DE4313403A1 - Procedure for guiding an aircraft with the aim of preventing its collision with the ground - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Füh­ rung eines Flugzeuges mit dem Ziel, seine Kollision mit dem Boden zu verhindern.The present invention relates to a method for guiding a plane aiming to collide with it to prevent the floor.

Der Pilot eines Flugzeuges hat zwischen der vom Flugzeug gewählten Flugbahn und dem Relief des Überflogenen oder verfolgten Terrains eine ausreichende Entfernung einzuhal­ ten, um, sofern das Flugzeug innerhalb einer bestimmten Grenze von seiner vorgesehenen Flugbahn abweicht, nicht das Risiko einzugehen, den Boden zu berühren. Die Flugbahn wurde vor dem Flug vom Piloten definiert oder ihm durch ein Vorbereitungszentrum geliefert, wonach er während des Fluges die Beibehaltung kontrolliert oder diese Aufgabe einem automatischen Führungssystem überträgt, das dazu be­ stimmt ist, zu verhindern, daß die verfolgte Flugbahn nicht zu sehr von der vorgesehenen abweicht und zwar ein­ schließlich der Genauigkeit des Navigationssystems des Flugzeuges, sofern vorgesehen.The pilot of an airplane has between that of the airplane chosen trajectory and the relief of the overflown or keep enough distance from tracked terrains order, provided the aircraft is within a certain Limit does not deviate from its intended trajectory take the risk of touching the ground. The trajectory was defined by the pilot before or by the pilot a preparatory center, after which he was given Flight control or control this task transmits an automatic guidance system that be is true to prevent the traced trajectory does not deviate too much from the intended one finally the accuracy of the navigation system of the Aircraft, if provided.

Das Flugzeug muß ständig innerhalb eines praktisch rohr­ förmigen Flugvolumens mit Ausrichtung auf die vorgesehene Flugbahn bleiben, wobei die Hüllkurve des Flugvolumens von der Flugbahn um den Wert der obengenannten Abweichung ent­ fernt ist.The aircraft must always be within a practical tube shaped flight volume aligned with the intended Trajectory remain, with the envelope of the flight volume of the trajectory by the value of the above deviation is far away.

Das Flugvolumen, in dem sich das Flugzeug bewegen muß, wird konzentrisch von einem rohrförmigen Sicherheitsvolu­ men umgeben, dessen Stärke gleich der gewählten Sicher­ heitsentfernung ist, innerhalb der sich weder das Flugzeug noch ein Relief befinden dürfen. Das Sicherheitsvolumen bietet somit eine Sicherheitsspanne. Bei der Auswahl der Flugbahn wird ihr Verlauf in der Form definiert, daß das Sicherheitsvolumen kein Terrainrelief enthält. The flight volume in which the aircraft has to move, is concentric of a tubular security volute men, whose strength is equal to the chosen security distance is within which neither the plane is can still find a relief. The security volume thus offers a safety margin. When choosing the Trajectory is defined in the form that the Security volume contains no terrain relief.  

Die Beibehaltung der vorgesehenen Flugbahn innerhalb des Flugvolumens erfordert, daß der Pilot oder das automati­ sche Führungssystem periodisch die Position der Flugbahn des Flugzeuges kennt, um die Ablage der Flugbahn gegenüber der vorgesehenen zu bestimmen und nötigenfalls ausreichend früh gegenüber einer nicht annehmbaren Abweichung zu kor­ rigieren, d. h. vor dem Eintritt in das Sicherheitsvolumen, wo die Entfernung zum Boden unter der Sicherheitsentfer­ nung liegen kann und, gezwungenermaßen, vor dem Austritt mit Fortsetzung der Abweichung von der vorgesehenen Flug­ bahn da hier keine Garantie mehr für ein Nichtvorhanden­ sein des Reliefs gegeben ist. Die zur Korrektur der Abwei­ chung zur Verfügung stehende Zeit ist umso geringer, je rascher sich das Flugzeug bewegt, was bei einem Flugzeug der Fall ist.Maintaining the intended trajectory within the Flight volume requires that the pilot or automati cal guidance system periodically the position of the trajectory of the plane knows about the filing of the trajectory to determine the intended and if necessary sufficient early versus an unacceptable deviation from kor rig, d. H. before entering the security volume, where the distance to the ground under the safety distance may lie and, inevitably, before leaving with continuation of the deviation from the intended flight there is no longer a guarantee for non-existence the relief is given. The to correct the deviation The less time available, the less faster the plane moves, what with an airplane the case is.

Die Position des Flugzeuges kann mit Hilfe eines im Flug­ zeug befindlichen Empfängers bestimmt werden, der nach Em­ pfang der gegenüber der Erde festen Sendersignale diese Signale vergleicht, um die Position zu bestimmen. Somit ermöglicht es ein mit GPS (Global Positioning System) be­ zeichnetes System dem Empfänger aus Sendungen von mehreren Satelliten mit bekannten Flugbahnen die Position mit einer Genauigkeit von bis etwa hundert Metern zu bestimmen.The position of the aircraft can be determined using a flight located recipient can be determined who according to Em pfang of the transmitter signals fixed to the earth Compare signals to determine position. Consequently enables a GPS (Global Positioning System) signed system the recipient from shipments of several Satellites with known trajectories take the position with one Determine accuracy of up to about a hundred meters.

Gegebenenfalls verfügt das Flugzeug über einen Funkhöhen­ messer, der ihm den Wert seiner Vertikalentfernung gegen­ über dem Boden liefert. Der Pilot kann somit nachprüfen, inwieweit er in der Vertikalen der von ihm eingenommenen Position noch über die gewollte Sicherheitsentfernung ver­ fügt, selbst wenn sich das Flugzeug von der vorgesehenen Flugbahn entfernt haben sollte.The aircraft may have radio heights knife that gives him the value of his vertical distance delivers above the ground. The pilot can thus check to what extent he is in the vertical line of the ingested by him Position still over the desired safety distance inserts even if the aircraft deviates from the intended Should have removed trajectory.

Innerhalb der militärischen Anwendungen, beispielsweise für einen Lenkflugkörper liefert die von Funkhöhenmesser gemessene Entfernung zum Boden ein Profil des überfloge­ nen Terrains, das abgespeichert und periodisch mit den Profilen benachbarter Terrains der vorgesehenen Flugbahn verglichen wird und zwar ausgehend von einer dreidimensio­ nalen Karte oder einem im Flugkörper gespeicherten digita­ len Terrainmodell. Within military applications, for example for a guided missile is provided by radio altimeter measured distance to the ground a profile of the scanned Terrains that are stored and periodically with the Profiles of neighboring terrains of the intended trajectory is compared, starting from a three-dimensional card or a digita stored in the missile len terrain model.  

Das Profil des Modells, das dem überflogenen Profil am meisten ähnelt, wird ausgewählt und die Trägheitszentrale wird nachgestellt, damit diese eine Positionsanzeige lie­ fern kann, die mit der Realität der verfolgten Flugbahn übereinstimmt. Ermöglicht der Funkhöhenmesser auch die Er­ fassung der Höhe gegenüber dem überflogenen Terrain, so gewährleistet er jedoch nicht die Erfassung eines Reliefs, das auf der zukünftigen Flugbahn liegt.The profile of the model that corresponds to the profile flown over most resembles, is selected and the center of inertia is adjusted so that it shows a position indicator distant that can be traced with the reality of the trajectory matches. The radio altimeter also enables the Er version of the height compared to the overflown terrain, see above however, it does not guarantee the capture of a relief, that lies on the future trajectory.

Eine solche Gefahr wird in dem Artikel "GPS Ground Proximi­ ty Warning System" von Mark A. Sturza als Ausschnitt der "Proceedings of the National Technical Meeting" (Anaheim, California, January 20-23, 1987) beschrieben und zwar her­ ausgegeben vom Institute of Navigation, Washington, das darstellt, daß hierbei eine Abhilfe möglich ist, indem an Bord eines mit einem GPS-Empfänger ausgerüsteten Flugzeu­ ges ein elektronischer Speicher angeordnet wird, der eine elektronische Beschreibung des Erdreliefs enthält, dessen Oberfläche in geographische Zellen unterteilt ist und zwar einer Oberfläche von etwa einigen tausend Quadratkilome­ tern, deren maximale Höhe in der Beschreibung angegeben ist. Das in diesem Artikel vorgestellte Grundsystem ver­ gleicht somit die Höhe des Flugzeuges mit der der überflo­ genen Zelle und der der benachbarten Zellen, mit Alarm­ gabe, wenn die Höhe des Flugzeuges unter der zumindest ei­ ner der Zellen ist, mit dem Aufschlag einer Sicherheits­ spanne in Verbindung mit der Genauigkeit der vom GPS-Sy­ stem gelieferten Höhe. Um der Erfassung einer Kollisions­ gefahr mit einem Relief zuvorzukommen, schlägt der Autor vor, das System zu verbessern und zwar durch Bestimmung, ausgehend von der Geschwindigkeit des Flugzeuges, der zu­ künftigen Position kurzzeitig, durch Inkremente von 10 Se­ kunden auf 2 Minuten und durch Prüfung, inwieweit diese zukünftige Position oberhalb des Reliefs der überflogenen Zelle liegt und zwar zusätzlich noch mit einer Sicher­ heitsspanne. Such a danger is discussed in the article "GPS Ground Proximi ty Warning System "by Mark A. Sturza as part of the "Proceedings of the National Technical Meeting" (Anaheim, California, January 20-23, 1987) issued by the Institute of Navigation, Washington, the shows that a remedy is possible by On board an aircraft equipped with a GPS receiver an electronic memory is arranged, the one contains electronic description of the earth relief, the Surface is divided into geographical cells a surface of about a few thousand square kilometers tern, whose maximum height is given in the description is. The basic system presented in this article ver the height of the aircraft is the same as that of the overfloor gene cell and that of the neighboring cells, with alarm if the height of the aircraft is below the at least egg ner of the cells, with the addition of a security span in connection with the accuracy of the GPS-Sy stem delivered height. To detect a collision The author suggests that there is a risk of getting ahead with a relief propose to improve the system by determining based on the speed of the aircraft going to future position briefly, by increments of 10 Se customers on 2 minutes and by checking to what extent this future position above the relief of the overflown The cell lies with an additional safety device span.  

Dies läuft darauf hinaus, dem Flugzeug eine punktförmige "elektronische" Schleife vorzuschalten, die den überflo­ genen Boden nicht "berühren" darf. Die Größe einer Zelle kann innerhalb des verbesserten Systems auf etwa 8 km Sei­ tenlänge verkürzt werden.This boils down to making the plane a point Upstream "electronic" loop that overflows the must not "touch" the ground. The size of a cell can be around 8 km within the improved system length can be shortened.

Ein Verfahren dieses Typs eignet sich für eine Navigation bei mittlerer Höhe, wobei ein Relief, dessen Anwesenheit als Ausnahme gilt, dadurch vermieden wird, daß in großer Entfernung von letzterem vorbeigeflogen wird und zwar in einer benachbarten Zelle mit niedrigerem Relief oder einfach dadurch, daß höher geflogen wird. Handelt es sich demgegenüber um einen Flug in geringer Höhe, beispiels­ weise in Tälern, so führt ein solches Verfahren zu einem permanenten und damit unbrauchbaren Alarm, der die Größe der Zelle wesentlich über der eines Tales liegt. In diesem letztgenannten Fall weist das Verfahren des Artikels auf die Navigationsprobleme hin, kann jedoch keine Lösung vor­ schlagen.A method of this type is suitable for navigation at medium height, with a relief whose presence as an exception, it is avoided that in large Distance from the latter is flown past in a neighboring cell with a lower relief or simply by flying higher. Is it in contrast to a flight at a low altitude, for example wise in valleys, such a procedure leads to one permanent and therefore unusable alarm that the size the cell is significantly above that of a valley. In this the latter case has the procedure of the article the navigation problems out there, however, cannot provide a solution beat.

Da darüber hinaus die Schleife punktförmig ist, wird das Vorliegen einer seitlichen Sicherheitsspanne nicht über­ prüft. Bei einer bestimmten geographischen Zelle wird die Höhe als gleich der des kulminierenden Punktes angenommen, was die Erfassung einer möglichen Kollision garantiert. Liegt jedoch die zukünftige Position des Flugzeuges bei einer Zelle mit geringer Höhe, in Nähe eines steilen Re­ liefs einer anderen Zelle, so kann die Flugbahn des Flug­ zeuges in Nähe dieses Reliefs verlaufen, ohne daß der Pi­ lot hierauf hingewiesen wird, da in dem verbesserten Sy­ stem der hier diskutierten früheren Bauart nur eine Hori­ zontalspanne von 150 Metern um die überflogene Zelle vor­ gesehen ist.In addition, since the loop is punctiform, it will Do not have a lateral safety margin checks. For a particular geographic cell, the Height assumed to be equal to the culminating point, which guarantees the detection of a possible collision. However, the future position of the aircraft is included a cell of low height, near a steep re ran another cell, so the flight path of the flight testimony close to this relief without the Pi lot is pointed out because in the improved Sy stem of the earlier design discussed here is just a Hori zonal span of 150 meters around the overflown cell is seen.

Darüber hinaus berücksichtigt das obengenannte Verfahren nicht die mögliche Streuung der Flugbahn des Flugzeuges um die zukünftige Position und zwar bedingt durch eine Steu­ erung, eine Abtrift oder einen Fehler, so daß der Pilot, wie oben ausgeführt, weder die seitliche noch die vertika­ le Sicherheitsspanne kennt, über die er verfügen kann. It also takes into account the above procedure not the possible spread of the flight path of the aircraft the future position due to a tax a drift or error so that the pilot as stated above, neither the side nor the vertical le knows the safety margin that he can dispose of.  

Bei Änderung der Flugbahn, beispielsweise bei sehr starker Verringerung der Höhe wird der Pilot zwar effektiv gewarnt wobei jedoch diese Warnung ihm auch anzeigen kann, daß in den folgenden zehn Sekunden eine Kollision eintreten kann, was zu spät wäre, um das Flugzeug reagieren zu lassen.When the trajectory changes, for example when the trajectory is very strong Reducing the altitude effectively warned the pilot however, this warning may also indicate to him that in collision can occur for the next ten seconds, which would be too late for the plane to react.

Somit vermeidet der Pilot des Flugzeuges bei normalem Flug einen Berg, wenn er bei zu geringer Höhe über seine Anwe­ senheit informiert wird; befindet er sich jedoch zuerst in gerade noch ausreichender Höhe, so weiß er nichts von sei­ ner Existenz und entdeckt ihn erst im letzten Moment bei raschem Höhenverlust, wobei er diese Gefahr hätte vermei­ den können, wenn er eine andere Flugroute gewählt hätte. Das verbesserte Verfahren dieser noch älteren Technik ist somit gefährlich, da es dem Piloten einen mittelfristigen "Sichtbarkeits"-Eindruck vor dem Flugzeug vermittelt, der nach einer Schaltung sehr rasch aufgehoben sein kann.The pilot avoids the aircraft during normal flight a mountain, if it is too low above its area is informed; however, it is first in just enough height, so he knows nothing of be existence and only discover it at the last moment rapid loss of altitude, whereby he would have avoided this danger if he had chosen a different route. The improved process of this still older technique is thus dangerous since it gives the pilot a medium term "Visibility" impression in front of the plane that gives after a circuit can be canceled very quickly.

Das rein herkömmliche Führungsverfahren mit Verfolgen ei­ ner vor dem Flug vorbereiteten Flugbahn enthält den Nach­ teil, dem Piloten oder dem Steuerungssystem des Flugzeuges eine Reaktionszeit einzuräumen, um bei Auftreten einer nicht annehmbaren Ablage von der Flugbahn gegenüber der vorgesehenen beispielsweise einen Berg zu umfliegen, was von der zuerst gewählten Sicherheitsentfernung zwischen der vorgesehenen Flugbahn und dem Berg abhängt. Demgegen­ über kann man bei der ersten Wahl der vorgesehenen Flug­ bahn nicht die Sicherheitsentfernung erhöhen, um eine star­ ke Abweichung für die gewählte Flugbahn zu tolerieren.The purely conventional management process with persecution A flight path prepared before the flight contains the night part, the pilot or the control system of the aircraft to allow a reaction time in order to, if a unacceptable offset from the trajectory towards the intended to fly around a mountain, for example, what from the first selected safety distance between the intended trajectory and the mountain. Against it You can go over at the first choice of the intended flight do not increase the safety distance to a star ke tolerance for the chosen trajectory.

Im Falle eines eingeschlossenen Tales führt jede Entfer­ nung der Flugbahn von einer der Flanken letzterer zu ei­ ner Annäherung an die andere und zwar in einer Flugvolu­ menentfernung unter der Sicherheitsentfernung. Das Flug­ zeug ist somit gezwungen, der vorgesehenen Flugbahn zu folgen und zwar ohne Möglichkeit einer raschen Änderung gegenüber dieser. In the case of an enclosed valley, every distance leads the trajectory of one of the flanks of the latter to egg an approach to the other in a flight crowd Men distance under the safety distance. The flight Stuff is thus forced to the intended trajectory follow without any possibility of a quick change towards this.  

Liegt andererseits die Geschwindigkeit des Flugzeuges über der vorgesehenen, so reduziert sich proportional die Zeit des Piloten, über die er verfügt, da der Wert der Sicher­ heitsentfernung konstant ist, so daß bei Eindringen des Flugzeuges in das Sicherheitsvolumen der Pilot Gefahr läuft, keine Zeit mehr zum Reagieren zu haben, während darüber hinaus das Flugzeug durch seine Geschwindigkeit nicht mehr rasch bedienbar ist. Es besteht somit die Ge­ fahr, daß das Flugzeug aus dem Sicherheitsvolumen nach außen heraustritt und den Boden berührt.On the other hand, the speed of the aircraft is above of the intended time is reduced proportionally of the pilot he has, because the value of the safe distance is constant, so that when the Airplane in the security volume of the pilot danger runs out of time to react while moreover the plane by its speed can no longer be operated quickly. There is therefore the Ge drive the plane out of the security volume comes out and touches the ground.

Somit ist das obengenannte Verfahren nicht anpassungsfä­ hig, weder in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Flugzeuges noch in Bezug auf seine Flugbahn. Ist letztere während des Fluges zu ändern, so muß der Pilot für die neue Flugbahn und in Bezug auf die vorgesehene Geschwin­ digkeit die Position des Sicherheitsvolumens auf der Karte abschätzen, was eine bestimmte Zeit erfordert, über die er nicht immer verfügt, insbesondere im Falle einer kriti­ schen Flugsituation. Wird darüber hinaus die Flugbahn normalerweise am Boden durch ein Vorbereitungszentrum definiert, so kann der Pilot an Bord des Flugzeuges lediglich eine manuelle, ungenaue und fehlerbehaftete Definition vornehmen.Thus, the above method is not adaptable hig, depending on the speed of the Plane still in terms of its trajectory. Is the latter to change during the flight, the pilot must for the new trajectory and in relation to the intended speed the position of the security volume on the map estimate what takes a certain time over which he not always decreed, especially in the case of a critique flight situation. In addition, the trajectory usually on the ground through a prep center defined so the pilot can board the aircraft just a manual, inaccurate and error-prone Make definition.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diese Probleme zu lösen.The aim of the present invention is to address these problems to solve.

Demzufolge betrifft diese Erfindung ein Führungsverfahren eines Flugzeuges mit dem Ziel, seine Kollision mit dem Bo­ den zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, daß:Accordingly, this invention relates to a guidance method of an aircraft aiming to collide with the Bo to prevent that characterized in that:

• - ein zu überfliegendes Terrain in einem digitalisierten, dreidimensionalen Modell abgespeichert wird;- A terrain to be scanned in a digitized, three-dimensional model is saved;
• - die Flugbahn des Flugzeuges bis zur aktuellen Position bestimmt und hieraus eine zukünftige Position abgeleitet wird, die nach Ablauf einer bestimmten Dauer gegenüber dem Durchlaufzeitpunkt der aktuellen Position erreicht wird;- The flight path of the aircraft to the current position determined and a future position derived from this will face that after a certain period of time the time of the current position becomes;
• - in Abhängigkeit von der zukünftigen Position eine Posi­ tion gegenüber dem Terrain und einem vorherbestimmten Volumen bestimmt wird, in das das Flugzeug nach der be­ stimmten Dauer eindringen kann;- Depending on the future position, a posi tion against the terrain and a predetermined one Volume is determined in which the aircraft after the be certain duration can penetrate;
• - man das Vorliegen eines Schnittpunktes zwischen dem vor­ herbestimmten Volumen und dem Terrain aufsucht und zwar durch Vergleich der Position dieses Volumens und des Ter­ rainmodells, wonach im Erfolgsfall ein Führungssignal er­ zeugt wird.- the presence of an intersection between the before determined volume and the terrain by comparing the position of this volume and the ter rain models, according to which if successful, he gives a leadership signal is fathered.

Somit läßt sich die Position des vorherbestimmten Volumens automatisch in sehr kurzer Zeit durch geeignete Rechenmit­ tel definieren und zwar ohne spezifische Einwirkung des Pi­ loten, da ausgehend von der verfolgten Flugbahn die zukünf­ tige Position des Flugzeuges bestimmt wird, ohne daß der Pilot ausdrücklich eine zukünftige Flugbahn vorsehen muß. Das Flugzeug unterliegt somit einem vorherbestimmten Volu­ men, das sich über eine ausreichende Entfernung vor dem Flugzeug ausdehnt, um eine Änderung der Flugbahn zu gege­ bener Zeit zu ermöglichen, wenn das vorherbestimmte Volu­ men auf ein Relief "auftrifft".The position of the predetermined volume can thus be determined automatically in a very short time using suitable calculating define tel without any specific influence of the Pi plumb, because based on the trajectory being traced, the future term of the aircraft is determined without the Pilot must explicitly provide a future trajectory. The aircraft is therefore subject to a predetermined volu men who are a sufficient distance from the Airplane stretches to accommodate a change in flight path allow time when the predetermined Volu "meets" a relief.

Das vorherbestimmte Volumen erfüllt im wesentlichen seine Funktion durch die vor die Flugbahn gedrehte Oberfläche, wobei die Flugbahn eine Art Schild vor dem Flugzeug bil­ det und bei fehlendem Steuersignal garantiert, daß das vor­ herbestimmte Volumen frei von Reliefs ist. Durchfliegt das Flugzeug anschließend das Volumen, das vorher durch das vorherbestimmte Volumen besetzt war, so entsteht keine Ge­ fahr der Kollision mit dem Boden. The predetermined volume essentially fulfills its Function by the surface turned in front of the trajectory, where the trajectory is a kind of shield in front of the aircraft det and guaranteed in the absence of a control signal that the before predetermined volume is free of reliefs. Fly through that Airplane then the volume that was previously through the predetermined volume was occupied, then no Ge arises drive the collision with the ground.  

Das Volumen selbst, gegenüber seiner vorderen Oberfläche, kann demgegenüber von Nutzen sein, ein Relief zu erfassen. So kann das Flugzeug bei abruptem Manöver großer Amplitude eine neue Flugbahn einnehmen, die ein Relief schneidet, das sich näher am Flugzeug befindet, als sich von diesem die vordere Oberfläche des vorherbestimmten Volumens be­ findet. Ist letztere von begrenzter Größe, so kann der Fall eintreten, daß sie nicht mehr von der neuen Flugbahn geschnitten wird, somit keine Aufgabe der Warnung mehr übernehmen kann, da vor dem Manöver das nahegelegene Relief seitlich überflogen wurde. Das Relief wird somit dadurch erfaßt, daß es sich innerhalb des vorherbestimmten Volumens befindet.The volume itself, compared to its front surface, on the other hand, it can be useful to record a relief. So the aircraft can handle large amplitude abrupt maneuvers take a new trajectory that cuts a relief, that is closer to the aircraft than from it the front surface of the predetermined volume finds. If the latter is of limited size, the In the event that they no longer have the new trajectory is cut, no longer a task of warning can take over, since before the maneuver the nearby Relief was flown over to the side. The relief is thus thereby grasped that it is within the predetermined Volume is located.

Zur präziseren Darstellung der an den Piloten oder an das automatische Führungssystem übertragenen Information kann das Verfahren zeitlich gestaffelt angewandt werden und zwar auf mehrere vorherbestimmte Volumen, wobei das Flug­ zeug in der Lage ist, das Volumen zu durchqueren, das ein­ genommen wurde. Diese vorherbestimmten Volumen können ge­ trennt sein oder geschnitten werden, von einem zum anderen Volumen unabhängige Größen und Formen haben und unterein­ ander unabhängigen bestimmten Zeiträumen entsprechen.For a more precise representation of the on the pilot or on the automatic guidance system transmitted information can the procedure is applied in a staggered manner and to several predetermined volumes, the flight is able to traverse the volume that a was taken. These predetermined volumes can be ge be separated or cut, from one to the other Volume have independent sizes and shapes correspond to other independent specified periods.

In einem speziellen Fall sind die vorherbestimmten Volumen praktisch konzentrisch, beispielsweise sphärisch; um die zukünftige Position des Flugzeuges ist die Wahrscheinlich­ keit, daß letzteres die Position durchfliegt, die eines von ihnen einnahm, ohne die Position der anderen zu berüh­ ren, umso geringer als dieses Volumen eine exzentrische Position einnimmt. Der Pilot kann somit ableiten, das ein Führungssignal, das einem vorherbestimmten exzentrischen Volumen entspricht, nur dann von Bedeutung ist, wenn das Flugzeug unvermittelt seine Flugbahn ändert und daß die vorherbestimmte in der Nähe oder in diesem vorherbestimm­ ten Volumen liegt. In a special case, the predetermined volumes practically concentric, for example spherical; to the future position of the aircraft is likely that the latter flies through the position that one of them without touching the position of the others ren, the less than this volume an eccentric Takes position. The pilot can thus deduce the one Guide signal that is a predetermined eccentric Volume corresponds, is only of importance if that Airplane suddenly changes its trajectory and that the predetermined near or in this predetermined volume.  

Insbesondere ist es vorteilhaft, daß die bestimmte Dauer von der Geschwindigkeit des Flugzeuges abhängt. Obwohl bei feststehender bestimmter Dauer eine Zunahme der Geschwin­ digkeit des Flugzeuges sich in einer proportionalen Ver­ größerung der Entfernung zwischen dem Flugzeug und der Po­ sition des vorherbestimmten Volumens ausdrückt, ändert sich die Manövrierfähigkeit des Flugzeuges bei einer Kurs- oder Höhenänderung mit der Geschwindigkeit. Daher ist es vorzuziehen, um die Leistungen des Verfahrens genau kon­ stant beizubehalten, für jede Geschwindigkeit des Flugzeu­ ges eine bestimmte Dauer zu definieren, die sowohl die Geschwindigkeit als auch die entsprechende, vorher gespei­ cherte Manövrierfähigkeit berücksichtigt.In particular, it is advantageous that the certain duration depends on the speed of the aircraft. Although at fixed certain duration an increase in the speed The aircraft is in a proportional ratio increase the distance between the plane and the Po sition of the predetermined volume expresses, changes the maneuverability of the aircraft during a course or change in altitude with speed. Therefore, it is preferable to precisely match the performance of the process maintain constant for any speed of the aircraft ges to define a certain duration, which both the Speed as well as the corresponding, previously saved maneuverability.

Um Form und Positionierung zu optimieren, kann das vorher­ bestimmte Volumen eine Ausrichtung besitzen, die von der aktuellen Position des Flugzeuges abhängt. Es läßt sich somit ein Vektor definieren, der von der aktuellen Posi­ tion zur zukünftigen Position des Flugzeuges verläuft und als Referenz zur Bestimmung der Kursausrichtung des vor­ herbestimmten Volumens dient, wenn dieses keine Revolu­ tionssymmetrie gegenüber der Vertikalen besitzt. Es ist besonders vorteilhaft, wenn es eine praktisch konische Form, zur zukünftigen Position geöffnet besitzt und auf den Vektor und die Spitze in Nähe der aktuellen Position des Flugzeuges ausgerichtet ist und zwar unter Einschluß der wahrscheinlichsten Flugbahnen des letzteren. Neben einem fernen vorherbestimmten Volumen, beispielsweise genau auf die zukünftige Position des Flugzeuges (Basis des Konus) zentriert, umfaßt ein vorherbestimmtes Volumen dieser Form ebenfalls ein der Spitze benachbartes Volumen, das zukünftigen Positionen des Flugzeuges entspricht, die näher an der aktuellen Position dieses letzteren liegen. Wie bereits vorher erläutert, ist dies von Interesse, insbesondere im Falle eines kreiselgesteuerten Flugzeuges, das rasch Kurs und Höhe wechseln kann. To optimize shape and positioning, you can do this beforehand certain volumes have an orientation that is different from the depends on the current position of the aircraft. It can be thus define a vector that is based on the current position tion to the future position of the aircraft and as a reference for determining the course direction of the before determined volume, if this is not a Revolu has symmetry in relation to the vertical. It is particularly advantageous if it is a practically conical Form, open to future position and on the vector and the tip near the current position the aircraft is aligned and included the most likely trajectory of the latter. Next a distant predetermined volume, for example exactly on the future position of the aircraft (base of the cone), comprises a predetermined volume this shape also has a volume adjacent to the tip, that corresponds to future positions of the aircraft closer to the current position of the latter. As explained earlier, this is of interest especially in the case of a gyro-controlled aircraft, that can quickly change course and altitude.  

Das Führungssignal umfaßt vorzugsweise eine für die Posi­ tion dieses Schnittpunktes repräsentative Information. Der Pilot kann somit genau ein Relief im vorherbestimmten Volu­ men lokalisieren und entsprechend steuern.The command signal preferably includes one for the posi representative point of this intersection. The The pilot can therefore have exactly one relief in the predetermined volume localize and control accordingly.

Darüber hinaus kann das Führungssignal eine für die maxi­ male Höhe des Terrainreliefs repräsentative Information enthalten und zwar des Reliefs, das sich im vorherbestimm­ ten Volumen befindet. Der Pilot kann somit erforderlichen­ falls entsprechend der Position des vorherbestimmten Volu­ mens gegenüber der vorgesehenen Flugbahn und gegebenen­ falls nach der genauen Position des Reliefs, sofern ihm diese wie oben angegeben, geliefert wurde, an Höhe gewin­ nen oder das Relief umfliegen.In addition, the command signal can be used for the maxi male height of the terrain relief representative information included and that of the relief that is determined in the predetermined ten volume. The pilot can therefore be required if according to the position of the predetermined volu mens compared to the intended trajectory and given if according to the exact position of the relief, provided it delivered as stated above, in height or fly around the relief.

Die Flugzeugführung erfordert eine ständige Aufmerksamkeit des Piloten des Flugzeuges, damit dieser das Vorliegen des Führungssignals oder eine zu starke Abweichung gegenüber den Sollwerten der Flugparameter erfaßt, die er einer auto­ matischen Steuervorrichtung überträgt, wobei die eingenom­ mene Flugbahn durch einen starken Seitenwind oder selbst durch einen Ausfall der automatischen Steuervorrichtung be­ einträchtigt werden kann, oder die Geschwindigkeit weicht ab, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dem Piloten ein akustisches Alarmsignal bei Anwesenheit des Führungssig­ nals zu übertragen.Aircraft guidance requires constant attention the pilot of the aircraft so that the presence of the Guide signal or a too large deviation the setpoints of the flight parameters recorded by an auto transmits matic control device, the ingested my trajectory due to a strong cross wind or even due to a failure of the automatic control device can be impaired, or the speed slows down from, whereby according to the invention is provided to the pilot Acoustic alarm signal when the leader is present to transmit.

Zum besseren Verständnis der Erfindung dient die folgende Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denenThe following serves to better understand the invention Description of a preferred embodiment of the Invention, in conjunction with the accompanying drawings, in which

• - Fig. 1 ein Diagramm zur Erläuterung der verschiedenen Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens, - Fig. 1 is a diagram illustrating the various stages of the method according to the invention,
• - Fig. 2 eine perspektivische Darstellung für Form und Position der beiden vorherbestimmten Volumen zur Erfassung der Terrainreliefs, durch ein Flugzeug unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens überflogen,-, flown over a perspective view of the form and position of the two predetermined volume for detecting the terrain relief by an aircraft using the method according to the invention Figure 2.
• - Fig. 3 ein anderes vorherbestimmtes Volumen,- Figure 3 is a different predetermined volume.
• - Fig. 4 eine Schnittdarstellung, lotrecht zu einer zu­ künftigen Flugbahn des Flugzeuges, von mehreren benachbar­ ten vorherbestimmten Volumen und- Fig. 4 is a sectional view, perpendicular to a future flight path of the aircraft, of several neighboring predetermined volumes and
• - Fig. 5 eine perspektivische Draufsicht der vorherbe­ stimmten Volumen der Fig. 4 zum Gegenstand haben.- Fig. 5 have a perspective top view of the previously determined volumes of Fig. 4 to the subject.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im nachstehend be­ schriebenen Beispiel auf die Führung eines ausgerüsteten Flugzeuges angewandt, unter Einschluß eines GPS-Empfängers in Fig. 1 mit 1 bezeichnet. Letzterer liefert regelmäßig im betreffenden Beispiel im Sekundenabstand einer Rechen­ einheit 2 eines Rechners 3 die aktuelle Position des letz­ teren, punktuell in Fig. 2 dargestellt und mit 10 bezeich­ net, in Form der Breite, Länge und Höhe des Flugzeuges wie seinen Geschwindigkeitsvektor 15 und die Angabe des zuge­ hörigen Augenblicks t0. Die Recheneinheit 2 liefert die Ta­ belle der geflogenen Flugbahn in den Positionen 10, Ge­ schwindigkeiten 15 und zugehörigen Augenblicken t0.The method according to the invention is applied in the example described below to the guidance of an equipped aircraft, including a GPS receiver in FIG. 1, denoted by 1 . The latter regularly provides in the example in question at a second interval of a computing unit 2 of a computer 3 the current position of the last one, shown punctually in FIG. 2 and labeled 10 , in the form of the width, length and height of the aircraft such as its speed vector 15 and the Indication of the associated moment t0. The computing unit 2 supplies the table of the flown flight path in the positions 10 , speeds 15 and associated moments t0.

Eine Recheneinheit 4 des Rechners 3 erhält von der Rechen­ einheit 2 die Signale für Geschwindigkeit 20 und für durch­ flogene Flugbahn 21 und bestimmt die wahrscheinlichste zu­ künftige Flugbahn 22 des Flugzeuges, durch Extrapolation der durchflogenen Flugbahn, definiert durch das Signal 21 und unter Berücksichtigung ihrer Krümmung nach drei senk­ rechten Achsen, ausgerichtet nach Parallele, Meridian und Ortsvertikale. Die vorgesehene zukünftige Flugbahn 22 be­ rücksichtigt in diesem Beispiel auch die Beschleunigungen, die das Flugzeug bis kurz vor Erreichen seiner letzten Po­ sition 10 erfahren hat, Beschleunigungen, deren Berechnung dadurch möglich wird, das einer Position wie 10, wie oben angegeben, ein bekannter Zeitpunkt, wie t0, zugeordnet wird.A computing unit 4 of the computer 3 receives from the computing unit 2 the signals for speed 20 and for flown flight path 21 and determines the most likely future flight path 22 of the aircraft, by extrapolation of the flown flight path, defined by the signal 21 and taking into account its curvature after three vertical right axes, aligned according to parallel, meridian and vertical. In this example, the intended future flight path 22 also takes into account the accelerations that the aircraft experienced until shortly before reaching its last position 10 , accelerations, the calculation of which is possible because a position such as 10 , as stated above, is a known point in time , such as t0.

Die Recheneinheit 2 überträgt darüber hinaus das Signal 20 einem elektronischen Speicher 30 des Rechners 3, der Infor­ mationen bezüglich der Manöverfähigkeit des Flugzeuges ent­ hält, insbesondere in Abhängigkeit von seiner Geschwindig­ keit, d. h. die Angabe seiner Fähigkeit, die Flugbahn und die Geschwindigkeit rasch zu ändern. Hieraus wird verständ­ lich, daß andere Flugparameter wie beispielsweise die Höhe des Flugzeuges ebenfalls vom Speicher 30 berücksichtigt werden können.The computing unit 2 also transmits the signal 20 to an electronic memory 30 of the computer 3 , which contains information regarding the maneuverability of the aircraft, in particular as a function of its speed, ie the indication of its ability to change the trajectory and the speed quickly . From this it is understandable that other flight parameters such as the height of the aircraft can also be taken into account by the memory 30 .

Der Speicher 30 liefert daraufhin an einen anderen Eingang der Recheneinheit 4 ein Signal der Manövrierfähigkeit 31 des Flugzeuges. Die Recheneinheit 4 bestimmt unter Anwen­ dung des Signals 31 auf eine enthaltene Korrespondenztabel­ le eine bestimmte Dauer Ti zwischen der Position 10 und einer zukünftigen Position 11 auf der vorgesehenen zukünf­ tigen Flugbahn 22, und bestimmt ebenfalls, nach der Ge­ schwindigkeit des Flugzeuges, den Wert einer Entfernung 22, die die Position 10 von der Position 11 trennt. Hier­ bei kann jedoch festgestellt werden, daß das Vorliegen des Speichers 30 nicht zwingend ist, um das Verfahren anzuwen­ den und daß die Dauer Ti nicht von der Manövrierfähigkeit des Flugzeuges abzuhängen braucht.The memory 30 then supplies a signal of the maneuverability 31 of the aircraft to another input of the computing unit 4 . The computing unit 4 determines using the signal 31 on an included correspondence table le a certain duration Ti between the position 10 and a future position 11 on the intended future flight path 22 , and also determines, according to the speed of the aircraft, the value of a Distance 22 that separates position 10 from position 11 . Here, however, it can be stated that the presence of the memory 30 is not mandatory in order to apply the method and that the duration Ti need not depend on the maneuverability of the aircraft.

Innerhalb der gesamten Beschreibung bedeutet eine Position "vor" einer anderen Position, daß sich diese in größerer Entfernung von der Position 10 als die andere Position befindet und genau in der Richtung der zukünftigen Flug­ bahn 22.Throughout the description, a position "in front" of another position means that it is at a greater distance from position 10 than the other position and exactly in the direction of future flight path 22 .

Ausgehend von den Signalen 20, 21 und 31 liefert die Re­ cheneinheit 4 ein Positionssignal 32, das die zukünftige Position 11 anzeigt, die das Flugzeug auf seiner zukünf­ tigen Flugbahn 22 nach Ablauf der vorherbestimmten Dauer T1 nach dem Zeitpunkt t0 einnimmt, der der Position 10 ent­ spricht. Starting from the signals 20 , 21 and 31 , the computing unit 4 supplies a position signal 32 which indicates the future position 11 which the aircraft will take on its future flight path 22 after the predetermined duration T1 has elapsed after the time t0, which is the position 10 speaks accordingly.

Darüber hinaus umfaßt der Rechner 3 einen elektronischen Speicher 35, der Daten 36 enthält, die Form und Größe der Volumen, sogenannter vorherbestimmter Volumen definieren. Diese Volumen werden in Abhängigkeit von der Flugbahn, den Flugparametern des Flugzeuges und spezifischer insbeson­ dere das Terrain betreffender Parameter optimiert. Innerhalb dieses ersten detaillierten Beispieles wird ein vorherbestimmtes Volumen 41 mit einer Hüllkurve 51 einge­ setzt, die praktisch eine Kugelform besitzt. Die Daten 37, als Teil der Daten 36, definieren gegenüber der Position eines Referenzpunktes 50, Zentrum der Kugel 51, die rela­ tive Position einer Vielzahl von N-Punkten 51k (k = posi­ tives Ganzes von 1 bis N) auf der Hüllkurve 51.In addition, the computer 3 comprises an electronic memory 35 which contains data 36 which define the shape and size of the volumes, so-called predetermined volumes. These volumes are optimized as a function of the flight path, the flight parameters of the aircraft and, more specifically, parameters relating to the terrain. Within this first detailed example, a predetermined volume 41 with an envelope 51 is inserted, which practically has a spherical shape. The data 37, as part of the data 36 defining relative to the position of a reference point 50, the center of the ball 51, the rela tive position of a plurality of N-points 51 k (k = posi tive integer from 1 to N) on the envelope 51 .

Eine Recheneinheit 5 des Rechners 3 empfängt das Signal 32 sowie die Daten 37 und setzt, durch Rechnung, das Zentrum 50 des vorherbestimmten Volumens 41 auf die Position 11. Sie fügt anschließend zu den drei Koordinaten jedes Punk­ tes 51k die homologe Koordinate der Position 11 hinzu, was in Form eines Signals 61k die absoluten Koordinaten lie­ fert: Breite, Länge und Höhe jedes der Punkte 51k. Ein großer Kreis 56 der Kugel 51, senkrecht zur zukünftigen Flugbahn 22 zur Position 11 stellt somit eine Oberfläche dar, die von der reellen Flugbahn durchlaufen wird, wenn während der Dauer Ti, die dem Zeitpunkt t0 folgt, diese nicht von der vorgesehenen um mehr als die Länge des Ra­ dius 49 des großen Kreises 56 abweicht.A computing unit 5 of the computer 3 receives the signal 32 and the data 37 and, by calculation, sets the center 50 of the predetermined volume 41 to the position 11 . It then adds the homologous coordinate of position 11 to the three coordinates of each point 51 k, which provides the absolute coordinates in the form of a signal 61 k: width, length and height of each of the points 51 k. A large circle 56 of the ball 51 , perpendicular to the future trajectory 22 to position 11 , thus represents a surface which is traversed by the real trajectory if, during the period Ti following the time t0, it does not deviate from the intended one by more than the length of the Ra dius 49 of the large circle 56 differs.

Die Recheneinheit 5 überträgt somit einem ersten Eingang eines Komparators 6 des Rechners 3 und einem elektroni­ schen Speicher 65 des Rechners 3 das Signal 61k, von dem nur die Informationen bezüglich der Breite und der Länge von letzterem verwertet werden. The computing unit 5 thus transmits a signal 61 k to a first input of a comparator 6 of the computer 3 and an electronic memory 65 of the computer 3 , of which only the information relating to the width and length of the latter is used.

Der Speicher 65 ist ein Massenspeicher, der ein dreidimen­ sionales, digitalisiertes Modell des Reliefs der Oberflä­ che der Erde enthält, die in zusammenhängende geographi­ sche Zellen einer praktisch rechteckigen Form unterteilt ist und zwar hier mit etwa 500 Meter Seitenlänge. Jeder Zelle ist eine Höhe zugeordnet, die der ihres kulminie­ renden Punktes entspricht. In Beantwortung des Signals 61k liefert der Speicher 65 einem zweiten Eingang des Kompara­ tors 6 ein Signal 66k, das den Wert der gespeicherten Höhe der Zelle angibt, die der Vertikalen des Punktes 51k ent­ spricht. Der Komparator 6 erzeugt nunmehr ein Führungs­ signal 71, wenn die Höhe der obengenannten Zelle über der des Punktes 51k liegt, was auf das Vorliegen eines Schnittpunktes zwischen dem vorherbestimmten Volumen 41 und dem zu überfliegenden Terrain hinweist. Die obenge­ nannten Operationen werden für jeden der Punkte 51k wie­ derholt.The memory 65 is a mass storage device which contains a three-dimensional, digitized model of the relief of the surface of the earth, which is subdivided into contiguous geographic cells of a practically rectangular shape, namely here with a side length of approximately 500 meters. Each cell is assigned a height that corresponds to its culminating point. In response to the signal 61 k, the memory 65 supplies a second input of the comparator 6 with a signal 66 k which indicates the value of the stored height of the cell, which speaks to the vertical of the point 51 k. The comparator 6 now generates a guide signal 71 when the height of the above cell is above that of the point 51 k, which indicates the presence of an intersection between the predetermined volume 41 and the terrain to be flown. The above-mentioned operations are repeated for each of the points 51 k.

In diesem Beispiel enthält das Führungssignal 71 zwei zu­ sätzliche Informationen. Hierbei überträgt der Komparator 6 über das Signal 71 das Signal 66k, das die Höhe der durch den Punkt 51k "erreichten" Zelle angibt. Darüber hinaus überträgt der Komparator 6 auch mit Hilfe des Sig­ nals 71 das Signal 61k, das die Position des Punktes 51k angibt. Der Pilot kann somit die Position und die Höhe eines gefährlichen Reliefs erkennen.In this example, the guide signal 71 contains two additional pieces of information. In this case, the comparator 6 transmits the signal 66 k via the signal 71 , which indicates the height of the cell “reached” by the point 51 k. In addition, the comparator 6 also transmits the signal 61 k with the aid of the signal 71 , which indicates the position of the point 51 k. The pilot can thus recognize the position and the height of a dangerous relief.

Hieraus wird sichtbar, daß, obwohl nur die Punkte 51k der Hüllkurve 51 des vorherbestimmten Volumens 41 eingesetzt werden, es sich in diesem Falle um eine Volumenerfassung handelt, da, falls ein interner Punkt des vorherbestimmten Volumens 41 sich in einer Höhe unter der der betreffenden Zelle befindet, zumindest ein Punkt der Hüllkurve 51 sich noch tiefer befindet, praktisch in Nähe seiner Vertikalen und seine "Kollision" mit dem Terrain vorher oder gleich­ zeitig mit der des internen Punktes erfaßt wird. From this it can be seen that although only the points 51 k of the envelope 51 of the predetermined volume 41 are used, it is a volume detection in this case, since if an internal point of the predetermined volume 41 is at a height below that of the relevant one Cell is located, at least one point of the envelope 51 is still lower, practically close to its vertical and its "collision" with the terrain is detected before or at the same time as that of the internal point.

Das obengenannte Verfahren kann zeitlich gestaffelt an­ gewandt werden, in dem in jedem Falle die bestimmte Dauer Ti, beispielsweise von 15 Sekunden auf 2 Minuten durch Inkremente von 15 Sekunden verändert wird und zwar mit An­ passung der Größe und gegebenenfalls der Form des vorher­ bestimmten Volumens.The above procedure can be staggered over time be used, in each case the specific duration Ti, for example from 15 seconds to 2 minutes Increments of 15 seconds are changed with On fit the size and, if necessary, the shape of the previously certain volume.

Darüber hinaus kann man gegenüber der zukünftigen Position 11 die Position mehrerer vorherbestimmter Volumen definie­ ren, desgleichen wachsende Größen und homothetische oder nicht homothetische Formen. So kann beispielsweise das vor­ herbestimmte Volumen 41 von einem anderen vorherbestimmten sphärischen Volumen 42 mit der Hüllkurve 52 umgeben werden. In diesem Falle, da der große Kreis 56 und sein Vergleich­ barer 57 des vorherbestimmten Volumens 42 konzentrisch sind, wird ein Führungssignal 72 erzeugt und zwar für das, was das externe vorherbestimmte Volumen 42 anlangt, ohne daß hierbei das Führungssignal 71 auftaucht, womit jedoch angegeben wird, daß ein Relief 75, Ursache des Führungs­ signals 72, nur in dem Volumen liegt, das die beiden Hüll­ kurven 51 und 52 trennt. Das Relief 75 befindet sich dem­ nach entweder genau auf der zukünftigen Flugbahn 22, vor der Position 11. In diesem Falle wird es das vorherbestimm­ te interne Volumen 41 ebenfalls erreichen und das Führungs­ signal 71 wird ebenfalls erzeugt oder aber, das Relief 75, wie es die Fig. 2 zeigt, befindet sich seitlich der zu­ künftigen Flugbahn 22, in einer Entfernung über der Länge des Radius 49 und das Führungssignal 71 wird nicht er­ zeugt, da das Relief 75 keine Gefahr bei nicht auftreten­ der starker Abweichung der zukünftigen Flugbahn gegenüber der vorgesehenen 22 darstellt.In addition, the position of several predetermined volumes can be defined with respect to the future position 11 , as well as increasing sizes and homothetic or non-homothetic forms. For example, the predetermined volume 41 can be surrounded by another predetermined spherical volume 42 with the envelope 52 . In this case, since the large circle 56 and its comparison barer 57 of the predetermined volume 42 are concentric, a guide signal 72 is generated, namely for what the external predetermined volume 42 reaches , without the guide signal 71 appearing, which is however indicated is that a relief 75 , the cause of the guide signal 72 , is only in the volume that separates the two envelopes 51 and 52 . The relief 75 is then either exactly on the future trajectory 22 , before position 11 . In this case, it will also reach the predetermined internal volume 41 and the guide signal 71 will also be generated or, the relief 75 , as shown in FIG. 2, is to the side of the future trajectory 22 , at a distance above Length of the radius 49 and the guide signal 71 is not generated because the relief 75 does not pose a risk if the strong deviation of the future trajectory from the intended 22 does not occur.

In dem vorgenannten detaillierten Beispiel, bei dem das vorherbestimmte Volumen 41 nicht kursmäßig ausgerichtet wird, ist es zwingend, wenn nicht nacheinander mehrere vorherbestimmte und verschieden ausgerichtete Volumen eingesetzt werden, daß das vorherbestimmte Volumen 41 eine Revolutionssymmetrieform um die Vertikale besitzt, da ein vorherbestimmtes flaches Volumen mit Bewegung parallel zur Oberfläche nur ein sehr kleines Volumen um die zukünftige Flugbahn 22 bestreichen würde. In the aforementioned detailed example, in which the predetermined volume 41 is not aligned in terms of price, it is imperative, if several predetermined and differently aligned volumes are not used in succession, that the predetermined volume 41 has a revolutionary symmetry shape about the vertical, since a predetermined flat volume would move only a very small volume around the future trajectory 22 with movement parallel to the surface.

Ein vorherbestimmtes Volumen kann demgegenüber eine nach unten verlängerte Form in der Art besitzen, einen Abschnitt entsprechende dem großen Kreis 56 zu definieren, durch den die wahrscheinlichsten Flugbahnen verlaufen und den Um­ stand berücksichtigen, daß das Flugzeug eher nach unten statt nach oben fliegen kann, somit wie ein Konus, mit dem Gipfelpunkt 10, unter Einschluß eines divergenten Bündels von möglichen Flugbahnen, wobei eher eine Ausbildung nach unten erfolgt.A predetermined volume, on the other hand, may have an elongated shape in the manner of defining a portion corresponding to the large circle 56 through which the most likely trajectories pass and take into account the fact that the aircraft can fly down rather than up, thus like a cone, with the summit point 10 , including a divergent bundle of possible trajectories, with a more downward formation.

Im folgenden zweiten detaillierten Beispiel wird der Rech­ ner 3 angesteuert, eine Ausrichtung eines vorherbestimmten Volumens 80 in Abhängigkeit von der Position 10 zu bestim­ men.In the following second detailed example, the computer 3 is controlled to determine an orientation of a predetermined volume 80 as a function of the position 10 .

Das in Fig. 3 dargestellte vorherbestimmte Volumen 80 ist nunmehr nach der Breite und nach der Länge ausgerichtet. Es besitzt die Form eines Konus mit Revolutionssymmetrie, ausgerichtet auf einen Vektor 88 von der Position 10 zur Position 11, vom Gipfelpunkt aus, der mit der Position 10 zusammenfällt und tangiert, durch die konische Peripherie seiner Hüllkurve 53, in Nähe der Basis 81, dem großen Kreis 56. Die Basis 81 des Konus 80 besitzt eine sphärische Form, zentriert auf die Position 10 und tangierend zur Hüllkurve 51 in einem Punkt 55, der sich praktisch auf der zukünftigen Flugbahn 22 befindet und zwar etwas vor der Position 11.The predetermined volume 80 shown in FIG. 3 is now aligned with the width and the length. It has the shape of a cone with revolution symmetry, aligned on a vector 88 from position 10 to position 11 , from the summit point, which coincides with position 10 , through the conical periphery of its envelope 53 , near the base 81 , the large circle 56 . The base 81 of the cone 80 has a spherical shape, centered on the position 10 and tangent to the envelope curve 51 at a point 55 which is practically on the future trajectory 22 and somewhat before the position 11 .

Der dargestellte Konus 80 repräsentiert somit ziemlich genau das Volumen, das von den möglichen zukünftigen Flug­ bahnen 22 bei einem Manöver des Flugzeuges eingenommen wird, wobei sich der Konus in dem Maße ausweitet, in dem die Entfernung eines Punktes von seiner Hüllkurve 53 zur Position 10 wächst. Der Konus 80 umfaßt praktisch das vorherbestimmte Volumen 41 und bietet somit den gleichen Schutz, umfaßt jedoch auch einen näheren Teil des Flugzeu­ ges, der sich als nützlich im Falle einer raschen Kurs- oder Neigungswinkeländerung erweist, wodurch die vorgese­ hene Flugbahn aus dem bereits von der Seite des Volumens durchlaufenen vorherbestimmten Volumen 41 heraustreten würde und zwar zum Vorderteil der zukünftigen Flugbahn 22.The cone 80 shown thus represents almost exactly the volume that is taken up by the possible future flight paths 22 during a maneuver of the aircraft, the cone expanding to the extent that the distance of a point from its envelope 53 to position 10 increases . The cone 80 practically comprises the predetermined volume 41 and thus offers the same protection, but also includes a nearer part of the aircraft, which proves useful in the event of a rapid change in course or angle of inclination, as a result of which the predetermined trajectory is already taken from the Side of the volume passed predetermined volume 41 would come out to the front of the future flight path 22 .

An dieser Stelle wird auffallen, daß, obwohl vom Volumen gesprochen wurde und man selbst auf der Tatsache bestand, daß es sich um eine Volumenerfassung handelt, es ebenfalls möglich ist, wenn man genau die Richtung der zukünftigen Flugbahn 22 kennt, der Richtung benachbart, die durch die Positionen 10 und 11 definiert ist, das vorherbestimmte Volumen auf eine Oberfläche zu reduzieren, quer ausgerich­ tet zur zukünftigen Flugbahn 22, wie der große Kreis 56, der nicht mit einem Relief "zusammenstoßen" darf. Eine Vielzahl von Oberflächen dieser Art, in verschiedenen Ent­ fernungen vor dem Flugzeug, entsprechend verschiedenen Flugdauern Ti, ermöglicht es darüber hinaus, ein vorher­ bestimmtes Volumen zu definieren, beispielsweise wie der Konus 80, unter Einschluß der obengenannten Oberflächen.At this point it will be noticed that, although there was talk of volume and one insisted on the fact that it is a volume detection, it is also possible if one knows exactly the direction of the future trajectory 22 , the direction adjacent to that is defined by positions 10 and 11 to reduce the predetermined volume to a surface, aligned transversely to the future trajectory 22 , such as the large circle 56 , which must not "collide" with a relief. A variety of surfaces of this type, in different Ent distances from the aircraft, corresponding to different flight times Ti, also allows to define a predetermined volume, such as the cone 80 , including the above surfaces.

Wie aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich, die jeweils eine Schnittdarstellung in einer Ebene senkrecht zur zukünfti­ gen Flugbahn 22 und zur Position 11 wiedergeben, mit Be­ trachtung von der Position 10 aus, ferner eine Draufsicht entsprechend der Fig. 4, lassen sich auch mehrere anein­ andergrenzende, vorherbestimmte Volumen 82, 83, 84 und 85 vorsehen, die konische Keulen mit dem Gipfelpunkt 10 defi­ nieren, mit einer nach vorn gedrehten Basis, zwischen dem Konus 80 und, im Umfeld sowie oben, rechts, und unterhalb links. In gleicher Weise wird ein vorherbestimmtes Volumen 86 in Form eines Konus vom Konus 80 gebildet und nach vorn verlängert. Ein Führungssignal bezüglich des Konus 80 weist auf das Vorhandensein eines Reliefs in Nähe der zukünftigen Flugbahn 22 hin, während ein Führungssignal bezüglich eines der Konen 82 bis 85, exzentrisch, auf die Anwesenheit eines Reliefs in weiterer Entfernung von der zukünftigen Flugbahn 22 hinweist, das somit keine Gefahr bei Nichtauftreten einer starken Abweichung der reellen Flugbahn gegenüber letzterer beinhaltet. As can be seen from FIGS. 4 and 5, each showing a sectional view in a plane perpendicular to the future trajectory 22 and position 11 , with consideration from position 10 , further a plan view corresponding to FIG. 4, can also be provide a plurality of contiguous, predetermined volumes 82 , 83 , 84 and 85 which define conical clubs with the summit point 10 , with a base turned forward, between the cone 80 and, in the vicinity and above, to the right, and below left. In the same way, a predetermined volume 86 in the form of a cone is formed by the cone 80 and extended to the front. A guidance signal with respect to the cone 80 indicates the presence of a relief in the vicinity of the future trajectory 22 , while an guidance signal with respect to one of the cones 82 to 85 , eccentric, indicates the presence of a relief at a further distance from the future trajectory 22 , that is there is no danger if there is no significant deviation of the real trajectory from the latter.

Ein nur auf den Konus 86 rückführbares Steuerungssignal weist auf die Anwesenheit eines zwar noch fernen aber mög­ licherweise gefährlichen Reliefs hin. Dieses Signal steu­ ert den Blinkvorgang eines Sichtmelders, die Aussendung einer akustischen Warnmeldung und die Anzeige einer Alarm­ meldung.A control signal which can only be traced back to the cone 86 indicates the presence of a relief which is still distant but possibly dangerous. This signal controls the blinking process of a visual detector, the transmission of an acoustic warning message and the display of an alarm message.

Claims (8)

1. Verfahren zur Führung eines Flugzeuges mit dem Ziel, seine Kollision mit dem Boden zu verhindern, dadurch gekennzeichnet,

• - daß ein digitalisiertes dreidimensionales Modell (66k) eines zu überfliegenden Terrains gespeichert wird;
• - daß die Flugbahn des Flugzeuges bis zu seiner aktuellen Position (10) bestimmt und eine zukünftige Position (11) abgeleitet wird, die nach Ablauf einer bestimmten Dauer (Ti) gegenüber dem Zeitpunkt (t0) seines Durch­ laufes an der aktuellen Position (10) erreicht wird;
• - daß in Abhängigkeit von der zukünftigen Position (11) eine Position gegenüber dem Terrain, einem vorherbe­ stimmten Volumen (41) bestimmt wird, in das das Flug­ zeug nach Ablauf der genannten bestimmten Dauer (Ti) eintreten kann;
• - daß ein Schnittpunkt zwischen dem vorherbestimmten Vo­ lumen (41) und dem Terrain ermittelt wird und zwar durch Vergleich der Position dieses Volumens (41) und des Terrainmodells (66k), wobei zutreffendenfalls ein Führungssignal (70, 71) erzeugt wird.

1. A method for guiding an aircraft with the aim of preventing its collision with the ground, characterized in that

• - That a digitized three-dimensional model ( 66 k) of a terrain to be scanned is stored;
• - That the trajectory of the aircraft is determined up to its current position ( 10 ) and a future position ( 11 ) is derived, which after a certain duration (Ti) compared to the time (t0) of its passage at the current position ( 10 ) is achieved;
• - That, depending on the future position ( 11 ), a position relative to the terrain, a predetermined volume ( 41 ) is determined, in which the aircraft can enter after said specified duration (Ti);
• - That an intersection between the predetermined volume ( 41 ) and the terrain is determined by comparing the position of this volume ( 41 ) and the terrain model ( 66 k), where appropriate a guide signal ( 70 , 71 ) is generated.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Etappen zeitlich gestaffelt und mit Bezug auf meh­ rere vorherbestimmte Volumen (41, 42) ausgeführt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the stages are staggered in time and carried out with reference to several predetermined volumes ( 41, 42 ). 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die genannte bestimmte Dauer (Ti) von der Geschwindigkeit des Flugzeuges abhängt (31).3. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that said certain duration (Ti) depends on the speed of the aircraft ( 31 ). 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das vorherbestimmte Volumen (80) in Abhängigkeit von der aktuellen Position (10) des Flug­ zeuges ausgerichtet wird. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the predetermined volume ( 80 ) is aligned depending on the current position ( 10 ) of the aircraft. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Führungssignal (71) eine für die Position des genannten Schnittpunktes repräsentative Information (61k) enthält.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the guide signal ( 71 ) contains information representative of the position of said intersection ( 61 k). 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungssignal eine für die ma­ ximale Höhe des Terrains in dem vorherbestimmten Volu­ men (41) repräsentative Information enthält.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the guide signal contains information representative of the maximum height of the terrain in the predetermined volume ( 41 ). 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das GPS-System zur Bestimmung der Po­ sition des Flugzeuges eingesetzt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized ge indicates that the GPS system for determining the Po sition of the aircraft is used. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein akustisches Signal ausgesendet wird, wenn ein Führungssignal (70, 71) erzeugt wurde.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that an acoustic signal is emitted when a command signal ( 70 , 71 ) has been generated.