Das Verkehrsmanagement auf der Start-und Landebahn, dem Roll-und Vorfeld so- wie dem Flugverkehr im Nahbereich des Flughafens setzt die hochaufgelöste, all- wettertaugliche Erfassung aller Verkehrsteilnehmer, insbesondere Flugzeuge, Perso- nen und Objekte, z. B. verlorengegangene Gepäckstücke, Flugzeug-oder Fahrzeug- teile, voraus.

In US 6,282, 488 B1 wird ein System zur Überwachung der Bewegungen auf einem Flughafengelände sowie zur Überwachung an-und abfliegender Flugzeuge be- schrieben. Die Überwachung der Bewegungen am Boden erfolgt dabei mittels Bo- denradargeräte. Die Überwachung an-und abfliegender Flugzeuge erfolgt mittels weiterer Radargeräte. Ein Nachteil dabei ist, dass die verwendeten Bodenradargeräte eine hohe Bodenclutterempfindlichkeit aufweisen. Ein weiterer Nachteil ist, dass durch die Vielzahl von benötigten Radargeräten ein großes Datenvolumen verarbeitet werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein abbildendes allwetterfähiges System bestehend aus mehreren Sensoren zur Überwachung der Bewegungen auf und über einem Flugha- fengelände zu schaffen, bei dem Radargeräte zum Einsatz kommen, welche eine geringe Bodenclutterempfindlichkeit aufweisen und welche gleichzeitig den Luftraum und den Bodenbereich des Flughafengeländes überwachen.

Diese Aufgabe wird mit dem System gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung ist ein Sensor ein Radargerät mit einer Vielzahl von Anten- nenelementen, welche auf einer gekrümmten Oberfläche eines Antennenträgers an-

gebracht sind und zeitlich nacheinander angesteuert werden, wobei ein erster Teil der Antennenelemente auf einer ersten Kreislinie auf der Oberfläche des Antennen- trägers und ein zweiter Teil der Antennenelemente auf einer zur ersten Kreislinie senkrechten Kreislinie angeordnet sind und wobei die Informationen des Radargeräts in einem ersten ROSAR-Prozeß zur Abbildung der Lage auf dem Boden und in ei- nem zweiten ROSAR-Prozeß zur Abbildung der Höhen der zu beobachtenden Flu- gobjekte ausgewertet werden.

Im folgenden wird das ROSAR-Prinzip kurz erläutert. Radarsysteme mit synthetischer Apertur (SAR = synthetic aperture radar), wie sie bei Flugzeugen oder Satelliten zum Einsatz kommen, sind für eine geradlinige Bewegung der Antenne ausgelegt. SAR- Systeme liefern Bilder hoher Auflösung senkrecht zur Bewegungsrichtung, d. h. die Antennen blicken in Bewegungsrichtung seitwärts, um eine große Apertur zu erzeu- gen. Aus US 2002/0135505 A1 und WO 01/23907 ist bekannt, dass beim ROSAR (ROSAR = rotating synthetic apertur radar) die Roation einer Antenne zur Erzeugung der synthetischen Apertur genutzt wird. Das Abtasten des Geländestreifens aus ver- schiedenen Blickwinkeln wird durch die Rotation der Antenne erreicht, ohne dass ei- ne translatorische Bewegungskomponente der Trägerplattform, wie es im Gegensatz dazu beim SAR der Fall ist, notwendig ist. Die Rotation sorgt für eine Rundumsicht, d. h. das ROSAR kann einen Winkelbereich von 360° überdecken.

Bei dem erfindungsgemäßen Sensor wird die Drehbewegung der Antenne simuliert, d. h. die Drehbewegung wird nicht real wie beim bekannten ROSAR-Verfahren, son- dern nur virtuell durchgeführt. Die auf einem ruhenden Antennenträger erfindungs- gemäß angeordneten Antennenelemente werden zeitlich nacheinander mit Sendesi- gnalen angesteuert und zeitlich nacheinander werden die reflektierten Empfangs- signale abgetastet. Die zeitlich nacheinander erfolgende Ansteuerung der ruhenden Antennenelemente ermöglicht es, die Informationen der einzelnen Antennenele- mente nach dem bekannten ROSAR-Verfahren auszuwerten. Neben der hoch auf- gelösten Allwettersicht erreicht man auch die dem ROSAR-Verfahren eigentümliche vorteilhafte 360°-Rundumsicht. Im weiteren wird unter einem Radargerät, dessen In- formationen nach dem ROSAR-Verfahren ausgewertet werden, ein Radargerät ver-

standen, dessen Antennenelemente zeitlich nacheinander angesteuert und abgeta- stet werden.

Ein Vorteil dieser Systemkomponente ist, dass die Geschwindigkeit der virtuellen Antennendrehbewegung beliebig wählbar. Hieraus entstehen weitere Vorteile hin- sichtlich geringer Positionierungsfehler von detektierten stationärer oder bewegter Objekte.

Mit der erfindungsgemäßen Systemkomponente ist es somit möglich, mittels der in einer ersten horizontalen Ebene angeordneten Antennenelementen die Überwa- chung des Flughafengeländes im Bodenbereich und mittels der in der dazu senk- rechten Ebene angeordneten Antennenelemente den Luftraum des Flughafens zu gewährleisten. Außerdem ist es mit der erfindungsgemäßen Systemkomponente möglich, die Flughöhen an-oder abfliegender Flugkörper zu bestimmen.

Ein Vorteil hierbei ist, dass die erfindungsgemäße Systemkomponente sehr leicht und ohne großen Flächenverbrauch, wie bei Radargeräten mit realer Apertur und gleich guter Auflösung nicht zu umgehen ist, realisierbar ist. Kritische Windlasten, denen mit schweren Konstruktionen begegnet werden muß, treten hier nicht auf. Die Überwachung des Bodenbereichs und des Luftraums des Flughafens kann somit in einer Systemkomponente zusammengefaßt werden. Aufgrund der hohen Höhenauf- lösung des erfindungsgemäßen Systems entfällt im Gegensatz zu bekannten Syste- men die Forderung nach Sekundärradar-Transpondern in den zu beobachtenden Flugkörpern. Auch ein am Boden erforderliches Sekundärradar kann eingespart wer- den. Ein mögliches Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Systems liegt z. B. im militärischen Bereich bei der Überwachung nicht-kooperativer Ziele.

Ein weiterer Vorteil ist, dass die erfindungsgemäße Systemkomponente mobil ein- setzbar ist und somit auch kurzfristig auf Start-und Landebahnen positioniert werden kann.

Die Erfindung ist bei der Überwachung eines großen Flughafengeländes nicht auf den Einsatz einer einzigen erfindungsgemäßen Systemkomponente beschränkt. Ab- hängig von aufgrund z. B. größerer Gebäude auftretender Abschattungseffekte kön- nen selbstverständlich mehrere erfindungsgemäße Systemkomponenten zum Ein- satz kommen. Zweckmäßig werden in einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung weitere abbildende Sensoren, insbesondere im sichtbaren oder infraroten Wellenlän- genbereich, verwendet.

Mit dem erfindungsgemäßen System ist es somit möglich, wetterunabhängig alle Verkehrsteilnehmer sowie Objekte auf dem Flughafengelände hochaufgelöst zu er- fassen.

Zweckmäßig kann eine weitere Systemkomponente ein bekanntes ROSAR- Radargerät sein. Beim ROSAR wird die Rotation der an der Spitze des Rotors ange- brachten Antenne bekanntermaßen zur Erzeugung einer synthetischen Apertur ge- nutzt. Das zur hochauflösenden Bilderzeugung notwendige Abtasten des Gelän- destreifens aus verschiedenen Blickwinkeln wird durch die Rotation der Antenne er- reicht. Die Rotation sorgt für eine Rundumsicht, d. h. mit einem ROSAR-Radargerät ist ein Winkelbereich von 360° detektierbar.

Vorteilhaft können auch weitere Systemkomponenten eingesetzt werden, deren Da- ten nach einem ROSAR-Prozeß ausgewertet werden.

Die Daten der Systemkomponenten, welche nach einem ROSAR-Prozeß ausgewer- tet werden, werden vorteilhaft einer ersten Datenverarbeitungseinheit mit ikonischer Bildverarbeitung zugeführt. Aus den Bilddaten können bewegte oder stationäre Ob- jekte erkannt und klassifiziert werden. Bei der ikonischen Bildverarbeitung werden jedem Bildpunkt Intensitätswerte, auch als Grauwerte bezeichnet, zugeordnet. Die Objekterkennung erfolgt bei der ikonischen Bildverarbeitung durch Bildberglcih, bei- spielsweise durch Korrelation des zu erkennenden Objekts mit dem Bildsignal des gesamten Bildes.

Vorteilhaft ist eine weitere Datenverarbeitungseinheit mit symbolischer Bildverarbei- tung vorhanden, welcher die Daten der ersten Datenverarbeitungseinheit und die Daten der abbildenden Sensoren zugeführt wird. Bei der symbolischen Bildverarbei- tung werden in den Bilddaten sogenannte Bildprimitive, z. B. Linien, Kanten oder Rundungen erkannt. Diesen Bildprimitiven werden vorgebbare Symbole zugeordnet, welche weiterverarbeitet werden. Zum Beispiel kann ein Panzer durch 4 zusammen- hängende Linien mit Rundungen definiert sein. Selbstverständlich können die Bild- daten bereits mittels der ikonischen Bildverarbeitung bearbeitet worden sein.

Zweckmäßig können bei der ikonischen und/oder symbolischen Bildverarbeitung Spurerkennungs-und Spurverfolgungsverfahren berücksichtigt werden.

Das Ergebnis der symbolischen Bildverarbeitung ist die Darstellung der aktuellen La- ge auf allen Teilbereichen des Flughafens. Vorteilhaft werden diese, in der zweiten Datenverarbeitungseinheit erzeugten Bilddaten auf einem Display sichtbar gemacht.

Des Weiteren ist es vorteilhaft möglich, die Daten einer Kommunikationseinheit zu- zuführen, von wo die Daten über Funk an die Flughafenüberwachung und/oder ande- re Kommunikationsteilnehmer, z. B. Fahrzeuge oder Flugzeuge übermittelt werden.

Die Übermittlung der Daten erfolgt bevorzugt mit bereits am Flughafen vorhandenen Kommunikationsmitteln. Über die Kommunikationseinrichtungen können auch Daten, die aus anderen Quellen, z. B. Pilotenfunk, stammen, zur Verbesserung der Erken- nung der aktuellen Lage herangezogen werden.

Mittels der erzeugten Bilddaten kann bevorzugt die aktuelle Gefahrenlage, z. B. Fahr- zeug-oder Flugzeugkollisonen analysiert werden. Notwendige Aktionen zur Verhin- derung einer analysierten Gefahr wird zweckmäßig automatisch ausgegeben.

Die Positionsbestimmung der Systemkomponenten erfolgt vorteilhaft mittels des Glo- bal-Positioning-Systems (GPS). Zweckmäßig wird dabei das Differential-GPS ver- wendet, um eine höhere Positionsgenauigkeit zu erreichen. Zur Übertragung der Daten zwischen den Sensoren und den Datenverarbeitungseinheiten kann vorteilhaft ein Mobilkommunikationsnetzwerk auf GSM-Basis verwendet werden. Zweckmäßig

sind hierbei sämtliche Forderungen signaltechnischer Sicherheit zur Vermeidung von Ausfällen zu erfüllen. Insbesondere ist es zweckmäßig, Kommunikationsnetzwerke redundant auszulegen um eine höhere Verfügbarkeit zu gewährleisten. Der Einsatz der Mobilkommunikation ermöglicht eine beidseitige Kommunikation, d. h. Vollduplex- kommunikation und Gruppenkommunikation.

Wird eine völlige Unabhängigkeit des erfindungsgemäßen Systems von der Infra- struktur eines Flughafens gefordert, z. B. bei militärischen Einsätzen in nichtkoopera- tiver Umgebung, so kann die Datenübermittlung mittels HFNHF-Datenlinks erfolgen.

Selbstverständlich ist auch eine Datenübermittlung über eine Satellitenverbindung möglich.

Die Übermittlung der Daten kann selbstverständlich auch mittels Kabel, z. B. Glasfa- serkabel, erfolgen.

Die Erfindung wird im weiteren anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine beispielhafte schematische Darstellung eines Flughafengeländes mit einem erfindungsgemäßen System zur Überwachung des Flughafens, Fig. 2 eine beispielhafte Anordnung von Antennenelementen auf zwei senkrecht zueinander stehenden Kreislinien auf der Oberfläche eines Antennenträgers eines erfindungsgemäßen Radargeräts.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Flughafengeländes mit einem erfin- dungsgemäßen System zur Erkennung von Hindernissen und Überwachung von Be- wegungen auf und über einem Flughafengelände. Auf dem Flughafengelände 1 ist eine erfindungsgemäße Systemkomponente 2 zur gleichzeitigen Überwachung des Boden-und Luftbereichs vorhanden. Zur Vermeidung von Abschattungen aufgrund größerer Gebäude, z. B. durch den Tower (nicht dargestellt) sind weitere nach dem ROSAR-Prinzip arbeitende Systemkomponenten 3 vorhanden. Außerdem sind im Bereich der Start-und Landebahn 5 und des Roll-und Vorfeldes 5a, 5b weitere ab- bildende, beispielsweise optische Sensoren 4 vorhanden.

Die Daten der nach dem ROSAR-Prinzip arbeitenden Systemkomponenten 2,3 wer- den einer ersten Datenverarbeitungseinheit 6 mit ikonischer Bildverarbeitung zuge- führt. Von dort werden die durch den ROSAR-Verarbeitungsprozess reduzierten Da- ten einer zweiten Datenverarbeitungseinheit 7 mit symbolischer Bildverarbeitung zu- geführt. Diese zweite Datenverarbeitungseinheit 7 wird ebenfalls mit Daten der abbil- denden Sensoren 4 versorgt. Eine geeignete Verarbeitung der Daten ergibt ein Bild der aktuellen Lage auf dem Flughafengelände 1 und im Luftraum über dem Flugha- fen 1. Diese Informationen werden einem Display 8 zugeführt und sichtbar gemacht.

Die Informationen können darüber hinaus auch einer Kommunikationseinheit 9 zu- geführt werden, welche mit anderen kooperationsfähigen Verkehrsteilnehmer 10 in Funkkontakt steht. Über die Kommunikationseinheit 9 werden dem symbolischen Bildverarbeitungsprozess weitere Daten aus weiteren Quellen, wie z. B. aus dem Pi- lotensprechfunk, zugeführt.

Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Anordnung von Antennenelementen auf zwei senkrecht zu einander stehenden Kreisringen 13,15 auf der Oberfläche eines Antennenträgers 2a eines erfindungsgemäßen Radargeräts (nicht dargestellt). Der beispielhafte An- tennenträgers 2a ist eine Kugel. Selbstverständlich kann der Antennenträger 2a jede beliebige um mindestens 2 Achsen rotationssymmetrische Form annehmen. Die An- tenne des Radargeräts kann dabei als Dipol oder Hornstrahler ausgebildet sein.

Auf der Oberfläche des beispielhaft kugelförmigen Antennenträgers 2a sind Anten- nenelemente 12, 14 auf Kreislinien 13,15 angeordnet, die jeweils eine Ebene bilden.

Die beiden durch die Kreislinien 13,15 gebildeten Ebenen stehen dabei senkrecht aufeinander. Bevorzugt weisen die Antennenelemente 12, 14 einen gleichen Abstand zueinander auf.