DE102017202494A1

DE102017202494A1 - Kommunikationsverfahren, Kommunikationssystem und Luft-/Raumfahrzeug

Info

Publication number: DE102017202494A1
Application number: DE102017202494.1A
Authority: DE
Inventors: Maurice Girod; Uwe Bartels
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2017-02-16
Filing date: 2017-02-16
Publication date: 2018-08-16
Also published as: US20200135034A1; CN108449128A

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft ein Kommunikationsverfahren zur satellitenbasierten Kommunikation für ein Luft-/Raumfahrzeug (350). Das Kommunikationsverfahren weist auf das Überwachen (S1) einer Verfügbarkeit eines ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems (102, 202, 302), und das Übertragen (S2) von Luft-/Raumfahrzeugdaten (120, 220) über das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem (102, 202, 302) oder ein zweites satellitenbasiertes Kommunikationssystem (103, 203, 303) in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems (102, 202, 302). Ferner schafft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Kommunikationssystem (100, 200, 300) und ein entsprechendes Luft-/Raumfahrzeug.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kommunikationsverfahren, ein Kommunikationssystem und ein Luft-/Raumfahrzeug.
Luft-/Raumfahrzeuge weisen heute üblicherweise Möglichkeiten auf, Daten über das Luft-/Raumfahrzeug während des Fluges zu speichern. Solche Daten dienen der Auswertung und Ursachenforschung, z.B. nach einem Zwischenfall.
Üblicherweise werden in Luft-/Raumfahrzeugen dazu Flugdatenschreiber eingesetzt, die während des Fluges Daten speichern. Nach einem Zwischenfall werden diese Flugdatenschreiber geortet und geborgen. Nach der Bergung können die gespeicherten Daten extrahiert und analysiert werden.
Zur Ortung weisen die Flugdatenschreiber üblicherweise eine Ortungshilfe, den sog. Underwater Locator Beacon, auf, welche ein akustisches Signal mit einer Frequenz von ca. 37,5 kHz ausgibt, welches mit Sonar-basierten Techniken geortet werden kann. Die Ortungsreichweite für ein solches akustisches Signal beträgt ca. 4000 m.
Zur Verbesserung der Ortung eines solchen Flugdatenschreibers können in modernen Flugdatenschreibern auch Ortungshilfen genutzt werden, die ein akustisches Signal mit einer Frequenz von ca. 8,8 kHz ausgeben. Diese akustischen Signale mit einer Frequenz von 8,8 kHz können über eine Entfernung von ca. 13 km geortet werden.
Eine mögliche Ortungshilfe ist z.B. in der WO 2013 088 275 A1 gezeigt.
Die Ortung und Bergung der jeweiligen Ortungshilfe und damit auch des Luft-/Raumfahrzeugs kann bei einem Zwischenfall auf hoher See z.B. mit Hilfe von Bergungsschiffen erfolgen, welche versuchen, das akustische Signal der Ortungshilfen zu erfassen und zu lokalisieren.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte Erfassung von Flugdaten zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Kommunikationsverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Kommunikationssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 und durch ein Luft-/Raumfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15.
Demgemäß ist ein Kommunikationsverfahren zur satellitenbasierten Kommunikation für ein Luft-/Raumfahrzeug vorgesehen. Das Kommunikationsverfahren umfasst das Überwachen einer Verfügbarkeit eines ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems, und das Übertragen von Luft-/Raumfahrzeugdaten über das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem oder ein zweites satellitenbasiertes Kommunikationssystem in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems.
Darüber hinaus ist ein Kommunikationssystem vorgesehen. Das Kommunikationssystem umfasst eine Kommunikationseinrichtung, welche ausgebildet ist, mit einem ersten satellitenbasierten Kommunikationssystem und mit einem zweiten satellitenbasierten Kommunikationssystem zu kommunizieren, und eine Steuereinrichtung, welche mit der Kommunikationseinrichtung gekoppelt ist und welche ausgebildet ist, eine Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems zu überwachen. Die Steuereinrichtung ist ferner ausgebildet, in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems Luft-/Raumfahrzeugdaten über das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem oder das zweite satellitenbasiertes Kommunikationssystem zu übertragen.
Schließlich ist ein Luft-/Raumfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Kommunikationssystem vorgesehen. Unter einem Luft-/Raumfahrzeug kann in diesem Zusammenhang jedes Luft- und Raumfahrzeug verstanden werden.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass Luft-/Raumfahrzeugdaten sehr einfach ausgewertet werden können, wenn diese bereits während dem Betrieb des Luft-/Raumfahrzeugs z.B. an eine zentrale Datenverwaltung ausgegeben werden.
Die vorliegende Erfindung nutzt diese Erkenntnis und stellt ein System in einem Luft-/Raumfahrzeug bereit, welches die Luft-/Raumfahrzeugdaten speichert und während dem Betrieb des Luft-/Raumfahrzeugs bereits satellitenbasiert ausgeben kann. Die Luft-/Raumfahrzeugdaten können dabei z.B. diejenigen Daten sein, welche ein Flugdatenschreiber herkömmlicherweise speichert. Solche Daten können also z.B. Flugdaten, wie die Position und Lage des Luft-/Raumfahrzeugs, Audiodaten aus dem Cockpit bzw. der Kabine des Luft-/Raumfahrzeugs, Bilddaten aus dem Cockpit bzw. der Kabine des Luft-/Raumfahrzeugs oder dergleichen umfassen.
Die vorliegende Erfindung ergänzt also z.B. herkömmliche Flugdatenschreiber indem die Luft-/Raumfahrzeugdaten bereits vor und/oder während einem Zwischenfall ausgebeben werden können. Werden alle Flugdaten bereits während dem Zwischenfall ausgegeben, kann auf die Bergung des Flugdatenschreibers eventuell sogar verzichtet werden.
Die vorliegende Erfindung berücksichtigt dabei ferner unterschiedlich Eigenschaften satellitenbasierter Kommunikationssysteme. So kann bei geringer Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems die Übertragung der Luft-/Raumfahrzeugdaten über das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem fortgeführt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
Gemäß einer Weiterbildung kann das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem geostationäre Satelliten aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem nicht-geostationäre Satelliten aufweisen.
Bei satellitenbasierten Kommunikationssystemen mit geostationären Satelliten müssen aus physikalischen Gründen die geostationären Satelliten senkrecht über dem Äquator stehen. Die geostationären Satelliten stehen dabei unveränderlich über dem gleichen Punkt am Äquator. Folglich erscheinen die geostationären Satelliten für einen Beobachter an einem unveränderlichen Ort auf der Erdoberfläche immer an der gleichen Position am Himmel.
Um mit einem Satelliten eines solchen satellitenbasierten Kommunikationssystems zu kommunizieren, muss dieser Satellit exakt angepeilt werden. Dies geschieht z.B. bei Gebäuden üblicherweise nur einmalig beim Einstellen der Antenne. Nutzt allerdings ein Luft-/Raumfahrzeug eine satellitenbasierte Kommunikation über ein satellitenbasiertes Kommunikationssystem mit geostationären Satelliten, muss die Antenne in dem Luft-/Raumfahrzeug während dem Flug nachjustiert werden.
Da die Satelliten eines satellitenbasierten Kommunikationssystems mit geostationären Satelliten senkrecht über dem Äquator stehen müssen, um ihre Position gegenüber der Erde zu halten, ist eine Kommunikation mit einem solchen satellitenbasierten Kommunikationssystem an den Polkappen nicht möglich. Da satellitenbasierte Kommunikationssysteme mit geostationären Satelliten üblicherweise für stationäre Anwendungen eingesetzt werden, ist die Verfügbarkeit über den Ozean ebenfalls eingeschränkt.
Die Kommunikation über ein satellitenbasiertes Kommunikationssystem mit geostationären Satelliten weist ferner einen erhöhten Energiebedarf auf. Die Kommunikationssysteme für eine Kommunikation über ein satellitenbasiertes Kommunikationssystem mit geostationären Satelliten werden im Fehlerfall oder Problemfall daher üblicherweise rasch abgeschaltet.
Satellitenbasierte Kommunikationssysteme mit geostationären Satelliten weisen aber eine hohe Datenübertragungsrate auf und können kostengünstig genutzt werden, um die Luft-/Raumfahrzeugdaten aus dem Luft-/Raumfahrzeug zu übertragen.
Beispielhaft sei als satellitenbasiertes Kommunikationssystem mit geostationären Satelliten das INMARSAT System genannt.
Auf Grund der hohen Bandbreite, die das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem bereitstellt, können die Luft-/Raumfahrzeugdaten z.B. auch gespeichert und als Pakete übertragen werden. Die Größe der Pakete kann dabei abhängig von der gewünschten Aktualität der Luft-/Raumfahrzeugdaten gewählt werden. Durch die Wahl größerer Pakete kann ferner der Overhead bei der Datenübertragung reduziert werden.
Bei satellitenbasierten Kommunikationssystemen mit nicht-geostationären Satelliten befinden sich die Satelliten in einer Umlaufbahn um die Erde. Die Satelliten bewegen sich dabei relativ zur Erde. Die Kommunikation über solche satellitenbasierten Kommunikationssysteme mit nicht-geostationären Satelliten erfolgt dabei nicht mit einem einzelnen Satelliten, der exakt angepeilt werden muss. Vielmehr erfolgt die Kommunikation über solche satellitenbasierten Kommunikationssysteme mit nicht-geostationären Satelliten mit wechselnden Satelliten, die für die Kommunikationseinrichtung im jeweiligen Moment erreichbar sind. Entsprechend entfällt z.B. das nachführen der Antennen und Anpeilen einzelner Satelliten.
Bei satellitenbasierten Kommunikationssystem mit nicht-geostationären Satelliten können in dein einzelnen Teilnehmern z.B. mehrere Antennen gruppiert werden, die einzelne „Zellen“ bzw. Bereiche ausleuchten, oder es können entsprechende Phased-Array-Antennen mit Mehrkeulen-Charakteristik genutzt werden. Die Bereiche bzw. Zellen werden dabei derart abgestimmt, dass immer genügend Satelliten für eine Kommunikation angepeilt werden können.
Die Satelliten können in einem solchen satellitenbasierten Kommunikationssystem ein eigenes Datenübertragungsnetz bilden. Daten, die ein Satellit empfängt können also z.B. von Satellit zu Satellit übertragen werden, bis einer der Satelliten die Daten an eine Bodenstation überträgt.
Da sich die nicht-geostationären Satelliten gegenüber der Erdoberfläche nicht in einer unveränderlichen Position befinden, sondern die Erde umkreisen, können die Satelliten z.B. auch die Polkappen und Ozeane überfliegen. Durch ein ausreichend dichtes Netz an Satelliten kann so eine permanente oder nahezu permanente Verfügbarkeit über dem gesamten Globus bereitgestellt werden.
Auf Grund der grundlegend unterschiedlichen Datenübertragungsprinzipien im Vergleich zu den satellitenbasierten Kommunikationssystemen mit geostationären Satelliten, erreichen die satellitenbasierten Kommunikationssysteme mit nicht-geostationären Satelliten geringere Datenübertragungsraten. Allerdings müssen die Antennen nicht auf die Satelliten ausgerichtet werden. Eine Datenübertragung ist folglich auch dann noch möglich, wenn die aktuelle Lage bzw. Position des Luft-/Raumfahrzeugs z.B. unbekannt ist oder nicht mehr erfasst werden kann.
Beispielhaft sei als satellitenbasiertes Kommunikationssystem mit nicht-geostationären Satelliten das IRIDIUM System genannt.
Gemäß einer Weiterbildung können die Luft-/Raumfahrzeugdaten bei voller Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems über das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem übertragen werden und bei eingeschränkter Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems über das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem übertragen werden.
Wie oben bereits erläutert, ist die Kommunikation mit satellitenbasierten Kommunikationssystem mit geostationären Satelliten nur eingeschränkt möglich, nämlich wenn die aktuelle Position des Luft-/Raumfahrzeugs von einem Satelliten abgedeckt wird und ein Nachführen der Antenne möglich ist.
Die Kommunikation mit satellitenbasierten Kommunikationssystemen mit nicht-geostationären Satelliten ist dagegen über nahezu dem gesamten Globus möglich. Ferner ist ein Nachführen der Antenne nicht notwendig. Die potentiell geringere Datenrate wird dabei in Kauf genommen.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems basierend auf einer Messung der Verbindungsqualität zu dem ersten satellitenbasierten Kommunikationssystem bestimmt werden.
Die Messung der Verbindungsqualität kann z.B. eine Messung des Signal-Rausch-Verhältnisses, der Datenrate, der Signalleistung oder dergleichen umfassen. Diese Messung kann z.B. eine absolute oder eine relative Messung sein. Unterschreitet die Verbindungsqualität einen vorgegebenen Schwellwert kann zur weiteren Kommunikation auf das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem umgeschaltet werden.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems basierend auf einer aktuellen Position des Luft-/Raumfahrzeugs bestimmt werden. Dazu kann z.B. eine Information bzw. Karte bereitgestellt werden, welche die Abdeckung durch das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem beschreibt. Nähert sich das Luft-/Raumfahrzeug einem Randbereich, also einem Übergang von einem abgedeckten Bereich zu einem nicht abgedeckten Bereich des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems, kann die Kommunikation bereits vorsorglich auf das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem umgeschaltet werden. Dazu kann z.B. auch die Flugrichtung des Luft-/Raumfahrzeugs berücksichtigt werden.
Gemäß einer Weiterbildung können die Luft-/Raumfahrzeugdaten in einem anormalen Zustand des Luft-/Raumfahrzeugs über das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem übertragen werden.
Unter einem anormalen Betrieb des Luft-/Raumfahrzeugs wird jede Flugsituation verstanden, in welcher das Luft-/Raumfahrzeug sich nicht im Normalbetrieb befindet. Es kann im anormalen Betrieb des Luft-/Raumfahrzeugs also z.B. eine Notsituation eingetreten sein, die ein Steuern des Luft-/Raumfahrzeugs erschwert oder unmöglich macht, oder die den Betrieb des Luft-/Raumfahrzeugs anderweitig einschränkt.
Gemäß einer Weiterbildung kann im anormalen Zustand des Luft-/Raumfahrzeugs lediglich eine Auswahl der Luft-/Raumfahrzeugdaten übertragen werden. Dies kann aber auch generell für die Datenübertragung über das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem gelten.
Wird die Kommunikation auf das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem umgeschaltet, kann diese eventuell weniger Daten übertragen als das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem. Die Auswahl an Flugdaten kann folglich eine Untermenge der über das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem übertragenen Daten aufweisen. Bei einem Notfall in einem Luft-/Raumfahrzeug ist es wichtig, die aktuellsten Daten auswerten zu können. Die Auswahl kann daher insbesondere z.B. eine Mischung aus gespeicherten Luft-/Raumfahrzeugdaten und Echtzeitdaten aus dem Luft-/Raumfahrzeug umfassen. Die Echtzeitdaten entsprechen dabei von der Art her den gespeicherten Luft-/Raumfahrzeugdaten. Allerdings werden die Echtzeitdaten nicht gesammelt und zwischengespeichert sondern nach der Erfassung direkt übertragen. Eine Speicherung in einem Flugdatenschreiber ist selbstverständlich dennoch möglich.
Gemäß einer Weiterbildung kann das Kommunikationsverfahren das Speichern der Luft-/Raumfahrzeugdaten im Betrieb des Luft-/Raumfahrzeugs und das übertragen der Luft-/Raumfahrzeugdaten gemäß einer Aktualität der Luft-/Raumfahrzeugdaten aufweisen. Dabei können insbesondere die aktuellsten Luft-/Raumfahrzeugdaten zuerst übertragen werden.
Bei der Kommunikation über die satellitenbasierten Kommunikationssysteme kann Menge an Luft-/Raumfahrzeugdaten eventuell zu groß für die verfügbare Datenrate sein. Es können folglich nicht alle anfallenden Luft-/Raumfahrzeugdaten übertragen werden. In einer solchen Situation ist es vorteilhaft, die aktuellsten Luft-/Raumfahrzeugdaten zuerst zu übertragen. Reduziert sich die anfallende Menge an Luft-/Raumfahrzeugdaten, weil z.B. von einer zentralen Sammelstelle weniger Luft-/Raumfahrzeugdaten angefragt werden oder sich die verfügbare Bandbreite erhöht, können zusätzlich auch ältere gespeicherte Daten übertragen werden. Die verfügbare Bandbreite kann sich z.B. erhöhen, wenn die Wetterbedingungen für eine satellitenbasierte Kommunikation vorteilhaft sind.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:

1 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kommunikationsverfahrens;
2 ein Ablaufdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kommunikationsverfahrens;
3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems;
4 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems; und
5 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Luft-/Raumfahrzeugs.

Die beiliegenden Figuren sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist -jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
In der Beschreibung der verfahrensbezogenen 1 und 2 werden zum besseren Verständnis die Bezugszeichen der 3 - 5 genannt.
1 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kommunikationsverfahrens zur satellitenbasierten Kommunikation für ein Luft-/Raumfahrzeug 350.
In dem Verfahren wird eine Verfügbarkeit eines ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems 102, 202, 302 überwacht S1.
In Abhängigkeit von dieser überwachten Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems 102, 202, 302 werden dann Luft-/Raumfahrzeugdaten 120, 220 über das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem 102, 202, 302 oder ein zweites satellitenbasiertes Kommunikationssystem 103, 203, 303 übertragen.
Ist die Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems 102, 202, 302 eingeschränkt, kann also für die Datenübertragung das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem 103, 203, 303 genutzt werden.
Die Luft-/Raumfahrzeugdaten 120, 220 können z.B. denjenigen Daten entsprechen, die ein Flugdatenschreiber üblicherweise in einem Luft-/Raumfahrzeug speichert oder zumindest eine Auswahl solcher Daten umfassen. Diese Daten können z.B. Flugdaten, wie die Position und Lage des Luft-/Raumfahrzeugs, Audiodaten aus dem Cockpit bzw. der Kabine des Luft-/Raumfahrzeugs, Bilddaten aus dem Cockpit bzw. der Kabine des Luft-/Raumfahrzeugs oder dergleichen umfassen.
Das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem 102, 202, 302 kann z.B. geostationären Satelliten 205, 305 aufweisen. Eine Antenne 212 in dem Luft-/Raumfahrzeug 350 muss also bei sich verändernder Position des Luft-/Raumfahrzeugs 350 nachjustiert werden, so dass der jeweilige Satellit 205, 305 weiterhin angepeilt wird. Die Kommunikation über das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem 102, 202, 302 weist ferner einen erhöhten Energieverbrauch bei gleichzeitig hoher Datenrate auf. Das erste satellitenbasierten Kommunikationssystem 102, 202, 302 kann z.B. das INMARSAT System sein.
Das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem 103, 203, 303 weist im Gegensatz zum ersten satellitenbasierten Kommunikationssystem 102, 202, 302 nicht-geostationäre Satelliten 206, 306 auf. Das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem 103, 203, 303 kann z.B. das IRIDIUM oder IRIDIUMnext System sein.
Für die Kommunikation mit nicht geostationären Satelliten sind die jeweiligen Antennen 213 derart ausgebildet, dass sie mehrere Bereiche gleichzeitig abdecken. Die abgedeckten Bereiche werden dabei an die Verteilung der Satelliten des jeweiligen Systems angepasst. Ferner kann eine solche Antenne 213 z.B. gleichzeitig auch der Kommunikation mit einem ELT-System, Emergency Locator Transmitter, dienen, welches in Notsituationen zur Positionsbestimmung bzw. -Übermittlung genutzt wird und über das sog. COSPAS-SARSAT Satellitensystem kommuniziert.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kommunikationsverfahrens.
Beim Überwachen S1 kann gemäß 2 die Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems 102, 202, 302 basierend auf einer Messung S5 der Verbindungsqualität zu dem ersten satellitenbasierten Kommunikationssystem 102, 202, 302 bestimmt werden. Ferner kann die Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems 102, 202, 302 basierend auf einer aktuellen Position des Luft-/Raumfahrzeugs 350 bestimmt werden S6. Dabei kann nicht nur die aktuelle Position des Luft-/Raumfahrzeugs 350 genutzt werden. Vielmehr kann z.B. auch die Flugrichtung und Geschwindigkeit des Luft-/Raumfahrzeugs berücksichtigt werden.
Wird auf eine der zwei Arten, dargestellt durch die ODER-Verknüpfung O1, festgestellt, dass die Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems 102, 202, 302 eingeschränkt ist verzweigt die Entscheidung E1 zu S4, wo zum Übertragen der Luft-/Raumfahrzeugdaten 120, 220 das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem 103, 203, 303 genutzt wird.
Bei voller Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems 102, 202, 302 können die Luft-/Raumfahrzeugdaten 120, 220 dagegen über das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem 102, 202, 302 übertragen werden S3.
In 4 ist ferner das Speichern S8 der Luft-/Raumfahrzeugdaten 120, 220 vorgesehen. Die Luft-/Raumfahrzeugdaten 120, 220 können dabei z.B. in einem Flugdatenschreiber gespeichert werden, der die Luft-/Raumfahrzeugdaten 120, 220 zur Übertragung auch ausgeben kann.
In 2 ist ferner eine Überwachung des Zustands des Luft-/Raumfahrzeugs vorgesehen, E2. Wird in E2 festgestellt, dass sich das Luft-/Raumfahrzeug 350 in einem anormalen Zustand befindet, werden die Luft-/Raumfahrzeugdaten 120, 220 über das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem 103, 203, 303 übertragen S7. Diese Entscheidung wird unabhängig von der Auswertung in S5 und S6 getroffen und basiert lediglich auf dem aktuellen Zustand des Luft-/Raumfahrzeugs 350.
3 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems 100 zum satellitenbasierten Kommunizieren für ein Luft-/Raumfahrzeug.
Das Kommunikationssystem 100 weist eine Kommunikationseinrichtung 101 auf, die mit einer Steuereinrichtung 104 gekoppelt ist.
Die Kommunikationseinrichtung 101 kann mit einem ersten satellitenbasierten Kommunikationssystem 102 und mit einem zweiten satellitenbasierten Kommunikationssystem 103 kommunizieren. Ferner kann die Steuereinrichtung 104 eine Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems 102 überwachen. Die Steuereinrichtung 104 überträgt dann in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems 102 Luft-/Raumfahrzeugdaten 120 über das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem 102 oder das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem 103.
4 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems 200. Das Kommunikationssystem 200 basiert auf dem Kommunikationssystem 100 und ergänzt dieses.
Gemäß 4 kann das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem 202 geostationäre Satelliten 205 aufweisen. Eine Kommunikation mit einem solchen System ist nur eingeschränkt, also nicht über dem gesamten Globus, möglich. Das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem 203 kann dagegen nicht-geostationäre Satelliten 206 aufweisen. Ferner ist in 4 ein drittes satellitenbasiertes Kommunikationssystem 207 vorgesehen. Das dritte satellitenbasierte Kommunikationssystem 207 ist ein ELT-System mit entsprechenden Satelliten 208. Das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem 202 kann z.B. das INMARSAT System sein. Das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem 203 kann z.B. das IRIDIUM oder IRIDIUMnext System sein.
Das Kommunikationssystem 200 weist zur Kommunikation mit den oben genannten satellitenbasierten Kommunikationssystemen 202, 203, 207 zwei Antennen 212, 213 auf.
Die erste Antenne 212 ist dazu ausgebildet, mit einem ersten satellitenbasierten Kommunikationssystem 202 zu kommunizieren. Da das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem 202 geostationären Satelliten aufweist, muss die erste Antenne 212 bei sich verändernder Position des Luft-/Raumfahrzeugs nachjustiert werden, so dass der jeweilige Satellit 205 weiterhin angepeilt wird. Die Kommunikation über das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem 202 weist einen erhöhten Energieverbrauch bei gleichzeitig hoher Datenrate auf.
Die zweite Antenne 213 dient der Kommunikation mit dem zweiten satellitenbasierten Kommunikationssystem 203 und einem dritten satellitenbasierten Kommunikationssystem 207. Für die Kommunikation mit nicht-geostationären Satelliten 206, 208 ist die Antenne 213 derart ausgebildet, dass sie mehrere Bereiche gleichzeitig abdeckt. Die abgedeckten Bereiche werden dabei an die Verteilung der Satelliten des jeweiligen Systems angepasst. Die zweite Antenne 213 kann dabei derart ausgebildet sein, dass sie sowohl die Satelliten 206, 208 des zweiten als auch des dritten satellitenbasierten Kommunikationssystems 203, 207 erreichen kann.
Entsprechend weist die Kommunikationseinrichtung 201 weist drei unterschiedliche Satelliten-Modems 209, 210, 211 auf. Das erste Modem 209 dient der Kommunikation über das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem 202. Das zweite Modem 210 dient der Kommunikation über das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem 203. Schließlich dient das dritte Modem 211 der Kommunikation über das dritte satellitenbasierte Kommunikationssystem 207. Das dritte Modem 212 ist dabei nicht mit der Steuereinrichtung 204 gekoppelt, da dieses keine Luft-/Raumfahrzeugdaten 220 überträgt.
Die Steuereinrichtung 204 erhält neben den Luft-/Raumfahrzeugdaten 220 aus dem Speicher 214 auch ein Notfallsignal 216. Das Notfallsignal 216 kann z.B. von Luft-/Raumfahrzeugsystemen erzeugt werden, die erkennen können, ob ein Notfall in dem Luft-/Raumfahrzeug vorliegt. Die Steuereinrichtung 204 kann die Luft-/Raumfahrzeugdaten 220 z.B. in normalen Flugsituationen, also ohne Notfall, über das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem 202 ausgeben. Liegt aber ein Notfall vor, kann der Umschalter 215 die Steuereinrichtung 204 auf das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem 203 umschalten. Damit kann der Energieverbrauch reduziert werden, da die Kommunikation mit dem zweiten satellitenbasierten Kommunikationssystem 203 weniger energieaufwändig ist. Ferner ist keine Nachjustierung der Antenne 212 nötig. Die Kommunikation kann also auch aufrechterhalten werden, wenn sich die Position bzw. Lage des Luft-/Raumfahrzeugs unkontrolliert ändert.
Der Speicher 220 kann z.B. ein Flugdatenschreiber sein.
5 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Luft-/Raumfahrzeugs 350 mit einem erfindungsgemäßen Kommunikationssystem 300. Das Kommunikationssystem 300 ist lediglich schematisch als Speicher 314, Steuereinrichtung 304 und Kommunikationseinrichtung 301 dargestellt. Die Kommunikationseinrichtung 301 kann sowohl mit dem ersten satellitenbasierten Kommunikationssystem 302 als auch mit dem zweiten satellitenbasierten Kommunikationssystem 303 und einem ELT-System 307 kommunizieren.
Es versteht sich, dass in dem Luft-/Raumfahrzeug 350 jede der zu den 3 und 4 beschriebene Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems eingesetzt werden kann.
Insbesondere kann dabei die Steuereinrichtung in ein ELT-System, Emergency Locator Transmitter, integriert werden und die entsprechende Antenne kann die Antenne des ELT-Systems sein.
Bezugszeichenliste

100, 200, 300: Kommunikationssystem
101, 201, 301: Kommunikationseinrichtung
102, 202, 302: erstes satellitenbasiertes Kommunikationssystem
103, 203, 303: zweites satellitenbasiertes Kommunikationssystem
104, 204, 304: Steuereinrichtung
205, 305: geostationäre Satelliten
206, 208, 306, 308: nicht-geostationäre Satelliten
207, 307: drittes satellitenbasiertes Kommunikationssystem
209, 210, 211: Modem
212, 213: Antennen
214, 314: Speicher
215: Umschalter
216: Notfallsignal
120,220: Luft-/Raumfahrzeugdaten
350: Luft-/Raumfahrzeug
S1 - S8: Verfahrensschritte
E1, E2: Entscheidung
O1: ODER-Verknüpfung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2013088275 A1 [0006]

Claims

Kommunikationsverfahren zur satellitenbasierten Kommunikation für ein Luft-/Raumfahrzeug (350), die folgenden Verfahrensausschnitte aufweisend: Überwachen (S1) einer Verfügbarkeit eines ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems (102, 202, 302), und Übertragen (S2) von Luft-/Raumfahrzeugdaten (120, 220) über das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem (102, 202, 302) oder ein zweites satellitenbasiertes Kommunikationssystem (103, 203, 303) in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems (102, 202, 302).
Kommunikationsverfahren nach Anspruch 1, wobei das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem (102, 202, 302) geostationäre Satelliten (205, 305) aufweist und/oder das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem (103, 203, 303) nicht-geostationäre Satelliten (206, 208, 306, 308) aufweist.
Kommunikationsverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Luft-/Raumfahrzeugdaten (120, 220) bei voller Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems (102, 202, 302) über das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem (102, 202, 302) übertragen werden (S3) und bei eingeschränkter Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems (102, 202, 302) über das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem (103, 203, 303) übertragen werden (S4).
Kommunikationsverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems (102, 202, 302) basierend auf einer Messung (S5) der Verbindungsqualität zu dem ersten satellitenbasierten Kommunikationssystem (102, 202, 302) bestimmt wird.
Kommunikationsverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems (102, 202, 302) basierend auf einer aktuellen Position des Luft-/Raumfahrzeugs (350) bestimmt wird (S6).
Kommunikationsverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Luft-/Raumfahrzeugdaten (120, 220) in einem anormalen Zustand des Luft-/Raumfahrzeugs (350) über das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem (103, 203, 303) übertragen werden (S7).
Kommunikationsverfahren nach Anspruch 6, wobei im anormalen Zustand des Luft-/Raumfahrzeugs (350) eine Auswahl der Luft-/Raumfahrzeugdaten (120, 220) übertragen wird.
Kommunikationsverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend das Speichern (S8) der Luft-/Raumfahrzeugdaten (120, 220) im Betrieb des Luft-/Raumfahrzeugs (350) und das übertragen der Luft-/Raumfahrzeugdaten (120, 220) gemäß einer Aktualität der Luft-/Raumfahrzeugdaten (120, 220), wobei die aktuellsten Luft-/Raumfahrzeugdaten (120, 220) zuerst übertragen werden.
Kommunikationssystem (100, 200, 300) zum satellitenbasierten Kommunizieren für ein Luft-/Raumfahrzeug (350), mit: einer Kommunikationseinrichtung (101, 201, 301), welche ausgebildet ist, mit einem ersten satellitenbasierten Kommunikationssystem (102, 202, 302) und mit einem zweiten satellitenbasierten Kommunikationssystem (103, 203, 303) zu kommunizieren; und einer Steuereinrichtung (104, 204, 304), welche mit der Kommunikationseinrichtung (101, 201, 301) gekoppelt ist und welche ausgebildet ist, eine Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems (102, 202, 302) zu überwachen; wobei die Steuereinrichtung (104, 204, 304) ferner ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems (102, 202, 302) Luft-/Raumfahrzeugdaten (120, 220) über das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem (102, 202, 302) oder das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem (103, 203, 303) zu übertragen.
Kommunikationssystem (100, 200, 300) nach Anspruch 9, wobei das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem (102, 202, 302) geostationäre Satelliten (205, 305) aufweist und/oder das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem (103, 203, 303) nicht-geostationäre Satelliten (206, 208, 306, 308) aufweist.
Kommunikationssystem (100, 200, 300) nach einem der Ansprüche 9 und 10, wobei die Steuereinrichtung (104, 204, 304) ausgebildet ist, die Luft-/Raumfahrzeugdaten (120, 220) bei Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems (102, 202, 302) über das erste satellitenbasierte Kommunikationssystem (102, 202, 302) zu übertragen und bei eingeschränkter Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems (102, 202, 302) über das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem (103, 203, 303) zu übertragen.
Kommunikationssystem (100, 200, 300) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Steuereinrichtung (104, 204, 304) ausgebildet ist, die Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems (102, 202, 302) basierend auf einer Messung der Verbindungsqualität zu dem ersten satellitenbasierten Kommunikationssystem (102, 202, 302) zu bestimmen; und/oder wobei die Steuereinrichtung (104, 204, 304) ausgebildet ist, die Verfügbarkeit des ersten satellitenbasierten Kommunikationssystems (102, 202, 302) basierend auf einer aktuellen Position des Luft-/Raumfahrzeugs (350) zu bestimmen.
Kommunikationssystem (100, 200, 300) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Steuereinrichtung (104, 204, 304) ausgebildet ist, die Luft-/Raumfahrzeugdaten (120, 220) in einem anormalen Zustand des Luft-/Raumfahrzeugs (350) über das zweite satellitenbasierte Kommunikationssystem (103, 203, 303) zu übertragen, wobei die Steuereinrichtung (104, 204, 304) insbesondere ausgebildet ist, im anormalen Zustand des Luft-/Raumfahrzeugs (350) eine Auswahl der Luft-/Raumfahrzeugdaten (120, 220) zu übertragen.
Kommunikationssystem (100, 200, 300) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, aufweisend einen Speicher (214, 314), welcher ausgebildet ist, die Luft-/Raumfahrzeugdaten (120, 220) im Betrieb des Luft-/Raumfahrzeugs (350) zu speichern, wobei die Steuereinrichtung (104, 204, 304) ausgebildet ist, die gespeicherten Luft-/Raumfahrzeugdaten (120, 220) gemäß einer Aktualität der Luft-/Raumfahrzeugdaten (120, 220) zu übertragen, wobei die Steuereinrichtung (104, 204, 304) ausgebildet ist, die aktuellsten Luft-/Raumfahrzeugdaten (120, 220) zuerst zu übertragen.
Luft-/Raumfahrzeug (350) mit einem Kommunikationssystem (100, 200, 300) nach einem der Ansprüche 9 bis 14.