JPH09507710A - 地勢高度経路マネージャ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 最小限のボリュームのデジタル地勢海抜データ（ＤＴＥＤ）情報を使用して、地勢追従飛行を実行するための地勢プロファイルを生成する。地勢プロファイルを生成するときに考慮する情報の量を制限することにより、地勢プロファイルの生成に要求される計算時間及び計算資源は減少するが、生成される地勢プロファイルの完全性はそこなわれない。サンプル領域は、最も起こりうる地勢追従飛行コマンドのデータと、潜在的な予期しない飛行経路偏差と、長距離地勢追従飛行データとを含む予期される用途に従ってサンプル領域の幅を制限することにより限定される。

Description

【発明の詳細な説明】 地勢高度経路マネージャ 政府の権利 合衆国政府は、空軍省により認証された契約Ｎｏ．Ｆ３３６００−８８−Ｇ−５ １０７に従って本発明に権利を有する。 発明の背景 本発明は、一般に、地勢追跡航空機制御に関し、特に、地勢追跡飛行のために 地勢高度データをアクセスし且つ利用する方法に関する。 地上からの高度を最小にし、それにより、視認性を最小にし且つ地上基地から の検出や攻撃をできる限り少なくするために、軍用航空機は地勢追跡飛行を実行 する場合が多い。地勢追跡飛行は、一般に、実際の海抜とは関係なく、地面から 所定の高度を維持する。言いかえれば、航空機は地面からほぼ一定の高度をもっ て地表の輪郭に従い、所定の飛行経路に沿って地表の主要な輪郭に従って操縦を 行う。近づきつつある高い高度の地勢形状をクリアするように適切な上昇角度を 確定するために、地面からの実際の高度を増しても良い。 地勢追跡飛行に適用される汎用アルゴリズムは、飛行経路に沿って、また、そ の付近に位置する最も高い地勢形状を選択する。近づきつつある地勢形状をクリ アするか否かを判定するために、航空機の高度と高度ベクトルを参照する。必要 に応じて、地勢追跡アルゴリズムは、航空機が近づきつつある地勢形状をクリア するために適切な上昇角度に入ることを要求する。そうでなければ、アルゴリズ ムは、所定の地勢プロファイルデータ構造に従って、地上からほぼ一貫した高度 を維持するであろう。 ここで使用されている用語「地勢プロファイル」は、所定の飛行経路に沿った 地勢を表わすデータ構造を指す。地勢追跡アルゴリズムは地勢プロファイルデー タ構造を使用して、指定の飛行経路に沿った地勢追跡飛行を実行する。地勢プロ ファイルは、たとえば、飛行経路を含む垂直平面を通って取り出されるような地 勢の横断面，立面輪郭であると一般には考えて良いが、指定の飛行経路の付近の 地勢条件を考慮に入れなければならない。たとえば、飛行経路に沿った所定の１ 点について、側方外側へ両側に所定の距離をおいた最も高度の高い点をその所定 の点における地勢プロファイル高度として割当てる。これにより、地勢プロファ イルに控え目な、すなわち、安全な高度輪郭が生成される。 地勢追跡用途の多くはレーダー及び／又はレーダーセンサのデータを使用して 、航空機の予測飛行経路に沿った地勢プロファイルを生成する。予測飛行経路は 、一般に、航空機の現在高度及び現在速度に基づいている。しかしながら、能動 センサの放射は航空機をより遠い距離にある脅威施設から見えるようにしてしま うので、地勢追跡飛行は能動センサのデータを制限して又は全く使用せずに実行 されるの好ましい。特にパワーの強い能動センサを使用すると、遠く離れた敵軍 が航空機を検出できるようになるので、秘密特命飛行は危険にさらされる。能動 センサを使用すべき場合には、検出可能な放射を最小にして、敵軍が短距離の検 出しかできないようにするために、そのようなセンサを低パワーに設定して使用 するのが好ましい。残念ながら、地勢追跡飛行はより遠い距離にある地勢情報を 必要し、そのような情報が長距離ハイパワーの能動センサを使用して生成される 場合には、通常、航空機は検出されやすくなる。さらに、能動センサのデータ自 体にも限界がある。センサデータだけでは、丘陵の背後又は角を曲がったところ を見ることができない。センサは、地勢プロファイルを生成するときにどこで地 勢データを収集すべきかを「推測」することしかできない。 デジタル地勢高度データは、複数の個別の「データポスト」における地表高度 を表わす。各データポストは地表場所又はアドレス、すなわち、緯度及び経度と 、たとえば、海面に対する関連高度とを有する。すなわち、単純な形態のＤＴＥ Ｄデータベースは、緯度及び経度のアドレス入力に応答して、スケーラ高度デー タを供給するであろう。用途によっては、さらに複雑なＤＴＥＤデータベースが 開発されている。たとえば、１９９０年２月６日にＪ．Ｆ．Ｄａｗｓｏｎ及びＥ ．Ｗ．Ｒｏｎｉｓｈへ発行された米国特許第４，８９９，２９２号は、緯度パラ メータ及び経度パラメータにより、地勢高度データを含むデジタルマップをワー プすることによって、球形データベースを作成する切りばめ方法を示している。 ＤＴＥＤデータベースシステムは飛行特命飛行コンピュータシステムにおいて 使用され、軍用用途の飛行計画戦略は、たとえば、秘密飛行作業や危険回避作業 の補助となる。特命飛行コンピュータシステムで使用する場合、ＤＴＥＤデータ ベースは、パイロットが地勢追跡飛行などの時間が重大である行動を実行するこ と又は所定の脅威位置に関する回避ルートを選択することを補助できる。そのよ うな脅威位置は事前にわかっているかもしれず、あるいは、飛行中に検出されて も良い。ＤＴＥＤに基づいてルート又は代替ルートをアクセスし且つ計算すると きに要求される計算速度は、特に、パイロットを現在地勢条件及び代替ルートを 完全に評価した状態に保つために必要とされる反復計算の場合には、致命的な重 大さをもつことがある。従って、ＤＴＥＤをアクセスし、取り出されたＤＴＥＤ に基づく計算の方法の改良は、単に、計算の手際良さの改良にとどまらず、命を 助け、特命飛行の成否にとって重大なものであると考えられる。 地勢プロファイルは、指定飛行経路に関連させて大きなボリュームのＤＴＥＤ データを取り出すことによって作成されていた。地勢プロファイルを生成すると きに考慮するためのＤＴＥＤデータベースから取り出された各々のデータサンプ ルは、大量の処理時間を必要とする。地勢プロファイルを生成するためにＤＴＥ Ｄデータベースから取り出されるデータは、航空機の位置に先立つ飛行経路の長 さに沿って位置するデータポストと、その長さ部分の所定の距離の中の全てのデ ータポスト、すなわち、現在航空機位置に対して識別される、飛行経路に沿った 一定の長さと幅の領域のデータポストとに対応していた。地勢プロファイルは安 全で、確実な情報を提供しなければならない。この目的のために、大きなボリュ ームのＤＴＥＤデータを地勢プロファイルに取り込んである。残念ながら、取り 出され、処理されるデータのボリュームは地勢プロファイルの生成を制約してい た。すなわち、地勢プロファイル計算時間を余分に必要としていた。 このように、従来の地勢プロファイル生成方法は長距離能動センサを含んでい るが、長距離センサの放射は長い距離にわたって航空機を視認性に入れてしまい 、ＤＴＥＤデータベースシステムでは、控え目な地勢プロファイルを生成するた めに、大量のＤＴＥＤデータポイントを必要とし、相対的に長い計算時間を必要 とする可能性がある。 従って、航空機を脅威施設に対してさらすことを回避するために、ハイパワー の長距離能動センサのデータを利用せずに、地勢追跡飛行を実行することが望ま しい。さらに、地勢追跡飛行を実行するために地勢プロファイルを生成する方法 は、動的で効率の良い計算時間を支援することが望ましい。 発明の概要 本発明に従えば、航空機の飛行経路を選択し、地勢追跡飛行中の任意の点にお ける地面からの高度を安全に最小にするために、ＤＴＥＤデータベースから限ら れたボリュームのＤＴＥＤデータポイントを取り出す。さらに特定すれば、デー タベースから取り出されるＤＴＥＤデータポイントは、航空機に対する時間及び 距離などの条件に従った寸法を有するサンプル領域から取り出される。 本発明の好ましい一実施形態によれば、各サンプル領域は選定された飛行経路 上に中心を有し、航空機に対して位置決めされるが、その幅は他のサンプル領域 に対して変化する。一般に、航空機の付近のサンプル領域は幅広く、選定された 飛行経路に沿って航空機からより離れているサンプル領域は徐々に狭くなってい く。最も幅の広いサンプル領域は飛行経路に沿って、航空機に対して所定の位置 にあり、起こりうる航空機の飛行経路外れと関連する部分に対応する。従って、 追加地勢データは、地勢追跡飛行経路からのそのような予期しない偏差の場合に 考慮される。このように、必要に応じて、相対的により大きなボリュームのＤＴ ＥＤデータを取り出す。飛行経路に沿ったより離れた地勢は適切に評価されるが 、そのときに使用するＤＴＥＤデータのボリュームはより小さい。その結果、地 勢追跡飛行アルゴリズムに要求される計算スループット及びメモリ量は最小限に 抑えられ、一方、地勢追跡性能及び安全基準は最大である。 本発明の要旨を特定して指摘したが、これは本明細書の末尾部分に明確に特許 請求されている。しかしながら、本発明の編成と動作の方法は、共に、本発明の その他の利点及び目的と併せて、添付の図面と共に以下の説明を参照することに よって最も良く理解されるであろう。図面中、同じ図中符号は同じ素子を表わす 。 図面の簡単な説明 本発明をさらに良く理解し且つ本発明をいかに実施できるかを示すために、１ 例として、添付の図面を参照する。 図１は、地勢追跡飛行を補助する目的で地勢プロファイルを生成するために本 発明に従ってＤＴＥＤデータベースからの取り出されるサンプル領域を平面図で 示す。 図２は、図１のサンプル領域から生成される地勢プロファイルを示す。 好ましい実施形態の詳細な説明 図１は、複数のデータポスト１４のグリッドから構成されるデジタル地勢高度 データ（ＤＴＥＤ）データベース１２の一部を参照する飛行経路１０を示す。図 １では、各々のデータポスト１４を「Ｘ」として指示しているが、データポスト １４の間隔のスケールは指示されておらず、また、データポスト１４を残らず示 してあるわけでもない。ＤＴＥＤデータベース１２は多様のフォーマットをとる ことができるが、本発明に関しては、一般に、たとえば、緯度と経度によりアド レス指定されるデータポスト１４のＸＹアドレス指定可能アレイとしてみなされ れば良く、所定の場所での海抜を規定する。飛行経路１２は、特命飛行計画の一 部として選択された飛行経路であっても良く、あるいは、航空機の現在高度及び 速度ベクトルの関数として動的に予測される飛行経路であっても良い。いずれの 場合にも、地勢に従った飛行を助けるように地勢プロファイルを生成するために 、ＤＴＥＤデータベース１２から飛行経路１０に対する高度データを取り出すこ とが必要である。 地勢追跡飛行は、本発明に従えば、ＤＴＥＤデータベース１２を参照すること により、追加の能動センサデータをほとんど又は全く使用せずに実行される。使 用されるどの能動センサも低パワーであり、航空機の数海里の範囲内でのみ検出 可能であろう。航空機の相互視認性を最小にして且つ脅威設備からの攻撃をでき る限り受けにくくするためには、そのような地勢追跡飛行を地面から最小限の高 度で実行することが望ましい。ＤＴＥＤ情報に基づく地勢プロファイルを使用し て、航空機は、接近しつつある地勢条件を予測し且つ航空機とパイロットの飛行 能力及び反応時間を考慮に入れて、そのような予測地勢条件に関して地面からの 高度を最小にすることにより、そのような地面からの最小高度を実現できる。 ＤＴＥＤデータベースは巨大なものになり、特に地勢追跡飛行を動的に実行し ながらデータベースの全体を解析するための計算はわずらわしいことが理解され るであろう。ところが、本発明によれば、地勢追跡飛行を実行するための地勢プ ロファイルを生成するときに使用するために、データベース１２の限られた部分 、すなわち、サンプル領域１８のみを取り出すだけで良い。これにより、そのよ う な地勢追跡飛行に要求される計算とメモリの量は最小限に抑えられる。サンプル 領域１８は、飛行経路１０に沿った航空機１６の位置の関数としてそれぞれ動的 に選択される１組の部分領域１８ａ〜１８ｄを含む。 近接プロファイル部分領域１８ａは航空機１６から始まって飛行経路１０に沿 って存在し、航空機１６の前方、約２海里にわたって延在している。飛行中、近 接プロファイル部分領域１８ａの幅は、航空機のＮＡＶ ＣＥＰ、針路交差偏差 及び航空機１６の翼長の関数として変化することもある。これにより、得られる 地勢プロファイルの精密調整は、多くの地勢追跡操縦コマンドが生成されると思 われるデータベース１２の領域に限定される。すなわち、クリアすべき範囲は典 型的には航空機１６から２海里以内である。 第１の中間プロファイル部分領域１８ｂは航空機１６の前方約２海里のところ から始まって飛行経路１０に沿い、航空機１６から約５海里で終わり、近接部分 領域１８ａより相対的に幅が広い。中間部分領域１８ｂの幅は一定であっても良 いが、航空機１６を選定又は予測された飛行経路１０から外すように作用する潜 在力又は条件の関数として定義されても良い。すなわち、航空機１６が経路１０ から逸脱しうる程度までは、この潜在偏差の範囲内における飛行を予測するため に、領域１８ｂは適当に十分な幅を有しているべきである。中間部分領域１８ｂ の幅を確定するときに考慮する力の種類は、一般に、予測されない条件として特 徴づけできる。たとえば、予期せぬ突然の横風が航空機を飛行経路１０からそら せることもあり、予測しなかった出来事によって、パイロットが迷い、航空機が 飛行経路に対してある程度まで外れてしまうこともありうるだろう。従って、中 間部分領域１８ｂの幅を確定するときには、多様な潜在的経路外れ条件を考慮し ても良い。また、幅の計算に際しては、予測しない事象に対するパイロットの応 答時間や、使用する特定の航空機、すなわち、パイロットのコマンドに対する航 空機の応答などの特定の情報を考慮に入れるべきである。たとえば、地上トラッ ク応答が相対的に遅い高速航空機の場合、その高速と相対的に遅い地上トラック 応答のために、航空機が飛行経路１０から外れるときの距離は相対的に長くなる 可能性があるので、部分領域１８ｂの幅を相対的に広くとる必要があると思われ る。これに対し、低速で大型の航空機では、地上トラック応答が速いので、部分 領域１８ｂは相対的により狭くなるであろう。 航空機１６から飛行経路に沿って約５海里のところから始まり、飛行経路１０ に沿って航空機１６に対して約７海里で終わる第２の中間部分領域１８ｃは、部 分領域１８ｂより相対的に狭い。パイロットは領域２０において検出された経路 外し力に応答して経路１０に戻すように操縦し、それにより、部分領域１８ｃの 早期考慮という利点を得る。 飛行経路１０に沿って航空機１６に対して約７海里から始まり、飛行経路１０ に沿って航空機１６に対して約２０海里の位置に至る長距離プロファイル部分領 域１８ｄは、領域１８の中で最も狭い部分である。部分領域１８ｄの幅は、経路 １０に直接沿った主な地勢の変化を事前に十分に考慮できるように、データポス ト１４一つ分であっても良い。 図２は、領域１８から生成された地勢プロファイル４０を示す。プロファイル の部分４０ａは部分領域１８ａの中の飛行経路１０に相当し、部分４０ｂは部分 領域１８ｂの中の飛行経路に相当し、部分４０ｃは部分領域１８ｃの中の飛行経 路に相当し、部分４０ｄは部分領域１８ｄの中の飛行経路に相当する。サンプル 領域１８を地勢プロファイル４０に変換する方法は、様々な形態をとりうる。と ころが、そのようにサンプル領域１８を地勢プロファイル４０に変換するどの方 法によっても、要求される計算時間と計算資源は考慮されるデータポストの数の 関数であると想定される。従って、本発明による解析方法は相対的に小さいボリ ュームのＤＴＥＤデータに基づいて許容しうる、すなわち、安全な又は控え目な 地勢プロファイルを生成できるので、本発明の方法は、計算時間が短く且つ要求 される資源は少なくなる一方で、厳密な安全基準を維持するという利点をもたら す。 本発明によれば、収集され、解析されるＤＴＥＤデータベース１２のボリュー ムはその使用方法に従って最小限に抑えられる。部分領域１８ａはデータベース １２の、多くの地勢追跡コマンドを実行するために必要な部分を考慮する。それ により、データベース１２の処理は、大半の地勢追跡飛行コマンドに関連するデ ータを取り出すことによって最小になる。部分領域１８ｂのボリュームは大きい が、予期しない飛行経路１０の偏差が起こった場合に地勢プロファイル４０を生 成するときには、この部分領域１８ｂを考慮しなければならない。データベース １２の相対的に小さなボリューム、すなわち、部分領域１８ｃ及び１８ｄは、航 空機１６からさらに離間したところの条件を予測するために利用可能である。 航空機１６が飛行経路１０に沿って移動するにつれて、サンプル領域１８は、 解析のためにデータベース１２のどの部分が検討又はサンプリングされるかを定 義する。これにより、部分領域１８ａ〜１８ｄは、航空機１６が飛行経路１０に 沿って前方へ移動するにつれて、データベース１２に関して動的に変化する。任 意のどの時点においても、航空機１６は、地勢プロファイル４０を生成し且つ飛 行地勢追跡行動を実行するときに、解析のためにサンプル領域を利用できる。 本発明の下では、サンプル領域１８に従ったＤＴＥＤデータを取り出す多様な 方法を採用できる。飛行経路１０及び航空機１６に対するサンプル領域１８の取 り出しはソフトウェアによって実現されるべきものである。サンプル領域１８に 関わる総寸法基準を確定したならば、サンプル領域１８を取り出し、所定の地勢 プロファイル変換アルゴリズムに従って地勢プロファイル４０を生成する、すな わち、サンプル領域１８を地勢プロファイル４０に変換することは、当業者の技 術の範囲内に入っていると考えられる。 取り出され、地勢追跡飛行アルゴリズムの下で解析される情報のボリュームを 制限することにより、本発明は、現在飛行経路及びそこからの偏差に関連する地 勢形状のみを考慮して、地勢追跡飛行をさらに効率良く且つ正確にする。ＤＴＥ Ｄデータベース１２の余分の部分は取り出されず、解析もされない。従って、本 発明によれば、地勢追跡飛行アルゴリズムのために要求される総計算スループッ ト及びメモリ量は、地勢追跡飛行アルゴリズムの完全性をそこなうことなく相当 に減少される。 本発明の方法は、単独で使用されても良く又は短距離能動センサデータと一体 化されても良い地勢プロファイルの生成を考えている。 能動センサデータと関連させて使用する場合には、能動センサを低パワーに設 定して動作させるだけで良い。その結果、航空機が敵軍に見えるのは、航空機の 位置から数海里以内である。このように調整して使用すれば、地勢プロファイル ４０は、地勢条件を予測し且つ長距離地勢追跡飛行行動を指示するための長距離 センサ能力をシミュレートすることになる。 能動センサは、航空機のすぐ近くで短距離センサとして働くリアルタイム地勢 条件データを与える。従って、航空機のすぐ近くを表わす追加の短距離地勢プロ ファイルは能動センサデータに基づくことができる。地勢プロファイル４０によ って表わされているような地勢プロファイルのさらに離れた部分は、サンプル領 域１８に基づいている。 航空機は低パワーの能動センサにより相対的に隠蔽されたままとなるが、航空 機の位置から相当に離れた場所における地勢条件を考慮するという戦術上の利点 を有している。通常、そのような長距離地勢プロファイル情報の利点を得るため には、パイロットはハイパワーで能動センサを動作させなければならず、航空機 は遠い距離から敵軍に見えるようになるという望ましくない事態を招いてしまう であろう。あるいは、ＤＴＥＤデータベースから地勢プロファイルを生成するこ とも可能であろうが、そのような地勢プロファイルの生成は、これまで、わずら わしい計算を伴うものであり、そのような地勢プロファイルの生成のために通常 取り出されるデータのボリュームの関係上、動的動作、すなわち、飛行中にはあ まり適さない。しかしながら、本発明に従った地勢プロファイルの生成はより速 い速度で実行され、従って、動的飛行中地勢プロファイル生成アルゴリズムによ り容易に統合できる。 本発明のＤＴＥＤデータベース解析の方法は、より低い高度の地勢追跡飛行を 可能にしつつ、安全性を最大限にする。事前選定飛行ルートを利用するとき、本 発明は特命飛行の完全な知識を利用する。航空機の高度及び速度ベクトルに基づ く予測ルートを解析するときには、本発明は能動センサデータの使用によって限 定される必要はない。従って、本発明の方法はセンサの視野によっては限定され ず、「隠れた地勢」、すなわち、センサの視野からは通常隠されている地勢を考 慮することができる。本発明の方法は主にＤＴＥＤデータベース１２に依存して いるので、解析のために全ての地勢を見ることができ、利用できる。これに反し 、能動センサデータに依存する地勢追跡システムにおいては、特に地面から低い 高度で飛行する場合、ある地勢は地勢プロファイルにより陰蔽されており、飛行 行動を予測するために、その地勢は利用不可能である。すなわち、本発明の方法 に よれば、能動センサデータの使用によって地勢プロファイルを生成するために航 空機は相対的に高い高度で進行する必要がないので、より低い平均高度が可能で ある。「現実の」地勢条件は、敵軍から見えるという限定された危険を提示する 短距離センサ機器により表現される。本発明によれば、ＤＴＥＤデータベース１ ２から長距離地勢プロファイル情報は効率良く得られ、地勢追跡飛行行動を予測 するときに接近しつつある地勢を完全に解析するために、その情報を利用できる 。 本発明に従って地勢プロファイルを生成する方法は、典型的なパイロット応答 時間と、応答時間及び飛行行動能力などの特定の航空機情報とを含む多様な要因 を考慮に入れても良い。特定の特命飛行は、サンプル領域１８の様々な部分領域 の幅と長さを選択するときにそのようなパラメータの全てを考慮に入れることに よって特徴づけられるであろう。 部分領域１８ａ〜１８ｄの長さと幅を含めた特定の寸法は、一般に、特命飛行 及び航空機に特有のものである。それらの部分領域について寸法を計算するため に特定の寸法又は公式を挙げることは可能であると考えられない。先に述べた通 り、各部分領域は予期されるデータの使用に従って大きさを規定される。本発明 を実現するとき、実際の飛行データを考慮するが、これは部分領域１８ａ〜１８ ｄの寸法値を生成するための最良の方法である。そのような飛行データは、予期 される飛行経路に対して航空機の位置をロギングし且つこのデータを解析して、 部分領域１８ａ〜１８ｄの寸法を規定するための基準を確定することによって得 られた。 たとえば、予期される飛行経路に対して実際の飛行経路を解析することにより 、予期される飛行経路からの統計的偏差を導き出されるであろう。この統計的偏 差は、たとえば、一般に部分領域１８ｃと、部分領域１８ｂとに相関できるであ ろう。そこで、部分領域１８ｂをこの統計的偏差に対して、地勢プロファイル生 成アルゴリズムに取り入れることを望む安全性の大きさの関数として大きく又は 小さくできるであろう。広い範囲にわたる予期しない飛行経路外れ条件を許容す べき場合、すなわち、控え目な安全マージンを許容すべき場合には、部分領域１ ８ｂはそれに相応して大きくなるであろう。ところが、アルゴリズムが広範囲の 予期しない飛行外れ条件を考慮することを許容しないことによって、ある程度の リ スクを受け入れるべきであるならば、部分領域１８ｂを相応して小さくできるで あろう。部分領域１８ｄは最小の大きさの幅、すなわち、航空機１６の位置から は十分に前方の位置の一般地勢条件の適切な標識としての１つのデータポスト１ ４の幅で有効であることがわかっている。 従って、実際の飛行データは部分領域１８ａ〜１８ｄに要求される寸法を生成 するために採用されることが示唆される。それらのサンプル部分領域の特定の寸 法は、考慮される総特命飛行戦略及び安全性の要因に関連して開発されても良い 。たとえば、航空機がきわめて速い速度で長距離能動センサのデータを使用せず に地勢追跡飛行を実行すべき場合、地勢プロファイルを生成するときに要求され る実行時間の条件は、地勢プロファイルの生成に際して非常に小さいボリューム のＤＴＥＤデータを使用することを必要とするであろう。逆に、航空機が低速で 前進しているか又は航空機の安全がより大きな関心事である場合には、それらの 特命飛行特有の基準に適合するために、相応してより大きな寸法のサンプル領域 １８を採用しても良い。 従って、一般的に使用するための特定の計算又は公式を提示することはできな いが、本発明によれば、そのような特定の基準に適合させるためにサンプル領域 １８の寸法の規定を調整できる。すなわち、サンプル領域１８は予期される用途 と特命飛行特有のパラメータに従って大きさを規定される。 特許法に従うと共に、新規な原理を適用し且つそのような特殊化された構成要 素を必要に応じて構成し、使用するために必要とされる情報を当業者に提供する ために、本発明を相当に詳細に説明した。しかしながら、本発明が以上説明し且 つ図示した特定の実施形態には限定されず、特定の点で異なる機器及び装置によ り本発明を実施できること、及び機器の詳細と動作手続きの双方について、本発 明それ自体の範囲から逸脱せずに様々な変形を実現できることを理解すべきであ る。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年２月６日 【補正内容】 補正明細書 地勢高度経路マネージャ 政府の権利 合衆国政府は、空軍省により認証された契約Ｎｏ．Ｆ３３６００−８８−Ｇ− ５１０７に従って本発明に権利を有する。 発明の背景 本発明は、一般に、地勢追跡航空機制御に関し、特に、地勢追跡飛行のために 地勢高度データをアクセスし且つ利用する方法に関する。 地上からの高度を最小にし、それにより、視認性を最小にし且つ地上基地から の検出や攻撃をできる限り少なくするために、軍用航空機は地勢追跡飛行を実行 する場合が多い。地勢追跡飛行は、一般に、実際の海抜とは関係なく、地面から 所定の高度を維持する。言いかえれば、航空機は地面からほぼ一定の高度をもっ て地表の輪郭に従い、所定の飛行経路に沿って地表の主要な輪郭に従って操縦を 行う。近づきつつある高い高度の地勢形状をクリアするように適切な上昇角度を 確定するために、地面からの実際の高度を増しても良い。 地勢追跡飛行に適用される汎用アルゴリズムは、飛行経路に沿って、また、そ の付近に位置する最も高い地勢形状を選択する。近づきつつある地勢形状をクリ アするか否かを判定するために、航空機の高度と高度ベクトルを参照する。必要 に応じて、地勢追跡アルゴリズムは、航空機が近づきつつある地勢形状をクリア するために適切な上昇角度に入ることを要求する。そうでなければ、アルゴリズ ムは、所定の地勢プロファイルデータ構造に従って、地上からほぼ一貫した高度 を維持するであろう。 ここで使用されている用語「地勢プロファイル」は、所定の飛行経路に沿った 地勢を表わすデータ構造を指す。地勢追跡アルゴリズムは地勢プロファイルデー タ構造を使用して、指定の飛行経路に沿った地勢追跡飛行を実行する。地勢プロ ファイルは、たとえば、飛行経路を含む垂直平面を通って取り出されるような地 勢の横断面、立面輪郭であると一般には考えて良いが、指定の飛行経路の付近の 地勢条件を考慮に入れなければならない。たとえば、飛行経路に沿った所定の１ 点について、側方外側へ両側に所定の距離をおいた最も高度の高い点をその所定 の点における地勢プロファイル高度として割当てる。これにより、地勢プロファ イルに控え目な、すなわち、安全な高度輪郭が生成される。 地勢追跡用途の多くはレーダー及び／又はレーダーセンサのデータを使用して 、航空機の予測飛行経路に沿った地勢プロファイルを生成する。予測飛行経路は 、一般に、航空機の現在高度及び現在速度に基づいている。しかしながら、能動 センサの放射は航空機をより遠い距離にある脅威施設から見えるようにしてしま うので、地勢追跡飛行は能動センサのデータを制限して又は全く使用せずに実行 されるの好ましい。特にパワーの強い能動センサを使用すると、遠く離れた敵軍 が航空機を検出できるようになるので、秘密特命飛行は危険にさらされる。能動 センサを使用すべき場合には、検出可能な放射を最小にして、敵軍が短距離の検 出しかできないようにするために、そのようなセンサを低パワーに設定して使用 するのが好ましい。残念ながら、地勢追跡飛行はより遠い距離にある地勢情報を 必要とし、そのような情報が長距離ハイパワーの能動センサを使用して生成され る場合には、通常、航空機は検出されやすくなる。さらに、能動センサのデータ 自体にも限界がある。センサデータだけでは、丘陵の背後又は角を曲がったとこ ろを見ることができない。センサは、地勢プロファイルを生成するときにどこで 地勢データを収集すべきかを「推測」することしかできない。 デジタル地勢高度データは、複数の個別の「データポスト」における地表高度 を表わす。各データポストは地表場所又はアドレス、すなわち、緯度及び経度と 、たとえば、海面に対する関連高度とを有する。すなわち、単純な形態のＤＴＥ Ｄデータベースは、緯度及び経度のアドレス入力に応答して、スケーラ高度デー タを供給するであろう。用途によっては、さらに複雑なＤＴＥＤデータベースが 開発されている。たとえば、１９９０年２月６日にＪ．Ｆ．Ｄａｗｓｏｎ及びＥ ．Ｗ．Ｒｏｎｉｓｈへ発行された米国特許第４，８９９，２９２号は、緯度パラ メータ及び経度パラメータにより、地勢高度データを含むデジタルマップをワー プすることによって、球形データベースを作成する切りばめ方法を示している。 ＤＴＥＤデータベースシステムは飛行特命飛行コンピュータシステムにおいて 使用され、軍用用途の飛行計画戦略は、たとえば、秘密飛行作業や危険回避作業 の補助となる。特命飛行コンピュータシステムで使用する場合、ＤＴＥＤデータ ベースは、パイロットが地勢追跡飛行などの時間が重大である行動を実行するこ と又は所定の脅威位置に関する回避ルートを選択することを補助できる。そのよ うな脅威位置は事前にわかっているかもしれず、あるいは、飛行中に検出されて も良い。ＤＴＥＤに基づいてルート又は代替ルートをアクセスし且つ計算すると きに要求される計算速度は、特に、パイロットを現在地勢条件及び代替ルートを 完全に評価した状態に保つために必要とされる反復計算の場合には、致命的な重 大さをもつことがある。従って、ＤＴＥＤをアクセスし、取り出されたＤＴＥＤ に基づく計算の方法の改良は、単に、計算の手際良さの改良にとどまらず、命を 助け、特命飛行の成否にとって重大なものであると考えられる。 地勢プロファイルは、指定飛行経路に関連させて大きなボリュームのＤＴＥＤ デートを取り出すことによって作成されていた。地勢プロファイルを生成すると きに考慮するためのＤＴＥＤデータベースから取り出された各々のデータサンプ ルは、大量の処理時間を必要とする。地勢プロファイルを生成するためにＤＴＥ Ｄデータベースから取り出されるデータは、航空機の位置に先立つ飛行経路の長 さに沿って位置するデータポストと、その長さ部分の所定の距離の中の全てのデ ータポスト、すなわち、現在航空機位置に対して識別される、飛行経路に沿った 一定の長さと幅の領域のデータポストとに対応していた。地勢プロファイルは安 全で、確実な情報を提供しなければならない。この目的のために、大きなボリュ ームのＤＴＥＤデータを地勢プロファイルに取り込んである。残念ながら、取り 出され、処理されるデータのボリュームは地勢プロファイルの生成を制約してい た。すなわち、地勢プロファイル計算時間を余分に必要としていた。 このように、地勢プロファイルを生成する従来の方法は長距離能動センサを含 むが、長距離センサの放射は遠い距離にある航空機を見えるようにしてしまう。 それらの従来の技術の方法はＤＴＥＤデータベースシステムを含んでいたが、確 実な地勢プロファイルを生成するには、多数のＤＴＥＤデータポイントが必要で あり、計算時間は相対的に長くなる可能性がある。 関連する従来の参考文献は欧州特許出願第０４９９８７４号であり、これは、 視野の中に見える地表のみを処理するためのデジタルデータベースを有する光線 追跡アルゴリズム方法である。動作中、複数組の異なる情報を解析する。その第 １は、幅の狭い高分解能のデータから成る一定幅データコーリダ（data corrido r）である。第２は、より広い帯域の低分解能データである。その発明の中心は 、特定のコーリダ(corridor)におけるデータの分解能である。 従って、航空機を脅威施設に対してさらすことを回避するために、ハイパワー の長距離能動センサのデータを利用せずに、地勢追跡飛行を実行することが望ま しい。さらに、地勢追跡飛行を実行するために地勢プロファイルを生成する方法 は、動的で効率の良い計算時間を支援することが望ましい。 発明の概要 本発明に従えば、航空機の飛行経路を選択し、地勢追跡飛行中の任意の点にお ける地面からの高度を安全に最小にするために、ＤＴＥＤデータベースから限ら れたボリュームのＤＴＥＤデータポイントを取り出す。さらに特定すれば、デー タベースから取り出されるＤＴＥＤデータポイントは、航空機に対する時間及び 距離などの条件に従った寸法を有するサンプル領域から取り出される。 本発明の好ましい一実施態様によれば、各サンプル領域は選定された飛行経路 上に中心を有し、航空機に対して位置決めされるが、その幅は他のサンプル領域 に対して変化する。一般に、航空機の付近のサンプル領域は幅広く、選定された 飛行経路に沿って航空機からより離れているサンプル領域は徐々に狭くなってい く。最も幅の広いサンプル領域は飛行経路に沿って、航空機に対して所定の位置 にあり、起こりうる航空機の飛行経路外れと関連する部分に対応する。従って、 追加地勢データは、地勢追跡飛行経路からのそのような予期しない偏差の場合に 考慮される。このように、必要に応じて、相対的により大きなボリュームのＤＴ ＥＤデータを取り出す。飛行経路に沿ったより離れた地勢は適切に評価されるが 、そのときに使用するＤＴＥＤデータのボリュームはより小さい。その結果、地 勢追跡飛行アルゴリズムに要求される計算スループット及びメモリ量は最小限に 抑えられ、一方、地勢追跡性能及び安全基準は最大である。 地勢プロファイルを生成する方法を特定して指摘したが、これは本明細書の末 尾部分に明確に特許請求されている。しかしながら、本発明の編成と動作の方法 は、共に、本発明のその他の利点及び目的と併せて、添付の図面と共に以下の説 明を参照することによって最も良く理解されるであろう。図面中、同じ図中符号 は同じ素子を表わす。 図面の簡単な説明 本発明をさらに良く理解し且つ本発明をいかに実施できるかを示すために、１ 例として、添付の図面を参照する。 図１は、地勢追跡飛行を補助する目的で地勢プロファイルを生成するために本 発明に従ってＤＴＥＤデータベースからの取り出されるサンプル領域を平面図で 示す。 図２は、図１のサンプル領域から生成される地勢プロファイルを示す。 好ましい実施形態の詳細な説明 図１は、複数のデータポスト１４のグリッドから構成されるデジタル地勢高度 データ（ＤＴＥＤ）データベース１２の一部を参照する飛行経路１０を示す。図 １では、各々のデータポスト１４を「Ｘ」として指示しているが、データポスト １４の間隔のスケールは指示されておらず、また、データポスト１４を残らず示 してあるわけでもない。ＤＴＥＤデータベース１２は多様のフォーマットをとる ことができるが、本発明に関しては、一般に、たとえば、緯度と経度によりアド レス指定されるデータポスト１４のＸＹアドレス指定可能アレイとしてみなされ れば良く、所定の場所での海抜を規定する。飛行経路１２は、特命飛行計画の一 部として選択された飛行経路であっても良く、あるいは、航空機の現在高度及び 速度ベクトルの関数として動的に予測される飛行経路であっても良い。いずれの 場合にも、地勢に従った飛行を助けるように地勢プロファイルを生成するために 、ＤＴＥＤデータベース１２から飛行経路１０に対する高度データを取り出すこ とが必要である。 地勢追跡飛行は、本発明に従えば、ＤＴＥＤデータベース１２を参照すること により、追加の能動センサデータをほとんど又は全く使用せずに実行される。使 用されるどの能動センサも低パワーであり、航空機の数海里の範囲内でのみ検出 可能であろう。航空機の相互視認性を最小にして且つ脅威設備からの攻撃をでき る限り受けにくくするためには、そのような地勢追跡飛行を地面から最小限の高 度で実行することが望ましい。ＤＴＥＤ情報に基づく地勢プロファイルを使用し て、航空機は、接近しつつある地勢条件を予測し且つ航空機とパイロットの飛行 能力及び反応時間を考慮に入れて、そのような予測地勢条件に対して地面からの 高度を最小にすることにより、そのような地面からの最小高度を実現できる。 ＤＴＥＤデータベースは巨大なものになり、特に地勢追跡飛行を動的に実行し ながらデータベースの全体を解析するための計算はわずらわしいことが理解され るであろう。ところが、本発明では、地勢追跡飛行を実行するための地勢プロフ ァイルを生成するときに使用するためには、データベース１２の限られた部分、 すなわち、サンプル領域１８のみを取り出すだけで良い。これにより、そのよう な地勢追跡飛行に要求される計算とメモリの量は最小限に抑えられる。サンプル 領域１８は、飛行経路１０に沿った航空機１６の位置の関数としてそれぞれ動的 に選択される１組の部分領域１８ａ〜１８ｄを含む。 近接プロファイル部分領域１８ａは航空機１６から始まって飛行経路１０に沿 って、航空機１６の前方、約２海里にわたって延びている。飛行中、近接プロフ ァイル部分領域１８ａの幅は、航空機のＮＡＶ ＣＥＰ、針路交差偏差及び航空 機１６の翼長の関数として変化することもある。これにより、得られる地勢プロ ファイルの精密調整は、多くの地勢追跡操縦コマンドが生成されると思われるデ ータベース１２の領域に限定される。すなわち、クリアすべき範囲は典型的には 航空機１６から２海里以内である。 第１の中間プロファイル部分領域１８ｂは航空機１６の前方約２海里のところ から始まって飛行経路１０に沿い、航空機１６から約５海里で終わり、近接部分 領域１８ａより相対的に幅が広い。中間部分領域１８ｂの幅は一定であっても良 いが、航空機１６を選定又は予測された飛行経路１０から外すように作用する潜 在力又は条件の関数として定義されても良い。すなわち、航空機１６が経路１０ から逸脱しうる程度までは、この潜在偏差の範囲内における飛行を予測するため に、領域１８ｂは適当に十分な幅を有しているべきである。中間部分領域１８ｂ の幅を確定するときに考慮する力の種類は、一般に、予測されない条件として特 徴づけできる。たとえば、予期せぬ突然の横風が航空機を飛行経路１０からそら せることもあり、予測しなかった出来事によって、パイロットが迷い、航空機が 飛行経路に対してある程度まで外れてしまうこともありうるだろう。従って、中 間部分領域１８ｂの幅を確定するときには、多様な潜在的経路外れ条件を考慮し ても良い。また、幅の計算に際しては、予測しない事象に対するパイロットの応 答時間や、使用する特定の航空機、すなわち、パイロットのコマンドに対する航 空機の応答などの特定の情報を考慮に入れるべきである。たとえば、地上トラッ ク応答が相対的に遅い高速航空機の場合、その高速と相対的に遅い地上トラック 応答のために、航空機が飛行経路１０から外れるときの距離は相対的に長くなる 可能性があるので、部分領域１８ｂの幅を相対的に広くとる必要があると思われ る。これに対し、低速で大型の航空機では、地上トラック応答が速いので、部分 領域１８ｂは相対的により狭くなるであろう。 航空機１６から飛行経路に沿って約５海里のところから始まり、飛行経路１０ に沿って航空機１６に対して約７海里で終わる第２の中間部分領域１８ｃは、部 分領域１８ｂより相対的に狭い。パイロットは領域２０において検出された経路 外し力に応答して経路１０に戻すように操縦し、それにより、部分領域１８ｃの 早期考察という利点を得る。 飛行経路１０に沿って航空機１６に対して約７海里から始まり、飛行経路１０ に沿って航空機１６に対して約２０海里の位置に至る長距離プロファイル部分領 域１８ｄは、領域１８の中で最も狭い部分である。部分領域１８ｄの幅は、経路 １０に直接沿った主な地勢の変化を事前に十分に考慮できるように、データポス ト１４一つ分であっても良い。 図２は、領域１８から生成された地勢プロファイル４０を示す。プロファイル の部分４０ａは部分領域１８ａの中の飛行経路１０に相当し、部分４０ｂは部分 領域１８ｂの中の飛行経路に相当し、部分４０ｃは部分領域１８ｃの中の飛行経 路に相当し、部分４０ｄは部分領域１８ｄの中の飛行経路に相当する。サンプル 領域１８を地勢プロファイル４０に変換する方法は、様々な形態をとりうる。と ころが、そのようにサンプル領域１８を地勢プロファイル４０に変換するどの方 法によっても、要求される計算時間と計算資源は考慮されるデータポストの数の 関数であると想定される。従って、本発明による解析方法は相対的に小さいボリ ュームのＤＴＥＤデータに基づいて許容しうる、すなわち、安全な又は確実な地 勢プロファイルを生成できるので、本発明の方法は、計算時間が短く且つ要求さ れる資源は少なくなる一方で、厳密な安全基準を維持するという利点をもたらす 。 本発明によれば、収集され、解析されるＤＴＥＤデータベース１２のボリュー ムはその使用方法に従って最小限に抑えられる。部分領域１８ａはデータベース １２の、多くの地勢追跡コマンドを実行するために必要な部分を考慮する。それ により、データベース１２の処理は、大半の地勢追跡飛行コマンドに関連するデ ータを取り出すことによって最小になる。部分領域１８ｂのボリュームは大きい が、予期しない飛行経路１０の偏差が起こった場合に地勢プロファイル４０を生 成するときには、この部分領域１８ｂを考慮しなければならない。データベース １２の相対的に小さなボリューム、すなわち、部分領域１８ｃ及び１８ｄは、航 空機１６からさらに離間したところの条件を予測するために利用可能である。 航空機１６が飛行経路１０に沿って移動するにつれて、サンプル領域１８は、 解析のためにデータベース１２のどの部分が検討又はサンプリングされるかを決 める。これにより、部分領域１８ａ〜１８ｄは、航空機１６が飛行経路１０に沿 って前方へ移動するにつれて、データベース１２に対して動的に変化する。任意 のどの時点においても、航空機１６は、地勢プロファイル４０を生成し且つ飛行 地勢追跡行動を実行するときに、解析のためにサンプル領域を利用できる。 本発明の下では、サンプル領域１８に従ったＤＴＥＤデータを取り出す多様な 方法を採用できる。飛行経路１０及び航空機１６に対するサンプル領域１８の取 り出しはソフトウェアによって実現されるべきものである。サンプル領域１８に 関わる総寸法基準を確定したならば、サンプル領域１８を取り出し、所定の地勢 プロファイル変換アルゴリズムに従って地勢プロファイル４０を生成する、すな わち、サンプル領域１８を地勢プロファイル４０に変換することは、当業者の技 術の範囲内に入っていると考えられる。 取り出され、地勢追跡飛行アルゴリズムの下で解析される情報のボリュームを 制限することにより、本発明は、現在飛行経路及びそこからの偏差に関連する地 勢形状のみを考慮して、地勢追跡飛行をさらに効率良く且つ正確にする。ＤＴＥ Ｄデータベース１２の余分の部分は取り出されず、解析もされない。従って、本 発明によれば、地勢追跡飛行アルゴリズムのために要求される総計算スループッ ト及びメモリ量は、地勢追跡飛行アルゴリズムの完全性をそこなうことなく相当 に減少される。 本発明の方法は、単独で使用されても良く又は短距離能動センサデータと一体 化されても良い地勢プロファイルの生成を考えている。 能動センサデータと関連させて使用する場合には、能動センサを低パワーに設 定して動作させるだけで良い。その結果、航空機が敵軍に見えるのは、航空機の 位置から数海里以内である。このように調整して使用すれば、地勢プロファイル ４０は、地勢条件を予測し、且つ長距離地勢追跡飛行行動を指示するための長距 離センサ能力をシミュレートすることになる。 能動センサは、航空機のすぐ近くで短距離センサとして働くリアルタイム地勢 条件データを与える。従って、航空機のすぐ近くを表わす追加の短距離地勢プロ ファイルは能動センサデータに基づくことができる。地勢プロファイル４０によ って表わされているような地勢プロファイルのさらに離れた部分は、サンプル領 域１８に基づいている。 航空機は低パワーの能動センサにより相対的に隠蔽されたままとなるが、航空 機の位置から相当に離れた場所における地勢条件を考慮するという戦術上の利点 を有している。通常、そのような長距離地勢プロファイル情報の利点を得るため には、パイロットはハイパワーで能動センサを動作させなければならず、航空機 は遠い距離から敵軍に見えるようになるという望ましくない事態を招いてしまう であろう。あるいは、ＤＴＥＤデータベースから地勢プロファイルを生成するこ とも可能であろうが、そのような地勢プロファイルの生成は、これまで、わずら わしい計算を伴うものであり、そのような地勢プロファイルの生成のために通常 取り出されるデータのボリュームの関係上、動的動作、すなわち、飛行中にはあ まり適さない。しかしながら、本発明に従った地勢プロファイルの生成はより速 い速度で実行され、従って、動的飛行中地勢プロファイル生成アルゴリズムによ り容易に統合できる。 本発明のＤＴＥＤデータベース解析の方法は、より低い高度の地勢追跡飛行を 可能にしつつ、安全性を最大限にする。事前選定飛行ルートを利用するとき、本 発明は特命飛行の完全な知識を利用する。航空機の高度及び速度ベクトルに基づ く予測ルートを解析するときには、本発明は能動センサデータの使用によって限 定される必要はない。従って、本発明の方法はセンサの視野によっては限定され ず、「隠れた地勢」、すなわち、センサの視野からは通常隠されている地勢を考 慮することができる。本発明の方法は主にＤＴＥＤデータベース１２に依存して いるので、解析のために全ての地勢を見ることができ、利用できる。これに反し 、能動センサデータに依存する地勢追跡システムにおいては、特に地面から低い 高度で飛行する場合、ある地勢は地勢プロファイルにより陰蔽されており、飛行 行動を予測するために、その地勢は利用不可能である。すなわち、本発明の方法 によれば、能動センサデータの使用によって地勢プロファイルを生成するために 航空機は相対的に高い高度で進行する必要がないので、より低い平均高度が可能 である。「現実の」地勢条件は、敵軍から見えるという限定された危険を提示す る短距離センサ機器により表現される。本発明によれは、ＤＴＥＤデータベース １２から長距離地勢プロファイル情報は効率良く得られ、地勢追跡飛行行動を予 測するときに接近しつつある地勢を完全に解析するために、その情報を利用でき る。 本発明に従って地勢プロファイルを生成する方法は、典型的なパイロット応答 時間と、応答時間及び飛行行動能力などの特定の航空機情報とを含む多様な要因 を考慮に入れても良い。特定の特命飛行は、サンプル領域１８の様々な部分領域 の幅と長さを選択するときにそのようなパラメータの全てを考慮に入れることに よって特徴づけられるであろう。 部分領域１８ａ〜１８ｄの長さと幅を含めた特定の寸法は、一般に、特命飛行 及び航空機に特有のものである。それらの部分領域について寸法を計算するため に特定の寸法又は公式を挙げることは可能であると考えられない。先に述べた通 り、各部分領域は予期されるデータの使用に従って大きさを規定される。本発明 を実現するとき、実際の飛行データを考慮するが、これは部分領域１８ａ〜１８ ｄの寸法値を生成するための最良の方法である。そのような飛行データは、予期 される飛行経路に対して航空機の位置をロギングし且つこのデータを解析して、 部分領域１８ａ〜１８ｄの寸法を規定するための基準を確定することによって得 られた。 たとえば、予期される飛行経路に対して実際の飛行経路を解析することにより 、予期される飛行経路からの統計的偏差を導き出されるであろう。この統計的偏 差は、たとえば、一般に部分領域１８ｃと、部分領域１８ｂとに相関できるであ ろ う。そこで、部分領域１８ｂをこの統計的偏差に対して、地勢プロファイル生成 アルゴリズムに取り入れることを望む安全性の大きさの関数として大きく又は小 さくできるであろう。広い範囲にわたる予期しない飛行経路外れ条件を許容すべ き場合、すなわち、確実な安全マージンを許容すべき場合には、部分領域１８ｂ はそれに相応して大きくなるであろう。ところが、アルゴリズムが広範囲の予期 しない飛行外れ条件を考慮することを許容しないことによって、ある程度のリス クを受け入れるべきであるならば、部分領域１８ｂを相応して小さくできるであ ろう。部分領域１８ｄは最小の大きさの幅、すなわち、航空機１６の位置からは 十分に前方の位置の一般地勢条件の適切な標識としての１つのデータポスト１４ の幅で有効であることがわかっている。 従って、実際の飛行データは部分領域１８ａ〜１８ｄに要求される寸法を生成 するために採用されることが示唆される。それらのサンプル部分領域の特定の寸 法は、考慮される総特命飛行戦略及び安全性の要因に関連して開発されても良い 。たとえば、航空機がきわめて速い速度で長距離能動センサのデータを使用せず に地勢追跡飛行を実行すべき場合、地勢プロファイルを生成するときに要求され る実行時間の条件は、地勢プロファイルの生成に際して非常に小さいボリューム のＤＴＥＤデータを使用することを必要とするであろう。逆に、航空機が低速で 前進しているか又は航空機の安全がより大きな関心事である場合には、それらの 特命飛行特有の基準に適合するために、相応してより大きな寸法のサンプル領域 １８を採用しても良い。 従って、一般的に使用するための特定の計算又は公式を提示することはできな いが、本発明によれば、そのような特定の基準に適合させるためにサンプル領域 １８の寸法の規定を調整できる。すなわち、サンプル領域１８は予期される用途 と特命飛行特有のパラメータに従って大きさを規定される。 特許法に従うと共に、新規な原理を適用し且つそのような特殊化された構成要 素を必要に応じて構成し、使用するために必要とされる情報を当業者に提供する ために、本発明を相当に詳細に説明した。しかしながら、本発明が以上説明し且 つ図示した特定の実施形態には限定されず、特定の点で異なる機器及び装置によ り本発明を実施できること、及び機器の詳細と動作手続きの双方について、本発 明それ自体の範囲から逸脱せずに様々な変形を実現できることを理解すべきであ る。 補正請求の範囲 １．航空機の位置（１６）に対応するデジタル地勢高度データのサンプル領域 と、予測飛行経路（１０）とを使用して航空機の特命飛行用コンピュータシステ ムで地勢プロファイルを生成する方法において、 可能な短距離地勢追跡コマンドと、潜在的な飛行経路偏差と、長距離地勢追跡 コマンドとを含む使用基準に従って大きさが変化する、航空機の予測飛行経路（ １０）の直下及びそれに沿った複数のサンプル領域（１８）を識別する過程であ って、その複数のサンプル領域は、 必要とされる短距離地勢追跡飛行コマンドデータに従って大きさを規定され 、中間ボリュームであり且つ航空機に最も近接している第１のサンプル領域（１ ８ａ）と； 必要とされる潜在的な飛行経路偏差のデータに従って大きさを規定され、最 大ボリュームであり且つ航空機に次に近接している第２のサンプル領域（１８ｂ ）と； 必要とされる長距離地勢追跡飛行データに従って大きさを規定され、最小ボ リュームであり且つ航空機から最も離れている第３のサンプル領域（１８ｃ）と を含み、 前記複数のサンプル領域を地勢プロファイルに変換する過程と から成る方法。 ２．前記複数のサンプル領域（１８）の間の前記幅の変化は、前記予測飛行経 路に対する前記航空機の潜在的な予期しない飛行経路外れの関数として、前記サ ンプル領域の１つに最大の大きさの幅の寸法を与える請求項１記載の方法。 ３．前記複数のサンプル領域（１８）は、 航空機の付近の地勢について地勢追跡飛行コマンドの実行のために要求される データの関数として選択される長さと幅の寸法を有する前記第１のサンプル領域 （１８ａ）と； 前記飛行経路の直下及びそれに沿って、前記航空機の位置に対して前記第１の サンプル領域の前方に位置し、予期しない事象によって潜在的な飛行経路外れに 直接に関連する長さと幅の寸法を有する前記第２のサンプル領域（１８ｂ）と； 前記潜在的な飛行経路外れ条件の１つから前記飛行経路に戻すときに要求され るデータから確定される長さと幅を有する前記第３のサンプル領域（１８ｃ）と ； 前記第１、第２及び第３のサンプル領域に対して前記航空機から最も遠く離れ た位置にあり、前記第１、第２及び第３のサンプル領域の幅寸法に対して最小の 幅寸法を有する第４のサンプル領域とをさらに含む請求項１記載の方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．航空機の位置に対するデジタル地勢海抜データのサンプル領域と、予測飛 行経路とを使用して地勢プロファイルを生成する方法において、 予測飛行経路に沿った航空機の位置に関連させて、短距離となりうる地勢追跡 コマンド、潜在的な飛行経路偏差及び長距離地勢追跡コマンドを含む使用基準に 従って大きさが変化する複数のサンプル領域を識別する過程と； 前記サンプル領域を地勢プロファイルに変換する過程とから成る方法。 ２．第１のサンプル領域の大きさは、必要とされる短距離となりうる地勢追跡 飛行コマンドのデータに従って規定され、第２のサンプル領域の大きさは、必要 とされる潜在的な飛行経路偏差のデータに従って規定され且つ第３のサンプル領 域の大きさは、長距離地勢追跡飛行のデータに従って規定され； 第１の領域は中間ボリュームであり且つ航空機に最も近接し、第２の領域は最 大ボリュームであり且つ航空機に次に近く、第３の領域は最小ボリュームであり 且つ航空機から最も離れており； 前記第１，第２及び第３のサンプル領域のデータポストは地勢プロファイルに 変換される請求項１記載の方法。 ３．前記サンプル領域は、それぞれ、前記飛行経路に沿って一定の長さを有し 、幅は互いに対して異なる請求項１記載の方法。 ４．前記サンプル領域の相互間の前記幅の相違は、前記予測飛行経路に対する 前記航空機の潜在的な予期しない飛行経路外れの関数として、前記サンプル領域 の１つに最大の大きさの幅寸法を与える請求項１記載の方法。 ５．前記複数のサンプル領域は、 航空機の付近で多くの地勢追跡飛行コマンドを実行するために要求されるデー タの関数として選択される長さと幅の寸法を有する第１のサンプル領域と； 前記飛行経路に沿って、前記航空機の位置に対して前記第１のサンプル領域の 前方に位置し且つ予期しない事象によって潜在的な飛行経路外れに対応する長さ と幅の寸法を有する第２のサンプル領域と； 前記潜在的な飛行経路外れ条件の１つから前記飛行経路に戻すときに要求され れるデータに長さと幅の点で対応する第３のサンプル領域と； 前記航空機から最も遠い位置にあり、前記第１，第２及び第３のサンプル領域 に対して最小の幅寸法を有する第４のサンプル領域とを含む請求項１記載の方法 。