(57)【要約】民間航空受動コヒーレントロケーションシステムおよび方法が開示される。受信機サブシステムは、統制されていない送信機から基準送信信号を受信する。受信機サブシステムは、統制されていない送信機を発信源とし、かつ空中物体により散乱される散乱送信信号も受信する。受信された送信信号は、到達周波数差、到達時間差および到来角といった測定差を求めるために比較される。この測定差から、物体の状態推定値が求められる。前の状態推定値が、この求められた状態推定値により更新されてもよい。処理サブシステムは、測定差および状態推定値を求める。
2004523733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の接近する空中物体を追跡するために、物体の状態認識を強化するシステムであって、
統制されていない送信機からの基準信号、および前記統制されていない送信機を発信源としかつ前記複数の接近する空中物体のうちのある物体により散乱される散乱送信信号を受信する受信機サブシステムと、
前記受信される送信信号に基づいて、前記物体の視線速度を求めるフロントエンド処理サブシステムと、
前記求められた視線速度に基づいて、物体の状態推定値を求めるバックエンド処理サブシステムと
を備えるシステム。
【請求項２】
前記散乱送信信号は、周囲送信信号を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記物体についての初期の位置情報をさらに備え、前記初期の位置情報は、前記基準信号と通信される請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記物体の状態推定値を表示する出力装置をさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記受信機サブシステム、前記フロントエンド処理サブシステムおよび前記バックエンド処理サブシステムを連結する通信リンクをさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
空域内の所定の場所を監視する受動コヒーレントロケーションシステムであって、
統制されていない送信機を発信源としかつ前記空域内の物体により散乱される散乱送信信号を受信し、前記散乱送信信号のデジタル化された信号を出力する受信機サブシステムと、
前記デジタル化された信号についての到達周波数差を求めるフロントエンド処理サブシステムと、
前記到達周波数差に従って前記物体についての位置情報を求めるバックエンド処理サブシステムと
を備えるシステム。
【請求項７】
前記物体についての前記位置情報を提供する出力装置をさらに備える請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記統制されていない送信機からの基準信号をさらに備え、前記基準信号は、前記デジタル化された信号についての前記到達周波数差を求めるために使用される請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記到達周波数差から求められる前記物体の視線速度の計算をさらに含む請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記散乱送信信号を検出するアンテナサブシステムをさらに備える請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
前記アンテナサブシステムは、フェーズドアレーアンテナを備える請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記受信機サブシステムは、極めて高いダイナミックレンジの受信機を備える請求項６に記載のシステム。
【請求項１３】
前記フロントエンド処理サブシステムと前記バックエンド処理サブシステムとの間に通信リンクをさらに含む請求項６に記載のシステム。
【請求項１４】
物体についての更新された状態推定値を求める方法であって、
統制されていない送信機からの基準送信信号、および前記統制されていない送信機を発信源としかつ前記物体により散乱される散乱送信信号を受信することと、
前記受信された送信信号を比較して、測定差を求めることと、
前記求められた測定差に基づいて、前の状態推定値を更新することと、
前記物体が地面の位置から所定の距離内にあると、警告を発行することと
を含む方法。
【請求項１５】
前記物体についての初期の状態推定値を求めることをさらに含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
複数の送信機から、前記統制されていない送信機を選択することをさらに含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記物体が移動しているかどうかを判断することをさらに含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記更新された状態推定値を出力することをさらに含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記物体が有効範囲外にあると、前記受信することを終了することをさらに含む請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記警告は、航空管制システムに発行される請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記警告は、パイロットに発行される請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
物体についての更新された状態推定値を求める方法であって、
統制されていない送信機からの基準送信信号、および前記統制されていない送信機を発信源としかつ前記物体により散乱される散乱送信信号を受信することと、
前記受信された送信信号を比較して、測定差を求めることと、
前記測定差に基づいて、前の状態推定値を更新することと、
前記物体が、別の物体と交差する航路をとると、警告を発行することと
を含む方法。
【請求項２３】
民間航空受動コヒーレントロケーションシステムを使用して物体を追跡する方法であって、
基準送信信号を送信する送信機を選択することと、
前記基準送信信号を受信することと、
前記送信機から送信され、かつ空域内の物体によって散乱される散乱送信信号を受信することと、
前記散乱送信信号を前記基準送信信号と比較して、測定差を求めることと、
前記測定差に従って物体の状態推定値を更新することと
を含む方法。
【請求項２４】
前記更新された物体の状態推定値を出力することをさらに含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記測定差は、到達周波数差を含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記測定差は、到達時間差を含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記測定差は、到来角を含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
物体についての更新された状態推定値を求めるシステムであって、
統制されていない送信機からの基準送信信号、および前記統制されていない送信機を発信源としかつ前記物体により散乱される散乱送信信号を受信する手段と、
前記受信された送信信号を比較して、測定差を求める手段と、
前記求められた測定差に基づいて、前の状態推定値を更新する手段と、
前記物体が所定の距離内にあると、警告を発行する手段と
を備えるシステム。
【請求項２９】
物体についての更新された状態推定値を求めるシステムであって、
統制されていない送信機からの基準送信信号、および前記統制されていない送信機を発信源としかつ前記物体により散乱される散乱送信信号を受信する手段と、
前記受信された送信信号を比較して、測定差を求める手段と、
前記測定差に基づいて、前の状態推定値を更新する手段と、
前記物体が、別の物体と交差する航路をとると、警告を発行する手段と
を備えるシステム。
【請求項３０】
民間航空受動コヒーレントロケーションシステムを使用して物体を追跡するシステムであって、
基準送信信号を送信する送信機を選択する手段と、
前記基準送信信号を受信する手段と、
前記送信機から送信され、かつ空域内の物体によって散乱される散乱送信信号を受信する手段と、
前記散乱送信信号を前記基準送信信号と比較して、測定差を求める手段と、
前記測定差に従って物体の状態推定値を更新する手段と
を備えるシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の背景］
技術分野
本発明は、受動コヒーレントロケーション（「ＰＣＬ（ｐａｓｓｉｖｅ ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｌｏｃａｔｉｏｎ）」）システムおよび方法に関し、より具体的には、民間航空といった航空環境で使用されるＰＣＬシステムおよび方法に関する。
【０００２】
本出願は、２０００年１０月２０日に出願された「民間航空受動コヒーレントロケーション方法およびシステム（ＣＩＶＩＬ ＡＶＩＡＴＩＯＮ ＰＡＳＳＩＶＥ ＣＯＨＥＲＥＮＴ ＬＯＣＡＴＩＯＮ ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭ）」についての米国特許仮出願第６０／２４１，７３８号の利益を主張する。この仮出願は、参照により本出願に組み込まれる。
【０００３】
［関連技術の説明］
多くの従来型の民間航空レーダシステムは、レーダシステムの初期コストおよび維持コストのため、特に高いライフサイクルコストを有する。さらに、従来型の民間航空レーダシステムは、通常、電磁信号を放送し、電磁信号の放送は規制された活動であるので、広範囲にわたる規制の獲得および遵守のコストが、現在の民間航空レーダシステムを運用することを伴う。
【０００４】
その上、広範囲の、物理的で、規制的で、かつ経済的な阻害要因が、一時的またはモバイルベースでのこのようなシステムの移送を妨げる。例えば、現在の民間航空レーダシステムをオリンピック、花火大会、または他のイベントといった特別なイベントに移送することは、環境影響評価に特有の監督官庁からのさまざまな事前許可および電磁信号送信機の移動に関連したコストを含む多くの阻害要因を生む。
【０００５】
【発明の概要】
したがって、本発明は、関連する技術分野の制限および不都合による１つまたは２つ以上の問題を実質的に取り除くＰＣＬシステムおよび方法に向けられている。
【０００６】
実施の形態では、民間航空ＰＣＬシステムは、複数の統制されていない送信機からの送信信号を受信する。好ましい実施の形態では、統制されていない送信機は、ラジオ放送局およびテレビ放送局を含むことができる。その上、一実施の形態では、民間航空ＰＣＬシステムは、運用上独立したエンティティによって運用される送信機からの信号を使用することができる。統制されていない送信機からの信号は、単独に使用することもできるし、または、ＰＣＬシステムを統制する組織によって運用される送信機からの信号と共に使用することもできる。
【０００７】
民間航空ＰＣＬシステムは、アンテナサブシステム、コヒーレント受信機サブシステム、フロントエンド処理サブシステム、バックエンド処理サブシステム、および出力装置を含むことができる。これらサブシステムのそれぞれは、通信リンクによって接続される。この通信リンクは、システムバス、ネットワーク接続、無線ネットワーク接続、または他のタイプの通信リンクであってもよい。
【０００８】
本発明は、少なくとも１つの統制されていない送信機からの周囲送信信号を使用して、所定の場所の空域を監視するために使用することができる。好ましい実施の形態では、周囲送信信号は、物体によって散乱され、ＰＣＬシステムによって受信される。これら散乱送信信号は、統制されていない送信機からＰＣＬシステムに直接受信される基準送信信号と比較される。特に、散乱送信信号と基準送信信号との到達周波数差が求められる。この到達周波数差により、物体の視線速度を求めることができる。好ましい実施の形態では、所定の場所は、空港である。本発明は、従来型のレーダシステムと共に使用することもできるし、または、従来型のレーダシステムの代わりに使用することもできる。
【０００９】
また、本発明は、少なくとも１つの統制されていない送信機からの周囲送信信号を使用し、かつ、所定の場所に接近する物体に関する初期位置情報を使用して、当該所定の場所の空域を監視するために使用することもできる。この初期位置情報は、所定の時刻における物体の位置の電子通信または口頭での連絡を含むことができる。例えば、空港に接近する航空機は、本システムにその位置を提供することができ、これにより、本システムが、航空機の正確な追跡を素早く始めることが可能となる。
【００１０】
また、本発明は、少なくとも１つの統制されていない送信機からの周囲送信信号を使用して、所定の場所の周辺の機能強化された空域認識だけでなく、当該所定の場所内の機能強化された地上の交通認識を提供するために使用することもできる。好ましい実施の形態では、当該所定の場所は、空港であり、物体は、航空機および地上車両を含む。本システムは、空港に関連する境界に接近する物体および／または境界内の物体についての位置情報を受信および／または維持することができる。
【００１１】
また、本発明は、少なくとも１つの統制されていない送信機からの周囲送信信号を使用して、所定のイベントの間、機能強化された空域認識を提供する移動レーダシステムを可能とするために使用することもできる。好ましい実施の形態では、本発明は、車両を基にした監視システムの一部として使用される。この車両を基にした監視システムでは、車両が、少なくとも１つの統制されていない送信機からの周囲送信信号を受信するために所定の場所に配備される。この車輪で動く車両は、乗用バンといった非商業的な車両であってもよい。
【００１２】
また、本発明は、一組の所定の判定基準に基づいて、複数の周囲送信信号から、サブセットの周囲送信信号を選択するために使用することもできる。
【００１３】
上記一般的な記載および以下の詳細な記載の双方は、例示的なものかつ説明のためのものであり、特許請求される本発明のより詳しい説明を提供するように意図されていると理解されるべきである。
【００１４】
添付図面は、本発明のより一層の理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれて、本明細書の一部を構成する。これら添付図面は、本発明の実施の形態を示し、その記載と共に、本発明の原理を説明する役割を果たす。
【００１５】
【好ましい実施の形態の詳細な説明】
ここでは、その例が図面に示されている本発明の好ましい実施の形態について、詳細に言及される。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態による、複数の送信機、物体、およびＰＣＬシステムの図を示している。好ましい実施の形態では、ＰＣＬシステム２００は、複数の統制されていない送信機１１０、１２０、および１３０からの送信信号を受信する。統制されていない送信機１１０、１２０、および１３０は、ラジオおよびテレビ放送局、国内気象局の送信機、無線航空ビーコン（例えばＶＯＲ）、ならびに現在のおよび計画されている空港業務および運営をサポートする送信機（例えば放送型自動従属監視）を含むことができる。これらのいずれかは、エンティティを統制するＰＣＬシステム２００の運用統制下にあってもよいし、なくてもよい。さらに、ＰＣＬシステム２００は、独立して運用するエンティティによって運用される送信機からの信号を使用することができる。これらの信号は、適当な送信機から送信される周波数変調（「ＦＭ」）された信号または高品位テレビ信号（「ＨＤＴＶ」）であることがより好ましい。さらに別の送信機（図示せず）が存在し、ある特定のＰＣＬシステム２００によって使用可能であってもよい。以下により詳細に開示されるように、この特定のＰＣＬシステム２００は、可能な周囲信号のどの部分を使用するかを求めるためのシステムおよび方法を有してもよい。
【００１７】
一実施の形態では、送信機１１０、１２０、および１３０は、エンティティを統制するＰＣＬシステム２００の統制下にない。好ましい実施の形態では、送信機１１０、１２０、および１３０は、ラジオおよびテレビ放送局であり、ＰＣＬシステム２００は、航空管制センター１０といった空港エンティティによって統制される。統制されていない送信機からの信号は、単独で使用することもできるし、または、航空管制センター１０によって運用される送信機からの信号と共に使用することもできる。
【００１８】
次に、本発明の動作について説明すると、送信機１１０、１２０、および１３０は、低帯域幅の電磁送信信号をあらゆる方向に送信する。例示的な周囲送信信号は、周囲送信信号１１１および１１２を含み、図１に示されている。これらの周囲送信信号のいくつかは、物体１００によって散乱され、ＰＣＬシステム２００によって受信される。例えば、周囲送信信号１１２は、物体１００によって散乱され、散乱送信信号１１３が、ＰＣＬシステム２００によって受信される。さらに、基準送信信号１１１が、ＰＣＬシステム２００によって直接受信される。基準送信信号１１１は、散乱送信信号１１３よりも強度が大きい可能性がある。ＰＣＬシステム２００は、基準送信信号１１１と散乱送信信号１１３とを比較し、物体１００についての位置情報を求める。この用途の目的で、位置情報は、物体１００の位置に関するいかなる情報をも含み、３次元の地理状態（以下、地理状態）、地理状態の変化の直線変化率および半径変化率（すなわち速度）、ならびに速度の直線変化および半径変化（すなわち加速度）を含む。そして、位置情報は、航空管制センター１０に転送することができる。
【００１９】
特に、本システムは、散乱送信信号と基準送信信号との到達周波数差（「ＦＤＯＡ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ−ｏｆ−ａｒｒｉｖａｌ）」）を求める。この到達周波数差は、次に、物体の視線速度を求めることを可能とする。本発明は、狭い帯域幅の送信機といった統制されていない送信機に頼ることができる。この送信機は、比較的低い時間遅延分解能と比較的良好な周波数差分解能をもたらすことが理解されよう。しかしながら、この周波数差分解能は、地理状態の情報を直接提供しないが、本発明によって地理状態の情報を導出するために使用することができる視線速度情報を提供する。したがって、本発明の好ましい実施の形態は、主として、到達周波数差情報を基にして物体の地理状態を求める。
【００２０】
一実施の形態では、複数の送信機１１０、１２０、および１３０からの基準送信信号および散乱送信信号は、物体１００の地理状態を解明するために、高速にかつ確実に使用される。さらに、本システムは、後に詳述するように、初期設定情報を受信かつ／または保持することができる。
【００２１】
図２は、本発明の実施の形態による民間航空ＰＣＬシステムのブロック図を示している。ＰＣＬシステム２００は、アンテナサブシステム２１０、コヒーレント受信機サブシステム２２０、フロントエンド処理サブシステム２３０、バックエンド処理サブシステム２４０、および出力装置２５０を含む。これらサブシステムのそれぞれは、通信リンク２１５、２２５、２３５、および２４５によって接続することができる。これらの通信リンクは、システムバス、ネットワーク接続、無線ネットワーク接続、または他のタイプの通信リンクであってもよい。好ましい実施の形態では、レーダシステム内で移動するコンポーネントは存在しない。選択コンポーネントについては、後に詳述する。
【００２２】
アンテナサブシステム２１０は、散乱送信信号１１３および基準送信信号１１１を含む電磁送信信号を受信する。アンテナサブシステム２１０は、散乱送信信号１１３の到来角を測定するフェーズドアレーといった、散乱送信信号が到来する方向の検出を可能にする構成を含むことが好ましい。アンテナサブシステム２１０は、広帯域の周波数範囲をカバーすることが好ましい。
【００２３】
コヒーレント受信機サブシステム２２０は、アンテナ−受信機間リンク２１５を介してアンテナサブシステム２１０の出力を受信する。一実施の形態では、コヒーレント受信機サブシステム２２０は、極めて高いダイナミックレンジの受信機を備える。好ましい実施の形態では、コヒーレント受信機のダイナミックレンジは、１２０ｄＢの瞬時ダイナミックレンジを超える。コヒーレント受信機サブシステム２２０は、散乱送信信号の予想されるドップラ偏移に基づいて、ある特定の周波数に所定の変動をプラスまたはマイナスした送信信号を受信するように調整することができる。例えば、受信機サブシステム２２０は、送信機１１０の周波数に予想されるドップラ偏移をプラスまたはマイナスした周波数を有する送信信号を受信するように調整することができる。コヒーレント受信機サブシステム２２０は、散乱送信信号１１３および基準送信信号１１１のデジタル化された複製を出力することが好ましい。
【００２４】
一実施の形態では、フロントエンド処理サブシステム２３０は、デジタル化された送信信号の複製を受信し、かつ到達周波数差を求めるように構成された高速プロセッサを備える。別の実施の形態では、フロントエンド処理サブシステム２３０は、特殊目的のハードウェアデバイス、大規模集積回路、または特定用途向け集積回路を備える。さらに、到達周波数差を求めるために、フロントエンド処理サブシステム２３０は、デジタル化された送信信号の到達時間差および到来角を求めることができる。適当なアルゴリズムが、これらの計算に考慮されてもよい。
【００２５】
バックエンド処理サブシステム２４０は、フロントエンド処理サブシステム２３０の出力を受信し、かつ、物体１００についての位置情報、特に地理状態を求めるように構成された高速汎用プロセッサを備える。物体についての地理状態を、到達周波数差の測定に基づいて求めるシステムおよび方法の詳細な記述については、１９９６年６月１１日に発行され、Ｌｏｒａｌ Ｆｅｄｅｒａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｍｐａｎｙに付与された「ＤＯＰＰＬＥＲ ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ ＩＮＩＴＩＡＬ ＰＯＳＩＴＩＯＮ ＯＦ Ａ ＭＡＮＥＵＶＥＲＩＮＧ ＴＡＲＧＥＴ」と題された米国特許第５，５２５，９９５号を参照されたい。この米国特許は、参照により本明細書に援用される。
【００２６】
フロントエンド処理サブシステム２３０とバックエンド処理サブシステム２４０との間の通信は、プロセッサ通信リンク２３５により実施することができる。好ましい実施の形態では、プロセッサ通信リンク２３５は、市販のＴＣＰ／ＩＰローカルエリアネットワークを使用して実施される。別の実施の形態では、プロセッサ通信リンク２３５は、高速ネットワーク接続、無線接続、またはフロントエンド処理サブシステム２３０およびバックエンド処理システム２４０が互いに対して遠隔に位置することができる別のタイプの接続を使用して実施されてもよい。一実施の形態では、フロントエンド処理システム２３０は、データの損失における関連するコストおよび付加的な処理要求にかかわらず、プロセッサ通信リンク２３５を横断するトラフィックを減少させるために、デジタル化された送信信号の複製を圧縮してもよい。
【００２７】
データは、ユーザリクエストといった所定のイベントの発生時にのみプロセッサ通信リンク２３５を横切って送信されてもよい。例えば、本発明は、フロントエンド処理サブシステム２３０によって、デジタル化された送信信号の複製を取得し、かつ、一時的にバッファリングするために使用することができる。時間の経過により、古いデジタル化された送信信号の複製は、リクエストがユーザにより行われないならば、新しいデジタル化された送信信号の複製によって上書きされる可能性がある。一方、リクエストが行われると、バッファリングされている、デジタル化された送信信号の複製を、バックエンド処理サブシステム２４０に、分析のために送信することができる。本発明のこの特徴は、例えば、航空機事故の状況を再構成するために使用することができる。
【００２８】
本発明を単一の処理ユニット上に実施することができる。しかし、好ましい実施の形態では、バックエンド処理サブシステム２４０およびフロントエンド処理サブシステム２３０は、モジュール性を増加させ、これらのサブシステムのそれぞれによって実行される論理的に分離されたタスク用に、特殊化された処理ハードウェアおよびソフトウェアを実施できるようにするために、２つの独立した汎用または特殊目的のプロセッサを使用して実施される。例えば、プロセッサを個別にすることにより、システムのロバスト性を高めることができ、インストールの容易性が増す。
【００２９】
出力装置２５０は、コンピュータモニタ、データリンクおよびディスプレイ、ネットワーク接続、プリンタまたは他の出力装置を備えることができる。好ましい実施の形態では、地理状態の情報は、航空管制官またはパイロットに同時に提供される。また、地理状態の情報は、他のエンティティおよびユーザに提供することもできる。出力装置２５０は、バックエンド処理サブシステム２４０によって求められるものとして、地理状態の情報の精度の推定値に関連する情報をさらに提供することができる。出力装置通信リンクは、高速バス、ネットワーク接続、無線接続、または他のタイプの通信リンクを備えることができる。
【００３０】
図３は、本発明の実施の形態による民間航空ＰＣＬシステムを運用するフローチャートを示している。概観して、ステップ３００で、物体の地理的位置を求めるプロセスが開始される。ステップ３１０で、システムは、複数の可能な統制されていない送信機から、サブセットの統制されていない送信機を選択する。ステップ３３０および３４０で、散乱送信信号および基準送信信号が、少なくとも１つの統制されていない送信機から受信される。ステップ３５０で、散乱送信信号および基準送信信号が比較される。ステップ３５２で、システムは、物体が新しいかどうかを判断する。物体が新しいと判断されたならば、システムは、受信された送信信号から求められた到達周波数差情報、到達時間差情報、および到来角情報を使用して、ステップ３５４で、初期の物体の状態推定値を求める。物体が新しくないならば、システムは、ステップ３６０に進み、主として到達周波数差情報に基づいて、物体の状態推定値を更新する。ステップ３７０で、システムは、物体が移動しているかどうか、および、有効範囲内にあるかどうかを判断する。物体が移動しており、かつシステムの有効範囲内にあるならば、システムは、ステップ３８０で、物体の状態推定値を出力し、ステップ３３０に戻る。ステップ３７０で、物体が移動していないか、または有効範囲外にあるならば、プロセスは終了する。これらステップのそれぞれは、以下に詳述される。
【００３１】
ステップ３１０で、システムは、サブセットの統制されていない送信機を選択する。このステップは、一組の所定の判定基準に基づいて、複数の統制されていない送信機から、サブセットの統制されていない送信機を選択することを備えることができる。このような判定基準は、個々の送信機の空間分離および信号強度、送信機とＰＣＬシステムとの間に明確な高低線があるかどうか、送信機の周波数特性、送信機を含む他の送信源からの干渉、および他の判定基準を含むことができる。他の判定基準が使用されてもよい。送信機の選択は、前もって行うこともできるし、または、現在の送信信号に基づいて動的に行われて周期的に更新することもできる。あるいは、送信機の選択に必要とされる情報のほとんどは、公文書であるので、ある特定の場所について推奨された送信機を予め決定しておくこともできる。
【００３２】
送信機がいったん特定されると、ＰＣＬシステムは、ステップ３３０で、送信機から基準送信信号を受信する。ステップ３４０で、ＰＣＬシステムは、当該送信機を発信源としかつ受信機の方向の物体によって散乱される散乱送信信号を受信する。ステップ３５０で、散乱送信信号および基準送信信号が比較され、到達周波数差および到達時間差といった測定差が求められ、散乱信号の到来角が、フェーズドアレーを使用して求められる。到達周波数差および到達時間差を求めるための適切な技法は、標準的な相互相関技法を含む。
【００３３】
ステップ３５２で、システムは、比較された信号が、新しい物体に関連するものであるか、またはシステムによって既に特定されている物体に関連するものであるかを判断する。物体が新しいものと判断されると、システムは、ステップ３５４で、初期の物体の状態推定値を求める。好ましい実施の形態では、初期の物体の状態情報は、散乱送信信号１１３についての到来角情報だけでなく、散乱送信信号１１３と基準送信信号１１１との到達周波数差および到達時間差から求めることができる。
【００３４】
別の実施の形態では、システムは、初期の物体位置を仮定してもよい。さらに、システムは、ユーザが初期の物体位置を入力できるようにしてもよい。例えば、航空管制官は、進入してくるパイロットによって報告された場所に基づいて初期の推定位置を入力してもよい。また、管制官は、離陸を準備する滑走路上の航空機の場所を特定するといった、個人的な観測に基づいて情報を提供してもよい。さらに、物体は、システムに電子的にデータを提供することができる全地球測位システムといった位置装置を有していてもよい。初期状態の情報を求める前述の方法および他の方法の組み合わせが使用されてもよい。初期状態の推定値が求められると、システムは、ステップ３７０に進む。
【００３５】
ステップ３５２で、システムは、物体が新しい物体でないと判断すると、システムは、ステップ３６０に進む。ステップ３６０で、システムは、主として散乱送信信号１１３と基準送信信号１１１との到達周波数差に基づいて、物体の状態推定値を更新する。一実施の形態では、システムは、到達時間差および到来角情報の参照なしに、散乱送信信号１１３と基準送信信号１１１との到達周波数差のみに基づいて、物体の状態推定値を更新してもよい。一実施の形態では、この情報は、後の使用のためにメモリに記憶される。
【００３６】
更新された物体の状態推定値を求めるために、到達周波数差情報および他の送信信号と送信信号との比較情報を、初期の物体の状態推定値と共に使用することもできる。単一の物体について、複数の送信機からの送信信号が処理されているならば、物体が、求められた周波数偏移のそれぞれを引き起こすことができる３次元空間の場所を求めることにより、システムは、更新された物体の状態推定値を求めることができる。信号強度、初期の物体の状態推定値の精度、システムの処理速度および他の因子に基づいて、システムは、物体を３次元空間の点または領域に求めることができる。さらに、システムは、更新される物体の状態推定値に関連した精度定格を、これらの因子および他の因子に基づいて求めることができる。システムが、物体の状態推定値を更新すると、システムは、ステップ３７０に進む。
【００３７】
ステップ３７０で、システムは、物体が移動中であり、かつシステムの有効範囲内にあるかどうかを判断する。物体が移動中であるならば、システムは、ステップ３８０に進み、物体の状態情報を出力する。この出力は、システムに関連したＣＲＴディスプレイ、ネットワーク接続、無線ネットワーク接続、コックピットのデータリンクおよびディスプレイ、または他の出力装置に提供することができる。一実施の形態では、システムは、物体の状態推定値に対する精度等級（ｒａｔｉｎｇ）を出力してもよい。
【００３８】
物体の状態推定値が出力された後、物体がもはや移動中でないか、または、システムの有効範囲外であるとシステムが判断するまで、システムは、ステップ３３０に戻り、ステップ３３０から３７０を繰り返す。システムがデータを処理する高い速度およびシステムがデータを出力する比較的低い速度に基づいて、システムは、１つまたはそれよりも多い次の繰り返しの間、ステップ３８０をスキップしてもよい。システムが、物体がもはや移動中でないと判断するか、または物体が有効範囲外にあると判断すると、システムは、ステップ３９０に進み、プロセスは終了する。
【００３９】
航空機についての情報の提供に加えて、本発明は、航空滑走路上の車両といった地上車両についての情報を提供するために使用することができる。低速で移動する地上車両によって引き起こされる周波数偏移は、比較的小さいので、正確な初期の物体の状態推定値を使用することができる。例えば、地上車両は、滑走路に入る前に、ある特定の場所に向けることができるので、システムは、正確な物体の状態推定値を素早く確立し、保持することができる。さらに、システムは、移動を停止した物体についての物体の状態情報を格納することができ、物体が再び移動を開始すると、この状態情報を、初期の物体の状態推定値として利用することができる。
【００４０】
別の実施の形態では、本発明は、少なくとも１つの統制されていない送信機からの周囲送信信号を使用して、所定のイベントの間、強化された空域認識を提供する移動レーダシステムを可能にするために使用することができる。一実施の形態では、本発明は、車輪で動くかまたは牽引式の車両を基にした監視システムの一部として使用される。この監視システムでは、車両は、所定の場所に配備され、少なくとも１つの統制されていない送信機からの周囲送信信号を受信する。この車両は、乗用バンといった非商業的な車両であってもよい。本発明のこの特徴は、オリンピック、花火大会、または他のイベントといった特別なイベントのための空域の監視に使用することができる。
【００４１】
一実施の形態では、本発明は、複数の物体を同時に追跡するために使用することができる。例えば、本発明は、空港の空域に接近する多数の航空機および／または空港の空域内の多数の航空機ならびに静止した多数の航空機および／または車両ならびに／または空港の敷地を移動している多数の航空機および／または車両を同時に追跡するために使用することができる。システムは、物体が所定の距離内にあることを管制官、パイロットおよび／または運転手に通知するために、警告を使用することができる。また、システムは、１つまたは２つ以上の物体が、衝突を引き起こす可能性があるコースといった、安全でない可能性があるコースをとっていることを管制官、パイロットおよび／または運転手に通知するために、警告を使用することもできる。他の警告を使用することもできる。
【００４２】
本発明の精神および範囲から逸脱することなく、さまざまな変更および変形を本発明に行えることは、当業者には明らかであろう。例えば、本発明は、ＰＣＬシステムに関して記述されてきたが、この発明の態様を、従来型のモノスタティックレーダシステムを含む他のタイプのレーダシステムと共に使用することが可能である。したがって、この発明の変更および変形が、併記の特許請求項の範囲およびそれらの均等物の範囲内にあるという条件で、本発明が、これら変更形態および変形形態をカバーすることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施の形態による複数の送信機、物体、およびＰＣＬシステムの図である。
【図２】
本発明の実施の形態による民間航空ＰＣＬシステムのブロック図である。
【図３】
本発明の実施の形態による民間航空ＰＣＬシステムを運用するフローチャートである。
【図１】
2004523733.tif 000003
【図２】
2004523733.tif 000004
【図３】
2004523733.tif 000005
【国際公開パンフレット】
2004523733.tif 000006
2004523733.tif 000007
2004523733.tif 000008
2004523733.tif 000009
2004523733.tif 000010
2004523733.tif 000011
2004523733.tif 000012
2004523733.tif 000013
2004523733.tif 000014
2004523733.tif 000015
2004523733.tif 000016
2004523733.tif 000017
2004523733.tif 000018
2004523733.tif 000019
2004523733.tif 000020
2004523733.tif 000021
2004523733.tif 000022
2004523733.tif 000023
2004523733.tif 000024
2004523733.tif 000025
2004523733.tif 000026
2004523733.tif 000027
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004523733.tif 000028
2004523733.tif 000029
【国際調査報告】
2004523733.tif 000030
2004523733.tif 000031
2004523733.tif 000032