(57)【要約】【課題】  搭載スペースの限られた移動体間において、高精度かつ信頼性の高い移動体情報共有システムを提供する。【解決手段】  複数の移動体と、これら複数の移動体と共に移動して無線ネットワークを構成する大型移動体と、前記複数の移動体及び前記大型移動体が移動する空域を監視してその監視結果をＰＰ通信ネットワークにより前記大型移動体に送信する管制レーダ装置とを備えた情報共有システムにおいて、前記大型移動体は、前記複数の移動体及び前記管制レーダ装置により取得されたレーダ情報及び自己が取得したレーダ情報を相関処理して前記空域内を移動する移動体の位置情報を算出し、前記複数の移動体は、前記大型移動体により算出された前記空域内を移動する移動体の位置情報を前記無線ネットワークを介して取得し、その取得した移動体の位置情報を自己の表示手段にシンボル表示する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の移動体と、これら複数の移動体と共に移動して無線ネットワークを構成する大型移動体と、前記複数の移動体及び前記大型移動体が移動する空域を監視してその監視結果をＰＰ通信ネットワークにより前記大型移動体に送信する管制レーダ装置とを備えた情報共有システムにおいて、前記大型移動体は、前記複数の移動体及び前記管制レーダ装置により取得されたレーダ情報及び自己が取得したレーダ情報を相関処理して前記空域内を移動する移動体の位置情報を算出し、前記複数の移動体は、前記大型移動体により算出された前記空域内を移動する移動体の位置情報を前記無線ネットワークを介して取得し、その取得した移動体の位置情報を自己の表示手段にシンボル表示する移動体情報共有システム。
【請求項２】
前記無線ネットワークは、時分割通信の無線ネットワークである請求項１に記載の移動体情報共有システム。
【請求項３】
前記複数の移動体は、前記大型移動体において算出された各移動体の位置情報を自己の機体情報に基づいて補正する請求項１に記載の移動体情報共有システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の移動体により構成されるネットワークシステムにおいて、各移動体がいわゆるＳＡ（Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ  Ａｗａｒｅｎｅｓｓ）情報を効率良く共有するための移動体情報共有システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーダ情報を基に複数のプラットフォームの位置情報等を収集し、これらの情報を各プットフォームで共有する移動体の情報共有システムでは、プラットフォーム数の増加に伴ってこれらプラットフォームの情報を取得するための相関処理の演算量が指数関数的に増加する。このように相関処理の演算量が増加すると計算機の高負荷演算を招き、発熱量の増大ひいては大規模な計算機資源が必要となる。一方、航空機等の移動体のプラットフォームでは、これら計算機器の搭載スペースが大幅に制限されるため、高精度の相関処理を行なう装置（無線機含む）を搭載することは事実上困難である。従って、航空機等のプラットフォームでは、相関処理のアルゴリズムの単純化によって、各プラットフォームの検出精度を犠牲にしている実状がある。
【０００３】
例えば、このような多目標の目標相関に対応するため異なる手法の相関処理部を用意しておき、これらの相関処理部をシステムあるいはプラットフォームの数に応じて切替えて使用するもの等が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４９３２８（第３頁、図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の移動体情報共有システムは以上のように構成されているので、計算機の処理負担を軽減することが可能であるものの、航空機等のプラットフォームは許容された電機器の搭載スペースが限りなく小さく、他のプラットフォームと情報共有のためのネットワークを実現するための無線機等をも搭載することを考えると装置が大型化し、プラットフォームへの適用が困難であるという問題点があった。
【０００６】
また、単純に各プラットフォームに搭載される計算機の演算量を少なくした場合は、これら各プラットフォームで得られる位置情報等の信頼性が低下し、このような信頼性の低い情報を各プラットフォームにおいて共有することになる。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、航空機のような搭載スペースの限られたプラットフォームにおける処理負担を軽減し、かつ、各プラットフォームにおいて高精度で信頼性の高い位置情報等を共有することができる新規な移動体情報共有システム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】
この発明に係る移動情報共有システムは、複数の移動体と、これら複数の移動体と共に移動して無線ネットワークを構成する大型移動体と、前記複数の移動体及び前記大型移動体が移動する空域を監視してその監視結果をＰＰ通信ネットワークにより前記大型移動体に送信する管制レーダ装置とを備えた情報共有システムにおいて、前記大型移動体は、前記複数の移動体及び前記管制レーダ装置により取得されたレーダ情報及び自己が取得したレーダ情報を相関処理して前記空域内を移動する移動体の位置情報を算出し、前記複数の移動体は、前記大型移動体により算出された前記空域内を移動する移動体の位置情報を前記無線ネットワークを介して取得し、その取得した移動体の位置情報を自己の表示手段にシンボル表示するものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、航空機のような搭載スペースの限られたプラットフォームにおける処理負担を軽減し、かつ、各プラットフォームにおいて高精度で信頼性の高い位置情報等を共有することができ、優れたＳＡ情報の共有システムを構築することができる。
【００１０】
また、前記無線ネットワークを時分割通信の無線ネットワークにより構成したので、移動体の当該無線ネットワークへの加入・離脱を容易に可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について図１〜７を用いて説明する。図１は実施の形態１による移動体情報共有システムを模式的に示すシステム概要図、図２は図１に示す移動体情報共有システムを構成する各移動体のレーダ覆域を示すレーダ覆域説明図である。図１において、１−１，１−２は搭載スペースが制限された航空機（以下、移動体という）、２は移動体１−１，１−２の周辺を移動体１−１，１−２の移動に伴って移動する大型の航空機（以下、大型移動体という）、３は地上４に設置された移動体１−１，１−２及び大型移動体２が移動する空域を監視する警戒管制レーダ（以下、地上レーダ装置という）である。
【００１２】
移動体１−１，１−２と大型移動体２とは無指向性アンテナを介した無線の通信ネットワーク（以下、無線ネットワーク）５を構成しており、この無線ネットワーク５を介してレーダ情報等のやりとり、すなわち各移動体間における情報共有が行われる。具体的には、時分割多重通信を行っており、各移動体１−１，１−２及び大型移動体２は自身が取得したレーダ情報や表示座標情報等を自己に割り当てられたスロットを用いて他の移動体に送信し、他の移動体から送信された受信する。また、大型移動体２と地上レーダ装置３とは指向性アンテナを用いたＰｏｉｎｔ−ｔｏ−Ｐｏｉｎｔによる無線通信（以下、ＰＰ通信という）を行うものとし、このＰＰ通信ネットワーク６を介して地上レーダ装置３により取得されたレーダ情報等が大型移動体２に対して送信される。このように、無線ネットワーク５を時分割通信の無線ネットワークにより構成することにより、移動体１−１，１−２の無線ネットワーク５からの離脱、さらに新規の移動体の無線ネットワーク５への加入を容易に可能とすることができる。
【００１３】
また、図２において、７−１，７−２は移動体１−１，１−２に搭載されたレーダ装置のレーダ覆域、８は大型移動体２に搭載されたレーダ装置のレーダ覆域、９は地上レーダ装置３のレーダ覆域、１０，１１はそれぞれレーダ覆域７−１，７−２内を移動している他の移動体である。図２に示すように、移動体１−１，１−２のレーダ覆域７−１，７−２及び大型移動体２のレーダ覆域８では監視範囲に制限があり、自己の背後等におけるプラットフォームの位置情報を把握することができない。これに対し、地上レーダ装置３のレーダ覆域９では移動体１−１，１−２及び大型移動体２が移動する空域及びその周辺空域をカバーすることが可能であり、地上レーダ装置３によって取得したレーダ情報をＰＰ通信ネットワーク６を介して大型移動体２に伝送することにより、無線ネットワーク５を構成する各移動体において地上レーダ装置３のレーダ覆域９の位置情報を把握することが可能である。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示しており、これらについての詳細な説明は省略する。
【００１４】
次に、図１に示す移動体１−１，１−２及び大型移動体２のプラットフォームにそれぞれ搭載される情報共有装置の具体的構成について図３及び図４を用いて説明する。図３は図１に示す移動体１，２のプラットフォームに搭載される情報共有装置の構成を示すブロック構成図である。図３において、１２は自己の機体情報であるＧＰＳ／ＩＮＳ情報、ステータス情報、ＦＣレーダ情報等をフレーム化し、変調処理し、さらに時分割多重化処理を施して出力する送受信装置、１３は送受信装置１２から所定のタイミングで出力された送信データ１４を無線ネットワーク５を構成する他の移動体、例えば大型移動体２に送信し、他の移動体から送信された送信データ１５を受信する無指向性アンテナ、１６は無指向性アンテナ１３により受信され、送受信装置１２において復調された他の移動体から送信された送信データ１５、例えば、大型移動体２からの表示座標情報が入力され、この表示座標情報に自機搭載のＧＰＳ／ＩＮＳ情報から求めた自機位置の絶対位置情報と各表示シンボルの絶対位置情報とを付加し、さらに自機ステータス（速度、進行方向等）から表示シンボルの回転等の補正処理を行う補正回路、１７は大型移動体２から送信され補正回路１１により補正された表示座標情報に基づいて各プラットフォームを位置情報をシンボル表示する表示器である。
【００１５】
また、図４は大型移動体２のプラットフォームに搭載される情報共有装置の構成を示すブロック構成図であり、図４において、１８は無指向性空中線１９により受信した移動体１−１，１−２から送信されたレーダ情報に復調処理等を施して出力する一方、後述する相関処理の結果に基づいて生成した各プラットフォームについての表示座標情報を無指向性空中線１９に出力する送受信装置、２０は指向性空中線２１により受信した地上レーダ装置３からＰＰ通信ネットワーク６を介して送信されたレーダ情報２２に復調処理等を施して出力する一方、後述する相関処理の結果に基づいて生成した各プラットフォームについての表示座標情報２３を指向性空中線２１に出力する送受信装置、２４は送受信装置１８及び送受信装置２０から出力されたレーダ情報がそれぞれ入力され、これらのレーダ情報に自己の機体情報を加え、これらの全ての情報に基づいて相関処理する相関処理部、２５は相関処理部２４の処理結果を記憶するメモリ等の記憶手段、２６は記憶手段２５から相関処理部２４の演算結果を所定のタイミングで読出し、その演算結果を各移動体１−１，１−２等に設けられた表示器１７において表示させる表示シンボルの表示座標情報に変換する表示シンボル生成部である。図４に示すように、実施の形態１による情報共有システムでは、処理負荷の高い相関処理部２４を大型移動体２に設けており、各移動体１−１，１−２には送受信機能と既存表示器（表示能力の向上を図る場合には表示器の改修も必要）を設ける構成としている。
【００１６】
次に、移動体１−１，１−２及び大型移動体２のそれぞれの動作について図５及び図６を用いて説明する。図５は図１に示す情報共有システムで使用されるタイムスロット構成及び移動体１−１，１−２及び大型移動体２のそれぞれの処理内容を示すシーケンス図であり、図５（ａ）はスロット構成について説明するためのシーケンス図、図５（ｂ）は大型移動体２の処理内容を示すタイムシーケンス図、図５（ｃ）は移動体１−１の処理内容を示すタイムシーケンス図、図５（ｄ）は移動体１−２の処理内容を示すタイムシーケンス図である。なお、図５（ａ）において、２７は大型移動体２の送信データに割り当てられたタイムスロット、２８は移動体１−１の送信データに割り当てられたタイムスロット、２９は移動体１−２の送信データに割り当てられたタイムスロットである。
【００１７】
図５（ｂ）に示すように、大型移動体２では地上レーダ装置３からＰＰ通信ネットワーク６を介して送信された送信データ３０を指向性空中線２１を介して時分割の無線ネットワーク５とは別に非同期で受信する一方、時分割の無線ネットワーク５を構成する移動体１−１及び移動体１−２から送信された送信データ３１，３２を無指向性空中線１９を介してそれぞれ受信する。指向性空中線２１により受信された送信データ４３は送受信装置２０において復調処理され、地上レーダ装置３から送信されたレーダ情報が相関処理部２４に出力される。また、無指向性空中線１９により受信された送信データ３１，３２は送受信装置１８においてそれぞれ復調処理され、各移動体１−１，１２から送信されたレーダ情報が相関処理部２４にそれぞれ出力される。その後、自己の機体情報が相関処理部２４に入力され、相関処理部２４においてこれらの情報を基づく相関処理を行い、各プラットフォームの位置情報等を算出する。この相関処理部２４の演算結果は所定のタイミングで送信するため記憶手段２５に一時的に記憶され、表示シンボル生成部２６に読み出される。表示シンボル生成部２６は記憶手段２５から読み出した各プラットフォームの位置情報等を表示器にシンボル表示するための表示座標情報に変換し、所定のタイミングで送受信装置１８に出力する。送受信装置１８は表示シンボル生成部２６から出力された表示座標情報をフレーム化し、変調処理し、さらに時分割多重化処理を施して無指向性空中線１９から所定のタイミングで各移動体１−１，１−２に送信する。
【００１８】
また、図５（ｃ）に示すように、移動体１−１では大型移動体２から送信された送信データ１５の中から自己に対する送信データ３３だけを無指向性アンテナ１３を介して受信し、自己の送受信装置１２において復調処理して表示座標情報を復元し、その復元した表示座標情報を補正回路１６により補正して表示器１７に出力する。表示機１７では補正回路１６により補正された表示座標情報に基づいて各プラットフォームの位置情報を表示画面にシンボル表示する。なお、移動体１−２も同様の動作を行うものであり、図５（ｄ）に示すように大型移動体２から送信された送信データのうち、自己に対する送信データ３４だけを受信し、自己の補正回路１６にて補正処理した後、各プラットフォームのシンボルを表示器１７の表示画面に表示する。
【００１９】
なお、図６は上述した移動体１−１，１−２等の送受信装置（機上）における処理内容を示す処理フローチャート図である。各移動体１−１，１−２等では、大型移動体２から送信された自機への表示座標情報を受信し（Ｓ０１）、内蔵する送受信装置１２によりデータを復調（Ｓ０２）した後、自機GPS/INSの情報から座標情報を付加し（Ｓ０３）、さらには自機ステータス（速度/進行方向等）の情報から表示するシンボルの方位切替を行ない（Ｓ０４）、表示器１７へシンボル表示する（Ｓ０５）。
【００２０】
また、図７は移動体１−１，１−２、大型移動体２、地上レーダ装置３において取り扱われる情報を示す説明図である。図７に示すように、大型移動体２では全ての情報を取扱い、これらの情報と自己の機体情報等に基づいて表示座標情報が生成される。このように、搭載スペースの限られたプラットフォームである移動体１−１，１−２において相関処理等の処理負担を軽減することでき、各移動体１−１，１−２において高精度で信頼性の高い位置情報等を共有することができる。
【００２１】
なお、図８は図１に示すような実施の形態１による情報共有システムにおいて提案する周波数割当（チャネルセパレーション）の一例を示す周波数割当図である。図８において、３５はＰＰ通信ネットワーク６において使用される周波数帯域、３６は無線ネットワーク５において使用される周波数帯域であり、大型移動体２及び地上レーダ装置２間のＰＰ通信ネットワーク６と上空の空域における時分割の無線ネットワーク５とでは使用周波数を離隔し、それぞれ独立して通信可能な構成としている。
【００２２】
以上のように、実施の形態１による移動体情報共有システムによれば、処理負荷の高い相関処理部２４を大型移動体２に設け、各移動体１−１，１−２では大型移動体２から送信された送信データ１５、すなわち表示座標情報に基づいて各プラットフォームの位置情報を表示器１７の表示画面にシンボル表示するようにしたので、航空機のような搭載スペースの限られたプラットフォームにおける処理負担を軽減し、かつ、各プラットフォームにおいて高精度で信頼性の高い位置情報等を共有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態１による移動体情報共有システムを示すシステム概念図である。
【図２】図１に示す移動体情報共有システムを構成する各移動体のレーダ覆域を示すレーダ覆域説明図である。
【図３】移動体１−１，１−２に搭載される情報共有装置の構成を示すブロック構成図である。
【図４】大型移動体２に搭載される情報共有装置の構成を示すブロック構成図である。
【図５】図１に示す情報共有システムで使用されるタイムスロット構成及び移動体１−１，１−２及び大型移動体２のそれぞれの処理内容を示すシーケンス図である。
【図６】移動体１−１，１−２等の送受信装置（機上）における処理内容を示す処理フローチャート図である。
【図７】図１に示す移動体１−１，１−２、大型移動体２、地上レーダ装置３において取り扱われる情報を示す説明図である。
【図８】図１に示すような実施の形態１による情報共有システムにおいて提案する周波数割当（チャネルセパレーション）の一例を示す周波数割当図である。
【符号の説明】
【００２４】
１−１，１−２  移動体（航空機等）、２  大型移動体、
３  地上レーダ装置（警戒管制レーダ等）、５  無線ネットワーク、
６  ＰＰ通信ネットワーク、７−１，７−２，８，９  レーダ覆域、
１２  送受信装置、１６  補正回路、１７  表示器、
１８，２０  送受信装置、２４  相関処理部、２５  記憶手段、
２６  表示シンボル生成部、
３５  ＰＰ通信ネットワークの使用周波数帯域、
３６  無線ネットワーク（情報共有ネットワーク）の使用周波数帯域。
【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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