DE102015122619A1

DE102015122619A1 - Navigation method and navigation device for gliders and gliders

Info

Publication number: DE102015122619A1
Application number: DE102015122619.7A
Authority: DE
Inventors: Carsten Seehof; Sven Oppermann
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2015-02-20
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2016-08-25
Anticipated expiration: 2035-12-23
Also published as: DE102015122619B4; DE202015100823U1

Abstract

Zum Navigieren eines Segelflugzeugs (1) werden Positionsdaten (16) bestimmt, welche die Position des Segelflugzeugs (1) in drei Dimensionen beschreiben, und Zieldaten (17) eines mit dem Segelflugzeug (1) anzufliegenden Ziels (2) gespeichert. Unter Verwendung der Zieldaten (17) und der Positionsdaten (16), welche die Position des Segelflugzeugs (1) beschreiben, werden Anzeigedaten (18) berechnet und angezeigt. Flugdaten (9) anderer Segelflugzeuge (8), welche Positionsdaten der anderen Segelflugzeuge (8) umfassen, werden empfangen. Dabei werden die Anzeigedaten (18) so unter Verwendung der Flugdaten (9) der anderen Segelflugzeuge (8) berechnet, dass die Anzeigedaten (18) die schnellste Flugroute (7) von der aktuellen Position des Segelflugzeugs (1) zu dem anzufliegenden Ziel (2) beschreiben.To navigate a glider (1) position data (16) are determined which describe the position of the glider (1) in three dimensions, and target data (17) of a target (2) to be attached to the glider (1). Using the target data (17) and the position data (16) describing the position of the glider (1), display data (18) is calculated and displayed. Flight data (9) of other gliders (8) comprising position data of the other gliders (8) are received. The display data (18) is thus calculated using the flight data (9) of the other gliders (8) that the display data (18) the fastest route (7) from the current position of the glider (1) to the approaching target (2 ).

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung bezieht sich auf ein Navigationsverfahren und eine Navigationsvorrichtung für ein Segelflugzeug sowie auf ein Segelflugzeug mit einer solchen Navigationsvorrichtung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Navigationsverfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 und eine Navigationsvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 9. The invention relates to a navigation method and a navigation device for a glider and to a glider with such a navigation device. In particular, the invention relates to a navigation method having the features of the preamble of independent claim 1 and a navigation device having the features of the preamble of independent claim 9.

STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART

Beim Segelfliegen ist die Luftlinie zwischen einer aktuellen Position und einem anzufliegenden Ziel fast immer nicht die schnellste Flugroute, d. h. die Flugroute, die in kürzester Zeit zu dem anzufliegenden Ziel führt. Zumindest gilt dies beim Auftreten von Seitenwinden und inhomogen verteilten Auf- und Abwinden. When soaring, the airline between a current position and a target to be approached is almost always not the fastest flight route; H. the flight route that leads to the destination in no time. At least, this applies to the occurrence of side winds and inhomogeneously distributed up and down.

Der Pilot eines Segelflugzeugs versucht daher, die in dem potentiell zu durchfliegenden Gebiet aktuell vorliegenden Luftströmungen zu erfassen und bei der Planung seiner Flugroute zu berücksichtigen. Er nutzt dabei auch indirekte Hinweise auf die Luftströmungsverhältnisse, wie allgemeine Wetterinformationen, Geländeformationen und beobachtete Bewegungen anderer Segelflugzeuge. Die schnellste Flugroute auf diese Weise zu finden, bleibt aber Glücksache. The pilot of a glider therefore seeks to detect the current air currents present in the potentially to-be-traversed area and to take these into account when planning his flight route. He also uses indirect evidence of the airflow conditions, such as general weather information, terrain formations and observed movements of other gliders. Finding the fastest route in this way, however, remains a matter of luck.

Wenn mehrere Segelflugzeuge im Team fliegen, können die einzelnen Piloten verschiedene Flugrouten ausprobieren, um die schnellste zu finden. Die Chance, dass das Segelflugzeug des Teams auf diese Weise die schnellste Flugroute oder zumindest einen Abschnitt der schnellsten Flugroute findet, ist deutlich größer als bei nur einem Segelflugzeug. Um auch die Fortsetzung einer solchen schnellsten Flugroute zu finden, müssen die verschiedenen Segelflugzeuge des Teams jedoch andauernd unterschiedliche, um die bisherige schnellste Flugroute herum verteilte Flugrouten fliegen. Insgesamt ist das Auffinden der schnellsten Flugroute auch für ein Team von Segelflugzeugen eine komplexe Aufgabe, die selten gelöst wird. When multiple gliders fly in a team, individual pilots can try different routes to find the fastest one. The chance that the team's glider will find the fastest route, or at least a section of the fastest route, is much greater than that of a single glider. In order to find the continuation of such a fastest flight route, however, the team's various gliders must constantly fly different routes around the previous fastest flight route. Overall, finding the fastest route for a team of gliders is a complex task that is rarely resolved.

Um die aktuelle Position eines Segelflugzeugs zu bestimmen, ist es bekannt, Satellitennavigation anzuwenden. Die Höhenposition des Segelflugzeugs kann dabei ebenfalls durch Satellitennavigation und/oder durch barometrische Höhenmessung bestimmt werden. To determine the current position of a glider, it is known to apply satellite navigation. The altitude position of the glider can also be determined by satellite navigation and / or by barometric altitude measurement.

Die Verwendung von Navigationsprogrammen, die zum Beispiel auf PDA- oder Tablet-Computern laufen, zur Navigation beim Segelfliegen ist bekannt. Solche Programme umfassen in der Regel einen Zieldatenspeicher zum Speichern von Zieldaten eines anzufliegenden Ziels, und sie zeigen zum Beispiel die Luftlinie von der aktuellen Position zu diesem Ziel an. The use of navigation programs, for example, run on PDA or tablet computers, for navigation in gliding is known. Such programs typically include a destination data store for storing destination data of a destination to be served, and, for example, display the airline from the current location to that destination.

Unter der Marke FLARM ist ein Kollisionsvermeidungssystem für Segelflugzeuge bekannt (siehe z. B. http://www.flarm.com/support/manual/FLARM_DataportManual_v6.00E.pdf ). Eine dieses System implementierende Kollisionsvermeidungsvorrichtung in einem Segelflugzeug erfasst mittels eines GPS und eines barometrischen Sensors die aktuelle Position des Segelflugzeugs beschreibende Positionsdaten und Bewegungsdaten des Segelflugzeugs. Der zukünftige Flugweg des Segelflugzeugs wird vorhergesagt und an Segelflugzeuge in der Umgebung übermittelt. Umgekehrt werden solche Flugdaten von anderen Segelflugzeugen in der Umgebung empfangen. Die Kollisionsvermeidungsvorrichtung überprüft fortlaufend die Flugdaten des jeweiligen Segelflugzeugs und der anderen Segelflugzeuge auf drohende Kollisionen. Falls eine Kollision droht, werden Warnsignale an den Piloten des jeweiligen Segelflugzeugs ausgegeben. Under the FLARM brand, a glider collision avoidance system is known (see e.g. http://www.flarm.com/support/manual/FLARM_DataportManual_v6.00E.pdf ). A glider collision avoidance device implementing this system detects, by means of a GPS and a barometric sensor, the glider's current position describing position data and motion data. The future flight path of the glider is predicted and transmitted to gliders in the area. Conversely, such flight data is received by other gliders in the area. The collision avoidance device continuously checks the flight data of the respective glider and the other gliders for impending collisions. If a collision threatens, warning signals are issued to the pilot of the respective glider.

Die von den bekannten Kollisionsvermeidungsvorrichtungen für Segelflugzeuge ausgesandten Flugdaten können grundsätzlich auch von anderen Vorrichtungen mit entsprechenden Empfängern empfangen und ausgewertet werden. Diese Möglichkeit kann jedoch zum Beispiel für Segelflugwettbewerbe eingeschränkt werden. Dann werden nur noch die kollisionsrelevanten Daten zwischen den einzelnen Kollisionswarnvorrichtungen ausgetauscht. In principle, the flight data emitted by the known glider collision avoidance devices can also be received and evaluated by other devices with corresponding receivers. However, this possibility can be limited, for example, for gliding competitions. Then only the collision-relevant data between the individual collision warning devices are exchanged.

Alle Bestandteile einer Navigationsvorrichtung mit dem Merkmal des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 9 sind in einem Segelflugzeug vorhanden, in dem beispielsweise mit einem Navigationsprogramm auf einem PDA navigiert wird und in dem zugleich eine bekannte Kollisionswarnvorrichtung betrieben wird. All components of a navigation device having the feature of the preamble of independent claim 9 are present in a glider in which, for example, is navigated with a navigation program on a PDA and in which a known collision warning device is operated at the same time.

Aus der DE 20 2012 105 058 U1 ist eine Navigationsvorrichtung für Flugzeuge zur Ermittlung und Darstellung eines vertikalen Sollflugplans ausgehend von einer aktuellen Flugzeugposition bis zu einer vordefinierten Zielposition bekannt. Diese Navigationsvorrichtung umfasst eine Flugplanermittlungseinrichtung zum Ermitteln des vertikalen Sollflugplans und ein Navigationsdisplay zum Darstellen des ermittelten vertikalen Sollflugplans. Die Flugplanermittlungseinrichtung ist so ausgebildet, dass sie in dem vertikalen Sollflugplan eine Mehrzahl von Sollgeschwindigkeits-Setzpositionen, an denen dem Flugzeug in Abweichung zu der aktuellen Ist-Geschwindigkeit eine neue Soll-Geschwindigkeit vorgegeben wird, ermittelt. Mit der bekannten Navigationsvorrichtung soll dem Piloten des Flugzeugs ein möglichst lärmreduzierter bzw. hinsichtlich des Lärms optimierter Anflug eines Flughafens oder Abflug von einem Flughafen ermöglicht werden. From the DE 20 2012 105 058 U1 For example, an aircraft navigation device for determining and displaying a vertical target flight plan from a current aircraft position to a predefined target position is known. This navigation device comprises a flight plan determining device for determining the vertical target flight plan and a navigation display for displaying the determined vertical target flight plan. The flight plan determining device is designed such that in the vertical desired flight plan it determines a plurality of desired speed setting positions at which the aircraft is given a new desired speed in deviation from the current actual speed. With the known navigation device is intended the pilot of the aircraft as possible noise reduced or optimized with respect to the noise approach of an airport or departure from an airport.

AUFGABE DER ERFINDUNG OBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Navigationsverfahren und eine Navigationsvorrichtung für ein Segelflugzeug aufzuzeigen, die es dem Piloten des Segelflugzeugs ermöglichen, ein anzufliegendes Ziel in möglichst kurzer Zeit zu erreichen. The invention has for its object to provide a navigation method and a navigation device for a glider, which allow the pilot of the glider to reach a target to be reached in the shortest possible time.

LÖSUNG SOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Navigationsverfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und eine Navigationsvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 9 gelöst. Die abhängigen Patentansprüchen sind auf bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Navigationsverfahrens und der erfindungsgemäßen Navigationsvorrichtung gerichtet. Der Patentanspruch 17 betrifft ein Segelflugzeug mit einer erfindungsgemäßen Navigationsvorrichtung. The object of the invention is achieved by a navigation method having the features of independent patent claim 1 and a navigation device having the features of independent claim 9. The dependent claims are directed to preferred embodiments of the navigation method according to the invention and the navigation device according to the invention. The claim 17 relates to a glider with a navigation device according to the invention.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DESCRIPTION OF THE INVENTION

Bei einem erfindungsgemäßen Navigationsverfahren für ein Segelflugzeug werden Positionsdaten bestimmt, welche die Position des Segelflugzeugs in drei Dimensionen beschreiben, und Zieldaten eines mit dem Segelflugzeug anzufliegenden Ziels gespeichert. Unter Verwendung der Zieldaten und der Positionsdaten, welche die Position des Segelflugzeugs beschreiben, werden Anzeigedaten berechnet und angezeigt. Flugdaten anderer Segelflugzeuge, welche Positionsdaten der anderen Segelflugzeuge umfassen, werden empfangen. Erfindungsgemäß werden die Anzeigedaten so unter Verwendung der Flugdaten der anderen Segelflugzeuge berechnet, dass die Anzeigedaten die schnellste Flugroute von der aktuellen Position des Segelflugzeugs zu dem anzufliegenden Ziel beschreiben. In a navigation method for a glider according to the invention, position data describing the position of the glider in three dimensions and destination data of a target to be attached to the glider are determined. Using the target data and the position data describing the position of the glider, display data is calculated and displayed. Flight data of other gliders comprising position data of the other gliders are received. According to the invention, the display data is calculated using the flight data of the other gliders such that the display data describes the fastest flight route from the current position of the glider to the target to be approached.

Bei einer das erfindungsgemäße Navigationsverfahren implementierenden erfindungsgemäßen Navigationsvorrichtung für ein Segelflugzeug mit einer Positionsbestimmungseinrichtung, die Positionsdaten bestimmt, welche die Position des Segelflugzeugs in drei Dimensionen beschreiben, einem Zieldatenspeicher, der Zieldaten eines mit dem Segelflugzeug anzufliegenden Ziels speichert, einer Datenverarbeitungseinrichtung, die Anzeigedaten unter Verwendung des Zieldaten und der Positionsdaten, welche die Position des Segelflugzeugs beschreiben, berechnet, einem Display, das die Anzeigedaten anzeigt, und einer Flugdatenempfangseinrichtung, die Flugdaten anderer Segelflugzeuge empfängt, welche zumindest Positionsdaten der anderen Segelflugzeuge umfassen, berechnet die Datenverarbeitungseinrichtung die Anzeigedaten unter Verwendung der Flugdaten der anderen Segelflugzeuge so, dass die Anzeigedaten die schnellste Flugroute von der aktuellen Position des Segelflugzeugs zu dem anzufliegenden Ziel beschreiben. In a navigation apparatus according to the invention for implementing a navigation apparatus according to the invention for a glider with a position determining device that determines position data that describe the position of the glider in three dimensions, a target data memory, the target data of a glider to be attached target stores, a data processing device, the display data using the Target data and position data describing the position of the glider, a display indicating the display data, and a flight data receiving device receiving flight data of other gliders which at least include position data of the other gliders, the computing device calculates the display data using the flight data of the gliders other gliders so that the display data be the fastest route from the current position of the glider to the approaching target be write.

Bei dem erfindungsgemäßen Navigationsverfahren und der erfindungsgemäßen Navigationsvorrichtung werden die anderen Segelflugzeuge als Sonden für die Luftströmungsverhältnisse in der Umgebung des Segelflugzeugs genutzt. Dabei können aus den nachgehaltenen Flugdaten der anderen Segelflugzeuge nicht nur aktuelle Informationen über die Luftströmungsverhältnisse, sondern auch Informationen über die zeitlich-räumliche Entwicklung diese Luftströmungsverhältnisse gezogen werden. Diese Informationen werden von der Datenverarbeitungseinrichtung verwendet, um die schnellste Flugroute zu berechnen. Es versteht sich, dass es sich hierbei nicht zwingend um die absolut schnellste Flugroute handeln wird, sondern um die Flugroute, die aufgrund der vorliegenden Informationen mit höchster Wahrscheinlichkeit die schnellste ist. In the inventive navigation method and the navigation device according to the invention, the other gliders are used as probes for the air flow conditions in the vicinity of the glider. It can be drawn from the traced flight data of other gliders not only current information about the air flow conditions, but also information about the temporal-spatial evolution of these air flow conditions. This information is used by the computing device to calculate the fastest flight route. It goes without saying that this is not necessarily the fastest flight route, but the route that is most likely the fastest on the basis of the available information.

Diese schnellste Flugroute oder Hinweise, wie diese schnellste Flugroute eingehalten werden kann, werden auf dem Display, das die Anzeigedaten anzeigt, angezeigt. Wenn sich der Pilot an diese Anweisungen hält, hat er eine maximale Chance, das anzufliegende Ziel in kürzester Zeit zu erreichen. This fastest flight route or instructions on how to comply with this fastest flight route are shown on the display showing the display data. If the pilot follows these instructions, he has a maximum chance of reaching the target in a very short time.

Bei den anderen Segelflugzeugen, deren Flugdaten zur Berechnung der schnellsten Flugroute des jeweiligen Segelflugzeugs von der Datenverarbeitungseinrichtung verwendet werden, kann es sich um Segelflugzeuge einer Gruppe oder eines Teams handeln, zu dem auch das jeweilige Segelflugzeug gehört. Es kann sich aber auch um alle Segelflugzeuge handeln, von denen das jeweilige Segelflugzeug mit seiner Flugdatenempfangseinrichtung Flugdaten empfängt. Dabei kann der Umfang der Flugdaten, die von den einzelnen anderen Segelflugzeugen empfangen werden, variieren. So können z. B. von Segelflugzeugen anderer Gruppen nur rudimentäre Flugdaten verfügbar sein. Dann können auch nur diese rudimentären Flugdaten berücksichtigt werden, während von den anderen Segelflugzeugen derselben Gruppe umfangreichere Flugdaten zur Verfügung stehen können, die entsprechend mehr Informationen in Bezug auf die Luftströmungsverhältnisse an den Positionen der einzelnen Segelflugzeuge umfassen. The other gliders whose flight data is used by the computing device to calculate the fastest glider flight route of the glider may be gliders of a group or of a team, including the glider. But it can also be all gliders, from which the respective glider receives flight data with its flight data receiving device. The amount of flight data received by each other glider may vary. So z. B. of gliders of other groups only rudimentary flight data available. Then only these rudimentary flight data can be taken into account, while from the other gliders of the same group more extensive flight data can be available, which include correspondingly more information with respect to the air flow conditions at the positions of the individual gliders.

Damit sie die schnellste Flugroute auf Basis der Flugdaten der anderen Segelflugzeuge tatsächlich findet, kann die Datenverarbeitungseinrichtung ausgebildet sein, um unter Verwendung der Flugdaten der anderen Segelflugzeuge eine bereits vorhandene dreidimensionale Luftströmungskarte fortlaufend zu aktualisieren oder um eine dreidimensionale Luftströmungskarte erstmals zu erstellen und dann fortlaufend zu aktualisieren. Diese Luftströmungskarte kann dann als Grundlage der Berechnung der Anzeigedaten verwendet werden, die die schnellste Flugroute beschreiben. In order to actually find the fastest flight route based on the flight data of the other gliders, the data processing device may be designed to operate using the Flight data of the other gliders continuously update an existing three-dimensional air flow map or to create a three-dimensional air flow map first time and then to update continuously. This airflow map can then be used as the basis for calculating the display data describing the fastest flight route.

Alternativ oder in Kombination mit diesem Ansatz auf Basis einer Luftströmungskarte kann die Datenverarbeitungseinrichtung ausgebildet sein, um unter Verwendung der Flugdaten der anderen Segelflugzeuge eine bereits vorhandene dreidimensionale Flugwegekarte mit Flugzeitangaben fortlaufend zu aktualisieren oder um eine dreidimensionale Flugwegekarte mit Flugzeitangaben erstmalig zu erstellen und dann fortlaufend zu aktualisieren. Bei einer solchen Flugwegekarte beziehen sich die Flugzeitangaben auf die Zeiten, die benötigt werden, um die kartierten Flugwege oder bestimmte Abschnitte dieser Flugwege zu absolvieren. Basierend auf einer solchen Flugwegekarte kann ein übliches Straßennavigationssystem die schnellste Flugroute ermitteln, weil ein übliches Straßennavigationssystem auf einer entsprechenden Fahrwegkarte mit Fahrzeitangaben basiert. Insbesondere dann, wenn die Datenverarbeitungseinrichtung eine Flugwegekarte mit einer Luftströmungskarte kombiniert, kann für das Ermitteln der schnellsten Flugroute durch die Datenverarbeitungseinrichtung ausgenutzt werden, dass ein Segelflugzeug nicht an bestimmte Flugwege gebunden ist und von den Flugwegen der anderen Segelflugzeuge gezielt abweichen kann, um beispielsweise auf diesen Flugwegen liegende und durch die Flugdaten der anderen Segelflugzeuge angezeigte ungünstige Luftströmungen gezielt zu umgehen oder neben den Flugwegen der anderen Segelflugzeuge liegende günstige Luftströmungen gezielt auszunutzen. Alternatively or in combination with this approach based on an air flow card, the data processing device may be configured to continuously update an existing three-dimensional flight path map with flight time information using the flight data of the other gliders, or to first create and then continuously update a three-dimensional flight path map with flight time information , In such a flight route map, the flight time information refers to the times required to complete the mapped flight paths or certain sections of these flight paths. Based on such a flight path map, a common road navigation system can determine the fastest route because a common road navigation system is based on a corresponding route map with travel times. In particular, when the data processing device combines a flight path map with a Luftströmungskarte, can be exploited for determining the fastest route by the data processing device that a glider is not bound to certain routes and can specifically deviate from the flight paths of the other gliders, for example, this Trajectories lying and indicated by the flight data of the other gliders indicated to bypass bad air currents targeted or exploit targeted next to the flight paths of the other gliders favorable air currents.

Es versteht sich, dass die Datenverarbeitungseinrichtung beim Berechnen der Anzeigedaten auch noch weitere Daten als die Zieldaten, die Positionsdaten, welche die Position des jeweiligen Segelflugzeugs beschreiben, und die Flugdaten der anderen Segelflugzeuge verwenden kann. So können auch aus anderen Quellen stammende Informationen über Luftströmungsverhältnisse, allgemeine Wetterdaten, Geländeformationsdaten und dergleichen Berücksichtigung finden. Ein Kern der vorliegenden Erfindung ist es jedoch, mithilfe der von den anderen Segelflugzeugen verfügbaren Flugdaten zwar nur punktuelle aber doch besonders aussagekräftige Informationen über die Luftströmungsverhältnisse in der Umgebung des jeweiligen Segelflugzeugs zu erlangen. Die räumlichen Lücken zwischen den anderen Segelflugzeugen werden durch deren Bewegung und das Auswerten der über einen längeren Zeitraum erfassten Flugdaten zumindest teilweise geschlossen. It goes without saying that the data processing device can also use other data than the target data, the position data which describe the position of the respective glider, and the flight data of the other gliders when calculating the display data. Thus, information from other sources about air flow conditions, general weather data, terrain deformation data and the like may also be considered. However, it is a core of the present invention, with the aid of the flight data available from the other gliders, to obtain only occasional but particularly meaningful information about the air flow conditions in the surroundings of the respective glider. The spatial gaps between the other gliders are at least partially closed by their movement and the evaluation of the flight data recorded over a longer period of time.

Es versteht sich, dass die erfindungsgemäße Navigationsvorrichtung die schnellste Flugroute nicht nur einmal berechnet, sondern diese schnellste Flugroute dynamisch ermittelt, d. h. fortlaufend an die insgesamt vorliegenden Informationen über die aktuell vorherrschenden Luftströmungen in dem potentiell zu durchfliegenden Gebiet anpasst. It is understood that the navigation device according to the invention not only calculates the fastest flight route once, but dynamically determines this fastest flight route, d. H. continuously adapts to the overall information about the currently prevailing air flows in the potentially to-be-traversed area.

Es versteht sich auch, dass die erfindungsgemäße Navigationsvorrichtung beim Berechnen der schnellsten Flugroute die Flugdaten des jeweiligen Flugzeugs als Informationen über die Luftströmungsbedingungen an seiner Position berücksichtigen kann. It is also understood that when calculating the fastest flight route, the navigation device according to the invention can take into account the flight data of the respective aircraft as information about the air flow conditions at its position.

Die Datenverarbeitungseinrichtung kann zugleich eine Analyse der Flugdaten auf drohende Kollisionen, auch mit statischen Hindernissen, durchführen und ggf. Kollisionswarnsignale ausgeben. Diese Funktionen können aber auch von einer ganz oder teilweise separaten Einrichtung in dem Segelflugzeug erfüllt werden. The data processing device can at the same time carry out an analysis of the flight data for imminent collisions, even with static obstacles, and possibly output collision warning signals. These functions can also be fulfilled by a completely or partially separate device in the glider.

Der Zieldatenspeicher der erfindungsgemäßen Navigationsvorrichtung kann zum Speichern von Zieldaten eines statischen Ziels, das heißt eines Orts am Boden oder eines gegenüber Orten am Boden definierten Punkts über dem Boden, und/oder eines dynamischen Ziels ausgebildet sein. Unter einem dynamischen Ziel ist insbesondere ein fliegendes Ziel, wie beispielsweise ein anderes Segelflugzeug oder der Schwerpunkt einer Gruppe anderer Segelflugzeuge, zu verstehen. Anders gesagt kann mit den Zieldaten definiert werden, dass die Datenverarbeitungseinrichtung die Anzeigedaten berechnet, die die schnellste Route zum Aufschließen zu einem oder einer Gruppe anderer Segelflugzeuge beschreiben. The target data memory of the navigation device according to the invention may be designed to store target data of a static target, ie a location on the ground or a point above the ground defined on the ground, and / or a dynamic target. A dynamic target is to be understood in particular as a flying target, such as another glider or the center of gravity of a group of other gliders. In other words, it may be defined with the target data that the data processing device calculates the display data describing the fastest route to unlock to one or a group of other gliders.

Die Flugdatenempfangseinrichtung der erfindungsgemäßen Navigationsvorrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie nicht nur Positionsdaten, sondern auch Bewegungsdaten der anderen Flugzeuge als Flugdaten der anderen Flugzeuge erfassen kann, so dass von der Datenverarbeitungseinrichtung bei der Berechnung der Anzeigedaten möglichst umfangreiche Flugdaten verwendet werden können. Wenn solche zusätzlichen Bewegungsdaten der anderen Flugzeuge von der Flugdatenempfangseinrichtung jedoch nicht zur Verfügung stehen, weil sie beispielsweise von den anderen Segelflugzeugen nicht ausgesendet werden, kann die Datenverarbeitungseinrichtung ausgebildet sein, um unter Verwendung der Positionsdaten der anderen Segelflugzeuge Bewegungsdaten der anderen Segelflugzeuge zu berechnen. Auf diese Weise können zwar beispielsweise keine Relativgeschwindigkeiten der anderen Segelflugzeuge gegenüber der sie umgebenden Luft, aber doch ihre Relativgeschwindigkeiten gegenüber dem Boden erfasst werden. The flight data receiving device of the navigation device according to the invention is preferably designed so that it can capture not only position data, but also movement data of the other aircraft as flight data of the other aircraft, so that as extensive flight data can be used by the data processing device in the calculation of the display data. However, if such additional movement data of the other aircraft are not available from the flight data receiver, for example because they are not transmitted by the other gliders, the data processing device may be configured to calculate movement data of the other gliders using the position data of the other gliders. Although in this way, for example, no relative speeds of the other gliders relative to the surrounding air, but nevertheless their relative speeds relative to the ground can be detected.

Die Datenverarbeitungseinrichtung ist vorzugsweise auch so ausgebildet, dass sie unter Verwendung der Positionsdaten, welche die Position des jeweiligen Segelflugzeugs beschreiben, Bewegungsdaten des Segelflugzeugs berechnet. Dies kann zum Beispiel dazu genutzt werden, die Anzeigedaten so zu berechnen, dass sie die schnellste Flugroute als Abweichung von der aktuellen Bewegung des jeweiligen Segelflugzeugs beschreiben. Dadurch erhält der Pilot Hinweise darauf, wie er auf die schnellste Flugroute gelangt. The data processing device is preferably also designed such that it calculates movement data of the glider using the position data which describe the position of the respective glider. This can be used, for example, to calculate the display data so that they describe the fastest flight path as a deviation from the current movement of the respective glider. This provides the pilot with clues as to how to get to the fastest flight route.

Die Datenverarbeitungseinrichtung der erfindungsgemäßen Navigationsvorrichtung kann zur Bestimmung der Bewegungsdaten des Segelflugzeugs auch Signale von Bewegungssensoren des jeweiligen Segelflugzeugs auswerten. Bei den Bewegungssensoren kann es sich z. B um Beschleunigungssensoren und/oder Luftgeschwindigkeitssensoren handeln, die die Relativgeschwindigkeit des Segelflugzeugs in einer bestimmten Richtung gegenüber der umgebenden Luft erfassen. The data processing device of the navigation device according to the invention can also evaluate signals from motion sensors of the respective glider for determining the movement data of the glider. The motion sensors may be z. B are acceleration sensors and / or air speed sensors, which detect the relative speed of the glider in a certain direction relative to the surrounding air.

Die Positionsbestimmungseinrichtung der erfindungsgemäßen Navigationsvorrichtung kann zur Bestimmung der Positionsdaten, welche die Position des jeweiligen Segelflugzeugs beschreiben, unter Anwendung von Satellitennavigation ausgebildet sein. Dabei kann die Höhenbestimmung durch eine barometrische Höhenmessung erfolgen oder unterstützt werden. The position determination device of the navigation device according to the invention can be designed to determine the position data which describe the position of the respective glider using satellite navigation. The altitude can be determined by a barometric altitude measurement or supported.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Gebrauchsmusters Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen. Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the description are merely exemplary and can take effect alternatively or cumulatively, without the advantages having to be achieved by embodiments according to the invention. Without thereby altering the subject matter of the appended claims, the following applies with regard to the disclosure content of the original application documents and the utility model: Further features can be taken from the drawings - in particular the illustrated geometries and the relative dimensions of several components relative to one another and their relative arrangement and operative connection. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible deviating from the chosen relationships of the claims and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims. Likewise, in the claims listed features for further embodiments of the invention can be omitted.

Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht. The features mentioned in the patent claims and the description are to be understood in terms of their number that exactly this number or a greater number than the said number is present, without requiring an explicit use of the adverb "at least". For example, when talking about an element, it should be understood that there is exactly one element, two elements or more elements. These features may be supplemented by other features or be the only characteristics that make up the product in question.

Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen. The reference numerals contained in the claims do not limit the scope of the objects protected by the claims. They are for the sole purpose of making the claims easier to understand.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. The invention is explained in more detail below with reference to an embodiment with reference to the accompanying drawings and described.

1 zeigt schematisch ein Segelflugzeug, ein von dem Segelflugzeug anzufliegendes Ziel und mehrere andere Segelflugzeuge in der Umgebung; und 1 schematically shows a glider, a target to be approached by the glider and several other gliders in the area; and

2 ist ein Blockdiagramm einer Navigationsvorrichtung, um mit dem einen Segelflugzeug gemäß 1 das anzufliegende Ziel auf der schnellsten Flugroute zu erreichen. 2 FIG. 12 is a block diagram of a navigation apparatus for flying with a glider according to FIG 1 to reach the target on the fastest route.

FIGURENBESCHREIBUNG DESCRIPTION OF THE FIGURES

1 illustriert stark schematisch ein Segelflugzeug 1, das ein Ziel 2 anfliegt. Um dieses Ziel 2 in kürzester Zeit zu erreichen, ist es in der Regel nicht sinnvoll, der Luftlinie 3 zwischen der aktuellen Position des Segelflugzeugs 1 und dem Ziel 2 zu folgen, weil auftretende Luftströmungen zu berücksichtigen sind. Derartige Luftströmungen sind hier symbolisch mit Pfeilen für Seitenwinde 4 und Richtungssymbolen für Aufwinde 5 und Abwinde 6 angedeutet. Die vorliegende Erfindung befasst sich damit, eine schnellste Flugroute von der aktuellen Position des Segelflugzeugs 1 zu dem anzufliegenden Ziel 2 aufzufinden. Sie nutzt dabei andere Segelflugzeuge 8 in der Umgebung des Segelflugzeugs 1 aus, die ebenso wie das Segelflugzeug 1 Flugdaten 9 aussenden, um eine Warnung vor Kollisionen zwischen den Segelflugzeugen 1, 8 zu ermöglichen. Die Erfindung nutzt diese Flugdaten 9, um die Luftströmungsverhältnisse zwischen der aktuellen Position des Segelflugzeugs 1 und dem anzufliegenden Ziel 2 und deren zeitlich-räumliche Entwicklung zu erfassen und um daraus die schnellste Flugroute 7 zu berechnen. 1 illustrates very schematically a glider 1 that's a goal 2 flies to. To this goal 2 In the shortest possible time, it usually does not make sense to the crow flies 3 between the current position of the glider 1 and the goal 2 to follow, because occurring air currents are to be considered. Such air currents are symbolic here with arrows for crosswinds 4 and directional symbols for updrafts 5 and downdrafts 6 indicated. The present invention thus addresses a fastest flight route from the current position of the glider 1 to the target 2 find. She uses other gliders 8th in the vicinity of the glider 1 out, as well as the glider 1 flight data 9 send out a warning about collisions between the gliders 1 . 8th to enable. The invention uses this flight data 9 to adjust the airflow conditions between the current position of the glider 1 and the target 2 and their temporal-spatial development to capture and from this the fastest flight route 7 to calculate.

2 zeigt als Blockdiagramm eine von der vorliegenden Erfindung bereitgestellte Navigationsvorrichtung 10. Die Navigationsvorrichtung 10 umfasst eine Positionsbestimmungseinrichtung 11, die insbesondere durch Satellitennavigation, aber auch unter Anwendung barometrischer Höhenmessung die aktuelle Position des Segelflugzeugs 1 gemäß 1 bestimmt. Weiter umfasst die Navigationsvorrichtung 10 einen Zieldatenspeicher 12, in dem Zieldaten des anzufliegenden Ziels 2 gemäß 1 gespeichert werden. Statt eines statischen Ziels 2 wie in 1, können auch Daten eines dynamischen Ziels gespeichert werden, beispielsweise eines der anderen Flugzeuge 8 oder eines Schwerpunkts zwischen mehreren der anderen Flugzeugen 8. Weiter weist die Navigationsvorrichtung eine Flugdatenempfangseinrichtung 13 für den Empfang der Flugdaten 9 von den anderen Segelflugzeugen 8 auf. Die Flugdatenempfangseinrichtung kann Teil einer Kollisionswarnvorrichtung 14 sein, die auch die Flugdaten 9 des Segelflugzeugs 1 aussendet und die Flugdaten 9 insgesamt darauf überwacht, ob eine Kollision zwischen den Segelflugzeugen 1, 8 droht und ggf. davor warnt. Eine Datenverarbeitungseinrichtung 15 der Navigationsvorrichtung 10 wertet die Positionsdaten 16 von der Positionsbestimmungseinrichtung 11, die Zieldaten 17 von dem Zieldatenspeicher 12 und die Flugdaten 9 der anderen Segelflugzeuge von der Flugdatenempfangsvorrichtung 13 aus, um Anzeigedaten 18 zu berechnen, die die schnellste Flugroute 7 gemäß 1 beschreiben. Diese Anzeigedaten 18 werden auf einem Display 19 angezeigt, beispielsweise in Form einer Abweichung 20 von der aktuellen Bewegung des Segelflugzeugs 1. Die aktuelle Bewegung des Segelflugzeugs 1 kann aus den Positionsdaten 16 abgeleitet werden. Es können dazu auch Signale 21 von einem oder mehreren Bewegungssensoren 22 des Segelflugzeugs 1 ausgewertet werden. Der Bewegungssensor 22 kann beispielsweise ein Beschleunigungssensor oder ein Luftgeschwindigkeitsmesser sein. Der Pilot des Segelflugzeus 1 wird von der Navigationseinrichtung 10 auf die schnellste Flugroute 7 gemäß 1 geführt und erreicht so das Ziel 2 in kürzester Zeit. 2 shows a block diagram of a navigation device provided by the present invention 10 , The navigation device 10 includes a position determination device 11 , in particular by satellite navigation, but also using barometric altitude measurement, the current position of the glider 1 according to 1 certainly. Furthermore, the navigation device comprises 10 a destination datastore 12 , in the target data of the target 2 according to 1 get saved. Instead of a static goal 2 as in 1 , it is also possible to store data of a dynamic destination, for example one of the other aircraft 8th or a center of gravity between several of the other aircraft 8th , Furthermore, the navigation device has a flight data reception device 13 for receiving the flight data 9 from the other gliders 8th on. The flight data receiving device may be part of a collision warning device 14 be, which also includes the flight data 9 of the glider 1 sends out and the flight data 9 Overall, it monitors for a collision between the gliders 1 . 8th threatens and possibly warns against it. A data processing device 15 the navigation device 10 evaluates the position data 16 from the position-determining device 11 , the target data 17 from the destination datastore 12 and the flight data 9 the other gliders from the flight data receiving device 13 off to display data 18 to calculate the fastest flight route 7 according to 1 describe. This display data 18 be on a display 19 displayed, for example in the form of a deviation 20 from the current movement of the glider 1 , The current movement of the glider 1 can from the position data 16 be derived. It can also signals 21 of one or more motion sensors 22 of the glider 1 be evaluated. The motion sensor 22 For example, it may be an accelerometer or an airspeed meter. The pilot of the glider 1 is from the navigation device 10 on the fastest flight route 7 according to 1 guided and reaches the goal 2 in no time.

Die Navigationsvorrichtung 10 kann einen Piloten eines Segelflugzeugs 1 z. B. in einem Segelflugwettbewerb unterstützen. Bei einem Segelflugwettbewerb mit Regattastart ist der mit Hilfe der Navigationsvorrichtung 10 erzielbare Vorteil jedoch im Wesentlichen darauf beschränkt, leichter Anschluss an das Feld der Teilnehmer zu halten, da für den Luftraum vor diesem Feld nur wenig und vor dem führenden Teilnehmer gar keine Flugdaten zur Verfügung stehen. Dies gilt zumindest, soweit derselbe Luftraum nicht in kurzem zeitlichem Abstand erneut durchflogen wird. The navigation device 10 can be a pilot of a glider 1 z. B. in a gliding competition support. In a gliding competition with regatta start is with the help of the navigation device 10 However, the advantage that can be achieved is essentially limited to making it easier to connect to the field of the participants, since there is little available for the airspace in front of this field and no flight data in front of the leading participant. This applies at least insofar as the same airspace is not flown through again in a short time interval.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Segelflugzeug glider
2 2: Ziel aim
3 3: Luftlinie crow
4 4: Seitenwind crosswind
5 5: Aufwind upwind
6 6: Abwind downdraft
7 7: schnellste Flugroute fastest flight route
8 8th: Segelflugzeug glider
9 9: Flugdaten flight data
10 10: Navigationsvorrichtung navigation device
11 11: Positionsbestimmungseinrichtung Location facility
12 12: Zieldatenspeicher Target data store
13 13: Flugdatenempfangseinrichtung Flight data receiving device
14 14: Kollisionswarneinrichtung Collision warning device
15 15: Datenverarbeitungseinrichtung Data processing device
16 16: Positionsdaten position data
17 17: Zieldaten target data
18 18: Anzeigedaten display data
19 19: Display display
20 20: Abweichung deviation
21 21: Signal signal
22 22: Bewegungssensor motion sensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202012105058 U1 [0010]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

http://www.flarm.com/support/manual/FLARM_DataportManual_v6.00E.pdf [0007]

Claims

Navigation method for a glider ( 1 ) with the steps - determining position data ( 16 ), which shows the position of the glider ( 1 ) in three dimensions, - saving target data ( 17 ) one with the glider ( 1 ) of the target ( 2 ), - calculate display data ( 18 ) using the target data ( 17 ) and the position data ( 16 ), which shows the position of the glider ( 1 ), - displaying the display data ( 18 ) and - receiving flight data ( 9 ) of other gliders ( 8th ), which position data of the other gliders ( 8th ), characterized in that the display data ( 18 ) so using the flight data ( 9 ) of the other gliders ( 8th ) that the display data ( 18 ) the fastest flight route ( 7 ) from the current position of the glider ( 1 ) to the target ( 2 ).

Navigation method according to claim 1, characterized in that target data ( 17 ) of a static target ( 2 ) and / or a dynamic destination.

Navigation method according to one of the preceding claims, characterized in that, using the flight data ( 9 ) of the other gliders ( 8th ) creates and / or updates a three-dimensional airflow map and / or a three-dimensional flight path map with flight time information and that the display data ( 18 ) using this airflow and / or flight path map.

Navigation method according to one of the preceding claims, characterized in that flight data ( 9 ) of other gliders ( 8th ), the movement data of the other gliders ( 8th ) and / or that using the position data of the other gliders ( 8th ) Movement data of the other gliders ( 8th ) be calculated.

Navigation method according to claim 4, characterized in that the display data ( 18 ) using the movement data of the other gliders ( 8th ) be calculated.

Navigation method according to one of the preceding claims, characterized in that, using the position data ( 16 ), which shows the position of the glider ( 1 ) and / or using signals ( 21 ) at least one motion sensor ( 22 ) of the glider ( 1 ) Movement data of the glider ( 1 ) be calculated.

Navigation method according to one of the preceding claims, characterized in that the display data ( 18 ) are calculated to be the fastest flight route ( 7 ) as a deviation ( 20 ) of the current movement of the glider ( 1 ).

Navigation method according to one of the preceding claims, characterized in that the position data ( 16 ), which shows the position of the glider ( 1 ), using satellite navigation and / or using barometric altitude measurement.

Navigation device ( 10 ) for a glider ( 1 ) with - a position determining device ( 11 ) used to determine positional data ( 16 ), which shows the position of the glider ( 1 ) in three dimensions, is designed, - a target data memory ( 12 ), which is used to store target data ( 17 ) one with the glider ( 1 ) of the target ( 2 ), - a data processing device ( 15 ), which is designed to work using the target data ( 17 ) and the position data ( 16 ), which shows the position of the glider ( 1 ), display data ( 18 ), - a display ( 19 ), which is used to display the display data ( 18 ), and - a flight data reception device ( 13 ) used to receive flight data ( 9 ) of other gliders ( 8th ), which position data of the other gliders ( 8th ), characterized in that the data processing device ( 15 ) is adapted to the display data ( 18 ) using the flight data ( 9 ) of the other gliders ( 8th ) so that the display data ( 18 ) the fastest flight route ( 7 ) from the current position of the glider ( 1 ) to the target ( 2 ).

Navigation device ( 10 ) according to claim 9, characterized in that the target data memory ( 12 ) for storing target data ( 17 ) of a static target ( 2 ) and / or a dynamic target.

Navigation device ( 10 ) according to claim 9 or 10, characterized in that the data processing device ( 15 ) is configured to use the flight data ( 9 ) of the other gliders ( 8th ) to create and / or update a three-dimensional airflow map and / or a three-dimensional flight path map with flight time information and to display the display data ( 18 ) under Use this airflow and / or flight path map to calculate.

Navigation device ( 10 ) according to one of claims 9 to 11, characterized in that the flight data receiving device ( 13 ) for receiving flight data ( 9 ) of other gliders ( 8th ), the movement data of the other gliders ( 8th ), and / or that the data processing device ( 15 ) is adapted to use the position data of the other gliders ( 8th ) Movement data of the other gliders ( 8th ) to calculate.

Navigation device ( 10 ) according to claim 12, characterized in that the data processing device ( 15 ) is adapted to the display data ( 18 ) using the movement data of the other gliders ( 8th ) to calculate.

Navigation device ( 10 ) according to one of claims 9 to 13, characterized in that the data processing device ( 15 ) is configured to use the position data ( 16 ), which shows the position of the glider ( 1 ) and / or using signals ( 21 ) at least one motion sensor ( 22 ) of the glider ( 1 ) Movement data of the glider ( 1 ) to calculate.

Navigation device ( 10 ) according to one of claims 9 to 14, characterized in that the data processing device ( 15 ) is adapted to the display data ( 18 ) to calculate the fastest flight path ( 7 ) as a deviation ( 20 ) of the current movement of the glider ( 1 ).

Navigation device ( 10 ) according to one of claims 9 to 15, characterized in that the position-determining device ( 11 ) for determining the position data ( 16 ), which shows the position of the glider ( 1 ), using satellite navigation and / or using barometric altitude measurement. Glider ( 1 ) with a navigation device ( 10 ) according to any one of claims 9 to