JP2004537771A - 強化型対地接近警報装置の可変ルックアヘッド・オフセットおよびサブオフセット - Google Patents
強化型対地接近警報装置の可変ルックアヘッド・オフセットおよびサブオフセット Download PDFInfo
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Abstract
本発明は、低高度飛行条件中および低い位置不確実性の存在の下でのニューサンス警報を減らすシステム、方法、およびコンピュータプログラムを含む。そのシステムは、航空機が低高度飛行条件であるかどうかを判定する第1コンポーネントと、位置、位置不確実性、および機首方位を判定する第2コンポーネントとを含む。また、このシステムは、判定された飛行の条件および位置不確実性に従ってルックアヘッド包絡線を細くし、洗練する第3コンポーネントも含む。
Description
【背景技術】
【0001】
強化型対地接近警報装置(Enhanced Ground Proximity Warning System、EGPWS)は、複数の飛行計装入力を監視し、データベースを参照して、航空機の経路内の対地接近脅威の存在をテストする。EGPWSは、他のナビゲーション・データによって増補される全世界測位システム(GPS)データの受信による信頼性のある位置決定を得ることによって、これを達成する。EGPWSは、信頼性のある位置決定を得たならば、空港データベースによって増補される地形および障害物データベース(ひとまとめにして「地形」)を参照する。現在位置に基づいて、EGPWSは、航空機の投影された経路に沿った地形障害物を識別する。
【0002】
EGPWSは、グラウンドトラックと称する、地上での投影された飛行経路を表す平行の経路と、ルックアヘッド検出オフセット(Look−Ahead Detection Offset)と称する距離だけ変位したグラウンドトラックの両側の平行経路またはオフセット航路という三つ組みを定義することによって、航空機の投影された経路に沿った障害物を識別する。EGPWSは、この3つの線のいずれかの上の点を含む又は接触するセルまたはサブセルを判定することによって、データベースからリコールするデータを判定する。さらに、現在行われていることは、投影された飛行経路を外に小さい角度だけ広げて、存在する可能性がある経路外の地形障害物を検出し、警告することである。この、オフセット航路の外への拡大によって、旋回中に、地形障害物を提示する可能性がある障害物の、パイロットによる認識が高まる。サイドスパン(side span)は、この、検出包絡線を広げる角度を指す用語である。現在行われていることでは、ルックアヘッド検出オフセットおよびサイドスパンの両方が、位置決めソース精度に伴って変化しない。
【0003】
EGPWSのデータベースでは、地球の表面がデータベースセルでタイリングされる。これらのセルは、地球の曲率に起因するサイズの変動が最小になる形で定義される。そこに存在する障害物を伝えるのに必要な地形情報の分解能のレベルに応じて、各セル内で、データベースによって、セルが16個のサブセルに再分割され、各サブセルは、データベースによって、16個のサブサブセルに分割される。データベースには、そのサブサブセルに関連する、サブサブセル内で最高の地形高度が保管される。所与のサブセル内の16個の保管されたサブサブセル高度のうちで最高の値が、サブセルに関連して保管される。同様に、16個の含まれるサブセル高度のうちで最高の値が、セルに関連して保管される。EGPWSの分解能設定、即ち、投影されたグラウンドトラックおよびルックアヘッド検出オフセットだけオフセットした2つの平行航路が接触するセル、サブセル、またはサブサブセルのそれぞれに応じて、そのセルに関連して保管された値が、航空機の高度と比較される。(この説明では、用語セルおよびサブセルが、セルのセル従属分割の度合に無関係に、データベース内の分割を指す、すなわち、サブセルが、既存の分割の任意の分割を指すことができる。)含まれるサブセルに関連して保管された値と、瞬間高度が、互いに関する事前設定の限界内に入る場合に、アラートは、音またはディスプレイのフラッシュとして、示される。
【0004】
ルックアヘッド検出オフセットが、データベースセルサイズと比較して大きい、現在のEGPWSでは、3つの平行経路が、投影された飛行経路内のサブセルのすべてを含まない場合がある。この3つの平行の経路が、広い間隔を持ち、地形の差が、不連続で突然である場合に、地形障害物が、3つの平行経路の2つの間になり、その障害物が検出されない可能性がある。
【0005】
現在のEGPWSモニタを用いると、低いレベルの飛行条件の下で、特に山地が存在する場合に、経路外障害物が、望ましくないアラームを引き起こす可能性がある。さらに、位置決めソース精度が高い場合に、現在のEGPWSは、ルックアヘッド検出オフセットを減らすことによって投影された飛行経路を狭めることをしない。実際の経路が明確に固定される場合に、大きすぎるルックアヘッド検出オフセットは、パイロットに有用でないアラートを引き起こす経路外地形をもたらす。これらは、ニューサンス・アラート(nuisance alert)として、知られている。
【0006】
ニューサンス・アラートが、十分頻繁に発行される場合に、オペレータは、有効であろうとなかろうとEGPWSアラートを無視し始め、したがって、安全性が危険にさらされる。EGPWSは、EGPWSを無視するかスイッチを切るのではなく、EGPWSが予想される飛行経路のより狭い投影を使用する場合に、より安全な飛行という目的を満足する。より狭い飛行経路の外にある地形障害物は、アラートを喚起しない。より少数のアラートによって、パイロットが、残りのEGPWSアラートに留意し続ける。
【0007】
必要なものは、ニューサンス・アラートを減らし、地形セルがルックアヘッド検出オフセット内で見逃されないことを保証するシステムである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0008】
(発明の概要)
ニューサンス・アラームを減らす改良された強化型対地接近警報のシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品を提供する。このシステムには、データバス・コンポーネント、ルックアヘッド・コンポーネント、データベース・コンポーネント、およびアラート・コンポーネントが含まれる。データバス・コンポーネントは、位置決定および機首方位を提供する。ルックアヘッド・コンポーネントは、検出オフセット値、サイドスパン値、および一連の検出サブオフセットによって定義されるルックアヘッド包絡線を生成する。データベース・コンポーネントには、保管された位置、およびこれらの保管された位置に関連して保管された標高が含まれる。アラート・コンポーネントは、ルックアヘッド包絡線およびデータベースから検索されれた標高に基づいて、アラート条件が存在する時にアラートを生成する。
【0009】
本発明のさらなる態様によれば、データバス・コンポーネントは、低高度論理信号および位置不確実性値を含み、ルックアヘッド・コンポーネントは、検出サブオフセットジェネレータを含む。検出サブオフセットジェネレータは、低高度論理信号の有無および生成された検出オフセット値に基づく個数および大きさを有する一連のサブオフセットを生成する。
【0010】
本発明のさらなる態様によれば、データベース・コンポーネントに、滑走路の位置が含まれる。ルックアヘッド・コンポーネントは、瞬間航空機位置を、滑走路の保管された位置と比較し、最も近い滑走路を選択し、その滑走路までの距離を計算する。最も近い滑走路までの距離に基づいて、本発明は、サイドスパン値を選択する。
【0011】
前述の要約から簡単に諒解されるように、本発明は、低高度飛行条件の存在および位置不確実性を考慮に入れる強化型対地接近警報装置を提供する。これらの考慮によって、現在の強化型対地接近警報装置に存在するニューサンス・アラートの多くが除去される。
【0012】
なお、本発明の好ましい実施形態および代替実施形態を、以下に、図面に関して詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
図1からわかるように、EGPWSは、危険な飛行条件について、ルックアヘッド地形状況報告および警報表示を航空機のパイロットに提供する。EGPWSには、プロセッサ12、航法用装置14、およびデータベース16が含まれる。動作中に、プロセッサ12は、まず、全世界測位システム(GPS)または飛行管理システム(FMS)などの航法用装置14からの航法データを使用して、航空機の位置を確定する。プロセッサ12は、航空機の位置を確定したならば、航空機グラウンドトラックに基づいて、飛行経路を前方に投影する。この投影された飛行経路によって、プロセッサ12により予想される航空機が飛ぶであろう地形が、定義される。
【0014】
投影された飛行経路を有するプロセッサ12は、航空機が飛ぶと予想する地形および飛行経路のオフセットが通過する地形に関連する、データベース内に保管された最高の標高をリコールする。プロセッサ12は、航空機の高度、地形セルのサイズ、および滑走路からの航空機の距離に応答して、オフセットおよびサイドスパンを調整する。これを行うために、プロセッサ12には、空港データベースならびに地形データベース16が含まれる。プロセッサ12は、地形情報に関して変化する必要を有するので、地形データベース16には、問題の特定の地理的区域の地勢に基づく、又は問題の地形について使用可能な品質および詳細のレベルに基づくさまざまな分解能が含まれる。リコールされた標高を、航空機の現在の高度と比較することによって、プロセッサ12は、飛行中の航空機にとって脅威になる、地形データベース16に記録された地形標高がある場合に、それを判定する。この処理のより完全な定義は、1998年11月17日にMullerらに発行された米国特許第5,839,080号に記載されている。この特許は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【0015】
上で示したように、プロセッサ12は、航空機の飛行経路に近い地形のすべてに関する参照を含むデータベースを必要とする。このデータベースは、地形の地勢ならびに空港への距離の関数としての、地形データの変化する分解能を提供する構造となっている。分解能を定義するために、データベースで、長方形セルの辺の寸法が使用される。たとえば、航空機が地形に非常に近づいて通過する、滑走路に非常に近い空港アプローチでは、比較的高い分解能が有用である。これと同一の論理を使用して、データベースに、空港に近い地形を表す約463m(1/4海里)から231.5m(1/8海里)の高分解能のセルと、たとえば926m(1/2海里)から1852m(1海里)の、空港から半径48km(30マイル)以内の残りの地形を表す、中分解能のセルと、を含めることができる。空港から半径48km(30マイル)より外には、さらに粗い分解能が十分である。
【0016】
ありそうな地形のすべてをデータベースにマッピングする、単一の均一な方法が必要である。緯度および経度に基づく全世界測位の従来の手段が念頭に浮かぶ。まず図2を参照すると、データベース16によって、地球の表面が、たとえばそれぞれが約4度の緯度を表す、複数の緯度帯50に分割される。各緯度帯50が、各セグメントが約4度の経度を表す複数の経度セグメント52に分割される。赤道で、各経度セグメント52は、辺が約474.112km(256海里)の正方形である。この赤道モデルに基づいて、残りのすべてのセルを定義して、比較的一定のセグメントサイズを維持する。したがって、この地球表面のセグメントを定義する方法では、極に近い帯について、緯度帯50ごとの経度セグメント52の数が減る。
【0017】
地球の表面でセグメントを定義した後に、各セグメント内の地域が、すぐにわかる。現在の航空機位置に対応する緯度および経度によって、航空機を含むセグメントが具体的に定義される。たとえば、経度Xの航空機は、Xに対応する帯50を呼び出す。次に、プロセッサ12は、ルックアップテーブルによるまたは計算によるのいずれかで、経度セグメント52のどれが、その特定の位置を含む帯50に関連するかを判定する。
【0018】
この方式によって、各経度セグメント52に関連するデータが、そのセグメント内の最高の高度の地形または障害物に対応する。上で述べたように、セグメント52のそれぞれは、辺が約474.112km(256海里)の正方形である。図3からわかるように、これらの経度セグメント52を、さまざまなセルに分割することができ、これらのセルを、分解能のさまざまなレベルを提供するためにサブセルに分割することができる。たとえば、システムは、各セグメント52を、複数のセル54に分割し、各セル54は、辺が118.526km(64海里)のほぼ正方形であり、非常に粗い分解能をプロセッサ12に与える。セル54を、さらに、複数のサブセル56に再分割することができ、サブセルは、たとえば、辺が29.632km(16海里)のほぼ正方形であり、粗い分解能をプロセッサ12に与える。同様に、この同一の方式によって、これらのサブサブセルを7.408km(4海里)の正方形(60に図示)に分割し、その後、辺が1.852km(1海里)の正方形(62に図示)に分割することができる。空港付近では、サブセル60をより小さいサブセル62に分解して、たとえば辺が463m(1/4海里)の正方形の、さらに高い分解能を提供することが望ましい場合がある。
【0019】
これらのセルおよびサブセルに関連して、データベースに、めいめいのセルまたはサブセルの最高の高度に対応する基準高度を含むヘッダ70が含まれる。このヘッダに、ある地理的区域についてさらなる再分割が不要である時を示すフラグも含めることができる。たとえば、海を表すセグメントについて、すべてのサブセルが、同一の最大高度を有し、したがって、さらなる再分割は不要である。山岳地帯または空港付近の区域などの地理的区域について、経度セグメント52が、上で説明したように再分割される。
【0020】
図4は、ルックアヘッド地形アウェアネス用の地形データベース内の情報を使用する、図1のEGPWS20の方法の視覚化である。航空機の位置、そのグラウンドトラック、およびその幾何学的高度が、プロセッサ12の外部で判定され、そのデータが、プロセッサ12から使用可能になる。現在のグラウンドトラックに沿って、地球の表面で航空機を投影することによって、グラウンドトラック72が得られる。グラウンドトラック72は、使用中の分解能に応じてデータベースの複数のセルまたはサブセルを通過する直線である。前の説明から明らかなように、関連するセルまたはサブセルのサイズは、地形のタイプおよびその地形を通過する航空機のありそうな高度に伴って変化する。グラウンドトラック72が通過するセルまたはサブセルの数は、プロセッサ12が現在の方法に従って判定するルックアヘッド距離(Look−Ahead Distance、LAD)によって制限される。
【0021】
現在のプロセッサ12は、航空機に適する検出オフセット92を判定する。このオフセットを用いて、プロセッサ12は、グラウンドトラック72に平行な2つの航路を判定する。たとえば、航空機が、点(X、Y)にあり、グラウンドトラック72上でこれに沿った機首方位を有する場合に、航空機の瞬間位置(X、Y)を、グラウンドトラック72と垂直の両方向に検出オフセット92だけ変位させることによって、新しい2つの点(X’、Y’)および(X”、Y”)がもたらされる。グラウンドトラックをこの2つの新しい点のそれぞれに置換することによって、2つの平行の航路74および76がもたらされる。各航路は、複数の別個のセルまたはサブセルを通過する。
【0022】
検出経路を広げるために、プロセッサ12は、小さい構成可能な角度だけ2つの平行の航路74および76をオフセットし、航路94および96をもたらすことによって、検出の範囲を広げる。同様に、これらの航路は、複数の追加の別個のセルまたはサブセルを通過する。グラウンドトラック72、オフセット74および76、サイドスパン94および96が一緒に使用される時に、航空機の動きのそれぞれによって、航空機の周囲のセルのパターンに関連する高度がリコールされる。
【0023】
本発明では、特定の情況、特に低高度飛行での、リコールされる高度のパターンを、強め、細くする。本発明と異なって、現在のプロセッサ12は、適当な場合に分解能が微細になる時に、検出オフセット92の大きさを変更しない。より微細なサブセル分割では、サブセル全体が、グラウンドトラック、平行航路、およびサイドスパン航路によって見逃される可能性がある。
【0024】
本発明の1実施形態では、グラウンドトラックと2つのオフセット航路94および96の間で、瞬間航空機位置から等しい間隔の、複数のサブオフセット80および82が実施される。たとえばこの新しいサブオフセット80および82のそれぞれから発する、追加の平行航路84および86が、多数のさらなるセルまたはサブセルを通過する。プロセッサ12は、サブオフセット距離が、プロセッサ12が使用する最も微細な分解能より小さくなるように、サブオフセットを選択し、プロセッサ12は、この2つのオフセット航路の間のすべてのセルからの標高をリコールする。図4では、2つのそのようなサブオフセット航路84および86だけが示されているが、任意の適する数が機能する。現在行われていることを増補して、両方でそれぞれ最大4つのサブオフセットが使用されるが、より高速のプロセッサは、ますます微細な分解能で動作することができ、より多数のサブオフセットがもたらされる。
【0025】
この同一の発明のもう1つの実施形態は、サイドスパン94および96に対処する。現在の動作では、プロセッサ12が、1°と3°の間の小さい角度を使用して、サイドスパン94および96を広げる。この角度は、現在は、変数を構成することによって設定され、この変数は、プロセッサ12が航空機に常駐する時間全体を通じて一定のままである。この角度は、飛行条件または空港への近接に伴って変化しない。オフセットの幅の前の説明と同様に、いくつかの飛行条件でサイドスパン角度を減らすと、航路外障害物の検出に起因して発生する可能性があるニューサンス・アラートの数が減る。したがって、本発明では、プロセッサ12が、データバスからの入力に基づいて低空飛行の条件を検出する時に、プロセッサ12は、サイドスパン角度に0をセットする。
【0026】
図5に、本発明の好ましい方法200を示す。ルックアヘッド包絡線を細くするために、まず、プロセッサ12は、210で、航空機の飛行計装から航空機の飛行条件に関するデータを引き出す。プロセッサ12は、航空機のコックピット内の飛行計装からの幾何学的高度、無線高度、およびGPS高度、ならびにグラウンドトラック、速度、姿勢、および位置不確実性を受け取る。これらのデータの群から、プロセッサ12は、低高度飛行条件フラグをセットするのに必要な条件を判定する。さらに、210で、プロセッサ12は、計装から直接に、位置、機首方位、および位置不確実性を保管する。
【0027】
飛行条件データを登録した後に、プロセッサ12は、220で、図5に示された方法に従って、必要な検出オフセットを計算する。計算されたオフセット、位置不確実性、瞬間航空機位置でのデータベース分解能、および低高度飛行表示フラグの有無に対して、プロセッサ12は、図7に示された方法に従って、230で、計算された検出オフセットを、1つまたは複数のサブオフセットに再分割する。その後、プロセッサ12は、250で、最も近い滑走路までの距離を計算し、やはり低高度飛行表示フラグの有無を認識し、それ相応にルックアヘッド包絡線のサイドスパンを設定する。細くされたルックアヘッド包絡線の寸法を決定したので、プロセッサ12は、270で、現在のEGPWSの方法に従って、細くされたルックアヘッド包絡線を検査する。
【0028】
図6に、検出オフセット92を計算する好ましい方法220を示す。まず、上と同様に、プロセッサ12は、222で、航空機が低高度飛行条件であるかどうかを判定しなければならない。航空機が低高度飛行中である場合には、プロセッサ12は、226で、グラウンドトラックからのより小さいオフセットとの一貫性を有するより小さい係数(好ましい実施形態では、この係数が1である)を選択する。航空機が低高度飛行中でない場合には、プロセッサ12は、224で、より大きいオフセットとの一貫性を有するより大きい係数(好ましい実施形態では、この係数が1.5である)を使用する。
【0029】
適当な係数を選択した後に、228で、プロセッサ12は、位置不確実性の測定値に、選択された係数をかけて、積を作る。この積は、所与の飛行条件および位置不確実性を定義する「誤差のマージン」をおおむね反映する。係数の選択に、プロセッサ12が使用する位置不確実性の測定値に依存する適当な訂正要因を用いて係数を構成することを、含めることができる。プロセッサ12は、この誤差のマージンにベース幅を加算して、適当なオフセットを得る228。ベース幅は、安全な飛行に必要な最小限の横クリアランスである。
【0030】
本発明の1実施形態では、プロセッサ12が使用する位置不確実性が、水平性能係数(HFOM)である。長所は、HFOMが、位置の計算で、GPSから直接に使用可能であることである。HFOMでは、「残差」および異なる訂正の待ち時間を含むある種のデータから、衛星受信の品質を推定する。GPSは、HFOMを各読みに適用し、その結果、読みが良好すなわち選択された性能係数の限度内である場合には、その読みが使用され、読みが不良すなわち選択された性能係数の限度の外である場合には、その読みが省略される。性能係数は、メートル単位で測定され、1から約300の範囲にわたり、10未満であることが好ましい。
【0031】
HFOMは、指定された時刻に使用可能な情報に対して、GPSの位置解での可能な誤差の最良の推定値である。これは、位置決定での信頼の表示であり、確定の精度と反対の形で変化する。より高いHFOMは、より低い信頼を示すが、位置解が実際にそれほど離れていることを意味するのではなく、「完全に正しい」可能性がある。
【0032】
計算された検出オフセット92によって、図4に示された、グラウンドトラックおよび平行のオフセット経路によって形成される「三叉」の外側の縁が決定される。その幅を決定したならば、プロセッサ12は、三叉の残りの「叉」の数および位置すなわち、平行航路のサブオフセットを選択する。そのために、図7に、検出サブオフセットの大きさを判定するのに必要なステップ230を示す。
【0033】
図7では、検出サブオフセットを生成する方法230が、瞬間航空機位置の点でのデータベースの分解能に依存する。上の、地球の表面の地形を記述するのに必要なデータベースを記述する時に、データベースは、データベースが使用可能な最も微細な分解能に達した時に、データ内にフラグを置く。この分解能のレベルによって、データベース内で表される特定の地理的位置に適用可能な「最上層」が定義される。どの場合でも、このフラグを立てられたレベルに、使用可能な最も微細な分解能がある。その分解能は、いくつかの例で29.632km(16海里)とすることができ、他の例では、463m(1/4海里)とすることができる。この距離を、「最上層セル幅」と称する。
【0034】
瞬間航空機位置によって、適用可能な最上層が定義され、瞬間航空機位置は、緯度および経度によって定義される。経度は、赤道に関する、瞬間航空機位置の間の内角の表示である。これは、本質的に、赤道からの地球の表面上での角変位であり、極は、赤道から90°変位している。
【0035】
セルのサイズは、上で説明したデータベースの設計制約のゆえに、赤道と極の間で大きくは変化しない。これらのセルは、地球の表面のほぼ似た面積のセクションに関するデータを含むように設計されているので、これらのセルは、赤道から変位する際に、徐々に回転軸に対して斜めに回転する。これらのセルを等化するために、プロセッサ12は、232で、各最上層セル幅を、航空機の瞬間位置を記述する経度のコサインで割る。結果の商が、検出オフセットの計算に使用されるスケーリング係数である。
【0036】
スケーリング係数は、グラウンドトラックと2つの検出オフセット航路のそれぞれとの間での、グラウンドトラック72とオフセット航路74および76によって定義される「三叉」内の最上層セルのそれぞれを正しく突き刺すのに必要なサブオフセットの必要な分離の粗い近似である。234で、サブオフセット航路を置くために、オフセットを、このスケーリング係数によって割って、プロセッサ12がオフセット航路とグラウンドトラックの間に配置するサブオフセット航路の数を得る。好ましい実施形態では、236で、この数の上限を最大4つのサブオフセット航路までに制限するが、より早いプロセッサと共に使用可能になるますます微細な分解能について、より多い数のサブオフセットが適当になる可能性がある。
【0037】
236で、オフセットをスケーリング係数によって割ることによって示されるサブオフセットの最大の個数が、最大値(この例では4)を超える場合に、有効な商が、240で、その最大値に設定される。それ以外のすべての場合238に、オフセットをスケーリング係数によって割ることからの結果の商が、整数でない場合に、その商は、プロセッサ12は、次に大きい整数にその商を丸める。丸められた商は、プロセッサ12が、グラウンドトラック72とオフセット航路74および76の間に置くサブオフセット面積の数を示す。242で、検出オフセット92を有効な商で割って、サブオフセット距離を得る。
【0038】
図8では、プロセッサ12が、適当なサイドスパン710を判定する。前のサブルーチンと同様に、最初のステップは、レジスタ内の低高度飛行フラグの存在を判定すること252である。低高度飛行フラグが存在する場合には、254で、経路外障害物に関するニューサンス・アラームを最小にするために、サイドスパンに即座に0をセットする。航空機が、低高度飛行中でない場合には、最も近い滑走路までの距離によって、構成可能なプロファイルによる飛行に適当なサイドスパンを判定する。この実施形態では、14.816km(8海里)未満の距離について、サイドスパンに1°の広がりをセットする。16.668km(9海里)を超える距離について、サイドスパンに2°をセットする。14.816km(8海里)と16.668km(9海里)の間の距離について、サイドスパンは、1°と2°の間で距離に伴って線形に変化する。
【0039】
プロセッサ12は、256で、瞬間航空機位置を、保管された滑走路位置と比較する。プロセッサ12は、瞬間航空機位置からの距離によって滑走路をソートし、最も近い滑走路までの距離すなわち、最も近い滑走路からのオフセットを計算する。このソートは、プロセッサ12が瞬間航空機位置を更新するたびに行われる。
【0040】
258で、航空機瞬間位置が、最も近い滑走路から16.668km(9海里)を超えてオフセットしている場合には、プロセッサ12は、260でサイドスパンに2°をセットする。その一方で、262で、航空機瞬間位置が、最も近い滑走路から14.816km(8海里)未満だけオフセットしている場合には、264で、サイドスパンに1°をセットする。オフセットが、14.816km(8海里)と16.668km(9海里)の間である場合には、プロセッサ12は、266で、サイドスパンに、海里単位の滑走路からの距離から7(1−8)を引いた値と等しい角度をセットする。これによって、通常高度航続に使用されるより幅広い探索区域およびアプローチ時に用いられるより狭い探索からの滑らかな推移が可能になる。
【0041】
本発明の好ましい実施形態を図示し、説明したが、上で注記したように、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに、多数の変更を行うことができる。たとえば、14.816km(8海里)と16.668km(9海里)の間ではなく、12.964km(7海里)と18.52km(10海里)の間の滑走路と瞬間航空機位置との間のオフセットで変化するようにサイドスパンをセットするのではなく。したがって、本発明の範囲は、好ましい実施形態の開示によって制限されない。そうではなく、本発明は、完全に請求項の参照によって決定されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】本発明のシステムのブロック図である。
【図2】本発明でデータベースの別個のセルを生成するのに使用されるマッピング方法を示す図解である。
【図3】特にデータベース内のセルの分解能の3つのレベルに関する、本発明のデータベースに保管される情報のアーキテクチャおよび関係の図解である。
【図4】本発明の図解である。
【図5】本発明のシステムによって実行される発明的方法を示す流れ図である。
【図6】図5に示された方法が必要とする検出オフセットを計算する方法を示す図である。
【図7】図5に示された方法が必要とする検出サブオフセットを計算する方法を示す図である。
【図8】図5に示された方法が必要とするサイドスパンを計算する方法を示す図である。
【0001】
強化型対地接近警報装置(Enhanced Ground Proximity Warning System、EGPWS)は、複数の飛行計装入力を監視し、データベースを参照して、航空機の経路内の対地接近脅威の存在をテストする。EGPWSは、他のナビゲーション・データによって増補される全世界測位システム(GPS)データの受信による信頼性のある位置決定を得ることによって、これを達成する。EGPWSは、信頼性のある位置決定を得たならば、空港データベースによって増補される地形および障害物データベース(ひとまとめにして「地形」)を参照する。現在位置に基づいて、EGPWSは、航空機の投影された経路に沿った地形障害物を識別する。
【0002】
EGPWSは、グラウンドトラックと称する、地上での投影された飛行経路を表す平行の経路と、ルックアヘッド検出オフセット(Look−Ahead Detection Offset)と称する距離だけ変位したグラウンドトラックの両側の平行経路またはオフセット航路という三つ組みを定義することによって、航空機の投影された経路に沿った障害物を識別する。EGPWSは、この3つの線のいずれかの上の点を含む又は接触するセルまたはサブセルを判定することによって、データベースからリコールするデータを判定する。さらに、現在行われていることは、投影された飛行経路を外に小さい角度だけ広げて、存在する可能性がある経路外の地形障害物を検出し、警告することである。この、オフセット航路の外への拡大によって、旋回中に、地形障害物を提示する可能性がある障害物の、パイロットによる認識が高まる。サイドスパン(side span)は、この、検出包絡線を広げる角度を指す用語である。現在行われていることでは、ルックアヘッド検出オフセットおよびサイドスパンの両方が、位置決めソース精度に伴って変化しない。
【0003】
EGPWSのデータベースでは、地球の表面がデータベースセルでタイリングされる。これらのセルは、地球の曲率に起因するサイズの変動が最小になる形で定義される。そこに存在する障害物を伝えるのに必要な地形情報の分解能のレベルに応じて、各セル内で、データベースによって、セルが16個のサブセルに再分割され、各サブセルは、データベースによって、16個のサブサブセルに分割される。データベースには、そのサブサブセルに関連する、サブサブセル内で最高の地形高度が保管される。所与のサブセル内の16個の保管されたサブサブセル高度のうちで最高の値が、サブセルに関連して保管される。同様に、16個の含まれるサブセル高度のうちで最高の値が、セルに関連して保管される。EGPWSの分解能設定、即ち、投影されたグラウンドトラックおよびルックアヘッド検出オフセットだけオフセットした2つの平行航路が接触するセル、サブセル、またはサブサブセルのそれぞれに応じて、そのセルに関連して保管された値が、航空機の高度と比較される。(この説明では、用語セルおよびサブセルが、セルのセル従属分割の度合に無関係に、データベース内の分割を指す、すなわち、サブセルが、既存の分割の任意の分割を指すことができる。)含まれるサブセルに関連して保管された値と、瞬間高度が、互いに関する事前設定の限界内に入る場合に、アラートは、音またはディスプレイのフラッシュとして、示される。
【0004】
ルックアヘッド検出オフセットが、データベースセルサイズと比較して大きい、現在のEGPWSでは、3つの平行経路が、投影された飛行経路内のサブセルのすべてを含まない場合がある。この3つの平行の経路が、広い間隔を持ち、地形の差が、不連続で突然である場合に、地形障害物が、3つの平行経路の2つの間になり、その障害物が検出されない可能性がある。
【0005】
現在のEGPWSモニタを用いると、低いレベルの飛行条件の下で、特に山地が存在する場合に、経路外障害物が、望ましくないアラームを引き起こす可能性がある。さらに、位置決めソース精度が高い場合に、現在のEGPWSは、ルックアヘッド検出オフセットを減らすことによって投影された飛行経路を狭めることをしない。実際の経路が明確に固定される場合に、大きすぎるルックアヘッド検出オフセットは、パイロットに有用でないアラートを引き起こす経路外地形をもたらす。これらは、ニューサンス・アラート(nuisance alert)として、知られている。
【0006】
ニューサンス・アラートが、十分頻繁に発行される場合に、オペレータは、有効であろうとなかろうとEGPWSアラートを無視し始め、したがって、安全性が危険にさらされる。EGPWSは、EGPWSを無視するかスイッチを切るのではなく、EGPWSが予想される飛行経路のより狭い投影を使用する場合に、より安全な飛行という目的を満足する。より狭い飛行経路の外にある地形障害物は、アラートを喚起しない。より少数のアラートによって、パイロットが、残りのEGPWSアラートに留意し続ける。
【0007】
必要なものは、ニューサンス・アラートを減らし、地形セルがルックアヘッド検出オフセット内で見逃されないことを保証するシステムである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0008】
(発明の概要)
ニューサンス・アラームを減らす改良された強化型対地接近警報のシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品を提供する。このシステムには、データバス・コンポーネント、ルックアヘッド・コンポーネント、データベース・コンポーネント、およびアラート・コンポーネントが含まれる。データバス・コンポーネントは、位置決定および機首方位を提供する。ルックアヘッド・コンポーネントは、検出オフセット値、サイドスパン値、および一連の検出サブオフセットによって定義されるルックアヘッド包絡線を生成する。データベース・コンポーネントには、保管された位置、およびこれらの保管された位置に関連して保管された標高が含まれる。アラート・コンポーネントは、ルックアヘッド包絡線およびデータベースから検索されれた標高に基づいて、アラート条件が存在する時にアラートを生成する。
【0009】
本発明のさらなる態様によれば、データバス・コンポーネントは、低高度論理信号および位置不確実性値を含み、ルックアヘッド・コンポーネントは、検出サブオフセットジェネレータを含む。検出サブオフセットジェネレータは、低高度論理信号の有無および生成された検出オフセット値に基づく個数および大きさを有する一連のサブオフセットを生成する。
【0010】
本発明のさらなる態様によれば、データベース・コンポーネントに、滑走路の位置が含まれる。ルックアヘッド・コンポーネントは、瞬間航空機位置を、滑走路の保管された位置と比較し、最も近い滑走路を選択し、その滑走路までの距離を計算する。最も近い滑走路までの距離に基づいて、本発明は、サイドスパン値を選択する。
【0011】
前述の要約から簡単に諒解されるように、本発明は、低高度飛行条件の存在および位置不確実性を考慮に入れる強化型対地接近警報装置を提供する。これらの考慮によって、現在の強化型対地接近警報装置に存在するニューサンス・アラートの多くが除去される。
【0012】
なお、本発明の好ましい実施形態および代替実施形態を、以下に、図面に関して詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
図1からわかるように、EGPWSは、危険な飛行条件について、ルックアヘッド地形状況報告および警報表示を航空機のパイロットに提供する。EGPWSには、プロセッサ12、航法用装置14、およびデータベース16が含まれる。動作中に、プロセッサ12は、まず、全世界測位システム(GPS)または飛行管理システム(FMS)などの航法用装置14からの航法データを使用して、航空機の位置を確定する。プロセッサ12は、航空機の位置を確定したならば、航空機グラウンドトラックに基づいて、飛行経路を前方に投影する。この投影された飛行経路によって、プロセッサ12により予想される航空機が飛ぶであろう地形が、定義される。
【0014】
投影された飛行経路を有するプロセッサ12は、航空機が飛ぶと予想する地形および飛行経路のオフセットが通過する地形に関連する、データベース内に保管された最高の標高をリコールする。プロセッサ12は、航空機の高度、地形セルのサイズ、および滑走路からの航空機の距離に応答して、オフセットおよびサイドスパンを調整する。これを行うために、プロセッサ12には、空港データベースならびに地形データベース16が含まれる。プロセッサ12は、地形情報に関して変化する必要を有するので、地形データベース16には、問題の特定の地理的区域の地勢に基づく、又は問題の地形について使用可能な品質および詳細のレベルに基づくさまざまな分解能が含まれる。リコールされた標高を、航空機の現在の高度と比較することによって、プロセッサ12は、飛行中の航空機にとって脅威になる、地形データベース16に記録された地形標高がある場合に、それを判定する。この処理のより完全な定義は、1998年11月17日にMullerらに発行された米国特許第5,839,080号に記載されている。この特許は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【0015】
上で示したように、プロセッサ12は、航空機の飛行経路に近い地形のすべてに関する参照を含むデータベースを必要とする。このデータベースは、地形の地勢ならびに空港への距離の関数としての、地形データの変化する分解能を提供する構造となっている。分解能を定義するために、データベースで、長方形セルの辺の寸法が使用される。たとえば、航空機が地形に非常に近づいて通過する、滑走路に非常に近い空港アプローチでは、比較的高い分解能が有用である。これと同一の論理を使用して、データベースに、空港に近い地形を表す約463m(1/4海里)から231.5m(1/8海里)の高分解能のセルと、たとえば926m(1/2海里)から1852m(1海里)の、空港から半径48km(30マイル)以内の残りの地形を表す、中分解能のセルと、を含めることができる。空港から半径48km(30マイル)より外には、さらに粗い分解能が十分である。
【0016】
ありそうな地形のすべてをデータベースにマッピングする、単一の均一な方法が必要である。緯度および経度に基づく全世界測位の従来の手段が念頭に浮かぶ。まず図2を参照すると、データベース16によって、地球の表面が、たとえばそれぞれが約4度の緯度を表す、複数の緯度帯50に分割される。各緯度帯50が、各セグメントが約4度の経度を表す複数の経度セグメント52に分割される。赤道で、各経度セグメント52は、辺が約474.112km(256海里)の正方形である。この赤道モデルに基づいて、残りのすべてのセルを定義して、比較的一定のセグメントサイズを維持する。したがって、この地球表面のセグメントを定義する方法では、極に近い帯について、緯度帯50ごとの経度セグメント52の数が減る。
【0017】
地球の表面でセグメントを定義した後に、各セグメント内の地域が、すぐにわかる。現在の航空機位置に対応する緯度および経度によって、航空機を含むセグメントが具体的に定義される。たとえば、経度Xの航空機は、Xに対応する帯50を呼び出す。次に、プロセッサ12は、ルックアップテーブルによるまたは計算によるのいずれかで、経度セグメント52のどれが、その特定の位置を含む帯50に関連するかを判定する。
【0018】
この方式によって、各経度セグメント52に関連するデータが、そのセグメント内の最高の高度の地形または障害物に対応する。上で述べたように、セグメント52のそれぞれは、辺が約474.112km(256海里)の正方形である。図3からわかるように、これらの経度セグメント52を、さまざまなセルに分割することができ、これらのセルを、分解能のさまざまなレベルを提供するためにサブセルに分割することができる。たとえば、システムは、各セグメント52を、複数のセル54に分割し、各セル54は、辺が118.526km(64海里)のほぼ正方形であり、非常に粗い分解能をプロセッサ12に与える。セル54を、さらに、複数のサブセル56に再分割することができ、サブセルは、たとえば、辺が29.632km(16海里)のほぼ正方形であり、粗い分解能をプロセッサ12に与える。同様に、この同一の方式によって、これらのサブサブセルを7.408km(4海里)の正方形(60に図示)に分割し、その後、辺が1.852km(1海里)の正方形(62に図示)に分割することができる。空港付近では、サブセル60をより小さいサブセル62に分解して、たとえば辺が463m(1/4海里)の正方形の、さらに高い分解能を提供することが望ましい場合がある。
【0019】
これらのセルおよびサブセルに関連して、データベースに、めいめいのセルまたはサブセルの最高の高度に対応する基準高度を含むヘッダ70が含まれる。このヘッダに、ある地理的区域についてさらなる再分割が不要である時を示すフラグも含めることができる。たとえば、海を表すセグメントについて、すべてのサブセルが、同一の最大高度を有し、したがって、さらなる再分割は不要である。山岳地帯または空港付近の区域などの地理的区域について、経度セグメント52が、上で説明したように再分割される。
【0020】
図4は、ルックアヘッド地形アウェアネス用の地形データベース内の情報を使用する、図1のEGPWS20の方法の視覚化である。航空機の位置、そのグラウンドトラック、およびその幾何学的高度が、プロセッサ12の外部で判定され、そのデータが、プロセッサ12から使用可能になる。現在のグラウンドトラックに沿って、地球の表面で航空機を投影することによって、グラウンドトラック72が得られる。グラウンドトラック72は、使用中の分解能に応じてデータベースの複数のセルまたはサブセルを通過する直線である。前の説明から明らかなように、関連するセルまたはサブセルのサイズは、地形のタイプおよびその地形を通過する航空機のありそうな高度に伴って変化する。グラウンドトラック72が通過するセルまたはサブセルの数は、プロセッサ12が現在の方法に従って判定するルックアヘッド距離(Look−Ahead Distance、LAD)によって制限される。
【0021】
現在のプロセッサ12は、航空機に適する検出オフセット92を判定する。このオフセットを用いて、プロセッサ12は、グラウンドトラック72に平行な2つの航路を判定する。たとえば、航空機が、点(X、Y)にあり、グラウンドトラック72上でこれに沿った機首方位を有する場合に、航空機の瞬間位置(X、Y)を、グラウンドトラック72と垂直の両方向に検出オフセット92だけ変位させることによって、新しい2つの点(X’、Y’)および(X”、Y”)がもたらされる。グラウンドトラックをこの2つの新しい点のそれぞれに置換することによって、2つの平行の航路74および76がもたらされる。各航路は、複数の別個のセルまたはサブセルを通過する。
【0022】
検出経路を広げるために、プロセッサ12は、小さい構成可能な角度だけ2つの平行の航路74および76をオフセットし、航路94および96をもたらすことによって、検出の範囲を広げる。同様に、これらの航路は、複数の追加の別個のセルまたはサブセルを通過する。グラウンドトラック72、オフセット74および76、サイドスパン94および96が一緒に使用される時に、航空機の動きのそれぞれによって、航空機の周囲のセルのパターンに関連する高度がリコールされる。
【0023】
本発明では、特定の情況、特に低高度飛行での、リコールされる高度のパターンを、強め、細くする。本発明と異なって、現在のプロセッサ12は、適当な場合に分解能が微細になる時に、検出オフセット92の大きさを変更しない。より微細なサブセル分割では、サブセル全体が、グラウンドトラック、平行航路、およびサイドスパン航路によって見逃される可能性がある。
【0024】
本発明の1実施形態では、グラウンドトラックと2つのオフセット航路94および96の間で、瞬間航空機位置から等しい間隔の、複数のサブオフセット80および82が実施される。たとえばこの新しいサブオフセット80および82のそれぞれから発する、追加の平行航路84および86が、多数のさらなるセルまたはサブセルを通過する。プロセッサ12は、サブオフセット距離が、プロセッサ12が使用する最も微細な分解能より小さくなるように、サブオフセットを選択し、プロセッサ12は、この2つのオフセット航路の間のすべてのセルからの標高をリコールする。図4では、2つのそのようなサブオフセット航路84および86だけが示されているが、任意の適する数が機能する。現在行われていることを増補して、両方でそれぞれ最大4つのサブオフセットが使用されるが、より高速のプロセッサは、ますます微細な分解能で動作することができ、より多数のサブオフセットがもたらされる。
【0025】
この同一の発明のもう1つの実施形態は、サイドスパン94および96に対処する。現在の動作では、プロセッサ12が、1°と3°の間の小さい角度を使用して、サイドスパン94および96を広げる。この角度は、現在は、変数を構成することによって設定され、この変数は、プロセッサ12が航空機に常駐する時間全体を通じて一定のままである。この角度は、飛行条件または空港への近接に伴って変化しない。オフセットの幅の前の説明と同様に、いくつかの飛行条件でサイドスパン角度を減らすと、航路外障害物の検出に起因して発生する可能性があるニューサンス・アラートの数が減る。したがって、本発明では、プロセッサ12が、データバスからの入力に基づいて低空飛行の条件を検出する時に、プロセッサ12は、サイドスパン角度に0をセットする。
【0026】
図5に、本発明の好ましい方法200を示す。ルックアヘッド包絡線を細くするために、まず、プロセッサ12は、210で、航空機の飛行計装から航空機の飛行条件に関するデータを引き出す。プロセッサ12は、航空機のコックピット内の飛行計装からの幾何学的高度、無線高度、およびGPS高度、ならびにグラウンドトラック、速度、姿勢、および位置不確実性を受け取る。これらのデータの群から、プロセッサ12は、低高度飛行条件フラグをセットするのに必要な条件を判定する。さらに、210で、プロセッサ12は、計装から直接に、位置、機首方位、および位置不確実性を保管する。
【0027】
飛行条件データを登録した後に、プロセッサ12は、220で、図5に示された方法に従って、必要な検出オフセットを計算する。計算されたオフセット、位置不確実性、瞬間航空機位置でのデータベース分解能、および低高度飛行表示フラグの有無に対して、プロセッサ12は、図7に示された方法に従って、230で、計算された検出オフセットを、1つまたは複数のサブオフセットに再分割する。その後、プロセッサ12は、250で、最も近い滑走路までの距離を計算し、やはり低高度飛行表示フラグの有無を認識し、それ相応にルックアヘッド包絡線のサイドスパンを設定する。細くされたルックアヘッド包絡線の寸法を決定したので、プロセッサ12は、270で、現在のEGPWSの方法に従って、細くされたルックアヘッド包絡線を検査する。
【0028】
図6に、検出オフセット92を計算する好ましい方法220を示す。まず、上と同様に、プロセッサ12は、222で、航空機が低高度飛行条件であるかどうかを判定しなければならない。航空機が低高度飛行中である場合には、プロセッサ12は、226で、グラウンドトラックからのより小さいオフセットとの一貫性を有するより小さい係数(好ましい実施形態では、この係数が1である)を選択する。航空機が低高度飛行中でない場合には、プロセッサ12は、224で、より大きいオフセットとの一貫性を有するより大きい係数(好ましい実施形態では、この係数が1.5である)を使用する。
【0029】
適当な係数を選択した後に、228で、プロセッサ12は、位置不確実性の測定値に、選択された係数をかけて、積を作る。この積は、所与の飛行条件および位置不確実性を定義する「誤差のマージン」をおおむね反映する。係数の選択に、プロセッサ12が使用する位置不確実性の測定値に依存する適当な訂正要因を用いて係数を構成することを、含めることができる。プロセッサ12は、この誤差のマージンにベース幅を加算して、適当なオフセットを得る228。ベース幅は、安全な飛行に必要な最小限の横クリアランスである。
【0030】
本発明の1実施形態では、プロセッサ12が使用する位置不確実性が、水平性能係数(HFOM)である。長所は、HFOMが、位置の計算で、GPSから直接に使用可能であることである。HFOMでは、「残差」および異なる訂正の待ち時間を含むある種のデータから、衛星受信の品質を推定する。GPSは、HFOMを各読みに適用し、その結果、読みが良好すなわち選択された性能係数の限度内である場合には、その読みが使用され、読みが不良すなわち選択された性能係数の限度の外である場合には、その読みが省略される。性能係数は、メートル単位で測定され、1から約300の範囲にわたり、10未満であることが好ましい。
【0031】
HFOMは、指定された時刻に使用可能な情報に対して、GPSの位置解での可能な誤差の最良の推定値である。これは、位置決定での信頼の表示であり、確定の精度と反対の形で変化する。より高いHFOMは、より低い信頼を示すが、位置解が実際にそれほど離れていることを意味するのではなく、「完全に正しい」可能性がある。
【0032】
計算された検出オフセット92によって、図4に示された、グラウンドトラックおよび平行のオフセット経路によって形成される「三叉」の外側の縁が決定される。その幅を決定したならば、プロセッサ12は、三叉の残りの「叉」の数および位置すなわち、平行航路のサブオフセットを選択する。そのために、図7に、検出サブオフセットの大きさを判定するのに必要なステップ230を示す。
【0033】
図7では、検出サブオフセットを生成する方法230が、瞬間航空機位置の点でのデータベースの分解能に依存する。上の、地球の表面の地形を記述するのに必要なデータベースを記述する時に、データベースは、データベースが使用可能な最も微細な分解能に達した時に、データ内にフラグを置く。この分解能のレベルによって、データベース内で表される特定の地理的位置に適用可能な「最上層」が定義される。どの場合でも、このフラグを立てられたレベルに、使用可能な最も微細な分解能がある。その分解能は、いくつかの例で29.632km(16海里)とすることができ、他の例では、463m(1/4海里)とすることができる。この距離を、「最上層セル幅」と称する。
【0034】
瞬間航空機位置によって、適用可能な最上層が定義され、瞬間航空機位置は、緯度および経度によって定義される。経度は、赤道に関する、瞬間航空機位置の間の内角の表示である。これは、本質的に、赤道からの地球の表面上での角変位であり、極は、赤道から90°変位している。
【0035】
セルのサイズは、上で説明したデータベースの設計制約のゆえに、赤道と極の間で大きくは変化しない。これらのセルは、地球の表面のほぼ似た面積のセクションに関するデータを含むように設計されているので、これらのセルは、赤道から変位する際に、徐々に回転軸に対して斜めに回転する。これらのセルを等化するために、プロセッサ12は、232で、各最上層セル幅を、航空機の瞬間位置を記述する経度のコサインで割る。結果の商が、検出オフセットの計算に使用されるスケーリング係数である。
【0036】
スケーリング係数は、グラウンドトラックと2つの検出オフセット航路のそれぞれとの間での、グラウンドトラック72とオフセット航路74および76によって定義される「三叉」内の最上層セルのそれぞれを正しく突き刺すのに必要なサブオフセットの必要な分離の粗い近似である。234で、サブオフセット航路を置くために、オフセットを、このスケーリング係数によって割って、プロセッサ12がオフセット航路とグラウンドトラックの間に配置するサブオフセット航路の数を得る。好ましい実施形態では、236で、この数の上限を最大4つのサブオフセット航路までに制限するが、より早いプロセッサと共に使用可能になるますます微細な分解能について、より多い数のサブオフセットが適当になる可能性がある。
【0037】
236で、オフセットをスケーリング係数によって割ることによって示されるサブオフセットの最大の個数が、最大値(この例では4)を超える場合に、有効な商が、240で、その最大値に設定される。それ以外のすべての場合238に、オフセットをスケーリング係数によって割ることからの結果の商が、整数でない場合に、その商は、プロセッサ12は、次に大きい整数にその商を丸める。丸められた商は、プロセッサ12が、グラウンドトラック72とオフセット航路74および76の間に置くサブオフセット面積の数を示す。242で、検出オフセット92を有効な商で割って、サブオフセット距離を得る。
【0038】
図8では、プロセッサ12が、適当なサイドスパン710を判定する。前のサブルーチンと同様に、最初のステップは、レジスタ内の低高度飛行フラグの存在を判定すること252である。低高度飛行フラグが存在する場合には、254で、経路外障害物に関するニューサンス・アラームを最小にするために、サイドスパンに即座に0をセットする。航空機が、低高度飛行中でない場合には、最も近い滑走路までの距離によって、構成可能なプロファイルによる飛行に適当なサイドスパンを判定する。この実施形態では、14.816km(8海里)未満の距離について、サイドスパンに1°の広がりをセットする。16.668km(9海里)を超える距離について、サイドスパンに2°をセットする。14.816km(8海里)と16.668km(9海里)の間の距離について、サイドスパンは、1°と2°の間で距離に伴って線形に変化する。
【0039】
プロセッサ12は、256で、瞬間航空機位置を、保管された滑走路位置と比較する。プロセッサ12は、瞬間航空機位置からの距離によって滑走路をソートし、最も近い滑走路までの距離すなわち、最も近い滑走路からのオフセットを計算する。このソートは、プロセッサ12が瞬間航空機位置を更新するたびに行われる。
【0040】
258で、航空機瞬間位置が、最も近い滑走路から16.668km(9海里)を超えてオフセットしている場合には、プロセッサ12は、260でサイドスパンに2°をセットする。その一方で、262で、航空機瞬間位置が、最も近い滑走路から14.816km(8海里)未満だけオフセットしている場合には、264で、サイドスパンに1°をセットする。オフセットが、14.816km(8海里)と16.668km(9海里)の間である場合には、プロセッサ12は、266で、サイドスパンに、海里単位の滑走路からの距離から7(1−8)を引いた値と等しい角度をセットする。これによって、通常高度航続に使用されるより幅広い探索区域およびアプローチ時に用いられるより狭い探索からの滑らかな推移が可能になる。
【0041】
本発明の好ましい実施形態を図示し、説明したが、上で注記したように、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに、多数の変更を行うことができる。たとえば、14.816km(8海里)と16.668km(9海里)の間ではなく、12.964km(7海里)と18.52km(10海里)の間の滑走路と瞬間航空機位置との間のオフセットで変化するようにサイドスパンをセットするのではなく。したがって、本発明の範囲は、好ましい実施形態の開示によって制限されない。そうではなく、本発明は、完全に請求項の参照によって決定されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】本発明のシステムのブロック図である。
【図2】本発明でデータベースの別個のセルを生成するのに使用されるマッピング方法を示す図解である。
【図3】特にデータベース内のセルの分解能の3つのレベルに関する、本発明のデータベースに保管される情報のアーキテクチャおよび関係の図解である。
【図4】本発明の図解である。
【図5】本発明のシステムによって実行される発明的方法を示す流れ図である。
【図6】図5に示された方法が必要とする検出オフセットを計算する方法を示す図である。
【図7】図5に示された方法が必要とする検出サブオフセットを計算する方法を示す図である。
【図8】図5に示された方法が必要とするサイドスパンを計算する方法を示す図である。
Claims (27)
- 航空機での強化型対地接近警報装置による使用のための検出オフセットによって部分的に定義されるルックアヘッド包絡線を生成する方法であって、
地形データベースを提供するステップと、
位置決定を受け取るステップと、
位置決定でのデータベース分解能を判定するステップと、
グラウンドトラックを受け取るステップと、
受け取った位置決定、データベース分解能、および受け取った機首方位に基づいて、ルックアヘッド包絡線を生成するステップと、
を含む方法。 - 請求項1に記載の方法であって、位置決定が、位置不確実性値を含む、方法。
- 請求項2に記載の方法であって、生成するステップが、位置不確実性の値に基づいて、検出オフセットを判定するステップを含む、方法。
- 請求項3に記載の方法であって、生成するステップが、位置不確実性の値に基づいて、一連の検出サブオフセットを生成するステップを含む、方法。
- 請求項1に記載の方法であって、位置決定が、最も近い滑走路までの距離値を含む、方法。
- 請求項5に記載の方法であって、生成するステップが、最も近い滑走路までの距離に基づいて、サイドスパン値を生成するステップを含む、方法。
- 請求項1に記載の方法であって、位置決定を受け取るステップが、低高度飛行条件を示す論理信号を受け取るステップを含む、方法。
- 請求項7に記載の方法であって、生成するステップが、低高度飛行条件を示す論理信号の存在に基づいて、1つのサイドスパン値を生成するステップを含む、方法。
- 請求項7に記載の方法であって、生成するステップが、低高度飛行条件を示す論理信号の存在に基づいて、サイドスパン値を生成するステップを含む、方法。
- 請求項7に記載の方法であって、生成するステップが、データベース高分解能の存在に基づいて、一連の検出サブオフセットを生成するステップを含む、方法。
- 航空機内の強化型対地接近警報装置であって、
全世界測位システムを含む航法計装からの情報を受け取るように構成されたデータバスと、
データバスから位置決定およびグラウンドトラックを受け取るように構成されたルックアヘッド・コンポーネントであって、
部分的に、
検出オフセットと
サイドスパン角度と
によって定義されるルックアヘッド包絡線を生成するように構成されたルックアヘッド・コンポーネントと、
を含む強化型対地接近警報装置。 - 請求項11に記載の装置であって、位置決定がさらに、位置不確実性の測定値を含む、装置。
- 請求項12に記載の装置であって、ルックアヘッド・コンポーネントが、位置不確実性の測定値に基づいて、検出オフセットを判定する、装置。
- 請求項11に記載の装置であって、位置決定がさらに、低高度飛行条件を示す論理信号を含む、装置。
- 請求項14に記載の装置であって、ルックアヘッド・コンポーネントが、低高度飛行条件を示す論理信号の存在に基づいて、検出オフセットを判定する、装置。
- 請求項14に記載の装置であって、ルックアヘッド・コンポーネントが、低高度飛行条件を示す論理信号の存在に基づいて、一連の検出サブオフセットを生成する、装置。
- 航空機内の強化型対地接近警報装置であって、
全世界測位システムを含む航法計装からのデータを伝達する手段と、
ルックアヘッド包絡線を生成する手段であって、
データを伝達する手段から受け取られる位置決定と
データを伝達する手段から受け取られる機首方位と
に基づいて、ルックアヘッド包絡線を生成する手段と、
を含む装置。 - 請求項17に記載の装置であって、ルックアヘッド包絡線を生成する手段がさらに、その包絡線を、データを伝達する手段から受け取られる位置不確実性の測定値に基づかせる、装置。
- 請求項17に記載の装置であって、ルックアヘッド包絡線を生成する手段がさらに、その包絡線を、データを伝達する手段から受け取られる低高度飛行条件を示す論理信号に基づかせる、装置。
- 航空機内で使用されるコンピュータプログラム製品であって、
レジスタであって、
航空機の位置決定と
航空機のグラウンドトラックと
を含む航法データを受け取るレジスタと、
航空機の位置決定および航空機の機首方位に基づいて、ルックアヘッド包絡線を生成するように構成されたルックアヘッド・コンポーネントと、
予想される飛行経路に沿った位置の地形位置に関連して保管される地形の保管された標高を含むデータベース・コンポーネントと、
生成されたルックアヘッド包絡線および地形の保管された標高に基づいて、アラート条件が存在するかどうかを判定するように構成されたアラート・コンポーネントと、
を含む製品。 - 請求項20に記載の製品であって、ルックアヘッド・コンポーネントが、検出オフセット値によって定義されるルックアヘッド包絡線を生成するように構成され、また、ルックアヘッド包絡線の幅が、検出オフセット値に基づく、製品。
- 請求項21に記載の製品であって、レジスタがさらに、位置不確実性値を受け取るように構成され、また、ルックアヘッド・コンポーネントが、位置不確実性値に基づいて、検出オフセット値を生成するように構成される、製品。
- 請求項21に記載の製品であって、レジスタがさらに、低高度飛行を示す論理信号を受け取るように構成され、また、ルックアヘッド・コンポーネントが、低高度飛行を示す論理信号に基づいて、検出オフセット値を生成するように構成される、製品。
- 請求項23に記載の製品であって、ルックアヘッド包絡線がさらに、サイドスパン値によって定義され、また、ルックアヘッド包絡線の広がりが、サイドスパン値に基づく、製品。
- 請求項24に記載の製品であって、ルックアヘッド・コンポーネントが、低高度飛行を示す論理信号の存在に基づいて、サイドスパン値を選択する、製品。
- 請求項21に記載の製品であって、ルックアヘッド包絡線がさらに、サイドスパン値によって定義され、また、ルックアヘッド・コンポーネントが、サイドスパン値を生成する、製品。
- 請求項26に記載の製品であって、データベースがさらに、滑走路の位置を含み、また、ルックアヘッド・コンポーネントが、
保管された滑走路の位置を、航空機瞬間位置と比較し、
滑走路の比較された位置に基づいて最も近い滑走路を選択し、
最も近い滑走路までの距離を計算し、
最も近い滑走路までの距離値にさらに基づいて、サイドスパン値を生成する
ように構成される、製品。
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