JP2003130674A

JP2003130674A - 飛行管理方法および装置

Info

Publication number: JP2003130674A
Application number: JP2001328003A
Authority: JP
Inventors: Norio Toda; 憲雄戸田; Sei Kunito; 聖國頭
Original assignee: Japan Steel Works Ltd; Kawasaki Heavy Industries Ltd; Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Current assignee: Japan Steel Works Ltd; Kawasaki Heavy Industries Ltd; Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Priority date: 2001-10-25
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2003-05-08
Anticipated expiration: 2021-10-25
Also published as: JP3557443B2

Abstract

(57)【要約】【課題】飛行管理に必要な情報処理量を可及的に少な
くし、経路変更に対する応答性を向上することができる
飛行管理方法および装置を提供する。【解決手段】地図データおよび航空機の運動能力に基
づいて、低高度で飛行するための複数の低高度飛行経路
を求めて経路データベース化し、この経路データベース
を参照して、予め定める経路決定要因に対して最適な複
数の低高度飛行経路を選択し、この最適な各低高度飛行
経路を相互に接続して計画飛行経路を作成し、前記計画
飛行経路と自機位置とを比較して、計画飛行経路に対す
る自機位置の相対位置情報を求め、この相対位置情報に
基づいて、計画飛行経路に沿って飛行するためのガイダ
ンス情報を求め、前記ガイダンス情報を表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば輸送用の
固定翼機および回転翼機（ヘリコプタ）などの各種の航
空機をテラインマスキング航法によって航行支援するた
めなどに好適に実施することができる飛行管理方法およ
び装置に関する。

【０００２】本発明において、用語「地上レーダ」は地
上に設置されるレーダおよび車両等に積載され地上を移
動するレーダを意味し、用語「空中レーダ」は航空機等
に搭載されるレーダを意味する。

【０００３】

【従来の技術】物資の輸送などの任務計画を安全かつ確
実に達成するために、毎回のフライト毎に飛行計画を立
てる必要があるが、近年では、たとえば「AIR FORCE Ma
gazine」（December 1994発行、発行社：Air Force Ass
ociation、発行者：Robert T.shaughness）の「Basic C
hange in Mission Planning」にも記載されているよう
に、飛行計画を作成するための時間を短縮し、任務の分
析をより完全なものとするために、コンピュータおよび
ソフトウエアを用いて飛行計画を作成し、機上のディス
プレイによって飛行経路およびその周辺のレーダ網情報
を表示することができる飛行計画作戦支援システムが注
目されている。

【０００４】典型的な従来の技術は、特許第２８１２６
３９号公報に開示されている。この従来の技術では、有
視界飛行をする航空機の飛行経路を作成するにあたっ
て、入力装置によって航空機の出発地点と目標地点とを
入力し、情報処理装置によって飛行環境データベースで
保有している現在の飛行環境データを基にして、その環
境に適した地上目標物を、目標物データベースに保有し
ている目標物データの特性情報と比較して検出し、こう
して検出した目標物データに基づいて、出発地点から目
標地点までの間で隣接する目標物間をそれぞれ結んで、
探索経路モデルを複数作成し、各経路モデルについて、
レーダ網データベースに保有される避けるべき地上およ
び空中のレーダ網に関するデータによって、各経路モデ
ルを飛行するときのレーダ網に対する暴露値を、前記情
報処理装置によって算出して割付けし、この暴露値が割
付けられた各経路モデルを、探索アルゴリズムによって
前記暴露値の総和が最も小さくなる最適な飛行経路を算
出し、この最適な飛行経路を地図データ上に自機位置と
ともに表示し、飛行経路と自機位置とのずれ、レーダ網
および飛行環境の変化に応じて飛行経路を修正し、常に
最適な飛行経路を得ることができる経路探索システムお
よび経路探索方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
最適な飛行経路を探索するにあたって、各目標物間を結
んだ複数の経路モデルを作成して、目標地点と出発地点
とを結ぶ一直線に対して所定の角度範囲内に存在する経
路モデルを探索対象とし、燃料条件および高度条件を考
慮して、評価関数を用いた所定のアルゴリズムに従って
暴露値の総和が最も小さくなる経路を最適な飛行経路と
して出力して表示装置に表示し、この飛行経路と自機位
置との間にずれが生じたとき、ならびに経路決定要因が
変化すると、現在位置を出発地点として、初期の最適飛
行経路の探索と同様な手順で再び、すなわち探索経路モ
デルの作成からやり直し、修正後の飛行経路を求めるよ
うに構成されるので、前記燃料条件および高度などを含
む飛行環境、地形、レーダ網および飛行コストなどの経
路決定要因が変化するたびに、また自機位置がずれるた
びに、最適飛行経路を求めるための演算を繰返し行わな
ければならず、特に頻繁に経路決定要因が変化したとき
など、最適飛行経路を求めるための演算量が膨大となっ
てしまい、経路変更に対する応答性が悪いという問題が
ある。

【０００６】またこの従来の技術では、上述のように一
定の条件下で決定された最適な飛行経路に沿って飛行す
るためのガイダンス情報が得られるように構成されてお
らず飛行経路から自機位置がずれやすく、飛行経路の変
更が不必要な場合にまで、飛行経路が変更されてしまう
おそれがあり、情報処理上の無駄が多いという問題があ
る。

【０００７】本発明の目的は、経路決定要因の変化に対
して高い応答性で最適な計画飛行経路が得られるととも
に、無駄な計算を可及的に少なくして、情報処理コスト
を低減することができるようにした飛行管理方法および
装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、地図データおよび航空機の運動能力に基づいて、低
高度で飛行するための複数の低高度飛行経路を求めて経
路データベース化し、この経路データベースを参照し
て、予め定める経路決定要因に対して最適な複数の低高
度飛行経路を選択し、この最適な各低高度飛行経路を相
互に接続して計画飛行経路を作成し、前記計画飛行経路
と自機位置とを比較して、計画飛行経路に対する自機位
置の相対位置情報を求め、この相対位置情報に基づい
て、計画飛行経路に沿って飛行するためのガイダンス情
報を求め、前記ガイダンス情報を表示することを特徴と
する飛行管理方法である。

【０００９】本発明に従えば、経路データベースを参照
して予め定める経路決定要因に対する最適な複数の低高
度飛行経路を選択する。この予め定める経路決定要因と
は、たとえば出発地点から目標地点までの距離、地形、
天候などの飛行環境、地上および空中のレーダ網などの
探知網を含む飛行計画に必要な各種の情報をいう。この
ような経路決定要因に対して前記経路データベースの中
から最適な複数の低高度飛行経路を選択し、この最適な
複数の低高度飛行経路を相互に接続して計画飛行経路を
作成する。この計画飛行経路は、前記経路決定要因が入
力された時点における最適な計画飛行経路である。経路
決定要因は、地上支援設備に備えられる入力装置によっ
て入力されてもよく、さらに航行中の航空機に搭載され
ている機上支援設備の入力装置によって随時入力されて
もよい。

【００１０】計画飛行経路は、航行中に経路決定要因が
変化したとき、低高度飛行経路から作成し直して変更さ
れるものではなく、すなわち前記従来の技術のように、
経路決定要因の変化、すなわち探知網および飛行環境が
変化するたびに、または算出した計画飛行経路と自機位
置とのずれが生じるたびに、低高度飛行経路を作成し直
すのではなく、経路決定要因に対して経路データベース
を参照して低高度飛行経路を選択し直し、この選択し直
された最適な複数の低高度飛行経路を接続して作成され
る。さらに低高度飛行経路の選択は、経路決定要因の変
化に影響される低高度飛行経路についてだけ選択し直せ
ばよく、最小限の変更によって新たな最適な計画飛行経
路が求められ、これによって最適な計画飛行経路の更新
に伴う演算処理量の極端な増加をなくし、経路決定要因
の変更に対して常に高い応答性で最適な計画飛行経路を
決定することができる。

【００１１】また計画飛行経路に沿って飛行するための
ガイダンス情報が表示され、計画飛行経路に対して自機
位置がずれを生じにくく、仮にずれを生じても、元の計
画飛行経路に容易に復帰させることができるので、この
自機位置のずれに起因した頻繁な計画飛行経路の更新を
避け、これによって無駄な情報処理を少なくして、むや
みに高い計算能力を必要とすることなく、機上支援装置
を用いて容易に実施可能な飛行管理方法を実現すること
ができる。

【００１２】請求項２記載の本発明は、請求項１記載の
構成に加えて、前記経路データベースは、地上支援設備
によって作成してデータ記憶媒体に記憶し、このデータ
記憶媒体の記憶内容に基づいて、地上あるいは機上支援
設備によって計画飛行経路を作成し、機上支援設備によ
って前記相対位置情報を求め、この相対位置情報に基づ
くガイダンス情報を、機上のヘッドアップディスプレイ
およびマルチファンクションディスプレイのうち少なく
ともいずれか一方によって表示することを特徴とする。

【００１３】本発明に従えば、地上支援設備によって前
記経路データベースを作成し、たとえばミニディスク
（略称ＭＤ）、フロッピー（Ｒ）ディスク（略称ＦＤ）
およびコンパクトディスクリードオンリメモリ（略称Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ）などの各種のデータ記憶媒体に記憶させ、
この記憶内容に基づいて地上あるいは機上支援設備によ
って計画飛行経路を作成し、機上支援設備によって計画
飛行経路と自機位置との相対位置情報を求め、この相対
位置情報を機上のヘッドアップディスプレイ（略称ＨＵ
Ｄ）またはマルチファンクションディスプレイ（略称Ｍ
ＦＤ）のいずれか一方または双方によって表示するの
で、機上支援設備の計画飛行経路を作成するための演算
処理上の負荷を低減し、航行中におけるパイロットのデ
ータ入力作業を少なくして、航行中におけるパイロット
の作業負担を軽減することができる。

【００１４】前記ヘッドアップディスプレイは、航空機
の窓の手前に取付けられたハーフミラーに類似のコンバ
イナと呼ばれる表示パネルに自機の機体を示す情報を投
影して表示し、前記窓を介する外界情報と同時に視認で
きるようにした表示装置である。このようなヘッドアッ
プディスプレイによって前記相対位置情報を表示するの
で、パイロットが操縦中に前方視界（ヘッドアップ）と
航空計器（ヘッドダウン）を交互に見る必要がなく、テ
ラインマスキング航法と呼ばれる低高度飛行を行う場合
に、操縦操作の遅れを防止するために可能な限りヘッド
アップした状態で操縦することができ、好適である。こ
のようにヘッドダウンの回数を可及的に少なくして、パ
イロットが相対位置情報をヘッドアップした状態で前方
視界上に計画飛行経路と自機位置とを重ねて同時に認識
することができ、したがってパイロットがガイダンス情
報、たとえば計画飛行経路を回廊のように表示するコリ
ドー表示または仮想リーダ機を表示する追尾表示などの
各種のガイダンス表示に従って操縦すればよい。このよ
うにパイロットへの計画飛行経路決定のための負荷を格
段に少なくしたうえで、さらに計画飛行経路に沿って飛
行するための負荷をも格段に少なくすることができる。

【００１５】請求項３記載の本発明は、請求項１または
２記載の構成において、前記予め定める経路決定要因
は、地形、飛行環境、探知網および出発地点から目標地
点までの飛行コストのうちの１または複数の組合せから
成ることを特徴とする。

【００１６】本発明に従えば、前記経路データベースか
ら最適な複数の経路を選択するための要件となる経路決
定要因は、上記のとおり、地形、飛行環境、探知網およ
び出発地点から目標地点までの飛行距離のうちの１つま
たは複数の組合せを採用することができるので、任務の
種類および航空機の種類などに応じて経路決定要因を適
宜選択することができ、これによって不要な情報処理を
少なくして、地上支援装置および機上支援装置の一方ま
たは双方への計算の負担を軽減することができる。

【００１７】請求項４記載の本発明は、請求項１〜３の
いずれかに記載の構成において、前記計画飛行経路は、
予め定める経路決定要因の変化に応じて更新されること
を特徴とする。

【００１８】本発明に従えば、前記予め定める経路決定
要因が、地上からの通信システムによる情報の入力また
は機上の入力装置による情報の入力によって変化したと
き、その変化に応じて計画飛行経路が更新されるので、
航行中の航空機内においては常に自機位置に対応した経
路決定要因に基づくガイダンス情報が表示され、常に現
在飛行している場所および時間において最適な計画飛行
経路に沿って、またはその最適な計画飛行経路を認識し
て前記ガイダンス情報に基づいて操縦し、航行すること
ができる。

【００１９】請求項５記載の本発明は、地図データおよ
び航空機の運動能力に基づいて、低高度で飛行するため
の複数の低高度飛行経路を求めて経路データベース化す
る飛行経路作成手段と、経路データベースを参照して、
予め定める経路決定要因に対して最適な複数の低高度飛
行経路を選択し、この最適な各低高度飛行経路を相互に
接続して計画飛行経路を作成する飛行計画作成手段と、
前記飛行計画作成手段によって作成された計画飛行経路
と自機位置とを比較して、計画飛行経路に対する自機位
置の相対情報を求め、相対位置情報に基づいて、計画飛
行経路に沿って飛行するためのガイダンス情報を作成す
る飛行計画管理手段と、前記ガイダンス情報を表示する
表示手段とを含むことを特徴とする飛行管理装置であ
る。

【００２０】本発明に従えば、飛行経路作成手段は、地
図データおよび航空機の運動能力に基づいて、低高度で
飛行するための複数の低高度飛行経路を求めて経路デー
タベース化し、この経路データベースを参照して予め定
める経路決定要因に対して最適な複数の低高度飛行経路
を選択する。この最適な各低高度飛行経路を相互に接続
することによって、計画飛行経路が作成される。このよ
うにして作成された計画飛行経路は、飛行計画管理手段
によって自機位置と比較され、計画飛行経路に対する自
機位置の相対位置情報を求めて計画飛行経路に沿って飛
行するためのガイダンス情報が作成される。このガイダ
ンス情報は、表示手段によって表示され、この表示手段
によって表示されたガイダンス情報をパイロットが視認
して認識し、前記最適な計画飛行経路に沿って、あるい
は速やかに計画飛行経路に復帰するように操縦操作を案
内することができる。前記飛行経路作成手段において、
計画飛行経路を作成するにあたって、予め定める経路決
定要因に対して経路データベースの各低高度飛行経路毎
に最適か否かが判断され、この判断において最適と判断
された複数の経路を接続して構成されるので、計算途中
において計画飛行経路を何度も変更する必要がなく、こ
れによって計画飛行経路を求めるための演算処理量が少
なくて済み、経路決定要因の変化に対する応答性を向上
することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
飛行管理方法を実現するための飛行管理装置１の概略的
構成を示すブロック図である。この飛行管理装置１は、
地上支援設備２と、機体に搭載される機上支援設備３と
を有し、テラインマスキング航法支援システムを意味
し、実飛行可能なテラインマスキング飛行経路（以下、
低高度飛行経路と記す）による飛行計画の作成およびそ
の飛行計画に沿って任務を遂行するための情報提供なら
びにガイダンスを行うための飛行管理方法を実現するた
めのシステムである。

【００２２】この飛行管理装置１は、地図データに基づ
いて、低高度で飛行するための複数の低高度飛行経路を
求めて経路データベース化する飛行経路作成手段４と、
経路データベースを参照して、予め定める経路決定要因
に対して最適な複数の低高度飛行経路を選択し、この最
適な各低高度飛行経路を相互に接続して計画飛行経路を
作成する飛行計画作成手段５ａ，５ｂ（以下、総称する
場合には添え字ａ，ｂは省略する）と、前記飛行計画作
成手段５によって作成された計画飛行経路と自機位置と
を比較して、計画飛行経路に対する自機位置の相対位置
情報を求め、相対位置情報に基づいて、計画飛行経路に
沿って飛行するためのガイダンス情報を作成する飛行計
画管理手段６と、前記ガイダンス情報を表示する表示手
段７とを含む。

【００２３】図２は、飛行管理装置１による飛行管理方
法を示すフローチャートである。同図を参照して、まず
飛行管理方法の概要について説明する。前記飛行管理装
置１の前記飛行経路作成手段４は、障害物が追加された
ときなどに、必要に応じて、地上で予め行われる作業の
ための手段であり、ステップａ１で、地図データおよび
航空機の運動能力に基づいて、低高度で飛行するための
複数の低高度飛行経路を求め、ステップａ２で各低高度
飛行経路をデータベース化する。こうして経路データベ
ース化された各低高度飛行経路は、テラインマスキング
航法によって航行するための可能な限り稜線よりも低い
航行経路である。

【００２４】飛行毎に行われる飛行計画のための飛行計
画作成手段５は、ステップａ３で前記経路データベース
を参照して、予め定める経路決定要因、たとえば出発地
点、目的地点およびレーダ網情報などを入力し、このよ
うな位置決定要因に対して最適な複数の経路を選択し、
ステップａ４で前記最適な各経路を相互に接続して計画
飛行経路を作成する。レーダ網は、自機を探知するため
の不所望な探知網で、かつ自機が探知を避けるべき探知
網であって、地上に設置された地上レーダ網および航空
機に搭載された空中レーダ網を含む。

【００２５】ステップａ５では、飛行計画管理手段６に
おいて、前記計画飛行経路と自機位置とを比較して、計
画飛行経路に対する自機位置の相対位置情報を求め、ス
テップａ６で、この相対位置情報に基づいて、計画飛行
経路に沿って飛行するためのガイダンス情報を求める。
こうして求めたガイダンス情報は、ステップａ６で表示
手段７によって表示される。このような飛行管理方法の
手順について以下に詳しく説明する。

【００２６】図３は、飛行経路作成手段４の低高度飛行
経路を作成する手順を説明するための系統図である。前
述の図２のステップａ１において、低高度飛行経路を作
成するにあたって、前記飛行経路作成手段４は、実際に
飛行可能な低高度飛行経路を個別に生成する低高度飛行
経路生成機能と、生成された多数の低高度飛行経路の情
報を統合してデータベース化する経路データベース生成
機能との２つの機能を有する。前記低高度飛行経路作成
機能は、図４に示すように、経路データベースの基準点
となる複数のウエイポイントＷ１，Ｗ２，…（総称する
場合にはウエイポイントＷと記す）を多数設定し、低高
度飛行経路としての各ウエイポイントＷ間の経路ｍおよ
び接続経路の個別データを生成し、設定したウエイポイ
ントＷおよび生成した経路データはデータファイルとし
て蓄積する。また経路データベース生成機能は、蓄積さ
れたデータファイルを検索して経路データの有無などに
よってウエイポイントＷ間の接続情報を生成してデータ
ベース化する。この接続情報は、後述する飛行計画作成
手段５によって目的地点までのルートを検索する際に使
用される。

【００２７】前記飛行経路作成機能は、主要機能とし
て、ウエイポイント設定機能、ポイント間経路生成機
能、接続経路生成機能およびリハーサル機能を有する。
前記ウエイポイント設定機能は、地図に対応させて、す
なわち地図上に入力した複数のウエイポイントＷを、ジ
ャンクションとして、いわば道路網状に作成される各ウ
エイポイント間経路ｍの基準として、散在させて設定す
ることができる機能である。

【００２８】このウエイポイントＷの設定操作を容易と
するため、地図を表示した画面上で位置を指定してウエ
イポイントＷの追加、変更および削除を可能とする。各
ウエイポイントＷの操作は、ウエイポイントデータを表
示し、入力モードなどを制御するサブウインドによって
行う。入力方法としては、キーボードによる名称および
位置の文字入力およびマウスによる位置入力などを可能
とする。

【００２９】ポイント間経路生成機能は、設定された複
数のウエイポイントのうちの２つのウエイポイントＷを
接続する飛行経路、すなわちウエイポイント間経路ｍを
生成するための機能であり、この機能はさらに分類する
と、経路生成の条件パラメータの設定、経路生成の基準
となる連続的な稜線および谷間の検出、対地クリアラン
スおよび運動能力を考慮して、稜線と谷間の間の高度帯
域を通る鉛直面内の経路を生成する機能、および前記高
度帯で左右方向の飛行可能領域を計算して、対地クリア
ランスおよび運動能力を考慮して水平面内の経路を生成
する機能を有する。このポイント間経路生成機能は、鉛
直面内の経路と水平面内の経路とを合成して、ウエイポ
イント間経路ｍを生成する。ウエイポイント間経路ｍを
生成すべき２つのウエイポイントＷは、作業者が指定し
てもよいし、ウエイポイント間距離などの所定の条件に
基づいて演算決定してもよい。

【００３０】前記接続経路生成機能は、上述のように生
成された２本のウエイポイント間経路ｍを接続するため
の接続経路のデータを生成する機能である。この接続経
路データは、後述の飛行計画作成手段５によって連続的
にウエイポイントＷ間の経路が選択されると、該当する
接続経路データが読出されて飛行経路を連続的に接続す
る。接続経路は、ウエイポイントＷ間の経路と同様に、
水平および垂直方向の経路を有し、対地クリアランスお
よび機体性能による拘束条件によって制限される旋回軌
道および直線等によって決定される。

【００３１】前記リハーサル機能は、生成した各ウエイ
ポイント間経路および各接続経路を自動的に模擬飛行さ
せて、機動および対地クリアランスを確認するために用
いられ、このリハーサル機能には画面制御機能と３次元
表示機能とを有する。画面制御機能は、表示する画面を
制御する機能であって、早送、巻戻および静止などの時
間を制御する機能と、カメラ位置の変更による視点を制
御する機能とを有する。また３次元表示機能は、地形、
経路および自機を画面設定に従って３次元表示する機能
であり、対地クリアランスを確認するためのクリアラン
ススケールが同時に表示される。

【００３２】以上の主要機能を有する飛行経路生成機能
には、補助機能として、地形表示機能、制御ウィンドゥ
制御機能、マウス入力機能、キーボード入力機能、およ
びファイル管理機能を備える。前記地形表示機能は、表
示位置を制御することができるとともに、選択した地形
を拡大および縮小表示することができる。また前記ファ
イル管理機能は、図５に示されるように、各ウエイポイ
ントＷ毎の経度および緯度をファイル化するとともに、
各ウエイポイントＷ毎にウエイポイント間経路ｍによっ
て接続される全てのウエイポイントＷをファイル化して
保持する。

【００３３】図６は、飛行経路作成手段４の経路データ
ベースを生成する手順を説明するための系統図である。
飛行経路作成手段４は、ウエイポイント間経路を生成
し、それをデータファイル化する。各ウエイポイント間
経路の有無を調べるためには、個別のファイルをアクセ
スする必要があると、ファイルアクセスを行う場合に、
飛行計画作成手段５がレーダ網情報などに基づいて連続
的にウエイポイントＷを選択する際に、非常に計算負荷
がかかることになる。また経路データベース作成作業
上、接続経路を生成した後、ウエイポイント間経路ｍを
変更したときなどにデータの不整合が起こり得る。その
ため各ウエイポイント間経路同士の不整合を個別にチェ
ックした上で、各経路接続情報をデジタルベース化し、
飛行計画作成の効率化およびエラー防止のために、前記
飛行経路作成手段４の飛行経路生成機能によって生成さ
れた各ウエイポイント間経路ｍをデータベース化してお
くために経路データベース生成機能が設けられる。

【００３４】経路データベースを生成するためにはま
ず、経路チェック機能によって、各ウエイポイントＷに
関連するすべてのウエイポイント間経路ｍのデータファ
イルを検索し、ウエイポイント間経路ｍとウエイポイン
トＷとの整合性をチェックする。次に接続チェック機能
によって、各ウエイポイント間経路ｍに関連するすべて
の接続経路のデータファイルを検索して、ウエイポイン
トＷ間毎の接続経路、他の接合位置を計算して整合性を
チェックする。その後、接続データ生成機能によって接
続可能なウエイポイントＷの組合せに加えて、左右いず
れの稜線に沿う経路の使用が可能か否かという情報、お
よび経路長などのデータを準備して、検索の効率化を図
る。

【００３５】前記経路チェック機能においては、ウエイ
ポイント間経路ｍが、ウエイポイントＷの識別番号など
を記号化したファイル名を有し、経路生成時に経路両端
の緯度および経度が保存されている。各ウエイポイント
Ｗの識別番号によって表示された経路データファイル内
の緯度および経度が、各ウエイポイントＷの緯度および
経度と一致していれば整合性があるものと判断する。一
致しない場合は、エラー出力機能によってエラーメッセ
ージをディスプレイに出力するとともに、エラーファイ
ルにエラーとなった経路のすべての情報を記録する。こ
のエラーファイルを参考にして、経路データを修正す
る。

【００３６】また接続チェック機能においては、接続経
路が、ウエイポイントＷの識別番号などを記号化したフ
ァイル名を有し、生成時に使用した２つのウエイポイン
トＷ間経路名が保存される。また経路接続のために、経
路の接点の情報も含まれている。この接点の位置が各ウ
エイポイント間経路上にある場合は、整合性があると判
断する。また整合性がない場合には、エラー出力機能に
よってエラーメッセージをディスプレイに出力するとと
もに、エラーファイルにエラーとなった接続経路のすべ
ての情報を記録する。このエラーファイルを参考にし
て、接続経路データを修正する。

【００３７】接続情報データ生成機能は、各ウエイポイ
ントＷ毎にウエイポイントＷに接続されているウエイポ
イントの数、およびウエイポイントＷに接続されている
各ウエイポイントの識別番号および一方のウエイポイン
トＷｉと他方のウエイポイントＷｊとの間の経路の左右
ルートの有無および経路長などの情報を検索して記号デ
ータ化する。

【００３８】図７は、飛行計画作成手段５の飛行計画を
作成する手順を説明するための系統図である。飛行計画
作成手段５は、前述の飛行経路作成手段４によって作成
された経路データベースに基づき、入力されたレーダ網
に対して地形による隠し効果の高い複数のウエイポイン
ト間経路を選択して接続することによって、飛行計画、
したがって計画飛行経路を作成する。この飛行計画作成
手段５には、地上の飛行計画立案段階での使用を想定し
た地上支援設備２用のものと、機上搭載を想定した機上
支援設備３用のものとの２つの飛行計画作成手段５ａ，
５ｂがある。各飛行計画作成手段５ａ，５ｂの基本的な
機能は同様であるが、地上用の飛行計画作成手段５ａ
は、画像処理計算機によってマルチファンクションディ
スプレイ（略称ＭＦＤ）の表示およびコントロールディ
スプレイユニット（略称ＣＤＵ）の表示・操作の模擬を
実行することができるように構成される。

【００３９】また地上用の飛行計画作成手段５ａは、作
成した飛行計画を模擬飛行によって確認可能なリハーサ
ル機能、および機上搭載用機能への飛行計画の導入のた
めのファイル化機能を有する。各飛行計画作成手段５
ａ，５ｂが具備する機能としては、飛行計画作成制御機
能、低高度飛行区間設定機能、レーダ網情報入力機能、
経由点入力機能、飛行計画検索機能、飛行経路確認機
能、ならびにその他の機能を実行することができるよう
に構成され、前記その他の機能としてはＭＦＤ表示機
能、計画ファイル入出力機能が組込まれている。

【００４０】飛行計画作成制御機能は、低高度飛行区間
の入力、レーダ網情報の入力、経由点の入力、飛行計画
ファイルの読込み、および飛行計画検索機能の実行など
を制御する主制御機能であり、前述の低高度飛行区間設
定機能、レーダ網情報入力機能、経由点入力機能、飛行
計画検索機能、飛行経路確認機能およびその他の機能
は、ＣＤＵのレベルスイッチおよびキーボードなどを用
いて外部から主要の情報を入力し、各種の飛行関連情報
を出力するための制御ルーチンを実行するように構成さ
れている。

【００４１】低高度飛行区間設定機能は、離着陸を含む
全体の飛行計画の一部であり、戦術飛行固有の特殊な飛
行区間として位置づけられる低高度飛行計画が実行され
る飛行区間を設定することができるように構成される。
この低高度飛行計画では、テラインマスキング飛行を実
行する区間を定義する必要があるため、低高度飛行区間
の始点と終点とを入力することによって、低高度飛行区
間を設定することができるように構成される。始点およ
び終点は、緯度および経度で与えられる任意の位置に設
定可能であり、データベースに存在する各ウエイポイン
トＷも始点および終点として選択可能であり、さらに低
高度飛行中の計画変更による現在位置も、始点として設
定可能である。入力方法としては、ＣＤＵのキーボード
による緯度および経度などの数値入力および地形表示Ｍ
ＦＤ上のカーソルを使用して各種の情報を入力すること
ができる。

【００４２】レーダ網情報入力機能は、地上レーダ網お
よび空中レーダ網などのレーダ網のタイプおよび位置な
どを入力するための機能である。入力されたレーダ網情
報は、低高度飛行計画を作成する際、評価パラメータと
なるレーダ網に対する隠し効果を計算し、隠し効果の高
いルートを検索するために用いられる。レーダ網の位置
などの入力方法としては、ＣＤＵによるそのレーダ網を
作り出すレーダ装置の所在地の緯度および経度ならびに
探知可能距離の数値入力および地形表示ＭＦＤ上のカー
ソルを使用してあるいはデータ通信等によって入力する
ことができる。

【００４３】経由点入力機能は、計画飛行経路が設定し
た経由点を通るように飛行ルートを設定するためのもの
であり、経由点は飛行ルートを検索する際の拘束点とな
るウエイポイントＷの中から指定される。この経由点の
入力方法としては、地形表示ＭＦＤ上のカーソルを用い
てウエイポイントＷを指定することによって設定可能で
ある。

【００４４】飛行計画検索機能は、低高度飛行区間など
の入力後、飛行計画検索機能を実行することによって、
レーダ網情報などに基づき、経路データベースから経由
する連続的なウエイポイントＷを選択して、対応するウ
エイポイント間経路ｍを接続することによって計画飛行
経路を作成する。この検索時に各ウエイポイント間経路
が、飛行可能な３次元経路として計算され、レーダ網を
作り出すレーダ装置の位置から隠し効果を計算して評価
し、選択することができる。検索結果として出力される
計画飛行経路として複数の候補がある場合には、経路
長、所要時間および暴露値としてのレーダ網に暴露され
る確率などのデータを各航法経路毎に表示して選択可能
とされる。検索結果から候補経路を選択すると、飛行経
路確認機能に切換わり、経路の詳細データがＭＦＤおよ
びＣＤＵなどの各表示画面によって表示され、確認でき
るように設定されている。

【００４５】飛行経路確認機能は、選択されたウエイポ
イント間経路を接続して作成された計画飛行経路につい
て、経由する各ウエイポイントＷまでの距離および所要
時間などがＣＤＵの表示画面に表示されるように設定さ
れており、これによって飛行中にパイロットは、前もっ
て、将来通過する予定とされる各ウエイポイントまでの
距離および所要時間などの情報を認識することができ
る。

【００４６】さらに地形表示機能によって、ＭＦＤに地
形および作成した飛行計画が表示され、計画ファイル入
出力機能によってファイル化された飛行計画の入力およ
び出力を行うことができ、リハーサル機能によって、飛
行計画をＭＦＤに表示して模擬することができる。本実
施の形態では、前記計画ファイル入出力機能およびリハ
ーサル機能は、地上支援設備にだけに具備されるが、実
施の他の形態として、地上および機上の各支援設備の両
方に具備されてもよく、実施のさらに他の形態として、
機上支援設備３だけに具備されてもよい。

【００４７】図８は、飛行計画管理手段６による飛行計
画管理機能の具体的構成を示す系統図である。飛行計画
管理手段６は、飛行中に飛行計画作成手段５によって作
成されかつ適用された飛行計画に関する情報を提供する
ために設けられ、この飛行計画管理手段６によって実現
される飛行計画管理機能は、計画飛行経路と自機位置と
を比較することによって、計画飛行経路に対する現在位
置を特定し、位置偏差および時間偏差などの計算および
残りの計画飛行経路に関する各種の情報などの提供を行
う。この提供される情報は、自機位置を基準としたＭＦ
Ｄの地形表示に計画経路および経由するウエイポイント
Ｗなどの必要な情報を重畳表示し、ＣＤＵに残りの経路
長および到達予想時刻などを表示し、計画飛行経路に対
する現在位置および位置偏差などのガイダンス表示の生
成に必要な情報などによって構成される。このような飛
行計画管理手段６による飛行計画管理機能は、自機位置
および進路を基準として、飛行計画ファイルに含まれる
３次元経路データを検索し、計画飛行経路に対する現在
位置を特定する。この特定された計画飛行経路上の位
置、進路および通過予定時刻などの情報と現在の飛行状
態に関する情報とを比較することによって、位置偏差、
進路偏差および時間偏差などの相対位置情報を計算して
求める。

【００４８】地形表示機能は、自機位置を基準として表
示部分が自動的に更新されるＭＦＤの地形表示、計画経
路および経由するウエイポイントＷなどの情報を重畳表
示する。地形表示は、低高度飛行時の対地衝突に対する
危険予知を支援するため、自機よりも高い部分を色分け
して表示する。このような地形表示は、飛行中に拡大
し、または縮小することが可能である。

【００４９】情報表示機能は、現在位置から経由するウ
エイポイントＷおよび目的地点までの距離および到達予
想時刻などの情報をＣＤＵに表示する。

【００５０】誘導表示機能は、上記のＨＵＤ、ＭＦＤお
よびＣＤＵを含む表示手段７を選択的に用い、飛行計画
管理手段６によって管理されている計画飛行経路および
位置偏差などに関する情報に基づき、計画飛行経路に沿
って飛行するためのガイダンス情報を生成する。位置偏
差などを表示するには、数値表示、スケール表示などに
よって実現される。また、経路予測のためのガイダンス
表示は、計画飛行経路を回廊のように表示するコリドー
表示、計画飛行経路に関する情報を道路のセンターライ
ンのように表示するガイドライン表示、仮想リーダ機を
表示する追尾表示等によって実現される。

【００５１】

【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、経路デ
ータベースを参照して予め定める経路決定要因に対する
最適な複数の低高度飛行経路を選択する。この予め定め
る経路決定要因とは、たとえば出発地点から目標地点ま
での距離、地形、天候などの飛行環境、地上および空中
のレーダ網などの探知網を含む飛行計画に必要な各種の
情報をいう。このような経路決定要因に対して前記経路
データベースの中から最適な複数の低高度飛行経路を選
択し、この最適な複数の低高度飛行経路を相互に接続し
て計画飛行経路を作成する。この計画飛行経路は、前記
経路決定要因が入力された時点における最適な計画飛行
経路である。経路決定要因は、地上支援設備に備えられ
る入力装置によって入力されてもよく、さらに航行中の
航空機に搭載されている機上支援設備の入力装置によっ
て随時入力されてもよい。

【００５２】計画飛行経路は、航行中に経路決定要因が
変化したとき、低高度飛行経路から作成し直して変更さ
れるものではなく、すなわち前記従来の技術のように、
経路決定要因の変化、すなわち探知網および飛行環境が
変化するたびに、または算出した計画飛行経路と自機位
置とのずれが生じるたびに、低高度飛行経路を作成し直
すのではなく、経路決定要因に対して経路データベース
を参照して低高度飛行経路を選択し直し、この選択し直
された最適な複数の低高度飛行経路を接続して作成され
る。さらに低高度飛行経路の選択は、経路決定要因の変
化に影響される低高度飛行経路についてだけ選択し直せ
ばよく、最小限の変更によって新たな最適な計画飛行経
路が求められ、これによって最適な計画飛行経路の更新
に伴う演算処理量の極端な増加をなくし、経路決定要因
の変更に対して常に高い応答性で最適な計画飛行経路を
決定することができる。

【００５３】また計画飛行経路に沿って飛行するための
ガイダンス情報が表示され、計画飛行経路に対して自機
位置がずれを生じにくく、仮にずれを生じても、元の計
画飛行経路に容易に復帰させることができるので、この
自機位置のずれに起因した頻繁な計画飛行経路の更新を
避け、これによって無駄な情報処理を少なくして、むや
みに高い計算能力を必要とすることなく、機上支援装置
を用いて容易に実施可能な飛行管理方法を実現すること
ができる。

【００５４】請求項２記載の本発明によれば、地上支援
設備によって前記経路データベースを作成し、たとえば
ミニディスク（略称ＭＤ）、フロッピー（Ｒ）ディスク
（略称ＦＤ）およびコンパクトディスクリードオンリメ
モリ（略称ＣＤ−ＲＯＭ）などの各種のデータ記憶媒体
に記憶させ、この記憶内容に基づいて地上あるいは機上
支援設備によって計画飛行経路を作成し、機上支援設備
によって計画飛行経路と自機位置との相対位置情報を求
め、この相対位置情報を機上のヘッドアップディスプレ
イ（略称ＨＵＤ）またはマルチファンクションディスプ
レイ（略称ＭＦＤ）のいずれか一方または双方によって
表示するので、機上支援設備の計画飛行経路を作成する
ための演算処理上の負荷を低減し、航行中におけるパイ
ロットのデータ入力作業を少なくして、航行中における
パイロットの作業負担を軽減することができる。

【００５５】前記ヘッドアップディスプレイは、航空機
の窓の手前に取付けられたハーフミラーに類似のコンバ
イナと呼ばれる表示パネルに自機の機体を示す情報を投
影して表示し、前記窓を介する外界情報と同時に視認で
きるようにした表示装置である。このようなヘッドアッ
プディスプレイによって前記相対位置情報を表示するの
で、パイロットが操縦中に前方視界（ヘッドアップ）と
航空計器（ヘッドダウン）を交互に見る必要がなく、テ
ラインマスキング航法と呼ばれる低高度飛行を行う場合
に、操縦操作の遅れを防止するために可能な限りヘッド
アップした状態で操縦することができ、好適である。こ
のようにヘッドダウンの回数を可及的に少なくして、パ
イロットが相対位置情報をヘッドアップした状態で前方
視界上に計画飛行経路と自機位置とを重ねて同時に認識
することができ、したがってパイロットがガイダンス情
報、たとえば計画飛行経路を回廊のように表示するコリ
ドー表示または仮想リーダ機を表示する追尾表示などの
各種のガイダンス表示に従って操縦すればよい。このよ
うにパイロットへの計画飛行経路決定のための負荷を格
段に少なくしたうえで、さらに計画飛行経路に沿って飛
行するための負荷をも格段に少なくすることができる。

【００５６】請求項３記載の本発明によれば、前記経路
データベースから最適な複数の経路を選択するための要
件となる経路決定要因は、上記のとおり、地形、飛行環
境、探知網および出発地点から目標地点までの飛行距離
のうちの１つまたは複数の組合せを採用することができ
るので、任務の種類および航空機の種類などに応じて経
路決定要因を適宜選択することができ、これによって不
要な情報処理を少なくして、地上支援装置および機上支
援装置の一方または双方への計算の負担を軽減すること
ができる。

【００５７】請求項４記載の本発明によれば、前記予め
定める経路決定要因が、地上からの通信システムによる
情報の入力または機上の入力装置による情報の入力によ
って変化したとき、その変化に応じて計画飛行経路が更
新されるので、航行中の航空機内においては常に自機位
置に対応した経路決定要因に基づくガイダンス情報が表
示され、常に現在飛行している場所および時間において
最適な計画飛行経路に沿って、またはその最適な計画飛
行経路を認識して前記ガイダンス情報に基づいて操縦
し、航行することができる。

【００５８】請求項５記載の本発明によれば、飛行経路
作成手段は、地図データおよび航空機の運動能力に基づ
いて、低高度で飛行するための複数の低高度飛行経路を
求めて経路データベース化し、この経路データベースを
参照して予め定める経路決定要因に対して最適な複数の
低高度飛行経路を選択する。この最適な各低高度飛行経
路を相互に接続することによって、計画飛行経路が作成
される。このようにして作成された計画飛行経路は、飛
行計画管理手段によって自機位置と比較され、計画飛行
経路に対する自機位置の相対位置情報を求めて計画飛行
経路に沿って飛行するためのガイダンス情報が作成され
る。このガイダンス情報は、表示手段によって表示さ
れ、この表示手段によって表示されたガイダンス情報を
パイロットが視認して認識し、前記最適な計画飛行経路
に沿って、あるいは速やかに計画飛行経路に復帰するよ
うに操縦操作を案内することができる。前記飛行経路作
成手段において、計画飛行経路を作成するにあたって、
予め定める経路決定要因に対して経路データベースの各
低高度飛行経路毎に最適か否かが判断され、この判断に
おいて最適と判断された複数の経路を接続して構成され
るので、計算途中において計画飛行経路を何度も変更す
る必要がなく、これによって計画飛行経路を求めるため
の演算処理量が少なくて済み、経路決定要因の変化に対
する応答性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の飛行管理方法を実現す
るための飛行管理装置１の概略的構成を示すブロック図
である。

【図２】飛行管理装置１による飛行管理方法を示すフロ
ーチャートである。

【図３】飛行経路作成手段４の飛行経路を作成する手順
を説明するための系統図である。

【図４】飛行経路作成手段４によって設定される複数の
ウエイポイントＷ間を経路ｍによって結んだ状態を示す
図である。

【図５】ウエイポイントファイルおよび接続情報ファイ
ルを示す図である。

【図６】飛行経路作成手段４の経路データベース生成機
能の具体的構成を示す系統図である。

【図７】飛行計画作成手段５による飛行計画作成機能の
具体的構成を示す系統図である。

【図８】飛行計画管理手段６による飛行計画管理機能の
具体的構成を示す系統図である。

【符号の説明】

１飛行管理装置２地上支援設備３機上支援設備４飛行経路作成手段５飛行計画作成手段６飛行計画管理手段７表示手段

フロントページの続き (72)発明者國頭聖岐阜県各務原市川崎町１番地川崎重工業株式会社岐阜工場内Ｆターム(参考） 2F029 AA05 AB13 AC02 AC14 AC16 5H180 AA26 BB13 CC14 FF13 FF17 FF22 FF27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地図データおよび航空機の運動能力に基
づいて、低高度で飛行するための複数の低高度飛行経路
を求めて経路データベース化し、この経路データベースを参照して、予め定める経路決定
要因に対して最適な複数の低高度飛行経路を選択し、こ
の最適な各低高度飛行経路を相互に接続して計画飛行経
路を作成し、前記計画飛行経路と自機位置とを比較して、計画飛行経
路に対する自機位置の相対位置情報を求め、この相対位
置情報に基づいて、計画飛行経路に沿って飛行するため
のガイダンス情報を求め、前記ガイダンス情報を表示することを特徴とする飛行管
理方法。
【請求項２】前記経路データベースは、地上支援設備
によって作成してデータ記憶媒体に記憶し、このデータ
記憶媒体の記憶内容に基づいて、地上あるいは機上支援
設備によって計画飛行経路を作成し、機上支援設備によ
って前記相対位置情報を求め、この相対位置情報に基づくガイダンス情報を、機上のヘ
ッドアップディスプレイおよびマルチファンクションデ
ィスプレイのうち少なくともいずれか一方によって表示
することを特徴とする飛行管理方法。
【請求項３】前記予め定める経路決定要因は、地形、
飛行環境、探知網および出発地点から目標地点までの飛
行コストのうちの１または複数の組合せから成ることを
特徴とする請求項１または２記載の飛行管理方法。
【請求項４】前記計画飛行経路は、予め定める経路決
定要因の変化に応じて更新されることを特徴とする請求
項１〜３のいずれかに記載の飛行管理方法。
【請求項５】地図データおよび航空機の運動能力に基
づいて、低高度で飛行するための複数の低高度飛行経路
を求めて経路データベース化する飛行経路作成手段と、経路データベースを参照して、予め定める経路決定要因
に対して最適な複数の低高度飛行経路を選択し、この最
適な各低高度飛行経路を相互に接続して計画飛行経路を
作成する飛行計画作成手段と、前記飛行計画作成手段によって作成された計画飛行経路
と自機位置とを比較して、計画飛行経路に対する自機位
置の相対情報を求め、相対位置情報に基づいて、計画飛
行経路に沿って飛行するためのガイダンス情報を作成す
る飛行計画管理手段と、前記ガイダンス情報を表示する表示手段とを含むことを
特徴とする飛行管理装置。