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目

次

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CONTENTS
巻頭言「これからも」…・…………

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Foreword

Chairman

今津

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講演の記録［レーダーに関する講演】「渡り鳥とレーダー」』

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特別研究会紀行「おおたかどや山標準電波送信所（通信総合研究所）を見学して」

電波航法研究会事業報告（平成13年度）のあとがき「新しい電波航法の時代へ」

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電波航法No．44（2003）

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かう行動を求めるために不可欠であり、自分のこれから船舶における航法の改善のために、国際的にはIMOの行動を決めるための最重要情報である。今までは、こを中心として、船舶の運航を支援するシステムや船舶にの位置情報が間違っても、それにより付近の相手に迷惑搭載すべき航法機器の性能等について、また、こうしたをかけることは殆どなく、情報の間違いによる損失は全システムや機器を取り扱う運航者の資格要件について規て自分が被ればそれで済んだ。ところがGPSが出現し、定している。そして、こうした規定の改善はそれなりにこれを利用したAIS（船舶自動識別装置）により、自警効果を発揮しているが、海難事故の海洋環境に及ぼす影の位置情報が相手に伝えられるようになると、この結果

響の甚大さから、船舶運航の安全性確保に対する社会的として、自分の位置情報が相手船の行動に影響を与える

要求はますます厳しさを増している。一方で、現状の船こととなった。このことは、航法が単独の船舶の行動を橋において運航者を助けるはずの新しい機器の導入が、決める技術であった時代から、AISを搭載した周囲の相

多くの運航者からは歓迎されずに疎まれていることも手船と協力しながら、それぞれの船舶の行動を決める新事実である。こうした事実を踏まえながら、厳しい社会しい時代に入ったことを意味している。

の要求に応えるための対策を練ることが不可欠であり、しかしながら、相手船との間に信頼できる協力関係を本研究会としてもこの大事な課題には是非参加しなけれ築くことはまだまだ難しい。それには先ず、自船の中でばならない。

の機器と運航者のしっかりした関係を構築しなければな

GPSが生まれて、位置情報に対する船舶運航者の要求らない。機器はその性能において限界があり、また時折はほぼ満たされたが、それで航法が完成したわけではな

故障もする。一方、人は五感を使って外界の情報を集めい。これからいよいよ本格的に位置情報等を駆使して、るが、これにも限界があり、時々ミスを犯す。こうした周囲の関係者との協調を計りながら、自分の行動を決め

不完全な物同士が協力することで、それぞれの欠点を補る技術である航法を確立していかなければならない。こい、その結果として航行の安全性を向上させるには、機のための研究はこれからであり、本研究会の役割はこれ

械と人との協力関係の構築において、さらなる工夫が必からますます重要になる。

要である。そしてこうした工夫により船橋での作業の信頼性が上がれば、そこで初めて相手船との間に信頼関係を築くことができるであろう。

電波航法研究会では、航法に関する最新の情報を集めると共に、領域を設けず航法と何らかの関係があると思われる事項についても研究会での講演を依頼した。それ
は航法が多くの技術に依存した総合的技術であるからである。そして、これからの航法の発展のためには、様々な知識や技術を統合することが不可欠であるからである。

また、この技術は海に限らず、空でも陸でも、そして船や飛行機や自動車などの乗り物から、今では各個人の移動についてまで使われる技術であり、航法の発展はこれからの生活様式を大きく変化させる可能性を持つからで電波航法No．44（2003）

一1一

渡り鳥とレーダー
山階鳥類研究所顧問

吉井

Masashi
1．はじめに
このたび東京商船大学の林教授と電波航法研究会事務正

YOSHII

ます。二千数百年前、動物学の祖と言われる古代ギリシ
ャの大学者アリストテレスはその著作の動物誌に「動物局のお薦めによりこの研究会の例会で「渡り鳥とレーダ

は環境の変化に敏感で生息環境が寒冷になると、人間がー」について講演する機会を頂きました。しかし筆者は寒さから逃れて家の中で暮らすのと同様に、生息場所をレーダーに関しては専門家から見れば超シロウトです。

変える、例えば、ツルはスキチアの草原からエジプトのこうした人間がこの分野の専門家が多い研究会の皆様の湿地に渡り、ある種の小鳥類はツルと同様に渡りをする。

前でレーダーについてお話するのは真におこがましい限

ペリカンもストライモンからアイスターに渡る」と述べりでお受けするのに躊躇致しました。しかし、迷った末、ました。しかし残念なことに一方では「多くの鳥達は土

後述の事情を考慮してお引き受け致しました。

中に潜伏して越冬する。鳥達は一般に考えられているよ

さて、自由に空を飛びその把握が容易ではない鳥類の

うには渡りをしないものがいる。ツバメ、トビ、コウノ

行動、特に渡り行動の研究に関して、欧米においてはレ

トリ、ヒバリなどは土中に潜って冬眠する。また、あるーダーが極めて有効な道具として盛んに活用されていま

種の鳥は冬が来る着姿を消すが渡りや冬籠もりしたのです。各国の鳥学者（Ornithologist）がレーダーを用いて鳥はない。変身するのだ。例えばシロビタイジョウビタキ

類の行動の解明に競って挑戦し、未解明であった謎の部

はヨーロッパコマドリに変身する」と間違った記述をし分を解明するなど続々と画期的研究成果を挙げ、富岳のてしまいました。その後約二千年もの長期間鳥類の渡り発展に大きく貢献しました。そしてレーダー鳥学（Radarについての奇妙な学説が後を絶たず、現代の生物の二命

Ornithology）という研究分野まで確立しました。

名法を確立した有名なスエーデンの分類学者リンネ

ところが、わが国におけるレーダー鳥学的研究の実状（1707〜1778）さえも「ツバメは冬の問水中におり、春はまことに淋しく、欧米諸国とは比べようもないくらいに出てくる」と述べ、同調する有名学者もいました。そ遅れた状態にあります。そして純鳥学の面でも応用の面してわが国では、春季に渡来、繁殖した後、秋に南方のでも、レーダーを活用すれば即解決可能と思われる多く地域に向かって渡り去るツバメ類や五畜ヨシキリ、カッの問題が未解決のままになっています。これまでに画く

コウ、ホトトギス、ブッポウソウなどのいわゆる夏鳥の少数の鳥学者がレーダー鳥学的な研究や調査を試みまし

存在も、昔から人々によく知られています。また大陸のたが、種々な事情のため挫折することが多く、特記に価繁殖地から秋に渡来、越冬し翌春渡去するツル、ハクチ

する成果は未だに皆無です。そこでこのたびの機会を利ョウ、ガン、カモの仲間など、いわゆる冬鳥の存在もよ

用して、レーダー関係の皆様方に外国におけるレーダー

く知られています。

鳥学の研究、調査の実績ならびに筆者らの調査を含む日

このように渡り鳥は、大昔から洋の東西を問わず人々

本の状況などをお話してご理解を頂き、現状打開の方策の深い関心を集めて来ました。年々歳々決まった季節がについて専門家の適切なご指導、アドバイスを頂ければ来ると空を覆うように数多く出現、また急に姿を消す渡幸甚と存じた次第でございます。

り鳥の去来は太古の人々にとって自然界におけるスペク

タクルなページェントであり、驚異の現象であったので

2．渡り鳥の謎

しょう。また春告げ鳥、種まき鳥に象徴されるような生渡り鳥とは簡単に定義すると、繁殖時と非繁殖時の生活必須情報の伝達者として、あるいは自然が与えくれる

息場所が遠く離れ、その間を年に1回、定期的に往復移

栄養食源などとして、渡り鳥には関心が集まったのに違動（渡り）する鳥類と言うことになります。さて人間は、いありません。

太古の昔大空を覆って飛ぶ鳥類を目の当りにした時、秋人間はこうした渡り鳥との長い関わりの中でいろいろになると姿を消し、春になるとまた姿を現すことについな知識や経験を蓄積しました。そして科学が長足に進歩て様々な考えを巡らせました。旧訳聖書エレミア記法8を遂げたこの100年間に鳥類の研究も大いに進み、それ章には「コウノトリは定められた時を知り、ハト、ツバまで想像も出来なかった鳥類の驚くべき渡り行動の謎がメ、ツルはその来たる時を遵守する」という記述があり明らかになって来ました。例えばキョクアジサシと言う

一2一

JACRAN，No．44（2003）

鳥は、北半球の北極圏の繁殖地を巣立った後、13，000〜

研究者なども現れ、渡り鳥という自然物から最新技術開15，000キロメ・トル離1れたアフリカ南端の地域まで数週間で発のヒントを得ようとする傾向も見られます。

渡り着いたとか、ツルやガンの群れが酸素が平地の三分

また、渡り鳥は「東京がだめなら名古屋に行くさ」式の一しかない高度9，000メ・トルのヒマラヤ上空を渡る事実の融通は効かず、先祖代々からの生活方式を厳守するのが確認されたとか、高空飛翔時に有効に働く肺につながで、繁殖地や渡り経路上の休息地の自然環境が悪化する

るエア・サックなどの特別な呼吸機構があることも明らと対応が下手で、犠牲者が多く出たりします。ツル、バ

かにされています。北米アラスカで繁殖するハシグロヒ

クチゴウ、ガン、アホウドリ、オオミズナギドリにテレタキが繁殖後ユーラシア大陸北部を西に向かって横断し、メーター（人工衛星経由で情報を地上に送信）を装着、アフリカ大陸の中・南部に至る壮大な渡りの旅をするこ研究室でリアルタイムで渡り鳥の動きを確認できる調査

とも標識調査により確認されました。北米に広く生息分を山階鳥類研究所などが実施しています。その主目的は布するハチドリ類は平均体重約3グラムで鳥類の中で最絶滅危惧鳥種の保護対策の一環として行っているのです

小ですが、その小さな体で繁殖地から6，000キロメート

が、何千キロもの広い地域にわたる渡り経路上の自然間

ルも離れた越冬地までの間を往復するものがいることも環境の状態の良否判定にも役立てています。近ごろ地球判っています。また体重4グラム弱のノドアカハチドリ

環境保全の問題が重視されるようになりましたが、今後は他のハチドリ同様目にも止まらない高速で翼を培いてこうした問題の解決に渡り鳥のデータの活用が一層考慮

時速約90キロで飛ぶため代謝が著しいのですが、渡りされるものと思われます。

時には約2グラムの体脂肪を渡りエネルギー源として蓄3．渡り鳥と疾病

積し、消費することが明らかにされました。またこの脂肪は飛翔エネルギーに変換すると無着陸で1，000キロメ

アフリカのウガンダで・1937年、老女の血液から初め

ートル以上の飛翔を可能にする事も計算上判明していまて分離検出された西ナイル脳炎・ウイルス（WNV）はす。ちなみにこの鳥は秋季フロリダから越冬地に渡る途

その後払ーロソバやアジアに伝播し多くの感染者や死者

中、メキシコ湾の洋上約600キロメートルを飛び越冬地が記録されましたが、新大陸での記録は長い年月にわたに到着するものがいるそうですが、風などを当てにせずり皆無でした。ところが1999年5月、ニューヨーク市

自力で渡りを繰り返しているわけです。

クイーンズ特別区で初めて感染患者が確認され、新世界

渡り鳥は主に昼間渡るものと夜間に渡るものと、おお最初の記録となりました。そして同年10月までにWN
V感染患者62名（内7名死亡）の発生が病原体分離に

むね鳥種によって決まっており、ツルやコウノトリ、ワシ、タカなどの大型鳥類は昼間渡ることが多く、反対により確認されました。これら人間の感染症例の70％はニ

小鳥類はおおむね夜間に渡ることがわかり、そして英国

ューヨーク市の僅か半径10キロメートルの区域で発生のラック博士はレーダー観察によるデーターに基付きしていますが、同時期、同地域にアメリカカラス（Corvus「渡り鳥は、春は秋より高く飛ぶ、夜間は昼間より高く

brachyrhynchos）を主とする約80種の野鳥の異常死が飛ぶ。大抵の渡り鳥は、一日のうち飛んでいる時間はせ発生、死体からWNVが分離検出されました。関係機関

いぜい6〜8時間である」と発表しました。

の推定によると同市周辺で種々の野鳥数千羽がWNVに渡り鳥が何千キロメートルも遠く離れた目的地に誤り感染死亡したとされ、また野鳥に限らず動物園内飼育のなく無事到達するためには高度な航法技術が必要ですが、チリーフラミンゴ、グアナイウ、バクトウワシ、ニジキ

これに関し、彼らの天測による定位能力や地磁気・磁場

ジ、シロフクロウその他にも同時多発的に発生したこと

感知能力の有無を示す実験結果も得られています。またが報告されました。以来2002年まで、北はカナダ、南渡り鳥を実験室で観察すると渡り時期真近かになると決はフロリダ州にまでWNV患者の発生範囲が急速に広ままっていら立ち行動（ツーゲンルーエ）が見られ、このりましたが、アカイエカを媒介役とするWNVは、インころ鳥体内に渡りに特別に影響する甲状腺の変化やホルフルエンザ・ウイルスの場合と同様に渡り鳥がこれを遠モンの分泌が生じることも確認されています。

方まで運搬する重要な役割を担っている疑いが濃厚で、このように現代における渡り鳥の謎解き解明のための諸種の研究調査が実施されています。物語が少々横道に研究は、アリストテレス先生もリンネ先生もさぞ吃驚さ

外れてしまいましたが、WNVが早晩日本に上陸するこれるほど進展していますが、謎解きとは別に、人間の造とが確実視されていますので、敢えて付言させて頂きまった航空機（例えばB−747旅客機）とツバメの能力した。成田空港などではWNV汚染地域からの旅行者にとをそれぞれの飛翔データ（燃費、体重、翼面積、同荷焦点をおいて警戒を強めていますが、人間だけでなく鳥重、速度など）を比較して検討の結果、両者つまり科学

類特に渡り鳥にもご注目を、と申し上げたかった次第で技術と自然は、同じ航空力学の原理に沿う、と結論したす。

電波航法No．44（2003）

一3一

4．わが国におけるレーダー鳥学への理解

した時、筆者も思わず戦時を振り返り、「レーダーで敗以上述べて来た鳥類の謎解き調査研究は、大きく野外戦」を認識したのは海軍軍人より専門家の方が強いのがと研究室内の研究に分けられますが、純鳥学あるいは基も知れない、と思いつきました。先の世界大戦で海上の礎下学の範囲に限っても分類学、遺伝学、生理学、生態

戦闘に参加した海軍軍人の多くも「日本はアメリカにレ学、行動学、医学、鳥類標識調査、等々実に多様な角度

ーダーで負けた」と思っています。ツラギ海戦のようにから追求がなされており、さらに応用鳥学的調査研究も狭い海域で、レーダーの威力が発揮困難な突然鉢合わせ

多岐に亘って行われています。こうした鳥類の研究のなした出会い頭の夜間遭遇戦では、月．月回水木金金の猛訓

かでレーダーによる方法は他の方法では到底得られない練をつんだ日本海軍が肉薄魚雷攻撃して大戦果をあげま

情報を取得出来る特長があることから、英国、スイス、した。しかしレーダーが威力を発揮する広い洋上の海戦

スウェーデン、オランダ、ドイツなどの欧州諸国ならびや目視困難な夜間とか濃霧下の戦闘ではわが艦隊は概ねに米国、カナダ、イスラエルその他で鳥類の移動や渡り

敗退の憂き目を味わいました。戦闘のさなか海軍軍人は、行動の解明などに盛んに活用され成果をあげています。

味方のレーダーがもっと優秀ならば負けはしないものを

しかし、わが国は残念ながらこの面における立ち遅れがと悔しがったものです。学生出身の予備海軍士官だった

著しい、というのが実状です。

筆者は北千島の前線において濃霧下、夜間を問わず米軍

過去約40年の間に、筆者は気象庁や自衛隊のレーダ・から有効な艦砲、空爆攻撃を受け、対するわが海軍のレサイト、あるいは電機メーカーでレーダーに携わっておーダーは「ボケ電探」だった苦い記憶がありますので、られる何人かの方々と会ってお話する機会がありました

茂在教授の記事に強く感銘したわけです。そして「日本が、レーダーによる鳥類行動の研究、すなわちレーダー・の点訳も欧米諸国にレーダーで負けた。それで随分損をオニソロジー（鳥兜）に関して強い興味や関心をお持ちした」と思わずボヤキたくなりました。

の方は少なく、まして関係情報を欧米などから十分収集し、実状をよくご存じの方とか、自ら三三研究者と連携

5．欧米におけるレーダー鳥学的研究調査して日本にもレーダー二二グループを創設、発展させよ

英国の鳥学者ラック博士によると、初めて鳥類がレーうと言うような方には遂にめぐり逢えませんでした。東ダーに探知されたのは1940年の春で、クライストチャ

京商船大学の林教授に初めてお会いした際も教授からおーチにある波長50センチメートルのレーダーがカモメ類をブラ聞きしたのは「日本では確かにそういった人は少ないとウン管に映し出しました。その翌年10センチメートル波のレー

思う」というお話でした。わが国ではレーダーが鳥類研

ダーが開発されましたが、この短い波長のレーダーにと究にどんなに有効であるかを一般の人が知らないのは無って海鳥は実に厄介な存在でした。レーダーが海鳥をキ理として、レーダーの専門家の中には一人や二人、レーャッチして、本来の使用目的（主に軍事用）を果たせな

ダー鳥学に詳しいとか、経験あるいは強い関心があるとくなる恐れが生じたからです。鳥がレーダーの関係者をかの方がおられることを期待していた私は教授のお話を慌てさせたのはこれが最初らしいのです。戦時中のお話

聞いてガックりしました。日本の縦割りの社会風土の中です．ドイツ軍が海を越えた大陸から打ち込むV1号ロ

では専門家が他の分野に首を突っ込んで仕事するとなる

ケット弾が飛んでくるたびにレーダーのスクリーンに正といろいろ障害があり、これは仕方がないかな、とは感体不明の円形映像が生じました。これは敵がレーダーをじましたが、しかし、レーダーの専門家の一人でも二人ごまかすための新手かも知れないと疑いましたが、よくでも、現状を理解し、興味を持ち、研究指導とか協力を調査した結果、大群で治していたホシムクドリがV1号されるということが実現すれば、この惨憺たる現状も忽

の上空通過に驚いて一斉に飛び立ち、その鳥群のエコー然と好転する可能性はあると思いつきました。走り出しがレーダー画面に映じた、と言うわけでした。レーダーたら猛進して遅れを取り戻し、さらに世界のトップを争の改良が進むと共に鳥が頻繁にスクリーン上に現れ、うまで駆け上った多くの実例が示す通り、素晴らしい能

100キロメートル先の鳥も捕捉されるようになり、本来の目標

力が日本社会の土壌中に常在している筈ですので、これ（飛行機）との区別に関係者は頭を抱えました。こうしは筆者の単なる思いつきとか独断偏見として沈黙していた鳥の映像をエンジェルと呼ぶことにしましたがエンジ

るより、どなたかに訴えようという気が起きた次第です。
本誌「電波航法No．43

p．2（2002）」に茂在寅男第五代

ェルと思ったら実は敵機だ、となると困るので、軍当局は鳥学者の参加を要請、エンジェル識別法を研究するこ会長が「レーダー技術者の懐古談では日本はレーダーでとにしました。こうした契機により貧乏な鳥学者は渡り

アメリカに負けたと言う話がよく出る」「実はレーダー

鳥研究に当時兵器だったレーダーに関係する機会を得まの基本原理も基本技術も日本の学者達によって世界に先した。そしてカモメなどの鳥類のエコーがレーダー画面

駆け解明されていた云々」と述べられている記事を拝見に映し出されることを知りました。エドワードグレイ研

一4一

JACRAN，No．44（2003）

究所所員のデービット・ラック博士も戦時中、イングラ

衛：星が打ち上げられ、その作戦が一段落した休憩時間にンド南岸に配置された軍隊のレーダーサイトに協力参加

若い科学者が自分のレーダー管理室に筆者を招じ入れてし、その間にレーダーが将来無学研究において有効かつくれました。この若い研究者はそこで2種のレーダーと重要な道具となることを予感しました。しかし、最初に望遠鏡付ビデオカメラを駆使して、1羽のヒバリの飛翔レーダーで鳥の行動を確認し、学会に報告したのはスイを観察していました。レーダー画面にはヒバリの姿勢、スの学者ズッターでした。彼はチューリヒ空港のレーダ

向き、時間経過に従って変化する翼の搏：動数が波形としー画面に映し出される大きなエコーは渡り鳥の大群であて表示されていました。愚かにも筆者はこの時彼が使っり、スズメ目に属する鳥であると、1957年の学会誌に発たレーダーが何の種類か詳しくは確認しませんでしたが、表しました。ラック博士は同研究所の所長に就任してかどんな種類でどんな性能を持つレーダーだったのでしょらレーダーを大いに活用して研究をダイナミックに進め、うか。彼が「人工衛星を見張るレーダーだが、任務の仕渡り鳥研究史上に不滅の業績をあげました。その頃レー事が終了して空いている時間に鳥類研究に活用させて貰ダーを用いた研究は鳥学会に一大潮流となって広まり、っているのだ」と言っていましたが、それを聞いてNA

ヨーロッパ各国、アメリカ、カナダ、イスラエルなどでSAの寛大さにびっくり仰天しました。日本における気それぞれの国の鳥学者がレーダー使用の機会を掴んで研

象庁、航空、防衛庁関係その他で使用の種々なレーダー究を競い合い、山鳥学、応用鳥学の両分野で価値の高いにもかなり「空き時間」があるはずですが、もし彼のよ研究成果が1950年忌後半から1980年にかけて続々と怒うな利用をしたら多分職務違反か逸脱だと誰かに叱られ

濤のような勢いで発表され、レーダー鳥学という新しいると思います。規制が厳しいため部外者の鳥学者のアプ研究ジャンルが認知されました。

ローチがさらに困難なわが国の状態をつい思い浮かべて

6．渡り研究用のレーダー

ダーの弱点は、画面上のエコーが鳥類だと判っていても、しまいました。さてちなみに、この若い研究者は「レー米国野生生物保護局の広報誌「鳥類の渡り」（Migration
of

Birds

その鳥種を断定すことは熟練者でないと難しい。そこで

1979）では、渡り研究用のレーダーを次の3タ

鳥種判定用ガイドブックを作ることになり、今その基礎イプに分けています。

資料蓄積のためグループを組織して努力している」と教1．見張り用レーダー（Surveillance

radar）：一般によえてくれました。

く使われるている空港や船舶に設置されているのと同タ

このたび筆者は電波航法研究会の皆様のお話を承った

イプ。広い範囲をスキャンして、広域に亘って移動する

際、大地の僅かな盛り上がり一巡センチ以下一も空から二二の飛翔方向、経路、時間などを捕捉する。
2．追跡用レーダー（Tracking

レーダーで測定することが可能で、火山噴火や地震の予radar）：一つの目標（航知にも役立つなど、驚嘆に値するレーダー技術の進歩発

空機、鳥類）を定めてロッキング・オンし、大空を横切

展ぶりを初めて知りましたが、もし、こうした素晴らしって飛翔する目標を継続して追跡、記録表示する。
3．ドップラー・レーダ《Doppler

いレーダー技術を渡り鳥研究に導入できたら、欧米に比radar）：交通取締り

べ沈滞気味の日本の渡り鳥研究も必ず大きな発展を見せに関して走行車の速度測定に採用されているものと同タるに違いないと思い至った次第でございます。

イプ。鳥の飛翔速度測定に有効。

さて、筆者は以前に気象観察レーダーを見学したこと

7，バードストライク・委員会（Bird

StrikeCommittee）

がありますが、これは前述3回忌プのどれに入れるのか

人間と野生鳥類との共生の重要性は今や一般の常識で少し迷いました。発射電波角度が広い普通の船舶レーダ

すが、野生鳥類が人間に不利益な存在に見える場合、どーはPPIだけで目標の高度は測定不能だが気象レーダ

う対処すべきか、と言う問題があります。その中の一つ

ーはRHIもあるので可能だ、と聞きました。そうすると両者は少し異なりますが、それでも同じタイプ1に分する問題です。時には航空機墜落、死傷者多数などと言で大きな問題とされているのは野生鳥類と航空機が衝突類して良いのか。こうした分類は何時かどなたかにお尋う事故も発生します。対策として人命保護最優先は当然ねしたいと思っています。レーダー技術が著しい進歩をですが、それだけに執着した単純幼稚な発想で対策を講している一方、レーダー活用の鳥類の研究も進歩し多様じると大きな誤りを犯すことになりますので、担当官庁、化していますので、上述3タイプだけに分けるのは今や空港関係、理工無関係、動植物学関係その他の専門家や不十分かも知れないと思いました。

識者が集合した委員会が各国内または二国間、多国間にまた、これは筆者が約25年前米国バージニア州にあ作られ対策を講じています。筆者は関係者の勧めに応じるNASA基地を内務省野生生物局のロビンス博士の案てオランダのアムステルダム大学で開催の国際バードス内で訪問した際の経験です。当日は米ソ共同計画の人工トライク・委員会（International

電波航法No．44（2003）

一5一

Bird

Strikeしました。この大会では各国の空港における事故発生状

9．わが国の実状
筆者は上述の図書その他や、さらに孫引きで得た資料

況、鳥類飛来防止処置（ガス砲、忌避剤の使用など）、空をたよりに、レーダーを使用して鳥類の行動を追跡する

港周辺の草地管理、有害呼応の生態等々に関する研究調調査を開始したいものだとチャンスを探していたところ、査結果の発表、討論などが行われました。筆者はその中農林水産省農業研究センター中村和雄博士のご配慮で同でレーダー自学あるいはその応用に関する発表が必ずあセンターが実施予定の「農地における主要鳥類の地域個ることを知り、是非そこで学びたかったので出席しまし体群動態の解明」計画の「レーダー等を用いたモニタリ

Committee）2000年度大会にオブザーバーとして参加た。そしてレーダー鳥学の研究では国際的に有名なイスング手法の開発」の研究を受け持たして頂き、平成2年

ラエルのテルアビブ大学教授ヨシー・リーシェム博士な度より実施することになりました。レーダー使用に必要どから論文のコピー、CDの資料を頂戴したり、アドバ

な無線技師ライセンス取得などは一応準備完了してはおイスを受けたり目的を果たして帰って来ました。この大いたのですが、それまでは一切レーダーに触ったことも会ではりーシェム教授のほかにレーダー鳥学関係の発表

ないど素人です。先ず少ない予算内でのレーダー機種のがいくつかあり、各国の空港でレーダーが鳥との衝突防選択、無線局開局許可取得の問題、等々の対処がかなり止にごく普通に用いられている事を知りました。パイロの難問でしたし、本業の鳥類標識調査（環境庁委託の全

ットは天気予報ではなく、渡り鳥予報（警報）を空港レ

国規模調査）も超多忙というわけで、目的達成の途上でーダーサイトから受け、安心して操縦を続けるとか、米は種々な障害を克服しなければと覚悟しました。欧米の国では何十箇所もの空港が鳥類監視レーダーの情報網を水準が富士山頂上とすると当方は山麓の登山入口、道は結び、飛来する国内外の航空機に鳥情報を提供、衝突防

遥か雲の上の先きという感じでしたが、それでも鳥の行止を計っていることも学びました。ちなみにこの大会に動について観察、標識調査など従来の方法では得られなは約30ヶ国から多数の委員が参加していましたが日本かった新知識、新体験が調査のたびに得ることが出来ま

からは空港と無関係の筆者だけでした。そしてコロンビ

した。そして予算、時間、労力が許せば、目的は必ず遠アから来た一人の若い参加者から「バード・ハザード防

くない将来に達成出来ると闘志を沸かしたものです。

止の問題解決には国際協力が必要だが、なぜ日本からも予算、時間、労力の不足のなかで筆者のチームが実施

っと参加しないのか」と問われて返事に窮しました。

した調査の結果は先進国の水準から見るとあまりにも初歩的だと自認しますが、これがわが国におけるレーダー
鳥学の実状です。それでも、わがレーダー怠学には明る8．レーダー藩学の解説書
欧米で出版された算学（鳥類学）参考書の渡り鳥研究い展望があることを示す実例があります。例えば三番瀬の項にはほとんど例外無くレーダー鳥学の解説が含まれの例です。ここは開発と保護の問題が激しい争点となっており、中にはかなり詳しく述べているものも多く見らていた干潟で、千葉県は問題の決着を付けるため干潟のれます。権威ある学会として有名な英国鳥学会（British

自然環境の調査を実施することとし、その中で山階鳥類

Trust

研究所はレーダーによる干潟鳥類の行動調査を受け持ち

Ornithology）が1964年に発行した

Dictionary

of

「A

New

Birds」にもかなりのスペースを割いた解ました。

説、参考文献表が見られます。そして鳥類の渡り解説書

問題の焦点となったのはカモ類の夜間行動でしたがこにはレーダー鳥学についてさらに詳しく、具体的な記述れを明確に示す証拠資料が観察（ヘリコプターの空中観が見られます。

「Bird

察を含む）や暗視カメラ（ナイトスコープ）観察その他

Alerstam．Univ：ofLund，Sweden

Strategies

ofCicagoMead．BrtishofMigrating

Migration

Hawks：Paul1989」また「Bird
Trust

fbr

：Thomas1982．」や「Flight

KerlingeL

Univ

Migration：Chris

Ornithologyの調査では得られなかったのですが、レーダー調査の記
録は夜間行動を明示する証拠となり、これらを勘案して千葉県は三番瀬開発を見合わせたということでした。

以下に千葉県つくば市で実施した調査の鳥類エコーを1983」などの渡り鳥解説書がそれで、専門家の助言を頂かないと素人や無示す写真を掲げました。ご参考になれば幸いです。

経験者には十分理解できないような実技的、技術的の点まで述べている著作もあります。極め付けば「Radar
Ornithology：EEastwood：Methuen

andCo，：Ltd．1967」

です．少し古い本ですが正にレーダー底幅の教科書ともいうべきもので、レーダーそのものの原理から始まって
レーダー鳥学の全てに及んで解説しています。

一6一

JACRAN，No．44（2003）勺2・．．

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ロココ

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コロコロ

1992！8119つくば市ムクドリ塒（レーダーから12時方向，約1992！8！19つくば市ムクドリ塒，5秒前まで帯状に進展し200m）塒離れを始めるムクドリの小群（矢印が示す小て行った群れ先頭はそれ以上進まず，隊形に変化が生じ点）時刻04：54：33

た．

199218119つくば市ムクドリ塒，ムクドリの群れは続々発進，そのエコーは主として5時〜6時方向に拡散矢印の方向に密集隊形で伸びる帯状エコーが目立つ

1992／8／19先頭集団の編隊再編成はさらに進み，団子状に纏まる（AMO4：56：11）．数：加西，団子状エコーは消滅し明

たが，これは餌場への着地か，低空飛行に転じたためか不電波航法No．44（2003）

一7一

電子基準点を利用したリアルタイム測位
国土交通省

測地観測センター

国土地理院
衛星測地課長松村

正一

Syoulch1融TS㎜A
1

はじめに

2

背景

一電子基準点に関する民間の期待一航法と測量というのは、共に位置を求めることに主眼

平成14年4，月から世界測地系を位置の基準とする改があるものてあるか、かつては全く次元の違う技術分野

正測量法か施行され、電子基準点か公共測量等に使用てであった。航法は移動体の測位を主な目的とするため、きることになった。電子基準点の位置は世界測地系に基いかに高精度であっても側位に時間を要しては音義か失づいて測定されていたため、測量法か改正される以前はわれる。一方の測量については、精度か何よりも重要て

公共測量には一切使用てきなかったのてある。これまて、あって、側位に要する時間は比較的重要てはない。つま地震や火山活動に伴う地殻変動の観側監視なと防災や科り、側位精度と側位に要する時間の関係において、下の学技術的用途には大いに活躍してきた電子基準点てある

模式図のような棲み分けか行われていた。

が、これからは、位置を測定するための基準として、無図一1航法と測量の関係についてところか、近年のGPSの登場を期に、航法の精度向実ともに三角点と同様の「基準点」となるわけてある。

上と測量のリアルタイム化が進展した結果、両方の境界

電子基準点の存在は益々重要なものとなっていくことかかなくなりつつあるのてはないかと感しさせられる。本予想される。

稿ては、側量のリアルタイム化の一例として、国土地理

このような流れの中、電子基準点に対する民間の期待院か設置している電子基準点を利用した仮想基準点技術も非常に大きなものとなっている。後で述へる仮想基準を紹介し、今後の展望を述へることとする。

点技術か実用段階に入って以降、特にその傾向に拍車かかかった感かある。

平成12年8月に社団法人経済団体連合会か策定した

一8一

JACRAN，

No44（2003）

「一つの電子政府に向けた提言」の中では、新事業・新大きくなると思われる。

産業創出を促進するプロジェクトとして地理情報システム（GIS）を紹介した上で、「リアルタイムの高精度位置情

3．2

報は、災害対策、ITS、カーナビ、デジタル地図など、

グリット補正法は、基準点ネットワーク内にあらかじ

国民生活や企業活動の基本的インフラとして期待できる

め決められたグリットにおいて、基準点の観測データおグリット補正法

ことから、電子基準点の拡充、高機能化や適切な保守等

よび補正値を計算しておき、移動局が一番近いグリットを図る必要がある。」としている。

を選択して、その観測データと補正値を補間計算によっ平成13年11月27日に民間企業6社が発起人となって位置を計測するものである。移動局と仮想基準点の距て「電子基準点を利用したリアルタイム測位推進協議会」

離は短い方が良いため、より正確な測位には密なグリッが設立されている。この協議会は、国土地理院や関係すト点が必要である。これを実現するには大量な補正デーる機関に対して、電子基準点リアルタイムデータの民間

タが必要となる。この方法では、全グリット点の補正デ

開放の早期実現を要望している。協議会には、通信事業ータが各ローバーに送信されるが、ネットワーク内の移者、測量および航測会社、ゼネコン、GPSメーカ、電機動局に同じデータを送信するため、制御センターから移

メーカ、また大学研究機関など90以上の企業や団体が動局までは放送のように片方向通信のみで良い。

参加している。

3．3
3．仮想基準点方式とはエリア補正パラメータ法

エリア補正パラメータ法はグリット補正法と同様、双1センチメートル程度のリアルタイム測位精度を実現

方向通信方式ではなく片方向通信方式によるものである。

する可能性のある仮想基準点方式について紹介する。仮

この方法は、基準点ネットワークを傾く平面と見なし、想基準点方式は、位置を測定したい地点に設置したGPS面補正関数により決定される補正パラメータを移動局に受信機（以下、「移動局」という。）のデータを用いて、送信する。高次項の関数は複雑な補正面をよりょくカバ

移動局の近傍に実際には存在しない仮想的な基準点を設ーできる。この方法では、データの通信量は多くないが、置し、そこに実在のGPS連続観測局を設置したなら受移動局側で各自の計算を要するため、処理を行う専用ソ信できたであろうGPS信号を周囲の実在するGPS連続

フトが必要となる。

観測局において受信したGPSデータから生成して、移動局との相対的な測位を行う技術をいう。仮想基準点シ

4．平成13年度に実施した調査研究結果の概要

ステムには、その基本的な原理によって以下の3つの方

平成13年度には、平成12年度に引き続き、国土地理式に分類される。この方式により10キロメートル程度

院の電子基準点リアルタイムデータを実験参加者に提供の有効範囲しかなかったRTK（リアルタイムキネマティ

し、実験参加者が仮想基準点データの作成配信や実際のック）によるリアルタイム測位の限界を超えて、平均点測位を行った。ここでは、この公開実験の結果とともに間距離が20から25キロメートルの電子基準点を用いて

国土地理院部外研究員他による研究を含めて平成13年

全国どこでも高精度測位が可能となるのである。

度に行った調査研究の結果を紹介する。

3．1

仮想基準点単独生成法

4．1

仮想基準点単独生成法は、3つの工程から構成される。

電子基準点網の大きさ

仮想基準点方式において、基準となるGPS連続観測

まず、移動局の概略位置を求める必要がある。これには局の点差距離は50キロメートル程度であっても測位可

移動局における単独測位またはDGPSによる観測結果能とされている。電子基準点は平均点間距離20から25が用いられる。次に、周辺の電子基準点の観測データを

キロメートルで設置されているため、これを基準とすれ

ベースに移動局の近くに仮想の基準点を設置し、その位ば全国を網羅した仮想基準点方式による測位サービスを

置情報とそこで得られるであろう観測データを生成、伝実施することは可能である。網の大きさを様々に変えて、送する。最後にこのデータを用いてRTK測位を行うの

移動局の測位結果にどのような影響を及ぼすかを調査し

である。

た。

この方法では、移動局と仮想基準点データを生成・伝結果は、網の大きさを変えても測位結果等には顕著な送する制御センターが必要であり、制御センターと移動相違は見られなかった。しかしながら、我が国は4つの局の間の双方向通信方式が必要である。移動局側では大プレートから構成されており、地殻変動が非常に大きい

きい計算は不要のため、移動局を簡略化できる一方、ユ地域である。電子基準点の座標値がいかに正確であってーザ数が極端に増加した場合には制御センターの負担はも、時間とともに変動が生じてしまう。実用的には測位

電波航法No。44（2003）

一9一

4

誤差を最小限とするため、移動局の最も近傍にある電子

2

電子基準点の座標値基準となる電子基準点の座標値に誤差があった場合、基準点を基準として仮想基準点を生成することが重要で測位結果にどのような影響を与えるかを考察することは

あろう。

菰

〜

・楽

w脳胞＾

ム〆

重要である。時間が経過すれば、地殻変動のために、電子基準点の座標値も時値とは乖離していかざるを得ない。

脳＿ノ㌔ピ㌔いノ鴇κ）

リアルタイムの仮想基準点方式による測位と同様のプ

〜も
〜、A
ミ

ロセスを記録したデータに基づいて行う後処理仮想基準

本媒点方式がある。この後処理仮想基準点方式を用いて、電、》趣、∴撫犠＿．
㌧

N帰，

子基準点の座標値をさまざまに変動させて移動局の測位結果にどのような変動が生じるかを調査した。

結果は、電子基準点の座標値の乖離が数センチメート

隠蟹辱

ル程度であった場合には、移動局の座標値は、同じ電子基準点を用いて静的測量による網平均を行って求めた座標値と極めて整合的であることが分かった。また、電子

20

穏

含σ

4◎沁轍

基準点座標値の乖離が1メートルを越すような場合には仮想基準点を生成することができなかった。この結果は、

図一2実験に使用した電子基準点

今後の電子基準点の座標値の維持管理をどのように行う（岐阜地区）かという観点からも非常に重要である。

4．3

電子基準点網と移動局の位置関係

仮想基準点において生成されるリアルタイムデータは、周辺の基準となるGPS連続観測局全てのリアルタイム＼一難輪〜藩データを平等に扱って生成するのではない（エリア補正
パラメータ法を除く）。その中の1点（「プライマリース
テーション」とも呼ばれる。）のリアルタイムデータを元に、他のGPS連続観測局のリアルタイムデータを加味して生成されるのである。通常、プライマリーステーシ

ョンは移動局の近傍のGPS連続観測局が使用されるか
ら、電子基準点網のどこに移動局が位置するかによって、
2｛筆

図一3

｛｝

20

40繍

一

測位結果に影響があることが想定される。この効果を検討するため、電子基準点網と移動局の位置関係により、実験に使用した電子基準点（関東地区）

測位結果への影響がどの程度発生するかを調査した。

結果は、特段の影響があるとは認められなかった。また、移動局が電子基準点に極端に近い場合には、その電子基準点を用いて直接RTK：による測位を行った場合と

へ

・

蹴

ぐ
ヘタルノ

f

嶋

知ハ説

同様の測位結果が得られた。この結果は、プライマリー
ステーションを用いるという仮想基準点による測位方式から予想されることと整合的である。

4．4

安定性及び再現性

リアルタイム測位に限ったことではないが、GPSを利用した測位を行う場合に最も重要なのは測位の安定性と位置の再現性であろう。実験でも、受信するGPS衛星
締

a

⑳

鵜廟

の組み合わせが変更される際に測位結果に顕著な変動が

図一4 網の大きさによる影響
仮想基準点を生成する電子基準点の組み合わせ見られる場合や、測位ができない時間帯が発生するケー一スが見られた。また、確たる原因がないにもかかわらず、を様々に変更して、結果の評価を行った。

一10一

JACRAN，No．44（2003）

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観測数

図一5

測位結果が不連続となった観測例

測位結果に数センチメートルの変動が見られたものもあった。

平面軌跡（基線からの離れ全体）

仮想基準点方式による測位結果の安定性・再現性を調
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査検討することは、今後、実際に測量に応用する場合に

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座標値の検定・検証を行う場合にも非常に重要である。

でなく、移動体測位への利用が重要である。公開実験で

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は、レールの上を移動するクレーンに搭載された移動局

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追加距離（而

や車両に搭載された移動局を仮想基準点方式とDGPS

…

4回目

一5回目
一6回目

図一7 同左の観測結果
移動による直線成分を除去した残差を併用して測位する実験が行われ、良好な結果が得られている

報サービスにとっても重要な課題となろう。

GPSを利用した測量一般に関する問題であるが、GPSナによる測位結果が絶対値として正しいことが保証されない場合がある。たとえば、我々が有珠山で経験したことであるが、電子基準点周辺の木を1本切ったところ、そ羅灘縫の電子基準点の位置が1センチメートル程度変動してし蠣』

まった。リアルタイム測位も含めてGPSを利用した測量は1センチメートル程度の精度を要する小範囲の測量には適切でない場合があると想定される。ただし、GPS二一6 移動体の観測例（その1）クレーンに取り付けたGPSによって観測をを用いた測位には、容易に国家基準に準拠した座標値を取得できるという利点がある。作業効率性を考えると、行った。

素地測量には従来型測量を組み合わせたハイブリッドな測量方式が有効かも知れない。

4．6

その他

平成12年度の実験結果でも見られたが、今年度の実

平成13年度の公開実験に際しては、電子基準点観測

験でも、高さ方向に静的測量に比べて仮想基準点によるデータの瞬時停止現象が見られた。1時間に3600回毎

測位結果との数センチメートルの較差があることが確認

秒切れ目なく連続的に送られるべきリアルタイムデータされている。想定されるひとつの原因は、アンテナの位が一時的に途切れてしまったのである。今回の実験の瞬

相特性の相違によるものである。電子基準点を利用した時停止ではシステムがダウンしてしまうケースもあれば、測位の場合には、異機種GPS受信機を利用することが大きな影響なく位置情報サービスを行っている場合もあ

一般的であるため、取り扱いには十分な注意が必要であった。実験の際発生した瞬時停止の原因は既に突き止める。

られ、現在のシステムでは解決されているものであるが、仮想基準点データ提供システムの頑強性は今後の位置情電波航法No．44（2003）

一11一

5．平成14年度以降の国土地理院の計画
平成14年度には、平成13年度第二次補正予算「電子国土位置情報基盤の整備」、平成14年度予算及び構造改
革：特別枠予算「リアルタイムGPS民間活用基盤の整備」
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大幅な拡充強化が図られる。これらの施策が、測量と測

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により、リアルタイム化を含めて、電子基準点の機能の試くざへ、∫．，強4が予想される。

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と国土地理院の間に引くのではランニングコストが膨大

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となり実用性に欠ける。電子基準点の常時接続にあたっては、電気通信事業者により提供されており、比較的安〜価に効率的なi接続が可能な仮想閉領域通信網（IP−VPN）

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常時接続が必要となるが、通常の専用回線を電子基準点

を電子基準点の常時接続に採用することとしている。
IP・VPNは、インターネットプロトコルを用いて、あた

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電子基準点リアルタイムデータ提供には電子基準点の

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かも独占的にインターネットを使っているかのように回線を利用するサービスである。インターネットに比べて。 オァさのだ
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安定性・安全性に優れているとされている。国土地理院

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ではIP−VPNから電子基準点リアルタイムデータを配信♪

機関に分岐させることにより、配信機関から民間への提供を実現することとしている。

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国土地理院では5，月から、関東・中京・京阪神地域等の大都市を中心として電子基準点200点のリアルタイム

データを民間に開放することとしている。平成14年度

図一85月からデータ提供を開始した電子基準点

中には全国的に電子基準点についてリアルタイムデータを提供するシステムを完成する予定である。加えて、電子基準点の数も従来の947点から1200点に拡充されることとなる。

これにより、地殻変動の観測監視の高なる充実が図られることはもとより、ほぼ全国どこでもリアルタイム測位が可能となるインフラが整備される。

一12一

JACRAN，No．44（2003）

RTK−GPSを用いた大型船の入港二二支援システム
株式会社三井造船昭島研究所

部長

織田

博行

HiroyukiODA

1．はじめにレーザーを用いた速度計による速度表示が法令で定めら

高度通信情報技術を活用することにより、船舶航行、れている。LNGの入港着桟における一例を紹介する。関

港湾業務及び海上保安業務などについて、システム全体

西国際空港北東に位置する泉北・浜寺航路（幅300m、の体系的かつ総合的な改革が図られ、海上物流の効率性

全長6800m）は、大阪湾内随一の航路長を誇り航路内のや海上交通の安全性の飛躍的な向上が期待されている。

水深は約16mと深く掘り下げられて巨大船の入港が可

国土交通省においては、船舶の知能化、陸上支援体制の高度化及び情報ネットワークの形成など「海のITS：高度能である。運航可能な最大船型は約16万総㌧（26万重量㌧）、全長300m、幅60mの巨大タンカーである。

情報通信技術を活用した海上交通のインテリジェント

図1にLNG船（全長272m、幅47m、105，708総㌧）

化」に関する基盤構築のための技術開発を推進している。

が、浜寺航路東側終点から泊地経由ドルフィンバースに

海上交通の安全性向上の一環として、狭水路での衝着桟する状況を示す。本船の場合、ドルフィンバース設

突・座礁防止、輻較海域における航行監視及び大型タン．

計強度面から毎秒10cm前後での接岸速度が要求されてカーや危険物運搬船の入港着十時の操船支援は、船舶のいる。排水量と接岸速度及び桟橋からの距離と接岸速度

安全航行及び海洋環境保護などの観点からも重要である。

の例を図中に併せて示す［1】。

このような要求に対して充分な精度で船体運動をモニタリングすることのできる測位システムとして、数cmオー
ダーの測位精度を実現することができるRTK−GPS（RealTime

KinematicsGPS）がある。

本稿では、RTK−GPSを用いた大型船の入港着桟支援シ
ステム（以下、本システム）の必要性、本システムの構成と機能及び運用例として、太陽石油（株）四国事業所
における大型タンカーのアプローチから早撃・係留時の運航管理状況について紹介する。さらに、GPSコンパス

や補強システムとして仮想電子基準点（VRS：Virtual
Reference

System）の応用についても概説する。

2，入港着桟支援システムの必要性
大型船の入港着桟は、船長や水先案内人及びバースマ
スターがタグボートや警戒船に自船や周辺状況を把握し㌍o・ながら操船を支持しているのが現状である。特に大型船は船体の慣性が大きいため、波浪・風浪・潮流などの外r奪乱環境下における低速航行時の操船では、高度な状況把糞1露握と熟練技術が操船者に要求される。さらに、タンカー

鰻

や危険物運搬船が輻鞍海域で航行する場合の安全運航は、

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衝突や座礁など海難事故の防止及び海洋環境対策の観点

襲から運航会社のみならず地域社会からも要求されている最優先の課題である。

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の接近速度が要求されるため、岸壁に設置した超音波や電波航法No．44（2003）

一13一

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大型タンカーやLNG．船の着桟時には、船体のみならず岸壁設備の保護という面から毎秒数cmという低速で

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図1

接岸速度と船舶排水量及び桟橋からの距離の関係

図に見られるように船首・船尾の移動速度も監視対象ことである。GPSアンテナ1セットで得られる船舶の移であることが分かる。大型タンカーや：LNGなど危険物

動速度及び移動方向に関しては、前進速度が卓越してい運搬船の入港着桟及び荷役中の船体運動をリアルタイム

る場合は移動方向と船首方位がほぼ一致するが、低速航に精度良く監視することは運航管理の観点から重要であ行あるいはタグによる横撃適時には移動方向と船首方位る。本システムは、対象船に自船位置を高精度かつリアは異なることに注意しなければならない。このような理

ルタイムに測定することのできる測位システムを装備す由から、本システムでは船首方位の推定を2セットのることによって、官位や船体運動及び目的地までの残距

RTKI−GPSを搭載することで実現している。

離、接岸速度、船首方位及び推奨航路などの各種情報をGPS（全世界的測位システム：Global

提供することができる。更に基地局では同時に運航状況

System）は、1970年代にDOD（Department

をデータベース化して管理することが可能である。

により開発され1993年末に正式な測位システムとして

Positioningof

Defbnse）

一方、国土交通省では海上輸送の高度化に向けた施策

完成が宣言され、全世界を24個の衛星でカバーしていとして「ITを活用した次世代海上交通システム」の構築

つでもどこでも三次元測位が可能なシステムとして陸海を推進しており、その一環として「高度船舶安全管理シ

空の多くの交通機関で利用されている。測位方法には、ステム構築」プロジェクトが実施されている。具体的なGPS単独、

プロジェクトとして、ウェザールーティングシステム、

RTK−GPSは、図2のようにいずれも測位精度向上のた

DGPS及びRTK−GPSがあり、DGPSとフリートサポートシステム、衝突座礁回避システム、交めにコード情報或いは搬送波位相情報の補正情報を利用

通流制御システム、離着桟港内操船支援システム及び海する必要がある。受信装置や受信環境に依存するが測位

陸一貫物流システムなどが実施されており、本稿で紹介

精度は、2000年に意図的に測位精度を劣化させていた

するRTKGPSを用いた大型船の入港着桟支援システム

SA（Selective

は、海のITSで提唱されている離温温港内操船支援シス

独で50〜60m、テムと目的を同じくするシステムと位置付けることがでオーダーで測位が可能となっている［3］。

きる［2］。

Availability）が解除された後は、DGPSで1〜3m、

GPS単

RTK−GPSで数cmの

特にRTKGPSを利用する場合は、測位精度を維持するために基地局と移動局で同一の衛星群からの電波受信

3．GPSによる測位や電離層影響の最小化などを考慮する必要から両局間の入港から着桟までを監視する本システムは、沖合から距離は約10km程度が目安となる。RTK−GPSには、GPSのアプローチでは数mの測位が可能なDGPSの搬送波の位相差を利用する測位システムで静的な測位（DiflbrentialGPS）で充分であるが、つぎのような要を行うスタティック測位と移動体の位置を測位するキネ

求から数cmオーダーの測位が可能なRTK：一GPSを採用

マティック測位に大別されている。キネマティック測位

している。一つは着桟時の接岸速度を毎秒数cmの精度を、リアルタイムで補正処理を行う場合をリアルタイが得られること、一つは本船搭載機器と連接することな

ム・キネマティック（RTKGPS）、さらにRTKにおけ

く船首方位及び船体の任意位置での移動速度を推定する

る不確定要素（整数値バイアス）を移動しながら確定す

一14一

JACRAN，No．44（2003）

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搬送波による補正

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図2
る手法がRTK・OTF（RTK−On

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補正情報を用いるDGPSとRTK−GPS
Fly）である【4］。

表1
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システムの機器構成
機
器

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4．入港着桟支援システムの運用例

2周波（L1、本システムは、RTK−GPSを用いてアプローチから着基地局

桟・係留にいたるタンカーの位置及び船体運動をリアル
タイムにモニタリングすることによって、入港時の操船収録装置、他

支援、係留・荷役中の船体運動を監視するシステムであ2周波（L1、
移動局

る。導入例として、太陽石油（株）四国事業所に設置されi主）た本システムの構成、機能及び運用例について紹介する
［5】C

移動局
i副）

4．1システム構成と機能

L2）RTK・GPS受信機

特定省電力無線（片方向）計算装置（入出力装置含）

1

3
1
1

L2）RTK−GPS受信機

特定省電力無線（片方向）計算装置（入出力装置含）

2
3
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無線LAN

1

計算装置（モバイル）

1

無線LAN

1

本システムは、RTK−GPSによる船体運動のリアルタ
イムモニタリングを実現するため、運航の計画と管理を

基地局のシステム構成は、運航の計画と管理を行う計行う基地局及びモニタリングの対象となる移動局（船舶）

算機及び補正情報や臥位を移動局間で伝送するための送で構成させている。RTK・GPSとしては、電離層遅延補受信装置である。基地局での測位の信頼性向上のため正が可能な2周波（L1＆L2）対応、測位演算高速化処理

GPSアンテナとして、マルチパスなどの影響を受け難いが可能な受信装置を採用している。基地局は常設である

チョークリングアンテナを使用している。船三間の情報

が、移動局はモニタリング対象となる船舶に必要に応じ伝送装置としては、伝送距離が10km以内のため維持費て設置することから、マンマシン・インターフェイルに等を考慮して免許が不要な特定省電力無線を採用し、連優れた簡易操作及び小型軽量かつ可搬型を念頭において続通信が可能な片方向伝送タイプの特定省電力無線を3開発されている。本システムの機器構成を表1、システ

系統運用している。

ムの全体構成を図3示す。
電波航法No，44（2003）

一15一

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GPS測位による船首方位の推定
一16一

JACRAN，No．44（2003）

移動局のシステム構成は、丁丁及び船首方位をモニタ移行していないか、船潮間の通信が正常に行われている

リングするための2セットのGPS受信システムと基地かを常時監視するとともにそれらの情報を収録している。

局との情報伝送用の送受信装置である。図4のよ『うにGPSや通信状況に関する各種情報と同時に、データとし

RTK：一GPSを2セット装備しているのは、対象船のジャて船位、船首方位角及び風浪情報などを収録しており、イロコンパスと連接を行うことなく2個のアンテナ位置

これらの記録はオフラインで再生することが可能である。

とアンテナ設置間距離から船首方位及び船体任意での位置・速度を推定するためである。例えば、5m間隔で2

4．2

運用例

個のアンテナを設置した場合の分解能は0．5度以内で、本システムは、導入後鼻1年が経過しておりその間のこの数値はジャイPコンパスの指示精度（±α5度）と運用状況を紹介する。基地局は、写真1に示すように屋ほぼ同一である。

上のGPSアンテナ（チョークリングアンデナ）、特定省本システムの主な機i能は、表2に示すようにGPS受
信、両局間通信、情報表示及び監視警報である。

表2
機能

電力無線用送受信アンテナ（送信2局、受信1局）、管理センター内のGPS受信装置、特定省電力無線及び計算機で構成されている。移動局の主な構成は、写真2にシステムの機能示すように2セットのGPS受信装置用アンテナ2個、

システ

主な内容
アプローチ（泊地〜入港）
ドルフィンバース接岸
シーバース係留（ブイ係留）
警報監視（GPS、通信、航路、ｴ座、偏移、その他）
警報表示（GPS、通信、航路、D速、偏移．その他）
警報収録（GPS、通信、航路、D速、偏移、その他）
データ収録（船位、船体運動、
利Q、その他）
データ再生（船位、船体運動、
利Q、その他）
対象船、航路、入港位置設定?ﾝ定GPS、通信仕様設定，その他

幅（実線）及び対象船の航跡が鳥瞼図として時々刻々表

船底問通信（基地局〜移動局）

示される。数値情報としては、時刻、着桟予想時間、船無線LAN通信（船内）船位、病衣、方位角演算れる。警報情報としては、GPS受信状況、船陸間通信状

表示

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警報

ﾄ視

モニタ

潟塔O

演算

ﾊ信

GPS受信装置内蔵型計算装置及び携帯用モバイル計算装置である。移動局の装置は、いずれも対象船に適宜搭載するため、1個あたりの重量を10kgf以内に押えるな
ど可搬性を考慮した。

太陽石油（株）四国事業所の荷役設備としては、10万ト

ン以下の中型タンカーが主に入港するドルフィンバース

と30万トン前後の大型タンカーを対象とした5点係留ブイによるシーバースがある。運用例として、沖合の泊地からドルフィンバースにアプローチしている状況のモ

ニタリング画面を図5に示す。基地局と移動局で同時にモニタリングできる情報として、視覚情報では潮流状況や水深に応じて事前に設定した推奨航路（点線）や航路

首方位と移動ベクトル、船速及び航路偏差などが表示さ況及び各種初期設定値による判定情報が警報（警報音、警これらの共通する機能以外での基地局の機能としては、

報ランプ）として運用者に提供される。その他に残行程・対象船の航路設定、停船場所設定、移動局GPSアンテ

船速及び風向・風速については過去の経歴を含めたトレ

ナ位置設定、潮汐・風浪情報伝達及び入港・着桟・係留
中船体運動の監視と情報収録である。移動局の機能としンド表示も可能である。補足衛星数や測位モードなど

GPS受信状況の詳細は選択することによって確認可能ては、対象船の位置、対地速度及び2セントのGPS受である。また、基地局ではこれら全ての情報を収録する

信装置による船首方位角の推定である。画面表示でアプことが可能である。

ローチモードは、対象船位置、推奨航路、対象岸壁、周辺海域、残行程、避険線及び各種警報を更新時間1秒（初期設定で変更可能）で表示している。ドルフィンバース接対象船がドルフィンバースに着註する状況のモニタリ

ング画面を図6に示す。着桟時に要求される船首・船尾の移動速度、船首・船尾の偏位及び船首方位角が数値と岸及び係留モードでは、対象船位置、ドルフィン防舷材

グラフィックで表示される。

或いは係留ブイ位置、マニホールド位置、船体停船位置、

ドルフィンバースでの荷役の場合は、タンカーのマニ

残距離、船首船尾移動速度及び各種警報を表示している。

ホールド位置と陸上設備のローディングアーム位置を

警報は、警報表示と警告音によるアラーム機能も設定することが可能である。

モニタリング及び警報監視では、RTKGPSによる測位が何らかの原因でDGPS測位或いはGPS単独測位に
電波航法No．44（2003）

2m以内に合わせる必要があるため、これらを考慮した
船体停止位置を本システムで事前に設定することによって画面に表示している。船首・船尾及び船体の任意位置における速度ベクトルを表示することも可能である。

一17一

なお、岸壁に設置されている接岸速度計と本システムにシーバースでのブイ係留による荷役の場合は、図7に示よる横移動速度を事前に比較した結果から両者はほぼ同すようにタンカーのマニホールド位置を海底から引き上一の数値を示すことを確認している。

げる送油管（マリンホース）近傍に合わせるための船

轟懸濁ニ三三釜二言畿写真1

基地局のシステム構成

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写真2

移動局のシステム構成

一18一

JACRAN，No．44（2003）

翼

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撃

図5

アプローチ状況のモニタリング

図6

着桟状況のモニタリング

卜勧ンド

電波航法No44（2003）

一19一

体停止位置が設定される。ドルフィンバース二二と同様労の種であったが、本システムのモニタリング画面を活に、船首・船尾・船央及び船体の任意位置における速度

用することによって、鳥瞼図的に目標位置と現在位置を

ベクトルを表示することも可能である。特に、ブイ係留

把握することができるため操船及び操船指示が非常に簡の場合は岸壁やローディングアームなどの目標物がない便になったとのコメントを水先案内人の方々から頂いてため所定位置に船体を誘導することが操船者にとって苦いる。水先案内人による操船状況を写真3に示す。

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ブイ係留状況のモニタリング

写真3

本システムによる操船状況
一20一

JACRAN，

No44（2003）

RTK−GPSを用いた本システムによる計測例として、採用している。RTK−GPSを用いる場合は、補正情報を

種々の要因で高精度測位から単独測位までの測位モード

得るための独自基地局設置や高精度受信装置の装備などを示した事例を図8に示す。計測値として、位置（緯度、の面から高価なシステムとなる。このような課題に対し経度）、衛星補足数、測位モード、船首方位及び回暦の時てGPS搬送波位相差と振動ジャイロを複合的に組み合系列を示す。劇中のmodeが測位モードを示しており、わせたGPSコンパスによる船首方位計測や仮想電子基

モード4がRTK−GPSによる高精度測位（Fix解）、モー準点（VRS）の整備によるRTKGPS補正情報の取得が可

ド5はやや劣化した測位（Float解）、モード2がDGPS、能となり、RTKGPSを用いた本システムのような高精モード1が単独測位、モード0は測位不可である。本シ

度測位システムの構築に関しても簡素化及び低価格化をステムでは、測位モードの数十秒間の劣化に対しては、図ることが可能となる。

位置情報をフィルタリング処理などで推測することが可

本稿で紹介したRTKGPSによる入港着桟支援システ能である。しかし情報欠落が長時間におよぶ場合は、測ム以外にも移動局のシステム構成としては次のような案

位結果から計算によって求められる船首方位や船出は、が考えられる。入港及び着桟を考慮した高精度測位が可

測位モードによって大きく影響されることを留意する必能なRTKGPSを1セットとGPSコンパスによる二三、アプローチ時の利用を主目的としたDGPSとGPSコン

要がある。

当然のこと、本システムでもこのような状況を使用者

パスによる構成、若干船首方位の精度が劣るが磁気方位に警報として提供している。

ジャイロを採用するシステムなどもある。

5．GPSコンパス及び仮想電子基準点

5．1

GPSコンパス本システムは、本船のジャイロコンパスと連接するこ

GPSコンパスの基本構成は、図9に示すように表示器、となく2個のGPSで船首方位や速度を推定するため及
び数cmオーダーの測位精度を得るためにRTK−GPSを処理器、アンテナの3ユニットである。処理器は補助セ

E差響」．［，三軸窟ンサー、計算機、GPS受信機で構成され建築物や橋など

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図8
電波航法No．44（2003）

本システムによる計測例
一21一

廊鳴徳賢母

7詔翰

の障害物でGPSの電波が遮断され方位計算が不可能にットを通して取得することになる。平成14年10，月時点

なった場合でも内蔵された補助センサーを用いることによって数分間程度あ方位出力を実現している。

で国内2社がサービスを開始しており、補正情報のサー
ビスエリアは図11に示す範囲である。

この他、GPS測位の補強システムとして米国連邦航空局が運用しているWAAS（WideArea

Augmentation

System）や日本国内及び沿岸域を対象としたMSAS（MTSAT

Satellite

Augmentation

System）、さらに全世界的なサービス網を前提として民間による衛星を利用した補強システムも展開されている。

画
螂勘
図9

一一署蒙・1

二瓶下賦〜．（

GPSコンパスの構成

GPSコンパスの測位原理は、

獄外藩漁上月醸夢｝常習麟鍵i熱繍欝GPS搬送波を用いて測定した2っのアンテナと衛星間行路差とアンテナ間の基

図10VRSによる高精度測位

線ベクトルを変化させて計算で求めた行路差を比較して最も誤差が小さい基線ベクトルから方位を求めている［6］。GPSコンパスの精度は、約0．7度RMSでジャイロ

6．おわりにコンパスの精度（約0．5度）とオーダー的に遜色ないばか

RTK−GPSを用いた大型船の入港着桟支援システムは、りか、小型軽量かっ安価という点で方位センサーとして

大型タンカーや危険物運搬船の輻較海域や入港着桟時の有望であり、国内外の機器メーカーで既に製品化されて操船を支援すると同時に、荷役中の船体運動を監視するいる。

ことによって外乱環境下での操業管理用モニターとしても有効なツールである。本システムの基本機能は、海の5．2

仮想電子基準点（VRS）

仮想電子基準点（Virtual

ITSで提唱されている離着桟・港内操船支援システムやRefbrence

Station）による測港内AIS（Port−AIS）のコンセプトと一致する要素もあり

位とは、軌道情報誤差や電離層及び大気による誤差モデ

船舶の安全運航管理にとって有望である。

ルを活用しながら、利用する電子基準点によって構成さ視覚情報を主体とした本システムのようなモニタリンれる三角形の内部面の網による幾何学的補正を行うシス

グシステムは、操船者に直感的な状況把握を容易にしてテムである。国土地理院の電子基準点を利用して、仮想いる。特に外乱や海域などの要因で操船環壌が厳しい場

的に基準点（基準局）を設けてRTKGPS及びDGPSの補合には、本システムを利用することによって、設定され正情報を配信する測位システムであるため国内の広範囲

た移動速度での推奨航路内操船などが容易となり入港着でのRTK−GPS利用が可能となる［7］。

VRS⑳特長は、1

桟操船の安全性向上が期待できる。さらに、本システム

台のGPS受信機で測位可能、初期化時間が短い、基線は入港着臨時の操船状況を収録してオフラインで再生す長に関係なく高精度測位が可能、広範囲での測位が可能ることによって、個々の操船を評価・解析することが可なことであり、その測位イメージを図10に示す。VRS

能となり、運航管理者にとって貴重なデータベースとなを用いたRTKGPSのリアルタイムサービスを利用するることが期待できる。

ための移動局の基本構成はRTK−GPS受信機、

GPSアン

入港着桟支援システムは、単なるGPS応用システム

テナ、補正情報の取得用通信機器（携帯電話）などであではなく対象船舶や海域・港湾設備に関する総合的なエる。

ンジニアリングを踏まえて実現することのできるシステ

VRS補正情報は、国土地理院の電子基準点で得られたムである。本稿で紹介したシステムは、RTK−GPSを用

リアルタイム情報を（社）日本測量協会が一括管理して、いた高精度測位システムであるが、利用対象によっては配信契約した各サービス会社から携帯電話やインターネ

海上保安庁の中波ビーコンを利用するDGPSによる操一22一

JACRAN，No．44（2003）

平臨1癒蔑は．蹴地回勲辱ア1確イム
駕薙賞瑠済み薄溜導覇彰電子講彗鱒iこ舞
応す懲地域凝㌶象としまず．

竿威欝寡痩騨毒盆．菱璽土蓮遜院の電子羅
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対阻喪影騰点ξへ轡、，欝

劔艦論点噸ス出域i

竃

図11VRSのサービス範囲
ら儲（2002年10月現在）

船支援システムを構築することも可能である。移動局が参考文献

常設か可搬式かによってシステム構成時に考慮すべき重［1］冨田哲治郎、船舶基本設計論、中央印刷、昭和57

要な要素は、持ち運ぶための移動局設備の軽量小型化で年．

ある。操船者や運航管理者のコメントをフィードバック［2］平田信行；「海のITS」、日本造船学会誌、861号、2001．

しながら、将来的にはカー・ナビならぬ、シー・ナビと［3］GPSシンポジウム2000、日本航海学会GPS研究会、

して中小船舶から大型船まで広く普及することに期待し

2000．

［4］土屋淳；「GPS測量の基礎」、日本測量協会、1996．

たい。

本稿で紹介したRTKGPSを用いた大型船の入港着旧［5］永井俊徳、久津那芳夫、松下光男、堀江俊輔、織田支援システムが、大型タンカーや危険物運搬船の操船者

博行、村田航；「RTK−GPS測位システム利用入港着桟のみならず運航管理に従事する多くの方々にとって役立

支援及び係留状態監視安全運航管理システム」、配てば幸いである。また、GPSや運航管理に関しては、紙管技術、Vo1，44、面の都合や著者の理解不足で不備な点があることをお許［6］織田博行、五十嵐和之、関信次、石井真；「GPSを用いた運動測定システム」、日本航海学会誌、第126号、

し願いたい。

最後に、本システムに関する貴重なコメントを頂いた

1995．

太陽石油（株）四国事業所の関係各位に感謝申し上げます。

［7］GPSシンポジウム2000、日本航海学会GPS研究会、
2002．

電波航法No。44（2003）

No．1、2002．1．

一23一

空のAIS

一航空における通信・監視システムー
長岡栄（独）電子航法研究所

AIS

i：n

Aviation：一Communication

andSurveillance

EIectronic
1．はじめにNavigationin

Aviation一

Sakae

NAGAOKA

Research

Institute

めの指示を与える。これを支えているのが図1のような

近年，海上交通の分野では船舶自動識別システム（Automatic

SystemIdenti且cation

航空交通システムである。その機能を表1に示す。

System：AIS）【11【31が注目されている。航空の分野では，古くから通信と監視の機能

表1を備えた二次レーダ・システムが使用されてきた。しか

機 能
通 信

し，最近の通信技術の進歩に伴い，通信・監視システムも変化を遂げつつある。

本稿では空のA［Sとも言うべき，航空における通信・

航

法

監

視

望する。

航空交通

ﾇ理

中継鯉二野衛盤面
＼．．

GPS蔑

導

内

容

情報の授受，管制指示の伝達
iHFIVHF帯，音声／データ）
航空機の誘導・制御
i機上装置＋航法援助システム）

監視システムについて現状を紹介するとともに将来を展

畑，、D。、al磁k

航空交通システムの機能

近傍の交通状況の把握
i位置通報，レーダ，ADS等）
交通状況の把握と交通の管理
i管制情報処理システム，交通流管理シ
Xテム，管制方式など）

航空機は，空港を飛び立ち目的空港に到着するまで，長い距離を飛行する。この区間は多くのセクターと称す
る管制の受け持ち空域から成っている。管制には，航空機の位置情報（過去，現在，将来）に加えて，飛行に関する多くの情報が必要である。これらを管制官に自動的に提供するのが管制情報処理システム（飛行情報処理システム（FDP）やレーダ情報処理システム（RDP）など）である。

衝突防止には，予防と回避がある。管制では航空機に安全な間隔（管制間隔基準）を設定することにより衝突を予防している。万が一，航空機間の間隔が安全な間隔

図1

航空交通システムより小さくなった場合（コンフリクトと呼ぶ）でも，通常，レーダ情報処理システムでは自動的に警報（Conflict

2．航空管制システム
航空機の飛行にはパイロットが目視で安全を確認して飛行する有視界飛行方式（VFR）と航空交通管制官の指示に従って飛行する計器飛行方式（IFR）とがある。通常，旅客機はIFRで飛行している。

Alertと呼ぶ）を発するようになっている。また，多くの旅客機は，後述する二次監視レーダ（SSR）を応用して自動的に衝突を回避する航空機衝突防止装置（Airborne

Collision

Avoidance

System：ACAS）を装JACRAN，No．44（2003）

備している。

航空交通管制の主な目的は航空機の衝突を防止し，交通流を円滑にすることである。このため，航空機の周りの交通状況を把握し，航空機に安全な間隔を設定するた

一24一

4

航空通信システム

4．1 航空通信網
1991年の国際民間航空機関（ICAO）の第10回航空

レーダ指示器委員会で，将来の航空システム（CNS！ATMシステム）の構想が承認された。これを機に，各国はこのシステムの実現に向けて進んでいる16】。この構想は通信・監視の分野では衛星利用とデジタル通信が目玉となっている。
唱議

監視では自動従属監視（ADS）が登場する。

空地通信では，例えば，移動衛星通信，VHF無線，SSRモードSなどの異なるデータリンクが媒体として用
図2

レーダの表示例いられる。また，空港と空港とを結ぶ通信や航空会社と航空機などを結ぶ通信などは別個の独立したサブ・シス

3．航空管制と通信・監視

テムとなっている。

航空管制における監視対象は，航空機間の間隔や交通

これまで，機上や地上のコンピュータ・システムはサ流である。特に，衝突防止には航空機の将来の動きを推ブ・システム毎に独立で，管制機関や航空会社，航空機

定する必要がある。それには，現在の位置，速度，高度と地上のシステム問では別々のネットワークになってい等に加え，飛行計画情報などが必要である、通常，監視た。これを共通にし，端末間での情報の授受を容易にすのために管制官に提供される情報は雨雲的である。監視るのが航空通信網（Aeronauticalには連続表示が望ましいので，通報の情報を内挿して現Network：ATN）1131である。これは，いわば，インターTelecommunlcatlon

在位置を推定している。従って，推定精度は監視データ

ネットに相当するものである。図3にATNの概念を示の精度と取得頻度に左右される。図2に指示器上への航す。ArNは関連する全てのサブ・システムをISOの開空機の表示例を示す。

放型相互接続（OSI：Open

従来，洋上航空路の管制では，パイロットからの位置

Systems

Interconnectlon）に基づく通信網を介して統合することを目指している。

通報に基づいて交通状況を推測している。航空機が予め指定された地点上を通過したとき，HF帯の無線電話で，機上サブネットワーク

便名，高度など通報する。通報の間隔は約1時間に1回程度である。このため大きな管制間隔（例えば50〜
100NM）が必要となる。

空地サブネットワーク他方，レーダの覆域内となる陸上の空域では，レーダ

ATNルータによる監視が行なわれている。航空路監視レーダ（ARSR）

VHF

では10秒毎，空港監視レーダ（ASR）では4秒毎に位置データを取得できる。このとき管制間隔は5NMまた

SSR

ModeS

衛星（AMSS）

は3NMである
表2には洋上管制とレーダ管制を比較する。
表2

ATNルータ地上サブ
ネットワーク洋上（マニュアル）管制とレーダ管制

管制方式

洋上（マニュアル）監視情報

位置通報（位置，

レーダ情報（位檮潤C便座）

u，速度，便名）

航空会社

レーダ管制

航空会社

ATS機関

ﾇ制

情報取得間隔約1時問に1回

4または10秒

通信手段

音声：HF無線
横：50NM

音声：VHF無線c（前後）：15分

TNM

管制間隔基準ATNルータ図3

水平：3または

4．2

ATNシステムの概念

通信の種類

航空の通信には航空機，管制機関，運航者などの間での情報交換がある。空間的には空対地，空対空，地対地がある。航空機が関わる通信には，航空管制など航空交通業務に要する通信である航空交通業務通信（ATSC），

電波航法No．44（2003）

一25一

航空機運航に関連する運航管理通信（AOC），航空会社

ド2と・3は時間が問題となる通信には適さない（特に高の通信である航空管理通信（AAC），そして乗員・乗客

密度空域で）。モード4は容量が前者の15倍以上といわが私的に行なう航空旅客通信（APC）がある。このうち

れ，これらの通信にも対応できる。モード4は様々な運ATSCやAOCは安全に直結する通信で，情報を迅速か用の広範な要求を満足する。

各国はこれらの実用化に向けてシステムの開発・評価

つ正確に伝達することが期待されている。

を行なっている。航空管制通信ではVDLモード2導入
4．3に向けた試行が欧米で行なわれている。運航業務通信で現在の通信の状況

は，従来のACA耳Sのアプリケーションを高速の通信媒

空対地通信の多くは音声による振幅変調による電波を用いている。ATSCの航空管制通信ではVHF帯で両側波帯（DSB）の振幅変調（AM），洋上空域ではHF帯で体（VDL）に載せ．たAOA（ACARS

単側波帯（SSB）AMを用いている。

されつつある。アビコム・ジャパンでは2003年9月から
VDLモード2／AOAサービスの提供を計画している［8］（Aviation

VHF帯では，岡花が見通し距離に限られるため，洋上空域ではHF帯が使

VHF

Link

over

AV：LAC

Control））データ通信が導入われている。HF帯のAMは雑音に弱く，電波伝搬は外
表3

的要因に左右されやすい欠点がある。また，音声による通信では，聞き間違いなども起こりやすい。これが，時VDLの型には，例えば1977年置カナリー諸島テリフェネ空港で

変調方式
通信速度
接続方式

のジャンボ機同士の衝突事故のような，大惨事に繋がることもある。

1CAO標準のVDLの比較【51m【101

モード2
D8PSK

モード4
GFSK

モード3
D8PSK

31．5kbps

31．5kbps

19．2kbps

ランダム

時分割多重

自己組織型

桾ｪ割多重

iTDMA）iCS錘A）@（STDMA）

4．4

アナログ通信からデジタル通信へ

近年，音声通信に加え，ACARS（Aircraft

Addressing

andReporting

備考

Communication

System）呼ばれるデータ通信が使用されている。これは1978年に米国のARINC
社が運航管理通信に使用開始して以来，最近ではATSCにも一部で使用されている。これは，テキストを送信す

音声使用可

監視機能有

GFSK：Gaussian

FilteredFrequency

CSMA：Carrier

Sensitive

Multiple

AccessDivision

Multiple

STDMA：SelforganizedTime

D8PSK：Diffbrential

8

Phase

Shift

Shift

KeyingAccessKeyingる，いわば電子メイルのようなものである。キャラクタ

指向（1文字＝8bit）で，変調方式はMSK（Minimum

4。6

Shift

表4には各種の通信システム【2］［10】を比較する。既存

Keying），伝送速度は2400bpsである。回線への各種通信システムの比較

Access）のものから検討中のものまでを挙げてある。なお，参考を用いており，他機が使用時には送信できない。これにまでに，後述するADS・Bのためのデータリンクをも含は，VHF，

めてある。

接続にはCSMA（Carrier

Sensitive

Multiple

HF，そして衛星上のプロトコルが使用されている。しかし，これらは先に述べたATNにはまだ対応
5．監視システム

できていない。

5．1

4，5

VHFデジタルリンク（VDL）

二次監視レーダ（SSR）

レーダには一次レーダと自動応答装置を利用する二次

わが国では，1990年にアビコム・ジャパン社がACARS

レーダがある。一次レーダでは，受信電力が距離Rの4のサービスを開始し，2000年までは131．45MHzの一波

乗に，そして，二次レーダでは2乗に反比例する。従っが使われていた。しかし，利用機数の増加とともに，輻

て二次レーダの地上局は小電力で済む。この他に，通信較によるUp−link成功率の低下が問題となっている。こ機能も付加できるという利点がある。

のため，接続や送達が高速で確実なVDL（VHF

Digital

航空管制用の二次レーダが二次監視レーダ（SSR：

Link）システムが登場しつつある15】【71。

Secondary

Surveillance

Radar）である。この原理を図VD：Lモ4に示す。SSRでは，質問パルスのモード（P1とP3

ード2，3，および4の三種類がある。表3にこれらをの間隔で決まる）に応じて，12ビットの応答パルスに乗比較【2】伺目する。モード2には空対空の通信機能はない。

せる情報が異なる。例えば，航空機の識別符号や気圧高

モード3は時分割接続（TDMA）であるため，空対空の度情報などである。これにより，レーダ情報処理システ

現在，VDLに関するICAOの国際標準には，通信にも，時刻基準となる地上局（主局）を必要とする。

ムでは，SSRによる航空機の情報と飛行計画情報とを自モード3はデータと音声の双方に使用可能である。モー動的に照合し，位置に加えて，便名，高度，目的空港な

一26一

JACRAN，No．44（2003）

ども表示している。これにより，管制をし易くしている。

80r21μs』〔ゴL叉

質問：1030M臣

PlP2

P3

応答1090M陀（12bit）

雛

20．3μs（距離方位セ1青報（翻1↓気圧高度など））

図4

二次監視レーダの原理

表4

通信手段

航空における通信システムの比較（文献【10］より作成）

VHF（25／8．33kHz

HF

SSB

HF

Data

Link

ﾔ隔）DSB−AM

空⇔地，空⇔空：

@
周波数帯

音声
有

データ

放送

放送

i地→空：アド
激X選択可）

117975−137

2．85．22@現状

i米／Euro

空⇔地：

空⇔地：

空⇔地：

空⇔地：

点間

点間

点間

点間

1545−1555

負荷多し

全地球

⇔瓦全地球
到達距離

見通距離

6500NM，

117，975−137

2

データ
有

l17，975−137（up），1646．5−1656．5@（down）
負荷有

e）

陸地近傍

地域的覆域

Mode

無
̀EEC基準有2．85−22MHz

負荷多し

VDL

データ

@

軸湊

ACARS

有

iMHz）

周波数帯の

VHF

音声／データ

有

音声
有

通報の型
ICAO国際標?ｩ告方式
接続形態

航空移動衛星ﾆ務（AMSS）

輻較．

輻湊i米国／欧州）

i米／欧州）

全地球

全地球（極地域

陸地近傍

陸地近傍

6500NM

@を除く）
衛星の

見通距離

見通距離

不可

可

次世代衛星

次世代地上

音声／データ

音声／データ

着手予定

未着手?b盾煤@rint

ArN接続

不可

通信手段

VDL

不可

Mode

3

VDL

Mode

可

4

UAT

可
Mode

Sテ

一タリンク

普@拡張スキッタ

音声／データ有通報の型
ICAO国際標
?ｩ告方式
接続形態

データ
監視について

@
音声：放送

データ
作成中

データ
有

放送

二点間，

は有
二点問，

咜

咜

fータ：

⇔地：二点間，

@
周波数帯

立士

卲ﾋ

二点間

．

，

@二点間，放送
fータ；
@二点間，

地上放送
117，975−137

Vステム@地→空；放送108−137960−1215

iMHz）

1030（up），
P090（down）

1545−1555（up）

5091−5250

P646．5−1656．5

iを目標）

idown）

周波数帯の

@現状

地域的川渕

輻較（米，欧州の@ 中核部）
空⇔地：陸地近傍

⇔空：

@
通達距離

音声

全世界
見通距離

輻較（米，欧Bの中核部）

現行は専用

空⇔地：

空⇔地：

空⇔地：

全世界（極地

@陸地近傍

@陸地近傍

@陸地近傍

@以外）

@全世界

@全世界

@全世界

⇔空：

見通距離

⇔空：

見通距離

専用

⇔空：

見通距離

負荷有

衛星の
ｷ）ot

ATN接続

可

電波航法No．44（2003）

可

不可

一27一

可

使用中

iMLS用

陸地近傍

未定

rint

可

未定

5．2

SSRモードS

SSRではビーム幅内の目標は全て応答信号を発する。
このため，応答信号の長さ（20．3μS）に相当する距離内にある目標の信号は重なって（Garblingという）解読できなくなる。

このGarblingを解消したのがSSRモードSである。
SはSelectiveの頭文字である。個々の航空機に個別のアドレスを付与し個別呼び出しが可能なしくみになっている。図5のような信号形式を用いている、ビット長は56または112で，多様な情報の送受が可能となっている。

図6

放送型自動従属監視（ADS−B）

また，モードSのセンサでは，モノパルス測角方式を採用し測角精度を向上させている。

5．

4

ADS＿B【4】［71［91【10】このADS−Bは様々な応用が考えられる。

でパイロットに表示してやれば，自警の周りの交通状況

reamble235μsも把握できる。また，地上局で受信したデータを用いれμsPl；iiiiiili録…
‡
鱈D，，O
rσ

P2

DPSK

応答信号（1090MHz）

1

iiiiii三i…

Phase

Reversal

8．0睡s

3お

Data

Block

図5

SSR

ADS−Bではデータリンクの媒体の候補として，表5のように，ModeVDLモード41121，

IN−l」匙

それとUAT（Universal

1；il

l日l

っている。UATは放送型データリンクのために米国
MITRE社で開発されたもので，米国などで運用評価がマ噌マ

マ；粍て罪；1

PPM」無二しMode

AccessTransceiver）が上が行なわれている。

Sの信号形式
表55．3

S拡張スキッタ，ρitlIBit養｝遷

4！5

TIME．（脾s）

情報を用いれば，衝突防止にも使用できる可能性がある。

Positions一一 g｝56・・II2μ・B謙Preamb董e、

ば管制にも使用できる。さらに測位精度の高いセンサの

560rl12D磁・r混7；τ乙マ霧冨；τε7ぴ

ADS−Bで放送されるデータを用いて機上の交通情報指示器（CDTI）

質問信号（1030囲z）

自動従属監視ADS−Bのデータリンク媒体
SSRモードS

監視システムは，地上のデータのみに基づく独立監視，

VDLモード4

UAT

108−136，975

960−1215

g張スキッタ

機上のデータに基づく従属監視，そして，地上と機上で周波数協調を要する協調監視のように分類される團。一次レーiMHz）

ダは独立型，SSRは独立協調型といえよう。近年，洋上変調方式の航空管制には自動従属監視（Automatic

Dependent

1090

i評価用）

i評価用）

PPM

GFSK

ビットレート

1Mbps

19．2kbps

BCPFSK
1Mbps

Surveillance：ADS）が用いられている。これは，機上装メッセージ長112bit192bit128／256bit

置で求めた航空機の位置情報等をデータリンクを介して

開発状況

米国主導

北欧主導

米アラスカでﾀ験中

自動的に地上に送信し，これに基づいて監視を行なうものである。通報には航空機の位置などに加え，管制に必BCPFSK：Binary

Continuous

Phase

Frequency

Shi丘

K：eying

要な情報が含まれる．

る。ADS−CのCはcontract，

このADSの情報の送信にはADS−CとADS−Bとがあ
ADS−BのBはbroadcast

6．AISと空のAIS（放送）の意味である。ADS・Cでは予め定められた地対航空でAIS【31に相当するのはADS−Bであろう。AISで採空の手続き（例えば一定周期で位置等を通報する周期的用している自己組織型時分割多重アクセス（STDMA：

通報や何らかのイベント発生時に通報するイベント通報

Selforganizingなど）に従い，メッセージが交換される。ADS・Bでは図モード4圖に用いている接続方式である。この方式では，6のように，ひたすらメーセージを放送する。

単一周波数帯で複数のユーザからの送信を同期させるのtime・divisionmultiple

access）は，

VDLにGPSの時刻データを利用している。表6にAISとVDLモード4を比較結果を示す。

AISはIMOで2002年より搭載義務化が始まっている
一28一一

JACRAN，No．44（2003）

l11のに対し，

ADS−Bはまだ国際標準勧告方式ができていその現状と今後の動向について簡単に触れた。

ない。この点では，AISは一歩先を進んでいる感がある。

航空でAISに最も類似しているのは，放送型自動従属監視（ADS−B）であろう。このシステムの通信媒体の一表6

AISとVDLモード4のデータリンクの比較
AIS

AISと同じ回線接続方式

周波数

16L975及びiMHz）@162．025
9．6kbs19．2kbs

2250slots／min．

4500slots／min．

GMSK l256bit192bit実用（2002年

北欧で試験・運

参考文献

V，月から搭載義@［1コ海上保安庁「ITを活用した船舶航行援助システムに

伝送速度
スロソト数
変調方式
メッセージ長備 考Gaussian

Minimum

Shift（STDMA）が用いられている。

本稿が空のAISについて読者諸氏の何らか参考になれP36，975

ば幸いである。

GFSK@務化開始）＊1

候補であるVDLモード4には，

VDL Mode 4
108．00〜

嚢中関する専門家会議議事録」，2002年2月。

K：eying［2］M．S．

7．新システムの普及状況

Pereira：technology
services

表7に文献等171［咄Oll111で調べた通信・監視システムのfor，

導入状況を示す。VDLモード2は欧米・日本などで実用

May，

2002．

段階にある。ただ，当面はキャラクタ指向のACARSア［3］TheCompletetheco㎜ercialMSthesis，Guide（http／／www．

プリケーションを使うAOAでの運用である。

Choosing

toaviation

University

AIS，

mx−marin。

Leica

data

air

trafficoflink

Colorado，

Geosystems

Inc．

com／htdocs／downloads［4］宮崎裕己，古賀禎，三吉裏：

による航空機監視

今後も，機上での航空機問の間隔確保システム（ASAS）／

よ

放送型データリンク，日本航海学会誌，151号，pp．53−59，平成14年3月。

や多くの応用についても検討作業が行なわれるものと思［5］藤森武男：

われる。．

VHF

り利用可能）．

SSRモードSは幾つかの国で2003年以降に運用段階に入る。ADS−Bについては，まだ，評価段階であり，

right

VHFデジタルリンクについて，目本

航海学会誌，145号，pp。49−56，平成12年9月。

表7

日本

［6］長岡

各国での運用1評価状況
VDL

SSRモードS

向

ADS−B

（運用）

（運用）

（評価）

テ㌧タリンクVDLモードModeS拡張ス

2／AOA

キッタ

（2004）

拡張監視［7］増田茂樹：

No．33，（2005）VDLモード3

基本監視

VDLモード2

VDLモード4（2003）（2003）（2002）

拡張監視＊1→CPDLC＊2（2005）VDLモード4

画

豪（SSR

有

Mode

2010

AMCP−WG

P且ot

Data

SARPs：Standards

And

Recommended

scenarios

Communications）

present

untiland

C

，

5th

Attachment

Meeting，Practices

SystemTechnical
March，

DescriptionLink

anddoc．

Report

of

Oct，，

the

ICAO

2002。

Network

一29一

VDL

Mode

Report，

4，

ApPedixE，

FAA

AND500，2001．
gov／And／AND500／DocMGR／

cfmで利用可）。

［13］Comprehensive

監視機能を有するサブ・システムを紹介した。そして，

for

Assessment（http：／／www1．faa．

8．まとめ
以上，「空のAIS」ともいうべき，航空における通信・

K，

Kobe，

究報告書：航空振興財団，平成14年3月。
［12］（標準勧告方式）

電波航法No．44（2003）

from［11］航空保安システム技術委員会：平成13年度調査研

CPDLC；管制官・パイロット問データリンク通信（Controller

pp．606−607，2002年9月。

Co㎜unication

beyond★1拡張監視：機上の飛行管理システム（FMS）のデータも活用

歯3

，2002

S）

検討中

Link

pp．63−68，2002年。

航空機遠隔協調監視システム

番号TB−1−6，［10］

SARPs＊3＊2，航空無線，No．33，

Mode−2導入計

年電子情報通信学会ソサイエティ大会講演集，講演→ADS
有

アビコム・ジャパンのVDL［9］小瀬木鍬：（2003）

その他
ICAO，「航空無線」，

PP．29−35，2002年。

［8］松崎滋：（2007）欧州

ICAO航空移動通信パネル（AMCP）WG／W

会議及び第4回WG／C会議の報告

UAT

VDLモード2

FANS−1装備機と管制間隔短縮の動12，月。

（2003）

米国

栄：，日本航海学会誌，130号，pp．1−8，平成8年

Aeronautical（ATN）Manua

l，

ICAO

Doc

Teleco㎜unication
9739，

May

2001．

IT化時代に向けた海上通信の高度化
電気通信大学名誉教授
日本工業大学名誉教授

鈴木

Tsutomu
はじめに

務

SUZUK【を中心とした講演を、電波航法研究会及び全国漁業無線

21世紀はIT革命の時代といわれ、ITの言葉が新協会において行った内容を紹介したものである。

聞やテレビなどに毎日出ている。陸上における通信はイ
ンターネット、携帯電話、ディジタルテレビが日常的に普及してきて、情報通信は戸外、家庭、国内、国外から海上通信高度化への展望

宇宙まで何処でも、何時でも、誰とでも会話ができる「ゆ〜IT革命時代に向けた短波通信のインテリジェント化

びきたす通信」の時代が到来した。「ゆびきたす」はラテを中心として〜

ン語の「神はいつでも、どこでも存在される」を引用したもので、我々の生活から通信は切り離せなくなったこ

まえがきとを表現している。

マックスウェル（James

然し、海上通信は現在でも100年来からのモールスと音声のアナログ通信が中心であり雑音、混信やフェー磁波の存在を予言したことから人類が電波を利用できる
歴史が始まった。

ジングに悩まされながらの通信が続いている。IT化の恩恵に取り残された海上生活の孤立化が、近代化されてC．Maxwell）が1864年に電その後、ヘルツ（HeinrichHerz）が1887年に電磁波きた陸上生活との格差を増して所謂「ディジタルデバイを発生した年までに23年、マルコニー（Guglielmo
Marconi）が1900年に電波を通信に利用した年までにド」が生じてきている。

36年の月日が費やされている。

このためにユーザーの要望に応えて、近年になり海上

1902年12月にマルコニーが火花式無線機で英国と米通信を見直す活動が出てきて、諸官庁、関係団体及び民国との間の大西洋横断通信に成功したときの送信アンテ

間による調査研究が実施されてきた。筆者はこれらの活ナは、2本の柱を45メートルの高さに建て、その間に支線を張り、そこから55本の電線を逆扇形に吊り下げ動に参加して海上通信の向上に協力してきた。

現在の海上通信は音声、データ、FAXなどの情報ごた構造で、受信アンテナは150メートルの高さに凧を揚とに専用回線による個別伝送が行われており、陸上のマげ、そこから吊り下げた電線を使用したと記録されていルチメディア情報伝送が行われていない。回線設定（アる。送受信アンテナの大きさと構造から大西洋を飛んだクセス）も呼び出しチャンネルを介しての手動切り替え

電波は短波と考えられる。

をしているので、電波伝搬状況の変動に即応した対策がその後、無線通信の有用性が認められて、1912年ニュとれない。海上には多数の周波数バンドが割り当てられーファンドランド沖で遭難した英国の豪華旅客船タイタているが、周波数分割のため周波数利用効率が低い。特ニック号事件以来船舶に無線機搭：載が義務づけられた。

に、短波帯ではフェージングと混信が大きな問題となっ当時のB電波と呼ぶ火花の電波には、長波、中波及び短ている。

波が含まれているが、遠距離通信にはその中の短波によ海上通信の高度化について検討が進められてきた結果：る電離層を利用した空間波モールス電信が長い間使用されてきた。

・無線機器とシステムの高度化；無線機器と通信方式のインテリジェント化及びネソトワーク化、

現在の海上通信のメディアはモールス電信から、音声、

テレックス及びFAXへと多様化してきたが、主体は従・情報のコンテンツ（内容）の高度化；画像などを含め

来どおりの低速のアナログ通信であり、陸上と船舶が個たマルチメディア化、医療支援、船員教育、インター別の専用回線で結ばれている。

ネット利用、家族との会話などの海上生活の利便性向上のための情報、が必要との結果が得られた。

無線通信は短波から始められたと言えるが、マルコニーによる大陸間無線通信の成功から現在は既に100年の歴史が過ぎ去っている。

本論文は、筆者が海上通信の高度化について短波通信

一方、陸上では1980年代から急速に進歩してきたマ
一30一

JACRAN，No．44（2003）

ルチメディア通信網が構築されて、インターネットと携料金で全世界的な通信が行える利点があるので、最新の帯電話を代表としたIT化時代へ突入した。

ディジタル技術の導入とネットワークシステムを構築す
る；とから短波通信を見直して、高度化したインテリジ

海上と陸上における通信技術の格差は年々増大して、・

海上生活はIT化時代の恩恵から取り残され所謂、情報ェント短波通信を実現する必要がある。

格差「ディジタルディバイド」を生じてきた。特に、短

本論文は、

波通信は雑音や混信が通信品質を劣化し、不安定な電離

1．陸上における．IT化時代の到来

層により通信不能となり、さらに画像通信、インターネ

2．短波通信の見直し

ットなどの現代的な要求を満たせないために年々無線局

3．海上通信高度化への期待が閉鎖されて、現在では主として漁業無線で利用される

4．海上通信高度化（インテリジェント化）への項目

だけの状況となっている。．

5．海上通信高度化へのステップ

また、短波通信に関する研究が昭和30年代以降行わ

6．インテリジェント化短波通信システムのモデルれていないことも短波の利用を止めている原因にもなっ7．海上通信の将来への展望ている。短波は貴重な周波数資源であり、短波通信は衛について述べる。

星通信などと比較して小型で簡単な無線機により安価な・．

hT革命の起爆剤：ディジタル技術＋インターネット＋携帯電話

・新しい情報技術のキーワード：ディジタル化、ネット

1．陸上におけるIT化時代の到来

ワーク化、マルチメディア化、高速（ブロードバンド）

IT化時代の到来（図1〜3）．

化、パーソナル化、グローバル化

図1．

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電波航法No．44（2003）

一31一

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音声
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マルチメディア

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図1．1

図1．2デジタル波形と符号の判別
マルチメディア共用瀬切

ISD耳の擬念図．

放送におけるマルチヌケ写アホLムリンク

図1．3、園1．4デジタル・マルチメデ才ア化

一32一

JACRAN，No．44（2003）

アナログ変調；振幅変調AM、周波数変調FMと位相変調PM。

ディジタル変調；パルス変調及びシフトキーイング変調波形を示す。

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シフトキー・イング変調、ASK，FSKおよびPSK
園L5

電波航法No．44（2003）

各種の変調波形一33一

ディジタル化の利点を列挙すると、ことが重要である。
＊＊＊

雑音や変動に強い
コンピュータと組み合わせて高度なソフトウエアー

フェージング、空電、デリンジャー、磁気嵐、対＊＊＊＊（信号処理）が可能となる

争点効果、回り込み現象など短波固有の伝搬障害

誤りの検出と訂正ができるが発生する。従来の電波伝搬の研究はアナログ的情報圧縮ができるな平均電力で電離層変動を評価してきたが、ディマルチメディア化できる

ジタルでは瞬間的な変動による影響が大きいの安定なディジタルディバイスで回路が組めるで電離層の確立・統計的な変動を研究する必要がある。

弱点としては、＊＊不安定な電離層による空間波伝搬を利用するので、アナログでは判定不可となるがディジタルでは誤

短波は遠距離まで伝搬する。また、呼び出し、通りを語判読する

信チャンネルを全世界的に共有しているので、携＊周波数が広がるので帯域圧縮が必要となる

帯電話のセルラー方式のように地域で空間的に＊回路構成が複雑となる

分離することができない。このため混信妨害の影

ディジタル化の大きな利点は、高度なソフトウエアー

響が多い。符号分割多元接続（CDMA）のような（信号処理）によりアナログでは不可能であった伝送方

ディジタル的な混信対策が必要となる。
＊

式が可能となることである。

割り当て周波数帯幅が狭いので高速通信ができない。あるチャンネルで情報を符号化して伝送でき＊る最高速度を通信容量と呼ぶ。どんな高度な符号インテリジェント化

従来の通信は情報を電気信号に変換して送信する方式

化をしても通信容量を超えた速度で伝送するとに対して、通信をコンピュータとデータベースなどと組誤りの発生が避けられないことをシャノンが理み合わせて人間の知能を導入して高度化する。

論的に定義して、
通信容量C＝Wlog2（（1＋SIN）（ビット／秒）の理論式を示した。ここで、Wは伝送路の周波数

油能

情報

符 号化

帯幅、Sは信号電力、

送信

Nは雑音電力である。

log2

は2を底とする対数である。W＝3kHz、 S／
N＝15とすると通信容量Cは毎秒12（キロビット）までが限界となることが証明されている。ビ

デオ伝送するには毎秒メガビットの高速伝送がデータベース

必要であるので、現在の短波帯ではビデオを送ることができない。周波数統合利用による広帯域化

知能化の構成図
図1．6や情報圧縮技術で帯域幅制限をするなどの新しディジタル化の特色とインテリジェント化

い技術の導入が必要である。
＊

専用回線となっているので周波数の利用効率が低
く、マルチメディア通信ができない。ディジタル

2．短波通信の見直し

符号化とパケット通信などにより共有化する必100年も歴史がある短波通信は年々衰退してきて海上

要がある。
＊

での短波公衆通信は漁業無線のみとなってきた。

衛星通信の出現が短波通信を衰退させる一因となって無線局の運用が単独局又はグループ局ごとに分かいる。衛星通信は全世界的な海域で高速、安定した通信

れた運営をしているので、広域を共用利用することができない。ネットワークを構築する必要があーブワイヤレスなど新しい外国の通信網が構築され始める。

＊

が行えるが、1分間数百円の通話料が必要になる。グロ
たが、日本の漁業無線のように、海岸局一船舶間は102

陸上とのシームレス通信ができない。インターネ

円／分、船舶一騎民間は無料で使用できる魅力があり、短ットと組み合わせるには短波品質の向上やプロ
トコルの整合などが要求される。
＊

波通信の利用が望まれている。

＊

通信の最も基本的要望である「何時でも、何処へ広い利用海域、安い通話料金、小型で安価な機器

でも、誰とでも」品質が良い通信ができない。特などの短波のメリットも要求される．

に、遭難、安全などの非常時に通信を確保できる
一34一＊

短波通信の弱点と海上通信への期待を列挙すると；衛星通信、携帯電話などと競合する時代となり、秘話通信、グループ通信なども要求される。

JACRAN，No。44（2003）

＊

＊
＊

常に、遭難、緊急及び安全通信の確保が要求され一方、これまでの自然に生息する魚介類を捕る漁業にる。海上通信は経済性と利便性の追求のみでは満よる漁獲量の減少により、漁業界は近年深刻な構造的不足されない。

況に陥っている。この状況を打開するために、「獲る漁事故発生が多い小型船、プレジャーボートに搭載業」から「作り育てる漁業」への転換が進められており、可能な小型で安価な機器が要求される。

そのための海洋情報（水質等）の収集・配信が求められ乗組員の高齢化と訓練不足が機器の高度化に対応ている。

できなくなってきた。機器の自動化やロボット化＊

こうした課題の解決に当たっては、「船舶自動識別シが必要である。

ステム（AIS）」、高精度GPS、デジタル通信技術等、通信のパーソナル化による海上生活の快適性（ア

新たな技術を有効に活用していくことが必要である。

ニメティ）が要求されてきた。無線局から個人へ

本研究では、こうした状況を踏まえ、海上における航端末が繋がる船内ネットワークの構築も必要と行の安全、物流の効率化、海洋情報の収集・配信の円滑なる。

化等の実現に必要な海上通信の高度化方策を検討することを目的とする。

3．通信高度化への期待「海上通信の高度化に関する研究会」の概要

3．2名称
本研究会は、「海上通信の高度化に関する研究会」（以3．1背景・目的下、「研究会」という。）と称する。

GMDSSの導入により、陸上の捜索救助機関への非常事態の通報や平常時の海上安全情報の収集は可能とな

3．3検討事項った。しかし、現在でも夜間や天候不良時における海難（1）現在の海上活動における諸課題

事故などから航行の安全性の向上が求められている。

①小型船を含めた航行の安全の確保

特に、船舶交通がふくそうする海域での衝突予防等の②海運の効率化

船舶の航行管理等に関する陸船間通信の高度化が重要に③海洋情報の収集なっている。また、物流の効率化のためにはコンテナの（2）通信システムの活用による諸課題の解決方策

位置の把握等が期待されている。

魚介類取引管理システム
1

目的：市場機能の強化。

2

システムの概要：生産情報を漁船から即時伝送し、インターネット等を利用したセリシステムで船が寄港するまでに売り先を確定し、取引のスピードと合理化を図る。

3

効果：（1）遠隔地からの情報により、本船の入港を待たずに取引が可能。
（2）電子セリシステムでセリの作業の合理化が図れる。

4

課題：防水型の端末機の開発等
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＊＊＊＊＊＊

4．海上通信の高度化（インテリジェント化）への項目

海上通信高度化への方策

電波伝搬特性への瞬時的対応＊

ハードウェア要素技術一適応型無線機

無線機器の構成と通信方式の最適化

・インテリジェント伝搬評価

周波数帯と帯域幅の適応選択

・インテリジェント回線接続

インテリジェントソフトウエアーの採用

・最適パラメータ選択；通信速度、通信方式、周波無線局間の協力運用

数帯、偏波・周波数・アンテナダイバーシティの漁業無線局から海上情報ステーションへの発展

瞬時的自動切り替え方式
・適応型情報圧縮
・適応型誤り訂正＊

ソフトウェアシステム技術
・マルチメディア情報

・周波数共用（符号分割多元接続、CDMA）
・無線局の共同運用
・海上と陸上との連続性（シームレス通信）

・21世紀型通信方式（IMT2000、

MMAC，第四世

代情報インフラなど）との整合性
廟4ユ

短波遜僧システムと支える周澱i自衛5．海上通信高度化へのステップ
3段階のステップにより順次高度化を進める；

電波航法No．44（2003）

一37一

傘

ーー門⁝

ツ

プ

ス喚・

テ

ステップ3．ビデオ伝送を可能とする次世代情報インフ
ステジプ

ステシプ

うとの整合がとれるシステムを構築してグローバルシステムとする。

沸し6．インテリジェント短波通信システムのモデル
鑓53

三度化への3鍵階ステップ

6．1送信機図6．1にインテリジェント送信機モデルのブロック図
ステップ1：現用の送信機を活用して、ディジタル化、を示す。

モデムの改良、適応型送信一受信システム
6．2受信機とする。

2〜3局間の小規模ネットワークを構成
して無線局間協力運用によるダイバーシ

図6．1にインテリジェント送信機モデルのブロック図を示す。

ティを実現する。

既存のアナログシステムからディジタル

6．3周波数拡散通信（Spread

Spectrum

RandomAccess；SSRA）と符号分割多元接続（Code

システムへ順次移行する。

ステップ2：無線局間の大規模共用ネソトワークを構成する。短波帯に割り当てられた周波数を集Division

Multiple

Access；CDMA）

図6．3にSSRAとCDMAの図を示す。

約して符号分割多元接続（CDMA）システ
ムを実現する。

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一38一

JACRAN，No．44（2003）

電波航法No．44（2003）

一39一

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櫛雛灘．翌雛報。、

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6．4小規模（2局間）ネットワーク
フェージングや混信対策にダイバーシティが有効なこ

図6．4に2局ダイバーシティネットワークの構成図をとが知られている。ステップ1では2〜3局間のダイバ示す。

ーシティと、インターネット又は無線LANの構築によりインテリジェント化を行う。

一40一

JACRAN，No．44（2003）

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図6．42局間ダイバーシティネットワーク
適応型通信システムとするためインテリジェント回線

により順次3つの段階のステップで進められることが望制御を行い、最適な局の切り替えと共に周波数、伝送速まれる。

度、偏波までを選択できるダイバーシティとする。

ステップ1．・一・現用の無線機、周波数、運用形態など

図6．4ではA又はB局の送信を切り替えて船舶局ヘデを活用しながら機器と運用の改良をータを送る場合を示し、電文の罫線文字はA局、それ以行う。

外の文字はB局から自動切換えで受信する場合を示す。

・ディジタル化により専用回線からマル

従来の空間ダイバーシティとARQ通信方式より高品

チメディア回線へ移行する。

質のデータを短時間に伝送できる。

・2〜3局間でネットワークを組み、フエージングや混信対策を行い安定した

7．海上通信の将来への展望通信が常時確保されるようにシステム

海上通信は、海上における人命の安全と財産の保全とを構築する。

いう重要な任務を持つと共に、漁業や運輸業などの生産と企業への社会的役割も重要である。

・インターネソトとの接続を可能とする。

ステップ2．・一・大規模ネットワークを構築してより安IT化は蒸気機関の発明による産業革命に続く21世定で高速通信を実現する、

紀の社会革命としての役割を期待されており、インター・周波数の共用化による周波数拡散技術

ネットや携帯電話などを起爆剤としてのIT化社会は急による符号分割多元接続通信

速に普及しつつある。

（CDMA）方式を採用する。

漁業情報も漁労に関する通信だけを取り扱う業務から、・全国的な無線局の共同運用を可能とす

船上からインターネットへ接続ができて家族との会話をる。

楽しむ時代が望まれ、医療支援、種々の資格取得への通

ステップ3．一一・IMT2000、

信教育、テレビ番組の録画から株の売り買いなどの広い

MMACなど次世代情報イ

ンフラとの接続を可能とする。

陸上生活と同様な情報提供センターとしての今後の役割

・ビデオ伝送が可能となる等価ブロードが漁業無線局へ期待される。このためには、海上通信がバンド通信の構築を目標とする。

「何時でも；何処でも：誰とでも」行われるようにインインテリジェント化は総合技術によってのみ実現可能

テリジェント化する必要があり、である。関係者の方々が実現に向けて協力して目標にス

ハード面一無線機器のディジタル化と適応型化、テソプを踏んで進めて行くことを期待しています。

ソフト面一ネットワーク化、無線局の共同運用化、情報のマルチメディア化、
電波航法No．44（2003）

一41一

ミリ波・サブミリ波の新しい応用
渡辺

工学部（日本工業大学

噛Yasuo WATANABE
電気電子工学科）

たテラヘルツ波，いわゆるT・Rayを利用したタイム・ド

1．はじめに

ミリ波は一般に波長が概ね1cm以下の電波を指し，

サブミリ波は3mmから30

康夫

メイン・スペクトロスコピーや透視画像技術が実現され

m（100GHz−10THz）のてきた．

電波を指す，サブミリ波はまたテラヘルツバンドとも呼表1

ばれ，さらに近年急速な進歩を見せるテラヘルツ帯技術

ミリ波・サブミリ波の歴史を反映してT−Rayとも呼ばれ，周波数範囲も30THzま1873

で含める場合もある．ミリ・サブミリ波の特徴はガス分

1887−1891

H．ヘルツ

60−454MHz放射受信

1897−1904

J．ポーズ

12−60GHz物性（の電波天文観測や衛星搭載型リモートセンシングなどが盛

1944−1950

Rベリンジャー等

60GHz帯大気酸素吸収特性んに行われている［1］．工学応用では産業用ガス分析や

1955

C．H．タウンズ，

マイクロウェーブスペ

子の放射吸収線を豊富に含むことと，光と電波の両伝播特性を兼ね備えている点である．前者の特徴を利用して，

電気磁気理論J．C．マクスウェル

A．H．シャロウ

後者の特徴を利用した合成開口応用技術や車両レーダ等の研究開発が行われているが，工学的には特にサブミリ

クトロスコピイ

電波天文学

リモート・センシング車両レーダ

1960一

OH（63，17GHz）

03（60，36GHz）

サ・逓倍方式の安定した送受信デバイスやベクトル計測

1970一

CO（115GHz）

H20（22，183GHz）

50GHz

技術が概ね1THzにまで届くようになる一方，フェムト

1980−

SO，

03（89，111GHz＞

60GHz

1990−

SO2，

波は未開の領域になっている．しかしながら近年，ミキレーザ光・テラヘルツコンバージョン方式のTHz帯タイ
ム・ドメイン・スペクトロスコピーや透視画像技術が開CO（230GHz）

HCN（330GHz）雲（93，95GHz）

77GHz

先端技術

発され［2，3］，新しい電波応用開発の環境が整ってきデバイスた。本発表ではこれらの最新技術及び応用について概括

ショットキーダイオードミキサ：500−2500G
SIS／ミキサ：Hz
フェムトレーザ／ミキサ：500GHz
2．5THzする．

2．ミリ・サブミリ波の歴史

ベクトル計測：1THz
T−Ray：3THz

ミリ・サブミリ波の歴史を表1に示す．1873年にマク

タイム・ドメイン・スペクトロスコピー
透視画像

スウェルが電気磁気理論を発表してから15年後の1887−1891年にヘルツが電波の存在を実証したことはよく知られている．10年後の1897−1904年にインドのポーズが初めて12−60GHzのミリ波を用いてクリスタ

3．ミリ・サブミリ波の将来応用

ルの伝播特性や誘電率等を実測した．その後半世紀はミ

ミリ・サブミリ波の特徴と工学的応用を表2に示す．

リ波の研究は殆ど行われず，1944−50年になってベリン

90年代中頃以降に目を向けると，27−35GHzホログラフ

ジャー等が大気酸素の60GHz帯吸収特性を計測した．

ィによる衣服に隠蔽された危険物の探知画像［4］，T−Ray

1955年にタウンズ，シャロウが電波天文学，リモートセによる歯の断面撮像［2−3］等の特筆すべき成果が報告さ

ンシング，ガス分析等の応用を論じ，1960年代に入りこれている．

れらの研究が始まった．70年代から車両用レーダの研究も始まった．1990年代には概ね350GHzまでのミキサ・

4．大気リモートセンシング

逓倍方式の送受信デバイスの効率，信頼性はともに高く

ミリ・サブミリ波は雲を透過できる全天候性，大気の温なった．今日では500GHzから2．5THz帯ミキサなどの度気圧観測及び雲中の水の直接観測能力等の利点がある

開発研究が行われている．一方，1990年代中頃からフェため，他の波長帯センサと組合わせると豊富な気象情報

ムトレーザ光・ミキサのダウンコンバージョンで得られが得られることになる．図1は，NOAA・15衛星に搭載
一42一

JACRAN，No．44（2003）

されたサブミリ波観測装置AMSU−Bによって得られた

5．In−situガスセンサ

スノーストームの180GHz帯ラジオメトリ画像で，雪雲

ガス分子の回転運動に起因するミリ・サブミリ波帯の中の水の分布，粒径の大小が観測できる［5】．

吸収周波数の一例と，酸素ガスの代表的な吸収周波数を
表3に示す．in・sltuガスセンサはガスの発生源における

表2

Functional

Featuresand

Salient

Appllcations

ガスの吸収周波数の計測から複数の分子種を同定するとunctional

Feature8

SahentApphcation

ともに，スペクトラム形状から濃度温度圧力を計測する

Radlometrlc

Imaglng

onltorlng

Plant

機能を目指している［6］．

actlvlty

senSlng

図2はm−situガスセンサの概念図で，反応ガス中にemlsslon

設置されたFabry−Perot共振器型吸収セルと入出力電波

nvlrO㎜entahemoteedlcaldlagnosls

撃唐唐浮?刀jpectroscoPlcのベクトル（振幅・位相）計測系から構成される．F・P

alochemlstry

edlcalhndustrlal
rensorCoherent

from

Analysls

Gas

共振器は優れたQ値（104−105）を容易に実現でき，等

dlagnosls（explratlo11）

価的に長い吸収径路を形成できる．また，金属壁面積がn sltu gas sensor for alr pollutlo
盾獅狽窒盾戟@and lasma as s nthesls

小さく試料ガスの非接触性が高い利点がある．この方式

Imagl119ecurltyprotectlon（detectlon

ooncealed

drug，

gun，

のガスセンサの特徴はガスの選択性，濃度温度圧力等の

bomb）

golography

パラメータの同時計測性，及びin−situ（その場）計測性

rARπSAR1gh

resolutlon

lmaglng

窒≠??撃メ@control（hlghway，

radar

fo

に優れることである．このため，大気汚染ガスの発生源，

manne，

処理部におけるガスセンサとして，またスーパーカーポン（ダイアモンド等）等の高機能材料の合成プロセスにおけるガスセンサとして期待される．図3に評価ガスと
as／d｝electncs

・Ray

edlcalast

Communlcatlon

dla

mlle

eCUre

して使用した大気酸素ガスおよび純酸素の吸収計測結果

analysls

nosls

を示す．

comm

COmm

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S

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化学種
C12016
C13016

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一

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電波航法No．44（2003）

一

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sensor一Rosenkranz・Suzuk1
轍繭■鱒mpm92■

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一43一

oxyge

n

295。15K
101．3kPa
Sample55

60

Frequency［GHz】
図3@50−70，118

oxyge

No．：20聖50

12．16298
11．40966o＿一01131．617．09168
4．07146
一

gas

二三40
．養30

52．36

一

in−situ

60
図50

く10

C312H4C5H4of

Gbε3一一σ召54

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115，735

H202
一図2Concept

020

C12018S32

⇔

G婿ノ
@
G㏄2

周波数［GHz］

110．6898
102，169

NO
OH
C12016S32

占座

表3吸収スペクトラム

、

占

昼

図1118GHz帯スノーストームのラディオメトリ

冠

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二一賜鋸一二三舞二二簾二二ぞ騨山川露，

酸素吸収特性6570

6．高解像画像センサ

毎にサンプルすることになる．試料の屈折率が大きくな

ミリ・サブミリ波をホログラフィ，合成・逆合成開口るほどテラヘルツ波の伝播速度は遅くなり，その分受信技術（SARIISAR）に適用するとミリオーダの分解能を波は遅れて計測される．また，試料の減衰率が大きいほもつ高解像画像センサを実現できる．また，電波の透過

ど受信波の振幅は低くなる，このサンプルされた受信波性を利用すると衣服内隠蔽物や複合材・プラスチック内のヌペクトラムはFFTでほぼリアルタイムで得られ，部等の透視（フローラスコピー，Fluoroscopy）及び弾性構造解析への応用が期待される【71．

（ショートパルスのため概ね0．5−2THzの広がりをもつ），試料に含まれる吸収物質に固有の吸収周波数成分の

図4（a）一（c）はフローラスコピーの基礎実験で，落ち込みなどが現れる．プラスチック材などの製造過程

釦＝140GHz，周波数掃引＝120−160GHz，距離方向の分で，特に厳しい品質管理が必要な場合に応用が期待され解能＝3．8mm，横方向の分解能二6．1mmである．アクリている。

ル板（5mm厚）の背後に2本の金属棒（1本は切断）を

TDSを応用して，試料の断面撮像も実現できる．一例

配置したときのブリュースター角入射めSARモードにを図6に示す．歯に対して細いビームのテラヘルツ波を

よって断面図（a−aスキャンしながら照射すると，ピクセルごとに得られる及びb−b）を得た例である．

透過波の遅れ時間と振幅から，歯内部の誘電体分布を画

A

θβ

刀

像的に得ることができる．

アクリル
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（a）誘電体背部物標

no．3，

DCわiasconve銘er＆DSP

Sept、1996）．

0

0

ぞ

4

4
君

唱

曾

ド

，r6急、補ng。↑，m】8㌔r6急、補ng。↑，m】8

図4

@

5

一8

（b）a・a．AID（a）T・Ray imager schematic．（Fr6m D．M． Mittleman， etaL，IEEE J． Selected rBopics in Quantum Electronics， vbl．2，

4︻§︼①bD壽旨・壽︒℃

4﹇暮﹈①bD壽ト自き℃

8

Cuπ㎝t
oreampllfiα

8

コハ

≡0．6｝

§1｛／配1ロコ（c）b−b

誘電体背部物標の再現画像

§1・r

量：8：1

韻10

7．TLRayとタイム・ドメイン・スペクトロスコピー（TDS）及び透視画像［2，3，8−10］

最近，医用，電子材料分野で注目を集めているのが

1

l｛
・

擁

齢警鐘舗fα・ ←10輸互爵一重雪」
Frequency［THzlTimedomai且data負）r

thicknessandFrequency

refractive

index

fbr

spectrum

spectraldiagnosis

TDSと透視画像技術である．図5に示すように，フェム（b）T・Ray

トレーザビ門ムを2本に分け，一本をGaA串基板上に蒸

data

showing

着した電極部に照射してテラヘルツ波を発生させ，それ（time

domain）andを試料中に伝播させる．一方のビームをスキャン型遅延domainspectfal（From

路に通して受信側の半導体に照射し，透過したテラヘル
ツ波をサンプル受信する．このとき，例えば遅延距離を0．1mm毎に受信すれば，テラヘルツ波の透過波形を1ps

一44一

D．D．

Munich，

図5

field

Fourierversusopticaldelaytransfbrmed

frequency

Proc．

Vb1．3823，

content

Arnone，

et．a1．，

SPIE，

German努1999）．

THzタイム・ドメイン・スペクトロスコピー

JACRAN，No．44（2003）

8

35GHz帯ポラリメトリックレーダー
地表面すれすれにビームを放射するヘリコプタや車両
噸︑

搭載レーダーでは，クラッタの影響によって目標信号のF熟

シグネチャが歪むとともにRCSが減少する．このため∵

霧︐訪翌日 ㌔

木やブッシュ背部の目標探知が困難になる．しかし木々の葉などからの反射波の位相の時間的変動は相関性が低Cavltyく，この傾向は周波数が高くなるほど大きいため，ミリ波を用い，中間周波数段階でコヒーレント積分を行うと（a）TRay

image

ともに，ポラリメトリックレーダーと組み合わせると，

D．D．

木々の背部の静止目標を探知することができる［11コ．

Germany；1999）．

Arnone，ofcavity

in

Proc．

SPIE，

et．al．，

human

tooth（FromVbl．3823，

Munich，

海上レーダの場合にも，波の反射波の位相変動は相関性が低く，船は短病間なら固定目標に近いと見なせるため，同様の方法でシークラッタ中の船舶探知率の向上が期待される．

960GHz帯ブロードバンド通信
最近，ブロードバンド用のいわゆるラスト・マイル通

信用赤外レーザリンクを霧環境下で補完する電波として60GHz帯が考えられている［12］．技術的にも58GHz
送受信機MMICが発表されている［13］．
10まとめ（b）Commercial

ミリ・サブミリ波の将来応用例を概観し，中期的アイ（From

テムで有望と考えられるln−sltuガスセンサ，合成開口

D．

T・Ray

Zlmdars＆J．

system

Rudd，

from

Photonlc

Picometrlx

Spectra，May

2000）．

応用の高解像画像センサ，及びテラヘルツ技術の研究状

図6

況を報告した．ホログラフィ利用の画像センサはニード

歯の透視画像及び下Rayシステム

が現実のものとなっており，またTHzタイム・ドメイ
ン・スペクトロスコピーは医用，産業分野に大きな効果が期待されるため，我が国でも力点を置くべき課題である．

参考文献【1】Proc。

IEEE，［2］PHSIegel，［3］P．H．
vol．2，［4】PE．
Sys．

SpecialSiegel，Keller，on

Terahertz

Technology：Edlted

IEEE

MTT，

TechnologX船erahertz

pp．261−266，

Mag．

Issue

Terahertz

Technology

Nov2002，

etal．，

Prlvacy

No．2，

pp．17？24，［5］By

courtesy

of

E

M．

Chen，

54and

183GHzUslng

the

NOAA−15【6】T．Suzuki，Electron．

Imaging，

IEICE

E

Appllcation，

T

UIabylNo．3，

Proc．2002

vol

80，

No．11，

pp．910・928，

Asia・Paclhc

Novl

March

mlcrowave

1992。

2002．
Confbrence，

WE4B・5，

Algorlthm

Research

fbr

Cyllndrlcal

Holographlc

weapons

Survelllancesystem，IEEE

AES

Feb．2000．

Lab．

Satelllte，

of

MIT

IEEE

and

D．

Trans．

H．

Staelln，

Geoscience

et

and

al．，

Preclpltation

RemoteSenslng，Observations

vol．38，

Near

No．5，

Sept．2000．
et

al．，

E84・C，12，［7］K：．Sasak1，

and

by

vol．80，

Kyoto．

vol。15，

pp．2322・2332，

Trans．

et

電波航法No．44（2003）

slgnalp．1900？1904，

al．，

Trans．

V6ctor℃oordlnate

Electron．

Processing

fbr

60・120GHz

Gas

Absorption

Measurement，

IEICE

Trans．

Nov2001．

Transfbrmation

E84・C，12，by

Nearestp．1905−1909，

一45一

Neighbor

Nov2001．

Interpolatlon

fbr

ISAR

Flxed

Scene

[8] D. M. Mittleman, et al., "T'Ray Imaging," IEEE JQE vol. 2, No. 3, pp. 679'692, Sept. 1996.
[9] S. Hunsche, et al., "Terahertz "T'Ray" 'Ibmography," (invited paper), 4th Int. Conference on Millimeter andSubmillimeter Waves and Applications, pp.426‑433, San Diego, July 1998.
[10] D. D. Arnone, et al., "Applications of [[brahertz(THz) Technology to Medical Imaging," (invited paper),EUROPTO Conference on Terahertz Spectroscopy and Applications ll, SPIE Vbl. 3828, pp.209'219, Munich,June 1999.
[11] F. T. UlabM et al., "Radar System fbr Measuring Backscatter and Bistatic Scattering from 'Ibrrain," 2002
Asia'pacific Microwave Conference, vol. 3, pp. 1722‑1727, Nov. 2002, Kyoto.
[12] A. Acampora, "Last Mile by Laser," Scientific America, pp. 32'37, July 2002.

[13] T. Nakagawa, et al., "60'GHz Band and 5GHz Band Demodulator rmIC for More Than 1'Gbps FSK'Ibeansceivers," 2002 Asia‑Pacific Microwave Conference, pp. 839'842, Nov 2002, Kyoto.

‑46‑

JACRAN, No.44 (2003)'

標準時の国際的な仕組みと正確さと利便性向上に向けた取り組み
独立行政法人通信総合研究所

今江International

Frame

on

Time

Scale

and

ActM七ies

on

Time

and

Communications

1．まえがき理人

FrequencyatMichito

IMAE

Research

CRL

Laboratory

ラムゼイ共振器を横置きにし、セシウム原子の準位選

各種標準の中で、時間・周波数標準は最も正確さが

別を磁界により行っていた方式（古典的な方式1×

高く、その確度（定義値の実現の度合い）は世界最高

10レベルのもので1×10

別や検出にレーザー技術を用いた光励起形（1×1015に達している。標準時は、こ13程度まで）から、図1に示すような準位励起・選14のような高確度性に基づいて発生され、科学技術にお程度を実現）が開発され、現在は、図2に概念図を示

ける基本量であり、また、交通・通信を初めとした各す様なレーザー技術を用い、真空容器内にセシウム原

種人間活動において不可欠な情報である。

子をトラップや冷却し、上方へ投げ挙げ、共振器を往

本稿では、標準時を決定する際の世界的な仕組み、路（上昇時）と復路（落下時）に横切ることを利用し、正確さの現状について概説し、我が国の標準時に責任

マイクロ波との干渉時間を長時間とることにより、ラを有する通信総合研窄所における正確さや利便性向上

ムゼイ信号の半値幅を狭くして確度を向上（1×10−15に向けた研究開発の現状などについて概説する。

程度）を実現した方式へ発展している。

2．国際原子時、協定世界時構築のための枠組み
2．1秒の定義の変遷

標準時を刻む上で、1秒の長さが重要であるが、その定義は、現在に至るまで科学技術の進歩と共に変遷があった。表1にその経過を記す。

㊨

e

e

現在は、セシウム原子のエネルギー状態間の遷移に対応した放射電磁波との周波数で定義付けられている。

1秒の長さの定義を物理的に実現するものとして、一次周波数標準器が開発されている。セシウムー次周

波数標準器の技術開発も過去40年近くの間なされ、7〜10年で1桁の割合で確度が向上している。方式も、電波航法No．44（2003）

標準時に関しても、この原子標準で実現される原子一47一

時が現在基準として用いられており、次節で記す国際
原子時（lnternational

界時（CoordinatedAtomicTime：TAI）や協定世

Universal

Time；UTC）を刻む元

2．3TA1決定のための精密時刻比較網
高精度時刻比較は、原子時計の性能向上と共に、国際原子時（TAI）の精度・安定度向上のため、最も重になっている。

要な研究課題の一つである。図4は、現在国際原子時を構築するため、BIPMが採用している時刻比較ネッ
2．2国際原子時（1rAl）と協定世界時（UTC）

トワークを示している。

国際原子時（TAI））は世界50機関程度の時間や周波

従来、同時刻比較ネットワークで使用される主力時数に責任を有する研究機関で稼働している200数十台

刻比較手段は、1980年代中頃から1990年代中頃までの原子時計の平均値と一次周波数標準器の確度評価デの10年間以上にわたり、GPScommon−view法と呼ばータにより周波数調整がなされて計算される時系であれる方式が用いられてきた。図5に概念図を記すが、る。5日毎の各機関における原子時計相互比較の結果

遠隔地点で同時にGPS衛星を観測し、や各機関間の国際時刻比較の結果、一次周波数標準器

時計、或いはGPSの確度評価結果が、毎月1度、月初めに国際度量衡局

きた。用いるGPSの信号も、（Bureaucodeが一般的であったが、この場合の比較精度は、近International

des

Poids

et

Mesures：

GPS搭載原子timeを仲介として比較がなされてL1帯で送信されるC！ABIPM）に報告され、前，月分の結果が毎月中旬にBIPM

距離で数ns、大陸間の遠距離で10〜20

より公表される。原点は1958年1月1日としている。

た。

ns程度であっその安定度や周波数確度は、平均化時間30日で7×
10

15よりも良く、確度も3×1015よりも良いとされている。

また、協定世界時（UTC）は、世界の法定時の基準となるもので、秒の整数倍の違いを除きTAIと同じである。「うるう秒」実施が国際地球回転観測事業（lnternational

Earth

Rotation

Service＝IERS）により決定され、UT1と0．9秒以内に保たれる。2003

年3月現在のTAIとUTCの差は32秒ある。
TAI、
れる

UTCともに上記の様に約1ヶ月遅れで計算さ

Paper

Time

Scale

であり、実時間で決定されるものではない。

このため、各国の時間周波数標準機関では、実時間でUTCに準ずる時刻（UTC（k）と標記し、

GPS

Go㎜on

view方式時刻比較法

kは機関の略称。通信総研の場合、UTC（CRL））を発生して各種用途に使用される。

図3はTAIやUTC決定の仕組みを図示したものである。

一方、原子時計の性能向上が著しく、上記のGPS衛星Common−view法では精度的に不足する状況になりつつあり、より精度の高い時刻比較方式の実現に対する要請が、CCTF（国際度量衡委員会傘下の時間周波数諮問委員会）やITU−R（電気通信連合無線通信部門）の科学業務研究分野でなされ、3．2節で紹介する衛星
双方向時刻比較法などの研究開発が奨励されている。

図4の2重線で示されているリンクは上記衛星双方
向時刻比較法がTAIの計算のための時刻比較法として正式に採用されているもので、欧米やアジア太平洋地

一48一

JACRAN，No．44（2003）

域の一部で活用され始めている。

3．2

高精度時刻比較法

高精度時刻比較法の現在当所で最も力を入れている
3．通信総合研究所における時間周波数標準研究開発のは、衛星双方向時刻比較法である。図8に原理を示

通信総合研究所では、時間・周波数標準に責任のあすが、同方式は、時刻比較を行う双方の局から時刻比る研究機関として、高確度の一次周波数標準器の開発

較用の信号を通信衛星経由で相手局へ伝送し、各局でから標準時のサービスに至る総合的な研究開発等を進は、相手局からの信号の到来時刻を自局の時計を基準めている。

にして測定し、三局の測定結果の差から2局の時計の比較を行うものである。双方からの信号がほぼ同一の

3．1

一次周波数標準器の開発

経路をとることから、大気圏や電離層等の伝搬路に起当所では、図6に外観を示す米国NISTとの共同で因する誤差や衛星の運動による誤差が相殺され、高精開発した光励起型セシウムビーム周波数標準器

度の時刻比較が実現できる。

（CRL−01）が平成12年より稼働をはじめ、現在1×1014程度の周波数確度を実現している。CRL・01は連続的に稼働するのではなく、1〜2ヶ月に一度、確度評価が行われ、評価結果がBIPMへ送付され、TAIの周波数調整に他の一次周波数標準器のデータと共に用いられる。

時刻比較精度は、用いる信号の帯域幅や回線品質（S／N）に依存するが、一般的には、有効径1．8m程度のVSAT地球局で数W（4〜6W）の送信電力、帯域幅
2．5MHz程度で、サブnsが得られている。
図9は当所が中心となり、アジア・太平洋地域の時
CRL−01の次の標準器として、10間周波数標準研究機関との協力で進めている同地域の15台の世界トップ

衛星双方向時刻比較ネットワークの現状を示すものでレベルの周波数確度を目標として原子泉型セシウムーある。

次周波数標準器の開発を数年前より進めている。図7

さらに、当所では、図10に概念図を示す多地点同はその外観を示すが、既に、セシウム原子のトラップ・時双方向時刻比較が可能な装置を開発しつつあり、同冷却は世界レベルを達成し、原子の打ち上げによるラ装置を図9のネットワークで活用すべく国際協力を進ムゼイパターンの検出にも成功している。同信号のめている。

SIN向上を図りつつあり、近い将来、確度評価に入れるものと期待している。

P累

電波航法No．44（2003）

一49一

・β唾神噸融轡髄∵・：胸鱒卿量sゆ廷・

慰叢：lii…1馨i饗罪：lii・熱一．

：麟訂il：1輔羅熱1：轍辮搬

1ぎ…蕪；幽囚；
表2
3．3

時系の発生
当所の維持発生するUTC（CR：L）は、長期にわたり、

対UTC比で、±100

ns以内を維持している。これは、Ohtakadoyayama

Station

A鰍ude

pole

世界的にみて、優れた時系の一つといえるが、より短

790m；Main

250m

おおたかどや山標準電波送信所

期安定度の優れ、UTCにできるだけ近いもの（目標としては、長期にわたり±10ns以内）を発生するようにシステムの改善を図りつつある。

現在は、12台のセシウム原子時計の加重平均としてHaganeyama

UTC（CRL）が実時間で生成されているが、発生のため

A腫詑ude900m；MainStationAntenna

pole

200

m

はがね山標準電波送信所の計算アルゴリズムの改善、各時計間の時刻差計測シ
ステムの高度化、短期安定度に優れる水素メーザ型周

前者は、送信周波数40kHz、後者は60波数標準器の導入などにより、上述の目標を達成する

kHzで、送信機出力50kWで、基本的に両送信所から連続して信様に準備を進めている。

号を送信している。図12は、両局の位置関係と両局
3．4からの信号の受信電界を示している。長波帯という情時間周波数の供給法

前節までに記した高精度時系を各種利用分野に提供

報伝送的には、時代に逆行した周波数帯ではあるが、していくことが、CRLの重要な任務の一つである。そ2局でほぼ日本全国をカバーすることができ、また、の手段で特に一般利用者向けの方法として、下記の4重畳して送信している時刻コードの有用性は高く、す種類の手段について概説する。

でに電波時計の国内販売総数は、累積1千万台（2002（1）長波標準電波

我が国における標準電波の送信は、電波監理上の必年実績で、年間500万台程度）を越えており、数多くの方々に利用していただいている。さらに、図13

要性から、昭和15年に短波帯で開始し、60年以上のは、同標準電波の既利用分野や今後利用が期待される

歴史を有する。残念ながら、短波帯標準電波は、電離分野を記したものである。

層伝搬になるため、受信周波数精度は、108程度しか得られないこと、諸外国の標準電波との混信の問題などから、2001年3月末で送信を終了した。
一方、長波帯標準電波は、地上波の範囲では、受信

H的aneyama

Sねtion

はがね山8箪■暗語無塩

周波数精度が高く、タイムコード重畳に伴い、電波時計といった新たな市場を提供できることなどから、1999年6月より福島県大鷹鳥谷山山頂に建設した「おOh㎞駄adoツayama

おたかどや山標準電波送信所」が、また、2001年10

St額㎝

おおたかどや山■顔繋蔑量韓紅

月には、福岡県と佐賀県の県境にある羽金山山頂に「はがね山標準電波送信所」が稼働を開始した（表2、図CRL時開6聯虎胴㎞To㎞

通信総合研究所；東京小金井

11参照）。

一50一

JACRAN，No．44（2003）

信頼性の高い時刻に対するニーズは、増大しており、当所では、このようなニーズに応えるため、我が国の電子時刻認証連鎖体系（トレーサビリティ）トソプー

NTA（National

Time

Authority：NTA）として国内機関への時刻認証サービスの準備を進めている。図1

4は、NTAからTA（Time
StanipAuthority）、

TSA（Time

Authority）へ、更に、一般の利用者への連鎖体系を示している。

轟ご

用いて1ms程度の誤差で日本全国で時刻合わせが前

93一

⑲㊥

往復の遅延を測定する機能を有しており、専用装置を

⑲

︑㌦潟﹁

テレホンJJYは、通常のアナログ電話回線を利用し、モデム等で電子的に標準時を提供するシステムである。

聖一（2）テレホンJJY

冷襲塾

能なサービスである。現在1000アクセス／日程度の利用があり、特に放送局の時報の親時計の時刻合わせに活用されている。

当所は、総務省や当該サービス関連緒組織が昨年末（3）NTP

頃に組織した「タイムビジネス推進協議会」と密接に

NTPは、インターネット等のネットワークに対する
標準時の供給方法で、爆発的に利用者が増大している。

リンクを図り、同ビジネスモデルにおいて正確かつ信当所では、日本標準時に直結したStratum・1サーバー

頼性の高い時刻の提供を早期に実現を目指し、実証実を小金井本所で稼働させ、インターネットサービスプ

験実施や技術課題の検討を行い、かつ、当該ビジネス

ロバイダー（ISP）にStratum−2サーバーを準備してもの普及・浸透を図るため、取り組んでいる。

らい、一般利用者は同Stratum−2サーバーヘアクセスしていただく方式を採用して、当所のサーバーへのア

4．おわりにクセスが集中しないような方策で普及を図っている。

時刻標準は、各種物理観測等の基礎分野から、社会

しかしながら、ISP問の相互関係などもあり、別方策

生活一般の活動に至るまで、必要不可欠な基本的な情での展開を視野に入れ方針の再検討を行いつつある。

報となっている。本稿では、時刻情報を決定するため（4）電子時刻認証

便性等を向上するため通信総合研究所が行っている一の国際的な仕組みから、我が国における当該分野の利連の活動を概説した、

電子政府や電子商取引などで、最近、時刻情報だけ

当所では、より利便性が高く、正確さの優れた時刻でなく、「時刻認証」の必要性が高まっている。すなわ

情報を提供していくため、今後も総合的に研究開発

ち、高度情報通信社会の構築が期待されているが、その中で、電子商取引や、電子政府はその中心的な役割をもち、国民の利便1生の向上に大きな期待が寄せられている。この様なアプリケーションにおいて、正確で電波航法No．44（2003）

一51一

世界測地系とナビゲーション
海上保安庁海洋情報部企画課

課長補佐
Arata

仙石

新

SENGOKU

1．はじめに

平成14年4月以降、海上保安庁が刊行する日本近海

3．日本測地系の全ての海図の経緯度は、経緯度に関する世界標準である世界測地系に基づいています。

従来、・日本で用いられていた経緯度の基準を日本測地系と呼びます。日本測地系は、明治初期に麻布に設置さ本稿では、世界測地系とは何か、世界測地系によってれた旧海軍の観象台（天文台）で行われた天文観測など

ナビゲーションはどのような影響を受けたかなどについをもとに経緯度の原点を定め（日本経緯度原点）、ここて解説します。

を出発点として三角測量などによって全国に国家基準点

2．測地系とは時代に経度だけ若干修正されましたが、それ以外は一度を形成してできた経緯度の基準です。日本測地系は大正
測地系とは、経緯度の基準です。

も改められることはありませんでした。日本測地系の経地図を作るためには、経緯度を決める必要があります

緯度は土地の登記簿など社会に広く浸透していましたのが、そのためには、どこが赤道で、どこが経度0度か、で、容易に変更することができなかったのです。しかし、といったことを定めなければなりません。喩えていえば、

日本測地系は明治から大正時代にかけて行われた古い測

地球に経度や緯度の線をどのように引くかを決める必要量の成果に基づいていましたので、世界測地系とはかながあるのですが、この決め方を測地系と呼ぶのです。

り大きなズレがありました。

赤道はひとつではないか、経度0度の線もグリニッジ

ズレが生じる原因は主に二つあります。一つは、言うを通る子午線と決まっている、これらを改めて定める必までもないことですが、古い測量成果には誤差が含まれ要などないではないか、と思われる方も多いと思いますていることでした。しかし、これはそれほど大きなもの

が、必ずしも事はそれほど単純ではないのです。

ではありませんでした。主要な原因は、日本経緯度原点

図1

日本経緯度原点における鉛直線偏差

一52一

JACRAN，No．44（2003）

が天文観測によって決められたことによるものです。天

歴史的に、日本の測量技術はドイツから輸入されました

文観測では、まず鉛直線を用いて直下の方向を定めます。

ので、日本測地系では当時ドイツで使われていた地球の直下の方向の逆方向が天頂であり、．直下と90度をなす

大きさと形が用いられていました。しかし、これはベッ方向が水平線です。星の方向（水平線からの高度や方位）セルが1841年に定めたもので、現在知られている地球

は、鉛直線を基準にして定められているのです。このたの大きさとは700mも異なるものだったのです。海図でめ、天文観測で得られる経緯度は、その場所の重力の方は、当初、準拠すべき楕円体としてイギリスのクラーク向に依存していることになります。ところが、重力の方楕円体が用いられ、経緯度の原点は海図毎に天測によっ

向は、地下構造や周囲の地形の影響を受け、必ずしも真て定められていましたが、大正11年以降平成14年まで

下を向くわけではありません（これを鉛直線偏差と呼びの約80年間に亘って、ベッセル楕円体と日本経緯度原点

ます、図1）。このため、天文観測から定めた経緯度はに基づく日本測地系が海図でも使われてきました。

重力の方向のズレの分だけズレてしまうこととなります。

従来、各国は日本測地系と同様に独自の測地系を構築

日本経緯度原点では、周囲の地形や地下構造の影響で比してきました（これを局所測地系と呼びます）。イギリ

較的大きな鉛直線偏差があったため、日本測地系の経緯

スは、オーディナンス＝サーベイ大英測地系、中国は北

度は世界的な平均値と大きくずれてしまったのです、

京測地系、ロシアはプルコボ測地系といった具合です。

このようなわけで、日本測地系の経緯度は世界測地系

ヨーロッパやアメリカなど国境を接している国同士は測の経緯度と比べると数100mの違いがありました。この地系が異なるといろいろと都合が悪いので、ヨーロッパ

ことは、日本本土から三角測量を用いて外地までつなげ

測地系、北米測地系といった地域的に統合された測地系ていった三角点の経緯度が、中国や樺太で他国の三角点が用いられてきましたが、これとても、異なる測地系との経緯度と比較すると合わないことから、薄々分かっては連続性が無く、別個のものだったのです。歴史的に、はいたのですが、定量的にどれだけ差があるのかは、人

世界各国で用いられている測地系は100以上もあること

工衛星を用いた経緯度測定法が実現するまでは分かりまが確認されていました。

せんでした。

日本測地系の問題点のもう一つは、用いていた地球の4．世界測地系とは

大きさと形が古い値であったことです。測量を行うと、人々の活動が国内に限られていた問は、局所測地系を

2点間の距離や方向が分かりますが、これを経緯度の差用いても何ら差し支えなかったのですが、国際的に行わに直すためには、経緯度の1度が何kmに当たるのかをれる航海や航空のナビゲーションでは、測地系は潜在的知らなくてはなりません。このため、地球の大きさと形に大きな問題でした。特に、20世紀末にGPS（全世界が必要となります（地球は赤道方向が極方向に比べて測位システム）が登場するに至って、局所測地系は破綻

1／300ほど膨らんだ回転楕円体（図2）をしているため、を来すこととなり、世界測地系に移行するという国際的経緯度を正確に計算するためには地球の大きさだけでなな潮流が生まれたのです。

く形（回転楕円体の膨らみ具合）も必要となります。

世界測地系とは、国や地方によらず、世界中どこでも一様な経緯度が得られる基準のことを指していますが、具体的にはどのようなものなのでしょうか。
世界測地系は、次の性質を持ちます。

1）地心（地球の重心）を原点とする。

短il2）グリニッジ方向の子午線を経度の0度とする。

劃長半径3）地球の自転軸（地軸）の北向きの方向をz軸とする。

4）最新の地球の大きさと形を用いている。

1半…

20世紀後半に人工衛星を用いて測地測量を行う技術

1！

が登場し、このようなグローバルな経緯度の定義がはじめて可能となりました。これらについて、説明することとしましょう。

日本測地系などの局所測地学は、地上の点を経緯度の原点としていました。この原点から三角測量などによって他の点の経緯度を決めていったのです。しかし、世界
図2

地球は赤道方向が膨らんだ回転楕円体で近似できる

電波航法No．44（2003）

測地系の原点を地上の点にしたのでは公平ではありませ一53一

地球自転軸＝回転楕円体の短軸

地球の重心＝回転楕円体
の中心

禦緯

経度
赤道
グリニッジ

子午線の方向図3

世界測地系

んし、地上の点は地殻変動などで動いてしまいます。地

体的には、1984年に国際報時局（BIH）が定めた経度0

球上に不動の点などというものはあり得ないのです。そ度の方向と齪歯茎がないように、現在でも国際地球回転監

れでは、地球で最も安定して動かない点はどこか、とい

視事業（IERS）が経度0度の方向を定めています。しうことになるのですが、それは地心をおいて他にありまたがって、実態はともかく、グリニッジ天文台がいまだせん。地心こそは地上の誰にとっても公平でありかつ物に経度の原点である、と考えても実用上差し支えありま

理的にも安定した点なのです。ところが、実際に地心にせん。

人間が到達できるわけでもありませんから、古典的な技

次は地軸の方向ですが、これも明確に見えて実はこれ術では地心の位置を計ることはとても難しいことで、人だけでは曖昧です。というのは、地球の自転軸である地工衛星が登場するまではほとんど不可能でした。人工衛軸は、約400日の周期で0．3秒角（地上の距離に換算し星を用いると、地心の位置を精密に計ることができます。

て約10m）ほどふらつくことが知られているからです。

人工衛星は地球の重力に支配されており、ケプラーの第地上にいる我々から見ると、地軸は北極（あるいは南極）

1法則により、人工衛星が地心をひとつの焦点とする楕付近を10m位ふらふらと動き回るように見えるのです

円運動をする性質があるため、人工衛星の軌道を観測す（これを極運動と呼びます）．このため、地軸と定義しることによって、地心の位置を間接的にですが正確に知ただけではいつの地球の自転軸なのかがわかりません。

ることができます。現代の人工衛星技術を用いると、地

このため、1900年から1905年までの間の地軸の平均的球の重心の動きを1mm以下の精度で捉えることが可能な位置を国際慣用原点（CIO：Conventional

なほど、地心の位置は良く決まるので、世界測地系の原International

点として現在では最もふさわしいものになっています。

して用いることになっています。

Origin）と呼び、これを通常z軸の方向と次に、グリニッジ方向を経度の0度とする、というこ

最後に、地球の大きさと形ですが、これはGPSが用とですが、これは平易に聞こえて、実現することは難し

いているもの（WGS−84）を使用します。航海にはGPSいものです。グリニッジ方向の子午線とは、歴史的にロが用いられており、次節にも述べるように、国際標準はンドン郊外のグリニッジ天文台の子午環と呼ばれる望遠

WGS・84を用いるべきことを定めているため、世界測地鏡の中心を通る子午線を指すこととされています。しか系ではWGS−84を用いることとします。陸上の測量では、し、現在では、グリニッジ天文台はもはや活動しておら

GRS80という別の楕円体が用いられていますが、両者のず博物館があるばかりです。それでは、どのようにして、差は最大でも0．3mmしかなく、実質的に同一のものでグリニッジ方向を経度の0度としているのでしょうか。

すから、WGS−84と同一視して問題ありません。

実は、グリニッジの子午環が稼働していた頃の経度0度の位置と齪酷がないように定義し直しているのです。具
一54一

JACRAN，No．44（2003）

5．，GPSの普及と世界測地系

このため、国際水路機関（IHO）は、1982年に海図は

GPSは米国国防省が運用する衛星航法システムであ世界測地系に基づくべきこと、世界測地系に基づかないり、1993年にシステムが完成して以降、各方面で急速に

海図には世界測地系との変換量を掲載すべきことを決議

普及してきました。GPSは24のGPS衛星からの電波を用いて位置を測定しますcGPSはカーナビでもおなじみ

国、カナダ等の北米の国々は世界測地系に基づく海図をしました（資料1）。この決議に基づき、アメリカ合衆

ですが、船舶でもGPSは急速に普及しています。特に、すぐに刊行することとなりましたが、それ以外のほとん

米国政府が国策としてGPSの無償利用を当分の問保証

どの国では、しばらくの間、日本の海図と同様に各国独したことも普及を後押ししました。

自の測地系に基づきつつ、海図に自国の測地系と世界測船舶のGPS普及率
50％40％→一日本船舶明細書
1000t以上…催一日本船舶明細書

30％
^〆／憩

20％

／
〆・〆

@

，プ

．．

，，・漕卍

！ノ

／押
一μ

Y∬クバ
C

10％

冴．河，静

r

100t以上1000t未満＋日本船舶明細書噛計．

日本船舶明細書（社）日本海運集会所発行
日トン数100トン以上の日本国籍を持つ船舶を収録（ただし、内航許可船及び500総ト

ン未満の第1種・第2種漁船は除

0％

く）

8年

9年
図4

10年

11年

船舶におけるGPSの普及状況

GPSを用いると、世界中どこでも常時正確な位置を容地系の差を記載していました。

易かっ安価に知ることができます。このGPSで得られその後のGPSの普及に押されて、1998年にIHOでる位置は、世界測地系に基づいています。このため、船は「水路測量基準」

舶では世界測地系に基づく経緯度を用いることが既にデ地系としてWGS・84を用いるべきことが定められましファクトスタンダードとなっています。GPS受信機には、た（資料2）。

（S−44）が改訂され、水路測量の測測地系を変換する機能が付いており、日本測地系やその一方、国際海事機関（IMO）でも2002年7月に改正

他の各国が独自に定めている測地系に対応することが可されたSOLAS条約（1974年の海上における人命の安全能なのですが、国毎に異なる測地系を用いていると、国のための国際条約）において、船舶相互間又は船舶と陸際的な航海では、異なる測地系を用いる国の間を航海す

上間で船位や目的地などの情報を相互に交換する船舶自る場合、GPS受信機の測地系の設定を途中で切り換えね

動識別システム（AIS）の備置が2002年以降順次義務づばならず、煩雑でした。また、測地系の取り違えによるけられることとなりましたが、AISには世界測地系事故が発生する可能性があるため危険でもあります。世
界測地系を用いれば、世界中どこでも同じ基準に基づい（WGS−84＞を用いることが別途定められています（資料3）。

て一様に経緯度が定まりますので、安全かつ便利です。

この他、国際民間航空機関（ICAO）では、1998年以GPSが普及した現在、世界測地系を用いることは至極当降、経緯度はWGS・84とすべきことが決議されており、然であり、まさに時代の要請といえましょう。

既に民間航空の世界では5年前からWGS−84への移行が電波航法No．44（2003）

一55一

完了しています。

系に統一されています。海上保安庁では平成12年4月

海図の測地系として既に世界測地系を採用している国から世界測地系に基づく海図を刊行し、測地系の変更に

は、米国、英国、フランス、イタリア、カナダ、オース

伴うずれの量が問題となる縮尺の海図約600版全てを平トラリア、シンガポール、韓国など約30数力国に及ん

成14年3月までに世界測地系に移行させました。平成

でおり、近年急速に増加しています。

14年4月以降、混乱を防止するために日本測地系の海図

国内でも、旧文部省測地学審議会測地部会が2000年3は全て出版とされ使用することが出来なくなっています。

月に「日本測地系から世界測地系への移行について（取GPSが登場し世界測地系の経緯度利用が進むごとにりまとめ）」において、日本測地系から世界測地系へのより、ナビゲーションは、世界中どこでもより容易で安移行を早急に行うべきことを取りまとめ、経団連も規制

全になりました。将来は、世界中の経緯度が世界測地系緩和の一環として世界測地系の導入を要望しました。

に一元化され、どうして日本測地系のようなものがあっこのように、近年、国内外で世界測地系への動きが急たのかさえ、なかなか理解してもらえない時がくるのか速に加速し、これに対応して平成14年4，月に水路業務もしれません。

法及び測量法が改正され、水路測量や測量の測地系は日しかし、今後しばらくの問は、日本測地系のような局

本測地系から世界測地系に移行され、同時に日本の法令

所測地系に基づいている国がまだ存在していますから、に記載された経緯度は世界測地系に一括して変更されま

そのような国の海図を使用する際は、経緯度が世界測地した。法令上、日本測地系に基づいた経緯度はもはや残系と何100mもずれているかもしれないことを忘れてはっていません。

いけません。

水路二一の基準だけでなく、海図の測地系も世界測地（資料1）

国際水路機関（IHO）技術決議

海図

第1節

一般

平成8（1996）年

BL1世界的及び地域的測地系
1．陸海両域の地図作製のための国際測地準拠システムとして十分な代替測地基準を関係国際機関が採択するま
で、WGSを海図について基本的な世界的座標系として使用することを勧告する。
a）国際的に認められている地域的測地系又は局地的測地系は、それらが適用される区域の海図に引き続き使用してもよい。

注：WGSは全世界測位システム（GPS）が準拠する測地系で、したがって航海用海図もこの準拠測地系を使用することが不可欠である。
（資料2）

国際水路機関（田0）水路測量基準（特別刊行物第44号）第4版平成10（1998）二二2章位置測定
2．1総論

位置は、世界測地系84（WGS−84）として推薦される地心座標系に準拠すべきである。もし、例外的に位置が局地

水平座標系に準拠している場合、この局地座標系は世界測地系84（WGS−84）として推薦される地心座標系に結合されるべきである。

（資料3）汎用船舶搭載型船舶自動識別システム（ユニバーサルAIS）の性能基準に関する勧告（MSC

69／22／Add．1）平成10（1998）年

3．能力
3．1AISは下記のものから構成されていること：．2電子測位システム（1／10，000分（経緯度）の分解能を有し、かつWGS−84測地系を使用）からのデータを処理する方法を持ち；一56一

JACRAN，No．44（2003）

（特別講演）

ロラン・インテグリティ・パフォーマンス・パネル
エリック・ヨハンセン
メガパルス 社長

：LoranIntegrity

Perfbrmance

1．背景

Panel（：LORIPP）
Erik

Johannessen

President

Megapulse

れた場合、運輸省は電子産業界による新たなロランC技

米国運輸省（DOT1）は2001年9月、GPSの脆弱性に関するVNTSC2レポートの調査結果と勧告を受け入れた。

術の開発を奨励するため、迅速にこの旨を広報すること。
である．

そこで、連邦航空局（FAA3）はGPSのバックアップとして、確実な商業航空業務を続ける能力と能率を維持する

2．2

十分なナビゲーション・インフラの一つとして、ロラン

産学官とのメンバーシップにより成り立っており、表がGPSのバックアップとなりうるかを調査・評価する

FAA計画への参加者

1のとおりである。

作業グループを、ロラン・インテグリティ・パフォーマ
ンス・パネルとして同局のロラン評価プロジェクトチー

2．3

ム内に設置した。ここでは、その概要を紹介する。

ロランCが以下の各項目を満足するか否かを決定する

評価の目的・期間

こと。

2．LORIPP
2．1

ボルペ報告書の勧告

・Accuracy（精度）・Availability（可利用・1生）VNTSCレポートは、ロランCが堅固なバックアップ

・Integrity（完全性）になる可能性を指摘し、ロランに関し、次のような勧告

・

Continuity（連続運用性）を作成した。

・

Coverage（有効エリア）

一つは、利用者に最大の便益を提供するための努力の

これらの項目は、非精密押入（NPA4）を含む飛行のすべ

結果、GPS・慣性航法受信機、航空界承認のロランC受ての段階におけるラテラル航法を支援するために必要な信機、GPS／ロランC受信機など、

GPSのバックアップ

ものである。現在、ロランCは、有視界飛行（VFR5）及びとしてロランCが不可欠となったときは、移動体が装備

計器飛行（IFR6）においてエンルート及びターミナル空域する実用性の高いバンクアップ装置の開発を奨励するこ

両者の航法ソースとしての利用の可能性があるが、国家と。

空域制度（NAS7）においてロランCによる進入手続きは

二つには、VOR／DME、

ILS、ロランC、慣性航法装

存在していない。

置などGPSのバックアップとなる航法及び精密時刻のまた、ロランCの継続運用からどのような付加的便益

オプションとその運用手順を集中的に分析するよう努めが生まれるか決定することである。例えば、航空機に対ること。

するW砥AS8補正値の送信手段として代替となり得るこ

三つには、ロランCがGPSのバックアップシステムとなり得るかどうか決定されるまで、FAAとUSCGにとができ、堅固（ロバスト）性を持ち、バックアップとな

よるロランC近代化計画は継続すること、そして、ロラ

き、ストレータム1クラス（精度が1×10¶より良い）のり得るか、さらに、GPS／WAASが利用不能となったとンCが将来のシステム・ミックスの役割を持つと決定さ】Department of Transport
2Vblpe National Transportationボルペ
3Federal

Systems

交通システムセンター
A》iation

Administration

電波航法No．44（2003）

Center4Non−Precision Approach
5Visua1且ight rules
61nstrument

ftightrules

7National Airspace System
8Wide Area Augmentation System
一57一

表1

FAA計画への参加者
参加団体

連邦航空局

政府機関

沿岸警備隊（USCG）
ローカス（LOCUS）社：（ロランC受信機）

ロックウェル・コリンズ社（総合通信機メーカー）

産業界

イルゲン・シミュレーション・テクノ、ロジー社（コンサルタント）

ピーターソン・インチプレーテッド・ジオポジショニング社

オハイオ州立大学
スタンフォード大学
大学など

米国沿岸警備隊アカデミー（士官学校）

ロードアイランド大学

アラスカ州立大学
タイミング・ソースとして代替となり、堅固（ロバスト）性

3．おわりにLORIPPは、を持ち、バックアップとなり得るかである。

RNPO．3に適合するロランの可能性の調精度、可利用性、インテグリティなどの内、インテグ査を行う。任務としては、インテグリティや有効性等にリティの達成は最も困難と考えられた。そこで、W砥AS

影響を及ぼす可能性のあるハザードの確認と調査、主要

インテグリティパネル（WIPP）又はRTCA作業グループ

なロラン・ハザードのデータ収集・分析・証明、RNPO．3と類似した非常設パネルとして設置されたのが、LORIPPである。開始は2002年3月で、期間としてはに適合する手順の開発が挙げられる。

2002年9月にオレゴン州ポートランドで行われた
10N−GPSにおいては、ロランがRNPO．3に適合するも18〜24ヶ，月が予定されている。

のとしている。

2．4ロランC評価プログラム
2．4．1予算の推移等

ロランC評価プログラムに関する予算の推移は表2のとおりである。表からロランC評価の重要度が増してき

参考文献ていることが分かる。
2．4。2マーダーボード（決定委員会）

2002年3月19日、実施中のロランC評価の現状を決定し、ロランCに関わる運輸省に対し連邦航空局が公式に対応することを支援するため連邦航空局の

ボード

マーダー・

が召集された。非精密進入の要件RNPO．39（表3）を支援するための特定要件がターゲットとされた。

また、GPS利用不能の見地から冗長システム、バックアップ及び非常用システムが明記された。冗長システムとは、目的地への飛行を続けるためのGPSに依存しない航法能力を有し、バックアップとは計画ルートの飛行、目的の空港への着陸ではないにしても飛行を継続できるものであり、非常用システムとは目的地以外であっても安全に空港に着陸できる能力を有するものである。

9Required

Navigation

10Federal

Radionavigation

Perfbrmance

O．3

Plan

（連邦電波航法計画）

一58一

JACRAN，No．44（2003）

表2
予算

N度

予算

v求額

予算の推移

予算額

予算

i万＄）

?ﾀ者

i万＄）

1994

3

RPNO

3

1凄求項騰

1：1；殖：窯モニターの限界（target）

307m
556m

FRPloが99年12月25日をもインテグリティ

10

ﾁてロランC業務の廃止を発Time−to−alert¥

10秒

再利用性（minimum）

99．9％

備考

精度（target）

7

1hour

1995

再利用性（target）

99．99％

1996

連続運用性（minimum）、99．9％

連続運用性（target）

99．99％

1997

460

議会

1998

300

議会

1999

700

議会

2000

1000

議会

2001

2000

2500

大統領

2002

』1300

1900

大統領

ロランC航法システムの改良

凾ﾌためにFAAに配分
ロランC改良継続のために

eAAに配分
ロランC改良のさらなる継続

ﾌためにFAAに配分
ロランC改良のさらなる継続

ﾌためにFAAに配分
大統領権限予算が与えられ

ｽ初年度

計

6860

電波航法No．44（2003）

一59一

（特別講演）

ロラン送信局装置の改良
現在と将来
エリック・ヨハンセン
メガパルス 社長
Present

and：Future

Modernizations

Qf

Iρran

transmitter

Site

Erik

E

quipment

Johannessen

President

Megapulse

1．はじめにロランC送信局装置は現在、近代化促進の主要因である連邦航空局の評価計画と沿岸警備隊のリキャピタリゼ
ーション・プロジェクトにより改良が進められている。

送信局装置の重要部の設計は10年前のものであり、多くのコンポーネントが寿命に達し、維持不可能な状態に32
滋1なっている。日本でも改良が進められており、日本のロ⁝争i

ラン局におけ一る改良は、米国のロラン関連活動と将来のロラン／GPS統合技術に協調したものである。ここでは、海上保安庁の新島局等を例にとり、ロラン送信局の改良

節iについて紹介する。
ANlFPN。64

2．概要

2．1

■CouplinglNetwork

8TaiIb廷er

響星Output

land

Network

Antennal
星I
瞳置」 一一 一一 一一
一一一一＿＿＿嘲闘＿■■＿＿臨＿＿＿＿＿＿＿偶■●■脚騨■膨

送信機について

図1

送信機の外観と動作原理

送信装置の改良は、現行の信頼性の高い設計をさらに進展させたものである。例として、アキュフィックス
7500送信機を説明する。送信機の外観と動作原理を図1に示す。また、送信システム系統図を図2に示す。送信機の動作は、最初の20マイクロ秒間に駆動ハーフサイ
クル（DHC1）4個がカップリングネットワークとアンテ
ナ回路に供給される。そして、カップリング／アンテナ回路の共振周波数を100kHzに同期させ、 DHCが供給した総エネルギーを正確なロランC信号に変形するように
図2

している。

送信システム系統図

磁

2．2

改良点

改良点としては、以下の3つが挙げられる。
・

新たな制御技術・

データ・チャンネルの実現

・

電源部の改善

新たな制御技術とは、性能の向上、運用コストの低減、将来の能力強化をサポートするといったことである。データ・チャンネルの実現に関しては、ユーロフィックス
1DriveHalf

Cyclesで既に実現している。

一60一

JACRAN，No．44（2003）

新島

千葉

コントロールコンソール4架をリモートコントロールユニット1架を3架構成の新コンソールに換装

Time

UTC

sync

to

via

憲，蓋謙。OT慧蝦蟹瓢滋H

T聯rSubBy50旨m〔LTS｝

built−inGPS

Sub5y5亀gmσCS

，
ロ

♂

響＾も

ヒゾウ

モ

＾

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嚇嚢メ

懸

New

ワークステーションに弁士graphical

displayandRemoteuser

networked

interfbce負）rinterfacetransmltter

NTT

lease

Iine

unattended

operatlon

network

〃
1

C1
8。

■OI

UPS

and

Directbattery

tobackupco㎜ection

exlstlng

tranSmitter

CableS

RedundantPC

workstation

with

UPS

図3

改良システムの構成

3．海上保安庁における改良計画

3．1

back−up

リーバックアップもあり、千葉ロランセンターでリモー

目標と目的

トコントロールできるようにLANとハブによって改良計画における目標と目的を4点挙げる。一つ目は、NTT回線と接続できるようにしている。

コスト低減である。コスト低減するためには、まず無人化が考えられる。無人化には遠隔制御機能、さらに最新

トAccu価・75・・T・ansmltt・・C。…dUnlt（TCU）一ヨのコンポーネント数の少ない信頼性が高く堅固な統合がA㏄画x7523 LoranAccu欣7520 Transml貿er Control
Tlmer Subsystem（LTS）
Subsystem（TCS）

必要である。

二つ目には、操作性の向上とインターフェイスが挙げられる。操作性を向上するために操作ディスプレイのグ
ラフィック化や局操と遠回の共通化を図る。

三つ目には、現用システムに対する容易な改良でなくてはならない。改良においては、現用送信機のケーブル
及びユニットとの完全互換があり、据付と所要電源とが適合するものでなければならない。

四つ目には、今後の改修への適合もある。将来の改修を見越しての内蔵ソフトウェアとプログラマブルなハードウェアによるフレキシブルなシステム・アーキテクチ
ャーを構築し、市販モジュール、サブコンポーネントを採用することも必要である。

図4
3．2

TCU

遠隔監視・制御システム

3．2．1

概要

3．2

2

ロランタイマー・サブシステム

新島局においての改良計画を紹介する。図3がそれぞ（LTS2）

れどこを改良するかを示した図である。換装する送信機

ユニットごとに詳しく説明する。図4の左のユニット

制御ユニットが図4である。現用CCUを新送信機制御
ユニット（TCU）に換話する。改良としては、3ラックを拡大したのが図5である。図6がロランタイマー・ア

構成にし、最新の一般市販部品を採用した。また、ソフ

ルレートのタイミングを発生する。また、送信パルス基

ッセンブリー（：Lロ巳A3）の平面図である。

トウェアを改修しグラフィックによるユーザーインター

フェイス・コントロールを可能とした。UPS及びパッテ

電波航法No．44（2003）

2：LoranTimer

Assembly

3LoranTlmer

Assembly

一61一

L①Aは、デュア

準値の自動検出と調整ができ、手動位相調整を遠隔、現地の双方で可能としている。加えて内蔵ソフトウェア及びロジックにより単一ユニット化がなされ、19インチ幅

ラックに搭載できるようになっている。UTC同期アセン
雪げ㎜Tr㎜驚（珈⊂b醸＃1

ブリーによって、セシウム時計をGPS−UTCに同期さmTCUせることにより、一致時刻の生成とエラーチェックや外部接続のGPSによる日付設定とエラーチェックを行う
ことができる。また、ソフトウェア、ロジック内蔵によるシングルユニット設計になっており、同様に19イン
チ幅ラックに搭載が可能となった。
TαF㎜T鳳噌5m微er

図7に1」TSのダイアグラムを示す。

Loran

Receivers

Loran

Timer

O㎝＠d（細e潔2■nTCU

Accufb（7523 Loran
Timer Subsystem（LTS）

日i
i◎

図7

口

Sのダイアグラム

蘭i

UTC

Assemblies

Sync

3．2．3

送信機制御サブシステム（TCS4）

図8がTCSの概要図である。TCCが二つ並んでいる．

Assemblies

図9にTCSのブロックダイアグラムを示す。
Cesium

Units

TCCユニ

ットの下部に内蔵してあるのがTCAである。図10にTCA5のブロックダイアグラムを示す。局設定画面は図
11のタッチパネルで表示される。
TCC蘭血鳴図5

ロ

Con賃01Co t瑚

S
Cable

@TCC・T日傭｝他吻伽伽贈Con響onso｝e）＃2
Go灘Oo

Gσ鳳ro血5
Ala【m／Sm血s

Conn

Panel

Assem靱、（CTouchscreen
Displa、二二pWewlns

Circuit1瓢h騰，
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TCA

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Assembl

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Assemb1、）

Inp皿t

Phase

図8

一一一一一19（Tlansmltter

Contmil，。ll；

i髪＿．＿勝報

Ke、board

Tra、

Pow彊r

S、utcheτTCS概要図il／

一一一一一一一一1

⊥
Front

Panel

図6

View

L了A
図9

TCSブロックダイアグラム

4Transmitter Control Subsystem
5Transmitter Control Assembly
一62一

JACRAN，No．44（2063）

Alam

E廓幽y
｢kmiτ㏄

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一韓＿＿甲＿＿＿＿一」

ーロフィックスやLOGICが挙げられる。それぞれの較を表1に示す。

aok脇PT

He掴而己己5l琶）S

ロラン信号に符号情報を挿入できる新技術としては、

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ORD，、Cc

変調方式l「｝一｝一 鼈鼈鼈鼈鼈鼈鼈．ロラン・データ・チャンネルK￠v㎞訂dーロフィックス・

OGIC

ータレート

0bps

50bps

調

ルス1変調
い
さい
TU勧告
ない

ントラパルス周波数変調

り

り

ンジ
存利賭に対するインパクト

界標準
信機技術の複雑性
通体系のマルチ製

1

い
きい

定
い

新技術の比較

図10TCAブロックダイアグラム
変調の原理として、シングルレベルIFMの動作を図3と図14を用いて説明する。アンテナにコンデンサー
コイルを2個直列に追加する。コンデンサー用スイッ（S1又はS2）を閉じると周波数が低下し、コイル用イッチ（S3又はS4）を閉じると周波数が上昇する原となっている。周波数及び位相シフトの例を挙げる。

巳

量

量

6

5

電

．ねF

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乙鱒。開

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55凹囲

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l

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I

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11

図11

1

麹趨鎧露悪灘：：簸難簸：馨謹1

一一一一一。。一1■

曇

一一一一一一丁 鼈鼈鼈鼈鼈黷P一一一一1

図3の右側が千葉ロランゼンタごを示しているが、そを拡大したものが図12である。1図1をに示しているの@ANIFPNお4

17Coup｝ing■5l聖Taib仕erl

l

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ヤ

OutputNe㈱r．

Q一一一一」．」軸眺』一＿⊥一一一＿一＿．一一一L魂飢切㎎一、新たに設置された新島制憲用g「クステーションで

13

1FM技術原理理論

る。新島のTCUと送信機め遠隔操作を可能とするた、グラフィックインターフェイヌがあり、LANとハブ
よってNTT回線と接続するようになっている。
い

［］

ほレ

02．5から97．5kHz
nt1−Sl−S4開：

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nt3・SlandS2閉：
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7．5から102．5kHz@

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1

…∵

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一

麟

7．5鵬岡ど●●12千葉ロランセンターWS（ワークステーション）

波航法No．44（2003）

14

63一

周波数及び位相シフト

nし3・S3及びS4閉：
nし3の終了：全スイッ手開102．5kHzから97．5kHzにシフトさせるためには、
Int．1

S

Int．2

S3を閉じる

1−S4を開けた状態でInt．3

S1とS2を閉じる

Int．3が終わると同時に全スイッチを開く。

また、97．5kHzから102．5kHzにシフトさせるために
は、

Int．1

S

1−S4を開けた状態で

Int．2

S

1を閉じる

Int．3

S3とS4を閉じる

6500シリーズ

Int．3が終わると同時に全スイッチを開く。

という手順でシフトすることができる。これを応用して提案されているのが図15で示すマルチレベルIFMである。

liiiiiiiiii：iii茎iiiiii＝：：ll：：lll…i

l特峯竈＝！：護募二こ：こ三毒魚∵寓：＝1＝＝：＝：：：：；1二iご・…萎墾一づジi∫ニクi
価

一r

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一一一一
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一

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一一↓一＿一＿一一口願嗣一一」一一，脚一騨一一一一言」』．亀一一一〇一一一一薗一＿一＿軍＿一騨一
一270

30

140

7500シリーズ

1

1

1

一一巳

250

470

t毒「ne｛口5㏄｝

図15提案されている変調方式（マルチレベルIFM）
4．2 TCSにおけるデータ・チャンネル能力
新型TCS装置は内蔵機能によるパルス位置変調が実行可能である。必要な外部装置は、葺一ロフィック．ス基

準局装置であり、これは海上用ビ｝コンDGPSのものとほぼ同じである。また、新型TCS装置には将来LOGICの組み込みが可能となる。しかし、追加となる送信機用バー』 hウェアと再構築が必要である。

制御用ロジック盤ユニット

5．電源効率の改善

図16

HCG用電源海上保安庁のものは対象外であるが、電源効率につい
て述べる。

6，まとめ

これまでのパワーユニソト（HCG6）の設計を変更し、これまで見たとおり、新島局の改良の結果は以下の5より高出力又は同出力をより少ない電力で達成する。改点にまとめられる。

善点としては、H：CGの動作は、これまでスロットとレ・遠隔操作性能の向上

ンジを固定していたが、現在は動的に制御可能となって・保守の簡素化いる点である。図16にHCG用電源の例を挙げる。

・

信号のタイミングと振幅の安定化

・

フレキシブル性の向上

・

将来のデータサービスに向けた対応

6Half

Cycle

Generator
一64一

JACRAN，No．44（2003）

講演者紹介Erik

Incorporated，

He

is

Loran

エリック・ヨハンセン

JohannessenacurrentlyisthePresident

Firm

he

has

been

a

board

Association（ILA）．

Loran

data

apPlications，

joining
navigation

Erik

and

8

since

現在、ILAのボードメンバーで、ロランのデータ通信、

theInternational

Hフィールドアンテナ分野、複合受信機の担当。メガパ

astrongproponentof

ルス社に入社前は、インターナショナルナビゲーション

antenna社に8年ほど勤務。ノースイースタン大学の理学士、ベPrior

ントレー大学の経営学修士CH・且eldreceivers．

Erikworkedat

has

B．S．（Bachelor

years．

He

Northeastern（MasterBusiness

メガパルス社の社長。1981年以来メガパルスに勤務。

1981．

integrated

Science）fromofisMegapulseofcommunications，

Megapulse，
fbr

member

with

of

a

University

tointernational
andofM．B．A．

Administration）from

Bentley

College．

電．波航法No．44（2003）

一65一

（ILA（国際ロラン協会）会議に出席して）アメリカの憂欝（GPS脆弱性の解消に向けて）
電波航法研究会
企画・編集幹事池田

Tamotsu
1．プロローグ

保IKEDA

撃して社会不安を起こさせる以外にも現代の申し子のよ

2002年10月アメリカの首都ワシントン、国防総

うなジャンボジェットを乗っ取れば簡単に人々を恐怖の省近くのクリスタルシティで開催された国際的にロラン

どん底に落とし込むことが出来ることが証明されたからの普及・発展を強力に推し進めている国際ロラン協会のです。では、現代社会を不安のどん底に陥れることが可

第31回年次総会、研究発表会に参加する機会を得まし

能なジャンボジェットに代わりうるものは他に存在しうた。今年の総会メインテーマは「Determining

るのでしょうか。

Rolein

Post−9／11

Mitigating

Vulnerabilities

World」で、米国運輸省、USCG、FAA、

欧州のNELS、

Trinity

Loran

s

in

a

NOAA、

House、スタンフォード大学、

3．GPSに内在するものとは
1994年ごろアメリカ政府はGPSを唯一の電波航ウエールズ大学ほか多数の民間企業が一同に会してロラ法システムとして位置づけるGPSンの役割や今後の開発について活発な議論がなされまし無二）政策を決定し、GPS技術の独占、他システムの開た。とりわけこの会議のハイライトは、晩餐会の席上行発制限などの政策遂行が行われたため、現時点でGPS

われた米国運輸省Jeffrey

Shane次官補の「国民生活は全世界で利用できる唯一の完成された電波航法システの安全性向上策としてロランの役割を高く評価しており、ムとしてその地位を不動のものとしていると言う事は皆Solo−Mean（絶対長期間ロランを継続的に維持する政策決定を米国政府内さんも同感ではないでしょうか。今後洋上を航行するジで真剣に行っている」というスピーチでした。読者の方々ャンボジェソトにもGPS＋WAASシステムが搭載されるにはゴミ箱に捨てたロランが今さらなぜ話題となるのかことから、従来からの海上、陸上又は航空移動体別の電と疑問に思うのではないでしょうかC

波航法システムがGPSに統合されGPSが唯一無二のシステムになる時代が到来するでしょう。

2．諸葛孔明の策に溺れてGPSの機能とは位置を求めるだけに限定されるので2001年9月10日、ニューヨークマンハッタン島

しょうか。2002年7月からSOLAS条約によって導入さにそびえるアメリカ経済の象徴である世界貿易ビルにテれたAISでは船舶位置はGPSにより求められますが、

ロ組織アル・カーイダに乗っ取られた旅客機が次々に突っ込んでいった光景は、テレビ報道により何回も繰り返

AISの心臓部であるTDMA同期にもGPSが使われることは皆さんご存知でしょうか。AISの同期にGPSのし報道されているので皆さんの記憶にもあると思います。

UTC機能が使われているのですが、AIS以外にもGPS

この光景に接して、アメリカの友人は映画で見たのでしのUTC機能は携帯電話網、電力送電網、鉄道網など国ょうが「第二次世界大戦時日本軍ゼロ戦のアメリカ艦隊

民生活に深く関わっている分野にも広く利用されつつあへの特攻作戦が連想され背筋が凍る思いがする」と話しります。さらに、将来の航空管制の検討において飛行間ていました。私には稀代の兵法家・天才軍師諸葛孔明の隔の短縮が取り上げられており、旅客機の持つ時計も「奇策に因って曹操軍から箭を奪い取る」との故事を連

UTCに統一する議論が既に持ち上がっています。すなわ

想させました。何故なら、いくさには兵員を増強・訓練

ち、GPSは今や移動体の測位システムとしてばかりでなし、兵器を増産し、補給路を構築するなど事前の周到なく携帯電話などの日常利用分野までその利用する裾野が準備が必要であることは私にでも連想できるのですが、広がっています。

今回のテロは、普段何気なく利用している旅客機をハイ

現在、米国国防長官であるラムズフェルド氏は、国家ジャックして攻撃用の爆弾に転用してしまったという事

安全保障の宇宙管理機構評価委員会に対する報告書にお実が私を驚かせました。勝つか負けるかを別にして、相いて宇宙システムのエレメントに対する攻撃がありえな

手を困惑させ社会不安を増大させ短期間社会生活を停止

いと考えてはならないと述べています。さらに、米国運させるには、核施設など高度に警戒されている施設を攻輸省のボルペチームは、「GPSに依存する運輸交通イン

一66一

JACRAN，No．44（2003）

フラの脆弱性に関する調査報告書」でセーフティクリチ

4．アメリカのダイナミズム

カルなGPS利用にはある種の防御が必要であると述べGPSの脆弱性という現実を突きつけられテロとの恐ています。さらにその報告書でGPSが内在する脆弱性について ①交通機関におけるGPSへの単独依存のリ怖も相まって、GPSと同精度の測位機能と精密時間の供

スクは人命の安全、環境汚染、経済的損失に直結する②

カのエネルギーには凄まじいものを感じました。ロラン

GPSは現在測位と精密タイミングの唯一の手段になりーCを発展させたロランーX（エンファンストーロラン）

給を可能にするシステム開発を急激に進行させるアメリっっあり、GPS信号が失われた時のリスクは増大の一途を実現しようというスローガンのもと、民間からの突きをたどっている③テレビ、ラジオ、移動通信等との混上げによりアメリカ連邦議会はロラン関係に約70億ド

信、ビル等による電波遮蔽など通常起こりえる干渉ばかルの予算を決定し、学界では問題解決のアプローチを提りでなく、GPS電波の受信を妨害するジャミング、

案し、産業界は受信機などの製品開発を進め、政府機関

GPS

電波もどきのダマシ電波の発射、GPS電波に誤差を加工では評価を繰り広げるなど産官学連携により問題解決をしての再発射、GPS衛星への直接攻撃などの意図的な妨強力に推し進めているのが現状です。

害にも対処する必要があると指摘しています。すなわち、社会生活に直結しているGPSもテロ組織に乗っ取られ

5．結論はないようにするばかりでなく乗っ取られたとしてもとい

結論は昨年末までにアメリカ政府の政策決定として発う前提で物事を考える必要があるということを示唆して表されるとのことでしたが、これは少し遅れている模様

いるようです。

です。決定がなされていればいろいろ書ける裏話はあるのですがそれは次回で。

電波航法No．44（2003）

一67一

（特別研究会紀行）

おおたかどや山標準電波送信所（通信総合研究所）を見学して電波航法研究会

編集・出版幹事長

廣田

Naoteru

直照

HIROTA

当会として毎年行っている特別研究会「見学会」とし員並びに茂在元会長の軽妙な話題で途中退屈知らず。常て、本年は長波標準電波を発射している福島県の大鷹鳥

磐自動車道は、水戸、いわきを過ぎると車はぐっと少な

谷山「おおたかどや山」標準電波送信所を見学すること

くなり、対向車は殆ど無く、高速道の借金による延長建となった。

この見学会に先立ち、IT社会に必要な日

設の是非が問われるのも無理はないと思われた。終点の本標準を決定、維持、供給する独立行政法人「通信総合広野ICを出て一般道6号線の「ならは」道の駅で休憩

研究所」電磁波計測部門・日本標準時グループの今江理の後、富岡駅から内陸方向へ、山道を辿って標高約79

面長による「標準時の国際的な仕組みと正確さと利便性

0m大鷹鳥谷山頂の送信局へ13時過ぎ到着。担当者のの向上に向けた取り組み」と題する講演が、10，月21

説明を受け、局内見学。肝心の主要部分原器室は高性能

日に臨時研究会で行われた。

なセシウム原子時計3台を安定運用するため室内温度、

この長波帯標準電波施設は、従来あった短波帯の標準湿度が精密に管理され、さらに電磁界シールドが施され電波（5MHz，10MHz）に代わる長波帯を使用し立ち入り禁止、50kW送信機は半導体素子による現用、た標準周波数と日本標準時を日本全国に供給するための予備の2系統、送信機とアンテナとのインピーダンス整施設である。

国内初の長波帯標準電波送信所の実用局

合を取り、能率良く電波を送信するための整合器が整合である「おおたかどや山標準電波送信所」（福島県・田村器室に設置されている。この部屋は、強力な電場が通過

郡都路村／双葉郡川内村）は、1999年6月に標準電波（40kHz）の送信を開始した。

する強電界域となるため内壁すべてが銅板でシールドされ、ここも運用中は人間立ち入り禁止。

一方運用バックアップ局と西日本への安定供給を目的

アンテナは、地上高250m三方支線式鋼管柱に傘型とした「はがね山標準電波送信所」（佐賀県佐賀郡富士町

トップローディングアンテナを展長してある。鋼管柱に／福岡客前原市）は、2001年10月に標準電波（6は、高輝度航空障害灯が設置されている。

0kHz）の送信を開始した。

発射電波は、セシウム原子時計の基準信号をもとに長長波帯の標準電波には、時、分、1，月1日からの通算

波帯標準周波数信号及び時刻コードを生成し、さらに送日、年（西暦の下2桁）、曜日等の時刻コードが含まれて信施設内各種計測機器の自動制御・計測データ収集や構おり、標準電波を受信し、時刻を自動修正する機能を持

内敷地の画像モニターなどの管理を行うための時刻信号

った電波時計等に利用されている。．

管理室があり、職員が常時駐在している。

標準電波の時刻コードは、電波時計だけでなく家電製

ここの施設の重要な部分は、電池でバックアップされ品内蔵時計やカメラ、車載用時計、計測震度計内蔵時計ており、停電にも対応できるよう自家発電装置を備えてに、また標準周波数は計測機器、通信機器、電子機器メいる。

ーカ等の社内標準器の基準に、さらに地上波デジタル放発射電波は、東京小金井の通信総合研究所で監視制御

送の基準発振器、高精度な周波数標準として多様な応用され、日本標準時、協定世界時と比較され正確に運用さが期待されている。

れている。

この両送信局の位置は、過去に海上保安庁がデッカ局

この送信所の運用の苦労話としては、元海上保安庁運として運用していた送信局の跡地が利用されている。

用のデッカ局時代と同様に落雷対策とのことで、雪害とこの送信局を見学する特別研究会当日の10，月25日

ともに当時と変わらないなと感じた。

は、会員の日頃の行いのよさを証明するような雲一っ無

局外を見学の後、謝意を表してバスに乗り郡山方向にい好天気で、東京駅前の中央郵便局前に集合、12名が山を降り、磐越東線船引駅で今津：会長が下車、所要のた

小型借り上げバスに乗り、神田橋の入り口から首都高速

め帰京された。

道を三郷へ、ここから常磐自動車道を北上、途中サービ

バスはさらに磐越自動車道・船引三春ICから入ってスエリアで休憩及び昼食を取りながら走る。車中は添乗

西へ走り、郡山JCTを通過し磐梯熱海ICを降りて、
一68一

JACRAN，No．44（2003）

今夜の宿である金蘭荘「花山」に旅装を解いた。

（追録

温泉、露天風呂で疲れを癒し、懇親会の後就寝。

電波時計について）デパートで電波時計なるものを見かけたが、時間がま

翌26日は、快晴とはいかなかったが、昨日の借り上げバスに乗り、母成グリーンラインを登り、錦秋の磐梯

ちまちであるので聞いてみると、鉄筋のビル内では受信電波が弱くうまく動作しないとのことであった。

吾妻レークラインを通り秋元湖、五色沼を見て猪苗代湖近くの店で大手の置き時計メーカー製デジタル式電波

畔へ、ここで今後紙幣の肖像となる野口英世氏の遺徳を時計が千円足らずで売っていたので、興味半分で購入し偲びながら記念館を駆け足で見学、磐梯高原ICから磐た。開封し、電池（単三型一個）を挿入するとリセット

越自動車道に入り、郡山JCTから東北自動車道を経て状態で00年1月1日00時00分00秒からスタート

東京駅前へ17時前に無事到着、研究会は終了し解散しし、時を刻んでいる。いつ受信するのかと待っていたがた。終わりにこの研究会を計画、お世話戴いた皆様に紙一向に受信せず、ロックする気配が無い。しばらく放置

上を借りて感謝の意を表します。

しておいて見ると見事に受信して、年月日時刻まで正確（文中で使用した標準電波に関する資料は、独立行政法にロックしていた。説明書によると受信は40kHzを

人・通信総合研究所

伝搬状況の良い真夜中の時間に数回受信するプログラム

電磁波計測部門

ープ発行の資料を使用した。）

日本標準時グルになっているようである。受信失敗しても、内蔵クリス
タルの精度で動き、次回の受信時間にロックするようである。また強制的に受信させる操作もある。他の機種についてカタログを見ると、40／60kHz両周波数受信に対応した機種もあり、利用する地域によって機種、設置位置を検討の上購入する必要がある。

おおたかどや山標準電波送信所
施設の所在地福島県田村郡都路村／同双葉郡川内村境界の大鷹鳥谷山（おおたかどややま）山頂付近

標高 約790m
北緯 37度22分10秒
東経 140度51分09秒
送信施設概要送信所名称 独立行政法人通信総合研究所
おおたかどや山標準電波送信所
空中線電力 50kW（アンテナ効率約25％）

電波型式
AlB
送信周波数 40kHz
総敷地面積
アンテナ施設約82，000㎡
地上高250m傘型

トソプローテ

運

用

インク

アンテナ

連続運用

（機器ノ保守点検、落雷対策時を除く）

電波航法No．44（2003）

一69一

電波航法研究会

平成13年度事業報告
電波航法研究会事務局

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ィファレンシャルGPSの現状について」

平成13年度総会は、平成13年6，月4日14時から

2001
the

JACRANと題する講演が行われた。

海上保安庁水路部大会議室で開催された。会員数95名

出席者は40名であった。

のうち、総会出席者35名、委任状提出者27名、計62・名で当会規約第10条第4項により本総会は成立した。

臨時研究会（AISシンポジュウム）

各議題の審議結果は次のとおりであった。

12

平成13年11，月6日

3．

れた海上保安庁主催のAISシンポジュウムに当会から平成12年度会計報告が事務局により行われ、会計も会長（パネラーとして出席）を始め、100名が参加

監査中村勝英氏の監査報告があり、承認された。

した。

平成13年度会長、副会長の選出が行われ、満場一致で会長に今津隼馬氏が、副会長には、林尚吾氏、50周年記念式典・祝賀会

長岡栄氏及び田中仙治氏が再任された。

平成13年11月6日のAISシンポジュウム終了後、また、各幹事の委嘱については事務局案のとおり了承された。
4．

シンポジュウムの招聰者を交え、霞ヶ関ビル33階にある
東海大学校友会館「望星の問」で開催された。

平成13年度事業計画案について事務局から説明が行われ、原案どおり承認された。

5．

日本財団ビルにおいて開催さ

平成12年度事業報告が：事務局により行われた。

式典では来賓祝辞（海上保安庁長官、灯台部長代読）のあと、当会の運営に功績のあった10氏（3名は都合

平成13年度予算案について事務局から説明が行わにより欠席）及び10社に対し会長から感謝状が贈呈され、原案どおり承認された。

れた。受賞者を代表し第5代会長茂在寅男様から謝辞が述べられた。

研究会

祝賀会は式典に引き続き行われ、多数の来賓並びに会

1．第1回研究会は、平成13年5．月4日、海上保安庁員出席のもとに盛会裏に終了した。

水路部大会議室で総会後に開催され、海上保安庁灯

三部電波標識課池田保課長から「電波標識の現状」 及び電気通信大学名誉教授・第9代会長鈴木務氏から「IT化時代に向けての海上通信の高当夜の出席者は、118名であった。受賞者は次のとおり（敬称略）。

（個人）森田清、茂在寅男、庄司和民、鈴木裕、飯島幸人、鈴木度化」と題する講演が行われた。

務、濱田悦之、山田秀光、木村

小一、山越芳郎

出席者は71名であった。

（団体）日本無線、商船三井、日本郵船、日本船主協会、

2．第2回研究会は、平成13年7，月26日、海上保安

水二会、トキメック、日本航路標識協会、長野

庁水路部大会議室において開催され、トキメック西

日本無線、セナー、富士通

村浩一氏及び東洋信号通信社田邊幸司氏から「AISネットワーク技術と船舶情報サービス」、特別研究会（見学会）

電子航法研究所電子航法開発部天井治主任研究官から「レーダーデータによるGPS装備機の航法チス）において開催され、海上保安庁所属航路標識測定

精度の推定」、海上保安庁ディファレンシャルGPSセンター宮船「つしま」によるAIS通信実験に立会い、3代目と本茂樹主任解析官から「海上保安庁が運用するデなる海上交通情報機構レーダー映像処理システム等を見平成13年11，月8日1300から観音埼（東京マー一70一

JACRAN，No。44（2003）

学した。

会誌等発行

参加者は、当初予定の3倍を越える73名の希望があり、一部の会員については午前中に実施された海上保安

会誌「電波航法」第43号は、

50周年記念号として3月末に刊行された。

庁主催の公開実験に併せ参加させて頂いたが、なおかっ、3班に分かれての見学となった。

会員数
平成14年3，月31目現在
正会員
28名
53口

50周年記念講演会
平成14年3，月6日東京商船大学越中島会館におい

個人会員

12名

12口

（うち年会員7口、終身会員5口）て開催され、廣田直照氏から「電波航法の揺藍期」、電子航法研究所水城南海男氏から「VTSにおけるAI

推薦会員

16名

Sとのマッチングと表示に関する研究報告」と題する講

特別会員

38名

演の後、副会長林尚吾氏司会のもと「新しい航法」

計94名と題して三輪勝二氏、松野達夫氏、池田保氏の3パネラーによりパネルディスカッションが行われた。

会員の移動

当日の出席者は55名で、終了予定時間より1時間延退会アンリツ㈱、日本航空㈱、㈱東芝（正会員）長となった。

防衛庁管理局（旧、装備局）（特別会員）
入

幹事会

会

柘植茂二（柘植技術士事務所）（個人会員）

企画、編集の合同幹事会は、平成13年5，月17日、6月4目、7月26日に開催され、事業計画、研究テー

変マ、50周年記念事業、会誌発行等について審議が行われた。

この他、編集幹事会は、平成14年2月7日に開催さジ・ウム報告書の複製配布について審議された。

電波航法No．44（2003）

更鈴木務（前会長）（特別会員から推薦会員へ）

西周次（元、電子航法研究所）（個人会員から推薦会員へ）れ、編集出版幹事長に廣田直二二が推薦されるとともに、50周年記念誌の内容及び公告料の検討、AISシンホ

海洋電子工業㈱、㈱加藤電気工業所（正会員）

一71一

【あとがき1
Postsc】匪pt

新しい電波航法の時代へ
副会長

Tb

the

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new

林

尚吾

radionavigation
Vice−chaiman

Shogo

HAyASHI

電波航法研究会が創立50周年記念を行ったのは1年い内容であります。数千キロメートルも離れた地点が記前でありましたが、もう随分と前のような気がします。

憶され子孫に伝えられてゆくことは興味を超えて不可思創立してからの50年間は、文字通り電波航法の歴史そ議の世界の話であります。また、鳥は集団で飛行していのものと言えます。この間、第2次世界大戦後に現れてても空中衝突することなく、全ての個体が一つの個体できた多くの電波航法、例えばロランA，デッカ、オメガ

あるかのごとく3次元の空間を飛ぶ様子もわからないこ

そしてNNSS（TRANSIT）が現れては消え教科書での歴とだらけです。群れを成した魚の水中遊泳も同じです。．

史上の電波航法となりました。辛くもロランCだけが現

私たちは生物から学べることが非常に多いと思います。

GPSの出現は、「電波航法」は言い換えれば扱いやすい電波を媒体と前述した電波航法システムに新時代への交代を迫り、旧した通信手段による航法ですが、分子や電子の世界の情

来のシステムを置き換えてしまいました。今や、航海の報で通信や記憶が行われる世界での航法が将来、現れて世界にとどまらず、自動車でのナビゲーション・システ

くるように思います。

在も細々と残っている状況であります。

ムの普及は驚くものがあります。このように位置の測定

これからの電波航法における位置測定システムはや時刻の管理そのほか日常生活のあらゆる分野にGPS

GPSだけになってしまうのではなく、50年後はGPSがが普及しその利用がシステムの中核として動くようにな

過去の航法として紹介されることになろうと思います。

りました。時刻の管理としては、長い間、短波のJJYがその日に向けて「電波航法研究会」は、新しいテーマを周波数と時刻の管理のために運用されてきましたが、長追い続けてまいります。ご支援くださいますようによろ

波の40kHzと60kHzに置き換わられ、置時計や腕しくお願いいたします。

時計が電波時計として正確に時刻を知らすようになりました。この状況もこの「電波航法」に報告されています。

さて、GPSだけにすべてのインフラストラクチャが依存することの危険性が指摘されています。もしGPSが壊れたときやテロをかけられた場合にGPSが使用できな
くなることで、社会的基盤が一時的に麻痺する危険性についても指摘され、その脆弱性の解決が新しい課題となっていることも今号で述べられております。GPSの出現
は低廉な価格での飛躍的な測定位置の精度向上をもたらしましたが、この精度を更に向上させる仮想基準点の方式が研究され、その普及と実用的な航法への適用の試みが行われ、そのことも今号で詳しく述べられました。

さて、これからの50年の進歩の方向性を探る方法として、生物の航法から学べることも多いと思います。鮭
の母川へ帰る航法、伝書鳩の帰巣本能などの諸説が解説されています。その中で今号の「渡り鳥の航法」のように未来の航法を考えていく上で、生物の頭脳の中に遺伝子に書き込まれているような航法の知識の研究は興味深

一72一

JACRAN，No．44（2003）

電波航法
平成15年3月28日
平成15年3月31日

ELECTRONICNAVIGATION

印

2003

刷

REVIEW

発行No．44

編集東京都千代田区霞ヶ関2−1−3中央合同庁舎3号館11階
発

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海上保安庁灯台部電波標識課気付

電

波

航

法

研

究

会

Japanese Co㎜ittee for Radio
Aids to Navigation
c／o Radio N自vigation Aids Divisionof Japan Coast Guard
2−1−3，Kasumigaseki，Tokyo，

印

刷

Chiyoda−ku，japan

東京都江東区富岡1−26−10．カクチョウ印刷株式会社

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平成ナ四年三月二十八日印刷

平成十四年三月三十目発行

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電波航法研究会

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