RU99101095A

RU99101095A - Способ и устройство для предотвращения столкновения с землей летательного аппарата с усовершенствованной системой визуализации

Info

Publication number: RU99101095A
Application number: RU99101095/09A
Authority: RU
Inventors: Жерар ЛЕПЕР; Юг МЕНЬЕ
Original assignee: Дассо Электроник
Priority date: 1998-01-12
Filing date: 1999-01-11
Publication date: 2001-01-27

Claims

1. Устройство обеспечения воздушной навигации, содержащее вход для приема величины пространственного положения и вектора скорости летательного аппарата, рабочее запоминающее устройство для хранения пространственного трехмерного представления рельефа земной поверхности в области, пролетаемой данным летательным аппаратом, средство обработки информации, способное определить сектор обзора для летательного аппарата и рассчитать в этом секторе обзора контур в функции пересечения этого сектора с рельефом земной поверхности, средство визуализации упомянутого контура, отличающееся тем, что средство обработки информации предназначено также для расчета вспомогательных векторов скорости путем смещения вектора скорости летательного аппарата в соответствии с выбранным законом углового сканирования и определения сектора обзора при помощи слоя линий траектории, исходящих из вектора скорости и вспомогательных векторов скорости.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что все линии траектории имеют одну и ту же геометрию.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что линии траектории представляют собой копии расчетной траектории летательного аппарата с неизменными командами пилотирования таким образом, чтобы контур пересечения учитывал текущие условия полета летательного аппарата.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что средство обработки информации устроено таким образом, чтобы определять несколько слоев линий траектории, имеющих различные вертикальные смещения и предпочтительно отстоящие друг от друга в исходной точке строго равномерным образом.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что слои, по меньшей мере, частично строго параллельны между собой.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что строго параллельные между собой части слоев отстоят друг от друга в вертикальном направлении на расстояние, величина которого заключена в диапазоне от примерно 15 м до примерно 900 м, и, в частности, в диапазоне от примерно 30 м до примерно 210 м.

7. Устройство по одному из пп. 1 - 6, отличающееся тем, что линии траектории представляют собой первые линии расчетной траектории уклонения с командами пилотирования, модифицированными в соответствии с первым выбранным законом уклонения, исходящим из вектора скорости и вспомогательных векторов скорости.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что первый закон уклонения содержит продолжение представления текущей траектории, определенной в функции выбранного критерия, после которого следует маневр, содержащий вертикальную составляющую.

9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что средство обработки информации устроено таким образом, чтобы обеспечить расчет контура, или так называемого первого контура оповещения об опасности столкновения с землей, в функции точки начала каждого маневра на каждой первой линии расчетной траектории уклонения упомянутого слоя в том случае, когда, по меньшей мере, одна из первых расчетных траекторий уклонения пересекает рельеф земной поверхности.

10. Устройство по одному из пп. 1 - 9, отличающееся тем, что линии траектории представляют собой вторые расчетные линии траектории уклонения с командами пилотирования, модифицированными в соответствии со вторым выбранным законом уклонения, исходящим из вектора скорости и вспомогательных векторов скорости.

11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что второй закон уклонения содержит продолжение представления текущей траектории, установленное в функции выбранного критерия, за которым следует маневр, содержащий вертикальную составляющую.

12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что средство обработки информации устроено таким образом, чтобы обеспечить расчет контура, или так называемого второго контура оповещения об опасности столкновения с землей, в функции точки начала каждого маневра на каждой второй расчетной линии траектории уклонения упомянутого слоя в том случае, когда, по меньшей мере, одна из вторых расчетных траекторий уклонения пересекает рельеф земной поверхности.

13. Устройство по одному из пп. 1 - 12, отличающееся тем, что каждое пересечение ограничено в передней части, причем в этом случае каждый контур образован упомянутой передней частью и последующим продолжением, определяемым в соответствии с выбранным правилом.

14. Устройство по одному из пп. 5 - 13, отличающееся тем, что слои, образованные первыми и вторыми линиями траектории уклонения, являются, по меньшей мере, частично, строго параллельными между собой.

15. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что строго параллельные между собой части слоев отстоят друг от друга на временной интервал, величина которого находится в диапазоне от примерно 5 с до примерно 60 с и составляет, в частности, 15 с.

16. Устройство по одному из пп. 1 - 15, отличающееся тем, что угловое сканирование осуществляется на интервале, величина которого заключена в диапазоне от 1° до 360°, и, в частности, в диапазоне от 60° до 120°.

17. Устройство по одному из пп. 1 - 16, отличающееся тем, что средство обработки информации содержит средство дифференциации, способное обеспечить различные маркировки в зонах, располагающихся по одну и по другую стороны от каждого контура, причем маркировка выбирается в функции предварительно выбранного критерия, основанного на степени риска столкновения летательного аппарата с рельефом земной поверхности.

18. Устройство по п. 17, отличающееся тем, что предварительно определенный критерий представляет собой закон, основанный на расстоянии, отделяющем каждую точку контура от точки рельефа земной поверхности, располагающейся на вертикали к упомянутой точке контура, причем различные маркировки соответствуют различным интервалам расстояния, предварительно определенным для соответствующей степени риска столкновения летательного аппарата с землей.

19. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что каждая маркировка имеет соответствующий цвет.

20. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что различные цвета маркировки выбираются в соответствии с системой нормативных документов, содержащей по меньшей мере нормативные документы JAR 25-1322 и FAR 25-1322, причем наиболее "холодный" цвет соответствует наименьшему риску столкновения летательного аппарата с землей.

21. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что различные маркировки выполняются в виде различных оттенков серого цвета или в виде различных сеток.

22. Устройство по одному из пп. 1 - 21, отличающееся тем, что средство обработки информации устроено таким образом, чтобы осуществлять каждое пересечение с рельефом земной поверхности на дальности, соответствующей времени пролета летательного аппарата, по меньшей мере, равному примерно 30 секундам и составляющему, в частности, 120 секунд.

23. Устройство по одному из пп. 1 - 22, отличающееся тем, что средство визуализации устроено таким образом, чтобы обеспечить возможность визуализации контура по меньшей мере в направлении вектора скорости летательного аппарата на протяженности, величина которой заключена в диапазоне от примерно 9 километров до примерно 725 километров.

24. Устройство по одному из пп. 1 - 23, отличающееся тем, что средство обработки информации устроено таким образом, чтобы осуществлять управление чередованием индикации контура и метеорологической карты.

25. Устройство по одному из пп. 1 - 23, отличающееся тем, что средство обработки информации устроено таким образом, чтобы обеспечить управление одновременной индикацией контура и метеорологической карты.

26. Устройство по одному из пп. 1 - 24, отличающееся тем, что средство обработки информации устроено таким образом, чтобы обеспечить управление индикацией дополнительной информации, в частности, информации о местоположении аэропортов.

27. Устройство по одному из пп. 7 - 26, отличающееся тем, что средство обработки информации устроено таким образом, чтобы обеспечить включение выбранного звукового или визуального сигнала предостережения в случае пересечения с рельефом земной поверхности слоя, образованного первыми линиями траектории уклонения.

28. Устройство по одному из пп. 10 - 27, отличающееся тем, что средство обработки информации устроено таким образом, чтобы обеспечить включение выбранного звукового или визуального сигнала предупреждения в случае пересечения с рельефом земной поверхности слоя, образованного вторыми линиями траектории уклонения.

29. Устройство по пп. 24, 25, 27, отличающееся тем, что средство обработки информации устроено таким образом, чтобы форсировать индикацию контура в случае выдачи сигнала предостережения.

30. Устройство по одному из пп. 24 и 25, отличающееся тем, что средство обработки информации устроено таким образом, чтобы в случае пересечения между рельефом земной поверхности и по меньшей мере слоем, образованным вторыми линиями траектории уклонения, определять наличие пересечения упомянутого рельефа также и с расчетной траекторией и разрешать выдачу сигнала предупреждения в том случае, когда такое пересечение обнаружено.

31. Устройство по одному из пп. 24, 25 и 28 - 31, отличающееся тем, что средство обработки информации устроено таким образом, чтобы форсировать индикацию контура в случае выдачи сигнала предупреждения.

32. Устройство по одному из пп. 1 - 31, отличающееся тем, что средство обработки информации устроены таким образом, чтобы обеспечить выдачу другого визуального и/или звукового предупреждающего сигнала в случае пересечения, подтвержденного выбранным критерием, между, с одной стороны, рельефом земной поверхности и по меньшей мере одной из первой и второй траекторий уклонения, а с другой стороны, между рельефом и по меньшей мере расчетной будущей траекторией.

33. Устройство по п. 32, отличающееся тем, что выбранный критерий основан по меньшей мере на вертикальном расстоянии, отделяющем представление пересечения между рельефом земной поверхности и траекторией уклонения от вершины этого рельефа, располагающейся по вертикали точно против этого пересечения между упомянутым рельефом и соответствующей траекторией уклонения.

34. Устройство по п. 33, отличающееся тем, что выбранный критерий представляет собой сравнение упомянутого вертикального расстояния с вертикальным пороговым значением, величина которого заключена в диапазоне от нуля до примерно 240 м, причем сигнал предупреждения включается в том случае, когда вертикальное расстояние превышает упомянутое вертикальное пороговое значение.

35. Устройство по п. 33, отличающееся тем, что выбранный критерий представляет собой первое сравнение между вертикальным расстоянием и вертикальным пороговым значением, величина которого заключена в диапазоне от примерно 30 м до примерно 240 м, сопряженное с вторым сравнением между выбранных горизонтальным пороговым значением и горизонтальным расстоянием, на котором слой, образованный соответствующими линиями траектории уклонения, пересекает рельеф земной поверхности, причем предупреждающий сигнал выдается в том случае, когда горизонтальное расстояние превышает выбранное горизонтальное пороговое значение, и в то же самое время вертикальное расстояние остается меньше вертикального порогового значения.

36. Устройство по одному из пп. 34 и 35, отличающееся тем, что вертикальное пороговое значение имеет величину, равную примерно 150 м.

37. Устройство по п. 32, отличающееся тем, что выбранный критерий представляет собой первое сравнение между вертикальным пороговым значением, величина которого заключена в диапазоне от нуля до примерно 240 м и вертикальным расстоянием, отделяющим вершину рельефа земной поверхности, располагающуюся по вертикали строго против точки, удаленной на выбранное горизонтальное расстояние от пересечения между рельефом и траекторией уклонения, сопряженное со вторым сравнением между пороговым значением длительности и продолжительностью, необходимой для выравнивания летательного аппарата, причем предупреждающий сигнал включается в том случае, когда вертикальное расстояние превышает выбранное вертикальное пороговое значение и в то же самое время продолжительность выравнивания летательного аппарата превышает пороговое значение длительности.

38. Устройство по п. 37, отличающееся тем, что пороговое значение длительности имеет величину, заключенную в диапазоне от примерно 10 с до примерно 150 с, и в частности в диапазоне от 60 с до 120 с.

39. Устройство по одному из пп. 1 - 38, отличающееся тем, что средство обработки информации устроено таким образом, чтобы иметь возможность определить в функции информации о состоянии летательного аппарата и информации о рельефе земной поверхности некоторую область, охватывающую каждую линию траектории, образующую слой, и определить пересечение между каждым слоем и упомянутым рельефом, исходя из пересечений упомянутых областей каждой из линий траектории этого слоя с этим рельефом.

40. Устройство по п. 39, отличающееся тем, что точка пересечения одной линии траектории, участвующей в формировании контура, получается путем выбора той точки пересечения среди всех точек пересечения между областью этой линии траектории и рельефом, которая обладает наибольшей высотой.

41. Устройство по одному из пп. 1 - 40, отличающееся тем, что содержит массовое запоминающее устройство для хранения базы данных по меньшей мере частично представляющих поверхность земного шара, и средство управления, способное обеспечить извлечение из этой базы данных пространственных трехмерных представлений рельефа земной поверхности в функции параметров пространственного положения летательного аппарата.

42. Устройство по одному из пп. 1 - 41, отличающееся тем, что вход устроен таким образом, чтобы принимать информацию о состоянии летательного аппарата, в частности, информацию об истинной высоте и относительной высоте по отношению к пролетаемому рельефу, а средство обработки информации устроено таким образом, чтобы определять расчетные траектории уклонения на основе высоты, выбранной из истинной высоты, относительной высоты и некоторой композитной высоты в функции их сравнения с двумя предварительно определенными пороговыми значениями высоты, причем выбранная высота представляет собой истинную высоту в случае, когда истинная высота оказывается меньше обоих пороговых значений, относительную высоту в случае, когда относительная высота превышает оба пороговых значения, композитную высоту в случае, когда истинная высота заключена в диапазоне между двумя пороговыми значениями.

43. Устройство по п. 42, отличающееся тем, что композитная высота сформирована на основе комбинации относительной высоты и истинной высоты с соответствующими коэффициентами.

44. Способ осуществления воздушной навигации летательного аппарата, заключающийся в том, что принимают на борту летательного аппарата информацию о пространственном положении и векторе скорости, сохраняют в рабочем запоминающем устройстве пространственный трехмерный рельеф земной поверхности той области, над которой пролетает летательный аппарат, определяют на основе этой информации сектор обзора для летательного аппарата, и рассчитывают в этом секторе контур в функции пересечения этого сектора с рельефом земной поверхности, визуализируют этот контур, отличающийся тем, что при определении сектора обзора осуществляют расчет вспомогательных векторов скорости путем смещения вектора скорости летательного аппарата в соответствии с выбранным законом углового сканирования, определяют сектор смещения при помощи слоя линий траектории, исходя из вектора скорости и вспомогательных векторов скорости.