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DE69308479T2 - Gerät zur Vermeidung von Flugzeugkollisionen, insbesondere mit dem Bodem - Google Patents

Gerät zur Vermeidung von Flugzeugkollisionen, insbesondere mit dem Bodem

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DE69308479T2
DE69308479T2 DE69308479T DE69308479T DE69308479T2 DE 69308479 T2 DE69308479 T2 DE 69308479T2 DE 69308479 T DE69308479 T DE 69308479T DE 69308479 T DE69308479 T DE 69308479T DE 69308479 T2 DE69308479 T2 DE 69308479T2
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Germany
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aircraft
ground
altitude
attitude
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Xavier Denoize
Francois Faivre
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Thales Avionics SAS
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Thales Avionics SAS
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Publication date
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    • G—PHYSICS
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    • G08G5/74—Arrangements for monitoring traffic-related situations or conditions for monitoring terrain

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  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Navigation (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vermeidung von Kollisionen von Flugzeugen, insbesondere mit dem Boden. Sie betrifft insbesondere Linienflugzeuge. Allgemeiner bezieht sie sich auf alle Flugzeuge, die sich während ihres Flugs der Erde zu weit annähern, zum Beispiel in der Nähe von Bergen, oder die in Abschnitten des Luftraums fliegen, in denen sie eine Gefahr darstellen oder selbst in Gefahr sind, z.B. in verbotenen Zonen.
  • Vorrichtungen zur Vermeidung von Kollisionen zwischen dem Erdboden und Flugzeugen sind bekannt. Diese Vorrichtungen sind hauptsächlich durch die Verwendung von Hochfrequenz-Höhenmessern, durch Rechner, die die barometrische Höhe ausgehend von Druck- und Temperaturmessungen angeben, und durch Navigationsmittel wie z.B. eine Trägheitszentrale oder ein Flugüberwachungsystem gekennzeichnet. Das Prinzip dieser Vorrichtungen liegt in der Auswertung einer Höhenangabe über Grund und in der Auswertung der Veränderungen der mit Hochfrequenzmessern oder Barometern ermittelten Höhe. Diese letztere wird insbesondere verwendet aufgrund ihrer größeren Genauigkeit fürgroße Höhen in Bezug auf die Veränderung der Höhe über Grund. Diese Höhe über Grund wird mit Schwellwerten verglichen, die selbst von Höhenwerten und der Konfiguration des Flugzeugs abhängen, je nachdem, ob sein Fahrwerk, seine Bremsklappen oder seine Nasen ausgefahren sind. Wenn die gemessenen Parameter, insbesondere Höhen und Höhenveränderungen in Abhängigkeit von der Zeit, die Schwellwerte überschreiten, wird ein Alarm für die Besatzung ausgegeben. Solche Vorrichtungen haben jedoch den Nachteil, Messungen in Bezug auf die Fortbewegung des Flugzeugs zu spät auszugeben, d.h. oft zu spät einen Alarm auszulösen, so daß Besatzungen nicht mehr rechtzeitig reagieren und folglich Kollisionen nicht mehr verhindern können. Dies kann insbesondere bei einem plötzlichen Anstieg des Bodenreliefs erfolgen, wenn das Flugzeug z.B. auf eine Flanke eines steil abfallenden Bergs zufliegt. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtungen liegt in unberechtigten Alarmmeldungen, die Fehlalarm genannt werden. Diese können sich insbesondere ergeben, wenn die Flugzeuge Berge geringer Höhe zwar mit einer guten Sicherheitshöhe überfliegen, aber die ansteigenden Reliefs, auch wenn sie gefahrlos sind, diese Fehlalarme auslösen. Diese Fehlalarme verringern stark die Glaubwürdigkeit diese Antikollisionsvorrichtungen.
  • Ein Patent US-A-5,142,480 beschreibt ein System, das es einer Besatzung ermöglicht, zu bestimmen, ob sie auf sichere Weise nach einer Motorpanne auf einer Landebahn landen kann. Eine Patentanmeldung P-A-4 315 084 beschreibt ein System, das ein Bild des Terrains aufbaut.
  • Es wurden Verbesserungen an Antikollisionsvorrichtungen vorgenommen, insbesondere indem Datenbanken eingeführt wurden, die es ermöglichen, den Wert der zu berücksichtigenden Schwellen in Abhängigkeit von der geographischen Lage der Flugzeuge zu modulieren. Diese Verbesserungen können die Fehlalarme verringern. Sie erfordern jedoch für jede Art von Terrain angepaßte Datenbanken. Im Gefolge dieser letzten Lösung kann man ein numerisches Modell des Terrains vorsehen, das es ermöglichen würde, durchgehend in Abhängigkeit von seiner Position die Art des Reliefs vor einem Flugzeug zu kennen. Ein solches Modell erfordert jedoch eine Datenbank, die das Relief genau genug beschreibt, die also große Speicher benötigt. Zu diesem Nachteil kommt die Notwendigkeit von Austauschprozeduren und Updates einer solchen Datenbank, was ihre Verwendung komplizierter macht. Die große Anzahl von gespeicherten Informationen schließt außerdem beträchtliche Fehlerquellen ein.
  • Es ist das Ziel der Erfindung, die oben erwähnten Nachteile zu beseitigen, insbesondere indem man sich von den Zufällen der Veränderungen von Reliefs befreit und indem man die Position des Flugzeugs nicht mehr in Bezug auf den Erdboden, sondern in Bezug auf die bekannten Sicherheitshöhen bestimmt.
  • Zu diesem Zweck hat die Erfindung eine Vorrichtung zur Vermeidung von Kollisionen für ein Flugzeug zum Ziel, wie sie in Anspruch 1 definiert ist.
  • Hauptvorteil der Erfindung ist, daß die Gefahr von Kollisionen vorhergesagt werden kann, wodurch sie zur Verringerung der Reaktionszeit der Besatzungen gegenüber diesen Gefahren beiträgt, daß sie die Fehlalarme reduziert, daß sie die Zuverlässigkeit der Antikollisionssysteme verbessert und daß sie sich an alle Arten von Reliefs, von Luftraumabschnitten oder von Navigationszwängen anpaßt.
  • Weitere Merkmale und Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnungen hervor.
  • Figur 1 zeigt das Funktionsprinzip einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Figur 2 zeigt ein Blockfunktionsbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Figur 3 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Figur 4 zeigt zwei Beispiele für vorhergesagte Flugbahnen in Bezug auf ein Flugzeug.
  • Die Figuren 5 und 6 zeigen ein Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Figur 1 zeigt das Funktionsprinzip einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Eine Beschreibung der Sicherheitshöhen des Flugzeugs 1 wird gespeichert. Diese Höhen sind zum Beispiel in Bezug auf das Relief des Terrains 2, in Bezug auf verbotene Lufträume oder in Bezug auf Flug- oder Landemanöver definiert. In Abhängigkeit von der geographischen Lage des Flugzeugs und in Abhängigkeit von der Beschreibung der Sicherheitshöhen wird ein Luft-"Boden" 3 um die Vertikale 4 des Flugzeugs konstruiert, wobei dieser Boden eine Luftgrenze für das Flugzeug bildet, unter der die Gefahr einer Kollision möglich ist. Wenn der geographische Ort des Flugzeugs im Anflugbereich eines Flughafens liegt, führt die Beschreibung der Sicherheitshöhen zu einer Art Boden, der insbesondere die Landemanöver berücksichtigt. Wenn dieser Ort sich in einer gebirgigen Landschaft befindet, wird das Relief berücksichtigt. Der Boden 3 schmiegt sich nicht den verschiedenen Höhen des Terrains 2 an, sondern wird zum Beispiel durch eine globale Höhe definiert. Diese globale Höhe wird jedoch örtlich definiert. Bei einem Anstieg des Terrains 2 wird der Boden 3 von einer neuen globalen Höhe definiert, die höher ist als die höchste Bodenerhebung. Bei einer Landung wird diese globale Höhe nacheinander von den verschiedenen minimalen Landehöhen sowie z.B. von den Landekorridoren bestimmt.
  • Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Diese Vorrichtung enthält mindestens ein Mittel zur Ortung 31 des sie enthaltenden Flugzeugs und eine Datenbank 32, die insbesondere eine Beschreibung von Sicherheitshöhen speichert. Mittel 33 zur Berechnung eines Luftbodens um die Vertikale des Flugzeugs sind mit den Ortungsmitteln 31 und der Datenbank 32 verbunden. Ausgehend von dem geographischen Ort des Flugzeugs, aus den Ortungsmitteln 31 und den Sicherheitshöhen abhängig von der Geographie der überflogenen Regionen, die in der Datenbank 32 gespeichert sind, definieren die Konstruktionsmittel einen Luftboden, unterhalb dem das Flugzeug kollidieren kann oder nicht mehr in Sicherheit ist. Dieser Luftboden 3 ist zum Beispiel wie in Figur 1 gestaltet.
  • Mittel 34 zur Vorhersage der Lage des Flugzeugs, insbesondere seiner senkrechten Lage, sind mit den Ortungsmitteln 31 verbunden. Diese Vorhersagemittel 34 bewerten die Lage des Flugzeugs zwischen einem ersten gegebenen Zeitpunkt to, der zum Beispiel der der Konstruktion des Luftbodens 3 um den Flugzeug ist, und einem zweiten gegebenen Zeitpunkt to + Δt. Zwischen jeder Konstruktion von Böden können zum Beispiel mehrere Vorhersagen der Lage des Flugzeugs durchgeführt werden. Diese Vorhersage wird insbesondere ausgehend von der bekannten Lage des Flugzeugs zum ersten gegebenen Zeitpunkt und seinem Geschwindigkeitsvektor zu diesem Zeitpunkt durchgeführt.
  • Vergleichsmittel 35 sind mit den Konstruktionsmitteln: 33 und den Vorhersagemitteln 34 verbunden. Diese Vergleichsmittel vergleichen die vorhergesagte Lage des Flugzeugs mit dem Luftboden, der zum ersten Zeitpunkt to konstruiert wurde. Wenn die vorhergesagte Lage des Flugzeugs sich über dem Luftboden befindet, wird es als sich in Sicherheit befindend angesehen. Im entgegengesetzten Fall ist die Gefahr einer Kollision gegeben und ein mit den Vergleichsmitteln verbundener Alarm 36 wird ausgelöst.
  • Figur 3 zeigt mögliche Ausführungsformen der erwähnten Mittel. Die Konstruktion des Luf tbodens, die Vorhersage der Lage des Flugzeugs und der Vergleich werden z.B. von einem gemeinsamen Rechner 41 ausgeführt. Es könnte jedoch jeder der obigen Funktionen ein Rechner zugeordnet sein. Die Mittel zur Ortung des Flugzeugs bestehen zum Beispiel aus dem Flugüberwachungssystem 42 und der Trägheitszentrale 43 des Flugzeugs. Die Ortung des Flugzeugs, d.h. sein Längenund sein Breitengrad, wird normalerweise vom Flugüberwachungssystem 42 definiert, das von der Trägheitszentrale 43 und von dem Fachmann bekannten Meßsonden gelieferte Informationen verwendet. Wenn das Flugüberwachungssystem 42 ausfällt, kann die Trägheitszentrale 43 die erwähnten Angaben liefern.
  • Die Datenbank 32 enthält insbesondere die Gesamtheit der Informationen, die es ermöglichen, die Flugböden in Bezug auf den Flug des Flugzeugs zu definieren, d.h. eine Beschreibung der zu berücksichtigenden Sicherheitshöhen, die insbesondere von dem überflogenen Gelände, von den verbotenen Lufträumen und den Flug, Lande- oder Abflugmanövern abhängen. Zu diesem Zweck enthält sie z.B. eine Beschreibung der Navigationsbaken jedes Flughafens sowie ihre geographischen Positionen, eine Beschreibung der Annäherungsmanöver für jeden Flughafen und eine Beschreibung der Mindest-Sicherheitshöhen, die zu berücksichtigen sind, wenn kein Flughafen in der Nähe ist oder wenn das Flugzeug sich auf Reisehöhe befindet. Die Datenbank 32 kann zum Beispiel eine Beschreibung aller Flughäfen auf der Welt enthalten.
  • Die Beschreibung der Annäherungsmanöver besteht z.B. aus einer bestimmten Anzahl von geradlinigen Segmenten oder in Form eines Bogens, für die der Ursprungspunkt und der Endpunkt absolut angegeben werden, d.h. in Längen- und Breitengrad, oder relativ in Bezug auf eine Navigationsbake, sowie aus den Sicherheitshöhen, die beim Durchgang zwischen diesen beiden Punkten zu beachten sind.
  • Die Beschreibung der Mindest-Sicherheitshöhen kann erhalten werden, indem zum Beispiel ein Gitternetz genommen wird, das den Linien der Parallelen und der Meridiane der Erdoberfläche entspricht, und indem jedem Quadrat ein Wert einer minimalen Sicherheitshöhe zugewiesen wird.
  • Eine andere Lösung der Organisation der Datenbank 32 besteht darin, daß sie alle Sicherheitshöhen anstelle der erwähnten Beschreibungen speichert. Eine solche Organisation erfordert jedoch wesentlich mehr Speicherplatz. Dagegen kann sie den Vorteil haben, die Zeiten für die Berechnung oder die Konstruktion der Böden zu verkürzen.
  • Die Mittel zur Konstruktion des Luftbodens 33 sind Teil des Rechners 41. Dieser berechnet zum Beispiel einerseits die Böden um das Flugzeug abhängig von den Daten, die vom Flugüberwachungssystem 42 und der Trägheitszentrale 43 geliefert werden, um den Ort des Flugzeugs zu bestimmen, und andererseits die aus der Datenbank 32 gelesenen Daten, um die zu respektierenden Sicherheitshöhen in Abhängigkeit von der geographischen Lage des Flugzeugs zu bestimmen, wobei die Höhe des Flugbodens nicht niedriger als diese Sicherheitshöhen sein darf.
  • Die Mittel zur Vorhersage der Lage des Flugzeugs bestehen zum Beispiel aus der Trägheitszentrale 43, einem anemobarometrischen Rechner 44, einem Mittel zur Speicherung eines Bezugsdrucks 45 und einem Teil 46 des Rechners 41. Dieser Teil 46 berechnet die Vorhersage der Lage des Flugzeugs in Abhängigkeit von dessen Geschwindigkeitsvektor, der von der Trägheitszentrale 43 geliefert wird, und der Lage des Flugzeugs in einem ersten Zeitpunkt to. Die Lage des Flugzeugs, die insbesondere durch seine senkrechte Position definiert ist, wird beispielsweise von der Höhe des Atmosphärendrucks bestimmt, der am Ort des Flugzeugs herrscht. Jeder Druckwert ist mit einer Höhe verbunden, unabhängig insbesondere von den Erhebungen in der Zone, die das Flugzeug überfliegt, und ohne Berücksichtigung von Geländeflanken, die gefahrlos oder wenig signifikant sind. Zu diesem Zweck berechnet der anemobarometrische Rechner 44 einen Druckwert, von dem der der Vorhersage zugeordnete Teil 46 des Rechners 41 in Abhängigkeit vom in den Speichermitteln gespeicherten Bezugsdruck eine Höhe ableitet. Dieser Bezugsdruck ist zum Beispiel der Druck in Höhe des Erdbodens oder der dem Fachmann bekannte Druck QNH. Die Speichermittel werden während des ganzen Flugs in Abhängigkeit von neuen zu berücksichtigenden Bezugsdrücken auf den neuesten Stand gebracht. Bei der Annäherung an einen Flughafen kann der Bezugsdruck zum Beispiel vom Flughafen an den Piloten gemeldet werden.
  • Die Vorhersage der Lage des Flugzeugs wird zum Beispiel vom Rechner 41 ausgehend vom Geschwindigkeitsvektor des Flugzeugs, der von der Trägheitszentrale 43 zum ersten gegebenen Zeitpunkt to geliefert wird, und ausgehend von der zu diesem ersten Zeitpunkt bekannten Lage des Flugzeugs, d.h. insbesondere ausgehend von seinem Längen- und seinem Breitengrad, die vom Flugüberwachungssystem 42 geliefert werden, von seiner mit Hilfe des anemobarometrischen Rechners 44 berechneten Höhe und vom Bezugsdruck 45 durchgeführt. Der Rechner 41 legt zum Beispiel ein Modell der Vorhersage der Flugbahn an, genannt Vermeidungsmodell, das die Luftsituation des Flugzeugs beschreibt. Dieses Modell verwendet zum Beispiel den Geschwindigkeitsvektor des Flugzeugs, eine Verzögerungszeit öt und eine Eigenangabe des Flugzeugs G, zum Beispiel den maximalen Lastfaktor des Flugzeugs. Diese Angabe definiert insbesondere die Fähigkeit des Flugzeugs, Höhe zu gewinnen. Die Vermeidungsbahn wird also zum Beispiel durch ein Segment einer Geraden kolinear zum Geschwindigkeitsvektor und einer Länge gleich dem Produkt V δ (1) und dann einer Kurve erhalten, die zum Beispiel im wesentlichen einen an das vorhergehende Segment tangential anschließenden Kreisbogen darstellt, der nach oben gerichtet ist und einen Radius R besitzt derart, daß G = (V²/R)+1 (2), wobei V den Absolutwert des Geschwindigkeitsvektors darstellt.
  • Wenn das Modell der Vermeidungsbahn dazu führt, daß einige seiner Punkte unterhalb des vorher berechneten Luftbodens liegen, aktiviert die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beispiel einen sichtbaren oder hörbaren Alarm, um die Besatzung über die Tatsache zu informieren, das das Flugzeug sich in kürzester Zeit in einer unsicheren Zone befinden wird.
  • Die Vergleichsmittel 35 sind zum Beispiel Teil des Rechners 41. Dieser vergleicht die berechneten Vermeidungsbahnen mit den berechneten Luftböden. Er ist am Ausgang mit einem Alarmsteuersystem 47 verbunden, das er insbesondere dann aktiviert, wenn eine Bahn unterhalb eines Luftbodens verläuft.
  • Figur 4 zeigt zwei Beispiele von Vermeidungsbahnen, die in Bezug auf das Flugzeug 1 berechnet wurden, das das Gelände 2 überfliegt und unter dem der Luftboden 3 definiert ist, der zum Beispiel vom Rechner 41 berechnet wurde. Eine erste Bahn, die insbesondere in Abhängigkeit vom Geschwindigkeitsvektor des Flugzeugs 1 berechnet wurde, besteht aus einem Segment 51 kolinear zum Geschwindigkeitsvektor und einer Kurve, die z.B. im wesentlichen einen den Strahl 51 tangierenden Kreisbogen 52 darstellt. Dieses Segment 51 und diese Kurve 52 werden dann zum Beispiel gemäß den obigen Gleichungen (1) und (2) berechnet. Diese erste Bahn 51, 52 verläuft nicht unterhalb des Bodens 3. Eine zweite Flugbahn besteht z.B. aus einem Segment 53, das das vorhergehende Segment 52 verlängert, und einem Kreisbogen 54. Diese zweite Bahn 53, 54 verläuft unter dem Luf tboden 3, zum Beispiel aufgrund der zu großen Geschwindigkeit des Flugzeugs 1, die das Flugzeug daran hindert, vor dem Anstieg des Bodens 3 an Höhe zu gewinnen, wobei die Stufe des Bodens durch eine Erhebung des Geländes 2 verursacht wird. Diese Stufe 55 ist z.B. senkrecht. In diesem letzteren Fall warnt ein Alarm die Besatzung, damit sie das Flugzeug 1 an Höhe gewinnen oder es seine Bahn ändern läßt. Die Vermeidungsbahnen 51, 52, 53, 54 sind nämlich Bahnen, die dem Flugzeug eine Reaktionszeit lassen, um zu vermeiden, daß es unter den Luftboden 3 kommt, so daß es in Sicherheit bleibt. Nach einer Reaktion des Flugzeugs aufgrund einer Vermeidungsbahn 53, 54, die unter dem Boden 3 verläuft, wird eine weitere Vorhersage einer Vermeidungsbahn zum Beispiel erstellt, um den Weg dieser neuen Flugbahn zu prüfen und insbesondere festzustellen, ob sie sich vollständig oberhalb des Bodens 3 befindet.
  • Dieser Boden 3 wird von den Konstruktionsmittel 33 oder dem Rechner 46 während des ganzen Flugs des Flugzeugs 1 berechnet. Die Zeit zwischen der Berechnung von zwei aufeinanderfolgenden Flugböden hängt insbesondere von der Geschwindigkeit des Flugzeugs ab. Diese Berechnungen können z.B. periodisch durchgeführt werden, wobei die Periode so gewählt ist, daß zwei nacheinander berechnete Böden sich zumindest leicht überlappen, um Unsicherheitszonen zu vermeiden. Vorhersagen der Lage des Flugzeugs werden zum Beispiel periodisch durchgeführt, um es der Besatzung permanent zu ermöglichen, auf eine Kollisionsgefahr zu reagieren.
  • Die Luftbodenberechnung wurde weiter oben ausgehend von Höhen definierenden Luftdrücken definiert, insbesondere unabhängig von den unterschiedlichen Geländeformen, die das Flugzeug überfliegt. Die die Luftböden definierenden Höhen können zum Beispiel nicht die Luftdrücke verwenden. Diese Höhen können von einem GPS-Empfänger ausgehend von einem System geliefert werden, das aus mehreren einem Geoid-Modell zugeordneten geostationären Satelliten besteht. Es können z.B. vier Satelliten vorhanden sein. Diese dem Fachmann bekannten GPS-Empfänger ermöglichen es, ausgehend von einem Bezugs-Geoid-Modell, das die Erde beschreibt, die Höhe eines Flugzeugs zu messen. GPS sind die Anfangsbuchstaben des englischen Ausdrucks "Global Positioning System". Der im Flugzeug enthaltene GPS-Empfänger empfängt Signale von den vier Satelliten, die einem Rechner, z.B. dem erwähnten Rechner 41, erlauben, die Höhe des Flugzeugs zu bestimmen.
  • Die Figuren 5 und 6 zeigen ein Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Anflug auf einen Flughafen.
  • Beim in Figur 5 dargestellten Anflug auf einen Flughafen fliegt das die erfindungsgemäße Vorrichtung enthaltende Flugzeug in einer geschlossenen Warteschleife 62, ehe er sich in einen Landekorridor begibt, um auf einer Landebahn 64 zu landen. Aus der Gesamtheit der in der Datenbank 32 enthaltenen Informationen, und insbesondere ausgehend von den Annäherungsmanövern und den zu respektierenden Sicherheitshöhen, definieren die Konstruktionsmittel 33, z.B. der Rechner 46, einen Luftboden, von dem ein Teil als Beispiel in Figur 6 dargestellt ist.
  • Dieser Boden besteht aus mehreren konstanten Höhen 71, 72, 73, 74, 75, die je mindestens so hoch wie die Sicherheitshöhe sind, die das Flugzeug über ihnen einhalten muß. Der Teil 75 des Bodens, der die geringste Höhe hat, bildet zum Beispiel einen Teil des Bodens des Landekorridors 63.
  • Die Funktionssicherheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann erhöht werden, indem ihr beispielsweise ein Hochfrequenz-Höhenmesser zur überprüfung der Höhen zugeordnet wird. Wenn die Höhen durch Druckmessungen definiert sind, kann auch ein GPS-Empfänger verwendet werden, um die Höhe des Flugzeugs in Bezug auf ein Bezugs-Geoid zu prüfen.
  • Die um die Vertikale des Flugzeugs 1 definierten Luftböden 3, 71, 72, 73, 74, 75 haben zum Beispiel eine endliche Anzahl von Höhenniveaus, wie es die Figuren 1 und 6 zeigen. Es ist möglich, Böden mit durchgehend variierenden Höhen vorzusehen. Solche Böden ermöglichen es insbesondere der erfindungsgemäßen Vorrichtung, praktisch bis zur Landung des Flugzeugs auf der Erde in Betrieb zu sein.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Vermeidung von Kollisionen für ein Flugzeug (1), die aufweist:
- Mittel zur geographischen Ortung (31, 41, 42, 43) des Flugzeugs,
- Mittel (34, 41, 43, 44, 45, 46) zur Vorhersage der Lage (51, 52, 53, 54) des Flugzeugs (1) zwischen einem ersten gegebenen Zeitpunkt und einem zweiten gegebenen Zeitpunkt, die mit den Ortungsmitteln (31, 41, 42, 43) verbunden sind, wobei die Höhe des Flugzeugs (1) zum ersten gegebenen Zeitpunkt bekannt ist,
- Mittel (35, 41) zum Vergleich der vorhergesagten Lage des Flugzeugs (1) mit einem Schwellwert,
dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter aufweist:
- eine Datenbank (32), die eine Beschreibung der zu respektierenden Sicherheitshöhen in Abhängigkeit mindestens von den geographischen Orten enthält,
- Mittel (33, 41) zur Berechnung eines Luft-"Bodens" (3, 71, 72, 73, 74, 75) um die Vertikale (4) zum Flugzeug (1) in Abhängigkeit von der geographischen Lage des Flugzeugs, wobei diese Mittel (33, 46) mit den Ortungsmitteln (31, 41, 42, 43) und der Datenbank (32) verbunden sind, wobei die Höhe des Bodens mindestens den Sicherheitshöhen um die Vertikale (4) zum Flugzeugs (1) gleicht, wobei der Boden während des ganzen Flugs des Flugzeugs berechnet wird, wobei die Vergleichsmittel (35, 41) die vorhergesagte Lage des Flugzeugs (1) mit dem konstruierten Boden (3, 71, 72, 73, 74, 75) vergleichen, wobei diese Mittel (35) mit den Vorhersagemitteln (34, 46) und den Boden-Konstruktionsmitteln (33) verbunden sind, wobei ein Alarm (36, 47) ausgelöst wird, wenn das Ergebnis des Vergleichs (35) angibt, daß eine vorhergesagte Lage (53, 54) des Flugzeugs sich unter dem Boden (3) befindet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Flugzeugs (1) durch ein Druckniveau bestimmt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Vorhersage der Lage (51, 52, 53, 54) des Flugzeugs einen anemobarometrischen Rechner (44) und Mittel zur Speicherung eines Bezugsdrucks (45) enthalten.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Flugzeugs (1) von Signalen definiert wird, die von geostationären Satelliten in Abhängigkeit von einem Bezugs-Geoid-Modell geliefert werden.
5. Vorrichtung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur geographischen Ortung (31) des Flugzeugs das Flugüberwachungssystem (42) und die Trägheitszentrale (43) des Flugzeugs enthalten.
6. Vorrichtung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenbank (32) eine Beschreibung der Navigationsbaken jedes Flughafens (61) eine Beschreibung der Anflugmanöver für jeden Flughafen (61) und eine Beschreibung der Mindest-Sicherheitshöhen enthält, die zu respektieren sind, wenn kein Flughafen in der Nähe ist oder wenn das Flugzeug sich auf Reisehöhe befindet.
7. Vorrichtung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorhergesagte Lage des Flugzeugs (1) von einer Flugbahn beschrieben wird, die aus einem kolinearen Segment (51, 53) mit dem Geschwindigkeitsvektor ( ) des Flugzeugs und aus einer Kurve besteht, die im wesentlichen einen Kreisbogen (52, 54) definiert, an das Segment (51, 53) tangential anschließt und nach oben gerichtet ist, wobei das Segment proportional zur Geschwindigkeit (V) des Flugzeugs (1) ist und der Radius des Kreisbogens vom Quadrat der Geschwindigkeit (V) und seiner Fähigkeit, nach oben zu ziehen, abhängt.
8. Vorrichtung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein neuer Boden (3) periodisch von den Boden-Konstruktionsmitteln (33, 41) berechnet wird.
9. Vorrichtung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine neue Lage (51, 52, 53, 54) des Flugzeugs (1) periodisch von den Vorhersagemitteln (33, 41, 43, 44, 45, 46) berechnet wird.
10. Vorrichtung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter einen Höhenmesser aufweist, um die gemessenen Höhen zu überprüfen.
DE69308479T 1992-11-10 1993-11-05 Gerät zur Vermeidung von Flugzeugkollisionen, insbesondere mit dem Bodem Expired - Fee Related DE69308479T2 (de)

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DE69308479D1 DE69308479D1 (de) 1997-04-10
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