UA61915C2 - Method and device, with an extended zone of vision, for preventing collision of an aircraft against ground - Google Patents

Description

Опис винаходу

Винахід, що пропонується, стосується забезпечення авіаційної навігації, з зокрема, в тому випадку, коли 2 зненацька з'являється небезпека зіткнення даного літального апарату з рельєфом місцевості, яку пролітають.

Як вказано в Європейських патентах ЕР-А-0О565399 і ЕР-А-0802469, ці засоби забезпечення авіаційної навігації містять, зокрема, засоби визначення інформації, що стосується просторового положення літального апарату, наприклад, його відносного (по відношенню до рельєфу місцевості, яку пролітають) і/або абсолютного (по відношенню до деякої фіксованої висоти типу висоти рівня моря) просторового положення, а також засобу 70 визначення вектору швидкості цього літального апарату і його вектору прискорення, в разі необхідності (ця інформація в подальшому викладенні без спеціальної відмінності буде називатися інформацією про динаміку польоту даного літального апарату).

На борті літального апарату централь інерційної системи, сполученої з Глобальною Системою Визначення місцеположення, або ОРЗ, зв'язаної з фільтром Калмана, має можливість видавати частину цієї інформації 12 (зокрема, швидкість і прискорення даного літального апарату, а також географічну широту і довготу точки його місцеположення в даний момент). Інша частина необхідної інформації про просторове положення літального апарату може бути отримана за допомогою так званих баро-інерційних засобів виміру (інформація про абсолютну висоту польоту літального апарату) або за допомогою радіовисотоміра (відносна висота польоту літального апарату).

Проте, засоби забезпечення авіаційної навігації містять також прилади попередження зіткнення з землею, призначені для того, щоб оповістити пілота про те, що може виникнути небезпека зіткнення з землею (або з рельєфом місцевості, яку пролітають). Такі прилади є корисними, зокрема, в процесі заходу літального апарату на посадку, а також на етапі набору висоти після злітання, внаслідок того, що саме в цих фазах польоту літальний апарат знаходиться в безпосередній близькості від землі. с

Такі прилади відомі під назвою "Системи попередження про близькість до землі" ("Згоцпа Ргохітійу Магпіпа (У

Бузіетв"), скорочено СРУУ5, або під назвеш "Системи відвертання зіткнення з землею" (Сгоцпа Соїївіоп

Амоідапсе Зувієт ), скорочено ССАЗВ.

Заявник описав в Європейському патенті ЕР-А-0565399 і в заявці на патент Франції Мо9604678 (а також в описі заявки на Європейський патент ЕР-А-0802469, що відповідає згаданій заявці на патент Франції) пристрої о забезпечення авіаційної навігації згаданого вище типу СОСА5, що містять: -- - вхідний пристрій, що дозволяє забезпечити прийом інформації, яка є репрезентативною для просторового положення і динамічного стану літального апарату, зокрема, його вектору швидкості; Ф - робочий запам'ятовуючий пристрій, що дозволить зберігати тривимірне подання рельєфу місцевості, над ч-- якою пролітає даний літальний апарат; - засоби обробки інформації, здатні визначити в залежності від інформації про стан і положення літального ї-о апарату сектор огляду відносно цього літального апарату і забезпечити розрахунок контура рельєфу місцевості в цьому секторі в функції пересічення цього сектора з рельєфом місцевості, яку пролітають; - засоби, що забезпечують можливість візуалізації, зокрема, згаданого вище контура рельєфу місцевості, « дю яку пролітають. -о

Такий тип засобів забезпечення авіаційної навігації може також забезпечувати можливість візуалізації для с екіпажу літального апарату передбачуваної майбутньої траєкторії його польоту і, в разі необхідності, :з» параметрів стандартної траєкторії, основаних на теоретично можливих маневрах ухилення, що дозволять уникнути зіткнення з рельєфом місцевості, яку пролітають.

Особливий інтерес викликає узагальнення характеристик подібних систем і їх ергономічних параметрів, а б» 75 також повсюдне поширення таких систем. Справді, йдеться про обладнання такими системами максимально можливої кількості цивільних літаків і про видавання екіпажу літака інформації, якомога більш ясної і яка - легко інтерпретується, оскільки екіпаж може опинитися в такий ситуації, яка вимагає його особливої уваги і с адекватних дій.

В процесі заходу на посадку або виходу на наземну ціль було запропоновано візуалізувати рельєф - 70 місцевості, яку пролітають, у вигляді кривьіїх, що становлять однакові горизонтальні висоти або рівні. Заявник сп вважає, що інформацію в подібному поданні достатньо тяжко інтерпретувати, зокрема, в тому випадку, коли літальний апарат переміщається в площині, що не є горизонтальною, і/або переміщається в безпосередній близькості від зони аеропорту або в районах з сильно перетнутим рельєфом місцевості.

В той же час, в деяких ситуаціях рельєф місцевості, яку пролітають, виявляється особливо сильно 59 перетнутим і/або даний літальний апарат має серйозні проблеми технічного порядку. В подібних випадках

ГФ) запропонована траєкторія ухилення від зіткнення з перешкодою може виявитися неможливою для здійснення 7 внаслідок того, що вона перетинається з рельєфом місцевості, яку пролітають, і внаслідок цього викликає видавання попереджувального аварійного сигналу, тоді як природним образом траєкторія польоту даного літального апарату, яка реалізується, не представляє небезпеки зіткнення з рельєфом місцевості, яку бо пролітають.

За згаданими вище міркуваннями, а також за іншими міркуваннями, про які більш докладно буде сказане нижче, пристрої забезпечення авіаційної навігації, які існують на теперішній час, не забезпечують в повній мірі задоволення існуючих вимог в цій галузі.

Мета даного винаходу складається, зокрема, в тому, щоб запропонувати навігаційний пристрій типу ССА5, 62 який був би здатним повністю або частково усунути відзначені вище недоліки існуючих систем.

Для досягнення поставленої мети даний винахід пропонує пристрій забезпечення авіаційної навігації описаного вище типу, в якому засоби обробки інформації організовані таким чином, щоб передусім забезпечити розрахунок векторів допоміжних швидкостей в результаті зміщення вектору швидкості (миттєвого) даного літального апарату в відповідності з вибраним законом кутового сканування, а після цього забезпечити визначення сектора можливого прольоту за допомогою смуги ліній траєкторій руху даного літального апарату, виходячи з відомого вектору швидкості його руху і з відомих допоміжних векторів швидкості.

В даному випадку під допоміжним вектором швидкості мається на увазі вектор, дві з трьох координат якого в сферичній системі координат, віднесеної до центру обертання, репрезентативному для положення літального /о апарату, а саме, радіус г і кут по відношенні до вертикалі 6, є незмінними по відношенню до аналогічних координат миттєвого вектору швидкості, тоді як кут Ф його проекції в горизонтальній площині відрізняється від куту проекції вектору швидкості. Говорячи іншими словами, для забезпечення кутового сканування змінюють кут

Ф в одну і в іншу сторони від його величини, яку він має на рівні вектору швидкості.

Таким чином, пілот .солодіє контуром (або картою), що представляє рельєф місцевості в напрямку вектору 7/5 Швидкості літального апарату і в вибраному кутовому секторі, і даному випадку слово "контур" використовуєтеся в самому широкому смислі в тій мірі, в якій цей термін представляє всі лінії пересічення, що індукуються водночас і кожна з яких поділяє дві зони або регіони. Як буде показано в подальшому викладенні, цей термін означає тут, таким чином, як контур землі с поверхні (що зветься також тлом карти або тлом зображення), так і контур попередження про небезпеку.

В більш переважному варіанті реалізації згадане кутове сканування здійснюється в діапазоні від 17 до 360", а в найбільш переважному це сканування здійснюється в діапазоні від 0" до 120".

Відповідно з більш переважним способом реалізації винаходу, що пропонується, всі лінії траєкторії мають одну і ту ж геометрію. Зокрема, ці лінії можуть бути прямими або викривленими. Ці лінії можуть являти собою копії майбутньої траєкторії літального апарату, що прогнозується, виведеної з його поточної траєкторії (в с цьому випадку ці лінії називають "траєкторіями з незмінними командами пілотування").

Для того, щоб підвищити точність згаданого контура, засоби обробки інформації можуть бути зроблені таким о чином, щоб визначити декілька шарів ліній траєкторії, що мають різноманітні вертикальні зміщення і переважно є такими, що відстоять друг від друга в вихідній точці строго регулярним або рівномірним чином. Згадані шари, наприклад, можуть бути принаймні частково паралельні між собою. Це дозволяє "зондувати" рельєф назначних У

Зо висотах (або шарах).

Проте лінії траєкторій можуть також бути сформовані, виходячи з ліній (перших) траєкторії ухилення, що - прогнозується, (або обльоту перешкоди), основаної на виконанні тих або інших маневрів (в цьому випадку ці Ф лінії називають "траєкторіями модифікованими командами пілотування в відповідності з першим вибраним законом ухилення"). -

В даному випадку мова може іти, наприклад, про траєкторію ухилення від зіткнення з перешкодою, відому Ге) фахівцю в даній галузі техніки під назвою "сацііоп" (зона застережені або підвищеної уваги), що одержується за допомогою реалізації першого з закону ухилення, що містить продовження подання поточної траєкторії, встановленого в функції того або іншого вибраного критерію, за яким слідує маневр, що має вертикальну складову. «

При використанні цієї гіпотези засоби обробки інформації можуть бути реалізовані таким чином, щоб ст) с забезпечити можливість в тому випадку, копи принаймні одна з перших прогнозованих або розрахункових й траєкторій ухилення перетинає рельєф місцевості, виконати розрахунок контура в функції вихідної точки кожного «» маневру на кожній першій прогнозованій або розрахунковій лінії ухилення згаданого шару.

В цьому випадку пілот даного літального апарату володіє контуром, що можна кваліфікувати як перший

Контур тривоги (або контур попереднього попередження про небезпеку), що в випадку необхідності може бути б індукованим водночас з контуром, отриманим за допомогою майбутніх, прогнозованих або розрахункових щщ траєкторій, або окремо від нього. Такий перший контур тривоги видає пілоту інформацію про відстань, що відділяє даний літальний апарат від рельєфу місцевості, яку пролітають, в "напрямку" першої запропонованої

Те) траєкторії ухилення.

Лінії траєкторії також можуть являти собою другі лінії прогнозованої або розрахункової траєкторії - ухилення (або обльоту) з модифікованими командами пілотування в відповідності з другим вибраним законом 4 ухилення від зіткнення, виходити з вектору швидкості літального апарату і допоміжних векторів.

В даному випадку мова може іти, наприклад, про траєкторію ухилень я, відому фахівцю в даній галузі техніки під назвою "магпіпд" (зона попередження про небезпеку), що одержується за допомогою використання другого закону ухилення, що містить продовження подання поточної траєкторії, встановленого в функції того або іншого вибраного критерію, з подальшим маневром, що має вертикальну складову. іФ) При використанні цієї гіпотези засоби обробки інформації можуть бути реалізовані таким чином, щоб ко забезпечити можливість в тому випадку, каш принаймні одна зі згаданих других прогнозованих або розрахункових траєкторій ухилення від зіткнення перетинає пролітаємий рельєф місцевості, виконана бо розрахунку контура в функції вихідної точки кожного маневру на кожній другій лінії прогнозованої траєкторії ухилення від зіткнення згаданого шару.

В цьому випадку пілот даного літального апарату має в своєму розпорядженні контур, який можна кваліфікувати як другий контур тривоги (або контур попередження про небезпеку), і який в разі необхідності може бути індукований в той же самий час, що і згаданий перший контур тривоги, і контур, отриманий за б5 допомогою майбутніх розрахункових траєкторій, ідо прогнозуються, або окремо від одного або іншого з цих контурів. Такий другий контур тривоги видає пілоту інформацію про відстань, що відділяє даний літальний апарат від рельєфу місцевості, яку пролітають, в "напрямку" другої запропонованої траєкторії ухилення від зіткнення.

В переважному варіанті реалізації кожне пересічення між рельєфом місцевості і шаром траєкторій ухилення

Від зіткнення обмежене передньою частиною, причому в цьому випадку кожний контур є утворений цією передньою частиною і продовженням в напрямку по ходу польоту, що визначаються в відповідності з вибраним правилом, наприклад, лінійним продовженням.

Під згаданою вище передньою частиною тут слід розуміти зону або область, розташовану між однією дільницею контура і літальним апаратом, а під наступною частиною слід розуміти зону або область, що 7/0 розташовується по польоту за цією дільницею контура.

В відповідності з іншою характеристикою винаходу, що пропонується, згадані засоби обробки інформації містять засоби диференціації, здатні присвоїти різноманітні маркування або розпізнавальні познаки зонам, що розташовуються по одну і по іншу сторони від кожної частини контура, причому ці маркування або розпізнавальні познаки вибираються в функції деякого заздалегідь встановленого критерію, основаного на ступені ризику 7/5 Зіткнення літального апарату з рельєфом.

Так, наприклад, згаданий заздалегідь встановлений критерій може являти собою закон, оснований на величині відстані, що відділяє кожну точку контура від репрезентативної точки рельєфу, розташованої в вертикальній площині, що проходить через дану точку контура, причому в цьому випадку різноманітні маркування або розпізнавальні познаки відповідають різноманітним інтервалам відстані, що є 2о репрезентативними для відповідного ступеня ризику зіткнення.

В переважному варіанті реалізації винаходу, що пропонується, кожне маркування полягає в фарбуванні різноманітних елементів сигнальної інформації, причому кольори цього фарбування вибираються в відповідності із сукупністю нормативних документів, що містить принаймні Європейську норму ЧАК 25-1322 і Американську норму БАК 25-1322. Згідно з цими нормами найбільш "холодний" колір відповідає найменшому ступеню ризику сч ов Зіткнення літального апарату з рельєфом місцевості. Як кольори фарбування елементів сигнальної інформації можна вибрати, наприклад, такі кольори, що розташовуються в порядку зменшення ступеня ризику зіткнення: і) червоний, оранжевий, жовтий, зелений і блакитний.

Зрозуміло, можна вибрати як маркування і різноманітні відтінки сірого кольору у всьому діапазоні від білого до чорного, а також застосування різноманітних типів штриховок (або сіток). ю зо У відповідності з ще однією характеристикою винаходу, що пропонується, згадані засоби обробки інформації зроблені таким чином, щоб забезпечиш можливість управління чергуванням індикації контура і метеорологічної -- карти. Зрозуміло, можна передбачити, щоб індикацію контура і метеорологічної карти здійснювати водночас. Ге!

Можна також передбачити, щоб водночас з індикацією контура здійснювалася індикація тієї або іншої додаткової інформації типу, наприклад, визначення місцеположення аеропортів. --

У відповідності з ще однією характеристикою винаходу, що пропонується, засоби обробки інформації «о зроблені таким чином, щоб забезпечити вмикання звукового або візуального сигналу застереження або заздалегідного попередження в даному випадку, за умови пересічення шару, що сформувався першими лініями траєкторії ухилення. Можна також передбачити, щоб звуковий і/або візуальний попереджаючий сигнал вмикався в випадку пересічення шару, що сформувався другими лініями траєкторії ухилення. Зрозуміло, можна також « передбачити тільки один або інший зі згаданих сигналів застереження і попередження, а також вмикання обох в с цих сигналів. Ці сигнали можуть, наприклад, забезпечувати автоматичне вмикання індикації контура. . У відповідності з ще однією характеристикою винаходу, що пропонується, можна передбачити засіб "обльоту и?» рельєфу місцевості", що містить принаймні одну горизонтальну складову. Для цього засоби обробки інформації можуть бути зроблені таким чином, щоб видавати інший візуальний і/або звуковий попереджувальний сигнал в тому випадку, коли має місце підтверджене вибраним критерієм пересічення між, з одного боку, рельєфом і по

Ге» меншій Мірі однієї з першої і другої траєкторій ухилення, а з іншого боку, між рельєфом і по меншій мірі майбутньою розрахунковою, або прогнозованою, траєкторією. - Цей вибраний критерій може бути заснований, наприклад, на вертикальній відстані, що відділяє подання

Ге) пересічення між рельєфом і траєкторією ухилення і вершиною рельєфу строго над точкою пересічення цього 5о рельєфу і відповідної траєкторії ухилення. - В переважному варіанті реалізації засоби обробки інформації здатні визначити область, що охоплює кожну сп лінію траєкторії, що утворює шар, в функції інформації про стан літального апарату і про рельєф місцевості, яку пролітають, а також визначити пересічення між кожним шаром і рельєфом місцевості, виходячи з пересічень згаданих областей кожної з відповідних ліній траєкторії зі згаданим рельєфом. В такому випадку такі лінії ов траєкторії називають "щупом". Вони дозволяють врахувати можливі погрішності вимірів просторового положення літального апарату і його динаміки.

Ф) В цьому випадку точка пересічення лінії траєкторії, що сприяє формуванню контура, в переважному варіанті ка реалізації являє собою" ту точку пересічення серед всіх точок пересічення між згаданою областю цієї лінії траєкторії і рельєфом місцевості, яку пролітають, що має найбільше значення висоти. 60 У відповідності з ще однією характеристикою винаходу, що пропонується, вхід пристрою забезпечення авіаційної навігації може приймати інформацію про стан літального апарату, зокрема, інформацію про істинну висоту і про відносну висоту над пролітаємим рельєфом місцевості, і засоби обробки інформації зроблені таким чином, щоб визначати прогназовані або розрахункові траєкторії (майбутні) і траєкторії ухилення (або обльоту), виходячи з висоти, вибраної серед істинної висоти, відносної висоти і деякої композиційної висоти в функції 65 Зіставлення їх з двома заздалегідь визначеними пороговими значеннями висоти, причому ця вибрана висота буде являти собою:

- або істинну висоту в тому випадку, коли ця істинна висота виявляється менше обох порогових значень; - або відносну висоту в тому випадку, коли ця відносна висота перевищує обидва порогових значення; - або композитну висоту з тому випадку, коли згадана істинна висота має величину, укладену в діапазоні

Між двома пороговими значеннями, причому ця композитна висота переважно формується виходячи з зваженої комбінації істинної і відносної висот.

Такий принцип дозволяє підвищити надійність одержуваних результатів (контура).

У відповідності з більш прийнятним способом реалізації винаходу, що пропонується, згаданий пристрій містить масовий запам'ятовуючий пристрій, призначений для того, щоб забезпечити можливість зберігання бази 7/0 даних, становлячої по меншій мірі частину поверхні земної кулі, а також засоби управління, здатні витягти з цієї бази даних тривимірні подання певних дільниць земного рельєфу (що називаються також локальними тимчасовими картами) в функції параметрів просторового положення даного літального апарату з тим, щоб розміщувати ці просторові представлення по мірі руху цього літального апарату над земною поверхнею в робочому або оперативному запам'ятовуючому пристрої. Це дозволяє зробити даний навігаційний пристрій /5 автономним.

Даний винахід пропонує також засіб підтримки або забезпечена повітряної навігації літального апарату, що містить такі відомі етапи: а) отримання на борті літального апарату інформації про його стан, яка представляє просторове подолання цього літального апарату і вектор швидкості його руху;

Б) зберігання в робочему запам'ятовуючому пристрої тривимірного подання рельєфу місцевості регіону, яку пролітають, даним літальним апаратом; с) визначення в функції згаданої інформації про стан літального апарату сектора дослідження, віднесеного до даного літального апарату, і розрахунок в цьому секторі контура в функції пересічення згаданого сектора з рельєфом місцевості; сч а) візуалізація згаданого контура, причому згаданий засіб відрізняється тим, що в ньому етап с) містить два таких підетапи: (8) с1) розрахунок допоміжних векторів швидкості шляхом зміщення вектору швидкості літального апарату в відповідності з вибраним законом кутового сканування; с2) визначення згаданого сектора на основі згаданого вектору швидкості літального апарату і згаданих ю зо допоміжних векторів швидкості.

Інші характеристики і переваги винаходу, що пропонується, будуть краще зрозумілі з наведеного нижче - докладного опису прикладу його практичної реалізації, де даються посилання на наведеш в додатку фігури, Ге! серед яких: - Фіг.1 являє собою надто загальну принципову схему пристрою забезпечення авіаційної навігації типу ССА5, -- подібного приладам, які описаю в патентах ЕР-А-0565399 і ЕК 9604678; «о - Фіг2 являє собою докладну блок-схему прикладу реалізації пристрою в відповідності з винаходом, що пропонується; - Фіг.З являє собою схематичну ілюстрацію області погрішності визначення просторового положення літального апарату; « - Фіг4 являє собою схематичну ілюстрацію погрішності, зв'язаної з прогнозованою або розрахунковою з с траєкторією літального апарату, яку спроектовано на горизонтальну площину; . - Фіг.5 являє собою схематичний вид в вертикальному розрізі, що ілюструє для визначеної ситуації основи и?» першого способу реалізації винаходу, що пропонується, положення літака відносно наочно наведеного рельєфу місцевості, яку пролітають, в даний момент часу, а також три прямолінійних напрямних, що є репрезентативними

Відповідно для траєкторії обльоту і паралельних розрахункових траєкторій;

Ге» - Фіг.б являє собою схематичний вид, що ілюструє карту ступенів ризику зіткнення літального апарату з рельєфом місцевості, що сформувалася на основі безлічі розтинів типу того, що представлений на фіг.5, - відповідну одному циклу сканування;

Ге) - Фіг.7 А і 7В схематично ілюструють для двох різноманітних ситуацій основи другого способу реалізації винаходу, що пропонується; - - Фіг8А-80 схематично ілюструють різноманітні варіанти візуалізації ідо можуть бути отримані в сп відповідності з цим другим засобом реалізації винаходу, що пропонується; - Фіг.9 схематично ілюструє викривлену лінію траєкторії, яку спроектовано на площину; - Фіг.10 схематично ілюструє засіб формування візуалізації, показаної на фіг.8А-80; - Фіг11 схематично ілюструє різноманітні простори перед літальним апаратом, зокрема, в особливому випадку, коли може зненацька з'явитися помилковий попереджувальний сигнал, якщо не затримана обробка

Ф) інформації. ка Додані фігури носять в основному цілком визначений характер. Внаслідок цього вони дозволяють не тільки краще зрозуміти наведений нижче докладний опис даного винаходу, але і сприяти, в разі необхідності, бр визначенню цього винаходу.

Крім того, зважаючи на технічний характер викладеного тут матеріалу, описовий зміст патентов

ЕР-А-0565399 і ЕР-А-0802469 (отриманого за заявкою ЕК-9604678) слід розглядати як невід'ємну складову частину опису, що пропонується. Те ж саме можна сказати і про слідуючий документ: - Записка фірми ДАССО ЕЛЕКТРОНІК Мо810-196 АМ, розповсюджена публічно в жовтні 1997р. і під назвою "А 65 Мем Арргоасі о СРЇТ Ргемепійп апа ю ітргоме зіцайопа! ажмагепезв: ОЗСАЗ СОКОШМО СО ІБІОМ АМОІБАМСЕ

ЗУЗТЕМ".

Стандартні повідомлення, що звичайно використовуються в цивільній авіації видаються на англійській мові. Серед цих повідомлень будуть згадані такі терміни, що кваліфікують ступінь ризику зіткнення літального апарату з землею: - "адмізогу" або повідомлення, що відповідає вказівці або пораді; - "сашіоп", що в даному описі буде називатися застереженням або заздалегідним попередженням і що носить запобіжний характер; 7 - "мшмагпіпд", що в даному описі буде називатися попередженням і ідо носить терміновий або негайний характер. 70 Окремо або в сукупності ці сигнальні повідомлення різноманітних рівнів в подальшому викладенні будуть називатися "повідомленнями". Для полегшення сприймання наведеного нижче опису в його тексті не буде говоритися про сповіщення, що повідомляють, або сповіщення типу "адмізогу", що можуть розглядатися, наприклад, як попередня версія сигнальних повідомлень тилу застереження.

В наведеному нижче описі також будуть використані одиниці виміру різноманітних величин, що не належать /5 до системи одиниць МКСА, хоча воші і можуть бути виведені з одиниць цієї системи, внаслідок" широкого вживання згаданих позасистемних одиниць в цивільній авіації.

Тепер зі посиланнями на фіг.1 і 2 буде описаний перший не обмежувальний приклад, що є практичною реалізацією пристрою забезпечення повітряної або авіаційної навігації в відповідності з пропонованим винаходом.

Пристрій, описаний в патенті ЕР-А-0565399, призначений головним чином для установлення на борт літального апарату, зокрема, літака. Цей пристрій містить комплекс обладнання 2, здатний видавати в вигляді відповідних електричних сигналів інформацію про параметри польоту даного літального апарату (зокрема, інформації про його просторове положення і про динаміку польоту). Цей комплекс обладнання може містити централь інерційної або бароінерційної системи 20 або ІМО і/або радіонавігаційне обладнання, в даному випадку с приймальник навігаційної системи СР5 (але мова може іти і про обладнання ІК5) 21 разом з його антеною, радіовисотомір 22 разом з його антеною або інші бортові навігаційні датчики. і)

Централь інерційної системи 20 видає інформацію про складові векторів швидкості (М) і прискорення (САММА) даного літального апарату. Шляхом різноманітних перетворень з цієї інформації можна отримати значення усіх або частини зв'язаних характеристичних кутів (таких, як кут атаки, кут сковзання, кут нахилу ю зо траєкторії, кут тангажа, кут курсу, кут крену) або безпосередньо приймати значення цих кутів, що використовуються самою централлю інерційної системи. Ці кутові величини можуть бути введені і/або -- використані на рівні посту управління літального апарату. Для отримання інформації про висоту польоту Ге! централь інерційної системи відомим чином взаємодіє з барометричним висотоміром (не показаний).

Для полегшення розуміння наведеного нижче опису будуть визначені такі позначення: -- - Б являє собою барометричну висоту, що видається в результаті виміру атмосферного тиску і що «о змінюється в залежності від висоти польоту і від поточних метеорологічних умов в зоні польоту; - й являє собою інерційну висоту, розраховану за допомогою подвійного інтегрування вертикального прискорення літального апарату, виміряного за допомогою акселерометрів централі інерційної системи (довгострокові зміни); « - Ярі являє собою бароінерційну висоту, тобто висоту 75, що скоректувалася за допомогою висоти 71 з с (наприклад, за допомогою контура третього порядку); . - 7Хс буде являти собою висоту, розраховану по формулі НК5 т Ла, де НК5 являє собою радіовисоту (або и?» відносну висоту), що видається одним або декількома радіовисотомірами даного літального апарату (при цьому точність показань висоти від радіовисотомірів складає декілька метрів), і Ла буде являти собою висоту земної поверхні під літальним апаратом, що видається за допомогою файлу, що містить інформацію про земну б поверхню, яку пролітають (більш докладно про це буде сказане нижче); - 7арз являє собою висоту, одержувану за допомогою, наприклад, навігаційної системи СР. - Приймальник навігаційної системи СР 21 видає необроблені виміри географічної широти 11, географічної

Ге) довготи 01 і висоти польоту 71 (тобто висоти 72а9рзв) даного літального апарату, що оновлюються постійно з періодом поновлення рії, величина якого складає від декількох секунд до декількох хвилин. - Шляхом інтегрування векторів швидкості і прискорення централь інерційної системи 20 видає інші виміри сп географічної широти 10, географічної довготи 0 і висоти польоту 720 (тобто висоти 2рі) літального апарату, достатньо точні, але схильні до зміни в часі.

Блок 25 здійснює зіставлення двох цих типів вимірів і визнає дійсними величини 11, (531 і 71 в тому ов Випадку, якщо вони когерентні з величинами 10, 0 і 20. Така технологія підтвердження вірогідності вимірів є відомою. Визнані вірогідними виміри 12, (2 і 72 постійно оновлюються з періодом р1. Однак, ці виміри постійно

Ф) уточнюються за допомогою централі інерційної системи з періодом р2, що складає приблизно одну секунду. ка В блоці 28 здійснюється екстраполяція отриманої інформації на проміжок часу між останнім моментом виміру, виконаного обладнанням 21, і поточним моментом часу (така екстраполяція, зокрема, виявляється бо Корисною в тому випадку, коли є проблеми з темпом поновлення інформації, що може бути занадто повільним).

Радіовисотомір 22 видає висоту літального апарату над землею, що позначена НК5.

Блок З містить файл інформації про земну поверхню, про формування якого більш докладно буде йтися нижче, В функції величин широти ІГ і довготи С здійснюють звернення до відповідної частини цього файлу, що називається локальною картою. Ця локальна карта утворить тривимірне представлення даним літальних 65 апаратом області, яку пролітають, і зберігається в локальному запам'ятовуючому пристрої 40.

Виходячи з цієї локальної карти і з урахуванням величин І, С, 7, а також величини НК5, в блоці 4 здійснюються розрахунки попередження зіткнення з землею, в більш переважному варіанті реалізації супроводжувані розрахунками траєкторій обльоту земного рельєфу.

За наявності небезпеки зіткнення з землею видається відповідний попереджувальний сигнал (51).

Директорний індикатор 53 може підказати екіпажу необхідний маневр обльоту перешкоди. В цьому складається призначення посту управління (або пілотування). Згадана локальна карта також може бути використана для формування синтезованого зображення 60 за допомогою приладу візуалізації 55.

Все, про що стисло було сказане вище, описане в патентах ЕР-А-0565399 і ЕР-А-0802469, де вказане також, яким чин ж зблизити і взаємно перевіриш різноманітну інформацію від джерел цієї інформації, зокрема, в 70 вертикальній площині.

Однією з головних основ патенту ЕР-А-0565399 є та обставина, що Заявник сприйняв можливість зберігати на борті літального апарата спеціальний файл, що містить інформацію про земну поверхню і здатний уявити практично всю поверхню земної кулі в межах контура і розрізняльної здатності, котрі підходять для рішення задач, що стоять перед літальним апаратом.

В цьому випадку аналіз миттєвого і прогнозованого положення літального апарату може зводитися до формування сукупності тестових кривих. Ця сукупність в принципі здатна сформувати по меншій мірі два типи попереджувальної сигналізації, а саме: - сигнал застереженій, що вказує конфігурацію, небезпечну в середньостроковому плані; - сигнал попередження, до вказує конфігурацію, що вимагає негайних дій пілота, оскільки під загрозою 2ор виявляється безпека польоту.

Для рішення цієї задачі передбачають формування двох поверхонь (кривих в просторі) захисту даного літального апарату від зіткнення з рельєфом місцевості, яку пролітають. Ці запобіжні поверхні визначаються в відповідності з одним і тим же принципом, але з використанням різноманітних параметрів, і містять: - захисна поверхня короткострокового плану ССТ, головним чином призначена для виключення | авіаційної сч ов катастрофи. Як тільки точка рельєфу земної поверхні входить в згадану поверхню або в верхню обвідну поверхні

ССТ, пілот даного літального апарату повинен терміново втрутитися в управління (попереджувальний сигнал), і) здійснюючи той або інший маневр обльоту або ухилення; - захисна поверхня середньострокового плану СМТ, головним чином призначена для попередження пілота про те, що траєкторія літального апарату, що управляється ним, може перетнутися з наземною перешкодою, ю зо якщо ця траєкторія буде залишатися незмінною, і що пілот повинен розглянути можливість виконання маневру обльоту або ухилення від перешкоди (сигнал застереження або заздалегідного попередження). -

Ці захисні поверхні, що являють собою важливий елемент системи попередження зіткнення з землею, б можуть бути сформовані на основі багатьох статичних і динамічних параметрів даного літального апарату, зокрема: -- - передавальної функції пілотування літального апарату, тобто його спроможності до скоєння того або «о іншого маневру; - затримування ТКО, зв'язаного з часом реакції пілота літального апарату; - горизонтальної швидкості МА польоту літального апарату; - швидкості набору висоти М72 літального апарату; « - допустимого коефіцієнта перевантаження п.д; з с - передбаченої безпечної висоти прольоту над рельєфом місцевості; - допустимого крену даного літального апарату. ;» Для продовження опису прикладів реалізації запропонованого винаходу необхідно дати декілька визначень: - в подальшому викладенні "миттєвою віссю" траєкторії літального апарату називають, заздалегідь певним

ЧИНОМ, або дотичну до миттєвої траєкторії (направлення миттєвого вектору швидкості літального апарату), або

Ге» вісь пройденої і прогнозованої траєкторії (в тому випадку, коли літальний апарат виконує віраж, ця "вісь" є криволінійною), або деяку вісь (в принципі проміжну), що визначається, наприклад, за допомогою зваженої - лінійної комбінації двох згаданих вище осей;

Ге) - в подальшому викладенні "вертикальною площиною" називають поверхню (що не обов'язково с плоскою), що містить вертикаль, яка проходить через даний літальний апарат і миттєву вісь траєкторії польоту цього - літального апарату. Якщо літальний апарат виконує віраж і як миттєва вісь траєкторії його польоту сп використовується вісь пройденої і прогнозованої траєкторії, тоді ця "вертикальна площина" являє собою криволінійну поверхню. "Вертикальними" вважають маневри літального апарату, при здійсненні яких головна їхня складова розташовується в вертикальній площині; 7 5Б - в подальшому викладенні "соризонтальною площиною" називають горизонтальну площину, що проходить через базову точку або точку відліку даного літального апарату (наприклад, через його центр ваги), і вважають

Ф) "горизонтальними" або "боковими" ті маневри літального апарату, головна складова яких розташовується в ка горизонтальній площині. | в цьому випадку горизонтальна "площина" може являти собою криву поверхню в просторі, що визначається в залежності від траєкторії даного літального апарату; 60 - серед горизонтальних маневрів розрізняють такі, що виконуються ліворуч, і такі, що виконуються праворуч від прогнозованої траєкторії даного літального апарату; - і нарешті, поняття "вертикальний", а також "горизонтальний" ПП або "боковий" будуть також використовуватися для кваліфікації, зокрема, наземних перешкод і небезпек, що можуть зустрічатися в процесі виконання маневрів. 65 Гранична крива обльоту (або ухилення) в вертикальній площині може бути визначена трьома дільницями: - від моменту часу ТО до моменту часу Т1 триває поточна траєкторія польоту (без виконання маневрів)

протягом часу, рівного затримці КТО-Т1-Т0О (що відповідає часу реакції); - від моменту Т1 до моменту 12 відбувається перехідний період, зв'язаний зі зменшенням крену в випадку необхідності і зі зміною радіусу кривизни траєкторії від нескінченності до вВадіусу КТ набору висоти; - від моменту Т2 до моменту ТЗ реалізується власне траєкторія обльоту, радіус кривизни якої КТ безпосередньо є функцією квадрату лінійної швидкості літального апарату, поділеної па реально доданий коефіцієнт перевантаження, що може бути висловлено такою формулою: вТ-(Мп)2лп 70 Сказане вище в основному було проілюстроване на фігб патенту ЕР-А-О565399. В теперішній час вважається бажаним додати до згаданої граничної кривої обльоту (або ухилення) і четверту дільницю; - після моменту ТЗ траєкторія має вигляд прямої лінії з нахилом, зв'язаним з агродинамічними (льотними) характеристиками даного літального апарату.

На практиці ця "гранична крива обльоту" являє собою поверхню в просторі, яку називають "щупом". Для 75 цифрової обробки ця поверхня квантується в сімейство криволінійних сегментів. Більш повну інформацію про це можна отримати, зокрема, з тексту опису і фіг.8А і 88 патенту ЕР-А-0802469.

Таким чином: - спочатку визначають траєкторію, відповідну стандартному маневру обльоту перешкоди в вертикальній площині або ЗМЕМ ("Зіапаага Мепіса| Кесомегу Мапоеимег"); - використовуючи миттєву вісь траєкторії польоту даного літального апарату і/або в відповідності до орієнтації прогнозованої траєкторії (або їхньої лінійної комбінації), можна забезпечити поворот відносно цієї осі згаданого стандартного маневру ЗМКМ аж до точки, де він зіткнеться з обвідною земного рельєфу, який пролітають; - після цього можна визначити момент часу або вертикальну точку відліку МКР ("Мегііса!| Кетегепсе Роіп"), Га

Які є початком виконання маневру ЗМАМ; - перед цією точкою МЕР на прогнозованій траєкторії польоту визначають два моменти часу МТ5 і МТ20, що і9) задовольнять, наприклад, таким умовам: МТ5-МУКР-5 секунд і МТ20-МКР-20 секунд; - в цьому випадку "вертикальне" застереження і "вертикальне" попередження формуються, відповідно, з того моменту, як літальний апарат перетне точку МТ20, і з того моменту, як він мине точку МТ5 (саме собою ю

Зрозуміло, що попереджаючий сигнал "знімає" застерігаючий сигнал).

Описані вище технічні засоби цілком задовільно виконують свою задачу в більшості ситуацій, що -- зустрічаються на практиці. Ге»!

Коротко говорячи, згадані засоби дозволяють видати екіпажу даного літального апарату попереджувальний сигнал "набрати висоту" (або на англійській "РиїЇ ир") в тому випадку, коли прогнозована траєкторія польоту -- дозволяє припускати певну небезпеку зіткнення зі смугою рельєфу місцевості, яку пролітають, для того, щоб Ге) пілот мав можливість негайно вжити маневр обльоту цього рельєфу з мінімально необхідним запасом або коефіцієнтом безпеки. Поняття мінімального запасу безпеки розповсюджується водночас як на час реакції пілота як людини, так і на відстань до рельєфу, який необхідно облетіти. Вираження "смуга рельєфу, який пролітають" « враховує не тільки рельєф місцевості, що розташовується безпосередньо по осі траєкторії польоту даного 70 літального апарату, але і дільниці, що прилягають до нього обабіч. - с З цим попереджаючим сигналом зв'язаний попередній сигнал (сигнал застереження), що видається на й декілька секунд раніше згаданого попереджаючого сигналу для того, щоб заздалегідь попередити екіпаж даного "» літального апарату про близькість цієї потенційної небезпеки. Однак, існують випадки, коли виявляється нормальним, що літальний апарат долає останню точку, в якій ще є можливість здійснювати стандартний маневр обльоту перешкоди. Таким чином, за цією останньою точкою вже більше неможливий жодний маневр

Ге») "вертикального" обльоту.

Запропонований винахід виходить з формування так званих "ліній траєкторії". - Лінія траєкторії формується виходячи з розрахункової або прогнозуємої траєкторії літака, що (Се) розраховується на основі його поточного просторового положення і існуючих динамічних параметрів. Ця прогнозуєма траєкторія може бути розрахована без зміни команд пілотування або, навпаки, зі зміною тих або - інших параметрів управління, тобто з виконанням того або іншого маневру, що буде певним чином модифікувати сл динаміку літального апарату.

Тут важливо зрозуміти, що згадана лінія траєкторії не є неодмінно істинною майбутньою траєкторією даного літального апарату. В випадку необхідності вона може бути зміщена в просторі по положенню і по напряму, про

Що більш докладно буде йтися нижче.

Ї нарешті, по меншій мірі для ліній траєкторії, що справді являють собою можливі майбутні траєкторії

Ф, літального апарату, можна передбачити навколо даної лінії траєкторії деяку область (дивись фіг.З і 4), що ко враховує різноманітні границі погрішностей, зокрема, границі, описані в патентах ЕР-А-0565399 і/або

ЕР-А-0802469. во Обчислення, необхідні для реалізації винаходу, що пропонується, зокрема, необхідні для розрахунку ліній траєкторії можуть бути виконані з використанням мікропроцесора типу РОМУЕК РОС 603 за допомогою програмного забезпечення, написаного наприклад, на мові С типу С.АМ5їЇ, і при сприянні, в випадку необхідності, додаткового процесора типу ОБР.

В подальшому викладенні передусім буде описаний загальний принцип винаходу, що пропонується, із 65 посиланням на фіг.5 і б, що схематично ілюструють перший спосіб реалізації цього винаходу.

На фіг.5 можна бачити стандартну граничну траєкторію обльоту ТЕ перешкоди в вигляді рельєфу місцевості

(на англійській це "Зіапдага Ногігопіа! ог Мегпіса! Кесомегу Мапоеиймег), що, починаючись від наведеного символом Р положення літака, продовжується короткою дільницею продовження поточної траєкторії цього літака, а після цього продовжується лінійним підйомом, що утворює обраний вертикальний кут відносно поточної траєкторії, що буде називатися "щупом".

На згаданій фіг.5 "синтезований рельєф земної поверхні", отриманий на основі згаданої вище бази даних, показаний щільним пунктиром.

Під літаком на цій фіг.5 представлені також дві лінії траєкторії ЇТ1 і 172, що в даному випадку є паралельними до наведеної траєкторії літака (а також його пройденої траєкторії, оскільки тут припускається, 7/0 що літак летить по прямій лінії).

Фіг.5 і 6 дозволяють прояснити поняття кольору, що по технічнім причинам не можуть бути реально відтворені в подальших ілюстраціях і будуть внаслідок цього замінені відповідною штриховкою.

Сектор візуалізації ХМ схематично представлений на фіг.б6. В даному випадку він починається від точки, що представляє поточне положення Р літака, причому схема на фіг.б являє собою проекцію на горизонтальну /5 плОЩИКНУ.

Тут рельеф земної поверхні визначається кривими рівнів або висот, але побудованими перпендикулярно до площини, що відповідають двом таким умовам: - кожного разу проходити через відповідну лінію траєкторії І Т1 або 1 12; - бути перпендикулярними до площини фіг.5 (ця перпендикулярність стосується тільки випадку польоту по прямій лінії).

В цьому випадку рельєф земної поверхні може бути візуалізований так, як це показано па фіг.б, де блакитним кольором пофарбовані найбільш низькі частини рельєфу, що розташовуються під лінією 172, зеленим кольором пофарбовані частини земного рельєфу, що розташовуються в проміжку між лініями траєкторії

ЇТ1 ї (72, оранжевим кольором пофарбована частина земного рельєфу, що розташовується вище лінії сч ов траєкторії ЇТ1. В переважному варіанті реалізації запропонованого винаходу за межами сектора візуалізації ЗМ о єдиним кольором, що використається, є чорний колір.

Ці пересічення ліній траєкторії зі згаданими площинами визначають дільниці контура, що формують "тло карти" або "тло зображення".

Крім того, для здійснення власне оперції оповіщення екіпажу розглядають пересічення траєкторії обльоту ТЕ ю зо З рельєфом земної поверхні, яке пересічення в даному випадку має місце. "Істотні" в цьому смислі частини рельєфу земної поверхні розташовуються вище цієї траєкторії обльоту ТЕ і пофарбовані червоним кольором на (7 фіг.6. б

Тут повинно бути зрозуміло, що дійсна відповідність між схемою, показаною на фіг.5, і схемою, показаною на фіг.б, існує тільки для горизонтальної пунктирної лінії, показаної на фіг.б. При цьому інша частина схеми -- фігб одержується аналогічним чином, зрозумілим фахівцю в даній гал/зі техніки. В цілому контур, «о візуалізований на фіг.б, являє собою результат одного циклу кутового сканування на заданому секторі огляду, що в даному випадку являє собою сектор величиною приблизно 30". Однак величина або кутовий розхил цього сектора можуть бути укладені в діапазоні від 1" до, приблизно, 360", якщо в цьому є необхідність.

В той же час, пунктирна лінія РКО, показана широким пунктиром на фіг. б, представляє "лінійне" « продовження по польоту передньої частини контура. В подальшому викладенні, зокрема, в тій його частині що /-З с буде дана із посиланнями на фіг.8, ще буде йтися про це продовження.

Запропонований винахід може бути використаний різноманітними засобами. Це справедливо, зокрема, в ;» тому, що стосується відсліджуваних траєкторій.

Алгоритми формування попереджаючого екіпаж сигналу використовуються з одночасним врахуванням ризиків зіткнення даного літального апарату з рельєфом земної поверхні МК при русі по таких траєкторіях, що

Ге» прогнозуються (дивись фіг.11): - майбутня траєкторія польоту літака (позначена на фіг.11 символом ТЕ; - - траєкторія обльоту для формування сигналу застереження ("щуп А", позначений символом ТРА);

Ге) - траєкторія обльоту для формування сигналу попередження ("магпіпд") в відповідності з маневром 5ор "номінального обльоту" (що називається також "траєкторією стандартного обльоту"), вздовж якої можна - слідувати в тому випадку, якщо формується попереджаючий сигнал, зв'язаний з відсліджуванним згаданої вище сп майбутньої траєкторії ("щуп В", позначений символом ТРВ). В теперішній час маневр "номінального обльоту" в основному виконується в вертикальній площині (після вирівнювання літака в тому випадку, якщо він виконував віраж).

Найчастіше літак летить по прямій лінії. З цього слідує, що будь-який рельєф земної поверхні, виявлений щупом А, обов'язково виявляється також і щупом В, оскільки обидві відповідні прогнозовані траєкторії

Ф) розташовуються в одній і тій же вертикальній площини. ка Зате ситуація є принципово іншою в тому випадку, коли даний літак виконує віраж. Відповідні осі двох цих траєкторій можуть розташуватися відповідно в двох зміщених друг відносно друга вертикальних площинах, що бо утворюють між собою деякий горизонтальний кут, величина якого залежить від миттєвого радіусу віражу, що виконується.

В цьому випадку і у відповідності до надто значущих аспектів винаходу, що пропонується, Заявник передбачає діяти таким чином: попереджаючі сигнайй сильної привертаючої дії (спеціальні світлові сигналізатори і застережні голосові повідомлення, але не загальна візуалізація), що формуються в результаті б5 виявлення зіткнення між стандартною траєкторією обльоту і рельєфом земної поверхні можуть бути заблоковані в тому випадку, коли жодні зіткнення не виявлені на майбутній траєкторії польоту літака і/або на траєкторії обльоту ТРА, що може бути ініційована в процесі реалізації цієї майбутньої траєкторії.

Такий підхід дозволяє забезпечити задовільні експлуатаційні характеристики даної системи попередження зіткнення з землею, виключаю ш при цьому видавання несвоєчасного попереджаючого сигналу в тому випадку,

Коли пілот вже почав здійснення відповідного маневру для запобігання зіткнення з рельєфом місцевості, яку пролітають, при тому, що в таких випадках маневр, що виконується, часто є надто складним і в процесі цього маневру додаткове відволікання уваги пілота є даремним і навіть небезпечним.

В загальному сенсі згадані вище щупи являють собою дільниці або сектори поверхонь, що обмежують деякий простір захисту перед даним літаком від небезпеки зіткнення з рельєфом земної поверхні, яку пролітають. 7/0 Вертикальна форма цих щупів описана в згаданих вище патентах, виданих на ім'я Заявника, зокрема, в патенті

ЕР-А-0565399, а також в патенті ЕР-А-0802469.

Захист згаданого вище простору в горизонтальній площині утворений (дивись фіг.9) частиною сектора, що розташовується перед даним літаком. На своєму ближньому або "вхідному" кінці (що розташовується на рівні поточного положення літака) цей сектор має ширину, що конфігурується (що складає, наприклад, 20Ом) або, в більш загальному випадку, ширину, змінну в залежності, зокрема, від розрахункової бокової помилки в визначенні положення літака. В боковому направленні цей сектор має кутове розкриття, що залежить по меншій мірі від одного з таких критеріїв: - по одну і по іншу сторони від миттєвої траєкторії літака для щупа В (сигнал попередження); - по одну і по іншу сторони від траєкторії, що прогнозується, на відповідний проміжок часу (наприклад 20 секунд) для щупа А (сигнал застереження); - кожний раз на визначений кут (величина, що конфігурується, наприклад, 1,5"), що може бути збільшений, зокрема, у випадку виконання віражу, на більш значну величину з боку віражу (по меншій мірі) таким чином, щоб включити певним чином майбутню траєкторію; - з обмеженням максимального розкриття, наприклад, на рівні 907 (тобто 2х45"), або 120", або 180" і сч навіть 360" для деяких літальних апаратів, наприклад, для гелікоптерів.

Як варіант (сумісний зі сказаним вище) захист цього простору в горизонтальній площині може бути і) систематично сформований (дивись фіг.З і 4) за допомогою деякої області, центрованої навколо прогнозованої майбутньої траєкторії. Це може бути, наприклад, стрічка, що проходить, поширюючись з плином часу, і що має на вході, тобто на рівні поточного положення даного літака, ширину, що конфігурується (наприклад 20Ом), або ю зо Змінну ширину, відповідну розрахунковій боковій помилці визначення просторового положення літака, як про це вже йшлося вище. --

Відстань між входом і виходом або глибина згаданого сектора може бути визначена в функції швидкості Ге! польоту даного літака або в функції будь-яких інших критеріїв, зв'язаних або не зв'язаних з цією швидкістю.

Ця відстань може також бути фіксованою. --

Ця остання проекція добре адаптована до майбутньої траєкторії польоту літака, тоді як перша проекція в «о більш прийнятному варіанті реалізації може бути застосована до згаданої вище стандартної траєкторії обльоту.

Тут важливо відзначити, що формування попереджувального сигналу по меншій мірі частково засновується на прогнозуванні майбутньої траєкторії польоту даного літального апарату замість того, щоб систематично бути заснованим на направленні миттєвої осі цього літального апарату. «

Тепер буде розглянута візуалізація різноманітних мір ризику зіткнень літального апарату з рельєфом земної пт») с поверхні. Характер цієї візуалізації є надто важливою обставиною, оскільки необхідно видати пілоту достатньо ясним образом складну інформацію. ;» В загальному випадку система у відповідності з запропонованим винаходом представляє на екрані візуалізації, в функції поточного положення літа" а, інформацію відносно ступеня ризику зіткнення літака з

Землею з тим, щоб показати екіпажу цього літака вигляд поточної навколишньої ситуації. Ця інформація містить,

Ге» водночас або по черзі, в одному або в декількох зображеннях (дивись фіг.8А-803): - тло зображення, що представляє в формі контура пересічення СІ значущих рельєфів, що можуть бути - небезпечними для даного літака з урахуванням його положення в просторі і його поточної траєкторії (а також, со опосередковано, з урахуванням вибраних критеріїв, стосовних до маневрових можливостей цього літака); - візуальну інформацію СРА (контур застереження) і СА (контур попередження) на географічних зонах, де - потенційно можуть бути сформовані сигнали оповіщення, стосовні до рельєфу земної поверхні, яку пролітають с (сигнали застереження і сигнали попередження), - інформація ІМЕ, стосовно, наприклад, до визначення місцеположення міст або зон аеропортів; - інформація, що представляє зони зіткнення з рельєфом земної поверхні, небезпечні для даного літака дв (сигнал застереження і сигнал попередження в відповідності з виробленим сигналом оповіщення), і подолання яких стає ускладненим і навіть неможливим.

Ф) Схеми на фіг.7А і 7В стосуються у випадку, коли літальний апарат знижується. На цих схемах М являє собою ка вектор швидкості цього літального апарату, ТЕ являє собою його майбутню розрахункову траєкторію без виконання маневру, ТРА являє собою майбутню траєкторію щупа "А" (сигнал застереження), ТРВ являє собою во майбутню траєкторію щупа "В" (сигнал попередження), що в принципі є стандартною траєкторією вертикального обльоту. Похилі пунктирні лінії являють собою лінії траєкторії /Т1, 172, І ТЗ ії ІТ4, що належать шарам, що проходять на секторі сканування або огляду перед даним літальним апаратом. В даному випадку згадані шари і, отже, лінії траєкторії, є паралельними і еквідистантними по відношенню до майбутньої траєкторії ТЕ літального апарату. Тут слід відзначити, що ці лінії-траєкторії не є реальними траєкторіями літального апарату. Фіг.7В 65 відрізняється від фіг.7А появою небезпеки на щупі ТРА внаслідок того, що цей щуп перетинає рельєф земної поверхні.

В поперечному направленні в даному випадку діють таким чином: а) засоби обробки інформації 4, точніше говорячи, модуль сканування 400 (дивись фіг.2), передусім зроблені таким чином, щоб забезпечити розрахунок допоміжних векторів (або допоміжних векторів швидкості)

Шляхом зміщення миттєвого вектору швидкості літального апарату в відповідності з вибраним законом кутового сканування; б) після цього ці засоби обробки визначають кутовий сектор за допомогою шару ліній траєкторії, що виходить з миттєвого вектору швидкості і допоміжних векторів.

Згадані вище операції а) і б) ведуться для кожного з рівнів (або шарів) ліній траєкторії, показаних на 7/0. фіг.7А і 7В, що залишаються обмеженими в вертикальній площині. Це служить як для визначення дільниць контура пересічення СІ, що утворює тло зображення, так і для визначення дільниць контура оповіщення СРА і

СА, одержуваних на основі траєкторій обльоту рельєфу.

Крім того, в тому випадку, коли літальний апарат виконує віраж і/або вертикальний маневр, переважно зважають на прискорення. Таким чином, кожний сектор являє собою криву поверхню, що сформувалася 7/5 Сімейством кривих ліній, що обмежують даний шар. Наприклад, якщо даний літальний апарат знижується в вертикальному направленні, кутове сканування (в відповідності з вибраним законом цього кутового сканування) допоміжних векторів швидкості призводить до формування сектору зі строго конічною поверхнею. В більш прийнятному варіанті реалізації запропонованого винаходу цей закон полягає в зміні куту Ф миттєвого вектору швидкості в горизонтальній площині при збереженні двох інших його сферичних координат незмінними.

В даному описі "сектором польоту" називають сектор, що містить траєкторію ТЕ, показану на фіг.7А і 78.

Представлення тла карти або зображення відповідає в будь-якій точці реальному майбутньому положенню літального апарату: яке б ані було гіпотетичне майбутнє положення літального апарату на одній з майбутніх траєкторій, укладених в цьому секторі польоту, подання рельєфу земної поверхні відноситься безпосередньо до цього майбутнього положення, тобто в термінах висоти по відношенню до літального апарату. Ця операція с здійснюється модулем порівняння 401 в тому, ідо стосується детермінування контура, і модулем 402 в тому, що о стосується маркірування різноманітних зон, поділених дільницями різноманітних контурів.

Таким чином, пілот літального апарату має в своєму розпорядженні контур пересічення СІ (або карту), що представляє рельєф земної поверхні в направленні вектору швидкості цього літального апарату і на вибраному кутовому секторі. Кількість накладених друг на друга рівнів або висот індукованого рельєфу земної поверхні ю зо буде залежати від числа шарів, що використовуються для пересічення з цим рельєфом.

Для іншої частини тло зображення і інші різновиди інформації формуються на основі бази даних про земну -- поверхню, так, наприклад, як це; є описане в патентах ЕР-А-0565399, а також ЕР-А-0802469 або в відповідності Ге! до інших подібних відомих пропозицій.

Небезпеки зіткнення з земною поверхнею (але не саме представлення рельєфу земної поверхні) можуть бути 87 представлені на спеціальному окремому екрані візуалізації. В теперешній час як більш прийнятний варіант «о реалізації розглядають можливість використання навігаційного екрану або екрану індикації метеорологічної карти 55, звичайно наявного на борті літального апарату.

Інформація про небезпеку зіткнення з землею передається на екран візуалізації шляхом спеціальної шини, що зв'язує систему СОСА5 з цим екраном. В більш прийнятному варіанті реалізації ця шина являє собою цифрову «

ШИНУ або шину відеосигнала, що звичайно використовується на борті літального апарат) в відповідності з з с нормами Аринк 646 (Евегпеб), Аринк 629 або ще Аринк 453.

Інформація про небезпеку зіткнення з землею може бути представленою різноманітними способами: ;» - еєсклюзивним чином, що виключає представлення або візуалізацію будь-якої іншої інформації, що звичайно індукується на наявному екрані візуалізації (в більш прийнятному варіанті реалізації йдеться про екран індикації або візуалізації метеорологічної карти). В цьому випадку може виявитися необхідним використання

Ге» спеціального органу вибору того або іншого виду візуалізації; - Чергуючимся чином, в поєднанні з цими іншими видами візуалізації, наприклад, горизонтальне - представлення шляху, що проходиться водночас з інформацією про небезпеку зіткнення з землею і, в випадку

Ге) необхідності, додатково з інформацією ІМЕ про повітряний рух (наприклад, про інші літаки, що летять в даній

ЗОНІ) або з інформацією про місцеположення зон аеропортів. - Говорячи іншими словами, індикація може бути такою, що чергується, наприклад, метеорологічна карта може с індукуватися почергово з картою небезпек зіткнення з землею (контур). В той же час. можна передбачити, щоб карта небезпек зіткнення з землею індукувалася систематично і пріоритетним чином починаючи з моменту формування попереджаючого сигналу. Можна також розглядати варіант індикації метеорологічної карти і карти небезпек зіткнення з землею в один і той же час і, можливо, спільно з іншою корисною інформацією ІМЕ.

Інформація, призначена для візуалізації, перетворюється в відповідності до правил кодування, притаманних

Ф) використовуваній інформаційній шині. ка Тепер більш докладно буде розглянуте візуальне подання тла зображення. В більш прийнятному варіанті реалізації це подання візуалізується по курсу польоту літака. во Тло зображення представляє висоту рельєфу земної поверхні по відношенню до розрахункової висоти, яку даний літак буде мати в кожній з розглядуваних точок з урахуванням його положення і його поточної траєкторії (дивись фіг.7А і 78). Ця оцінка або близьке визначення можуть бути здійснені, наприклад, по радіальним напрямкам на основі його поточного положення на поточному крені його траєкторії або по репрезентативним кривим віражу, що виконується, для досягнення кожної з цих точок (дивись фіг.9 і 11). 65 Таке подання дозволяє показати потенційні небезпеки зіткнення літального апарату з рельєфом земної поверхні і зробити це з урахуванням поточної траєкторії ТЕ цього літального апарату. Таким чином, тільки реальні небезпеки зіткнення візуалізуються і виявляються для даного крену траєкторії польоту (незалежно від того, летить даний літальний апарат зі зниженням або з набором висоти) за допомогою кінця картинки візуалізації, протилежній літальному апарату, забезпечуючи можливість реального передбачення цих небезпек.

Така візуалізація здійснюється в більш прийнятному варіанті реалізації за допомогою "проекції" контура на горизонтальну площину.

Ця відносна висота літального апарату над рельєфом земної поверхні представлена за допомогою символів різноманітного кольору і/або за допомогою різноманітної щільності одного і того ж кольору і/або за допомогою символів різноманітної форми (наприклад, за допомогою символів в формі ж і/або л і/або - і/або трикутника) 70 В відповідності з відрізками цієї відносної висоти.

Жовтий або янтарний колір в більш прийнятному варіанті реалізації використовується для індикації відносних висот, що є такими, що рельєф земної поверхні знаходиться вище літака і вище певного запасу висоти під літаком. Рельєф земної поверхні, що розташовується нижче певного порогового значення (що перевищує згаданий вище запас висоти, наприклад, 1500 футів або приблизно 45Ом) може взагалі не підлягати візуалізації.

Тло зображення в більш прийнятному варіанті реалізації формується по одну і по іншу сторони від курсу польоту літака з розкриттям, що визначається боковою відстанню або кутовим розкриттям. В направленні безпосередньо перед літаком тло зображення минає на відстані (в масштабі), в максимально можливому ступені використання можливості індикації даного екрану візуалізації. Проте, більш вузька зона сканування розглядається тимчасово або постійним чином.

Зони формування сигналів оповіщення являють собою географічні зони, в яких сигнали застереження і/або сигнал попередження можуть бути сформовані починаючи з того моменту, як літак увійде в цю зону, і з урахуванням його поточного положення і його поточної траєкторії. Тепер буде показано, яким чином щупи А і В можуть бути визначені в один і той же час.

Границя цих зон формується шляхом сканування в одну і в іншу сторони перед даним літальним апаратом з с Конфігурованим розкриттям сектора цього сканування (наприклад, з кутом розкриття 545", але можна при цьому передбачити менше або більше розкриття цього сектора сканування) прямої або кривої репрезентативної лінії, о наприклад, радіального направлення або віражу, виходячи з поточного положення даного літального апарату і в відповідності до поточного крену його траєкторії (отриманим з вектору миттєвої швидкості), і переміщуючи вздовж цієї лінії траєкторію стандартного обльоту перешкоди (або ухилення від перешкоди, як це описане, ою

Зо наприклад, в згаданому вище патенті відносно системи ССА5) аж до точки, де ця стандартна траєкторія обльоту пересікається з рельєфом земної поверхні, в випадку необхідності з деяким запасом, фіксованим або вільним. -

Для того, щоб прискорити розрахунки, цей запас висоти апріорі може бути доданий до висоти рельєфу Ге»! земної поверхні або до траєкторії або безпосередньо до даного літального апарату. Точка КР, показана на фіг.10, позначає початок маневру обльоту. -

Дві точки РА їі РВ, що розташовуються на цій лінії перед точкою КР, розрахованій так, як було сказане Ге) вище, визначають передні границі зон застереження (точка РВ) і попередження (точка РА) відповідно (дивись фіг.10). Ці точки в переважному варіанті реалізації визначаються в відповідності з двома проміжками часу попередження (ці проміжки часу можуть складати, наприклад, 5 секунд і 20 секунд). Можна також визначити ці точки по відстані або будь-яким іншим еквівалентним способом, по меншій мірі в деяких випадках. Ці точки « фактично визначають проміжок часу, який теоретично має даний літальний апарат для того, щоб подолати 8 с відстань, що відділяє відповідну точку (РА або РВ) від точки КР, що визначає момент початку виконання маневру й обльоту перешкоди. Проміжок часу між згаданими точками РА і РВ в теперешній час вибирається рівним «» приблизно 15 секундам, але може бути вибраний як менший, так і більший за величиною.

Застосовуючи кутове сканування до ліній траєкторії одного шару, одержують передню частину контура видачі сигналів оповіщення, тобто його ближню до літального апарату частину цього контура. Залишається завершити

Ге»! цей контур деякою задньою частиною аж до границь візуалізації (або сектору, що візуалізується). щщ Це може бути виконане так же, як і для подання рельєфу земної поверхні тлом карти або зображення. Однак, в теперішній час вважається більш прийнятним діяти іншим чином: розглядають дві суміжні лінії і в тому

Те) випадку, коли точка КР визначена на одній з цих двох ліній, але не визначена на іншій, частина контура РКО, 5р що залишалася, може бути продовжена назад або в направленні по польоту аж до границь візуалізації за - допомогою однієї або іншої з цих двох суміжних ліній (або навіть за допомогою обох цих ліній), з сл використанням заздалегідь визначеного способу.

Слід придати цим контурам і/або зонам, які вони обмежують, характерне або таке, що відрізняється, подання. Цей відрізняльний характер може бути забезпечений за допомогою модуля маркування 402 шляхом спеціального маркування, як то штриховка різноманітного типу (як це схематично показано на фіг.8А, 88, 8С і 80) або різноманітних кольорових символів або за допомогою різноманітних відтінків того або іншого кольору іФ) (наприклад, за допомогою різноманітних відтінків сірого кольору) і/або за допомогою змінної щільності кольору ко і/або за допомогою символів різноманітної форми для зони сигналу застереження і зони сигналу попередження.

Жовтий або янтарний колір розглядається як більш прийнятний для виділення зони видачі сигналу застереження бо і червоний колір розглядається як переважний для виділення зони сигналу попередження.

Зони можливого зіткнення з рельєфом земної поверхні представляються (або індукуються) в тому випадку, коли даний літальний апарат входить в зону формування сигналу оповіщення про можливість зіткнення з землею. В цьому випадку сукупність точок земного рельєфу, що перевищують траєкторію стандартного обльоту, зв'язану з зоною, в яку увійшов літальний апарат (зона застереження або зона попередження, обмежена б5 Контуром оповіщення СРА або СА відповідно), з можливим фіксованим або вільним запасом висоти, в переважному варіанті реалізації представляється суцільним кольором, як це схематично показано на фіг.7В.

При цьому жовтий або янтарний колір в більш прийнятному варіанті реалізації вибирається для рельєфу, що перетинає траєкторію стандартного обльоту, зв'язану з видаванням сигналу застереження, і червоний колір переважно вибирається для рельєфу, що перетинає траєкторію стандартного обльоту, зв'язану з видаванням попереджаючого сигналу.

Сектор, що розташується позаду цих точок рельєфу земної поверхні, в випадку необхідності додатково може бути пофарбований таким же чином або може бути пофарбований тим або іншим гармонуючим кольором.

Запропонована система розглядає точки майбутньої розрахункової траєкторії руху даного літального апарату або зміщену копію такої майбутньої розрахункової траєкторії. Ця система виробляє порівняння висоти (так /о званої "висоти літального апарату") на вертикалі в цій точці і передбачуваного підвищення рельєфу земної поверхні в цій точці, отриманого з бази даних про цей рельєф. Для того, щоб забезпечити задовільне функціонування системи в тому випадку, коли літальний апарат знаходиться близько від землі, важливо, щоб ця відмінність була якомога ближче до дійсності.

В переважному варіанті реалізації згадана висота літального апарату, ідо використовується в розрахунках у5 (по меншій мірі для алгоритмів формування сигналу попередження, але в більш прийнятному варіанті реалізації також і для подання рельєфу земної поверхні) підкріплена або консолідована за допомогою істинної висоти, отриманої за допомогою засобу типу радіовисотоміра. При цьому виконуються такі дії:

Вище верхнього порога НІ (регульованої величини) виміру радіовисотоміра (наприклад, 1500 футів або приблизно 45О0м) висота, що використовується алгоритмами формування сигналу попередження і що порівнюється з підвищенням рельєфу земної поверхні, отриманим з бази даних, добувається головним чином з бортових навігаційних засобів даного літального апарату, наприклад, одержується від приймальника радіонавігаційної системи ОРЗ і/або від інерційної або бароінерційної системи ІК5.

Нижче нижнього порога Н2 (регульованої величини) виміру радіовисотоміра (наприклад, 500 футів, тобто приблизно 150 метрів, або 1000 футів, тобто приблизно 300 метрів) висота, що використовується алгоритмами сч ов формування сигналу попередження і що порівнюється з підвищенням рельєфу земної поверхні, отриманого з бази даних, добувається з величини, що видається радіовисотоміром і підсумованої з підвищенням, отриманим з (8) бази даних про рельєф земної поверхні (що представляє рельєфі).

Між цими двома пороговими значеннями НІ і Н2 висота, що використовується алгоритмами формування попереджувального сигналу і що порівнюється з підвищенням земного рельєфу, отриманим з бази даних, ю зо одержується за допомогою комбінації між висотою, отриманою від бортових навігаційних засобів даного літального апарату і радіовисотоміра, наприклад, в результаті лінійної інтерподяі її між цими двома -- величинами типу тієї, що задається такою формулою: Ге!

Прогнозована висота -х ч Висота від датчиків «т у х (радіо-висотанпідвищення земного рельєфу), де: х - (радіовисота-Н2)ХНІ-Н2) і у - 1-х. --

За допомогою цієї консолідації висоти вертикальні погрішності визначення положення літального апарату «о або визначення підвищення рельєфу, що видаються базою даних про рельєф земної поверхні, а також горизонтальні погрішності визначення положення літального апарату, виявляються компенсованими, що дозволяє алгоритмам, що використовуються; реально враховувати загрози, зв'язані з фактичним рельєфом земної поверхні, яку пролітають, незважаючи на ці погрішності. «

В той же час, трапляється, що літальний апарат опиняється перед таким рельєфом земної поверхні, що його пт») с неможливо подолати при використанні маневру "номінального обльоту": обліт таких перешкод вимагає не тільки виконання відповідного маневру в вертикальній площині, але також і бокового маневру ухилення літального ;» апарату від перешкоди (або виконання віражу).

Заявник вважає, що в такій ситуації повинен бути сформований спеціальний попереджувальний сигнал. Цей спеціальний попереджувальний сигнал може полягати в специфічній вказівці, що видається пілоту в голосовій

Ге» формі і/або в візуальній формі (наприклад, "Амоід Тегтаіїп" в вигляді мовного повідомлення і/або текстового повідомлення на екрані візуалізації і/або за допомогою засвічування спеціального світлового сигналізатора, - наприклад, червоного кольору). со В загальному випадку цеп спеціальний попереджувальний сигнал видається в тому разі, коли рельєф земної 5о поверхні (в своїй значущій частині) починає перевищувати щуп в направленні вверх на віддаленому кінці щупа - і/або по бокам від нього або після періоду блокування алгоритмів формування попереджувальних сигналів. сп В специфічному прикладі такі випадки тягнуть за собою формування цього згаданого вище спеціального попереджувального сигналу: - рельєф земної поверхні, більш високий, ніж щуп на своєму кінці, причому цей земний рельеф не може бути в подоланий без зіткнення за допомогою простого вертикального маневру; - рельєф земної поверхні, більш високий, ніж щуп, що входить збоку в процесі виконання віражу, при тому,

Ф) що час вирівнювання літального апарату не дозволяє облетіти цей рельєф земної поверхні; ка - рельєф, що перевищує щуп на висоту, більш значну, ніж вертикальний конфігуруємий поріг (наприклад, 500 футів, тобто приблизно 15Ом); 60 - рельєф, що перевищує щуп, але без подолання згаданого вище вертикального порога, на горизонтальній боковій дистанції, що перевищує конфігуруєму величину (наприклад, 2000 м).

Інші елементи, що стосуються спеціального попереджувального сигналу типу "Амоїдй Теїтаїп", можуть І! ти знайдені в патенті ЕР-А-0802469.

Визначена і сформована таким чином система має всі або принаймні частину таких характеристик: 65 - ця система містить засоби, призначені для формування мовної і/або візуальної вказівки екіпажу в випадку виникнення ситуації, що не може бути подолана в результаті одного маневру кабрірування або набору висоти

Сри- ор"; - ця система містить засоби, призначені для виявлення можливих небезпек не тільки на майбутній траєкторії руху літального апарату, але також і на номінальній траєкторії об/ ту перешкоди; - ця система містить засоби, призначені для формування сигналів попередження про можливе зіткнення з рельєфом земної поверхні, що враховують не тільки майбутню траєкторію руху літального апарату, але також і номінальну траєкторію обльоту перешкоди; - ця система містить один або декілька щупів, що відкриваються з боків в функції глибини віражу і/або міри крену таким чином, щоб відсліджувати майбутню траєкторію руху літального апарату; 70 - ця система містить один або декілька щупів, орієнтованих вздовж прогнозуємої лінії шляху даного літального апарату і/або вздовж прогнозованої траєкторії його руху і/або вздовж прогнозованого курсу; - ця система містить один або декілька щупів, утворених поверхнею або областю, що охоплює прогнозовану або розрахункову траєкторію; - ця система містить засоби візуалізації, призначені для того, щоб представляти тло рельєфу земної /5 поверхні, утворене відносними висотами цього рельєфу з прогнозованими підвищеннями над ним даного літального апарату; - ця система містить засоби візуалізації, призначені для подання прогнозованих зон формування попереджаючих сигналів, що стосуються рельєфу земної поверхні, яку пролітають; - ця система містить засоби візуалізації, призначені для представлення зон, де небезпека зіткнення даного літального апарату з землею виявляється уіа майбутній траєкторії його руху і/або на прогнозованій траєкторії стандартного обльоту перешкоди; - ця система містить засоби консолідації висоти, що використовуються логічними схемами виявлення небезпек зіткнення з землею, зокрема, шляхом комбінування з величиною висоти, що видається радіовисотоміром. сч

Зрозуміло, модуль обробки інформації 4 в відповідності з запропонованім винаходом в більш прийнятному варіанті реалізації містить модуль синхронізації 403, що керує модулями сканування 400 і візуалізації 55 і) таюьм чином, щоб забезпечити періодичне поновлення індикації на основі останніх вимірів.

В той же час, всі порогові значення і величини, наведені в викладенні, що передує, дані тут лише як приклад. Відповідний вибір цих величин грунтується на сучасних перевагах, зв'язаних з практичними ю

Зр Можливостями літальних апаратів і їхніх екіпажів. Внаслідок цього згадане порогове значення і-величини можуть бути вибрані відмінними від тих, що вказані тут, при тому, що вони залишаються в межах інтервалів, означених (87 в наведеній нижче формулі винаходу, що пропонується, і в вступній частини даного документа. б

Таким чином: - строго паралельні частини шарів в переважному варіанті реалізації рознесені друг від друга в 77 з5 Вертикальному напрямку на відстань, величина якої укладена в діапазоні від 50 футів (приблизно 15м) до 3000 «о футів (приблизно 9ООм), і зокрема, в діапазоні від 100 футів (приблизно ЗОм) до 700 фугів (приблизно 210Ом).

Крім того, строго паралельні частини згаданих шарів відділені друг від друга тимчасовим інтервалом, величина якого укладена в діапазоні від приблизно 5 секунд до приблизно 60 секунд і складає, зокрема, 15 секунд; - кутове сканування здійснюється в діапазоні від 17 до 360", зокрема в діапазоні від 60" до 1207; « - засоби обробки інформації зроблені таким чином, щоб здійснювати кожне пересічення з рельєфом земної -п-ш) с поверхні на далекості, що відповідає часу прольоту даного літального апарату, принаймні рівному приблизно 30 . секундам, зокрема, що складає 120 секунд; и?» - засоби візуалізації зроблені таким чином, щоб забезпечити можливість візуалізації контура по меншій мірі в направленні вектору швидкості даного літального апарату на далекість, величина якої укладена в діапазоні від 5 морських миль (приблизно 9 км) до 400 морських миль (приблизно 725 км);

Ге» - критерій, вибраний для формування і видачі візуального і/або звукового попереджаючого сигналу, основаного на вертикальній відстані що відділяє представлення пересічення між рельєфом земної поверхні і - траєкторією ухилення від вершини рельєфу, що розташується точно під пересіченням цього рельєф) з

Ге) відповідною траєкторією ухилення, являє собою порівняння згаданої вертикальної відстані з вертикальним 5р Ппороговим значенням, величина якого укладена в діапазоні від нуля до приблизно 800 футів (приблизно 240 - метрів) і в переважному варіанті реалізації складає приблизно 500 футів (приблизно 150 метрів), причому с сигнал, що попереджає про небезпеку зіткнення з землею включається в тому випадку, коли ця вертикальна відстань перевищує згадане вертикальне пороговое значення; - як можливий варіант реалізації цей критерій, вибраний для формування і видачі візуального і/або ов звукового попереджаючого сигналу, основаного на вертикальній відстані, що відділить подання пересічення між рельєфом земної поверхні і траєкторією ухилення від вершини цього рельєфу, що розташовується точно під

Ф) точкою пересіченія цього рельєфу з відповідною траєкторією ухилення, являє собою перші порівняння згаданої ка вертикальної відстані і величини порогового значення, укладеної в діапазоні від приблизно 100 футів (приблизно 30 метрів) до приблизно 800 футів (приблизно 240 метрів), і переважно рівній приблизно 500 футам бо (приблизно 150 метрам), сполучене з другим порівнянням горизонтального порогового значення, вибраного певним чином, з горизонтальною відстанню, на якій шар, утворений відповідними лініями траєкторії ухилення, перетинає даний рельєф земної поверхні, причому сигнал попередження про небезпеку зіткнення з землею включається в тому випадку, коли згадана горизонтальна відстань перевищує вибране горизонтальне пороговое значення і в той же самий час вертикальна відстань залишається менше вертикального порогового значення; 65 - критерій, вибраний для формування і видачі візуального і/або звукового сигналу, що попереджає про небезпеку зіткнення з землею в випадку пересічення між, з одного боку, рельєфам земної поверхні і по меншій мірі однією з першої і другої траєкторій ухилення, а з іншого боку, між цим рельєфом і по меншій мірі майбутньою розрахунковою траєкторією руху літального апарату, являє собою перше порівняння вертикального порогового значення, величина якого укладена в діапазоні від нуля до приблизно 800 футів (приблизно 250 метрів), з вертикальною відстанню, що відділяє вершину даного рельєфу земної поверхні строго під точкою, віддаленою на вибрану горизонтальну відстань від пересічення цього рельєфу з траєкторією ухилення, пов'язане з другим порівнянням між порогового тривалістю і проміжком часу, необхідним для вирівнювання даного літального апарату, причому попереджаючий сигнал включається в тому випадку, коли згадана вертикальна відстань перевищує вибране вертикальне порогове значення і якщо в той же самий час тривалість 7/0 Вирівнювання перевищує порогову тривалість, що укладе т в діапазоні від 10 секунд до 150 секунд і переважно має величину в діапазоні від 60 секунд до 120 секунд.

Claims (44)

Формула винаходу що , . , Щі ,

1. Пристрій сприяння забезпеченню повітряної навігації, що містить: - вхід, призначений для прийому інформації про стан, репрезентативний для просторового положення і вектора швидкості літального апарата, - робочий запам'ятовуючий пристрій, призначений для зберігання просторового тривимірного зображення рельєфу земної поверхні в області, яку пролітає даний літальний апарат, - засоби обробки інформації, здатні визначити в функції згаданої інформації про стан літального апарата сектор огляду, віднесений до даного літального апарата, і розрахувати в цьому секторі огляду деякий контур в функції пересічення цього сектора з рельєфом земної поверхні, - засоби візуалізації згаданого контуру, який відрізняється тим, що згадані засоби обробки інформації сч виконані таким чином, щоб розраховувати допоміжні вектори швидкості шляхом зміщення вектора швидкості даного літального апарата у відповідності до вибраного закону кутового сканування, а також щоб визначати (о) згаданий сектор за допомогою шару ліній траєкторії, що виходять з вектора швидкості і допоміжних векторів швидкості.

2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що всі згадані лінії траєкторії мають одну і ту ж геометрію. ю зо З.

Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що згадані лінії траєкторії являють собою копії розрахункової траєкторії даного літального апарата з незмінними командами пілотування таким чином, щоб контур пересічення «- враховував поточні умови польоту літального апарата. Фо

4. Пристрій за п. 3, який відрізняється тим, що згадані засоби обробки інформації виконані таким чином, щоб визначати декілька шарів ліній траєкторії, що мають різноманітні вертикальні зміщення і переважно віддалені -- один від одного в вихідній точці строго рівномірним чином. со

5. Пристрій за п. 4, який відрізняється тим, що згадані шари принаймні частково є строго паралельними між собою.

б. Пристрій за п. 5, який відрізняється тим, що строго паралельні між собою частини згаданих шарів віддалені одна від одної у вертикальному напрямку на відстань, величина якої знаходиться в діапазоні від « 20 приблизно 50 футів (приблизно 15 метрів) до приблизно 3000 футів (приблизно 900 метрів), зокрема в діапазоні з с від 100 футів (приблизно 30 метрів) до 700 футів (приблизно 210 метрів).

7. Пристрій за одним з пунктів з 1 по 6, який відрізняється тим, що згадані лінії траєкторії являють собою :з» перші лінії розрахункової траєкторії відхилення з командами пілотування, що модифікувалися у відповідності з першим вибраним законом відхилення, що виходить з вектора швидкості і допоміжних векторів швидкості.

8. Пристрій за п. 7, який відрізняється тим, що згаданий перший закон відхилення містить продовження ФО зображення поточної траєкторії, визначеної в функції вибраного критерію, після якого слідує маневр, що містить вертикальну складову.

- 9. Пристрій за п. 8, який відрізняється тим, що згадані засоби обробки інформації виконані таким чином, щоб о забезпечити розрахунок контуру, або так званого першого контуру оповіщення про небезпеку зіткнення з 5ор Землею, і функції точки початку кожного маневру на кожній першій лінії розрахункової траєкторії відхилення - згаданого шару в тому випадку, коли щонайменше одна зі згаданих перших розрахункових траєкторій відхилення с перетинає рельєф земної поверхні.

10. Пристрій за одним з пунктів з 1 по 9, який відрізняється тим, що згадані лінії траєкторії являють собою другі розрахункові лінії траєкторії відхилення з командами пілотування, що модифікувалися у відповідності із вв другим вибраним законом відхилення, що виходить з вектора швидкості і допоміжних векторів швидкості.

11. Пристрій за п. 10, який відрізняється тим, що згаданий другий закон відхилення містить продовження (Ф) зображення поточної траєкторії, встановлене в функції вибраного критерію, за яким слідує маневр, що містить ГІ вертикальну складову.

12. Пристрій за п. 11, який відрізняється тим, що засоби обробки інформації виконані таким чином, щоб во забезпечити розрахунок згаданого контуру, або так званого другого контуру оповіщення про небезпеку зіткнення з землею, в функції точки початку кожного маневру на кожній другій розрахунковій лінії траєкторії відхилення згаданого шару в тому випадку, коли щонайменше одна з згаданих других розрахункових траєкторій відхилення перетинає рельєф земної поверхні.

13. Пристрій за одним з пунктів з 1 по 12, який відрізняється тим, що кожне пересічення обмежене в передній 65 частині, причому в цьому випадку кожний контур утворений згаданою передньою частиною і подальшим продовженням, що визначаються у відповідності з вибраним правилом.

14. Пристрій за одним з пунктів з 5 по 9 в сполученні з одним з пунктів з 10 по 13, який відрізняється тим, що згадані шари, утворені першими і другими лініями траєкторії відхилення, є, принаймні частково, строго паралельними між собою.

15. Пристрій за п. 14, який відрізняється тим, що строго паралельні між собою частини згаданих шарів віддалені одна від одної на часовий інтервал, величина якого знаходиться в діапазоні від приблизно 5 секунд до приблизно 60 секунд і складає, зокрема, 15 секунд.

16. Пристрій за одним з пунктів з 1 по 15, який відрізняється тим, що згадане кутове сканування здійснюється на інтервалі, величина якого знаходиться в діапазоні від 17 до 360", зокрема в діапазоні від 60" до 120". 70

17. Пристрій за одним з пунктів з 1 по 16, який відрізняється тим, що засоби обробки інформації містять засоби диференціації, здатні забезпечити різноманітні маркування в зонах, що розташовуються по один і по інший бік від кожного контуру, причому згадане маркування вибирається в функції заздалегідь вибраного критерію, заснованого на ступені ризику зіткнення даного літального апарата з рельєфом земної поверхні.

18. Пристрій за п. 17, який відрізняється тим, що згаданий заздалегідь визначений критерій являє собою /5 Закон, заснований на відстані, що відділяє кожну точку контуру від репрезентативної точки рельєфу земної поверхні, що розташовується на вертикалі до згаданої точки контуру, причому згадані різноманітні маркування відповідають різноманітним інтервалам відстані, заздалегідь визначеним і репрезентативним для відповідного ступеня ризику зіткнення літального апарата з землею.

19. Пристрій за п. 18, який відрізняється тим, що кожне маркування полягає в забарвленні.

20. Пристрій за п. 19, який відрізняється тим, що різноманітні кольори маркування вибираються у відповідності з системою нормативних документів, що містить щонайменше нормативні документи ЗАК 25-1322 і ЕАК 25-1322, причому найбільш "холодний" колір відповідає найменшому ризику зіткнення літального апарата з землею.

21. Пристрій за п. 18, який відрізняється тим, що згадані різноманітні маркування виконуються у вигляді сч ов різноманітних відтінків сірого кольору або у вигляді різноманітних сіток.

22. Пристрій за одним з пунктів з 1 по 21, який відрізняється тим, що згадані засоби обробки інформації і) виконані таким чином, щоб здійснювати кожне пересічення з рельєфом земної поверхні на далекості, відповідній часу прольоту даного літального апарата, щонайменше рівному приблизно 30 секундам і що складає, зокрема, 120 секунд. ю зо

23. Пристрій за одним з пунктів з 1 по 22, який відрізняється тим, що згадані засоби візуалізації виконані таким чином, щоб забезпечити можливість візуалізації контуру принаймні в напрямку вектора швидкості даного (87 літального апарата на відстані, величина якої знаходиться в діапазоні від 5 морських миль (приблизно 9 Ге! кілометрів) до 400 морських миль (приблизно 725 кілометрів).

24. Пристрій за одним з пунктів з 1 по 23, який відрізняється тим, що засоби обробки інформації виконані (87 Зв таким чином, щоб здійснювати управління чергуванням індикації контуру і метеорологічної карти. «о

25. Пристрій за одним з пунктів з 1 по 23, який відрізняється тим, що засоби обробки інформації виконані таким чином, щоб забезпечити управління одночасною індикацією контуру і метеорологічної карти.

26. Пристрій за одним з пунктів з 1 по 24, який відрізняється тим, що засоби обробки інформації виконані таким чином, щоб забезпечити управління індикацією додаткової інформації, зокрема інформації про « Місцеположення аеропортів. з с

27. Пристрій за одним з пунктів з 7 по 26, який відрізняється тим, що засоби обробки інформації виконані таким чином, щоб забезпечити включення вибраного звукового або візуального сигналу застереження у випадку ;» пересічення з рельєфом земної поверхні шару, утвореного першими лініями траєкторії відхилення.

28. Пристрій за одним з пунктів з 10 по 27, який відрізняється тим, що засоби обробки інформації виконані таким чином, щоб забезпечити включення вибраного звукового або візуального сигналу попередження у випадку Ге» пересічення з рельєфом земної поверхні шару, утвореного другими лініями траєкторії відхилення.

29. Пристрій за пунктом 27 в комбінації з одним з пунктів 24 і 25, який відрізняється тим, що засоби обробки - інформації виконані таким чином, щоб форсувати індикацію контуру у випадку видачі сигналу застереження. Ге)

30. Пристрій за одним з пунктів 24 і 25, який відрізняється тим, що засоби обробки інформації виконані таким дор чином, щоб в разі пересічення між рельєфом земної поверхні і принаймні шаром, утвореним другими лініями - траєкторії відхилення, визначати наявність пересічення згаданого рельєфу також і з розрахунковою траєкторією с і дозволяти видавання сигналу попередження в тому випадку, коли таке пересічення виявлене.

31. Пристрій за одним з пунктів з 28 по 31 в сполученні з одним з пунктів 24 і 25, який відрізняється тим, що засоби обробки інформації виконані таким чином, щоб форсувати індикацію контуру в разі видачі сигналу попередження.

32. Пристрій за одним з пунктів з 1 по 31, який відрізняється тим, що засоби обробки інформації виконані (Ф, таким чином, щоб забезпечити видавання іншого візуального і/або звукового попереджувального сигналу у ка випадку пересічення, підтвердженого вибраним критерієм, між, з одного боку, рельєфом земної поверхні і щонайменше однією з першої і другої траєкторій відхилення, а з іншого боку, між згаданим рельєфом і принаймні бо розрахунковою майбутньою траєкторією.

33. Пристрій за п. 32, який відрізняється тим, що згаданий вибраний критерій грунтується принаймні на вертикальній відстані, що відділяє зображення пересічення між рельєфом земної поверхні і траєкторією відхилення від вершини цього рельєфу, що розташовується по вертикалі точно проти цього пересічення між згаданим рельєфом і відповідною траєкторією відхилення. 65

34. Пристрій за п. 33, який відрізняється тим, що згаданий вибраний критерій являє собою порівняння згаданої вертикальної відстані з вертикальним пороговим значенням, величина якого знаходиться в діапазоні від нуля до приблизно 800 футів (приблизно 240 метрів), причому згаданий сигнал попередження включається в тому випадку, коли ця вертикальна відстань перевищує згадане вертикальне порогове значення.

35. Пристрій за п. 33, який відрізняється тим, що згаданий вибраний критерій являє собою перше порівняння Між згаданою вертикальною відстанню і вертикальним пороговим значенням, величина якого знаходиться в діапазоні від приблизно 100 футів (приблизно 30 метрів) до приблизно 800 футів (приблизно 240 метрів), сполучене з другим порівнянням між вибраними горизонтальним пороговим значенням і горизонтальною відстанню, на якій шар, утворений відповідними лініями траєкторії відхилення, перетинає рельєф земної поверхні, причому згаданий попереджувальний сигнал видається в тому випадку, коли згадана горизонтальна 7/0 Відстань перевищує згадане вибране горизонтальне порогове значення, і в той же самий час згадана вертикальна відстань залишається меншою від згаданого вертикального порогового значення.

36. Пристрій за одним з пунктів 34 і 35, який відрізняється тим, що згадане вертикальне порогове значення має величину, що дорівнює приблизно 500 футів (приблизно 150 метрів).

37. Пристрій за п. 32, який відрізняється тим, що згаданий вибраний критерій являє собою перше порівняння між вертикальним пороговим значенням, величина якого знаходиться в діапазоні від нуля до приблизно 800 футів (приблизно 240 метрів), і вертикальною відстанню, що відділяє вершину рельєфу земної поверхні, що розташовується по вертикалі строго проти точки, віддаленої на вибрану горизонтальну відстань від пересічення між згаданим рельєфом і траєкторією відхилення, сполучене з другим порівнянням між пороговим значенням тривалості і тривалістю, необхідною для вирівнювання даного літального апарата, причому згаданий 2о попереджувальний сигнал включається в тому випадку, коли згадана вертикальна відстань перевищує згадане вибране вертикальне порогове значення, і в той же самий час тривалість вирівнювання літального апарата перевищує згадане порогове значення тривалості.

38. Пристрій за п. 37, який відрізняється тим, що згадане порогове значення тривалості має величину,що знаходиться в діапазоні від приблизно 10 секунд до приблизно 150 секунд, зокрема в діапазоні від 60 секунд до сч 120 секунд.

39. Пристрій за одним з пунктів з 1 по 38, який відрізняється тим, що засоби обробки інформації виконані і) таким чином, щоб мати можливість визначити в функції згаданої інформації про стан даного літального апарата і інформації про рельєф земної поверхні деяку область, що охоплює кожну лінію траєкторії, що утворює шар, і визначити пересічення між кожним шаром і згаданим рельєфом, виходячи з пересічень згаданих областей ю Зо КОЖНОЮ З ліній траєкторії цього шару з цим рельєфом.

40. Пристрій за п. 39, який відрізняється тим, що точка пересічення однієї лінії траєкторії, що бере участь -- в формуванні контуру, одержується шляхом взяття тієї точки пересічення з усіх точок пересічення між згаданою Ге! областю цієї лінії траєкторії і згаданим рельєфом, що має найбільшу висоту.

41. Пристрій за одним з пунктів з 1 по 40, який відрізняється тим, що цей пристрій містить зовнішній (87 запам'ятовуючий пристрій, призначений для зберігання бази даних, які принаймні частково зображають со поверхню земної кулі, і засіб управління, здатні забезпечити добування з цієї бази даних просторових тривимірних зображень рельєфу земної поверхні в функції параметрів просторового положення даного літального апарата.

42. Пристрій за одним з пунктів з 1 по 41, який відрізняється тим, що згаданий вхід виконаний таким чином, « щоб приймати інформацію про стан даного літального апарата, зокрема інформацію про істинну висоту і ств) с відносну висоту по відношенню до рельєфу, а також тим, що засоби обробки інформації виконані таким чином, щоб визначати розрахункові траєкторії відхилення на основі висоти, вибраної із згаданих істинної висоти, з відносної висоти, а також деякої композитної висоти, в функції їхнього порівняння з двома заздалегідь визначеними пороговими значеннями висоти, причому згадана вибрана висота являє собою: -- або істинну висоту в тому випадку, коли ця істинна висота виявляється меншою обох порогових значень, б - або відносну висоту в тому випадку, коли ця відносна висота перевищує обидва порогових значення, - або композитну висоту в тому випадку, коли згадана істинна висота знаходиться в діапазоні між двома - згаданими пороговими значеннями. Ге)

43. Пристрій за п. 42, який відрізняється тим, що згадана композитна висота сформована на основі комбінації відносної висоти і істинної висоти з відповідними ваговими коефіцієнтами. -

44. Спосіб забезпечення або підтримки повітряної навігації літального апарата, що містить такі етапи: сп а) прийом на борту даного літального апарата інформації про стан, що становить його просторове положения і його вектор швидкості; р) зберігання в робочому запам'ятовуючому пристрої просторового тривимірного зображення рельєфу земної ов поверхні тієї області, яку пролітає даний літальний апарат; с) визначення в функції згаданої інформації про стан літального апарата сектора огляду, віднесеного до Ф) цього літального апарата, і розрахунок в цьому секторі контуру в функції пересічення цього сектора з рельєфом ка земної поверхні; а) візуалізація згаданого контуру, який відрізняється тим, що згаданий етап во с) містить такі підетапи: с1) розрахунок допоміжних векторів швидкості шляхом зміщення вектора швидкості даного літального апарата у відповідності з вибраним законом кутового сканування; с2) визначення згаданого сектора за допомогою шару ліній траєкторії, виходячи з вектора швидкості і допоміжних векторів швидкості. б5