DE3501954A1

DE3501954A1 - Einrichtung zur warnung von hubschraubern vor hindernissen

Info

Publication number: DE3501954A1
Application number: DE19853501954
Authority: DE
Inventors: Josef 8025 Unterhaching Brusch; Günther Dipl.-Ing. 8195 Egling Riedl; Anton Dipl.-Ing. Dr. 8000 München Zöttl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: LFK Lenkflugkoerpersysteme GmbH
Priority date: 1985-01-22
Filing date: 1985-01-22
Publication date: 1986-07-24
Also published as: CH668584A5; DE3501954C2

Description

Einrichtung zur Warnung von Hubschraubern vor
Hindernissen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur rechtzeitigen Warnung von Hubschraubern vor stationären Hindernissen, insbesondere vor Hochspannungsleitungen, Seilbahnen, Masten oder dergleichen.
Bei schlechten Sichtbedingungen sind Hubschrauber sowohl im zivilen als auch im militärischen Einsatz durch die Möglichkeit einer Kollision mit Hochspannungsleitungen, Seilbahnen, Masten, Türmen etc. stark gefährdet. Sie benötigen daher für ihre Navigation ein Gerät, welches sie rechtzeitig und sicher vor derartigen Hindernissen warnt.
Bisher wurde versucht, derartige Hindernisse mit Hilfe von Radargeräten zu orten. Wegen des geringen Rückstrahlquerschnittes von manchen dieser Hindernisse, insbesondere von Drähten, gelingt die Ortung wegen aes gleichzeitig vorhandenen Clutters sogar beim Einsatz sehr aufwendiger Radarsysteme nur ungenügend.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine demgegenüber sichere und zuverlässigere Möglichkeit zur Kollisionsverhütung von Hubschraubern mit derartigen staticnären Hindernissen, insbesondere mit Hochspannungsleitungen, zu schaffen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in den Hubschraubern Speicherbausteine mitgeführt sind, in denen Ortsdaten gespeichert sind, welche die Lage aller sich in einem ausgedehnten Gebiet befindenden Hindernisse 6 Ausf ertigungen 7 , Ausfertigung beschreiben, daß die Hubschrauber in an sich bekannter Weise mit einer Navigationsanlage ausgerüstet sind, welche die momentane Hubschrauberposition angibt, und daß eine Vergleichseinrichtung vorgesehen ist, in welcher fortlaufend die mittels der Navigationsanlage ermittelten, momentanen Hubschrauberpositionsdaten mit den gespeicherten Hindernisortsdaten verglichen werden und die bei einer eine Kollisionsgefahr mit sich bringenden Annäherung der Werte einerseits der momentanenen Hubschrauberpositionsdaten und andererseits eines oder mehrerer der gespeicherten Hindernisortsdaten ein Warnsignal abgibt.
Hochspannungsleitungen sind in den allermeisten Fällen stationäre Gebilde, deren Standort - zumindest bei den Elektrizitätsversorgungsunternehmen - exakt bekannt und katalogisiert ist. Ihre Lage im Gelände ist durch eine verhältnismäßig geringe Anzahl von Ortsdaten festgelegt.
Auch die Standorte anderer stationärer Hubschrauberhindernisse, wie z.3. von Seilbahnen, Türmen oder Sendemasten, sind gewöhnlich exakt bekannt und lassen sich ebenfalls durch eine sehr geringe Anzahl von Ortsdaten festlegen. Die Daten, die die Lage aller möglichen Hindernisse in dem betreffenden Gebiet exakt beschreiben, werden nach der Erfindung in wenigen Speicherbausteinen gespeichert, so daß es auf einfache Weise möglich ist, mit einer Navigationsanlage ausgerüstete Hubschrauber durch Vergleich ihres momentanen Standortes mit der gespeicherten Information über die Hindernisse indirekt zu warnen.
Bei der Navigationsanlage im Hubschrauber kann es sich um ein Trägheitsnavigationssystem oder aber um eine Empfangsstation eines satellitengestützten Navigationssystems (z.B. GPS, Global Positioning System) oder eines durch andere Luft- und/oder Erdfahrzeuge gestützten Navigationssystems (z.B. PLRS, Position Location Reporting System) handeln, die eine Genauigkeit von 15-25 m haben.
Der Speicherbedarf zur Aufnahme der Hindernisortsdaten ist extrem gering. Nimmt man an, daß sich über ein Gebiet von 100 km x 100 km sowohl von West nach Ost als auch von Nord nach Süd alle 10 km eine Leitung zieht, so sind die Trassen von 10 x 10 = 100 Leitungen zu speichern. Wenn jede der Leitungen nach einem Kilometer ihre Richtung ändert, so sind für jede Leitung hundert Punkte, an denen sie im Gelände fixiert ist, zu speichern. Insgesamt sind also für ein Gebiet von 100 km x 100 km 10 000 Punkte zu speichern, zu denen noch einige Punkte dazukommen können, welche sich auf sonstige Hindernisse, wie z.B. Türme und Masten, beziehen. Speichert man jeden Punkt mit einer Genauigkeit von 1,5 m, so sind 16 Bit für die x-Koordinate und 16 Bit für die y-Koordinate erforderlich. Insgesamt ergibt sich ein Speicherbedarf von nur 320 kBit, der sich durch geeignete Speicherorganisation noch auf 210 kBit reduzieren läßt. Damit ist man in der Lage, alle Daten in einem einzigen 256 kBit-Speicherbaustein zu speichern.
Der Rechenzeitbedarf für die Berechnung der Entfernung zwischen der jeweiligen momentanen Hubschrauberposition und der nächstliegenden Leitung bzw. dem nächstliegenden Hindernis ist sehr gering, so daß ein handelsüblicher Mikroprozessor nicht nur den Abstand, sondern auch die Annäherungsgeschwindigkeit berechnen kann.
Mit ein oder zwei zusätzlichen Bit kann auch die Höhenklasse der Leitungen bzw. der sonstigen Hindernisse gespeichert werden.
Wird die für die Warnung erforderliche Hardware in die Navigationsanlage integriert, so können deren Eingabemittel gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung mit dazu benutzt werden, um neue Daten in den Speicherbaustein einzugeben. Wegen des geringen Aufwandes für die Warnfunktion, d.h. für die Vergleichseinrichtung und die Speicherbausteine, besteht die gesamte Warneinrichtung praktisch nur aus einer modifizierten Navigationsanlage.
Die Navigationsanlage im Hubschrauber läßt sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung durch Benutzen der stationären Hindernisse als geographische Referenzpunkte auf den aktuellen Stand bringen (updating).
11 Patentansprüche

Claims

Patentansprüche: 1. Einrichtung zur rechtzeitigen Warnung von Hubschraubern vor stationären Hindernissen, insbesondere vor Hochspannungsleitungen, Seilbahnen, Masten oder dergleichen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in den Hubschraubern Speicherbausteine mitgeführt sind, in denen Ortsdaten gespeichert sind, welche die Lage aller sich in einem ausgedehnten Gebiet befindenden Hindernisse beschreiben, daß die Hubschrauber in an sich bekannter Weise mit einer Navigationsanlage ausgerüstet sind, welche die momentane Hubschrauberposition angibt, und daß eine Vergleichseinrichtung vorgesehen ist, in welcher fortlaufend die mittels der Navigationsanlage ermittelten, momentanen Hubschrauberpositionsdaten mit den gespeicherten Hindernisortsdaten verglichen werden und die bei einer eine Kollisionsgefahr mit sich bringenden Annäherung der Werte einerseits der momentanen Hubschrauberpositionsdaten und andererseits eines oder mehrerer der gespeicherten Hindernisortsdaten ein Warnsignal abgibt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t,daß die Navigationsanlagße an Bord des Hubschraubers ein Trägheitsnavigationssystem ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t,daß die Navigationsanlage an Bord des Hubschraubers eine Empfangsstation eines satellitengestützten Navigationssystems (z.B. GPS, Global Positioning System) ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t,daß die Navigationsanlage an Bord des Hubschraubers eine Empfangsstation eines durch andere Luft- und/oder Erdfahrzeuge gestützten Navigationssystems (z.B. PLRS, Position Location Reporting System) ist.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für ein Gebiet von ca 100 km 100 km die Hindernisortsdaten in einem einzigen Speicherbaustein von 256 kBit gespeichert sind.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Vergleichseinrichtung ein handelsüblicher Mikroprozessor vorgesehen ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t , daß der Mikroprozessor außer der Entfernung zwischen der jeweiliyen Hubschrauberposition und dem nächstliegenden Hindernis auch die Annäherungsgeschwindigkeit berechnet.
3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in den Speicherbausteinen auch die Höhenklasse der Hochspannungsleitungen bzw. der sonstigen stationären Hindernisse gespeichert ist.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Speicherbausteine und die Vergleichseinrichtung in die Navigationsanlage integriert sind.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t , daß die Eingabemittel der Navigationsanlage dazu mitbenutzt sind, um neue Ortsdaten in die Speicherbausteine einzugeben.
11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Navigationsanlage im Hubschrauber mit einer Update- Einrichtung versehen ist, welche die stationären Hindernisse als geographische Referenzpunkte dazu verwendet, um die Positonsdaten in der Navigationsanlage auf den aktuellen Stand zu bringen (updating).