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VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung ist eine continuation-in-part der U.S. Patentanmeldung Nr. 11/634,663, angemeldet am 6. Dezember 2006.
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ANGABE BEZÜGLICH STAATLICH UNTERSTÜTZTER FORSCHUNG ODER ENTWICKLUNG
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Keine Angabe
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes System, dass einen Bediener eines Flugzeugs während des Bodenbetriebs warnt, wenn das Flugzeug sich einer Landebahn oder einem anderen vorbestimmten Bereich nähert.
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2. Stand der Technik
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In der Luftfahrtindustrie bestehen ernste Bedenken bezüglich der unautorisierten Einfahrt eines Flugzeugs auf eine Flughafenlandebahn während des Rollbahnbetriebs, was im Allgemeinen als „Landebahneinfall“ bezeichnet wird. Diese Bedenken kamen kürzlich wieder durch diverse Vorfälle auf, welche auftreten, wenn zwei Flugzeuge beabsichtigen, die gleiche Landebahn oder überkreuzende Landebahnen zur selben Zeit zu benutzen und das Potential für eine zerstörende Kollision haben. Bei einem anderen, kürzlichen Vorfall gab es einen Unfall eines Flugzeugs während des Starts, weil der Pilot beabsichtigte, von der falschen Landebahn abzuheben, welche kürzer war als die minimal erforderliche Startstrecke des Flugszeugs.
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Verschiedene Systeme wurden in der Vergangenheit benutzt, um das Potential für Landebahneinfälle zu minimieren. Einige „herkömmliche“ Systeme sind im US-Patent Nr.
US 6 606 563 B2 beschrieben, welche sich hauptsächlich auf den Piloten und/oder den Fluglotsen beziehen, um die Position des Flugzeugs relativ zur Flughafenlandebahn während eines Rollbahnbetriebs zu überwachen. Diese Systeme erfordern, dass ein Pilot von einem Fluglotsen die Erlaubnis einholt, bevor er über eine Landebahn rollt, sich darauf verlassend, dass Fluglotsen die Bewegung des Flugzeugs während des Rollens visuell überwachen und Zeichen und Markierungen auf dem Boden platzieren, um die Position eines Flugzeugs relativ zu einer gegebenen Landebahn anzuzeigen. Dennoch sind derartige Systeme nicht gut geeignet, Landebahneinfälle auf vielen, heutigen großen, Flughäfen zu vermeiden, welche viele Landebahnen und Rollbahnen umfassen, auf welchen viele Flugzeuge rollen, abheben oder zu jederzeit landen wollen. Des Weiteren sind derartige Systeme bei Nacht oder bei schlechten Sichtbedingungen wenig zuverlässig, wenn die Fähigkeit der Piloten und der Fluglotsen vermindert ist, Bedingungen visuell zu überwachen.
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Das US-Patent
US 6 606 563 B2 beschreibt ein System zur Warnung eines Bedieners eines Fahrzeugs, wie beispielsweise eines Flugzeugs, das sich einer Zone, wie beispielsweise einer Landebahn nähert oder innerhalb der Zone ist. Das System umfasst eine elektronische Datenbank, welche den Ort der Zone speichert, ein Positionierungssystem (z.B. GPS), welches den Ort des Flugzeugs bestimmt, einen Prozessor, welcher die Distanz zwischen dem Flugzeugort und der Zone berechnet, und einen Alarm, welcher den Piloten warnt wenn der Abstand niedriger ist als ein vorbestimmter Wert. All diese Komponenten sind im Flugzeug selbst angeordnet, so dass das System nicht auf einer Eingabe äußerer Quellen angewiesen ist (z.B. Flugverkehrssteuerungssysteme), um den Piloten vor einem potentiellen Landebahneinfall zu warnen.
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Die Speichereinrichtung dieses Systems umfasst eine herkömmliche Computerspeichereinrichtung (z.B. RAM, CD-ROM, EPROM), in welchem eine Datenbank gespeichert ist, umfassend Ortsinformationen für eine beliebige Anzahl von Zonen. Die Zonen können alle oder einen Teil der Landebahnen umfassen und können zusätzlich jeden anderen Bereich umfassen, für welchen ein Alarm wünschenswert wäre, wenn sich ihm ein Flugzeug nähert (z.B. Bauzonen). Die Koordinaten für jede Zone können relativ zur Erdoberfläche bestimmt werden (z.B. Länge und Breite).
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Die Alarmfunktion umfasst akustische und/oder visuelle Komponenten. Der akustische Alarm kann eine synthetisierte Stimmwarnung umfassen, welche den Namen der Landebahn angibt (z.B. „Auffahrt auf Landebahn 27“), und/oder den Ort des Flugzeugs relativ zur Landebahn (z.B. „Landebahn voraus“). Die visuelle Komponente des Alarms kann eine Bezeichnung eines Charakteristikums innerhalb der Zone umfassen, wie beispielsweise das Wort „Landebahn“ angezeigt auf einem Bildschirm, eine Identifikation einer speziellen Landebahn (z.B. „Landebahn 27“) auf einem Bildschirm und/oder andere Informationen wie beispielsweise eine Grafik des Flughafens, welche den Ort verschiedener geographischer Charakteristika zeigt.
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Während das im US-Patent
US 6 606 563 B2 beschriebene Warnsystem Piloten mit einigen Benachrichtigungen von potentiellen Landebahneinfällen wie oben beschrieben versorgt, lehrt dieses System nicht die Benutzung einer herkömmlichen elektronischen Flughafengrafik zur Anzeige eines grafischen Bildes der gegenwärtigen Position eines Flugzeugs relativ zur Ziellandebahn und anderen geographischen Charakteristika des Flughafens. Auch wenn der Pilot verstehen wird, dass er sich einer Landebahn nähert wird er nicht immer sofort realisieren wo die Landebahn sich relativ zu seinem Flugzeug befindet oder welchen Weg er nehmen soll, um die Landebahn zu befahren, insbesondere wenn er sich auf einem Flughafen befindet, den er nicht kennt. Wenn der Pilot des Weiteren eine andere Rollbahn befahren hat, von welcher das Flugzeug abheben soll, wird er dies nicht allein, basierend auf einer akustischen Warnung oder einer visuellen Bezeichnung wie beispielsweise „Landebahn“ erscheinend auf einen Bildschirm, wissen. Entsprechend ist es wünschenswert, eine Warnung, dass das Flugzeug sich einer Landebahn nähert, mit einer visuellen Benachrichtigung an den Piloten zu kombinieren, welche genau angibt, wo sich das Flugzeug relativ zu verschiedenen geographischen Charakteristika auf dem Flughafen zur Zeit der Benachrichtigung befindet.
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Systeme zur Anzeige der Position eines Flugzeugs auf einer Anzeigeeinrichtung relativ zu geographischen Charakteristika auf einem Flughafen, wie beispielsweise Landebahnen, Rollbahnen, Terminals etc. sind aus dem Stand der Technik bekannt. Elektronische Flughafengrafiken, wie beispielsweise die von Jeppesen Sanderson, Inc. („Jeppesen“) in Verbindung mit seiner JeppView Software verbreiteten Grafiken, werden normalerweise von Piloten benutzt, um eine grafische Darstellung von der Position eines Flugzeugs relativ zu anderen geographischen Charakteristika auf einem Flughafen zu erhalten.
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Elektronische Flughafengrafiken sind typischerweise in einer computergestützten Datenbank gespeichert, welche sich entweder auf einer Festplatte oder auf einer CD-ROM befindet, die an ein Computersystem angeschlossen ist. Ein derartiges System ist die Application Server Unit (ASU) angeboten von Universal Avionics Systems Corporation („Universal Avionics“). Das Computersystem umfasst typischerweise eine Anzeigeeinheit, auf welcher die Flughafengrafiken angezeigt werden, welche entweder eine konsolenmontierte Anzeigeeinheit umfasst, wie die EFI-890R diagonal-Flatscreen-Anzeigeeinheit von Universal Avionics, oder eine tragbare Standalone-Anzeigeeinheit, wie die Universal Cockpit Display Terminal (UCDT) von Universal Avionics. Typischerweise sind derartige Systeme in der Lage die Avionics-Daten zu benutzen, welche vom Flugmanagementsystem (FMS) des Flugzeugs erhalten worden sind, umfassend die Position, die Peilung, den Kurs und Geschwindigkeitsdaten, um eine grafische Darstellung des Aufenthaltsortes des Flugzeugs und eine Peilung auf der Flughafengrafikanzeige vorzusehen.
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Alternativ kann die Datenbank einen Teil eines tragbaren, standalone-Computersystems umfassen, wie beispielsweise eines electronic-flight-bag (EFB) Systems, welches im Avionics System des Flugzeugs integriert sein kann oder nicht. Ein derartiges EFB-System ist das Universal Cockpit Display (UCD) System von Univeral Avionics, welches einen Unversal Cockpit Display Computer mit einer oder mehreren OCDT-Anzeigeeinheiten umfasst. Ein derartiges System kann die Flugzeugcrew mit einer Vielzahl von Informationen versorgen, wie beispielsweise Checklisten, Flughafen- und aeronautischen Grafiken, externe Videoanzeigen, elektronische Dokumente und Wetterdaten. Dennoch haben EFB-Systeme und insbesondere derartige Systeme, welche keine Daten vom Avionics System des Flugzeugs empfangen können, begrenzte Möglichkeiten die Flugzeugcrew über einen potentiellen Landebahneinfall zu benachrichtigen, weil sie typischerweise beschränkte oder keine Möglichkeit haben, Daten bezüglich der Flugzeugposition und -geschwindigkeit zur Anzeige auf einer Flughafengrafik zu erhalten, die in der Datenbank gespeichert sind.
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Standartflughafengrafiken, sofern brauchbar zur Verbreitung allgemeiner Positionsinformation, waren bisher beschränkt durch die Tatsache, dass positionsbezogene Koordinaten auf der Grafik nicht zu einem globalen Bezugssystem indiziert waren, wie beispielsweise WGS 84, welches das Referenzsystem ist, dass beim Global Positioning System (GPS) benutzt wird. Im Ergebnis wurden von derartigen Grafiken häufig signifikante Fehler zwischen der aktuellen Position des Flugzeugs relativ zum geographischen Charakteristikum des Flughafens, dass vom GPS bestimmt wird, und der Flugzeugposition erzeugt, die auf der Flughafengrafik angezeigt wird, weil die Positionskoordinaten auf diesen Grafiken nicht auf WGS 84 basierten. Die Differenz zwischen der wahren Position des Flugzeugs und der Position, die auf einer gewöhnlichen elektronischen Flugzeuggrafik anzeigt wurde, konnte um zehn oder Hunderte von Metern abweichen. Derartige Grafiken waren einfach nicht zur Anzeige der Position eines Flugzeugs mit ausreichender Genauigkeit zur Identifikation potentieller Landebahneinfälle geeignet.
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In den vergangenen Jahren haben Anbieter von Flughafengrafiken, wie beispielsweise Jeppesen, dieses Problem durch Anbieten von „geo-referenzierten“ Flughafengrafiken gelöst, in welchen jede Koordinate auf der Grafik zu einem bestimmten geographischen Ort mit bestimmter Länge und Breite indiziert ist, sowie relativ zu einem festen globalen Referenzsystem, wie beispielsweise WGS 84. Im Ergebnis kann eine Position eines Flugzeugs, die mit GPS bestimmt wurde, auf einer geo-referenzierten Flughafengrafik mit einer Genauigkeit angezeigt werden, die unter Nutzung von Standard nicht-geo-referenzierten Flughafengrafiken nicht erhältlich ist.
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Um dennoch die signifikanten Vorteile aus der Nutzung von geo-referenzierten Flughafengrafiken zu erhalten, ist es wichtig, dass das System ein Verfahren zur Überwachung und Identifizierung von Inkonsistenzen zwischen den Quellendaten (welche sowohl die gespeicherten geographischen Flughafencharakteristikadaten als auch dynamische Flughafenpositionen und Orientierungsdaten enthält) und der grafischen Präsentation dieser Daten auf der Flugzeuganzeigeeinheit enthält. Ohne Vorsehen dieser Überwachung in Verbindung mit der Benutzung der geo-referenzierten Flughafengrafiken, können die Landebahn, die Rollbahn, die Flugzeugposition oder ein anderes Flughafenelement inkorrekt auf der Anzeige gezeichnet werden, ohne dass der Pilot einen derartigen Fehler bemerkt. Dies kann entweder in einer falschen Benachrichtigung über einen potentiellen Landebahneinfall resultieren oder in einen Fehler, den Piloten über einen gegenwärtigen potentiellen Landebahneinfall zu benachrichtigen.
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Ein anderes System zum Warnen von Piloten über potentielle Landebahneinfälle ist das Surface Area Movement Management (SAMM) Softwaresystem, dass von Aviation Communication & Surveillance Systems (ACSS) angeboten wird. Das SAMM System versorgt Piloten mit Warnungen über potentielle Landebahneinfälle durch Überwachen von Positionssignalen, die von anderen Flugzeugen empfangen werden, die ebenfalls im Rollbetrieb, Abhebebetrieb oder Landebetrieb auf dem gleichen Flughafen sind, wie beispielsweise ADS-B Übertragungen und Mode-S-Transponder. Basierend auf derartigen Informationen kann das SAMM System die Piloten mit einer Warnung versorgen, ob ein anderes Flugzeug die gleiche Landebahn während eines Abhebebetriebs befährt. Wenn z. B. ein Flugzeug mit dem SAMM System ausgestattet ist und das Abheben beginnt während ein anderes Flugzeug mit ADS-B oder einem Mode-S-Transponder ausgestattet ist und auf die Landebahn rollt, würde das Cockpit-Display, in dem mit dem SAMM System ausgestatteten Flugzeug, sofort eine rote Box um die aktive Landebahn zeichnen, das drohende Flugzeug in rot hervorheben und eine akustische Warnung ausgeben.
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Während das SAMM System geeignet ist zur Warnung eines Piloten über potentielle Einfälle durch ein anderes Flugzeug auf die Landebahn, die durch das eigene Flugzeug benutzt wird und zur Hervorhebung der Position beider Flugzeuge auf einer elektronischen Flughafengrafik, versorgt es dennoch den Piloten nicht mit Benachrichtigungen, bevor er selbst nicht die Landebahn als Erster befährt. Daher wird ein Pilot, der die falsche Landebahn vor dem Abheben befährt, vor seiner Absicht abzuheben nicht mit einer Benachrichtigung versorgt von welcher Landebahn das Flugzeug gekommen ist.
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Während wie oben beschriebene Systeme zur Warnung von Piloten über potentielle Landebahneinfälle geeignet sind, haben sie unter bestimmten Umständen alle erhebliche Beschränkungen. Daher ist es wünschenswert, ein System zur Benachrichtigung eines Piloten vorzuschlagen, dass sein Flugzeug sich einer Landebahn oder einem anderen geographischen Charakteristikum von Interesse nähert, während die Position des Flugzeugs relativ zu einer geo-referenzierten Flughafengrafik simultan identifiziert wird. Dies würde sicherstellen, dass der Pilot nicht nur davon in Kenntnis gesetzt wird, dass sein Flugzeug eine Landebahn befahren würde, wenn es den gegenwärtigen Weg weiterfahren würde, sondern es dem Piloten auch ermöglichen würde, die Position seines Flugzeugs relativ zu anderen Flughafencharakteristika sofort zu erhalten. Dies würde die Möglichkeit minimieren, dass ein Pilot beabsichtigt von einer falschen Landebahn abzuheben, indem es dem Piloten ermöglicht wird, auf der Flughafengrafikanzeige visuell zu bestätigen, dass das Flugzeug tatsächlich auf der korrekten Landebahn ist, insbesondere bei Nacht oder während Phasen schlechter Sicht wenn Landebahnmarkierungen, Lichter etc. für diese Zwecke unzureichend sind.
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Ebenfalls ist es wünschenswert ein Verfahren der Benachrichtigung eines Piloten vorzuschlagen, dass sein Flugzeug sich einer Landebahn oder einem anderen Charakteristikum von Interesse nähert, wobei die Benachrichtigung sowohl eine visuelle Benachrichtigung, verbunden mit einer geo-referenzierten Flughafengrafik, als auch eine akustische Benachrichtigung, identifizierend die Landebahn oder das Charakteristikum von Interesse, umfasst. Weiterhin ist es wünschenswert, ein Verfahren vorzuschlagen, in welchem die Zeit der Benachrichtigungen auf der Geschwindigkeit des Flugzeugs basiert. Dies würde sicherstellen, dass unabhängig von der Flugzeuggeschwindigkeit der Flugzeugbediener immer ausreichend Zeit und Abstand zur Reaktion auf eine Warnung hat.
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Weiterhin ist es wünschenswert, ein derartiges Verfahren vorzuschlagen, welches weiterhin die Überwachung und Benachrichtigung des Piloten über jeden Fehler oder Inkonsistenzen zwischen Quellendaten (entweder gespeicherte Flughafendaten oder dynamische Flugzeugpositionsorientierungsdaten) und der grafischen Präsentation dieser Daten auf der Flugzeuganzeigeeinrichtung umfasst.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Überwachungssystem vorzuschlagen, welches einen Bediener benachrichtigt, wie beispielsweise einen Flugzeug- oder Hubschrauberpiloten, dass ein Flugzeug sich einem geographischen Charakteristikum von Interesse nähert, wie beispielsweise einer Landebahn, einer Rollbahn, einer Kreuzung, einem Hubschrauberlandeplatz oder einem anderen Flugzeug. Das Überwachungssystem umfasst eine Datenbank mit geo-referenzierten Flughafengrafiken für eine Anzahl von Flughäfen und Informationen zu zumindest einem geographischen Charakteristikum von Interesse für jeden Flughafen. Das Überwachungssystem umfasst weiterhin einen Prozessor, ein Positionierungssystem, konfiguriert zur Bestimmung der Position, der Peilung, des Kurses oder der Geschwindigkeit des Flugzeugs und zur Übertragung dieser Daten an den Prozessor, sowie eine Anzeigeeinheit, konfiguriert zur Anzeige der geo-referenzierten Flughafengrafik, der gegenwärtigen Position des Flugzeugs und zumindest eines geographischen Charakteristikums von Interesse auf der geo-referenzierten Flughafengrafik.
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Die Aufgabe wird durch ein Überwachungssystem zur Benachrichtigung eines Bedieners mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
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Nach Empfang der Flugzeugposition, Peilung, Kurs und/oder Geschwindigkeitsinformation vom Positionierungssystem definiert der Prozessor einen Umgebungsraum, umfassend das Flugzeug und einen umgebenden Bereich. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Umgebungsraum im Wesentlichen kreisförmig und um das Flugzeug zentriert. In einer anderen möglichen Ausführungsform ist der Umgebungsraum in einen inneren Umgebungsraum und einen äußeren Umgebungsraum unterteilt. Der Prozessor bestimmt, ob ein geographisches Charakteristikum von Interesse sich zumindest teilweise im Umgebungsraum befindet, der mit dem Flugzeug verbunden ist. Dies kann beispielsweise passieren wenn ein Flugzeug auf eine Landebahn zu rollt. Irgendwann wird der Umgebungsraum, der das Flugzeug umgibt, auch zumindest einen Teil der Landebahn umfassen. Mit anderen Worten wird der Umgebungsraum sich zumindest mit einem Teil der Landebahn überdecken.
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Nach Bestimmung, dass das geographische Charakteristikum von Interesse zumindest teilweise im Umgebungsraum liegt, initiiert der Prozessor eine Benachrichtigungsverarbeitung und überträgt ein Benachrichtigungssignal an die Anzeigeeinheit und/oder an einen akustischen Melder, beispielsweise einen Lautsprecher. Wenn das Signal an die Anzeigeeinheit übertragen wird, dann wird eine sichtbare Benachrichtigung auf der Anzeigeeinheit angezeigt. Die sichtbare Benachrichtigung kann einen Anzeigewechsel des geographischen Charakteristikums auf der Flughafengrafik umfassen. Bei alternativen Ausführungsformen kann die Benachrichtigung eine textliche oder akustische Identifikation des relevanten geographischen Charakteristikums umfassen.
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Alternativ kann das geographische Charakteristikum hervorgehoben und/oder blinkend auf der Anzeigeeinheit dargestellt werden. Die Benachrichtigung erscheint, nachdem das Flugzeug sich vom geographischen Charakteristikum wegbewegt, derart, dass das Charakteristikum nicht länger zumindest teilweise im Umgebungsraum liegt. Die Benachrichtigung erscheint ferner wenn das Flugzeug sich parallel zum geographischen Charakteristikum für eine vorbestimmte Strecke oder Zeit bewegt. Das Überwachungssystem kann weiterhin eine Nutzereingabe umfassen, um die Benachrichtigung zu deaktivieren. Nach Deaktivierung der Benachrichtigung und nachdem das geographische Charakteristikum nicht länger zumindest teilweise innerhalb des Umgebungsraumes liegt, kann sich der Prozessor derart zurücksetzen, dass ein neues Benachrichtigungssignal übertragen wird, wenn das gleiche oder ein anderes geographisches Charakteristikum sich zumindest teilweise innerhalb des Umgebungsraumes befindet.
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Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Überwachungssystem vorzuschlagen, dass einen Bediener benachrichtigt, wie beispielsweise einen Flugzeugpiloten, dass ein Flugzeug sich einem geographischen Bereich von Interesse nähert. Das Überwachungssystem dieser Ausführungsform umfasst eine Datenbank mit geo-referenzierten Flughafengrafiken, einem Prozessor, ein Positionierungssystem, konfiguriert zur Bestimmung der Position, der Peilung und/oder Geschwindigkeit des Flugzeugs, und zur Übertragung dieser Daten an den Prozessor, sowie eine Anzeigeeinheit, konfiguriert zur Anzeige einer geo-referenzierten Grafik und der gegenwärtigen Position des Flugzeugs relativ zur geo-referenzierten Grafik. Das Überwachungssystem ist ferner an ein Flugmanagementsystem angeschlossen, in welchem die gewünschte Landebahn für den Start ausgewählt werden kann.
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Die Aufgabe wird durch ein Überwachungssystem zur Benachrichtigung eines Bedieners mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 15 gelöst.
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Der Prozessor empfängt die Position, die Peilung und/oder Geschwindigkeitsdaten vom Positionierungssystem, definiert einem Umgebungsraum um das Flugzeug und bestimmt dann, ob ein geographischer Bereich von Interesse sich zumindest teilweise innerhalb des Umgebungsraumes befindet, der mit dem Flugzeug verbunden ist. Nach Bestimmung, dass ein geographischer Bereich von Interesse sich zumindest teilweise innerhalb des Umgebungsraumes befindet, initiiert und überträgt der Prozessor ein Benachrichtigungssignal an die Anzeigeeinheit und erzeugt eine sichtbare Benachrichtigung, die auf der Anzeigeeinheit angezeigt wird. Die sichtbare Benachrichtigung kann einen Anzeigewechsel eines geographischen Charakteristikums auf der geo-referenzierten Grafik umfassen. Die sichtbare Benachrichtigung kann ferner eine Identifikation eines geographischen Charakteristikums umfassen, welche sich zumindest teilweise innerhalb des Umgebungsraumes befindet.
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Der Prozessor empfängt ferner die zum Start gewünschte Landebahninformation vom Flugmanagementsystem und befehligt die Anzeigeeinheit, die für den Start ausgewählte Landebahn als solche zu identifizieren. Zusätzlich empfängt der Prozessor Treibstoffflussinformationen vom Flugmanagementsystem. Ein Benachrichtigungssignal wird erzeugt und an die Anzeigeeinheit übertragen, wenn der gemessene Treibstofffluss größer oder gleich der für einen Start notwendigen Treibstoffmenge ist und das Flugzeug sich nicht auf der gewünschten Landebahn für den Start befindet.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Benachrichtigung eines Bedieners vorzuschlagen, dass ein Flugzeug sich einem geographischen Charakteristikum von Interesse, wie beispielsweise einer Landebahn, nähert. Das Verfahren umfasst den Empfang von geo-referenzierten Flughafengrafikdaten und Umgebungsraumdaten aus einer Datenbank, Anzeige der geo-referenzierten Flughafengrafik auf einer Anzeigeeinheit, Bestimmung der Position, der Peilung, des Kurses und/oder der Geschwindigkeit des Flugzeugs, Übertragung der mit der Position, der Peilung, des Kurses und/oder der Geschwindigkeit korrespondierenden Daten des Flugzeugs an einem Prozessor, überlagernde Anzeige der sichtbaren Indizien korrespondierend zur Position, der Peilung, des Kurses und/oder der Geschwindigkeit des Flugzeugs auf der geo-referenzierten Flughafengrafik, Bestimmung, ob ein geographisches Charakteristikum sich zumindest teilweise innerhalb des Umgebungsraumes befindet, und nach Bestimmung, dass eine geographisches Charakteristikum von Interesse sich zumindest teilweise innerhalb des Umgebungsraumes befindet, Bereitstellen entweder einer sichtbaren oder akustischen Benachrichtigung an den Bediener.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Benachrichtigung eines Bedieners mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 24 gelöst.
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Die sichtbare Benachrichtigung kann einen Anzeigewechsel eines geographischen Charakteristikums auf der geo-referenzierten Flughafengrafik umfassen. Die sichtbare Benachrichtigung kann ferner eine Identifikation eines geographischen Charakteristikums umfassen, welche zumindest teilweise innerhalb des Umgebungsraumes liegt.
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Verschiedene andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Zeichnungen deutlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 ist ein Blockdiagramm, welches die Bestandteile einer bevorzugten Ausführungsform des Flugzeug-Bodenmanöver-Überwachungssystems der Erfindung darstellt;
- 2 ist eine Wiedergabe einer herkömmlichen Flughafengrafik, welche die Positionen von Landebahnen, Rollbahnen, Terminals und anderen geographischen Charakteristika anzeigt;
- 3 ist die Flughafengrafik aus 2, welche die Position eines Flugzeugs während einem Rollbetrieb und einen Umgebungsraum gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 4 ist die Flughafengrafik aus 3, in welcher ein Bereich des Flugzeugs in den Umgebungsraum eingedrungen ist;
- 5 ist ein Flussdiagramm, welches Merkmale eines Verfahrens zur Überwachung potentieller Landebahneinfälle mit dem Umgebungsraum aus 3 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 6A ist die Flughafengrafik aus 2, welche die Position des Flugzeugs während einem Rollbetrieb und einen Umgebungsraum gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 6B ist die Flughafengrafik aus 2, welche das Flugzeug aus 6A in einer anderen Anordnung zeigt;
- 7 ist ein Flussdiagramm, welches Merkmale eines Verfahrens zur Überwachung potentieller Landebahneinfälle unter Benutzung des Umgebungsraumes aus 6A bis 6B gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 8 ist ein Flussdiagramm, welches Merkmale eines Verfahrens gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung zur Bereitstellung einer Benachrichtigung zeigt, wenn ein Flugzeug im Begriff ist, von einer falschen Landebahn abzuheben; und
- 9 ist ein Flussdiagramm, welches Merkmale eines Verfahrens zur Bereitstellung einer Benachrichtigung über die richtige Landebahn an einen Bediener eines Flugzeugs zeigt.
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Auch wenn diese Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen ausgeführt werden kann sind in den Zeichnungen und Beschreibungen dazu einige bevorzugte Ausführungsformen gezeigt, und zwar unter der Maßgabe, dass die vorliegende Offenbarung als Erläuterung der Prinzipien der Erfindung angesehen wird und die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt werden soll.
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Auch wenn der Ausdruck „Pilot“ der Einfachheit halber benutzt wird, soll sich dieser Ausdruck im Kontext der Erfindung auf jedes Mitglied einer Flugzeugmannschaft beziehen, das im Stande ist, Benachrichtigungen bezüglich des Status des Flugzeug zu erhalten. Entsprechend bezieht sich der Ausdruck „Bediener“ auf jeden Nutzer eines Überwachungssystems, dass gemäß einem Aspekt der Erfindung konstruiert ist.
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In 1 ist eine Ausführungsform eines Flugzeug-Bodenmanöver-Überwachungssystems 20 gezeigt. Das Überwachungssystem umfasst gewöhnlich eine Datenbank 30, einen Prozessor 40, ein Positionierungssystem 50, eine Anzeigeeinheit 60, ein Eingabemittel 70 und einen akustischen Melder 80. Einige oder alle Komponenten des Überwachungssystems 20 können in vorhandenen Computersysteme, die in einem Flugzeug installiert sind, und im Avionics-System des Flugzeugs enthalten sein, wie beispielsweise in der Application Server Unit (ASU) der Universal Avionics Systems Corporation („Universal Avionics“). Alternativ kann das Überwachungssystem 20 eine eigenständige Einheit umfassen, wie beispielsweise eine elektronische Flight Bag (EFB) Einheit, welche transportierbar ist, aber Avionics-Daten vom Flugmanagementsystem (FMS) des Flugzeugs erhalten kann.
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Die Datenbank 30 ist in einer herkömmlichen Computerdaten-Speicherkomponente enthalten, wie beispielsweise im Arbeitsspeicher (RAM), auf einer CD-ROM, auf einer Festplatte oder dergleichen. Die Datenbank 30 wird benutzt zur Speicherung der Grafikdaten für die elektronischen Flughafengrafiken, wie jene, die vom Softwareprogramm Jeppensen's JeppView bereitgestellt werden. Eine herkömmliche elektronische Flughafengrafik 100 ist in 2 gezeigt und umfasst zumindest eine Landebahn 121, eine Rollbahn 122 und ein Terminal 123 neben anderen geographischen Charakteristika . Die in der Datenbank 30 enthaltenen elektronischen Flughafengrafiken sind vorzugsweise geo-referenziert, wie zuvor beschreiben. Die Datenbank 30 umfasst weiterhin Daten die einen oder mehrere Umgebungsräume 124 identifizieren, die mit jeder Flughafengrafik 100 verbunden sind, welche weiter unten im Bezug auf die 3 und 4 beschrieben werden.
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Der Prozessor 40 umfasst eine herkömmliche Computerverarbeitungskomponente, welche zur Verarbeitung mathematischer Operationen und zur Manipulation von Daten geeignet ist, wie beispielsweise der Pentiumprozessor von Intel, Inc.
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Das Positionierungssystem 50 umfasst vorzugsweise ein herkömmliches Flugmanagementsystem (FMS), welches das Global Positioning System (GPS) und Inertial-Referenzsystem (IRS) Daten benutzt, um die Position (Länge und Breite), Kurs, Peilung und Geschwindigkeit des Flugzeugs instantan zu bestimmen. Derartige Flugmanagementsysteme sind im Stand der Technik bekannt. Das Positionierungssystem 50 kann ebenso jedes andere System aufweisen, dass im Stand der Technik zur Bestimmung der Position, des Kurses, der Peilung und der Geschwindigkeit des Flugzeugs bekannt ist, und kann weiterhin ein Zuwachssystem aufweisen, wie beispielsweise ein Wide Area Augmentation System (WAAS), um die Position des Flugszeugs mit wachsender Genauigkeit zu bestimmen.
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Die Anzeigeeinheit 60 umfasst vorzugsweise einen herkömmlichen Computeranzeigebildschirm, wie beispielsweise eine Kathodenstahlröhre (CRT) oder ein Flüssigkristalldisplay (LCD). Beispiele von Anzeigeeinheiten, die zur Benutzung in dem Überwachungssystem 20 gut geeignet sind, umfassen konsolenbefestigte Anzeigeeinheiten, wie beispielsweise dem EFI-890R-Diagonal-Bildschrim von Universal Avionics, sowie tragbare, eingeständige Anzeigeeinheiten, wie beispielsweise den UCDT ebenfalls von Universal Avionics.
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Das Eingabemittel 70 kann jedes herkömmliche Computereingabegerät umfassen, wie beispielsweise eine Tastatur, eine Maus, eine Spracherkennungseinheit, einen Touchscreen oder jede Kombination daraus.
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Der akustische Melder 80 kann jedes herkömmliche Mittel zur Bereitstellung einer akustischen Benachrichtigung oder Warnung umfassen, sowie einen Lautsprecher, eine Glocke, einen Buzzer, eine Hupe oder andere geräuscherzeugende Einrichtungen umfassen. Die vom akustischen Melder 80 erzeugte Benachrichtigung kann die Form jedes herkömmlichen Alarmtons annehmen oder kann alternativ eine künstliche Stimmwarnung erzeugen. Im letzteren Fall kann die Benachrichtigung eine Kennung eines Charakteristikums umfassen, welches innerhalb des Umgebungsraumes angeordnet ist, dem sich das Flugzeug nähert, zum Beispiel „Annährung Landebahn 27“.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Betrieb des Überwachungssystems 20 bezüglich 3, 4 und 5 gezeigt. Wie in 5 gezeigt, empfängt zunächst das Überwachungssystem 20 die relevante geo-referenzierte Flughafengrafik aus der Datenbank 30 zusammen mit den Daten, welche die Position von einem oder mehreren Umgebungsräume 124 auf der Grafik 100 identifizieren. Die geo-referenzierte Flughafengrafik 100 wird dann auf der Anzeigeeinheit 60 zusammen mit einer Wiedergabe des Flugzeugs 120 angezeigt, welche die Position des Flugzeugs 120 relativ zu anderen geographischen Charakteristika identifiziert.
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In 3 ist eine Wiedergabe des Flugzeugs 120 auf der geo-referenzierten Flughafengrafik 100 positioniert auf der Rollbahn 122 mit Kurs auf die Landebahn 121 (vorgesehen auf der Flughafengrafik 100 als Landebahn 8L) gezeigt. Das Flugzeug 120 ist mit einem viel größeren Maßstab als die Landebahn 121 und die Rollbahn 122 gezeigt, um es dem Piloten zu ermöglichen, die Position des Flugzeugs 120 (welches in der Realität kleiner ist) relativ zu den verschiedenen geographischen Charakteristika des Flughafens, wie beispielsweise der Landebahn 121 und der Rollbahn 122, leichter zu erkennen.
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Weil die Datenbank 30 geo-referenzierte Flughafengrafikdaten enthält, müssen sowohl die Flughafendaten als auch die Flughafenpositionsdaten notwendigerweise das gleiche Datum (beispielsweise WGS 84) benutzen. Die Flughafendaten und die Flughafenpositionsdaten werden vom Prozessor 40 verarbeitet, um eine geo-referenzierte grafische Darstellung der Flughafengrafik 100 zu erzeugen. Es ist wünschenswert, die Integrität der graphischen Ansicht kontinuierlich zu überwachen, um sicherzustellen, dass der Flughafen umfassend die Landebahnen 121 und das Flugzeug 120 akkurat an der richtigen geo-referenzierten Stelle und mit korrekter Ausrichtung relativ zueinander angezeigt werden.
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Wie in 5 gezeigt, ist der Prozessor 40 vorzugsweise zur Überwachung und Identifizierung von Fehlern und Inkonsistenzen zwischen den Quellendaten (umfassend die in der Datenbank 30 gespeicherten Flughafendaten der geographischen Charakteristika und die vom Positionierungssystem 50 erhaltene dynamische Flugzeugsposition und Ausrichtungsdaten) und der grafischen Darstellung dieser Daten auf der Anzeigeeinheit 60 programmiert. Bevor ein grafisches Element (z.B. Landebahn 121 oder Flugzeug 120) auf dem Bildschirm dargestellt wird verifiziert ein Algorithmus, dass die Position und Ausrichtung des Elementes korrekt berechnet wurden und dass das Element an der richtigen Stelle und mit richtiger Ausrichtung auf dem Bildschirm relativ zu anderen Elementen gezeichnet wurde. Eine derartige Überwachungsfunktionalität wird von der oben genannten Universal Cockpit Display and Application Server Unit von Universal Avionics bereitgestellt.
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Fehler oder Inkonsistenzen zwischen der Position der auf dem Bildschirm gezeichneten graphischen Elemente und der aktuellen Position dieser Elemente, die aus den zugrunde liegenden Quellendaten identifiziert wurde, können beträchtliche Ausmaße annehmen wegen beispielsweise Fehlern in den zugrunde liegenden Quellendaten selbst (z.B. identifiziert die Datenbank die Position einer Landebahn 121 an der falschen Stelle) oder einer Inkompatibilität zwischen der Grafiksoftware, die zur Zeichnung der Elemente benutzt wird, und der Hardware der Anzeigeeinheit. Wenn der Prozessor 40 einen Fehler identifiziert wird vorzugsweise eine Benachrichtigung an den Piloten ausgegeben.
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Wenn beispielsweise die Flughafengrafikdaten nicht geeignet durch den Prozessor 40 berechnet werden können, wird die Flughafengrafik 100 nicht auf der Anzeigeeinheit 60 angezeigt und die Benachrichtigung kann eine Fehlermeldung beinhalten, die auf dem Schirm der Anzeigeeinheit angezeigt wird. Wenn beim Fehler in Verbindung mit der Anzeige eines einzelnen grafischen Elementes erkannt wird, wie beispielsweise die Position der Landebahn 121, kann die Benachrichtigung die Anzeige des graphischen Elementes auf der Anzeigeinheit 60 mit einer anderen Farbe (z.B. Gelb) beinhalten, um den Piloten zu benachrichtigen, dass die Position des potenziellen Fehlers zwischen der angezeigten Position des Flugzeugs 120 und derjenigen des angezeigten graphischen Elementes liegt.
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Des Weiteren ist in 3 ein Umgebungsraum 124 gezeigt, welcher ebenfalls wenn gewünscht auf der Flughafengrafik 100 angezeigt werden kann, auch wenn die Erfindung es nicht erfordert, dass eine bildliche Darstellung des Umgebungsraumes 124 selbst angezeigt wird. Der Umgebungsraum 124 kann einen festen Bereich um eine Landebahn 121 herum umfassen oder andere erwünschte geographische Charakteristika, und ist von einer Grenze 125 umgeben. Im gezeigten Beispiel umfasst der Umgebungsraum 124 einen rechtwinkligen Bereich, welcher sich eine festgelegte Strecke (z.B. 100 m) über das Ende und die Seitengrenze der Landebahn 121 hinaus erstreckt. Alternativ kann der Umgebungsraum 124 den anderen erwünschten festen Bereich enthalten. Beispielsweise können kleinere individuellere Umgebungsräume 124 jeweils an der Kreuzung zwischen einer Landebahn 121 und einer Rollbahn 122 angeordnet sein oder ein Umgebungsraum 124 kann sich entlang von Abschnitten oder der Gesamtheit sowohl einer Landebahn 121 als auch einer Rollbahn 122 erstrecken.
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Natürlich ist jeder Umgebungsraum 124 nicht auf eine rechtwinklige Konfiguration beschränkt und kann jede gewünschte Größe oder Form annehmen, abhängig von dem spezifischen geographischen Charakteristikum, für welches eine Benachrichtigung erwünscht wird, wie beispielsweise eine Bauzone oder eine Militärzone, um nur einige zu nennen.
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Alternativ kann die Konfiguration des Umgebungsraumes 124 abhängig von verschiedenen Flugzeugbetriebsinformationen, wie beispielsweise die instantane Geschwindigkeit des Flugzeugs 120, variieren. Dies ermöglicht es dem Überwachungssystem 20, eine Benachrichtigung eines potenziellen Landebahneinfalles zumindest eine kurze Zeit bevor das Flugzeug 120 mit seiner gegenwärtigen Geschwindigkeit die Landebahn 121 erreicht vorzusehen. In einem derartigen System vergrößert oder verkleinert sich die Größe des Umgebungsbereiches 124 wenn sich die Geschwindigkeit des Flugzeugs 120 vergrößert oder entsprechend verkleinert, um sicherzustellen, dass die Benachrichtigung an den Piloten mit ausreichend Zeit gelangt, den Kurs zu ändern oder das Flugzeug 120 zu stoppen, um einen Landbahneinfall nötigenfalls zu verhindern. Eine derartige Konfiguration kann einen rechtwinkligen Bereich umfassen, welcher sich über die Grenzen der Landebahn 121 über eine Strecke v*t hinweg erstreckt, wobei v die instantane Geschwindigkeit des Flugzeugs 120 und t die gewünschte Zeit ist, die das Flugzeug 120 benötigt, um den Beginn der Landebahn 121 mit dieser Geschwindigkeit zu erreichen. Wenn beispielsweise die gewünschte Zeitdauer 15 Sekunden beträgt und das Flugzeug mit einer Geschwindigkeit von 15 Knoten (15 m pro Sekunde) rollt würde der Prozessor 40 den Umgebungsraum 124 in diesem Moment derart berechnen, dass er sich 450 m über die Grenzen der Landebahn 121 erstreckt. Weil der Prozessor 40 kontinuierlich instantane Geschwindigkeitsdaten vom Positionierungssystem 50 erhält vergrößert oder verkleinert sich die Größe des Umgebungsbereiches 124 wenn die Geschwindigkeit des Flugzeugs 120 sich erhöht oder verringert.
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Bei einer anderen alternativen Ausführungsform kann der Umgebungsraum 124 gemäß einer Betriebsinformation, wie beispielsweise der Geschwindigkeit des Flugzeugs 120 wie oben beschrieben, relativ zu einem zweiten, kleineren Bereich, der sich über die Grenzen der Landebahn 121 selbst hinweg erstreckt, variieren. Diese Ausführungsform stellt sicher, dass auch wenn das Flugzeug sehr langsam rollt, der Pilot die Benachrichtigung vor Befahren der Landebahn erhält. Bei einer derartigen Ausführungsform würde sich der Umgebungsraum 124 in jedem Moment um eine Strecke über die Grenzen der Landebahn 121 hinweg erstrecken, die durch die Gleichung gegeben ist x + (v*t), wobei x die minimale Entfernung von der Landebahn entspricht, bei welcher eine Benachrichtigung ausgegeben werden soll. Natürlich sind verschiedene Abwandlungen des Verfahrens zur Bestimmung der Größe des Umgebungsbereiches zur Erzeugung eines Umgebungsbereiches mit jeder gewünschten, nicht rechtwinkligen Form, basierend im ganzen oder teilweise auf der Geschwindigkeit des Flugzeugs denkbar.
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Bei einer anderen in 6A bis 6B gezeigten und im folgenden detailliert beschriebenen alternativen Ausführungsform wird ein gewöhnlicher runder Umgebungsraum 224 erzeugt und um das Flugzeug 120 zentriert. Der Umgebungsraum 224 ist nicht auf eine runde Form beschränkt und kann durch andere Formen, wie beispielsweise ovale, rechteckige oder dergleichen definiert werden. Weiterhin kann die Anordnung des Umgebungsraumes 224 in Bezug auf das Flugzeug 120 in alternativen Arten angeordnet werden umfassend, aber nicht darauf beschränkt, zentriert um die Front des Flugzeugs 120, umfassend nur einen Teil des Flugzeugs 120, wie beispielsweise die Flügel und einen Bereich vor dem Flugzeug 120 oder dergleichen. Einige Typen von Fahrzeugen können Umgebungsräume mit vorbestimmten Größen und Geometrien aufweisen. Beispielsweise würde ein Hubschrauber oder ein Landfahrzeug normalerweise, zumindest initial, einen runden Umgebungsraum haben weil diese Typen von Fahrzeugen sich in verschiedenen radialen Richtungen bewegen können. Der Umgebungsraum für ein Flugzeug, auch wenn dieser zumindest den gesamten Flugzeugkörper umfasst, kann weiterhin mehr Raum vor dem Flugzeug umfassen, weil dies die typische Bewegungsrichtung ist.
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Wenn das Flugzeug 120 bezogen auf 3 und 4 sich der Landebahn 121 nähert überwacht das Positionierungssystem 50 die instantane Position, Peilung, Kurs und/oder Geschwindigkeit (horizontal und/oder vertikal) des Flugzeugs 120 kontinuierlich und überträgt diese Daten zum Prozessor 40. Basierend auf der Position, dem Kurs, der Peilung und/oder der Geschwindigkeitsdaten wertet der Prozessor 40 kontinuierlich aus, ob das Flugzeug 120 den Umgebungsraum 124 befahren hat. Abhängig vom gewünschten Verfahren zur Bestimmung der Größe des Umgebungsraumes (wie oben beschrieben) kann jede Kombination der Position, der Peilung, des Kurses und/oder der Geschwindigkeitsdaten vom Prozessor 40 zur Bestimmung benutzt werden, ob das Flugzeug 120 einen Umgebungsraum 124 befahren hat. Vor der Befahrung des Flugzeugs 120 des Umgebungsraumes 124 kann das Überwachungssystem 20 in einen Standby-Modus geschaltet werden, in welchem das Überwachungssystem 20 die Position des Flugzeugs 120 relativ zum Umgebungsraum 124 kontinuierlich überwacht, aber keine Benachrichtigung für den Piloten erzeugt.
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Wenn wie in 4 das gezeigte Flugzeug 120 die Grenze 125 des Umgebungsraumes 124 erreicht initiiert der Prozessor 40 ein Benachrichtigungssignal an die Anzeigeeinheit 60, um eine sichtbare Benachrichtigung an den Piloten bereitzustellen, dass das Flugzeug 120 den Umgebungsraum 124 befahren hat. Ab diesem Punkt ist das Überwachungssystem 120 in einen Alarmzustand geschaltet, in welchem das Überwachungssystem 20 fortfährt, eine sichtbare Benachrichtigung an die Anzeigeeinheit 60 zu leiten, so lange bis das Flugzeug 120 entweder den Umgebungsraum 124 verlässt, wodurch das System zurück in den Standby-Modus geschaltet wird, oder der Pilot die sichtbare Benachrichtigung deaktiviert wie nun beschrieben wird.
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Die sichtbare Benachrichtigung kann aus einem Anzeigewechsel der Landebahn 121 bestehen und wird auf der geo-referenzierten Flughafengrafik 100 angezeigt, wie beispielsweise ein Farbwechsel der Landebahn 121 zu einer Farbe, welche sich von anderen Charakteristika unterscheidet, die auf der Flughafengrafik 100 anzeigt werden (von schwarz zu rot), dem Blinken der Landebahn 121 oder einer Kombination daraus. Alternativ oder zusätzlich zum Anzeigewechsel der Landebahn 121 kann die sichtbare Benachrichtigung andere Anzeigewechsel auf der Flughafengrafik 100 umfassen, wie beispielsweise Wechsel der Farbe des Grafikhintergrundes, Erzeugen einer textlichen Warnung 130, welche das geographische Charakteristikum identifiziert, dass mit dem speziellen Umgebungsraum 124 verbunden ist (z.B. „Annährung Landebahn 8L“), dessen Erscheinen und/oder Blinken in einem bestimmten Abschnitt der Anzeigeeinheit 60, Farbwechsel des Flugzeugs 120, Blinken des Flugzeugs oder einer Kombination eines oder aller daraus.
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Zusätzlich zur Erzeugung einer sichtbaren Benachrichtigung kann bis zum Start des Alarmzustands das Überwachungssystem 20 ebenfalls ein Benachrichtigungssignal an den akustischen Melder 80 initiieren, zur Erzeugung einer akustischen Nachricht an den Piloten, wie oben beschrieben.
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Nachdem das Überwachungssystem den Alarmzustand angenommen hat, kann der Pilot des Flugzeugs 120 autorisiert werden, die visuelle und/oder akustische Benachrichtigung zu deaktivieren, und zwar durch ein Eingabemittel 70. Solch ein Merkmal ist teilweise wünschenswert wo Überwachungssysteme 20 eine wiederholte oder kontinuierliche akustische Benachrichtigung umfassen, welche nicht länger notwendig ist wenn der Pilot einmal benachrichtigt wurde, dass das Flugzeug 120 sich der Landebahn 121 nähert. Wenn das Eingabemittel 70 einen Touchscreen umfasst, wie beispielsweise denjenigen von Universal Avionics UCDT, kann auf dem Touchscreen ein Feld angezeigt werden, welches die visuelle und/oder akustische Benachrichtigung deaktiviert wenn es berührt wird. Wenn das Eingabemittel 70 eine Tastatur umfasst kann alternativ jeder beliebige Tastendruck (z.B. Leertaste, Escapetaste, etc.) oder eine Kombination daraus die visuelle und/oder akustische Benachrichtigung deaktivieren. Diese Funktion kann konfiguriert werden, so dass der Pilot die akustische Benachrichtigung deaktivieren kann, aber nicht die visuelle Benachrichtigung, oder umgekehrt.
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Wenn ein Pilot die visuelle und/oder akustische Benachrichtigung deaktiviert sind bevorzugterweise diese Benachrichtigungen nur bezüglich des Umgebungsraumes 124 deaktiviert, in welchem sich das Flugzeug 120 gegenwärtig befindet. In diesem Fall wird das Überwachungssystem 20 in den Standby-Zustand zurückkehren wenn die visuelle oder akustische Benachrichtigung durch den Piloten deaktiviert wird, und wird erneut eine Benachrichtigung bereitstellen, wenn das Flugzeug 120 den Umgebungsraum 124 verlässt oder erneut befährt oder einen anderen Umgebungsraum 124 befährt, der in der Datenbank 30 identifiziert ist. Des Weiteren wird der Prozessor 40 derart programmiert, dass das Überwachungssystem 20 in den Standby-Zustand zurückkehren wird, wenn das Flugzeug 120 den Umgebungsraum 124 verlässt und wird erneut eine Benachrichtigung bereitstellen wenn das Flugzeug 120 den Umgebungsraum 124 erneut befährt oder einen anderen Umgebungsraum 124 befährt.
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In den 1, 6A, 6B und 7 ist eine alternative Ausführungsform eines Flugzeug-Bodenmanöver-Überwachungssystems und ein Verfahren dazu offenbart. Die folgende Beschreibung soll ebenfalls im Lichte der Diskussion bezüglich des Verfahrens aus 5 betrachtet werden, umfassend bestimmte Aspekte wie beispielsweise Empfang der relevanten geo-referenzierten Flughafengrafikdaten und Überwachung auf Inkonsistenzen zwischen den Quellendaten und der graphischen Darstellung dieser Daten, was bereits vollständig diskutiert wurde.
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Wie in den 6A und 6B gezeigt wird die gegenwärtige Position des Flugzeugs 120 auf der Flughafengrafik 100 relativ zu einigen geographischen Objekten von Interesse angezeigt. Geographische Objekte von Interesse umfassen eine für den Start avisierte Landebahn 121, eine Rollbahn 122, andere Landebahnen 126, 127, eine Landebahnkreuzung 128, einen nicht gezeigten Hubschrauberlandeplatz und dergleichen. Der Prozessor 40 erhält Informationen bezüglich der Flughafengrafik 100 und geographischen Objekten von Interesse speziell für die Flughafengrafik 100 aus der Datenbank 30 wie zuvor diskutiert. Der Prozessor 40 erhält weiterhin Informationen bezüglich der gegenwärtigen Position, der Geschwindigkeit, des Kurses und/oder der Peilung des Flugzeugs 120 aus dem Positionierungssystem 50. Das Positionierungssystem 50 kann weiterhin Informationen zum Prozessor 40 senden wie beispielsweise die vom Bediener ausgewählte Startlandebahn 121 und Echtzeitflugzeugparameter umfassend Treibstofffluss, Ventileinstellungen und dergleichen.
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Basierend auf den vom Positionierungssystem 50 erhaltenden Informationen definiert der Prozessor 40 einen Umgebungsraum 224, der das Flugzeug 120 und einen das Flugzeug 120 umgebenden Raum umgibt. Gemäß der gezeigten Ausführungsform beinhaltet der Umgebungsraum 224 einen inneren Umgebungsraum 225, welcher durch eine erste Grenze 226 definiert ist, und einen äußeren Umgebungsraum 227, welcher durch eine zweite Grenze 228 definiert ist. Verschiedene Umgebungsräume mit verschiedenen Größen oder Formen bieten die Möglichkeit, verschiedene Benachrichtigungstypen verschiedenen Typen von Einfällen in die Umgebungsräumen zuzuordnen.
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Gemäß der gezeigten Ausführungsform ist der Umgebungsraum 224 um das Flugzeug 120 zentriert, erstreckt sich radial nach außen hin und bewegt sich übereinstimmend mit dem Flugzeug 120. Die Größe und Form des Umgebungsraumes 224 kann eine Funktion der Flugzeuggeschwindigkeit und oder Zeit/Strecke sein, die zum Stoppen des Flugzeugs 120 erforderlich sind. Mit anderen Worten kann der Umgebungsraum 224 sich ausdehnen, wenn die Geschwindigkeit sich erhöht und zusammenziehen wenn sich die Geschwindigkeit verringert. Der innere und äußere Umgebungsraum 225, 227 kann sich ausdehnen und gleichförmig (beispielsweise linear), mit variablen Proportionen oder unter Beibehaltung einer konstanten Entfernung zwischen den Grenzen 226 und 228 zusammenziehen. Die exakte erforderliche Konfiguration hängt von den Designparametern ab, die für jede Applikation erforderlich sind.
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Andere relevante vom Prozessor 40 zur Bestimmung der Größe und Form des Umgebungsraumes 224 benutzten Faktoren können umfassen, ob vordefinierte Landebahneinfall-Risikobereiche vorhanden sind, den Typ von gegenwärtigen geographischen Markmalen, etc.. Wenn Beispielsweise eines der geographischen Merkmale ein anderes Flugzeug 131 ist, kann der Prozessor 40 beispielsweise die Flugzeuggeschwindigkeit oder die von den ADS-B oder TCAS-Systemen erhaltenen Parameter zur Veränderung des Umgebungsraums 224 benutzen. Wenn das andere Flugzeug 131 sich auf das Flugzeug 120 zu bewegt kann der Prozessor 40 die Größe des Umgebungsraums 224 vergrößern, um dem Piloten des ersten Flugzeugs 120 mehr Zeit zur Reaktion zu geben weil das andere Flugzeug 131 kein Bodenmanöversystem benutzen muss. Wenn andererseits das andere Flugzeug 131 stoppt oder sich vom ersten Flugzeug 120 wegbewegt ist keine Veränderung des Umgebungsraums 224 erforderlich.
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Wenn das Flugzeug 120 sich in einer Ausführungsform auf ein geographisches Charakteristikum von Interesse, beispielsweise eine Landebahn 121, hinzubewegt, (wie durch die Tatsache bestimmt werden kann, dass der Abstand zwischen der Landebahn 121 und dem Flugzeug 120 sich verringert) und die Landebahn oder ein anderes geographisches Charakteristikum von Interesse sich zumindest teilweise innerhalb des Umgebungsraums 224 befinden wird eine Benachrichtigungssignalroutine durch den Prozessor 40 initiiert. Wie in 7 gezeigt wird ein Benachrichtigungssignal sowohl an die Anzeigeeinheit 60 (z.B. ein Bildschirm auf einer ASU-Einheit) als auch an die Flugmanagementsystemeinheit (FMS) des Flugzeugs übertragen. Alternativ kann die Anzeigeeinheit 60 und die FMS-Einheit regelmäßig den Prozessor 40 auf Benachrichtigungsinformationen hin abfragen und entsprechend reagieren. Davon unabhängig wird irgendeine Form von Benachrichtigung, dass eine potentielle Landebahneinfallsituation existiert (gezeigt in 6, wo sich zumindest ein Bereich der Landebahn 121 innerhalb des Umgebungsraumes 224 befindet), an den Bediener geleitet, so dass eine geeignete Maßnahme ergriffen werden kann.
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In einer genannten sichtbaren Benachrichtigung, die auf der Anzeigeeinheit 60 bereitgestellt wird, wird die Landebahn 121 hervorgehoben und wiederholend aufgeleuchtet. Eine Nachricht derart wie „RNWY ALERT“ oder dergleichen wird ebenfalls auf der FMS angezeigt. Eine akustische Benachrichtigung kann ebenfalls an den Bediener geleitet werden. Wie zuvor beschrieben kann der Bediener die Benachrichtigungen bestätigen oder deaktivieren auch wenn sich ein Bereich der Landebahn 121 immer noch innerhalb des Umgebungsraumes 224 befindet. Wenn z.B. der Pilot beabsichtigt von der Landebahn 121 abzuheben und sich das Flugzeug 120 auf dieser Landebahn befindet besteht keine Notwendigkeit, diese Nachricht dem Piloten weiterhin anzuzeigen. Bei Bestätigung oder Deaktivierung veranlasst der Prozessor 40 die Nachrichten zu verschwinden. Die auf der Anzeigeeinheit 60 gezeigte Landebahn 121 wird nicht länger hervorgehoben oder blinkend angezeigt. Wenn sich alternativ das Flugzeug 120 von der Landebahn 121 weg (wie in 6B gezeigt) oder parallel dazu bewegt, wenn es beispielsweise auf einer Rollbahn 129 parallel zur Landebahn 121 rollt, kann der Prozessor 40 die Nachrichten ebenfalls veranlassen zu verschwinden. Nachdem die Benachrichtigung bestätigt oder deaktiviert wurde, entweder durch den Bediener oder den Prozessor 40, wird das Überwachungssystem 20 erneut in einem Standby-Zustand betrieben und fährt mit der Überwachung des Umgebungsraumes 224 fort. Wenn ein geographisches Charakteristikum von Interesse, wie beispielsweise die gleiche Landebahn 121, sich danach zumindest teilweise innerhalb des Umgebungsraumes 224 befindet wird eine neue Benachrichtigung dem Bediener bereitgestellt.
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Bezüglich 1, 6A, 6B und 8 ist ein alternatives Verfahren zum Betrieb eines Flugzeugboden-Manöverüberwachungssystems offenbart. In dieser Ausführungsform verfolgt das Überwachungssystem 20 mit dem Positionierungssystem 50 die Position des Flugzeugs 120 relativ zur Flughafengrafik 100 und stellt diese auf der Anzeigeeinheit 60 dar. Das Positionierungssystem 50 kann eine FMS-Einheit umfassen oder damit verbunden sein, mit welcher ein Bediener eine gewünschte Startlandebahn 121 auswählt. Der Prozessor 40 erhält diese Landebahninformation und stellt eine sichtbare Benachrichtigung der gewünschten Startlandebahn 121 über die Anzeigeeinheit 60 bereit. Die Landebahn 121 kann in einer bestimmten Farbe, z.B. grün oder anders gekennzeichnet dargestellt werden.
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Gemäß einem Aspekt dieser Ausführungsform empfängt der Prozessor 40 ebenfalls Echtzeitflugzeugparameter umfassend Informationen bezüglich des Starts wie beispielsweise Treibstofffluss und Ventileinstellungen für das Flugzeug 120. Wenn das Flugzeug sich auf einer Landebahn befindet, wie beispielsweise Landebahn 127, welche nicht der für den Start gewünschten Landebahn entspricht, wie beispielsweise Landebahn 121, und einer oder mehrere der Flugzeugparameter anzeigen, dass das Flugzeug 120 im Startzustand ist (z.B. ein Treibstofffluss größer als oder gleich der Treibstoffmenge, die zur Erreichung der Startgeschwindigkeit erforderlich ist, oder andere Motorleistungsparameter), wird eine Warnnachricht erzeugt und dem Bediener präsentiert. In diesen Szenario würde beispielsweise die falsche Landebahn 127 hervorgehoben, in rot angezeigt, und blinkend dargestellt um den Piloten zu warnen. Die Flugmanagementsystemeinheit kann ebenfalls eine geeignete Warnmeldung anzeigen oder andere Arten von Benachrichtigungen.
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Gemäß einem weiteren in 9 gezeigten Aspekt dieser Ausführungsform wird die ausgewählte Startlandebahn 121 hervorgehoben und auf der Anzeigeeinheit 60 in grün dargestellt. Wenn das Flugzeug 120 sich auf die Startlandebahn 121 zu bewegt, d. h. der Abstand zwischen dem Flugzeug 120 und der Landebahn 121 abnimmt, und ein Abschnitt der Landebahn 121 sich innerhalb des äußeren Umgebungsraumes 227 befindet, wird die Landebahn 121 blinkend dargestellt, um anzuzeigen, dass das Flugzeug 120 sich in der Nähe der ausgewählten Startlandebahn 121 befindet.
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Während die hier beschriebene Ausführungsform der Erfindung sich auf ein System zur Alarmierung eines Piloten über potentielle Landebahneinfälle während Rollbetriebs auf einem Flughafen bezieht, sind die Prinzipien der Erfindung ebenfalls auf Flugbetrieb unter Nutzung geo-referenzierter Ansätze und/oder Routengrafiken übertragbar, wie diejenigen von Jeppesen. Beispielsweise kann das geographische Charakteristikum, für welches eine Näherungsbenachrichtigung gewünscht wird, einen Bereich von gesperrtem Luftraum umfassen und eine Benachrichtigung kann an einen Piloten ausgegeben werden wenn das Flugzeug in einen Umgebungsraum einfliegt, der mit einem festen das Flugzeug umgebenden Abstand oder einem variablen Abstand basierend auf der Zeit, die das Flugzeug benötigt, um diesen Luftraum zu erreichen, oder einer Kombinationen davon korrespondiert.
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Während die hier beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sich zusätzlich auf ein Überwachungssystem beziehen, dass in Verbindung mit einem Flugzeug in der Umgebung eines Flughafens benutzt wird, sollen die Prinzipien der Erfindung ebenfalls als übertragbar auf andere Fahrzeuge und/oder andere Umgebungen angesehen werden, wo es wünschenswert ist, eine Benachrichtigung an den Bediener eines Fahrzeugs bereit zu stellen, dass das Fahrzeug sich einem bestimmten geographischen Charakteristikum oder Bereich nähert. Die Prinzipien der Erfindung würden ebenfalls gut in solch anderen Umgebungen funktionieren vorausgesetzt, dass das System eine Datenbank mit einer geo-referenzierten Grafik umfasst, welche die Umgebung zeigt, in welcher das Fahrzeug betrieben wird und die bestimmten geographischen Charakteristika oder Bereiche von Interesse, und eine Anzeigeeinheit geeignet ist zur Anzeige der geo-referenzierten Grafik und der Position des Fahrzeugs darauf.
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Die obige Beschreibung und die Zeichnungen beschreiben und stellen die Erfindung vielmehr dar und die Erfindung wird nicht weiter beschränkt als ein Fachmann sie unter Berücksichtigung der Offenbarung verändern könnte, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.