EP3129971B1 - Verfahren zur luftraumüberwachung - Google Patents

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EP3129971B1
EP3129971B1 EP15716011.0A EP15716011A EP3129971B1 EP 3129971 B1 EP3129971 B1 EP 3129971B1 EP 15716011 A EP15716011 A EP 15716011A EP 3129971 B1 EP3129971 B1 EP 3129971B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
aircraft
data
control
monitoring system
airspace monitoring
Prior art date
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Active
Application number
EP15716011.0A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP3129971A1 (de
Inventor
Niklas Goddemeier
Sebastian Rohde
Christian Wietfeld
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technische Universitaet Dortmund
Original Assignee
Technische Universitaet Dortmund
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Publication date
Application filed by Technische Universitaet Dortmund filed Critical Technische Universitaet Dortmund
Publication of EP3129971A1 publication Critical patent/EP3129971A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3129971B1 publication Critical patent/EP3129971B1/de
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0095—Aspects of air-traffic control not provided for in the other subgroups of this main group
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0004—Transmission of traffic-related information to or from an aircraft
    • G08G5/0013—Transmission of traffic-related information to or from an aircraft with a ground station
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0017—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information
    • G08G5/0026—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information located on the ground
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0073—Surveillance aids
    • G08G5/0082—Surveillance aids for monitoring traffic from a ground station

Definitions

  • the invention relates to a method for airspace monitoring, in particular a method for recognizing and locating aircraft in order to avoid collisions between aircraft.
  • Such known systems usually see an on-board electronics in the respective aircraft, consisting of a computer with a screen, a data communication device, a FLARM and / or ADS-B receiver, a transponder, a GNSS device and an electronic control unit Processing of data before.
  • One aircraft receives the flight data of another aircraft via this on-board electronics.
  • the data received from the on-board electronics are processed and displayed graphically for the pilot on the computer screen. In this way, the pilot can decide which measures are to be taken to avoid a collision with the other aircraft.
  • Such a data exchange requires that the two aircraft have the same communication technology so that the flight data sent or received can also be read out and processed.
  • From the US 2002/075179 A1 discloses a method for receiving and translating ADS-B messages from the Mode-S format into the UAT format using a universal access transceiver.
  • a transceiver system is provided that enables communication between two differently equipped aircraft, with one Incoming signal is translated in a first format into an outgoing second signal that is compatible with the transmitter.
  • the US 2009/322588 A1 describes a method in which data is automatically transmitted via an ADS-B system installed in the aircraft and received by an ADS-B ground station.
  • a transmission planning for ADS-B ground stations known. For a given destination, a controller determines the relevant customers to receive information about the destination, identifies all of the ground stations that can be satisfactorily heard by the relevant customers, and then identifies a smaller subset of the ground stations by selecting only the ground stations that are needed to reach all relevant customers. ADS-B messages are then sent to the relevant customers using only the smaller subset of ground stations.
  • the US 2009/248287 A1 describes a reporting system for unmanned flying objects, wherein an unmanned flying object (UAS) is connected to a ground station (GCS) for communication purposes and the ground station monitors the position of the unmanned flying object.
  • UAS unmanned flying object
  • GCS ground station
  • the DE 10 2005 031 439 A1 describes a satellite-based system for warning of collisions and for traffic management of vehicles such as aircraft. Based on a satellite navigation system, a satellite communication system, a computer simulation and an expert system, all vehicles of a carrier are recorded and their routes are simulated.
  • a ground-based data acquisition and communication system for collision avoidance for unmanned flight systems is known. This system is set up to provide information when controlling an unmanned aerial vehicle in order to avoid a collision between the unmanned aerial system and other air traffic.
  • the known conflict avoidance systems are accordingly arranged as on-board electronics in the respective aircraft.
  • on-board electronics with a conflict avoidance system can be too heavy due to the weight.
  • Another problem is that not all aircraft have a uniform communication technology and have a transmitter for transmitting data and a receiver for receiving data. Aircraft with different communication and location systems therefore have the problem that they may not be able to recognize or identify all aircraft.
  • the first data relating to the first aircraft are transmitted from the first control and acquisition unit to the air surveillance system and data based on the first data are sent from the air surveillance system to the second control and acquisition unit .
  • the first data are transmitted from the first aircraft to the second aircraft via the air surveillance system and the second control and acquisition unit.
  • the first aircraft is an unmanned aircraft.
  • the second aircraft is an unmanned or a manned aircraft.
  • Unmanned aerial vehicles are preferably to be understood as drones. Manned aircraft include both lighter sport aircraft, glider pilots, parachutists and larger passenger and cargo aircraft.
  • the first control and acquisition unit and / or the second control and acquisition unit is preferably a ground station which has a continuous connection to the first aircraft or to the second aircraft.
  • the first control and detection unit and / or the second control and detection unit is particularly preferably a secondary radar system with a secondary radar transmitter and a secondary radar receiver, the secondary radar receiver receiving data sent by the aircraft and the transmitter sending data to the aircraft.
  • the first control and detection unit and / or the second control and detection unit is very particularly preferably a primary radar system with a positioning system and a transmitter, the positioning system determining data from the aircraft and the transmitter sending data to the aircraft.
  • the first data are preferably data about the airspeed, the position, the altitude, the rate of climb or descent, the distance and the direction of flight of the respective first aircraft.
  • the first data are preferably signals.
  • the first data are particularly preferably data structures for describing the airspace, on the basis of which a flight area can be reserved.
  • the first data are very particularly preferably computer-readable data, wherein the first data of the first aircraft can have different file formats.
  • the file formats of the first data are preferably data from FLARM or ADS-B (Automatic Dependent Surveillance Broadcast).
  • a time stamp and / or a tracking ID is added to the first data and / or the data.
  • the time stamp enables the first data and / or data to be checked to ensure that they are up to date.
  • the tracking ID ensures that even at a later point in time the data sent out by the airspace monitoring system can be clearly assigned to the first data transmitted to the airspace monitoring system. In this way, a traceable data flow in the airspace monitoring system is ensured.
  • the speed of the data transmission can be of central importance in particular to avoid a collision between the first aircraft and the second aircraft.
  • a preferred development of the invention therefore provides that the transmission of the first data from the first control and acquisition unit to the airspace monitoring system and the transmission of the data based on the first data from the airspace monitoring system to the second control and acquisition unit virtually in real time and thus can be transmitted or sent immediately, without planned delays. In this way, the possibility is given of providing data about the first aircraft directly to a second aircraft in order to identify and avoid a collision between the first aircraft and the second aircraft at an early stage.
  • the data communication between the first control and acquisition unit and the airspace monitoring system or the airspace monitoring system and the second control and acquisition unit is preferably based on web-based communication technology. In this way, fast and immediate data communication can be made possible.
  • the first data transmitted to the airspace monitoring system and / or the data sent by the airspace monitoring system to the second control and detection unit are transformed in the airspace monitoring system.
  • the first data transmitted to the airspace monitoring system are transformed, the first data are transformed into a file format that enables the first data to be processed in the airspace monitoring system.
  • the data sent out by the airspace surveillance system the data can on the one hand be transformed into the original file format of the first data and / or into a file format different from the first data. If the data is transformed into a file format that is different from the first data, the data based on the first data can be sent to a second control and detection unit that is different from the first control and detection unit.
  • the first data from the first aircraft can be transmitted across systems via the first control and acquisition unit, the airspace monitoring system and the second control and acquisition unit to a second aircraft.
  • the second aircraft can thus read the first data from the first aircraft without having to have the corresponding communication technology of the first aircraft.
  • costs can also be reduced, since not every second aircraft has to have a technology for transforming the data.
  • a further preferred development of the invention is that the first data transmitted to the airspace monitoring system and / or from the Airspace monitoring system to the second control and detection unit sent data are stored in the airspace monitoring system. In this way, the flight route of the first aircraft can be documented. Is the first aircraft an unmanned aircraft, the storage and documentation of the first data or data can also meet the regulatory requirements with regard to keeping a logbook.
  • the first aircraft is identified by the airspace monitoring system.
  • the first data can be assigned to a specific first aircraft.
  • the first aircraft preferably has a machine-readable identifier which, among other things, allows conclusions to be drawn about the operator of the first aircraft.
  • the machine-readable identification is particularly preferably a chip card integrated in the first aircraft, a SIM card or a QR code.
  • a preferred development of the invention therefore provides that the first data transmitted to the airspace monitoring system and / or the data sent by the airspace monitoring system to the second control and detection unit are encrypted. In this way, misuse of the first data transmitted to the airspace monitoring system and / or the data sent out by the airspace monitoring system can be reduced.
  • an advantageous development of the invention is that the first data transmitted to the airspace monitoring system and / or from the airspace monitoring system to the second Control and registration unit transmit data digitally be signed.
  • the digital signature of the first data is preferably carried out with a private key of the operator of the first aircraft.
  • the first data are particularly preferably digitally signed by the first control and acquisition unit in relation to the first aircraft.
  • the first data are particularly preferably signed by the airspace monitoring system with a private key assigned to the first aircraft.
  • first data after checking the signature, preferably the operator and / or device signature, are signed by the airspace monitoring system with a private key assigned to the airspace monitoring system itself.
  • first data are preferably combined in order to enable efficient data processing.
  • a preferred development of the invention provides that the digital signature takes place via a private key, which is introduced into the airspace monitoring system by means of a copy-protected, cryptographic token tied to a person and / or device.
  • the token preferably meets the requirements for the qualified digital signature.
  • the personal signature is particularly preferably carried out via the electrical identity card.
  • a further preferred development of the invention provides that, based on the first data, an area of the airspace on the flight route of the first aircraft is reserved in the airspace monitoring system for the first aircraft for a period of time.
  • the air surveillance system contains data on the flight route of the first aircraft, these data being transmitted to the second control and detection unit.
  • the second aircraft becomes the one reserved by the first aircraft Area of the airspace reserved so that the second aircraft, if a collision with the first aircraft is to be expected, can change the flight route. A possible collision can thus be identified at an early stage.
  • data on basic or temporary no-fly zones can also be stored in the airspace monitoring system. Therefore, a further preferred development of the invention provides that data of a no-fly zone are stored in the airspace monitoring system and the data of the no-fly zone are checked with the first data transmitted to the airspace monitoring system. If a risk of collision is determined, data is transmitted from the air surveillance system to the first aircraft in order to change the flight route.
  • an ascent permit for the first aircraft is applied for and obtained via the airspace monitoring system.
  • first data from the first aircraft about the flight route are stored in the air surveillance system.
  • data based on the first data are transmitted to the second control and registration unit. These data are not transmitted directly to the second control and detection unit, but only at the relevant point in time, that is, only from the point in time from which the first aircraft mounts and thus a risk of collision with the second aircraft can arise.
  • the first aircraft is an unmanned aircraft and the unmanned aircraft has a continuous connection to the first control and detection unit and, in the event of a break in the connection, transmits first data relating to the break in the connection from the first control and detection unit to the air surveillance system and from the air surveillance system Data based on the first data with regard to the disconnection are sent out to the second control and detection system.
  • the second aircraft is informed of the break in the connection between the unmanned aircraft and the first control and detection unit, so that the second aircraft can pay more attention to the air traffic in order to be able to react quickly to an expected collision.
  • the first control and acquisition unit is part of the second control and acquisition unit and forms a combined control and acquisition unit and the first data is acquired by the combined control and acquisition unit and transmitted to the airspace monitoring system and based on the first data, data are transmitted from the air surveillance system to the combined control and detection unit.
  • the first control and detection unit preferably differs from the second control and detection unit. In this way, the combined control and detection unit is designed to be cross-system.
  • the airspace monitoring system is an integral part of the combined control and detection system.
  • the first control and detection unit, the second control and detection unit and the air surveillance system form an integral system.
  • the invention provides that the second control and detection unit transmits second data relating to the second aircraft to the airspace monitoring system.
  • the air surveillance system checks the first data from the first aircraft and the second data from the second aircraft for a conflict, in particular for a possible collision. If a risk of collision is identified, data is based transmitted on the first data and the second data to the second control and detection system. In this way, the second aircraft is informed of the identified risk of collision with the first aircraft and can change the flight route.
  • the second aircraft therefore does not require any technology on board to evaluate the first data from the first aircraft, which has a positive effect on the weight of the second aircraft.
  • the costs of the aircraft can be reduced in this way, since the airspace monitoring system evaluates the data and a technology for evaluating the flight data does not have to be arranged in the first aircraft or the second aircraft.
  • the second data are preferably data on the airspeed, the position, the altitude, the rate of climb or descent, the distance and the flight direction of the respective second aircraft, the file format of the second data being different from the file format of the first data can distinguish.
  • a further preferred development of the invention provides that data based on the second data are transmitted from the airspace monitoring system to the first control and detection unit.
  • the first aircraft receives data about the second aircraft.
  • both the first aircraft and the second aircraft can be informed of the identified risk of collision and each change the flight route.
  • One aspect of the invention is that the first data and second data transmitted to the airspace monitoring system are merged in the airspace monitoring system. In this way, based on these merged data, data can be sent out to the first control and detection unit in order to specify a new flight route for the first aircraft.
  • the second data can be processed in the airspace monitoring system in accordance with the first data.
  • the second data can thus also be stored, transformed, encrypted and / or digitally signed.
  • the second aircraft can be identified by the airspace monitoring system.
  • the airspace for the second aircraft can be reserved in the airspace monitoring system, or an ascent permit for the second aircraft can be obtained via the airspace monitoring system.
  • the first control and acquisition system has a plurality of first aircraft and / or the second control and acquisition system has a plurality of second aircraft and the first control and acquisition unit transmits a plurality of first data to the airspace monitoring system .
  • the first control and acquisition unit transmits a plurality of first data to the airspace monitoring system .
  • the method comprises a plurality of first control and detection systems and / or a plurality of second control and detection systems. In this way, the airspace can be monitored across systems for a large number of first aircraft and / or second aircraft.
  • Figure 1 a method for airspace monitoring, with a first control and detection system 100, a second control and detection system 200 and an airspace monitoring system 300 is shown.
  • the first control and acquisition system 100 comprises a first aircraft 110 and a first control and acquisition unit 120, the first control and acquisition unit 120 being connected to the first aircraft 110 in terms of communication.
  • the second control and acquisition system 200 also includes a second aircraft 210 and a second control and acquisition unit 220, the second control and acquisition unit 220 being connected to the second aircraft 210 in terms of communication.
  • the first control and acquisition system 100 and the second control and acquisition system 200 are connected to one another in terms of communication via the air surveillance system 300.
  • the first control and detection unit 120 and the second control and detection unit 220 are preferred connected to the air surveillance system 300 via a web-based communication link.
  • the first aircraft 110 is preferably a manned aircraft and the second aircraft 210 is preferably an unmanned aircraft.
  • the first control and detection unit 120 is preferably a secondary radar system with a secondary radar transmitter and a secondary radar receiver, and the second control and detection unit 220 is preferably a ground station of an unmanned aerial vehicle.
  • the first control and detection system 100 and the second control and detection system thus differ from one another.
  • the first control and acquisition unit 120 acquires first data 130 from the first aircraft 110, these first data 130 preferably data on the airspeed, position, altitude, rate of climb or descent, distance and flight direction of the first aircraft 110 and are preferably broadcast via the ADS-B. Accordingly, the first data are available in the ADS-B file format.
  • the first data are transmitted from the first control and acquisition unit to the airspace monitoring system 300.
  • the first data 130 are transformed in the airspace monitoring system 300.
  • data 310 are sent out to the second control and acquisition unit 220 and transmitted from the second control and acquisition unit 220 to the second aircraft 210.
  • the first data 130 of the first aircraft 110 can be made readable for the second aircraft 210 in this way.
  • the second aircraft 210 can identify the flight route of the first aircraft 110 and, if necessary, change its flight route. This means that the airspace can be monitored across all systems.
  • the first data 130 is supplied with a time stamp during the transmission from the first control and acquisition unit 120. In this way, by comparing the time stamp with the actual time, it can be ensured that the first data 130 are up-to-date.
  • first data 130 transmitted to the airspace monitoring system 300 and / or the data 310 transmitted by the airspace monitoring system 300 are stored in the airspace monitoring system 300. In this way, the flight route of the first aircraft 110 can be documented.
  • the first data 130 transmitted to the airspace monitoring system 300 and / or the data 310 sent by the airspace monitoring system 300 to the second control and acquisition unit 220 are encrypted. In this way, misuse of the first data 130 transmitted to the airspace monitoring system 300 and / or the data 310 transmitted by the airspace monitoring system 300 by unauthorized persons can be reduced.
  • the first aircraft 110 is identified by the airspace monitoring system 300.
  • the first aircraft 110 has a machine-readable identifier 140 which, among other things, allows conclusions to be drawn about the operator of the first aircraft 110.
  • the machine-readable identification 140 can preferably be a chip card integrated in the first aircraft 110, a SIM card or also a QR code.
  • the first data 130 contain information from the machine-readable identification 140, so that the airspace monitoring system 300 can assign the first data 130 to the first aircraft 110.
  • the first data 110 transmitted to the airspace monitoring system 300 and / or from the airspace monitoring system 300 to the second control and acquisition unit 220 sent out data 310 are digitally signed.
  • the digital signature of the first data 110 is preferably carried out with a private key of the operator of the first aircraft 110.
  • the first data 130 are particularly preferably digitally signed by the first control and acquisition unit 120 in relation to the first aircraft 110.
  • the first data are particularly preferably signed by the airspace monitoring system with a private key assigned to the first aircraft. It is preferably provided that the first data 130 after the signature has been checked by the airspace monitoring system 300 is signed with a private key assigned to the airspace monitoring system 300. For this purpose, several first data 130 are combined in order to enable efficient data processing.
  • the present example is not limited to the case that the first aircraft 110 is a manned aircraft and the second aircraft 210 is an unmanned aircraft. It is also possible that the first aircraft 110 is an unmanned aircraft and the second aircraft 210 is a manned aircraft or the first aircraft 110 is an unmanned aircraft and the second aircraft 210 is an unmanned aircraft.
  • the first aircraft 110 is an unmanned aircraft and the first control and acquisition unit 120 is a ground station and the second aircraft is a manned aircraft and the second control and acquisition unit 220 is a secondary radar system, comprising a secondary radar transmitter and a secondary radar receiver
  • the first data 130 of the first aircraft 110 which are preferably present as computer-readable data
  • the air surveillance system 300 the first data 130 are transformed into data of the FLARM and / or ADS-B file format.
  • the airspace surveillance system 300 sends the transformed data 310 based on the first data 130 to the second control and acquisition unit 220.
  • the second control and acquisition unit 220 transmits the data 310 in FLARM and / or ADS-B file format to the second aircraft.
  • the second aircraft can thus recognize the flight position and flight route of the first aircraft via the transformed data 310.
  • the Figure 2 It can be seen that in addition to transmitting the first data 130 of the first aircraft 110 from the first control and acquisition unit 120 to the airspace monitoring system 300, the second control and acquisition unit 220 transmits second data 230 to the airspace monitoring system 300.
  • the first data 130 and / or the second data 230 are transformed, merged and checked for collisions.
  • data 310 are transmitted to the second control and acquisition unit 220 and from the second control and acquisition unit 220 onwards the second aircraft 210 forwarded.
  • the first data 130 and the second data 230 are evaluated and checked in the air monitoring system 300.
  • the second aircraft 210 therefore does not require any technology on board to evaluate the first data 130 from the first aircraft 110, which has a positive effect on the weight of the second aircraft.
  • the Figure 3 it can be seen that the airspace monitoring system 300 transmits data 310 to the second control and acquisition unit 220 and data 310 to the first control and acquisition unit 120.
  • the first data 130 and second data 230 transmitted to the airspace monitoring system 300 are transformed in the airspace and checked for collisions. Based on the checking of the first data 130 and the second data 230, data 310 are transmitted from the airspace monitoring system 300 to the first control and acquisition unit 120 and to the second control and acquisition unit 220.
  • the first aircraft 110 is informed about the position and flight route of the second aircraft 210 and the second aircraft 210 about the position and flight route of the first aircraft 110.
  • Both the first aircraft 110 and the second aircraft 210 can change the flight route in the event of an identified collision between the first aircraft 110 and the second aircraft 210.
  • neither the first aircraft 110 nor the second aircraft 210 requires the communication technology of the respective other aircraft.
  • the machine-readable identification 140 is shown in the form of a QR code.
  • the machine-readable identification 140 also has an alphanumeric part 160, which provides information about the type of aircraft, contains a reference to the country of origin and has a character string for unambiguous identification.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Luftraumüberwachung, insbesondere ein Verfahren zum Erkennen und Auffinden von Fluggeräten zur Vermeidung von Kollisionen zwischen Fluggeräten.
  • Zur Vermeidung von Kollisionen zwischen bemannten Fluggeräten sind unterschiedliche Systeme bekannt. Derartige bekannte Systeme sehen in der Regel in den jeweiligen Fluggeräten eine On-Board Elektronik, bestehend aus einem Computer mit einem Bildschirm, einem Datenkommunikationsgerät, einem FLARM und/oder ADS-B Empfänger, einem Transponder, einem GNSS-Gerät und einer elektronischen Steuereinheit zur Verarbeitung von Daten vor. Über diese On-Board Elektronik empfängt ein Fluggerät die Flugdaten eines anderen Fluggeräts. Die von der On-Board Elektronik empfangen Daten werden verarbeitet und für den Piloten auf dem Bildschirm des Computers grafisch dargestellt. Auf diese Weise kann der Pilot entscheiden, welche Maßnahmen zur Vermeidung einer Kollision mit dem anderen Fluggerät einzuleiten sind. Ein derartiger Datenaustausch setzt jedoch voraus, dass die beiden Fluggeräte über die gleiche Kommunikationstechnologie verfügen, damit die jeweils ausgesendeten bzw. empfangenen Flugdaten auch ausgelesen und verarbeitet werden können.
  • Weiterhin ist aus der DE 10 2007 032 084 A1 ein Kollisions- und Konfliktvermeidungssystem für autonome unbemannte Flugzeuge (UAV) bekannt, bei dem das System verfügbare On-Board Sensoren verwendet, um sich ein Bild des umgebenden Luftraumes zu machen. Auf diese Weise wird der Luftraum auf drohende Konflikte hin untersucht und bei Feststellung eines Problems eine Suche nach Ausweichmöglichkeiten gestartet, wobei die Ausweichrouten, soweit möglich, den vorgeschriebenen Luftverkehrsregeln entsprechen.
  • Aus der US 2002/075179 A1 ist ein Verfahren zum Empfangen und Übersetzen von ADS-B-Nachrichten aus dem Mode-S-Format in das UAT-Format unter Verwendung eines Universal Access Transceivers bekannt. Dabei ist ein Transceiversystem vorgesehen, dass eine Kommunikation zwischen zwei unterschiedlich ausgerüsteten Flugzeugen ermöglicht, wobei ein eingehendes Signal in einem ersten Format in ein ausgehendes zweites Signal übersetzt wird, dass mit dem Sender kompatibel ist.
  • Die US 2009/322588 A1 beschreibt ein Verfahren bei dem Daten über ein im Flugzeug angeordnetes ADS-B System automatisch ausgesendet und von einer ADS-B Bodenstation empfangen werden.
  • Weiterhin ist aus der EP 2 056 272 A2 eine Übertragungsplanung für ADS-B Bodenstationen bekannt. Für ein gegebenes Ziel bestimmt ein Controller die relevanten Kunden, die Informationen über das Ziel erhalten sollen, identifiziert alle Bodenstationen, die von den relevanten Kunden zufriedenstellend gehört werden können, und identifiziert dann eine kleinere Teilmenge der Bodenstationen durch Auswahl nur der Bodenstationen, die benötigt werden, um alle relevanten Kunden zu erreichen. ADS-B-Nachrichten werden dann an die relevanten Kunden gesendet, wobei nur die kleinere Teilmenge von Bodenstationen verwendet wird.
  • Die US 2009/248287 A1 beschreibt ein Meldesystem für unbemannte Flugobjekte, wobei ein unbemanntes Flugobjekt (UAS) mit einer Bodenstation (GCS) kommunikationstechnisch verbunden ist und die Bodenstation die Position des unbemannten Flugobjekts überwacht.
  • Aus der WO 2009/112112 A1 ist eine Anordnung und ein Verfahren zur Flugsicherung und/oder Flugleitung von Luftfahrzeugen bekannt, wobei mindestens eine Sendestation in einem zu sichernden und/oder zu leitenden Luftfahrzeug ein Broadcast-Signal aussendet, das von mindestens einer von mehreren zueinander beabstandeten Empfangsstationen empfangen wird, welche zumindest einen Teil der in dem Broadcast-Signal enthaltenen Daten an eine Flugsicherungs- und/oder Flugleitungszentrale oder andere Organisationen weiterleitet. Um mit möglichst geringem Aufwand und Kosten eine großflächige, vorzugsweise flächendeckende, globale Luftraumüberwachung realisieren zu können, wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Teil der Empfangsstationen als Satelliten-Empfangsstationen ausgebildet ist.
  • Die DE 10 2005 031 439 A1 beschreibt ein satellitengestütztes System zur Warnung vor Kollisionen und zum Verkehrsmangement von Vehikeln, wie Luftfahrzeuge. Dabei werden basierend auf einem Satellitennavigationssystem, einem Satellitenkommunikationssystem, einer Computersimulation und einem Expertensystem alle Vehikel eines Verkersträgers erfasst und deren Routen simuliert.
  • Aus der US 2010/0121575 A1 ist ein bodengestütztes Datenerfassungs- und Kommunikationssystem zur Kollisionsvermeidung für unbemannte Flugsysteme bekannt. Diese System ist dazu eingerichtet, bei der Steuerung eines unbemannten Luftfahrzeugs Informationen zu liefern, um eine Kollision zwischen dem unbemannten Luftsystem und dem sonstigen Luftverkehr zu vermeiden.
  • Die bekannten Konfliktvermeidungssysteme sind demnach als On-Board Elektronik in den jeweiligen Fluggeräten angeordnet. Für kleinere bzw. leichtere bemannte oder unbemannte Fluggeräte kann eine derartige On-Board Elektronik mit einem Konfliktvermeidungssystem aufgrund des Gewichts zu schwer sein. Weiterhin ist problematisch, dass nicht alle Fluggeräte über eine einheitliche Kommunikationstechnologie verfügen und einen Sender zum Aussenden von Daten und einen Empfänger zum Empfangen von Daten aufweisen. Fluggeräte mit unterschiedlichen Kommunikations- und Ortungssystemen haben somit das Problem, dass diese evtl. nicht alle Fluggeräte erkennen bzw. identifizieren können.
  • Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Luftraumüberwachung bereitzustellen, das eine systemübergreifende Luftraumüberwachung ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Es ist somit ein wesentlicher Aspekt der Erfindung dass die ersten Daten bezüglich des ersten Fluggeräts von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit an das Luftraumüberwachungssystem übermittelt werden und von dem Luftraumüberwachungssystem Daten, die auf den ersten Daten basieren, an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit ausgesendet werden. Auf diese Weise werden die ersten Daten von dem ersten Fluggerät über das Luftraumüberwachungssystem und der zweiten- Steuer und Erfassungseinheit an das zweite Fluggerät übermittelt.
  • Das erste Fluggerät ist ein unbemanntes Fluggerät. Das zweite Fluggerät ist ein unbemanntes oder ein bemanntes Fluggerät. Unter unbemannten Fluggeräten sind vorzugsweise Drohnen zu verstehen. Bemannte Fluggeräte umfassen sowohl leichtere Sportflugzeuge, Segelflieger, Fallschirmspringer als auch größere Passagier- und Frachtflugzeuge.
  • Die erste Steuer- und Erfassungseinheit und/oder die zweite Steuer und Erfassungseinheit ist vorzugsweise eine Bodenstation, die eine fortlaufende Verbindung zum ersten Fluggerät bzw. zweiten Fluggerät aufweist. Besonders bevorzugt ist die erste Steuer- und Erfassungseinheit und/oder die zweite Steuer- und Erfassungseinheit ein Sekundärradarsystem mit einem Sekundärradarsender und einem Sekundärradarempfänger, wobei der Sekundärradarempfänger vom dem Fluggerät ausgesendete Daten empfängt und der Sender Daten an das Fluggerät aussendet. Ganz besonders bevorzugt ist die erste Steuer- und Erfassungseinheit und/oder die zweite Steuer- und Erfassungseinheit ein Primärradarsystem mit einem Ortungssystem und einem Sender, wobei das Ortungssystem Daten des Fluggeräts ermittelt und der Sender Daten an das Fluggerät aussendet.
  • Die ersten Daten sind vorzugsweise Daten über die Fluggeschwindigkeit, die Position, die Höhe, die Steig- bzw. Sinkrate, die Entfernung sowie die Flugrichtung des jeweiligen ersten Fluggeräts. Vorzugsweise sind die ersten Daten Signale. Besonders bevorzugt sind die ersten Daten Datenstrukturen zur Beschreibung des Luftraums, auf deren Basis sich ein Fluggebiet reservieren lässt. Ganz besonders bevorzugt sind die ersten Daten computerauslesbare Daten, wobei die ersten Daten des ersten Fluggeräts unterschiedliche Dateiformate aufweisen können. Vorzugsweise sind die Dateiformate der ersten Daten Daten des FLARM oder des ADS-B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast).
  • Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass den ersten Daten und/oder den Daten ein Zeitstempel und/oder eine Tracking-ID zugefügt wird. Der Zeitstempel ermöglicht die Überprüfung der ersten Daten und/oder Daten auf Aktualität. Die Tracking-ID stellt sicher, dass auch zu einem späteren Zeitpunkt die von dem Luftraumüberwachungssystem ausgesendeten Daten den an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten eindeutig zugeordnet werden können. Auf diese Weise wird ein nachvollziehbarer Datenverlauf im Luftraumüberwachungssystem sichergestellt.
  • Die Geschwindigkeit der Datenübertragung kann insbesondere zur Vermeidung einer Kollision zwischen dem ersten Fluggerät und dem zweiten Fluggerät von zentraler Bedeutung sein. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht daher vor, dass die Übermittlung der ersten Daten von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit an das Luftraumüberwachungssystem und das Aussenden der auf den ersten Daten basierenden Daten von dem Luftraumüberwachungssystem an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit quasi in Echtzeit und somit unmittelbar, ohne geplante Verzögerungen, übermittelt bzw. ausgesendet werden. Auf diese Weise wird die Möglichkeit gegeben, einem zweiten Fluggerät Daten über das erste Fluggerät unmittelbar bereitzustellen, um eine Kollision zwischen dem ersten Fluggerät und dem zweiten Fluggerät frühzeitig auszumachen und zu vermeiden. Vorzugsweise basiert die Datenkommunikation zwischen der ersten Steuer- und Erfassungseinheit und dem Luftraumüberwachungssystem bzw. dem Luftraumüberwachungssystem und der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit auf einer Web-basierte Kommunikationstechnologie. Auf diese Weise kann eine schnelle und unmittelbare Datenkommunikation ermöglicht werden.
  • Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit ausgesendeten Daten im Luftraumüberwachungssystem transformiert werden. Bei einer Transformation der an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten werden die ersten Daten in ein Dateiformat transformiert, dass eine Verarbeitung der ersten Daten in dem Luftraumüberwachungssystem ermöglicht. Durch eine Transformation der von dem Luftraumüberwachungssystem ausgesendeten Daten können die Daten einerseits in das ursprüngliche Dateiformat der ersten Daten und/oder in ein von den ersten Daten unterschiedliches Dateiformat transformiert werden. Werden die Daten in ein von den ersten Daten unterschiedliches Dateiformat transformiert können die auf den ersten Daten basierenden Daten an eine von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit unterschiedliche zweite Steuer- und Erfassungseinheit gesendet werden. Auf diese Weise können die ersten Daten des ersten Fluggeräts systemübergreifend über die erste Steuer- und Erfassungseinheit, dem Luftraumüberwachungssystem und der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit an ein zweites Fluggerät übermittelt werden. Das zweite Fluggerät kann somit die ersten Daten des ersten Fluggeräts lesen, ohne dafür die entsprechende Kommunikationstechnologie des ersten Fluggeräts aufweisen zu müssen. Neben positiver Auswirkung auf das Gewicht des zweiten Fluggeräts können somit zudem Kosten reduziert werden, da nicht jedes zweite Fluggerät eine Technik zum Transformieren der Daten aufweisen muss.
  • Damit die an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem ausgesendeten Daten zu einem späteren Zeitpunkt noch einsehbar und nachvollziehbar sind, liegt eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung darin, dass die an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit ausgesendeten Daten im Luftraumüberwachungssystem gespeichert werden. Auf diese Weise kann die Flugroute des ersten Fluggeräts dokumentiert werden. Ist das erste Fluggerät ein unbemanntes Fluggerät, so kann die Speicherung und Dokumentation der ersten Daten bzw. Daten zudem die behördlichen Anforderungen hinsichtlich des Führens eines Logbuches erfüllen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Fluggerät von dem Luftraumüberwachungssystem identifiziert wird. Auf diese Weise können die ersten Daten einem bestimmten ersten Fluggerät zugeordnet werden. Vorzugsweise weist das erste Fluggerät hierzu eine maschinenlesbare Kennzeichnung auf, die unter anderem Rückschlüsse auf den Betreiber des ersten Fluggeräts zulässt. Besonders bevorzugt ist die maschinenlesbare Kennzeichnung eine in dem ersten Fluggerät integrierte Chipkarte, eine SIM-Karte oder auch ein QR-Code. In Verbindung mit der Speicherung der ersten Daten können auf diese Weise zudem weitere Anforderungen an das Führen des Logbuches für das unbemannte Fluggerät erfüllt werden, da die ersten Daten dem ersten Fluggerät zugewiesen werden können.
  • An die Übertragung von Daten im Luftverkehr werden hohe Sicherheitsanforderungen gestellt, damit diese nicht von unbefugten Personen missbraucht werden. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht daher vor, dass die an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit ausgesendeten Daten verschlüsselt werden. Auf diese Weise kann ein Missbrauch der an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten und/oder der von dem Luftraumüberwachungssystem ausgesendeten Daten reduziert werden.
  • Zur Erhöhung der Sicherheit bei der Übertragung von Daten im Luftverkehr und insbesondere für eine rechtssichere Zuordnung der an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten liegt eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung darin, dass die an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit ausgesendeten Daten digital signiert werden. Auf diese Weise ist ein Rückschluss auf den Betreiber des Fluggeräts und somit eine rechtssichere Zuordnung der an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten des ersten Fluggeräts möglich. Die digitale Signatur der ersten Daten erfolgt vorzugsweise mit einem privaten Schlüssel des Betreibers des ersten Fluggeräts. Besonders bevorzugt werden die ersten Daten durch die erste Steuer- und Erfassungseinheit bezogen auf das erste Fluggerät digital signiert. Ganz besonders bevorzugt werden die ersten Daten durch das Luftraumüberwachungssystem mit einem dem ersten Fluggerät zugeordneten privaten Schlüssel signiert.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die ersten Daten nach Prüfung der Signatur, vorzugsweise der Betreiber und/oder Gerätesignatur, durch das Luftraumüberwachungssystem mit einem dem Luftraumüberwachungssystem selbst zugeordneten privaten Schlüssel signiert werden. Bevorzugt werden hierfür mehrere erste Daten zusammengefasst, um eine effiziente Datenverarbeitung zu ermöglichen.
  • In diesem Zusammenhang sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die digitale Signatur über einen privaten Schlüssel erfolgt, welcher durch einen kopiergeschützten, kryptographischen Token personen- und/oder gerätegebunden in das Luftraumüberwachungssystem eingebracht wird. Vorzugsweise erfüllt das Token die Anforderungen an die qualifizierte digitale Signatur. Besonders bevorzugt erfolgt die personengebundene Signatur über den elektrischen Personalausweis.
  • Weiterhin sieht eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass basierend auf den ersten Daten ein Bereich des Luftraums auf der Flugroute des ersten Fluggeräts in dem Luftraumüberwachungssystem für das erste Fluggerät für einen Zeitraum reserviert wird. Auf diese Weise enthält das Luftraumüberwachungssystem Daten der Flugroute des ersten Fluggeräts, wobei diese Daten an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit übermittelt werden. Auf diese Weise wird das zweite Fluggerät über den von dem ersten Fluggerät reservierten Bereich des Luftraums reserviert, so dass das zweite Fluggerät, sofern eine Kollision mit dem ersten Fluggerät zu erwarten ist, die Flugroute ändern kann. Eine mögliche Kollision kann somit frühzeitig ausgemacht werden.
  • Neben ersten Daten über die Flugroute des ersten Fluggeräts können im Luftraumüberwachungssystem auch Daten grundsätzlicher oder temporärer Flugverbotszonen gespeichert sein. Daher sieht eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass in dem Luftraumüberwachungssystem Daten einer Flugverbotszone gespeichert sind und die Daten der Flugverbotszone mit den an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten überprüft werden. Bei einer ermittelten Kollisionsgefahr werden Daten von dem Luftraumüberwachungssystem an das erste Fluggerät übermittelt um die Flugroute zu ändern.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass basierend auf den ersten Daten für das erste Fluggerät über das Luftraumüberwachungssystem eine Aufstiegserlaubnis für das erste Fluggerät beantragt und eingeholt wird. Auf diese Weise werden im Luftraumüberwachungssystem erste Daten des ersten Fluggeräts über die Flugroute gespeichert. Bei einem positiven Bescheid und einer Aufstiegserlaubnis werden Daten, die auf den ersten Daten basieren an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit übermittelt. Diese Daten werden nicht unmittelbar an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit übermittelt, sondern erst zu dem relevanten Zeitpunkt, das heißt, erst ab dem Zeitpunkt ab dem das erste Fluggerät aufsteigt und somit eine Kollisionsgefahr mit dem zweiten Fluggerät entstehen kann.
  • Gemäß der Erfindung gilt, dass das erste Fluggerät ein unbemanntes Fluggerät ist und das unbemannte Fluggerät eine fortlaufende Verbindung zur ersten Steuer- und Erfassungseinheit aufweist und bei einem Verbindungsabbruch der fortlaufenden Verbindung erste Daten den Verbindungsabbruch betreffend von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit an das Luftraumüberwachungssystem übermittelt werden und von dem Luftraumüberwachungssystem Daten, basierend auf den ersten Daten hinsichtlich des Verbindungsabbruchs, an das zweite Steuer- und Erfassungssystem ausgesendet werden. Auf diese Weise wird das zweite Fluggerät über den Verbindungsabbruch zwischen dem unbemannten Fluggerät und der ersten Steuer- und Erfassungseinheit informiert, so dass das zweite Fluggerät eine erhöhte Aufmerksamkeit auf den Flugverkehr richten kann, um bei einer zu erwartenden Kollision schnell reagieren zu können.
  • Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erste Steuer- und Erfassungseinheit Bestandteil der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit ist und eine kombinierte Steuer- und Erfassungseinheit bildet und die ersten Daten von der kombinierten Steuer-und Erfassungseinheit erfasst und an das Luftraumüberwachungssystem übermittelt werden und basierend auf den ersten Daten Daten von der Luftraumüberwachungssystem an die kombinierte Steuer-und Erfassungseinheit ausgesendet werden. Vorzugsweise unterscheidet sich die erste Steuer- und Erfassungseinheit von der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit. Auf diese Weise ist die kombinierte Steuer- und Erfassungseinheit systemübergreifenden ausgebildet.
  • In diesem Zusammenhang sieht eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass das Luftraumüberwachungssystem integraler Bestandteil des kombinierten Steuer- und Erfassungssystems ist. Auf diese Weise bilden erste Steuer- und Erfassungseinheit, zweite Steuer- und Erfassungseinheit und Luftraumüberwachungssystem ein integrales System.
  • Zur Identifizierung einer möglichen Kollision zwischen dem ersten Fluggerät und dem zweiten Fluggerät sieht die Erfindung vor, dass von der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit zweite Daten bezüglich des zweiten Fluggeräts an das Luftraumüberwachungssystem übermittelt werden. Das Luftraumüberwachungssystem überprüft die ersten Daten des ersten Fluggeräts und die zweiten Daten des zweiten Fluggeräts auf einen Konflikt, insbesondere auf eine mögliche Kollision. Bei einer identifizierten Kollisionsgefahr werden Daten, basierend auf den ersten Daten und den zweiten Daten an das zweite Steuer- und Erfassungssystem übermittelt. Auf diese Weise wird das zweite Fluggerät über die identifizierte Kollisionsgefahr mit dem ersten Fluggerät informiert und kann die Flugroute ändern. Das zweite Fluggerät benötigt somit keine Technik an Board zum Auswerten der ersten Daten des ersten Fluggeräts, was sich positiv auf das Gewicht des zweiten Fluggeräts auswirkt. Zudem können auf diese Weise die Kosten der Fluggeräte reduziert werden, da das Luftraumüberwachungssystem die Daten auswertet und nicht in dem ersten Fluggerät bzw. dem zweiten Fluggerät eine Technik zum Auswerten der Flugdaten anzuordnen ist.
  • Die zweiten Daten sind wie die ersten Daten vorzugsweise Daten über die Fluggeschwindigkeit, die Position, die Höhe, die Steig- bzw. Sinkrate, die Entfernung sowie die Flugrichtung des jeweiligen zweiten Fluggeräts, wobei sich das Dateiformat der zweiten Daten von dem Dateiformat der ersten Daten unterscheiden kann.
  • In diesem Zusammenhang sieht eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass von dem Luftraumüberwachungssystem Daten, die auf den zweiten Daten basieren, an die erste Steuer- und Erfassungseinheit ausgesendet werden. Auf diese Weise erhält das erste Fluggerät Daten über das zweite Fluggerät. Zudem können auf diese Weise bei einer von dem Luftraumüberwachungssystem identifizierten Kollisionsgefahr zwischen dem ersten Fluggerät und dem zweiten Fluggerät sowohl das erste Fluggerät als auch das zweite Fluggerät über die identifizierte Kollisionsgefahr informiert werden und jeweils die Flugroute ändern.
  • Ein Aspekt der Erfindung liegt darin, dass die an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten und zweiten Daten im Luftraumüberwachungssystem fusioniert werden. Auf diese Weise können basierend auf diesen fusionierten Daten Daten an die erste Steuer-und Erfassungseinheit ausgesendet werden, um dem ersten Fluggerät eine neue Flugroute vorzugeben.
  • Grundsätzlich sei darauf hingewiesen, dass die zweiten Daten entsprechend der ersten Daten im Luftraumüberwachungssystem verarbeitet werden können. Somit können die zweiten Daten ebenfalls gespeichert, transformiert, verschlüsselt und/oder digital signiert werden. Ebenso ist eine Identifizierung des zweiten Fluggeräts durch das Luftraumüberwachungssystem möglich. Weiterhin kann basierend auf den zweiten Daten der Luftraum für das zweite Fluggerät im Luftraumüberwachungssystem reserviert werden, oder eine Aufstiegserlaubnis für das zweite Fluggerät über das Luftraumüberwachungssystem eingeholt werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Steuer- und Erfassungssystem eine Mehrzahl erster Fluggeräte und/oder das zweite Steuer- und Erfassungssystem eine Mehrzahl zweiter Fluggeräte aufweist und die erste Steuer- und Erfassungseinheit eine Mehrzahl erster Daten an das Luftraumüberwachungssystem übermittelt. Auf diese Weise können über die jeweilige erste Steuer- und Erfassungseinheit bzw. die zweite Steuer- und Erfassungseinheit eine Vielzahl von ersten Fluggeräten bzw. zweiten Fluggeräten kommunikationstechnisch mit der ersten Steuer- und Erfassungseinheit bzw. zweiten Steuer- und Erfassungseinheit verbunden werden.
  • Abschließend sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass das Verfahren eine Mehrzahl erster Steuer- und Erfassungssysteme und/oder eine Mehrzahl zweiter Steuer- und Erfassungssysteme umfasst. Auf diese Weise kann der Luftraum systemübergreifend für eine Vielzahl von ersten Fluggeräten und/oder zweiten Fluggeräten überwacht werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Luftraumüberwachung, wobei einem zweiten Fluggerät Daten eines ersten Fluggeräts übermittelt werden, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Luftraumüberwachung, wobei in dem Luftraumüberwachungssystem erste Daten des ersten Fluggeräts mit zweiten Daten des zweiten Fluggeräts auf Kollision überprüft werden, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    Fig. 3
    eine schematisch Darstellung des Verfahrens zur Luftraumüberwachung, wobei Daten von dem Luftraumüberwachungssystem an die erste Steuer- und Erfassungseinheit und an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit ausgesendet werden, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    Fig. 4
    eine maschinenlesbare Kennzeichnung in Form eines QR-Codes zur Identifikation des ersten Fluggeräts bzw. zweiten Fluggeräts, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • In Figur 1 ist ein Verfahren zur Luftraumüberwachung, mit einem ersten Steuer- und Erfassungssystem 100, einem zweiten Steuer- und Erfassungssystem 200 und einem Luftraumüberwachungssystem 300 dargestellt.
  • Das erste Steuer- und Erfassungssystem 100 umfasst ein erstes Fluggerät 110 und eine erste Steuer- und Erfassungseinheit 120, wobei die erste Steuer- und Erfassungseinheit 120 kommunikationstechnisch mit dem ersten Fluggerät 110 verbunden ist. Ebenso umfasst das zweite Steuer und Erfassungssystem 200 ein zweites Fluggerät 210 und eine zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220, wobei die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 kommunikationstechnisch mit dem zweiten Fluggerät 210 verbunden ist. Das erste Steuer- und Erfassungssystem 100 und das zweite Steuer- und Erfassungssystem 200 werden über das Luftraumüberwachungssystem 300 kommunikationstechnisch miteinander verbunden. Hierzu sind die erste Steuer- und Erfassungseinheit 120 und die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 vorzugsweise über eine Web-basierte Kommunikationsverbindung mit dem Luftraumüberwachungssystem 300 verbunden.
  • Im vorliegenden Fall ist das erste Fluggerät 110 vorzugsweise ein bemanntes Fluggerät und das zweite Fluggerät 210 ist vorzugsweise ein unbemanntes Fluggerät. Zudem ist die erste Steuer- und Erfassungseinheit 120 vorzugsweise ein Sekundärradarsystem mit einem Sekundärradarsender und einem Sekundärradarempfänger und die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 ist vorzugsweise eine Bodenstation eines unbemannten Fluggeräts. Somit unterscheiden sich das erste Steuer- und Erfassungssystem 100 und das zweite Steuer- und Erfassungssystem voneinander.
  • Zur Luftraumüberwachung erfasst die erste Steuer- und Erfassungseinheit 120 erste Daten 130 des ersten Fluggeräts 110, wobei diese ersten Daten 130 vorzugsweise Daten über die Fluggeschwindigkeit, die Position, die Höhe, die Steig- bzw. Sinkrate, die Entfernung sowie die Flugrichtung des ersten Fluggeräts 110 sind und vorzugsweise über das ADS-B ausgesendet werden. Demnach liegen die ersten Daten im ADS-B-Dateiformat vor.
  • Die ersten Daten werden von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit an das Luftraumüberwachungssystem 300 übermittelt. Im Luftraumüberwachungssystem 300 werden die ersten Daten 130 transformiert. Basierend auf diesen ersten Daten 130 werden Daten 310 an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 ausgesendet und von der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit 220 an das zweite Fluggerät 210 übermittelt. Bedingt durch die Transformation der ersten Daten 130 im Luftraumüberwachungssystem 300 können auf diese Weise die ersten Daten 130 des ersten Fluggeräts 110 für das zweite Fluggerät 210 lesbar gemacht werden. Auf diese Weise kann das zweite Fluggerät 210 die Flugroute des ersten Fluggeräts 110 identifizieren und erforderlichenfalls seine Flugroute ändern. Somit kann der Luftraum systemübergreifend überwacht werden.
  • Zum Lesen der ersten Daten 130 des ersten Fluggeräts 110 im zweiten Fluggerät 210 bedarf es neben der Kommunikationstechnik zwischen dem zweiten Fluggerät 210 und der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit 220 nicht noch der Kommunikationstechnik zwischen dem ersten Fluggerät 110 und der ersten Steuer- und Erfassungseinheit 120. Somit ist für die systemübergreifende Überwachung des Luftraums neben der vorliegenden Kommunikationsverbindung zwischen dem zweiten Fluggerät 210 und der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit 220 keine weitere Kommunikationstechnik erforderlich, was sich positiv auf das Gewicht des zweiten Fluggeräts 210 auswirkt.
  • Weiterhin ist vorgesehen, dass den ersten Daten 130 bei der Übermittlung von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit 120 ein Zeitstempel zugeführt wird. Auf diese Weise kann durch den Abgleich des Zeitstempels mit der tatsächlichen Zeit sichergestellt werden, dass die ersten Daten 130 aktuell sind.
  • Ebenso ist vorgesehen, dass die an das Luftraumüberwachungssystem 300 übermittelten ersten Daten 130 und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem 300 ausgesendeten Daten 310 im Luftraumüberwachungssystem 300 gespeichert werden. Auf diese Weise kann die Flugroute des ersten Fluggeräts 110 dokumentiert werden.
  • Um den hohen Sicherheitsanforderungen der Datenübertragung im Luftverkehr gerecht zu werden, werden die an das Luftraumüberwachungssystem 300 übermittelten ersten Daten 130 und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem 300 an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 ausgesendeten Daten 310 verschlüsselt. Auf diese Weise kann ein Missbrauch der an das Luftraumüberwachungssystem 300 übermittelten ersten Daten 130 und/oder der von dem Luftraumüberwachungssystem 300 ausgesendeten Daten 310 durch unbefugte Personen reduziert werden.
  • Um die ersten Daten 130 einem bestimmten ersten Fluggerät 110 zuordnen zu können, wird das erste Fluggerät 110 von dem Luftraumüberwachungssystem 300 identifiziert. Hierzu weist das erste Fluggerät 110 eine maschinenlesbare Kennzeichnung 140 auf, die unter anderem Rückschlüsse auf den Betreiber des ersten Fluggeräts 110 zulässt. Die maschinenlesbare Kennzeichnung 140 kann vorzugsweise eine in dem ersten Fluggerät 110 integrierte Chipkarte, eine SIM-Karte oder auch ein QR-Code sein. Hierzu ist weiterhin vorgesehen, dass die ersten Daten 130 Informationen der maschinenlesbaren Kennzeichnung 140 enthalten, so dass das Luftraumüberwachungssystem 300 die ersten Daten 130 dem ersten Fluggerät 110 zuordnen kann.
  • Für die rechtssichere Zuordnung der ersten Daten 130 dem ersten Fluggerät 110 bzw. dem Betreiber des ersten Fluggeräts 110 ist zudem vorgesehen, dass die an das Luftraumüberwachungssystem 300 übermittelten ersten Daten 110 und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem 300 an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 ausgesendeten Daten 310 digital signiert werden. Auf diese Weise ist ein Rückschluss auf den Betreiber des Fluggeräts 110 und somit eine rechtssichere Zuordnung der an das Luftraumüberwachungssystem 300 übermittelten ersten Daten 130 des ersten Fluggeräts 110 möglich. Die digitale Signatur der ersten Daten 110 erfolgt vorzugsweise mit einem privaten Schlüssel des Betreibers des ersten Fluggeräts 110. Besonders bevorzugt werden die ersten Daten 130 durch die erste Steuer- und Erfassungseinheit 120 bezogen auf das erste Fluggerät 110 digital signiert. Ganz besonders bevorzugt werden die ersten Daten durch das Luftraumüberwachungssystem mit einem dem ersten Fluggerät zugeordneten privaten Schlüssel signiert. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die ersten Daten 130 nach Prüfung der Signatur durch das Luftraumüberwachungssystem 300 mit einem dem Luftraumüberwachungssystem 300 zugeordneten privaten Schlüssel signiert werden. Hierzu werden mehrere ersten Daten 130 zusammengefasst, um eine effiziente Datenverarbeitung zu ermöglichen.
  • Das vorliegende Beispiel beschränkt sich nicht nur auf den Fall, dass das erste Fluggerät 110 ein bemanntes Fluggerät ist und das zweite Fluggerät 210 ein unbemanntes Fluggerät ist. Ebenso ist es möglich, dass das erste Fluggerät 110 ein unbemanntes Fluggerät und das zweite Fluggerät 210 ein bemanntes Fluggerät ist oder das erste Fluggerät 110 ein unbemanntes Fluggerät und das zweite Fluggerät 210 ein unbemanntes Fluggerät ist.
  • Ist das erste Fluggerät 110 ein unbemanntes Fluggerät und die erste Steuer- und Erfassungseinheit 120 eine Bodenstation und ist das zweite Fluggerät ein bemanntes Fluggerät und die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 ein Sekundärradarsystem, umfassend eine Sekundärradarsender und einem Sekundärradarempfänger, werden die ersten Daten 130 des ersten Fluggeräts 110, die vorzugsweise als computerlesbare Daten vorliegen von der Bodenstation 120 an das Luftraumüberwachungssystem 300 übermittelt. Im Luftraumüberwachungssystem 300 werden die ersten Daten 130 in Daten des FLARM und/oder ADS-B-Dateiformats transformiert. Das Luftraumüberwachungssystem 300 sendet die auf den ersten Daten 130 basierenden transformierten Daten 310 an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220. Die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 übermittelt die Daten 310 im FLARM und/oder ADS-B Dateiformat an das zweite Fluggerät. Das zweite Fluggerät kann somit über die transformierten Daten 310 die Flugposition und Flugroute des ersten Fluggeräts erkennen.
  • Der Figur 2 ist ersichtlich, dass neben einer Übermittlung der ersten Daten 130 des ersten Fluggeräts 110 von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit 120 an das Luftraumüberwachungssystem 300 die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 zweite Daten 230 an das Luftraumüberwachungssystem 300 übermittelt.
  • Innerhalb des Luftraumüberwachungssystems werden die ersten Daten 130 und/oder die zweiten Daten 230 transformiert, fusioniert und auf Kollision überprüft. Basierend auf den ersten Daten 130 und den zweiten Daten 230 werden Daten 310 an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 übermittelt und von der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit 220 an das zweite Fluggerät 210 weitergeleitet. Die Auswertung und Überprüfung der ersten Daten 130 und der zweiten Daten 230 findet im Luftüberwachungssystem 300 statt. Das zweite Fluggerät 210 benötigt somit keine Technik an Board zum Auswerten der ersten Daten 130 des ersten Fluggeräts 110, was sich positiv auf das Gewicht des zweiten Fluggeräts auswirkt.
  • Der Figur 3 ist zu entnehmen, dass von dem Luftraumüberwachungssystem 300 Daten 310 an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 und Daten 310 an die erste Steuer- und Erfassungseinheit 120 ausgesendet werden.
  • Die an das Luftraumüberwachungssystem 300 übermittelten ersten Daten 130 und zweiten Daten 230 werden im Luftraum transformiert und auf Kollision überprüft. Basierend auf der Überprüfung der ersten Daten 130 und der zweiten Daten 230 werden Daten 310 von dem Luftraumüberwachungssystem 300 an die erste Steuer- und Erfassungseinheit 120 und an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 ausgesendet. Auf diese Weise werden systemübergreifend das erste Fluggerät 110 über die Position und Flugroute des zweiten Fluggeräts 210 und das zweite Fluggerät 210 über die Position und Flugroute des ersten Fluggeräts 110 informiert. Sowohl das erste Fluggerät 110 als auch das zweite Fluggerät 210 können bei einer identifizierten Kollision zwischen dem ersten Fluggerät 110 und dem zweiten Fluggerät 210 die Flugroute ändern. Bedingt dadurch das die Kollisionsprüfung zwischen dem ersten Luftgerät 110 und dem zweiten Luftgerät im Luftraumübersystem 300 erfolgt, benötigt weder das erste Fluggerät 110 noch das zweite Fluggerät 210 die Kommunikationstechnologie des jeweiligen anderen Fluggeräts.
  • In Figur 4 ist die maschinenlesbare Kennzeichnung 140 in Form eines QR-Codes dargestellt. Neben einem zweidimensionalen Barcode 150 weist die maschinenlesbare Kennzeichnung 140 zudem einen alphanumerischen Teil 160 auf, der Auskunft über die Art des Fluggeräts gibt, einen Herkunftshinweis auf das Registrierungsland beinhaltet und eine Zeichenfolge zur eindeutigen Identifizierung aufweist.
    • Bezugszeichen
    • 100
    Erstes Steuer- und Überwachungssystem
    110
    Erstes Fluggerät
    120
    Erste Steuer- und Überwachungseinheit
    130
    Erste Daten
    140
    Maschinenlesbare Kennzeichnung
    150
    Zweidimensionaler Barcode
    160
    Alphanumerischer Teil
    200
    Zweites Steuer- und Überwachungssystem
    210
    Zweites Fluggerät
    220
    Zweite Steuer- und Überwachungseinheit
    230
    Zweite Daten
    300
    Luftraumüberwachungssystem
    310
    Daten

Claims (8)

  1. Verfahren zur Luftraumüberwachung, mit einem ersten Steuer- und Erfassungssystem (100) und einem zweiten Steuer- und Erfassungssystem (200), wobei
    das erste Steuer- und Erfassungssystem (100) ein erstes Fluggerät (110) und eine erste Steuer- und Erfassungseinheit (120) aufweist und das zweite Steuer- und Erfassungssystem (200) ein zweites Fluggerät (210) und eine zweite Steuer- und Erfassungseinheit (220) aufweist, wobei
    das erste Fluggerät (110) ein unbemanntes Fluggerät ist,
    ein von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit (120) sowie von der zweiten Steuer-und Erfassungseinheit (220) verschiedenes Luftraumüberwachungssystem (300) vorgesehen ist,
    von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit (120) erste Daten (130) bezüglich des ersten Fluggeräts (110) an das Luftraumüberwachungssystem (300) übermittelt werden,
    von der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit (220) zweite Daten (230) bezüglich des zweiten Fluggeräts (210) an das Luftraumüberwachungssystem (300) übermittelt werden, und
    von dem Luftraumüberwachungssystem (300) Daten (310), die auf den ersten Daten (130) basieren, an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit (220) ausgesendet werden, und
    von der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit (220) die Daten (310) an das zweite Fluggerät (210) übermittelt werden
    dadurch gekennzeichnet, dass
    von dem Luftraumüberwachungssystem (300) die ersten Daten (130) des ersten Fluggeräts (110) und die zweiten Daten (230) des zweiten Fluggeräts (210) auf eine Kollisionsgefahr überprüft werden, sofern eine Kollisionsgefahr ausgemacht wird, Daten an die erste Steuer- und Erfassungseinheit (120) ausgesendet werden, um dem ersten Fluggerät (110) eine neue Flugroute vorzugeben, und
    das erste Fluggerät (110) eine fortlaufende Verbindung zur ersten Steuer- und Erfassungseinheit (120) aufweist und bei einem Verbindungsabbruch der fortlaufenden Verbindung erste Daten (130) den Verbindungsabbruch betreffend von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit (120) an das Luftraumüberwachungssystem (300) übermittelt werden, von dem Luftraumüberwachungssystem (300) Daten (310), basierend auf den ersten Daten (130) hinsichtlich des Verbindungsabbruchs, an das zweite Steuer- und Erfassungssystem (220) ausgesendet werden und das zweite Fluggerät (210) über den Verbindungsabbruch zwischen dem ersten Fluggerät (110) und der ersten Steuer- und Erfassungseinheit (120) informiert wird, so dass das zweite Fluggerät (210) eine erhöhte Aufmerksamkeit auf den Flugverkehr richten kann, um bei einer zu erwartenden Kollision schnell reagieren zu können.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an das Luftraumüberwachungssystem (300) übermittelten ersten Daten (130) und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem (300) an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit (220) ausgesendeten Daten (310) im Luftraumüberwachungssystem (300) transformiert werden.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die an das Luftraumüberwachungssystem (300) übermittelten ersten Daten (130) und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem (300) an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit (220) ausgesendeten Daten (310) im Luftraumüberwachungssystem (300) gespeichert werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fluggerät (110) von dem Luftraumüberwachungssystem (300) identifiziert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die an das Luftraumüberwachungssystem (300) übermittelten ersten Daten (130) und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem (300) an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit (220) ausgesendeten Daten (310) verschlüsselt werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf den ersten Daten (130) ein Bereich des Luftraums auf der Flugroute des ersten Fluggeräts (110) in dem Luftraumüberwachungssystem (300) für das erste Fluggerät (110) für einen Zeitraum reserviert wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf den ersten Daten (130) für das erste Fluggerät (110) über das Luftraumüberwachungssystem (300) eine Aufstiegserlaubnis für das erste Fluggerät (110) beantragt und eingeholt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Luftraumüberwachungssystem (300) Daten (320), die auf den zweiten Daten (230) basieren, an die erste Steuer- und Erfassungseinheit (120) ausgesendet werden.
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