(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受信装置で受信する同一の信号の受信時刻の差を利用して航空機の位置を測位し、送信装置から位置が測位された航空機に質問信号を送信し、当該質問信号に対して必要な情報を取得するマルチラテレーションシステムであって、
レーダ装置から当該レーダ装置の現在のアンテナの角度を入力するアンテナ角度入力手段と、
前記複数の受信装置における信号の受信時刻の差から測位された航空機の位置を入力すると、当該航空機の位置を前記レーダ装置のアンテナの角度で表わす値に変換する変換手段と、
前記変換手段で変換された航空機の位置を特定するアンテナ角度を利用して、前記送信装置が質問信号の送信を停止する角度を決定する決定手段と、
前記アンテナ角度入力手段が入力するアンテナの角度が、前記決定手段が決定した角度以外で質問信号を送信する送信手段と、
を備えることを特徴とするマルチラテレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、航空機から送信される信号を受信する受信装置及び受信した信号から航空機の位置を特定するマルチラテレーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機の飛行の安全を図るため、航空機は、質問信号や応答信号を送受信するＳＳＲ装置（モードＳ二次監視レーダ装置）等のレーダを利用して監視されている。また、航空機同士の衝突を防止するために航空機同士で位置情報を交換する放送型自動従属監視（ＡＤＳ−Ｂ：Automatic Dependent Surveillance-Broadcast）も利用されている。
【０００３】
さらに、近年では、地上で航空機の飛行状況を把握するために複数の受信装置で航空機から送信された信号を受信して航空機の位置を特定するマルチラテレーションシステムの利用が検討されている。マルチラテレーションシステムは、複数の受信局における信号（拡張スキッタやスキッタ応答）の受信に関する情報を利用して航空機の位置を測位する。また、マルチラテレーションシステムは、測位した航空機位置を利用して航空機に質問信号を送信し、航空機の識別情報や高度情報を含む応答信号を取得する。
【０００４】
マルチラテレーションシステムによる質問信号の送信は、隣接の二次監視レーダ（ＳＳＲ）の運用に支障がないように規定されている（２％以下）。しかしながら、マルチラテレーションシステムは、二次監視レーダの動作を把握できないため、質問信号を送信するタイミングの決定が困難である。また、航空機の数が増えるにつれて、質問信号を送信するタイミングの決定は複雑になる。
【０００５】
航空機に搭載されているトランスポンダは、デッドタイムがあり、応答すべき質問信号に対しては１２５μｓの間は応答しないため、マルチラテレーションシステムが先に質問すると、１２５μｓの間は二次監視レーダからの質問に対して応答しない。また、二次監視レーダが先にトランスポンダに質問すると、トランスポンダは、１２５μｓの間はマルチラテレーションシステムからの質問に対して応答しない。そのため、二次監視レーダの動作と無関係にマルチラテレーションシステムが質問信号を送信すると、二次監視レーダにおいて検出率が低下させて航空機の監視を妨げるおそれがある。
【０００６】
その他、マルチラテレーションシステムの質問信号に対するトランスポンダからの応答信号は、二次監視レーダにはフルーツ応答となり、二次監視レーダにおける検出率を低下させる可能性もある。二次監視レーダ（特にモードＳ二次監視レーダ）は、このフルーツ応答を減らすこと、すなわち、他の二次監視レーダに影響を与えないことを考慮したものであるが、マルチラテレーションシステムは、このような二次監視レーダの思想の妨げになりうる。
【０００７】
上述したように、マルチラテレーションシステムでは、二次監視レーダの動作と無関係に質問信号を送信した場合、二次監視レーダの検出率を低下させて航空機の監視を妨げるおそれがある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Michael C. Stevens “Secondary Surveillance Radar” 1988, ISBN 0-89006-292-7.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって本発明は、信号の送信タイミングを二次監視レーダの動作に対応させて、二次監視レーダにおける航空機の監視を妨げることのないマルチラテレーションシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施形態に係るマルチラテレーションシステムは、アンテナ角度入力手段と、変換手段と、決定手段と、送信手段とを備えている。アンテナ角度入力手段は、レーダ装置から当該レーダ装置の現在のアンテナの角度を入力する。変換手段は、前記複数の受信装置における信号の受信時刻の差から測位された航空機の位置を入力すると、当該航空機の位置を前記レーダ装置のアンテナの角度で表わす値に変換する。決定手段は、前記変換手段で変換された航空機の位置を特定するアンテナ角度を利用して、前記送信装置が質問信号の送信を停止する角度を決定する。送信手段は、前記アンテナ角度入力手段が入力するアンテナの角度が、前記決定手段が決定した角度以外で質問信号を送信する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係るマルチラテレーションシステムについて説明する概略図である。
【図２】送受信装置の構成について説明するブロック図である。
【図３】レーダ装置のアンテナの向きと航空機の位置関係について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を用いて実施形態に係るマルチラテレーションシステムについて説明する。このマルチラテレーションシステムは、航空機から送信された信号を複数の局で受信して航空機の位置を測位してレーダ装置とは別に航空機の飛行情報を取得し、航空機の飛行を監視するシステムである。
【００１３】
図１に示すように、実施形態に係るマルチラテレーションシステム１は、航空機３０から送信される信号（ＤＦ＝４，５，１１，１７，１８，２０，２１）を受信するとともに、航空機３０に信号（ＵＦ＝４，５）を送信する送受信装置１０と、航空機３０から送信される応答信号（ＤＦ＝４，５，１１，１７，１８，２０，２１）を受信する複数の受信装置２０ａ〜２０ｃと、送受信装置１０及び受信装置２０ａ〜２０ｃが受信した信号及び信号の受信時刻を入力して航空機３０の位置を測位する処理装置４０とが接続されている。
【００１４】
マルチラテレーションシステム１では、異なる場所に設置される送受信装置１０及び受信装置２０ａ〜２０ｃは、航空機３０のトランスポンダから送信される信号を受信すると、受信した信号に信号の受信時刻を関連づけて処理装置４０に出力する。処理装置４０は、同一の信号についての各装置１０，２０ａ〜２０ｃにおける受信時刻の差から、航空機３０の位置を測位する。ここで、送受信装置１０及び受信装置２０ａ〜２０ｃでそれぞれ信号に関連づける受信時刻が正確でない場合、測位される航空機３０の位置も正確にならない。したがって、マルチラテレーションシステム１では、処理装置４０で航空機３０の位置を正確に測位するため、送受信装置１０及び受信装置２０ａ〜２０ｃにおいて計時する時刻を同期させている。
【００１５】
また、実施形態に係るマルチラテレーションシステム１では、送受信装置１０は、レーダ装置５０と接続されている。このレーダ装置５０は、航空機３０に質問信号を送信するとともに航空機から質問信号に対して送信された応答信号を受信し、航空機３０を監視する二次監視レーダである。送受信装置１０は、レーダ装置５０からレーダ装置５０のアンテナ角度を入力する。これにより、送受信装置１０では、航空機３０とレーダ装置５０との信号の送受信に影響を与えないタイミングで航空機３０に質問信号を送信することができる。
【００１６】
具体的には、送受信装置１０は、図２に示すように、航空機３０から送信された信号を受信する受信装置１０ａと、航空機３０に質問信号を送信する送信装置１０ｂとを有している。受信装置１０ａは、アンテナ１０ｄで受信した信号に信号の受信時刻を関連づけて処理装置４０に出力する。この受信装置１０ａは、マルチラテレーションシステム１で従来から使用されている受信装置と同一の構成であるため、受信装置１０ａの構成については説明を省略する。
【００１７】
送信装置１０ｂは、航空機３０に信号質問を送信するため、図２に示すように、情報処理部１１、送信管理部１２、信号変換部１３及び高周波処理部１４を有している。また、情報処理部１１は、位置情報入力手段１１１と、座標変換手段１１２と、決定手段１１３と、アンテナ角度入力手段１１４と、抽出手段１１５を有している。
【００１８】
位置情報入力手段１１１は、処理装置４０から測位された航空機３０の位置に関するデータ（位置データ）を入力し、入力した位置データを座標変換手段１１２に出力する。この位置データは、航空機３０の位置を緯度及び経度により特定するデータである。
【００１９】
座標変換手段１１２は、入力した位置データで特定される航空機３０の位置を、レーダ装置５０のアンテナ角度で表わす値に変換し、得られたアンテナ角度を決定手段１１３に出力する。なお、座標変換手段１１２には、送受信装置１０とレーダ装置５０の位置関係が予め登録されているため、座標変換手段１１２は、入力した位置データを利用して航空機３０をレーダ装置５０のアンテナ角度で表わす値に変換することができる。
【００２０】
例えば、レーダ装置５０、航空機３０ａ及び航空機３０ｂとが図３に示すように表わすような位置関係にあるとき、航空機３０ａの位置を表わすアンテナ角度はαとなり、航空機３０ｂの位置を表わすアンテナ角度はβとなる。ここで、航空機３０ａ，３０ｂの位置は常に変化するため、アンテナ角度も変化する。したがって、座標変換装置１１２は、新たな位置データを位置情報入力手段１１１から入力すると、入力した位置データを利用して、新たな航空機３０ａ，３０ｂの位置を表わすアンテナ角度に変換する。
【００２１】
決定手段１１３は、座標変換手段１１２から入力する各航空機３０の位置を特定するアンテナ角度から各航空機に対して質問信号の送信を停止する停止角度を決定し、決定した停止角度を抽出手段１１５に出力する。ビーム幅はアンテナ角度を基準として約３°であり、レーダ装置５０は、このビーム範囲に存在する航空機に信号を送信する。したがって、決定手段１１３は、アンテナ角度を基準として±１．５°の範囲を停止角度と決定する。
【００２２】
具体的には、図３に示すように航空機３０ａの位置がアンテナ角度αで特定されるとき、「α−１．５°」から「α＋１．５°」の範囲がレーダ装置５０と航空機３０ａとの質問応答のタイミングである。したがって、決定手段１１３は、この「α−１．５°」から「α＋１．５°」の範囲を停止角度と設定して送受信装置１０から航空機３０ａへの質問信号の送信を停止する期間とする。また、航空機３０ｂの位置がアンテナ角度がβで特定されるとき、「β−１．５°」から「β＋１．５°」の範囲がレーダ装置５０と航空機３０ｂとの質問応答のタイミングである。したがって、決定手段１１３は、この「β−１．５°」から「β＋１．５°」の範囲も停止角度と設定して送受信装置１０からの航空機３０ｂへの送信信号の送信を停止する期間とする。
【００２３】
アンテナ角度入力手段１１４は、レーダ装置５０から現在のアンテナ角度を入力すると、入力したアンテナ角度を抽出手段１１５に出力する。
【００２４】
抽出手段１１５は、質問信号を送信する航空機３０を抽出する。質問信号の送信対象となる航空機３０は、具体的には、処理装置４０から位置データを入力し、位置を特定するアンテナ角度が得られた航空機３０である。また、抽出手段１１５は、決定手段１１４から入力した各航空機の停止角度とアンテナ角度入力手段１１３から入力する現在のアンテナ角度とから、抽出した航空機３０に質問信号を送信させるトリガ信号を送信管理部１２に出力する。具体的には、抽出手段１１５は、アンテナ角度が停止角度以外の場合に、質問信号を送信させるトリガ信号を出力する。
【００２５】
例えば、図３に示すように航空機３０ａ，３０ｂが飛行しているとき、抽出手段１１５は、航空機３０ａと航空機３０ｂとを抽出する。また、抽出手段１１５は、レーダ装置５０のアンテナ角度が「α−１．５°」から「α＋１．５°」以外と、「β−１．５°」から「β＋１．５°」以外のタイミングで質問信号を送信させるトリガ信号を出力する。
【００２６】
送信管理部１２は、抽出手段１１５からトリガ信号を入力すると、トリガ信号で指定される航空機３０に送信する質問信号を生成し、生成した質問信号を信号変換部１３に出力する。この送信管理部１２には、送信する信号数や信号の送信間隔に関するデータが予め入力されており、送信管理部１２は、このデータにしたがって送信する質問信号を生成する。
【００２７】
信号変換部１３は、入力した信号を送信形式に変換し、高周波処理部１４に出力する。高周波処理部１４は、入力した信号を高周波処理し、切替器１０ｃ及びアンテナ１０ｄを介して航空機３０に送信する。
【００２８】
送信装置１０ｂは、上述のように、抽出手段１１５の抽出により、ビーム幅３°の範囲にある航空機３０に対しては質問信号を送信しない。そのため、送受信装置１０から航空機３０に送信される質問信号は、レーダ装置５０と航空機３０との質問応答に影響を与えることがない。また、レーダ装置５０では、ビーム幅以外はＲＳＬＳ処理によっておとされるため、送信装置１０ｂがレーダ装置５０のアンテナの向き（アンテナ角度）を基準として３°の範囲外に送信した質問信号は、レーダ装置５０に影響を与えることはない。
【００２９】
なお、図１に示す例では、送受信装置１０の数は１、受信装置２０ａ〜２０ｃの数は３であるが、送受信装置及び受信装置の数は限定されない。したがって、さらに多くの送受信装置や受信装置を有し、これらの装置で受信する信号を利用して航空機３０の位置を測位するようにしてもよい。
【００３０】
また、送受信装置１０と接続されるレーダ装置５０の数についても限定されない。したがって、送受信装置１０が複数のレーダ装置と接続され、各レーダ装置から航空機の位置データを入力する場合、複数のレーダ装置のアンテナ角度を入力し、複数のアンテナ角度を考慮して航空機３０に質問信号を送信する。
【００３１】
上述したように、実施形態に係るマルチラテレーションシステム１では、レーダ装置５０のアンテナ角度を考慮して各航空機３０に質問信号を送信するため、レーダ装置５０と各航空機３０との間での質問応答に与える影響を防ぐことができる。
【００３２】
上記のように、本発明を実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例および運用技術が明らかとなる。また、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。
【符号の説明】
【００３３】
１…マルチラテレーションシステム
１０…送受信装置
１０ａ…受信装置
１０ｂ…送信装置
１１…情報処理部
１１１…位置情報入力手段
１１２…座標変換手段
１１２…座標変換装置
１１３…アンテナ角度入力手段
１１４…決定手段
１１５…抽出手段
１２…送信管理部（送信手段）
１３…信号変換部
１４…高周波処理部
１０ｃ…切替器
１０ｄ…アンテナ
２０ａ〜２０ｃ…受信装置
３０，３０ａ，３０ｂ…航空機
４０…処理装置
５０…レーダ装置
【図１】
0005439350.tif 000002
【図２】
0005439350.tif 000003
【図３】
0005439350.tif 000004