ES2211595T3 - Sistema de control del trafico aereo. - Google Patents
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Abstract
Método para predecir conflictos de trayectorias entre por lo menos dos objetos, por lo menos uno de ellos está maniobrando con respecto al otro, comprendiendo el método la determinación de si se cumple un criterio de separación entre dichos por lo menos dos objetos, caracterizado por las siguientes etapas: determinación (90) de una velocidad más rápida de aproximación basándose en una velocidad frontal y una velocidad más lenta de aproximación de los dos objetos en un plano del sistema; determinación (90) de un ritmo de aproximación de los dos objetos en una tercera dimensión ortogonal al plano del sistema; determinación (86) de la separación de los dos objetos en el plano del sistema; determinación (86) de la separación de los dos objetos en dicha tercera dimensión; e indicación (104) de un conflicto si se cumplen por lo menos las siguientes condiciones: existe una superposición entre el tercer intervalo de tiempo y el primer y el segundo intervalos de tiempo; y los dos objetos son convergentes en el plano del sistema y en la tercera dimensión.
Description
Sistema de control del tráfico aéreo.
La presente invención se refiere a un método para
predecir conflictos de trayectorias entre por lo menos dos objetos,
de los cuales por lo menos uno de ellos está maniobrando con
respecto al otro, comprendiendo el método la determinación de si se
cumple un criterio de separación entre dichos por lo menos dos
objetos. La invención se refiere asimismo a un aparato para realizar
el método.
Los sistemas de control del tráfico aéreo son un
tipo de sistema de ordenador y pantalla que procesa datos recibidos
desde sistemas de radar de vigilancia aérea para la detección y el
seguimiento de aeronaves. Los sistemas de control del tráfico aéreo
se utilizan para aplicaciones tanto civiles como militares para
determinar la identidad y posiciones de aeronaves en un área
geográfica específica. Dicha detección y seguimiento son necesarios
para notificar el vuelo de aeronaves en proximidad mutua y para
avisar a las aeronaves que parecen estar en un rumbo de colisión.
Cuando las aeronaves están separadas por menos de la denominada
norma de separación mínima (MSS) se dice que las aeronaves
"violan" o están en "conflicto" con la MSS. En este caso
el sistema de control del tráfico aéreo proporciona la denominada
"alerta de conflicto". El mérito de un algoritmo de alerta de
conflicto (CA) se mide no solamente por su capacidad de predecir
conflictos inminentes, sino también por su bondad a la hora de
evitar la realización de predicciones erróneas de conflictos. Se
dice que existe un conflicto entre dos aeronaves que se aproximan
mutuamente siempre que la distancia horizontal entre las dos es
menor que una norma de separación mínima horizontal (HMSS) y, al
mismo tiempo, la distancia vertical entre ellas es menor que una
norma de separación mínima vertical (VMSS). Por ejemplo, en algunas
situaciones, podría ser que se requiriera que las aeronaves
permanecieran con una separación horizontal de al menos tres millas
náuticas o verticalmente al menos 1000 pies.
Si la velocidad de cada aeronave es constante, la
función CA del sistema de control del tráfico aéreo es capaz de
predecir el hecho potencial de un conflicto futuro, basándose en la
posición relativa de las aeronaves y sus velocidades. Si las
aeronaves están maniobrando, (por ejemplo, acelerando, decelerando
incluyendo giros), los sistemas convencionales de control del
tráfico aéreo solamente son capaces de detectar un conflicto si un
par de aeronaves está en ese momento violando las normas de
separación mínima vertical. De este modo, si dos aeronaves se
aproximan mutuamente en la dirección vertical pero no están violando
la norma de separación mínima vertical (VMSS), los sistemas
convencionales de control del tráfico aéreo no pueden predecir el
conflicto y, por lo tanto, no pueden proporcionar un aviso de dichos
conflictos antes de que se produzcan.
Para predecir conflictos de forma fiable
utilizando velocidades estimadas por dispositivos seguidores, estas
últimas deben ser constantes y se deben estimar con mucha precisión.
Estas condiciones se cumplen solamente para seguimiento en régimen
permanente (es decir, en línea recta y a velocidad constante).
Cuando las aeronaves maniobran, las velocidades
estimadas por dispositivo seguidores no son útiles para predecir la
separación de las aeronaves, por una variedad de razones. Una razón
es que cuando los objetivos se aproximan mutuamente cuando están
maniobrando, en realidad están acelerando uno hacia el otro. No
obstante, no todas las funciones de seguimiento del sistema
convencional de control del tráfico aéreo estiman la aceleración o
la velocidad de giro. Otra razón es que si la función CA fuera a
predecir conflictos sobre la base de la velocidad actual estimada
por el dispositivo seguidor, estaría calculando una aproximación
horizontal más lenta que podría perderse una coincidencia con una
infracción vertical y, como consecuencia, no dar origen a una
alerta. Todavía otra razón por la que las velocidades estimadas por
dispositivos seguidores no son precisas es que cuando una aeronave
maniobra, la precisión de la estimación de su velocidad se degrada
debido a un transitorio inducido por la maniobra. Además, en un
giro, el rumbo estimado normalmente está retardado con respecto al
rumbo verdadero de la aeronave.
Un sistema conocido que usa sondas de conflictos
para evitar conflictos a largo plazo lo dan a conocer D. R. Isaacson
y H. Erzberger en "Design of a Conflict Detection Algorithm for
the Center/Tracon Automation System" Digital Avionics Systems
Conference (DASC), US, Nueva York, NY:IEEE, 26 de octubre de 1997
(26-10-1997) páginas
93-1 a 93-09. El sistema descrito
por Isaacson y Erzberger hace uso de la predicción de trayectorias
por medio del Center/TRACON Automation System (CTAS) de la NASA/FAA
y examina pares de las trayectorias pronosticadas para predecir
conflictos que se producen en al menos 20 minutos en el futuro. El
CTAS proporciona trayectorias 4D (tres dimensiones espaciales, una
dimensión temporal) para cada aeronave dentro del espacio aéreo del
centro. Para sintetizar una trayectoria, el CTAS usa un plan de
vuelo para la aeronave y ecuaciones de movimiento de masas puntuales
para modelar aceleraciones verticales y horizontales y segmentos
concatenados de líneas rectas y arcos circulares para modelar
maniobras horizontales y trayectorias de vuelo. Una descripción de
la síntesis de las trayectorias se proporciona en "Trajectory
Synthesis for Air Traffic Automation" de R. Slattery e Y. Zhao en
las páginas 232 a 238 en Journal of Guidance, Control, and Dynamics,
marzo-abril 1997, volumen 20, nº 2. A lo largo de la
trayectoria se incluyen instantes en puntos en los cuales cambian
las características clave de la trayectoria. El algoritmo de
detección de conflictos obtiene datos de las trayectorias en forma
de vectores de estado de las aeronaves, con componentes tales como
posiciones tridimensionales, velocidad, etcétera, para puntos
temporales separados uniformemente a intervalos de 10 segundos a lo
largo de una trayectoria de vuelo. El algoritmo elimina todos los
pares de trayectorias que no violan la norma de separación mínima
vertical o un criterio de separación vertical seleccionado por el
operario dentro del intervalo de tiempos en el que en ese momento se
está buscando un conflicto. Se establece que el ciclo de búsqueda
del conflicto se debería repetir para cada aeronave en un tiempo
menor que el ciclo de actualización del radar de aproximadamente 12
segundos. Se eliminan otros pares de trayectorias de la parte de
procesado detallado del algoritmo de detección de conflictos fijando
un umbral de separación basándose en la aceptación de que las dos
aeronaves se están aproximando a una velocidad frontal de 2 Mach. El
procesado detallado utiliza las etapas temporales separadas
uniformemente conectando entre las dos trayectorias puntos
correspondientes al mismo instante temporal y basando los cálculos
de la separación en estas conexiones. De este modo se produce un
cálculo de separación para cada etapa temporal. El algoritmo
determina si dos aeronaves están en conflicto horizontal
determinando inicialmente si las separaciones tanto x como y son
menores que la separación horizontal requerida, y solamente
calculando la suma de los cuadrados de las separaciones x e y si las
separaciones tanto x como y son individualmente menores que la
separación horizontal requerida.
A una técnica para predecir infracciones de
normas de separación de aeronaves en casos en los que las dinámicas
de las maniobras de las aeronaves son desconocidas se le hace
referencia como técnica de Predicción de Conflictos de Maniobras
(MANCONP). No obstante, un problema con esta técnica es que produce
un número excesivamente grande de predicciones falsas en ciertos
tipos de encuentros de aeronaves.
Por esta razón, sería deseable proporcionar una
técnica para predecir conflictos entre aeronaves que están
maniobrando que supere las limitaciones anteriores, que no requiera
conocimiento de las aceleraciones o rumbos de las aeronaves y que no
proporcione un número excesivo de alarmas falsas. Por consiguiente
la presente invención proporciona un método y un aparato para
predecir si aeronaves que están maniobrando se situarán a distancias
que son menores que las normas de separación mínima
establecidas.
Según un aspecto de la invención un método del
tipo definido en el presente documento en el comienzo está
caracterizado por las etapas de determinación de una velocidad más
rápida de aproximación basándose en una velocidad frontal y una
velocidad más lenta de aproximación de los dos objetos en un plano
del sistema; la determinación de un ritmo de aproximación de los dos
objetos en una tercera dimensión ortogonal al plano del sistema; la
determinación de la separación de los dos objetos en el plano del
sistema; la determinación de la separación de los dos objetos en
dicha tercera dimensión; la definición de un primer intervalo de
tiempo como el tiempo entre un tiempo de inicio en el cual la
separación en el plano del sistema se hace menor que un criterio de
separación del plano del sistema y un tiempo final en el cual la
separación en el plano del sistema se hace mayor que el criterio de
separación del plano del sistema, siendo la velocidad de
aproximación dicha velocidad más rápida de aproximación; la
determinación de un segundo intervalo de tiempo como el tiempo entre
un tiempo de inicio en el cual la separación en el plano del sistema
se hace menor que el criterio de separación del plano del sistema y
un tiempo final en el cual la separación en el plano del sistema se
hace mayor que el criterio de separación del plano del sistema,
siendo la aproximación de la velocidad dicha velocidad más lenta de
aproximación; la determinación de un tercer intervalo de tiempo como
el tiempo entre un tiempo de inicio en el cual la separación en la
tercera dimensión se hace menor que un criterio de separación de la
tercera dimensión y un tiempo final en el cual la separación en la
tercera dimensión se hace mayor que el criterio de separación de la
tercera dimensión; e indicación de un conflicto si se cumplen por lo
menos las siguientes condiciones: existe una superposición entre el
tercer intervalo de tiempo y el primer y el segundo intervalos de
tiempo; y los dos objetos son convergentes en el plano del sistema y
en la tercera dimensión.
Según otro aspecto de la invención, se
proporciona un aparato para predecir conflictos de trayectorias
entre por los menos dos objetos, estando maniobrando por lo menos
uno de ellos con respecto al otro, comprendiendo el aparato medios
para determinar si se cumple un criterio de separación entre dichos
por lo menos dos objetos, caracterizado por medios para determinar
una velocidad más rápida de aproximación basándose en una velocidad
frontal y una velocidad más lenta de aproximación de los dos objetos
en un plano del sistema; medios para determinar un ritmo de
aproximación de los dos objetos en una tercera dimensión ortogonal
al plano del sistema; medios para determinar la separación de los
dos objetos en el plano del sistema; medios para determinar la
separación de los dos objetos en dicha tercera dimensión; medios
para definir un primer intervalo de tiempo como el tiempo entre un
tiempo de inicio en el cual la separación en el plano del sistema se
hace menor que un criterio de separación del plano del sistema y un
tiempo final en el cual la separación en el plano del sistema se
hace mayor que el criterio de separación del plano del sistema,
siendo la velocidad de aproximación dicha velocidad más rápida de
aproximación; medios para determinar un segundo intervalo de tiempo
como el tiempo entre un tiempo de inicio en el cual la separación en
el plano del sistema se hace menor que el criterio de separación del
plano del sistema y un tiempo final en el cual la separación en el
plano del sistema se hace mayor que el criterio de separación del
plano del sistema, siendo la aproximación de la velocidad dicha
velocidad más lenta de aproximación; medios para determinar un
tercer intervalo de tiempo como el tiempo entre un tiempo de inicio
en el cual la separación en la tercera dimensión se hace menor que
un criterio de separación de la tercera dimensión y un tiempo final
en el cual la separación en la tercera dimensión se hace mayor que
el criterio de separación de la tercera dimensión; y medios para
determinar si existe superposición entre el tercer intervalo de
tiempo y el primer y el segundo intervalos de tiempo; y medios para
determinar si los dos objetos son convergentes en el plano del
sistema y en la tercera dimensión.
En una forma de realización preferida de la
invención, se proporciona una técnica para reducir el número de
predicciones falsas en un sistema de control del tráfico aéreo (ATC)
utilizando un parámetro de diseño cambiable y dos condiciones
lógicas para declarar una infracción de la norma de separación
mínima (MSS). Las condiciones reducen significativamente la
probabilidad de realizar una predicción falsa acortando el tiempo de
aviso durante el cual una alerta de conflicto (CA) resulta
declarable. Seleccionando correctamente la magnitud del parámetro de
diseño se puede establecer un compromiso óptimo entre las duraciones
de los tiempos de aviso y el índice de predicciones falsas en un
entorno de tráfico aéreo determinado. La forma de realización
preferida hace uso de información disponible para limitar el
intervalo de tiempo durante el cual se realizan predicciones de
conflictos a los momentos en los que es más probable que las
predicciones sean verdaderas. Reconociendo que es más probable que
las predicciones sean falsas cuando el tiempo de aviso es largo, la
técnica de la forma de realización preferida establece una distancia
de separación de umbral entre dos aeronaves. Las aeronaves deben
alcanzar la distancia de separación de umbral antes de que el
sistema proporcione una predicción de conflicto (es decir,
proporcione una indicación de un "acierto"). La distancia de
separación de umbral se proporciona como un valor del parámetro de
diseño modificable el cual se puede fijar para adaptarse al entorno
del tráfico aéreo en un espacio aéreo determinado (por ejemplo, en
un aeropuerto específico). En segundo lugar, se impone una
restricción que permite la declaración de un conflicto solamente
cuando sus estimaciones indican una futura infracción.
Las técnicas de la presente invención se pueden
implementar en sistemas de control de aeronaves (tales como, por
ejemplo, el Sistema de Sustitución de Automatización de Terminal
Estándar o STARS) para añadir el conjunto de aeronaves que maniobran
verticalmente a la clase de situaciones que conducen por sí mismas a
la predicción de conflictos. Realizando esto, se mejora la función
de seguridad del sistema de control del tráfico aéreo. La técnica de
la presente invención se puede utilizar para satisfacer requisitos
tales como el requisito de que el ritmo de cambio de la altitud se
utilice para detectar conflictos entre aeronaves que están
maniobrando.
La técnica de la presente invención puede
aplicarse a una variedad de sistemas ATC incluyendo ATC civil y
militar así como sistemas de defensa aérea, los cuales normalmente
encuentran un porcentaje mucho mayor de aeronaves que maniobran que
los sistemas ATC civiles.
A continuación se describirá la invención a
título de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en
los cuales:
la Fig. 1 es un diagrama de bloques de un
sistema de control del tráfico aéreo que constituye una forma de
realización de la invención;
la Fig. 2 es una gráfica que muestra la
separación horizontal con infracción por aproximación más rápida y
más lenta junto con la infracción de la separación vertical;
la Fig. 3 es una gráfica que muestra que la
incertidumbre en el tiempo de inicio del conflicto pronosticado
disminuye a medida que las aeronaves se mueven acercándose;
la Fig. 4 es una representación gráfica que
muestra las trayectorias en el plano del sistema de dos aeronaves
que se aproximan al conflicto;
la Fig. 5 es una representación gráfica que
muestra dos trayectorias ilustrativas de aeronaves que están
maniobrando;
la Fig. 6 es una representación gráfica que
muestra un encuentro para probar la técnica de la presente
invención;
la Fig. 7 es una representación gráfica que
muestra la mejora de la probabilidad de alarmas nocivas;
la Fig. 8 es una representación gráfica que
muestra la mejora de la probabilidad de alerta de conflicto; y
las figuras 9 y 9A son una serie de diagramas de
flujo que ilustran un conjunto de etapas de procesado que tienen
lugar para procesar información de objetivos en posible
conflicto.
Antes de describir el sistema de control del
tráfico aéreo de la presente invención se explican algunos conceptos
y terminología introductorios. El término "maniobra" o
"maniobrar" se utiliza en el presente documento para describir
una trayectoria de vuelo o un movimiento de una aeronave u otro
objetivo. En particular, un objetivo está "maniobrando" o
experimentando una "maniobra" en cualquier momento que el
objetivo cambia la velocidad en cualquier dimensión. Se debería
observar que la velocidad viene definida por una velocidad y una
dirección. De este modo, un objetivo puede estar maniobrando incluso
cuando se mueve a largo de una trayectoria recta.
Haciendo referencia a continuación a la Fig. 1,
en una visión genérica, un sistema 10 de control del tráfico aéreo
incluye uno o más sistemas 12a a 12N de radar indicados
genéricamente con la referencia 12 y acoplados a través de una red
14 la cual se puede proporcionar, por ejemplo, como una red de área
local, a un sistema 16 de automatización del control del tráfico
aéreo (ATCA). En el caso de que existan múltiples sistemas 12 de
radar, cada uno de los sistemas 12 de radar puede estar situado en
ubicaciones físicas diferentes para proporcionar una cobertura de
radar sustancialmente continua sobre un área geográfica mayor que la
podría ser cubierta por uno cualquiera de los sistemas 12 de
radar.
Durante el funcionamiento, cada uno de los
sistemas 12 de radar emite señales de radiofrecuencia (RF) hacia una
zona espacial predeterminada a través de una correspondiente de las
antenas 18a a 18N tal como se conoce generalmente. Partes de las
señales RF emitidas interceptan los objetivos 20, 22 los cuales se
pueden corresponder, por ejemplo, con aeronaves que vuelan en la
zona espacia predeterminada. Aquellas partes de las señales RF
emitidas que interceptan los objetivos 20, 22 son reflejadas desde
los objetivos 20, 22 como señales de retorno o de objetivos que son
recibidas por los respectivos de entre los radares 12.
En algunos casos cada uno de los objetivos 20, 22
incluye un transpondedor, y la señal RF emitida por el sistema 12 de
radar incluye la denominada señal de interrogación. La señal de
interrogación interroga al transpondedor sobre el objetivo 20, 22 y
en respuesta a una señal de interrogación adecuada, el transpondedor
transmite la señal de respuesta desde el objetivo 20, 22 hacia el
sistema respectivo 12 de radar. De este modo, las primeras partes de
la señal de retorno u objetivo recibidas por los respectivos de
entre los radares 12 se puede corresponder con partes de la señal RF
reflejada desde los objetivos 20, 22 y las segundas partes de la
señal de objetivo se pueden corresponder con una señal de respuesta
emitida desde el transpondedor sobre el objetivo.
Cada uno del sistema o sistemas 12 de radar
alimenta las señales de datos de los objetivos hacia el sistema ATCA
16. El sistema ATCA 16 incluye uno o más procesadores 24a a 24M cada
uno de los cuales realiza una función específica. En este caos el
sistema ATCA 16 se muestra de manera que incluye un procesador 24a
de datos de vuelo para procesar planes de datos de vuelos entregados
por el personal de la aeronave para designar rutas, un procesador
24b de panel de control para proporcionar información procesada
correctamente a visualizar en una o más pantallas 28a a 28K, un
procesador 24c de datos de radar el cual procesa señales de datos de
objetivos de una manera específica y un procesador 28M de alertas de
conflicto (CA). El procesador CA 24M incluye un procesador de
predicción de alertas de conflictos de maniobras (MANCONP) el cual
proporciona una predicción fiable de infracciones MSS y un
procesador de conflictos de proximidad (PROCON) el cual mantiene
una alerta de conflicto hasta que la aeronave para la cual se genera
la alarma comienza a divergir. El procesador CA 24M incluye también
un procesador de predicción de conflicto lineal (LINCON) para
procesar datos asociados a aeronaves que no están maniobrando.
Los expertos ordinarios en la materia apreciarán
evidentemente que el sistema ATCA 16 puede incluir procesadores
adicionales o menos procesadores dependiendo de la aplicación
especifica. Por ejemplo, en algunas formas de realización puede que
sea deseable utilizar un único procesador el cual realice al mismo
tiempo o simultáneamente todas las funciones a realizar por el
sistema ATCA 16.
Los procesadores 24 están acoplados a través de
una red 32 a uno o más sistemas 27a a 27K de entrada/salida (I/O)
indicados genéricamente con la referencia 27. Tomando el sistema I/O
27 como representativo de los sistemas 27b a 27K, cada sistema I/O
27a incluye un procesador y cualquier otro hardware y software
necesarios para proporcionar una interfaz gráfica de usuario (GUI).
Cada sistema I/O incluye una pantalla 28a la cual puede tener
acoplado a la misma un dispositivo 30 de entrada el cual se puede
proporcionar, por ejemplo, en forma de un teclado y un dispositivo
apuntador bien conocido para aquellos con conocimientos habituales
en la técnica, el cual se comunica por interfaz con la interfaz
gráfica de usuario (GUI) de la pantalla 28. Evidentemente, aquellos
con conocimientos habituales en la técnica observarán que también se
pueden utilizar otros dispositivos de entrada. Las pantallas 28
pueden estar ubicadas en ubicaciones físicas diferentes.
Entre otros aspectos, el sistema ATCA 16 mantiene
y actualiza los datos de los objetivos alimentados hacia el mismo
para mantener de este modo la ubicación y la velocidad de los
objetivos detectados por y cuyo seguimiento realiza la parte del
sistema de radar del sistema de control del tráfico aéreo. Al
realizar esta función, el sistema ATCA asigna típicamente un
identificador o "etiqueta" exclusivos a cada objetivo del que
se realiza el seguimiento.
El sistema 10 de control del tráfico aéreo
genera, ocasionalmente, alertas las cuales indican que uno o más
objetivos pueden llegar a estar o están físicamente más cerca que
una norma de separación mínima permitida (MSS). A continuación,
según la presente invención, si los objetivos están maniobrando, se
puede realizar una predicción sobre si se producirá una infracción
de las normas de separación. La situación en la que las aeronaves
están maniobrando en proximidad se produce normalmente alrededor de
sitios de despegue y aterrizaje, por ejemplo, aeropuertos y aéreas
de control de aproximación a la terminal por radar (TRACON).
El sistema 10 de control del tráfico aéreo
realiza el seguimiento de una pluralidad de objetivos mostrándose en
este caso dos objetivos 20, 22 en aras de una mayor simplicidad y
facilidad de descripción. Los dos objetivos 20, 22 que vuelan en
proximidad entre sí forman un par 23 de objetivos. Por lo menos una
de las dos aeronaves en el par 23 de objetivos está maniobrando
evitando de este modo la predicción fiable de una infracción de
normas de separación aérea usando técnicas convencionales. En este
caso, las etapas de procesado ejecutadas por el procesador 24M de
alertas de conflictos (CA) proporcionan una predicción fiable de las
infracciones MSS.
El procesador MANCOP calcula una trayectoria de
vuelo compuesta para los objetivos 20, 22 y predice infracciones de
normas de separación de aeronaves en los casos en los que las
dinámicas de las maniobras de las aeronaves son desconocidas. Una
forma específica según la cual se puede realizar la predicción e
infracciones de normas de separación de aeronaves con relativamente
pocas predicciones falsas se describirá de forma detallada
posteriormente en combinación con las Figuras 2 a 9A.
Basta decir que como la función de seguimiento de
los sistemas ATC convencionales no estima aceleraciones y
velocidades de giro, no es posible predecir conflictos entre
aeronaves que están maniobrando con la misma precisión que para las
que no están maniobrando.
No obstante, se ha reconocido según la presente
invención que es posible fijar el tiempo de inicio de una infracción
horizontal dentro de un intervalo de tiempo limitado por el primer y
el último tiempos en los que se podría iniciar una infracción MSS.
El primer tiempo se obtiene considerando la aproximación más rápida
posible, lo cual podría ocurrir, por ejemplo, si dos aeronaves
fueran a volar en acercamiento frontal, dadas sus velocidades
estimadas actuales. El último tiempo se obtiene considerando la
aproximación más lenta posible, cuando la distancia entre las
aeronaves se está reduciendo a la velocidad de aproximación (la
velocidad a la que cambia la distancia entre las aeronaves). Se
debería indicar que la velocidad de aproximación es menor que la
magnitud de la velocidad relativa (la diferencia entre las
velocidades de las dos aeronaves). Junto con el primer y el último
tiempos de inicio se calculan también los tiempos finales
correspondientes. Los dos pares de tiempo de inicio y final definen
los dos intervalos durante los cuales cada una de entre las
aproximaciones más rápida y más lenta estaría en infracción. Si
ambos intervalos se superponen entre sí y también se superponen
sobre el intervalo durante el cual el par de aeronaves estará en
infracción vertical, existe un potencial de conflicto y se puede
registrar un "acierto". (Para visualizar una alerta de
conflicto para un controlador del tráfico aéreo son necesarios tres
de entre cinco "aciertos" consecutivos).
Haciendo referencia a continuación a la Fig. 2,
la representación gráfica mostrada en la Fig. 2 ilustra estos
intervalos de superposición en forma de rectángulos rayados. En una
forma de realización en la cual se requiere una probabilidad
mejorada de predicción correcta, si los tres intervalos no comparten
ningún tiempo de superposición común, entonces no se registra ningún
"acierto". Incluso si el intervalo más rápido y más lento se
superpone cada uno con parte del intervalo de infracción vertical,
pero no se superponen entre sí, no se produce un "acierto". La
duración estimada del conflicto es igual a un intervalo durante el
cual los tres rectángulos se superponen. En la Fig. 2, este
intervalo está entre t_{s1} y t_{z2}, comenzando en un tiempo
que es posterior que el verdadero en una cantidad desconocida que no
supera la diferencia entre t_{s1} y t_{z1}. No obstante, esta
cantidad desconocida disminuye cuando el tiempo de inicio se vuelve
a estimar sucesivamente.
El procesador 24M MANCONP vuelve a calcular
periódicamente las aproximaciones más rápida y más lenta dando como
resultado un reposicionamiento de los rectángulos entre sí. En el
umbral del conflicto real (cuando las aeronaves están separadas por
la norma de separación mínima) los tiempos de inicio de la
aproximación horizontal más lenta y más rápida se igualan (t_{f1}
= t_{s1}). A lo largo del trayecto, mientras la aeronave se
aproxima a este umbral, la diferencia entre t_{f1} y t_{s1} se
estrecha, reduciendo la incertidumbre del tiempo de inicio. Por
ejemplo, si a lo largo del trayecto t_{z1} se hace más pequeño que
t_{f1}, la incertidumbre quedará limitada por la diferencia
disminuida entre t_{s1} y t_{f1} (ver Fig. 3). Si t_{z1} se
hace mayor que t_{s1} el tiempo de inicio se estimará como
t_{z1}.
Haciendo referencia a continuación a la Fig. 4,
se muestra una representación gráfica que ilustra el proceso para
estimar una velocidad de aproximación. Cuando se calcula una
estimación de la velocidad de aproximación, el algoritmo no debería
utilizar las estimaciones de la velocidad del dispositivo seguidor
ya que no son fiables. En su lugar, se puede obtener una velocidad
de aproximación calculando el ritmo con el cual se reduce la
distancia entre las aeronaves. Como normalmente un radar no mide las
posiciones de dos aeronaves distintas al mismo tiempo, la posición
de una de las aeronaves se debe interpolar para que coincida con el
tiempo en el cual se observó la otra aeronave.
La interpolación se debería realizar
preferentemente en el denominado "plano del sistema" entre
posiciones medidas por el radar preferido. Si las posiciones de las
aeronaves se visualizan a los controladores en una superficie plana,
es necesario proyectar las posiciones de las aeronaves sobre un
plano al que se hace referencia como "plano del sistema". De
este modo el plano del sistema se corresponde con un plano que
contiene las proyecciones estereográficas de las posiciones de todas
las aeronaves en el espacio aéreo cubierto.
Aunque sería más preciso interpolar en
coordenadas de radar (distancia en línea recta y azimut), la
interpolación no sería posible cuando se toman mediciones
consecutivas desde dos radares diferentes, ya que las aeronaves se
mueven a través de los límites de un mosaico con radares preferidos
diferentes en baldosas adyacentes. La interpolación entre posiciones
del plano del sistema desde múltiples radares en la misma baldosa
del mosaico también se debería evitar ya que contienen diferentes
polarizaciones de proyección estereográfica. Se debería indicar que
en algunas formas de realización preferidas, la interpolación
también se puede realizar entre posiciones estimadas por
dispositivos seguidores (también conocidas como filtradas), en lugar
de las posiciones comunicadas por el radar.
La capacidad del procesador MANCONP para predecir
infracciones de normas de separación se debe equilibrar con la
necesidad de evitar predicciones falsas, también denominadas alarmas
nocivas. Una predicción verdadera es la que estima correctamente por
adelantado que dos aeronaves que se están aproximando estarán
separadas en menos de una norma de separación mínima (MSS)
permitida. Idealmente, cuando no se viole la MSS, no se debería
emitir ninguna alerta. No obstante, cuando la separación mínima va
ser similar a la MSS, no es posible predecir con precisión si la MSS
será violada o no, ya que las separaciones pronosticadas de las
aeronaves que están maniobrando no se pueden calcular exactamente.
Por esta razón, el procesador MANCONP 24 puede registrar
"aciertos" en ciertas situaciones en las que la separación
mínima es mayor que el mínimo permitido en una cantidad finita. El
objetivo del diseñador es reducir el número de "aciertos"
falsos. La modificación descrita a continuación consigue este
objetivo utilizando dos aspectos de información disponible.
El primer aspecto de información es que el
algoritmo se puede terminar cuando se estima que se ha producido una
infracción de la MSS - correcta o erróneamente -, ya que el tiempo
para realizar predicciones ha pasado. El procesador MANCONP puede
identificar esta condición por el hecho de que después de que se
haya calculado que se ha producido una infracción, la relación
tiempo-a-infracción es negativa. Por
esta razón el procesador MANCONP no registra ningún "acierto",
cuando t_{s1} y t_{f1} y t_{z1} están a la izquierda del
origen en la Fig. 3. Esta restricción finalizará el procesado de
"aciertos" y precipitará la desactivación de una alarma nociva.
Si la predicción del conflicto era correcta, los "aciertos"
del procesador MANCONP 24M todavía pueden ser desactivados, ya que
el procesador de conflicto de proximidad (PROCON) continúa
manteniendo la alerta hasta que las aeronaves comienzan a
divergir.
El segundo aspecto de información es que resulta
más probable que el procesador MANCONP registre un "acierto"
falso cuando el tiempo de predicción es largo. Por esta razón, se
pueden evitar muchos "aciertos" falsos esperando a registrar
"aciertos" hasta que la separación de las aeronaves esté más
cerca de la MSS. Esto se consigue definiendo un umbral de separación
más allá del cual no se registran "aciertos". Este umbral se
define añadiendo una constante (un parámetro de diseño) al MSS. Por
ejemplo, si la constante es "A", en ese caso no se registrarán
"aciertos" siempre que la aeronave está separada por una
distancia mayor que A+MSS.
Las trayectorias representativas de vuelos con
maniobras, probados en un entorno ideal sin ruido, confirmaron que
los objetivos que no estaban inicialmente en conflicto potencial no
cumplirán las condiciones necesarias para registrar un
"acierto", pero a medida que los objetivos se giran el uno
hacia el otro y crean una situación peligrosa, los intervalos de
infracción se moverán el uno hacia el otro y en superposición,
creando las condiciones para dar origen a una alerta de conflicto
con un tiempo de aviso finito, es decir, antes de que tenga lugar la
infracción real de las normas de separación. Las trayectorias de
vuelo que se examinaron se ilustran genéricamente en la Fig. 5 y sus
parámetros de movimiento se listan en la Tabla 1. Los resultados se
listan en la Tabla 2.
En todos los casos, los objetivos comienzan su
vuelo en trayectorias horizontales, rectas, paralelas, sin crear
ningún conflicto horizontal, y separados en altitud sin ningún
conflicto vertical. A continuación, en la configuración designada
como A en la Fig. 5, ambos objetivos comienzan a girar,
aproximándose entre sí. En la configuración designada como B en la
Fig. 5, únicamente un objetivo se gira hacia el otro, mientras que
el otro continúa volando en una línea recta. En todos los casos, un
objetivo desciende y el otro sube a un ritmo constante. Las normas
de separación horizontal y vertical se fijaron a 3 nm y 1000 pies,
respectivamente. En total, se probaron cuatro casos, de entre los
cuales se designaron tres para dar como resultado un conflicto. El
periodo de barrido del radar se consideró que era de 5 segundos.
Los casos 1 y 2, que vuelan en la configuración
designada como A en la Fig. 5, se diseñaron para representar,
respectivamente, las aproximaciones rápida y lenta, dando como
resultado la aproximación más lenta un tiempo de aviso más largo. En
el caso 1, el conflicto comenzó 30 segundos después de que ambos
objetivos comenzarán a girar y el primer "acierto" se registró
10 segundos después del comienzo de los giros - el equivalente de
dos barridos. Este es un tiempo muy corto, considerando que en los
sistemas convencionales de control del tráfico aéreo tales como el
STARS puede que se tarde entre 2 y 3 barridos en detectar una
maniobra, indicando que si la técnica de procesado de las alertas de
conflictos se invocaron solamente después de que se detectara una
maniobra, el tiempo de aviso habría sido menor. Por esta razón, la
técnica de procesado de alertas de conflicto de la presente
invención se puede calcular para todos los pares no divergentes, al
mismo tiempo que con las técnicas de seguimiento y de procesado de
alertas de conflictos que están en marcha actualmente, y usando para
el resultado el primer tiempo de aviso de entre los tiempos
calculados por todas las técnicas. Esta aproximación elimina
cualquier otro retardo en el registro de un "acierto" cuando
comienza una maniobra y proporciona a la función CA una transición
sin baches entre los segmentos que no maniobran y los que maniobran
del trayecto de vuelo de las aeronaves.
En el caso 2, la separación inicial era mayor y
la aproximación más lenta, dando como resultado un primer
"acierto" 49 segundos antes del conflicto. Los casos 3 y 4 se
hacen volar en la configuración identificada como B en la Fig. 5. En
el caso 3, los objetivos se situaron inicialmente suficientemente
separados para evitar un conflicto, y no se registró ningún
"acierto". En el caso 4, los objetivos se movían más cerca, con
el primer "acierto" registrado 44 segundos antes del
conflicto.
\vskip1.000000\baselineskip
Encuentros con separaciones mínimas cerca de la
MSS pueden producir alarmas nocivas. Esta condición se crea en la
configuración C, representada gráficamente en la Fig. 6. En los
casos 5 y 6 (listados en la Tabla 3) de este encuentro, la
separación mínima es 2,7 nm y el procesado realizado por el
procesador MANCONP se prueba en relación con una MSS de 1,2 nm, lo
cual significa que idealmente no se debería declarar ninguna alerta
de conflicto.
Para calcular la probabilidad de alarmas nocivas,
cada una de las trayectorias de vuelo en estos dos casos (es decir,
Casos 5 y 6) se reprodujo 1.000 veces con informes de objetivos
ruidosos ASR-9 simulados (es decir, informes de
objetivos que simulan las características de ruido de medición de un
radar ASR-9). Se debería indicar que la simulación
se consiguió utilizando un generador de números aleatorios para
generar el ruido aleatorio que se añade a las posiciones verdaderas
del objetivo. Reproduciendo una trayectoria de vuelo de una aeronave
1.000 veces, cada reproducción con ruido aleatorio diferente, se
crea una muestra estadística.
A continuación dichas trayectorias de vuelo
reproducidas en estos dos casos y los datos de las posiciones de
seguimiento y de la velocidad se proporcionaron al procesador
MANCONP. A continuación se contó el número de alertas para calcular
la probabilidad de alarmas nocivas. En el Caso 5, la técnica de
procesado realizada por el procesador MANCONP incluía las técnicas
para reducir el número de alarmas falsas y en el Caso 6 no. Los
resultados de la simulación se muestran en Fig. 7.
Haciendo referencia a continuación a la Fig. 7,
se muestra la comparación entre los casos en los cuales la técnica
de procesado realizada por el procesador MANCONP incluye la técnica
para reducir predicciones falsas - al que se hace referencia como
MANCONP modificado - (Caso 5) y el caso en el que no (Caso
6). Una revisión de la Fig. 7 revela una mejora significativa en la
probabilidad de alarmas nocivas. Con la modificación, las alarmas
nocivas se produjeron menos de la mitad del tiempo durante un
periodo corto que duraba menos de 14 segundos. La técnica de
procesado sin la modificación declaró una alarma nociva mucho antes
(52 segundos antes) y con una probabilidad mayor (96 por ciento). La
modificación consigue el índice de alarmas nocivas bajo no
procesando ningún acierto antes de que la separación de las
aeronaves alcance los 3,6 nm, lo cual se corresponde con un umbral
de 2,4 mm por encima de la MSS de 1,2 nm. La utilización de este
umbral retarda el tiempo en el que una alerta verdadera resulta
declarable, acortando de este modo el tiempo de aviso.
Haciendo referencia a continuación a la Fig. 8,
se muestra una comparación entre las probabilidades de alertas de
conflicto que resultan de utilizar el MANCONP con (Caso 7) y sin
(Caso 8) la modificación. En estos casos, la separación mínima era
0,5 nm, lo cual está claramente por debajo de la MSS. El algoritmo
modificado declaró una alerta 6,5 segundos antes de la infracción,
aunque 38 segundos después de que el algoritmo original declarara la
alerta. Este resultado demuestra el compromiso delicado entre el
tiempo de aviso de alertas de conflictos y la probabilidad de
alarmas nocivas. El tiempo de aviso se puede aumentar incrementando
el umbral de separación por encima de los 2,4 nm, pero a costa de
más alarmas nocivas. El valor óptimo de este umbral se puede
determinar solamente después de unas pruebas extensas sobre el
campo, ya que depende, al menos parcialmente, del tipo de maniobras
dominantes en el entorno de funcionamiento. Un producto colateral
positivo de la modificación es que la alerta se desactiva antes, 9,5
segundos antes en esta comparación. Idealmente, una alerta se
debería desactivar tan pronto como la aeronave comenzase a
divergir.
Las Figuras 9 y 9A son una serie de diagramas de
flujo que muestran el procesado realizado por el procesador 24M CA
proporcionado como parte del sistema 10 de automatización de control
del tráfico aéreo (Fig. 1) para predecir conflictos entre objetos u
objetivos que están maniobrando. Los elementos rectangulares
(tipificados por el elemento 80 en la Fig. 9), indicados en el
presente documento como "bloques de procesado", representan
instrucciones o grupos de instrucciones de software para el
ordenador. Los elementos con forma de diamante (tipificados por el
elemento 98 en la Fig. 9A), indicados en el presente documento como
"bloques de decisión", representan instrucciones o grupos de
instrucciones de software para el ordenador que afectan a la
ejecución de las instrucciones de software del ordenador
representadas por los bloques de procesado.
Como alternativa, los bloques de procesado y de
decisión representan etapas realizadas por circuitos funcionalmente
equivalentes tales como un circuito de procesador digital de la
señal o un circuito iterado específico de aplicación. Los diagramas
de flujo no representan gráficamente la sintaxis de ningún lenguaje
de programación específico. Por el contrario, los diagramas de flujo
ilustran la información funcional que requiere alguien con
conocimientos habituales en la técnica para fabricar circuitos o
para generar software de ordenador de cara a realizar el procesado
requerido del aparato específico. Se debería observar que no se
muestran muchos elementos del programa rutinarios, tales como la
inicialización de bucles y variables y el uso de variables
temporales. Aquellos con conocimientos habituales en la técnica
observarán que a no ser que se indique lo contrario en el presente
documento, la secuencia específica de etapas descrita solamente es
ilustrativa y se puede variar sin desviarse con respecto al espíritu
de la invención.
La Tabla A-1 a continuación
ofrece una lista de los atributos de los objetivos y las normas de
separación utilizadas por la técnica de procesado para predecir
conflictos entre objetos u objetivos que están maniobrando. Se
debería observar que la implementación específica de la técnica de
la presente invención que se describe a continuación está destinada
únicamente a ser instructiva y no pretende ser limitativa. Se
reconoce que los mismos conceptos se pueden implementar
específicamente en una variedad de diferente maneras utilizando una
variedad de técnicas diferentes.
\vskip1.000000\baselineskip
Volviendo a continuación a las Figuras 9 y 9A, el
procesado realizado para proporcionar una predicción de conflictos
comienza con la etapa de recuperar posiciones, altitudes, y tiempos
de los objetivos de los barridos actual (nésimo) y anterior
((n-1)ésimo). A continuación el procesado prosigue
con la etapa 82 en la cual los incrementos en las posiciones en el
plano del sistema y en las altitudes de los objetivos se calculan
como:
[\Delta X_{1}, \Delta Y_{1},
\Delta Z_{1}]^{T} = [X_{1,n} - X_{1,n-1}, Y_{1,n} -
Y_{1,n-1}, Z_{1,n} -
Z_{1,n-1}]^{T}
[\Delta X_{2}, \Delta Y_{2},
\Delta Z_{2}]^{T} = [X_{2,n} - X_{2,n-1}, Y_{2,n} -
Y_{2,n-1}, Z_{2,n} –
Z_{2,n-1}]^{T}
A continuación el procesado prosigue con la etapa
84 en la que se sincronizan las posiciones y las altitudes de los
objetivos. La sincronización se puede calcular como:
Si
(t_{1,n-1} < t_{2,n} < t_{1,n}) (ver Fig.
4)
En ese caso define un valor k como:
k = (t_{2,n} -
t_{1,n-1}) / (t_{1,n} -
t_{1,n-1})
y
calcula
[X_{1i,n}, Y_{1i,n},
Z_{1i,n}]^{T} = X_{1,n-1},
Y_{1,n-1}, Z_{1,n-1}]^{T} + k
[\Delta X_{1}, \Delta Y_{1}, \Delta
Z_{1}]^{T}
[X_{2i,n}, Y_{2i,n},
Z_{2i,n}]^{T} = [X_{2,n}, Y_{2i,n},
Z_{2i,n}]^{T}
t_{i,n} =
t_{2,n}
De otro modo define el valor k como:
k = (t_{1,n} -
t_{2,n-1}) / (t_{2,n} -
t_{2,n-1})
y
calcula
[X_{2i,n}, Y_{2i,n},
Z_{2i,n}]^{T} = X_{2,n-1},
Y_{2,n-1}, Z_{2,n-1}]^{T} + k
[\Delta X_{2}, \Delta Y_{2}, \Delta
Z_{2}]^{T}
[X_{1i,n}, Y_{1i,n},
Z_{1i,n}]^{T} = [X_{1,n}, Y_{1,n},
Z_{1,n}]^{T}
t_{i,n} =
t_{1,n}
Claims (15)
1. Método para predecir conflictos de
trayectorias entre por lo menos dos objetos, por lo menos uno de
ellos está maniobrando con respecto al otro, comprendiendo el método
la determinación de si se cumple un criterio de separación entre
dichos por lo menos dos objetos, caracterizado por las
siguientes etapas:
determinación (90) de una velocidad más rápida de
aproximación basándose en una velocidad frontal y una velocidad más
lenta de aproximación de los dos objetos en un plano del
sistema;
determinación (90) de un ritmo de aproximación de
los dos objetos en una tercera dimensión ortogonal al plano del
sistema;
determinación (86) de la separación de los dos
objetos en el plano del sistema;
determinación (86) de la separación de los dos
objetos en dicha tercera dimensión;
definición (94) de un primer intervalo de tiempo
como el tiempo entre un tiempo (t_{f1}) de inicio en el cual la
separación en el plano del sistema se hace menor que un criterio de
separación del plano del sistema y un tiempo final (T_{f2}) en el
cual la separación en el plano del sistema se hace mayor que el
criterio de separación del plano del sistema, siendo la velocidad de
aproximación dicha velocidad más rápida de aproximación;
determinación (96) de un segundo intervalo de
tiempo como el tiempo entre un tiempo (t_{s1}) de inicio en el
cual la separación en el plano del sistema se hace menor que el
criterio de separación del plano del sistema y un tiempo final
(T_{s2}) en el cual la separación en el plano del sistema se hace
mayor que el criterio de separación del plano del sistema, siendo la
aproximación de la velocidad dicha velocidad más lenta de
aproximación;
determinación de un tercer intervalo de tiempo
como el tiempo entre un tiempo (t_{z1}) de inicio en el cual la
separación en la tercera dimensión se hace menor que un criterio de
separación de la tercera dimensión y un tiempo final (t_{z2}) en
el cual la separación en la tercera dimensión se hace mayor que el
criterio de separación de la tercera dimensión;
e indicación (104) de un conflicto si se cumplen
por lo menos las siguientes condiciones: existe una superposición
entre el tercer intervalo de tiempo y el primer y el segundo
intervalos de tiempo; y los dos objetos son convergentes en el plano
del sistema y en la tercera dimensión.
2. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque se determina si dichos por lo menos dos
objetos, están convergiendo mediante las siguientes etapas:
interpolación (84) de las posiciones en el plano
del sistema y altitudes en la tercera dimensión, de dichos por lo
menos dos objetos;
cálculo (86) de las separaciones del plano del
sistema y la tercera dimensión;
cálculo (88) de factores de convergencia para
dichos por lo menos dos objetos;
cálculo (90) de velocidades relativas de dichos
por lo menos dos objetos;
realización (98) de una comprobación de
superposición de intervalos; y
determinación de si los tiempos (T_{s1},
T_{z1}) de inicio del segundo y el tercer intervalos son tiempos
futuros.
3. Método según la reivindicación 2,
caracterizado porque la etapa de interpolación de las
posiciones y altitudes de dichos por lo menos dos objetos, comprende
las siguientes etapas:
barrido repetido de dichos por lo menos dos
objetos, para obtener sus posiciones y altitudes;
recuperación (80) de las posiciones, altitudes y
tiempo de los barridos actual y anterior de dichos por lo menos dos
objetos;
cálculo (82) de los incrementos en las posiciones
del plano del sistema y altitudes de dichos por lo menos dos
objetos; y
determinación (84) de posiciones y altitudes
síncronas de dichos por lo menos dos objetos.
4. Método según la reivindicación 1, en el que la
etapa de cálculo de la separación del plano del sistema y de la
tercera dimensión comprende las siguientes etapas:
cálculo de la separación del plano del sistema
como
R_{h,n} = [(\Delta
X_{12,n})^{2} + (\Delta
Y_{12,n})^{2}]^{1/2};
y
cálculo de la separación de la tercera dimensión
como R_{v,n} = |\DeltaZ_{12,n}|,
en el que las posiciones de los dos objetos están
determinadas por las dimensiones X e Y ortogonales en el plano del
sistema, y \DeltaX_{12,n} y \DeltaY_{12,n} son
respectivamente las diferencias entre las coordenadas de la
dimensión X y la dimensión Y de los dos objetos, y
\DeltaZ_{12,n} es la diferencia entre las altitudes de los dos
objetos.
5. Método según la reivindicación 2,
caracterizado porque la etapa de cálculo de las velocidades
relativas de dichos por lo menos dos objetos, comprende la siguiente
etapa:
cálculo de una velocidad de aproximación más
lenta como el ritmo de cambio de la separación en el plano del
sistema;
cálculo de una velocidad frontal; y
cálculo de una velocidad vertical relativa.
6. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por las etapas de
determinar (100) si la separación de los dos objetos en el plano del
sistema es menor que la suma del criterio de separación del plano
del sistema y una distancia de umbral, e indicar (104) un conflicto
únicamente si se cumplen por lo menos las siguientes condiciones:
existe superposición entre el tercer intervalo de tiempo y el primer
y el segundo intervalos de tiempo; los dos objetos son convergentes
en el plano del sistema y en la tercera dimensión; y la separación
de los dos objetos en el plano del sistema es menor que la suma del
criterio de separación del plano del sistema y dicha distancia de
umbral.
7. Aparato para predecir conflictos de
trayectorias entre por lo menos dos objetos, de los que por lo menos
uno de ellos está maniobrando con respecto al otro, comprendiendo el
aparato medios para determinar si se cumple un criterio de
separación entre dichos por lo menos dos objetos,
caracterizado por:
medios (90) para determinar una velocidad más
rápida de aproximación basándose en una velocidad frontal y una
velocidad más lenta de aproximación de los dos objetos en un plano
del sistema;
medios (90) para determinar un ritmo de
aproximación de los dos objetos en una tercera dimensión ortogonal
al plano del sistema;
medios (86) para determinar la separación de los
dos objetos en el plano del sistema;
medios (86) para determinar la separación de los
dos objetos en dicha tercera dimensión;
medios (94) para definir un primer intervalo de
tiempo como el tiempo entre un tiempo de inicio en el cual la
separación en el plano del sistema se hace menor que un criterio de
separación del plano del sistema y un tiempo final en el cual la
separación en el plano del sistema se hace mayor que el criterio de
separación del plano del sistema, siendo la velocidad de
aproximación dicha velocidad más rápida de aproximación;
medios (96) para determinar un segundo intervalo
de tiempo como el tiempo entre un tiempo de inicio en el cual la
separación en el plano del sistema se hace menor que el criterio de
separación del plano del sistema y un tiempo final en el cual la
separación en el plano del sistema se hace mayor que el criterio de
separación del plano del sistema, siendo la aproximación de la
velocidad dicha velocidad más lenta de aproximación;
medios (92) para determinar un tercer intervalo
de tiempo como el tiempo entre un tiempo de inicio en el cual la
separación en la tercera dimensión se hace menor que un criterio de
separación de la tercera dimensión y un tiempo final en el cual la
separación en la tercera dimensión se hace mayor que el criterio de
separación de la tercera dimensión;
medios (98) para determinar si existe
superposición entre el tercer intervalo de tiempo y el primer y el
segundo intervalos de tiempo; y
medios (102) para determinar si los dos objetos
son convergentes en el plano del sistema y en la tercera
dimensión.
8. Aparato según la reivindicación 7,
caracterizado porque dichos medios para determinar si dichos
por lo menos dos objetos, están convergiendo comprenden:
medios (84) para interpolar las posiciones en el
plano del sistema y altitudes en la tercera dimensión, de dichos por
lo menos dos objetos;
medios (86) para calcular las separaciones del
plano del sistema y la tercera dimensión;
medios (88) para calcular factores de
convergencia para dichos por lo menos dos objetos;
medios (90) para calcular velocidades relativas
de dichos por lo menos dos objetos;
medios (98) para realizar una comprobación de
superposición de intervalos; y
medios (102) para determinar si los tiempos de
inicio del segundo y el tercer intervalos son tiempos futuros.
9. Aparato según la reivindicación 8,
caracterizado porque los medios para interpolar las
posiciones y altitudes de dichos por lo menos dos objetos,
comprenden:
medios (12, 18, 24) para realizar un barrido
repetido de dichos por lo menos dos objetos, para obtener sus
posiciones y altitudes;
medios (80) para recuperar las posiciones,
altitudes y tiempo de los barridos actual y anterior de dichos por
lo menos dos objetos;
medios (82) para calcular los incrementos en las
posiciones del plano del sistema y altitudes de dichos por lo menos
dos objetos; y
medios (84) para determinar posiciones y
altitudes síncronas de dichos por lo menos dos objetos.
10. Método según la reivindicación 8,
caracterizado porque los medios (90) para calcular las
velocidades relativas de dichos por lo menos dos objetos,
comprenden:
medios para calcular una velocidad de
aproximación más lenta como el ritmo de cambio de la separación en
el plano del sistema;
medios para calcular una velocidad frontal; y
medios para calcular una velocidad vertical
relativa en la tercera dimensión.
11. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 10, caracterizado por:
medios (100) para determinar si la separación de
dichos dos objetos en el plano del sistema es menor que la suma del
criterio de separación del plano del sistema y una distancia de
umbral, y
medios (104) para indicar un conflicto únicamente
si se cumplen por lo menos las siguientes condiciones:
existe superposición entre el tercer intervalo de
tiempo y el primer y el segundo intervalos de tiempo;
los dos objetos son convergentes en el plano del
sistema y en la tercera dimensión; y
la separación de los dos objetos en el plano del
sistema es menor que la suma del criterio de separación del plano
del sistema y dicha distancia de umbral.
12. Sistema de control del tráfico aéreo, que
comprende:
un sistema (12, 18, 24) de radar; y
un procesador (24M) de alertas de conflictos
acoplado a dicho sistema de radar, incluyendo dicho procesador de
alertas de conflictos:
un procesador de predicción de alertas de
conflictos de maniobras y un procesador de conflictos de proximidad
acoplado a dicho procesador de predicción de alertas de conflictos
de maniobras, estando destinado dicho procesador de conflictos de
proximidad a mantener una alerta de conflicto hasta que la aeronave
para la cual se genera la alarma comienza a divergir, en el que
dicho procesador de predicción de alertas de conflictos de maniobras
incluye un aparato según la reivindicación 7.
13. Sistema de control del tráfico aéreo según la
reivindicación 12, caracterizado porque dicho procesador de
predicción de alertas de conflictos de maniobras comprende medios
para acortar el tiempo de aviso durante el cual una alerta de
conflicto resulta declarable.
14. Sistema de control del tráfico aéreo según la
reivindicación 12, caracterizado porque dicho procesador de
predicción de alertas de conflictos de maniobras comprende:
primeros medios para situar el tiempo de inicio
de una infracción horizontal dentro de un intervalo de tiempo
limitado por el primer y el último tiempos en los que se podría
iniciar dicha infracción MSS;
segundos medios para calcular los tiempos finales
correspondientes, en los que los dos pares de tiempo de inicio y
final definen los dos intervalos durante los cuales cada una de
entre las aproximaciones más rápida y más lenta estaría en
infracción; y
terceros medios para determinar si ambos
intervalos se superponen entre sí y también se superponen sobre el
intervalo durante el cual el par de aeronaves estará en infracción
vertical de tal manera que exista un potencial de conflicto y se
pueda registrar un acierto.
15. Sistema de control del tráfico aéreo según la
reivindicación 14, caracterizado porque dichos primeros
medios obtienen el primer tiempo considerando la aproximación más
rápida posible y el último tiempo considerando la aproximación más
lenta posible.
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