(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の滑走路の近傍に配設されて光レーザを照射するとともに、前記光レーザが照射された照射領域の大気中に存在する前記光レーザを散乱させるエアロゾルからの反射レーザ光を受信するレーザ送受信部、このレーザ送受信部から出力される光レーザをあらかじめ定められた領域に照射するように、前記レーザ送受信部を制御する走査指示信号を生成する走査制御部、前記レーザ送受信部が受信した反射レーザ光より航空機の位置を検出し、前記航空機の位置を示す航空機位置情報を出力する航空機位置検出部を有する第一のレーザレーダと、
この第一のレーザレーダとは異なる位置に配設されて光レーザを照射するとともに、前記光レーザが照射された照射領域の大気中に存在する前記光レーザを散乱させるエアロゾルからの反射レーザ光を受信するレーザ送受信部、前記第一のレーザレーダからの航空機位置情報に基づいて、航空機位置を中心とする領域に光レーザを照射させる走査制御部を有する第二のレーザレーダと、
前記第一のレーザレーダから伝達された反射レーザ光より、前記第一のレーザレーダの照射領域における後方乱気流渦の大きさ、後方乱気流渦の風速、発生位置を含む第一の後方乱気流情報を生成し、前記第二のレーザレーダから伝達された反射レーザ光より、前記第二のレーザレーダの照射領域における後方乱気流渦の大きさ、後方乱気流渦の風速、発生位置を含む第二の後方乱気流情報を生成するとともに、
前記第一のレーザレーダと前記第二のレーザレーダの照射領域が重ならない領域の後方乱気流情報を、前記第一の後方乱気流情報と前記第二の後方乱気流情報を合成することにより生成して表示させ、前記第一のレーザレーダと前記第二のレーザレーダの照射領域が重なる領域の後方乱気流情報を、前記第一の後方乱気流情報と前記第二の後方乱気流情報を比較して、比較結果が大きい後方乱気流情報を表示させる信号処理装置とを備えたことを特徴とする後方乱気流検出システム。
【請求項２】
第一のレーザレーダは、航空機位置検出部からの航空機位置情報に基づいて、航空機位置を中心とする領域に光レーザを照射するようにレーザ送受信部を制御する走査指示信号を生成し、予め定められた領域より航空機を中心とする所定の領域に光レーザを照射するように前記レーザ送受信部の動作を切り換える走査制御部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の後方乱気流検出システム。
【請求項３】
信号処理装置は、観測した後方乱気流の存在位置を空港の地図における該当個所に表示するように、空港の地図と後方乱気流の存在位置を対応づける処理を行い、表示信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の後方乱気流検出システム。
【請求項４】
信号処理装置は、外部から入力される航空機の大きさを示す航空機情報より、後方乱気流を発生させた航空機の大きさと後続機の大きさを比較し、前記後方乱気流が後続機に及ぼす影響を判定して警報信号を生成し、前記後続機に及ぼす影響が大きいと判定される場合と小さいと判定される場合で異なる前記警報信号を表示装置に表示させることを特徴とする請求項３に記載の後方乱気流検出システム。
【請求項５】
信号処理装置は、後方乱気流情報、および外部から入力される最新の気象データに基づいて時間経過に伴う後方乱気流の存在位置および規模の変化を予測し、予測結果に応じて表示装置に表示される地図上の後方乱気流の位置および警報信号を更新することを特徴とする請求項４に記載の後方乱気流検出システム。
【請求項６】
所定の滑走路の近傍に配設され、空中に照射する光レーザを生成するとともに、大気中に存在するエアロゾルからの反射レーザ光を受信するレーザ送受信回路、このレーザ送受信回路から出力された光レーザのビーム幅を拡大し、前記光レーザの照射方向を調整するとともに、前記反射レーザ光のビーム幅を縮小するビーム拡大/縮小器、前記レーザ送受信回路および前記ビーム拡大/縮小器間に備えられ、前記レーザ送受信回路から出力された光レーザの光路を切り換える光アイソレータを有するレーザ送受信部、このレーザ送受信部から出力される光レーザの照射方向を調整する走査指示信号を生成し、この走査指示信号により前記ビーム拡大/縮小器を制御する走査制御部を備えた第一のレーザレーダと、
この第一のレーザレーダからの受信した反射光より航空機の位置を検出するとともに、前記航空機の位置を示す航空機位置情報を出力する航空機位置検出部と、
前記第一のレーザレーダのレーザ送受信回路で生成され、前記光アイソレータにより光路を切り換えられて入力された光レーザのビーム幅を拡大し、前記光レーザの照射方向を調整して空中に照射するとともに、受信した反射レーザ光のビーム幅を縮小し、前記第一のレーザレーダのレーザ送受信回路に出力するビーム拡大／縮小器を有するレーザ送受信部、このレーザ送受信部から照射される光レーザの照射方向を調整する走査指示信号を生成し、この走査指示信号により前記ビーム拡大/縮小器を制御する走査制御部を備えた第二のレーザレーダと、
入力された反射レーザ光より、後方乱気流渦の大きさ、後方乱気流渦の風速、発生位置を含む後方乱気流情報を生成し、この後方乱気流情報を表示装置に表示させるための表示信号を生成する信号処理装置と、
前記航空機位置検出部が出力した航空機位置情報と、前記第一のレーザレーダおよび前記第二のレーザレーダの死角となる位置情報を記憶した記憶手段より読み出した位置情報に基づいて、前記光アイソレータを制御し、前記レーザ送受信回路が発振した光レーザを出力するレーザレーダを前記第一のレーザレーダと前記第二のレーザレーダから選択的に切り換えるレーザレーダ選択部とを備えたことを特徴とする後方乱気流検出システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空港に配設されたレーザレーダを用いて、離着陸する航空機の主翼後方より発生し、航空機の航跡に沿って存続する後方乱気流を検出する後方乱気流検出システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
後方乱気流は、飛行する航空機の左右両主翼後方に発生する互いに反対方向に渦を巻く乱気流である。後方乱気流の規模は渦の直径が数百フィートに及ぶこともあり、航跡に入った後続機の操縦性を劣化させる。後方乱気流は風が弱いときにはおよそ１〜２分間航空機の航跡に沿って存続する。とりわけ、風が弱く放射冷却の強い早朝には存続時間は長くなる。一方、風が強いときには後方乱気流は拡散して存続時間は短くなるものの発生した空域よりも風下方向に流されて、他の空域を飛行する航空機に影響を及ぼす場合がある。このような後方乱気流の存在を考慮して、離着陸機数が多い主要空港では航空管制がなされている。具体的には、後方乱気流が航空機に及ぼす影響を低減させるため、航空機の離着陸の間隔を最低２分間はあけるように航空機を管制している。増加しつつある航空輸送の需要に応じるため、離着陸時間間隔をより短縮する要請が強くなりつつある。
【０００３】
このような要請に応えるためには、空港にレーザレーダを設置して後方乱気流を監視し、後方乱気流が存在しないことが確認されれば、航空機の離着陸後２分間が経過していなくとも、後続の航空機を離着陸させるように航空管制をすればよい。図１２はレーザレーダを配置した空港を示す図である。図１２において、３０は滑走路、３１は航空機、３２は航空機３１の後方に発生した後方乱気流、３３は滑走路の近傍に設置されたレーザレーダである。また、図１３は従来の後方乱気流検出システムの構成を示すブロック図である。図１３において、３４は出力する光レーザの照射方向、照射仰角を制御する走査指示信号を生成する走査制御部、３５は走査指示信号に基づいて光レーザを照射するとともに、大気中の塵や微少物からの反射レーザ光を受信する光送受信部、３６は光送受信部からの反射レーザ光より後方乱気流を検出する信号処理装置、３７は反射レーザ光より後方乱気流を検出して後方乱気流情報を生成する後方乱気流検出部、３８は後方乱気流検出部３７が生成した後方乱気流情報を表示する表示装置である。
【０００４】
図１４は、光送受信部３５の詳細な構成を示すブロック図である。図１４において、３９は光レーザを発振するとともに、受信した反射レーザ光より大気中の塵や固形物の動きを示すドップラ情報、反射レーザ光の強度を示す受信強度情報を含む受信信号を生成する光送受信回路、４０は光送受信回路３９からの光レーザのビーム幅を拡大し、反射レーザ光のビーム幅を縮小するビーム拡大/縮小器である。
【０００５】
以下、図１２、図１３、および図１４を参照しながら後方乱気流検出システムの動作について説明する。図１３において、レーザレーダ３３を構成する光送受信部３５は、滑走路３０方向、すなわち、離陸する航空機３１がたどる飛行コースに向けて光レーザを照射する。走査制御部３４は、光送受信部３５から照射される光レーザの照射方位、および照射仰角を変更する走査指示信号を光送受信部３５に出力して、所定の照射領域をビーム走査するように制御する。光送受信部３５から送信された光レーザは大気中のエアロゾル、すなわち大気中を浮遊する塵や微少な固形物で反射する。塵や固形物で反射した反射レーザ光はレーザレーダ方向に戻り、光送受信部３５に受信される。光送受信部３５は反射レーザ光より、大気中の塵や固形物の動きを示すドップラ情報、反射レーザ光の強度を示す受信強度情報を含む受信信号を生成し、信号処理装置３６の後方乱気流検出部３７に出力する。
【０００６】
後方乱気流検出部３７は、レーザレーダ３３の光送受信部３５から伝達された受信信号より、ビーム送信方向における一定距離（およそ３０ｍ単位）ごとに風速値および風向を検出する。そして、走査制御部３４から伝達された走査指示信号に基づいて、方位方向ごとの風速値と風向を検出する。さらに、後方乱気流検出部３７はビーム送信方向の風速値および風向と、方位方向ごとの風速値と風向から後方乱気流渦の位置情報を示す中心位置、後方乱気流渦の大きさを示す渦の直径、および後方乱気流の強さを検出して後方乱気流情報を生成する。そして、この後方乱気流情報を表示装置３８に表示させるための表示データを生成して表示装置３８に出力する。表示装置３８は、表示データに基づいて後方乱気流の発生位置、規模、強さなどの後方乱気流情報を表示する。なお、後方乱気流検出システムを構成する装置のうち、レーザレーダ３３は滑走路３０の近傍に配設され、信号処理装置３６、表示装置３８は航空管制塔に設置される。
【０００７】
航空管制塔において、管制担当者は、表示装置３８に表示された後方乱気流情報により、後方乱気流が存在しているか確認する。後方乱気流が発生していない場合、または、発生した後方乱気流が消滅したことが確認できた場合には、航空機の最低離着陸間隔として定められた２分間の経過を待たずに、直ちに後続の航空機に離着陸を指示する。このように、後方乱気流検出システムにより、後方乱気流の発生から消滅まで管制担当者が監視することが可能になるので、より効率よく航空機の管制ができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上説明した後方乱気流検出システムを用いてより安全に航空管制を行うためには解決すべき問題がある。例えば、後方乱気流検出システムが後方乱気流の不存在を示している場合、後方乱気流が本当に存在しないのか、あるいは後方乱気流は存在するものの単に検出できていないのかが不明であれば、信頼性の高い航空管制を行うことができない。そのためにも、後方乱気流検出システムは、後方乱気流を検出する死角がないことが望ましい。
【０００９】
すでに説明したように、後方乱気流検出システムは、大気中を浮遊する塵や固形物の動きからドップラ成分を検出し、後方乱気流渦の風向および風速を検出する。後方乱気流渦の強さ（速度）のドップラ成分を効率よく検出するためには、渦の速度方向に対し平行にレーザビームを指向できる位置にレーザレーダを配置することが好ましい。つまり、図１２に示すように、航空機３１がＡ点に位置するときには、レーザレーダ３３は良好に後方乱気流３２を観測できるものの、航空機３１が離陸後進路を変えてＢ点に到達すると後方乱気流３２を検出することが困難になる。このように、後方乱気流を観測するレーザレーダの死角は、レーザレーダの設置位置、航空機のたどる進路により決定される。
【００１０】
本発明は以上説明したような課題を解決するためになされたものであり、後方乱気流を観測する死角を小さくすることが可能な後方乱気流検出システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る後方乱気流検出システムは、所定の滑走路の近傍に配設されて光レーザを照射するとともに、前記光レーザが照射された照射領域の大気中に存在する前記光レーザを散乱させるエアロゾルからの反射レーザ光を受信するレーザ送受信部、このレーザ送受信部から出力される光レーザをあらかじめ定められた領域に照射するように、前記レーザ送受信部を制御する走査指示信号を生成する走査制御部、前記レーザ送受信部が受信した反射レーザ光より航空機の位置を検出し、前記航空機の位置を示す航空機位置情報を出力する航空機位置検出部を有する第一のレーザレーダと、この第一のレーザレーダとは異なる位置に配設されて光レーザを照射するとともに、前記光レーザが照射された照射領域の大気中に存在する前記光レーザを散乱させるエアロゾルからの反射レーザ光を受信するレーザ送受信部、前記第一のレーザレーダからの航空機位置情報に基づいて、航空機位置を中心とする領域に光レーザを照射させる走査制御部を有する第二のレーザレーダと、前記第一のレーザレーダから伝達された反射レーザ光より、前記第一のレーザレーダの照射領域における後方乱気流渦の大きさ、後方乱気流渦の風速、発生位置を含む第一の後方乱気流情報を生成し、前記第二のレーザレーダから伝達された反射レーザ光より、前記第二のレーザレーダの照射領域における後方乱気流渦の大きさ、後方乱気流渦の風速、発生位置を含む第二の後方乱気流情報を生成するとともに、前記第一のレーザレーダと前記第二のレーザレーダの照射領域が重ならない領域の後方乱気流情報を、前記第一の後方乱気流情報と前記第二の後方乱気流情報を合成することにより生成して表示させ、前記第一のレーザレーダと前記第二のレーザレーダの照射領域が重なる領域の後方乱気流情報を、前記第一の後方乱気流情報と前記第二の後方乱気流情報を比較して、比較結果が大きい後方乱気流情報を表示させる信号処理装置とを備えたものである。
【００１２】
また、この発明に係る後方乱気流検出システムは、航空機位置検出部からの航空機位置情報に基づいて、航空機位置を中心とする領域に光レーザを照射するようにレーザ送受信部を制御する走査指示信号を生成し、予め定められた領域より航空機を中心とする所定の領域に光レーザを照射するように前記レーザ送受信部の動作を切り換える走査制御部を備えた第一のレーザレーダを設けたものである。
【００１３】
また、この発明に係る後方乱気流検出システムは、観測した後方乱気流の存在位置を空港の地図における該当個所に表示するように、空港の地図と後方乱気流の存在位置を対応づける処理を行い、表示信号を生成する信号処理装置を備えたものである。
【００１４】
また、この発明に係る後方乱気流検出システムは、外部から入力される航空機の大きさを示す航空機情報より、後方乱気流を発生させた航空機の大きさと後続機の大きさを比較し、前記後方乱気流が後続機に及ぼす影響を判定して警報信号を生成し、前記後続機に及ぼす影響が大きいと判定される場合と小さいと判定される場合で異なる前記警報信号を表示装置に表示させる信号処理装置を備えたものである。
【００１５】
また、この発明に係る後方乱気流検出システムは、後方乱気流情報、および外部から入力される最新の気象データに基づいて時間経過に伴う後方乱気流の存在位置および規模の変化を予測し、予測結果に応じて表示装置に表示される地図上の後方乱気流の位置および警報信号を更新する信号処理装置を備えたものである。
【００１６】
この発明に係る後方乱気流検出システムは、所定の滑走路の近傍に配設され、空中に照射する光レーザを生成するとともに、大気中に存在するエアロゾルからの反射レーザ光を受信するレーザ送受信回路、このレーザ送受信回路から出力された光レーザのビーム幅を拡大し、前記光レーザの照射方向を調整するとともに、前記反射レーザ光のビーム幅を縮小するビーム拡大/縮小器、前記レーザ送受信回路および前記ビーム拡大/縮小器間に備えられ、前記レーザ送受信回路から出力された光レーザの光路を切り換える光アイソレータを有するレーザ送受信部、このレーザ送受信部から出力される光レーザの照射方向を調整する走査指示信号を生成し、この走査指示信号により前記ビーム拡大/縮小器を制御する走査制御部を備えた第一のレーザレーダと、この第一のレーザレーダからの受信した反射光より航空機の位置を検出するとともに、前記航空機の位置を示す航空機位置情報を出力する航空機位置検出部と、前記第一のレーザレーダのレーザ送受信回路で生成され、前記光アイソレータにより光路を切り換えられて入力された光レーザのビーム幅を拡大し、前記光レーザの照射方向を調整して空中に照射するとともに、受信した反射レーザ光のビーム幅を縮小し、前記第一のレーザレーダのレーザ送受信回路に出力するビーム拡大／縮小器を有するレーザ送受信部、このレーザ送受信部から照射される光レーザの照射方向を調整する走査指示信号を生成し、この走査指示信号により前記ビーム拡大/縮小器を制御する走査制御部を備えた第二のレーザレーダと、入力された反射レーザ光より、後方乱気流渦の大きさ、後方乱気流渦の風速、発生位置を含む後方乱気流情報を生成し、この後方乱気流情報を表示装置に表示させるための表示信号を生成する信号処理装置と、前記航空機位置検出部が出力した航空機位置情報と、前記第一のレーザレーダおよび前記第二のレーザレーダの死角となる位置情報を記憶した記憶手段より読み出した位置情報に基づいて、前記光アイソレータを制御し、前記レーザ送受信回路が発振した光レーザを出力するレーザレーダを前記第一のレーザレーダと前記第二のレーザレーダから選択的に切り換えるレーザレーダ選択部とを備えたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る後方乱気流検出システムの構成を示すブロック図である。図１において、１は第一の滑走路の近傍に配設され、光レーザを照射するとともに大気中のエアロゾルから反射した反射レーザ光を受信する第一のレーザレーダ、２は、前記第一のレーザレーダと同じ第一の滑走路の近傍に、前記第一のレーザレーダとは異なる位置に配設された第二のレーザレーダ、３は第二の滑走路の近傍に配設された第三のレーザレーダ、４は、前記第二のレーザレーダと同じ第二の滑走路の近傍に、前記第二のレーザレーダとは異なる位置に配設された第四のレーザレーダ、５は各レーザレーダ１〜４から出力された反射レーザ光より後方乱気流を検出するとともに、表示装置に後方乱気流を表示させる表示データを生成する信号処理装置、６は信号処理装置５から出力された表示データを伝送するＬＡＮ（Local Area Network）、７は第一の滑走路における後方乱気流情報を表示する表示装置、８は第二の滑走路における後方乱気流情報を表示する表示装置である。
【００１８】
図２は後方乱気流検出システムが設けられた空港を示す概念図である。図２において、９は航空管制を行う管制塔、１０は第一の滑走路から離陸した直後の航空機、１１は航空機１０の後方に発生した後方乱気流である。第一のレーザレーダ１及び第二のレーザレーダ２は第一の滑走路に沿って配設されている。また、第三のレーザレーダ３、第四のレーザレーダ４は第二の滑走路に沿って配設される。図１に示す信号処理装置５、表示装置７、８は管制塔９に設けられている。
【００１９】
図３は図１に示す後方乱気流検出システムのより詳細な構成を示すブロック図である。図３において、１２は照射するビームの照射方位と照射仰角を変更する走査指示信号を生成し、ビーム走査を制御する走査制御部、１３は走査制御部１２から伝達された走査指示信号に応じて光レーザを照射し、大気中のエアロゾルにて反射された反射レーザ光を受信する光送受信部、１４は光送受信部が受信した反射レーザ光に基づいて航空機の位置を検出する航空機位置検出部である。以上説明した走査制御部１２、光送受信部１３、航空機位置検出部１４により第一のレーザレーダ１が構成されている。また、１５は照射するビームの照射方位と照射仰角を変更する走査指示信号を生成し、ビーム走査を制御する走査制御部、１６は走査制御部１５から伝達された走査指示信号に応じて光レーザを照射し、大気中のエアロゾルにて反射された反射レーザ光を受信する光送受信部である。走査制御部１５、光送受信部１６より第二のレーザレーダ２が構成されている。
【００２０】
また、１７は第一のレーザレーダ１の光送受信部１３から伝達された反射レーザ光より後方乱気流を検出して後方乱気流情報を生成する後方乱気流検出部、１８は第二のレーザレーダ２の光送受信部１６から伝達された反射レーザ光より後方乱気流を検出して後方乱気流情報を生成する後方乱気流検出部、１９は後方乱気流検出部１７、後方乱気流検出部１８から伝達された後方乱気流情報を信号処理するとともに、後方乱気流情報を表示装置７に表示させるための表示データを生成する表示データ作成部である。後方乱気流検出部１７、後方乱気流検出部１８、表示データ作成部１９により信号処理装置５は構成されている。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態１に係る後方乱気流検出システムの動作について説明する。第一のレーザレーダ１の走査制御部１２は、定められた観測エリア内を順にビーム走査するように走査指示信号を生成する。走査制御部１２はこの走査指示信号を光送受信部１３、航空機位置検出部１４、後方乱気流検出部１７、表示データ作成部１９に出力する。光送受信部１３は走査制御部１２から伝達された走査指示信号に基づいて、照射する光レーザの照射方位と照射仰角を調整しながら光レーザを第一のレーザレーダ１の外部に出力する。第一のレーザレーダ１から出力された光レーザは大気中のエアロゾル、すなわち、大気中を浮遊する塵や微少な固形物で反射される。大気中の塵や固形物で反射した反射レーザ光は第一のレーザレーダ１の光送受信部１３に入力される。
【００２２】
光送受信部１３は、入力された反射レーザ光より、大気中の塵や固形物の動きを示すドップラ情報、反射レーザ光の強度を示す受信強度情報を含む電気信号に変換した受信信号を生成する。この受信信号は航空機位置検出部１４および信号処理装置５の後方乱気流検出部１７に出力される。後方乱気流検出部１７は、光送受信部１３から出力された受信信号より、ビーム送信方向における風速値と風向を一定距離ごとに求める。また、走査制御部１２からの走査指示信号に基づいて方位方向における風速値と風向を求める。そして、後方乱気流検出部１７はビーム送信方向における風速値と風向、および方位方向における風速値と風向より、後方乱気流渦の規模を示す直径、後方乱気流渦の風速値、第一のレーザレーダの位置を基準とする後方乱気流渦の中心位置を算出するとともに、これら３つのパラメータを含む後方乱気流情報を生成する。この後方乱気流情報は表示データ作成部１９に出力される。
【００２３】
航空機位置検出部１４は、光送受信部１３から伝達された受信信号に基づいて、ビーム送信方向における一定距離ごとに、受信強度が一定レベル以上の信号を検出する。また、航空機位置検出部１４は、走査制御部１２から伝達された走査制御指示信号に基づいて、方位方向毎に一定レベル以上の受信強度が一定範囲のビーム送信方向および方位方向に連続していることを検出する。さらに、一定レベル以上の受信強度が一定範囲の連続している目標から、クラッタ（地面や建物からの反射信号）領域を除去して、航空機の位置を求める。求められた航空機位置情報は、第一のレーザレーダ１の走査制御部１２および第二のレーザレーダ２の走査制御部１５に出力される。
【００２４】
航空機位置検出部１４から航空機位置情報が入力された走査制御部１２は、航空機位置を中心とする所定の方位幅、例えば、航空機位置を中心に±５度の範囲をビーム走査するように走査指示信号を生成する。走査指示信号を受けて光送受信部１３は、航空機位置を中心とする所定の範囲内をビーム走査するように、レーザビームの照射方向と照射仰角を調整する。このように、第一のレーザレーダ１は航空機の位置を検出するまでは、予め定められた所定の観測エリアをまんべんなくビーム走査し、航空機の位置を特定した後は、航空機位置を中心とする観測エリアを集中的にビーム走査するように動作を切り換える。
【００２５】
第二のレーザレーダ２の走査制御部１５は、航空機位置検出部１４から伝達された航空機位置情報に基づいて、航空機位置を中心とする所定の範囲内をビーム走査するように走査指示信号を生成する。この走査指示信号は、光送受信部１６、信号処理装置５の乱気流検出部１８、表示データ作成部１９に出力される。この走査指示信号を受けて第二のレーザレーダ２の光送受信部１６は、航空機位置を中心とする所定の範囲内をビーム走査するようにレーザビームの照射方向と照射仰角を調整しながら光レーザを航空機方向に出力する。第二のレーザレーダ２から出力された光レーザは大気中のエアロゾル、すなわち、大気中を浮遊する塵や微少な固形物で反射される。大気中の塵や固形物で反射した反射レーザ光は第一のレーザレーダ２の光送受信部１６に入力される。
【００２６】
光送受信部１６は、入力された反射レーザ光より、大気中の塵や固形物の動きを示すドップラ情報、反射レーザ光の強度を示す受信強度情報を含む電気信号に変換した受信信号を生成する。この受信信号は信号処理装置５の後方乱気流検出部１８に出力される。後方乱気流検出部１８は、光送受信部１６から出力された受信信号より、ビーム送信方向における一定距離ごとに風速値と風向を求める。また、走査制御部１５からの走査指示信号に基づいて方位方向における風速値と風向を求める。そして、後方乱気流検出部１８はビーム送信距離方向における風速値と風向および方位方向における風速値と風向より、後方乱気流渦の規模を示す直径、後方乱気流渦の風速値、第二のレーザレーダの位置を基準とする後方乱気流渦の中心位置を算出するとともに、これら３つのパラメータを含む後方乱気流情報を生成する。この後方乱気流情報は表示データ作成部１９に出力される。
【００２７】
信号処理装置５の表示データ作成部１９は、第一のレーザレーダ１を基準として求められた「後方乱気流の中心位置」、および第二のレーザレーダ２を基準として求められた「後方乱気流の中心位置」を滑走路端を基準とする位置に座標変換する。そして、第一のレーザレーダ１と第二のレーザレーダ２の観測エリアが重ならない範囲の後方乱気流情報は、例えば、「後方乱気流渦の直径」、「後方乱気流渦の風速値」を合成する。第一のレーザレーダ１と第二のレーザレーダ２の観測エリアが重なる範囲の後方乱気流情報は、例えば、「後方乱気流渦の直径」、「後方乱気流渦の風速値」をそれぞれ比較して大きいほうのデータを選択する。表示データ作成部１９は、滑走路端を基準とする位置に座標変換した「後方乱気流の中心位置」、観測エリアが重ならない領域では合成された、観測エリアが重なる領域では選択された「後方乱気流渦の直径」、「後方乱気流渦の風速値」を後方乱気流情報として決定し、この後方乱気流情報に基づいて表示装置７に表示させるための表示データを生成する。生成された表示データは表示装置７に出力されて表示される。
【００２８】
このように、上記後方乱気流検出システムは、２台のレーザレーダを用いて後方乱気流の観測を行うため、後方乱気流を観測可能な領域が広くなる。一方、２台のレーザレーダがいずれかのレーザレーダの死角になる領域を観測するので、レーザレーダの設置位置、航空機の進路により生じる死角を狭くすることができる。また、第一のレーザレーダと第二のレーザレーダからの２種類の後方乱気流情報に基づいて後方乱気流の発生位置、及びその規模を特定できるため、高精度に後方乱気流を観測できる。
【００２９】
以上説明した後方乱気流検出システムは、第一のレーザレーダ１と第二のレーザレーダがともに航空機位置を中心とする観測エリアをビーム走査していた。第一のレーザレーダ１及び第二のレーザレーダ２が航空機位置を中心とする観測エリアを集中的にビーム走査する上記説明による後方乱気流検出システムは、航空機がいずれかのレーザレーダの死角になる空域に到達しても、他方のレーザレーダが航空機を捕捉して後方乱気流の観測を継続できる点、航空機の後方に発生した後方乱気流の規模をいち早く検出できる点が優れている。
【００３０】
しかし、航空機周辺の後方乱気流を観測するだけでなく、滑走路周辺のより広い観測エリアで後方乱気流を観測する必要もある。このような場合には、第一のレーザレーダ１に定められた観測エリアをビーム走査させ、第二のレーザレーダに航空機位置を中心とする観測エリアをビーム走査させることが有効である。以下、第一のレーザレーダ１に定められた観測エリアをビーム走査させ、第二のレーザレーダに航空機位置を中心とする観測エリアをビーム走査させる後方乱気流検出システムについて、図４を参照しながら説明する。
【００３１】
図４は、この発明の実施の形態１に係る後方乱気流検出システムの構成を示すブロック図である。図４に示す後方乱気流検出システムは、図３に示す後方乱気流検出システムとほぼ同一の構成を採用している。しかしながら、第一のレーザレーダ１に備えられた航空機位置検出部１４からの航空機位置情報が第二のレーザレーダ２の走査制御部１５にのみ出力され、第一のレーザレーダ１の走査制御部１２には出力されない点が異なっている。以下、動作について説明する。第一のレーザレーダ１は定められた観測エリア内を順にビーム走査する動作、大気中の塵や固形物からの反射レーザ光より後方乱気流を検出する動作、および航空機の位置を検出する動作は図３に示す後方乱気流検出システムの動作と同様であるので説明は省略する。
【００３２】
第一のレーザレーダ１は、航空機の位置を検出した後も航空機位置検出前と同様、予め定められた観測エリアをビーム走査する。一方、航空機位置検出部１４から航空機位置情報が伝達された第二のレーザレーダ２の走査制御部１５は航空機位置検出部１４から伝達された航空機位置情報に基づいて、航空機位置を中心とする所定の範囲内をビーム走査するように走査指示信号を生成する。この走査指示信号は、光送受信部１６、信号処理装置５の乱気流検出部１８、表示データ作成部１９に出力される。この走査指示信号を受けて第二のレーザレーダ２の光送受信部１６は、航空機位置を中心とする所定の範囲内をビーム走査するようにレーザビームの照射方向と照射仰角を調整しながら光レーザを航空機方向に出力する。
【００３３】
上記説明による、図４に示す後方乱気流検出システムは、予め定められた観測エリアをビーム走査する第一のレーザレーダ１が、航空機の位置を検出するとともに、航空機位置を中心とする観測エリアをビーム走査するように第二のレーザレーダ２を制御するものである。したがって、比較的広いエリアを観測する第一のレーザレーダ１と、航空機位置を中心とするエリアを観測する第二のレーザレーダ２を組み合わせた後方乱気流検出システムを提供できる。
【００３４】
以上説明したように、図３、図４に示す後方乱気流検出システムは、２台のレーザレーダを用いて後方乱気流の観測を行うので、後方乱気流を観測できない死角を１台のレーザレーダで後方乱気流を観測する場合よりも小さくすることができるという効果がある。また、２台のレーザレーダの観測エリアが重ならない範囲の後方乱気流情報は合成し、観測エリアが重なる範囲の後方乱気流情報は、２台のレーザレーダからの後方乱気流情報を比較して大きいほうの後方乱気流情報を選択する処理を行うので、後方乱気流の規模、発生位置などをより高い精度で特定できる。また、航空機位置を中心に所定の観測エリアを２台のレーザレーダにビーム走査させると、航空機がいずれかのレーザレーダの死角になる位置に到達しても他方のレーザレーダが観測を継続することができるほか、航空機周辺における後方乱気流の発生、存続、消失などの状況を高精度に把握することができる。一方、１台のレーザレーダに所定の観測エリアをビーム走査させ、他のレーザレーダに航空機位置を中心とする観測エリアをビーム走査させると、１台のレーザレーダで航空機周辺の後方乱気流の発生状況を観測しながら、もう一台のレーザレーダで、滑走路周辺のより広い空域の後方乱気流を観測することが可能になる。
【００３５】
なお、上記説明による後方乱気流検出システムは、航空機位置情報を、第一のレーザレーダ１に備えられた航空機位置検出部１４により求めていたが、空港に設けられた航空機位置捕捉用のレーダより航空機位置情報を取得するようにしても同様の効果を有する。図５は後方乱気流検出システムの構成を示すブロック図である。図５において、２２は、空港のターミナルレーダから航空機位置情報を取得するターミナルレーダ情報処理装置である。なお、図５において図３に示す符号と同一の符号は同一または相当部分を示すので説明は省略する。図５に示す後方乱気流検出システムは、図３に示す後方乱気流検出システムの航空機位置検出部１４をターミナルレーダ情報処理装置２２に変更した点が異なっている。
【００３６】
以下、動作について説明する。図５において、ターミナルレーダ情報処理装置２２は、空港に設けられたターミナルレーダより航空機位置情報を取得する。そして、ターミナルレーダ情報処理装置２２は、取得した航空機位置情報を第一のレーザレーダ１の走査制御部１２および第二のレーザレーダ２の走査制御部１５に出力する。走査制御部１２はターミナルレーダ情報処理装置２２からの航空機位置情報に基づいて、航空機位置を中心とする所定の方位幅、例えば、航空機位置を中心に±５度の範囲をビーム走査するように走査指示信号を生成する。そして、生成した走査指示信号をそれぞれ光送受信部１３に出力する。走査制御部１５も走査制御部１２と同様に走査指示信号を生成する。そして、生成した走査指示信号を光送受信部１６に出力する。
【００３７】
走査指示信号を受けて光送受信部１３、光送受信部１６は、航空機位置を中心とする所定の範囲内をビーム走査するように、レーザビームの照射方向と照射仰角を調整する。大気中の塵、固形物から反射した反射レーザ光を受信した光送受信部１３、１６は受信信号を生成し、信号処理装置５の後方乱気流検出部１７、１８に出力する。後方乱気流検出部１７および１８、表示データ作成部１９の処理内容は図３に示すものと同様であるので説明は省略する。なお、第二のレーザレーダ２だけに航空機位置を中心とする観測エリアをビーム走査させるのであれば、図６に示すように、ターミナルレーダ処理装置２２が取得した航空機位置情報を第二のレーザレーダ２の走査制御部１５のみに供給する構成にすればよい。
【００３８】
なお、上記説明による後方乱気流検出システムは、後方乱気流検出部１７、１８から伝達された後方乱気流情報のうち、２台のレーザレーダの観測エリアが重なる範囲の後方乱気流情報は大きいほうのデータを選択して表示データを生成する表示データ作成部を備えている。しかし、観測エリアが重なる場合には、予め定められたレーザレーダからの後方乱気流情報を用いて表示データを生成するようにしてもよい。
【００３９】
以上、説明した後方乱気流検出システムは、後方乱気流情報を以下説明するように表示装置に表示し、管制担当者に提供する。図１１は本発明に係る後方乱気流検出システムに備えられた表示装置の画面表示例を示す図である。図１１において、４１は後方乱気流情報に基づいて生成された表示データを表示する表示画面、４２は後方乱気流を示すマーク、４３は所定時間経過後の後方乱気流を示すマークである。図１１（ａ）に示すように信号処理装置５は、観測した後方乱気流の存在位置を空港の地図における該当個所に表示するように、空港の地図と後方乱気流の存在位置を対応づける処理を行い表示信号を生成する。この表示信号に基づいて表示画面４１には空港の地図が表示されており、この空港の地図上における該当個所に後方乱気流が存在することを意味するマークが表示される。したがって、管制担当者は容易に所定の滑走路における後方乱気流の発生位置を認識することができる。
【００４０】
また、信号処理装置５は、後方乱気流の規模と、予め登録された離着陸予定の航空機の大きさを比較して脅威度を判定し、例えば、脅威度が大きい場合には赤色のマークを、脅威度が小さい場合には黄色のマークを警報信号として表示画面４１に表示する。この警報信号は、後方乱気流の発生源となった航空機の大きさ、その後方乱気流に対する後続の航空機の大きさ、現時点での後方乱気流の規模より脅威度を判定されるため、より効率のよい航空管制が可能になる、例えば、ある規模の後方乱気流が発生していても、後続機が大型機である場合、そのまま離着陸させても影響がないことも考えられる。また、存在している後方乱気流が小規模であっても、後続機が小型である場合には慎重に管制を行う必要がある。このように、航空機の大きさと後方乱気流の規模より脅威度を判定して警報信号を表示することは、管制官の判断を補助することになり、より効率的な航空管制を実現させることができる。
【００４１】
また、信号処理装置５は、外部から入力される最新の気象データに基づいて時間経過に伴う後方乱気流の存在位置、および規模の変化を予測して予測結果を表示装置に表示させる。例えば、図１１（ｂ）は、画面上側の滑走路に表示されていた後方乱気流４２が風に流されて規模を弱めつつ、その存在位置が画面下側の滑走路付近に移動したことを示している。また、時間が経過した結果、後方乱気流４２に比べて後方乱気流４３の規模は小さくなっているので、脅威度を示すマークも赤から黄色に変更されて表示される。このように、信号処理装置５は後方乱気流情報、および外部から入力される最新の気象データに基づいて時間経過に伴う後方乱気流の存在位置および規模の変化を予測し、予測結果に応じて表示装置に表示される地図上の後方乱気流の位置および警報信号を更新する。したがって、後方乱気流の発生から消滅までの脅威度、規模、位置をリアルタイムに表示させることができる。
【００４２】
実施の形態２．
実施の形態１に係る後方乱気流検出システムは、第一のレーザレーダ１と第二のレーザレーダ２の両方を用いて後方乱気流を検出していた。２台のレーザレーダを用いて後方乱気流を検出する後方乱気流検出システムは、航空機が１台のレーザレーダの死角になる位置に到達しても、他のレーザレーダが航空機を捕捉して後方乱気流を検出できるという利点がある。しかしながら、各レーザレーダの死角になる位置を予め記憶しておき、後方乱気流を検出するレーダを航空機の位置に応じて切り換えるようにしてもよい。
【００４３】
図７は実施の形態２に係る後方乱気流検出システムの構成を示すブロック図である。図７において、２３は、第一のレーザレーダ１と第二のレーザレーダ２のうち、後方乱気流検出に用いるレーザレーダを選択するレーザレーダ選択部、２４は、第一のレーザレーダ１、第二のレーザレーダ２の死角になる位置情報が記憶された記憶手段、２５はレーザレーダ選択部２３により選択されたレーザレーダからの受信信号より後方乱気流を検出する後方乱気流検出部である。なお、図７において図３と同一の符号は同一または相当部分を示すので説明は省略する。
【００４４】
また、図８は、図７に示す第一のレーザレーダ１を構成する光送受信部２０の構成を示すブロック図である。図８において、２６は、光レーザを発振するとともに、受信した反射レーザ光より、大気中の塵や固形物の動きを示すドップラ情報、反射レーザ光の強度を示す受信強度情報を含む電気信号に変換した受信信号を生成する光送受信回路、２７はレーザレーダ選択部２３からの切換制御信号に応じて光送受信回路２６からの光レーザの出力先を切り換える光アイソレータ、２８は光送受信回路２６からの光レーザのビーム幅を拡大し、反射レーザ光のビーム幅を縮小するビーム拡大/縮小器である。図９は、図７に示す第二のレーザレーダを構成する光送受信部２１の構成を示すブロック図である。２９は光送受信部２０の光アイソレータ２７にて回折された光レーザのビーム幅を拡大し、反射レーザ光のビーム幅を縮小するビーム拡大/縮小器である。
【００４５】
以下、図７〜図９を参照しながら動作について説明する。図７において、第一のレーザレーダ１の走査制御部１２は、定められた観測エリア内を順にビーム走査するように走査指示信号を生成し、光送受信部２０、航空機位置検出部１４、後方乱気流検出部２５に出力する。光送受信部２０は走査制御部１２から伝達された走査指示信号に基づいて、照射する光レーザの照射方位と照射仰角を調整しながら光レーザを第一のレーザレーダ１の外部に出力する。光送受信部２０は、入力された反射レーザ光より生成した受信信号を航空機位置検出部１４および信号処理装置５の後方乱気流検出部２５に出力する。後方乱気流検出部２５は受信信号より後方乱気流情報を生成し、この後方乱気流情報を表示データとして表示装置７に出力する。航空機位置検出部１４は、光送受信部２０から伝達された受信信号に基づいて航空機の位置を求める。求められた航空機の位置を示す航空機位置情報はレーザレーダ選択部２３および第二のレーザレーダ２の走査制御部１５に出力される。
【００４６】
記憶手段２４には、各レーザレーダの死角となる位置を示す死角位置情報が記憶されている。レーザレーダ選択部２３は、航空機位置検出部１４より伝達された航空機位置情報と記憶手段２４より読み出した死角位置情報に基づいて、航空機が第一のレーザレーダ１ないし第二のレーザレーダ２の死角となる位置に到達しているか判断する。その結果、航空機が第一のレーザレーダ１および第二のレーザレーダ２の死角となる位置に到達していなければ、第一のレーザレーダ１による後方乱気流の観測を継続する。しかし、航空機が第一のレーザレーダ１、すなわち、現時点で後方乱気流を観測しているレーザレーダの死角となる位置に到達しつつあると判断した場合には、レーザレーダ選択部２３は、後方乱気流を観測するレーザレーダを、第一のレーザレーダ１から第二のレーザレーダ２に切り換えることを決定し、切換制御信号を第一のレーザレーダ１の光送受信部２０に出力する。
【００４７】
レーザレーダ選択部２３から伝達された切換制御信号に基づいて光アイソレータ２７は制御される。光アイソレータ２７は光送受信回路２６から出力される光レーザの光路を切り換えて、切換制御信号が指示した第二のレーザレーダ２に光レーザを出力させる。このように光送受信回路２６からの光レーザは第二のレーザレーダ２の光送受信部２１に入力され、ビーム拡大/縮小器２９によりビーム幅が拡大される。一方、第二のレーザレーダ２の走査制御部１５は、航空機位置検出部１４から伝達された航空機位置情報に基づいて、航空機位置を中心とする所定の方位幅、例えば、航空機位置を中心に±５度の範囲をビーム走査するように走査指示信号を生成する。そして、生成した走査指示信号をそれぞれ光送受信部２１に出力する。光送受信部２１のビーム拡大／縮小器２９は、走査指示信号に基づいて、航空機位置を中心とする所定の範囲内をビーム走査するようにレーザビームの照射方向と照射仰角を調整しながら光レーザを航空機方向に出力する。このように、後方乱気流を観測するレーザレーダが、第一のレーザレーダ１から第二のレーザレーダ２に切り換えられる。
【００４８】
第二のレーザレーダ２から照射された光レーザは、大気中の塵や固形物で反射される。大気中の塵や固形物で反射した反射レーザ光は第二のレーザレーダ２の光送受信部２１に入力される。光送受信部２１のビーム拡大/縮小器２９は入力された反射レーザ光のビーム幅を縮小し、第一のレーザレーダの光送受信部２０に反射レーザ光を伝達する。光送受信部２０に伝達された反射レーザ光は光アイソレータ２７を経由して光送受信回路２６に入力される。光送受信回路２６は、入力された反射レーザ光より大気中の塵や固形物の動きを示すドップラ情報、反射レーザ光の強度を示す受信強度情報を含む電気信号に変換した受信信号を生成する。この受信信号は航空機位置検出部１４と信号処理装置５の後方乱気流検出部２５に出力される。航空機位置検出部１４は光送受信部２０からの受信信号より航空機位置を検出し、航空機位置情報をレーザレーダ選択部２３に出力する。レーザレーダ選択部２３は、航空機位置情報より航空機が第二のレーザレーダ２の死角になる位置に到達しつつあるか判断して、後方乱気流を観測するレーザレーダを選択する。後方乱気流検出部２５は、光送受信部２０から出力された受信信号より後方乱気流情報を生成する。この後方乱気流情報を表示データとして表示装置７に出力する。
【００４９】
上記説明による後方乱気流検出システムは、後方乱気流観測に用いるレーザレーダを、航空機の位置に応じて選択的に切り換えるものである。そして、第二のレーザレーダは、航空機が第一のレーザレーダ１の死角に位置するときに、補助的に使用されるという点で、第一のレーザレーダに従属するものである。したがって、航空機の位置に応じてもっとも観測に適したレーザレーダを用いて後方乱気流を観測することが可能になり、後方乱気流を観測する上での死角を小さくすることができる。また、上記第二のレーザレーダ２の光送受信部２１は、光レーザを生成する光送受信回路を備えていない。したがって、第二のレーザレーダ２の構成は第一のレーザレーダに比べて簡単なものになり、容易にレーザレーダを増設することが可能になる。
【００５０】
なお、以上説明した図７に示す後方乱気流検出システムは、航空機の位置情報を検出する航空機位置検出部１４を第一のレーザレーダ１に備えていたが、空港のターミナルレーダより航空機位置情報を取得するようにしてもかまわない。図１０はターミナルレーダより航空機位置情報を取得する後方乱気流検出システムを説明するブロック図である。図１０において図７と同一の符号は同一または相当部分を示すので説明は省略する。以下、動作について説明する。
【００５１】
第一のレーザレーダ１の走査制御部１２は、ターミナルレーダ情報処理装置２２より航空機位置情報を取得し、航空機位置を中心とする所定の範囲内をビーム走査するように走査指示信号を生成する。この走査指示信号は光送受信部２０、乱気流検出部２５に出力される。光送受信部２０は走査制御部１２から伝達された走査指示信号に基づいて、照射する光レーザの照射方位と照射仰角を調整しながら光レーザを第一のレーザレーダ１の外部に出力し、入力された反射レーザ光より生成した受信信号を信号処理装置５の後方乱気流検出部２５に出力する。後方乱気流検出部２５は受信信号より後方乱気流情報を生成し、この後方乱気流情報を表示データとして表示装置７に出力する。
【００５２】
第一のレーザレーダ１が後方乱気流を観測している間、レーザレーダ選択部２３はターミナルレーダ情報処理装置２２から取得した航空機位置情報と、記憶手段２４から読み出した死角位置情報に基づいて、航空機が第一のレーザレーダ１ないし第二のレーザレーダ２の死角となる位置に到達しているか判断する。その結果、航空機が第一のレーザレーダ１の死角となる位置に到達しつつあると判断した場合には、レーザレーダ選択部２３は、後方乱気流を観測するレーザレーダを、第一のレーザレーダ１から第二のレーザレーダ２に切り換えることを決定し、切換制御信号を第一のレーザレーダ１の光送受信部２０に出力する。
【００５３】
光送受信部２０は、レーザレーダ選択部２３から伝達された切換制御信号に基づいて光送受信回路２６から出力される光レーザの光路を切り換えて、第二のレーザレーダ２に光レーザを出力させる。第二のレーザレーダ２の光送受信部２１に入力された光レーザは、ビーム拡大/縮小器２９によりビーム幅が拡大される。第二のレーザレーダ２の走査制御部１５は、ターミナルレーダ情報処理装置２２から取得した航空機位置情報に基づいて、航空機位置を中心とする所定の範囲をビーム走査するように走査指示信号を生成する。光送受信部２１は、走査指示信号に基づいてレーザビームの照射方向と照射仰角を調整しながら光レーザを航空機方向に出力する。
【００５４】
大気中の塵や固形物で反射した反射レーザ光は第二のレーザレーダ２の光送受信部２１に入力される。光送受信部２１のビーム拡大/縮小器２９は入力された反射レーザ光のビーム幅を縮小し、第一のレーザレーダの光送受信部２０に伝達される。光送受信部２０に伝達された反射レーザ光は光アイソレータ２７を経由して光送受信回路２６に入力される。以後、反射レーザ光より受信信号を生成する処理、受信信号より後方乱気流情報を生成する処理、後方乱気流情報を表示させる処理が行われる。
【００５５】
図７に示す後方乱気流検出システムは、航空機位置を検出するまでに所定の範囲をビーム走査して航空機位置を検出する必要があった。しかし、図１０に示す後方乱気流検出システムは、ターミナルレーダ情報処理装置２２より航空機位置情報を取得するため、観測開始時から航空機を中心とする観測エリアをビーム走査することができる。
【００５６】
【発明の効果】
この発明に係る後方乱気流検出システムは、所定の滑走路の近傍に配設されて光レーザを照射するとともに、前記光レーザが照射された照射領域の大気中に存在する前記光レーザを散乱させるエアロゾルからの反射レーザ光を受信するレーザ送受信部、このレーザ送受信部から出力される光レーザをあらかじめ定められた領域に照射するように、前記レーザ送受信部を制御する走査指示信号を生成する走査制御部、前記レーザ送受信部が受信した反射レーザ光より航空機の位置を検出し、前記航空機の位置を示す航空機位置情報を出力する航空機位置検出部を有する第一のレーザレーダと、この第一のレーザレーダとは異なる位置に配設されて光レーザを照射するとともに、前記光レーザが照射された照射領域の大気中に存在する前記光レーザを散乱させるエアロゾルからの反射レーザ光を受信するレーザ送受信部、前記第一のレーザレーダからの航空機位置情報に基づいて、航空機位置を中心とする領域に光レーザを照射させる走査制御部を有する第二のレーザレーダと、前記第一のレーザレーダから伝達された反射レーザ光より、前記第一のレーザレーダの照射領域における後方乱気流渦の大きさ、後方乱気流渦の風速、発生位置を含む第一の後方乱気流情報を生成し、前記第二のレーザレーダから伝達された反射レーザ光より、前記第二のレーザレーダの照射領域における後方乱気流渦の大きさ、後方乱気流渦の風速、発生位置を含む第二の後方乱気流情報を生成するとともに、前記第一のレーザレーダと前記第二のレーザレーダの照射領域が重ならない領域の後方乱気流情報を、前記第一の後方乱気流情報と前記第二の後方乱気流情報を合成することにより生成して表示させ、前記第一のレーザレーダと前記第二のレーザレーダの照射領域が重なる領域の後方乱気流情報を、前記第一の後方乱気流情報と前記第二の後方乱気流情報を比較して、比較結果が大きい後方乱気流情報を表示させる信号処理装置とを備えたので、後方乱気流を観測可能な領域が広くなる。また、レーザレーダの設置位置、航空機の進路により生じる死角を狭くすることができる。さらに、第一のレーザレーダと第二のレーザレーダからの２種類の後方乱気流情報に基づいて後方乱気流の発生位置、及びその規模を特定できるため、高精度に後方乱気流を観測できる。また、少なくとも第二のレーザレーダが航空機位置を中心とする範囲をビーム走査することになり、航空機の後方に発生した後方乱気流をいち早く検出できる。
【００５７】
また、この発明に係る後方乱気流検出システムは、航空機位置検出部からの航空機位置情報に基づいて、航空機位置を中心とする領域に光レーザを照射するようにレーザ送受信部を制御する走査指示信号を生成し、予め定められた領域より航空機を中心とする所定の領域に光レーザを照射するように前記レーザ送受信部の動作を切り換える走査制御部を備えた第一のレーザレーダを設けたので、２台のレーザレーダで航空機位置を中心とする範囲をビーム走査することになり、航空機がいずれかのレーザレーダの死角になる位置に到達しても、他のレーザレーダが観測を継続することができる。
【００５８】
また、この発明に係る後方乱気流検出システムは、観測した後方乱気流の存在位置を空港の地図における該当個所に表示するように、空港の地図と後方乱気流の存在位置を対応づける処理を行い、表示信号を生成する信号処理装置を備えたので、管制担当者が後方乱気流の発生位置を容易に把握させることができる。
【００５９】
また、この発明に係る後方乱気流検出システムは、外部から入力される航空機の大きさを示す航空機情報より、後方乱気流を発生させた航空機の大きさと後続機の大きさを比較し、前記後方乱気流が後続機に及ぼす影響を判定して警報信号を生成し、前記後続機に及ぼす影響が大きいと判定される場合と小さいと判定される場合で異なる前記警報信号を表示装置に表示させる信号処理装置を備えたので、後方乱気流の脅威度を航空機の大きさに応じて決定することが可能になる。
【００６０】
また、この発明に係る後方乱気流検出システムは、後方乱気流情報、および外部から入力される最新の気象データに基づいて時間経過に伴う後方乱気流の存在位置および規模の変化を予測し、予測結果に応じて表示装置に表示される地図上の後方乱気流の位置および警報信号を更新する信号処理装置を備えたので、後方乱気流の発生から消滅までの脅威度、規模、位置をリアルタイムに把握することができる。
【００６１】
この発明に係る後方乱気流検出システムは、所定の滑走路の近傍に配設され、空中に照射する光レーザを生成するとともに、大気中に存在するエアロゾルからの反射レーザ光を受信するレーザ送受信回路、このレーザ送受信回路から出力された光レーザのビーム幅を拡大し、前記光レーザの照射方向を調整するとともに、前記反射レーザ光のビーム幅を縮小するビーム拡大/縮小器、前記レーザ送受信回路および前記ビーム拡大/縮小器間に備えられ、前記レーザ送受信回路から出力された光レーザの光路を切り換える光アイソレータを有するレーザ送受信部、このレーザ送受信部から出力される光レーザの照射方向を調整する走査指示信号を生成し、この走査指示信号により前記ビーム拡大/縮小器を制御する走査制御部を備えた第一のレーザレーダと、この第一のレーザレーダからの受信した反射光より航空機の位置を検出するとともに、前記航空機の位置を示す航空機位置情報を出力する航空機位置検出部と、前記第一のレーザレーダのレーザ送受信回路で生成され、前記光アイソレータにより光路を切り換えられて入力された光レーザのビーム幅を拡大し、前記光レーザの照射方向を調整して空中に照射するとともに、受信した反射レーザ光のビーム幅を縮小し、前記第一のレーザレーダのレーザ送受信回路に出力するビーム拡大／縮小器を有するレーザ送受信部、このレーザ送受信部から照射される光レーザの照射方向を調整する走査指示信号を生成し、この走査指示信号により前記ビーム拡大/縮小器を制御する走査制御部を備えた第二のレーザレーダと、入力された反射レーザ光より、後方乱気流渦の大きさ、後方乱気流渦の風速、発生位置を含む後方乱気流情報を生成し、この後方乱気流情報を表示装置に表示させるための表示信号を生成する信号処理装置と、前記航空機位置検出部が出力した航空機位置情報と、前記第一のレーザレーダおよび前記第二のレーザレーダの死角となる位置情報を記憶した記憶手段より読み出した位置情報に基づいて、前記光アイソレータを制御し、前記レーザ送受信回路が発振した光レーザを出力するレーザレーダを前記第一のレーザレーダと前記第二のレーザレーダから選択的に切り換えるレーザレーダ選択部とを備えたので、航空機の位置に応じてもっとも観測に適したレーザレーダを用いて後方乱気流の観測を行うことができ、後方乱気流を観測する死角を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る後方乱気流検出システムの構成を示す説明図である。
【図２】レーザレーダを配置した空港の全景を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る後方乱気流検出システムの構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る後方乱気流検出システムの構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る後方乱気流検出システムの構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る後方乱気流検出システムの構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る後方乱気流検出システムの構成を示すブロック図である。
【図８】光送受信部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図９】光送受信部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係る後方乱気流検出システムの構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明に係る後方乱気流検出システムに備えられた表示装置の画面表示例を示す図である。
【図１２】レーザレーダの死角を説明する説明図である。
【図１３】従来の後方乱気流検出システムの構成を説明するブロック図である。
【図１４】光送受信部の詳細な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  第一のレーザレーダ、２  第二のレーザレーダ、３  第三のレーザレーダ、
４  第四のレーザレーダ、５  信号処理装置、６  ＬＡＮ、７  表示装置、
８  表示装置、９  管制塔、１０  航空機、１１  後方乱気流、
１２  走査制御部、１３  光送受信部、１４、航空機位置検出部、
１５  走査制御部、１６  光送受信部、１７  後方乱気流検出部、
１８  後方乱気流検出部、１９  表示データ作成部、２０  光送受信部、
２１  光送受信部、２２  ターミナルレーダ情報処理装置、
２３  レーザレーダ選択部、２４  記憶手段、２５  後方乱気流検出部、
２６  光送受信回路、２７  光アイソレータ、２８  ビーム拡大/縮小器、
２９  ビーム拡大/縮小器、３０  滑走路、３１  航空機、３２  後方乱気流、
３３  レーザレーダ、３４  走査制御部、３５  光送受信部、
３６  信号処理装置、３７  後方乱気流検出部、３８  表示装置、
３９  光送受信回路、４０  ビーム拡大／縮小器、４１表示画面、
４２  後方乱気流を示すマーク、４３  後方乱気流を示すマーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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