(57)【要約】【課題】航空機の監視とともに、空港付近を飛行する航空機の危険を防止する。【解決手段】危険進路を飛行する航空機の有無を判定する判定部（１３４i）と、判定部によって危険進路を飛行する航空機が存在すると判定されたとき、航空機に搭載される航空機衝突防止装置に衝突の回避を促がす回避指示信号を送信するタイミングを設定する設定部（１３５）と、設定部で設定された回避指示信号の送信タイミングで、回避指示信号の送信用として規定される質問信号の受信周波数を送信機に出力する周波数切替部（１３７）と、送信タイミングで、周波数切替部から出力された質問信号の受信周波数の回避指示信号を送信させるように送信機を制御する送信制御部（１３１）とを備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機に搭載されるトランスポンダに所定の送信周波数の質問信号を送信する送信機と、当該質問信号に応じて前記トランスポンダから所定の受信周波数の応答信号を受信する受信機を有し、航空機の飛行状況を取得する二次監視レーダであって、
危険進路を飛行する航空機の有無を判定する判定部と、
前記判定部によって危険進路を飛行する航空機が存在すると判定されたとき、前記航空機に搭載される航空機衝突防止装置に衝突の回避を促がす回避指示信号を送信するタイミングを設定する設定部と、
前記設定部で設定された回避指示信号の送信タイミングで、回避指示信号の送信用として規定される質問信号の受信周波数を前記送信機に出力する周波数切替部と、
前記送信タイミングで、前記周波数切替部から出力された質問信号の受信周波数の回避指示信号を送信させるように前記送信機を制御する送信制御部と、
を備えることを特徴とする二次監視レーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＣＡＳ機能を有するトランスポンダを搭載する航空機を監視する二次監視レーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
二次監視レーダ（ＳＳＲ：Secondary Surveillance Rader）は、航空機に搭載されているトランスポンダに対して質問を送信し、その質問に対する様々な情報を応答として受信して航空管制で利用する情報を取得する装置である。トランスポンダには、ＡＴＣＲＢＳトランスポンダとモードＳトランスポンダの２種類がある。モードＳ二次監視レーダは、このＡＴＣＲＢＳトランスポンダとモードＳトランスポンダの２種類のトランスポンダを捕捉するため、オールコール期間に一括質問応答でＡＴＣＲＢＳトランスポンダを搭載する航空機を捕捉し、モードＳトランスポンダを搭載する航空機については、オールコール期間に一括質問応答で捕捉し、その後、ロールコール期間に個別質問応答で捕捉を継続する。
【０００３】
例えば、図５に示すように、モードＳ二次監視レーダ１ａは、送信機１２２が各期間に対応する質問を送受切替器１２１およびアンテナ１１を介して送信し、受信機１２３がアンテナ１１および送受切替器１２１を介してトランスポンダ２からの応答を受信する。モードＳ二次監視レーダ１ａでは、送信制御部１３１によって送信機１２２による信号の送信を制御し、受信機１２３が受信した信号をモードＳ応答処理部１３２またはＡＴＣＲＢＳ応答処理部１３３で処理し、監視処理部１３４ａによってターゲットレポートを生成する。具体的には、モードＳトランスポンダとの質問応答に関する処理はモードＳ応答処理部１３２によって実行され、ＡＴＣＲＢＳトランスポンダとの質問応答に関する処理はＡＴＣＲＢＳ応答処理部１３３によって実行されるが、モードＳ信号とＡＴＣＲＢＳ信号の送受信については、チャネル管理部１３５と周波数発生器１３６によってタイミングや送受信される信号の周波数が管理されている。
【０００４】
また、航空機の中には、地上に設置される二次監視レーダ１ａと信号を送受信する機能の他、航空機同士で衝突を防止する為の信号を送受信する航空機衝突防止装置（ＡＣＡＳ：Airborne Collision Avoidance System）を有するものもある。図６に示すように、航空機衝突防止装置を有する航空機のトランスポンダ２ａ，２ｂには、二次監視レーダ１ａと間で二次監視レーダ用の信号（モードＳ質問信号、モードＳ応答信号等）を送受信するアンテナ２１及びＳＳＲ送受信部２２とＳＳＲ送受信部２２が送受信する信号を処理するＳＳＲ処理部２３に加え、航空機衝突防止装置用の信号（ＡＣＡＳ信号）を送受信するアンテナ２４及びＡＣＡＳ送受信部２５とＡＣＡＳ送受信部２５が送受信する信号を処理するＡＣＡＳ処理部２６を有している。この航空機衝突防止装置用の信号は、航空機同士で送受信される信号であるため、地上の二次監視レーダ１ａとは無関係に送受信されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Michael C. Stevens “Secondary Surveillance Radar” 1998, ISBN 0-89006-292-7
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、航空機の監視は二次監視レーダで得られる情報を利用して行なわれるが、空港付近で行なわれる滑走路の使用許可や進路指示等は、安全のため、航空機の操縦者と地上の管制官が無線により直接一対一のコミュニケーションで伝達される。しかしながら操縦者と管制官の情報の伝達は無線通信を利用して口頭で行なわれる為、内容の誤認識や誤指示が生じると、滑走路進入の誤りが発生することもあり得る。
【０００７】
したがって本発明は、航空機の監視とともに、空港付近を飛行する航空機の危険防止が可能な二次監視レーダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る二次監視レーダは、航空機に搭載されるトランスポンダに所定の送信周波数の質問信号を送信する送信機と、当該質問信号に応じてトランスポンダから所定の受信周波数の応答信号を受信する受信機を有し、航空機の飛行状況を取得する二次監視レーダであって、危険進路を飛行する航空機の有無を判定する判定部と、判定部によって危険進路を飛行する航空機が存在すると判定されたとき、航空機に搭載される航空機衝突防止装置に衝突の回避を促がす回避指示信号を送信するタイミングを設定する設定部と、設定部で設定された回避指示信号の送信タイミングで、回避指示信号の送信用として規定される質問信号の受信周波数を送信機に出力する周波数切替部と、送信タイミングで、周波数切替部から出力された質問信号の受信周波数の回避指示信号を送信させるように送信機を制御する送信制御部とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、航空機の監視とともに、空港付近を飛行する航空機の危険を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る二次監視レーダを説明する概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る二次監視レーダの構成を示すブロック図である。
【図３】図２の二次監視レーダにおける処理を説明するフローチャートである。
【図４】図２の二次監視レーダによる航空機の飛行について説明する図である。
【図５】従来の二次監視レーダの構成を示すブロック図である。
【図６】従来の二次監視レーダと航空機衝突防止装置を有する航空機を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に示すように、本発明に係る二次監視レーダ１は、図５及び図６を用いて上述した二次監視レーダ１ａと同様に航空機との間で監視のための信号の送受信が行われるが、これに加え、航空機に搭載される航空機衝突防止装置で利用されるＡＣＡＳ信号である回避指示（ＲＡ）の信号を送信することができる。この二次監視レーダ１は、オールコール期間には、一括質問応答によって航空機を捕捉し、ロールコール期間になると、個別質問応答によって航空機を捕捉する他、危険進路を飛行しているため進路を変更する必要がある航空機を検知すると、該当する航空機に衝突防止を喚起する回避指示の信号（回避指示信号）を送信し、航空機の飛行進路を変更させて飛行や着陸の安全を図る。
【００１２】
図１に示す二次監視レーダ１は、オールコール期間には一括質問応答によって主にＡＴＣＲＢＳトランスポンダを備える航空機の捕捉と、モードＳトランスポンダを備える航空機の初期捕捉を実行し、ロールコール期間には個別質問応答によってモードＳトランスポンダを備える航空機の捕捉を実行するモードＳ二次監視レーダ（ＳＳＲモードＳ）である。この二次監視レーダ１は、航空機衝突防止装置で利用される信号の送受信を可能とするため、図２に示すように、アンテナ１１と、信号の送受信を行う送信部１２と、送受信する信号を処理する処理部１３を有している。送信部１２は、送信及び受信を切り替える送受切替器１２１と、送受切替器１２１およびアンテナ１１を介して信号を送信する送信機１２２と、アンテナ１１および送受切替器１２１を介して信号を受信する受信機１２３とを備えている。また処理部１３は、送信機１２２による信号の送信を制御する送信制御部１３１と、受信機１２３が受信したモードＳ信号を処理するモードＳ応答処理部１３２と、受信機１２３が受信したモードＡ／Ｃ信号を処理するＡＴＣＲＢＳ応答処理部１３３と、ターゲットレポートを生成する監視処理部１３４と、信号の送信又は受信に利用する周波数を発生する周波数発生器１３６に加え、回避指示信号を送信するタイミングで、送信機１２１が送信する信号の周波数を回避指示信号で規定される周波数に切り替える周波数切替部１３７を備えている。
【００１３】
具体的には、監視処理部１３４は、判定手段１３４iと操作手段１３４iiを有している。判定手段１３４iは、危険進路を飛行する航空機を検知した信号を入力の有無により、危険進路を飛行する航空機の有無を判定しており、危険進路を飛行する航空機を検知した信号を入力すると、回避指示信号の送信が必要であるため、ＡＣＡＳモードに設定する。また、操作手段１３４iiは、ＡＣＡＳモードに設定されると、回避指示信号の送信を操作する信号を送信制御部１３１、チャネル管理部１３５、周波数切替部１３７に出力する。監視処理部１３４が入力する検知信号は、入力装置（図示せず）を介して管制官等から入力されてもよいし、二次監視レーダ１の内部又は外部の検知機能から入力してもよい。ここで、ＡＣＡＳモードとは、二次監視レーダ１が通常のモードＳ信号やモードＡ／Ｃ信号を送信する質問応答を一時的に停止して、危険進路を飛行する航空機の進路の変更のために回避指示信号を送信するモードである。
【００１４】
チャネル管理部１３５は、監視処理部１３４から操作信号を入力すると、回避指示信号の送信タイミングを設定（スケジュール）し、送信制御部１３１に設定した送信タイミングを出力する。送信制御部１３１は、監視処理部１３４から操作信号を入力すると、回避指示信号を生成し、チャネル管理部１３５で設定されたタイミングで送信機１２２に回避指示信号を送信させる。
【００１５】
また、監視処理部１３４から操作信号を入力すると、周波数切替部１３７は、周波数発生器１３６で発生されたＡＣＡＳ用（回避指示信号用）に規定される周波数で信号を送信するように送信機１２２に出力する。図１に示すような航空機衝突防止装置に対応するトランスポンダ２ａ，２ｂでは、ＡＣＡＳ用の送信周波数及び受信周波数が、モードＳ信号又はＡＴＣＲＢＳ用の送信周波数及び受信周波数と逆の関係になっている。すなわち、ＡＣＡＳ送受信部２５が送信するＡＣＡＳ信号の周波数はＳＳＲ送受信部２２が受信するモードＳ信号（又はＡＴＣＲＢＳ信号）の周波数であって、ＡＣＡＳ送受信部２５が受信するＡＣＡＳ信号の周波数はＳＳＲ送受信部２２が送信するモードＳ信号（又はＡＴＣＲＢＳ信号）の周波数である。したがって、周波数替部１３７は、ＡＣＡＳモードに設定されている場合、送信周波数と受信周波数を逆にすればよい。
【００１６】
なお、送信機１２２が回避指示信号を送信後は、新たに危険進路を検知した信号を入力するまでは回避指示信号を送信する必要はないため、ＡＣＡＳモードを終了し、通常のロールコールの処理を実行する。
【００１７】
図３に示すフローチャートを用いて、本発明に係る二次監視レーダ１のロールコール期間における処理を説明する。二次監視レーダ１では、ロールコール期間には、送信制御部１３１の制御によって送信機１２２が質問信号を送信する（Ｓ１）。受信機１２３が信号を受信すると（Ｓ２）、受信した信号はモードＳ応答処理部１３２を介して監視処理部１３４において、受信信号のＡＰフィールドとモードＳアドレスを比較する（Ｓ３）。受信信号のＡＰフィールドとモードＳアドレスが一致した場合（Ｓ３でＹＥＳ）、監視処理部１３４は、ステップ２で受信した信号がステップＳ１で送信した質問信号に対する応答信号であると決定し、応答信号を受信した場合の処理を実行する（Ｓ４）。すなわち、受信信号に含まれる情報をターゲットレポートとして出力する。一方、受信信号のＡＰフィールドがモードＳアドレスと一致しない場合（Ｓ３でＮＯ）、監視処理部１３４は、ステップＳ２で受信した信号は、他の装置に送信された信号であると判定し、破棄する（Ｓ５）。
【００１８】
また、二次監視レーダ１では、このような過程で危険進路を飛行する航空機が存在しないとき、すなわち、危険進路を飛行する航空機を検知した信号を入力しないときには（Ｓ６でＮＯ）、ステップＳ１〜Ｓ５で上述したようなロールコールの処理が継続される（Ｓ７）。一方、監視処理部１３４は、危険進路を飛行する航空機を検知した信号を入力したとき（Ｓ６でＹＥＳ）、この航空機に回避指示信号を送信するため、ＡＣＡＳモードに設定し、送信制御部１３１、チャネル管理部１３５及び周波数切替部１３７に回避指示信号の送信を操作する信号を出力する（Ｓ８）。その後、チャネル管理部１３５は、回避指示信号を送信するスケジュールを生成する（Ｓ９）。また、送信制御部１３１は、危険進路を飛行する航空機に送信する回避指示の信号を生成する。周波数切替部１３７は、チャネル管理部１３５で設定された回避指示の信号の送信タイミングで、送信機１２２に出力する信号周波数をＡＣＡＳ用の送信周波数に切り替える（Ｓ１０）。続いて、送信機１２２は、送信制御部１３１の制御によって、チャネル管理部１３５で設定された回避指示信号の送信タイミングで回避指示信号を送信する（Ｓ１１）。
【００１９】
例えば、図４に示すように、ある航空機４ａが、着陸が禁止されている滑走路に着陸しようとしているときには、二次監視レーダ１は、この航空機４ａが危険進路を飛行する航空機であると検知された信号を入力し、ＡＣＡＳ信号である回避指示信号を送信し、衝突の回避を促がす。航空機４ａでは、二次監視レーダ１から送信された回避指示信号を受信すると、この信号によって危険な飛行状態であると把握することができるため、危険を回避することができる。一方、着陸が禁止されていない滑走路に着陸しようとしている航空機４ｂには、回避指示信号は送信されないため、この航空機４ｂは進路を変更することなく着陸することができる。ここで、二次監視レーダ１によって回避指示信号の送信対象となる航空機は、実際に着陸が禁止されている滑走路に着陸しようとしている航空機の他、着陸予定の滑走路に前に着陸する航空機との間隔が所定の間隔より短い航空機等が挙げられる。
【００２０】
上述したように、本発明に係る二次監視レーダ１は、航空機衝突防止装置用の信号を送信することができるため、危険進路を飛行する航空機が存在する場合、航空機に衝突防止装置に対して信号を送信し、危険を喚起することができる。このように二次監視レーダ１がＡＣＡＳ信号である回避指示の信号を利用することで、航空機の操縦士は、衝突防止装置によって、衝突の恐れが喚起された場合と同様に危険である状況を把握し、適切な操縦が可能となる。例えば、空港等のように航空機が多く飛行し、滑走路へ着陸する航空機の数が多い場合の航空機同士の衝突を防止にも有用である。
【符号の説明】
【００２１】
１…二次監視レーダ
１１…アンテナ
１２…送信部
１２１…送受切替器
１２２…送信機
１２３…受信機
１３…処理部
１３１…送信制御部
１３２…応答処理部
１３３…ＡＴＣＲＢＳ応答処理部
１３４…監視処理部
１３４i…判定手段（判定部）
１３４ii…出力手段
１３５…チャネル管理部（設定部）
１３６…周波数発生器
１３７…周波数切替部
２（２ａ，２ｂ）…トランスポンダ
２１…アンテナ
２２…ＳＳＲ送受信部
２３…ＳＳＲ処理部
２４…アンテナ
２５…ＡＣＡＳ送受信部
２６…ＡＣＡＳ処理部
【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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