(57)【要約】基準に近づいている複数の物体の中の少なくとも１つの分離時間間隔を表示する方法は、基準への対応する第１の経路に割り当てられた複数の物体の中の少なくとも１つの通過時間を推定すること、少なくとも１つの物体の分離時間間隔を決定すること、及び、時間線軸を形成することを含む。該方法は、推定通過時間を示すように時間線軸と整列された少なくとも１つの物体の表現を表示すること、及び、分離時間間隔を表示することを更に含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準に近づいている複数の物体の中の少なくとも１つの物体の分離時間間隔を表示する方法であって、
前記基準への対応する第１の経路に割り当てられた前記複数の物体の中の少なくとも１つの物体の通過時間を推定すること、
前記少なくとも１つの物体の前記分離時間間隔を決定すること、
前記複数の物体の中の前記少なくとも１つ物体の推定通過時間を含む時間線軸を表示すること、
前記推定通過時間を示すように前記時間線軸と整列された前記少なくとも１つの物体の表現を表示すること、及び、
前記分離時間間隔を表示すること、
を含む方法。
【請求項２】
前記対応する第１の経路の表現を表示することを更に含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記推定通過時間を示すことは、時間マーカを表示することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記分離時間間隔を表示することは、前記時間間隔を示すように前記時間線軸に平行する長さを有するグラフィック・オブジェクトを表示することを更に含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記グラフィック・オブジェクトは飛行シンボルを含む、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記グラフィック・オブジェクトは分離枠を表示することを含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記飛行シンボルは、所要の先行分離時間間隔と所要の後続分離時間間隔との和に比例する前記時間線軸の方向での大きさを有する分離枠を含む、請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの物体の分離時間間隔を決定することは、前記少なくとも１つの物体の先行分離時間間隔を決定すること、及び、前記少なくとも１つの物体の後続分離時間間隔を決定すること、
を含む、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記先行分離時間間隔の前記表現に隣接して配置された推定先行誤差指示を表示することを更に含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記後続分離時間間隔の前記表現に隣接して配置された推定後続通過時間誤差を表示することを更に含む、請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記分離時間間隔を表示することは、前記先行分離時間間隔及び前記後続分離時間間隔を含む分離枠を表示することを更に含む、請求項８記載の方法。
【請求項１２】
前記分離枠上に配置された前記少なくとも１つの物体の航空機ＩＤを表示することを更に含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの物体の通過時間を推定することは、名目経路上の前記少なくとも１つの物体の走行速度を使用して、前記基準への対応する第１の予測経路を通過する時間を計算することを更に含む、請求項１記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの物体の前記通過時間と整列された前記分離時間間隔により形成される時間範囲を、前記複数の物体の中の少なくとも１つの第２の異なる物体の前記通過時間と整列された前記分離時間間隔により形成された時間範囲と比較すること、
前記少なくとも１つの物体の前記時間範囲と前記少なくとも１つの第２の異なる物体の前記時間範囲の間の時間の重複を決定することに応答して、前記少なくとも１つの物体と前記少なくとも１つの第２の異なる物体の間の予想分離違反を決定すること、及び、
前記予想分離違反の指示を表示すること、
を更に含む、請求項１記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの物体の空間位置を前記複数の物体の中の第２の異なる物体の空間位置と比較すること、
前記少なくとも１つの物体の前記通過時間が前記少なくとも１つの第２の異なる物体の前記通過時間よりも短く、且つ、前記少なくとも１つの物体の予測経路に沿って測定された前記基準からの前記少なくとも１つの物体の距離が、前記少なくとも１つの第２の異なる物体よりも遠いとの決定に応答して、前記少なくとも１つの物体と前記少なくとも１つの第２の異なる物体との間の追い越し状況を決定すること、及び、
前記追い越し状況の指示を表示すること、
を更に含む、請求項１記載の方法。
【請求項１６】
前記複数の物体のそれぞれについて、前記推定通過時間の先行誤差範囲と前記推定通過時間の後続誤差範囲とのうちの少なくとも１つを含む誤差範囲を決定することを更に含む、請求項１記載の方法。
【請求項１７】
前記各物体の誤差範囲を決定することは、
物体の分類を決定すること、
関連する分類を有する物体について決定された以前の通過時間を検索すること、及び、
以前の推定通過時間の前記誤差範囲の数学的尺度を計算すること、
を含む、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記各物体の誤差範囲を決定することは、
実際の通過時間の分布の数学的モデルを提供すること、及び、
前記推定通過時間についての信頼度の数学的尺度に対応する予想分散を計算すること、
を含む、請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記複数の物体のそれぞれについて、前記推定通過時間の前記先行誤差範囲の指示と前記推定通過時間の前記後続誤差範囲の指示との中の少なくとも１つを表示することを更に含む、請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
前記分離時間間隔と、前記少なくとも１つの物体の前記通過時間と整列された前記少なくとも１つの物体の前記少なくとも１つの誤差範囲とから、第１の時間範囲を形成すること、
前記複数の物体の中の前記少なくとも１つの第２の異なる物体の前記通過時間、分離時間間隔及び少なくとも１つの誤差範囲を使用することによって、第２の時間範囲を形成すること、
前記第１の時間範囲と前記第２の時間範囲を比較すること、
前記第１の時間範囲と前記第２の時間範囲の重複を決定することに応答して、前記少なくとも１つの物体と前記少なくとも１つの第２の異なる物体との間の起こり得る分離違反を決定すること、及び、
前記起こり得る分離違反の指示を表示すること、
を更に含む、請求項１６記載の方法。
【請求項２１】
前記起こり得る違反の指示を表示することは、第１の時間範囲と第２の時間範囲との重複に比例するサイズを有するシンボルを表示することを含む、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記第２の異なる物体には前記基準への対応する第２の異なる経路が割り当てられ、
前記起こり得る分離違反の指示を表示することは、前記時間線軸と整列された前記第２の異なる物体に対応するゴースト像を表示し、前記少なくとも１つの物体の表現付近に配置された前記第２の推定通過時間を示すことを含む、請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
前記基準への対応する第２の異なる経路に割り当てられた、前記複数の物体の中の少なくとも１つの第２の異なる物体の第２の通過時間を推定すること、及び、
前記時間線軸と整列された、前記第２の異なる物体に対応するゴースト像を表示し、前記少なくとも１つの物体の表現付近に配置された前記第２の推定通過時間を示すこと、
をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の経路の表現を表示することを更に含み、前記ゴースト像及び前記第１の物体の表現は、前記対応する第１の経路の表現付近に表示される、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
前記対応する第１の経路の表現は、前記時間線軸にほぼ平行であって前記割り当てられた経路の印に隣接するラインを含む、請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
前記第１の物体と前記少なくとも１つの第２の異なる物体との間の予想分離違反の指示を表示することを更に含む、請求項２３記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の物体と前記少なくとも１つの第２の異なる物体との間の起こり得る分離違反の指示を表示することを更に含む、請求項２３記載の方法。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの物体の表現を表示することは、前記少なくとも１つの物体が前記基準に到着する候補であるか否かを決定することを更に含む、請求項１記載の方法。
【請求項２９】
前記物体が前記基準に到着する候補であるかを決定することは、前記フライトが所定の制約に従う複数の標準操縦によって前記基準点に到達することができるか否かを決定することを含む、請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
少なくとも１つの第２の異なる物体の表現を表示することを更に含み、前記第２の異なる物体が前記基準への対応する第１の経路に割り当てられる、請求項１記載の方法。
【請求項３１】
前記第１の物体の表現上に配置された航空機ＩＤを表示することを更に含む、請求項１記載の方法。
【請求項３２】
前記第１の物体の推定通過時間を表す前記第１の軸上の点に対応するタイミング・マークを表示することを更に含む、請求項１記載の方法。
【請求項３３】
前記複数の物体は複数の飛行物体を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３４】
前記時間線軸、前記少なくとも１つの物体の表現及び前記分離時間間隔が状況ディスプレイに表示される、請求項１記載の方法。
【請求項３５】
複数進入路時間領域間隔支援表示システムであって、
物体位置・軌道情報インタフェースと、
該物体位置・軌道情報インタフェースに結合された通過時間推定器と、
該通過時間推定器に結合され、ターミナルの空域内の推定通過時間を表示する状況ディスプレイと、
を備えるシステム。
【請求項３６】
前記状況ディスプレイと前記物体位置・軌道情報インタフェースとに結合された通過時間分散プロセッサを更に備える、請求項３５記載のシステム。
【請求項３７】
前記状況ディスプレイは、
オペレータ・インタフェースと、
推定通過時間及び分離時間間隔を表示する出力信号を供給するようになされ、前記オペレータ・インタフェースからのコマンドを受け取るようになされたディスプレイ・プロセッサと、
該ディスプレイ・プロセッサから前記出力信号を受け取るようになされたディスプレイと、
を備える、請求項３５記載のシステム。
【請求項３８】
前記ディスプレイ・プロセッサは、分離時間競合の指示を含むゴースト像を表示する信号を前記ディスプレイに供給するようになされている、請求項３７記載のシステム。
【請求項３９】
追い越しシナリオプロセッサを更に備え、
前記ディスプレイ・プロセッサは、追い越しシナリオの指示についての信号を前記ディスプレイに供給するようになされている、請求項３５記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には航空交通管制に関し、詳細には、到着する航空機の通過時間及び分離時間間隔を表示するシステム及び技法に関する。
発明の背景
当技術分野において既知のように、航空交通管制は、安全で整然且つ迅速な航空交通の流れを推進するサービスである。安全性は主に、他の航空機、障害物及び地面との衝突の回避、航空機の危険気象回避支援、航空機が運航禁止空域を運航しないことの保証、並びに、遭難した航空機の支援の問題である。整然且つ迅速な航空交通の流れにより、選択されたルートに沿っての航空機運航の効率が確保される。これは、一般に先着順ベースで資源を個々のフライトに公平に割り振ることを通して提供される。
【０００２】
また知られているように、航空交通管制サービスは航空交通管制システムによって提供される。航空交通管制システムは、空中監視レーダシステムから受信するデータを処理して航空機の検知及び追跡を行う或る種類のコンピュータ及び表示システムを採用する。航空交通管制システムは民間及び軍事の両用途に使用され、特定の地理的エリア内の航空機のＩＤ、位置、飛行方向、速度及び高度を求める。このような検知及び追跡は、互いに近くを飛行している航空機の指揮と衝突コース上に出現した航空機への警告とに必要である。航空機の離隔がいわゆる最小分離標準（ＭＳＳ）未満の場合、航空機は「違反している」又はＭＳＳと「競合」していると言える。ＭＳＳ分離は距離又は時間で測定することができるが、典型的にはターミナル・エリア内の時間分離標準である。この場合、航空交通管制システムはいわゆる「衝突警報」を提供する。
【０００３】
米国でのエンルート・オートメーション・モダナイゼーション（ＥＲＡＭ）及びカナダでのカナダ自動航空交通システム（ＣＡＡＴＳ）等の従来のシステムは、ターミナル空域外のＩＦＲ（計器飛行方式）航空機の制御を提供する。こういった従来のシステムは更に、これら航空機の、一般に空港から２０〜４０海里延びるターミナル空域内への進入をスケジュールし順序付ける。従来の手順は、ターミナル空域外の分離を提供するとともに、選択された視野内の航空機の相対位置の空間的表示を提供する。ターミナル空域内の分離要件は、航空機の速度の遅さ、航空交通の密度の高さ及び航空機間の時間間隔の短かさにより、ターミナル空域外に用いられる分離要件と異なる。ターミナル空域内では、航空交通コントローラが、監視レーダ及び他の航空交通管制（ＡＴＣ）システムから処理されたデータを受け取る状況ディスプレイを使用して航空機の分離を管理する。
【０００４】
ターミナル空域内の航空機の分離を管理する例としては、各フライトが、交差滑走路に導く２つの公開進入路それぞれに個々に割り当てられて各進入路にしたがう状況を管理することが挙げられる。交差滑走路の例では、コントローラは、２機の航空機が同時に、又はほぼ同時に交差点に到着しないように、到着機を分離しなければならない。他の例としては、２つの交通の流れが間隔の狭い一対の平行滑走路に進入している状況、又は、２つ以上の交通の流れが最終進入コースに収束している状況が挙げられる。米国及び他の国々では、交通量の多い空港に到着するフライトには、典型的には、ターミナル空域に入る前に予定到着時間が割り当てられる。これにより空港における到着順序が確立され、ターミナル・コントローラは続けて到着する航空機間に必要な分離の維持に集中することができる。上記状況では、航空交通コントローラは、必要な分離時間間隔を維持するために、航空機に速度、飛行方向の変更又は別の進入路への切り替えを指示することができる。航空機を適切に分離することにより、航空交通コントローラは安全性を維持しながらターミナル空域内の資源の利用を最大化することができる。
【０００５】
米国連邦航空庁（ＦＡＡ）向けに開発された交通管理アドバイザ（ＴＭＡ）と呼ばれる航空交通制御ツールは、時間をベースとする表示を提供する。ＴＭＡは、それぞれの目的地空港から最大で２００海里の距離にあるフライトの順序付け及びスケジュールの支援を意図している。所与のフライトについて、ＴＭＡディスプレイは、そのフライトの現在位置から或る基準点までの推定到着時間（ＥＴＯＡ）及び対応する予定到着時間（ＳＴＯＡ）を示す。次いで、コントローラは速度変更指示又はコース調整指示を航空機のパイロットに与えることによってＥＴＯＡとＳＴＯＡの間の差を縮めるよう試みる。ＴＭＡは、航空機がそれぞれの目的地空港のターミナル・エリアに進入する前に航空機をスケジュールし順序付けるツールであり、ターミナル空域内の航空機を制御するために使用されない。ＴＭＡは航空機の前後の所要の分離指示を提供しない。
【０００６】
米国特許第４，８９０，２３２号には、第１の進入路に到着しつつあるフライトの「ゴースト」像を、共通の基準点に収束しつつある実際の到着フライト・トラフィックを運んでいる第２の進入路表現上に投影することによって航空交通コントローラを支援する空間ディスプレイが記載されている。次いで、航空交通コントローラはゴーストと実際のフライトとの間に分離を設けることができる。ゴーストが正しく投影されている場合、これにより、進入路が収束するポイントで衝突が発生しないことが保証される。この手法は時間をベースとする表示を使用せず、また、フライトの通過時間の直接指示も提供しない。
【０００７】
米国特許第４，８９０，２３２号は、航空交通コントローラに通常使用されている状況ディスプレイを使用して表示に追加（ゴースト）の像を投影することを記載している。しかし、こうしたツールは距離をベースとする表示を使用しているため、像又はゴーストの配置に関して問題がある。問題は、ターミナル・エリアでのフライトの対地速度のばらつきに起因する。たとえば、低速移動中のフライトのゴーストが、高速移動中のフライトが運航中の進入路上に投影される場合、ゴーストは親フライトの速度で移動すべきか、それともゴーストと同じ進入路上にある航空機の速度で移動すべきかが容易には分からない。ゴーストが親フライトと同じ速度で移動する場合、高速移動中のフライトは基準点に到着する前にゴーストを追い越す可能性がある。これは、実際の競合がない場合であっても、コントローラは高速のフライトを方向転換させ得る。一方、低速移動中のフライトのゴーストが、進入路上の交通に応じた速度で移動する場合、ゴーストの速度をどのように計算すべきか、又はディスプレイ上のどこに配置すべきかが明らかではない。進入路には２機以上のフライトが存在する場合があり、こういったフライトの速度は異なり得る。更に、フライト速度は一般に時間とともに変化する。したがって、ゴースト像を距離ベースの表示に配置して交通分離ツールとして機能させるには大きな欠点がある。
【０００８】
空間又は距離をベースとするディスプレイに伴う別の問題は、フライト間の時間分離の推定が難しいことである。これは、フライトが、典型的には、意図する各滑走路に進入する際に減速するためである。実際に、フライト速度は、ターミナル・エリア内にある間及び着陸前に５０％以上減速する。これは、滑走路までの距離が短くなるにつれて、連続したフライト間の距離が短くなる「交通圧縮」と呼ばれる現象の原因である。時間をベースとする表示では、表示されるフライト間の「距離」は、各目的地滑走路に向かって移動する際に平均して一定のままである。したがって、特定の航空交通管制アプリケーションでは、時間は航空機分離を測定し表示すべき好ましいパラメータである。
【０００９】
米国ＦＡＡの標準ターミナル自動置換システム（ＳＴＡＲＳ）を含む多くの自動航空交通管制システムは、２機のフライト間の可能性のある衝突をコントローラに自動的に警告することが可能である。衝突はフライト間の高度及び距離が不十分な場合に発生する。このようなツールは、２機のフライトの意図する経路が同じポイントで（ほぼ）同時に交差する状況をコントローラに警告することを主に意図する。こういった衝突回避ツールは、２つ以上の収束する航空交通の流れを分離する支援としての使用を意図してはいない。ターミナル運航の場合、衝突回避ツールは、どのように構成され、どのように特定のターミナル構成に適用されているかに応じて、生成する警告が多すぎる又は少なすぎる場合がある。
【００１０】
したがって、ターミナル空域内で収束する、交差する又は密に近接する２つ以上の航空機の流れを分離するにあたって航空交通コントローラを支援する時間領域表示支援を提供することが望ましい。更に望ましいのは、名目上は同じ進入路又は間隔の狭い進入路を辿っている又は辿るように定められている各フライト間の時間分離が不十分である指示を表示して、現在位置と基準点との間の各フライトの推定通過時間の起こり得る誤差の指示を提供し、誤差情報を使用して航空機の間隔を改善することである。
【００１１】
発明の概要
本発明は、フライトの現在位置から基準点までの推定通過時間と各フライトに必要な分離時間間隔との表現を有する、時間をベースとする表示を提供する。当該物体の表示は、各フライトの新しい走行速度データ及び位置データをレーダ又は他の監視システムから受信すると更新される。基準点は特定のターミナル空域構成に基づいて選択され、表示は分離間隔要件の可能な違反の指示を更に提供する。
【００１２】
本発明によれば、時間領域間隔支援システムは、物体の位置及び軌道情報に対するインタフェースと、オペレータ・インタフェースと、ディスプレイと、信号をディスプレイに供給し、オペレータ・インタフェースからコマンドを受け取るディスプレイ・プロセッサと、通過時間推定器とを備える。このような構成は、フライトの現在位置から基準点までの推定通過時間とフライトの関連する分離時間間隔とを示す、時間をベースとする表示を提供することにより、ターミナル空域内で収束、交差又は互いに密に近接する２つ以上の航空機の流れを分離する際に、航空交通コントローラを支援する。従来の航空交通管制システムでのこのような時間領域間隔支援システムは、時間をベースとする分離表示を提供することによってシステム・パフォーマンスを向上させるものであった。
【００１３】
本発明の更なる態様によれば、基準に近づいている複数の物体の中の少なくとも１つの分離時間間隔を表示する方法は、基準への対応する第１の経路に割り当てられた複数の物体の中の少なくとも１つの通過時間を推定すること、少なくとも１つの物体の分離時間間隔を決定すること、及び、時間線軸を形成することを含む。該方法は、推定通過時間を示すように時間線軸と整列された少なくとも１つの物体の表現を表示すること、及び、分離時間間隔を表示することを更に含む。このような技法は、名目上は同じ進入路又は間隔の狭い進入路を辿っている各フライト間の時間分離が不十分であるという指示を表示することができる。別の物体への参照なしに、単一の物体を分離時間間隔で表示することができることに留意されたい。
【００１４】
本発明の更に別の態様では、方法は、推定通過時間の先行誤差範囲及び推定通過時間の後続誤差範囲の中の少なくとも１つを含む、複数の物体それぞれの誤差範囲を決定することを更に含む。このような技法は、現在位置と基準点との間の各フライトの推定通過時間の起こり得る誤差の指示を提供し、誤差情報は航空機の分離の改善にも使用される。
【００１５】
本発明の更に別の態様では、方法は、１つの物体の空間位置を第２の物体の空間位置と比較すること、及び、物体の通過時間が第２の物体の通過時間よりも短く、物体の予測経路に沿って測定された基準からの物体の距離の方が第２の物体よりも遠いとの決定に応答して、１つの物体と第２の物体の間に追い越し状況が存在すると決定することを更に含む。方法は追い越し状況の指示を表示することを更に含む。このような技法を使用すると、２つのフライトの表現の相対位置は、距離をベースとする表示での相対位置と比較して、時間をベースとする表示では逆の順序になり、それによって航空交通コントローラに追い越し状況を警告する。
【００１６】
一つの実施の形態においては、方法は、航空機が基準に到着する候補であるか否かを決定することを更に含む。この特徴は、割り当てられた名目経路を辿ることができないフライトを表示に含めないようにする、又は通過時間推定又は可能性のある分離違反の計算に含めないようにすることによって、表示を簡略化する。
【００１７】
本発明の上記特徴ならびに本発明自体は、以下の図面の説明からより十分に理解することができる。
発明の詳細な説明
本発明の航空交通制御システムについて述べる前に、いくつかの予備的な概念及び用語について説明する。「操縦」又は「操縦する」という用語は、本明細書では、経路上の物体（航空機や飛行物体をも指す）の走行速度の意図的又は予想される変更を説明するために用いられる。走行速度は速度及び方向により定められることに留意されたい。したがって、物体は直線経路に沿って移動しているときであっても操縦することができる。以下述べるように、物体及び経路は航空機、滑走路及び滑走路進入路の文脈の中で参照される。「物体」という用語は対応する経路を移動する他の種類の移動体も含むことができることが理解されよう。経路は、進入路、最終進入路、滑走路を含むことができ、航空機以外の移動体の場合では、経路は道路、線路部分及び海路を含むことができる。計器飛行方式（ＩＦＲ）可能な航空機の場合、航空機に割り当てられて航空機が名目上辿っている経路が存在することに留意されたい。これは「割り当て経路」と呼ばれる。航空機が辿ると予測される実際の経路もある。これは「予測」経路と呼ばれる。一般に、予測経路が通過時間の計算に使用される。
【００１８】
本明細書で用いられるように、「基準点」（基準とも呼ぶ）は、進入路に配置された定位置（通常は緯度及び経度を用いて記述される地表面上のポイント）、滑走路限界、２つの進入路又は滑走路の交差点、間隔の狭い進入路上の２つの定位置間にある位置、又は、基準点近くに移動している航空機に時間及び空間の分離要件がある滑走路を含むが、これらに限定されない。基準点は地表面より上方にあってもよい。各進入路は、物理的に離れた場所に関連する分離基準点を含むことができることが理解される。複数の進入路のこうした別個の基準点は、推定通過時間の計算に使用される場合、また以下に述べる表示システムに使用される場合、こうした基準点のまとまった組が、航空機の分離に使用するのに十分な正確性を有する通過時間が提供されるように選択される。本明細書で用いられるように、「基準点」及び「基準」という用語は、推定通過時間及びシステム・ディスプレイに提示される進入路の表現と併せて使用される場合、対応する進入路が物理的に別個に基準点を有する当該飛行経路の基準点のまとまった組を更に指す。
【００１９】
「飛行経路」、「定位置」及び「進入路」という用語は、明示的に確立されていて一般に航空機操作者、パイロット及び航空交通コントローラにとって既知のアイテムを指し、例えば進入路の場合、進入路は、公開されていて航空交通コントローラとターミナル空域内の航空機のオペレータとで利用可能な、ターミナル空域内の許可された進入路である。本発明の目的では、本明細書で用いられるように、候補フライトという用語は、航空交通コントローラの対象である飛行コースの少なくとも１つを名目上辿っているフライトを指す。フライトは、特定の制約を満たす指定形式の操縦によって当該飛行コース上を操縦することができる。操縦は、所定の時間期間を越える持続期間を有する途中の直線部分で１つ又は２つの最高加速旋回を含むことができる。操縦に対する制約は、航空機の速度及び加速度、並びに飛行経路が飛行コースに合流するポイントを含むことができる。
【００２０】
本明細書で用いられるように、状況ディスプレイは、多層カラー・マップ上に監視データと天候データとフライト・データとを統合したものを含むことができるディスプレイ（例えば高分解能カラー・モニタ）である。状況ディスプレイは対話型であり得、航空交通コントローラはフライト・データにアクセスし、空港及びターミナル空域についてのステータス・データを得ることができる。
【００２１】
ここで図１を参照すると、ターミナル空域１０は、ターミナル空域１０内で適切な分離を保つ必要のある複数の航空機１４ａ〜１４ｎ（一般に航空機１４と呼ぶ）を含む。航空機コントローラは、以下述べる本発明の表示システムによって航空機１４の分離が支援される。空域１０は、定位置１２ａにおいて最終進入路１６ａと交わる複数の第１及び第２のフライト進入路１８ａ〜１８ｎを含む。この構成では、定位置１２ａは基準点２０と等価である。空域１０は、名目上、第１及び第２の進入路１８ａ、１８ｎの中の１つを辿っている飛行経路が収束して定位置１２ａにおいて最終進入路１６ａに合流する状況を表している。定位置１２ａは、各進入路１８ａ、１８ｎの基準点２０としての役割を果たすことができる。フライトが、フライト・データ（例えば、フライト計画でのデータ）、コントローラ・アクション、提示されたパイロットの意図又は他の適した手段によって決定された、フライトのための意図されたコースである場合、フライトは名目上は飛行コースを辿っていると言える。図１に示す状況では、コントローラは、第１の進入路１８ａ、第２の進入路１８ｎ及び最終進入路１６ａにある航空機間に適切な間隔を提供しなければならない。加えて、コントローラは、フライトが基準点２０に到達する前後に、第１の進入路１８ａに到着するあらゆるフライトと第２の進入路１８ｎに到着するあらゆるフライトとの間に適切な間隔が維持されるように保証しなければならない。このタスクは、航空機１４ａ〜１４ｎが異なる対地速度を有し得るし、それぞれに割り当てられた飛行コースを厳密に辿っているわけではない場合があることによって複雑になる。
【００２２】
ここで、図１と併せて、同じ参照番号が同じ要素を示す図２を参照すると、例示的なターミナル空域１０’は空域１０’内に複数の航空機１４ａ〜１４ｎを含む。空域１０’は、それぞれ定位置１２ｃ、１２ｄにおいて最終進入路１６ｃ、１６ｄに合流する第３及び第４のフライト進入路１８ｃ、１８ｄを含む。最終進入路１６ｃは、最終進入路１６ｄに接続された第４の滑走路２２ｄに平行する第２の滑走路２２ｃに接続される。この構成では、基準点２０’は、２つの交通の流れが収束する第３の定位置１２ｃ及び第４の定位置１２ｄの近くに配置される。ターミナル空域１０’は、２本の最終進入路１６ｃ、１６ｄが間隔の狭い２つの平行滑走路２２ｃ、２２ｄの一方に導かれる状況を表している。滑走路の中心線は、滑走路の中心及び方向を規定する幾何学的ラインである。滑走路の中心線を辿っている到着フライトが通過する滑走路上の最初のポイントは、滑走路限界と呼ばれる。図２のターミナル空域では、第３の進入路１８ｃを名目上辿っているフライトは、延長した滑走路中心線上にあって滑走路限界から短い距離にある第３の定位置１２ｃにおいて左に旋回する。第３の定位置１２ｃは、第３の進入路１８ｃの基準点２０’を見つけるベースとしての役割を果たす。第４の進入路１８ｄを辿っているフライトは第３の滑走路２２ｄに真っ直ぐに進入する。第３の定位置１２ｃは、第４の進入路１８ｄ上の第４の定位置１２ｄと整列されて第３の進入路１８ｃ上に確立される。第３及び第４の定位置１２ｃ、１２ｄは、第３及び第４の進入路１８ｃ、１８ｄの基準点２０’を提供する。到着フライトに滑走路２２ｃ、２２ｄを同時に使用するために、コントローラは、第３及び第４の進入路１８ｃ、１８ｄに到着するフライトがそれぞれの第３及び第４の定位置１２ｃ、１２ｄに、又は同等に基準点２０’に近づくときに、そのフライト間に適切な時間間隔を設けるよう試みる。例えば、第３の進入路１８ｃに到着するフライトは、第４の進入路１８ｄに到着する任意のフライトが第４の定位置１２ｄ及び基準点２０’を通過する少なくとも２分前に又は後に、第３の定位置１２ｃ及び基準点２０’を通過すべきである。この時間分離は航空機の特徴によって決まり、先行のフライトが大型ジェット機の場合は５分であってよい。
【００２３】
ここで、同様の参照番号が図２の同様の要素を示す図３を参照すると、例示的なターミナル空域１０’’は、空域１０’’内に複数の航空機１４ａ〜１４ｎを含む。空域１０’’は、第５及び第６の定位置１２ｅ、１２ｆのそれぞれにおいて最終進入路１６ｅ、１６ｆに合流する第５及び第６のフライト進入路１８ｅ、１８ｆを含む。第５の進入路１６ｅは、第６の進入路１６ｆに接続された滑走路２２ｆと交差する滑走路２２ｅに接続される。２つの航空交通の流れは交差した滑走路２２ｅ、２２ｆに近づきつつある。第５及び第６の進入路１８ｅ、１８ｆはそれぞれ、対応する滑走路限界に又はそのすぐ手前にある第５及び第６の定位置１２ｅ、１２ｆをそれぞれ含む。第５及び第６の定位置１２ｅ、１２ｆは進入路の基準点２０’’を提供する。この状況では、航空交通コントローラは、フライトが第５及び第６の定位置１２ｅ、１２ｆ及び対応する基準点２０’’に近づくとき、フライト間に適切な時間間隔を設けようと試みる。例えば、第５の進入路２０ｅに到着するフライトは、進入路２０ｆに到着するいずれのフライトも基準点２０’’を通過する少なくとも２分前又は後に基準点２０’’に近づくべきである。これら定位置１２ｅ、１２ｆが正しく選択されている場合、分離を維持することにより、２機の着陸フライトが２本の滑走路の交差点に同時又はほぼ同時に到達しないことが保証される。
【００２４】
ここで、同様の参照番号が図１の同様の要素を示す図４を参照すると、ターミナル空域１０に進入するフライト５０の基準点２０までの通過時間を推定するために、割り当てられた名目経路１８ａを辿るフライト５０の予測経路４６が決定される。図４の例示的な状況では、予測経路４６は左への一定半径の旋回の後の直線部分を含み、その後に右への一定半径の旋回、それから基準点２０で終わる直線部分を含む。これら旋回の半径は、航空機の速度及び加速度制約によって決まる最小旋回半径であることができる。商用航空機の場合、この制約は典型的には毎秒３度である。基準点２０への通過時間は、割り当てられた進入路１８ａではなく予測経路４６に沿って計算される。
【００２５】
次に図５を参照すると、予測経路４６（図４）に沿ったフライトの例示的な推定速度プロファイル６０を示す。速度プロファイル６０は経路に沿った弧の長さの関数であり、予測経路に沿った任意の位置での航空機の速度を示す。この例では、速度プロファイルは連続関数として表されている。代替の実施の形態では、この関数は一定であっても、階段関数であってもよい。代わりに、速度プロファイルは、類似の進入を最近行ったフライトの振舞履歴に基づいて求めてもよい。速度プロファイル６０は進入が候補フライトであるか否かを決定するために予測経路４６と併せて使用され、候補フライトである場合は、名目経路である進入路１８ａ（図４）を辿る予測経路４６に沿った基準点２０（図４）までの推定通過時間が計算される。一つの実施の形態においては、フライトが或る所与の初期点Ｐから基準点に到達するのに必要な通過時間は、点Ｐの位置のみならず、点Ｐでのフライトの走行速度（速度及び方向）に依存する。推定通過時間は現在の走行速度を用いて計算されるが、この走行速度は一般に変化するものと予想される。航空機の特徴、風力及び風向き並びに履歴データ等の考え得る他の要因が、通過時間の計算及び通過時間の分散（すなわち、起こり得る誤差）の計算に用いられる。
【００２６】
ここで図６を参照すると、例示的な複数進入路時間領域間隔支援表示９０は、通過時間線軸１０４と進入路のグラフィック表現１０２と時間線軸１０４を表す印１０６とを含む。更に、表示９０は、軸１０４及び視覚支援１２４と整列された飛行中の航空機を表す分離枠９８、例えば矩形枠を有する少なくとも１つのグラフィック・オブジェクト、ここでは飛行シンボル９４を含む。飛行シンボル９４は下部時間マーカ１２０及び上部時間マーカ１２２を含み、ユーザが、進入路１０２表現上の時間マーカ９２と、ここでは軸１０４上の対応する「０」分インジケータで表される基準点への推定移動とを読むのを支援する。各飛行シンボル９４は航空機ＩＤ（ＡＣＩＤ）１０８も含む。分離枠９８は、時間マーカ１２０、１２２から延び且つ所要の先行分離時間間隔、例えば１分を表す第１の長さ１１０と、時間マーカ１２０、１２２から延び且つ所要の後続分離時間間隔、例えば１分を表す第２の長さ１１２と、通過時間間隔の推定先行誤差を表す第１の組の誤差バー１１４と、通過時間間隔の推定後続誤差を表す第２の組の誤差バー１１６とを含む。時間マーカ１２０、１２２は、通過時間間隔の先行の大きさ１１０及び後続の大きさ１１２を視覚的に分離する。
【００２７】
図６の表示は、別個のモニタ上に提供しても、他の物体情報を含む表示中の「ウィンドウ」として組み込んでもよいことが当業者により理解されよう。オプションとして、表示は、ユーザがいくつかの基準点の中の１つを選択したり、表示の異なるフォーマット及びオプションの特徴を選択できるようにするグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）を含むことができる。
【００２８】
動作において、フライトが進入路の候補であると決定されると、航空機の基準点までの通過時間表現が表示される。一つの実施の形態では、時間表示９０は、候補フライトを表す飛行シンボル９４に隣接したグラフィッカルな一次元の通過時間尺度軸１０４を含む。少なくとも１つの飛行シンボル９４が、対応するフライトの推定通過時間に従って配置され、対応する進入路１０２の表現、ここでは時間尺度軸１０４に平行のラインに隣接して配置される。
【００２９】
分離枠９８の時間的に順方向の延長である第１の長さ１１０は、航空機の所要の先行分離を示す。例えば、２分の分離が先行のフライトとこの航空機の間に必要な場合、この延長部分はその時間の半分、すなわち１分を表す。分離枠９８の時間的に逆方向に延びる第２の長さは航空機の所要の後続分離を示す。例えば、後続の航空機とこの航空機との間に必要な分離が５分であり、最小必要先行分離（すべての航空機に対して）が２分である場合、この延長部分は４分（５分と最小所要先行分離の半分との差）に等しいことができる。分離時間は航空機の種類や例えば天候を含む空港着陸状況によって変化する。
【００３０】
第１及び第２の組の誤差バー１１４、１１６は、ここでは例えば、分離枠９８の両側から延びる平行なバーである。時間的に逆方向及び順方向に延びる長さが、マーカ９２で示される基準点までの推定通過時間の起こり得る誤差を示す。例えば、推定速度プロファイルが前のフライトの速度データを使用して決定される場合、起こり得る誤差はそれら測定の分布に基づくことができる。先行誤差が後続誤差に等しいという要件はない。分離枠の長さに対する誤差バー１１４、１１６の範囲は一般にフライト毎に異なり、通過時間の推定に使用された方法及び空港状況の関数である。
【００３１】
一つの実施の形態では、候補フライトの表現に使用される飛行シンボル９４は、表示上で進入路１０２の表現に隣接して配置されて、フライトが名目上辿っている進入コースを示す。
【００３２】
特定の一つの実施の形態においては、時間をベースとする表示に表示される飛行シンボル９４は、以下の特徴、即ち、現在位置からフライトが名目上辿っている飛行コース上の基準点までの推定通過時間に等しい、時間線軸上の点に整列された少なくとも１つの時間マーカ１２０、１２２、及び、時間マーカの左右に延びる分離枠９８、のうちの１つ以上をオプションとして含む。時間的に逆方向（右へ）へ延びる長さは、航空機の必要な後続分離に等しい。時間的に順方向（左）へ延びる長さは、時間尺度で測定された必要な先行分離に等しい。
【００３３】
分離枠９８はオプションとして航空機識別子１０８を含む。フライト識別子は、航空機識別子又は他の或る適切なラベルである。各シンボル９４は、分離枠９８の両側から延びる平行なバーの組を含む。逆方向に延びる長さは、時間尺度で測定された、推定通過時間の起こり得る後続誤差に等しい。順方向に延びる長さは、時間尺度で測定された、推定通過時間の起こり得る先行誤差に等しい。連続するフライト間の時間分離間隔は先行の航空機の特徴によって決まる。この特定の実施の形態では、各航空機は異なる所要後続時間分離（大型の航空機ほど長い）を有することができ、すべての航空機は同じ所要先行時間分離を有する。
【００３４】
所要の先行時間及び後続分離時間を表示することに加えて、時間分離を表示する多くの方法があることが当業者により理解されよう。例えば、先行分離時間及び後続分離時間は、組み合わせられて物体表現の前縁又は後縁に表示してもよい。
【００３５】
一つの実施の形態では、時間をベースとする表示は、航空交通コントローラが通常使用する状況ディスプレイに含まれるウィンドウとして提示される。矩形ウィンドウはウィンドウの底部に水平な線形の時間尺度を有する。ウィンドウ自体は調整可能な大きさを有しており、状況ディスプレイの表示エリアのおよそ１０％を占めるデフォルト・サイズを有する。時間尺度の上方のウィンドウ・エリアは最大で８つの水平な帯に分割される。これらの帯はそれぞれ、所定数の対応する飛行コースを名目上辿っているフライトを表すシンボルの表示に使用される。上述したように、オプションとして、進入路及び対応する飛行コースのそれぞれは別個の選択された基準点を含むことができる。進入路及び表示すべき関連進入路に対応する帯の数は、特定の用途及びオペレータ入力に従って選択される。例えば、本発明のターミナル空域への表示システムの特定の用途には２つ以上の収束進入路が含まれる場合、これら進入路及び対応するＩＤ間の関連づけ、例えば「北１８進入路」の等の名前が例えばデータベースに保存され、これら進入路が表示されるときにデータベースが検索される。特定の一つの実施の形態では、進入路１０２の表現と同様の水平の帯が、進入路及び関連する収束又は近接進入路それぞれに表示される。
【００３６】
ここで、同様の参照番号が図６の同様の要素を示す図７を参照すると、表示９０（図６）と同様の例示的な複数進入路時間領域間隔支援表示１００は、マーカ９２で表される共通の基準点で収束する２つの別個の進入路即ち進入路Ａ１３４ａ、１３４ｂのグラフィック表現と、２つの異なる進入路１３４ａ、１３４ｂそれぞれに到着する飛行中の航空機を表す飛行シンボル９４ａ〜９４ｎとを含む。表示１００は位置シンボル１３２ａ〜１３２ｎ（ゴースト像１３２とも呼ぶ）を更に含む。航空機ＩＤ表示のない点線枠で表されているゴースト像１３２は、対応する飛行シンボル９４ａ〜９４ｎが関連付けられ、航空機が飛行している実際の進入路とは異なる、対応の代表進入路１３４付近に配置される。
【００３７】
ゴースト像１３２の配置により、複数の収束進入路１３４の１つを名目上辿っている各候補フライトの推定通過時間、所要の分離及び推定分散を、他の進入路に到着するフライトの推定通過時間及び関連データと比較する視覚表示がオペレータに提供される。
【００３８】
図７の例では４つのフライトが表示され、２つのフライトが各進入路に到着する。進入路Ｂに到着するフライトの飛行シンボル９４ａ、９４ｂは、通過時間尺度軸１０４の上に配置された、進入路Ｂを表す水平な帯１３４ｂの上方に配置される。進入路Ａ１３４ａに到着するフライトの飛行シンボル９４ｃ及び９４ｎは、進入路Ａを表す水平な帯１３４ａの上方に配置される。進入路Ｂに到着する各フライト毎に、システムは、進入路Ａを表す帯１３４ａに隣接したゴースト像１３２と進入路Ｂを表す帯１３４ｂに隣接した「ゴーストでない」飛行シンボル９４とを生成する。各飛行シンボル９４は分離枠９８を含むことができ、各ゴースト像１３２は分離枠９８’を含むことができる。飛行シンボル９４、ゴースト像１３２及び分離枠９８、９８’は矩形でない形状を含むことができ、様々な色で表示可能なことが当業者により理解されよう。
【００３９】
これらの飛行シンボル９４に関連する分離枠９８、９８’の範囲は、所要の分離と、先行方向及び後続方向での起こり得る通過時間誤差とを反映する。３本以上の進入路が収束する状況の場合、表示１００上の代表帯を各進入路に割り当てることができ、各フライトの位置シンボルを、フライトが名目上辿っている進入路に対応する帯以外のすべての帯に投影することができる。
【００４０】
ここで、同様の参照番号が図７の同様の要素を示す図８を参照すると、表示１００（図７）と同様の表示１００’が、ゴースト像１３２ａに配置された不十分な分離１４０と、１３２ｂに配置された不十分な分離１４２とのグラフィック表現を含み、飛行シンボル９４ｂと飛行シンボル９４ｂとによって表されたフライトの推定通過時間の間に不十分な分離が存在する可能性を示す。
【００４１】
図８の例では、フライトＶＩＰ３３３の誤差バーがフライトＣＩＧ２０１の誤差バーと重複している。これらフライトは基準点に到達するときに適切な分離を有すると推定されるが、通過時間に先行誤差と後続誤差を生み出す要因のために、所要の分離が達成されない確率がある。一つの実施の形態では、起こり得る不十分な分離１４０、１４２のグラフィック表現は、これら２つのフライトのゴースト像上の強調表示フィールドとして表示される。例えば、進入路Ａ１３４ａに対応する帯上に投影されるフライトＶＩＰ３３３の位置シンボルは、２つのフライトの誤差バーの重複に一致する強調カラー表示矩形を含む。これは、進入路Ｂ１３４ｂの帯上に投影されるフライトＣＩＧ２０１の位置シンボルの場合にも当てはまる。誤差バーの範囲はフライトがそれぞれの基準点に向かって移動するにつれて一般に狭まるため、コントローラは、この種類の指示が最初に出現したときには即座に措置を取らなくともよい。続いて、適切な分離であると決定されると、起こり得る不十分な分離１４０、１４２のグラフィック表現は自動的に除去される。指示の除去はオペレータによる介入なく行われる。
【００４２】
ここで、同様の参照番号が図８の同様の要素を示す図９を参照すると、表示１００’（図８）と同様の表示１００’’は、ゴースト像１３２ａ、１３２ｂのそれぞれに配置された不十分な分離１５０ａ、１５０ｂ、１５２ａ、１５２ｂ、１５４ａ、１５４ｂのグラフィック表現を含み、飛行シンボル９４ａと飛行シンボル９４ｂとによって表されるフライトの推定通過時間の間の分離が不十分であることが予想されることを示す。
【００４３】
図９は、２つのフライトが時間分離要件に違反すると予想される場合に指示が提供される、本発明の可能な実施の形態を示す。この場合、フライトＶＩＰ３３３の分離枠と誤差バーが、フライトＣＩＧ２０１の分離枠と誤差バーに重複している。２つのフライトの分離枠の重複がある場合、これは、２つのフライトの推定通過時間が所要時間分離間隔に違反していることを意味する。言い換えれば、フライトは共に近すぎ、基準点に到達するときに最小分離要件よりも時間的に近いと予想される。この状況では、分離時間間隔の誤差範囲が考慮されない場合であっても重複が発生することに留意する。
【００４４】
この実施の形態では、不十分な分離１５０ａ、１５０ｂ、１５２ａ、１５２ｂ、１５４ａ、１５４ｂのグラフィック表現をこれら２つのフライトのゴースト像１３２ａ、１３２ｂに追加することにより、この状況を示す。この場合、進入路Ａ１３４ａの帯上に投影されるフライトＶＩＰ３３３の位置シンボル（即ち、ゴースト像１３２ａ）は、飛行シンボル９４ａ、９４ｂの分離枠の重複と一致する分離枠９８’（ここでは強調表示された矩形）を含む。ここで、グラフィック表現１５０ａは、飛行シンボル９４ａの誤差範囲と飛行シンボル９４ｂの所要分離時間間隔との重複に起因して起こり得る分離違反を表す。グラフィック表現１５２ａは、２つのフライト９４ａ、９４ｂの（誤差推定なしの）所要分離時間間隔の重複による予想分離違反を示す。グラフィック表現１５４ａは、飛行シンボル９４ｂの誤差範囲と飛行シンボル９４ａの所要分離時間間隔との重複により起こり得る分離違反を表す。対応する不十分な分離１５０ｂ、１５２ｂ、１５４ｂのグラフィック表現がゴースト像１３２ｂ上に配置される。
【００４５】
不十分な分離１５０ａ、１５０ｂ、１５２ａ、１５２ｂ、１５４ａ、１５４ｂのグラフィック表現を見た後、航空交通コントローラは、飛行シンボル９４ａ、９４ｂによって表されるフライト間の予想分離を増す措置を取ることができる。不十分な分離１５０ａ、１５０ｂ、１５２ａ、１５２ｂ、１５４ａ、１５４ｂのグラフィック表現は、陰影付け、グラフィック又は別の色を使用して強調表示されたフィールドによって表すことができ、表現を組み合わせて表示１００’’を簡略化することが可能であることが当業者により理解されよう。
【００４６】
図１０は、３つのフライト１４ａ、１４ｂ、１４ｃが同じ直線飛行コースを名目上辿っているシナリオを示す。フライトＢ１０１、Ｃ１０２はコースに進入しつつあり、予測経路が示される。各フライトは、図示のとおりの一定の対地速度で移動しているものと想定される。図１０に示す瞬間では、フライトＢ１０１は、予測経路に沿って測定された場合、基準点から１５．８海里である。フライトＣ１０２の場合、距離は１７．４海里である。しかし、フライトは異なる速度で移動しているため、フライトＣ１０２は基準点に５．５４分で到達し、これはフライトＢ１０１の通過時間である７．５７分よりも早い。図１０の状況では、フライトＣ１０２はＢ１０１よりも基準点から離れているが、フライトＣ１０２の推定通過時間はフライトＢ１０１よりも短い。
【００４７】
ここで、同様の参照番号が図６の同様の要素を示す図１１を参照すると、表示９０（図６）と同様の表示２００が図１０の追い越しシナリオのグラフィック表現を含む。このようなシナリオでは、飛行コースを名目上辿っている１つのフライトが、同じ飛行コースを名目上辿っている別のフライトを飛行コースの基準点に到達する前に追い越すものと推定されるという指示を提供することが有用である。表示２００は飛行シンボル９４ａ、２１０ｂ、２１０ｃを含む。飛行シンボル２１０ｂ、２１０ｃは、それぞれ、時間マーカ２２０ｂ、２２２ｂ、２２４ｂ、２２０ｃ、２２２ｃ、２２４ｃを含み、追い越しシナリオのグラフィック表現を提供して、図１０に示すシナリオで発生する予測される衝突を示す。一つの実施の形態においては、表示２００は推定通過時間誤差バーを含まない。
【００４８】
一例では、フライトＡ１００、Ｃ１０２、Ｂ１０１の飛行シンボル９４ａ、２１０ｂ、２１０ｃは、それぞれ、時間尺度に沿って３．０分、５．５４分、７．５７分に配置される。この例では、フライトが基準点に到達する際に時間分離要件の違反はない。しかし、そのとき、フライトＣ１０２は（図１０に示すように）フライトＢ１０１よりも基準点から離れているため、フライトＣ１０２は基準点に到達する前にフライトＢ１０１を追い越すことになる。これは、例えば、これら２つのフライトに対応するシンボルの色を変更し又は飛行シンボル２１０ｃ、２１０ｂを強調表示することによって示される。
【００４９】
次に図１２を参照すると、流れ図は、基準に近づいている少なくとも１つの物体の分離時間を本発明にしたがって表示する例示的なステップ列を示している。図１２の流れ図では、矩形要素が「処理ブロック」（図１２の要素３００により代表される）を意味し、コンピュータ・ソフトウェア命令又は命令群を表す。流れ図中の菱形形状の要素は「判断ブロック」（図１２の要素３０６により代表される）を意味し、処理ブロックの演算に影響するコンピュータ・ソフトウェア命令又は命令群を表す。代わりに、処理ブロックは、デジタル信号プロセッサ回路や特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の機能的に同等の回路によって実行されるステップを表す。流れ図に示すステップによっては、コンピュータ・ソフトウェアを介して実施することができるものもあれば、別の様式で（たとえば、経験的手順を介して）実施することができるものもあることが当業者により理解されよう。流れ図は、いずれの特定のプログラミング言語の構文も示していない。むしろ、流れ図は所要の処理を実行するコンピュータ・ソフトウェアの生成に使用される機能情報を示している。ループ及び変数の初期化並びに一時的数値変数の使用等、多くのルーチン・プログラム要素は示されていないことに留意されたい。本明細書に指定のない限り、示される特定順序のステップは例示としてのみ示され、本発明の精神から逸脱することなく可変であることが当業者により理解されよう。
【００５０】
ステップ３００において、システムは、例えば、画面上のどこに表示を配置すべきか、表示をどのように構成すべきか、オペレータが興味を持つ進入路及び飛行経路はどれかを決めるオペレータ入力を受け入れる。
【００５１】
ステップ３０２において、システムは、基準点、ＩＤ及び制約を含む当該飛行経路の情報を検索する。この情報は通過時間の推定と時間領域表示の提供に使用される。また、システムは、当該飛行経路に関連する飛行経路についての情報も検索する。ステップ３０４において、進路ファイル及び状況ディスプレイの定期的な更新が実行される。監視システムは、更新された組の進路、ここでは飛行物体例えばターミナル空域内の航空機の進路を提供する。報告された各物体は、位置と該物体に関連するデータ記録とを含む進路が関連付けられる。次いで状況ディスプレイが更新されて、適格ではなくなった進路表示が表示から外され、更新された進路位置及びデータが示されるとともに、新しい進路が表示される。各更新時、更新に含まれる各物体は更なる処理に対して適格である。
【００５２】
ステップ３０６において、現在の物体が当該飛行経路の少なくとも１つに割り当てられたフライトであるか否かが決定される。一例では、これは、フライト・データによって示されるフライトの滑走路割り当てを調べることによって行われる。現在の物体が当該飛行経路の少なくとも１つに割り当てられていると決定されると、処理はステップ３０８に続き、その他の場合、処理はステップ３０４に続き、次の物体を識別して処理する。
【００５３】
ステップ３０８において、この物体に対して実行可能な進入路が存在するか否か、即ち、フライトが更なる処理のための候補フライトであるか否かが決定される。即ち、各候補フライトの特定の条件を満たす名目飛行経路があるか否かが決定される。例示的な条件としては
飛行経路が各ポイントで滑らかな微分曲線を示す、
フライトの走行速度が開始点において経路に接する、
飛行経路が飛行コースに合流するところで飛行経路が飛行コースに接する、
曲率半径が各ポイントでのフライトの最小旋回半径より大きい、
が含まれる。
【００５４】
現在の物体の速度及び位置のデータは、当技術分野において既知のように、センサ又は他のシステム（例えば、自動従属監視放送システム即ちＡＤＳ−Ｂ）から受け取られる。フライトが、指定の制約に従った指定の標準操縦によって基準点に到達することができると決定される場合、処理はステップ３１０に続く。その他の場合、処理はステップ３０４に続き、次の物体を識別して処理する。
【００５５】
ステップ３１０において、現在の物体について、基準までの推定通過時間が計算される。物体の経路が予測され、次に、現在位置から始まって基準点で終わる経路上の選択されたポイントにおいて、予測経路に沿って物体が移動する場合の速度プロファイルが予測される。速度プロファイルは、経路上の各ポイントでの航空機の（一定ではない場合がある）速度を与える。
【００５６】
ステップ３１２において、ステップ３１０において計算された通過時間の分散が、履歴データ、例えば、それまでの同様の名目経路上での、同様の物体分類を有する最近の同種の航空機の通過時間、風の状況を含む天候及び他の要因を使用して計算される。代わりに、実際の通過時間の分布に適した数学的モデルが選択され、システムは、推定通過時間の信頼度の数学的量に対応する予想分散を計算する。
【００５７】
ステップ３１４において、先行及び後続の分離時間間隔が計算される。間隔は一般に航空機の型式の関数である。それによって、通過時間から先行分離時間を指し引いた時間に始まり、通過時間に後続分離時間を加算した時間に終わる時間間隔に等しい、現在の物体の時間範囲が決定される。
【００５８】
ステップ３１６において、システムは、現在の物体の通過時間と整列された、現在の物体の分離時間間隔及び少なくとも１つの誤差範囲（先行誤差又は後続誤差）から第１の時間範囲を形成し、通過時間、分離時間間隔、表示されている他の物体の誤差範囲の１つを使用することによって第２の時間範囲を形成し、第１の時間範囲と第２の時間範囲を比較し、現在の物体の時間範囲と表示されている物体の時間範囲との間の重複を決定することに応答して、少なくとも１つの物体と表示されている物体との間で起こり得る分離違反を決定する。
【００５９】
ステップ３１８において、システムは、現在の物体の及び通過時間と整列された、現在の物体の分離時間間隔から第１の時間範囲を形成し、表示されている他の物体それぞれの通過時間及び分離時間間隔を使用することによって第２の時間範囲を形成し、第１の時間範囲と第２の時間範囲を比較し、現在の物体の時間範囲と表示されている物体の時間範囲との間の重複を決定することに応答して、現在の物体と表示されている物体の１つとの間の予想分離違反を決定する。
【００６０】
ステップ３２０において、割り当てられた飛行コースを名目上辿っている現在の物体が、同じ飛行コースを名目上辿っている別のフライトを追い越すと予測されるか否か、又は現在の物体が既に表示されているフライトによって追い越されることになるか否かが決定される。以下の条件、即ち、
予測飛行経路に沿って測定される第１のフライトの基準点からの距離の方が第２のフライトの同距離よりも遠い、
第１のフライトの推定通過時間の方が第２のフライトの推定通過時間よりも短い、
が当てはまる場合、１つのフライトは別のフライトを追い越すものと推定される。
【００６１】
一つの実施の形態においては、このシナリオは、現在の物体の通過時間及び空間位置を、表示されている各物体の通過時間及び空間位置と比較し、比較されている物体の基準点までの通過時間が短い方及び空間距離が長い方を決定することによって決定される。ステップ３２２において、現在の物体の推定通過時間が表示に含まれるよう、通過時間の指示に使用される時間線軸が表示又は更新される。
【００６２】
ステップ３２４において、現在の物体の推定通過時間、分離枠、ＡＣＩＤ及び現在の物体の通過時間誤差範囲を示すように配置された通過時間マーカを含む飛行シンボルとして、現在の物体が表示に追加される。現在の物体が既に表示されている場合、前に関連付けられていた組が表示から除去される。割り当てられた飛行コースを名目上辿っているフライト毎に、飛行シンボルが対象飛行コースに対応する時間表示帯上に投影される。一つの実施の形態では、飛行シンボルは図６に示すように表示される。
【００６３】
ステップ３２６において、現在のフライトが、同じ飛行コースを名目上辿っている又は辿るように定められている別のフライトとの追い越しシナリオに含まれると予測される場合、両方のフライトの飛行シンボルが変更される。変更は、飛行シンボルの色の変更、明滅する色の使用、又は、或る他の適した視覚的又はグラフィック的な変更を含むことができる。ステップ３２８において、（図７〜図９と併せて説明したように）ゴースト像が、経路が共通基準点により関連する場合、対応する経路上に表示される。現在の物体が既に表示されている場合、前に関連付けられていたゴーストは表示から除去される。ステップ３３０において、ステップ３１６及び３１８において決定された分離違反が、現在の物体のステップ３２８において表示されたゴースト像と併せて表示される。これは、起こり得る分離違反の指示を表示すること、及び、予想分離違反の指示を表示することを含む。
【００６４】
一つの実施の形態では、異なる飛行コースを辿っている２つのフライトに対する飛行シンボルの重複がある場合、第２のフライトが名目上辿っている飛行コースに対応する帯に現れる、第１のフライトの位置シンボルは、重複の程度及び種類を示すように変更される。位置シンボルの変更の程度は、飛行シンボルの重複の程度に一致する。或る色は、１つのフライトの飛行シンボルに付される誤差バーと、他のフライトの飛行シンボルの任意の部分との重複の指示に使用されて起こり得る分離違反を示す。別の色は、１つの飛行シンボルの分離枠と他の飛行シンボルの分離枠との重複を示すために使用されて予想分離違反を示す。ステップ３３２において、表示は、当該飛行経路上にない物体を除去するとともに、有効ではない起こり得る不十分な分離違反のグラフィック表現を除去するようにリフレッシュされて更新される。一つの実施の形態においては、現在表示されている物体の進路更新を受け取ると、関連するすべてのアーチファクト（飛行シンボルと任意のゴースト像とを含む物体一式）が時間ベースの表示から除去される。ステップ３００において処理が再開され、時間領域ベースの表示を再表示して更新する。
【００６５】
ここで図１３を参照すると、例示的な時間領域間隔支援システム４００は状況ディスプレイ４２０を備える。状況ディスプレイ４２０は、オペレータ・インタフェース４０６及びディスプレイ４０４に結合された時間領域ディスプレイ・プロセッサ４０２を備える。システム４００は、物体位置・軌道情報インタフェース４１０に結合された通過時間推定器４１２、通過時間分散プロセッサ４１４及び追い越しシナリオ・プロセッサ４１６を更に備え、物体位置・軌道情報インタフェース４１０は物体位置・軌道情報源４０８に結合される。「プロセッサ」、「推定器」、「プレーヤ」及び「インタフェース」を示すブロックは、コンピュータ・ソフトウェア命令又は命令群を表すことができる。このような処理は、例えば、状況ディスプレイ４２０の一部として提供することができる単一の処理装置によって実行されても、いくつかのプロセッサに分散されてもよい。
【００６６】
一つの実施形態では、オペレータは状況ディスプレイ４２０と対話し、オペレータ・インタフェース４０６を使用して当該進入路及び飛行経路を選択する表示コマンドを提供する。ディスプレイ・プロセッサ４０２は、物体位置・軌道情報源４０８から情報を検索するよう軌道情報インタフェース４１０に信号を送る。情報源は、例えば、進入路及び運航フライトについての情報や、空中監視レーダシステムから受信する、航空機の検知及び追跡についての現在の情報を有するデータベースを含むことができる。ディスプレイ・プロセッサ４０２は通過時間推定器４１２及び通過時間分散プロセッサ４１４からも情報を受け取り、通過時間推定器４１２及び通過時間分散プロセッサ４１４は、図６〜図９及び図１２のステップ３１０〜３２４に述べたように、物体位置・軌道情報源４０８から情報を受け取る。
【００６７】
追い越しシナリオ・プロセッサ４１６は、図１０、図１１、及び図１２のステップ３２０と併せて述べた追い越しシナリオを表示するために、表示情報をディスプレイ・プロセッサ４０２に供給する。ディスプレイ・プロセッサ４０２は、推定通過時間、通過時間分散を含む分離時間間隔、及び追い越しシナリオを表示する出力信号をディスプレイ４０４に供給する。
【００６８】
本明細書に引用したすべての公報及び参照文献は、それぞれ全体が参照により本明細書に明示的に援用される。
本発明の好ましい実施の形態について述べたが、ここで、好ましい実施の形態の概念を組み込んだ他の実施の形態を使用できることが当業者には明らかであろう。したがって、これらの実施の形態は開示された実施の形態に限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲によってのみ限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】若干の航空機の収束進入路に対応する基準点の概略図である。
【図２】間隔の狭い平行な滑走路での収束進入路に対応する基準点の概略図である。
【図３】交差滑走路での収束進入路に対応する基準点の概略図である。
【図４】本発明に係る予測経路決定の概略図である。
【図５】本発明に係る予測経路に沿った推定物体速度と距離の間の関係のプロットである。
【図６】本発明に係る、基準点への第１の進入路の通過時間を示す物体の時間表示の概略図である。
【図７】第２の進入路及び対応する進入路に重ねられたゴースト像を更に含む、図６の時間表示の概略図である。
【図８】起こり得る分離要件違反の指示を更に含む、図７の時間表示の概略図である。
【図９】予想分離要件違反の指示を更に含む、図８の時間表示の概略図である。
【図１０】第２の物体を追い越している１つの物体の概略図である。
【図１１】図１０の物体の時間表示の概略図である。
【図１２】基準点に到着しつつある物体間の通過時間及び分離の時間領域表示を提供するステップを示す流れ図である。
【図１３】本発明にかかる時間領域間隔支援システムのブロック図である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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