JPH04298000A - 飛行計画立案装置および飛行計画立案方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、飛行計画立案装置お
よび飛行計画立案方法に関し、特に一連の危険性を含む
任意の戦域を通り、付与された目標にヘリコプタ（以下
、ヘリと称す）を指向させるため、最適経路を含む飛行
計画を立案するシステムに関し、特に入力装置およびデ
ータベースからのデータを処理して得られた最適経路お
よび飛行要領と、該最適経路および飛行要領から算出し
た所要時間，所要燃料とを含む飛行計画の作成を行うも
のに関するものである（以下このシステムおよびその方
法を便宜上本システムと称す）。

【０００２】

【従来の技術】図３は、例えば特開昭６１−２９２７１
１号公報に示された従来の戦術的経路指定システムのブ
ロック構成を示す。図において、２は通信システム、５
は中央処理装置、９は地図データ・ベース、８は脅威デ
ータ・ベース、７は表示装置、１０はキーボードである
。

【０００３】次に動作について説明する。始点，終点を
有し、またある選定された数の通過点を通る最初の独断
的な経路を選定し、キーボード１０により入力する。前
記独断的な経路を中央処理装置５（以下ＣＰＵと称す）
により複数の直線線分に分割し、上記線分の長さおよび
脅威データ・ベース８により各脅威までの近さを考慮し
つつ、それらの各々によって順次生じる撃墜確率，およ
びその組み合わせにより全通路の長さに添って生じる累
算撃墜確率をＣＰＵ５で判別し、記憶する。さらに、上
記通過点の各々を、順次ある与えられた方向に動揺させ
、各通過点ごとに通路線分に関する最も低い撃墜確率と
いう視点から、何れかの側の局所的に望ましい通過点の
各々を接続した経路の累算撃墜確率を、ＣＰＵ５で算定
し、最適経路を得る。得られた最適経路は、地図データ
・ベース９を用い、その累算撃墜確率とともに表示装置
７に表示する。なお通信システム２は、脅威データ・ベ
ース等の更新のために用いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の飛行計画立案装
置およびその方法は以上のように構成されているので、
脅威からの距離をもとにした撃墜確率とその累算によっ
て経路を決定する。これに対し、戦術ヘリは主として味
方上空を飛行するため、予め飛行が許可された空域（以
下、飛行回廊と称す）内で行動する必要があり、予告な
しにこの空域を外れると、味方対空火器に誤射される恐
れがある。またヘリはその機能の性質上、極低空を地形
に追随して飛行することが可能な反面、そのような飛行
形態をとっている際は通信波が届き難く、従って敵味方
の識別が困難である。さらに、その低高度飛行は強風や
視界不良時には大きな危険を伴う。従って、複数の飛行
回廊の中から、気象条件を考慮しながら最短な組み合わ
せを選択し、選択された経路に対して気象その他の条件
により適切な速度，高度を設定して行程の所要時間を算
出、これらをもってヘリの飛行計画とする必要があり、
ゆえに従来の経路指定システムはヘリの飛行計画立案に
は適用困難であった。

【０００５】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、ヘリの特性を生かし、脅威に
認識されることなく任務目標まで達することができると
ともに、味方からの誤射による相殺を避け、リアルタイ
ムな計画立案ができ、任務達成上最適な飛行計画立案を
得ることができる飛行計画立案装置および飛行計画立案
方法を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る飛行計画
立案装置および飛行計画立案方法は、戦域内の目標（経
路終点位置），到達すべき時刻および基地（経路始点位
置）をあらわすデータを入力装置により入力し、上記基
地（経路始点位置）から目標（経路終点位置）に至る総
ての飛行回廊をあらわすデータ，局地気象情報をあらわ
すデータおよび脅威に関するデータを外部システムから
通信装置を介して取り込み、該通信装置のデータの取り
込みが行われたことをオンライン制御装置により識別し
、上記通信装置のデータをダイナミックデータベースに
より記憶し、上記入力装置および上記ダイナミックデー
タベースからのデータを処理して得られた最適経路およ
び飛行要領と、該最適経路および飛行要領から算出した
所要時間，所要燃料とを含む飛行計画をＣＰＵにより作
成し、上記飛行計画を表示装置により表示するようにし
たものである。

【０００７】またこの飛行計画立案方法は、基地（経路
始点位置）から目標（経路終点位置）に至る総ての経路
をリストアップし、上記リストアップされた総ての経路
上に存在する総ての飛行回廊に対し、脅威，距離，風速
，視界の４つのパラメータを与え、ダイナミックデータ
ベース３のデータを参照して、それぞれの数値に従い予
め定めた規準によって属性値を付加し、該属性値を付加
した飛行回廊のうち、ヘリが飛行する上で許容できない
程高い風速、あるいは視程の属性値を有する飛行回廊を
マークし、マークされていない飛行回廊の有無を判別し
、該判別されたマークされていない飛行回廊ごとに、適
切なアルゴリズムを用いてコスト計算し、コストが最小
の経路、即ち最適経路を探索する。該最適経路に含まれ
る総ての飛行回廊に対し、風速と視程の属性値によって
、予め定められたある規準に従い、回廊ごとに速度レベ
ルおよび高度レベルを設定し、さらに脅威の有するセン
サの覆域を考慮し、同覆域内にある飛行回廊に対し、制
限高度を設定し、このような速度および高度、即ち飛行
要領を設定する。上記最適経路および上記飛行要領を考
慮して、各チェックポイントの予定通過時刻を、目標到
達時刻（任務）から逆算し、所要燃料を算出する。上記
最適経路および上記飛行要領に予定通過時刻および所要
燃料を付与した飛行計画を表示するようにした方法であ
る。

【０００８】

【作用】この発明においては、従来の脅威データ・ベー
スを廃止し、オンライン制御装置とダイナミックデータ
ベースを設けたことにより、気象情報の他に脅威情報も
リアルタイムに取り込むことが可能となり、オンライン
制御装置からの信号により、その時点までのデータを元
にＣＰＵが経路計算中であっても、新たに入力されたデ
ータを採用してリアルタイムに最適経路を算出すること
ができ、任務達成上最適な飛行計画立案装置を得ること
ができる。

【０００９】また基地から目標に至る総ての経路をリス
トアップし、脅威，距離，風速，視界の４つのパラメー
タを与えて最適経路を探索し、該最適経路に含まれる総
ての飛行回廊に対し、飛行要領を設定し、上記最適経路
および上記飛行要領を考慮して各チェックポイントの予
定通過時刻および所要燃料を算出し、またここまでの時
点で変更されたデータがあれば、割り込み処理できるよ
うにしたので、リアルタイムな計画立案ができ、ヘリの
最適飛行計画を立案できる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１は本発明の一実施例による飛行計画立案シス
テムの構成を示す。図において、１は飛行計画立案装置
、２は当該戦域に関する飛行回廊をあらわすデータ、局
地気象情報をあらわすデータ、および脅威に関するデー
タを外部システムから取り込むための通信装置、３は該
通信装置１のデータを記憶するダイナミックデータベー
ス、４は上記通信装置１のデータの取り込みが行われた
ことを識別するオンライン制御装置、６は目標（経路終
点位置）および基地（経路始点位置）をあらわすデータ
を入力するための入力装置、５は入力装置６およびダイ
ナミックデータベース３からのデータを処理し、それに
よって最適経路，飛行要領等を含む飛行計画を作成する
ためのＣＰＵ、７は上記計画を表示する表示装置を備え
ている。

【００１１】なお本文中では「最適経路」という語を、
ヘリが飛行可能でかつ最短な行程を有する複数の飛行回
廊の組み合わせを意味するものとして使用し、従って必
ずしも飛行可能な最善の経路を意味してはいない。

【００１２】また本システム１は最適経路および飛行要
領を決定するための飛行回廊、脅威情報および気象情報
を外部システムから通信装置２を介して取り込む。上記
飛行回廊は基地（経路始点位置）から目標（経路終点位
置）に至る総ての経路をリストアップし（以下、経路上
にある飛行回廊の両端の地点を総称してチェックポイン
トと称す）、チェックポイントとして本文中で総称する
地上の座標と、地名および他のチェックポイントとの接
続情報とで表現される。次に脅威情報は脅威の位置座標
および低空監視レーダ（ヘリを中高々度で戦術運用する
ことは稀であると仮定）の覆域で構成されるものとし、
該覆域が不明な場合は技術動向等を考慮して妥当なある
数値をデフォルトとして採用する。そして気象情報は主
として局地気象に関するものであり、任意の位置座標に
おける風向，風速，視界等のデータを含む。

【００１３】次に通信装置２で取り込まれた上記飛行回
廊，脅威情報および気象情報は、オンライン制御装置４
により所定のフォーマットでダイナミック・データベー
ス３に記憶され、かつ同時にオンライン制御装置４によ
り上記情報が更新されたことが、中央処理装置５に通知
される。また中央処理装置５が既にあるデータをもとに
計画立案処理を実行中の場合は、この機構により直ちに
新しいデータをダイナミックデータベース３から読み込
み、必要ならば再計算するため、リアルタイムなレスポ
ンスが可能となる。

【００１４】次にこの飛行計画立案システムの動作につ
いて、最初の飛行計画立案プロセスを仮定して図２に沿
って説明する。まず最適経路を求める。計画立案プロセ
スのトリガは、通常入力装置６によって行われる。入力
装置６により任務、その他必要事項を入力する。上記任
務は飛行計画作成に必要な項目だけでよく、本システム
においては目標の座標および到達すべき時刻となる。そ
の他、ヘリを離陸させる基地の座標を入力する。この座
標は、あるいは任務に含まれるものかも知れない。入力
方法はキーボードを想定しているが、より進んだヒュー
マンインターフェースがあれば、特定するものではない
。

【００１５】次に中央処理装置５は、目標の座標および
ヘリの基地からそれぞれ最も近いチェックポイントを判
別する。例えば、基地に近い方のチェックポイントをＳ
点、目標に近い方をＥ点とすると、Ｓ−Ｅ間の総ての経
路をダイナミックデータベース３中のチェックポイント
に関するデータをもとに算出し、上記リストアップされ
たＳ−Ｅ間の総ての経路上に存在する総ての飛行回廊に
対し、脅威，距離，風速，視界の４つのパラメータを与
え、ダイナミックデータベース３を参照して、それぞれ
の数値に従い、予め定めた基準によって属性値を付加す
る（Ｓ１　）。この属性値は、距離が長い程大きく、風
速が大きい程大きく、視界が良い程小さい値を設定する
ものとする（以下４つの属性値の合計をコストと称す）
。 また脅威については評価アルゴリズムを用いて属性値と
し、脅威が大きい程大きく設定する。そして上記４つの
属性値の相関処理を行い、各飛行回廊ごとにコストづけ
を行う。

【００１６】次に各経路ごとに含まれる飛行回廊をスキ
ャンして、ヘリが飛行する上で許容できない程高い風速
、あるいは視程の属性値が与えられた飛行回廊をマーク
する（Ｓ２　）。

【００１７】ここまでの処理により不連続な領域が生じ
た経路、即ち上記マークされた飛行回廊は候補から除く
。そしてマークされていない飛行回廊の有無を判別しＳ
３　、仮に、ここで総ての経路が除かれてしまう場合は
、入力装置６より新たな飛行回廊を設定する必要がある
（Ｓ３１）。また仮に、この段階で選択できる経路が複
数ある場合は、各飛行回廊ごとにつけられたコストを経
路ごとに適切なアルゴリズムを用いて合計し（Ｓ４　）
、コストが最小な経路を探索する（Ｓ６　）。これを最
適経路と呼ぶ。したがって、この段階におけるコスト計
算により経路の距離が求められる。そしてコストが最小
になる経路の有無を判別し（Ｓ７　）、仮にここでコス
トが最小になる経路がない場合は、上記同様、新たに飛
行回廊を設定する必要がある（Ｓ３１）。

【００１８】次に飛行要領を求める。上記最適経路に含
まれる総ての飛行回廊に対し、風速と視程の２つの属性
値に従い、予め定めた、ある規準に従い、速度レベルお
よび高度レベルを上記飛行回廊ごとに設定する。また、
ダイナミックデータベース３から読み出した脅威に関す
るデータをもとに、脅威の有するセンサの覆域内に含ま
れる上記最適経路における制限高度（これより高々度の
飛行を禁ずる高度）を設定する（Ｓ９　）。この速度お
よび高度を飛行要領という。

【００１９】次に飛行計画を表示する。最適経路の全長
を計算し、同時に目標到達時刻から各チェックポイント
通過時刻を逆算し、所要燃料を算出する（Ｓ１０）。

【００２０】ここで上記最適経路に、飛行要領である各
飛行経路ごとの速度，高度，および制限高度とその適用
経路、さらにチェックポイント通過時刻および所要燃料
を付与して飛行計画とし、表示装置７に出力する（Ｓ１
２）。

【００２１】なお、この飛行計画立案装置および飛行計
画立案方法は、その時点までのデータをもとにＣＰＵ５
が経路計算中であっても、新たに入力されたデータを採
用してリアルタイムに最適経路を算出できるように、上
記飛行回廊ごとにコストを算出した段階（Ｓ４　）から
上記各チェックポイントの通過時刻を算出する段階（Ｓ
１０）の範囲で割り込み可能である。即ちこの割り込み
処理Ａは、飛行回廊ごとにコストを算出した段階（Ｓ４
　）で割り込み処理Ａが許可され（Ｓ５　）、変更され
たデータがあるか、否かを判別し（Ｓ５１）、仮にここ
で新しいデータ、即ち変更されたデータがある場合は、
直ちに新しいデータをダイナミックデータベース３から
読み込み、変更が必要な属性値を付加し直し（Ｓ５３）
、変更が必要なコストを計算し直す（Ｓ５４）。変更さ
れたデータがない場合は、もとの処理の続きに戻る（Ｓ
５２）。また上記各チェックポイントの通過時刻を算出
する段階（Ｓ１０）以降は割り込み禁止となる（Ｓ１１
）。

【００２２】このように上記実施例では、戦域内の目標
（経路終点位置）、到達すべき時刻および基地（経路始
点位置）をあらわすデータを入力装置６により入力し、
上記基地（経路始点位置）から目標（経路終点位置）に
至る総ての飛行回廊をあらわすデータ，局地気象情報を
あらわすデータおよび脅威に関するデータを外部システ
ムから通信装置２を介して取り込み、該通信装置２のデ
ータの取り込みが行われたことをオンライン制御装置４
により識別し、上記通信装置２のデータをダイナミック
データベース３により記憶し、上記入力装置６および上
記ダイナミックデータベース３からのデータを処理して
得られた最適経路および飛行要領と、該最適経路および
飛行要領から算出した所要時間，所要燃料とを含む飛行
計画をＣＰＵ５により作成し、上記飛行計画を表示装置
７により表示するようにしたので、戦術ヘリコプタに与
えられた任務に従い、その任務目標まで確実に到達させ
るための飛行計画をリアルタイムに与えることができる
。即ち、このシステムは既知の脅威の数が変化したり、
脅威が移動したり、脅威あるいは気象等の条件により通
過困難な飛行回廊が生じたときでも、それらの条件の下
で最適な飛行計画を、例えそれ以前のデータをもとに計
画作成処理中であってもリアルタイムに更改することが
できる。

【００２３】また飛行計画を実現させる方法として、基
地（経路始点位置）から目標（経路終点位置）に至る総
ての経路をリストアップし、上記リストアップされた総
ての経路上に存在する総ての飛行回廊に対し、脅威，距
離，風速，視界の４つのパラメータを与え、ダイナミッ
クデータベース３のデータを参照して、それぞれの数値
に従い予め定めた規準によって属性値を付加し、該属性
値を付加した飛行回廊のうち、ヘリが飛行する上で許容
できない程高い風速、あるいは視程の属性値を有する飛
行回廊をマークし、マークされていない飛行回廊の有無
を判別し、該判別されたマークされていない飛行回廊ご
とに、適切なアルゴリズムを用いてコスト計算し、コス
トが最小の経路、即ち最適経路を探索する。該探索され
た最適経路に含まれる総ての飛行回廊に対し、風速と視
程の属性値によって、予め定められてある規準に従い、
飛行回廊ごとに速度レベルおよび高度レベルを設定し、
さらに脅威の有するセンサの覆域を考慮し、同覆域内に
ある飛行回廊に対し、制限高度を設定し、このような速
度および高度、即ち飛行要領を設定し、上記最適経路お
よび飛行要領を考慮して、各チェックポイントの予定通
過時刻を、目標到達時刻（任務）から逆算し、所要燃料
を算出する。上記最適経路および上記飛行要領に予定通
過時刻および所要燃料を付与した飛行計画を表示するよ
うにしたので、上記同様の効果を奏する。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る飛行計画
立案装置および飛行計画立案方法によれば、戦域内の目
標（経路終点位置）、到達すべき時刻および基地（経路
始点位置）をあらわすデータを入力装置により入力し、
上記基地（経路始点位置）から目標（経路終点位置）に
至る総ての飛行回廊をあらわすデータ、局地気象情報を
あらわすデータおよび脅威に関するデータを外部システ
ムから通信装置を介して取り込み、該通信装置のデータ
の取り込みが行われたことをオンライン制御装置により
識別し、上記通信手段のデータをダイナミックデータベ
ースにより記憶し、上記入力装置および上記ダイナミッ
クデータベースからのデータを処理して得られた最適経
路および飛行要領と、該最適経路および飛行要領から算
出した所要時間，所要燃料とを含む飛行計画をＣＰＵに
より作成し、上記飛行計画を表示装置により表示するよ
うにしたので、戦術ヘリコプタに与えられた任務に従い
、その任務目標まで確実に到達させるための飛行計画を
リアルタイムに与えることができる。即ち、このシステ
ムは既知の脅威の数が変化したり、脅威が移動したり、
脅威あるいは気象等の条件により通過困難な飛行回廊が
生じたときでも、それらの条件の下で最適な飛行計画を
、仮えそれ以前のデータをもとに計画作成処理中であっ
てもリアルタイムに更改することができる効果がある。

【００２５】また、基地（経路始点位置）から目標（経
路終点位置）に至る総ての経路をリストアップし、上記
リストアップされた総ての経路上に存在する総ての飛行
回廊に対し、脅威，距離，風速，視界の４つのパラメー
タを与え、ダイナミックデータベース３のデータを参照
して、それぞれの数値に従い予め定めた規準によって属
性値を付加し、該属性値を付加した飛行回廊のうち、ヘ
リが飛行する上で許容できない程高い風速、あるいは視
程の属性値を有する飛行回廊をマークし、マークされて
いない飛行回廊の有無を判別し、該判別されたマークさ
れていない飛行回廊ごとに、適切なアルゴリズムを用い
てコスト計算し、コストが最小の経路、即ち最適経路を
探索する。該探索された最適経路に含まれる総ての飛行
回廊に対し、風速と視程の属性値によって、予め定めら
れてある規準に従い、飛行回廊ごとに速度レベルおよび
高度レベルを設定し、さらに脅威の有するセンサの覆域
を考慮し、同覆域内にある飛行回廊に対し、制限高度を
設定し、このような速度および高度、即ち飛行要領を設
定し、上記最適経路および飛行要領を考慮して、各チェ
ックポイントの予定通過時刻を、目標到達時刻（任務）
から逆算し、所要燃料を算出する。上記最適経路および
飛行要領に予定通過時刻および所要燃料を付与した飛行
計画を表示するようにしたので、上記同様の効果がある
。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による飛行計画立案装置の
構成を示すブロック構成図である。

【図２】この発明の一実施例による飛行計画立案方法を
示すフローチャート図である。

【図３】従来の戦術的経路指定システムの構成を示すブ
ロック構成図である。

【符号の説明】

１　　　　飛行計画立案システム ２　　　　通信装置 ３　　　　ダイナミックデータベース ４　　　　オンライン制御装置 ５　　　　ＣＰＵ ６　　　　入力装置 ７　　　　表示装置 ８　　　　外部システム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ある指定された戦域内に与えられた複
   数の飛行回廊から目標に達する最適な経路を判別する飛
   行計画立案装置において、目標（経路終点位置），到達
   すべき時刻および基地（経路始点位置）をあらわすデー
   タを入力するための入力手段と、上記戦域の基地（経路
   始点位置）から目標（経路終点位置）に至る総ての飛行
   回廊をあらわすデータ，局地気象情報をあらわすデータ
   および脅威に関するデータを外部システムから取り込む
   ための通信手段と、上記通信手段のデータの取り込みが
   行われたことを識別する手段と、上記通信手段のデータ
   を記憶する記憶手段と、上記入力手段および上記記憶手
   段からのデータを処理して得られた最適経路および飛行
   要領と、該最適経路および飛行要領から算出した所要時
   間，所要燃料とを含む飛行計画を作成するための処理手
   段と、上記飛行計画を表示する手段とを備えたことを特
   徴とする飛行計画立案装置。
2. 【請求項２】　　基地（経路始点位置）から目標（経路
   終点位置）に至る総ての経路をリストアップし、上記リ
   ストアップされた総ての経路上に存在する総ての飛行回
   廊に対し、脅威，距離，風速，視界の４つのパラメータ
   を与え、通信手段のデータを記憶している記憶手段のデ
   ータを参照して、それぞれの数値に従い予め定めた規準
   によって属性値を付加する段階と、該属性値を付加した
   飛行回廊のうち、ヘリが飛行する上で許容できない程高
   い風速、あるいは視程の属性値を有する飛行回廊をマー
   クする段階と、マークされていない飛行回廊の有無を判
   別する段階と、該判別されたマークされていない飛行回
   廊ごとに、適切なアルゴリズムを用いてコスト計算する
   段階と、コストが最小の経路、即ち最適経路を探索する
   段階と、該探索された最適経路に含まれる総ての飛行回
   廊に対し、風速と視程の属性値によって、予め定められ
   てある規準に従い、飛行回廊ごとに速度レベルおよび高
   度レベルを設定する段階と、さらに脅威の有するセンサ
   の覆域を考慮し、同覆域内にある飛行回廊に対し、制限
   高度を設定し、このような速度および高度、即ち飛行要
   領を設定する段階と、上記最適経路および飛行要領を考
   慮して、各チェックポイントの予定通過時刻を、目標到
   達時刻（任務）から逆算し、所要燃料を算出する段階と
   、上記最適経路および上記飛行要領に上記予定通過時刻
   および所要燃料を付与した飛行計画を表示する段階とを
   含むことを特徴とする飛行計画立案方法。