(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高度垂直誤差値を生成するステップと、
生成した高度垂直誤差値及び安全率限界に基づいて第一の垂直安全率値を生成するステップと、
上記第一の垂直安全率値、航空機の対地速度、及び航空機から選択した滑走路までの距離に基づいて第二の垂直安全率値を生成するステップと、
生成した第二の垂直安全率値に基づいて警報条件の有無を決定するステップと、を含み、
上記第二の垂直安全率値を生成するステップは、
上記第一の安全率値、飛行速度、所定の空中静止速度及び進入速度に基づいて対地速度安全率値を生成するステップと、
上記第一の安全率値、所定の滑走路距離バイアス、及び航空機から選択した滑走路までの距離に基づいて滑走路からの距離の安全率値を生成するステップと、
上記対地速度安全率値と上記滑走路からの距離の安全率値のうち小さい方を第二の垂直安全率値として選択するステップと、
航空機の対地速度、所定の空中静止速度及び進入速度に基づいた地表高さ値、及び滑走路距離に基づいた地表高さ値を生成するステップと、を含み、
警報条件の有無を決定するステップは、さらに生成した地表高さ値に基づく、
航空機の地勢回避システム用垂直安全率値を生成する垂直安全率生成方法。
【請求項２】
高度垂直誤差値を生成するように構成される高度コンポーネントと、
生成した高度垂直誤差値及び安全率限界に基づいて第一の垂直安全率値を生成するように構成される第一の垂直安全率生成器と、
上記第一の垂直安全率値、航空機の対地速度、及び航空機から選択した滑走路までの距離に基づいて第二の垂直安全率値を生成するように構成される第二の垂直安全率生成器と、
生成した第二の垂直安全率値に基づいて警報状態の有無を決定するように構成される警報コンポーネントと、を備え、
上記第二の垂直安全率値生成器は、
上記第一の安全率値、飛行速度、所定の空中静止速度及び進入速度に基づいて対地速度安全率値を生成するように構成される対地速度ベース生成器と、
上記第一の安全率値、所定の滑走路距離バイアス、及び航空機から選択した滑走路までの距離に基づいて滑走路からの距離の安全率値を生成するように構成される対滑走路距離ベース生成器と、
上記対地速度安全率値と上記滑走路からの距離の安全率値のうち小さい方を選択するように構成される選択器と、を備え、
さらに、航空機の対地速度、所定の空中静止速度及び進入速度に基づいた地表高さ値、及び滑走路距離に基づいた地表高さ値を生成するように構成される地表生成器を備え、上記警報コンポーネントは生成した地表高さ値に基づいて警報状態の有無を決定するように構成される、
航空機の地勢回避システム。
【請求項３】
上記高度コンポーネントは気圧高度及び側位システム値に基づいて幾何学高度垂直誤差を生成するように構成されることを特徴とする、請求項２記載の地勢回避システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対地接近警報装置用デルタ高さバイアス及び地表生成技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
強化型地面接近警報システム（ＥＧＰＷＳ）は航空機の前方の脅威をモニタリングする。航空機は高度の誤差に直面すると、ＥＧＰＷＳから警報が発せられないのに地形に衝突する虞がある。この問題は、ヘリコプターのように地面の非常に近くで飛行する航空機にＥＧＰＷＳを設置した場合に特に発生しやすい。
【０００３】
したがって、このような環境においてＥＧＰＷＳが出す警報の一貫性と信頼性を高め、航空機の安全性を強化するシステムに対するニーズがある。
【発明の開示】
【発明が解決するための手段】
【０００４】
迷惑な警報の発生を低減した改良型航空機地勢回避システム、方法及びコンピュータプログラムを提供する。本装置は幾何学高度コンポーネント、第一及び第二の垂直安全率生成器、及び警報コンポーネントを備える。幾何学高度コンポーネントは気圧高度及び側位システム値（例えば、全地球側位システム（ＧＰＳ）生成値）に基づいて幾何学高度の垂直誤差値を生成する。第一の垂直安全率生成器は生成した垂直誤差値及び安全率限界に基づいて第一の垂直安全率値を生成する。第二の安全率生成器は生成した第一の垂直安全率値、航空機の対地速度、及び選択した滑走路までの航空機の距離に基づいて第二の垂直安全率値を生成する。警報コンポーネントは生成した垂直安全率値に基づいて警報条件を決定した場合、警報信号を乗務員に出力する。
【０００５】
本発明の他の側面に基づいて、第二の垂直安全率生成器は対地速度ベース生成器、対滑走路距離ベース生成器、及び選択器を有する。対地速度ベース生成器は第一の安全率値、飛行速度、所定の空中静止速度及び進入速度に基づいて対地速度の安全率値を生成する。滑走路式生成器は第一の安全率値、所定の滑走路距離バイアス、及び航空機から選択した滑走路までの距離に基づいて滑走路からの距離の安全率値を生成する。選択器は対地速度安全率値と滑走路までの距離の安全率値のうち小さい方を第二の垂直安全率値として選択する。
【０００６】
本発明の別の側面に基づいて、本装置はさらに、航空機の対地速度、所定の空中静止速度及び進入速度に基づいた地表高さ値、及び滑走路距離に基づいた地表高さ値を生成する地表生成器を有する。さらに警報コンポーネントは生成した地表高さ値に基づいて警報状態の有無を決定する。
【０００７】
この欄の記載から明らかなように、本発明は、脅威の評価方法を決定するに当たり、高度の誤差値、航空機の速度、及び滑走路との相対位置に配慮した地上回避システムを提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
本発明の好ましい実施形態は、図１〜５に示すように、幾何学高度誤差（垂直良度指数（ＶＦＯＭ））を考慮した垂直安全率（デルタ高さ（ＤＨ）バイアス）を提供する強化型地面接近警報システム（ＥＧＰＷＳ）である。幾何学高度は気圧高度及び全地球側位システム（ＧＰＳ）コンポーネントを考慮した航空機の高度値である。ＶＦＯＭは幾何学高度の垂直誤差コンポーネントである。幾何学高度とＶＦＯＭについては例えば米国特許第6,216,064号に記載され、この文献を本書にリファレンスとして組み込む。この実施形態の成果は航空機の位置をより高い精度で見積るＥＧＰＷＳである。図１〜６参照のように、高精度測定により、迷惑な警報の発生を低減するように地表が減少される。
【０００９】
図１に具体例として示すＥＧＰＷＳ１８は、ＶＦＯＭ、航空機の対地速度（ＧＳ）、及び航空機から選択滑走路までの距離に基づいてＤＨバイアスを生成するＤＨコンポーネント２０と、対地速度及び予め定めた地表デルタ高さ（ＴＦＤＨ）境界に基づいてＴＦＤＨ値を生成するＴＦＤＨコンポーネント２２と、警報コンポーネント２３とから構成される。ＤＨコンポーネント２０は公称ＤＨ処理コンポーネント２４、ＧＳベースＤＨバイアス処理コンポーネント２８、航空機から選択滑走路までの距離による（滑走路距離（ＲＷＹＤＩＳＴ）ベース）ＤＨ処理コンポーネント３０、及び選択器３４から成る。公称ＤＨバイアス処理コンポーネント２４はＥＧＰＷＳの生成したＤＨバイアスの上限及び下限とＶＦＯＭとに基づいて公称ＤＨバイアスを生成する。ＧＳベースＤＨバイアス処理コンポーネント２８はＧＳと生成した公称ＤＨバイアスとに基づいてＤＨバイアスを生成する。滑走路距離（ＲＷＹＤＩＳＴ）ベースＤＨ処理コンポーネント３０は航空機から滑走路末端までの補正距離と公称ＤＨバイアスとに基づいてＤＨバイアスを生成する。選択器３４はコンポーネント２８と３０が生成したＤＨバイアスのうち小さい方を選択する。選択したＤＨバイアスは警報コンポーネント２３に送られる。各処理の詳細については図３〜６を参照して後述する。
【００１０】
同じく図１にはＴＦＤＨコンポーネント２２の構成も示される。ＴＦＤＨコンポーネント２２は航空機の対地速度及び予め設定したＴＦＤＨ境界を考慮したＴＦＤＨを生成する。ＴＦＤＨコンポーネント２２はＧＳベースＴＦＤＨ処理コンポーネント４２、対滑走路距離ベースＴＦＤＨ処理コンポーネント４４、及び選択器４８から構成される。ＧＳベースＴＦＤＨ処理コンポーネント４２は予め設定したＴＦＤＨ限界値までのＴＦＤＨ対ＧＳ曲線に基づいてＴＦＤＨ値を生成する。対滑走路距離ベースＴＦＤＨ処理コンポーネント４４はＴＦＤＨ対滑走路距離曲線（すなわちＴＦＤＨ境界）に基づいてＴＦＤＨ値を生成する。このＴＦＤＨ対滑走路距離曲線は予めＥＧＰＷＳのメモリに記憶されているもので、図７に例を示す。選択器４８はコンポーネント４２と４４から出力されるＴＦＤＨバイアスのうち小さい方を選択する。
【００１１】
コンポーネント２０及び２２はそれぞれ選択したＤＨ値、ＴＦＤＨ値を警報コンポーネント２３に送り、警報コンポーネント２３はこれに基づいて現在の飛行パラメータを解析し、警報状態の有無を決定する。
【００１２】
図２はＥＧＰＷＳ１８のコンポーネント２０が実行する処理の好ましい具体例を示したものである。先ずブロック７０で、幾何学高度とＶＦＯＭに基づいて公称ＤＨバイアスを生成する。詳細は図３に記載される。次にブロック７２で、ＧＳと生成した公称ＤＨバイアスに基づいて第一のＤＨバイアスを生成する。詳細は図４に記載される。ブロック７４で、滑走路末端までの補正距離値と生成した公称ＤＨバイアスに基づいて第二のＤＨバイアスを生成する。詳細は図５に記載される。ブロック７６に示すように第一と第二のＤＨバイアスのうち小さい方を選択して警報コンポーネント２３に送る。
【００１３】
図３は図２のブロック７０における処理を示したものである。先ず決定ブロック９０でＶＦＯＭがＤＨバイアスの下限以上であるか決定する。ＤＨバイアスの下限値としてはゼロが好ましい。ＶＦＯＭがＤＨバイアスの下限未満であれば、ブロック９２に示すように公称ＤＨバイアスをゼロにする。ＶＦＯＭがＤＨバイアスの下限以上であれば、ブロック９６に示すように公称ＤＨバイアスをＶＦＯＭ引くＤＨバイアス下限に等しく設定してから決定ブロック９８に示す決定を行う。決定ブロック９８では、ブロック９６から与えられた公称ＤＨバイアスがＤＨバイアスの上限より大きいか決定する。公称ＤＨバイアスがＤＨバイアス上限より大きければブロック１００に示すように公称ＤＨバイアスをＤＨバイアス上限に等しく設定する。公称ＤＨバイアスがＤＨバイアス上限以下であるならば公称ＤＨバイアスは変更せず、ブロック１０２で公称ＤＨバイアスを警報コンポーネント２３に出力し、その後、ＥＧＰＷ１８とコンポーネント２０が作動中である限り決定ブロック９０に戻る。ＤＨバイアスの上限値として十分に大きな値を選ぶと多くの場合でＤＨバイアスのデフォルト値がそのまま公称ＤＨバイアスになって都合がよい。ブロック９８又は１００の後、処理は同じくブロック１０２に進み、ここで公称ＤＨバイアスを出力する。ブロック１０２の後、処理は決定ブロック９０に戻る。ＤＨバイアスの上限と下限の値（限界値）は予め設定された値としてＥＧＰＷＳ１８に記憶させるのがよい。
【００１４】
図４は図２のブロック７２における処理の具体例を示したものである。先ずブロック１１０で、航空機のＧＳが予め設定した空中静止（ホバー）速度以下であるか決定する。空中静止速度は該当する航空機、例えば垂直又は略垂直に離着陸（ＶＴＯＬ）を行う航空機（例えばヘリコプター、ハリアー（Harrier）、オスプレィ（Osprey））の飛行パラメータに基づいて予め設定される値である。ＧＳが空中静止速度以下であればブロック１１２に示すようにＤＨバイアスをゼロにする。ＧＳが空中静止速度以下でなければブロック１１４に示すようにＧＳが進入速度以下であるか決定する。決定ブロック１１４の条件が成立するならば次式（１）によりＤＨバイアスを求める。
ＤＨバイアス＝公称ＤＨバイアス＊（Vg-Vhov)／(VApp-Vhov)           （１）
Vg＝対地速度
VApp＝進入速度
Vhov＝空中静止速度
不成立ならばＤＨバイアスを公称ＤＨバイアスに等しくする。進入速度は、空中静止速度と同様に、該当する航空機の飛行パラメータに基づいて予め設定される。
【００１５】
図５は図２のブロック７４における処理を示したものである。先ず決定ブロック１３０で、選択滑走路から航空機までの距離が滑走路バイアス以下であるか決定する。図７に示されるように、滑走路バイアスは滑走路末端から予め設定したＴＦＤＨ限界の到達点までの距離である。この具体例において、滑走路バイアスは２．５海里（ｎｍ）に等しく、内訳はオフセット（１ｎｍ）＋１．５ｎｍ（すなわち、１００フィート（ｆｔ）／ｎｍのＤＨ勾配で１５０ｆｔのＴＦＤＨ限界に達する距離）である。決定ブロック１３０の条件が成立するときはブロック１３２でＤＨバイアスをゼロにする。決定ブロック１３０の条件が不成立のときは式（２）の条件の成否を検査する。
Drwy≦nmRwyBias＋公称ＤＨバイアス／DHslp1                （２）
Drwy＝滑走路から航空機までの訂正距離
nmRwyBias＝滑走路バイアス
DHslp1＝ＤＨ勾配
【００１６】
式（２）が不成立のときはＤＨバイアスを公称ＤＨバイアスに等しく設定し、成立するときは式（３）を適用する。
ＤＨバイアス＝DHslp1(Drwy−nmRwyBias)                     （３）
【００１７】
図６はＥＧＰＷＳ１８のＴＦＤＨ処理コンポーネント２２が実行する処理の好ましい実施形態を示したものである。先ずブロック１５０でＧＳによるＴＦＤＨ値を生成する。ブロック１５２でＧＳによるＴＦＤＨ値とＥＧＰＷＳ１８が生成したＴＦＤＨ値のうち小さい方を選択する。次のブロック１５６で選択したＴＦＤＨを処理のため警報コンポーネント２３に送る。
【００１８】
以上、本発明の好ましい実施形態について図示し、説明してきたが、本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく種々の変更が可能である。したがって、本発明の範囲は実施形態の開示内容に限定されない。本発明は特許請求の範囲に基づいて定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の各コンポーネントを図示するブロック図である。
【図２】改良型デルタ高さバイアスコンポーネントを生成するプロセスを示す本発明の実施形態に係るフローチャートである。
【図３】改良型デルタ高さバイアスコンポーネントを生成するプロセスを示す本発明の実施形態に係るフローチャートである。
【図４】改良型デルタ高さバイアスコンポーネントを生成するプロセスを示す本発明の実施形態に係るフローチャートである。
【図５】改良型デルタ高さバイアスコンポーネントを生成するプロセスを示す本発明の実施形態に係るフローチャートである。
【図６】地表デルタ高さ境界を決定するフローチャートである。
【図７】滑走路からの距離の関数として地表デルタ高さを示すグラフである。
【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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