JP5727759B2 - レーダ乱気流測定値に対する近接距離からの乱気流の危険性の推定 - Google Patents

Description

[0001]航空機が過度の乱気流を受ける可能性がある場所を予測するのに、空中レーダが使用される。そのとき、乱気流を回避するルートを計画するために、パイロットはこの情報を使用することができる。レーダは、主として水平方向であるレーダから問題の場所への方向に沿ってのみ乱気流風の成分を測定することができる。しかし、航空機は、垂直方向の乱気流風の成分に影響を受ける。航空機が受ける乱気流の高位の負荷が、常にレーダ測定乱気流の高値と空間的に一致すると予想することはできない。

[0002]本発明は、航空機搭乗員に乱気流の危険性を伝えるシステムおよび方法を提供する。

[0002]例示的な気象レーダシステムは、３次元バッファ、プロセッサ、および表示部を含む。プロセッサは、乱気流値を受信し、それらを３次元バッファのセル内に記憶し、第１の閾値よりも大きい乱気流値を含むように決定された３次元バッファ内のセルから事前定義された閾値距離内にあるセルに関する第１の表示アイコンを生成する。表示部は、関係するセルが表示用に３次元バッファから選択されるとき、第１の表示アイコンを表示する。

[0003]本発明のこれらおよびその他の例は、以下により詳細に説明される。
[0004]本発明の好ましい、そして代替の実施形態は、以下の図面を参照して以下に詳細に説明される。

本発明の実施形態により形成されるシステムの概略ブロック図である。 図１に示されたシステムによって実行される例示的な処理のフローチャートである。 図１に示されたシステムによって使用される３次元バッファの一部分の概略斜視図である。 図２の処理の結果を示す気象表示部の例示的なスクリーン・ショットである。

[0001]図１は、改善されたレーダ戻り波を提供する気象表示システム３０を有する例示的な航空機２０を示す。例示的な気象表示システム３０は、気象レーダシステム４０および表示部／インターフェイスフロントエンド３８を含み、航空機システム４６からの情報を受信する。表示部／インターフェイスフロントエンド３８は、表示プロセッサ４２、メモリ４３、表示装置４４、ユーザインターフェイス４８、およびデータベース３２を含む。レーダシステム４０の例は、レーダコントローラ５０（ユーザインターフェイス４８に結合する）、送信機５２、受信機５４、およびアンテナ５６を含む。レーダコントローラ５０は、アンテナ５６を通して信号を送信および受信する送信機５２および受信機５４を制御する。気象レーダシステム４０および表示部／インターフェイスフロントエンド３８は、航空機システム４６に電子的に結合する。

[0002]レーダは、本明細書で信号と呼ばれる電磁エネルギーパルスの送信信号に依存する。アンテナ５６は、信号パルスの送信信号に狭めて焦点を合わせる。懐中電灯からの光と同様に、この狭い信号は、その経路内のいずれの目標にも照射し、照射された目標は、電磁エネルギーを反射させてアンテナに戻す（反射電力値）。

[0003]反射電力値は、雲そしては嵐などの気象目標内、あるいは液体（雨など）および／そしては凍結液滴（雹、みぞれ、および／そしては雪など）を発生させている雲そしては嵐の近傍の領域内に存在する液体および／そしては凍結液滴によって反射されてレーダに戻るレーダ信号のその一部分に対応する。

[0004]レーダコントローラ５０は、送信された信号パルスがアンテナから目標まで到達しアンテナ５６に戻るまでの遷移にかかる時間の長さに基づいて、アンテナに対する気象目標までの距離を計算する。距離と時間との関係は、一定で真空中ではほぼ光速である信号の速度に対して線形である。

[0005]レーダコントローラ５０は、メモリ４３内の３次元バッファ内に記憶される乱気流値を計算する。
[0006]計画された航空機ルートに関する乱気流の危険性を適切に表示するために、レーダ測定乱気流の３次元分布が必要とされる。この３次元乱気流領域から、もたらされる乱気流の危険性の空間分布は、レーダによって測定される高値だけでなく、レーダ高位測定値からある距離（３次元的に）内の領域も含むことによって得られる。この距離は、乱気流が一様であると仮定される距離に関する前提に基づく。一実施形態において、この距離は、約１から２キロメートルである。

[0007]本発明は、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．によって製造されるＩｎｔｕＶｕｅレーダなどからのレーダ測定乱気流の３次元分布を利用可能にする。乱気流の危険性が存在するとき、乱気流の危険性に関するセルが、表示用に手動そしては自動で選択され、そのとき、乱気流アイコンが気象表示部上に表示される（たとえば、航空機の飛行計画に沿って）。

[0008]図２は、図１に示されたシステムによって実行される例示的な処理８０を示すフローチャートである。最初に、ブロック８４において、乱気流値は、受信され、３次元バッファ内のそれらのそれぞれのセル内に／それぞれのセルに関して選択的に記憶される。決定ブロック８８において、処理８０は、記憶された乱気流値が第１の閾値を上回るか否かを決定する。一実施形態において、第１の閾値は、乱気流の高位の危険性に関係づけられる。乱気流値が第１の閾値よりも大きいとき、高位の危険性の乱気流値を有するセルの閾値距離内の他のセルは、同様の高位の危険性の乱気流値を与えられる（ブロック９４）。気象表示部に出力される画像は、高位のセルが表示用に選択されるとき、セルが高位であることを示す。別の実施形態において、他のセルは、それらのセルが高位の危険性を有するように予め決定されていなかったとき、高位の危険性のセルに近接するためにそれらのセルが高位の危険性を有することを示す識別子を含む。

[0009]決定ブロック８８において、記憶された乱気流値が第１の閾値よりも大きくないとき、決定ブロック９６において、記憶された乱気流値が第２の閾値よりも大きいか否かを決定される。一実施形態において、第２の閾値は、中位の乱気流の危険性に関係づけられる。ブロック９４を見れば、記憶された乱気流値が第２の乱気流値よりも大きいとき、近接セルは、中位の乱気流表示（アイコン）に関係づけられ、それを表示される。次に、処理８０は、次のセルを分析するためにブロック９０に進む。乱気流値が第１または第２の閾値よりも大きくないとき、あるいはブロック９４のステップの後、処理８０は、３次元バッファ内の他のセルを分析するために、ブロック９０を経由して決定ブロック８８に戻る。

[0010]処理８０は、あらゆる数の様々な閾値に対して乱気流値を分析するように構成することができ、それによって、あらゆる数の様々な乱気流レベルの表示を可能にする。
[0011]図３は、３次元バッファ１５０の概略斜視図である。セル１５６は、高位の危険性の乱気流値を含む。この実施形態において、セル１５６から事前定義された閾値距離内にあるセル１５８は、セル１５６が高位の危険性の乱気流値を有するために、高位の危険性の乱気流値を与えられる。セル１５８は、高位の危険性の乱気流値を有さないように予め決定されていた。

[0012]図４は、高位乱気流領域１７２を示す気象表示部１７０を示す。高位乱気流領域１７２は、第１の高位乱気流アイコン１７４を含むが、それは、そのアイコン１７４が、高位の危険性の乱気流値を有するように最初に決定された３次元バッファ内のセルと関係づけられるためである。高位乱気流領域１７２は、第１の高位乱気流アイコン１７４と関係づけられるセルに対する閾値近接距離に基づいて高位の危険性の乱気流値を与えられた３次元バッファ内のセルと関係づけられる第２の高位乱気流アイコン１７６も含む。第２の高位乱気流アイコン１７６と関係づけられるセルは、高位の危険性の乱気流値を有さないように予め決定されていた。

[0013]一実施形態において、高位そしては中位の乱気流セル（主セル）に近接するセルは、主セルと同じ色であるがわずかに透明に表示される。これは、これらのセルが危険である可能性はあるが、主セルほど危険ではないことを示す。たとえば、主セルは、中実のマゼンタであり、近接セルは、透明なマゼンタである。

[0014]別の実施形態において、近接評価は、標準乱気流評価に優先しない。したがって、最初に、すべてのセルの乱気流レベルを評価することができ、次に、閾値未満の乱気流レベルを有するそれらのセルは、主セル（すなわち、より高位の乱気流値を有するセル）に対する近接距離を評価される。たとえば、中位の乱気流値を有するセルが、高位の乱気流値を有するセルに対して閾値近接距離内にあるとき、そのセルは、高位の乱気流値に等級を上げられる。

[0015]一実施形態において、３次元バッファは使用されない。３次元バッファを含まないレーダシステムは、乱気流値をさらに決定する。そのとき、閾値量よりも大きい乱気流値を有するピクセルの周りの表示ピクセルを強調するべきか否かに関して決定がなされる。レーダの走査に対応するために、乱気流値の多少のバッファリングが必要である可能性がある。

[0016]セルの乱気流値を分析するために、他のフローチャート技術を使用することができる。
独占権そしては特権が主張される本発明の実施形態は、以下に定義される。

２０ 航空機
３０ 気象表示システム
３８ 表示部／インターフェイスフロントエンド
４０ 気象レーダシステム
４２ プロセッサ
８０ 処理
１５０ ３次元バッファ
１５６ 高位の危険性の乱気流値を含むセル
１５８ 近接セル
１７０ 気象表示部
１７２ 高位乱気流領域
１７４ 第１の高位乱気流アイコン
１７６ 第２の高位乱気流アイコン

Claims (5)

1. 乱気流値を自動で受信するステップと、
   ３次元バッファの対応するセル内に前記受信された乱気流値を記憶するステップと、
   前記３次元バッファの１つまたは複数のセルに対応するピクセルであって、第１の閾値よりも大きい乱気流値を有するセルから前記３次元バッファ内で事前定義された閾値距離内に位置する表示部上の１つまたは複数のピクセルを、プロセッサによって自動で強調するステップと、を含み、
   自動で強調するステップは、前記第１の閾値よりも大きい乱気流値を含むように決定された前記セルから前記３次元バッファ内で前記事前定義された閾値距離内に位置する前記３次元バッファの１つまたは複数のセルに対応するピクセルに対して、１つまたは複数の第１の表示アイコンを自動で生成および出力するステップを含む、
   方法。
2. １つまたは複数の他の閾値よりも大きい乱気流値を有するセルの事前定義された閾値距離内にあるセルに関する１つまたは複数の他の表示アイコンを自動で生成および出力するステップをさらに含み、
   前記１つまたは複数の他の表示アイコンの生成は、近接セルが前記１つまたは複数の他の閾値未満の乱気流値を有するときに実行される、
   請求項１に記載の方法。
3. 気象レーダ要素と、
   ３次元バッファを含むメモリと、
   プロセッサと信号通信する表示部と、
   前記メモリと信号通信する前記プロセッサであって、
   前記気象レーダ要素からの乱気流値を受信し、
   前記受信した乱気流値を前記３次元バッファの対応するセルに記憶し、
   前記３次元バッファの１つまたは複数のセルに対応するピクセルであって、第１の閾値よりも大きい乱気流値を含むように決定されたセルから前記３次元バッファ内で事前定義された閾値距離内に位置する前記表示部上のピクセルに対して、１つまたは複数の第１の表示アイコンを前記表示部を介して生成および出力する
   ように構成されたプロセッサと、
   気象レーダシステム。
4. 前記第１の閾値よりも大きい乱気流値を含むように決定された前記セルから前記事前定義された閾値距離内に位置する前記１つまたは複数のセルであって、それぞれが前記第１の閾値未満の乱気流値を有するセルを、前記１つまたは複数の第１の表示アイコンを出力する前に決定するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記プロセッサは、前記第１の閾値よりも大きい乱気流値を含むように決定された前記セルから前記事前定義された閾値距離内に位置する前記１つまたは複数のセルであって、それぞれが前記第１の閾値未満の乱気流値を有するセルを、前記１つまたは複数の第１の表示アイコンを出力する前に決定するように構成される、請求項３に記載の気象レーダシステム。

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