用于无人驾驶飞行器和载人飞行器的空中态势信息和交通管理系统技术方案

本发明专利技术描述了一种用于无人驾驶飞行器和载人飞行器的空中态势信息和交通管理系统，其中借助空中态势信息和交通管理系统(1)的ATM传感器(2)来捕获、跟踪可借助ATM传感器(2)来捕获的飞行器的位置数据(20)，并将其显示在空中态势图(5)中。此外，还在数据网络(3)中设置了跟踪设备(4)并且该跟踪设备(4)被设置用于跟踪捕获的位置数据(20)并将其作为空中态势图(5)进行处理，从而可以在可连接到所述数据网络(3)的显示装置(6，18，19)上显示空中态势图(5)。此外，不能通过ATM传感器(2)检测到的飞行器配备了空中态势信息和交通管理系统(1)的便携式位置传感器设备(10，11，12)，其中便携式位置传感器设备(10，11，12)被设置用于捕获当前位置数据(20)，并通过无线电通信设备与连接到数据网络(3)的地面站(14)进行通信并且将位置数据(20)放到数据网络(3)中，从而可以在可连接到数据网络(3)的显示装置(6，18，19)上显示空中态势图(5)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于无人驾驶飞行器和载人飞行器的空中态势信息和交通管理系统
本专利技术描述了一种用于无人驾驶飞行器和载人飞行器的空中态势信息和交通管理系统(构成UTM系统的变体)，其中借助空中态势信息和交通管理系统的ATM传感器来捕获、跟踪(追踪)可借助ATM传感器来捕获的(特别是载人的)飞行器的位置数据，并将其显示在空中态势图中，以及借助下面要描述的其他组件也捕获、跟踪并显示无人驾驶飞行器的位置数据。空中态势图例如为空中交通管制或空中交管员提供了有关特别是载人飞行器的空域的概况。作为空中交通管理传感器的ATM传感器是固定传感器，它们检测并定位在空域中的飞行物体，并且例如通过空中交通管制进行操作。作为固定传感器，ATM传感器尤其不是固定在飞机上或随飞机一起移动的传感器。特别地，ATM传感器可以是雷达传感器。ATM传感器与数据网络(特别是空中交通管制或另一个中央评估单元)相连，并将由它们确定的位置数据放到数据网络中。在数据网络中设置了跟踪设备，该跟踪设备被设置用于跟踪捕获的位置数据并将其作为空中态势图进行处理，从而可以在可连接到数据网络的显示装置上显示空中态势图。
技术介绍
这种空域监视在监视载人飞行器时使用，其中由飞行器本身中的飞行员控制的那些飞行器，例如飞机和直升机，被视为载人飞行器。然而，无人驾驶飞行器或飞行物体是指其中没有飞行员一同飞行，例如，乘客也可以利用这种飞行器一同飞行(例如遥控的无人机和无人机出租车)。这些无人驾驶飞行器不能或不能可靠地通过所使用的ATM传感器来定位。这同样适用于载人飞行器，例如在低空空域运动的小型运动飞机或轻型飞机。然而，特别是在机场附近，总是反复出现不受监视的飞行器与受监视的飞行器之间的接触点。
技术实现思路
在这种背景下，本专利技术的目的在于，在空中态势信息和交通管理系统的框架内，为载人飞行器和无人驾驶飞行器(意指可通过ATM传感器检测到和不能通过ATM传感器检测到的飞行器)提供共同的空中态势图，以便能够在交通管理时系统地考虑这种无人驾驶飞行器和载人飞行器之间可能的接触点。根据本专利技术，该目的通过前述类型的具有权利要求1的特征的空中态势信息和交通管理系统来实现。特别地，这样设置，即不能通过ATM传感器检测到的飞行器(这些特别是无人驾驶的飞行物体，即不受飞行器中的飞行员控制的飞行物体，例如无人机，或者是在低空空域中被未被检测到的载人飞行物体，例如不能被雷达ATM传感器扫描的飞行物体)，配备了空中态势信息和交通管理系统的便携式位置传感器设备，其中该便携式位置传感器设备被设置用于捕获当前位置数据。根据本专利技术提出的位置传感器设备的有利的构造是所谓的挂钩装置，钩接式装置或随身携带装置，这些装置将在下面进行详细阐述。根据本专利技术提出的位置传感器设备具有无线电通信设备，该无线电通信设备被设置用于与连接到数据网络的地面站进行通信并且将位置传感器设备的位置数据放到数据网络中。空中态势信息和交通管理系统的跟踪设备被设置用于也跟踪便携式位置传感器设备的位置数据，并将它们作为空中态势图进行处理，以便可以在可连接到数据网络的显示装置上显示空中态势图。因此，本专利技术将用于从雷达数据检测，跟踪和显示载人飞行物体的位置的已知方法扩展到从位置数据中检测无人驾驶的飞行物体(在本专利申请说明书中与无人驾驶飞行器同义使用)，在本专利技术的优选实施形式中，通过移动基础设施在数据网络中提供位置数据，本专利技术还向它们提供共同的空中态势图。为此，新的空中态势信息和交通管理系统被用于对载人飞行器和无人驾驶飞行器进行集成式管理，以便特别避免彼此碰撞或确保空中交通管制的目的。根据本专利技术提出的空中态势信息和交通管理系统的改进形式，可以将跟踪设备设置用于合并ATM传感器的位置数据和便携式位置传感器设备的位置数据并创建(例如，分别动态地，即用新放到数据网络中的位置数据来更新的)共同的空中态势图用于可通过ATM传感器检测到的飞行器和通过ATM传感器不能被检测到的飞行器(特别是载人飞行器和无人驾驶飞行器)。在此，可以这样设置，即可将空中态势图或不同的，可能是内容上经过不同处理的空中态势图显示在显示装置上，其中显示装置集成在数据网络中，或者借助数据网络中的显示服务器可将其显示在例如基于互联网的(移动式或固定式)显示客户端上，所述显示客户端与显示服务器相连。也可以在基于互联网的显示客户端上实现显示在集成在数据网络中的显示装置中。这样的显示装置可以集成在空中交管员工作站中，可以集成在由飞行器中的飞行员或飞行器外部的远程控制的飞行员所携带的移动显示装置(例如智能手机或平板电脑)中，或者可以构造成分析显示器供维修工程师检查测量质量和跟踪质量。根据本专利技术，在集成和处理不同的位置数据以及描述空中态势图中的飞行路径时，可以考虑关于投影的飞行路径的相对于飞行物体的飞行动力学的期望窗口。在通常是动态惰性的载人飞行物体上，这些期望窗口以椭圆的数学形式表示，因为在这些载人飞行物体中的主要运动方向不能自发改变。然而，在诸如无人机之类的通常动态活跃的无人驾驶的飞行物体上，这些期望窗口显示为圆形。在为空中态势图计算位置数据并对其进行处理时，将考虑这些形式。根据本专利技术，可以在空中态势图中显示以下信息中的一个或多个：·利用有关载人飞行物体和/或无人驾驶飞行物体(或操作可通过ATM传感器检测到的飞行器和/或不能通过ATM传感器检测到的飞行器)操作的位置信息进行定位。根据本专利技术重要的空中态势图是载人飞行器和无人驾驶飞行器(或可通过ATM传感器检测到的和不能检测到的飞行器)的组合空中态势图，即其中合并了以不同方式捕获的位置数据的空中态势图。·动态更新的、带有标签的飞行轨迹(例如带有飞行器的类型、标记或航班号、几何的和/或气压高度信息、无人驾驶飞行器(例如无人机)的电池充电状态、控制状态(自动或手动控制)或类似的有关无人驾驶飞行器和/或载人飞行器的附加信息)，其中飞行轨迹中的点和/或虚线代表经过的飞行路径，头部符号代表当前的飞行位置，作为未来矢量的实线代表当前的方向和速度。·基于创建的空中态势图确定的、与静态的，动态的和临时的地理区域(地理围栏或地理笼)的时空冲突。·基于创建的空中态势图确定的、无人驾驶飞行器(是指其位置数据无法通过ATM传感器捕获的飞行器；这还包括低空空域中由飞行员控制的飞行器，但所述飞行器不能通过雷达ATM传感器系统地检测到)之间的时空冲突，以及载人飞行器和无人驾驶飞行器之间的时空冲突(分别包括警告和/或警报在内，例如对飞行器的距离或可能发生碰撞的时间段发出的警告和/或警报)。·可自由选择的背景地图(例如地形图等)，可在该背景地图上显示飞行路线或航迹或飞行轨迹。·利用有关无人驾驶飞行物体操作的位置信息进行控制定位根据本专利技术优选的改进形式，放到数据网络中的位置数据可以包括关于飞行器的类型和/或状态的其他监视数据，例如载人飞行器或无人驾驶飞行器的类型信息、航班号或标识号、几何的和/或气压高度信息、无人驾驶飞行器(例如无人机)的电池的充电状态、控制状态(自动或手动控制)或类似的信息，根据本专利技术，这些信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无人驾驶飞行器和载人飞行器的空中态势信息和交通管理系统，其中借助空中态势信息和交通管理系统(1)的ATM传感器(2)来捕获、跟踪可借助ATM传感器(2)来捕获的飞行器的位置数据(20)，并将其显示在空中态势图(5)中，/n·其中所述ATM传感器(2)不是由飞行器携带的固定传感器，所述传感器识别并定位空域中的飞行器，/n·其中所述ATM传感器(2)与数据网络(3)相连，并将识别的飞行器的位置数据(20)放到数据网络(3)中，以及/n·其中在所述数据网络(3)中设置了跟踪设备(4)并且所述跟踪设备(4)被设置用于跟踪捕获的位置数据(20)并将其作为空中态势图(5)进行处理，从而能够在可连接到所述数据网络(3)的显示装置(6，18，19)上显示空中态势图(5)，/n其特征在于，/n·不能通过ATM传感器(2)检测到的飞行器配备了空中态势信息和交通管理系统(1)的便携式位置传感器设备(10，11，12)，其中所述便携式位置传感器设备(10，11，12)被设置用于捕获当前位置数据(20)，/n·所述位置传感器设备具有无线电通信设备，所述无线电通信设备被设置用于与连接到数据网络(3)的地面站(14)进行通信并且将位置数据(20)放到数据网络(3)中，以及/n·所述跟踪设备(4)被设置用于跟踪便携式位置传感器设备(10，11，12)的位置数据，并将它们作为空中态势图(5)进行处理，从而能够在可连接到数据网络(3)的显示装置(6，18，19)上显示空中态势图(5)。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180306 DE 102018105045.31.一种用于无人驾驶飞行器和载人飞行器的空中态势信息和交通管理系统，其中借助空中态势信息和交通管理系统(1)的ATM传感器(2)来捕获、跟踪可借助ATM传感器(2)来捕获的飞行器的位置数据(20)，并将其显示在空中态势图(5)中，
·其中所述ATM传感器(2)不是由飞行器携带的固定传感器，所述传感器识别并定位空域中的飞行器，
·其中所述ATM传感器(2)与数据网络(3)相连，并将识别的飞行器的位置数据(20)放到数据网络(3)中，以及
·其中在所述数据网络(3)中设置了跟踪设备(4)并且所述跟踪设备(4)被设置用于跟踪捕获的位置数据(20)并将其作为空中态势图(5)进行处理，从而能够在可连接到所述数据网络(3)的显示装置(6，18，19)上显示空中态势图(5)，
其特征在于，
·不能通过ATM传感器(2)检测到的飞行器配备了空中态势信息和交通管理系统(1)的便携式位置传感器设备(10，11，12)，其中所述便携式位置传感器设备(10，11，12)被设置用于捕获当前位置数据(20)，
·所述位置传感器设备具有无线电通信设备，所述无线电通信设备被设置用于与连接到数据网络(3)的地面站(14)进行通信并且将位置数据(20)放到数据网络(3)中，以及
·所述跟踪设备(4)被设置用于跟踪便携式位置传感器设备(10，11，12)的位置数据，并将它们作为空中态势图(5)进行处理，从而能够在可连接到数据网络(3)的显示装置(6，18，19)上显示空中态势图(5)。


2.根据权利要求1的空中态势信息和交通管理系统，其特征在于，所述跟踪设备(4)被设置用于合并ATM传感器(2)的位置数据(20)和便携式位置传感器设备(10，11，12)的位置数据(20)并创建共同的空中态势图(5)用于可通过ATM传感器(2)检测到的飞行器和通过ATM传感器(2)不能被检测到的飞行器。


3.根据权利要求1或2的空中态势信息和交通管理系统，其特征在于，空中态势图(5)能够在显示装置(6，18，19)上显示，其中所述显示装置访问数据网络(3)。


4.根据权利要求3的空中态势信息和交通管理系统，其特征在于，所述显示装置(6，18，19)集成在数据网络中，或者通过访问集成在所述数据网络中的、作为显示客户端的显示服务器(17)连接到数据网络(3)。


5.根据前述权利要求中任一项所述的空中态势信息和交通管理系统，其特征在于，能够在所述空中态势图(5)中显示以下信息中的一个或多个：
·利用有关载人飞行器和/或无人驾驶飞行器操作的位置信息进行定位；
·动态更新的、带有标签(28)的飞行轨迹，其中飞行轨迹中的点和/或虚线(27)代表经过的飞行路径，头部符号(25)代表当前的飞行位置，作为未来矢量(26)的实线代表当前的方向和速度；
·基于创建的空中态势图(...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·海德格尔，
申请(专利权)人：DFS德国空管有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE