EP3129971A1 - Verfahren zur luftraumüberwachung - Google Patents

Verfahren zur luftraumüberwachung

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EP3129971A1
EP3129971A1 EP15716011.0A EP15716011A EP3129971A1 EP 3129971 A1 EP3129971 A1 EP 3129971A1 EP 15716011 A EP15716011 A EP 15716011A EP 3129971 A1 EP3129971 A1 EP 3129971A1
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EP
European Patent Office
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data
aircraft
control
monitoring system
detection unit
Prior art date
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Granted
Application number
EP15716011.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3129971B1 (de
Inventor
Niklas Goddemeier
Sebastian Rohde
Christian Wietfeld
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technische Universitaet Dortmund
Original Assignee
Technische Universitaet Dortmund
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Publication date
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Publication of EP3129971A1 publication Critical patent/EP3129971A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3129971B1 publication Critical patent/EP3129971B1/de
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    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft
    • G08G5/20—Arrangements for acquiring, generating, sharing or displaying traffic information
    • G08G5/22—Arrangements for acquiring, generating, sharing or displaying traffic information located on the ground
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft
    • G08G5/20—Arrangements for acquiring, generating, sharing or displaying traffic information
    • G08G5/26—Transmission of traffic-related information between aircraft and ground stations
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft
    • G08G5/70—Arrangements for monitoring traffic-related situations or conditions
    • G08G5/72—Arrangements for monitoring traffic-related situations or conditions for monitoring traffic
    • G08G5/727—Arrangements for monitoring traffic-related situations or conditions for monitoring traffic from a ground station

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring airspace, in particular a method for detecting and locating aircraft to avoid collisions between aircraft.
  • Such known systems generally see in the respective aircraft on-board electronics, consisting of a computer with a screen, a data communication device, a FLARM and / or ADS-B receiver, a transponder, a GNSS device and an electronic Control unit for processing data before.
  • this on-board electronics one aircraft receives the flight data of another aircraft.
  • the data received by the on-board electronics are processed and graphically displayed to the pilot on the screen of the computer. In this way, the pilot can decide which measures to initiate to avoid a collision with the other aircraft.
  • a data exchange presupposes that the two aircraft have the same communication technology so that the respective transmitted or received flight data can also be read out and processed.
  • the known conflict prevention systems are therefore arranged as on-board electronics in the respective aircraft.
  • on-board electronics with a conflict avoidance system may be too heavy due to the weight.
  • a method for airspace monitoring is thus provided, with a first control and detection system and a second control and detection system, wherein the first control and detection system comprises a first aircraft and a first control and detection unit and the second control and detection system second aircraft and a second control and detection unit, characterized in that a different from the first control and detection unit and the second control and detection unit airspace monitoring system is provided by the first control and detection unit first data relative to the first aircraft be transmitted to the airspace monitoring system and sent from the airspace monitoring system data based on the first data to the second control and detection unit, and the data transmitted from the second control and detection unit to the second aircraft s.
  • the first data relating to the first aircraft are transmitted by the first control and detection unit to the airspace monitoring system and are transmitted from the airspace monitoring system data based on the first data to the second control and detection unit , To this The first data is transmitted from the first aircraft via the airspace monitoring system and the second control and detection unit to the second aircraft.
  • the first aircraft and / or the second aircraft is an unmanned aerial vehicle or a manned aircraft.
  • Unmanned aerial vehicles are preferably drones.
  • Manned aircraft include both lighter sport aircraft, gliders, parachutists, and larger passenger and cargo aircraft.
  • the first control and detection unit and / or the second control and detection unit is preferably a ground station, which has a continuous connection to the first aircraft or second aircraft.
  • the first control and detection unit and / or the second control and detection unit are particularly preferably a secondary radar system with a secondary radar transmitter and a secondary radar receiver, wherein the secondary radar receiver receives data transmitted by the aircraft and the transmitter transmits data to the aircraft.
  • the first control and detection unit and / or the second control and detection unit is a primary radar system with a positioning system and a transmitter, wherein the positioning system determines data of the aircraft and the transmitter sends data to the aircraft.
  • the first data is preferably data on the airspeed, the position, the altitude, the rise or fall rate, the distance and the direction of flight of the respective first aircraft.
  • the first data is signals.
  • the first data are data structures for describing the airspace, on the basis of which an aviation area can be reserved.
  • the first data is computer-readable data, wherein the first data of the first aircraft may have different file formats.
  • the file formats of the first data are data of the FLARM or ADS-B (Automatic Dependent Surveillance Broadcast).
  • a further preferred development of the invention provides that a time stamp and / or a tracking ID is added to the first data and / or the data.
  • the time stamp allows checking the first data and / or data for actuality.
  • the tracking ID ensures that also at a later time the data transmitted by the airspace monitoring system can be unambiguously assigned to the first data transmitted to the airspace monitoring system. This ensures a comprehensible data flow in the airspace monitoring system.
  • the speed of the data transmission can be of central importance, in particular for avoiding a collision between the first aircraft and the second aircraft.
  • a preferred development of the invention therefore provides that the transmission of the first data from the first control and detection unit to the airspace monitoring system and the transmission of the data based on the first data from the airspace monitoring system to the second control and detection unit quasi in real time and thus directly, without planned delays, transmitted or sent out.
  • the possibility is given to directly provide data to a second aircraft via the first aircraft in order to identify and avoid a collision between the first aircraft and the second aircraft at an early stage.
  • the data communication between the first control and detection unit and the airspace monitoring system or the airspace monitoring system and the second control and detection unit is based on a web-based communication technology. In this way, a fast and immediate data communication can be made possible.
  • a further preferred development of the invention provides that the first data transmitted to the airspace monitoring system and / or the data transmitted by the airspace monitoring system to the second control and detection unit are transformed in the airspace monitoring system.
  • the first data is converted into a data transformed that allows processing of the first data in the airspace monitoring system.
  • the data can be transformed on the one hand into the original file format of the first data and / or into a different file format from the first data. If the data is transformed into a different file format from the first data, the data based on the first data can be sent to a second control and detection unit different from the first control and detection unit.
  • the first data of the first aircraft can be transmitted across systems via the first control and detection unit, the airspace monitoring system and the second control and detection unit to a second aircraft.
  • the second aircraft can thus read the first data of the first aircraft, without having to have the appropriate communication technology of the first aircraft.
  • costs can be reduced because not every second aircraft must have a technique for transforming the data.
  • the first data transmitted to the airspace monitoring system and / or the data transmitted by the airspace monitoring system is still visible and traceable at a later time.
  • the first data transmitted to the airspace monitoring system and / or the stored by the airspace monitoring system to the second control and detection unit data stored in the airspace monitoring system.
  • the flight path of the first aircraft can be documented.
  • the first aircraft is an unmanned aerial vehicle, the storage and documentation of the first data or data may also meet the regulatory requirements for keeping a logbook.
  • the first aircraft is identified by the airspace monitoring system. In this way, the first data can be assigned to a specific first aircraft.
  • the first aircraft preferably has a machine-readable identification which, inter alia, allows conclusions to be drawn about the operator of the first aircraft.
  • the machine-readable identification is particularly preferably a chip card integrated in the first aircraft, a SIM card or even a QR code.
  • further requirements for keeping the logbook for the unmanned aerial vehicle can be fulfilled in this way, since the first data can be assigned to the first aircraft.
  • a preferred embodiment of the invention therefore provides that the first data transmitted to the airspace monitoring system and / or the data transmitted by the airspace monitoring system to the second control and detection unit are encrypted. In this way, an abuse of the first data transmitted to the airspace monitoring system and / or the data transmitted by the airspace monitoring system can be reduced.
  • an advantageous development of the invention is that the transmitted to the airspace monitoring system first data and / or from the airspace monitoring system to the second Control and detection unit transmitted data are digitally signed.
  • the digital signature of the first data is preferably carried out with a private key of the operator of the first aircraft.
  • the first data is digitally signed by the first control and detection unit with respect to the first aircraft.
  • the first data is signed by the airspace monitoring system with a private key associated with the first aircraft.
  • An advantageous development of the invention provides that the first data, after checking the signature, preferably the operator and / or device signature, are signed by the airspace monitoring system with a personal key associated with the airspace monitoring system itself.
  • a plurality of first data are preferably combined in order to enable efficient data processing.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the digital signature is carried out via a private key, which is introduced by a copy-protected, cryptographic token person and / or device bound in the airspace monitoring system.
  • the token meets the requirements for the qualified digital signature.
  • Particularly preferred is the personal signature on the electrical identity card.
  • a further preferred development of the invention provides that, based on the first data, a region of the airspace on the flight path of the first aircraft in the airspace monitoring system for the first aircraft is reserved for a period of time.
  • the airspace monitoring system includes data of the flight path of the first aircraft, which data is transmitted to the second control and detection unit.
  • the second aircraft is reserved over the area of the airspace reserved by the first aircraft, so that the second aircraft, if a collision with the first aircraft is to be expected, can change the flight route. A possible collision can thus be identified early.
  • data of basic or temporary no-fly zones can also be stored in the airspace monitoring system.
  • the data of basic or temporary no-fly zones can be called up via a licensing authority connected with the airspace monitoring system in terms of communication technology.
  • a further preferred development of the invention provides that data of a no-fly zone are stored in the airspace monitoring system and the data of the no-fly zone are checked with the first data transmitted to the airspace monitoring system. When a collision hazard is detected, data is transmitted from the airspace monitoring system to the first aircraft to change the flight route.
  • data relating to the proximity of airports and / or data on inner-city areas and / or data for compliance with special regulatory requirements are preferably stored in the airspace monitoring system or can be called up via the licensing authority connected to the airspace monitoring system. In this way, it can be checked in advance whether the planned flight or the planned flight route complies with the respective legal and / or security requirements.
  • an ascent permission for the first aircraft is requested and obtained via the airspace monitoring system.
  • first data of the first aircraft are stored in the airspace monitoring system via the flight route.
  • data based on the first data is transmitted to the second control and registration unit. This data is not transmitted directly to the second control and detection unit, but only at the relevant time, that is, only from the time from which the first aircraft rises and thus a risk of collision with the second aircraft may arise.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that the first aircraft is an unmanned aerial vehicle and the unmanned aerial vehicle has a continuous connection to the first control and detection unit and at a connection termination of the continuous connection first data relating to the connection abort of the first control and detection unit be transmitted to the airspace monitoring system and transmitted from the airspace monitoring system data, based on the first data regarding the disconnection, to the second control and detection system.
  • the second aircraft is informed of the disconnection between the unmanned aerial vehicle and the first control and detection unit, so that the second aircraft can pay increased attention to the air traffic in order to be able to react quickly in the event of an expected collision.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that the first control and detection unit is part of the second control and detection unit and forms a combined control and detection unit and the first data from the combined control and detection unit detected and the airspace monitoring system be transmitted and sent based on the first data from the airspace surveillance system data to the combined control and detection unit.
  • the first control and detection unit differs from the second control and detection unit. In this way, the combined control and detection unit is formed across systems.
  • the airspace monitoring system is an integral part of the combined control and detection system.
  • the first control and detection unit, the second control and detection unit and the airspace monitoring system form an integral system.
  • the second control and detection unit transmits second data relating to the second aircraft to the airspace monitoring system.
  • the airspace monitoring system checks the first data of the first aircraft and the second data of the second aircraft on a conflict, in particular a possible collision. In an identified risk of collision, data based on the first data and the second data is transmitted to the second control and detection system.
  • the second aircraft is informed of the identified risk of collision with the first aircraft and can change the flight route.
  • the second aircraft thus does not require on board technology to evaluate the first data of the first aircraft, which has a positive effect on the weight of the second aircraft.
  • the costs of the aircraft can be reduced in this way, since the airspace monitoring system evaluates the data and not in the first aircraft or the second aircraft, a technique for evaluating the flight data is to be arranged.
  • the second data is preferably data about the airspeed, the position, the altitude, the rise / fall rate, the distance and the direction of flight of the respective second aircraft, the file format of the second data being from the file format of the first data can differentiate.
  • a further preferred development of the invention provides that data based on the second data is transmitted by the airspace monitoring system to the first control and detection unit.
  • the first aircraft receives data on the second aircraft.
  • both the first aircraft and the second aircraft can be informed of the identified risk of collision and change the flight route.
  • the first data and second data transmitted to the airspace monitoring system are merged in the airspace monitoring system. In this way, data can be sent to the first control and detection unit and / or data to the second control and detection unit based on these fused data in order to predefine or suggest a new flight route to the first aircraft and / or the second aircraft.
  • the second data can be processed according to the first data in the airspace monitoring system.
  • the second data can also be stored, transformed, encrypted and / or digitally signed.
  • an identification of the second aircraft by the airspace monitoring system is possible.
  • the airspace for the second aircraft may be reserved in the airspace monitoring system, or a climb permit for the second aircraft may be obtained via the airspace monitoring system.
  • the first control and detection system has a plurality of first aircraft and / or the second control and detection system has a plurality of second aircraft
  • the first control and detection unit transmits a plurality of first data to the airspace monitoring system - telt.
  • a multiplicity of first aircraft or second aircraft can be connected in terms of communication technology to the first control and detection unit or second control and detection unit.
  • the method comprises a plurality of first control and detection systems and / or a plurality of second control and detection systems. In this way, the airspace can be monitored across systems for a plurality of first aircraft and / or second aircraft.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a method for airspace monitoring, wherein a second aircraft data of a first aircraft are transmitted, according to the preferred embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a schematic representation of the method for airspace monitoring, wherein in the airspace monitoring system first data of the first aircraft with second data of the second aircraft are checked for collision, according to the preferred embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the method for airspace monitoring, wherein data is transmitted from the airspace monitoring system to the first control and detection unit and to the second control and detection unit, according to the preferred embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows a machine-readable identification in the form of a QR code for identifying the first aircraft or second aircraft, according to the preferred embodiment of the invention
  • FIG. 5 is a schematic representation of the method for airspace monitoring with a plurality of first aircraft and second aircraft, according to the preferred embodiment of the invention
  • FIG. 6 shows a method sequence for acquiring first data and second data in the airspace monitoring system, according to the preferred embodiment of the invention
  • 7 shows a method sequence for sending data from the airspace monitoring system, according to the preferred embodiment of the invention
  • FIG. 8 shows a method for the distribution of data of the airspace monitoring system in the event of an unplanned connection interruption between the first control and detection unit or the second control and detection unit with the airspace monitoring system, according to the preferred embodiment of the invention
  • FIG. 9 shows a method for registering, identifying and authenticating a first aircraft with the airspace monitoring system, according to the preferred embodiment of the invention.
  • FIG. 10 shows a method for reserving a flight area, according to the preferred embodiment of the invention.
  • Fig. 11 is a method for obtaining a permit to fly at an approval authority, according to the preferred embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a method for airspace monitoring, with a first control and detection system 100, a second control and detection system 200 and an airspace monitoring system 300.
  • the first control and detection system 100 includes a first aircraft 110 and a first control and detection unit 120, wherein the first control and detection unit 120 is communicatively connected to the first aircraft 110.
  • the second control and detection system 200 comprises a second aircraft 210 and a second control and detection system 200. Fonnesaku 220, wherein the second control and detection unit 220 is communicatively connected to the second aircraft 210.
  • the first control and detection system 100 and the second control and detection system 200 are communicatively connected to each other via the airspace monitoring system 300.
  • the first control and detection unit 120 and the second control and detection unit 220 are preferably connected to the airspace monitoring system 300 via a web-based communication link.
  • the first aircraft 110 is preferably a manned aircraft and the second aircraft 210 is preferably an unmanned aircraft.
  • the first control and detection unit 120 is preferably a secondary radar system having a secondary radar transmitter and a secondary radar receiver, and the second control and detection unit 220 is preferably a ground station of an unmanned aerial vehicle.
  • the first control and detection system 100 and the second control and detection system are different from each other.
  • the first control and detection unit 120 acquires first data 130 of the first aircraft 110, these first data 130 preferably data on the airspeed, the position, the altitude, the rise or fall rate, the distance and the direction of flight of the first aircraft 110 are and are preferably sent out via the ADS-B.
  • the first data is in the ADS-B file format.
  • the first data is transmitted from the first control and detection unit to the airspace monitoring system 300.
  • the first data 130 are transformed.
  • data 310 is sent to the second control and detection unit 220 and transmitted from the second control and detection unit 220 to the second aircraft 210. Due to the transformation of the first data 130 in the airspace monitoring system 300, in this way the first Data 130 of the first aircraft 110 for the second aircraft 210 are made legible. In this way, the second aircraft 210 may identify the flight path of the first aircraft 110 and, if necessary, change its flight path. Thus, the airspace can be monitored across systems.
  • the communication technique between the first aircraft 110 and the first control and detection unit 120 is not required for reading the first data 130 of the first aircraft 110 in the second aircraft 210.
  • no further communication technology is required for the system-spanning monitoring of the airspace, which has a positive effect on the weight of the second aircraft 210.
  • a time stamp is supplied. In this way, by comparing the time stamp with the actual time, it can be ensured that the first data 130 is current.
  • the first data 130 transmitted to the airspace monitoring system 300 and / or the data 310 transmitted by the airspace monitoring system 300 are stored in the airspace monitoring system 300. In this way, the flight route of the first aircraft 110 can be documented.
  • the first data 130 transmitted to the airspace monitoring system 300 and / or the data 310 sent by the airspace monitoring system 300 to the second control and detection unit 220 are encrypted. In this way, a failure the first data 130 transmitted to the airspace monitoring system 300 and / or the data 310 transmitted by the airspace monitoring system 300 may be reduced by unauthorized persons.
  • the first aircraft 110 is identified by the airspace monitoring system 300.
  • the first aircraft 110 has a machine-readable identification 140, which permits, inter alia, conclusions about the operator of the first aircraft 110.
  • the machine-readable marking 140 may preferably be a chip card integrated in the first aircraft 110, a SIM card or also a QR code.
  • the first data 130 contain information of the machine-readable identifier 140, so that the airspace monitoring system 300 can associate the first data 130 with the first aircraft 110.
  • the first data 110 transmitted to the airspace monitoring system 300 and / or those from the airspace monitoring system 300 to the second control and detection unit 220 emitted data 310 are digitally signed.
  • the digital signature of the first data 110 is preferably carried out with a private key of the operator of the first aircraft 110.
  • the first data 130 are digitally signed by the first control and detection unit 120 relative to the first aircraft 110.
  • the first data is signed by the airspace monitoring system with a private key associated with the first aircraft.
  • the first data 130 after verification of the signature by the airspace monitoring system 300, are signed with a private key assigned to the airspace monitoring system 300. be defined.
  • a plurality of first data 130 are combined in order to enable efficient data processing.
  • the present example is not limited to the case where the first aircraft 110 is a manned aircraft and the second aircraft 210 is an unmanned aircraft. It is also possible that the first aircraft 110 is an unmanned aerial vehicle and the second aircraft 210 is a manned aircraft or the first aircraft 110 is an unmanned aerial vehicle and the second aircraft 210 is an unmanned aerial vehicle. If the first aircraft 110 is an unmanned aerial vehicle and the first control and detection unit 120 is a ground station and the second aircraft is a manned aircraft and the second control and detection unit 220 is a secondary radar system comprising a secondary radar transmitter and a secondary radar receiver, the first data 130 of FIG first aircraft 110, which are preferably present as computer-readable data transmitted from the ground station 120 to the airspace monitoring system 300.
  • the first data 130 is transformed into data of the FLARM and / or ADS-B file format.
  • the airspace monitoring system 300 sends the transformed data 310 based on the first data 130 to the second control and detection unit 220.
  • the second control and detection unit 220 transmits the data 310 in FLARM and / or ADS-B file format to the second aircraft.
  • the second aircraft can thus recognize the flight position and flight route of the first aircraft via the transformed data 310.
  • the second control and detection unit 220 transmits second data 230 to the airspace monitoring system 300.
  • the first data 130 and / or the second data 230 are transformed, merged and checked for collision.
  • data 310 is transmitted to the second control and detection unit 220 and forwarded by the second control and detection unit 220 to the second aircraft 210.
  • the evaluation and checking of the first data 130 and the second data 230 takes place in the air monitoring system 300.
  • the second aircraft 210 thus does not require on board technology to evaluate the first data 130 of the first aircraft 110, which has a positive effect on the weight of the second aircraft. It can be seen from FIG. 3 that data 310 are sent by the airspace monitoring system 300 to the second control and detection unit 220 and data 310 are sent to the first control and detection unit 120.
  • the first data 130 and second data 230 transmitted to the airspace monitoring system 300 are transformed in the airspace and checked for collision. Based on the verification of the first data 130 and the second data 230, data 310 are sent from the airspace monitoring system 300 to the first control and detection unit 120 and to the second control and detection unit 220. In this way, the first aircraft 110 is informed system-wide about the position and flight route of the second aircraft 210 and the second aircraft 210 about the position and flight route of the first aircraft 110. Both the first aircraft 110 and the second aircraft 210 may change the flight route in an identified collision between the first aircraft 110 and the second aircraft 210.
  • FIG. 4 shows the machine-readable identification 140 in the form of a QR code.
  • the machine-readable identification 140 also has an alphanumeric part 160 which provides information about the type of aircraft, includes an indication of origin on the registration country and has a character string for unambiguous identification.
  • FIG. 5 shows a method for airspace monitoring with a plurality of first aircraft 110 and a plurality of second aircraft 210.
  • the first aircraft 110 are unmanned aerial vehicles and the second aircraft 210 are manned aircraft.
  • the unmanned aerial vehicles are communicatively connected to the first control and detection unit 120 designed as a ground station.
  • the ground station in turn is communicatively connected to the air monitoring system 300.
  • the air monitoring system 300 is communicatively connected to the second control and detection unit 220, the second control and detection unit 220 being designed as a secondary radar transmitter 222 and secondary radar receiver 224 or as a radar locating system 226.
  • First data 130 of the respective unmanned aerial vehicles are transmitted via the ground station to the air monitoring system 300.
  • Second data 230 of the respective manned aircraft are received via the secondary radar receiver 224 and / or via the radar location system 226 and sent to the air monitoring system 300, the second data 230 being transmitted in FLARM and / or ADS-B format.
  • the first data 130 and second data 230 are transformed, stored and checked for collision. Based on this collision check, data 310 is transmitted via the ground station to the unmanned aerial vehicles and over the ground. kundärradar transmitter 222 transmitted to the manned aircraft, preferably in the FLARM and / or ADS-B format.
  • the data 310 in particular the flight data of the unmanned aerial vehicle, are changed such that its flight route is changed in order to avoid the identified risk of collision.
  • the airspace monitoring system 300 is also communicatively connected to an air traffic control center 400 to communicate the data 310 to the air traffic control center 400. In this way, the airspace can also be monitored via the air traffic control center 400.
  • the airspace monitoring system 300 is also connected to an approval authority 500 for approval of ascent permissions and / or flight routes.
  • an ascent permission can be requested and obtained for the unmanned aerial vehicle via the airspace monitoring system 300.
  • the first data 130 of the unmanned aerial vehicle, in particular data of the planned flight route are checked within the airspace monitoring system 300 for possible overlaps or conflicts with no-fly zones. In addition, an audit to comply with regulatory requirements. If all prerequisites are met, the airspace monitoring system 300 requests and / or issues an ascent permission.
  • FIG. 6 shows a method for acquiring first data 130 and second data 230 from the airspace monitoring system 300.
  • first method 600 the first data 130 of the first aircraft, wherein the first aircraft is an unmanned aerial vehicle, is transmitted to the airspace monitoring system 300 via the first control and detection unit designed as a ground station.
  • second method 610 the second data 230 of the second aircraft, wherein the second aircraft is a manned aircraft, is detected by a tracking system, preferably by a secondary radar receiver or an ADS-B receiver, and transmitted to the airspace monitoring system 300.
  • a third method 620 provides that the second data of a manned aircraft is detected by a tracking network, preferably an open glider network, and transmitted to the airspace monitoring system 300.
  • the open glider network is preferably used to capture second data from FLARM-equipped second aircraft, such as paragliders, smaller aircraft or helicopters.
  • the first data 130 transmitted via the first method 600 to the airspace monitoring system and the second data 230 transmitted to the airspace monitoring system via the second method 610 and / or third method 620 are identified in the airspace monitoring system corresponding to the respective aircraft, transformed if necessary, and in the airspace monitoring system 300 saved.
  • a collision check of the first data 130 embodied as flight data and of the second data 230 formed as flight data takes place. In this way, in the airspace monitoring system 300, a potential collision between a first aircraft and a second aircraft based on the flight data may be identified.
  • FIG. 1 A method for distributing the data stored in the airspace monitoring system based on the first data and the second data is shown in FIG.
  • the data transmitted by the airspace monitoring system may contain information on a changed flight route in order to avoid a collision in this way.
  • the calculation of a new flight route via the airspace monitoring system, so that appropriate technology on board the unmanned aircraft is not required.
  • Another method provides that the data of the airspace monitoring system are transmitted to the trained as a tracking system second control and detection unit and forwarded via ADS-B and / or FLARM to the manned aircraft.
  • the manned wing devices are informed about the unmanned aerial vehicles located in the airspace.
  • the data addressed to the manned aircraft may also contain information about a changed flight route, so that provision can be made in the manned aircraft for avoiding a collision or a risk of collision.
  • another method provides that the data stored in the airspace surveillance system be transmitted for control purposes to the air traffic control unit for its further use and control.
  • FIG. 8 shows a method for the distribution of data of the airspace monitoring system in the event of an unscheduled connection interruption between a first control and detection unit designed as a ground station and the airspace monitoring system or an unscheduled connection interruption between a second control and detection unit designed as a tracking system and the airspace monitoring system shown. If there is a connection interruption between the airspace monitoring system and the ground station, wherein the ground station is connected to an unmanned aerial vehicle (first aircraft), the expected flight route is determined or predicted in the unmanned aerial vehicle airspace monitoring system based on the last acquired first data.
  • first aircraft unmanned aerial vehicle
  • FIG. 9 describes a method for registration, identification and authentication of an unmanned aerial vehicle (first aircraft) in the airspace monitoring system.
  • first aircraft unmanned aerial vehicle
  • the operator of the unmanned aerial vehicle was registered in the airspace monitoring system.
  • the operator and the unmanned aerial vehicle in a second step receive a uniquely assignable airspace monitoring system identification number.
  • the unmanned aerial vehicle is clearly identifiable by the airspace monitoring system and the operator can be assigned legally secure.
  • first data of the unmanned aerial vehicle received by the airspace monitoring system can be unambiguously assigned to the unmanned aerial vehicle and to the operator.
  • the airspace monitoring system identification number is preferably a machine-readable identifier in the form of a QR code.
  • the airspace monitoring system identification number is implemented in the unmanned aerial vehicle, preferably on a SIM card or a chip card. advantage. In this way, the airspace monitoring system identification number is associated with the unmanned aerial vehicle.
  • All first data transmitted by the renamed aircraft has the airspace surveillance system identification number.
  • the transmitted first data is digitally signed, so that the first data person or device bound introduced into the airspace monitoring system.
  • FIG. 10 shows a method for airspace reservation, the method comprising two methods.
  • the first method shows a procedure for planning the flight route and definition of the airspace in the run-up to departure
  • the second method shows the procedure for airspace reservation immediately before departure.
  • the method relates to first aircraft, which are designed as unmanned aerial vehicles.
  • data of basic or temporary no-fly zones are stored in the airspace monitoring system or can be retrieved via a communication-technical connection of the airspace monitoring system with a licensing authority.
  • data for compliance with special regulatory requirements are stored in the airspace monitoring system or can be retrieved via the licensing authority.
  • the planned flight path for an unmanned aerial vehicle is transmitted in the form of first data to the airspace monitoring system.
  • the airspace surveillance system shall pre-check the initial data related to the data stored in the airspace surveillance system or retrievable through the airspace surveillance system for any no-fly zones or other regulatory requirements, such as preferably a distance to specific areas or cities. If the unmanned aerial vehicle's planned flight path meets all requirements, the unmanned aerial vehicle airspace surveillance system identification number, unmanned aerial vehicle type, departure and arrival airports, flight route, duration of the scheduled flight and departure and departure date are stored in the airspace monitoring system.
  • the stored data on the planned flight of the unmanned aerial vehicle are transmitted to the approval authority.
  • the method for pre-departure airspace reservation, right-hand flow diagram proceeds essentially analogously to the first method described above, which describes the planning of the flight route before departure.
  • the request for a permit to fly for the planned flight with the approval authority is shown in FIG.
  • the first data of the planned flight of the unmanned aerial vehicle (first aircraft), together with the airspace surveillance system identification number, is transmitted to the approval authority with the request for a permit to fly.
  • the approval authority examines the flight plan and issues feedback in the form of a decision.
  • the decision may be a permit of the flight or a refusal of the permit to fly. If the licensing authority refuses the flight, it is necessary to reschedule the flight.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Luftraumüberwachung, mit einem ersten Steuer- und Erfassungssystem (100) und einem zweiten Steuer- und Erfassungssystem (200), wobei das erste Steuer- und Erfassungssystem (100) ein erstes Fluggerät (110) und eine erste Steuer- und Erfassungseinheit (120) aufweist und das zweite Steuer- und Erfassungssystem (200) ein zweites Fluggerät (210) und eine zweite Steuer- und Erfassungseinheit (220) aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit (120) sowie von der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit (220) verschiedenes Luftraumüberwachungssystem (300) vorgesehen ist, von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit (120) erste Daten (130) bezüglich des ersten Fluggeräts (110) an das Luftraumüberwachungssystem (300) übermittelt werden und von dem Luftraumüberwachungssystem (300) Daten (310), die auf den ersten Daten (130) basieren, an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit (210) ausgesendet werden. Auf diese Weise wird ein Verfahren bereitgestellt, das eine systemübergreifende Luftraumüberwachung ermöglicht.

Description

Verfahren zur Luftraumüberwachung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Luftraumüberwachung, insbesondere ein Verfahren zum Erkennen und Auffinden von Fluggeräten zur Vermeidung von Kollisionen zwischen Fluggeräten.
Zur Vermeidung von Kollisionen zwischen bemannten Fluggeräten sind unterschiedliche Systeme bekannt. Derartige bekannte Systeme sehen in der Regel in den jeweiligen Fluggeräten eine On-Board Elektronik, bestehend aus einem Computer mit einem Bildschirm, einem Da- tenkommunikationsgerät, einem FLARM und/oder ADS-B Empfänger, einem Transponder, einem GNSS-Gerät und einer elektronischen Steuereinheit zur Verarbeitung von Daten vor. Über diese On-Board Elektronik empfängt ein Fluggerät die Flugdaten eines anderen Fluggeräts. Die von der On-Board Elektronik empfangen Daten werden verarbeitet und für den Piloten auf dem Bildschirm des Computers grafisch dargestellt. Auf diese Weise kann der Pilot entscheiden, welche Maßnahmen zur Vermeidung einer Kollision mit dem anderen Fluggerät einzuleiten sind. Ein derartiger Datenaustausch setzt jedoch voraus, dass die beiden Fluggeräte über die gleiche Kommunikationstechnologie verfügen, damit die jeweils ausgesendeten bzw. empfangenen Flugdaten auch ausgelesen und verarbeitet werden können. Weiterhin ist aus der DE 10 2007 032 084 AI ein Kollisions- und Konfliktvermeidungssystem für autonome unbemannte Flugzeuge (UAV) bekannt, bei dem das System verfügbare On-Board Sensoren verwendet, um sich ein Bild des umgebenden Luftraumes zu machen. Auf diese Weise wird der Luftraum auf drohende Konflikte hin untersucht und bei Feststellung eines Problems eine Suche nach Ausweichmöglichkeiten gestartet, wobei die Ausweich- routen, soweit möglich, den vorgeschriebenen Luftverkehrsregeln entsprechen.
Die bekannten Konfliktvermeidungssysteme sind demnach als On-Board Elektronik in den jeweiligen Fluggeräten angeordnet. Für kleinere bzw. leichtere bemannte oder unbemannte Fluggeräte kann eine derartige On-Board Elektronik mit einem Konfliktvermeidungssystem aufgrund des Gewichts zu schwer sein. Weiterhin ist problematisch, dass nicht alle Fluggeräte über eine einheitliche Kommunikationstechnologie verfügen und einen Sender zum Aussen- den von Daten und einen Empfänger zum Empfangen von Daten aufweisen. Fluggeräte mit unterschiedlichen Kommunikations- und Ortungssystemen haben somit das Problem, dass diese evtl. nicht alle Fluggeräte erkennen bzw. identifizieren können. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Luftraumüberwachung bereitzustellen, das eine systemübergreifende Luftraumüberwachung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist somit ein Verfahren zur Luftraumüberwachung vorgesehen, mit einem ersten Steuer- und Erfassungssystem und einem zweiten Steuer- und Erfassungssystem, wobei das erste Steuer- und Erfassungssystem ein erstes Fluggerät und eine erste Steuer- und Erfassungseinheit aufweist und das zweite Steuer- und Erfassungssystem ein zweites Fluggerät und eine zweite Steuer- und Erfassungseinheit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit sowie von der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit verschiedenes Luftraumüberwachungssystem vorgesehen ist, von der ersten Steuer- und Erfassung seinheit erste Daten bezüglich des ersten Fluggeräts an das Luftraumüberwachungssystem übermittelt werden und von dem Luftraumüberwachungssystem Daten, die auf den ersten Daten basieren, an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit ausgesendet werden, und von der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit die Daten an das zweite Fluggerät übermittelt werden.
Es ist somit ein wesentlicher Aspekt der Erfindung dass die ersten Daten bezüglich des ersten Fluggeräts von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit an das Luftraumüberwachungssystem übermittelt werden und von dem Luftraumüberwachungssystem Daten, die auf den ersten Daten basieren, an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit ausgesendet werden. Auf diese Weise werden die ersten Daten von dem ersten Fluggerät über das Luftraumüberwachungssystem und der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit an das zweite Fluggerät übermittelt.
Das erste Fluggerät und/oder das zweite Fluggerät ist ein unbemanntes Fluggerät oder ein bemanntes Fluggerät. Unter unbemannten Fluggeräten sind vorzugsweise Drohnen zu verstehen. Bemannte Fluggeräte umfassen sowohl leichtere Sportflugzeuge, Segelflieger, Fallschirmspringer als auch größere Passagier- und Frachtflugzeuge.
Die erste Steuer- und Erfassungseinheit und/oder die zweite Steuer und Erfassungseinheit ist vorzugsweise eine Bodenstation, die eine fortlaufende Verbindung zum ersten Fluggerät bzw. zweiten Fluggerät aufweist. Besonders bevorzugt ist die erste Steuer- und Erfassungseinheit und/oder die zweite Steuer- und Erfassungseinheit ein Sekundärradarsystem mit einem Sekundärradarsender und einem Sekundärradarempfänger, wobei der Sekundärradarempfänger vom dem Fluggerät ausgesendete Daten empfängt und der Sender Daten an das Fluggerät aussendet. Ganz besonders bevorzugt ist die erste Steuer- und Erfassungseinheit und/oder die zweite Steuer- und Erfassungseinheit ein Primärradarsystem mit einem Ortungssystem und einem Sender, wobei das Ortungssystem Daten des Fluggeräts ermittelt und der Sender Daten an das Fluggerät aussendet. Die ersten Daten sind vorzugsweise Daten über die Fluggeschwindigkeit, die Position, die Höhe, die Steig- bzw. Sinkrate, die Entfernung sowie die Flugrichtung des jeweiligen ersten Fluggeräts. Vorzugsweise sind die ersten Daten Signale. Besonders bevorzugt sind die ersten Daten Datenstrukturen zur Beschreibung des Luftraums, auf deren Basis sich ein Fluggebiet reservieren lässt. Ganz besonders bevorzugt sind die ersten Daten computerauslesbare Daten, wobei die ersten Daten des ersten Fluggeräts unterschiedliche Dateiformate aufweisen können. Vorzugsweise sind die Dateiformate der ersten Daten Daten des FLARM oder des ADS- B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast). Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass den ersten Daten und/oder den Daten ein Zeitstempel und/oder eine Tracking-ID zugefügt wird. Der Zeitstempel ermöglicht die Überprüfung der ersten Daten und/oder Daten auf Aktualität. Die Tracking-ID stellt sicher, dass auch zu einem späteren Zeitpunkt die von dem Luftraumüberwa- chungssystem ausgesendeten Daten den an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten eindeutig zugeordnet werden können. Auf diese Weise wird ein nachvollziehbarer Datenverlauf im Luftraumüberwachungssystem sichergestellt.
Die Geschwindigkeit der Datenübertragung kann insbesondere zur Vermeidung einer Kollision zwischen dem ersten Fluggerät und dem zweiten Fluggerät von zentraler Bedeutung sein. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht daher vor, dass die Übermittlung der ersten Daten von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit an das Luftraumüberwachungssystem und das Aussenden der auf den ersten Daten basierenden Daten von dem Luftraumüberwachungssystem an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit quasi in Echtzeit und somit unmittelbar, ohne geplante Verzögerungen, übermittelt bzw. ausgesendet werden. Auf diese Weise wird die Möglichkeit gegeben, einem zweiten Fluggerät Daten über das erste Fluggerät unmittelbar bereitzustellen, um eine Kollision zwischen dem ersten Fluggerät und dem zweiten Fluggerät frühzeitig auszumachen und zu vermeiden. Vorzugsweise basiert die Datenkommunikation zwischen der ersten Steuer- und Erfassungseinheit und dem Luftraumüberwachungssystem bzw. dem Luftraumüberwachungssystem und der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit auf einer Web-basierte Kommunikationstechnologie. Auf diese Weise kann eine schnelle und unmittelbare Datenkommunikation ermöglicht werden.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die an das Luftraum- Überwachungssystem übermittelten ersten Daten und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit ausgesendeten Daten im Luftraumüberwachungssystem transformiert werden. Bei einer Transformation der an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten werden die ersten Daten in ein Da- teiformat transformiert, dass eine Verarbeitung der ersten Daten in dem Luftraumüberwachungssystem ermöglicht. Durch eine Transformation der von dem Luftraumüberwachungssystem ausgesendeten Daten können die Daten einerseits in das ursprüngliche Dateiformat der ersten Daten und/oder in ein von den ersten Daten unterschiedliches Dateiformat transfor- miert werden. Werden die Daten in ein von den ersten Daten unterschiedliches Dateiformat transformiert können die auf den ersten Daten basierenden Daten an eine von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit unterschiedliche zweite Steuer- und Erfassungseinheit gesendet werden. Auf diese Weise können die ersten Daten des ersten Fluggeräts systemübergreifend über die erste Steuer- und Erfassungseinheit, dem Luftraumüberwachungssystem und der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit an ein zweites Fluggerät übermittelt werden. Das zweite Fluggerät kann somit die ersten Daten des ersten Fluggeräts lesen, ohne dafür die entsprechende Kommunikationstechnologie des ersten Fluggeräts aufweisen zu müssen. Neben positiver Auswirkung auf das Gewicht des zweiten Fluggeräts können somit zudem Kosten reduziert werden, da nicht jedes zweite Fluggerät eine Technik zum Transformieren der Daten aufweisen muss.
Damit die an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem ausgesendeten Daten zu einem späteren Zeitpunkt noch einsehbar und nachvollziehbar sind, liegt eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfin- dung darin, dass die an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit ausgesendeten Daten im Luftraumüberwachungssystem gespeichert werden. Auf diese Weise kann die Flugroute des ersten Fluggeräts dokumentiert werden. Ist das erste Fluggerät ein unbemanntes Fluggerät, so kann die Speicherung und Dokumentation der ersten Daten bzw. Daten zudem die behördlichen Anforderungen hinsichtlich des Führens eines Logbuches erfüllen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Fluggerät von dem Luftraumüberwachungssystem identifiziert wird. Auf diese Weise können die ersten Daten einem bestimmten ersten Fluggerät zugeordnet werden. Vorzugsweise weist das erste Fluggerät hierzu eine maschinenlesbare Kennzeichnung auf, die unter anderem Rückschlüsse auf den Betreiber des ersten Fluggeräts zulässt. Besonders bevorzugt ist die maschinenlesbare Kennzeichnung eine in dem ersten Fluggerät integrierte Chipkarte, eine SIM-Karte oder auch ein QR-Code. In Verbindung mit der Speicherung der ersten Daten können auf diese Weise zudem weitere Anforderungen an das Führen des Logbuches für das unbemannte Fluggerät erfüllt werden, da die ersten Daten dem ersten Fluggerät zugewiesen werden können .
An die Übertragung von Daten im Luftverkehr werden hohe Sicherheitsanforderungen gestellt, damit diese nicht von unbefugten Personen missbraucht werden. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht daher vor, dass die an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit ausgesendeten Daten verschlüsselt werden. Auf diese Weise kann ein Missbrauch der an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten und/oder der von dem Luftraumüberwachungssystem ausgesendeten Daten reduziert werden. Zur Erhöhung der Sicherheit bei der Übertragung von Daten im Luftverkehr und insbesondere für eine rechtssichere Zuordnung der an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten liegt eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung darin, dass die an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit ausgesendeten Daten digital signiert werden. Auf diese Weise ist ein Rückschluss auf den Betreiber des Fluggeräts und somit eine rechtssichere Zuordnung der an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten des ersten Fluggeräts möglich. Die digitale Signatur der ersten Daten erfolgt vorzugsweise mit einem privaten Schlüssel des Betreibers des ersten Fluggeräts. Besonders bevorzugt werden die ersten Daten durch die erste Steuer- und Erfassungseinheit bezogen auf das erste Fluggerät digital signiert. Ganz besonders bevorzugt werden die ersten Daten durch das Luftraumüberwachungssystem mit einem dem ersten Fluggerät zugeordneten privaten Schlüssel signiert.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die ersten Daten nach Prüfung der Signatur, vorzugsweise der Betreiber und/oder Geräte Signatur, durch das Luftraumüberwachungssystem mit einem dem Luftraumüberwachungssystem selbst zugeordneten privaten Schlüssel signiert werden. Bevorzugt werden hierfür mehrere erste Daten zusammengefasst, um eine effiziente Datenverarbeitung zu ermöglichen.
In diesem Zusammenhang sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die digitale Signatur über einen privaten Schlüssel erfolgt, welcher durch einen kopiergeschützten, kryptographischen Token personen- und/oder gerätegebunden in das Luftraumüberwa- chungssystem eingebracht wird. Vorzugsweise erfüllt das Token die Anforderungen an die qualifizierte digitale Signatur. Besonders bevorzugt erfolgt die personengebundene Signatur über den elektrischen Personalausweis.
Weiterhin sieht eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass basierend auf den ersten Daten ein Bereich des Luftraums auf der Flugroute des ersten Fluggeräts in dem Luftraumüberwachungssystem für das erste Fluggerät für einen Zeitraum reserviert wird. Auf diese Weise enthält das Luftraumüberwachungssystem Daten der Flugroute des ersten Fluggeräts, wobei diese Daten an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit übermittelt werden. Auf diese Weise wird das zweite Fluggerät über den von dem ersten Fluggerät reservierten Bereich des Luftraums reserviert, so dass das zweite Fluggerät, sofern eine Kollision mit dem ersten Fluggerät zu erwarten ist, die Flugroute ändern kann. Eine mögliche Kollision kann somit frühzeitig ausgemacht werden. Neben ersten Daten über die Flugroute des ersten Fluggeräts können im Luftraumüberwachungssystem auch Daten grundsätzlicher oder temporärer Flugverbotszonen gespeichert werden. Vorzugsweise sind die Daten grundsätzlicher oder temporärer Flugverbotszonen über eine mit dem Luftraumüberwachungssystem kommunikationstechnisch verbundene Geneh- migungsbehörde abrufbar. Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in dem Luftraumüberwachungssystem Daten einer Flugverbotszone gespeichert sind und die Daten der Flugverbotszone mit den an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten überprüft werden. Bei einer ermittelten Kollisionsgefahr werden Daten von dem Luftraumüberwachungssystem an das erste Fluggerät übermittelt, um die Flugroute zu ändern. Vorzugsweise sind neben den Daten der Flugverbotszone auch Daten zur Nähe von Flughäfen und/oder Daten zu innerstädtischen Gebieten und/oder Daten zur Einhaltung besonderer regulatorischer Auflagen im Luftraumüberwachungssystem gespeichert oder über die mit dem Luftraumüberwachungssystem kommunikationstechnisch verbundene Genehmigungsbehörde abrufbar. Auf diese Weise kann im Vorfeld überprüft werden, ob der geplante Flug bzw. die geplante Flugroute den jeweiligen Gesetzes- und/oder Sicherheitsvorgaben entspricht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass basierend auf den ersten Daten für das erste Fluggerät über das Luftraumüberwachungssystem eine Aufstiegserlaubnis für das erste Fluggerät beantragt und eingeholt wird. Auf diese Weise werden im Luftraumüberwachungssystem erste Daten des ersten Fluggeräts über die Flugroute gespeichert. Bei einem positiven Bescheid und einer Aufstiegserlaubnis werden Daten, die auf den ersten Daten basieren an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit übermittelt. Diese Daten werden nicht unmittelbar an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit übermittelt, sondern erst zu dem relevanten Zeitpunkt, das heißt, erst ab dem Zeitpunkt ab dem das erste Fluggerät aufsteigt und somit eine Kollisionsgefahr mit dem zweiten Fluggerät entstehen kann. Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das erste Fluggerät ein unbemanntes Fluggerät ist und das unbemannte Fluggerät eine fortlaufende Verbindung zur ersten Steuer- und Erfassungseinheit aufweist und bei einem Verbindungsabbruch der fortlaufenden Verbindung erste Daten den Verbindungsabbruch betreffend von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit an das Luftraumüberwachungssystem übermittelt werden und von dem Luftraumüberwachungssystem Daten, basierend auf den ersten Daten hinsichtlich des Verbindungsabbruchs, an das zweite Steuer- und Erfassungssystem ausgesendet werden. Auf diese Weise wird das zweite Fluggerät über den Verbindungsabbruch zwischen dem unbemannten Fluggerät und der ersten Steuer- und Erfassungseinheit informiert, so dass das zwei- te Fluggerät eine erhöhte Aufmerksamkeit auf den Flugverkehr richten kann, um bei einer zu erwartenden Kollision schnell reagieren zu können.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erste Steuer- und Erfassungseinheit Bestandteil der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit ist und eine kombi- nierte Steuer- und Erfassungseinheit bildet und die ersten Daten von der kombinierten Steuer- und Erfassungseinheit erfasst und an das Luftraumüberwachungssystem übermittelt werden und basierend auf den ersten Daten Daten von der Luftraumüberwachungssystem an die kombinierte Steuer-und Erfassungseinheit ausgesendet werden. Vorzugsweise unterscheidet sich die erste Steuer- und Erfassungseinheit von der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit. Auf diese Weise ist die kombinierte Steuer- und Erfassungseinheit systemübergreifenden ausgebildet.
In diesem Zusammenhang sieht eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass das Luftraumüberwachungssystem integraler Bestandteil des kombinierten Steuer- und Erfassungssystems ist. Auf diese Weise bilden erste Steuer- und Erfassungseinheit, zweite Steuer- und Erfassungseinheit und Luftraumüberwachungssystem ein integrales System. Zur Identifizierung einer möglichen Kollision zwischen dem ersten Fluggerät und dem zweiten Fluggerät sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass von der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit zweite Daten bezüglich des zweiten Fluggeräts an das Luftraumüberwachungssystem übermittelt werden. Das Luftraumüberwachungssystem überprüft die ersten Daten des ersten Fluggeräts und die zweiten Daten des zweiten Fluggeräts auf einen Konflikt, insbesondere auf eine mögliche Kollision. Bei einer identifizierten Kollisionsgefahr werden Daten, basierend auf den ersten Daten und den zweiten Daten an das zweite Steuer- und Erfassungssystem übermittelt. Auf diese Weise wird das zweite Fluggerät über die identifizierte Kollisionsgefahr mit dem ersten Fluggerät informiert und kann die Flugroute ändern. Das zweite Fluggerät benötigt somit keine Technik an Board zum Auswerten der ersten Daten des ersten Fluggeräts, was sich positiv auf das Gewicht des zweiten Fluggeräts auswirkt. Zudem können auf diese Weise die Kosten der Fluggeräte reduziert werden, da das Luftraumüberwachungssystem die Daten auswertet und nicht in dem ersten Fluggerät bzw. dem zweiten Fluggerät eine Technik zum Auswerten der Flugdaten anzuordnen ist.
Die zweiten Daten sind wie die ersten Daten vorzugsweise Daten über die Fluggeschwindigkeit, die Position, die Höhe, die Steig- bzw. Sinkrate, die Entfernung sowie die Flugrichtung des jeweiligen zweiten Fluggeräts, wobei sich das Dateiformat der zweiten Daten von dem Dateiformat der ersten Daten unterscheiden kann.
In diesem Zusammenhang sieht eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass von dem Luftraumüberwachungssystem Daten, die auf den zweiten Daten basieren, an die erste Steuer- und Erfassungseinheit ausgesendet werden. Auf diese Weise erhält das erste Fluggerät Daten über das zweite Fluggerät. Zudem können auf diese Weise bei einer von dem Luftraumüberwachungssystem identifizierten Kollisionsgefahr zwischen dem ersten Fluggerät und dem zweiten Fluggerät sowohl das erste Fluggerät als auch das zweite Fluggerät über die identifizierte Kollisionsgefahr informiert werden und jeweils die Flugroute ändern. Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten und zweiten Daten im Luftraumüberwachungssystem fusioniert werden. Auf diese Weise können basierend auf diesen fusionierten Daten Daten an die erste Steuer- und Erfassungseinheit und/oder Daten an die zweiten Steuer- und Erfassungseinheit ausgesendet werden, um dem ersten Fluggerät und/oder dem zweiten Fluggerät eine neue Flugroute vorzugeben bzw. vorzuschlagen.
Grundsätzlich sei darauf hingewiesen, dass die zweiten Daten entsprechend der ersten Daten im Luftraumüberwachungssystem verarbeitet werden können. Somit können die zweiten Da- ten ebenfalls gespeichert, transformiert, verschlüsselt und/oder digital signiert werden. Ebenso ist eine Identifizierung des zweiten Fluggeräts durch das Luftraumüberwachungssystem möglich. Weiterhin kann basierend auf den zweiten Daten der Luftraum für das zweite Fluggerät im Luftraumüberwachungssystem reserviert werden, oder eine Aufstiegserlaubnis für das zweite Fluggerät über das Luftraumüberwachungssystem eingeholt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Steuer- und Erfassungssystem eine Mehrzahl erster Fluggeräte und/oder das zweite Steuer- und Erfassungssystem eine Mehrzahl zweiter Fluggeräte aufweist und die erste Steuer- und Erfassungseinheit eine Mehrzahl erster Daten an das Luftraumüberwachungssystem übermit- telt. Auf diese Weise können über die jeweilige erste Steuer- und Erfassungseinheit bzw. die zweite Steuer- und Erfassungseinheit eine Vielzahl von ersten Fluggeräten bzw. zweiten Fluggeräten kommunikationstechnisch mit der ersten Steuer- und Erfassungseinheit bzw. zweiten Steuer- und Erfassungseinheit verbunden werden. Abschließend sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass das Verfahren eine Mehrzahl erster Steuer- und Erfassungssysteme und/oder eine Mehrzahl zweiter Steuer- und Erfassungssysteme umfasst. Auf diese Weise kann der Luftraum systemübergreifend für eine Vielzahl von ersten Fluggeräten und/oder zweiten Fluggeräten überwacht werden. Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Luftraumüberwachung, wobei einem zweiten Fluggerät Daten eines ersten Fluggeräts übermittelt werden, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Luftraumüberwachung, wobei in dem Luftraumüberwachungssystem erste Daten des ersten Fluggeräts mit zweiten Daten des zweiten Fluggeräts auf Kollision überprüft werden, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 3 eine schematisch Darstellung des Verfahrens zur Luftraumüberwachung, wobei Daten von dem Luftraumüberwachungssystem an die erste Steuer- und Erfassungseinheit und an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit ausgesendet werden, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 4 eine maschinenlesbare Kennzeichnung in Form eines QR-Codes zur Identifikation des ersten Fluggeräts bzw. zweiten Fluggeräts, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 5 eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Luftraumüberwachung mit mehreren ersten Fluggeräten und zweiten Fluggeräten, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 6 ein Verfahrensablauf zur Erfassung erster Daten und zweiter Daten im Luftraumüberwachungssystem, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 7 ein Verfahrensablauf zum Aussenden von Daten von dem Luftraumüberwachungssystem, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 8 ein Verfahren für die Verteilung von Daten des Luftraumüberwachungssystems im Falle einer unplanmäßigen Verbindungsunterbrechung zwischen der ersten Steuer- und Erfassungseinheit oder der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit mit dem Luftraumüberwachungssystem, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 9 ein Verfahren zur Registrierung, Identifizierung und Authentifizierung eines ersten Fluggeräts mit dem Luftraumüberwachungssystem, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 10 ein Verfahren zur Fluggebietsreservierung, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
Fig. 11 ein Verfahren zur Einholung einer Fluggenehmigung bei einer Genehmigungsbehörde, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In Figur 1 ist ein Verfahren zur Luftraumüberwachung, mit einem ersten Steuer- und Erfassungssystem 100, einem zweiten Steuer- und Erfassungssystem 200 und einem Luftraumüberwachungssystem 300 dargestellt.
Das erste Steuer- und Erfassungssystem 100 umfasst ein erstes Fluggerät 110 und eine erste Steuer- und Erfassungseinheit 120, wobei die erste Steuer- und Erfassungseinheit 120 kommunikationstechnisch mit dem ersten Fluggerät 110 verbunden ist. Ebenso umfasst das zweite Steuer und Erfassungssystem 200 ein zweites Fluggerät 210 und eine zweite Steuer- und Er- fassungseinheit 220, wobei die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 kommunikationstechnisch mit dem zweiten Fluggerät 210 verbunden ist. Das erste Steuer- und Erfassungssystem 100 und das zweite Steuer- und Erfassungssystem 200 werden über das Luftraumüberwachungssystem 300 kommunikationstechnisch miteinander verbunden. Hierzu sind die erste Steuer- und Erfassungseinheit 120 und die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 vorzugsweise über eine Web-basierte Kommunikationsverbindung mit dem Luftraumüberwachungssystem 300 verbunden.
Im vorliegenden Fall ist das erste Fluggerät 110 vorzugsweise ein bemanntes Fluggerät und das zweite Fluggerät 210 ist vorzugsweise ein unbemanntes Fluggerät. Zudem ist die erste Steuer- und Erfassungseinheit 120 vorzugsweise ein Sekundärradarsystem mit einem Sekundärradarsender und einem Sekundärradarempfänger und die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 ist vorzugsweise eine Bodenstation eines unbemannten Fluggeräts. Somit unterscheiden sich das erste Steuer- und Erfassungssystem 100 und das zweite Steuer- und Erfas- sungssystem voneinander.
Zur Luftraumüberwachung erfasst die erste Steuer- und Erfassungseinheit 120 erste Daten 130 des ersten Fluggeräts 110, wobei diese ersten Daten 130 vorzugsweise Daten über die Fluggeschwindigkeit, die Position, die Höhe, die Steig- bzw. Sinkrate, die Entfernung sowie die Flugrichtung des ersten Fluggeräts 110 sind und vorzugsweise über das ADS-B ausgesendet werden. Demnach liegen die ersten Daten im ADS-B-Dateiformat vor.
Die ersten Daten werden von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit an das Luftraumüberwachungssystem 300 übermittelt. Im Luftraumüberwachungssystem 300 werden die ersten Daten 130 transformiert. Basierend auf diesen ersten Daten 130 werden Daten 310 an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 ausgesendet und von der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit 220 an das zweite Fluggerät 210 übermittelt. Bedingt durch die Transformation der ersten Daten 130 im Luftraumüberwachungssystem 300 können auf diese Weise die ers- ten Daten 130 des ersten Fluggeräts 110 für das zweite Fluggerät 210 lesbar gemacht werden. Auf diese Weise kann das zweite Fluggerät 210 die Flugroute des ersten Fluggeräts 110 identifizieren und erforderlichenfalls seine Flugroute ändern. Somit kann der Luftraum systemübergreifend überwacht werden.
Zum Lesen der ersten Daten 130 des ersten Fluggeräts 110 im zweiten Fluggerät 210 bedarf es neben der Kommunikationstechnik zwischen dem zweiten Fluggerät 210 und der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit 220 nicht noch der Kommunikationstechnik zwischen dem ersten Fluggerät 110 und der ersten Steuer- und Erfassungseinheit 120. Somit ist für die sys- temübergreifende Überwachung des Luftraums neben der vorliegenden Kommunikationsverbindung zwischen dem zweiten Fluggerät 210 und der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit 220 keine weitere Kommunikationstechnik erforderlich, was sich positiv auf das Gewicht des zweiten Fluggeräts 210 auswirkt. Weiterhin ist vorgesehen, dass den ersten Daten 130 bei der Übermittlung von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit 120 ein Zeitstempel zugeführt wird. Auf diese Weise kann durch den Abgleich des Zeitstempels mit der tatsächlichen Zeit sichergestellt werden, dass die ersten Daten 130 aktuell sind. Ebenso ist vorgesehen, dass die an das Luftraumüberwachungssystem 300 übermittelten ersten Daten 130 und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem 300 ausgesendeten Daten 310 im Luftraumüberwachungssystem 300 gespeichert werden. Auf diese Weise kann die Flugroute des ersten Fluggeräts 110 dokumentiert werden. Um den hohen Sicherheitsanforderungen der Datenübertragung im Luftverkehr gerecht zu werden, werden die an das Luftraumüberwachungssystem 300 übermittelten ersten Daten 130 und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem 300 an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 ausgesendeten Daten 310 verschlüsselt. Auf diese Weise kann ein Miss- brauch der an das Luftraumüberwachungssystem 300 übermittelten ersten Daten 130 und/oder der von dem Luftraumüberwachungssystem 300 ausgesendeten Daten 310 durch unbefugte Personen reduziert werden. Um die ersten Daten 130 einem bestimmten ersten Fluggerät 110 zuordnen zu können, wird das erste Fluggerät 110 von dem Luftraumüberwachungssystem 300 identifiziert. Hierzu weist das erste Fluggerät 110 eine maschinenlesbare Kennzeichnung 140 auf, die unter anderem Rückschlüsse auf den Betreiber des ersten Fluggeräts 110 zulässt. Die maschinenlesbare Kennzeichnung 140 kann vorzugsweise eine in dem ersten Fluggerät 110 integrierte Chipkar- te, eine SIM-Karte oder auch ein QR-Code sein. Hierzu ist weiterhin vorgesehen, dass die ersten Daten 130 Informationen der maschinenlesbaren Kennzeichnung 140 enthalten, so dass das Luftraumüberwachungssystem 300 die ersten Daten 130 dem ersten Fluggerät 110 zuordnen kann. Für die rechtssichere Zuordnung der ersten Daten 130 dem ersten Fluggerät 110 bzw. dem Betreiber des ersten Fluggeräts 110 ist zudem vorgesehen, dass die an das Luftraumüberwachungssystem 300 übermittelten ersten Daten 110 und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem 300 an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 ausgesendeten Daten 310 digital signiert werden. Auf diese Weise ist ein Rückschluss auf den Betreiber des Fluggeräts 110 und somit eine rechtssichere Zuordnung der an das Luftraumüberwachungssystem 300 übermittelten ersten Daten 130 des ersten Fluggeräts 110 möglich. Die digitale Signatur der ersten Daten 110 erfolgt vorzugsweise mit einem privaten Schlüssel des Betreibers des ersten Fluggeräts 110. Besonders bevorzugt werden die ersten Daten 130 durch die erste Steuer- und Erfassungseinheit 120 bezogen auf das erste Fluggerät 110 digital signiert. Ganz besonders bevorzugt werden die ersten Daten durch das Luftraumüberwachungssystem mit einem dem ersten Fluggerät zugeordneten privaten Schlüssel signiert. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die ersten Daten 130 nach Prüfung der Signatur durch das Luftraumüberwachungssystem 300 mit einem dem Luftraumüberwachungssystem 300 zugeordneten privaten Schlüssel sig- niert werden. Hierzu werden mehrere ersten Daten 130 zusammengefasst, um eine effiziente Datenverarbeitung zu ermöglichen.
Das vorliegende Beispiel beschränkt sich nicht nur auf den Fall, dass das erste Fluggerät 110 ein bemanntes Fluggerät ist und das zweite Fluggerät 210 ein unbemanntes Fluggerät ist. Ebenso ist es möglich, dass das erste Fluggerät 110 ein unbemanntes Fluggerät und das zweite Fluggerät 210 ein bemanntes Fluggerät ist oder das erste Fluggerät 110 ein unbemanntes Fluggerät und das zweite Fluggerät 210 ein unbemanntes Fluggerät ist. Ist das erste Fluggerät 110 ein unbemanntes Fluggerät und die erste Steuer- und Erfassungseinheit 120 eine Bodenstation und ist das zweite Fluggerät ein bemanntes Fluggerät und die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 ein Sekundärradarsystem, umfassend eine Sekundärradarsender und einem Sekundärradarempfänger, werden die ersten Daten 130 des ersten Fluggeräts 110, die vorzugsweise als computerlesbare Daten vorliegen von der Bodenstation 120 an das Luftraumüberwachungssystem 300 übermittelt. Im Luftraumüberwachungssystem 300 werden die ersten Daten 130 in Daten des FLARM und/oder ADS-B-Dateiformats transformiert. Das Luftraumüberwachungssystem 300 sendet die auf den ersten Daten 130 basierenden transformierten Daten 310 an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220. Die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 übermittelt die Daten 310 im FLARM und/oder ADS-B Dateiformat an das zweite Fluggerät. Das zweite Fluggerät kann somit über die transformierten Daten 310 die Flugposition und Flugroute des ersten Fluggeräts erkennen.
In Figur 2 ist ersichtlich, dass neben einer Übermittlung der ersten Daten 130 des ersten Fluggeräts 110 von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit 120 an das Luftraumüberwachungs- System 300 die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 zweite Daten 230 an das Luftraumüberwachungssystem 300 übermittelt. Innerhalb des Luftraumüberwachungssystems werden die ersten Daten 130 und/oder die zweiten Daten 230 transformiert, fusioniert und auf Kollision überprüft. Basierend auf den ersten Daten 130 und den zweiten Daten 230 werden Daten 310 an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 übermittelt und von der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit 220 an das zweite Fluggerät 210 weitergeleitet. Die Auswertung und Überprüfung der ersten Daten 130 und der zweiten Daten 230 findet im Luftüberwachungssystem 300 statt. Das zweite Fluggerät 210 benötigt somit keine Technik an Board zum Auswerten der ersten Daten 130 des ersten Fluggeräts 110, was sich positiv auf das Gewicht des zweiten Fluggeräts auswirkt. Der Figur 3 ist zu entnehmen, dass von dem Luftraumüberwachungssystem 300 Daten 310 an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 und Daten 310 an die erste Steuer- und Erfassungseinheit 120 ausgesendet werden.
Die an das Luftraumüberwachungssystem 300 übermittelten ersten Daten 130 und zweiten Daten 230 werden im Luftraum transformiert und auf Kollision überprüft. Basierend auf der Überprüfung der ersten Daten 130 und der zweiten Daten 230 werden Daten 310 von dem Luftraumüberwachungssystem 300 an die erste Steuer- und Erfassungseinheit 120 und an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 ausgesendet. Auf diese Weise werden systemübergreifend das erste Fluggerät 110 über die Position und Flugroute des zweiten Fluggeräts 210 und das zweite Fluggerät 210 über die Position und Flugroute des ersten Fluggeräts 110 informiert. Sowohl das erste Fluggerät 110 als auch das zweite Fluggerät 210 können bei einer identifizierten Kollision zwischen dem ersten Fluggerät 110 und dem zweiten Fluggerät 210 die Flugroute ändern. Bedingt dadurch das die Kollisionsprüfung zwischen dem ersten Luftgerät 110 und dem zweiten Luftgerät im Luftraumübersystem 300 erfolgt, benötigt weder das erste Fluggerät 110 noch das zweite Fluggerät 210 die Kommunikationstechnologie des jeweiligen anderen Fluggeräts. In Figur 4 ist die maschinenlesbare Kennzeichnung 140 in Form eines QR-Codes dargestellt. Neben einem zweidimensionalen Barcode 150 weist die maschinenlesbare Kennzeichnung 140 zudem einen alphanumerischen Teil 160 auf, der Auskunft über die Art des Fluggeräts gibt, einen Herkunftshinweis auf das Registrierungsland beinhaltet und eine Zeichenfolge zur eindeutigen Identifizierung aufweist.
In Figur 5 ist ein Verfahren zur Luftraumüberwachung mit mehreren ersten Fluggeräten 110 und mehreren zweiten Fluggeräten 210 gezeigt. Vorliegend sind die ersten Fluggeräte 110 unbemannte Fluggeräte und die zweiten Fluggeräte 210 sind bemannte Fluggeräte.
Die unbemannten Fluggeräte sind mit der als Bodenstation ausgebildeten ersten Steuer- und Erfassungseinheit 120 kommunikationstechnisch verbunden. Die Bodenstation ist wiederum mit dem Luftüberwachungssystem 300 kommunikationstechnisch verbunden. Weiterhin ist das Luftüberwachungssystem 300 mit der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit 220 kommunikationstechnisch verbunden, wobei die zweite Steuer- und Erfassungseinheit 220 als Sekundärradar Sender 222 und Sekundärradar Empfänger 224 bzw. als Radar- Ortungssystem 226 ausgebildet ist. Erste Daten 130 der jeweiligen unbemannten Fluggeräte werden über die Bodenstation an das Luftüberwachungssystem 300 übermittelt. Zweite Daten 230 der jeweiligen bemannten Fluggeräte werden über den Sekundärradar Empfänger 224 und/oder über das Radar- Ortungssystem 226 empfangen und an das Luftüberwachungssystem 300 gesendet, wobei die zweiten Daten 230 im FLARM und/oder ADS-B Format übertragen werden.
Im Luftraumüberwachungssystem 300 werden die ersten Daten 130 und zweiten Daten 230 transformiert, gespeichert und auf Kollision überprüft. Basierend auf dieser Kollisionsprüfung werden Daten 310 über die Bodenstation an die unbemannten Fluggeräte und über den Se- kundärradar Sender 222 an die bemannten Fluggeräte, vorzugsweise im FLARM und/oder ADS-B Format übermittelt.
Sofern eine Kollisionsgefahr ausgemacht wurde, werden die Daten 310, insbesondere die Flugdaten des unbemannten Fluggeräts derart geändert, dass dessen Flugroute geändert wird, um die identifizierte Kollisionsgefahr zu vermeiden.
Das Luftraumüberwachungssystem 300 ist zudem mit einer Luftverkehrskontrollstelle 400 kommunikationstechnisch verbunden, um die Daten 310 an die Luftverkehrskontrollstelle 400 zu übermitteln. Auf diese Weise kann der Luftraum zusätzlich über die Luftverkehrskontrollstelle 400 überwacht werden.
Das Luftraumüberwachungssystem 300 ist zudem mit einer Genehmigungsbehörde 500 zur Genehmigung von Aufstiegserlaubnissen und/oder Flugrouten verbunden. Auf diese Weise kann vor einem Flug basierend auf ersten Daten 130, insbesondere Daten einer geplanten Flugroute, für das unbemannte Fluggerät über das Luftraumüberwachungssystem 300 eine Aufstiegserlaubnis beantragt und eingeholt werden. Die ersten Daten 130 des unbemannten Fluggerätes, insbesondere Daten der geplanten Flugroute, werden innerhalb des Luftraumüberwachungssystems 300 auf etwaige Überschneidungen oder Konflikte mit Flugverbotszo- nen überprüft. Zudem erfolgt eine Prüfung zur Einhaltung regulatorischer Auflagen. Sofern alle Voraussetzungen erfüllt sind, wird von dem Luftraumüberwachungssystem 300 eine Aufstiegserlaubnis angefragt und/oder erteilt.
In Figur 6 ist ein Verfahren zur Erfassung erster Daten 130 und zweiter Daten 230 von dem Luftraumüberwachungssystem 300 dargestellt. In einer ersten Methode 600 werden die ersten Daten 130 des ersten Fluggeräts, wobei das erste Fluggerät ein unbemanntes Fluggerät ist, über die als Bodenstation ausgebildete erste Steuer- und Erfassungseinheit an das Luftraumüberwachungssystem 300 übermittelt. In einer zweiten Methode 610 werden die zweiten Daten 230 des zweiten Fluggeräts, wobei das zweite Fluggerät ein bemanntes Fluggerät ist, von einem Tracking System, vorzugsweise von einem Sekundärradar Empfänger bzw. einem ADS-B Empfänger erfasst und an das Luftraumüberwachungssystem 300 übermittelt. Eine dritte Methode 620 sieht vor, dass die zweiten Daten eines bemannten Fluggeräts von einem Tracking Netzwerk, vorzugsweise einem Open Glider Netzwerk, erfasst und an das Luftraumüberwachungssystem 300 übermittelt werden. Das Open Glider Netzwerk dient vorzugsweise der Erfassung zweiter Daten von mit FLARM ausgestatten zweiten Fluggeräten, wie vorzugsweise Gleitschirmflieger, kleinere Flugzeuge oder Helikopter.
Die über die erste Methode 600 an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten ersten Daten 130 und die über die zweite Methode 610 und/oder dritte Methode 620 an das Luftraumüberwachungssystem übermittelten zweiten Daten 230 werden in dem Luftraumüberwachungssystem entsprechend des jeweiligen Fluggeräts identifiziert, erforderlichenfalls trans- formiert und im Luftraumüberwachungssystem 300 gespeichert. Zudem findet eine Kollisionsprüfung der als Flugdaten ausgebildeten ersten Daten 130 und der als Flugdaten ausgebildeten zweiten Daten 230 statt. Auf diese Weise kann in dem Luftraumüberwachungssystem 300 eine mögliche Kollision zwischen einem ersten Fluggerät und einem zweiten Fluggerät auf Basis der Flugdaten identifiziert werden.
Ein Verfahren zur Verteilung der in dem Luftraumüberwachungssystem gespeicherten Daten, die auf den ersten Daten und den zweiten Daten basieren, ist in Figur 7 gezeigt. Demnach werden die in dem Luftraumüberwachungssystem gespeicherten und auf Kollisionsgefahr überprüften Daten an die als Bodenstation ausgebildete erste Steuer- und Erfassungseinheit übermittelt und über die Bodenstation an das mit der Bodenstation kommunikationstechnisch verbundene unbemannte Fluggerät gesendet. Bei einer identifizierten Kollisionsgefahr des unbemannten Fluggeräts mit einem anderen unbemannten oder bemannten Fluggerät können die von dem Luftraumüberwachungssystem ausgesendeten Daten Informationen zu einer geänderten Flugroute aufweisen, um auf diese Weise eine Kollision zu vermeiden. Somit erfolgt die Berechnung einer neuen Flugroute über das Luftraumüberwachungssystem, so dass entsprechende Technik an Board des unbemannten Fluggeräts nicht erforderlich ist. Eine weitere Methode sieht vor, dass die Daten des Luftraumüberwachungssystems an die als Tracking System ausgebildete zweite Steuer- und Erfassungseinheit übermittelt und über ADS-B und/oder FLARM an die bemannten Fluggeräte weitergeleitet werden. Somit werden die bemannten Flüggeräte über die im Luftraum befindlichen unbemannten Fluggeräte informiert. Überdies können auch die an das bemannte Fluggerät adressierten Daten Informationen zu einer geänderten Flugroute aufweisen, so dass im bemannten Fluggerät Vorkehrung zur Vermeidung einer Kollision bzw. einer Kollisionsgefahr getroffen werden können.
Zudem sieht eine weitere Methode vor, dass die in dem Luftraumüberwachungssystem gespeicherten Daten zu Kontrollzwecken an die Luftverkehrskontrollstelle zu deren weiteren Verwendung und Kontrolle übermittelt werden.
In Figur 8 ist ein Verfahren für die Verteilung von Daten des Luftraumüberwachungssystems im Falle einer unplanmäßigen Verbindungsunterbrechung zwischen einer als Bodenstation ausgebildeten ersten Steuer- und Erfassungseinheit und dem Luftraumüberwachungssystem bzw. einer unplanmäßigen Verbindungsunterbrechung zwischen einer als Tracking System ausgebildeten zweiten Steuer- und Erfassungseinheit und dem Luftraumüberwachungssystem dargestellt. Kommt es zu einer Verbindungsunterbrechung zwischen dem Luftraumüberwachungssystem und der Bodenstation, wobei die Bodenstation mit einem unbemannten Fluggerät (ersten Fluggerät) verbunden ist, wird in dem Luftraumüberwachungssystem für das unbemannte Fluggerät die erwartete Flugroute basierend auf den zuletzt erfassten ersten Daten ermittelt bzw. prognostiziert. Diese Daten werden mit dem Hinweis auf den Verbindungsabbruch in dem Luftraumüberwachungssystem bereitgestellt und über die zweite Steuer- und Erfassungseinheit an die bemannten Fluggeräte ausgesendet, so dass diese über die Situation in Kenntnis gesetzt werde und etwaige Vorsichtsmaßnahmen, wie vorzugsweise eine geänderte Flugroute, treffen können. Zudem werden diese Daten an die Luftverkehrsüberwachung übermittelt, so dass eine erhöhte Überwachung des Luftraums erfolgen kann.
Figur 9 beschreibt ein Verfahren zur Registrierung, Identifizierung und Authentifizierung eines unbemannten Fluggeräts (ersten Fluggeräts) in dem Luftraumüberwachungssystem. In einem ersten Schritt erfolgte eine Registrierung des Betreibers des unbemannten Fluggeräts in dem Luftraumüberwachungssystem.
Mit der Registrierung im Luftraumüberwachungssystem erhalten der Betreiber und das unbemannte Fluggerät in einem zweiten Schritt eine eindeutig zuordbare Luftraumüberwa- chungssystem-Identifikationsnummer. Auf diese Weise ist das unbemannte Fluggerät von dem Luftraumüberwachungssystem eindeutig identifizierbar und der Betreiber kann rechtssicher zugeordnet werden. Von dem Luftraumüberwachungssystem empfangene erste Daten des unbemannten Fluggeräts sind somit eindeutig dem unbemannten Fluggerät und dem Betreiber zuordbar. Die Luftraumüberwachungssystem-Identifikationsnummer ist vorzugsweise eine maschinenlesebare Kennzeichnung in Form eines QR-Codes.
In einem dritten Schritt wird die Luftraumüberwachungssystem-Identifikationsnummer in das unbemannte Fluggerät, vorzugsweise auf einer SIM-Karte oder einer Chipkarte, implemen- tiert. Auf diese Weise ist die Luftraumüberwachungssystem-Identifikationsnummer mit dem unbemannten Fluggerät verbunden.
Alle von dem umbenannten Fluggerät ausgesendeten ersten Daten weisen die Luftraumüber- wachungssystem-Identifikationsnummer auf. Zudem werden die ausgesendeten ersten Daten digital signiert, so dass die ersten Daten personen- bzw. gerätegebunden in das Luftraumüberwachungssystem eingebracht werden.
In Fig. 10 ist ein Verfahren zur Fluggebiets- bzw. Luftraumreservierung gezeigt, wobei das Verfahren zwei Methoden umfasst. Die erste Methode zeigt ein Verfahren zur Planung der Flugroute und Definition des Luftraums im Vorfeld des Abflugs und die zweite Methode zeigt das Verfahren zur Luftraumreservierung unmittelbar vor dem Abflug.
Das Verfahren bezieht sich auf erste Fluggeräte, die als unbemannte Fluggeräte ausgebildet sind. Zudem sind im Luftraumüberwachungssystem Daten grundsätzlicher oder temporärer Flugverbotszonen gespeichert oder über eine kommunikationstechnische Verbindung des Luftraumüberwachungssystems mit einer Genehmigungsbehörde abrufbar. Überdies sind Daten zur Einhaltung besonderer regulatorischer Auflagen im Luftraumüberwachungssystem hinterlegt oder über die Genehmigungsbehörde abrufbar.
In der ersten Methode, linkes Ablaufdiagramm, wird die geplante Flugroute für ein unbemanntes Fluggerät in Form von ersten Daten an das Luftraumüberwachungssystem übermittelt. Im Luftraumüberwachungssystem erfolgt eine Vorprüfung der ersten Daten in Bezug auf die im Luftraumüberwachungssystem hinterlegten oder über das Luftraumüberwachungssys- tem abrufbaren Daten hinsichtlich etwaiger Flugverbotszonen oder weiterer regulatorischer Anforderungen, wie vorzugsweise eines einzuhaltenden Abstands zu bestimmten Gebieten oder Städten. Sofern die geplante Flugroute des unbemannten Fluggerätes alle Anforderungen erfüllt, werden die Luftraumüberwachungssystem-Identifikationsnummer des unbemannten Fluggeräts, Typ des unbemannten Fluggeräts, Abflug- und Zielflughafen, Flugroute, Dauer des geplanten Flugs sowie Abflugzeit und Abflugdatum im Luftraumüberwachungssystem gespeichert.
Die gespeicherten Daten über den geplanten Flug des unbemannten Fluggeräts werden an die Genehmigungsbehörde übermittelt.
Die Methode zur Luftraumreservierung vor dem Abflug, rechtes Ablaufdiagramm, läuft im Wesentlichen analog zur vorstehend beschriebenen ersten Methode ab, die die Planung der Flugroute vor dem Abflug beschreibt.
Die Anfrage einer Flugerlaubnis für den geplanten Flug bei der Genehmigungsbehörde ist in Figur 11 dargestellt. Die ersten Daten des geplanten Flugs des unbemannten Fluggeräts (ersten Fluggeräts) werden gemeinsam mit der Luftraumüberwachungssystem-Identifikations- nummer an die Genehmigungsbehörde mit der Anfrage zur Erteilung einer Flugerlaubnis übermittelt.
Die Genehmigungsbehörde prüft den Flugplan und erlässt Rückmeldung in Form eines Bescheids. Der Bescheid kann eine Genehmigung des Flugs oder auch eine Verweigerung der Fluggenehmigung sein. Sofern die Genehmigungsbehörde den Flug verweigert, ist eine Neuplanung des Flugs erforderlich.
Bezugszeichen
100 Erstes Steuer- und Überwachungssystem
110 Erstes Fluggerät
120 Erste Steuer- und Erfassungseinheit
130 Erste Daten
140 Maschinenlesbare Kennzeichnung
150 Zweidimensionaler Barcode
160 Alphanumerischer Teil
200 Zweites Steuer- und Überwachungssystem
210 Zweites Fluggerät
220 Zweite Steuer- und Erfassungseinheit
222 Sekundärradar Sender
224 Sekundärradar Empfänger
226 Radar-Ortungssystem
230 Zweite Daten
300 Luftraumüberwachungssystem
310 Daten
400 Luftverkehrskontrollstelle
500 Genehmigung sbehörde

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Luftraumüberwachung, mit einem ersten Steuer- und Erfassungssystem (100) und einem zweiten Steuer- und Erfassungssystem (200), wobei
das erste Steuer- und Erfassungssystem (100) ein erstes Fluggerät (110) und eine erste
Steuer- und Erfassungseinheit (120) aufweist und das zweite Steuer- und Erfassungssystem (200) ein zweites Fluggerät (210) und eine zweite Steuer- und Erfassungseinheit (220) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit (120) sowie von der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit (220) verschiedenes Luftraumüberwachungssystem (300) vorgesehen ist,
von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit (120) erste Daten (130) bezüglich des ersten Fluggeräts (110) an das Luftraumüberwachungssystem (300) übermittelt werden und von dem Luftraumüberwachungssystem (300) Daten (310), die auf den ersten Daten
(130) basieren, an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit (220) ausgesendet werden, und von der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit (220) die Daten (310) an das zweite Fluggerät (210) übermittelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an das Luftraumüberwachungssystem (300) übermittelten ersten Daten (130) und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem (300) an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit (220) ausgesendeten Daten (310) im Luftraumüberwachung s System (300) transformiert werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die an das Luftraumüberwachungssystem (300) übermittelten ersten Daten (130) und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem (300) an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit (220) ausgesendeten Daten (310) im Luftraumüberwachungssystem (300) gespeichert werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fluggerät (110) von dem Luftraumüberwachungssystem (300) identifiziert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die an das Luftraumüberwachungssystem (300) übermittelten ersten Daten (130) und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem (300) an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit (220) ausgesendeten Daten (310) verschlüsselt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die an das Luftraumüberwachungssystem (300) übermittelten ersten Daten (130) und/oder die von dem Luftraumüberwachungssystem (300) an die zweite Steuer- und Erfassungseinheit ausgesendeten Daten (310) digital signiert werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf den ersten Daten (130) ein Bereich des Luftraums auf der Flugroute des ersten Fluggeräts (110) in dem Luftraumüberwachungssystem (300) für das erste Fluggerät (110) für einen Zeitraum reserviert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf den ersten Daten (130) für das erste Fluggerät (110) über das Luftraumüberwachungssystem (300) eine Aufstiegserlaubnis für das erste Fluggerät (110) beantragt und eingeholt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fluggerät (110) ein unbemanntes Fluggerät ist und das unbemannte Fluggerät eine fortlaufende Verbindung zur ersten Steuer- und Erfassungseinheit (120) aufweist und bei einem Verbindungsabbruch der fortlaufenden Verbindung erste Daten (130) den Verbindungsabbruch betreffend von der ersten Steuer- und Erfassungseinheit (120) an das Luftraumüberwachungs- system (300) übermittelt werden und von dem Luftraumüberwachungssystem (300) Daten (310), basierend auf den ersten Daten (130) hinsichtlich des Verbindungsabbruchs, an das zweite Steuer- und Erfassungssystem (220) ausgesendet werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet dass von der zweiten Steuer- und Erfassungseinheit (220) zweite Daten (230) bezüglich des zweiten Fluggeräts (210) an das Luftraumüberwachungssystem (300) übermittelt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Luftraumüber- wachungssystem (300) Daten (310), die auf den zweiten Daten (230) basieren, an die erste Steuer- und Erfassungseinheit (120) ausgesendet werden.
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