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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Luftverkehrskontrolle
und im einzelnen Verfahren und Systeme zur Darstellung der Durchlaufzeiten und
der zeitlichen Beabstandung von Flugzeugen, die an einem Flugplatz
eintreffen.
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Die
Luftverkehrssteuerung ist ein Service zur Förderung des sicheren, ordnungsgemäßen und
raschen Ablaufes des Luftverkehrs. Die Sicherheit ist in erster
Linie eine Frage des Verhinderns von Kollisionen mit anderen Flugzeugen,
Hindernissen und dem Boden, ferner die Hilfe für das Flugzeug beim Vermeiden
von gefährlichem
Wetter; weiterhin die Sicherstellung, dass das Flugzeug nicht in
einem Luftraum operiert, in welchem Operationen verboten sind; und
schließlich
die Unterstützung
von Flugzeugen in Notlagen. Ein ordnungsgemäßer und rascher Fluss des Luftverkehrs
stellt die Wirksamkeit von Flugzeugoperationen längs gewählten Routen sicher. Dies wird
durch eine gerechte Zuordnung von Ressourcen zu einzelnen Flügen bewirkt,
im allgemeinen auf der Basis der bevorzugten Bedienung desjenigen,
der zuerst kommt.
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Luftverkehrssteuersysteme
verwenden eine Art von Rechner- und Wiedergabesystem, das Daten,
welche von Luftüberwachungs-Radarsystemen empfangen
werden, verarbeitet, um Flugzeuge zu erfassen und zu verfolgen.
Luftverkehrssteuersysteme dienen sowohl zivilen als auch militärischen
Zwecken zur Bestimmung der Identität, des Ortes, der Richtung,
der Geschwindigkeit und der Höhe
von Flugzeugen in einem bestimmten geographischen Bereich. Ein solches
Erfassen und Verfolgen ist notwendig, um ein Flugzeug, das in der
Nähe eines
anderen Flugzeuges fliegt, zu leiten und Flugzeuge zu warnen, die
sich auf einem Kollisionskurs zu befinden scheinen. Wenn die Flugzeuge
weniger als ein so genannter minimaler Abstandsstandard (MSS) voneinander
Abstand haben, dann werden diese Flugzeuge als den MSS-Standard
verletzend oder sich mit ihm in Konflikt befindend bezeichnet. Der
MSS-Abstand kann in einer Länge
oder einer Zeit gemessen werden, doch ist der MSS-Abstand typischerweise
ein zeitli cher Abstandsstandard innerhalb des Flughafenbereiches.
In diesem Falle liefert das Luftverkehrssteuersystem eine so genannte
Konfliktwarnung.
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Herkömmliche
Systeme, beispielsweise das En Route Automation Modernisation system
(ERAM) in den Vereinigten Staaten und das Canadian Automated Air
Traffic system (CAATS) in Kanada bewirken eine Steuerung von IFR-Flugzeugen
(instrument flight rules) außerhalb
des Luftraumes des Flughafens. Diese herkömmlichen Systeme stellen einen zusätzlichen
Fahrplan und eine Folge des Eintrittes dieser Flugzeuge in den Luftraum
des Flughafens her, welcher sich im allgemeinen 20 bis 40 Seemeilen von
einem Flughafen aus erstreckt. Herkömmliche Verfahren liefern den
Abstand außerhalb
des Luftraumes des Flughafens und liefern räumliche Wiedergaben der relativen
Lagen innerhalb eines ausgewählten
Blickfeldes. Die Abstandsanforderungen innerhalb des Luftraumes
des Flughafens sind von den Abstandsanforderungen, wie sie außerhalb
des Luftraumes des Flugzeuges verwendet werden, aufgrund der niedrigeren
Flugzeuggeschwindigkeiten des dichten Luftverkehrs und der verkürzten Zeitintervalle
zwischen den Flugzeugen verschieden. Innerhalb des Luftraumes des
Flughafens handhaben die Luftlotsen den Abstand der Flugzeuge unter
Verwendung von Lagewiedergaben, welche verarbeitete Daten von den Überwachungsradars
und anderen Luftverkehrssteuersystemen (ATC) empfangen.
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Beispiele
der Handhabung des Abstandes von Flugzeugen innerhalb des Luftraumes
des Flughafens umfassen Handhabungssituationen, in welchen die jeweiligen
Flüge einzeln
zwei bekannten Anflügen
zugeordnet werden und diesen jeweils folgen, wobei die Anflüge zu einander
kreuzenden Start- und Landebahnen führen. Bei dem Beispiel einander kreuzender
Landebahnen muss der Lotse ankommende Flugzeuge so beabstanden,
dass zwei Flugzeuge sich nicht an dem Schnittpunkt treffen oder
nahezu zur selben Zeit eintreffen. Andere Beispiele umfassen Situationen,
bei welchen zwei Verkehrsströme
sich einem Paar in geringem Abstand voneinander befindlicher paralleler
Landebahnen nähern
oder bei welchen zwei oder mehr Verkehrsströme an einem Ende von Landebahnen
oder Anflugbahnen konvergieren. In den Vereinigten Staaten und anderen
Ländern
werden Flügen,
die an frequentierten Flughäfen
eintreffen, typischerweise fahr planmäßige Ankunftszeiten zugeordnet,
bevor sie in den Luftraum des Flughafens eintreten. Dies erzeugt
eine Ankunftssequenz an dem Flughafen und gestattet es dem Lotsen
am Flughafen, sich auf die Aufrechterhaltung erforderlicher Abstände zwischen
aufeinander folgenden ankommenden Flugzeugen zu konzentrieren. Bei
den oben beschriebenen Situationen kann der Fluglotse ein Flugzeug
dazu veranlassen, seine Geschwindigkeit oder seine Richtung zu verändern oder
auf einen anderen Anflug überzugehen, um
ein erforderliches Trennungszeitintervall einzuhalten. Durch ordnungsgemäße Beabstandung
der Flugzeuge kann der Fluglotse die Verwendung von Ressourcen innerhalb
des Luftraumes des Flugzeuges maximal gestalten, während die
Sicherheit aufrechterhalten wird.
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Ein
Luftverkehrssteuermittel, welches als Traffic Management Advisor
(TMA) bezeichnet wird, welches für
die Federal Aviation Administration (FAA) entwickelt wurde, liefert
eine Darstellung auf Zeitbasis. Das TMA-System soll als eine Hilfe
bei der Sequenzeinordnung und der fahrplanmäßigen Einordnung von Flügen dienen,
welche bis zu 200 Seemeilen von ihrem Bestimmungsflugplatz entfernt
sind. Für
einen gegebenen Flug zeigt die TMA-Wiedergabe sowohl die geschätzte Ankunftszeit
(ETOA) für diesen
Flug von seiner gegenwärtigen
Position zu irgendeinem Bezugspunkt hin, sowie auch eine entsprechende
fahrplanmäßige Ankunftszeit
(STOA) an. Der Lotse versucht dann den Unterschied zwischen der
ETOA und der STOA zu minimieren, indem er Geschwindigkeitsänderungsdirektiven
oder Kurseinstellungsdirektiven an den Piloten des Flugzeugs gibt.
Das TMA-System ist ein Mittel zur fahrplanmäßigen Einordnung und zur Folgeeinordnung
für Flugzeuge,
bevor sie den Luftbereich ihres Bestimmungsflughafens erreichen
und dient nicht zur Leitung des Flugzeugs innerhalb des Luftraumes
des Flughafens. Das TMA-System liefert keine Anzeige für den erforderlichen
Abstand vor und hinter einem Flugzeug.
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Das
US-Patent 4,890,232 beschreibt die Darstellung räumlicher Abstände für die Unterstützung für Luftverkehrslotsen
durch Projektion so genannter Geisterbilder von Flügen, welche
auf einem ersten Annäherungsweg
eintreffen, auf eine Wiedergabe eines zweiten Annäherungsweges,
welcher tatsächlich
eintreffenden Flugverkehr führt,
wobei eine Konvergenz an einem gemeinsamen Bezugspunkt gegeben ist.
Eine Flugverkehrssteuerung kann dann einen Abstand zwischen Geisterflügen und
tatsächlichen
Flügen
liefern. Wenn die Geisterflüge
richtig projiziert sind, stellt dies sicher, dass keine Konflikte an
Punkten auftreten, an welchen die Anflugwege konvergieren. Diese
Lösung
verwendet nicht Darstellungen auf Zeitbasis noch liefert sie irgendeine
unmittelbare Anzeigung der Durchlaufzeit für die Flüge.
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Das
US-Patent 4,890,232 beschreibt die Verwendung von Situationswiedergaben,
welche normalerweise von Fluglotsen verwendet werden, sowie die
Projektion zusätzlicher
Bilder oder Geisterbilder auf die Wiedergabe. Nachdem diese Mittel aber
Wiedergaben auf Distanzbasis verwenden, besteht ein Problem hinsichtlich
der Anordnung der Bilder oder Geisterbilder. Das Problem wird durch
Veränderungen
der Geschwindigkeiten über
Grund bei den Flügen
in einem Flughafenbereich verursacht. Wenn beispielsweise ein Geisterbild
oder Phantombild eines sich langsam bewegenden Flugzeuges auf einen
Anflugweg projiziert wird, auf welchem sich rasch bewegende Flugzeuge
fortbewegen, ist es nicht ohne weiteres offenbar, ob das Phantom
oder das Geisterbild sich mit der Geschwindigkeit seines Basisfluges
oder Herkunftsfluges bewegt oder mit der Geschwindigkeit von Flugzeugen,
welche sich auf dem selben Anflugweg befinden wie der Phantomflug
oder Geisterflug. Wenn sich das Phantom mit derselben Geschwindigkeit
wie sein Basisflug bewegt, kann ein sich schnell bewegendes Flugzeug den
Phantomflug überholen,
bevor er seinen Referenzpunkt erreicht. Dies kann bewirken, dass
der Lotse den schneller fliegenden Flieger weglenkt, obwohl es sich
nicht um einen echten Konflikt handelt. Wenn andererseits das Phantom
des langsam fliegenden Flugzeugs sich mit einer Geschwindigkeit
bewegt, welche von dem Flugverkehr abhängig ist, auf welchem das Flugzeug
sich annähert,
dann ist nicht deutlich, wie die Geschwindigkeit des Phantomfluges errechnet
werden sollte oder wo auf der Wiedergabe sich dieser Flug befindet.
Es können
mehr als ein Flieger auf dem Anflug vorhanden sein und die Geschwindigkeit
dieser Flugzeuge können
unterschiedlich sein. Darüber
hinaus ändern
sich die Fluggeschwindigkeiten über
die Zeit hin. Folglich ergeben sich wesentliche Nachteile bei der
Anordnung von Phantombildern oder Geisterbildern auf Wiedergabedarstellungen
auf Distanzbasis, wenn sie als ein Abstandshaltemittel im Luftverkehr
dienen sollen.
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Ein
weiteres Problem mit räumlichen
Wiedergaben oder Wiedergaben auf Distanzbasis besteht darin, dass
der zeitliche Abstand zwischen den Flügen nur direkt abgeschätzt werden
kann. Dies beruht darauf, dass Flugzeuge typischerweise verzögert werden,
wenn sie sich der jeweiligen gewünschten
Landebahn nähern.
Tatsächlich
nehmen die Fluggeschwindigkeiten um 50% oder mehr ab, wenn sich die
Flugzeuge im Flughafenbereich und vor der Landung befinden. Dies
beruht auf der Erscheinung der Verkehrskompression, wobei die Abstände zwischen aufeinander
folgenden Flugzeugen abnehmen, ebenso wie ihr Abstand von der Landebahn
abnimmt. Bei einer Wiedergabe auf Zeitbasis bleiben die dargestellten
Abstände
zwischen den Flugzeugen im Durchschnitt konstant, während sie
sich auf die jeweilige Bestimmungslandebahn zu bewegen. Aus diesem
Grunde ist bei bestimmten Anwendungen der Luftverkehrskontrolle
die Zeit der bevorzugte Parameter, mit welchem die Flugzeugabstände gemessen
und dargestellt werden sollten.
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Eine
Anzahl von automatisierten Luftverkehrssteuersystemen einschließlich dem
Standard Terminal Automation Replacement System (STARS) der Federal
Aviation Administration der Vereinigten Staaten, ist dazu geeignet
automatisch Verkehrslotsen auf potentielle Konflikte zwischen zwei
Flugzeugen aufmerksam zu machen. Ein Konflikt entsteht, wenn ein
ungenügender
Höhenunterschied
und Abstandsunterschied zwischen Flugzeugen vorhanden ist. Beispielsweise
beschreibt die Veröffentlichung WO
01/15119 A1 ein System zur Vorhersage von Bewegungsbahnkonflikten
zwischen mindestens zwei Objekten, wobei mindestens eines der Objekte
relativ zu dem anderen Objekt manövriert. Die Objekte sind typischerweise
Flugzeuge. Der räumliche
Abstand der Positionen der Flugzeuge, projiziert auf eine Horizontalebene,
und ihre Trennung in vertikaler Richtung werden bestimmt. Höchste und
niedrigste Geschwindigkeiten der Annäherung der Flugzeuge aufeinander
hin auf der Basis von möglichen
relativen Orientierungen der Flugzeuge in der Horizontalebene werden
festgestellt und es wird ebenfalls eine Vertikal-Annäherungsgeschwindigkeit
bestimmt. Die Start- und Endzei ten von Zeitintervallen werden bestimmt,
innerhalb welcher der Abstand der Flugzeuge weniger als ein vorbestimmtes
Horizontalkriterium des Abstandes beträgt, wobei jeweils rascheste
und niedrigste Annäherungsgeschwindigkeiten
angenommen werden, und die Startzeit und Endzeit des Zeitintervalls,
innerhalb welchem die vertikale Beabstandung der Flugzeuge geringer
als ein vorbestimmtes Vertikal-Abstandskriterium für die vorbestimmte
Geschwindigkeit der vertikalen Annäherung ist, wird ebenfalls
bestimmt. Wenn eine Überlappung des
letztgenannten Zeitintervalls mit einem der beiden anderen Zeitintervalle
stattfindet und die Flugzeuge in der Horizontalebene und vertikal
konvergieren, so wird ein Konflikt festgestellt. Die Positionen der
Flugzeuge werden auf einer Anzeige wiedergegeben und wenn ein Konflikt
festgestellt wird, so wird seine Existenz durch ein auf der Anzeige
sichtbares Signal wiedergegeben. Solche Mittel dienen in erster Linie
zur Warnung des Lotsen bezüglich
Situationen, bei welchen beabsichtigte Flugwege von zwei Flugzeugen
sich an demselben Punkt und (nahezu) zur selben Zeit kreuzen. Diese
Kollisionsverhinderungsmittel sollen nicht als ein Hilfsmittel bei
der Beabstandung von zwei oder mehr Strömen konvergierenden Luftverkehrs
eingesetzt werden. Für
Operationen am Flughafen sind Kollisionsvermeidungsmittel geneigt, entweder
zu viele Warnungen oder zu wenige Warnungen abhängig davon zu erzeugen, wie
sie konfiguriert sind und wie sie für eine bestimmte Flughafenkonfiguration
eingesetzt werden.
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Es
ist daher wünschenswert,
eine Anzeigehilfe in der Zeitdomäne
zu schaffen, welche Fluglotsen dabei unterstützt, zwei oder mehr Ströme von Flugzeugen
im Abstand zu halten, welche konvergieren, einander kreuzen oder
in anderer Weise in geringe Nähe
innerhalb des Luftraumes des Flughafens kommen. Es ist weiter wünschenswert,
eine Anzeige wiederzugeben, dass ein nicht ausreichender Zeitabstand
zwischen den jeweiligen Flügen
vorhanden ist, welche nominell demselben Anflugweg oder gering beabstandeten
Anflugwegen folgen oder hierfür
bestimmt sind, um Anzeigen von wahrscheinlichen Fehlern der abgeschätzten Durchlaufzeiten
für jeden Flug
zwischen seiner gegenwärtigen
Position und einem Referenzpunkt zu erzeugen und die Fehlerinformation
dazu zu verwenden, den Abstand der Flugzeuge zu verbessern.
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Die
vorliegende Erfindung ist durch die Ansprüche 1 und 35 nachfolgend definiert,
auf welche nun Bezug genommen sei.
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Die
vorliegende Erfindung liefert eine Anzeige auf Zeitbasis mit Wiedergaben
einer abgeschätzten
Durchlaufzeit von einer gegenwärtigen
Position bis zu einem Referenzpunkt und von erforderlichen zeitlichen
Trennungsintervallen für
jeden Flug. Die Darstellung von Objekten von Interesse wird aktualisiert,
wenn neue Geschwindigkeits- und
Positionsdaten für
jeden Flug von den Radargeräten
oder anderen Überwachungssystemen
empfangen werden. Der Bezugspunkt wird auf der Basis der speziellen Flughafen-Luftraumkonfiguration
gewählt
und die Darstellung liefert zusätzlich
Anzeigen von möglichen
Verletzungen der geforderten Trennungsabstände.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schafft ein Beabstandungshilfesystem
in der Zeitdomäne
mit einer Schnittstelle für die
Information der Objektposition und der Bahn, eine Schnittstelle
für die
Bedienungsperson, einer Wiedergabe, einem Wiedergabeprozessor, welcher
ausgebildet ist, um Signale an die Wiedergabe zu liefern und Befehle
von der Bedienungspersonschnittstelle zu empfangen, sowie einer
Abschnittseinrichtung für Durchlaufzeit.
Eine solche Anordnung unterstützt
einen Fluglotsen bei der Beabstandung von zwei oder mehr Strömen von
Flugzeugen, welche konvergieren, einander kreuzen oder in anderer
Weise in geringem Abstand voneinander innerhalb des Luftraumes des
Flughafens kommen, indem eine Wiedergabe auf Zeitbasis geschaffen
wird, welche die abgeschätzte
Durchlaufzeit für
einen Flug von seiner gegenwärtigen
Position zu einem Referenzpunkt und die zugehörigen zeitlichen Abstandsintervalle
für den Flug
anzeigt. Eine solche Beabstandungshilfe in der Zeitdomäne in einem
herkömmlichen
Luftverkehrsteuersystem erhöht
die Systemqualität
durch Schaffung einer Anzeige der Beabstandung auf Zeitbasis. Eine
Ausführungsform
der Erfindung kann eine Anzeige liefern, dass ein ungenügender Zeitabstand zwischen
den jeweiligen Flügen
herrscht, welche nominell in demselben Anflugweg oder gering beabstandeten
Anflugwegen folgen. Es sei darauf hingewiesen, dass ein einzelnes
Objekt mit den Zeitabstandsintervallen oder Trennungszeitintervallen
ohne Bezug auf andere Objekte dargestellt werden kann.
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Vorzugsweise
wird für
jedes der Mehrzahl von Objekten eine Fehlerentfernung bestimmt,
einschließlich
mindestens einer Voraus-Fehlerentfernung der abgeschätzten Durchlaufszeit
und einer rückwärtigen Fehlerentfernung
der abgeschätzten Durchlaufzeit.
Eine solche Technik liefert Anzeigen der wahrscheinlichen Fehler
der abgeschätzten Durchlaufzeiten
für jeden
Flug zwischen seiner gegenwärtigen
Position und einem Referenzpunkt, und die Fehlerinformation dient
zur Verbesserung der Abstandshaltung der Flugzeuge.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung kann einen räumlichen
Ort eines der Objekte mit einem räumlichen Ort eines zweiten
Objektes vergleichen, eine Überholsituation
zwischen dem einen Objekt und dem zweiten Objekt in Abhängigkeit
von der Bestimmung feststellen, dass die Durchlaufzeit des einen
Objektes geringer als die Durchlaufzeit des zweiten Objektes ist,
und dass das eine Objekt abstandsmäßig weiter von dem Bezugspunkt
entfernt ist als, gemessen längs
eines vorherbestimmten Weges, der Abstand des einen Objektes und
des zweiten Objektes beträgt.
Eine Anzeige der Überholsituation
kann dargestellt werden. Mit einer solchen Technik sind die relativen
Positionen der Wiedergaben der beiden Flüge in umgekehrter Ordnung in
der Darstellung auf Zeitbasis im Vergleich zu ihrer relativen Position
in der Darstellung auf Entfernungsbasis, wodurch der Fluglots auf
die Überholsituation
aufmerksam gemacht wird.
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In
einer Ausführungsform
enthält
das Verfahren weiter die Bestimmung dahingehend, ob ein Flugzeug
ein Kandidat für
die Ankunft an dem Bezugspunkt ist. Dieses Merkmal vereinfacht die
Darstellung durch Beseitigung von Flugzeugdarstellungen oder Flügen, welche
nicht einem zugeordneten Nennflugweg folgen, aus der Einbeziehung
in diese Darstellung oder aus der Einbeziehung in Rechnungen der Durchlaufzeit-Abschätzungen
oder potentieller Beabstandungsverletzungen.
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Die
Erfindung wird nun beispielsweise unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
schematisch Wiedergabe eines Bezugspunktes entsprechend konvergierenden
Anflugwegen verschiedener Flugzeuge;
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2 eine
schematische Wiedergabe eines Bezugspunktes entsprechend konvergierenden
Anflugwegen auf gering beabstandeten parallelen Landebahnen;
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3 eine
schematische Wiedergabe eines Bezugspunktes entsprechend konvergierenden
Anflugwegen auf einander kreuzende Landebahnen;
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4 eine
schematische Darstellung einer Bestimmung eines vorgegebenen Flugweges;
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5 ein
Diagramm einer abgeschätzten Objektgeschwindigkeit
in Abhängigkeit
vom Abstand längs
eines vorgegebenen Flugweges;
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6 eine
schematische Darstellung einer zeitlichen Wiedergabe für ein Objekt,
welche eine Durchlaufzeit für
einen ersten Anflug auf einen Bezugspunkt anzeigt;
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7 eine
schematische Darstellung der zeitlichen Wiedergabe gemäß 6,
welche weiter einen zweiten Anflug und Phantombilder enthält, welche
auf einem entsprechenden Anflug überlagert sind;
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8 eine
schematische Darstellung der zeitlichen Wiedergabe von 7,
welche weiter eine Anzeige einer wahrscheinlichen Verletzung der
Abstandserfordernisse enthält;
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9 eine
schematische Darstellung der zeitlichen Wiedergabe von 8,
welche weiter eine Anzeige einer erwarteten Verletzung der Abstandserfordernisse
enthält;
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10 ein
schematisches Diagramm eines Objektes, welches ein zweites Objekt überholt;
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11 eine
schematische Darstellung einer zeitlichen Wiedergabe für die Objekte
von 10;
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12 ein Flussdiagramm, welches die Schritte
zur Erzeugung einer Wiedergabe in der Zeitdomäne für die Durchlaufzeiten und die
Beabstandung von Objekten darstellt, welche sich auf einen Bezugspunkt
hin bewegen; und
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13 ein
Blockschaltbild eines Beabstandungshilfesystems in der Zeitdomäne gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Bevor
ein Flugverkehrssteuersystem gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben wird, seien einige Konzepte und Technologien
zur Einführung
erklärt.
Der Ausdruck "Manöver" oder "manövrieren" dient hier zur Beschreibung
einer absichtlichen oder erwarteten Änderung in der Geschwindigkeit
eines Objektes (auch als Flugzeug oder Flugobjekt bezeichnet) auf
einem Flugweg. Es sei bemerkt, dass die Geschwindigkeit durch eine
Geradeausgeschwindigkeit und eine Richtung definiert ist. Ein Objekt
kann daher manövrieren,
selbst wenn es sich längs
eines geraden Weges bewegt. In der nachfolgenden Beschreibung werden
Objekte und Bahnkurven im Zusammenhang mit Flugzeugen und Landebahnen
und Anflugwegen genannt. Man erkennt, dass der Ausdruck "Objekte" auch andere Arten
von Fahrzeugen umfassen kann, welche sich auf entsprechenden Bahnen
bewegen. Ein Bewegungsweg kann eine Annäherungsbahn, eine finale Annäherung,
eine Landebahn und dergleichen umfassen und in dem Falle von Fahrzeugen
können
es andere Fahrzeuge als Flugzeuge sein. Eine Bewegungsbahn kann
eine Straße,
Abschnitte einer Straße
und auch Schiffahrtslinien umfassen. Es sei bemerkt, dass für instrumentenflugtaugliche
Flugzeuge ein Flugweg vorhanden ist, dem das Flugzeug zugeordnet
ist und dem es nominell folgt. Dies wird als zugeordneter Flugweg
bezeichnet. Es gibt auch den tatsächlichen Weg, dem das Flugzeug
vorausgesagtermaßen
folgt. Dies wird als der vorausgesagte Weg bezeichnet. Im allgemeinen
wird der vorausgesagte Weg zur Errechnung der Durchlaufzeit verwendet.
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Gemäß dem hier
geübten
Gebrauch umfasst ein Bezugspunkt (auch als Bezug bezeichnet), ohne hierauf
beschränkt
zu sein, einen Festpunkt (ein Punkt auf der Erdoberfläche, welcher
im allgemeinen durch Längengrad
und Breitengrad beschrieben wird), der auf einem Anflugweg, einem
Landebahneingang, einer Verschneidung zweier Anflugwege oder zweier
Landebahnen gelegen ist, eine Position, die zwischen zwei festen
oder gering beabstandeten Anflugwegen oder Landebahnen gelegen ist,
wo ein Beabstandungserfordernis bezüglich Zeit und Raum für Flugzeuge
vorgegeben ist, die sich nahe dem Bezugspunkt bewegen. Ein Bezugspunkt
kann auch über
der Erdoberfläche
gelegen sein. Es versteht sich, dass jeder Annäherungsweg einen gesonderten Bezugspunkt
enthalten kann, der einem physikalisch unterscheidbaren Ort zugeordnet
ist. Diese gesonderten Bezugspunkte für mehrfache Annäherungswege
oder Anflugwege werden so gewählt,
dass dann, wenn sie für
die Errechnung abgeschätzter Durchlaufzeiten
und durch das unten beschriebene Wiedergabesystem verwendet werden,
die gesammelte Gruppe dieser Bezugspunkte Durchlaufzeiten liefert,
welche eine ausreichende Genauigkeit haben, um für die Beabstandung der Flugzeuge
verwendet zu werden. Gemäß dem hier
geübten
Gebrauch beziehen sich die Ausdrücke "Bezugspunkt" und "Bezug", wenn sie in Verbindung
mit abgeschätzten Durchlaufzeiten
und der Wiedergabe von Anflügen, welche
auf einem Systemwiedergabegerät
dargestellt werden, weiter auf die kollektive Gruppe von Bezugspunkten
für Flugwege
von Interesse, wobei die entsprechenden Anflugwege physikalisch
getrennte Bezugspunkte haben.
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Die
Ausdrücke "Flugweg", "Fixpunkt" und "Anflug" beziehen sich auf
Begriffe, welche sich eingeführt
haben und Fluglinienbetreibern, Piloten und Fluglotsen allgemein
bekannt sind, beispielsweise im Falle eines Anfluges ist dieser
ein erlaubter Annä herungsweg
innerhalb des Luftraumes des Flughafens, wie dies innerhalb des
Luftraumes dieses Flughafens festgelegt und für die Fluglotsen und das Personal des
Flugzeugs bekannt gemacht ist. Für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung gemäß dem hier geübten Gebrauch
bezieht sich der Ausdruck "Kandidatenflug" auf einen Flug,
der nominell mindestens einem der Flugwege von Interesse für den Fluglotsen
folgt. Das Flugzeug oder der Flug kann auf dem Flugweg mit einem
speziellen Typ eines Manövers
manövrieren,
das bestimmte Einschränkungen
beachtet. Das Manöver
kann eine Kurve mit Maximalbeschleunigung oder zwei Kurven mit Maximalbeschleunigung mit
einem dazwischen liegenden geraden Segment einer Dauer enthalten,
welche eine vorbeschriebene Zeitdauer überschreitet. Beschränkungen
des Manövers
können
die Geschwindigkeit und Beschleunigung des Flugzeugs und den Punkt
umfassen, an welchem der Flugweg sich dem Kurs anpasst.
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Gemäß dem hier
geübten
Gebrauch ist eine Situationswiedergabe eine solche (beispielsweise auf
einem Farbmonitor hoher Auflösung),
welche die Integration der Überwachung,
des Wetters und der Flugdaten über
einer mehrschichtigen Farbkartendarstellung umfasst. Die Situationswiedergabe
kann interaktiv sein, was dem Fluglotsen ermöglicht, Zugriff auf Flugdaten
zu nehmen und Zustandsdaten auf Flughäfen und im Luftraum des Flughafens
zu erhalten.
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Es
sei nun auf 1 Bezug genommen. Ein Luftraum 10 eines
Flughafens hält
eine Mehrzahl von Flugzeugen 14a bis 14n (allgemein
als Flugzeug 14 bezeichnet), welche einen angemessenen
Abstand innerhalb des Luftraumes 10 des Flughafens einhalten
müssen.
Ein Fluglotse wird darin unterstützt,
die Flugzeuge 14 im Abstand zu halten, was durch das erfindungsgemäße Wiedergabesystem
geschieht, das nachfolgend beschrieben wird. Der Luftraum 10 enthält eine
Mehrzahl von ersten und zweiten Anflugwegen 18a bis 18n,
welche sich mit einem finalen Anflugweg 18a bei einem Fixpunkt 12a verschneiden. Bei
dieser Konfiguration ist der Fixpunkt 12a äquivalent
zu einem Bezugspunkt 20. Der Luftraum 10 repräsentiert
eine Situation, bei welchem die Flugwege, welche nominell einem
der ersten und zweiten Anflugwege 18a, 18n folgen,
konvergieren, um in den finalen Anflugweg 16a an dem Fixpunkt 12a überzugehen.
Der Fixpunkt 12a kann als ein Bezugspunkt 20 für jeden
der Anflugwege 18a, 18n dienen. Ein Flug wird
als nominell einem Kurs folgend bezeichnet, wenn es der beabsichtigte
Kurs für
den Flug ist, wie er durch die Flugdaten (beispielsweise die Daten in
einem Flugplan), durch die Lotsentätigkeit, durch die geäußerte Absicht
des Piloten und durch andere geeignete Mittel bestimmt ist. In der
in 1 wiedergegebenen Situation muss der Lotse einen
angemessenen Abstand zwischen Flugzeugen auf dem ersten Anflugweg 18a und
dem zweiten Anflugweg 18n und auf dem finalen Anflugweg 16a einhalten. Zusätzlich muss
der Lotse sicherstellen, dass der angemessene Abstand zwischen allen
Flugzeugen, welche auf dem ersten Anflugweg 18a eintreffen
und allen Flugzeugen, welche auf dem zweiten Anflugweg 18n eintreffen,
sowohl bevor als auch nachdem diese Flugzeuge den Bezugspunkt 20 erreichen,
eingehalten wird. Diese Aufgabe kompliziert sich durch die Tatsache,
dass die Flugzeuge 14a bis 14n unterschiedliche
Geschwindigkeiten über
Grund haben können
und möglicherweise
nicht genau ihren zugeordneten Kursen folgen.
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Es
sei nun 2 zusammen mit 1 betrachtet,
wobei in 2 gleiche Bezugszahlen gleiche
Einzelheiten bezeichnen. Ein beispielsweiser Flughafen-Luftraum 10' enthält eine
Mehrzahl von Flugzeugen 14a bis 14n innerhalb
des Luftraumes 10'.
Der Luftraum 10' enthält dritte
und vierte Anflugwege 18c und 18d, welche in finale
Anflugwege 16c, 16d an den Fixpunkten 12c und 12d übergehen.
Der finale Anflugweg 16c ist mit einer zweiten Landebahn 22c verbunden,
welche parallel zu einer vierten Landebahn 22d verläuft, die
mit dem finalen Anflugweg 16d verbunden ist. Bei dieser
Konfiguration ist ein Bezugspunkt 20' in der Nähe des dritten Fixpunktes 12c und
des vierten Fixpunktes 12d gelegen, wo zwei Verkehrsströme konvergieren.
Der Flughafen-Luftraum 10' repräsentiert
eine Situation, bei welcher die beiden finalen Anflugwege 16c und 16d zu einer
von zwei gering beabstandeten parallelen Landebahnen 22c und 22d führen. Eine
Landebahn-Mittellinie ist die geometrische Linie, welche die Mitte und
die Richtung einer Landebahn definiert. Ein erster Punkt auf der
Landebahn, über
den ein ankommendes Flugzeug sich hinwegbewegt, welches der Landebahnmittellinie
folgt, wird als der Landebahn-Eintrittspunkt bezeichnet. In dem
Flughafen-Luftraum von 2 machen Flugzeuge, welche nominell
dem dritten Anflugweg 18c folgen, eine Linksdrehung an
dem dritten Fixpunkt 12c, welcher auf der (verlängerten)
Landebahnmittellinie und ein kurzes Stück von dem Landebahneintrittspunkt
weg gelegen ist. Der dritte Fixpunkt 12c dient als eine
Basis zur Lokalisierung des Bezugspunktes 20' für den dritten Anflugweg 18c.
Flüge,
welche dem vierten Anflugweg 18d folgen, fliegen geradlinig
die vierte Landebahn 22d an. Ein dritter Fixpunkt 12c wird
auf der dritten Anflugbahn 18c festgelegt, welche mit dem vierten
Fixpunkt 12d auf der vierten Anflugbahn 18d ausgerichtet
ist. Der dritte und der vierte Fixpunkt 12c und 12d liefern
den Bezugspunkt 20' für den dritten Anflugweg 18c und
den vierten Anflugweg 18d. Um gleichzeitig beide Landebahnen 22c und 22d für ankommende
Flüge verwenden
zu können,
versuchen die Lotsen einen angemessenen zeitlichen Abstand zwischen
den Flügen
herzustellen, welche an dem dritten und dem vierten Anflugweg 18c bzw. 18d ankommen,
während
sie sich ihrem jeweiligen dritten und vierten Fixpunkt 12c und 12d oder
dem äquivalenten
Bezugspunkt 20' nähern. Beispielsweise
sollte ein Flugzeug, das an dem dritten Anflugweg 18c eintrifft, über dem
dritten Fixpunkt 12c und dem Bezugspunkt 20' mindestens
zwei Minuten vor oder nach irgendeinem Flug hinweg ziehen, der an
dem vierten Anflugweg 18d eintrifft und sich über dem
vierten Fixpunkt 12d und dem Bezugspunkt 20' hinweg bewegt. Dieser
zeitliche Abstand hängt
von den Eigenschaften des Flugzeugs ab und kann fünf Minuten
betragen, wenn das voraus fliegende Flugzeug ein schwerer Jet ist.
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Es
sein nun auf 3 Bezug genommen, in welcher
gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente wie in 2 bezeichnen.
Ein beispielsweiser Flughafen-Luftraum 10'' enthält eine
Mehrzahl von Flugzeugen 14a bis 14n innerhalb
des Luftraumes 10''. Der Luftraum 10'' enthält einen fünften und einen sechsten Anflugweg 18e bzw. 18f welche
an finale Anflugwege 16e und 16f an einem fünften bzw.
sechsten Fixpunkt 12e bzw. 12f anschließen. Der
fünfte
Anflugweg 16e ist mit einer Landebahn 22e in Verbindung,
welche sich mit einer Landebahn 22f verschneidet, die mit
dem sechsten Anflugweg 16f in Verbindung steht. Zwei Luftverkehrsströme fliegen auf
die sich kreuzenden Landebahnen 22e und 22f an.
Der fünfte
und der sechste Anflugweg 18e bzw. 18f enthält den fünften und
den sechsten Fixpunkt 12e bzw. 12f welcher sich
auf oder unmittelbar vor dem entsprechenden Landebahneintrittspunkt
befindet. Der fünfte
und der sechste Fix punkt 12e bzw. 12f bilden einen
Bezugspunkt 20'' für die Anflugwege. Bei
dieser Situation versucht der Fluglotse einen angemessenen zeitlichen
Abstand zwischen den Flügen
vorzusehen, wenn sie sich dem fünften
zw. sechsten Fixpunkt 12e bzw. 12f und dem entsprechenden
Bezugspunkt 20'' annähern. Beispielsweise sollte
ein Flugzeug, das auf dem fünften
Anflugweg 20e eintrifft, in der Nähe des Bezugspunktes 20'' mindestens zwei Minuten vor oder
nach der Zeit passieren, zu der irgendein Flugzeug, das auf dem
Anflugweg 20f ankommt, über
den Bezugspunkt 20'' hinweg fliegt.
Wenn diese Fixpunkte 12e und 12f ordnungsgemäß gewählt sind,
dann stellt die Aufrechterhaltung des Abstandes sicher, dass zwei
landende Flüge
nicht den Überkreuzungspunkt
der beiden Landebahnen zur selben Zeit oder nahe der selben Zeit erreichen.
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Nunmehr
sei 4 betrachtet, in welcher gleiche Bezugszahlen
gleiche Elemente wie in 1 bezeichnen. Ein vorherbestimmter
Weg 46 für
einen Flug 50, welcher einem zugeordnetem nominellen Flugweg 18a folgt,
wird bestimmt, um die Durchlaufzeit zu einem Bezugspunkt 20 für einen
Flug 50 abzuschätzen,
welcher sich im Anflug im Luftraum 10 des Flughafens befindet.
In der beispielsweisen Situation von 4 enthält der vorhergesagte
Weg 46 eine Linkskurve mit konstantem Radius, gefolgt von einem
geraden Abschnitt, wiederum gefolgt von einer Rechtskurve mit konstantem
Radius und dann einem geraden Abschnitt, der an dem Bezugspunkt 20 endet.
Der Radius der genannten Kurven könnte der minimale Kurvenradius
sein, welcher durch die Geschwindigkeit des Flugzeugs und eine Beschleunigungsbegrenzung
bestimmt ist. Für
zivile Flugzeuge ist diese Beschränkung typischerweise 3° je Sekunde.
Die Durchlaufzeit zu dem Bezugspunkt 20 wird entsprechend
dem vorhergesagten Weg 46 und nicht entsprechend dem zugeordnetem
Anflugweg 18a errechnet.
-
Nunmehr
sei 5 betrachtet. Hier ist ein Beispiel eines abgeschätzten Geschwindigkeitsprofil 60 für einen
Flug längs
des vorhergesagten Flugweges 46 (4) gezeigt.
Das Geschwindigkeitsprofil 60 ist eine Funktion der Bogenlänge längs des
Weges und zeigt die Geschwindigkeit des Flugzeuges auf irgendeiner
Position längs
des vorhergesagten Weges an. In diesem Beispiel repräsentiert
das Geschwindigkeitsprofil eine kontinuierliche Funktion. In anderen
Ausführungsformen
kann diese Funktion eine Konstante sein oder eine Stufenfunktion
sein. Alternativ kann das Geschwindigkeitsprofil basierend auf dem
in der Vergangenheit beobachtetem Verhalten von Flügen bestimmt
werden, welche kürzlich vergleichbare
Anflüge
vorgenommen haben. Das Geschwindigkeitsprofil 60 wird in
Verbindung mit dem vorhergesagtem Weg 46 dazu verwendet,
zu bestimmen, ob der Anflug ein so genannter Kandidatenflug ist
und, falls dies zutrifft, wird eine abgeschätzte Durchlaufzeit zu dem Bezugspunkt 20 (4)
längs eines
vorhergesagten Weges 26, welcher dem nominellen Weg folgt,
auf dem Anflugweg 18a (4) errechnet.
In einer Ausführungsform hängt die
Durchlaufzeit, welche ein Flugzeug benötigt, um den Bezugspunkt von
einem gegebenen anfänglichen
Positionspunkt P aus benötigt,
nicht nur von der Lage des Punktes P, sondern auch von der Geschwindigkeit
(Geschwindigkeit und Richtung) des Flugzeugs an dem Punkt P ab.
Die abgeschätzte Durchlaufzeit
wird unter Verwendung der gegenwärtigen
Geschwindigkeit errechnet, doch es ist zu erwarten, dass sich diese
Geschwindigkeit im allgemeinen ändert.
Die Charakteristiken des Flugzeugs, die Größe und die Windrichtung und
möglicherweise
andere Faktoren, beispielsweise historische Daten, werden bei der
Errechnung der Durchlaufzeit und der Errechnung der Veränderungen
(d.h., wahrscheinliche Fehler) in der Durchlaufzeit mit einbezogen.
-
Nunmehr
sei 6 betrachtet. Ein Beispiel einer Wiedergabe 90 für eine Beabstandungshilfe
bei Vielfachanflügen
in der Zeitdomäne
enthält
eine Durchlaufzeitachse 104, eine graphische Darstellung eines
Anflugweges 102 und Anzeigen 106, welche die Zeitlinienachse 104 beschriften.
Die Wiedergabe 90 enthält
weiter mindestens ein graphisches Objekt, hier ein Flugsymbol oder
Flugzeugsymbol 94 mit einer Abstandsbox 98, beispielsweise
ein rechteckiger Kasten, welcher ein Flugzeug im Fluge repräsentiert, welcher
mit der Achse 104 ausgerichtet ist, sowie eine Sichthilfe 124.
Das Flugzeugsymbol 94 enthält eine untere Zeitmarke 120 und
eine obere Zeitmarke 122, um es dem Benutzer zu erleichtern,
die abgeschätzte
Durchlaufzeit zu einem Bezugspunkt abzulesen, wie er durch die Zeitmarke 92 auf
der Wiedergabe eines Anflugweges 102 repräsentiert
wird und vorliegend hier einer Nullminutenmarke auf der Achse 104 entspricht.
Jedes Flugsymbol oder Flugzeugsymbol 94 enthält auch
eine Flugzeugidentifizierung (ACID) 108. Die Abstandsbox 98 enthält eine erste
Länge 110, die
sich von den Zeitmarken 120 und 122 aus erstreckt
und ein erforderliches Voraus-Abstandszeitintervall,
beispielsweise eine Minute, repräsentiert,
eine zweite Länge 112,
die sich von den Zeitmarken 120 und 122 aus erstreckt
und ein erforderliches Rückwärts-Trennungszeitintervall
repräsentiert,
beispielsweise eine Minute, weiter eine erste Gruppe von Fehlerbalken 114,
welche einen abgeschätzten
Vorausfehler des Durchlaufzeitintervalls repräsentieren, sowie eine zweite
Gruppe von Fehlerbalken 116, welche einen abgeschätzten rückwärtigen Fehler
für das
Durchlaufzeitintervall repräsentieren.
Die Zeitmarken 120 und 122 trennen visuell die
Vorausabmessungen 110 bzw. die Rückwärtsabmessungen 112 des
Durchlaufzeitintervalls. Fachleute auf diesem Gebiete erkennen,
dass die Wiedergabe von 6 auf einem gesonderten Monitor
dargeboten werden kann oder in ein "Fenster" einer Darstellung einbezogen werden
kann, welche andere Objektinformationen enthält. Die Wiedergabe kann gewünschtenfalls
eine graphische Benutzerschnittstelle (GUI) enthalten, welche es
dem Benutzer erlaubt, eine Auswahl eines von verschiedenen Bezugspunkten
zu treffen und auch unterschiedliche Formate und gewünschte Merkmale
der Darstellung auszuwählen.
Ist einmal ein Flug als ein Kandidat für einen Anflug ausgewählt, so
wird im Betrieb die Wiedergabe der Durchlaufzeit des Flugzeugs zum
Bezugspunkt dargestellt. In einer Ausführungsform enthält die zeitliche
Wiedergabe 90 die graphische eindimensionale Durchlaufzeit-Skalenachse 104 neben den
Flugsymbolen oder Flugzeugsymbolen 94, welche Kandidatenflüge repräsentieren.
Mindestens ein Flugzeugsymbol 94 wird entsprechend der
zugehörigen
abgeschätzten
Durchlaufzeit des Fluges angeordnet und neben die Darstellung des
entsprechenden Anflugweges 102 gesetzt, hier als Linie
parallel zu der Zeitachse 104.
-
Die
erste Länge 110 in
der zeitlichen Ausdehnung vorwärts
von der Abstandsbox 98 zeigt den geforderten Vorausabstand
des Flugzeugs an. Wenn beispielsweise zwei Minuten des Abstandes
zwischen einem voraus fliegenden Flugzeug und dem hier betrachteten
Flugzeug erforderlich sind, dann ist diese Ausdehnung repräsentativ
für die
Hälfte
dieser Zeit oder für
eine Minute. Die zweite Länge
der zeitlichen Ausdehnung rückwärts der
Abstandsbox 98 zeigt den geforderten rückwärtigen Abstand für das Flugzeug
an. Wenn beispielsweise der geforderte Abstand zwischen einem nachfolgenden
Flugzeug und dem betrachteten Flugzeug fünf Minuten beträgt und wenn
der mini male geforderte Vorausabstand (für sämtliche Flugzeuge) zwei Minuten
beträgt,
dann beträgt
diese Ausdehnung vier Minuten (fünf
Minuten minus die Hälfte
des minimalen geforderten Vorausabstandes). Die Abstandszeiten variieren
abhängig von
der Flugzeugtype und den Landebedingungen am Flughafen einschließlich beispielsweise
des Wetters.
-
Die
erste und die zweite Gruppe von Fehlerbalken 114, 116 sind
hier beispielsweise parallele Balken, die sich auf beiden Seiten
der Abstandsbox 98 aneinander reihen. Die Längen der
Erstreckung nach rückwärts und
nach vorwärts
in der Zeit zeigen den wahrscheinlichen Fehler für die abgeschätzte Durchlaufzeit
zum Bezugspunkt an, der durch die Marke 92 angezeigt ist.
Wenn beispielsweise das abgeschätzte
Geschwindigkeitsprofil unter Verwendung von Geschwindigkeitsdaten
vorausgehender Flüge bestimmt
wird, dann kann der wahrscheinliche Fehler auf der Verteilung dieser
vorausgehenden Messungen basieren. Es besteht keine Notwendigkeit,
dass der Vorausfehler gleich dem Rückwärtsfehler ist. Die Erstreckung
der Fehlerbalken 114, 116 relativ zu der Länge der
Abstandsbox variiert im allgemeinen von Flug zu Flug und ist eine
Funktion des Verfahrens, das zur Abschätzung der Durchlaufzeit und
der Flughafenbedingungen verwendet wird.
-
In
einer Ausführungsform
werden die Flugsymbole oder Flugzeugsymbole 94, die zum
Darstellen von Kandidatenflügen
verwendet werden, auf der Wiedergabe neben die Darstellung eines
Anflugweges 102 gesetzt, um den Anflugweg anzuzeigen, welchem
das Flugzeug nominell folgt.
-
In
einer besonderen Ausführungsform
enthalten die Flugsymbole 94, welche auf der zeitbezogenen
Wiedergabe dargestellt werden, fakultativ eines oder mehrere der
folgenden Merkmale: mindestens eine Zeitmarke 120, 122,
welche mit einem Punkt der Zeitlinienachse ausgerichtet ist, der
gleich der abgeschätzten
Durchlaufzeit des Fluges von seiner gegenwärtigen Position zu dem Referenzpunkt auf
dem Flugweg gleich ist, welchem das Flugzeug nominell folgt, und
eine Abstandsbox 98, welche sich nach rechts und nach links
von der Zeitmarke aus erstreckt. Die zeitliche Länge der Erstre ckung nach rückwärts (nach
rechts) ist gleich der erforderlichen rückwärtigen Beabstandung für das Flugzeug.
Die zeitliche Erstreckung nach vorwärts (nach links) ist im Zeitmaßstab gemessen
gleich der erforderlichen Voraus-Beabstandung.
-
Die
Abstandsbox 98 enthält
fakultativ eine Flugidentifizierung 108. Die Flugidentifizierung
ist die Identifizierung für
das Flugzeug oder eine andere geeignete Beschriftung. Jedes Symbol 94 enthält eine Gruppe
von parallelen Balken, die sich von jeder Seite der Abstandsbox 98 aus
erstrecken. Die Erstreckungslänge
nach rückwärts wird,
gemessen auf der Zeitskala, gleich dem wahrscheinlichen Fehler nach rückwärts für die abgeschätzte Durchlaufzeit
bemessen. Die Erstreckungslänge
nach vorwärts
wird, gemessen auf der Zeitskala gleich dem wahrscheinlichen Vorausfehler
für die
abgeschätzte
Durchlaufzeit bemessen. Das Trennungszeitintervall zwischen aufeinander
folgenden Flügen
hängt von
den Eigenschaften des voraus fliegenden Flugzeugs ab. Bei dieser
besonderen Ausführungsform
kann jedes Flugzeug einen unterschiedlichen erforderlichen Rückwärts-Zeitabstand
(größer für große Flugzeuge) haben
und sämtliche
Flugzeuge haben denselben geforderten Voraus-Trennungszeitabstand.
-
Der
Fachmann erkennt, dass es vielerlei Wege zur Darstellung des zeitlichen
Abstandes zusätzlich
zur Darstellung eine erforderlichen Voraus-Trennungszeitintervalls
und Rückwärts-Trennungszeitintervalls
gibt. Beispielsweise können
die Voraus-Trennungszeit und die Rückwärts-Trennungszeit kombiniert
werden und entweder am vorderen Ende oder am rückwärtigen Ende der Darstellung
des Objektes dargestellt werden. In einer Ausführungsform wird eine Darstellung
auf Zeitbasis als ein Fenster dargeboten, das in einer Situationswiedergabe
einbezogen ist, die normalerweise durch die Fluglotsen verwendet
wird. Das rechteckige Fenster hat eine horizontale lineare Zeitskala
am Boden des Fensters. Das Fenster selbst hat einstellbare Dimensionen
und hat eine Ausfallgröße, welche
annähernd 10%
der Wiedergabefläche
der Situationsdarstellung einnimmt. Die Fensterfläche über der
Zeitskala ist in acht Horizontalstreifen unterteilt. Jeder dieser
Streifen dient zur Darstellung von Symbolen, welche Flüge repräsentieren,
die nominell bis zu einer vorbestimmten Zahl entsprechenden Flugrouten
folgen. Wie oben beschrieben kann jeder der Anflugwege und der entsprechenden
Flug routen fakultativ einen gesonderten ausgewählten Referenzpunkt enthalten. Die
Anzahl der Horizontalstreifen entsprechend den Anflugwegen von Interesse
und zugehöriger
Anflugwege, welche darzustellen sind, wird entsprechend dem speziellen
Anwendungsfall und der Eingabe durch die Bedienungsperson gewählt. Wenn
beispielsweise eine spezielle Anwendung des erfindungsgemäßen Wiedergabesystems
für den
Luftraum eine Flughafens zwei oder mehr konvergierende Anflugwege
umfasst, dann wird die Zuordnung unter diesen Anflugwegen und entsprechenden
Identitäten,
beispielsweise die Bezeichnung "Anflugweg
18 Nord" beispielsweise
in einer Datenbank festgehalten, auf welche Zugriff genommen wird,
wenn diese Anflugwege dargestellt werden. In einer besonderen Ausführungsform
werden horizontale Streifen ähnlich der
Wiedergabe des Anflugweges 102 für jeden Anflugweg von Interesse
und zugehörige
konvergierende oder nahe beieinander liegende Anflugwege dargestellt.
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Es
sei nun 7 betrachtet, in welcher gleiche
Bezugszahlen gleiche Elemente wie in 6 bezeichnen.
Hier ist ein Beispiel einer die Abstandshaltung unterstützenden
Wiedergabe 100 für
vielfache Anflugwege in der Zeitdomäne gezeigt, wobei die Darstellung ähnlich der
Wiedergabe 90 (6) ist und graphische Wiedergaben
zweier getrennter Anflugwege enthält, nämlich des Anflugweges A, 134a, und
des Anflugweges B, 134b, welche an einem gemeinsamen Bezugspunkt
konvergieren, der durch die Marken 92 bezeichnet ist, sowie
Flugzeugsymbole oder Flugsymbole 94a bis 94n,
welche Flugzeuge im Flug repräsentieren,
welche an den beiden unterschiedlichen Anflugwegen 134a und 134b jeweils eintreffen.
Die Wiedergabe 100 enthält
weiterhin Positionssymbole 132a bis 132n (auch
als Geisterbilder oder Phantombilder 132 bezeichnet). Die
Phantombilder 132, welche hier durch gepunktete Linien
als Blöcke
ohne eine Flugidentifizierungsanzeige dargestellt sind, sind den
entsprechenden Flugsymbolen 94a bis 94n zugeordnet
und in der Nähe
einer entsprechenden repräsentativen
Anflugbahn 134 angeordnet, welche von der tatsächlichen
Anflugbahn verschieden ist, auf welcher das Flugzeug fliegt.
-
Die
Anordnung der Phantombilder 132 bietet eine visuelle Hilfe
für die
Bedienungsperson, um die abgeschätzte
Durchlaufzeit, die erforderliche Beabstandung und die abgeschätzte Variation
jedes Kandidatenfluges, der nominell einer Mehrzahl von konvergierenden
Anflugwegen 134 folgt, mit der abgeschätzten Durchlaufzeit und zugehörigen Daten
für Flüge zu vergleichen,
die auf anderen Anflugwegen eintreffen.
-
In
dem Beispiel von 7 sind vier Flüge dargestellt,
wobei zwei Flüge
auf jedem der Anflugwege eintreffen. Die Flugsymbole oder Flugzeugsymbole 94a und 94b für Flüge, welche
auf dem Anflugweg B eintreffen, sind oberhalb eines Horizontalstreifen 134b angeordnet,
welcher den Anflugweg B repräsentiert,
der sich oberhalb der Durchlaufzeit-Maßstabsachse 104 befindet.
Die Flugsymbole oder Flugzeugsymbole 94c und 94n für Flüge, welche
auf dem Anflugweg A, 134a, eintreffen, sind oberhalb eines
Horizontalstreifens 134a angeordnet, welcher den Anflugweg
A repräsentiert.
Für jeden Flug,
der auf dem Anflugweg B eintrifft, erzeugt das System das Phantombild 132 in
Nachbarschaft zu dem Streifen 134a, welcher den Anflugweg
A repräsentiert
und das nicht als Phantom zu verstehende Flugsymbol oder Flugzeugsymbol 94 neben
dem Streifen 194b, welcher den Anflugweg B repräsentiert.
Jedes Flugsymbol 94 kann eine Abstandsbox 98 enthalten
und jedes Phantombild 132 kann eine Abstandsbox 98' enthalten.
Die Fachleute erkennen, dass die Flugsymbole 94, die Phantombilder 132 und die
Abstandsboxen 98 und 98' auch nicht rechteckige Gestalten
haben können
und in einer Vielfalt von Farben wiedergegeben werden können.
-
Die
Ausdehnung der Abstandsboxen 98 und 98', die zu den
Flugsymbolen oder Flugzeugsymbolen 94 gehören, geben
sowohl den erforderlichen Abstand als auch den wahrscheinlichen
Durchlaufzeitfehler in der Vorausrichtung und in der Rückwärtsrichtung
wieder. Für
Situationen, bei denen mehr als zwei Anflugwege konvergieren, kann
ein repräsentativer
Streifenbereich auf der Wiedergabe 100 jedem Anflugweg
zugeordnet werden und ein Positionssymbol für jeden Flug kann auf sämtliche
Streifen außer auf
denjenigen projiziert werden, der dem Anflugweg entspricht, welchem
das betreffende Flugzeug oder der Flug nominell folgt.
-
Nunmehr
sei auf 8 Bezug genommen, in welcher
gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente wie in 4 bezeichnen.
Eine Wiedergabe 100',
welche ähnlich
der Wie dergabe 100 von 7 ist, enthält graphische
Darstellungen des ungenügenden
Abstandes 140 an einem Phantombild 132a und eine Darstellung
eines ungenügenden
Abstandes 142 an dem Bild 132b zur Anzeige, dass
eine Wahrscheinlichkeit vorhanden ist, dass ein ungenügender Abstand
zwischen den abgeschätzten
Durchlaufzeiten der Flüge
herrscht, welche durch das Flugzeugsymbol 94b und das Flugsymbol 94a dargestellt
sind.
-
In
dem Beispiel von 8 überlappen die Fehlerbalken
für den
Flug VIP333 die Fehlerbalken für
den Flug CIG201. Obwohl abzuschätzen
ist, dass diese Flüge
einen angemessenen Abstand haben, wenn sie den Bezugspunkt erreichen,
besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass der erforderliche Abstand aufgrund
der Faktoren nicht erreicht wird, welche in den Durchlaufzeiten
die Voraus-Fehler und Rückwärts-Fehler
erzeugen. In einer Ausführungsform werden
graphische Darstellungen einer wahrscheinlichen unzureichenden Beabstandung 140 und 142 als
betonte Felder auf dem Phantombild für diese beiden Flüge dargestellt.
Beispielsweise enthält
das Positionssymbol für
den Flug VIP333, welches auf den Streifen entsprechend dem Anflugweg
A, 134a projiziert wird, ein hervorgehobenes farbiges Rechteck, das
kongruent mit der Überlappung
der Fehlerbalken für
die beiden Flüge
ist. Dies gilt auch für
das Positionssymbol für
den Flug CIG201, welcher auf den Streifen 134b für den Anflugweg
B projiziert wird. Eine Bedienungsperson oder ein Lotse muss nicht unmittelbar
tätig werden,
wenn eine Anzeige dieser ersten Art erscheint, da die Erstreckung
der Fehlerbalken im allgemeinen abnimmt, wenn sich die Flugzeuge
auf ihren Bezugspunkt hin annähern.
Eine nachfolgende Bestimmung der angemessenen Abstände resultiert
in der automatischen Beseitigung der graphischen Darstellungen von
wahrscheinlicher unzureichender Beabstandung 140 und 142.
Die Entfernung der Anzeige geschieht ohne irgendeinen Eingriff durch
die Bedienungsperson.
-
Es
sei nun auf 9 Bezug genommen, welcher gleiche
Bezugszahlen wiederum gleiche Elemente wie in 8 bezeichnen.
Eine Wiedergabe 102',
welche ähnlich
der Wiedergabe 100' von 8 ist,
enthält
graphische Darstellungen der unzureichenden Beabstandungen 150a, 150b, 152a, 152b, 154a und 154b,
welche an Phantombil dern 132a und 132b jeweils
angeordnet sind, um anzuzeigen, dass zu erwarten ist, dass eine
unzureichende Beabstandung zwischen den abgeschätzten Durchlaufzeiten der Flüge herrscht,
welche durch das Flugsymbol oder Flugzeugsymbol 94a und
das Flugsymbol oder Flugzeugsymbol 94b dargestellt sind.
-
9 stellt
eine mögliche
Ausführungsform der
Erfindung dar, bei welcher eine Anzeige gegeben wird, wenn zu erwarten
ist, dass zwei Flüge
die Erfordernisse der zeitlichen Beabstandung verletzen. In diesem
Falle überlappen
sowohl die Abstandsbox als auch die Fehlerbalken für den Flug
VIP333 die Abstandsbox und die Fehlerbalken für den Flug CIG201. Wenn eine Überlappung
der Abstandboxen von zwei Flügen
vorhanden ist, dann bedeutet dies, dass die abgeschätzten Durchlaufzeiten
für diese beiden
Flüge die
erforderlichen Trennungszeitintervalle verletzen. Mit anderen Worten,
es ist zu erwarten, dass die Flüge
zu nahe beieinander liegen, d.h., zeitlich näher als der geforderte Minimalabstand, wenn
sie den Bezugspunkt erreichen. Es sei bemerkt, dass die Überlappung
in dieser Situation auftritt, selbst wenn die Fehlerbereiche der
Trennungszeitintervalle nicht berücksichtigt werden.
-
Bei
dieser Ausfuhrungsform bezeichnet das Hinzufügen graphischer Darstellungen
einer ungenügenden
Beabstandung 150a, 150b, 152a, 152b, 154a und 154b zu
den Phantombildern 132a und 132b für diese
beiden Flüge
die betreffende Situation. In diesem Falle umfasst das Positionssymbol
für den
Flug VIP333, welches auf den Anflugweg A, nämlich den Streifen 134a (d.h.,
das Phantombilde 132a) projiziert wird, die Abstandsbox 98', vorliegend ein
hervorgehobenes Rechteck, das kongruent mit der Überlappung der Abstandsboxen
für die
Flugzeugsymbole oder Flugsymbole 94a und 94b ist.
Vorliegend stellt die graphische Wiedergabe 150a die wahrscheinliche
Abstandsverletzung aufgrund einer Überlappung des Fehlerentfernungsbereichs
des Flugsymbols 94a mit dem erforderlichen Trennungszeitintervall
des Flugsymbols 94b dar. Die graphische Darstellung 152a zeigt
die erwartete Abstandsverletzung aufgrund einer Überlappung der geforderten
Trennungszeitintervalle (ohne Fehlerabschätzungen) der beiden Flüge 94a und 94b an.
Die graphische Darstellung 154a repräsentiert die wahrscheinliche
Abstandsverletzung aufgrund einer Überlappung der Fehlerentfernung
des Flugsymbols 94b mit dem geforderten Trennungszeitintervall
des Flugsymbols 94a an. Entsprechende graphische Darstellungen
einer ungenügenden
Beabstandung 150b, 152b und 154b sind
an dem Phantombild 132b vorgesehen.
-
Nach
Betrachtung der graphischen Darstellungen einer ungenügenden Beabstandung 150a, 150b, 152a, 152b, 154a und 154b kann
ein Fluglots Maßnahmen
ergreifen, um die erwartete Abstandshaltung zwischen den Flügen zu erhöhen, welche durch
die Flugsymbole oder Flugzeugsymbole 194a und 194b dargestellt
sind. Die Fachleute erkennen, dass die graphischen Darstellungen
einer ungenügenden
Beabstandung 150a, 150b, 152a, 152b, 154a und 154b durch
hervorgehobene Felder repräsentiert
werden können,
welche eine Schattierung, graphische Kennzeichnung oder unterschiedliche Farben
vorsehen, und dass die Wiedergaben kombiniert werden können, um
die Darstellung 100'' zu vereinfachen.
-
10 zeigt
ein Szenarium, in welchem drei Flüge oder Flugzeuge 14a, 14b, 14c nominell
demselben geraden Flugkurs folgen. Die Flüge B101 und C102 nähern sich
dem Kurs, wobei vorhergesagte Flugwege angezeigt sind. Jeder Flug
bewegt sich annahmegemäß mit konstanter
Geschwindigkeit über Boden,
wie dies angegeben ist. Zu dem in 10 festgehaltenen
Zeitpunkt befindet sich der Flug B101 in einer Entfernung von 15,8
Seemeilen von dem Bezugspunkt weg, wobei die Messung längs des
vorhergesagten Weges folgt. Für
den Flug C102 beträgt der
Abstand 14,4 Seemeilen. Da sich jedoch die Flüge mit unterschiedlichen
Geschwindigkeiten bewegen, erreicht der Flug C102 den Bezugspunkt
in 5,54 Minuten, was eher ist als die Durchlaufzeit von 7,57 Minuten
für den
Flug B101. In der Situation von 10 ist
der Flug C102 von dem Bezugspunkt weiter entfernt als der Flug B101,
obwohl seine abgeschätzte
Durchlaufzeit weniger ist als bei dem Flug B101.
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Es
sei nun auf 11 Bezug genommen, in welcher
gleiche Bezugszeichen wiederum gleiche Elemente wie in 6 bezeichnen.
Eine Wiedergabe 200, welche ähnlich der Wiedergabe 90 von 6 ist,
enthält
graphische Darstellungen des Wiederholungsszenarios von 10.
In einer solchen Situation ist es nützlich, eine Anzeige dafür zu erzeugen, dass
ein Flug, der nominell einem Flugweg folgt, so einzuschätzen ist,
dass er einen anderen Flug überholt,
der nominell demselben Flugweg folgt, bevor eines der Flugzeuge
den Referenzpunkt für
den Flugweg erreicht. Die Wiedergabe oder Darstellung 200 enthält Flugsymbole 94a, 210b und 210c.
Die Flugsymbole 210b und 210c enthalten Zeitmarken 220b, 222b, 224b sowie 220c, 222c und 224c,
um eine graphische Wiedergabe des Überholungsszenarios zu liefern,
um den vorhergesagten Konflikt anzuzeigen, welcher in dem in 10 wiedergegebenen
Szenarium auftritt. In einer Ausführungsform enthält die Wiedergabe 200 nicht
die Balken der abgeschätzten Durchlaufzeitfehler.
-
In
einer Ausführungsform
sind die Flugsymbole oder Flugzeugsymbole 94a, 210b und 210c für die Flüge A100,
C102 und B101 bei 3,0 Minuten, 5,54 Minuten und 7,57 Minuten längs der
Zeitskala angeordnet. In diesem Beispiel gibt es keine Verletzung der
zeitlichen Beabstandungsforderungen, wenn die Flüge den Bezugspunkt erreichen.
Da jedoch der Flug C102 gegenwärtig
weiter von dem Bezugspunkt beabstandet ist, als der Flug B101 (wie
in 10 dargestellt), wird der Flug C102 den Flug B101 überholen,
bevor der Bezugspunkt erreicht ist. Dies wird beispielsweise angezeigt,
indem die Farbe der Symbole, welche diesen beiden Flügen entsprechen,
geändert
wird oder es wird in anderer Weise eine Hervorhebung der Flugsymbole 210c und 210b vorgenommen.
-
Nun
sei 12 betrachtet. Hier ist ein Flussdiagramm
dargestellt, welches eine beispielsweise Abfolge der Schritte zur
Darstellung einer Trennungszeit mindestens eines Objektes in der
erfindungsgemäßen Weise
wiedergibt, welches sich einem Bezugspunkt annähert. In dem Flussdiagramm
von 12 sind die Blockelemente darin
als Verarbeitungsblöcke
(typischerweise etwa Element 300 in 12)
bezeichnet und stellen Computersoftwareinstruktionen oder Gruppen
von Instruktionen dar. Die rautenförmig gestalteten Elemente in
den Flussdiagrammen werden als Entscheidungsblöcke (siehe beispielsweise Element 306 von 12) bezeichnet und repräsentieren
Computersoftwareinstruktionen oder Gruppen von Instruktionen, welche
die Arbeit der Verarbeitungsblöcke
beeinflussen. Alternativ stellen die Verarbeitungsblöcke Schritte
dar, welche durch funktionell äquivalente
Schaltungen, beispielsweise einen digitalen Sig nalprozessor oder
eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) ausgeführt werden.
Die Fachleute erkennen, dass einige der in den Flussdiagrammen beschriebenen Schritte
durch Computersoftware implementiert werden können, während andere Schritte durch
eine andere Arbeitsweise (beispielsweise ein empirisches Verfahren)
verwirklicht werden können.
Die Flussdiagramme stellen keine Syntax einer bestimmten Programmsprache
dar. Vielmehr verdeutlichen die Flussdiagramme die funktionelle
Information, welche zur Erzeugung von Computersoftware verwendet wird,
um die gewünschte
Verarbeitung durchzuführen.
Es sei bemerkt, dass viele Unterprogrammelemente, beispielsweise
die Initialisierung von Schleifen und von Variablen und die Verwendung
von zeitlich bestimmten Variablen, nicht dargestellt sind.
-
In
dem Schritt 300 nimmt das System die Eingabe der Bedienungsperson
an, um beispielsweise zu bestimmen, wo die Darstellung auf dem Bildschirm
positioniert werden soll und wie die Darstellung konfiguriert werden
soll und welche die Anflugwege und Flugwege von Interesse für die Bedienungsperson
sind.
-
In
dem Schritt 302 greift das System Informationen für Flugwege
von Interesse einschließlich
der Bezugspunkte, Identifizierungen und Beschränkungen auf. Diese Information
dient zur Abschätzung
der Durchlaufzeiten und zur Erzeugung der Wiedergabe in der Zeitdomäne. Das
System greift auch Information für
zugehörige
Flugwege zu den Flugwegen von Interesse auf. In dem Schritt 304 nimmt
das System eine periodische Aktualisierung der Bahnkurvendateien
und der Situationsdarstellung vor. Das Überwachungssystem liefert eine
aktualisierte Gruppe von Kurven, vorliegend der Bahnen der fliegenden
Objekte, beispielsweise Flugzeuge, innerhalb des Luftraumes des
Flughafens. Jedes gemeldete Objekt ist einer Bahn zugeordnet, welche
eine Position enthält und
hat eine Datenakte, die dem Objekt zugeordnet ist. Die Situationswiedergabe
wird dann aktualisiert, um angezeigte Bahnen zu beseitigen, welche
nicht mehr für
die Darstellung auswählbar
sind, um die aktualisierten Bahnpositionen und Daten anzugeben und
die neuen Bahnen darzustellen. Nach jeder Aktualisierung ist jedes
Objekt, das in der aktualisierten Darstellung enthalten ist, für die weitere
Verarbeitung auswählbar.
-
Im
Schritt 306 wird bestimmt, ob das gegenwärtige Objekt
ein Flug oder ein Flugzeug ist, das mindestens einem der Flugwege
von Interesse zugeordnet ist. In einem Beispiel geschieht dies durch Prüfen der
Landebahnzuordnung für
den Flug, wie durch die Flugdaten angezeigt ist. Wenn festgestellt wird,
dass das gegenwärtige
Objekt mindestens einer der Flugbahnen von Interesse zugeordnet
ist, dann schreitet die Verarbeitung in dem Schritt 308 fort,
andernfalls setzt sich die Verarbeitung in dem Schritt 304 fort,
um das nächste
Objekt zu identifizieren und zu verarbeiten.
-
In
dem Schritt 308 wird festgestellt, ob für das betreffende Objekt ein
vernünftiger
Anflug vorgesehen ist, d.h., ob der Flug ein Kandidatenflug für die weitere
Verarbeitung ist. Das bedeutet, dass festgestellt wird, ob ein nomineller
Flugweg existiert, der bestimmte Bedingungen für jeden Kandidatenflug erfüllt. Beispielsweise
Bedingungen enthalten das folgende:
der Flugweg beschreibt
eine glatte und differenzierte Kurve an jedem Punkt;
die Geschwindigkeit
des Fluges ist tangential zu dem Weg an seinem Ausgangspunkt;
der
Weg ist tangential zu dem Kurs, wo der Weg sich in den Flugkurs
einfügt;
und
der Kurvenradius ist größer als
oder gleich zu dem minimalen Kurvenradius des Fluges an jedem Punkt.
-
Die
Geschwindigkeits- und Positionsdaten von dem gegenwärtigen Objekt
werden von Sensoren oder anderen Systemen in einer dem Fachmann geläufigen Weise
aufgenommen (beispielsweise das Automatic Dependent Surveillance
Broadcast System oder ADS-B). Wenn festgestellt wird, dass der Flug
den Bezugspunkt mittels eines spezifizierten Standardmanövers erreichen
kann, das besondere Beschränkungen
beachtet, so schreitet die Verarbeitung in dem Schritt 310 fort.
Anderenfalls setzt sich die Verarbeitung in dem Schritt 304 fort,
um das nächste
Objekt zu identifizieren und zu verarbeiten.
-
In
dem Schritt 310 wird die abgeschätzte Durchlaufzeit zu dem Bezugspunkt
für das
gegenwärtige
Objekt errechnet. Es wird für
das Objekt ein Weg vorhergesagt und dann wird ein Geschwindigkeitsprofil
für die
Bewegung des Objektes längs
des vorhergesagten Weges an ausgewählten Punkten auf dem Weg beginnend
mit der augenblicklichen Position und endend an dem Bezugspunkt
vorhergesagt. Das Geschwindigkeitsprofil liefert die Geschwindigkeit
des Flugzeugs (wobei diese Geschwindigkeit nicht konstant zu sein
braucht) an jedem Punkt auf dem Wege.
-
In
dem Schritt 312 wird eine Veränderlichkeit der in dem Schritt 310 errechneten
Durchlaufzeit unter Verwendung von historischen Daten, beispielsweise
den Durchlaufzeiten von kürzlich
angetroffenen Flugzeugen ähnlicher
Type, mit ähnlichen
Objektklassifikationen auf früheren ähnlichen
Nominalwegen, Wetterbedingungen einschließlich Windbedingungen und anderen
Faktoren errechnet. Alternativ wird ein geeignetes mathematisches
Model für
die Verteilung der tatsächlichen
Durchlaufszeit gewählt und
das System errechnet eine zu erwartende Varianz entsprechend einem
mathematischen Maß der Zuverlässigkeit
für die
abgeschätzte
Durchlaufzeit.
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In
dem Schritt 314 werden die Voraus- und Rückwärts-Trennungszeitintervalle
errechnet. Die Intervalle sind im allgemeinen eine Funktion des
Flugzeugtyps. Eine zeitliche Entfernung für das vorliegende Objekt gleich
dem Zeitintervall, das zu der Durchlaufzeit abzüglich der Voraus-Trennungszeit
beginnt und zu der Durchlaufzeit zuzüglich der Voraus-Trennungszeit
endet, wird dann bestimmt.
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In
dem Schritt 316 bildet das System eine erste Zeitentfernung
oder einen ersten Zeitbereich von dem Trennungszeitintervall und
mindestens einen Fehlerbereich (Vorausfehler oder Rückwärtsfehler)
des gegenwärtigen
Objektes ausgerichtet auf die Durchlaufzeit des gegenwärtigen Objektes.
Ferner wird ein zweiter Zeitbereich unter Verwendung der Durchlaufzeit,
des Trennungszeitintervalls, eines der Fehlerbereiche der anderen
Objekte, welche dargestellt sind, gebildet. Ferner erfolgt ein Vergleich
des ersten und des zweiten Zeitbereiches, eine Bestimmung, dass
eine wahrscheinliche Abstandsverletzung zwischen dem mindestens
einem Objekt und dem dargestellten Objekt auftritt, in Abhängigkeit
von der Bestimmung einer Überlappung
zwischen dem Zeitbereich des dargestellten Objektes.
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In
dem Schritt 318 bildet das System einen ersten Zeitbereich
von dem Trennungszeitintervall und für das gegenwärtige Objekt
in Ausrichtung mit der Durchlaufzeit des gegenwärtigen Objektes. Weiter bildet
das Objekt einen zweiten Zeitbereich durch Verwendung der Durchlaufzeit,
des Trennungszeitintervalls für
jedes der anderen Objekte, welche dargestellt sind. Des ferneren
vergleicht das System den ersten und den zweiten Zeitbereich und
bestimmt eine erwartete Abstandsverletzung zwischen dem vorliegenden
Objekt und einem der dargestellten Objekte in Abhängigkeit
von der Bestimmung einer Überlappung
zwischen dem Zeitbereich des vorliegenden Objektes und dem Zeitbereich
des abgebildeten Objektes.
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In
dem Schritt 320 wird festgestellt, ob das vorliegende Objekt,
welches nominell einem zugeordnetem Flugweg folgt, als ein solches
anzusehen ist, welches einen andere Flug überholt, der nominell dem selben
Flugweg folgt, oder ob das gegenwärtige Objekt durch einen Flug überholt
wird, der schon dargestellt ist. Ein Flug wird als einen anderen
Flug überholend
angesehen, wenn folgendes zutrifft:
der Abstand des ersten
Fluges von dem Referenzpunkt, gemessen längs seines vorhergesagten Flugwegs
ist größer als
derselbe Abstand für
den zweiten Flug; und
die abgeschätzte Durchlaufzeit für den ersten
Flug ist geringer als die abgeschätzte Durchlaufzeit für den zweiten
Flug.
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In
einer Ausführungsform
erfolgt eine Feststellung dieser Situation durch Vergleichen der Durchlaufzeit
und der räumlichen
Position des vorliegenden Objektes mit der Durchlaufzeit und der
räumlichen
Position jedes der dargestellten Objekte und Bestimmung einer kürzeren Durchlaufzeit
und eines größeren räumlichen
Abstandes zu dem Bezugspunkt für
die verglichenen Objekte. Im Schritt 322 wird eine Zeitlinienachse,
die zur Angabe der Durchlaufzeit verwendet wird, dargestellt oder
aktualisiert, um eine abgeschätzte
Durchlaufzeit des vorliegenden Objektes in der Darstellung anzugeben.
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In
dem Schritt 324 wird das gegenwärtige Objekt zu der Darstellung
als ein Flugzeugsymbol hinzugefügt,
welches die Durchlaufzeitmarken, welche zur Anzeige der abgeschätzten Durchlaufzeit des
vorliegenden Objektes positioniert sind, die Abstandsbox, die ACID-Angabe
und die Durchlaufzeit-Fehlerbereiche für das gegenwärtige Objekt
enthalten. Wenn das gegenwärtige
Objekt bereits dargestellt ist, wird die zuvor zugeordnete Umgebung
aus der Darstellung entfernt. Für
jeden Flug, welcher nominell einer zugeordneten Flugbahn folgt,
wird ein Flugsymbol oder Flugzeugsymbol auf die zeitlichen Darstellungsstreifen
projiziert, welche einem Flugweg von Interesse entsprechen. In einer
Ausführungsform
werden die Flugsymbole oder Flugzeugsymbole, wie in 6 dargestellt,
wiedergegeben.
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In
dem Schritt 326 werden, wenn für den gegenwärtigen Flug
vorhergesagt wird, dass er eine Überholsituation
mit einem anderen Flug durchmacht, welcher nominell demselben Flugweg
folgt oder hierzu bestimmt ist, die Flugsymbole oder Flugzeugsymbole
für beide
Flüge modifiziert.
Die Modifikation kann eine Farbänderung,
die Verwendung eines Blinkens einer Farbe oder irgendeine andere
geeignete visuelle oder graphische Änderung bei dem Flugsymbol
umfassen. In dem Schritt 328 werden die Phantombilder (wie
in Verbindung mit 7 bis 9 beschrieben)
auf entsprechenden Wegen dargestellt, wenn die Wege mit einem gemeinsamen
Bezugspunkt in Beziehung stehen. Wenn das gegenwärtige Objekt bereits dargestellt
ist, werden die zuvor zugeordneten Phantombilder aus der Darstellung entfernt.
In dem Schritt 330 werden die Abstandsverletzungen, welche
in den Schritten 316 und 318 bestimmt worden sind,
in Verbindung mit den Phantombildern dargestellt, die in dem Schritt 328 für das gegenwärtige Objekt
wiedergegeben sind. Dies umfasst die Wiedergabe einer Anzeige einer
wahrscheinlichen Abstandsverletzung und die Anzeige der erwarteten
Abstandsverletzungen.
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In
einer Ausführungsform
ist eine Überlappung
der Flugsymbole für
zwei Flüge
vorhanden, welche unterschiedlichen Flugwegen folgen, wobei das
Positionssymbol für
den ersten Flug, welches in dem Streifen entsprechend dem Flugweg
erscheint, welchem der zweite Flug nominell folgt, modifiziert wird,
um die Ausdehnung und die Art der Überlappung anzuzeigen. Das
Ausmaß der
Modifikation des Positionssymbols trifft mit dem Ausmaß der Überlappung
der Flugsymbole zusammen. Eine Farbe dient zur Anzeige einer Überlappung
der Fehlerbalken, welche an das Flugsymbol eines Fluges angefigt sind,
wobei irgendein Teil des Flugsymbols des anderen Fluges eine wahrscheinliche
Abstandsverletzung anzeigen soll. Eine unterschiedliche Farbe dient
zur Anzeige einer Überlappung
der Abstandsbox eines Flugsymbols mit der Abstandsbox des anderen
Flugsymbols zur Anzeige einer erwarteten Abstandsverletzung. In
dem Schritt 232 wird die Wiedergabe aufgefrischt und aktualisiert,
um Objekte zu entfernen, welche nicht mehr auf den Flugwegen von
Interesse vorhanden sind und zur Entfernung der graphischen Darstellungen
von wahrscheinlichen ungenügenden Abstandshaltungen
oder wahrscheinlichen Abstandsverletzungen, welche nicht länger gültig sind. In
einer Ausführungsform
werden, wenn eine Bahnaktualisierung für ein Objekt, welches gegenwärtig dargestellt
wird, empfangen wird, sämtliche
zugehörigen
Kunstgebilde (Objektanordnungen einschließlich der Flugsymbole und irgendwelche
Phantombilder) aus der Wiedergabe auf Zeitbasis entfernt. Die Verarbeitung
beginnt wieder in dem Schritt 300, um die auf Zeitbasis
beruhende Darstellung neuerlich wiederzugeben und zu aktualisieren.
Es sei nun auf 13 Bezug genommen. Hier ist
ein Beispiel für
ein Beabstandungshilfssystem in der Zeitdomäne 400 dargestellt,
das eine Situationswiedergabe 420 aufweist. Die Situationswiedergabeeinrichtung 420 enthält einen
Zeitdomäne-Wiedergabeprozessor 402, der
mit einer Bedienungsschnittstelle 406 und einer Wiedergabeeinrichtung 404 gekoppelt
ist. Das System 400 enthält weiter eine Durchlaufzeit-Abschätzungseinrichtung 414,
einen Durchlaufzeit-Varianzprozessor 412 und einen Prozessor 416 für die Überholungssituation,
wobei die genannten Einheiten mit einer Schnittstelle 410 für die Objektposition
und die Bahnkurveninformation gekoppelt sind, die ihrerseits mit
einer Informationsquelle 408 für Informationen über die
Objektlage und die Bahnkurve gekoppelt ist. Die Blöcke, welche
mit "Prozessor", "Abschätz einrichtung", "Durchspieleinrichtung" und "Schnittstelle" bezeichnet sind,
können
Computersoftwarebefehle oder Gruppen von Befehlen repräsentieren.
Eine solche Verarbeitung kann durch eine einzige Prozessoreinheit
durchgeführt
werden, welche beispielsweise als Teil der Situationsanzeige 420 vorgesehen
ist, oder kann sich auf verschiedene Prozessoren verteilen.
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In
einer Ausführungsform
tritt eine Bedienungsperson in Wechselwirkung mit der Situationsanzeige 420 und
liefert Anzeigebefehle zur Auswahl von Anflugwegen und Flugwegen,
welche von Interesse sind, unter Verwendung der Bedienungsschnittstelle 406.
Der Anzeigeprozessor 402 signalisiert an die Flugbahn-Informationsschnittstelle 410,
Information von der Informationsquelle 408 für Objektposition
und Flugbahn aufzugreifen. Die Informationsquelle kann beispielsweise
eine Datenbank enthalten, welche Information über Anflugwege und betriebene Flüge und gegenwärtige Information
enthält,
welche von Luftüberwachungsradarsystemen
für die
Erfassung und Verfolgung von Flugzeugen empfangen wird. Der Wiedergabeprozessor 402 empfängt auch Informationen
von der Durchlaufzeit-Abschätzeinrichtung 412 und
dem Durchlaufzeit-Varianzprozessor 414,
von denen beide die Information von der Informationsquelle 408 für die Objektposition
und die Bahnkurve empfangen, wie in den 6 bis 9 gezeigt
und im Zusammenhang mit den Schritten 310 bis 324 von 12 beschrieben wurde.
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Der
Prozessor 416 für
die Überholsituation liefert
eine Darstellungsinformation an den Wiedergabeprozessor 402 zur
Wiedergabe der Überholsituation,
wie dies in den 10 und 11 gezeigt
ist und im Schritt 320 von 12 wiedergegeben
ist. Der Wiedergabeprozessor 402 liefert Ausgangssignale
an die Anzeigeeinrichtung oder Wiedergabeeinrichtung 404 zur
Wiedergabe der abgeschätzten Durchlaufzeiten,
der Trennungszeitintervalle einschließlich der Veränderlichkeiten
der Durchlaufzeit und der Überholsituationen.
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Nach
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
ergibt es sich für
die Fachleute, dass andere Ausführungsformen
unter Verwendung des entsprechenden Konzepts vorgesehen werden können.