片的湍流值。

本发明的实施方式可以用于校正“假阳性”湍流事件(例如，当没有湍流时检测湍流，或检测到比存在的更高水平的湍流)。例如，当记录设备相对于飞机独立移动时(例如，设备速度不同于飞机速度(V_device≠V_airplane)，并且其独立运动模仿飞机湍流，可能发生假阳性。例如，可以通过人体运动、用设备打字或玩游戏、丢弃设备、推挤设备或以其他方式在飞行期间移动设备引起假阳性。本发明的实施方式认识到，尽管假阳性湍流事件是可能的，但“假阴性”湍流事件是罕见的或不可能的。在湍流期间，难以或不可能稳定设备以减少或消除湍流。也就是说，当存在湍流时，设备不能假装平滑运动。本发明的实施方式通过在较高湍流测量值上优先化或选择性地报告较低湍流测量值来利用这种理解。

过程(例如，操作420)或处理器(例如，处理器34和/或104)可以将每个区域或瓦片中的湍流值设定为由在预定时间段经过该区域的一架或多架飞机上的所有通信设备检测到的最低或最小报告的湍流值。在一些实施方式中，该过程或处理器可以选择性地更新区域的湍流值，例如如果随后报告较低值，仅减小该值，但是在停电或锁定时间段(例如1-30分钟)内不增加该最小值。在一些实施方式中，过程或处理器可以等待直到锁定时间段到期并且将空域区域的湍流值设定为锁定时间段内该区域的最小报告值。在一些实施方式中，过程或处理器可以基于预定时间段内该区域的报告值的绝对值或加权平均值来确定空域区域的湍流值。加权平均值可以将相对较高的权重分发给相对较低的湍流值，并且将相对较低的权重分发给较高的湍流值。在另一实施方式中，可以基于该区域的报告值的子集对湍流值进行平均，例如，仅对在预定时间段内该区域的最低(或中间)报告的湍流值的预定范围内的值进行平均。

锁定时间段的持续时间可以是预设/固定或可调节/动态的。例如，锁定时间段的持续时间可以与其中空气模式改变的时间量相当，并且可以是典型或平均空气模式变化的静态预设持续时间，或者可以是动态的，例如，基于实时天气模式改变。

根据一些实施方式，该过程或处理器可以选择性地校正湍流事件，仅更新在该时间段内减少(不增加)同一空域区域的湍流值的湍流事件。例如，在该时间段期间穿过空域区域的第一飞机可以具有检测湍流值(诸如，3级湍流)的机载通信设备。可以立即或在时间段到期时设定该空域区域的湍流值(例如，设定为3级，由湍流图上的相应颜色表示)。如果第二飞机穿过空域区域并且具有记录的湍流值(诸如1级湍流)比第一飞机上记录的湍流值低的机载通信设备，则该过程或处理器可以将第一飞机的高度值降低或减少到对于该空域区域的第二飞机的较低值。然而，如果第二飞机上的通信设备记录的湍流值大于(或等于)第一飞机的湍流值(诸如5级湍流)，则第二飞机的较大(或相等)值将被忽略而不是覆盖第一飞机的较低值。覆盖指令可以由处理器或过程执行，例如，如下：

//对于在预定时间段内在同一空域区域内两架或多架相应飞机(或同一飞机上)的两个或多个通信设备测量的两个或多个湍流值：

//如果一个通信设备在第二稍后时间测量的第二湍流值大于或等于不同通信设备在第一先前时间测量的第一湍流值，则不要覆盖第一湍流值(忽略第二湍流值)；

//如果第二湍流值小于第一湍流值，则用第二湍流值覆盖第一湍流值；

//如果第二湍流值等于第一湍流值，则验证第一湍流值或不执行任何操作。

因此，本发明的实施方式可以受益于用于验证或覆盖彼此的湍流数据的多个通信设备。多个通信设备可以是在不同的飞机或同一(单架)飞机上。

单个设备也可以覆盖其自身的湍流测量值。例如，在同一空域区域内的一段时间内，单个通信设备可以检测或报告多个湍流测量。过程或处理器可以仅接受这些测量中的最小值并忽略所有大于或等于的测量(如果一次接收所有测量)或者如果(例如，且仅当)随后测量的值小于先前测量的值(如果按顺序报告或检测测量值)，则可以选择性地更新该区域的湍流值。

在本发明的一些实施方式中，该时间段可以是恒定的(例如，重置每个预设的分钟数)。在本发明的其他实施方式中，时间段可以在每次新测量时重置(例如，从最近的记录持续预设的持续时间)。

根据本发明的一些实施方式，可以响应于通信设备的各个用户的手动输入来执行获得湍流数据。在这样的实施方式中，用户(例如，飞行员)可以在他们经历湍流时报告湍流。在进一步的实施方式中，手动输入可以包括与除湍流之外的潜在飞行扰动(诸如云覆盖或风切变)有关的附加数据。

图5是示出根据本发明的实施方式的在用于导出覆盖特定区域的湍流数据的若干飞行路线期间获得的多个湍流数据样本的示意图。图5示出了表示飞行的五个不同飞行路线510-550的地图500，在飞行期间根据本文描述的实施方式收集湍流数据。区域560示出了从各种飞行路线510-550累积的湍流数据，以便在比使用单个飞行路线提供的区域更大的区域上提供湍流数据。在图4的示例中，区域560包含指示“4级”湍流的湍流数据样本。关于区域560的湍流数据可以由飞机的飞行员在路线570(实线)上使用以转向到替代路线(虚线)并且因此避免湍流区域560。

根据本发明的一些实施方式，处理器(例如，处理器34和/或104)可以使用来自同一空域区域内的不同平面(或单架飞机内)中的多个通信设备的湍流数据来验证或覆盖彼此的测量，例如，以避免“假阳性”湍流数据。在图5的示例中，如果在飞行520之后记录区域560中的湍流值(例如，4级)，则飞行570穿过区域560并且记录比飞行520更低的湍流值(例如，3级)，处理器将区域560的湍流值更新为多个湍流值中的较低值(例如，3级)。然而，如果飞行570记录了比飞行520(例如，5级)更大(或相等)的湍流值，则处理器将忽略飞行570测量。

在一些实施方式中，来自各种飞行的湍流数据可以用于验证来自近端位置的湍流样本和数据的采样时间。应当理解，可以使用多个飞行来收集湍流数据，该湍流数据用于更新远程服务器处的数据库，用于累积和进一步分析，如下所述。

图6是根据本发明的实施方式的用于从多个通信设备接收的叠加湍流数据的图表图600。图表图600可以表示三维阵列形式的位置数据，其中轴x和y表示纬度和经度地理坐标，并且z轴表示高度。当接收到湍流数据时，数据可以被映射到公共参照系上，可能在样本610、620和630的簇中，每个样本表示来自空间或时间上彼此接近的多个飞行的湍流数据。每个样本都与几个属性(诸如湍流强度、高度和收集时间)相关联。可以存储其他非湍流数据，诸如云覆盖范围或可见性640和650。图6左下角的图例显示了可以与湍流数据样本相关联的示例和非限制属性。

图7是示出根据本发明的实施方式的湍流数据的视觉表示的地图。可以基于由远程服务器(例如，图2的服务器100)分发的数据生成地图，并且可以在一个或多个通信设备(例如，图2的通信设备30)上显示该地图。在图7的示例中，飞行路线740被示出为进入所有低水平湍流的一簇视觉指示符710，同时避免高水平湍流的簇720。还可以显示可能由第三方源识别的火山灰区域770和指示其各自高度的云覆盖730。

本发明的一些实施方式可以提供特定于飞机上的乘客的功能和安全限制的“乘客模式”或“乘客版本”，和/或特定于飞机上的飞行员、空乘人员和其他飞行机组人员的功能和安全限制的“飞行机组模式”或“飞行机组版本”。飞行员和其他飞行机组人员是受限制的成员组，其通常可以被训练和信任以正确地操作他们的通信设备，并且可以具有专用设备以最优地操作他们的通信设备(例如，相对于飞机基本静止地安装设备的驾驶舱中的对接站)。相反，乘客通常没有飞机对接站，并且经常引起由其设备的普通乘客使用引起的假湍流事件，诸如打字或玩游戏或在飞行期间四处移动。记录这些假湍流事件可以通过显示膨胀的湍流数据来降低系统可靠性，这可能会导致飞行员采取次优路线。因此，本发明的实施方式可以仅从经鉴定的可信源或其他经验证的数据中选择性地接受或累积湍流数据。在一些实施方式中，从飞行机组的飞行员或其他成员操作的飞行机组版本设备接收的湍流数据可以是可信任的并且基于机组人员安全特权自动地自鉴定，而从乘客操作的乘客版本设备接收的湍流数据基于乘客安全特权可能是不可信任的，或者可能需要服务器100进一步鉴定或保障以确保乘客湍流数据的准确性。

在一些实施方式中，服务器100可以在通信设备的乘客和飞行机组版本上输出相同的湍流图数据的完整视图(例如，参见图7中的地图数据输出)，但可以输入、信任或接受来自乘客设备的比来自飞行机组设备的更受限制的数据集(例如，参见图6中的数据输入)。在一些实施方式中，服务器100可以使用从飞行员或飞行机组版本设备接收的所有或仅湍流测量，但是没有或从乘客版本设备接收的湍流测量的子集(例如，拒绝至少一些湍流测量)，来计算飞机湍流信息。在一些实施方式中，来自飞行机组版本设备的湍流数据可以仅当设备被对接到飞行员的对接站时被服务器信任并使用(例如，在其未对接时不被信任和使用)以确保湍流测量是由飞机运动而不是人类运动引起的。在各种实施方式中，服务器或通信设备可以识别设备何时被正确地对接到对接站中，例如，使用对接站中的电触点或有源或无源发射器，其向通信设备发送信息以验证设备被正确对接，或由飞行员手动输入的代码、生物识别数据或其他确认。在一些实施方式中，设备可以附加对接站或验证码(或从其导出的签名)以验证对接设备收集湍流数据(否则，没有对接验证码发送的湍流数据可以在服务器在其湍流计算中被忽略或者减小权重)。在一些实施方式中，服务器或通信设备可以识别通信设备何时未对接到对接站中，例如，当通信设备(例如，屏幕表面)的定向或角度在一个或多个阈值角度范围内时(例如，相对于地平线0-30°)，超出该范围不太可能由湍流引起。例如，大致水平(例如，0-30°)定向的设备很可能由用户手持(未对接)，因为如果它被对接(例如，相对于飞机运动轴线90°)这样的极端定向将表明飞机正在直线下降。在一些实施方式中，服务器或通信设备可以通过平均或采用用于湍流数据的定向测量的粗略(例如，相对间歇)采样来测量通信设备的定向或角度。在其他实施方式中，服务器可以使用来自设备的飞行机组版本的湍流测量值，而不管是否接收到其被对接和/或对接确认。

在一些实施方式中，当乘客可以推挤手持设备导致假湍流事件时，乘客运动被限制在飞机机舱内，并且因此不会显著改变飞机的位置信息。因此，服务器100可以使用乘客位置信息而不是乘客湍流信息(例如，或乘客湍流信息的选择性子集)以生成湍流图数据(例如，如图7所示)，而服务器100可以使用飞行机组的位置和湍流信息两者，以生成湍流图数据。在一些实施方式中，因为难以篡改不存在的湍流或低湍流，所以服务器100可以仅当其指示没有湍流或指示比其他可信任设备(诸如对接的飞行机组设备、嵌入式设备或补充安装设备)记录的湍流度小时使用乘客湍流信息。

在一些实施方式中，通信设备的乘客版本可以手动接受乘客输入的湍流数据，诸如，是否存在湍流事件和/或某一规模上事件的水平或强度的指示(例如，1-4级)。虽然乘客不会受到导致乘客设备假阳性的挤压的影响，但乘客可能会受到人类主观性的影响。每个乘客对湍流具有不同的容忍度或舒适度，并且因此乘客可能会有偏差，对于相同湍流水平报告不同等级。另外，每个人可以移动不同的量(例如，儿童的设备可以比成人的设备移动得多，并且一些成人比其他人更坐立不安)。为了校准或标准化每个乘客的湍流读数，服务器可以通过比较乘客分发给事件的水平与例如来自加速计或可信任的嵌入式或安装设备的传感器的实际湍流读数，来了解乘客手动输入的湍流水平与实际湍流测量之间的相关性。一旦系统在单个乘客的评分和实际湍流测量之间建立可预测的映射或相关性，系统可以根据该映射调整乘客的评分。

在一些实施方式中，每个乘客可以具有唯一的动态安全简档或特权。在一些实施方式中，用户越可信，乘客的湍流信息的权重将越大以计算湍流图数据。例如，当乘客报告由其他可信任源(例如，飞行员的记事表通信设备或嵌入式或安装的通信设备)确认的湍流事件时，乘客的安全简档得到改善或增加。相反，每当乘客报告与可信任设备的湍流事件或读数不同的湍流事件或读数时(例如，当可信任设备不报告事件而乘客报告事件或乘客报告湍流水平显著高于或低于可信任设备记录的水平)，乘客的安全简档可以降级或减少。在一些实施方式中，具有低于阈值安全水平的乘客可以仅用于验证来自其他机载可信任设备的湍流测量。然而，一旦乘客的安全水平超过特定阈值，乘客设备可以成为可信任设备并且其数据可以用作飞机上湍流的唯一决定因素(例如，当没有其他可信任设备来验证该数据时确定湍流水平)。在一些实施方式中，可信任乘客的设备可以用于验证其他乘客或飞行机组设备读数。

在各种实施方式中，由可信任设备(例如，飞行机组设备、记事表飞行机组设备、具有上述阈值安全特权的乘客设备或嵌入式或安装的通信设备)测量的湍流数据可以验证由不可信任设备(例如，具有低于阈值安全特权的乘客设备)测量的湍流数据。在一些实施方式中，可信任设备可以验证来自在基本相同的时间段记录的同一飞机上的不可信任设备的数据。在一些实施方式中，由一架飞机上的可信任设备测量的湍流数据可以验证由不同飞机上的不可信任设备测量的湍流数据。例如，当两架或多架飞机在预定时间范围内通过基本相似的位置、区域或区时，由其中一架飞机上的设备记录的湍流数据可以验证或使另一架飞机上的设备记录的数据无效。

在一些实施方式中，“乘客模式”或“乘客版本”具有法定人数特征，其中，当同一平面上的大于阈值数量的乘客指示基本相同的湍流测量时，该测量值是可信的。可以调整该阈值和其他阈值以平衡对高安全性的需求，同时不排除过多数据。

在一些实施方式中，从乘客版本收集的湍流数据可以通过与从飞行机组版本收集的湍流数据不同的颜色或半透明度在湍流图中可视化(例如，乘客读数是半透明的并且飞行机组或嵌入式设备读数是不透明的)。

图8是示出根据本发明的实施方式的用于避免或校正“假阳性”湍流事件的方法800的流程图。可以使用处理器(例如，图2的服务器处理器104)来执行方法800。

在操作810中，一个或多个处理器(例如，图2的服务器处理器104)可以在一架或多架飞机(例如，图2的飞机10A-F)上的飞行期间，在预定时间量(例如，锁定时间段)内，在经过相同的空域区域(例如，图5的区域560)接收由一个或多个通信设备(例如，图2的通信设备30)获得的多个不同的湍流值。多个湍流值可以作为来自单架飞机上的单个通信设备、来自同一飞机上的不同通信设备，或者来自多架不同飞机中的各架飞机上的不同通信设备的顺序读数被接收。在操作810之前，如果在预定时间段内没有为空域区域记录湍流值，则处理器可以例如立即或者在预定时间段到期时，基于在操作810中接收的湍流值来设定空域区域的湍流值或水平。

在操作820中，一个或多个处理器(例如，图2的服务器处理器104)可以基于在操作810中接收的不同湍流值的最小值来生成用于空域区域的湍流图数据。在一个实施方式中，处理器可以将空域区域的湍流值设定为在预定时间段期间接收的最小值，并且可以例如仅基于最小湍流值，忽略任何非最小湍流值。在一个实施方式中，如果随后接收到较低值，则处理器可以通过仅减小湍流值来选择性地更新空域区域的湍流值，但是如果随后在预定时间段内接收到较高值则不增加湍流值。在一个实施方式中，处理器可以等待直到预定时间段到期并且将空域区域的湍流值设定为湍流值的最小值。例如，如果处理器已经将空域区域的湍流值设定为第一较高湍流值，则处理器可以将分发给空域区域的湍流值减小到等于或者导出随后接收的相对较低湍流值。如果在预定时间段内没有为空域区域设定湍流值，则处理器可以选择最小湍流值，即随后的较低值，作为空域区域的湍流值，并且可以忽略或删除以前收到较高的湍流值。在一个实施方式中，处理器可以基于多个湍流值的全部或子集的平均值来生成湍流图数据，例如，在湍流值的最小值的预定范围内的湍流值。平均值可以是加权平均值，其中相对较高的权重被分配给相对较低的湍流值，而相对较低的权重被分配给相对较高的湍流值。在一些实施方式中，湍流值子集可以排除最大湍流值。

在操作830中，一个或多个处理器(例如，图2的服务器处理器104)可以基于在操作820中生成的最小湍流值将至少单个空域区域的湍流图数据发送到一个或多个通信设备(例如，与在操作810中从其接收湍流值的通信设备相同或不同)。通信设备可以显示与围绕或沿着通信设备的飞机和/或其他飞机的路线的区域相关联的湍流图数据。

图9是示出根据本发明的实施方式的用于与以“飞行机组模式”或“乘客模式”操作的多个通信设备通信的方法900的流程图。可以使用可以位于集中控制设备(例如，图2的服务器100)处的一个或多个处理器(例如，图2的一个或多个处理器104)来执行方法900。在其他实施方式中，方法900的一些或所有操作可以在其他处理器(例如，图2的通信设备30处理器34)处执行。

在操作910中，一个或多个处理器(例如，图2的服务器处理器104)可以从多个通信设备接收飞行机组湍流数据，多个通信设备在多架飞机的各架飞机上的飞行期间，由飞行机组人员以飞行机组模式操作。以飞行机组模式操作的通信设备可以具有自鉴定飞行机组湍流数据的完整性的飞行机组安全特权。

在操作920中，一个或多个处理器可以从多个通信设备接收乘客湍流数据，多个通信设备在多架飞机的各架飞机上的飞行期间由乘客以乘客模式操作。以乘客模式操作的通信设备可以具有不能自鉴定的乘客安全特权，但需要集中控制设备鉴定乘客湍流数据的完整性。

在操作930中，通过将所接收的由飞行机组安全特权自鉴定的飞行机组湍流数据和由集中控制设备鉴定的乘客湍流数据叠加到单个时空参照系上，一个或多个处理器可以生成包括累积时空湍流信息的湍流图数据。

在操作940中，一个或多个处理器可以将湍流图数据分发到多个通信设备中的一个或多个，用于在以飞行机组模式或以乘客模式操作时显示分发的湍流图数据。

根据本发明的一些实施方式，视觉表示可以包括根据获得或记录湍流数据的相应位置叠加在地图上的多个指示符。

根据本发明的一些实施方式，指示符在视觉上区分各种水平的湍流强度。这可以通过使用预定义的颜色、图案或图标方案(如此处所示)来实现。相同的方案可以用于所有通信设备，或者可以针对不同的各个通信设备使用或改变不同的方案。

根据本发明的一些实施方式，指示符可以进一步在视觉上区分以下中的至少一个：湍流数据的采样时间，以及湍流数据是否是手动获得的或是通过测量各个通信设备的加速度来获得的。

根据本发明的一些实施方式，可以响应于用户选择来改变视觉表示，例如，仅在指定的半径或飞行路线内，或在指定的时段内显示指定的高度范围的指示符。

根据本发明的一些实施方式，可以使用响应于用户选择的图形用户界面(GUI)来改变视觉表示，以仅显示特定水平或范围的湍流水平，或者特定高度范围(非限制性示例可以包括GUI条750)或特定时间范围(非限制性示例可以包括GUI条760)的指示符。

根据本发明的一些实施方式，尽管通信设备和远程服务器之间的网络连接可以是连续的，但是在至少一些通信设备不能临时与远程位置建立通信信道的情况下，或者在整个飞行过程中没有可用的通信的情况下，至少一些通信设备发送湍流数据可以被延迟到通信信道变得可用时(例如，当飞行中的飞机接入点被激活时或者在着陆后获得对通信网络的接入时)。此时，可以将来自整个飞行或仅连接不可用时的时间段的湍流数据发送到服务器。服务器可以应用过去的湍流数据以显示沿着其他飞机当前或预计通过的飞行路径的区域中的湍流。

在一些实施方式中，由飞机10A-10F上的通信设备30测量的湍流数据可以被累积并存储为数据池(例如，在图2的数据库110或存储器102处)。数据池可以由航空公司或政府组织(诸如国际航空运输协会(IATA))操作或与其相关联。数据池可以由第三方用户访问和/或更新，例如被授予访问权限或具有足够凭证或安全许可的第三方用户。

在以上说明中，实施方式是本发明的示例或实现。“一个实施方式”、“实施方式”或“一些实施方式”的各种表现不一定都指代相同的实施方式。

尽管可以在单个实施方式的上下文中描述本发明的各种特征，但是这些特征也可以单独提供或以任何合适的组合提供。相反，尽管为了清楚起见，可以在单独的实施方式的上下文中描述本发明，但是本发明也可以在单个实施方式中实现。

说明书中对“一些实施方式”、“实施方式”、“一个实施方式”或“其他实施方式”的引用意味着结合实施方式描述的特定特征、结构或特性包括在至少一些实施方式中，但不一定是本发明的所有实施方式。

应当理解，本文采用的措辞和术语不应被解释为限制性的，并且仅用于说明性目的。

参考所附说明书、附图和实施方式，可以更好地理解本发明的教导的原理和用途。

应当理解，本文所述的细节不构成对本发明的应用的限制。

此外，应当理解，本发明可以以各种方式实施或实践，并且本发明可以在除了以上说明中概述的实施方式之外的实施方式中实现。

应当理解，术语“包括”，“包含”，“由……组成”及其语法变体不排除添加一个或多个组件、特征、步骤或整体或其组合，并且术语应当被解释为指定组件、特征、步骤或整体。

如果说明书或权利要求涉及“附加”元件，则不排除存在多于一个的附加元件。

应当理解，在权利要求或说明书涉及“一”或“一个”元件的情况下，此类涉及不应被解释为仅存在一个该元件。

应当理解，在说明书陈述组件、特征、结构或特性“可”、“可能”、“可以”或“可以是”被包括在内的情况下，该特定组件、特征、结构或特性不被要求包括在内。

在适用的情况下，尽管可以使用状态图、流程图或两者来描述实施方式，但是本发明不限于那些图或相应的说明。例如，流程不需要移动通过每个所示的框或状态，或以所示和所述的完全相同的顺序移动。

可以通过手动、自动或其组合执行或完成所选步骤或任务来实现本发明的方法。

权利要求和说明书中给出的说明、示例、方法和材料不应被解释为限制性的，而仅仅是说明性的。

除非另外定义，否则本文使用的技术和科学术语的含义应由本发明所属领域的普通技术人员通常理解。

本发明可以在测试或实践中使用与本文描述的那些等效或类似的方法和材料来实施。

虽然已经相对于有限数量的实施方式描述了本发明，但是这些实施方式不应被解释为对本发明范围的限制，而是作为一些优选实施方式的示例。其他可能的变化、修改和应用也在本发明的范围内。因此，本发明的范围不应受到迄今为止所描述的内容的限制，而应受所附权利要求及其法定等同物的限制。

Claims (11)

1.一种用于经由位于飞机上的通信设备获得和呈现湍流数据的方法，所述方法包括：

在集中控制设备处：

从飞行中的多架飞机中的各架飞机上的由飞行机组人员以飞行机组模式操作的多个通信设备接收飞行机组湍流数据，其中，以飞行机组模式操作的通信设备具有自鉴定所述飞行机组湍流数据的完整性的飞行机组安全特权；

从飞行中的多架飞机中的各架飞机上的由乘客以乘客模式操作的多个通信设备接收乘客湍流数据，其中，以乘客模式操作的通信设备具有不自鉴定的乘客安全特权，但是要求所述集中控制设备鉴定所述乘客湍流数据的完整性；

通过将接收的由所述飞行机组安全特权自鉴定的所述飞行机组湍流数据和由所述集中控制设备鉴定的所述乘客湍流数据叠加到单个时空参照系，生成包括累积时空湍流信息的湍流图数据；以及

将所述湍流图数据分发给所述多个通信设备中的一个或多个，用于在以所述飞行机组模式或以所述乘客模式操作时显示分发的湍流图数据。

2.根据权利要求1所述的方法，包括通过将所述乘客湍流数据与由可信任自鉴定设备的传感器自动测量的湍流数据进行比较来在所述集中控制设备处鉴定所述乘客湍流数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述可信任自鉴定设备选自由以下构成的组：停靠在飞机驾驶舱中的设备、安装在飞机上的设备、嵌入飞机中的设备以及以飞行机组模式操作的通信设备。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述集中控制设备处鉴定所述乘客湍流数据包括确定所述乘客湍流数据报告的湍流水平小于或等于在大致同一位置和时间由同一飞机或不同飞机上的所述飞行机组湍流数据报告的湍流水平。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，由所述集中控制设备鉴定所述乘客湍流数据包括通过确定所述乘客具有高于阈值的乘客安全特权来鉴定操作所述通信设备的乘客。

6.根据权利要求1所述的方法，包括每当乘客的通信设备记录针对由可信任自鉴定设备记录的湍流数据进行验证的乘客湍流数据时增加所述乘客的所述乘客安全特权，以及每当乘客的通信设备记录与由可信任自鉴定设备记录的湍流数据相矛盾的乘客湍流数据时，降低所述乘客的所述乘客安全特权。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，仅当所述通信设备安装在飞行机组对接站中时，以飞行机组模式操作的所述通信设备才自鉴定所述飞行机组湍流数据的完整性。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，基于来自所述飞行机组湍流数据的位置和湍流信息以及仅来自所述乘客湍流数据的仅位置信息而非湍流信息来生成所述湍流图数据。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述飞行机组湍流数据由操作地连接到以飞行机组模式操作的所述通信设备的传感器自动测量。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述乘客湍流数据由传感器自动测量或由乘客手动输入到以乘客模式操作的所述通信设备中。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述湍流图数据包括基于相应乘客的安全特权对所述乘客湍流数据进行加权。

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