EP3365881A1 - Überwachung tieffliegender luftfahrzeuge - Google Patents

Überwachung tieffliegender luftfahrzeuge

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Publication number
EP3365881A1
EP3365881A1 EP16794537.7A EP16794537A EP3365881A1 EP 3365881 A1 EP3365881 A1 EP 3365881A1 EP 16794537 A EP16794537 A EP 16794537A EP 3365881 A1 EP3365881 A1 EP 3365881A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
data
aircraft
obstacles
computer device
radar system
Prior art date
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Ceased
Application number
EP16794537.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander GERDES
Vincent Kessler
Lars Hohaus
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.)
Quantec Sensors GmbH
Original Assignee
Quantec Grund & Co KG GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Quantec Grund & Co KG GmbH filed Critical Quantec Grund & Co KG GmbH
Publication of EP3365881A1 publication Critical patent/EP3365881A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/10—Arrangements for warning air traffic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/0264—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for stopping; controlling in emergency situations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/0218—Very long range radars, e.g. surface wave radar, over-the-horizon or ionospheric propagation systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/91—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for traffic control
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/04—Anti-collision systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/80—Devices generating input signals, e.g. transducers, sensors, cameras or strain gauges
    • F05B2270/805—Radars
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the invention relates to a system for operating signalers, which are arranged on aviation obstacles, also a system for providing data on aircraft at low altitudes and a device with a signal device for aviation obstacles and a drive device therefor.
  • the invention relates to the detection of aircraft at low altitudes, e.g. low-flying helicopters or sports aircraft.
  • the acquisition of data of such aircraft and their provision may e.g. be used for the control of signalers at aviation obstacles, i. e.g. the timely switching on of non-permanent firing systems on wind turbines.
  • the invention is therefore based on the object to fundamentally improve the detection of low-altitude aircraft in technical and economic terms and to provide advantageous applications thereof.
  • a system for actuating signalers which are arranged at aviation obstacles, which are obstacles for low-flying aircraft and have signal transmitter for optical warning of the aircraft or its pilots, having the following features:
  • At least one large-space radar set up to detect aircraft at low altitudes and located at a distance from the aviation obstacles; b) at least one computer device which is coupled to the large-space radar system for signal transmission and is set up to evaluate the data provided by the large-capacity radar system via detected aircraft and to provide such data to other systems via a data connection;
  • the computer device is adapted to emit depending on the data transmitted by the large-capacity radar data Einschaltsignale for the signal generator such aviation obstacles to which an aircraft approaches at low altitudes.
  • Aviation obstacles in this sense are, for example, wind turbines, in particular their towers and rotors, but also other relatively tall structures, e.g. Skyscrapers, towers and other masts, as well as high-tech equipment such as Cranes. Such aviation obstacles are also referred to as flight obstacles.
  • the aviation obstacles must be marked with signal generators, in particular optical signal transmitters for optical warning of the aircraft or its pilots, in order to avoid collisions.
  • signalers are also referred to as a firing system or only as a firing.
  • a group of aviation obstacles may e.g. to be a wind farm.
  • the large-area radar system essential for the invention can detect very large areas with a single radar station or a few radar stations distributed over a large area to be monitored, which are coupled to one another. For example, with one or two radar stations already a federal state such as Schleswig-Holstein or Lower Saxony can be monitored. But also the airspace monitoring at sea, eg for offshore wind farms, can be essential with the invention be optimized. For example, by means of a single radar station on Heligoland, virtually the entire North Sea area in which offshore wind farms are present or planned can be monitored.
  • the invention offers the technical advantage over the prior art that less device-related installation and maintenance is required. This is accompanied by significant economic benefits. Due to the centralized arrangement of one or fewer radar stations of the large-capacity radar system, in particular at a remote location of the aviation obstacles, the cost of installation of the system at significantly lower cost per wind farm or per wind turbine is reduced. The maintenance costs are distributed much more, so that the maintenance costs per wind farm or wind turbine are considerably lower.
  • the large-capacity radar system can also be operated by an independent company, which is not operator of wind turbines, and in this way provide the necessary turn-on signals for the signalers of aviation obstacles as a service.
  • the computing device may be in the form of a single, centralized computing device or as distributed computing devices having multiple individual computers.
  • the computer device or its individual computers can each be spatially and / or functionally assigned to a radar station of the large-capacity radar system, i. be arranged there, they may also be arranged wholly or partly at a remote location thereof.
  • the data connection between the computer device and the aviation obstacles can be designed, for example, as a WAN connection (WAN - Wide Area Network), eg in the sense of an Internet connection.
  • the connection can also be designed as a direct or indirect radio connection, eg via relay stations.
  • a combination may also be provided, eg WAN links for coupling to an aviation obstruction and / or group of aviation obstacles, and a radio link to another aviation obstruction and / or group of aviation obstacles.
  • the computer device is set up to monitor different, non-intersecting and non-contiguous geographical areas on aircraft at low altitudes based on the data transmitted by the large-area radar system. This has the advantage that the data can already be preselected via the computer device in order to provide the switch-on signals as needed only for specific aviation obstacles or groups thereof, namely where approaching aircraft are detected at low altitudes.
  • the computing device may e.g. monitor the area within a given radius around an aviation obstruction or a group of aviation obstacles, and issue a turn-on signal to transducers of such aviation obstacles as an aircraft approaches at low altitudes and reaches the radius.
  • the radius can e.g. 4 km.
  • the system has the following features:
  • the computer means is arranged to deliver the turn-on signals to the beacons of such aviation obstacles located in different non-intersecting and non-contiguous geographic areas, b) the computer means being adapted to selectively activate the aviation obstacles beacons in the respective geographic location Depend on whether or not the respective geographical area is approaching a low-altitude aircraft.
  • the computer device via the computer device, a selective control of the signal generator of aviation obstacles depending on the flight activity in each case based on the geographical area, ie the perimeter, of the respective aviation obstacle can be performed.
  • This allows a central management of the control of the signal generator of widely distributed aviation obstacles.
  • the computer device is set up to segment the provided data about aircraft in the detected area according to geographical areas and to deliver switch-on signals to individual aviation obstacles and / or individual groups of aviation obstacles due to the segmentation of the data. In this way, the selective control of the signal generator can also be controlled automatically distributed very widely arranged aviation obstacles.
  • the computer device is set up to transmit the switch-on signals for the signal transmitters in a security-coded manner, in particular with a code with a changing key. In this way, interception and manipulation of the switch-on signals can be prevented.
  • the invention is of great importance in providing data on aircraft at low altitudes in a general manner.
  • a facility for providing data on aircraft at low altitudes having the following features: a) at least one large-capacity radar system, which is set up for detecting aircraft at low altitudes and arranged at a remote location of aviation obstacles is
  • At least one computer device which is coupled to the large-space radar system for signal transmission and is set up to evaluate the data provided by the large-capacity radar system via detected aircraft and to provide such data to other systems via a data connection;
  • the computer device is adapted to the other depending on the data transmitted from the large-capacity radar system Information about the presence of low-altitude aircraft in the vicinity of the relevant system.
  • the computing device may transfer the data to other systems, e.g. through a publicly accessible network, especially the Internet.
  • the data may e.g. be provided as part of a service.
  • the information on the presence of aircraft can be advantageously used by a wide variety of users, e.g. pilots of sports aircraft carrying e.g. the occupancy of one's own flight space can be displayed in real time via a display device carried on the aircraft, in particular at low altitudes. This was not possible with previous radar monitors.
  • Another advantageous application for the above-explained information service on flight activities is the monitoring of larger bird swarms, especially migratory birds.
  • the large-space radar system By means of the large-space radar system, such flocks of birds can reliably be detected.
  • the data obtained from this can be used to temporarily switch off wind turbines in the area of the detected flock of birds, so that they are not dangerous for the birds. In this way, further sites for the construction and operation of wind turbines can be developed, which could not be used for nature conservation reasons.
  • the computer device can be set up to give the other systems, depending on the data transmitted by the large-capacity radar system, information about the presence of low-altitude aircraft in the vicinity of the respective system, depending on its current position. For this purpose, an indication of the current position of the respective system to which the information is to be provided is transmitted to the computer device. The computer device compares this position information with the corresponding data of the large-capacity radar system and transfers the other System Information about the presence of aircraft eg within a certain radius of its current position.
  • the large-capacity radar system for the detection of aircraft at altitudes is set down to at least 150 m, ie. from an upper detection limit, e.g. at 1000 or 2000 m, down to 150 m. According to an advantageous development of the large-capacity radar system is even set up for the detection of aircraft at altitudes down to 100 m or 50 m. Low-flying helicopters can also be detected in this way.
  • the large-capacity radar system in particular a single radar station of the large-area radar system, is set up to detect an area of at least 5000 km 2 .
  • the radar stations are set up for this purpose at particularly suitable geographical locations, in particular at an elevated position.
  • natural terrain conditions can be used, such as terrain surveys (hills or mountains).
  • the large-capacity radar system can have a plurality of radar stations, in particular radar stations arranged far apart from each other (more than 100 km distance between the radar stations), which are connected to one another and / or to the computer device for data exchange.
  • the large-capacity radar system may alternatively or additionally also comprise radar stations which are close to each other, e.g. are installed in the middle of the area to be detected.
  • the object mentioned in claim 10 is also achieved by a device with a signaling device for aviation obstacles, which are obstacles for low-flying aircraft and signal generator for optical warning of the aircraft or its pilots, wherein the signal generator device at least one electronic control device and at least one by the electronic control device has controlled optical signal transmitter, the device additionally having a drive device which is set up to switch the electrical energy supply of the signal generator device or its electronic control device off and on.
  • the drive device is set up to detect switching-on signals transmitted externally via a data connection and, depending on the switch-on signals, to control the switching off and on of the electrical power supply of the signaling device or of its electronic control device.
  • the control device for the simulation of data and / or signals from the signal generator device in supplied with electrical energy supplied state set up.
  • This has the advantage that error detection can also be intercepted by the control device at the same time as a result of manipulation of the electrical energy supply of the signaling device or of its electronic control device. In this way, unnecessary maintenance costs due to false error messages at the aviation obstacles are avoided.
  • the drive device can additionally be set up to perform its own error detection and to issue its own error message when an error occurs, e.g. to a control device of the aviation obstacle.
  • the drive device may additionally be set up to store some or all of the data it receives, in particular the switch-on signals for signal transmitters, for a specific period of time in the sense of a data log.
  • the system according to the invention and / or the device according to the invention with the signal generator device has a receiving device for receiving transponder signals from aircraft and is further adapted to receive received transponder signals to supplement the data acquired by the large-capacity radar system for the detection of
  • the system according to the invention and / or the device according to the invention with the signal generator device has a receiving device for receiving transponder signals from aircraft and is further adapted to receive received transponder signals to supplement the data acquired by the large-capacity radar system for the detection of
  • the detection reliability of low-flying aircraft can be further increased, especially in places where shadowing of radar signals is to be expected.
  • helicopters that land within a wind farm can be detected with the aforementioned development.
  • the transponder data can also be used to filter out over the identifiable altitude flying aircraft, such as commercial aircraft at cruising altitude or at least over 600 m altitude. In this way, due to the radar data possibly recognized as relevant aircraft, but which are actually located at a higher altitude (so-called false positives), can be reduced and an unnecessarily frequent switching on the signal generator can be reduced.
  • the identifiable altitude flying aircraft such as commercial aircraft at cruising altitude or at least over 600 m altitude.
  • the transponder signals used for this purpose may be broadcast-transmitted transponder signals, i. no particular request from the transponders emitted signals, e.g. DF17 signals transmitted in service ADS-B.
  • Other transponder signals may also be evaluated, e.g. which are sent on demand, e.g. Transponder signals transmitted by radar signals.
  • a receiving device for transponder signals For this purpose, locally in the area of the wind farm, i. be present in the region of the device with the signal generator device and the control device, a receiving device for transponder signals.
  • the receiving device for transponder signals may in particular be part of the drive device.
  • the system for actuating signalers which has the Schwarzradarstrom, have a receiving device for transponder signals.
  • the transponder signals do not have to be received directly from the system according to the invention or the device according to the invention with the signaling device from the aircraft. Also an indirect reception, e.g. On the provision of transponder data via an Internet service, can be advantageously realized.
  • the system in particular its computer device, is set up to output shutdown signals for switching off wind energy plants, depending on the data transmitted by the large-area radar system and / or other aircraft at lowest altitude.
  • the drive device can also be set up to supply the drive device shut off associated wind turbine, at least to the extent that the rotor comes to a standstill.
  • the control unit can receive and use the aforementioned shutdown signals for shutting down wind turbines and / or locally generate such shutdown signals, eg by locally receiving the transponder signals.
  • FIG. 1 shows a plant according to the invention from a bird's eye view
  • Figure 2 shows the system with a first embodiment of
  • Figure 3 shows the system with a second embodiment of
  • Figure 4 shows a device with a signaling device and a
  • FIG. 1 shows a system 1 for actuating signalers arranged on aviation obstacles.
  • Appendix 1 may also be used as a facility to provide data on aircraft at low altitudes to provide general information service. Accordingly, the following description applies to both applications.
  • the system 1 has a large-capacity radar system 2, which has three spatially distributed radar stations 21 in the illustrated embodiment. Each radar station 21 has a detection area 20, in which aircraft can be detected at low altitudes by means of radar.
  • Each radar station 21 has a detection area 20, in which aircraft can be detected at low altitudes by means of radar.
  • the radar stations 21 in a German federal state 5, reproduced here by way of example by the outline of Lower Saxony can be arranged distributed at great distances from one another in order to monitor a large area with a small number of radar stations, in particular a whole federal state 5 ,
  • the system also has a computer device 3, which is coupled to the large-capacity radar system 2, so that data collected by the large-area radar system 2 or the individual radar stations 21 can be collected via low-flying aircraft and evaluated in the computer device 3.
  • the computing device 3 is also connected to other systems via a data link, e.g. with aviation obstacles, which are shown in the figure 1 by way of example by spatially distributed wind farms in respective areas 4.
  • a data link e.g. with aviation obstacles, which are shown in the figure 1 by way of example by spatially distributed wind farms in respective areas 4.
  • one or more wind turbines may be present, each of which is an aviation obstacle and accordingly must have a signal generator for warning aircraft or its pilots.
  • the computer device 3 does not necessarily have to be arranged at one of the radar stations 21, but in individual cases this can be done e.g. also be the case for improved space utilization.
  • the computer device 3 is set up to emit switch-on signals for the signal transmitters of such aviation obstacles to which an aircraft approaches at low altitudes, depending on the data transmitted by the large-area radar system 2.
  • the computer device 3 may be adapted to, depending on the Large Area Radar System 2 data provided to one or more other systems to provide information on the presence of low-altitude aircraft in the vicinity of the respective system.
  • the data transmitted by the large-area radar system or the evaluated data provided by the computer device to other users, ie to other systems can be provided via the Internet.
  • the nature of the data connection between the radar stations 21 with each other and / or with the computing device 3 as well as the nature of the data connection between the computing device 3 and the other systems or aviation obstacles may basically be of any type, e.g. a wired connection, a wired connection, e.g. using existing infrastructures, even using wireless networks such as of mobile networks (mobile telephone networks).
  • FIG. 2 An exemplary first embodiment of the system 1 according to the invention is shown with reference to FIG. 2, in which the distribution of the switch-on signals provided by the computer device 3 for the beacons of the aviation obstacles takes place in the form of a distribution by means of a web service, eg via a WAN connection.
  • the data obtained with the large-capacity radar system 2 can be supplied to the computer device 3 via an eg.
  • the computer device 3 may have, for example, a redundantly running server that executes a web service.
  • the computer device 3 determines, for example, depending on the location of each monitored area a respective astronomical time and switches via a data link 6, for example in the form of push notifications, the signal generator of aviation obstacles 41, such as wind turbines.
  • each aviation obstacle 41 or at least each group 40 of aviation obstacles 41 must have an appropriate data connection to the data connection 6, eg an Internet connection.
  • This Internet connection can be established via an interface device 8 which is arranged in the area of the aviation obstacles 41 or the group 40 of aviation obstacles 41.
  • the interface device 8 may be, for example, a UMTS modem to the Establish data connection via mobile phone, or a DSL modem or a router to establish a data connection using ADSL.
  • a drive device 7 coupled to the interface device 8, which, like the interface device 8, is arranged in the area of the aviation obstacles 41 or the group 40 of aviation obstacles 41 can subscribe to a web service from the computer device 3.
  • the computer device 3 can then transmit, for example, cyclically, for example at intervals of 500 ms, the subscribed data or the switch-on signals for the signal transmitters of the respective aviation obstacles 41.
  • the driver 7 may e.g. determine by a time monitoring that there is a fault, and in such cases, as a precaution, automatically switch on the obstruction of the aviation obstruction.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the plant 1 in which the data connection 6 is made by radio communication, e.g. by long distance radio.
  • the computer device 3 is connected to a radio transmitter 9.
  • a device is arranged which converts the data to be transmitted into a radio telegram.
  • a respective radio receiver 10 is provided, with which the control device 7 or the control devices 7 is coupled.
  • the computer device 3 can accordingly also be distributed in the form of individual computer devices in the area of the respective radar station 21.
  • a radio transmitter 9 can be installed directly on the radar 2 and e.g. transmit the necessary data unidirectionally over the data connection 6 via broadcast.
  • the transmission of the data via the data connection 6 can, for example, be such that cyclically, for example at intervals of 500 ms, a radiotelegram is sent from the radio transmitter 9 to the radio receivers 10.
  • the radio link can also be designed as a radio link to achieve high ranges.
  • a transmission frequency in the VHF range or at lower frequencies can be used for the radio connection.
  • FIG. 4 shows by way of example the upgrading of an existing aviation obstacle 41 by means of a drive device 7.
  • the aviation obstacle 41 has a signaling device 43 which has an electronic control device 44 and an optical signal transmitter 45, e.g. in the form of a luminaire.
  • the signal generator device 43 can deliver the optical warning signals via the signal transmitter 45 autonomously from other devices of the aviation obstacle.
  • the signaling device 43 is coupled via line connections 46, 47 with a monitoring and control system 42 of the aviation obstacle 41. In this way, a security check of the signaling device 43 is carried out by the monitoring and control system 42.
  • the signaling device 43 has an error signal output and / or a warning output, e.g.
  • the drive device 7 has, for example, a power supply and communication part 71, an electronic control unit 72 and a switching device 73.
  • the drive unit 7, electrical energy and data from the computer device 3 are supplied eg via electrical lines 70.
  • the drive device 7 may also be coupled to an antenna in order to receive the data transmitted by the computer device 3 wirelessly.
  • the data received from the computer device 3 are prepared for use in the control electronics 72, for example via a radio modem.
  • the control electronics 72 controls the switching device 73.
  • the switching device 73 is configured in such a way that the line connections 46, 47 which are separated from one another by the control device 7 can be individually switched on, off and / or switched over, so that all signals provided by the signal generator device 43 , which are normally transmitted to the monitoring and control system 42, can be simulated or can be generated artificially by the drive unit 7.
  • the electrical power supply of the signal generator device 43 which is also supplied via the line connections 46, 47, interrupted or turned on.
  • the switching device 73 can be designed for this purpose, for example, with appropriate relays, contactors or semiconductor switches.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Betätigung von Signalgebern, die an Luftfahrthindernissen angeordnet sind, die Hindernisse für tieffliegende Luftfahrzeuge sind und Signalgeber zur optischen Warnung des Luftfahrzeugs bzw. dessen Piloten aufweisen, mit folgenden Merkmalen: a) wenigstens eine Großraumradaranlage, die zur Erfassung von Luftfahrzeugen in Niedrigstflughöhen eingerichtet ist und die an entfernter Stelle von den Luftfahrthindernissen angeordnet ist, b) wenigstens eine Computereinrichtung, die mit der Großraumradaranlage zur Signalübertragung gekoppelt ist und zur Auswertung der von der Großraumradaranlage bereitgestellten Daten über erfasste Luftfahrzeuge und zur Bereitstellung solcher Daten an andere Systeme über eine Datenverbindung eingerichtet ist, c) wenigstens eine Datenverbindung zwischen der Computereinrichtung und mehreren Luftfahrthindernissen und/oder Gruppen von Luftfahrthindernissen, d)wobei die Computereinrichtung dazu eingerichtet ist, abhängig von den von der Großraumradaranlage übermittelten Daten Einschaltsignale für die Signalgeber solcher Luftfahrthindernisse abzugeben, denen sich ein Luftfahrzeug in niedriger Flughöhe nähert. Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Bereitstellung von Daten über Luftahrzeuge in Niedrigstflughöhen sowie eine Einrichtung mit einem Signalgebergerät für Luftfahrthindernisse und ein Ansteuergerät dafür.

Description

Überwachung tieffliegender Luftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Betätigung von Signalgebern, die an Luftfahrthindernissen angeordnet sind, ferner eine Anlage zur Bereitstellung von Daten über Luftfahrzeuge in Niedrigstflughöhen sowie eine Einrichtung mit einem Signalgebergerät für Luftfahrthindernisse und ein Ansteuergerät dafür.
Allgemein betrifft die Erfindung die Erfassung von Luftfahrzeugen in Niedrigstflughöhen, z.B. tieffliegende Hubschrauber oder Sportflugzeuge. Die Erfassung von Daten solcher Luftfahrzeuge und deren Bereitstellung kann z.B. für die Ansteuerung von Signalgebern an Luftfahrthindernissen genutzt werden, d.h. z.B. das rechtzeitige Einschalten nicht dauerbetriebener Befeuerungsanlagen an Windenergieanlagen.
Es gibt bereits Vorschläge, z.B. DE 20 2004 006 595 IM oder DE 20 201 1 050 703 U1 , die Befeuerung von Windenergieanlagen bedarfsgerecht anhand der Erfassung von Luftfahrzeugen durch ein lokal im Bereich der Windenergieanlage oder eines Windenergieparks angeordnetes Radarsystem zu steuern. Der damit verbundene technische und finanzielle Aufwand ist relativ hoch, insbesondere wenn es um eine einzeln stehende Windenergieanlage oder kleine Windparks geht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Erfassung von tieffliegenden Luftfahrzeugen in technischer und ökonomischer Hinsicht grundlegend zu verbessern und vorteilhafte Anwendungen hierfür anzugeben.
Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch eine Anlage zur Betätigung von Signalgebern, die an Luftfahrthindernissen angeordnet sind, die Hindernisse für tieffliegende Luftfahrzeuge sind und Signalgeber zur optischen Warnung des Luftfahrzeugs bzw. dessen Piloten aufweisen, mit folgenden Merkmalen:
a) wenigstens eine Großraumradaranlage, die zur Erfassung von Luftfahrzeugen in Niedrigstflughöhen eingerichtet ist und die an entfernter Stelle von den Luftfahrthindernissen angeordnet ist, b) wenigstens eine Computereinrichtung, die mit der Großraumradaranlage zur Signalübertragung gekoppelt ist und zur Auswertung der von der Großraumradaranlage bereitgestellten Daten über erfasste Luftfahrzeuge und zur Bereitstellung solcher Daten an andere Systeme über eine Datenverbindung eingerichtet ist,
c) wenigstens eine Datenverbindung zwischen der Computereinrichtung und mehreren Luftfahrthindernissen und/oder Gruppen von Luftfahrthindernissen,
d) wobei die Computereinrichtung dazu eingerichtet ist, abhängig von den von der Großraumradaranlage übermittelten Daten Einschaltsignale für die Signalgeber solcher Luftfahrthindernisse abzugeben, denen sich ein Luftfahrzeug in niedriger Flughöhe nähert.
Luftfahrthindernisse in diesem Sinne sind beispielsweise Windenergieanlagen, insbesondere deren Türme und Rotoren, aber auch sonstige relativ hohe Bauwerke, z.B. Wolkenkratzer, Türme und andere Masten, sowie hochbauende technische Einrichtungen wie z.B. Kräne. Solche Luftfahrthindernisse werden auch als Flughindernisse bezeichnet. Die Luftfahrthindernisse müssen mit Signalgebern gekennzeichnet sein, insbesondere optischen Signalgebern zur optischen Warnung des Luftfahrzeuges bzw. dessen Piloten, um Kollisionen zu vermeiden. Solche Signalgeber werden auch als Befeuerungsanlage oder nur als Befeuerung bezeichnet.
Eine Gruppe von Luftfahrthindernissen kann z.B. ein Windpark sein.
In deutlichem Unterschied zum Stand der Technik wird hiermit ein zentralisierter Radarüberwachungs-Ansatz für die Erfassung von Luftfahrzeugen in Niedrigstflughöhen vorgeschlagen. Die für die Erfindung wesentliche Großraumradaranlage kann mit einer einzigen Radarstation oder wenigen über ein großes zu überwachendes Gebiet verteilten Radarstationen, die miteinander gekoppelt sind, sehr große Gebiete erfassen. So kann z.B. mit ein oder zwei Radarstationen bereits ein Bundesland wie Schleswig-Holstein oder Niedersachsen überwacht werden. Aber auch die Luftraum-Überwachung auf See, z.B. für Offshore-Windparks, kann mit der Erfindung wesentlich optimiert werden. Beispielsweise kann mittels einer einzigen Radarstation auf Helgoland praktisch der gesamte Nordseeraum, in dem Offshore-Windparks vorhanden oder geplant sind, überwacht werden.
Dementsprechend bietet die Erfindung den technischen Vorteil gegenüber dem Stand der Technik, dass weniger gerätemäßiger Installations- und Wartungsaufwand erforderlich ist. Damit gehen erhebliche ökonomische Vorteile einher. Durch die zentralisierte Anordnung einer oder weniger Radarstationen der Großraumradaranlage, insbesondere an entfernter Stelle von den Luftfahrthindernissen, wird der Aufwand für die Installation der Anlage auf deutlich geringere Kosten pro Windpark oder pro Windenergieanlage reduziert. Auch die Wartungskosten verteilen sich deutlich stärker, sodass die Wartungskosten pro Windpark oder Windenergieanlage erheblich geringer sind. Die Großraumradaranlage kann auch durch eine unabhängige Firma, die nicht Betreiber von Windenergieanlagen ist, betrieben werden, und auf diese Weise die erforderlichen Einschaltsignale für die Signalgeber der Luftfahrthindernisse als Serviceleistung zur Verfügung stellen.
Die Computereinrichtung kann in Form einer einzelnen, zentralen Computereinrichtung oder als verteilte Computereinrichtungen mit mehreren Einzelcomputern ausgebildet sein. Die Computereinrichtung bzw. deren Einzelcomputer können jeweils einer Radarstation der Großraumradaranlage räumlich und/oder funktionell zugeordnet sein, d.h. dort angeordnet sein, sie können auch ganz oder teilweise an entfernter Stelle davon angeordnet sein.
Die Datenverbindung zwischen der Computereinrichtung und den Luftfahrthindernissen kann z.B. als WAN-Verbindung (WAN - Wide Area Network) ausgebildet sein, z.B. im Sinne einer Internet-Verbindung. Die Verbindung kann auch als direkte oder indirekte Funkverbindung, z.B. über Relaisstationen, ausgebildet sein. Auch eine Kombination kann vorgesehen sein, z.B. WAN-Verbindungen zur Kopplung mit einem Luftfahrthindernis und/oder Gruppe von Luftfahrthindernissen und eine Funkverbindung zu einem anderen Luftfahrthindernis und/oder Gruppe von Luftfahrthindernissen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Computereinrichtung dazu eingerichtet, anhand der von der Großraumradaranlage übermittelten Daten unterschiedliche, sich nicht überschneidende und nicht aneinander angrenzende geographische Gebiete auf Luftfahrzeuge in niedriger Flughöhe zu überwachen. Dies hat den Vorteil, dass über die Computereinrichtung die Daten bereits vorselektiert werden können, um die Einschaltsignale bedarfsgerecht nur bestimmten Luftfahrthindernissen oder Gruppen davon bereitzustellen, nämlich dort, wo herannahende Luftfahrzeuge in niedriger Flughöhe detektiert werden.
Die Computereinrichtung kann z.B. das Gebiet in einem vorgegebenen Radius um ein Luftfahrthindernis oder eine Gruppe von Luftfahrthindernissen überwachen und ein Einschaltsignal für Signalgeber solcher Luftfahrthindernisse abgeben, wenn sich ein Luftfahrzeug in niedriger Flughöhe nähert und den Radius erreicht. Der Radius kann z.B. 4 km betragen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Anlage folgende Merkmale auf:
a) die Computereinrichtung ist dazu eingerichtet, die Einschaltsignale für die Signalgeber solcher Luftfahrthindernisse abzugeben, die in unterschiedlichen, sich nicht überschneidenden und nicht aneinander angrenzenden geographischen Gebieten angeordnet sind, wobei b) die Computereinrichtung dazu eingerichtet ist, die Signalgeber der Luftfahrthindernisse selektiv im jeweiligen geographischen Gebiet davon abhängig einzuschalten, ob sich dem jeweiligen geographischen Gebiet ein Luftfahrzeug in niedriger Flughöhe nähert.
Dies hat den Vorteil, dass über die Computereinrichtung eine selektive Steuerung der Signalgeber der Luftfahrthindernisse abhängig von der Flugaktivität jeweils bezogen auf das geographische Gebiet, d.h. den Umkreis, des jeweiligen Luftfahrthindernisses durchgeführt werden kann. Dies erlaubt ein zentrales Management der Steuerung der Signalgeber von weit verteilt angeordneten Luftfahrthindernissen . Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Computereinrichtung dazu eingerichtet, die bereitgestellten Daten über Luftfahrzeuge im erfassten Bereich nach geographischen Gebieten zu segmentieren und aufgrund der Segmentierung der Daten Einschaltsignale an einzelne Luftfahrthindernisse und/oder einzelnen Gruppen von Luftfahrthindernissen abzugeben. Auf diese Weise kann ebenfalls die selektive Ansteuerung der Signalgeber sehr weit verteilt angeordneter Luftfahrthindernisse automatisch gesteuert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Computereinrichtung dazu eingerichtet, die Einschaltsignale für die Signalgeber sicherheitscodiert zu übertragen, insbesondere mit einem Code mit wechselndem Schlüssel . Auf diese Weise kann ein Abhören und eine Manipulation der Einschaltsignale unterbunden werden.
Zusätzlich zu dem zuvor beschriebenen, großen technischen und ökonomischen Potential der Erfindung auf dem Gebiet der Betätigung von Signalgebern an Luftfahrthindernissen kommt der Erfindung eine große Bedeutung bei der Bereitstellung von Daten über Luftfahrzeuge in Niedrigstflughöhen in genereller Weise zu. Die eingangs genannte Aufgabe wird daher auch gemäß Anspruch 5 gelöst durch eine Anlage zur Bereitstellung von Daten über Luftfahrzeuge in Niedrigstflughöhen, mit folgenden Merkmalen: a) wenigstens eine Großraumradaranlage, die zur Erfassung von Luftfahrzeugen in Niedrigstflughöhen eingerichtet ist und die an entfernter Stelle von Luftfahrthindernissen angeordnet ist,
b) wenigstens eine Computereinrichtung, die mit der Großraumradaranlage zur Signalübertragung gekoppelt ist und zur Auswertung der von der Großraumradaranlage bereitgestellten Daten über erfasste Luftfahrzeuge und zur Bereitstellung solcher Daten an andere Systeme über eine Datenverbindung eingerichtet ist,
c) wenigstens eine Datenverbindung zwischen der Computereinrichtung und anderen Systemen,
d) wobei die Computereinrichtung dazu eingerichtet ist, abhängig von den von der Großraumradaranlage übermittelten Daten den anderen Systemen Angaben über das Vorhandensein von Luftfahrzeugen in niedriger Flughöhe in der Nähe des jeweiligen Systems zu geben.
Auf diese Weise ist die Realisierung eines allgemeinen Informationsservice über Flugaktivitäten in Niedrigstflughöhen möglich. Die Computereinrichtung kann die Daten anderen Systemen z.B. über ein öffentlich zugängliches Netzwerk, insbesondere das Internet, bereitstellen. Die Daten können z.B. im Rahmen einer Service-Dienstleistung bereitgestellt werden. Die Angaben über das Vorhandensein von Luftfahrzeugen können von unterschiedlichsten Nutzern vorteilhaft eingesetzt werden, z.B. von Piloten von Sportflugzeugen, denen z.B. über ein im Flugzeug mitgeführtes Anzeigegerät in Echtzeit die Belegung des eigenen Flugraums dargestellt werden kann, insbesondere in Niedrigstflughöhen. Dies war mit bisherigen Radarüberwachungen nicht möglich.
Ein weiterer vorteilhafter Anwendungsfall für den zuvor erläuterten Informationsservice über Flugaktivitäten ist die Überwachung auf größere Vogelschwärme, insbesondere Zugvögel . Mittels der Großraumradaranlage können solche Vogelschwärme zuverlässig detektiert werden. Die hierdurch gewonnenen Daten können genutzt werden, um Windenergieanlagen im Bereich des detektierten Vogelschwarms vorübergehend abzuschalten, sodass sie keine Gefährdung für die Vögel sind. Auf diese Weise können weitere Standorte für den Bau und Betrieb von Windenergieanlagen erschlossen werden, die bisher aus Naturschutzgründen nicht genutzt werden konnten.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Computereinrichtung dazu eingerichtet sein, abhängig von den von der Großraumradaranlage übermittelten Daten den anderen Systemen Angaben über das Vorhandensein von Luftfahrzeugen in niedriger Flughöhe in der Nähe des jeweiligen Systems je nach dessen aktueller Position zu geben. Hierfür wird eine Angabe über die aktuelle Position des jeweiligen Systems, dem die Angaben zur Verfügung zu stellen sind, an die Computereinrichtung übertragen. Die Computereinrichtung gleicht diese Positionsangabe mit den entsprechenden Daten der Großraumradaranlage ab und übergibt dem anderen System Angaben über das Vorhandensein von Luftfahrzeugen z.B. in einem gewissen Radius um dessen jeweilige aktuelle Position.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Großraumradaranlage für die Erfassung von Luftfahrzeugen in Flughöhen bis hinunter zu mindestens 150 m eingerichtet, d .h. von einem oberen Erfassungsgrenzwert, der z.B. bei 1000 oder 2000 m liegen kann, bis hinunter zu 150 m. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Großraumradaranlage sogar für die Erfassung von Luftfahrzeugen in Flughöhen bis hinunter zu 100 m oder 50 m eingerichtet. Auf diese Weise können auch tieffliegende Hubschrauber erfasst werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Großraumradaranlage, insbesondere eine einzelne Radarstation der Großraumradaranlage, zur Erfassung eines Gebietes von wenigstens 5000 km2 eingerichtet. Auf diese Weise kann mit einer einzigen Großraumradaranlage und somit mit einer oder wenigen Radarstationen ein großes Gebiet in der Größenordnung eines norddeutschen Bundeslands erfasst werden. Die Radarstationen werden dafür an besonders geeigneten geographischen Orten aufgestellt, insbesondere an erhöhter Position. Hierzu können natürliche Geländegegebenheiten genutzt werden, wie z.B. Geländeerhebungen (Hügel oder Berge).
Die Großraumradaranlage kann mehrere Radarstationen aufweisen, insbesondere weit voneinander entfernt angeordnete Radarstationen (mehr als 100 km Distanz zwischen den Radarstationen), die miteinander und/oder mit der Computereinrichtung zum Datenaustausch verbunden sind. Die Großraumradaranlage kann alternativ oder zusätzlich auch Radarstationen aufweisen, die nahe beieinander z.B. in der Mitte des zu erfassenden Bereichs installiert sind.
Für die von der Computereinrichtung übermittelten Einschaltsignale an ein Luftfahrthindernis ist deren lokale Verarbeitung am Luftfahrthindernis erforderlich. Das heißt, der Signalgeber des Luftfahrthindernisses oder ein entsprechendes Signalgebergerät mit einer elektronischen Steuerungseinrichtung muss die Einschaltsignale erkennen und auswerten können. Hierfür ist es möglich, die entsprechenden Signalgeber oder Signalgebergeräte aufzurüsten oder umzurüsten.
Daher wird die eingangs genannte Aufgabe gemäß Anspruch 10 auch gelöst durch eine Einrichtung mit einem Signalgebergerät für Luftfahrthindernisse, die Hindernisse für tieffliegende Luftfahrzeuge sind und Signalgeber zur optischen Warnung des Luftfahrzeugs bzw. dessen Piloten aufweisen, wobei das Signalgebergerät wenigstens eine elektronische Steuerungseinrichtung und wenigstens einen durch die elektronische Steuerungseinrichtung gesteuerten optischen Signalgeber aufweist, wobei die Einrichtung zusätzlich ein Ansteuergerät aufweist, das zum Aus- und Einschalten der elektrischen Energieversorgung des Signalgebergeräts oder von dessen elektronischer Steuerungseinrichtung eingerichtet ist.
Dies hat den Vorteil, dass der Auf- oder Umrüstungsaufwand an den Signalgebern oder Signalgebergeräten minimiert werden kann. Diese müssen nicht je nach Typ und Bauart vom jeweiligen Hersteller neu entwickelt oder abgeändert werden. Stattdessen kann ein relativ einfach und kostengünstig aufgebautes Ansteuergerät im Sinne eines Zwischenadapters in die elektrische Energieversorgung des Signalgebergeräts oder von dessen elektronischer Steuerungseinrichtung eingeschleift werden. Die Funktion des Signalgebergeräts kann dann von dem Ansteuergerät nach Bedarf durch Steuerung der elektrischen Energieversorgung aus- oder eingeschaltet werden.
Das Ansteuergerät ist dazu eingerichtet, extern über eine Datenverbindung übermittelte Einschaltsignale zu erkennen und je nach Einschaltsignalen das Aus- und Einschalten der elektrischen Energieversorgung des Signalgebergeräts oder von dessen elektronischer Steuerungseinrichtung zu steuern.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Ansteuergerät zur Simulation von Daten und/oder Signalen, die von dem Signalgebergerät im mit elektrischer Energie versorgten Zustand abgegeben werden, eingerichtet. Dies hat den Vorteil, dass durch das Ansteuergerät auch zugleich eine in Folge eines Manipulierens der elektrischen Energieversorgung des Signalgebergeräts oder von dessen elektronischer Steuerungseinrichtung auftretende Fehlerdetektion abgefangen werden kann. Auf diese Weise werden unnötige Wartungskosten in Folge falscher Fehlermeldungen an den Luftfahrthindernissen vermieden.
Das Ansteuergerät kann zusätzlich dazu eingerichtet sein, eine eigene Fehlererkennung durchzuführen und bei Auftreten eines Fehlers eine eigene Fehlermeldung abzugeben, z.B. an eine Steuerungseinrichtung des Luftfahrthindernisses.
Das Ansteuergerät kann zusätzlich dazu eingerichtet sein, einige oder alle der von ihm empfangenen Daten, insbesondere der Einschaltsignale für Signalgeber, für einen bestimmten Zeitraum im Sinne eines Datenloggens zu speichern.
Die eingangs genannte Aufgabe wird daher auch gemäß Anspruch 12 gelöst durch ein Ansteuergerät einer Einrichtung der zuvor beschriebenen Art.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Anlage und/oder die erfindungsgemäße Einrichtung mit dem Signalgebergerät eine Empfangseinrichtung zum Empfang von Transpondersignalen von Luftfahrzeugen aufweist und ferner dazu eingerichtet ist, empfangene Transpondersignale zur Ergänzung der von der Großraumradaranlage erfassten Daten zur Erkennung von Luftfahrzeugen in Niedrigstflughöhen ergänzend zu nutzen, um Einschaltsignale für Signalgeber von Luftfahrthindernissen abzugeben. Auf diese Weise kann die Erkennungssicherheit niedrigfliegender Luftfahrzeuge weiter erhöht werden, insbesondere an Stellen, an denen eine Abschattung von Radarsignalen zu erwarten ist. So können mit der zuvor genannten Weiterbildung insbesondere Hubschrauber erfasst werden, die innerhalb eines Windparks landen. Die Transponderdaten können auch zum Herausfiltern von über der erkennungspflichtigen Höhe fliegenden Luftfahrzeugen dienen, z.B. Verkehrsflugzeugen in Reiseflughöhe oder jedenfalls über 600 m Flughöhe. Auf diese Weise können aufgrund der Radardaten eventuell als relevant erkannte Luftfahrzeuge, die sich aber tatsächlich in größerer Höhe befinden (sog. falsche Positive), reduziert werden und ein unnötig häufiges Einschalten der Signalgeber reduziert werden .
Die hierfür genutzten Transpondersignale können im Broadcast-Verfahren übertragene Transpondersignale sein, d.h. ohne besondere Anforderung von den Transpondern abgegebene Signale, z.B. DF17-Signale, die im Service ADS-B übertragen werden. Es können auch andere Transpondersignale ausgewertet werden, z.B. die auf Anforderung gesendet werden, z.B. aufgrund von Radarsignalen übertragene Transpondersignale.
Hierzu kann lokal im Bereich des Windparks, d.h. im Bereich der Einrichtung mit dem Signalgebergerät und dem Ansteuergerät, eine Empfangseinrichtung für Transpondersignale vorhanden sein. Die Empfangseinrichtung für Transpondersignale kann insbesondere Teil des Ansteuergeräts sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Anlage zu Betätigung von Signalgebern, die die Großraumradaranlage aufweist, über eine Empfangseinrichtung für Transpondersignale verfügen. Die Transpondersignale müssen dabei nicht direkt von der erfindungsgemäßen Anlage oder der erfindungsgemäßen Einrichtung mit dem Signalgebergerät von dem Luftfahrzeug empfangen werden. Auch ein indirekter Empfang, z.B. über die Bereitstellung von Transponder-Daten über einen Internetservice, kann vorteilhaft realisiert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anlage, insbesondere deren Computereinrichtung, dazu eingerichtet ist, abhängig von den von der Großraumradaranlage übermittelten Daten und/oder weiteren Luftfahrzeuge in Niedrigstflughöhen charakterisierenden Daten Abschaltsignale zur Abschaltung von Windenergieanlagen abzugeben. Ferner kann auch das Ansteuergerät dazu eingerichtet sein, eine dem Ansteuergerät zugeordnete Windenergieanlage abzuschalten, zumindest soweit, dass der Rotor zum Stillstand kommt. Hierfür kann das Ansteuergerät die zuvor genannten Abschaltsignale zur Abschaltung von Windenergieanlagen empfangen und verwenden und/oder lokal solche Abschaltsignale erzeugen, z.B. durch lokales Empfangen der Transpondersignale.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 eine erfindungsgemäße Anlage aus der Vogelperspektive und
Figur 2 die Anlage mit einer ersten Ausführungsform der
Datenübertragung und
Figur 3 die Anlage mit einer zweiten Ausführungsform der
Datenübertragung und
Figur 4 eine Einrichtung mit einem Signalgebergerät und einem
Ansteuergerät.
In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente verwendet. In sämtlichen Figuren sind die erfindungsgemäße Anlage und deren Komponenten schematisch wiedergegeben.
Die Figur 1 zeigt eine Anlage 1 zur Betätigung von Signalgebern, die an Luftfahrthindernissen angeordnet sind. Die Anlage 1 kann auch als Anlage zur Bereitstellung von Daten über Luftfahrzeuge in Niedrigstflughöhen eingesetzt werden, um einen allgemeinen Informationsservice zu realisieren. Dementsprechend gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Anwendungsfälle. Die Anlage 1 weist eine Großraumradaranlage 2 auf, die im dargestellten Ausführungsbeispiel drei räumlich verteilt angeordnete Radarstationen 21 aufweist. Jede Radarstation 21 hat einen Erfassungsbereich 20, in dem Luftfahrzeuge in Niedrigstflughöhen mittels Radar erfasst werden können. Beispielhaft ist dargestellt, wie die Radarstationen 21 in einem deutschen Bundesland 5, hier anhand des Umrisses von Niedersachsen beispielhaft wiedergegeben, in großen Abständen voneinander verteilt angeordnet werden können, um mit einer geringen Anzahl von Radarstationen ein großes Gebiet zu überwachen, insbesondere ein ganzes Bundesland 5.
Die Anlage weist ferner eine Computereinrichtung 3 auf, die mit der Großraumradaranlage 2 gekoppelt ist, sodass von der Großraumradaranlage 2 bzw. den einzelnen Radarstationen 21 erfasste Daten über niedrigfliegende Luftfahrzeuge gesammelt und in der Computereinrichtung 3 ausgewertet werden können. Die Computereinrichtung 3 ist ferner mit anderen Systemen über eine Datenverbindung verbunden, z.B. mit Luftfahrthindernissen, die in der Figur 1 beispielhaft anhand von örtlich verteilt angeordneten Windparks in jeweiligen Gebieten 4 dargestellt sind. In jedem Gebiet 4 können eine oder mehrere Windenergieanlagen vorhanden sein, die jeweils Luftfahrthindernisse sind und dementsprechend Signalgeber zum Warnen von Luftfahrzeugen bzw. dessen Piloten aufweisen müssen.
Erkennbar ist hierbei die Besonderheit, dass die Luftfahrthindernisse oder sonstigen Einrichtungen, denen die von der Großraumradaranlage 2 erfassten Daten über niedrigfliegende Luftfahrzeuge bereitgestellt werden, beliebig über den von der Großraumradaranlage 2 erfassten Bereich verteilt sein können, d.h. insbesondere nicht unmittelbar oder sehr nahe bei den einzelnen Radarstationen 21 oder der Computereinrichtung 3 angeordnet sein müssen. Weiterhin muss die Computereinrichtung 3 nicht unbedingt bei einer der Radarstationen 21 angeordnet sein, im Einzelfall kann dies aber z.B. zur verbesserten Platzausnutzung auch der Fall sein.
Die Computereinrichtung 3 ist dazu eingerichtet, abhängig von den von der Großraumradaranlage 2 übermittelten Daten Einschaltsignale für die Signalgeber solcher Luftfahrthindernisse abzugeben, denen sich ein Luftfahrzeug in niedriger Flughöhe nähert. Alternativ oder zusätzlich kann die Computereinrichtung 3 dazu eingerichtet sein, abhängig von den von der Großraumradaranlage 2 übermittelten Daten einem oder mehreren anderen Systemen Angaben über das Vorhandensein von Luftfahrzeugen in niedriger Flughöhe in der Nähe des jeweiligen Systems zu geben. So können z.B. die von der Großraumradaranlage übermittelten Daten bzw. die von der Computereinrichtung bereitgestellten, ausgewerteten Daten an andere Nutzer, d.h. an andere Systeme, über das Internet bereitgestellt werden.
Die Art der Datenverbindung zwischen den Radarstationen 21 untereinander und/oder mit der Computereinrichtung 3 sowie die Art der Datenverbindung zwischen der Computereinrichtung 3 und den anderen Systemen bzw. den Luftfahrthindernissen kann grundsätzlich von beliebiger Art sein, z.B. eine leitungsgebundene Verbindung, eine drahtgebundene Verbindung, z.B. unter Nutzung vorhandener Infrastrukturen, auch unter Nutzung drahtloser Netze wie z.B. von Mobilfunknetzen (mobile Telefonnetze).
Anhand der Figur 2 wird eine beispielhafte erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage 1 dargestellt, bei der die Verteilung der von der Computereinrichtung 3 für die Signalgeber der Luftfahrthindernisse bereitgestellten Einschaltsignale in Form einer Verteilung mittels eines Webdienstes erfolgt, z.B. über eine WAN-Verbindung. Hierfür können die mit der Großraumradaranlage 2 gewonnenen Daten über eine z.B. redundant ausgeführte Internetverbindung 22 der Computereinrichtung 3 zugeführt werden. Die Computereinrichtung 3 kann z.B. einen redundant ausgeführten Server aufweisen, der einen Web-Service ausführt. Die Computereinrichtung 3 bestimmt beispielsweise abhängig vom Standort jedes überwachten Gebiets eine jeweilige astronomische Uhrzeit und schaltet über eine Datenverbindung 6, z.B. in Form von Push Notifications, die Signalgeber von Luftfahrthindernissen 41 , z.B. Windenergieanlagen. Hierzu muss jedes Luftfahrthindernis 41 oder zumindest jede Gruppe 40 von Luftfahrthindernisen 41 über eine entsprechende Datenanbindung an die Datenverbindung 6 verfügen, z.B. eine Internetverbindung. Diese Internetverbindung kann über ein Schnittstellengerät 8, das im Bereich der Luftfahrthindernisse 41 bzw. der Gruppe 40 von Luftfahrthindernissen 41 angeordnet ist, hergestellt werden. Das Schnittstellengerät 8 kann z.B. ein UMTS-Modem sein, um die Datenverbindung mittels Mobilfunk herzustellen, oder ein DSL-Modem oder ein Router, um eine Datenverbindung mittels ADSL herzustellen. Über diese Datenverbindung kann dann ein mit dem Schnittstellengerät 8 gekoppeltes Ansteuergerät 7, das ebenso wie das Schnittstellengerät 8 im Bereich der Luftfahrthindernisse 41 bzw. der Gruppe 40 von Luftfahrthindernissen 41 angeordnet ist, einen Webdienst von der Computereinrichtung 3 abonnieren. Die Computereinrichtung 3 kann dann beispielsweise zyklisch, z.B. in Zeitabständen von 500 ms, die abonnierten Daten oder die Einschaltsignale für die Signalgeber der jeweiligen Luftfahrthindernisse 41 übertragen.
Zur Absicherung gegen Fehler, z.B. bei einer Unterbrechung der Datenverbindung 6, kann das Ansteuergerät 7 z.B. anhand einer Zeitüberwachung feststellen, dass ein Fehler vorliegt, und in solchen Fällen sicherheitshalber den Signalgeber des Luftfahrthindernisses selbsttätig einschalten.
Die Figur 3 zeigt eine Ausführungsform der Anlage 1 , bei der die Datenverbindung 6 durch eine Funkverbindung hergestellt wird, z.B. durch Langstreckenfunk. Hierfür ist die Computereinrichtung 3 mit einem Funksender 9 verbunden. Zusätzlich ist z.B. im Bereich der Computereinrichtung 3 ein Gerät angeordnet, das die zu übertragenden Daten in ein Funktelegramm umwandelt. Im Bereich des jeweiligen Luftfahrthindernisses 41 bzw. der Gruppe 40 von Luftfahrthindernissen 41 ist ein jeweiliger Funkempfänger 10 vorgesehen, mit dem das Ansteuergerät 7 oder die Ansteuergeräte 7 gekoppelt ist. Gegenüber der Ausführungsform gemäß Figur 2 ist in diesem Fall keine externe zentrale Infrastruktur notwendig. Die Computereinrichtung 3 kann dementsprechend auch verteilt in Form von einzelnen Computereinrichtungen im Bereich der jeweiligen Radarstation 21 realisiert werden. Ebenso kann ein Funksender 9 direkt an der Radaranlage 2 installiert werden und z.B. per Broadcast unidirektional die notwendigen Daten über die Datenverbindung 6 übermitteln.
Die Übertragung der Daten über die Datenverbindung 6 kann z.B. derart erfolgen, dass zyklisch, z.B. in Zeitabständen von 500 ms, ein Funktelegramm vom Funksender 9 zu den Funkempfängern 10 gesandt wird. Bei bekannter Position der jeweiligen Funkempfänger 10 kann die Funkstrecke auch als Richtfunkstrecke ausgebildet sein, um hohe Reichweiten zu erzielen.
Zur Erzielung einer hohen Reichweite kann für die Funkverbindung eine Übertragungsfrequenz im VHF-Bereich oder bei niedrigeren Frequenzen genutzt werden.
Die Figur 4 zeigt beispielhaft die Aufrüstung eines bereits vorhandenen Luftfahrthindernisses 41 mittels eines Ansteuergeräts 7. Das Luftfahrthindernis 41 weist ein Signalgebergerät 43 auf, das eine elektronische Steuerungseinrichtung 44 und einen optischen Signalgeber 45, z.B. in Form einer Leuchte, aufweist. Das Signalgebergerät 43 kann grundsätzlich autark von anderen Einrichtungen des Luftfahrthindernisses die optischen Warnsignale über den Signalgeber 45 abgeben. In vielen Fällen, insbesondere im Falle von Windenergieanlagen, ist das Signalgebergerät 43 über Leitungsverbindungen 46, 47 mit einer Überwachungs- und Steueranlage 42 des Luftfahrthindernisses 41 gekoppelt. Auf diese Weise erfolgt eine Sicherheitskontrolle des Signalgebergeräts 43 durch die Überwachungs- und Steueranlage 42. So weist das Signalgebergerät 43 beispielsweise einen Fehlersignalausgang und/oder einen Warnausgang auf, z.B. in Form potenzialfreier Schaltkontakte. Hierüber kann die Überwachungs- und Steueranlage 42 die korrekte Funktion und den Zustand des Signalgebergeräts 43 überwachen. Um eine solche vorhandene Anlage für die externe Steuerung mittels der Einschaltsignale, die von der Computereinrichtung 3 bereitgestellt werden, aufzurüsten, wird vorgeschlagen, in die Leitungsverbindungen 46, 47 ein Ansteuergerät 7 einzuschleifen. Dadurch ist der Nachrüstaufwand relativ gering, zumal in der Regel ohnehin elektrische Steckverbindungen an den Leitungsverbindungen 46, 47 vorhanden sind, die leicht gelöst und mit entsprechenden, kompatibel ausgebildeten Steckverbindungen des Ansteuergeräts 7 verbunden werden können.
Das Ansteuergerät 7 weist beispielsweise einen Energieversorgungs- und Kommunikationsteil 71 , eine Steuerelektronik 72 und eine Schalteinrichtung 73 auf. Dem Ansteuergerät 7 werden z.B. über elektrische Leitungen 70 elektrische Energie sowie Daten von der Computereinrichtung 3 zugeführt. Alternativ oder zusätzlich kann das Ansteuergerät 7 auch mit einer Antenne gekoppelt sein, um die von der Computereinrichtung 3 übertragenen Daten drahtlos zu empfangen. In dem Energieversorgungs- und Kommunikationsteil 71 erfolgt eine Bereitstellung der entsprechenden, benötigten Versorgungsspannung für die Steuerelektronik 72. Außerdem werden die von der Computereinrichtung 3 empfangenen Daten für eine Nutzung in der Steuerelektronik 72 aufbereitet, z.B. über ein Funkmodem.
Die Steuerelektronik 72 steuert die Schalteinrichtung 73. Die Schalteinrichtung 73 ist derart ausgebildet, dass die durch das Ansteuergerät 7 voneinander getrennten Leitungsverbindungen 46, 47 jeweils einzeln ein-, aus- und/oder umgeschaltet werden können, sodass damit sämtliche von dem Signalgebergerät 43 bereitgestellten Signale, die im Normalfall an die Überwachungs- und Steueranlage 42 übertragen werden, nachgebildet werden können oder von dem Ansteuergerät 7 künstlich erzeugt werden können. Zudem kann über die Schalteinrichtung 73 auch die elektrische Energieversorgung des Signalgebergeräts 43, die auch über die Leitungsverbindungen 46, 47 zugeführt wird, unterbrochen oder eingeschaltet werden.
Die Schalteinrichtung 73 kann hierfür beispielsweise mit entsprechenden Relais, Schützen oder Halbleiterschaltern ausgebildet sein.

Claims

Patentansprüche:
Anlage (1 ) zur Betätigung von Signalgebern (45), die an
Luftfahrthindernissen (41 ) angeordnet sind, die Hindernisse für tieffliegende Luftfahrzeuge sind und Signalgeber (45) zur optischen Warnung des Luftfahrzeugs bzw. dessen Piloten aufweisen, mit folgenden Merkmalen:
a) wenigstens eine Großraumradaranlage (2), die zur Erfassung von Luftfahrzeugen in Niedrigstflughöhen eingerichtet ist und die an entfernter Stelle von den Luftfahrthindernissen (41 ) angeordnet ist, b) wenigstens eine Computereinrichtung (3), die mit der
Großraumradaranlage (2) zur Signalübertragung gekoppelt ist und zur Auswertung der von der Großraumradaranlage (2)
bereitgestellten Daten über erfasste Luftfahrzeuge und zur Bereitstellung solcher Daten an andere Systeme über eine Datenverbindung (6) eingerichtet ist,
c) wenigstens eine Datenverbindung (6) zwischen der
Computereinrichtung (3) und mehreren Luftfahrthindernissen (41 ) und/oder Gruppen (40) von Luftfahrthindernissen (41 ),
d) wobei die Computereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, abhängig von den von der Großraumradaranlage (2) übermittelten Daten Einschaltsignale für die Signalgeber (45) solcher
Luftfahrthindernisse (41 ) abzugeben, denen sich ein Luftfahrzeug in niedriger Flughöhe nähert.
Anlage nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Computereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, anhand der von der Großraumradaranlage (2) übermittelten Daten unterschiedliche, sich nicht überschneidende und nicht aneinander angrenzende
geographische Gebiete (4) auf Luftfahrzeuge in niedriger Flughöhe zu überwachen.
Anlage nach dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) die Computereinrichtung (3) ist dazu eingerichtet, die
Einschaltsignale für die Signalgeber (45) solcher
Luftfahrthindernisse (41 ) abzugeben, die in unterschiedlichen, sich nicht überschneidenden und nicht aneinander angrenzenden geographischen Gebieten (4) angeordnet sind, wobei
b) die Computereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, die Signalgeber (45) der Luftfahrthindernisse (41 ) selektiv im jeweiligen
geographischen Gebiet (4) davon abhängig einzuschalten, ob sich dem jeweiligen geographischen Gebiet (4) ein Luftfahrzeug in niedriger Flughöhe nähert.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Computereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, die bereitgestellten Daten über Luftfahrzeuge im erfassten Bereich nach geographischen Gebieten (4) zu segmentieren und aufgrund der
Segmentierung der Daten Einschaltsignale an einzelne
Luftfahrthindernisse (41 ) und/oder einzelne Gruppen (40) von
Luftfahrthindernissen (41 ) abzugeben.
Anlage (1 ) zur Bereitstellung von Daten über Luftfahrzeuge in
Niedrigstflughöhen, mit folgenden Merkmalen:
a) wenigstens eine Großraumradaranlage (2), die zur Erfassung von Luftfahrzeugen in Niedrigstflughöhen eingerichtet ist und die an entfernter Stelle von Luftfahrthindernissen (41 ) angeordnet ist, b) wenigstens eine Computereinrichtung (3), die mit der
Großraumradaranlage (2) zur Signalübertragung gekoppelt ist und zur Auswertung der von der Großraumradaranlage (2)
bereitgestellten Daten über erfasste Luftfahrzeuge und zur
Bereitstellung solcher Daten an andere Systeme über eine
Datenverbindung (6) eingerichtet ist,
c) wenigstens eine Datenverbindung (6) zwischen der
Computereinrichtung (3) und anderen Systemen,
d) wobei die Computereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, abhängig von den von der Großraumradaranlage (2) übermittelten Daten den anderen Systemen Angaben über das Vorhandensein von
Luftfahrzeugen in niedriger Flughöhe in der Nähe des jeweiligen Systems zu geben. 6. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Großraumradaranlage (2) für die Erfassung von Luftfahrzeugen in Flughöhen bis hinunter zu mindestens 150 Metern eingerichtet ist. 7. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Großraumradaranlage (2) zur Erfassung eines Gebiets von wenigstens 5.000 km2 eingerichtet ist.
8. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Großraumradaranlage (2) mehrere
Radarstationen (21 ) aufweist, die miteinander und/oder mit der
Computereinrichtung (3) zum Datenaustausch verbunden sind.
9. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Anlage (1 ), insbesondere deren Computereinrichtung (3), dazu eingerichtet ist, abhängig von den von der
Großraumradaranlage (2) übermittelten Daten und/oder weiteren
Luftfahrzeuge in Niedrigstflughöhen charakterisierenden Daten
Abschaltsignale zur Abschaltung von Windenergieanlagen abzugeben.
10. Einrichtung mit einem Signalgebergerät (43) für Luftfahrthindernisse (41 ), die Hindernisse für tieffliegende Luftfahrzeuge sind und
Signalgeber (45) zur optischen Warnung des Luftfahrzeugs bzw. dessen Piloten aufweisen, wobei das Signalgebergerät (43) wenigstens eine elektronische Steuerungseinrichtung (44) und wenigstens einen durch die elektronische Steuerungseinrichtung (44) gesteuerten optischen Signalgeber (45) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zusätzlich ein Ansteuergerät (7) aufweist, das zum Aus- und Einschalten der elektrischen Energieversorgung des Signalgebergeräts (43) oder von dessen elektronischer Steuerungseinrichtung (44) eingerichtet ist.
Einrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, dass das Ansteuergerät (7) zur Simulation von Daten und/oder Signalen, die von dem Signalgebegerät (43) im mit elektrischer Energie versorgten Zustand abgegeben werden, eingerichtet ist.
Ansteuergerät (7) einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 1 1
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