(57)【要約】【課題】航空機の乗組員が悪天候および／または他の航空機などの潜在的に危険な物体に応答するためのより多くの時間を有するように、航空機の気象レーダの範囲を有効に拡大する。【解決手段】航空機間で気象レーダ情報を通信するシステムおよび方法は、低帯域幅通信トランシーバ３０６を使用して航空機間で気象情報を通信する。例示的な実施形態は、遠隔航空機１２０搭載の気象レーダシステム３１０から気象情報を受信し、受信された気象情報を、少なくとも１つの表示装置３２２上に表示可能な気象レーダ画像情報へと処理し、気象レーダ画像情報を縮小サイズのデータセットへと処理し、低帯域幅通信チャネルを介して装備航空機１０４に縮小サイズデータセットを通信し、低帯域幅通信チャネルが、遠隔航空機搭載の低帯域幅通信トランシーバによって生成される。【選択図】図３
2010279034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
約１メガビット／秒以下の容量で定義された低帯域幅通信チャネルを使用して航空機間で気象情報を通信するための方法であって、
遠隔航空機（１２０）搭載の気象レーダシステム（３１０）から気象情報を受信するステップと、
前記受信された気象情報を、少なくとも１つの表示装置（３２２）上に表示可能な気象レーダ画像情報へと処理するステップと、
前記気象レーダ画像情報を縮小サイズのデータセットへと処理するステップと、
前記低帯域幅通信チャネルを介して装備航空機（１０４）に前記縮小サイズデータセットを通信するステップとを備え、
前記低帯域幅通信チャネルは、前記遠隔航空機（１２０）搭載の低帯域幅通信トランシーバ（３０６）によって生成され、
前記低帯域幅通信チャネルは、前記装備航空機（１０４）の乗組員と前記遠隔航空機（１２０）の乗組員との間の音声通信用に構成される、
方法。
【請求項２】
前記受信ステップ、前記処理ステップおよび前記通信ステップは、
前記遠隔航空機（１２０）搭載の前記気象レーダシステム（３１０）から第１の気象情報を最初に受信するステップと、
前記受信された第１の気象情報を前記表示装置（３２２）上に表示可能な第１の気象レーダ画像情報へと処理するステップと、
前記第１の気象レーダ画像情報を第１の縮小サイズデータセットへと処理するステップと、
前記第１の縮小サイズデータセットを前記装備航空機（１０４）に通信するステップと、
前記遠隔航空機（１２０）搭載の前記気象レーダシステム（３１０）から第２の気象情報を後に受信するステップと、
前記受信された第２の気象情報を、前記表示装置（３２２）上に表示可能な第２の気象レーダ画像情報へと処理するステップと、
ＪＰＥＧ（ジョイントフォトグラフィックエキスパートグループ）、ＧＩＦ（グラフィックスインターチェンジフォーマット）、およびＭＰＥＧ（ムービングピクチャエキスパートグループ）データ圧縮のうちの少なくとも１つを使用して前記第１気象レーダ画像情報を第２の縮小サイズデータセットへと処理するステップと、前記第２の縮小サイズデータセットは、前記第１の気象情報と前記第２の気象情報の間の変化に対応し、
前記第２の縮小サイズデータセットを前記装備航空機（１０４）に通信するステップと、
を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記気象レーダ画像情報を前記縮小サイズデータセットへと処理するステップは、
関心のある第１のタイプの気象を選択するステップと、
前記選択された第１のタイプの気象に対応する第１の気象情報を選択するステップと、
前記選択された第１の気象情報を第１の縮小サイズデータセットへと処理するステップと、
関心のある第２のタイプの気象を選択するステップと、
前記選択された第２のタイプの気象に対応する第２の気象情報を選択するステップと、
前記選択された第２の気象情報を第２の縮小サイズデータセットへと処理するステップと、
前記第１の縮小サイズデータセットを前記装備航空機（１０４）に通信するステップと、
後に前記第２の縮小サイズデータセットを前記装備航空機（１０４）に通信するステップと、
を備える、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
航空機気象レーダは、解析されたレーダ反射に基づいて、危険な気象の情報を表示する。検出された危険気象情報に対応するレーダ反射情報は、航空機が横断している地理的領域を示す平面図を一般に使用して、表示装置上で航空機乗組員に提示される、一部のレーダシステムは任意選択で、航空機機首方位に沿ってなど、航空機に対する選択された方位角に沿って、垂直スライス図に対応する危険気象情報の選択部分を提示するように構成されてよい。こうした垂直スライスは、選択された垂直スライスに沿って位置するいずれかの危険気象の、航空機からの高度および相対的距離を表示する。
【０００２】
しかし、気象レーダは、制限された有効範囲を有する。レーダ範囲は、地形および航空機の高度によって制限されることがある。たとえば、カンザス州上の巡航高度の航空機は、地球の曲率、および放射されたレーダ信号の出力信号強度に基づいて約５５５．６ｋｍ（３００海里）の有効レーダ範囲を有することができる。搭載レーダのこの有効範囲は、レーダ水平線と呼ばれることもある。コロラド州では、気象レーダ有効範囲は、山脈が放射されたレーダ信号を遮断するとき、著しく減少する。航空機が離陸中または着陸中のとき、航空機の高度が低いことにより、（航空機が巡航高度にあるときと比べて）地球水平線が航空機に比較的接近しているので、レーダ範囲が制限されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，６６７，７１０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、気象レーダは、気象レーダの範囲を超えた気象および／または関心の対象を乗組員に示さない。たとえば、航空機は、巡航高度の間、比較的速い速度で移動していることがある。気象レーダの有効範囲が航空機から数百マイルであっても、航空機は、その距離を比較的短時間に横断する。したがって、航空機の乗組員が悪天候および／または他の航空機などの潜在的に危険な物体に応答するためのより多くの時間を有するように、航空機の気象レーダの範囲を有効に拡大することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
航空機間で気象レーダ情報を通信するシステムおよび方法が開示される。例示的な一実施形態は、検出された気象に基づいて気象情報を生成する、第１の航空機に搭載された気象レーダシステムと、搭載気象レーダシステムに結合されており、気象情報を処理して縮小サイズのデータセットにする搭載処理システムと、搭載処理システムに結合された搭載低帯域幅通信トランシーバとを有し、搭載低帯域幅通信トランシーバが、縮小サイズデータセットを第２の航空機搭載の遠隔低帯域幅通信トランシーバに送信する。
【０００６】
さらなる態様によれば、例示的な一実施形態は、遠隔航空機に搭載された気象レーダシステムから気象情報を受信し、受信された気象情報を処理して、少なくとも表示装置上に表示可能な気象レーダ画像情報にし、気象レーダ画像情報を処理して、縮小サイズのデータセットにし、縮小サイズデータセットを低帯域幅通信チャネルを介して装備航空機に通信し、低帯域幅通信チャネルが、遠隔航空機に搭載された低い帯域幅通信トランシーバによって生成される。
【０００７】
好ましい代替の実施形態について、以下の図面を参照して下記に詳細に述べられる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】その一部が装備航空機の搭載気象レーダの有効範囲外にある、複数のストームセルを有する空間領域を通る装備航空機の計画飛行経路の一部を示す透視図である。
【図２】航空機の搭載気象レーダの有効範囲の概念的気象レーダ表示、および遠隔航空機の気象レーダの有効範囲の気象レーダ表示を示す図である。
【図３】装備航空機の航空電子機器システムで実装された気象レーダ情報通信システムの例示的な一実施形態のブロック図である。
【図４】装備航空機の搭載気象レーダシステムに基づく、複数のストームセルを通る計画飛行経路の気象レーダ表示、および遠隔航空機の気象レーダシステムから受信された情報を提示する表示画像の図である。
【図５】通信された気象情報を伴う低帯域幅通信信号を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
気象レーダ情報通信システム１００の実施形態は、搭載レーダによって検出されたレーダ情報を処理し、低帯域幅通信チャネルを使用して他の航空機にレーダ情報を通信する。たとえば、ＨＦ（高周波）、ＶＨＦ（超短波）およびＵＨＦ（極超短波）無線システムは、航空機間、航空機対地上、および／または地上対航空機の通信を提供するために比較的低い帯域幅チャネルを使用する。気象レーダ通信情報通信システム１００の実施形態は、こうした低帯域幅チャネルを使用して、処理されたレーダ情報を通信する。
【００１０】
図１は、複数のストームセル１０８、１１０、１１２を有する空間領域１０６を通る装備航空機１０４の計画飛行経路１０２の一部の透視図であり、この複数のストームセルの一部は、装備航空機の搭載気象レーダの有効範囲外にある。用語「気象」は一般に、それだけに限らないが、装備航空機１０４が遭遇し得るストームセル、乱気流領域、雲、降水、雹、雪、ウインドシア、氷結条件など、気象レーダが検出可能な任意のタイプの気象現象を指す。
【００１１】
この例では、ストームセル１０８、１１０は、装備航空機の搭載気象レーダの有効範囲１１４内にある。しかし、遠隔のストームセル１１２は、装備航空機の搭載気象レーダの有効範囲１１４の外にある。したがって、装備航空機１０４は、ストームセル１１２を検出することができない。
【００１２】
ストームセル１１２は、様々な理由により、装備航空機の搭載気象レーダの有効範囲１１４の外にあり得る。たとえば、装備航空機１０４は、離陸中であることがあり、したがって、比較的低い高度にあり得る。あるいは、ストームセル１１２の検出を妨げている介在する山脈１１６が存在することがある。あるいは、ストームセル１１２は、装備航空機１０４の正面の遥か向こうにあるので、単に検出できないことがある。
【００１３】
ここで、図示された空間領域１０６ｂは、範囲１１８として示された、装備航空機１０４の気象レーダの有効範囲１１４の外に位置する。しかし、遠隔航空機１２０は、ストームセル１１２の比較的近くにある。したがって、ストームセル１１２は、遠隔航空機１２０の気象レーダによって検出可能である。気象レーダ情報通信システム１００の実施形態は、遠隔航空機１２０の搭載レーダによって検出されたレーダ情報を処理し、低帯域幅通信チャネルを使用して装備航空機１０４にレーダ情報を通信する。したがって、装備航空機１０４は、ストームセル１１２を乗組員に示すレーダ表示を生成することができる。
【００１４】
図２は、航空機の搭載気象レーダの有効範囲の概念的な気象レーダ表示２０２、および遠隔航空機の気象レーダの有効範囲の気象レーダ表示２０４である。気象レーダ表示２０２、２０４は、それぞれ航空機１０４、１２０の気象レーダの範囲内で検出された気象の平面図である。図１に類似して、図２の図形記号の参照符号は、図１のストームセル１０８、１１０、１１２の参照符号に対応する。
【００１５】
提示された気象レーダ表示２０２、２０４は、２次元（２Ｄ）データベースに基づくことができ、このデータベースは、情報（たとえば航空機１０４、１２０の現在位置に対する範囲および方位値に基づくビンを使用して）レーダ反射情報で埋められる。他の実施形態では、提示された気象レーダ表示２０２、２０４は、３次元（３Ｄ）データベースに基づくことができ、このデータベースは、（たとえば航空機１０４、１２０の現在位置に対する範囲、方位角、および海抜高度に基づく３Ｄビンまたはボクセルを使用して）レーダ反射情報で埋められる。３Ｄ気象レーダシステムの例示的な実施形態は、本願の譲受人に譲渡された、２００２年２月１９日に出願された米国特許第６，６６７，７１０号、Ｃｏｒｎｅｌｌ他に従って実装される。同特許の全体を、参照により本明細書に組み込む。
【００１６】
一部の実施形態は、レーダ反射情報に相関するビットマップデータセットを生成することができる。したがって、特定のデータビンまたはボクセルは単に、表示された色、フィルパターンまたはシェーディングに対応するビットマップデータを記憶する。
【００１７】
気象レーダ表示２０２、２０４上に表示された画像は、検出された気象のサイズおよび相対位置を定義する、色付きの領域として一般に示されたピクチャ情報を備える。色は、強度および／または気象タイプなど、気象の様々な属性を示す。一部の実施形態では、気象レーダ表示２０２、２０４は、気象の高度に関する情報を与えるために、指定された放射状構造に沿って気象情報の垂直スライスを表示するように構成されてよい。
【００１８】
遠隔航空機１２０からの気象レーダ情報は、低帯域幅通信チャネル信号２０６を介して装備航空機１０４に通信される。さらに、状況によっては、装備航空機１０４からのローカル気象レーダ情報が、低帯域幅通信チャネル信号２０６を介して遠隔航空機１２０に通信される。一部の実施形態では、（それだけに限らないがピクセル情報など、）気象レーダ表示２０２、２０４上の画像に対応する情報が通信される。他の実施形態では、気象レーダ表示２０２、２０４上の画像を生成するために使用された情報が通信される。
【００１９】
さらに、送信側航空機の現在位置が、通信される遠隔気象レーダ情報と共に含まれる。一部の実施形態は、遠隔レーダ情報が収集された時間、および／または送信側航空機の機首方向を含む。さらに、送信側航空機に対する、検出された遠隔気象の相対方向を識別する方位情報が含まれる。
【００２０】
気象レーダ情報通信システム１００の実施形態は、受信側航空機（ここでは装備航空機１０４）の知られている位置を、送信側航空機（ここでは遠隔航空機１２０）の位置と相関させる。したがって、受信された遠隔気象レーダ情報の相対的位置が決定され、次いで、受信側航空機の気象レーダの範囲を有効に拡大するために、受信側航空機（ここでは装備航空機１０４）のローカル気象レーダの範囲に追加される。
【００２１】
別法として、またはさらに、遠隔気象情報は、検出された遠隔気象の位置（緯度、経度および／または海抜）が決定されて、次いで、通信される気象情報に含められるように処理されてよい。したがって、気象レーダ情報通信システム１００の実施形態は、関心領域（搭載気象レーダシステム３１０の有効範囲１１４の外の空間領域１０６ｂなど）内の気象情報を選択することができる。
【００２２】
図３は、装備航空機１０４の航空電子機器システム３０２で実装された気象レーダ情報通信システム１００の例示的な一実施形態のブロック図である。遠隔航空機１２０が、同様に装備されている。航空電子機器システム３０２は、全地球測位システム（ＧＰＳ：ｇｌｏｂａｌ  ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）３０４と、トランシーバ３０６と、慣性測定装置（ＩＭＵ：ｉｎｅｒｔｉａｌ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｕｎｉｔ）３０８と、気象レーダシステム３１０と、処理システム３１２と、表示システム３１４と、メモリ３１６と、乗組員インターフェース３１８とを含む。気象レーダシステム３１０は、レーダ信号を放射し、レーダ反射を受信するように動作可能なアンテナ３２０を含む。表示システム３１４は、適切な表示装置３２２を含む。一部の実施形態では、表示装置３２２は、電子飛行バッグにあることも、ＡＲＩＮＣ  ４５３表示装置にあることもある。航空電子機器システム３０２は、上記コンポーネントのすべてを含むとは限らないことがあり、かつ／あるいは本明細書に示されず、または述べられていない他のコンポーネントおよび／またはシステムを含むことがあることが理解されよう。
【００２３】
上述のコンポーネントは、例示的な実施形態では、通信バス３２４によって通信可能に共に結合される。航空電子機器システム３０２の代替実施形態では、上述のコンポーネントは、異なるやり方で互いに通信可能に結合されてよい。たとえば、上述のコンポーネントのうちの１つまたは複数は、処理システム３１２に直接結合されてもよいし、中間コンポーネント（図示せず）を介して処理システム３１２に結合されてもよい。
【００２４】
気象レーダシステム３１０は、それだけに限らないが、航空機１０４から比較的遠く離れて位置する気象を検出するように動作可能な気象レーダなど、任意の適切なレーダシステムであってよい。アンテナ３２０は、レーダパルスを放射し、レーダ反射を受信する。レーダ反射は、放射されたレーダパルスが当たっている物体から反射されたエネルギーである。アンテナ３２０は、レーダシステム３１０が航空機１０４の近くの関心領域で気象、より具体的には乱気流を検出できるように、往復運動で、上下方向に、かつ／または関心のある他の方向に掃引される。気象レーダ情報通信システム１００の実施形態は、航海用レーダなど、レーダの他のタイプおよび／または応用例で実装されてよい。
【００２５】
ＧＰＳ  ３０４は、装備航空機１０４の現在位置を決定する。ＩＭＵ  ３０８もまた、装備航空機１０４の現在位置を決定し、またはその現在位置の決定を補うために使用されてよい。
【００２６】
ユーザインターフェース３１８は、装備航空機１０４の乗組員から入力を受信する。したがって、乗組員は任意選択で、気象レーダシステム３１０によって検出されたレーダ情報だけを見ることを決定してもよいし、他の遠隔航空機によって受信されたレーダ情報を見ることを選択してもよいし、両方を見ることを選択してもよい。
【００２７】
トランシーバ３０６は、低帯域幅、長範囲の通信装置である。一部の実施形態では、トランシーバ３０６は、音声通信に使用される。たとえば、装備航空機１０４の乗組員は、遠隔航空機１２０の乗組員と話すことができる。一部の状況では、乗組員間の議論の後、レーダ情報が送信され得る。したがって、送信側航空機（ここでは装備航空機１０４）の乗組員は、受信側航空機（ここでは遠隔航空機１２０）への気象レーダ情報の送信を引き起こすために、ユーザインターフェース３１８を介して適切なコマンドを入力してよい。状況によっては、気象レーダ情報が、航空機間で交換されてよい。一部の実施形態では、気象レーダ情報が、航空機間で自動的に交換される。さらに、気象情報が、地上局から受信され、そこに送信されてよい。
【００２８】
こうした長距離の低帯域幅トランシーバ３０６は、ＵＨＦおよびＶＨＦおよび／またはＵＦ周波数を使用して通信することができる。したがって、低帯域幅トランシーバは、ＨＦ（高周波）無線システム、ＶＨＦ（超短波）無線システム、および／またはＵＨＦ（極超短波）無線システムの一部であってよい。
【００２９】
たとえば、例示的なＶＨＦデータリンクシステムは、３１．５キロビット／秒（Ｋｂｐｓ）の帯域幅を有し、７４０．８ｋｍ（４００海里）以上の空対空の範囲である。別の例示的なトランシーバ３０６は、１０９０ＭＨｚモードＳ拡張スキッタ（１０９０  ＥＳ）データリンクであり、このデータリンクは、航空機ベースの送信機では最大（１）メガビット／秒（Ｍｂｐｓ）が可能であり、最大３７０．４ｋｍ（２００海里）の範囲である。したがって、低帯域幅通信システムは、約１Ｍｂｐｓ以下のチャネル容量を有する。一部の実施形態では、低帯域幅システムは、装備航空機１０４の乗組員、他の航空機の乗組員、および／または航空管制官など地上の人々の間の音声通信をサポートする。
【００３０】
したがって、トランシーバ３０６の帯域幅容量は、トランシーバ３０６によって使用される周波数に応じて約数十キロビット／秒で測定される。したがって、トランシーバ３０６上では生の気象レーダ情報を転送できるほど十分な帯域幅容量を使用できない。さらに、トランシーバ３０６上では気象レーダ画像情報を転送できるほど十分な帯域幅容量を使用できない場合が多い。したがって、気象レーダ情報通信システム１００の実施形態は、気象レーダ情報および／または気象レーダ画像情報を処理し、またはパラメータ化して、遠隔気象レーダ情報の縮小データセットにし、この縮小データセットは、トランシーバ３０６から使用可能な比較的低い帯域幅容量を使用して転送することができる。さらに、縮小データセットを通信することによって、音声通信など、他の目的にトランシーバ３０６を使用することが可能となる。縮小データセットは、以前に送られた縮小データセットを更新するために使用されるリフレッシュを含むこともできる。
【００３１】
気象レーダ情報通信システム１００の例示的な実施形態は、連携して動作する複数のモジュールを備える。モジュールは、レーダ情報処理モジュール３２６、飛行計画処理モジュール３２８、オプションの垂直表示処理モジュール３３０、オプションの乱気流強度処理モジュール３３２、および気象情報表示モジュール３３４と識別される。モジュール３２６、３２８、３３０、３３２、３３４は、メモリ３１６に常駐し、処理システム３１２によって取り出され、実行される。他の実施形態では、モジュール３２６、３２８、３３０、３３２、３３４は、共通モジュールとして一緒に実装されてもよいし、他のモジュールに統合されてもよいし、他のメモリ（図示せず）常駐してもよい。
【００３２】
例示的な実施形態では、気象情報データベース３３６は、メモリ３１６に記憶され、この気象情報データベース３３６は、一部の実施形態では、３次元（３Ｄ）気象情報を含んでよい。さらに、気象情報データベース３３６は、他のデータベースと共に実装されてもよいし、バッファなどの様々なフォーマットで実装されてもよいし、かつ／または別のメモリで実装されてもよい。
【００３３】
レーダ情報処理モジュール３２６は、レーダシステム３１０のアンテナ３２０によって検出されたレーダ反射を処理する。様々なタイプの気象およびその関連属性が、レーダ情報処理モジュール３２６によって決定される。決定されたローカル気象情報は、気象情報データベース３３６内の対応するビン（２Ｄ）またはボクセル３０４（３Ｄ）内に保存される。
【００３４】
気象情報表示モジュール３３４は、気象情報データベース３３６に記憶された気象情報にアクセスし、ローカル気象情報の図式的提示に対応する表示可能画像を構築する。さらに、縮小サイズのデータセット内の遠隔気象情報は、遠隔気象の表示可能な画像を生成するために使用される。遠隔気象の画像は、ローカル気象の画像と組み合わされる。ローカル気象情報の表示可能な画像は、表示システム３１４に通信され、気象レーダ表示２０２（図２）として表示装置３２２上に提示される。表示可能な画像は、一部の実施形態では、ビットマップデータの形である。
【００３５】
オプションの飛行計画処理モジュール３２８は、飛行計画情報を処理する。飛行計画は、乗組員によって事前定義され、かつ／または入力されてよい。事前定義された飛行計画は一般に、一連の中間地点に基づく複数の計画飛行経路セグメントを備える。計画飛行経路セグメントは、直線であっても、曲線であってもよい。飛行計画情報は、中間地点の位置および／または飛行経路セグメントを定義する地理的な位置情報、ならびに計画高度情報を含む。飛行計画情報は任意選択で、高度下限、高度上限、および／あるいは除外領域またはゾーンなど、様々な限度を含み得る。一部の実施形態では、飛行計画は、乗組員の入力に基づいて、ＧＰＳ  ３０４および／またはＩＭＵ  ３０８によって提供された航空機１０４の現在位置に基づいて、かつ／あるいはトランシーバ３０６によって受信された命令または情報に基づいて飛行中に動的に調整されてよい。したがって、飛行計画は、乗組員にとって関心のある装備航空機１０４の気象レーダシステム３１０の検出範囲外の空間領域を決定するために使用されてよい。次いで、決定された空間領域が、遠隔航空機から受信されたレーダ情報フィルタリングし、そうでない場合は選択するために使用される。
【００３６】
任意選択の乱気流強度処理モジュール３３２はさらに、検出された乱気流の乱気流強度情報および乱気流領域の位置を決定するために気象レーダ反射情報を処理する。乱気流強度情報および位置情報は、気象情報データベース３３６に保存される。乱気流情報は、気象情報として送信されてよい。
【００３７】
オプションの垂直表示処理モジュール３３０は、事前定義または選択された垂直面またはスライスに沿って気象情報を取り出す。取り出された気象情報は、気象情報表示モジュール３３４に通信され、この気象情報表示モジュール３３４は、垂直スライスに対応する画像を準備し、次いで、この画像は、表示装置３２２上に表示される。
【００３８】
図４は、装備航空機の搭載気象レーダシステム３１０、および遠隔航空機の気象レーダシステム３１０から受信された情報に基づいて、複数のストームセル１０８、１１０、１１２を通る計画飛行経路１０２の気象レーダ表示４０２を提示する表示画像である。図１に類似して、図４の図形記号の参照符号は、図１のストームセル１０８、１１０、１１２の参照符号に対応する。
【００３９】
装備航空機１０４内の気象レーダ表示４０２は、搭載気象レーダシステム３１０（図３）によって検出されたストームセル１０８、１１０、１１２の表示を含む。搭載気象レーダシステム３１０は、その最大範囲１１４まで、ローカル気象を検出する。ローカル気象レーダ情報は、検出されたローカル気象に基づいて生成される。
【００４０】
最大範囲１１４を超えて、気象レーダ表示４０２は、遠隔航空機１２０の気象レーダシステム３１０によって検出されたストームセル１１２を表示する。したがって、範囲１１８として示された、範囲１１４の外の遠隔気象情報が、装備航空機１０４の乗組員に示され得る。
【００４１】
図５は、通信される気象情報を含む低帯域幅通信信号２０６を概念的に示している。様々なときに、低帯域幅通信信号２０６は、（遠隔航空機１２０によって検出された気象に対応する）縮小サイズのデータセット５０２を含むことになる。他のときには、他の通信５０４が、低帯域幅通信信号２０６内に含まれ得る。たとえば、通信５０４は、航空機１０４、１２０の乗組員間の会話に対応する音声情報を含んでよい。低帯域幅通信信号２０６は、双方向通信（音声会話など）をサポートすることが理解されよう。したがって、装備航空機１０４は任意選択で、その気象レーダシステム３１０によって検出された（縮小サイズデータセットの形の）気象レーダ情報を遠隔航空機１０４に返すことができる。
【００４２】
さらに、地上局５０６は、低帯域幅通信信号５０８が気象レーダ情報に対応する縮小サイズのデータセットを伴って遠隔航空機１２０から受信され得るように、トランシーバ３０６、または互換性のある別のトランシーバを備えてよい。（あるいは、信号２０６、５０８は、装備航空機１０４と地上局５０６の両方で受信された同じ信号であってよいことが理解されよう。）
気象レーダ情報通信システム１００の実施形態は、気象レーダ情報を縮小サイズのデータセット５０２へと処理するための１つまたは複数の技術を使用することができ、この縮小サイズデータセット５０２は、低帯域幅通信チャネルを介して通信される。
【００４３】
例示的な低帯域幅通信信号は、レーダ強度情報を比較的小さい縮小サイズのデータセット５０２に変換することによって生成される。たとえば、レーダ強度情報は、２Ｄまたは３Ｄの縮小サイズデータセット５０２の複数のビンまたはボクセルについてのビットマップ情報を生成するために使用されてよい。ビットマップ情報は、レーダ反射強度の特定の値または値域を識別する事前定義された色に対応する小さい２進数であってよい。したがって、レーダ反射強度情報は、特定の各ビンまたはボクセルについて、比較的小さいビット数に変換され、次いで、縮小サイズのデータセット５０２へと組み立てられる。
【００４４】
通信される縮小サイズのデータセット５０２は、遠隔航空機１２０によって検出された気象の位置が決定できるように十分な位置情報を含む。たとえば、それだけに限らないが、ビン位置情報、遠隔航空機１２０の現在位置（地理的位置、および任意選択で機首方向、速度および／または高度情報）、ならびに方位情報（レーダ反射が収集されたときの遠隔航空機１２０のアンテナ３２０の向きに対応する）は、縮小サイズデータセット５０２と共に、あるいはその中に含まれる。
【００４５】
装備航空機１０４は、縮小サイズデータセット５０２のうちの１つを受信すると、その現在位置を遠隔航空機１２０の位置情報に相関させる。遠隔航空機の位置、および縮小サイズデータセット５０２内に含まれた情報の相対的位置が分かると、遠隔航空機１２０によって検出された気象の位置が決定される。
【００４６】
さらに、または別法として、１つまたは複数の他の処理技術が使用されてよい。たとえば、ランレングス符号化は、縮小サイズデータセット５０２で通信される情報量をさらに縮小するために使用されてもよい。たとえば、気象レーダ表示２０２、２０４上に黒い領域として示された、遠隔航空機の気象レーダシステム３１０によってスキャンされた大きい空間領域が気象を含まない場合、気象が検出されない空間領域を識別するためにランレングス符号化が使用され得る。同様に、遠隔航空機の気象レーダシステム３１０によってスキャンされた空間領域は、特に厳しい気象の存在を示すことができ、それは、気象レーダ表示２０２、２０４上に赤またはマゼンタの領域として示され得る。ランレングス符号化は、厳しい気象を伴う空間領域を識別するために使用されてよい。
【００４７】
さらに、または別法として、空間領域（３Ｄ気象）または面積（２Ｄ気象）が、体積または面積幾何学を使用して定義され得る。２Ｄ気象情報では、（レーダ強度によって定義された）特定のタイプの気象を有する面積は、その面積の角点（ｃｏｒｎｅｒ  ｐｏｉｎｔ）によって境界が定められ得る。別の例として、領域の境界は、ベクトルとして指定されてよい。他の実施形態は、気象を定義するために、ベクトルグラフィックスを使用することができる。たとえば、それだけに限らないが、大きい矩形の面積は、４つの点の位置によって定義されてもよいし、２つの点の位置、および（矩形の２つの境界を定義する）２つのベクトルによって定義され得る。３Ｄ気象情報では、特定のタイプの気象を有する体積は、角点の位置および／またはベクトルによって定義され得る。気象の２Ｄ面積または３Ｄ体積を定義する任意の適切な幾何学が使用されてよい。
【００４８】
さらに、または別法として、縮小サイズのデータセット５０２で通信される情報量をさらに減少させるために、指定された閾値より大きいレーダ値、指定された閾値より小さい値、あるいは１つまたは複数の閾値範囲内にある値を有する気象情報を選択することが使用され得る。遠隔航空機の気象レーダシステム３１０によってスキャンされた大きい空間領域が気象を含まない場合、この情報は、通信される縮小サイズデータセット５０２内に含まれない。たとえば、それに限らないが、大きい関心の対象である可能性が低い、非常に軽い降水が検出される場合、（閾値より小さいレーダ反射強度を有する）この情報は、通信される縮小サイズデータセット５０２内に含まれない。
【００４９】
さらに、気象レーダシステムは一般に、レーダ反射強度に基づいてレーダ反射情報を分類する。たとえば、中程度に厳しい気象は、第１の色（黄色など）で表示されてよく、厳しい気象は、第２の色（赤など）で表示されてよい。気象レーダ情報通信システム１００の一部の実施形態は、縮小サイズのデータセット５０２を構築するとき、それぞれ異なるカテゴリのレーダ反射強度を使用する。たとえば、中程度に厳しい気象、および厳しい気象は、縮小サイズデータセット５０２内で、単一のタイプの気候と分類され得る。
【００５０】
さらに、または別法として、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ：ジョイントフォトグラフィックエキスパートグループ）、ＧＩＦ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ  Ｆｏｒｍａｔ：グラフィックスインターチェンジフォーマット）および／またはＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ：ムービングピクチャエキスパートグループ）データ圧縮技法が、縮小サイズデータセット５０２を圧縮するために使用されてよい。実施形態は、現在知られている、または後に開発される任意の適切な画像圧縮技法を使用することができる。
【００５１】
さらに、または別法として、気象データの変化が通信されてよい。たとえば、縮小サイズデータセット５０２ａは最初、遠隔航空機１２０によって検出されたすべての気象の画像を構築するのに十分な詳細な縮小サイズデータセット５０２を含むことができる。装備航空機１０４および遠隔航空機１２０は、連続的または周期的に互いに通信していると仮定すると、後に通信される第２の縮小サイズデータセット５０２ｂは、検出された気象の変化を含むことができる。したがって、縮小サイズデータセット５０２ｂ内の情報量は、縮小サイズデータセット５０２ａ内の情報量に比べてかなり縮小され得る。例示的な一実施形態では、ＪＰＥＧ（ジョイントフォトグラフィックエキスパートグループ）、ＧＩＦ（グラフィックスインターチェンジフォーマット）、および／またはＭＰＥＧ（ムービングピクチャエキスパートグループ）データ圧縮技法が、時間に関連した連続的な縮小サイズデータセット５０２を圧縮するために使用される。したがって、元の縮小サイズデータセット５０２ａは、連続的に受信される縮小サイズデータセット５０２ｂ、５０２ｃによって「リフレッシュ」される。
【００５２】
さらに、通信される縮小サイズデータセット５０２ｂ、５０２ｃの「リフレッシュ率」は、変化することがある。たとえば、気象が変化しておらず、または緩やかに変化している場合は、縮小サイズデータセット５０２ｂ、５０２ｃの通信間の時間は、増加することがある。気象が急速に変化している場合は、縮小サイズデータセット５０２ｂ、５０２ｃの通信間の時間は、減少することがある。
【００５３】
さらに、または別法として、縮小サイズのデータセット５０２内の情報量をさらに減少させるために、フラクタル圧縮技法が使用され得る。したがって、レーダ画像データは、フラクタルに変換され、より厳密には幾何学的図形へと、「フラクタル符号」と呼ばれる数学的データへと変換され、このフラクタル符号は、符号化された画像を再作成するために使用される。
【００５４】
さらに、または別法として、縮小サイズのデータセット５０２内の情報は、特定のタイプの気象に関係し得る。気象レーダシステム３１０は、対流気象、乱気流、雹、雷および／または氷結条件を識別するように動作可能であってよい。たとえば、縮小サイズデータセット５０２ａは、対流気象情報を含み得る。第２の縮小サイズデータセット５０２ｂは、乱気流情報を含み得るなどである。特定のどんな縮小サイズデータセット５０２もが単一のタイプの気象についての情報を含むので、縮小サイズデータセット５０２内で通信される情報量は減少する。さらに、関心のある情報だけが通信され得る。たとえば、装備航空機１０４は、遠隔航空機１２０からの乱気流情報の受信には関心があるが、他のタイプの気象状況の受信には関心がないことがある。したがって、縮小サイズデータセット５０２内で通信される情報量は、関心のない情報を取り除くことによって減少する。
【００５５】
さらに、または別法として、縮小サイズのデータセット５０２内の情報は、特定の気象高度に関係し得る。気象レーダシステム３１０は、気象高度を識別するように動作可能であってよい。したがって、選択された高度の、あるいは選択された高度範囲内の気象が、縮小サイズのデータセット５０２内に含まれ得る。選択された高度または高度範囲より上および／または下の検出された気象は、縮小サイズデータセット５０２から除外されてよい。
【００５６】
一部の実施形態では、装備航空機１０４は、遠隔航空機１２０に問合せ信号を送る。問合せ信号の受信に応答して、遠隔航空機１２０は、１つまたは複数の縮小サイズデータセット５０２を送信する。他の実施形態では、遠隔航空機１２０は、１つまたは複数の縮小サイズデータセット５０２を連続的または周期的に自動送信する。
【００５７】
一部の実施形態では、遠隔航空機の乗組員は、通信される関心のある情報を選択する。たとえば、遠隔航空機の乗組員は、選択された気象に基づいて縮小サイズのデータセット５０２が生成されるように、厳しい気象を選択し、厳しくない気象を省いてよい。縮小サイズデータセット５０２内に含まれる気象を選択するために、任意の適切な選択手段が使用されてよい。
【００５８】
さらに、補足的な情報が、縮小サイズのデータセット５０２内に含まれてよい。補足的な情報の例には、それだけに限らないが、風、気温、湿度、気圧、氷結条件、および／または遠隔航空機１２０によって検出された可視性が含まれる。
【００５９】
独占的な財産または特権が請求されている本発明の諸実施形態は、下記のように定義される。
【符号の説明】
【００６０】
１００  気象レーダ情報通信システム
１０２  計画飛行経路
１０４  装備航空機
１０６  空間領域
１０６ｂ  空間領域
１０８  ストームセル
１１０  ストームセル
１１２  ストームセル
１１４  範囲
１１６  山脈
１１８  範囲
１２０  遠隔航空機
２０２  気象レーダ表示
２０４  気象レーダ表示
２０６  低帯域幅通信チャネル信号／低帯域幅通信信号
４０２  気象レーダ表示
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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