DE2238615B1 - BORDER AUTONOMOUS BAD WEATHER LANDING PROCEDURE - Google Patents

BORDER AUTONOMOUS BAD WEATHER LANDING PROCEDURE

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DE2238615B1
DE2238615B1 DE19722238615 DE2238615A DE2238615B1 DE 2238615 B1 DE2238615 B1 DE 2238615B1 DE 19722238615 DE19722238615 DE 19722238615 DE 2238615 A DE2238615 A DE 2238615A DE 2238615 B1 DE2238615 B1 DE 2238615B1
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Wolfgang Dr. 8025 Unterhaching; Erben Klaus-Dieter 8950 Kaufbeuren; Born Gunthard Dr. 8000 München Kubbat
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Airbus Defence and Space GmbH
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Messerschmitt Bolkow Blohm AG
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    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/02—Automatic approach or landing aids, i.e. systems in which flight data of incoming planes are processed to provide landing data
    • G08G5/025—Navigation or guidance aids
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/04—Control of altitude or depth
    • G05D1/06—Rate of change of altitude or depth
    • G05D1/0607—Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft
    • G05D1/0653—Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft during a phase of take-off or landing
    • G05D1/0676—Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft during a phase of take-off or landing specially adapted for landing

Description

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß das Zielgebiet durch passive Mikrowellenabbildungen aufgefunden wird oder daß das Zielgebiet bildmäßig aktiv über eine zeittorgesteuerte Laser-Ausleuchtung darstellbar ist. Durch diese Maßnahmen werden auch bei schlechtesten Sichtbedingungen kontrastreiche Darstellungen des Ziel- bzw. Landegebietes erhalten. It is also proposed that the target area be mapped using passive microwave imaging is found or that the target area is image-wise active via a time-gate-controlled Laser illumination can be displayed. These measures will help even with the worst Visual conditions receive high-contrast representations of the target or landing area.

Ferner sieht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vor, daß das Zielgebiet bildmäßig passiv über ein Infrarot-Sichtgerät darstellbar ist. Durch diese Maßnahmen werden jegliche Abstrahlungen nach außen hin vermieden. Furthermore, an embodiment of the invention provides that the target area can be represented image-wise passively via an infrared viewing device. Through these measures any radiation to the outside is avoided.

Zur schnelleren Grobeinstellung des Sichtgerätes kann es empfehlenswert sein, daß das Zielgebiet mittels eines Radarsichtgerätes dem Piloten dargestellt wird. It can be recommended for a quicker coarse adjustment of the display device be that the target area is shown to the pilot by means of a radar display device will.

In den Fällen, in denen die Erkennbarkeit von Bodenhindernissen eine unwesentliche Rolle spielt, kann statt eines Laser-Präzisions-Niedrighöhenmessers auch ein Mikrowellen-Höhenmesser Verwendung finden; auch ein akustischer Höhenmesser ist im Rahmen der Erfindung verwendbar. In those cases in which the recognizability of ground obstacles is a plays an insignificant role, a laser precision low altimeter can be used instead a microwave altimeter can also be used; also an acoustic altimeter can be used in the context of the invention.

Weiterhin sieht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vor, daß der gewählte Landepunkt durch einen servogeführten stabiliserten Laser-Höhen- und Entfernungsmesser laufend vermessen wird. Durch diese Maßnahmen wird absolut bordautonom Höhe und Entfernung des Flugkörpers bis in Bodennähe geliefert, was mit den bisher bekannten Radaranlagen nicht möglich ist. Furthermore, an embodiment of the invention provides that the Selected landing point by a servo-guided, stabilized laser altimeter and range finder is continuously measured. With these measures, height and height are absolutely on-board autonomous Distance of the missile delivered to the ground level, what with the previously known Radar equipment is not possible.

Die Erfindung ist nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten beschrieben und gezeichnet. Es zeigt F i g. 1 eine bildliche Darstellung eines Anfluges, F i g. 2 eine bildliche Darstellung des Monitorbildes in der Endanflugsphase, F i g. 3 eine bildliche Darstellung des Monitorbildes in der Landephase. The invention is based on an exemplary embodiment and various Applications described and drawn. It shows F i g. 1 a pictorial Representation of an approach, F i g. 2 shows a pictorial representation of the monitor image in the final approach phase, F i g. 3 is a pictorial representation of the monitor image in FIG the landing phase.

Zum Anflug in das gewählte Zielgebiet wird als Navigationshilfe das in dem jeweiligen Flugzeug vorhandene System. beispielsweise Trägheits-Navigationssystem. veb wendet welches je nach Flugdauer für das Zielgebiet mehr oder weniger große Ungenauigkeiten aufweist. Zum Feinnavigieren im Zielgebiet. Auffinden des Landeplatzes und zum Führen an den Aufsetzpunkt. unabhängig von allen Bodenhilfen. schlechten Wetter- und Sichtverhältnissen. ist an Bord das erfindungsgemäße schlechtwetterfähige autonome Landeunterstützungssystem angeordnet. For the approach to the selected target area, the existing system in the respective aircraft. for example inertial navigation system. veb applies which, depending on the duration of the flight, is more or less large for the target area Has inaccuracies. For fine navigation in the target area. Finding the landing site and for guiding to the touchdown point. independent of all ground aids. bad Weather and visibility conditions. is on board the bad weather according to the invention autonomous landing support system arranged.

Dieses System setzt sich aus einem Laser-Sichtgerät 10, einem servogeführten plattformstabilisierten Laser-Höhen- und Entfernungsmesser 11 und einem Laser-NiedriShöhen- und Entfernungsmesser 12 zusammen. Das Laser-Sichtgerät 10 liefert die zur Korrektur der Trägheits-Navigation erforderlichen Informationen und ermöglicht dem Piloten das Auffinden des Landeplatzes im Zielgebiet. Hierbei wird die Bildgewinnung entweder aktiv über ein zeittorgesteuertes Laser-Beleuchtungsverfahren durcheeführr, oder sie erfolgt passiv über ein Mikrowellen- oder Infrarot-Sichtgerät. Die Zieldarstellung geschieht auf Fernsehmonitoren im Cockpit, die es dem Piloten ermöglicht, die beispielsweise Trägheits-Navigation zu korrigieren. In dem Monitorbild sind alle wesentlichen Angaben über den Flugzustand eingeblendet, so daß der Pilot kein weiteres Instrument mehr zum Endanflug beobachten muß. Da schon während des Anfluges in das Zielgebiet laufend alle Flugbahnkorrekturen vorgenommen werden, ist die Zielablage bei Ankunft im Zielgebiet äußerst gering. Nun wird mit Hilfe des Laser-Sichtgerätes 10 der Meßstrahl des plattformstabilisierten Laser-Höhen- und Entfernungsmessers 11 auf den Zielpunkt ausgerichtet und dieser Landepunkt der Entfernung, der Richtung und der Höhe noch während des Landeanfluges gemessen. Ein einem Sichtgerät eingeblendetes Zielkreuz, welches die Ausrichtung des servogesteuerten Entfernungsmessers bezeichnet, wird vom Piloten mit dem gewählten Aufsetzpunkt zur Deckung gebracht (F i g. 2 und 3). Nach Auslösung des automatischen Nachführsystems wird der Entfernungsmesser mit Hilfe des Servosystems und der Plattform - gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel - unabhängig von der Fluglage und der Flugbewegung, immer auf den Landepunkt ausgerichtet gehalten, d. h.This system consists of a laser sighting device 10, a servo-guided one platform-stabilized laser altimeter and range finder 11 and a laser low-altitude and range finder 12 together. The laser viewing device 10 provides the correction the inertial navigation required information and enables the pilot finding the landing site in the target area. Here the image acquisition is either actively carried out via a time-gate controlled laser lighting process, or it takes place passively via a microwave or Infrared vision device. The target presentation happens on television monitors in the cockpit, which allows the pilot, for example Correct inertial navigation. All essential information is in the monitor image over the flight status, so that the pilot no longer has another instrument must observe the final approach. Since already running during the approach to the target area all flight path corrections are made, the target drop is on arrival in the target area extremely low. Now, with the help of the laser sighting device 10, the measuring beam of the platform-stabilized Laser height and range finder 11 aimed at the target point and this Landing point of distance, direction and altitude during the approach measured. A crosshair overlaid on a viewing device showing the orientation of the servo-controlled rangefinder is designated by the pilot with the selected Contact point brought to congruence (Figs. 2 and 3). After triggering the automatic The rangefinder becomes the tracking system with the help of the servo system and the platform - According to the embodiment described - regardless of the attitude and the flight movement, always kept aligned with the landing point, d. H.

durch diese Stabilisierung auf den Landepunkt erzeugt das Flugzeug sich praktisch den Leitstrahl selbst. Um nun im Landeanflug über mögliche Hindernisse, über Baumkronen, Überlandleitungen usw., ungefährdet hinwegzukommen, mißt ein Laser-Präzisions-Niedrighöhenmesser zwischen 500 und OFuß die Höhe über Grund auf ein Fuß genau und zeichnet auf dem Sichtgerät alle Hindernisse auf. Die Landung selbst kann auf Grund der automatischen Koordinatenbestimmung und des verfügbaren Trägheitssystems sowohl automatisch als auch manuell erfolgen. Zur schnelleren Übersichtgewinnung des Zielgebietes kann es empfehlenswert sein, daß ein Radar-Sichtgerät zur Grobeinpeilung herangezogen wird und daß bei den Fällen, in denen gewisse Aufgaben zu erfüllen sind, bei denen Entdeckung und Erkennbarkeit von weniger tragender Bedeutung sind. statt des Laser-Präzisions-Niedrighöhenmessers ein Mikrowellen-Höhenmesser veb wendet wird.through this stabilization on the landing point, the aircraft generates practically the guide beam itself. To now in the landing approach over possible obstacles, A laser precision low altimeter measures to get over tree tops, overhead power lines, etc., safely between 500 and O feet, the height above the ground is exactly one foot and draws on that Display all obstacles. The landing itself can be done due to the automatic Coordinate determination and the available inertial system both automatically and can also be done manually. For a quicker overview of the target area, it is advisable to use a radar sighting device for rough bearings and that in those cases in which certain tasks have to be fulfilled, in those Discovery and recognizability are of less importance. instead of the laser precision low altimeter a microwave altimeter is used.

Das erfindungsgemäße Landeverfahren eignet sich besonders für Missionen, bei denen jede äußere Hilfe ausgeschlossen ist oder absolute Funkstille herrschen muß. Selbstverständlich ist die Kombination mit anderen Navigationssystemen, wie beispielsweise der Aerea-Navigation, bis in den Nahbereich des Landepunktes möglich. Nebel oder andere schlechte Sichtverhältnisse (bis nahe Null) spielen nunmehr bei Anflug und Landung keine Rolle mehr. The landing method according to the invention is particularly suitable for missions where any external help is excluded or there is absolute radio silence got to. It goes without saying that it can be combined with other navigation systems, such as for example the Aerea navigation, possible up to the close range of the landing point. Fog or other poor visibility (down to almost zero) now play a role Approach and landing no longer matter.

Claims (8)

Patentansprüche: 1. Bordautonomes schlechtwetterfähiges Landeverfahren, bei dem zur Auffindung des Landepunktes ein bordseitiges Sichtgerät verwendet wird, wobei dieser Landepunkt von Bord aus laufend vermessen wird und diese Ergebnisse zusammen mit den Werten für Höhe und Entfernung dem Piloten ständig zur Verfügung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß a) mittels eines Laser-Schlechtwettersichtgerätes an Bord der Landezielpunkt gefunden, bestimmt und zusammen mit den Flugzustandsdaten sichtbar dargestellt wird, b) mittels eines inertialsystemstabilsierten Laser-Höhen- und Entfernungsmessers der Leitstrahl für das Flugzeug selbst erzeugt und verfolgt wird und c) mittels eines Laser-Niedrighöhen- und Entfernungsmessers sämtliche Bodenhindernisse und die Präzisionshöhe in der Lande-Endphase ermittelt, bestimmt und wertmäßig dem automatischen Nachführsystem eingegeben werden.Claims: 1. On-board autonomous landing procedure suitable for bad weather, where an on-board viewing device is used to find the landing point, this landing point is continuously measured from on board and these results together with the values for altitude and distance are always available to the pilot stand, characterized in that a) by means of a laser bad weather viewing device on board the landing target point found, determined and together with the flight status data is displayed visibly, b) by means of an inertial system stabilized laser altitude and rangefinder generates and tracks the beacon for the aircraft itself and c) all ground obstacles by means of a laser low altimeter and range finder and the level of precision in the final landing phase is determined, determined and in terms of value automatic tracking system can be entered. 2. Landeverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zielgebiet durch passive Mikrowellenabbildungen aufgefunden wird. 2. Landing method according to claim 1, characterized in that the Target area is found by passive microwave imaging. 3. Landeverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zielgebiet bildmäßig ah tiv über eine zeittorgesteuerte Laser-Ausleuchtung darstellbar ist. 3. Landing method according to claim 1, characterized in that the The target area can be displayed image-wise via a time-gate controlled laser illumination is. 4. Landeverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Zielgebiet bildmäßig passiv über ein Infrarot-Sichtgerät darstellbar ist. 4. Landing method according to claim 1, characterized in that the The target area can be represented passively in terms of images via an infrared viewing device. 5. Landeverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zielgebiet mittels eines Radar-Sichtgerätes zur Grobeinstellung des Zielgebietes darstellbar ist. 5. Landing method according to claim 1, characterized in that the Target area by means of a radar sighting device for rough setting of the target area can be represented. 6. Landeverfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikrowellen-Höhenmesser Verwendung findet. 6. Landing method according to claims 1 to 5, characterized in that that a microwave altimeter is used. 7. Landeverfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein akustischer Höhenmesser Verwendung findet. 7. Landing method according to claims 1 to 5, characterized in that that an acoustic altimeter is used. 8. Landeverfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gewählte Landepunkt durch einen servogeführten stabilisierten Laser-Höhen- und Entfernungsmesser laufend vermessen wird. 8. Landing method according to claims 1 to 4, characterized in that that the selected landing point is controlled by a servo-guided, stabilized laser altitude and rangefinder is continuously measured. Die Erfindung bezieht sich auf ein bordautonomes, schlechtwetterfähiges Landeverfahren, bei dem zur Auffindung des Landepunktes ein bordseitiges Sichtgerät verwendet und der Landepunkt von Bord aus laufend vermessen wird, wobei die Meßergebnisse zusammen mit den Werten für Höhe und Entfernung dem Piloten ständig zur Verfügung stehen. The invention relates to an on-board, bad weather capable Landing procedure in which an on-board viewing device is used to find the landing point used and the landing point is continuously measured from on board, the measurement results together with the values for altitude and distance are always available to the pilot stand. Es sind schon verschiedene Arten von bordautonomen Landeverfahren bekanntgeworden. Eines dieser Verfahren sieht vor, daß die Sichtinformation von bzw. an Bord über Radar und Bildschirmanzeige ge- wonnen wird. Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß die Bildinformation praktisch nur an bekanntem Gelände (z. B. Flugplätzen) interpretierbar ist und daß in ihm die Entfernungs- und Höheninformation des gewählten Aufsetzpunktes nicht enthalten ist. There are already different types of autonomous landing procedures known. One of these methods provides that the visual information from or on board via radar and screen display is won. This known method has the disadvantage that the image information is practically only available on known terrain (e. B. airfields) can be interpreted and that in it the distance and altitude information of the selected touch-up point is not included. Ein anderes bekanntes Verfahren dieser Art benutzt ebenfalls Radarbildgewinnung. Es hat den Nachteil, daß beiderseits der vorgewählten Landebahn Radarreflektoren aufgestellt werden müssen. Another known method of this type also uses radar imaging. It has the disadvantage that there are radar reflectors on both sides of the preselected runway must be set up. Daher kann hier nicht von einem bord autonomen Landeverfahren gesprochen werden. Alle Radaranordnungen sind unter anderem mit dem Nachteil behaftet, daß der Kontrast im Monitorbild relativ schlecht ist.It is therefore not possible to speak of an on-board autonomous landing procedure here will. All radar arrangements have, among other things, the disadvantage that the contrast in the monitor image is relatively poor. Es ist weiterhin bekannt, ein Landeverfahren dadurch bordautonom zu gestalten, daß eine Sichtgewinnung durch Verstärkung des vorhandenen Restlichtes erfolgt. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß es bei erschwerten Schlechtwetterbedingungen, wie beispielsweise bei Schnee, Regen oder Nebel, nicht funktioniert. It is also known to make a landing procedure autonomous on board to design that a vision gain by amplifying the existing residual light he follows. This method has the disadvantage that in difficult bad weather conditions, such as snow, rain or fog, does not work. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bordautonomes, schlechtwetterfähiges Landeverfahren zu realisieren, das die genannten Nachteile vermeidet und das vor allem für schwierige Missionen, wie beispielsweise bei äußerst schlechter Sicht, geeignet ist. The invention is based on the object of an on-board autonomous, bad weather capable Realize landing procedure that avoids the disadvantages mentioned and that before especially for difficult missions, such as extremely poor visibility, suitable is. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß a) mittels eines Laser-Schlechtwettersichtgerätes an Bord der Landezielpunkt gefunden, bestimmt und zusammen mit den Flugzustandsdaten sichtbar dargestellt wird, b) mittels eines inertialsystemstabilisierten Laser-Höhen- und Entfernungsmessers der Leitstrahl für das Flugzeug selbst erzeugt und verfolgt wird und c) mittels eines Laser-Niedrighöhen- und Entfernungsmessers sämtliche Bodenhindernisse und die Präzisionshöhe in der Lande-Endphase ermittelt, bestimmt und wertmäßig dem automatischen Nachführsystem eingegeben werden. This object is achieved in that a) by means of a laser bad weather viewing device on board the landing target point found, determined and together with the flight status data is shown visibly, b) by means of an inertial system stabilized laser altitude and rangefinder generates and tracks the beacon for the aircraft itself and c) all ground obstacles by means of a laser low altimeter and range finder and the level of precision in the final landing phase is determined, determined and in terms of value automatic tracking system can be entered. Das neue Verfahren bringt die zusätzlichen Vorteile, daß bordautonome Landungen auch bei Nebel und Schneetreiben ausgeführt werden können, ferner daß dem Piloten die Informationen über Entfernung und Höhe bezüglich des gewählten Aufsetzpunktes laufend zur Verfügung stehen und daß beliebige Landeanflugbahnen möglich sind, wobei abhängig von der Entfernung zum gewählten Aufsetzpunkt letzterer durch den Piloten verändert werden kann. The new method brings the additional advantages that on-board autonomous Landings can also be carried out in fog and blowing snow, and that the pilot receives information about the distance and altitude with regard to the selected touchdown point are continuously available and that any landing trajectories are possible, with depending on the distance to the selected touchdown point of the latter by the pilot can be changed. Die vorgeschlagenen Maßnahmen erlauben aber auch einen Einsatz des Flugzeuges bzw. Flugkörpers in allen Fällen, in denen keine Funilililten möglich sind, aber auch in allen Fällen, in denen eine Funkabstrablung nach außen hin nicht erlaubt ist. Radar-und Dopplerverfahren können hier nicht eingesetzt werden. Dies gilt vor allem für Einsatzflüge hinter feindliche Linien, senkrecht- oder steilstartende bzw.However, the proposed measures also allow the use of the Aircraft or missile in all cases in which no funililts are possible are, but also in all cases in which there is no external radio frequency allowed is. Radar and Doppler methods cannot be used here. this applies above all to operational flights behind enemy lines, vertical or steep take-offs respectively. -landende Einsätze auf unvorbereiteten Pisten usw.- landing operations on unprepared runways, etc.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2718698A1 (en) * 1976-04-29 1977-11-10 Sfim METHOD OF CONTROLLING AIRCRAFT
DE102007019806A1 (en) * 2007-04-26 2009-05-14 Esg Elektroniksystem- Und Logistik-Gmbh Helicopter's horizontal movement condition determining device, has ground detection device i.e. infrared camera, which is provided at helicopter, where device detects predetermined ground area

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DE2718698A1 (en) * 1976-04-29 1977-11-10 Sfim METHOD OF CONTROLLING AIRCRAFT
DE102007019806A1 (en) * 2007-04-26 2009-05-14 Esg Elektroniksystem- Und Logistik-Gmbh Helicopter's horizontal movement condition determining device, has ground detection device i.e. infrared camera, which is provided at helicopter, where device detects predetermined ground area

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DE2238615C2 (en) 1974-03-07

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