DE102017101105B4 - Flugassistenzsystem für Flugobjekte und Verfahren hierzu - Google Patents

Abstract

Assistenzsystem (1) für Flugobjekte zur Überwachung einer geplanten Flugtrajektorie, die dem Assistenzsystem bereitgestellt wird, wobei in dem Assistenzsystem für verschiedene flugführungsrelevante Einflussfaktoren jeweils separate räumliche Abstandsbedingungen in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie zugeordnet und hinterlegt sind, wobei das Assistenzsystem eingerichtet ist, basierend auf bereitgestellten Informationen die verschiedenen flugführungsrelevanten Einflussfaktoren einheitlich zu überwachen und differenziert bezüglich der verschiedenen flugführungsrelevanten Einflussfaktoren mindestens einen flugführungsrelevanten Gefährdungsbereich zu ermitteln, bei dem in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie die dem jeweiligen flugführungsrelevanten Einflussfaktor zugeordneten räumlichen Abstandsbedingungen unterschritten werden, wobei dann ein Hinweis auf den ermittelten flugführungsrelevanten Gefährdungsbereich an einen Piloten ausgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens einen flugführungsrelevanten Einflussfaktor eine Mehrzahl von Abstandslevel vorgesehen sind, wobei in dem Assistenzsystem für jedes Abstandslevel eines flugführungsrelevanten Einflussfaktors separate räumliche Abstandsbedingungen zugeordnet und hinterlegt sind, wobei das Assistenzsystem eingerichtet ist, basierend auf den bereitgestellten Informationen bezüglich der verschiedenen flugführungsrelevanten Einflussfaktoren mindestens einen flugführungsrelevanten Gefährdungsbereich zu ermitteln, bei dem in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie die wenigstens einem Abstandslevel des jeweiligen flugführungsrelevanten Einflussfaktors zugeordneten Abstandsbedingungen unterschritten werden.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Flugassistenzsystem für Flugobjekte zur Überwachung einer geplanten Flugtrajektorie. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Überwachung einer geplanten Flugtrajektorie.
• In Flugzeugen insbesondere Verkehrsflugzeugen werden verschiedene Warnsysteme verwendet, um Piloten vor potenziellen Gefahren und möglichen Konflikten zu warnen. Basierend auf dem Flugzustand sowie verschiedenen Sensorsystemen, mit denen die Umgebung des Flugzeuges erfasst werden kann, lässt sich feststellen, ob das Flugzeug möglicherweise in naher Zukunft (bspw. basierend auf einem vorgegebenen Zeithorizont) in eine Gefahren- oder Konfliktsituation kommt bzw. ob eine solche Gefahren- oder Konfliktsituation zu erwarten ist. Derartige Warnsysteme sollen dem Piloten bei der Durchführung eines Fluges auf Gefahren hinweisen, die die taktische (kurzfristige) und strategische (mittel- und langfristige) Flugführung betreffen.
• Die verschiedenen Warnsysteme operieren dabei in der Regel getrennt und unabhängig voneinander, sodass der Pilot die Hinweise der verschiedenen Warnsysteme parallel erfassen und bewerten muss. Warnsysteme, die mehrere flugführungsrelevante Einflussfaktoren überwachen, haben den Nachteil, dass die verschiedenen flugführungsrelevanten Einflussfaktoren nicht bzgl. ihrer spezifischen Eigenschaft differenziert werden, wie es bei separaten Warnsystemen zum Teil der Fall ist. Damit muss der Pilot die Hinweise bzgl. der einzelnen flugführungsrelevanten Einflussfaktoren selbst interpretieren und deren möglicher Einfluss auf die taktische und strategische Flugführung aufgrund der unterschiedlichen räumlichen und ggf. zeitlichen Eigenschaften der jeweiligen Einflussfaktoren selbst bewerten.
• Ein Warnsystem ist z.B. das TCAS (Traffic Collision Avoidance System), das Flugzeuge bei gegenseitiger Annäherung vor möglichen Zusammenstößen warnt. TCAS basiert auf spezifizierten und normierten Abständen für unterschiedliche Konfliktlevel. Ein weiteres Warnsystem ist das TWAS (Terrain awarenes and warning system), das vor Gefahren durch Geländehindernisse warnt und auch als E/GPWS (Enhanced/Ground Proximity Warning System) bekannt ist. Ein weiteres essentielles Warnsystem ist das Onboard-Wetterradar, das vor Witterungseinflüssen wie beispielsweise Gewitter, Starkregen oder Hagel warnt. Diese Warnsysteme überwachen jedoch nur die aktuelle Position des Flugzeuges oder die unmittelbare Flugbahn des Flugzeuges, die aus den aktuellen Flugzustandsdaten errechnet wird. Diese Systeme unterstützen damit lediglich die taktische Flugführung.
• Aus der US 8 285 427 B2 ist ein Kommunikations- und Displaysystem für Flugzeuge bekannt, das einen modifizierten Flugplan zusammen mit einer Geländedarstellung und gegebenenfalls Geländewarnung anzeigt. Dabei wird überprüft, ob der modifizierte Flugplan mit seinen vorgegebenen Wegpunkten und den die Wegpunkte verbindenden Verbindungslinien das Gelände lateral und vertikal schneidet. Dabei können unterschiedliche Faktoren berücksichtigt werden, die jedoch nicht bezüglich ihrer spezifischen Eigenschaft bezüglich der Gefahrenpotenziale differenziert werden.
• Aus der US 6 816 780 B2 ist des Weiteren ein Geländewarensystem bekannt, bei dem ausschließlich der Vergleich des Flugweges mit dem Gelände erfolgt. Der Flugweg wird dabei durch diskrete Wegpunkte vorgegeben, wobei die Flugroute durch direkte Verbindungen der Wegpunkte beschrieben wird.
• Aus der US 2016 / 0 125 741 A1 ist ein System bekannt, mit dem ein Flugplan erstellt werden kann. Hierfür werde eine Mehrzahl von verschiedensten Daten hinsichtlich des geplanten Fluges gesammelt und zusammengeführt.
• Aus der US 2002 / 0 039 070 A1 ist ein Warnsystem für Piloten bekannt, wobei verschiedenste Gefährdungsbedingungen in einem Assistenzsystem zusammengeführt und dann auf einem Display dargestellt werden.
• Schließlich offenbart die EP 3 118 839 A1 ein System zur Anzeige von relevanten Informationen in einem Luftfahrzeug während des Fluges, wobei zunächst ein erster Datensatz geladen wird, der die entsprechenden Informationen enthält und zu einem späteren Zeitpunkt dann während des Fluges weitere Daten nachgeladen werden, die sich auf die jeweiligen Flugplan beziehen.
• Ein Problem bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Warnsystem besteht darin, dass verschiedene flugführungsrelevante Einflussfaktoren entweder für sich in jeweils einem System überwacht werden beziehungsweise nur dargestellt und vom Piloten überwacht und bewertet werden oder von einem System bezüglich der Bedingung für die Warnung gleichbehandelt werden. Die verschiedenen flugführungsrelevanten Einflussfaktoren werden, insofern sie innerhalb eines Systems betrachtet werden, nicht bzgl. ihrer spezifizierten Eigenschaft differenziert. Der Pilot muss dann in schwierigen Flugsituationen zusätzliche kognitive Leistung aufbringen, um die entsprechenden Warnungen innerhalb der Systeme bewerten und interpretieren zu können. Außerdem wird der Pilot nur auf direkte Konflikte hingewiesen und nicht auf potentielle Konflikte, die sich aufgrund der Umgebung des Flugzeuges mittelbar ergeben können.
• Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Flugassistenzsystem für Flugzeuge sowie ein Verfahren zur dessen Durchführung anzugeben, mit dem eine Flugtrajektorie hinsichtlich verschiedener flugführungsrelevanter Einflussfaktoren überwacht werden kann, ohne das eine zusätzliche Bewertung und Interpretation der Warnungen vom Piloten durchgeführt werden muss.
• Die Aufgabe wird mit dem Flugassistenzsystem gemäß Anspruch 1 sowie dem Verfahren zur Durchführung gemäß Anspruch 5 erfindungsgemäß gelöst.
• Gemäß Anspruch 1 wird ein Flugassistenzsystem für Flugobjekte zur Überwachung einer geplanten Flugtrajektorie vorgeschlagen, wobei dem Flugassistenzsystem eine geplante Flugtrajektorie des Flugzeuges bereitgestellt wird. Die geplante Flugtrajektorie kann dabei über eine Trajektorienschnittstelle des Flugassistenzsystems bereitgestellt werden. Die geplante Flugtrajektorie kann dabei durch andere Systeme des Flugzeuges, wie bspw. dem Flight Management System, berechnet und über die Trajektorienschnittstelle dem Flugassistenzsystem bereitgestellt. In diesem Fall würde das Flugassistenzsystem nicht selber die geplante Flugtrajektorie berechnen. Denkbar ist aber auch, dass das Flugassistenzsystem zum Berechnen der geplanten Flugtrajektorie basierend auf bereitgestellten Flugdaten ausgebildet ist.
• Eine solche Flugtrajektorie wird dabei auf Basis von spezifischen Flugleistungseigenschaften des Flugzeuges in der Regel von einem Flight Management System für eine vorab definierte Liste von Wegpunkten inklusive zusätzlicher Bedingungen (wie z.B. Höhen-, Zeit- und/oder Geschwindigkeitsvorgaben) berechnet und entspricht der detaillierten vorab berechneten Flugbahn des Flugobjektes.
• Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass dem Flugassistenzsystem für verschiedene flugführungsrelevante Einflussfaktoren jeweils separate räumliche und gegebenenfalls zeitliche Abstandsbedingungen in Bezug auf eine geplante Flugtrajektorie zugeordnet und in einem Datenspeicher hinterlegt sind, sodass das Flugassistenzsystem für verschiedene flugführungsrelevante Einflussfaktoren jeweils unterschiedliche räumliche und gegebenenfalls zeitliche Abstandsbedingungen hat. Dabei unterscheiden sich die räumlichen und gegebenenfalls zeitlichen Abstandsbedingungen zwischen zwei flugführungsrelevanten Einflussfaktoren, sodass diese auch jeweils separat in Bezug auf eine geplante Flugtrajektorie überwacht werden. Die Abstandsbedingungen werden zu jedem Punkt des Verlaufes der Trajektorie überprüft. Die einzelnen betrachteten flugführungsrelevanten Einflussfaktoren werden somit differenziert, aber parallel und simultan überwacht und zur Gefahren- und Konflikterkennung herangezogen.
• Unter einem flugführungsrelevanten Einflussfaktor ist eine bei der Durchführung eines Fluges zu berücksichtigende Einflussgröße, wie beispielsweise Gelände, Gewitter, Turbulenzen oder andere Flugobjekte. Flugführungsrelevante Einflussfaktoren, die sich auf eine geplante Trajektorie beziehen, lassen sich dabei grob in vier verschiedene Arten unterteilen: luftverkehrsbedingte Einflussfaktoren, geländebedingte Einflussfaktoren, witterungsbedingte Einflussfaktoren und luftraumbedingte Einflussfaktoren.
• Unter einem luftverkehrsbedingten Einflussfaktor wird dabei insbesondere eine Gefahren- und Konfliktsituation in Bezug auf andere Luftverkehrsteilnehmer verstanden, wie beispielsweise Kollisionsgefahren mit anderen Flugobjekten. Unter witterungsbedingten Einflussfaktoren wird dabei der Einfluss von die Flugfähigkeit beeinträchtigenden Witterungsverhältnissen bzw. Umwelteinflüssen verstanden, wie beispielsweise Gewitter, Hagel, Starkregen, Aschewolken, Vereisungsgebiete oder Vogelschwärme. Unter geländebedingten Einflussfaktoren werden insbesondere Gefahren- und Konfliktsituationen in Bezug auf das Gelände verstanden. Ein Flugobjekt, dessen aktuelle Flugbahn nahe dem Gelände fliegt, weist dementsprechend eine geländebedingte Gefahrensituation als einen geländebedingten Einflussfaktor auf. Luftraumbedingte Einflussfaktoren sind schließlich gekennzeichnete und speziell ausgewiesene Flugräume, in die ein Flugobjekt nicht eindringen darf oder die in einem vorgegebenen Abstand umflogen werden müssen. Dies können beispielsweise beschränkte Lufträume sein, wie über militärischen Anlagen, oder spezielle Lufträume in Bezug auf Flughäfen oder anderen baulichen Anlagen. Auch temporäre Sperrungen von Lufträumen können hierunter fallen.
• Demnach weisen flugführungsrelevante Einflussfaktoren einen Bezug zumindest einen der vier vorstehend genannten Einflussfaktoren auf und sind somit für die taktische und strategische Flugführung relevant bzw. von Bedeutung. Das Flugassistenzsystem ist dabei erfindungsgemäß so ausgebildet, dass für verschiedene flugführungsrelevante Einflussfaktoren der verschiedenen Arten jeweils separate räumliche und gegebenenfalls zeitliche Abstandsbedingungen zugeordnet sind bzw. zugeordnet werden können, sodass jeder Einflussfaktor einer Art separat durch die dem jeweiligen Einflussfaktor zugeordneten Abstandsbedingungen hinsichtlich der geplanten Flugtrajektorie überwacht werden kann.
• Erfindungsgemäß ist das Flugassistenzsystem weiterhin so eingerichtet, das dem Flugassistenzsystem entsprechende Informationen über verschiedene flugführungsrelevante Einflussfaktoren in der Umgebung der Trajektorie des Flugobjektes bereitgestellt werden können, um basierend darauf mindestens einen flugführungsrelevanten Gefährdungsbereich zu ermitteln, bei dem in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie die dem jeweiligen flugführungsrelevanten Einflussfaktor zugeordneten räumlichen und ggf. zeitlichen Abstandsbedingungen unterschritten werden. Wurde ein solcher flugführungsrelevanter Gefährdungsbereich ermittelt, so wird ein Hinweis an den Piloten ausgegeben. Der ausgegebene Hinweis kann dabei eine Warnung sein.
• Die verschiedenen flugführungsrelevanten Einflussfaktoren werden somit einheitlich durch ein Assistenzsystem überwacht, jedoch hinsichtlich ihrer spezifischen Eigenschaften differenziert betrachtet, in dem jedem flugführungsrelevanten Einflussfaktor eigene räumliche und ggf. zeitliche Abstandsbedingungen zugeordnet und überwacht werden. So können beispielsweise für Gewitter als eine Form eines flugführungsrelevanten Einflussfaktors andere Abstandsbedingungen definiert und in die Überwachung einbezogen werden, als beispielsweise geländebedingte Einflussfaktoren.
• Das Assistenzsystem kann dabei über verschiedene Schnittstellen jeweils Informationen bezüglich verschiedener flugführungsrelevanter Einflussfaktoren in der Umgebung der Trajektorie des Flugobjektes erhalten, um die Überwachung durchzuführen.
• Räumliche Abstandsbedingungen können hierbei beispielsweise Längenabstände sein, die eine Entfernung von der geplanten Flugtrajektorie definieren. Räumliche Abstandsbedingungen können dabei beispielsweise in Form eines Radius um die Längsachse der geplanten Flugtrajektorie definiert werden, wodurch ein gleichbleibender Abstand radial um die Längsachse der geplanten Flugtrajektorie definiert wird. Denkbar ist aber auch, dass räumliche Abstandsbedingungen beispielsweise in einen horizontalen Abstand und in einen vertikalen Abstand unterschieden werden, wodurch beispielsweise geländebedingte Einflussfaktoren differenziert betrachtet werden können. Zeitlich bedingt Abstandsbedingungen können hierbei beispielsweise Zeiten sein, zu denen das Flugobjekt an einer bestimmten Position hinsichtlich der geplanten Flugtrajektorie sein wird und zu dessen Zeitpunkten bestimmte Abstandsmetriken gelten sollen.
• Erfindungsgemäß sind für ein oder mehrere flugführungsrelevante Einflussfaktoren eine Mehrzahl von Abstandslevel vorgesehen, wobei für jedes Abstandslevel eines flugführungsrelevanten Einflussfaktors separate räumliche und gegebenenfalls zeitliche Abstandsbedingungen zugeordnet werden können. Das Flugassistenzsystem ist nun derart eingerichtet, dass es basierend auf den bereitgestellten Informationen bezüglich der verschiedenen flugführungsrelevanten Einflussfaktoren mindestens einen flugführungsrelevanten Gefährdungsbereich ermittelt, bei dem in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie die wenigstens einem Abstandslevel des jeweiligen flugführungsrelevanten Einflussfaktors zugeordneten räumlichen und ggf. zeitlichen Abstandsbedingungen unterschritten werden. Es werden dabei nicht nur die einem jeweiligen flugführungsrelevanten Einflussfaktor zugeordneten Abstandsbedingungen überwacht, sondern auch die jeweils diesem Einflussfaktoren in den jeweiligen Abstandslevel zugeordneten Abstandsbedingungen überprüft, wodurch die geplante Flugtrajektorie hinsichtlich des Grades des Abstandslevel differenzierter überwacht werden kann.
• So ist es beispielsweise denkbar, dass für ein erstes Abstandslevel in Bezug auf ein Gewitter ein sehr großer Abstand definiert wird, wodurch es zu Hinweisen durch das Flugassistenzsystem kommt, wenn die geplante Flugtrajektorie sich bereits in der Nähe eines Gewitters befindet, obwohl aufgrund der Entfernung das Gewitter noch kein direkter flugkritischer Einfluss ausgeht. In einem solchen Fall ist anzunehmen, dass das Gewitter keine Auswirkung auf die Flugsicherheit haben dürfte, gegebenenfalls auf den Komfort der Passagiere. Der Pilot wird dennoch aufmerksam gemacht und kann die Entwicklung weiter verfolgen und entscheiden, ob er auf seiner geplanten Flugtrajektorie verbleibt oder gegebenenfalls dem Gewitter doch weiträumiger ausweicht. Ein diesem Einflussfaktor zugeordnetes zweites Abstandslevel sieht jedoch wesentlich geringere Abstandsbedingungen vor, die so definiert sind, dass das Gewitter möglicherweise die Sicherheit des Flugobjektes beeinträchtigen könnte. In diesem Fall erkennt der Pilot sofort, dass es keine Alternative zum Verbleib auf der bestehenden Flugtrajektorie gibt, wodurch sofort eine Anpassung des Flugweges und Neuberechnung der Trajektorie zum Umfliegen des Gewitters eingeleitet werden kann. Hierdurch kann wertvolle Zeit eingespart werden, da der Pilot zur rechten Zeit auf die Gefahrensituation aufmerksam gemacht wird.
• Demzufolge ist es besonders vorteilhaft, wenn in Abhängigkeit von demjenigen Abstandslevel, dessen zugeordnete räumliche und ggf. zeitliche Abstandsbedingungen durch den jeweiligen flugführungsrelevanten Einflussfaktor unterschritten wurden und die der geplanten Flugtrajektorie räumlich und ggf. zeitlich am Nächstliegenden sind, eine Hinweisart des an den Piloten auszugebenden Hinweises auf den ermittelten flugführungsrelevanten Gefährdungsbereich auszuwählen und ein Hinweis mit der ausgewählten Hinweisart an den Piloten auszugeben. So kann bei einer festgestellten Unterschreitung in Abhängigkeit von demjenigen Abstandslevel, dessen zugeordnete Abstandsbedingungen durch den jeweiligen flugführungsrelevanten Einflussfaktor unterschritten wurden, eine Hinweisart des an den Piloten auszugebenden Hinweises auf eine potenzielle Gefahren- und Konfliktsituation ausgewählt und ein Hinweis mit der ausgewählten Hinweisart an den Piloten ausgegeben wird. Eine solche Hinweisart kann beispielsweise optischer, akustischer oder haptischer Art sein. Denkbar ist aber auch, dass die Hinweisart zwischen verschiedenen optischen oder akustischen Varianten unterscheidet, sodass der Pilot anhand der Hinweisart die Kritikalität der Situation erkennen kann. Demnach kodiert die Hinweisart die Kritikalität des Abstandslevel.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Flugassistenzsystem ein Display auf, wobei das Flugassistenzsystem ausgebildet ist, auf dem Display die geplante Flugtrajektorie abzubilden. Darüber hinaus werden in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie die den flugführungsrelevanten Einflussfaktoren zugeordneten Abstandsbedingungen (und Abstandslevel) sowie ggf. ermittelte Gefährdungsbereiche dargestellt, sodass der Pilot sowohl die eigene Flugtrajektorie, einen möglicherweise ermittelten Gefährdungsbereich eines Einflussfaktors, mögliche Einflussfaktoren selbst sowie die den Einflussfaktoren (einem, mehreren oder allen) zugeordneten Abstandsbedingungen erkennen kann. Diese flugführungsrelevanten Einflussfaktoren können Geländetopologien zur Darstellung von geländebedingten Einflussfaktoren, Wetterinformationen zur Darstellung von wetterbedingten Einflussfaktoren, andere Flugobjekte zur Darstellung von flugverkehrsbedingten Einflussfaktoren sowie Darstellungen gewisser Lufträume zur Darstellung von luftraumbedingten Einflussfaktoren sein.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Flugassistenzsystem eine Bedieneinheit auf, mit der für jeden flugführungsrelevanten Einflussfaktor und gegebenenfalls seinen zugeordneten Abstandslevel jeweils die separaten räumlichen und zeitlichen Abstandsbedingungen eingegeben werden können, sodass der Pilot individuell die für ihn relevanten Abstandsbedingungen einstellen kann.
• Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen:
• 1 - schematische Darstellung des Assistenzsystem
• 2 - schematische Darstellung einer Displayabbildung.
• 1 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Flugassistenzsystem 1, das eine Auswerteeinheit 2 aufweist. Die Auswerteeinheit 2 kann beispielsweise eine Mikroprozessor oder Mikrocontroller gesteuerte Recheneinheit bzw. Datenverarbeitungsanlage sein. Die Auswerteeinheit 2 ist mit einer Datenbank 3 verbunden, die Geländeinformationen einschließlich der Geländehöhen und ggf. der Geländetopologie enthält. Die Auswerteeinheit 2 kann dabei zumindest lesend auf die Datenbank 3 zugreifen.
• Des Weiteren ist eine Trajektorienschnittstelle 4 vorgesehen, über die das Flugassistenzsystem bzw. die Auswerteeinheit 2 auch auf die Daten des Flight Management Systems des Flugobjektes zugreifen kann. Über die Trajektorienschnittstelle 4 lässt sich somit für die Auswerteeinheit 2 die von dem Flight Management System berechnete und geplante Flugtrajektorie abgreifen bzw. ermitteln, sodass die Flugtrajektorie von der Auswerteeinheit 2 nicht selber berechnet werden muss.
• Es kann eine weitere Schnittstelle 5 vorgesehen sein, mit der die Auswerteeinheit 2 entsprechende Informationen bezüglich bestehender flugführungsrelevante Einflussfaktoren in der Umgebung des Flugobjektes erhalten kann. Über eine solche Schnittstelle 5 lassen sich dabei beispielsweise Wetterinformationen oder andere relevante Informationen von flugführungsrelevanten Einflussfaktoren abgreifen.
• Die Auswerteeinheit 2 ist des Weiteren mit einem Display 6 verbunden, auf dem die entsprechenden relevanten Informationen, wie später noch gezeigt wird, dargestellt werden können. Darüber hinaus weist das Flugassistenzsystem 1 eine Bedieneinheit 7 auf, mit der Einstellungen, Eingaben und Bestätigungen für das Flugassistenzsystem 1 gemacht werden können und Piloten mit dem Assistenzsystem interagieren können, wie beispielsweise die Bestätigung eines durch das System ausgegebenen Hinweises.
• Die Auswerteeinheit 2 weist des Weiteren eine Speichereinheit 8 auf, in der für verschiedene flugführungsrelevante Einflussfaktoren jeweils separate räumliche und gegebenenfalls zeitliche Abstandsbedingungen hinterlegt werden können. Die Speichereinheit kann beispielsweise ein fester, nicht flüchtiger Speicher sein, sodass die dort enthaltenen Daten auch beim Abschalten des Flugassistenzsystems erhalten bleiben.
• Denkbar ist aber auch, dass die Speichereinheit 8 in Form der Datenbank 3 ausgebildet ist, wodurch die Daten auf einen externen Speicherort verlagert werden.
• Die Auswerteeinheit 2 ist nun ausgebildet, zunächst eine geplante Flugtrajektorie über die Trajektorienschnittstelle 4 zu ermitteln. Diese so ermittelte Flugtrajektorie enthält Informationen über die konkrete Flugbahn des Flugobjektes, beispielsweise bestimmte Koordinaten, an denen das Flugobjekt zu einem bestimmten Zeitpunkt sein muss. Die Flugtrajektorie weist dabei zumindest eine räumliche Komponente auf, sodass die Position des Flugobjektes entlang der Flugtrajektorie ermittelbar ist. Vorteilhafterweise weist die Flugtrajektorie auch eine zeitliche Komponente auf, wodurch die Position des Flugobjektes zu einem bestimmten Zeitpunkt gegeben ist.
• Gemäß einen ersten Schritt werden nun geländebedingte Einflussfaktoren in Bezug auf die ermittelte zukünftige Flugtrajektorie überprüft. Hierfür ermittelt die Auswerteeinheit 2 von der Datenbank 3 entsprechende Geländeinformationen entlang der geplanten Flugtrajektorie und setzt diese Geländeinformationen zusammen mit den für geländebedingte Einflussfaktoren hinterlegten Abstandsbedingungen in Bezug. Wird dabei festgestellt, dass die Abstandsbedingungen entlang der geplanten Flugtrajektorie durch das Gelände unterschritten werden, so liegt eine Verletzung der jeweiligen räumlichen und gegebenenfalls zeitlichen Abstandsbedingungen für geländebedingte Einflussfaktoren vor, sodass basierend darauf ein flugführungsrelevanter Gefährdungsbereich ermittelt wird, der die Verletzung der Abstandsbedingung sowohl räumlich als auch ggf. zeitlich definiert. Anschließend wird ein Hinweis an den Piloten ausgegeben wird.
• Dies bedeutet, dass das Flugobjekt entlang seiner Flugtrajektorie zwar nicht unbedingt eine Geländeberührung vollziehen wird, jedoch dem Gelände näher kommt als durch die für geländebedingte Einflussfaktoren hinterlegte Abstandsbedingung definiert wurde und der Pilot das Gelände entsprechend bei der Fortsetzung des Fluges mit betrachten sollte.
• In einem weiteren Schritt werden witterungsbedingte Informationen (bspw. Wetterinformationen) von der Schnittstelle 5 ermittelt und diese ebenfalls in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie und die für witterungsbedingte Einflussfaktoren hinterlegten Abstandsbedingungen gesetzt. Die Informationen bezüglich der witterungsbedingten Einflussfaktoren können dabei beispielsweise Gewittergebiete und deren Bewegungsrichtung sein, wobei die für Gewittergebiete als witterungsbedingte Einflussfaktoren hinterlegten Abstandsbedingungen aus der Speichereinheit 8 ermittelt und dann in Bezug zu der geplanten Trajektorie gesetzt werden, wodurch festgestellt werden kann, ob die ermittelten Gewittergebiete als ein Beispiel witterungsbedingter Einflussfaktoren die Abstandsbedingungen in Bezug auf die geplante Trajektorie unterschreitet. Ist dies der Fall, wird ein entsprechenderflugführungsrelevanter Gefährdungsbereich ermittelt, der räumlich und ggf. zeitlich die Verletzung der Abstandsbedienungen für witterungsbedingte Einflussfaktoren definiert, was bedeutet, dass sich die geplante Flugtrajektorie räumlich und ggf. zeitlich in einer gewissen Nähe zu dem Gewittergebiet befindet, wodurch ein entsprechender Hinweis ausgegeben werden kann. Selbstverständlich sind auch weitere Witterungseinflüsse wie Hagel, Starkregen, Turbulenz- und Vereisungsgebiete, Aschewolken oder Vogelschwärme denkbar.
• In einem weiteren Schritt werden verkehrsbedingte Einflussfaktoren über die Schnittstelle 5 ermittelt, was beispielsweise die Position und Flugrichtung anderer Flugobjekte sein können. Auch hierfür werden die hinterlegten Abstandsbedingungen ermittelt und in Bezug zu der geplanten Trajektorie gesetzt, sodass feststellbar ist, ob andere Flugobjekte der geplanten Trajektorie näher kommen. Dabei wird auch eine zeitliche Komponente überprüft, die ebenfalls als Abstandsbedingung mit hinterlegt sein kann.
• Schließlich lassen sich aus der Datenbank 3 und/oder der Schnittstelle 5 luftraumbedingte Einflussfaktoren ermitteln, mit den dann in analoger Art und Weise wie oben genannt verfahren wird.
• Somit wird es möglich, für verschiedene flugführungsrelevante Einflussfaktoren jeweils verschiedene räumlich und gegebenenfalls zeitlich bedingte Abstandsbedingungen zu überwachen, wodurch sehr differenziert die einzelnen Einflussfaktoren überprüft werden können. Dabei kann dem Piloten über das Display 6 entsprechende Informationen diesbezüglich ausgegeben werden, einschließlich der möglicherweise generierten Hinweise und Warnungen.
• 2 zeigt ein Beispiel einer Darstellung auf dem Display 6, wie sie dem Piloten dargeboten werden kann. Die ermittelte Trajektorie T wird dabei in der Mitte des Displays dargestellt. Auf der geplanten Flugtrajektorie T sind drei Punkte P1, P2 und P3 hervorgehoben, die Teil der Flugtrajektorie T sind.
• Für geländebedingte Einflussfaktoren wird eine Metrik gewählt, die drei Abstandslevel aufweist. Das erste äußere Abstandslevel W_Gelände1 weist räumliche Abstandsbedingungen auf, bei der ein seitlicher Abstand von 5000 Metern und ein vertikaler Abstand von 1000 Fuß zwischen der geplanten Flugtrajektorie und dem geländebedingten Einflussfaktor, sprich also dem Gelände selber, vorgesehen ist. In dem darauffolgenden zweiten Abstandslevel W_Gelände2 sind räumliche Abstandsbedingungen vorgesehen, die einen seitlichen Abstand von 3000 Metern und einen vertikalen Abstand von 750 Fuß zwischen der geplanten Flugtrajektorie und dem Gelände aufweisen. Das dritte Abstandslevel W_Gelände3 weist schließlich Abstandsbedingungen auf, bei denen ein horizontaler Abstand von 1000 Metern und ein vertikaler Abstand 500 Fuß vorgesehen sind.
• Für den geländebedingten Einflussfaktor werden somit die für jedes Abstandslevel W_Gelände1 bis W_Gelände3 und die diesem Abstandslevel zugeordneten Abstandsbedingungen in Bezug zu der geplanten Trajektorie T angezeigt, sodass sich für jedes Abstandslevel eine Art räumlicher Tunnel um die geplante Trajektorie ergibt. Im Ausführungsbeispiel der 2 ist hierbei nur die horizontale Abstandsbedingung gezeigt.
• Des Weiteren werden die aus der Datenbank ermittelten Geländeinformationen in dem Display angezeigt, die als geländebedingte Einflussfaktor G_Gelände dargestellt sind.
• Wie in 2 ersichtlich, unterschreitet der geländebedingte Einflussfaktor G_Gelände zwischen dem Punkt P1 und dem Punkt P2 die Abstandsbedingung bezüglich des äußeren ersten Abstandslevel W_Gelände1, was durch das Flugassistenzsystem festgestellt und ein entsprechender flugführungsrelevanter Gefährdungsbereich B₁ im Bereich der Unterschreitung der Abstandsbedingungen ermittelt wird. Es wird dann ein Hinweis ausgegeben, um auf den flugführungsrelevanten Gefährdungsbereich B₁ aufmerksam zu machen.
• Im weiteren Flugverlauf würde darüber hinaus in Bezug auf die geplante Trajektorie T der geländebedingte Einflussfaktor G_Gelände auch die Abstandsbedingungen bezüglich des zweiten Abstandslevel W_Gelände2 unterschreiten, was zu der Ermittlung eines flugführungsrelevanter Gefährdungsbereich B₂ und ebenfalls zu einem Hinweis an den Piloten führt.
• Der Pilot kann somit erkennen, dass das Gelände zwischen dem Punkt P2 und dem Punkt P3 die seitlichen Abstände von 3000 Metern unterschreitet, jedoch den minimalen seitlichen Abstand von 1000 Metern (W_Gelände3) nicht. Es ergeben sich somit drei Abstandsbereiche für diesen Einflussfaktor, die in Bezug auf die Trajektorie separat überwacht werden. Der Pilot kann somit unterstützt werden, wann und wo entsprechende Geländestrukturen relevant sind. Im Ausführungsbeispiel der 2 ist eine unmittelbare Gefährdung für die Fortsetzung des Fluges nicht erkennbar, sodass die Situation als mittelbar und potentiell sicherheitsrelevant eingestuft werden kann.
• Selbiges ist beispielsweise mit einer Gewitterzelle denkbar, für die abweichende räumliche und gegebenenfalls zeitliche Abstandsbedingungen zugeordnet werden können. Die in 2 nicht dargestellte Gewitterzelle wird somit hinsichtlich der für witterungsbedingte Einflussfaktoren hinterlegten Abstandsbedingungen geprüft und kann in analoger Art und Weise die geländebedingte Einflussfaktoren in 2 in dem Display dargestellt werden.
• Bezugszeichenliste

1

Assistenzsystem

2

Auswerteeinheit

3

Datenbank

4

Trajektorienschnittstelle

5

Schnittstelle

6

Display

7

Bedieneinheit

8

Speichereinheit

T

geplante Trajektorie

P1, P2, P3, P4

Punkte in der Trajektorie

WGelände1, WGelände2, WGelände3

Abstandslevel

GGelände

geländebedingter Einflussfaktor

B1, B2

flugführungsrelevante Gefährdungsbereiche

Claims (8)

1. Assistenzsystem (1) für Flugobjekte zur Überwachung einer geplanten Flugtrajektorie, die dem Assistenzsystem bereitgestellt wird, wobei in dem Assistenzsystem für verschiedene flugführungsrelevante Einflussfaktoren jeweils separate räumliche Abstandsbedingungen in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie zugeordnet und hinterlegt sind, wobei das Assistenzsystem eingerichtet ist, basierend auf bereitgestellten Informationen die verschiedenen flugführungsrelevanten Einflussfaktoren einheitlich zu überwachen und differenziert bezüglich der verschiedenen flugführungsrelevanten Einflussfaktoren mindestens einen flugführungsrelevanten Gefährdungsbereich zu ermitteln, bei dem in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie die dem jeweiligen flugführungsrelevanten Einflussfaktor zugeordneten räumlichen Abstandsbedingungen unterschritten werden, wobei dann ein Hinweis auf den ermittelten flugführungsrelevanten Gefährdungsbereich an einen Piloten ausgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens einen flugführungsrelevanten Einflussfaktor eine Mehrzahl von Abstandslevel vorgesehen sind, wobei in dem Assistenzsystem für jedes Abstandslevel eines flugführungsrelevanten Einflussfaktors separate räumliche Abstandsbedingungen zugeordnet und hinterlegt sind, wobei das Assistenzsystem eingerichtet ist, basierend auf den bereitgestellten Informationen bezüglich der verschiedenen flugführungsrelevanten Einflussfaktoren mindestens einen flugführungsrelevanten Gefährdungsbereich zu ermitteln, bei dem in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie die wenigstens einem Abstandslevel des jeweiligen flugführungsrelevanten Einflussfaktors zugeordneten Abstandsbedingungen unterschritten werden.
2. Assistenzsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Assistenzsystem für verschiedene flugführungsrelevante Einflussfaktoren jeweils separate zeitliche Abstandsbedingungen in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie zugeordnet und hinterlegt sind, wobei zusätzlich zu den separaten räumlichen Abstandsbedingungen auch immer die jeweiligen zeitlichen Abstandsbedingungen geprüft werden.
3. Assistenzsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Assistenzsystem (1) eingerichtet ist, in Abhängigkeit von demjenigen Abstandslevel (W_Gelände1-3), dessen zugeordnete Abstandsbedingungen durch den jeweiligen flugführungsrelevanten Einflussfaktor unterschritten wurden und die der geplanten Flugtrajektorie am Nächstliegenden sind, eine Hinweisart des an den Piloten auszugebenden Hinweises auf den ermittelten flugführungsrelevanten Gefährdungsbereich auszuwählen und ein Hinweis mit der ausgewählten Hinweisart an den Piloten auszugeben.
4. Assistenzsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Assistenzsystem (1) wenigstens ein Display (6) aufweist, wobei das Assistenzsystem (1) zum Darstellen der geplanten Flugtrajektorie, dem ermittelten flugführungsrelevanten Gefährdungsbereich sowie - einer Geländetopografie als flugführungsrelevanter Einflussfaktor sowie die diesem flugführungsrelevanten Einflussfaktor zugeordneten Abstandsbedingungen in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie, - mindestens einer Wetterinformation als flugführungsrelevanter Einflussfaktor sowie die diesem flugführungsrelevanten Einflussfaktor zugeordneten Abstandsbedingungen in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie, - spezieller Lufträume als flugführungsrelevanter Einflussfaktoren sowie die diesem flugführungsrelevanten Einflussfaktor zugeordneten Abstandsbedingungen in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie, - betrieblich, operationeller flugführungsrelevanter Einflussfaktoren sowie die diesem flugführungsrelevanten Einflussfaktor zugeordneten Abstandsbedingungen in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie, und/oder - anderer Flugobjekte als flugführungsrelevanter Einflussfaktor sowie die diesem flugführungsrelevanten Einflussfaktor zugeordneten Abstandsbedingungen in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie ausgebildet ist.
5. Verfahren zur Überwachung einer geplanten Flugtrajektorie, die einem Assistenzsystem bereitgestellt wird, wobei mittels des Assistenzsystems verschiedenen flugführungsrelevanten Einflussfaktoren jeweils separate räumliche Abstandsbedingungen in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie zugeordnet sind oder werden, wobei basierend auf dem Assistenzsystem bereitgestellten Informationen bezüglich der verschiedenen flugführungsrelevanten Einflussfaktoren die verschiedenen flugführungsrelevanten Einflussfaktoren einheitlich überwacht und differenziert mindestens ein flugführungsrelevanter Gefährdungsbereich ermittelt wird, bei dem in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie die dem jeweiligen flugführungsrelevanten Einflussfaktor zugeordneten räumlichen Abstandsbedingungen unterschritten werden, wobei dann mittels des Assistenzsystems ein Hinweis auf den ermittelten flugführungsrelevanten Gefährdungsbereich an einen Piloten ausgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens einen flugführungsrelevanten Einflussfaktor eine Mehrzahl von Abstandslevel vorgesehen sind, wobei mittels des Assistenzsystems für jedes Abstandslevel eines flugführungsrelevanten Einflussfaktors separate räumliche Abstandsbedingungen zugeordnet sind oder werden, wobei mittels des Assistenzsystem basierend auf den bereitgestellten Informationen bezüglich der verschiedenen flugführungsrelevanten Einflussfaktoren mindestens ein flugführungsrelevanter Gefährdungsbereich ermittelt wird, bei dem in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie die wenigstens einem Abstandslevel des jeweiligen flugführungsrelevanten Einflussfaktors zugeordneten Abstandsbedingungen unterschritten werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für verschiedene flugführungsrelevante Einflussfaktoren jeweils separate zeitliche Abstandsbedingungen in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie in dem Assistenzsystem zugeordnet und hinterlegt sind, wobei zusätzlich zu den separaten räumlichen Abstandsbedingungen auch immer die jeweiligen zeitlichen Abstandsbedingungen geprüft werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Assistenzsystem (1) in Abhängigkeit von demjenigen Abstandslevel (W_Gelände1-3), dessen zugeordnete Abstandsbedingungen durch den jeweiligen flugführungsrelevanten Einflussfaktor unterschritten wurden und die der geplanten Flugtrajektorie am Nächstliegenden sind, eine Hinweisart des an den Piloten auszugebenden Hinweises auf den ermittelten flugführungsrelevanten Gefährdungsbereich ausgewählt und ein Hinweis mit der ausgewählten Hinweisart an den Piloten ausgeben wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Display (6) des Assistenzsystems (1) die geplante Flugtrajektorie, der ermittelte flugführungsrelevante Gefährdungsbereich sowie - eine Geländetopografie als flugführungsrelevanter Einflussfaktor sowie die diesem flugführungsrelevanten Einflussfaktor zugeordneten Abstandsbedingungen in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie, - mindestens eine Wetterinformation als flugführungsrelevanter Einflussfaktor sowie die diesem flugführungsrelevanten Einflussfaktor zugeordneten Abstandsbedingungen in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie, - spezielle Lufträume als flugführungsrelevanter Einflussfaktoren sowie die diesem flugführungsrelevanten Einflussfaktor zugeordneten Abstandsbedingungen in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie, - betrieblich, operationelle flugführungsrelevante Einflussfaktoren sowie die diesem flugführungsrelevanten Einflussfaktor zugeordneten Abstandsbedingungen in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie, und/oder - andere Flugobjekte als flugführungsrelevanter Einflussfaktor sowie die diesem flugführungsrelevanten Einflussfaktor zugeordneten Abstandsbedingungen in Bezug auf die geplante Flugtrajektorie dargestellt werden.

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