(57)【要約】【課題】  位置情報を用いることにより空中給油においてブーム及び給油ホースを制御し、空中給油を短時間に行うシステムの提供を目的とする。【解決手段】ブーム４と給油ホース３とから構成される供給経路部３０を使用して、タンカー航空機１から被給油航空機２へ空中給油を行う。被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７は、被給油航空機２に設置され、人工衛星５０１等の送信する測位情報を受信し、被給油航空機２への自己の設置位置を示す第１位置を検出する。タンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６は、タンカー航空機１に設置され、人工衛星５０１等の送信する測位情報を受信し、タンカー航空機１への自己の設置位置を示す第２位置を検出する。支援装置１００は第１位置と第２位置とを入力し、入力した第１位置と第２位置とに基づき、空中給油する場合のブーム４の方位と、給油ホース３の繰り出し量とを算出する。【選択図】        図４
2006103481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の物質を供給する経路となるとともに制御可能である供給経路部を有する第２の移動体から前記供給経路部を介して所定の物質の供給を受ける第１の移動体への物質供給を支援する供給支援システムにおいて、
前記第１の移動体に設置され測位情報を受信して前記第１の移動体における所定の位置を示す第１位置を検出する第１位置検出装置と、
前記第２の移動体に設置され測位情報を受信して前記第２の移動体における所定の位置を示す第２位置を検出する第２位置検出装置と、
前記第１位置検出装置が検出した第１位置と、前記第２位置検出装置が検出した第２位置とに基づいて、前記供給経路部を介して所定の物質を前記第２の移動体から前記第１の移動体に供給する場合の前記供給経路部を制御する制御情報を生成する支援装置と
を備えたことを特徴とする供給支援システム。
【請求項２】
所定の物質を供給する経路となるとともに制御可能である供給経路部を有する第２の移動体から前記供給経路部を介して所定の物質の供給を受ける第１の移動体への物質供給を支援する支援装置において、
前記第１の移動体に設置され測位情報を受信して前記第１の移動体における所定の位置を示す第１位置を検出して送信する第１位置検出装置から第１位置を受信する第１受信部と、
前記第２の移動体に設置され測位情報を受信して前記第２の移動体における所定の位置を示す第２位置を検出して送信する第２位置検出装置から第２位置を受信する第２受信部と、
前記第１受信部が受信した第１位置と前記第２受信部が受信した第２位置とに基づいて、前記供給経路部を介して所定の物質を前記第２の移動体から前記第１の移動体に供給する場合の前記共通経路部を制御する制御情報を生成する制御情報生成部と
を備えたことを特徴とする支援装置。
【請求項３】
給油を行うタンカー航空機に設けられ方位を定めることができるブームと、ブームに支持されるとともにブームの方位方向へ繰り出すことができる給油ホースとを使用することにより、ブームの方位を定めてブームの方位方向へ給油ホースを繰り出し、繰り出した給油ホースのホース端部を前記タンカー航空機から給油を受ける被給油航空機に設けられた受け口に接続し、飛行中の前記タンカー航空機から飛行中の前記被給油航空機に給油を行う空中給油を支援する空中給油支援システムにおいて、
前記被給油航空機に設置され測位情報を受信して前記被給油航空機への設置位置を示す第１位置を検出し、検出した第１位置を送信する第１位置検出装置と、
前記タンカー航空機に設置され測位情報を受信して前記タンカー航空機への設置位置を示す第２位置を検出し、検出した第２位置を送信する第２位置検出装置と、
前記第１位置検出装置が送信した第１位置と、前記第２位置検出装置が送信した第２位置とを受信し、受信した第１位置と第２位置とに基づいて、ホース端部を受け口に接続する場合のブームの方位と給油ホースの繰り出し量とを算出する支援装置と
を備えたことを特徴とする空中給油支援システム。
【請求項４】
給油を行うタンカー航空機に設けられ方位を定めることができるブームと、ブームに支持されるとともにブームの方位方向へ繰り出すことができる給油ホースとを使用することにより、ブームの方位を定めてブームの方位方向へ給油ホースを繰り出し、繰り出した給油ホースのホース端部を前記タンカー航空機から給油を受ける被給油航空機に設けられた受け口に接続し、飛行中の前記タンカー航空機から飛行中の前記被給油航空機に給油を行う空中給油を支援する支援装置において、
前記被給油航空機に設置され測位情報を受信して前記被給油航空機への設置位置を示す第１位置を検出して送信する第１位置検出装置から第１位置を受信する第１受信部と、
前記タンカー航空機に設置され測位情報を受信して前記タンカー航空機への設置位置を示す第２位置を検出して送信する第２位置検出装置から第２位置を受信する第２受信部と、
前記第１受信部が受信した第１位置と前記第２受信部が受信した第２位置とに基づいて、ホース端部を受け口に接続する場合のブームの方位と給油ホースの繰り出し量とを算出する算出部と
を備えたことを特徴とする支援装置。
【請求項５】
前記支援装置は、さらに、
前記被給油航空機における前記第１位置検出装置に対する前記受け口の設置位置を示す受け口設置データを格納する受け口データベースと、
前記受け口データベースが格納する受け口設置データと、前記第１受信部が受信した第１位置とを用いて、受け口の位置を算出する受け口位置補正部と、
前記タンカー航空機における前記第２位置検出装置に対する前記ブームの設置位置を示すブーム設置データを格納するブームデータベースと、
現在のブームの方位を検出するブーム方位検出部から現在のブームの方位を入力し、ブームの方位方向へ繰り出されている給油ホースの長さを検出するホース長さ検出部から現在繰り出されている給油ホースの長さを入力し、入力した現在のブームの方位と、入力した現在繰り出されている給油ホースの長さと、前記ブームデータベースが格納するブーム設置データと、前記第２受信部が受信した第２位置とを使用して、ホース端部の位置を算出するホース端部位置補正部と、
前記受け口位置補正部が算出した受け口の位置と前記ホース端部位置補正部が算出したホース端部の位置とに基づいて、ホース端部を受け口に接続する場合のブームの方位と給油ホースの繰り出し量とを算出する算出部と
を備えたことを特徴とする請求項４記載の支援装置。
【請求項６】
前記算出部は、
位置情報を補正する位置補正データを受信する位置補正データ受信部の受信した位置補正データを使用して、前記受け口位置補正部が算出した受け口の位置と前記ホース端部位置補正部が算出したホース端部の位置とを補正し、補正した受け口の位置とホース端部の位置とに基づいて、ホース端部を受け口に接続する場合のブームの方位と給油ホースの繰り出し量とを算出することを特徴とする請求項５記載の支援装置。
【請求項７】
前記支援装置は、さらに、
前記タンカー航空機から前記被給油航空機へ空中給油する場合に前記タンカー航空機が前記被給油航空機に対して位置するべきエリアをエリアデータとして格納するエリアデータベースと、
受信した第１位置と、受信した第２位置と、前記エリアデータベースが格納するエリアデータとに基づいて、エリアデータが示すエリアへ前記タンカー航空機を誘導するエリア誘導部と
を備えたことを特徴とする請求項４記載の支援装置。
【請求項８】
給油を行うタンカー航空機に設けられ方位を定めることができるブームと、ブームに支持されるとともにブームの方位方向へ繰り出すことができる給油ホースとを使用することにより、ブームの方位を定めてブームの方位方向へ給油ホースを繰り出し、繰り出した給油ホースのホース端部を前記タンカー航空機から給油を受ける被給油航空機に設けられた受け口に接続し、飛行中の前記タンカー航空機から飛行中の前記被給油航空機に給油を行う空中給油を支援する支援装置において、
前記被給油航空機から受け口の位置を受信する第１受信部と、
前記タンカー航空機に設置され測位情報を受信して前記タンカー航空機への設置位置を示す第２位置を検出して送信する第２位置検出装置から第２位置を受信する第２受信部と、
受信した受け口の位置と第２位置とに基づいて、ホース端部を受け口に接続する場合のブームの方位と給油ホースの繰り出し量とを算出する算出部と
を備えたことを特徴とする支援装置。
【請求項９】
前記支援装置は、さらに、
前記タンカー航空機における前記第２位置検出装置に対するブームの設置位置を示すブーム設置データを格納するブームデータベースと、
現在のブームの方位を検出するブーム方位検出部から現在のブームの方位を入力し、ブームの方位方向へ繰り出されているホースの長さを検出するホース長さ検出部から現在繰り出されているホースの長さを入力し、入力した現在のブームの方位と、入力した現在繰り出されているホースの長さと、前記ブームデータベースが格納するブーム設置データと、前記第２受信部が受信した第２位置とを使用してホース端部の位置を算出するホース端部位置補正部とを備え、
前記算出部は、
前記第１受信部が受信した受け口の位置と前記ホース端部位置補正部が算出したホース端部の位置とに基づいて、ホース端部を受け口に接続する場合のブームの方位と給油ホースの繰り出し量とを算出することを特徴とする請求項８記載の支援装置。
【請求項１０】
空中給油を行うタンカー航空機の繰り出す給油ホースから空中給油を受ける被給油航空機に設置され、所定の位置情報を前記タンカー航空機に送信する位置送信装置において、
測位情報を受信して前記被給油航空機への自己の設置位置を示す第１位置を検出する被給油側検出部と、
前記被給油航空機に設置されて給油ホースのホース端部と接続する受け口について、前記被給油側検出部に対する前記受け口の設置位置を示す受け口設置データを格納する被給油側受け口データベースと、
前記被給油側受け口データベースが格納する受け口設置データと前記被給油側検出部が検出した第１位置とを用いて受け口の位置を検出し、検出した受け口の位置を送信する被給油側受け口位置補正部と
を備えたことを特徴とする位置送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第２の移動体から第１の移動体への物質供給を支援する供給支援システムに関する。例えば、空中給油を支援する空中給油支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
空中給油を支援する技術として特表２０００−５０９３４３号公報（特許文献１）では、画像処理用いた空中給油に関する技術の開示がある。しかしながら、この先行技術は、画像処理を用いてブームの制御を支援するものであり、
（１）作業終了まで航空機を同じ方向・速度に保つための情報を提供することはできない。
（２）また、夜間の給油および視界不良条件での給油については、照明光源を使用しなければならない場合もある。
（３）また、カメラによる給油受け口追跡中に特性要素が消失するのを制限するためには、広角で全体を映すもう一台のカメラを用意しなければならない。
（４）ブームから受け口までの奥行情報は形状認識手段から算出するため、天候や太陽の位置や照明のあたり方によっては見にくくなり、形状が認識できず制御できない場合が生じるといった問題があった。
【特許文献１】特表２０００−５０９３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明は、位置情報を用いることにより空中給油においてブーム及び給油ホースを制御し、空中給油を短時間に行うシステムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明の供給支援システムは、
所定の物質を供給する経路となるとともに制御可能である供給経路部を有する第２の移動体から前記供給経路部を介して所定の物質の供給を受ける第１の移動体への物質供給を支援する供給支援システムにおいて、
前記第１の移動体に設置され測位情報を受信して前記第１の移動体における所定の位置を示す第１位置を検出する第１位置検出装置と、
前記第２の移動体に設置され測位情報を受信して前記第２の移動体における所定の位置を示す第２位置を検出する第２位置検出装置と、
前記第１位置検出装置が検出した第１位置と、前記第２位置検出装置が検出した第２位置とに基づいて、前記供給経路部を介して所定の物質を前記第２の移動体から前記第１の移動体に供給する場合の前記供給経路部を制御する制御情報を生成する支援装置と
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
この発明により、位置情報によりブームを制御して、短時間に空中給油を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
実施の形態１．
図１〜図８を用いて実施の形態１を説明する。以下に示す実施の形態１、実施の形態２は、所定の物質を供給する経路となるとともに制御可能である供給経路部を有する第２の移動体から前記供給経路部を介して所定の物質の供給を受ける第１の移動体への物質供給を支援する供給支援システムに関するものである。以下では、供給支援システムの例として、空中給油の場合を説明する。第２の移動体の例としては、給油を行うタンカー航空機である。第１の移動体の例としては、タンカー航空機から給油を受ける被給油航空機である。所定の物質とは「航空機燃料」である。また、第２の移動体の有する供給経路部とは、図４に示すブーム４と給油ホース３とから構成される供給経路部３０である。ブーム４と給油ホース３とから構成される供給経路部３０は、図５に示すブーム方位操作部１１及びホース長さ操作部１３により制御が可能である。
【０００７】
以下に示す空中給油は一例である。移動体から移動体への所定の物質の物質供給を支援するシステムであればよい。例えば、走行する第１車両から走行する第２車両に所定の物質を供給する場合や、移動中の第１船舶から移動中の第２船舶へ所定の物質を供給するような場合でも構わない。「所定の物質」は、燃料に限らない。水（液体）や、あるいは所定の粒状の物質（固体）等でも構わない。気体でも構わない。
【０００８】
なお、以下の実施の形態１、実施の形態２で使用する「第１位置」は、被給油航空機ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）データ受信部７が検出した自己の設置位置を示す。また、「第２位置」とは、タンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６が検出した自己の設置位置を示す。
【０００９】
以下に説明する実施の形態１、実施の形態２は、測位情報を受信して位置を検出するシステムに関するものである。この測位情報は人工衛星から送信する場合を示しているが、測位情報を送信する人工衛星のひとつとして、「準天頂衛星」を想定している。そこで、まず図１〜図３を用いて「準天頂衛星」について説明する。
【００１０】
「準天頂衛星」とは、通常の静止衛星に比べて高緯度地方において高い仰角の衛星をいい、例えば仰角は６０度以上を確保することができる。この準天頂衛星は、３機が打ち上げられ、３機のうち１機は必ず高緯度の日本上空に位置する。
【００１１】
図１は、準天頂衛星の軌道をあらわしている。準天頂衛星は、赤道面から約４５度の傾斜角になるように遠地点で約４０、０００ｋｍ、近地点で約３２、０００ｋｍの上空を地球の自転に合わせて１日に１周回する。また、準天頂衛星は、昇交点赤経（赤道面との交点）において１２０度ずつ離れるように準天頂衛星３１０、準天頂衛星３２０及び準天頂衛星３３０の３機が配置される。
【００１２】
図２は、地上を固定して考えた場合に、図１における準天頂衛星の軌道を示している。図２に示すように、準天頂衛星３１０、準天頂衛星３２０、準天頂衛星３３０は、会合点６０を交点とする「８の字」を描くように周回する。３機の準天頂衛星は、８時間ずつ交代するように、切れ目なく日本上空に位置する。図２に示す状態において、準天頂衛星３２０は「８の字の上部の軌道」（日本を囲む部分）に入る。準天頂衛星３２０は、会合点６０を通過し「８の字の上部の軌道」に入り再び会合点６０に戻るまでに８時間を要する。また、このとき準天頂衛星３１０は「８の字の上部の軌道」から出て、準天頂衛星３２０と入れ替わり会合点６０を通過し準天頂衛星３３０の位置に向かう。準天頂衛星３１０は会合点６０から図の準天頂衛星３３０の位置に到達するまで８時間かかる。また、このとき、準天頂衛星３３０は会合点６０に向かうが、準天頂衛星３３０の位置から会合点６０に到達するまでに８時間を要する。したがって、８時間ごとに、「８の字の上部の軌道」には準天頂衛星３１０、準天頂衛星３２０、準天頂衛星３３０のいずれかが入れ替わりで存在する。日本では、「８の字の上部の軌道」に存在する準天頂衛星からの信号を高仰角受信することができる。
【００１３】
図３（出典：ｗｗｗ２．ｃｒｌ．ｇｏ．ｊｐ／ｋａ／ｃｏｎｔｒｏｌ／ｅｆｓａｔ／ｉｎｄｅｘ−Ｊ．ｈｔｍｌ）は、準天頂衛星３１０が高仰角であることを、静止衛星との比較において示す図である。静止衛星は仰角が４８度以下と小さいため、ビルなどに電波がさえぎられる。これに対して、準天頂衛星３１０は仰角が６０度以上（図３では６０度以上とあるが、７０度以上も可能である）と大きいため、ビルの谷間でも電波が遮られることが少ない。
【００１４】
実施の形態１に係る空中給油支援システム１０００（供給支援システムの一例）について説明する。空中給油支援システム１０００は、タンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６が測位した位置と、被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７が測位した位置とを使用して、ブーム４と給油ホース３から構成される供給経路部３０の方位と長さとを算出し、タンカー航空機１から被給油航空機２への空中給油を支援するシステムに関する。
【００１５】
空中給油支援システム１０００の説明の前に、図４を用いて空中給油について簡単に説明する。空中給油は、図４に示すように、給油ホース３のホース端部２１（経路出口部の一例）を受け口５に接続し、タンカー航空機１から被給油航空機２に燃料を供給する。タンカー航空機１から被給油航空機２に燃料を供給する供給経路部３０は、ブーム４と給油ホース３とから構成される。図に示すように供給経路部３０は、タンカー航空機１に対して後方に向いている。ブーム４は、ブーム設置基準位置２２を支点として方位を定めることができる。通常、エルロンを制御して方位を定める。方位を定めたブーム４からは、給油ホース３を繰り出すことができる。給油ホース３は繰り出し長さを変えることができる。給油ホース３の繰り出し長さを増やしながら、給油ホース３のホース端部２１を被給油航空機２の受け口５に接続することで給油を行う。
【００１６】
空中給油支援システム１０００は、タンカー航空機１に装備されるタンカー航空機装備システム１００１と、被給油航空機２に設置される被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７とを備える。被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７はＡＮＴ（アンテナ）７１を備える。人工衛星５０１〜５０４は、測位情報を送信する。また、人工衛星５０１〜５０４のうち少なくとも１機は、前述の準天頂衛星であることを想定している。
【００１７】
（１）タンカー航空機装備システム１００１は、タンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６を備える。タンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６は、ＡＮＴ６１を介して人工衛星５０１〜５０４等が送信する測位情報を受信することにより、タンカー航空機１に設置された自己の位置を検出する。
（２）被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７は、人工衛星５０１〜５０４等が送信する測位情報を受信することにより、被給油航空機に設置された自己の位置を検出する。
（３）タンカー航空機１は、ブーム４と給油ホース３とから構成される供給経路部３０を備えている。また、タンカー航空機装備システム１００１は、後述する図５に示すように支援装置１００を備えている。支援装置１００は、タンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６の検出した位置と、被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７の検出した位置とを受信して、タンカー航空機１から被給油航空機２に供給経路部３０を使用して空中給油をする場合の、供給経路部３０の「方位と長さ」（制御情報の一例）とを算出する。
（４）タンカー航空機１のオペレータは、支援装置１００の算出した供給経路部３０の方位と長さとをもとに、供給経路部３０の方位と長さとを手動で制御する。あるいは、支援装置１００の算出した供給経路部３０の方位と長さとをもとに、自動制御により供給経路部３０の方位と長さとを制御してもよい。
本実施の形態では供給経路部３０はブーム４と給油ホース３とから構成されているので、供給経路部３０の方位と長さは、ブーム４の方位及びブーム４から繰り出すべき給油ホース３の長さにより定まる。
【００１８】
次に、図５を用いてタンカー航空機装備システム１００１について説明する。図５は、タンカー航空機装備システム１００１の構成を示す図である。
【００１９】
タンカー航空機装備システム１００１は、位置補正データ受信部１０、タンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６、ブーム方位操作部１１、ブーム方位検出部１２、ホース長さ操作部１３、ホース長さ検出部１４、支援装置１００を備える。位置補正データ受信部１０は、タンカー航空機の位置、および被給油航空機の受け口の位置を補正するための位置補正データを受信する。タンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６は、タンカー航空機１においてタンカー航空機の位置を受信する。ブーム方位操作部１１は、ブーム４の方位を定める。ブーム方位検出部１２は、現在のブームの方位を検出する。ホース長さ操作部１３は、給油ホース３の繰り出し長さを定める。ホース長さ検出部１４は、現在繰り出している給油ホース３の繰り出し長さ（繰り出し量）を検出する。
【００２０】
また、支援装置１００は、第１受信部１８、受け口データベース８、受け口位置補正部９、第２受信部２４、ブームデータベース１９、ホース位置・受け口三次元座標差取得部１５、操縦情報表示部２０、ブーム方位表示部１６、ホース長さ表示部１７、エリアデータベース５０を備える。第１受信部１８は、被給油航空機２に設定された被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７から送信される位置を受信する。受け口データベース８は、被給油航空機２における被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７の設置位置に対する受け口５の設置位置を示す「受け口設置データ」を格納する。受け口位置補正部９は、受け口データベース８が格納する「受け口設置データ」を用いて、被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７から受信した位置を相対的に補正する。これにより、被給油航空機２の受け口５の位置を求める。第２受信部２４は、タンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６の送信する位置を受信する。ブームデータベース１９は、タンカー航空機１におけるタンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６の設置位置に対するブーム４の設置位置を示す「ブーム設置データ」を格納する。ホース位置・受け口三次元座標差取得部１５は、ブーム４の方位及びブーム４から繰り出す給油ホース３の長さを算出する。操縦情報表示部２０は、後述の操縦情報を表示する。ブーム方位表示部１６は、ホース位置・受け口三次元座標差取得部１５の算出したブーム４の方位を表示する。ホース長さ表示部１７は、ホース位置・受け口三次元座標差取得部１５の算出した給油ホース３の長さを表示する。エリアデータベース５０は、タンカー航空機１から被給油航空機２へ空中給油する場合に、タンカー航空機１が被給油航空機２に対して位置するべきエリアをエリアデータとして格納する。
【００２１】
ホース位置・受け口三次元座標差取得部１５は、算出部１５１、ホース端部位置補正部１５２、エリア誘導部１５３を備える。算出部１５１（制御情報生成部の一例）は、「ブーム４の方位及びブーム４から繰り出す給油ホース３の長さ」（制御情報の一例）を算出する。ホース端部位置補正部１５２は、ブームデータベース１９が格納する「ブーム設置データ」を用いて、タンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６から受信した位置を相対的に補正する。これにより、タンカー航空機のブームの基準の設置位置を求める。エリア誘導部１５３は、被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７から受信した第１位置と、タンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６から受信した第２位置と、エリアデータベース５０が格納する「エリアデータ」とに基づいて、エリアデータが示すエリアへ前記タンカー航空機を誘導する。
【００２２】
次に図６を用いて、空中給油の動作の概要を説明する。図６は、空中給油の動作の概要を示すフローチャートである。給油機であるタンカー航空機１の給油ホース３のホース端部２１の位置と、被給油航空機２の受け口５の高精度な位置情報を支援装置１００を用いてリアルタイムで計算する。これにより、支援装置１００は、後述のように、給油ホース３のホース端部２１と被給油航空機２の受け口５との接続が成功する可能性の高いエリアへタンカー航空機１を誘導するための操縦情報を作成し提示する。支援装置１００は、さらに、ブーム４の方位及びブーム４から繰り出す給油ホース３の長さを算出して提示する。支援装置１００がホース端部２１と受け口５との接続が成功するまでこれを繰り返す。以下図６を参照して説明する。
【００２３】
（１）タンカー航空機のパイロットは、移動している目標物（被給油航空機）を目視確認することにより、目視情報を得る（ＳＴ３１）、
（２）また、パイロットは、タンカー航空機１の所定の計器を確認することにより、移動している目標物（被給油航空機）に対する計器情報を得る（ＳＴ３２）。
（３）支援装置１００は、移動している目標物（被給油航空機）と自身（タンカー航空機）の位置を高精度にリアルタイムで計算する（ＳＴ３３）。ホース位置・受け口三次元座標差取得部１５は、被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７から第１受信部１８、及び受け口位置補正部９を介して、第１位置を入力する。ホース位置・受け口三次元座標差取得部１５は、タンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６から第２受信部２４を介して第２位置を入力し、また、位置補正データ受信部１０から位置補正データを入力する。ホース位置・受け口三次元座標差取得部１５は、位置補正データを使用して第１位置と第２位置とを高精度に補正する。
（４）パイロットは、移動している目標物に対する操縦情報を得る（ＳＴ３４）。エリアデータベース５０は、タンカー航空機１から被給油航空機２へ空中給油する場合におけるタンカー航空機１が被給油航空機２に対して位置するべきエリアを、エリアデータとして予め格納している。エリア誘導部１５３は、補正後の高精度の第１位置及び第２位置とを使用するとともに、エリアデータベース５０が格納するエリアデータを参照する。そして、タンカー航空機１がエリアデータの示すエリアに存在するかどうかを判断し、データの示すエリアにタンカー航空機１を誘導するための操縦情報を作成し、操縦情報表示部２０に操縦情報を表示する。例えば、エリアに存在すると判断した場合は、その旨を表示する。一方、エリアに存在しないと判断した場合は、タンカー航空機１をエリアに誘導するための操縦情報を表示する。操縦情報の例としては、タンカー航空機１をエリアに導くための舵角、高度など操縦に関する情報である。
（５）パイロットは、支援装置１００の操縦情報表示部２０に表示された操縦情報に従って、タンカー航空機１をエリアデータの示すエリアに向けて操縦する。パイロットあるいはオペレータは、操縦情報表示部２０の表示によりタンカー航空機１がエリアデータの示すエリアに入ったことを確認すると、支援装置１００の備えるブーム方位表示部１６及びホース長さ表示部１７の表示に従って、ブーム４、給油ホース３の操作を行う（ＳＴ３５）。この詳細については、図７を参照して後述する。
（６）この結果、ホース端部２１と受け口５との結合が成功したかを確認する（ＳＴ３６）。
結合が成功した場合は、支援装置１００のホース位置・受け口三次元座標差取得部１５が、成功のメッセージを操縦情報表示部２０に表示する。
（７）なお、結合が成功しない場合は、目視情報、計器情報、操縦情報をもとに、タンカー航空機１をエリアデータの示すエリアに操縦し、そしてブーム４、給油ホース３の操作を行いホース端部２１と受け口５とを結合させる過程を繰り返す（ＳＴ３５）。
【００２４】
以上のように、移動している目標物（被給油航空機２）と自身（タンカー航空機１）の高精度位置情報をリアルタイムで計算し（ＳＴ３３）、移動している目標物に対する操縦情報を得る（ＳＴ３４）工程を従来の方法に追加する。これにより、空中給油における給油ホース３のホース端部２１と受け口５との接続を容易にし、給油ローテーションを効率化することができる。高精度位置情報を得る手段としては、例えばＧＰＳデータとこのデータを地上の基準点により補正するＦＫＰ（Ｆｌａｅｃｈｅｎ  Ｋｏｒｒｅｃｔｕｒ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ：面補正パラメータ）方式がある。この補正データは地上局から直接または人工衛星を経由して電波で受信する方法がある。人工衛星としては、前述の準天頂衛星を利用すれば、常に日本の上空に最低ひとつは位置するため、日本の上空で空中給油する場合には有利である。この準天頂衛星はＧＰＳ衛星のひとつとしての機能も果たす。
【００２５】
次に、図７を用いて、支援装置１００がブーム４の方位と給油ホース３の長さを算出する動作を説明する。
（１）位置補正データ受信部１０は、位置補正データを受信中であり、受信した位置補正データをホース位置・受け口三次元座標差取得部１５に出力する（Ｓ１０１）。位置補正データは、例えば人工衛星５０１等から受信する。あるいは地上局から受信しても構わない。
（２）タンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６は、人工衛星５０１等から測位情報を受信し、自己が設置されたタンカー航空機１への設置位置を第２位置として検出する（Ｓ１０２）。
（３）被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７は、人工衛星５０１等から測位情報を受信し、自己が設置された被給油航空機２への設置位置を第１位置として検出し、検出した第１位置をタンカー航空機１に向け送信する（Ｓ１０３）。
（４）受け口位置補正部９は、被給油航空機２からの第１位置と、受け口データベース８とを用いて受け口の位置を求める。具体的に説明する。第１受信部１８は、被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７の送信した第１位置を受信する。受け口位置補正部９は、第１受信部１８から第１位置を入力する。さらに、受け口位置補正部９は、被給油航空機２の飛行方位に関する被給油航空機方位情報を検出機器（図示していない）から入力する。また、受け口データベース８は、被給油航空機２における被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７の設置位置に対する受け口５の設置位置を示す「受け口設置データ」を格納している。この「受け口設置データ」とは、被給油航空機２における被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７の設置位置と受け口５の設置位置との位置関係を示すデータであり、測位とはなんら関係のないデータである。受け口位置補正部９は、被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７の設置位置を示す測位結果である第１位置を、「被給油航空機方位情報」と「受け口設置データ」とを用いて補正し、受け口５の位置を算出する。この算出において、実施の形態１では、空中給油を行う際は、タンカー航空機１と被給油航空機２とも水平飛行をすることを想定している。このため、測位結果である第１位置と被給油航空機方位情報と「受け口設置データ」とから、受け口５の位置を求めることができる（Ｓ１０４）。
（５）ホース位置・受け口三次元座標差取得部１５は、ブーム方位検出部１２から、現在のブーム方位を入力する。また、ホース長さ検出部１４から、現在の給油ホースの繰り出し量を入力する（Ｓ１０５）。ここで「現在の給油ホースの繰り出し量」とは、例えば、図４に示すブーム設置基準位置２２からホース端部２１までの距離を示す供給経路部長さ２３である。
（６）さらに、ホース位置・受け口三次元座標差取得部１５は、ブームデータベース１９が格納するブーム設置データを入力し、タンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６が受信した第２位置を入力し、タンカー航空機１の飛行する方位を示すタンカー航空機方位情報を計測機器（図示していない）から入力する（Ｓ１０６）。
（７）ホース位置・受け口三次元座標差取得部１５のホース端部位置補正部１５２は、入力した現在のブーム方位、現在の給油ホースの繰り出し量、ブーム設置データ、第２位置、タンカー航空機方位情報を使用して、ホース端部２１の位置を求める（Ｓ１０７）。ブーム設置データは、例えば、図４に示すブーム設置基準位置２２とタンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６の設置位置との相対的位置関係を示す。ブームはブーム設置基準位置２２を支点として方位を定める。また、給油ホース３は、ブーム４の方位方向に延長される。そこで、ホース端部位置補正部１５２は、タンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６による測位結果である第２位置から、ブーム設置データとタンカー航空機方位情報とを用いてブーム設置基準位置２２を算出する。さらに、ホース端部位置補正部１５２は、ブーム設置基準位置２２に対して、現在のブーム方位と現在の給油ホースの繰り出し量とから、ホース端部２１の位置を算出する。
（８）算出部１５１は、受け口位置補正部９が算出した「受け口５の位置」と、ホース端部位置補正部１５２が算出した「ホース端部２１の位置」とに対して、位置補正データ受信部１０から入力した位置補正データを使用して補正を行い位置精度を向上させる。算出部１５１は、補正後の「受け口５の位置」と「ホース端部２１の位置」とを三次元座標として算出し、算出した「受け口５の位置」と「ホース端部２１の位置」との三次元座標の差分を求める。そして、算出部１５１は、求めた「差分」に基づいて、ホース端部２１を受け口５に接続するために必要な、ブームの方位と給油ホースの繰り出し量とを算出する（Ｓ１０８）。ここで「給油ホースの繰り出し量」とは、ブーム４が受け口５の方向を向いている場合であれば、図４におけるホース端部２１と受け口５との距離に等しい。
（９）ブーム方位表示部１６は、算出部１５１が算出したブーム方位を表示し、ホース長さ表示部１７は、算出部１５１が算出した繰り出し量を表示する（Ｓ１０９）。タンカー航空機１のオペレータは、ブーム方位表示部１６に表示されたブーム方位と、ホース長さ表示部１７に表示された繰り出し量とを確認し、ブーム方位操作部１１によりブーム４を表示の方位に向けるとともに、ホース長さ操作部１３により給油ホースを表示の繰り出し量だけ繰り出す。
【００２６】
なお、以上では、算出部１５１の算出したブーム方位、給油ホース３の繰り出し量をもとに手動でブーム方位操作部１１、ホース長さ操作部１３を操作したが自動制御してもよい。図８を用いて、自動制御の例を説明する。
【００２７】
図８は、実施の形態１における空中給油支援システム２０００のタンカー航空機装備システム２００１の構成を示す図である。図５のタンカー航空機装備システム１００１に対して、タンカー航空機装備システム２００１はタンカー航空機飛行制御部７０（制御装置の一例）を備えた点が異なる。
【００２８】
タンカー航空機飛行制御部７０は、支援装置２００のエリア誘導部１５３から操縦情報表示部２０を介して操縦情報を入力する。そして、入力した操縦情報に基づいて、タンカー航空機１の飛行の自動制御を行う。この自動制御により、タンカー航空機１は、エリアデータの示すエリアに自動制御による飛行で誘導される。
【００２９】
また、タンカー航空機飛行制御部７０は、算出部１５１の算出したブーム方位と給油ホース３の繰り出し量とを入力する。そして、入力したブーム方位と給油ホース３の繰り出し量とに基づき、ブーム方位操作部１１及びホース長さ操作部１３を自動制御する。
【００３０】
以上のように、準天頂衛星を含む人工衛星５０１等を経由して得られる測位情報に基づく高精度位置情報を航空機の操縦に利用することで、給油ホース３と受け口５との接続に要する時間を短縮することができる。また、給油ローテーションを促進するとともに、給油ホース３と受け口５との接続後も相対的な位置情報が得られる。このため給油作業終了まで航空機の移動方向、速度など航空機を安全に誘導する情報が提供できる。
【００３１】
実施の形態１における空中給油支援システム１０００は、被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７（第１位置検出装置）、タンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６（第２位置検出装置）、及び支援装置１００を備えたので、受け口５とホース端部２１の接続を迅速に行うことができる。
【００３２】
実施の形態１における支援装置１００は、第１位置を受信する第１受信部、第２位置を受信する第２受信部、及びブーム方位とホース繰り出し量を算出する算出部（制御情報生成部）を備えたので、空中給油の時間を短縮することができる。
【００３３】
実施の形態１における空中給油支援システム２０００は、算出部１５１の算出したブームの方位とホースの繰り出し量にもとづいて、ブームの方位とホースの繰り出し量を制御するタンカー航空機飛行制御部７０（制御部）を備えたので、ブームの方位とホースの繰り出し量とを迅速、正確に制御することができる。また、操作者の負担を解消することができる。
【００３４】
実施の形態１における支援装置１００は、受け口位置補正部９、ホース端部位置補正部１５２を備えたので、ホース端部２１と受け口５との接続を迅速、正確に行うことができる。
【００３５】
実施の形態１における支援装置１００は、算出部１５１が位置補正データを使用して位置を補正するので、ホース端部２１と受け口５との位置精度が向上し、ホース端部２１と受け口５との接続をより迅速に行うことができる。
【００３６】
実施の形態１における支援装置１００は、エリア誘導部１５３を備えたので、空中給油を行うべきエリアへタンカー航空機１を安全、迅速に誘導することができる。
【００３７】
実施の形態２．
図９、図１０を用いて実施の形態２を説明する。実施の形態１では、被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７から第１位置をタンカー航空機１に送信し、タンカー航空機１の側で「受け口５の位置」を算出していた。これに対して実施の形態２は、被給油航空機２の位置送信装置８０が「受け口５の位置」を算出して、タンカー航空機１に向けて送信する実施形態である。なお、システム構成は図４に示す実施の形態１と同様である。
【００３８】
図９は、実施の形態２における空中給油支援システム３０００のタンカー航空機装備システム３００１と位置送信装置８０（第１位置検出装置の一例）の構成図である。位置送信装置８０は、被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７ａ（被給油側検出部の一例）、被給油側受け口データベース８ａ、被給油側受け口位置補正部９ａを備える。実施の形態１における図５のタンカー航空機装備システム１００１に対して、タンカー航空機装備システム３００１の支援装置３００には、受け口データベース８、受け口位置補正部９がない。そして、なくなった受け口データベース８、受け口位置補正部９は、被給油航空機２に、被給油側受け口データベース８ａ、及び被給油側受け口位置補正部９ａとして装備されている。被給油側受け口データベース８ａは前述の受け口データベース８と同様であり、被給油側受け口位置補正部９ａは前述の受け口位置補正部９と同様の機能である。なお、通常、タンカー航空機１に備えられる受け口データベース８は、空中給油される複数の被給油航空機のそれぞれの受け口位置のデータを格納する。これに対して、被給油側受け口データベース８ａは、自己が装備される被給油航空機の受け口位置のデータのみを格納すれば足りる。
【００３９】
図１０を用いて、動作を説明する。図１０は実施の形態２における空中給油の動作を説明するフローチャートである。
（１）位置補正データ受信部１０は、位置補正データを受信しており、受信した位置補正データをホース位置・受け口三次元座標差取得部１５に出力する（Ｓ３０１）。
（２）タンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６は、人工衛星５０１等の送信する測位情報を受信して、タンカー航空機１への自己の設置位置を示す第２位置を検出する（Ｓ３０２）。
（３）被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７は、人工衛星５０１等の送信する測位情報を受信して、被給油航空機２への自己の設置位置を示す第１位置を検出する（Ｓ３０３）。
（４）被給油側受け口位置補正部９ａは、被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７が検出した第１位置と、被給油側受け口データベース８ａの格納する「受け口設置データ」、及び被給油航空機方位情報とを用いて、「受け口５の位置」を算出する（Ｓ３０４）。算出の過程は実施の形態１と同様である。
（５）被給油側受け口位置補正部９ａは、算出した「受け口５の位置」をタンカー航空機１に送信する（Ｓ３０５）。
（６）一方、タンカー航空機装備システム３００１におけるホース位置・受け口三次元座標差取得部１５は、ブーム方位検出部１２から、現在のブーム方位を入力する。また、ホース長さ検出部１４から、現在の給油ホースの繰り出し量を入力する（Ｓ３０６）。
（７）さらに、ホース位置・受け口三次元座標差取得部１５は、ブームデータベース１９が格納するブーム設置データを入力し、タンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６が検出した第２位置を入力し、タンカー航空機１の飛行する方位を示すタンカー航空機方位情報を計測機器（図示していない）から入力する（Ｓ３０７）。
（８）ホース位置・受け口三次元座標差取得部１５のホース端部位置補正部１５２は、
入力した現在のブーム方位、現在の給油ホースの繰り出し量、ブーム設置データ、第２位置、タンカー航空機方位情報を使用して、ホース端部２１の位置を求める（Ｓ３０８）。算出の過程は実施の形態１の場合と同様である。
（９）算出部１５１は、受信した「受け口５の位置」と、ホース端部位置補正部１５２が算出した「ホース端部２１の位置」とに対して、位置補正データ受信部１０から入力した位置補正データを使用して補正を行い位置精度を向上させる。算出部１５１は、補正後の「受け口５の位置」と「ホース端部２１の位置」とを三次元座標として算出し、算出した「受け口５の位置」と「ホース端部２１の位置」との三次元座標の差分を求める。そして、算出部１５１は、求めた「差分」に基づいて、ホース端部２１を受け口５に接続するために必要な、ブームの方位と給油ホースの繰り出し量とを算出する（Ｓ３０９）。
（１０）ブーム方位表示部１６は、算出部１５１が算出したブーム方位を表示し、ホース長さ表示部１７は、算出部１５１が算出した繰り出し量を表示する（Ｓ３１０）。以上により、タンカー航空機１のオペレータは、ブーム方位表示部１６に表示されたブーム方位と、ホース長さ表示部１７に表示された繰り出し量とを確認し、ブーム方位操作部１１によりブーム４を表示の方位に向けるとともに、ホース長さ操作部１３により給油ホースを表示の繰り出し量だけ繰り出すことができる。
【００４０】
なお、タンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６、および被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７の位置は、特に規定するものではない。それぞれタンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６の設置位置と給油ブームの支点との相対位置関係、被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７の設置位置と給油受け口との相対位置関係がわかっていればよい。これらの位置関係の情報を、あらかじめデータベースに記憶させておくことで、タンカー航空機１のブーム４および給油ホース３の位置と被給油航空機２の受け口５との位置の差を三次元座標として求めることができる。そして、これを用いて向けるべきブーム４の方位、及び繰り出すべき給油ホース３の繰り出し量を算出し、タンカー航空機１の誘導情報として利用できる。
【００４１】
実施の形態２における空中給油支援システム３０００は、位置送信装置８０（第１位置検出装置の一例）が被給油航空機２の受け口５の位置をタンカー航空機１に向けて送信するので、支援装置３００は受け口位置の算出の負荷がなくなる。
【００４２】
実施の形態２にける支援装置３００は、ホース端部位置補正部１５２を備えたので、ホース端部２１と受け口５との接続を迅速に行うことができる。
【００４３】
実施の形態２における位置送信装置８０（第１位置検出装置の一例）は、受け口位置を送信するので、空中給油におけるホース端部２１と受け口５との接続を迅速に行うことができる。
【００４４】
以上、実施の形態１、実施の形態２において述べた空中給油支援システム１０００〜３０００は、自動または誘導を効率良く行うための情報を提供するものであるが、手動誘導に代わるシステムを提供するものではない。また、カメラによる自動誘導を否定するものでもない。すなわち、被給油航空機２は、自動誘導システムを設けたタンカー航空機１とも、自動誘導手段を備えていないタンカー航空機とも、いずれを問わず同様に接続することができる。
【００４５】
なお、以上の実施の形態１では、被給油航空機２側は被給油航空機ＧＰＳデータ受信部７の設置位置を検出し、タンカー航空機１側はタンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６の設置位置を検出した。そして、支援装置１００が、それぞれの検出位置に基づいてブームの方位、給油ホースの繰り出し量を算出した。また、実施の形態２では、被給油航空機２側は受け口５の設置位置を検出し、タンカー航空機１ではタンカー航空機ＧＰＳデータ受信部６の設置位置を検出した。そして、支援装置１００が、それぞれの検出位置に基づいてブームの方位、給油ホースの繰り出し量を算出した。しかし、これらに限るものではなく、タンカー航空機１、被給油航空機２のどのような位置についての検出位置（測位位置）を用いても構わない。タンカー航空機１における所定の位置を検出し、また、被給油航空機２における所定の位置を検出し、それぞれ検出した検出位置を支援装置１００が入力し、入力した検出位置に基づいて供給経路部３０を制御するための制御情報を得ることができればよい。「検出した検出位置」とは、測位情報を用いて得た位置の他、例えば前述の受け口位置のように、測位して得た位置に「受け口設置データ」を付加して得た位置も含むものとする。上記の実施の形態１、実施の形態２では、タンカー航空機１側にタンカー航空機装備システム１００１、２００１、３００１を提示する形態としたが、タンカー航空機１側への装備に限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施の形態１における準天頂衛星の軌道を示す図である。
【図２】実施の形態１における地上を固定して考えたの準天頂衛星の軌道を示す図である。
【図３】実施の形態１における準天頂衛星が高仰角であることを静止衛星との比較において示す図である。
【図４】実施の形態１における空中給油支援システム１０００の構成示す図である。
【図５】実施の形態１におけるタンカー航空機装備システム１００１の構成を示す図である。
【図６】実施の形態１における空中給油の動作の概要を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態１における空中給油の動作を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態１におけるタンカー航空機装備システム２００１の構成を示す図である。
【図９】実施の形態２におけるタンカー航空機装備システム３００１の構成を示す図である。
【図１０】実施の形態２における動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１  タンカー航空機、２  被給油航空機、３  給油ホース、４  ブーム、５  受け口、６  タンカー航空機ＧＰＳデータ受信部、７，７ａ  被給油航空機ＧＰＳデータ受信部、８  受け口データベース、８ａ  被給油側受け口データベース、９  受け口位置補正部、９ａ  被給油側受け口位置補正部、１０  位置補正データ受信部、１１  ブーム方位操作部、１２  ブーム方位検出部、１３  ホース長さ操作部、１４  ホース長さ検出部、１５  ホース位置・受け口三次元座標差取得部、１６  ブーム方位表示部、１７  ホース長さ表示部、１８  第１受信部、１９  ブームデータベース、２０  操縦情報表示部、２１  ホース端部、２２  ブーム設置基準位置、２３  供給経路部長さ、２４  第２受信部、３０  供給経路部、５０  エリアデータベース、６０  会合点、６１  ＡＮＴ、７０  制御部、７１，７１ａ  ＡＮＴ、８０  位置送信装置、１００，２００，３００  支援装置、１０１  ＡＮＴ、１５１  算出部、１５２  ホース端部位置補正部、１５３  エリア誘導部、１８１  ＡＮＴ、３１０，３２０，３３０  準天頂衛星、５０１，５０２，５０３，５０４  人工衛星、１０００，２０００，３０００  空中給油支援システム、１００１，２００１，３００１  タンカー航空機装備システム。
【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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