(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の飛行経路の保護空域において、勾配が異なる２以上の平面を含み且つ障害物に係る検証の基準となる検証基準線を境に複数の異なる条件で算出される無障害物表面に対して、障害物の有無を検証するためのシステムであって、
検証基準線によって分割される多角形面毎に無障害物表面の算出条件を入力する第１の入力手段と、
１又は複数の検証対象物を示す情報を入力する第２の入力手段と、
無障害物表面を、旋回開始点より所定の距離手前の地点から旋回方向内側方向へ旋回開始点への進入方向に対し垂直に引いた仮想の線分と、最終進入区域の一部とで構成される検証基準線を基準にして複数の多角形面に分割する分割手段と、
分割した多角形面毎に定められた複数の算出式を用いて算出した無障害物表面の高度と、前記検証対象物の高度とを比較し、障害物の有無を判断する判断手段と、
障害物有無の判断結果を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする空域設計支援システム。
【請求項２】
前記多角形面毎に定めた各算出式が、当該多角形面の各点の高度を、各多角形面外周上の１若しくは連続した複数の線分又は１つの点を基準として求めた最短距離に勾配を乗じる乗除演算と、所定の加減演算とによって求めるものであることを特徴とする請求項１記載の空域設計支援システム。
【請求項３】
航空機の飛行経路の保護空域において、勾配が異なる２以上の平面を含み且つ障害物に係る検証の基準となる検証基準線を境に複数の異なる条件で算出される無障害物表面に対して、障害物の有無をコンピュータを用いて検証するための方法であって、
前記コンピュータの第１の入力手段が、検証基準線によって分割される多角形面毎に無障害物表面の算出条件を入力する第１の過程と、
前記コンピュータの第２の入力手段が、１又は複数の検証対象物を示す情報を入力する第２の過程と、
前記コンピュータの分割手段が、無障害物表面を、旋回開始点より所定の距離手前の地点から旋回方向内側方向へ旋回開始点への進入方向に対し垂直に引いた仮想の線分と、最終進入区域の一部とで構成される検証基準線を基準にして複数の多角形面に分割する第３の過程と、
前記コンピュータの判断手段が、分割した多角形面毎に定められた複数の算出式を用いて算出した無障害物表面の高度と前記検証対象物の高度とを比較し、その比較結果を得る第４の過程と、
前記コンピュータの出力手段が、前記判断手段による比較結果を、障害物の有無の判断結果として出力する第５の過程と
を有することを特徴とする空域設計支援方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空分野における空域設計業務を支援するための空域設計支援システム及び方法に係り、特に航空機が着陸をやり直す際に用いる復行経路に対応した保護空域の設計業務を支援する際に用いて好適な空域設計支援システム及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空機が飛行する際に設定される飛行経路には、通常の離陸や着陸のための経路の他、着陸のやり直しを行う際に用いる復行経路がある。この復行経路の設計は、予め定められた設計基準に基づいて行われる。復行経路を設定する際には、それに対応した保護空域（経路上に障害物が無いことの確認が義務づけられている領域）の確保が必要である。
【０００３】
復行経路には、旋回用の経路を含む場合があり、保護空域は、複雑に折れ曲がった平面や曲面から構成される。そして、面上の各座標において障害物が無いことを確認する必要がある。この障害物確認用の面は、保護空域内で一定の勾配をもつ単一の面または複数の面を複合したものとして算出されるもので、無障害物表面（障害物が突出してはならない面）と呼ばれている。無障害物表面の算出条件は、空域設計基準（空域設計方式）によっていくつかの異なる形態で定められている。
【０００４】
上述したように復行経路等の航空機が飛行するための飛行経路（ルート）を設置する場合には、採用する空域設計基準に基づいて、経路に沿った保護空域を設定し、保護空域内で所定の勾配をもつ無障害物表面に障害物が干渉するかどうかの検証を行わなければならない。主な設計基準としては、国内において民間航空で適用される日本方式と、防衛庁等で適用される米国方式とがある。日本の空域設計方式では無障害物表面が一定の勾配をもつ平面であり、設計、描画した形状に対して、１つの計算式で障害物の検証を行うことができる。このため、入力された情報を基に、ルートの条件や、ある線分と線分に交点が発生するかどうかを判定することによって、形状・検証用の座標および無障害物表面の算出を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、米国の空域設計方式は、検証の基準となる無障害物表面が立体的で複雑な面であり、変化する条件が複雑であることから、日本方式の場合と同様のルート設定条件や線分の交点によるパターンマッチングによって判定を行った場合、パターン数が数百パターンに達することになる。そのような場合、計算量が膨大となり、条件を変更したときに即座に算出結果を得ることが困難であった。したがって、コンピュータによる設計支援が常に効果的であるとはいえず、平面上の各座標の高度計算を人手で行うことが多く行われていた。そのため、高度計算の自動化が望まれていた。
【０００６】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたもので、コンピュータによって正確にかつ迅速に障害物の検証を実施することを可能とし、保護空域の検証の自動化を推進することで、設計者の作業効率を向上させることができる空域設計支援システム及び方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、航空機の飛行経路の保護空域において、勾配が異なる２以上の平面を含み且つ障害物に係る検証の基準となる検証基準線を境に複数の異なる条件で算出される無障害物表面に対して、障害物の有無を検証するためのシステムであって、検証基準線によって分割される多角形面毎に無障害物表面の算出条件を入力する第１の入力手段と、１又は複数の検証対象物を示す情報を入力する第２の入力手段と、無障害物表面を、旋回開始点より所定の距離手前の地点から旋回方向内側方向へ旋回開始点への進入方向に対し垂直に引いた仮想の線分と、最終進入区域の一部とで構成される検証基準線を基準にして複数の多角形面に分割する分割手段と、分割した多角形面毎に定められた複数の算出式を用いて算出した無障害物表面の高度と、前記検証対象物の高度とを比較し、障害物の有無を判断する判断手段と、障害物有無の判断結果を出力する出力手段とを備えることを特徴とする。請求項２記載の発明は、前記多角形面毎に定めた各算出式が、当該多角形面の各点の高度を、各多角形面外周上の１若しくは連続した複数の線分又は１つの点を基準として求めた最短距離に勾配を乗じる乗除演算と、所定の加減演算とによって求めるものであることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、航空機の飛行経路の保護空域において、勾配が異なる２以上の平面を含み且つ障害物に係る検証の基準となる検証基準線を境に複数の異なる条件で算出される無障害物表面に対して、障害物の有無をコンピュータを用いて検証するための方法であって、前記コンピュータの第１の入力手段が、検証基準線によって分割される多角形面毎に無障害物表面の算出条件を入力する第１の過程と、前記コンピュータの第２の入力手段が、１又は複数の検証対象物を示す情報を入力する第２の過程と、前記コンピュータの分割手段が、無障害物表面を、旋回開始点より所定の距離手前の地点から旋回方向内側方向へ旋回開始点への進入方向に対し垂直に引いた仮想の線分と、最終進入区域の一部とで構成される検証基準線を基準にして複数の多角形面に分割する第３の過程と、前記コンピュータの判断手段が、分割した多角形面毎に定められた複数の算出式を用いて算出した無障害物表面の高度と前記検証対象物の高度とを比較し、その比較結果を得る第４の過程と、前記コンピュータの出力手段が、前記判断手段による比較結果を、障害物の有無の判断結果として出力する第５の過程とを有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明による空域設計支援システムの一実施の形態の基本構成を示すブロック図である。本実施の形態の空域設計支援システムは、コンピュータと、キーボード、マウス等の入力機器、ディスプレイ、プリンタ等の出力機器、ネットワーク等に対する通信機器等のコンピュータの周辺機器と、そのコンピュータにおいて所定のＯＳ（オペレーティングシステム）上で実行されるプログラムから構成される。図１は、そのプログラムによって実現される本実施の形態の主要な機能をブロックに分けて示している。
【００１０】
図１に示す空域設計支援システムによって実現される主要な機能は、航空機の飛行経路の保護空域において勾配が異なる２以上の平面を含みかつ障害物の検証の基準となる検証基準線を境に複数の異なる条件（起点）で算出される無障害物表面（障害物が突出してはならない面）に対して、障害物の有無を検証するためのシステムである。本実施の形態の空域設計支援システムは、図１に図示してない他の機能と組み合わせることで、通常の離陸や着陸における飛行経路や各空港間の飛行経路の設計支援を行うことができるものであるが、以下では、航空機が着陸をやり直す際に用いる復行経路に対応した保護空域の設計支援を行うために用いる機能について詳細に説明する。
【００１１】
図１に示すシステムは、無障害物表面算出条件入力手段１０１と、検証証対象物情報入力手段１０２と、分割手段１０３と、判断手段１０４と、出力手段１０５とから構成されている。無障害物表面算出条件入力手段１０１は、無障害物表面の算出条件を入力するための機能であって、マウスやキーボードを用いて対話的に入力したり、登録済みの入力情報を内部あるいは外部の記録媒体から読み込むことで、無障害物表面算出方式、検証基準線や各勾配の設定情報等を含む定義情報、滑走路や復行経路を示す座標情報等の算出条件を入力したり、更新したりする。検証証対象物情報入力手段１０２は、検証対象とする１または複数の検証対象物の位置や高度を示す情報を、無障害物表面算出条件入力手段１０１と同様にして入力するための機能である。
【００１２】
分割手段１０３は、無障害物表面算出条件入力手段１０１によって入力された無障害物表面の算出条件に基づいて、無障害物表面を検証基準線を基準にして勾配毎に複数の多角形面に分割する機能である。判断手段１０４は、分割手段１０３によって分割された多角形面毎に予め定められた複数の算出式パターンに従って決定した算出式に基づいて無障害物表面の高度を求め、検証証対象物情報入力手段１０２によって入力された各検証対象物の高度とを比較し、障害物の有無を判断する機能である。そして、出力手段１０５は、判断手段１０４による障害物有無の判断結果を、ディスプレイやプリンタによって出力する機能である。
【００１３】
ここで図１に示す各手段の詳細を説明する前に、本実施の形態が適用される米国空域設計方式の規定による任意の１地点の無障害物表面の高度の算出方法について説明する。
【００１４】
（１）      まず、無障害物表面の一次区域と二次区域について説明する。米国空域設計方式には、図２に示すように無障害物表面１の一次区域１１と二次区域２１，２２が存在する。図２は、復行経路１０と、無障害物表面１と、滑走路２（あるいは滑走路を含む最終進入区域２）を上から見た平面図である。一次区域１１は、滑走路２に接して無障害物表面の勾配が４０：１で上昇する面からなり、二次区域２１，２２は内側で接している一次区域１１からさらに１５：１で上昇する勾配を有する面からなる。
【００１５】
次に、図３および図４を参照して、図２に示す滑走路２の位置に対する復行経路１０の設定例における任意の１地点の無障害物表面の高度の算出例について具体的に説明する。この例では、図３の平面図に示す障害物３の位置に対応する地点Ｂの二次区域の無障害物表面２１の高度を算出する。
【００１６】
前提条件として、点Ｙ（滑走路２の先端部（あるいは最終進入区域２の旋回開始点に対応する端点）の上から見て右側の端点）における一次区域１１の高度を３００ＦＴ（３００フィート：約９１．４４メートル）、障害物３から線分ＶＷへの最短水平距離（線分ＢＰ）＝１．１ＮＭ（nautical mile：海里）＝６６８４ＦＴ、点Ｐから点Ｙまでの最短水平距離＝１８ＮＭ＝１０９３８１ＦＴ、一次区域１１の勾配４０：１、二次区域２１，２２の勾配１５：１の各条件を用いる。
【００１７】
なお、一次区域１１は、復行経路１０を囲むように所定の広がりを有するような外形を有するように設定されている。すなわち、例えば、２次区域２１に接する側の外形線は、点Ｘ（滑走路２先端部（あるいは最終進入区域２の旋回開始点に対応する端点）の上から見て左側の端点）から点Ｕ（一次区域１１と二次区域２１の接触部の開始点）を結ぶ曲線と、点Ｕと点Ｗ（点Ｕを始点とする線分の終点）とを結ぶ直線と、点Ｗと点Ｖ（点Ｗの端点を始点とする線分の終点であって、無障害物表面の１端点）とを結ぶ直線とから形成されている。ここで、線分ＷＶは、復行経路１０の直線部に平行な直線である。
【００１８】
上記の場合、図３を線分ＹＰおよび線分ＰＢに垂直な方向から見た側面模式図（図４）に示すように、地点Ｂの無障害物表面の高度＝（６６８４÷１５）＋（１０９３８１÷４０）＋３００＝３４８０ＦＴとなる。したがって、障害物５が３４８０ＦＴよりも低い場合は、無障害物表面１に抵触しないという判定になる。
【００１９】
（２）      次に、算出時の起点について、図３と同様の平面図である図５〜図１０を参照して説明する。無障害物表面の高度を算出する場合、勾配は前述のとおり、一次区域は４０：１、二次区域は１５：１となるが、どこを起点とするかは、以下のように形状の部分によって異なる。なお、点Ｘ，点Ｙ，点Ｚ（滑走路２（あるいは最終進入区域２）の外形線上で点Ｙから１ＮＭ離れた地点）における高度は同じであるとする。また、直線３１は線分ＸＹと直角な直線であり、直線３２それと直交する直線であり、座標系の縦軸と横軸となるものである。
【００２０】
例えば図５に示すように、線分ＸＹと直線３１で囲まれた一次区域１１内の高度の算出の基点は線分ＸＹである。そして、線分ＸＹへの最短距離（線分ＸＹへの垂線の長さ）に勾配（４０：１）を乗じたものが無障害物表面の高度となる。
【００２１】
また、図６に示すように、直線３１と直線３２で囲まれた一次区域１１内の高度の算出の基点は点Ｙである。そして、点Ｙへの最短距離に勾配（４０：１）を乗じたものが無障害物表面の高度となる。
【００２２】
また、図７に示すように、線分ＹＺと直線３２で囲まれた一次区域１１内の高度の算出の基点は線分ＹＺである。そして、線分ＹＺへの最短距離（線分ＹＺへの垂線の長さ）に勾配（４０：１）を乗じたものが無障害物表面の高度となる。
【００２３】
また、図８に示すように、線分ＵＷから引いた垂線で囲まれた二次区域２１の点Ｕ側の範囲の高度の算出の基点は線分ＵＷである。そして、線分ＵＷへの最短距離（線分ＵＷへの垂線の長さ）に勾配（１５：１）を乗じたものと、線分ＵＷにおける当該垂線の足の位置の一次区域１１における高度とを加算したものが無障害物表面の高度となる。
【００２４】
また、図９に示すように、線分ＵＷから引いた垂線と、線分ＷＶから引いた垂線とで囲まれた範囲の高度の算出の基点は点Ｗである。そして、点Ｗへの最短距離に勾配（１５：１）を乗じたものと、点Ｗの一次区域１１における高度とを加算したものが無障害物表面の高度となる。
【００２５】
そして、図１０に示すように、線分ＷＶから引いた垂線で囲まれた二次区域２１の点Ｖ側の範囲の高度の算出の基点は線分ＷＶである。そして、線分ＷＶへの最短距離（線分ＷＶへの垂線の長さ）に勾配（１５：１）を乗じたものと、線分ＷＶにおける当該垂線の足の位置の一次区域１１における高度とを加算したものが無障害物表面の高度となる。
【００２６】
なお、同じ二次区域内であっても、接する一次区域の部分が異なると、一次区域の算出起点は異なっている。すなわち、図１１に示すように、障害物Ｃ、Ｄはともに図８で説明した二次区域に属するが、障害物Ｃは接する一次区域１１が図５で説明した範囲であり、障害物Ｄは図６で説明した範囲に接するため、それぞれ一次区域分の算出起点は異なっている。
【００２７】
（３）次に、図１２〜図１８を参照して、検証基準線と、それを用いた高度計算の方法について説明する。図１２に示すように、検証基準線は、旋回開始点Ｓの手前１ＮＭの地点から、旋回内側方向へ滑走路２に対し垂直に引いた仮想の線分４２と、最終進入区域２（または滑走路２）の一部４１で構成される線分である。検証基準線は、無障害物表面１０が、飛行方向に対して旋回開始点Ｓよりも１ＮＭ以上戻った地点を含んで設定される場合に基準として用いられるものである。この検証基準線４１，４２を境に、無障害物表面１０の高度算出時の起点が変化する。
【００２８】
図１３に示す例では、無障害物表面１０の網掛けの部分は検証基準線４１，４２を越えない区域となり、網掛けではない部分は検証基準線４１，４２を越えた区域となる。この網掛けではない部分については、検証基準線４１，４２を用いない場合（検証基準線を越えない場合）と比較して、高度計算の起点が変化する。すなわち、図１４に示すように、一次区域１１において検証基準線４１，４２を越えた区域（検証基準線４１，４２と線分ＸＹを越えた区域）については、起点が点Ｚに設定される。したがって、この区域における高度は、点Ｚから各計算点に対して放射状に延びる直線上で求められる最短距離を基準として計算される。ただし、検証基準線４１，４２を越えた区域については、起点における高度が上記の点Ｘ，Ｙ，Ｚにおける高度より高い高度（検証基準線を用いない場合の点Ｘ，Ｙ，Ｚにおける高度＋２５０ＦＴ）となる。
【００２９】
そして、検証基準線４１，４２を越えた二次区域２１，２２（図１３の二次区域２１，２２のうちの網掛けのない部分）は、図１４を示すように起点を点Ｚにして求められた一次区域１１から１５：１の勾配として、図８〜図１０を参照して説明したものと同様にして求められる。ただし、一部、後述する例外がある。
【００３０】
また、図１３の網掛けの部分については、基本的には、検証基準線を用いない場合と同様である。ただし、図１５に示すように検証基準線４２と接する部分の二次区域２１については一部変則的となり、起点が変化する。すなわち、一次区域１１の外形線である線分ＵＷと検証基準線４２との交点を点Ｐ１としたとき、点Ｐ１を起点として線分ＵＷから引いた垂線と、検証基準線４２とで囲まれた区域については、点Ｚと、点Ｐ１を高度計算の起点とすることになっている。
【００３１】
図１６を参照して、検証基準線を用いた高度計算の具体例について説明する。まず、図１６のある検証対象の障害物に対応する点Ｅの位置における無障害物表面１０の高度を算出する。
【００３２】
前提条件として、点Ｚにおける高度を５５０ＦＴ（３００＋２５０ＦＴ）、線分Ｅ−Ｐ２＝１．１ＮＭ＝６６８４ＦＴ、点Ｐ２から点Ｙまでの最短距離＝１６ＮＭ＝９７２２８  ＦＴ、一次区域１１の勾配４０：１、二次区域２１，２２の勾配１５：１とする。この条件による無障害物表面高度の計算は次のようになる。点Ｅの無障害物表面の高度＝（６６８４÷１５）＋（９７２２８÷４０）＋  ５５０＝３４２６ＦＴ。
【００３３】
次に、図１６の他の検証対象の障害物に対応する点Ｆの位置における無障害物表面１０の高度を算出する。前提条件として、点Ｚにおける高度：３００ＦＴ、線分Ｆ−Ｐ１＝２ＮＭ＝１２１５３ＦＴ、点Ｐ１から点Ｚまでの最短距離＝１０ＮＭ＝６０７６７ＦＴ、一次区域１１の勾配４０：１、二次区域２１の勾配１５：１とする。この条件による無障害物表面高度の計算は次のようになる。点Ｆの無障害物表面の高度＝（１２１５３÷１５）＋（６０７６７÷４０）＋３００＝２６２９ＦＴ。
【００３４】
（４）      次に二次区域起点の例外について説明する。図１７において、網掛けの部分は、検証基準線４２を越えた二次区域２２であるが、検証基準線４２を越えた一次区域１１が存しない。この場合には、二次区域２２であっても、障害物から点Ｚへの最短距離を基準に無障害物表面の高度を算出する。ただし勾配は１５：１である。
【００３５】
（５）次に、      直線進入複行区域について説明する。直線進入複行区域とは、図１８に示すように、復行経路の空域形状のパターンとして、滑走路２を通過した後、しばらく直進した後、旋回を行うためのパターンを有する空域である。この場合には、二次区域が存在しない。直線部分の無障害物表面１２の勾配は４０：１である。この場合、旋回部分の無障害物表面１３のなかの範囲１４が検証基準線４３を越える部分である。
【００３６】
ここで図１８を参照して、ある障害物に対応する地点Ｇの位置における無障害物表面１２の高度を算出する例を説明する。前提条件として、線分ＭＮにおける高度を３００ＦＴ、直線Ｌ１の長さ＝３ＮＭ＝１８２３０ＦＴ、直線区域の勾配を４０：１とする。この場合、無障害物表面高度の計算は次のようになる。点Ｇに対応する無障害物表面の高度＝（１８２３０÷４０）＋３００＝７５５ＦＴ。
【００３７】
上述したように、本実施の形態が処理対象とする空域設定基準は、無障害物表面が勾配の異なる一次区域と二次区域に分割されていたり、あるいは二次区域がなくなる場合があり、さらに検証基準線を用いる場合と用いない場合（越える場合と越えない場合）があり、さらに条件によって高度計算の起点が変化したりするので、無障害物表面を求める場合には、高度計算の条件に応じて算出式を選択する必要がある。
【００３８】
例えば、無障害物表面の高度計算（描画）は、復行空域を所定の大きさで網目状に分割した各交点の座標に対応する高度を求めることで行うことができる。この場合、一つの方法として、交点毎に、まずどの条件によってその点の計算を行うのかを座標情報に基づいて計算条件を求め、次に求めた計算条件に基づいて実際に高度計算を行う方法が考えられる。ここで、計算条件とは、起点をどこにするのか、さらにその起点までの距離計算の方法をどのようにするのか、あるいは勾配がいくつになるのかといった条件である。しかしながら、ある座標の計算条件を算出するには、前もって他の座標点について同様の処理を行って計算条件や高度を算出しておく必要がある場合がある。さらにこれらの他の座標点について、さらに他の座標点の情報が必要となる場合もある。このような場合、同一の座標点について異なる計算式を用いた複数回の計算を重複して行う場合が発生し、膨大な計算が必要となることがある。そこで、本発明においては、その処理を簡潔に行うことを可能にしたものである。
【００３９】
図１に示す分割手段１０３が本発明の特徴部分の構成である。分割手段１０３では、まず、無障害物表面の高度算出において、起点が異なる領域を、同じ算出式（関数）で計算できるようにした。これによって分割する領域の数を少なくすることができるようになった。
【００４０】
▲１▼例えば、図５〜図７に示すように検証基準線を越えない場合には、一次区域１１について、図５〜図７の線分ＸＹＺへの最短距離を算出する関数（二線分への最短距離を算出する関数）を用いるようにした。この場合、勾配は同じ４０：１であるため、従来同一の区域を３つの異なる計算式を用いる３つの領域に分割して計算を行っていたが、本実施の形態ではそれらを１つの算出式で計算可能な１つの領域として取り扱えるようになった。
【００４１】
▲２▼図８〜図１０に示すように検証基準線を越えない場合には、二次区域２１，２２についても、例えば線分ＵＷＶへの最短距離を算出する関数を用いるようにすることで分割領域を減少させた。この場合、勾配は同じ１５：１であるため、１つの計算領域として取り扱えるようになる。
【００４２】
▲３▼また、図１１に示すように二次区域２１，２２に内接する一次区域１１によって起点が異なる点Ｃ，Ｄについては、二次区域２１，２２で二線分への最短距離を算出した際に、同時に線分上の座標を算出しておき、算出した座標を上記▲１▼の線分ＸＹＺへの最短距離を算出する関数で算出する関数へ渡すことで、解決するようにした。
【００４３】
▲４▼検証基準線を境にした場合についても、図１９に示すように、領域５２は線分Ｕ−Ｐ１への最短距離、領域５３は線分Ｐ１−Ｗ−Ｖへの最短距離となるため、上記▲２▼▲３▼と同様の考えかたで算出するようにした。
【００４４】
上記▲１▼〜▲４▼の手法によって計算領域の数を減少させた結果、無障害物表面の高度を算出するための領域分割（区域分割あるいはカテゴリ）は、図２０に示すように、以下の８つ（８カテゴリ）とすることができた。
【００４５】
▲１▼カテゴリ１：直線進入複行部分（図１８参照）。▲２▼カテゴリ２：特別エリア（一次区域の一部に設けられた条件によって発生する特別な区域（例えば図１９に示す領域５４））。▲３▼カテゴリ３：検証基準線を越えない一次区域。▲４▼カテゴリ４：検証基準線を越えない旋回外側二次区域。▲５▼カテゴリ５：検証基準線を越えない旋回内二次区域。▲６▼カテゴリ６：検証基準線を越えた一次区域。▲７▼カテゴリ７：検証基準線を越えた旋回内側二次区域。▲８▼カテゴリ８：検証基準線を越えた旋回外側二次区域。
【００４６】
また、その場合の各カテゴリに適用される算出式は、各カテゴリ内で行う所定の基準線分または基準点に対する最短距離の計算を行う計算式を計算式Ａ〜計算式Ｇと置くと、図２１に示すように定義することができる。すなわち、▲１▼カテゴリ１に分類される領域の計算は、当該カテゴリ内の最短距離についての計算を行う計算式Ａ＋ＭＤＡ（ＦＴ）−２５０ＦＴで行うことができる。ここで、ＭＤＡは航空機が着陸をあきらめて進入復行を開始する地点の想定高度であり、２５０ＦＴは固定値である。▲２▼カテゴリ２に分類される領域の計算は、（その１）カテゴリ１が存在しない場合：計算式Ｂ＋ＭＤＡ（ＦＴ）−２５０ＦＴで行うことができ、（その２）カテゴリ１が存在する場合：計算式Ｂ＋計算式Ａ＋ＭＤＡ（ＦＴ）−２５０ＦＴで行うことができる。ここで、計算式Ｂ＋計算式Ａと示した計算は、まずある座標点について計算式Ｂを用いてカテゴリ２内における最短距離の計算を行い、その結果として得られた最短距離の座標情報（カテゴリ１との接点の座標情報）をカテゴリ１に設定された計算式Ａに与え、計算式Ａの結果を求め、さらに計算式Ａの計算結果として得られた高度を示す情報を、計算式Ｂの結果得られた高度を示す情報に加算することで、当該座標点に対応する高度を求めることを意味している。
【００４７】
▲３▼カテゴリ３に分類される領域の計算は、（その１）カテゴリ１が存在しない場合：計算式Ｃ＋ＭＤＡ（ＦＴ）−２５０ＦＴで行うことができ、（その２）カテゴリ１が存在する場合：計算式Ｃ＋計算式Ａ＋ＭＤＡ（ＦＴ）−２５０ＦＴで行うことができる。ここで、計算式Ｃ＋計算式Ａと示した計算は、まずある座標点について計算式Ｃを用いてカテゴリ３内における最短距離の計算を行い、その結果として得られた最短距離に対応する座標情報をカテゴリ１に設定された計算式Ａに与え、計算式Ａの計算結果として得られた高度を示す情報を、計算式Ｃの結果得られた高度を示す情報に加算することで、当該座標点に対応する高度を求めることを意味している。
【００４８】
▲４▼カテゴリ４に分類される領域の計算は、計算式Ｄ＋計算式Ｃ＋ＭＤＡ（ＦＴ）−２５０ＦＴで行うことができる。すなわち、カテゴリ４については、計算式Ｄで、ある座標点についてカテゴリ４内における最短距離の計算を行い、その結果として得られた最短距離となる座標情報をカテゴリ３に設定された計算式Ｃに与え、計算式Ｃの計算結果として得られた高度を示す情報を、計算式Ｄの結果得られた高度を示す情報に加算し、さらにＭＤＡの加算と固定値の減算を行うことで、当該座標点の高度を求めることを意味している。なお、図１８に示すようにカテゴリ４が存在する場合には、カテゴリ１は存在しない。
【００４９】
以下同様にして、▲５▼カテゴリ５に分類される領域の計算は、計算式Ｅ＋計算式Ｃ＋ＭＤＡ（ＦＴ）−２５０ＦＴで行うことができる。▲６▼カテゴリ６に分類される領域の計算は、計算式Ｆ＋ＭＤＡ（ＦＴ）−２５０ＦＴで行うことができる。▲７▼カテゴリ７に分類される領域の計算は、（その１）カテゴリ１が存在しない場合：計算式Ｇ＋ＭＤＡ（ＦＴ）−２５０ＦＴで行うことができ、（その２）カテゴリ１が存在する場合：計算式Ｈ＋計算式Ｆ＋ＭＤＡ（ＦＴ）−２５０ＦＴで行うことができる。▲８▼カテゴリ８に分類される領域の計算は、計算式Ｉ＋計算式Ｆ＋ＭＤＡ（ＦＴ）−２５０ＦＴで行うことができる。
【００５０】
なお、各カテゴリの算出式には、さらに、所定の定数を加算したり減算したりする加減算を追加することが可能である。
【００５１】
ここで、一次区域および二次区域のいずれもが検証基準線を越えない場合の例を示す図３、旋回外側二次区域が検証基準線を越える場合の例を示す図１７、直進進行部分を含む場合の例を示す図１８、および旋回外側二次区域のすべてと
一次区域の一部と、旋回内側二次区域の一部とが検証基準線を越える場合の例を示す図１９を用いて、各カテゴリに分類される領域の具体例を説明する。
【００５２】
図３に示す場合、カテゴリ１〜２とカテゴリ６〜８に分類される領域は存在しない。カテゴリ３〜５には、各区域１１，２１，２２がそのまま分類される。
【００５３】
図１７に示す場合、カテゴリ１〜２とカテゴリ６とカテゴリ８に分類される領域は存在しない。カテゴリ３，４，５には、各区域１１，２１と、区域２２の検証基準線４２を越えない領域（区域２２の網掛けされていない部分）が分類される。そして、カテゴリ７に、区域２２の検証基準線４２を越えた領域（区域２２の網掛けされた部分）が分類される。
【００５４】
図１８に示す場合、カテゴリ１に分類されるのは区域１２である。カテゴリ３に分類されるのは区域１３のうちの範囲１４をのぞいた部分である。そして、カテゴリ６にカテゴリ１に分類されるのは区域１３のうちの範囲１４の部分である。
【００５５】
図１９に示す場合、カテゴリ１とカテゴリ５に分類される領域は存在しない。カテゴリ２には区域５４が、カテゴリ３，４，６，７，８には、各領域５６，５２，５７，２２，５３がそれぞれ分類される。
【００５６】
次に、図２１に示す各計算式Ａ〜計算式Ｉの具体例は図２２に示すようになる。ここで一次区域の勾配を４０：１、二次区域の勾配を１５：１とする。
【００５７】
▲１▼計算式Ａは例えば（図１８で障害物から線分ＭＮへの最短距離）÷４０である。▲２▼計算式Ｂは（図１９で障害物から線分５５への最短距離）÷１５である。▲３▼計算式Ｃは（図３、図１７、図１８又は図１９で障害物から線分ＸＹＺ又はＸ１−Ｙ１−Ｚ１への最短距離）÷４０である。▲４▼計算式Ｄは（障害物から、図３で線分ＵＷＶ、図１９で線分Ｕ−Ｐ１への最短距離）÷１５である。▲５▼計算式Ｅは（図３又は図１７で、障害物から、区域１１と区域２２の接線からなる線分への最短距離）÷１５である。
【００５８】
▲６▼計算式Ｆは（障害物から、図１８で点Ｚ１、図１９で点Ｚへの最短距離）÷４０である。▲７▼計算式Ｇは（図１７で障害物から点Ｚへの最短距離）÷１５である。▲８▼計算式Ｈは（図１９で障害物から区域１１と区域２２の接線からなる線分への最短距離）÷１５である。そして、▲９▼計算式Ｉは（図１９で障害物から線分Ｐ１−Ｗ−Ｖへの最短距離）÷１５である。
【００５９】
さらに、図１の分割手段１１は、各区域に分割する方法を、従来のルートの設定条件や、線分の交点による判定ではなく、描画した形状のパーツをポリゴン（多角形面）としてとらえ、区分けしていく方法を採用している。具体的には、一次区域、二次区域の各部分をひとつひとつのポリゴンとして認識し、条件入力手段１０１によって登録された保護空域の一次区域、二次区域（内）、二次区域（外）の各頂点座標に基づいて検証基準点との交点を算出し、さらに算出した交点の情報に基づいて検証基準線で各区域を分割し、分割された区域毎の頂点座標を各カテゴリ用の記憶領域に格納する。このとき、二次区域については、どの線分または点に対して最短距離を求めれば良いかという情報が必要なため、保護空域にかかる形状情報の座標点とともに二次区域における検証基本線分情報を格納する。例えば、図１９の例では、カテゴリ４に線分Ｕ-Ｐ１を構成する座標、カテゴリ８に線分Ｐ１−Ｗ−Ｖの座標を同時に格納する。
【００６０】
そして、判断手段１０４は、各カテゴリに設定された算出式に基づき、各領域内のメッシュ交点における高度を算出する。そして、検証対象物情報入力手段１０２によって予め登録されている検証対象物等の地図高度データを読み込み、上記で求めた高度とを比較し、障害物有無を判断する。
【００６１】
具体的な検証例を、図１９に示す点Ｅに位置する障害物について説明する。この場合、障害物に対応する点Ｅは、カテゴリ８に分類される検証基準線４２を越えた旋回外側二次区域５３に位置することになる。無障害物表面高度の算出過程は次のとおりである。
【００６２】
▲１▼障害物に対応する座標点Ｅがどのカテゴリに属するかを判定する。
【００６３】
▲２▼障害物の点Ｅがカテゴリ８に属すると判定された場合、カテゴリ８に格納されている二次区域検証基本線分情報（線分Ｐ１−Ｗ−Ｖ）への最短距離と座標点Ｐ２を算出する処理が行われる（図２２の計算式Ｉ）。
【００６４】
▲３▼上記▲２▼で求めた距離と勾配１５：１から二次区域での高度の増加分を算出する（図２２の計算式Ｉ）。
【００６５】
▲４▼座標点Ｐ２から点Ｚへの最短距離を算出し、４０：１の勾配から一次区域５７での高度の増加分を算出する（図２２の計算式Ｆ）。
【００６６】
▲５▼▲３▼で求めた二次区域５３での高度増加分と、▲４▼で求めた一次区域５７での高度の増加分とを加算し、さらに起点における高度をＭＤＡの値と所定の固定値とを用いて求め、点Ｅにおける無障害物表面の高度を算出する。
【００６７】
▲６▼▲５▼で求めた点Ｅの無障害物表面の高度と、障害物の高度とを比較し検証する。
【００６８】
なお、システム全体の処理の流れは、次のとおりである。（１）ルートの設置条件の入力、（２）形状（保護空域）の描画、（３）保護空域周辺の地形・人工障害物の抽出、（４）描画した保護空域を、無障害物表面の算出条件によってカテゴリに分割。（５）（３）で抽出した障害物について、１件ずつ、保護空域の中に入っているかどうか内外判定を実施し、抽出したすべての障害物について判定が終了するまで処理を繰り返す。
【００６９】
なお、本発明の実施の形態は上記のものに限定されることなく、例えば図１の各手段をネットワークを介して分散して構成したり、あるいは各手段を統合したり、他の従来の機能と組み合わせたりする変更を適宜行うことができる。また、図１を構成するコンピュータで各機能を実行するためのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体や通信回線を介して配布することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、検証の自動化を進め、正確にかつ迅速に障害物の検証を実施することが可能となり、設計者の作業効率が向上する。特に、検証範囲に複数の障害物が含まれる場合の経路設計が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の空域設計支援システムの一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】  図１の実施形態が処理対象とする無障害物表面１を上から見た平面図である。
【図３】  図２と同様の平面図である。
【図４】  図２の平面図に対応する側面図である。
【図５】  図２の一次区域１１の高度算出の起算点を説明するための平面図である。
【図６】  図２の一次区域１１の高度算出の起算点を説明するための他の平面図である。
【図７】  図２の一次区域１１の高度算出の起算点を説明するためのさらに他の平面図である。
【図８】  図２の二次区域２１の高度算出の起算点を説明するための平面図である。
【図９】  図２の二次区域２１の高度算出の起算点を説明するための他の平面図である。
【図１０】  図２の二次区域２１の高度算出の起算点を説明するためのさらに他の平面図である。
【図１１】  図２の二次区域２１における高度算出の具体例を説明するための平面図である。
【図１２】  図１の実施形態が処理対象とする無障害物表面１に対する検証基準線を説明するための平面図である。
【図１３】  図１２の検証基準線４２を説明するための平面図である。
【図１４】  図１２の検証基準線４２を用いた一次区域１１における高度算出例を説明するための平面図である。
【図１５】  図１２の検証基準線４２を用いた二次区域２１における高度算出例を説明するための平面図である。
【図１６】  図１２の検証基準線４２を用いた一次区域２１における具体的な高度算出例を説明するための平面図である。
【図１７】  図１２の検証基準線４２を用いた高度算出処理の特例を説明するための平面図である。
【図１８】  本実施の形態が処理対象とする直線進入複行区域の一例を示す平面図である。
【図１９】  図１２の検証基準線４２を用いた高度算出処理の具体例を説明するための平面図である。
【図２０】  図１の分割手段１０３によるカテゴリ分けで設定されるカテゴリの一覧を示す図表である。
【図２１】  図２０に示す各カテゴリにおける高度計算のための算出式の一覧を示す図表である。
【図２２】  図２１に示す各計算式の具体例を示す図表である。
【符号の説明】
１  無障害物表面
４１，４２，４３  検証基準線
１０１  無障害物表面算出条件入力手段
１０２  検証対象物情報入力手段
１０３  分割手段
１０４  判断手段
１０５  出力手段
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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