DE602004005855T2

DE602004005855T2 - System und Methode zur automatischen Kollisionsvermeidung für Flugzeuge

Info

Publication number: DE602004005855T2
Application number: DE602004005855T
Authority: DE
Inventors: Henrik Hammarlund; Bengt-Göran Sundqvist; Hasse Persson; Jonas Lövgren
Original assignee: Saab AB
Current assignee: Saab AB
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2024-09-01
Also published as: EP1630767A1; ATE359581T1; US7711484B2; US20060293855A1; DE602004005855D1; ES2285321T3; EP1630767B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermeiden von Kollisionen zwischen Flugzeugen in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein System zum automatischen Vermeiden von Kollisionen zwischen Flugzeugen in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Patentanspruches 7.
Der Zweck eines ACAS(Automatic Air Collision Avoidance System – System zum automatischen Vermeiden von Kollisionen in der Luft) ist das Verhindern von Kollisionen in der Luft zwischen Flugzeugen, wobei jedes Flugzeug über das System verfügt. Ein Ausweichen ist ein automatisches Manöver, welches durchgeführt wird, um die Kollision mit einem anderen Flugzeug zu vermeiden. Sobald das Ausweichmanöver aktiviert ist, werden die von dem Piloten befohlenen Manöver ignoriert. Jedes Flugzeug, das über das System verfügt, berechnet kontinuierlich einen Ausweichwinkel und einen Lastfaktor, die von dem Flugzeug während eines Ausweichmanövers für den Fall einer nahenden Kollision zu verwenden sind. Der Ausweichwinkel ist ein relativer Rollwinkel. Gleichzeitig berechnen die Flugzeuge optimale Ausweichkurse in der Luft. Die Ausweichkurse werden mit Hilfe eines Flugzeug-Reaktionsmodells berechnet. Der Ausweichkurs ist eine Vorhersage des Raumes, in dem sich das Flugzeug mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit befindet, wenn ein Ausweichmanöver auftritt.
Der Ausweichkurs ist eine Flugbahn in der Luft, die von einem kegelförmigen Raum umgeben ist. Die Größe des die Flugbahn umgebenden kegelförmigen Raumes hängt von den Unsicherheiten bei der Vorhersage des Ausweichkurses ab. Die Unsicherheiten bei der Vorhersage sind beispielsweise auf die Ungenauigkeit des Flugzeug-Reaktionsmodells, die Zeitgenauigkeit bei der Aktivierung des Ausweichmanövers aufgrund der Ungenauigkeit bei der Annahme dahingehend, wann das Ausweichmanöver beginnen wird, sowie auf die Manövrierung im letzten Augenblick zurückzuführen. Der berechnete Ausweichkurs wird an die anderen Flugzeuge gesendet. Wenn die anderen Flugzeuge einen Ausweichkurs empfangen, wird der Kurs reserviert. Demzufolge sind die reservierten Ausweichkurse allen benachbarten Flugzeugen bekannt, die über das System verfügen.
Ein Verfahren zum Berechnen von Ausweichkursen ist beispielsweise aus EP 1329 803 bekannt.
Das Flugzeug empfängt kontinuierlich Ausweichkurse von den anderen Flugzeugen. Das System erkennt eine nahende Kollision auf der Grundlage des eigenen Ausweichkurses und der Abweichkurse, die von den anderen Flugzeugen empfangen werden und aktiviert nach Erkennen einer nahenden Kollision das automatische Ausweichmanöver. Während des Ausweichmanövers wird das Flugzeug angewiesen, den Ausweichwinkel und den Lastfaktor zu übernehmen, die zu demselben Zeitpunkt wie der zuletzt reservierte Ausweichkurs berechnet wurden. Eine Kollision wird erkannt, wenn das System erkennt, dass der eigene reservierte Ausweichkurs einen reservierten Ausweichkurs eines anderen Flugzeuges kreuzt. Das Ausweichmanöver sollte innerhalb eines reservierten Raumes stattfinden, der den anderen Flugzeugen bekannt ist. Wenn keine Kollision erkannt wird, berechnet das System einen neuen Ausweichwinkel und einen neuen Lastfaktor, die während eines Ausweichmanövers zu verwenden sind, sowie einen neuen Ausweichkurs auf der Grundlage der Ausweichkurse, die von den anderen Flugzeugen empfangen werden. Der neue Ausweichkurs wird an die anderen Flugzeuge gesendet.
Ein Problem im Zusammenhang mit Systemen zum automatischen Vermeiden von Kollisionen in der Luft besteht darin, dass die Unsicherheiten bei der Vorhersage in einigen Situationen groß sind. Um sicherzustellen, dass das Ausweichmanöver innerhalb des reservierten Raumes des Ausweichkurses stattfindet, wird die Breite des reservierten Kurses vergrößert. Wenn die Breite des reservierten Kurses vergrößert wird, erhöht sich das Risiko einer Störung. Mit Störung ist ein Ereignis gemeint, wodurch eine unbeabsichtigte oder unvorhergesagte Reaktion oder Aktivierung des Systems bewirkt wird. Wenn das Risiko unbeabsichtigter oder unvorhergesagter Aktivierungen des Ausweichmanövers zu hoch wird, wird das System zum automatischen Vermeiden von Kollisio nen ausgeschaltet und ab diesem Zeitpunkt wird die Verfügbarkeit des Systems verringert.
Dieses Problem ist insbesondere störend, da die Unsicherheiten in Situationen am größten sind, in denen das Kollisionsrisiko hoch ist und folglich in Situationen, in denen das Kollisionsvermeidungssystem am notwendigsten ist. Die Unsicherheiten sind besonderes hoch in Situationen, in denen die Flugzeuge mit viel Dynamik manövriert werden, wie beispielsweise während eines Luftangriffs. Die Unsicherheiten sind am geringsten, wenn das Flugzeug auf einer geraden Linie manövriert wird, und erhöhen sich, wenn das Flugzeug gewendet wird. Die erhöhten Unsicherheiten während der dynamischen Manövrierung sind auf erhöhte Unsicherheiten bei der Vorhersage des Ausweichkurses zurückzuführen, die von den erhöhten Unsicherheiten in dem Flugzeug-Reaktionsmodell, erhöhten Unsicherheiten bezüglich der Eingabedaten für das Modell und erhöhten Unsicherheiten bei der Vorhersage der Startposition des Ausweichvorgangs aufgrund der Manövrierung des Piloten im letzten Augenblick abhängig ist. Unter der Manövrierung des Piloten im letzten Augenblick sind Manöver zu verstehen, die dem Flugzeug während der Zeitverzögerung zwischen dem Berechnen eines Ausweichkurses und dem Empfangen und Reservieren des Ausweichkurses durch die anderen Flugzeuge befohlen werden.
AUFGABEN UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demzufolge ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung des vorangehend beschriebenen Problems bereitzustellen, die das Risiko einer Störung verringert und folglich die Verfügbarkeit des Kollisionsvermeidungssystems verbessert.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, welches die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1 umfasst.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird ein Kompensations-Ausweichmanöver für das Flugzeug während des Ausweichmanövers auf der Grundlage der aktuellen Position des Flugzeuges während des Ausweichens und der zuvor vorhergesagten Position des Flugzeuges berechnet, wobei letztere Position vor der Aktivierung des Ausweichens vorhergesagt wurde und den anderen Flugzeugen bekannt ist. Das Standard- Ausweichmanöver wird derart angepasst, dass sich die Position des Flugzeuges der zuvor vorhergesagten Position annähert, das heißt derart, dass sich die Position des Flugzeuges dem reservierten Ausweichkurs annähert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Flugzeug innerhalb des reservierten Raumes, das heißt, in dem Ausweichkurs, der den anderen Flugzeugen bekannt ist, während des Ausweichens fliegt.
Die Erfindung berücksichtigt und verringert die Unsicherheiten bei der Berechnung, die Unsicherheiten bezüglich der Eingabedaten für das Modell sowie die Unsicherheiten aufgrund der Manövrierung des Piloten im letzten Augenblick. Auf diese Weise wird ein weiterer Vorteil dahingehend erhalten, dass die Vorhersage des Ausweichmanövers vereinfacht wird und die Breite des reservierten Raumes verringert werden kann, wodurch das Risiko einer Störung verringert wird und folglich die Zugänglichkeit des Systems verbessert wird. Eine weitere Verbesserung, die erreicht wird, ist, dass die Komplexität der Vorhersage verringert werden kann.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren darüber hinaus das Schätzen einer Position des Flugzeuges zu einem Zeitpunkt in der Zukunft eine Zeit im Voraus ausgehend von der aktuellen Position des Flugzeuges und dem Standard-Ausweichmanöver und das Berechnen einer Differenz zwischen der geschätzten Position des Flugzeuges und der zuvor vorausgesagten Position zu diesem zukünftigen Zeitpunkt und ausgehend davon das Berechnen des Kompensations-Ausweichmanövers für das Flugzeug. Eine zukünftige Position, die ausgehend von der aktuellen Position geschätzt wird, wird mit der vorhergesagten Position zum gleichen Zeitpunkt verglichen. Die Differenz bezüglich der Position zwischen der geschätzten und der vorhergesagten Position wird zum Bestimmen einer neuen Steueranweisung für das Flugzeug verwendet, um sicherzustellen, dass die Differenz zwischen der tatsächlichen Position und der Vorhersage des Ausweichmanövers angemessen ist. Dank der Tatsache, dass der Vergleich eine Zeit im Voraus auf der Grundlage von zukünftigen Positionen vorgenommen wird, ist es möglich, das Ausweichmanöver derart rechtzeitig anzupassen, dass sichergestellt wird, dass das Flugzeug innerhalb des reservierten Raumes fliegt. Die Zeit im Voraus liegt vorzugsweise zwischen 0,2–2 Sekunden. Auf diese Weise wird ein weniger starres Feedback bereitgestellt.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Standard-Ausweichmanöver einen Standard-Ausweichrollwinkel und einen Standard-Ausweichlastfaktor und das Berechnen eines Kompensations-Ausweichmanövers umfasst das Berechnen eines Kompensations-Rollwinkels und eines Kompensations-Lastfaktorbefehls.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein System gelöst, das die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 7 umfasst.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Computerprogramm gelöst, das direkt in den internen Speicher eines Computers oder eines Prozessors geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte zum Ausführen der Schritte des Verfahrens in Übereinstimmung mit der Erfindung umfasst, wenn das Programm auf einem Computer läuft. Das Computerprogramm wird entweder auf einem computerlesbaren Medium oder über ein Netzwerk, wie beispielsweise das Internet, bereitgestellt.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein computerlesbares Medium mit einem darauf aufgezeichneten Programm gelöst, wobei das Programm einen Computer dazu veranlassen soll, die Schritte des Verfahrens in Übereinstimmung mit der Erfindung auszuführen, wenn das Programm auf dem Computer läuft.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Folgenden wird die Erfindung ausführlicher durch die Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung und in Bezug auf die angehängten Figuren erläutert.
1 zeigt Ausweichkurse für zwei Flugzeuge.
2 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems zum automatischen Vermeiden von Kollisionen in Übereinstimmung mit der Erfindung.
3 zeigt ein Ausweichmanöver-Kompensationsmodul in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum automatischen Vermeiden von Kollisionen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
1 zeigt zwei Flugzeuge 1 und 2, die beide über ein automatisches Kollisionsvermeidungssystem verfügen. Jedes Flugzeug berechnet einen Ausweichkurs 3, 4. Der Ausweichkurs beschreibt eine Flugbahn 5, 6 in der Luft, die von einem kegelförmigen Raum 7, 8 umgeben ist. Die Breite w des kegelförmigen Raumes 7, 8, der die Flugbahn 5, 6 umgibt, hängt von den Unsicherheiten bei der Berechnung des Ausweichkurses ab. Die Unsicherheiten und folglich die Breite des Ausweichkurses erhöhen sich mit der Zeit. Wenn ein Flugzeug einen Ausweichkurs berechnet hat, werden die Informationen über den Kurs an die anderen Flugzeuge gesendet. Die anderen Flugzeuge registrieren den Raum des Ausweichkurses nach dessen Empfang. Die Flugbahn 5, 6 kann als eine Funktion der Zeit beschrieben werden und die Informationen über den Ausweichkurs, die an die anderen Flugzeuge gesendet werden, umfassen drei Punkte in der Luft, zwei Geschwindigkeitsvektoren in der Flugfunktion und einen Wert, der die Unsicherheiten bei der Berechnung repräsentiert. Die Steuersysteme der anderen Flugzeuge modellieren dann eine Spline-Funktion unter Verwendung der empfangenen Informationen. Ein nahende Kollision wird erkannt, wenn erkannt wird, dass der eigene berechnete Ausweichkurs einen Ausweichkurs eines anderen Flugzeuges kreuzt.
2 zeigt ein System zum automatischen Vermeiden von Kollisionen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung. Das System umfasst eine Berechnungseinheit 10, die dazu ausgelegt ist, ein Standard-Ausweichmanöver einschließlich eines Standard-Ausweichwinkels, der mit EA bezeichnet wird, das heißt, eines Rollwinkels, und eines Standard-Lastfaktors, der mit NZ bezeichnet wird, die während eines Ausweichmanövers zu verwenden sind, und eines Ausweichkurses, der an das andere Flugzeug zu senden ist, zu berechnen. Der Ausweichwinkel, der Lastfaktor und die Ausweichkurse werden auf der Grundlage eines Flugzeug-Reaktionsmodells sowie auf der Grundlage von Ausweichkursen berechnet, die von anderen Flugzeugen empfangen werden. Das System umfasst einen Sender 12, der den berechneten Ausweichkurs an andere Flugzeuge sendet und einen Empfänger 14, der die Ausweichkurse von den anderen Flugzeugen empfängt.
Das System umfasst des Weiteren einen Datenspeicher 16, der dazu ausgelegt ist, den berechneten Ausweichwinkel, den Lastfaktor und den Ausweichkurs zu speichern, und eine Kollisionsverarbeitungseinrichtung 18, die dazu ausgelegt ist, eine nahende Kollision ausgehend von dem eigenen Ausweichkurs und den Ausweichkursen, die von den anderen Flugzeugen empfangen werden, zu erkennen und ein Ausweichmanöver nach Erkennen einer nahenden Kollision in Gang zu setzen. Darüber hinaus umfasst das System ein Ausweichmanöver-Kompensationsmodul 20, das dazu ausgelegt ist, während eines Ausweichvorgangs die aktuelle Position CP des Flugzeuges zu empfangen und ein Kompensations-Ausweichmanöver für das Flugzeug ausgehend von der aktuellen Position des Flugzeuges, dem Ausweichkurs und dem Standard-Ausweichmanöver zu berechnen. Das System ist vorzugsweise in dem Steuersystem eines Flugzeuges implementiert und verwendet den Systemcomputer des Flugzeuges.
Der Ausweichkurs wird als ein Spline-Kurs im Raum als eine Funktion der Zeit vorhergesagt. Der Ausweichkurs wird an ein Flugsteuersystem des Flugzeuges gesendet. Das Flugsteuersystem versucht anschließend, dem Spline-Kurs während des Ausweichens durch Positionsrückmeldung zu folgen. Dies bedeutet, dass das Flugsteuersystem versucht, Fehler hinsichtlich der Position relativ zu der vorhergesagten Spline zu korrigieren. Ein Standard-Ausweichen wird in dem Flugsteuersystem implementiert, das einen Standard-Ausweichwinkel, der mit EA bezeichnet wird, in Form eines Rollwinkels sowie einen Standard-Lastfaktor, der mit NZ bezeichnet wird, zurücksendet.
3 zeigt ein Beispiel eines Ausweichmanöver-Kompensationsmoduls 18. Die aktuelle Position, die mit CP(t₀) bezeichnet wird, wird von dem Systemcomputer des Flugzeuges empfangen und zusammen mit dem EA und dem NZ verwendet, um eine zukünftige Position, die mit CP(t₀ + Δt) bezeichnet wird, des Flugzeuges in einer Schätzeinrichtung 22 zu schätzen. Die aktuelle Position wird von dem Systemcomputer in 60 Hz abgerufen und in dem Flugsteuersystem überwacht. Die Position wird eine Zeit Δt im Voraus berechnet. Δt liegt vorzugsweise zwischen 0,2–2 Sekunden. Eine vorhergesagte Position PP(t₀ + Δt) zu demselben Zeitpunkt, das heißt, zu t₀ + Δt, wird durch eine Vorhersageeinrichtung 24 von dem vorhergesagten Ausweichkurs abgerufen.
In einer Vergleichseinrichtung 26 wird die vorhergesagte Position PP(t₀ + Δt) mit der geschätzten zukünftigen Position CP(t₀ + Δt) verglichen und die Differenz zwischen den zukünftigen Positionen, die mit Diff bezeichnet wird, wird verwendet, um einen neuen Kompensations-Ausweichwinkelbefehl und einen neuen Kompensations-Lastfaktorbefehl zu berechnen. Es wird empfohlen, dass der Vergleich der Position in einem Flugzeug vorgenommen wird, für das der vorhergesagte Ausweichkurs der normale ist. Eine Alternative könnte die Berechnung beider Positionen für einen spezifischen Zeithorizont oder lediglich die Berechnung der Differenz hinsichtlich der zukünftigen Positionen in dem Flugzeug sein, für das der vorhergesagte Ausweichkurs der normale ist. Dadurch wird ein Fehler verursacht, der von der Zeitdifferenz abhängig ist.
In einer Schätzeinrichtung 28 werden ein Anpassungsfaktor ΔEA für den Ausweichwinkel und ein Anpassungsfaktor ΔNZ für den Lastfaktor anhand der berechneten Differenz hinsichtlich der zukünftigen Position geschätzt. ΔEA und ΔNZ werden für die Berechnung des Kompensations-EA- und des Kompensations-NZ-Befehls verwendet. Bei der Schätzung der zukünftigen Position ausgehend von der aktuellen Position werden die aktuelle Position und das Standard-Ausweichmanöver verwendet, die zur Positionsvorhersage eingegeben werden. Da das Flugzeug das Standard-Manöver nicht durchführen wird, wird ein Modellfehler hervorgerufen, der beispielsweise berücksichtigt werden kann, indem der Ausweichwinkel- und der Lastfaktorbefehl, die in dem vorherigen Schritt berechnet wurden, als eine zusätzliche Eingabe für die Schätzung der zukünftigen Position verwendet werden.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens und eines Computerprogrammproduktes in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es wird darauf hingewiesen, dass jeder Block des Ablaufdiagramms als ein Computerprogrammbefehl implementiert werden kann. Wie in Block 30 dargestellt ist, werden ein Ausweichwinkel EA, ein Lastfaktor NZ und ein Ausweichkurs, der mit FAP bezeichnet wird, berechnet und gespeichert. Der Ausweichkurs wird an die anderen Flugzeuge zum Reservieren des Kurses gesendet, Block 32. Anschließend wartet das System auf den Empfang des Ausweichkurses von den anderen Flugzeugen, Block 33. Wenn die Aus- Weichkurse von den anderen Flugzeugen empfangen werden, wird erkannt, ob eine nahende Kollision vorliegt oder nicht, Block 33. In dieser Ausführungsform der Erfindung bedeutet das Erkennen einer nahenden Kollision das Erkennen eines mangelnden Abstandes zwischen reservierten Räumen. Wenn eine Kollision erkannt wird, wird das Ausweichmanöver aktiviert, Block 34.
Während des Ausweichmanövers werden der berechnete EA und der berechnete NZ auf der Grundlage der Position des Flugzeuges entsprechend den Schritten 36–44 angepasst. Eine aktuelle Position CP(t₀) des Flugzeuges wird empfangen, Block 28. Die Position des Flugzeuges eine Zeit im Voraus CP(t₀+ Δt) wird auf der Grundlage der aktuellen Position des Flugzeuges und dem berechneten EA sowie dem berechneten NZ geschätzt, Block 38. Eine zuvor vorhergesagte Position PP(t₀ + Δt) für denselben Zeitpunkt (dieselbe Zeit im Voraus) wird von dem gespeicherten FAP abgerufen. Die Differenz zwischen der geschätzten Position des Flugzeuges und der zuvor vorhergesagten Position PP(t₀ + Δt) wird berechnet, Block 40. ΔEA und ΔNZ werden anhand der berechneten Differenz bezüglich der zukünftigen Position berechnet, Block 42. Anschließend werden ein Kompensations-Ausweichmanöver für das Flugzeug sowie neue Ausweichbefehle auf der Grundlage von ΔEA und ΔNZ berechnet, Block 44. Das Kompensations-Ausweichmanöver für das Flugzeug wird derart berechnet, dass die Abweichung zwischen einem vorgenommenen Ausweichkurs und dem vorhergesagten Ausweichkurs verringert wird. Dies bedeutet, dass die Abweichung zwischen dem während der Aktivierung des Systems vorgenommenen Ausweichkurs und dem reservierten Ausweichkurs verringert wird und dass demzufolge das Risiko, dass das Flugzeug einem reservierten Ausweichkurs nicht folgen kann, verringert wird. Die Schritte 36–44 werden während des Ausweichmanövers wiederholt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt, es können jedoch Änderungen und Modifizierungen daran vorgenommen werden, ohne von dem Umfang der folgenden Patentansprüche abzuweichen.
Die Erfindung kann bei bemannten und unbemannten Flugzeugen angewendet werden.

Claims

Verfahren zum Vermeiden von Kollisionen zwischen einem eigenen Flugzeug und einem oder mehreren anderen Flugzeugen, wobei jedes Flugzeug über ein automatisches Kollisionsvermeidungssystem verfügt, wobei das Verfahren umfasst: – Berechnen eines Standard-Ausweichmanövers im Hinblick darauf, wie das Flugzeug während eines Ausweichvorgangs manövriert werden soll, – Vorhersagen eines Ausweichkurses, einschließlich einer Vorhersage der Position des Flugzeugs während des Ausweichmanövers, – Senden von Informationen über den eigenen Ausweichkurs an die anderen Flugzeuge, – Empfangen von Informationen über die Ausweichkurse von den anderen Flugzeugen, – Erkennen einer nahenden Kollision auf der Grundlage des eigenen Ausweichkurses und der Ausweichkurse, die von den anderen Flugzeugen empfangen wurden, und – Aktivieren des Ausweichmanövers nach Erkennen einer nahenden Kollision, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren das Ausführen der folgenden Schritte nach Aktivierung des Ausweichmanövers umfasst: – Empfangen der aktuellen Position des Flugzeugs, und – Berechnen eines Kompensations-Ausweichmanövers für das Flugzeug auf der Grundlage der aktuellen Position des Flugzeugs, der zuvor vorhergesagten Position und des Standard-Ausweichmanövers, wobei das Kompensations-Ausweichmanöver berechnet wird, indem das Standard-Ausweichmanöver derart angepasst wird, dass sich die Position des Flugzeugs der zuvor vorhergesagten Position annähert, wodurch die Abweichung zwischen einem vorgenommenen Ausweichkurs und dem vorhergesagten Ausweichkurs verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: – Schätzen einer Position des Flugzeugs zu einem Zeitpunkt in der Zukunft eine bestimmte Zeit im Voraus ausgehend von der aktuellen Position des Flugzeugs und dem Standard-Ausweichmanöver und – Berechnen einer Differenz zwischen der geschätzten Position des Flugzeugs und der zuvor vorausgesagten Position zu diesem zukünftigen Zeitpunkt und ausgehend davon Berechnen des Kompensations-Ausweichmanövers für das Flugzeug.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese Zeit im Voraus zwischen 0,2 und 2 Sekunden liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnen eines Standard-Ausweichmanövers das Berechnen eines Standard-Ausweichrollwinkels und eines Standard-Ausweichlastfaktors umfasst und das Berechnen eines Kompensations-Ausweichmanövers für das Flugzeug das Berechnen eines Kompensations-Rollwinkels und eines Kompensations-Lastfaktorbefehls umfasst.
Computerprogramm, das direkt in den internen Speicher eines Computers geladen werden kann und eine Software zum Ausführen der Schritte aus einem der Ansprüche 1–4 umfasst.
Computerlesbares Medium mit einem darauf aufgezeichneten Programm, wobei das Programm einen Computer dazu veranlassen soll, die Schritte von einem der Ansprüche 1–4 auszuführen, wenn das Programm auf dem Computer läuft.
System zum automatischen Vermeiden von Kollisionen zwischen einem eigenen Flugzeug und einem oder mehreren anderen Flugzeugen, wobei das System umfasst: – eine Standard-Ausweichberechnungseinheit (10), die dazu ausgelegt ist, ein Standard-Ausweichmanöver im Hinblick darauf zu berechnen, wie das Flugzeug während eines Ausweichvorgangs manövriert werden soll, und ausgehend davon einen Ausweichkurs vorhersagt, der eine Vorhersage der Position des Flugzeugs während des Ausweichens umfasst: – einen Sender (12), der dazu ausgelegt ist, Informationen über den berechneten eigenen Ausweichkurs an die anderen Flugzeuge zu senden, – einen Empfänger (14), der dazu ausgelegt ist, Informationen über die Ausweichkurse von den anderen Flugzeugen zu empfangen, – eine Kollisionsverarbeitungseinrichtung (18), die dazu ausgelegt ist, eine nahende Kollision ausgehend von dem eigenen Ausweichkurs und den Ausweichkursen, die von den anderen Flugzeugen empfangen wurden, zu erkennen und ein Ausweichmanöver nach Erkennen einer nahenden Kollision in Gang zu setzen, – dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin umfasst: – ein Ausweichmanöver-Kompensationsmodul (20), das dazu ausgelegt ist, während eines Ausweichvorgangs die aktuelle Position des Flugzeugs zu empfangen und ein Kompensations-Ausweichmanöver für das Flugzeug ausgehend von der aktuellen Position des Flugzeugs, der zuvor vorausgesagten Position und des Standard-Ausweichmanövers zu berechnen, wobei das Kompensations-Ausweichmanöver berechnet wird, indem das Standard-Ausweichmanöver derart angepasst wird, dass sich die Position des Flugzeugs der zuvor vorhergesagten Position annähert, wodurch die Abweichung zwischen einem vorgenommenen Ausweichkurs und dem vorhergesagten Ausweichkurs verringert wird.
System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Standardausweich-Berechnungseinheit dazu ausgelegt ist, eine Position des Flugzeugs zu einem Zeitpunkt in der Zukunft eine bestimmte Zeit im Voraus ausgehend von der aktuellen Position des Flugzeugs und dem Standard-Ausweichmanöver zu schätzen und eine Differenz zwischen der geschätzten Position des Flugzeugs und der zuvor vorausgesagten Position zu diesem zukünftigen Zeitpunkt zu berechnen und ausgehend davon ein Kompensations-Ausweichmanöver für das Flugzeug zu berechnen.
System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit im Voraus zwischen 0,2–2 Sekunden liegt.
System nach einem der Ansprüche 7–9, dadurch gekennzeichnet, dass die Standard-Ausweichberechnungseinheit dazu ausgelegt ist, ein Standard- Ausweichmanöver mit einem Standard-Ausweichrollwinkel und einem Standard-Ausweichlastfaktor zu berechnen, und das Ausweichmanöver-Kompensationsmodul dazu ausgelegt ist, ein Kompensations-Ausweichmanöver mit einem Kompensations-Rollwinkel und einem Kompensations-Lastfaktorbefehl zu berechnen.