(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の位置および進行方向を含む検知情報を取得する検知手段と、
地形情報と、前記検知情報ごとに紐付けられ、前記航空機が所定の飛行経路から逸脱した場合に許容される逸脱量の範囲である、複数の安全マージンと、が記憶された記憶手段と、
前記取得した検知情報に対応する地形情報および安全マージンを前記記憶手段から抽出し、前記取得した検知情報および抽出した地形情報を用いて視野情報および前記航空機の進入飛行経路を演算し、演算した視野情報および進入飛行経路を抽出した安全マージンと共に出力する演算手段と、
前記出力された視野情報、進入飛行経路および安全マージンを表示する表示手段と、
を備え、
前記演算手段は、前記抽出した地形情報と取得した航空機の位置とを仮想３次元空間に配置し、航空機の位置から前記進行方向を見た時の視野を視野情報として演算することを特徴とする航空管制補助システム。
【請求項２】
前記検知情報は前記航空機の速度をさらに含み、
前記複数の安全マージンはそれぞれ、前記航空機の位置および速度に対応付けられている、
請求項１記載の航空管制補助システム。
【請求項３】
前記航空機の着陸進入開始についての入力を受け付ける入力手段をさらに備え、
前記演算手段は、前記入力手段が入力を受け付けた時、前記地形情報の抽出を開始する、
請求項１又は２に記載の航空管制補助システム。
【請求項４】
前記記憶手段には、前記地形情報が仮想３次元空間における画像データとして記憶されている、請求項１乃至３のいずれか１項記載の航空管制補助システム。
【請求項５】
前記検知手段は、断続的に前記検知情報を取得し、
前記演算手段は、定期的に前記視野情報を更新して出力する、
請求項１乃至４のいずれか１項記載の航空管制補助システム。
【請求項６】
航空機の位置および進行方向を含む検知情報を取得する検知手段と、
地形情報と、前記検知情報に対応付けられ航空機が所定の飛行経路から逸脱した場合に許容される逸脱量の範囲である複数の安全マージンとが記憶された記憶手段を備えた航空管制補助装置を用いて、
前記検知情報を取得し、
前記取得した検知情報に対応する地形情報および安全マージンを前記記憶手段から抽出し、
前記取得した検知情報および抽出した地形情報を用いて視野情報および前記航空機の進入飛行経路を演算し、
演算した視野情報および進入飛行経路を抽出した安全マージンと共に出力し、
前記出力された視野情報、進入飛行経路および安全マージンを表示する航空管制補助方法において、
前記抽出した地形情報と取得した航空機の位置とを仮想３次元空間に配置し、航空機の位置から前記進行方向を見た時の視野を視野情報として演算することを特徴とする航空管制補助方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空管制に用いられる航空管制補助システムおよび航空管制補助方法に関し、特に、着陸進入を開始する航空機の航空管制に補助的に用いられる航空管制補助システムおよび航空管制補助方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空管制官は、着陸してくる航空機の位置を精測レーダー装置に表示される航空機のプロットによって確認する。この航空機のプロットは、滑走路に対して垂直方向と水平方向の２種類の表示によって行われる。垂直方向と水平方向の２種類の表示を交互に確認して管制を行う場合、航空機の実際の飛行経路を想像することが困難である。
【０００３】
そこで、特許文献１には、レーダー装置が探知した航空機の位置データに基づいて、航空機の飛行軌跡を画面上で３次元的に表示する飛行軌跡３次元表示システムが開示されている。特許文献１の飛行軌跡３次元表示システムは、航空機の飛行軌跡を３次元的に表示することによって、航空機の実際の飛行経路を容易に想像できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１１０３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の飛行軌跡３次元表示システムの場合、航空管制官に与えられる情報は実質的に垂直方向と水平方向の２種類の表示で与えられる情報と同じである。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、航空管制官に航空管制を補助するための新たな情報を提示することが可能な、航空管制補助システムおよび航空管制補助方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明に係る航空管制補助システムは、航空機の位置および進行方向を含む検知情報を取得する検知手段と、地形情報が記憶された記憶手段と、取得した検知情報に対応する地形情報を記憶手段から抽出し、抽出した地形情報と取得した航空機の位置とを仮想３次元空間に配置し、航空機の位置から進行方向を見た時の視野を演算して視野情報として出力する演算手段と、出力された視野情報を表示する表示手段と、を備える。
【０００８】
上記目的を達成するために本発明に係る航空管制補助方法は、地形情報が記憶された記憶手段を備えた航空管制補助装置を用いて、航空機の位置および進行方向を含む検知情報を取得し、取得した検知情報に対応する地形情報を記憶手段から抽出し、抽出した地形情報と取得した航空機の位置とを仮想３次元空間に配置し、航空機の位置から進行方向を見た時の視野を演算して視野情報として出力し、出力された視野情報を表示する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る航空管制補助システムおよび航空管制補助方法は、航空管制官に航空管制を補助するための新たな情報を提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る航空管制補助システム１０のブロック構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る航空管制補助システム１００のシステム構成図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る表示手段１５０に表示された視野情報の一例である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る航空管制補助システム１００の動作フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る航空管制補助システムについて説明する。本実施形態に係る航空管制補助システムのブロック構成図を図１に示す。図１において、本実施形態に係る航空管制補助システム１０は、検知手段２０、記憶手段３０、演算手段４０および表示手段５０を備える。
【００１２】
検知手段２０は、管制対象エリアを飛行する航空機の位置および進行方向を含む検知情報を取得する。記憶手段３０には、空港周辺の地形データが記憶されている。本実施形態において、記憶手段３０には、空港周辺の地形データが仮想３次元空間に配置可能な画像データとして記憶されている。ここで、仮想３次元空間とは、空港周辺の実空間を縮小した、立体的な縮小モデル空間である。
【００１３】
演算手段４０は、検知手段２０が取得した検知情報に対応する地形情報を記憶手段３０から抽出する。例えば、演算手段４０は、航空機の位置および進行方向に基づいて、航空機の前方エリアの下方に広がっている地形の地形情報を抽出する。そして、演算手段４０は、内部に仮想３次元空間を展開し、展開した仮想３次元空間内に、記憶手段３０から抽出した地形情報と、検知手段２０が取得した航空機の位置とを配置する。さらに、演算手段４０は、内部に展開した仮想３次元空間を用いて、航空機の位置から進行方向を見た時の視野（２次元データ）を演算する。そして、演算手段４０は、演算した２次元データの視野情報を表示手段５０へ出力する。
【００１４】
表示手段５０は、航空管制官が視認できる位置に配置され、演算手段４０から出力された視野情報を図示しない表示画面に表示する。
【００１５】
上記のように構成された航空管制補助システム１０の動作について説明する。本実施形態において、検知手段２０は、常時、管制対象エリアを飛行する航空機の位置および進行方向を含む検知情報を取得している。そして、例えば、管制対象エリアを飛行する航空機が着陸進入体制に入った場合、演算手段４０は、検知手段２０が取得した検知情報に対応する地形情報を記憶手段３０から抽出し、内部に展開した仮想３次元空間内に、抽出した地形情報と航空機の位置とを配置する。そして、配置結果に基づいて、航空機の位置から進行方向を見た時の視野情報を演算して表示手段５０に出力する。表示手段５０は、出力された視野情報を表示画面に表示する。
【００１６】
すなわち、表示手段５０には航空機の位置から進行方向を見た時の視野が表示される。従って、航空管制官は、航空機のパイロットの視野を共有することができる。航空管制官は、精測レーダー装置に表示された航空機のプロットと本実施形態に係る航空管制補助システム１０の表示手段５０に表示された視野情報とを併用することにより、航空機が置かれた状況に応じたよりきめ細やかな指示をパイロットに送ることができる。
【００１７】
ここで、記憶手段３０に、検知情報に対応付けられた複数の安全マージンをさらに記憶させておくこともできる。この場合、演算手段４０は、地形情報と共に検知手段２０が取得した検知情報に対応する安全マージンを記憶手段３０から抽出する。そして、演算手段４０は、内部に展開した仮想３次元空間内に滑走路までの進入飛行経路および安全マージンをさらに配置し、進入飛行経路および安全マージンを含めた視野情報を表示手段５０に出力する。
【００１８】
この場合、航空管制官は、表示手段５０に表示された進入飛行経路および安全マージンを確認することにより、着陸誘導における直観的な状況把握ができ、現状に即した指示をパイロットに送ることができる。従って、航空管制業務の安全性の向上および円滑化を図ることができる。
【００１９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る精測レーダーシステムのシステム構成図を図２に示す。図２において、本実施形態に係る航空管制補助システム１００は、測定手段１１０、マップ格納手段１２０、３次元処理手段１３０、仮想視野演算手段１４０および表示手段１５０を備える。
【００２０】
測定手段１１０は、管制対象エリアを飛行する航空機のレーダー探知情報を検出する。本実施形態において、測定手段１１０は、所定の時間間隔で空港周辺をレーダー探知し、レーダー探知情報として、航空機のコールサイン（便名）、方位角、距離、仰角（高度）、進行方向、対地速度、降下速度等を検出する。
【００２１】
マップ格納手段１２０は、地形情報格納部１２１および安全マージン格納部１２２を備え、各格納部に各種情報を格納している。
【００２２】
地形情報格納部１２１には、空港周辺の地形データ、滑走路位置データ、着陸進入支援機器の種別およびその位置等の地形情報が、３次元縮小モデル空間における画像データとして格納されている。ここで、３次元縮小モデル空間とは、空港周辺の実空間を３次元処理手段１３０に展開できるように縮小した、立体的な縮小モデル空間である。
【００２３】
安全マージン格納部１２２には、滑走路までの距離、高度、対地速度等に紐付けられて、複数の安全マージンａ、ｂ、ｃ…が格納されている。ここで、安全マージンとは、航空機が所定の飛行経路から逸脱した場合に、許容される逸脱量の範囲である。本実施形態において、安全マージン格納部１２２には、距離、仰角、対地速度および降下速度と対応付けられて、複数の安全マージンが格納されている。安全マージンは測定手段１１０が検出した１つのレーダー探知情報に対して１つの安全マージンが対応する。例えば、測定手段１１０が検出したレーダー探知情報が、「滑走路までの距離：Ｘ、仰角：θ１度、対地速度：Ｙ、降下速度Ｚの場合、安全マージンは「安全マージンｋ」である。
【００２４】
３次元処理手段１３０は、航空管制官から着陸進入開始に関する入力があった場合、測定手段１１０から管制対象の航空機のレーダー探知情報の取得を開始し、取得したレーダー探知情報に対応する地形情報および安全マージンを、マップ格納手段１２０の地形情報格納部１２１および安全マージン格納部１２２から抽出する。
【００２５】
３次元処理手段１３０は、計算機上の仮想的な３次元縮小モデル空間を内部に展開し、展開した３次元縮小モデル空間内に、抽出した地形情報を配置する。また、３次元処理手段１３０は、取得したレーダー探知情報の方位角および距離を用いて管制対象の航空機の位置を展開した３次元縮小モデル空間内に動的にプロットする。さらに、本実施形態において、３次元処理手段１３０は、取得したレーダー探知情報を用いて管制対象の航空機の着陸進入までの飛行経路を演算し、演算した飛行経路に抽出した安全マージンを付加して３次元縮小モデル空間内に動的にプロットする。３次元処理手段１３０は、飛行中の航空機のレーダー探知情報の変化に伴って着陸進入までの飛行経路および安全マージンの演算を繰り返し、３次元縮小モデル空間内へのプロットを更新する。
【００２６】
仮想視野演算手段１４０は、３次元処理手段１３０の内部に展開されている仮想的な３次元縮小モデル空間および測定手段１１０が検出した航空機の進行方向用いて、航空機から進行方向を見た時の仮想的な視野を演算し、演算した視野を視野情報として表示手段１５０へ出力する。つまり、仮想視野演算手段１４０は、航空機のパイロットが実際に見ている空港周辺の地形、着陸進入予定の滑走路、着陸進入支援機器、着陸進入までの飛行経路および安全マージンを、２次元処理データとして演算し、演算した２次元処理データを視野情報として表示手段１５０へ出力する。
【００２７】
表示手段１５０は、航空管制官が確認できる場所に配置された表示装置である。表示手段１５０は、仮想視野演算手段１４０から出力された視野情報に基づいて、図示しない表示画面に、航空機から見た時の、空港周辺の地形、滑走路、着陸進入支援機器、着陸進入までの飛行経路および安全マージンを表示する。図３に、表示手段１５０に表示した視野情報の一例を示す。なお、図３において、台形形状が滑走路、ひし形形状が安全マージン、図３（ａ）の中心の点および図３（ｂ）の直線が３次元処理手段１３０が演算した進入飛行経路である。なお、空港周辺の地形および着陸進入支援機器の表示は省略した。
【００２８】
図３（ａ）の場合、航空機が進入飛行経路に乗っており、着陸する滑走路の位置が安全マージン内に含まれていることがわかる。一方、図３（ｂ）の場合、航空機は進入飛行経路に沿って左側に旋回する必要があると共に、着陸する滑走路の位置が安全マージンから逸脱していることがわかる。航空管制官は、図３（ｂ）の表示を確認することにより、パイロットに、状況に応じた適切な着陸誘導指示を速やかに送信することができる。
【００２９】
次に、航空管制補助システム１００の動作フローについて説明する。航空管制補助システム１００の動作フローを図４に示す。航空管制補助システム１００において、測定手段１１０は、常時、管制対象エリアを飛行する航空機のレーダー探知情報を取得している。そして、図４において、航空管制官から着陸進入開始に関する入力があった場合（Ｓ１０１のＹＥＳ）、３次元処理手段１３０は、管制対象の航空機に関するレーダー探知情報の測定手段１１０からの取得を開始する（Ｓ１０２）。３次元処理手段１３０は、取得したレーダー探知情報に対応する地形情報および安全マージンをマップ格納手段１２０から抽出する（Ｓ１０３）。
【００３０】
例えば、３次元処理手段１３０は、管制対象の航空機のレーダー探知情報が「距離Ｘ、仰角θ１、方位角θ２、において、θ３方向に向かって対地速度Ｙ、降下速度Ｚで飛行している」ことを示している場合、方位角θ２に所定の角度θ４を追加した領域（θ２±θ４）に含まれる空港周辺の地形データ、滑走路位置データ、着陸進入支援機器の種別および位置を地形情報格納部１２１から抽出すると共に、距離Ｘ・仰角θ２・対地速度Ｙ、降下速度Ｚに対応する安全マージンを安全マージン格納部１２２から抽出する。本実施形態において、３次元処理手段１３０は、「安全マージンｋ」を抽出する。
【００３１】
次に、３次元処理手段１３０は３次元縮小モデル空間を展開し（Ｓ１０４）、展開した３次元縮小モデル空間内に地形情報を配置し（Ｓ１０５）、航空機の位置を動的にプロットする（Ｓ１０６）。例えば、３次元処理手段１３０は、展開した３次元縮小モデル空間内に空港周辺の地形、滑走路および着陸進入支援機器を配置し、航空機の位置を動的にプロットする。すなわち、３次元処理手段１３０は、測定手段１１０からレーダー探知情報を定期的に取得して航空機の位置を更新する。さらに、３次元処理手段１３０は、航空機の位置変化に応じて地形情報格納部１２１から地形情報を抽出し直し、展開した３次元縮小モデル空間に再配置する。
【００３２】
次に、３次元処理手段１３０は、取得したレーダー探知情報を用いて航空機の進入飛行経路を演算する（Ｓ１０７）。演算した進入飛行経路にＳ１０３で抽出した安全マージンを付加して３次元縮小モデル空間内に動的にプロットする（Ｓ１０８）。本実施形態において、３次元処理手段１３０は、演算した進入飛行経路に「安全マージンｋ」を付加する。なお、３次元処理手段１３０は、レーダー探知情報の更新に伴って、飛行経路の演算および安全マージンの抽出を繰り返す。
【００３３】
仮想視野演算手段１４０は、３次元処理手段１３０が展開した３次元縮小モデル空間を用いて、航空機から進行方向への仮想的な視野を演算する（Ｓ１０９）。本実施形態において、仮想視野演算手段１４０は、３次元縮小モデル空間を用いて、航空機から進行方向を見た時の視野に含まれる地形情報、飛行経路および安全マージンを２次元処理データとして演算する。そして、仮想視野演算手段１４０は、演算した２次元処理データを視野情報として表示手段１５０へ出力する（Ｓ１１０）。
【００３４】
表示手段１５０は、仮想視野演算手段１４０から出力された視野情報に基づいて、航空機から見た時の、空港周辺の地形、着陸進入に関わる滑走路、着陸進入支援機器、進入飛行経路および安全マージンを表示画面に表示する（Ｓ１１１）。
【００３５】
以上のように、本実施形態に係る航空管制補助システム１００は、着陸進入状態の航空機のパイロットの視野を演算して、航空管制官が確認する表示画面に表示する。この場合、航空管制官が航空機の置かれた状況を直観的に把握することができ、状況に応じた適切な着陸誘導指示をパイロットに速やかに送信することができる。また、表示画面に表示する視野情報に、演算した進入飛行経路および安全マージンを含ませることにより、航空機の進入時の経路逸脱に対する注意喚起を、航空管制官に対して効果的に行うことができる。
【００３６】
上述した航空管制補助システム１００は、航空機の航空管制に利用することができるが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
【符号の説明】
【００３７】
１０    航空管制補助システム
２０    検知手段
３０    記憶手段
４０    演算手段
５０    表示手段
１００    航空管制補助システム
１１０    測定手段
１２０    マップ格納手段
１２１    地形情報格納部
１２２    安全マージン格納部
１３０    ３次元処理手段
１４０    仮想視野演算手段
１５０    表示手段
【図１】
0005927993.tif 000002
【図２】
0005927993.tif 000003
【図３】
0005927993.tif 000004
【図４】
0005927993.tif 000005