まえがき

電子航法研究所は，電子航法（電子技術を利用した航法）に関する試験，調査，研究及び開発等を行うことにより，交通の安全の確保とその円滑化を図ることを目的に昭和 42 年（1967年）7 月に設立され、平成 29 年（2017 年）7 月に 50 周年をむかえました。当研究所は平成
13 年 4 月 1 日に「独立行政法人」として改組され，17 年度まで第 1 期中期計画，18 年度から
22 年度まで第 2 期中期計画，23 年度から 27 年度まで第 3 期中期計画を実施してきました。平
成 27 年 4 月 1 日からは，わが国の研究開発成果の最大化を目的とする「国立研究開発法人」となり，また，平成 28 年 4 月 1 日からは，運輸産業の国際競争力の更なる強化などの課題解決を技術面から支えるべく，国立研究開発法人海上技術安全研究所及び国立研究開発法人港湾
空港技術研究所と統合し，国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所 電子航法研究所として，新たな一歩を踏み出しております。この統合に伴い，平成 28 年度からは，平成 34 年度
までに達成すべき中長期目標を定め，国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所第１期中長期目標を開始しました。

当研究所の研究活動は，社会ニーズに沿った研究を重点的に選定し，航空機運航の安全性，効率性及び航空利用者の利便性の向上，航空交通量増大への対応，環境負荷低減などの達成等に関する研究を進め，その成果を国の空港整備事業や国際民間航空機関等の国際標準策定作業に反映させるなど，国内外において多大な貢献を果たしています。またそれとともに，基礎的，先導的な研究も実施し，電子航法に関する基盤技術の蓄積にも努めております。

この電子航法研究所年報は，国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所第１期中長期目
標の１年目となる平成 28 年度に当研究所が行った業務について，その概要を収録したもので，研究所の運営に関する事項，各研究領域の研究業務を紹介しています。

当研究所としましては，国，産業界，大学等と連携し，国の担う航空交通管理に係る業務を支援する中核的な研究機関として，その使命を果たすべく努力してまいりますが，皆様には，この年報を通じて，当研究所の活動についてご理解いただき，あわせて忌憚のないご意見をいただけますようお願い申し上げます。なお，別に刊行しております電子航法研究所報告及び電子航法研究所研究発表会講演概要には，より詳細な内容を記載しておりますので，あわせてご参照いただけますと幸いです。

平成３０年２月
国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
電子航法研究所
所 長

工

藤 正

博

目
第１部 総
１． 沿

次

説
革・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

2

織・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

6

３． 役職員数・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

6

４． 所

在・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

7

５． 建

物・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

7

第２部 試験研究業務
１． 航空交通管理領域・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

11

２． 航法システム領域・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

43

３． 監視通信領域・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

67

２． 組

４． 研究所報告・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 113
５． 受託研究・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 114
６． 共同研究・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 116
７． 研究発表・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 118
８． 知的財産権・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 137
第３部 現況
１． 平成２８年度に購入した主要機器・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 145
２． 主要施設及び機器・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 146
３． 刊 行 物・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 148
４． 行 事 等・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 148
５． 職員表彰・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 150

第 １ 部
総
説

ー1ー

－1－

１ 沿

総

革

務

課

企画調査室
管制施設研究室

我が国の航空技術研究再開の機運にのって昭和28年４月，
運輸技術研究所に航空部が設置された。昭和33年に科学技術

電子航法研究所

電子航法部

機 器 研 究 室

庁に長官の諮問機関として電子技術審議会が設けられ昭和

航 行研 究 室

34年８月，諮問第２号「電子技術に関する重要研究及びそのシステム研究室推進措置について」に対する答申を行い，電子航法評価試験

衛星航法部
電子装置研究室

機関（Evaluation Center）の新設が必要なことを指摘した。
次いで，同審議会は昭和35年９月に，諮問第１号「電子技術振興長期計画について」に対する答申を行い，それに沿って，
昭和36年４月，当時の運輸技術研究所航空部に電子航法研究室（定員５名）が新設された。

43年度には，ATC実験棟を建設するとともに，46年度までにATCシミュレータを整備した。
45，46年度には，電波無響室を整備し，また，研究所発足

電子技術審議会等の諸答申を背景として運輸省は昭和37以来，44年度までは人員，組織とも変化がなかったが，45

年５月，運輸関係科学技術試験研究刷新要綱を決定した。こ

年度に３名の増員が認められ，電子航法部を廃止し，電子航れに基づき，船舶技術研究所，電子航法試験所などの新設組法開発部（機器研究室）と電子航法評価部（管制施設研究室，

織ごとに設立準備室をつくり電子航法試験所設立計画の決

航行研究室）を設置し，総務課に総務係をおいた。

定をみたが，最終的には，新設の船舶技術研究所の一つの部として電子航法部（２研究室14名）が設けられた。

46年度には，１名の増員が認められ，電子航法開発部に援助施設研究室を設置するとともに主任研究官３名（ILS，海昭和39，40両年度の予算において，電子航法評価試験のた

上交通管制，データ処理）を発令した。

め試験用航空機の購入が認められ，ビーチクラフトスーパー

47年度は，３名の増員が認められ，企画調査室を廃止してH－18双発機を購入した。また，昭和40年度は飛行試験要員

研究企画官をおき，総務課に人事係をおいた。また，電子航として，１研究室９名の増員が認められた。一方，昭和41

法開発部建屋，衛星航法研究棟を建設した。

年度には，航空交通管制の自動化に関連する試験研究に必要な電子計算機の借上げが認められた。

48年度には，３名の増員が認められ，電子航法評価部に管制システム研究室を設置し，同部に主任研究官１名（飛行実

宇宙開発の一環として，人工衛星を航空機及び船舶の航法験）を発令し，総務課に企画係をおいた。

に利用しようとする開発研究は，我が国においても昭和38

49年度は，３名の増員が認められ，電子航法開発部に航法年に着手された。その結果をもとに，運輸省は昭和40年４月

システム研究室を設置し，電子航法評価部に主任研究官１名「人工衛星による航行援助方式の開発に関する基本方針」を（ATCシミュレーション）を発令し，総務課に会計係をおい決め，昭和41年度は衛星航法研究室（３名）が新設された。

た。さらに，同年度には，実験用航空機の更新が認められ，

電子技術審議会は昭和39年６月，電子航法評価試験機関の拡充強化を建議し，さらに，昭和41年６月の諮問第５号「電子技術に関する総合的研究開発の具体策について」に対し，50年10月にビーチクラフトB－99が引き渡された。
50年度は，２名の増員が認められ，電子航法開発部に着陸
施設研究室を設置した。

研究機能と評価試験機能をもつ電子航法研究所の設置を答

51年度は，航空局からの要望研究，技術協力依頼等航空行

申した。また，運輸省の航空審議会においても昭和41年10

政に直結する試験研究をさらに促進し，成果の活用をすみや

月，諮問第12号「航空保安体制を整備するため早急にとるべかにするため，空港整備特別会計を導入するとともに所の定

き具体的方策について」に対して同様の答申があった。

員・予算約１／４を特別会計に移管した。これに伴い，電子

昭和41年度予算要求において，運輸省は電子航法研究所の航法評価部を改組し，航空管制研究室，航空保安施設基準研設立を要求したが，認められず，翌42年度予算において再度究室及び海上交通管制研究室を設置した。また，飛行実験セ

設立要求を行った結果，昭和42年６月からの10か月分の予算ンターとして，宮城県岩沼市に岩沼分室を設置し，業務係をとして電子航法研究所の新設が認められた。

おき，飛行実験体制の整備に着手した。さらに，電子航法評

しかし，運輸省設置法の一部改正が７月10日になったため，
昭和42年７月10日付けで電子航法研究所として設立されることになった。

価部に信頼性主任研究官をおいた。
52年度は，４名の増員が認められ，電子航法評価部航空保安施設基準研究室を航空施設基準研究室と航空機器標準研

当時の組織は下記のとおりであった。

究室の２研究室とした。また，アンテナ試験塔を整備した。
53年度には，４名の増員が認められ，10月１日に電子航法

ー2ー

－2－

評価部の航空施設基準研究室，航空機器標準研究室に新たに令の施行を受け，４月１日をもって「独立行政法人電子航法設置された運用技術研究室を加えて，航空施設部が発足した。

研究所」が成立となった。
所長・研究企画官が廃止され，役員として理事長・理事・さらに，54年１月には岩沼分室に分室長をおいた。
54年度には，東北財務局より土地8,943㎡の所管換を受け，監事が設置され，総務課に企画室を設置した。また，電波無響室が改装となった。

岩沼分室を新築し，屋上にレーダー塔を設置した。
55年度には，海上保安庁より格納庫（建坪825㎡）の所管換を受けた。

平成14年度は航空施設部，電子航法評価部，衛星航法部を
航空システム部，管制システム部，衛星技術部と名称変更しこの年から，主任研究官の発令方法が変わり，従来例えば信頼性主任研究官と呼んでいたのが，単に主任研究官となった。

研究室が廃止され研究グループを編成した。
平成15年度は，研究プロジェクトチーム設置を規定し，先進型地上走行誘導管制システム開発プロジェクトチーム及

56年度は，１名の増員が認められ，新システム（MLS）のび高精度測位補正技術開発プロジェクトチームを設置した。

調査研究体制に着手した。また，岩沼分室野外実験場の整備

平成16年度は，関東空域再編関連研究プロジェクトチームを行った。

を設置した。

57年度は，１名の増員が認められ，新システム（MLS）の調査研究体制の強化を図った。

平成18年度は，本所に研究企画統括を設置。企画室を廃止
し，企画課を設置。４研究部制を廃止，３領域制（航空交通58年度は，１名の増員が認められ，航空施設部に新着陸施
設研究室を設置した。

管理領域，通信・航法・監視領域，機上等技術領域）を導入，
関東空域再編関連研究プロジェクトチームを廃止した。

59年度は，１名の増員（専門官）が認められ，岩沼分室での研究支援業務の強化を図った。

平成19年度は，総務課に管財係を新設。会計第一係を経理係，会計第二係を契約係に変更。航空機安全運航支援技術研

60年度は，１名の増員（研究企画官付専門官）が認められ，
企画調整部門の強化を図った。

究プロジェクトチームを設置した。
平成 20 年度は，企画課に企画第三係を新設した。

61年度は，１名の増員が認められ，MLS研究体制の強化を図った。

また，6 号 棟 （ 旧 管 制 シ ス テ ム 部 研 究 棟 ） の 建替工事に着手した。

62年度は，１名の増員が認められ，衛星航法部に搭載装置研究室を設置した。また，管理庁舎兼衛星航法実験棟の建設工事に着手した。

平成21年度は，先進型地上走行誘導管制システム開発プロ
ジェクトチームを廃止した。
平成 22 年度は，6 号 棟 （ 旧 管 制 シ ス テ ム 部 研 究

63年度は，管理庁舎兼衛星航法実験棟が竣工した。

棟 ） の 建 替 工 事 が 完 了 し た 。 ま た ， 高精度測位補平成元年度は，１名の増員が認められ，航空管制の研究体

正技術開発プロジェクトチーム及び航空機安全運航支援

制の強化を図った。

技術研究プロジェクトチームを廃止した。

平成２年度は，１名の増員が認められ，空地データリンクの研究体制の強化を図った。

平成 23 年度は，企画課に主査を新設した。また，4 号棟（旧航空施設部研究実験棟）の改修工事が完了した。

平成３年度は，１名の増員が認められ，衛星データリンクの研究体制の強化を図った。

平成 24 年度は，通信・航法・監視領域，機上等技術領域を廃止し，航法システム領域，監視通信領域を設置した。

平成４年度は，１名の増員が認められ飛行場管制の最適手法の研究体制の強化を図った。

平成 25 年度は，東日本大震災で被災したビーチクラフ
ト B－99 の後継機として，平成 23 年度第 3 次補正予算に

平成６年度は，１名の増員が認められ空港面航空機識別表
示システムの研究体制の強化を図った。

より購入したビーチクラフト B300（キングエア 350）が，平成 25 年 5 月に引き渡された。

また，仮想現実実験施設を整備した。

平成 26 年度は,平成 25 年 12 月 24 日に閣議決定された

平成７年度は，１名の増員が認められVHFデジタルリンクの研究体制の強化を図った。

「独立行政法人等に関する基本的な方針」において講ずべき措置とされた「海上技術安全研究所」及び「港湾空港技

平成12年度は，国土交通省設置法等関係法令の施行により，術研究所」との統合について,平成 26 年 8 月 29 日に開催

平成13年１月６日をもって「国土交通省電子航法研究所」とされた行政改革推進本部で実施時期は平成 28 年 4 月と決

なった。

定された。

また，ATC シミュレーション実験棟が竣工した。

平成 27 年度は,「独立行政法人通則法の一部を改正する

平成13年度は，中央省庁等改革推進本部決定及び関係諸法

ー3ー

－3－

法律」等関係諸法令の施行を受け,国立研究開発法人に移行し,「国立研究開発法人電子航法研究所」となった。
平成 28 年度は、平成 28 年 4 月 1 日に施行された「国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所法」により、国立研究開発法人海上技術安全研究所及び国立研究開発法
人港湾空港技術研究所と統合し、「国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所電子航法研究所」となった。

ー4ー

－4－

定員の推移

年

度

42

43

44

45

46

47

48

定

員

31人

31

31

34

35

38

41

年

度

49

50

51

52

53

54

55

定

員

44

46

48（13）

51（16）

55（19）

58（21）

59（22）

年

度

56

57

58

59

60

61

62

定

員

59（22）

59（23）

60（24）

61（25）

62（26）

63（27）

64（27）

年

度

63

元

2

3

4

5

6

定

員

63（26）

64（27）

64（28）

65（28）

65（28）

65（28）

66（29）

年

度

7

8

9

10

11

12

13

定

員

66（29）

66（29）

65（28）

65（28）

65（28）

64（28）

64（28）

年

度

14

15

16

17

18

19

20

定

員

64（28）

64（30）

63（29）

60（27）

60（27）

60（27）

60

年

度

21

22

23

24

25

26

27

定

員

60

60

60

59

59

60

63

年

度

28

定

員

60

注１：（

）内は，空港整備特別会計で内数。平成20年度以降は区分経理の廃止に伴い，特別会計の予算は一般会計へ移管された。
注２：平成18年度以降は年度末現在の職員数を掲載

ー5ー

－5－

２

組

織

(平成29年3月31日現在）※ 海上・港湾・航空技術研究所組織のうち、電子航法研究所に関する組織のみ掲載

理 事 長

理

事

監

事

総 務 部

管理係

総 務 課
人 事 課

課長補佐（人事）

人事係

会 計 課

課長補佐（会計）

経理係
調達係
資産係

企 画 部

研 究 監

研究計画課

課長補佐（企画）

主査
研究計画係
外部連携係
情報発信係

電子航法研究所
研究統括監
国際主幹
航空交通管理領域
航法システム領域
監視通信領域
業務係

岩沼分室

３

役職員数
一般勘定

理事

1

監事

1

研究統括監

1

事務職

15

研究職

44

計

62

（平成29年3月31日現在）

ー6ー

－6－

４

所

在
所

電子航法研究所

在地

電〒182-0012

話

0422-41-3165

東京都調布市深大寺東町7丁目42番地23
岩沼分室〒989-2421

0223-24-3871

宮城県岩沼市下野郷字北長沼４

５

建
建

物
物

建

・

延

面

積

竣工年度

１号棟

鉄筋コンクリート２階建，建面積390㎡，延面積780㎡

昭和47年度
平成19年度改装
平成22年度改装

２号棟

鉄筋コンクリート２階建，建面積569㎡，延面積1,092㎡

平成12年度

３号棟

鉄筋コンクリート２階建，建面積232㎡，延面積465㎡

昭和43年度
平成22年度改装

４号棟

鉄筋コンクリート２階建，建面積490㎡，延面積980㎡

昭和53年度
平成23年度改装

５号棟

鉄筋コンクリート２階建，建面積630㎡，延面積1,160㎡

昭和63年度
平成22年度改装

６号棟

鉄筋コンクリート2階建，建面積355㎡，延面積653㎡

平成22年度

仮想現実実験棟

鉄筋コンクリート造一部鉄骨造２階建，建面積480㎡，延面積703㎡

平成６年度

電波無響室

鉄筋コンクリート２階建，建面積590㎡，延面積687㎡
内装寸法：奥行32ｍ，幅７ｍ，高さ５ｍ

昭和45年度
昭和48年度増築
平成13年度改装
平成27年度改装

アンテナ試験塔

鉄筋造，カウンタポイズ直径25ｍ，奥行・幅13ｍ，高さ19.5ｍ
実験準備室：鉄筋造一部中２階建，建面積160㎡，延面積203㎡

昭和52年度
昭和53年度

岩沼分室建屋

鉄筋コンクリート２階建，建面積287㎡，延面積497㎡
屋上にレーダー塔を設置

昭和54年度
平成24年度改修

岩沼分室格納庫

鉄骨造平屋建，面積825㎡

昭和55年度所属換
平成24年度改修(ATCシミュレーション実験棟)（平成29年3月31日現在）

－7－
ー7ー

第 ２ 部
試験研究業務ー9ー－9－

１ 航空交通管理領域の進入方式として従来方式とRNP-AR方式が混合で運用される混合運用のハザード解析をリアルタイムシミュレーション実験の結果を用

Ⅰ 年度当初の研究計画とそのねらい

いて実施する。
６は空港のタワーで行われている業務を，映像技術および平成28年度における研究は，社会的要請，行政当局の要望などを考慮して，下記のように計画した。

ネットワーク技術等を活用し，離れた遠隔地に設置された施設

１． 「Full 4D」の運用方式に関する研究にシステムを集約し，管制業務を実施するリモートタワー運用の

２． 空港面の交通状況に応じた交通管理手法に関する研究

実用化に向けて，システムに必要な技術開発やコンセプトモデルのシステムインテグレーションを実施する研究である。

３． 陸域におけるUPRに対応した空域編成の研究
４． 大規模空港における継続降下運航の運用拡大に関する研究

７は20分程度先までの航空機の軌道を予測して，潜在的なコン

５． 実験とハザード解析によるRNP ARと従来方式との混合運用

フリクトを検出する中期コンフリクト検出技術の，データリンクの活用による高度化の可能性について検討を行うものである。

の導入支援に関する研究

８はこれまでの共同研究により開発したCOMPASiを利用して，

６． 遠隔空港運用支援システムに関する研究
７． データリンクを活用した中期コンフリクト検出技術の研究

レジリエンス能力の高い航空保安業務従事者にとって必須の「気８． 予防安全のための状況認識支援に関する研究

づき」能力の支援を行うための手法を開発する。

９． 空港周辺における運航効率向上に関する研究

９は空港を地上滑走中の離陸期の燃料消費削減，効率的な着陸

10．プロセス指向型安全マネジメントに関する研究

経路の設定，羽田空港への到着管理システムの開発を行う研究で11．性能準拠型運航(PBO)と協調する到着スケジューリングの研究ある。
10は従来の結果に着目した安全管理から，プロセスに着目した

12．無人航空機の交通管理に関する調査
13．航空機の到着管理システムに関する研究

安全管理に必要なプロセスの整理・モデル化とレジリエンスエン

14．羽田空港への将来の航空交通を評価する航空管制シミュレー

ジニアリングによる分析・評価可能性について予備的検証を行う。
航空交通管制サービス（航空管制，運行情報）業務の分析と業務

ション環境の設計の理解をベースにして，ユーザーの役割に合った管制卓や制御卓
1から4は重点研究，5と6は指定研究，7から9は基盤的研究，10と11は萌芽的研究，12は調査，13と14は競争的資金による研究でデザイン手法およびプロトタイプデザインの提案を目指した研究である。
11は機上監視応用システム（ASAS）を活用する間隔管理とFPAある。
１はFull 4D TBO（時間を含めた４次元での軌道ベース運用）の(Fixed-flight Path Angle)降下を東京国際空港にの到着に適用した場概念を明確にするため，ファストタイムシミュレーション評価に合の有効性評価と到着スケジューリングアルゴリズムの検討を行よりTBOの課題を洗い出すともに，軌道干渉を最適に解決するア

う研究である。
12は各国における無人航空機の運航及び運用に関する情報を整ルゴリズムの開発評価を行うものである。
２は空港面監視データ等から成田空港を地上走行する航空機の理することで，有人の航空機と無人航空機の混在運用における運

交通状況を分析するとともに，空港面の交通状況に応じて運用を

航方式，運用の課題を明らかにすることを目的とした研究である。

効率化する交通管理手法およびその適用条件について，ファース

13は現状の航空交通を分析し，スケジュール準拠による運航効率性の高い降下軌道を実現可能な到着管理方式のアルゴリズム開トタイムシミュレータを用いて検討する。
３は陸域（レーダ空域）へのUPR（User Preferred Route）を前提

発を目指した研究である。
14は次世代運航の安全性や効率を検証するためのヒューマンイ

にした空域編成の可能性および意思決定支援手法をシミュレーシ

ンザループ実験施設による航空管制シミュレーション環境を設計

ョンにより明らかにするものである。
４は国内において交通量の少ない時間帯を中心に実施されていするための検討を行う。

る継続降下運航を繁忙時に実施することを目指した研究である。
５は単独では安全性が確認されているRNP-AR進入方式・従来方Ⅱ 研究の実施状況

式を混合環境で実施する場合，単独に実施していたのでは顕在化

１の「『Full 4D』運用方式に関する研究」では，Full 4D TBO

しないハザード（危険因子）が顕在化する可能性があるため，RNによる軌道予測精度の向上に伴い，軌道情報の共有で可能となる

P-AR適合機及び非適合機が混在する環境において同一滑走路へ

協調的意思決定（CDM）が重要となる。また，空域複雑性指標をー11ー－ 11 －

開発したが，指標値と管制官の感覚との相違に交通状態などが影管制業務に必要な認知的能力に，サッカー等の特定のスポ響していることが分かった。

ーツとの類似点があることが分かった。

２の「空港面の交通状況に応じた交通管理手法の研究」では，９の「空港周辺における運航効率向上に関する研究」で成田空港において同時平行出発方式を実施しない場合に，A滑走路

は，不確定性を考慮するシミュレーションモデルを構築し，付近で生じる出発便の混雑については，A滑走路への到着便をB滑走路に振り分けることで軽減されることをシミュレーションによって明らかにした。また，本研究のために開発している空港面交
通シミュレータについて，経路探索アルゴリズム，衝突回避ロジックおよびユーザーインターフェースの大規模な改修を行い，操作性を大幅に向上したため，本研究を効率的に進められるようになった。

TSAT 設定手法を検討した結果，タキシング時間削減を維持しつつ遅延を減少できることが示された。また，熊本空
港の RNP AR 方式の飛行データの検証から，燃料消費を抑えつつパイロットにとっても飛行しやすい方式の設定が可能であることが分かった。
10 の「プロセス指向型安全マネジメントに関する研究」
では，中部空港の管制官へのインタビューにより得られた管制官の認知プロセス，状況認識や情報取得のやり方，業３の「陸域におけるUPRに対応した空域編成の研究」では，務分担と相互のカバーなどの業務の特徴を，レジリエンス

航空管制作業モデルの構築のために，管制作業の項目とシミュレーション中のイベントとの関連付けを行い，作業量の予測手法を検討した。また，UPRの便益予測では気象条件が燃料費の削減量

エンジニアリング分野で提案されている FRAM でモデル化し，システムの分析や組織的な安全支援活動の検討には，さらなる記述手法の検討が必要であることが確認された。

およびUPRの経路構成に大きく影響することが示された。

11 の「性能準拠型運航(PBO)と協調する到着スケジュー４の「大規模空港における継続降下運航の運用拡大に関する研

リングの研究」では，FPA 降下を東京国際空港ならびに関究」では，関西国際空港，ヒューストン国際空港で実施されてい西国際空港に適用し，従来の運航と比較してエネルギー効る継続降下運航（CDO）の調査を行い，CDO拡大の知見を得た。

率が優れていることを確認し，航空交通が合流する地点ままた，フルフライトシミュレーションやQARデータからCDO実施

での軌道と到着順序づけを最適化する軌道順序同時最適時のデータを入手した。

化手法を提案した。また，NASA の FIM 実験機に搭乗し，５の「実験とハザード解析による RNP AR と従来方式との混合運用の導入支援に関する研究」では，関西国際空港

実験結果を CARATS 監視アドホックにフィードバックした。

における混合運用のリアルタイムシミュレーション実験

12 の「無人航空機の交通管理に関する調査」では，各国を実施し，現行のピーク時の到着機数では混合運用は困難で進められている無人航空機に対する取り組みを調査し，であり，実施可能な時間帯での検討が必要であることが分

日本の法的な整備は他国の方式と同等であり，交通管理にかった。

ついては，米国が NASA UTM，欧州が Global UTM，日本

６の「遠隔空港運用支援システムに関する研究」では，が JUTM として取り組まれていることが分かった。

基礎的なプロトタイプシステムを作成し，航空機や移動体

13 の「航空機の到着管理システムに関する研究」では，を検知，追尾することができるターゲットトラッキング機

昨年度に提案した運用コンセプトを用いたシミュレーシ

能，映像認識と位置センサーの情報を元に特定のターゲッ

ョンを実施し，このコンセプトが運航の不確実性にも対応

トを追跡することができる PTZ カメラ，1 人での運用を想でき，燃料効率もよく，処理容量も低下しないことが確認

定した統合型操作用 HMI を含む実験システムを開発し，された。

岩沼分室から調布に移し機能検証を実施した。

15 の「羽田空港への将来の航空交通を評価する航空管制

７の「データリンクを活用した中期コンフリクト検出技

シミュレーション環境の設計」では，NASA エイムズ研究

術の研究」では，中期コンフリクトの予測結果から，Next

所，ラングレー研究所の専門家との検討の結果，羽田空港

Waypoint よりも先の FIX 情報や管制指示情報が重要とのの到着機に対するヒューマンインザループシミュレョン

知見が得られた。また，DAPs 機能による機上観測値を利

実験の最小規模はレーダー卓４卓８名で，シミュレーショ

用する場合は異常値や地上付近のデータ等を除外するこンエンジンはオランダ航空宇宙研究所の NARSIM が適当とで推定値の精度が大きく向上することが確認された。

であるとの結論を得た。

８の「予防安全のための状況認識支援に関する研究」では，航空保安大学校において COMPASi の評価機能の向上を検討している。また，状況認識能力向上支援の検討では

ー12ー－ 12 －

本年度は，上記の14件の研究に加えて，以下に示す４件の受託

業務を行った。これらは，上記の研究及びこれまでの研究等で蓄積した知見や技術を活用したものである。
(1) 洋上縦（時間）間隔衝突危険度推定手順策定に係る支援作業(2) 同時平行RNAV進入方式に関する飛行状況データ解析支援(3) 平成28年度将来の航空交通システムに関する長期ビジョンの実現のための計画の策定等に関する調査分析支援(4) 平成28年度運航効率の業績指標作成に係るデータ計測調査分
析支援

Ⅲ 試験研究の成果と国土交通行政，産業界，学会等に及ぼす効
果の所見
当領域が実施している研究の成果は，新たな航空交通シ
ステムの導入や技術基準，運用基準の策定等への活用が期
待できるものであり，国土交通行政と深く関わっている。
特に重点研究の成果は航空行政に直接に反映されるもの
で，社会的貢献に繋がっている。
これらの成果は，日本航空宇宙学会，電子情報通信学会，
日本航海学会，米国航空宇宙学会(AIAA)などの多くの学会
や 日 米 太 平 洋 航 空 管 制 調 整 グ ル ー プ 会 議 (IPACG) ，
EUROCAE，RTCA，ICAO などの国際会議等においても発表している。
また，日本航空宇宙学会では航空交通管理部門を通じて積極的に研究発表の企画及び ATM に関する研究の啓蒙活動を行った。
（航空交通管理領域長

中島徳顕）

ー13ー

－ 13 －

「Full 4D」の運用方式に関する研究【重点研究】

担当領域
担当者
研究期間

航空交通管理領域○ブラウン マーク,平林 博子,ナヴィンダ キトマル ビクラマシンハ,長岡 栄
平成 25 年度～平成 28 年度

1. はじめにるため，
2013 年から 2030 年の交通増加モデルを作成し，航空交通量が年々増えつつある。現在の航空交通管理

2013 年の飛行シナリオをベースとして 2030 年の交通シ（Air Traffic Management：ATM）システムでは，予測さナリオを作成した。また，現在の ATS（Air Traffic

れた航空交通量の増加に対して，安全性や定時制を始め

Service）経路に基づいた飛行計画と TBO 環境で可能となとする航空交通の効率を保つことは困難である。その課

る運航者の要求に基づいたより制限が少ない軌道を比較

題を解決するため，軌道ベース運用（Trajectory-Based

した。

Operations: TBO）概念が提案されている。TBO は，国際現在の飛行計画経路，レーダー航跡及び理想的な最短

民間航空機関（International Civil Aviation Organ-

経路（大圏経路）を比較した結果，国内便については，

isation: ICAO）が作成したグローバル航空計画（Global

最も交通量が多い主要空港間の飛行計画経路の巡航区分

Air Navigation Plan: GANP）の中心技術の一つであり，は，大圏経路に近く，さらにレーダー管制の「ショート米国，欧州や日本の ATM システム近代化計画に含まれてカット」により飛行距離が短縮されていることがわかっいる。

た。国内便の飛行時間は短い（飛行計画の平均予測所要TBO の最終形態となる全ての航空機が４次元の計画軌

時間は約 67 分である）ため，風の影響を考慮した軌道最道で運航する「Full 4D TBO」は 2030 年頃に運用可能と適化による便益が少ない。国内便の降下フェーズの飛行なると計画されているが，まだ概念レベルである。そこ

時間は総飛行時間に対して高い割合を占めるため，混雑で，本研究では，Full 4D TBO 概念の便益を明記にし，したターミナル空域周辺で発生するレーダー誘導，段階

課題を洗い出すことを目指した。

的降下による効率劣化の影響が比較的大きい。航空機の到着管理（Arrival Management: AMAN）や継続降下運航

2. 研究の概要（Continuous Descent Operations: CDO）の導入，ター

本研究の目的は，前述のように，「Full 4D TBO」の実

ミナル空域設計の改良が有効であると考えられる。

現に向けて，運用方式の検討，課題の洗い出しを行い，また，一部のフライトについて，標準的な経路が自衛解決方法を提案することである。これを実現するため次のことを計画した。ファストタイムシミュレータ（FTS）に現在の交通シナリオと「Full 4D」運用方式が可能とな隊等の訓練空域等を迂回する経路であるため，効率劣化が発生しているが，訓練空域のユーザとの情報共有・調整による空域の柔軟な使用（Flexible Use of Airspace：

る見込みの 2030 年の理想的な交通シナリオを反映し比FUA）の拡大が有効である。

較することで課題の洗い出しや便益評価を行う。運航者

一方，飛行距離が長い国際便，上空通過便への経路最が最大便益を得るための軌道最適化技術を開発する。ま適化の適用は有効であると考えられる。現在，北太平洋

た，空域容量制限となる要素を検討し，空域管理のため地域において，最新の気象予報に基づいて最適経路を計の指標を提案する。

算 し ， 飛 行 中 に 経 路 変 更 を 要 求 す る 方 式 「 Dynamic
Airborne Re-Route Procedure（DARP）」が運用されてい3. 研究成果

るが，普及はまだ少ない。運航者に最適経路を計算する

3.1 福岡 FIR における 2030 年の運用環境の明確化

システムが必要であり，プロセスと関係者の間の通信の「Full 4D TBO」は 2030 年頃に運用可能となる見込み

効率化が望ましい。Full 4D TBO から最大の便益を得るである。その頃の交通環境と TBO の課題・便益を理解す

た め ， GANP の も う 一 つ の 中 心 技 術 「 System Wideー14ー

－ 14 －

と考えられる。

Information Management（SWIM）」というデジタル情報
交換インフラ及び情報・プロセスの電子化が重要である。

4. おわりに3.2 軌道情報から飛行性能予測技術，最適化技術の開発

本研究では，TBO の概念，便益と課題を調査した。主TBO の概念において，航空機の軌道（飛行計画）はでに，技術観点から単独のフライトへの影響に焦点をあて

きる限り航空機運航者の要求に基づくこと，とされていたが，TBO は航空交通管理の一部であり，TBO を有効に活るため，運航者がどの軌道を要求するかが課題になる。

用するためには，これのみでなく ATM システムとの関連，

航空運送の運航者（エアライン）にとって，スケジュー

関係者との関係が重要である。今後，TBO により軌道予ルを守りながら運航コストを抑えることが重要であると測の精度が高くなると，結果として，より戦術的な軌道

考え，本研究では消費燃料が軌道の主要な性能メトリッ管理ができ，軌道情報の共有で可能となる協調的意思決クとして採用した。

定（Collaborative Decision Making: CDM）の導入によ

TBO の便益を評価するため，軌道の消費燃料を評価す

り効果的な ATM が期待できる。また，軌道の管理においる必要がある。九州大学の研究に基づいて航空機の航跡ては，システム的な要素，社会的な要素も考慮しなけれ情報（監視システムからの航跡，シミュレータが計算しばならない。次の研究では，CDM の軌道管理への取り入た航跡，航空機に搭載されているデータ記録装置の記録れを検討しながら TBO を実現するための運用概念を研究など）から航空機の飛行性能を予測し，消費燃料などをする予定である。

計算する技術を開発した。
掲載文献

また，運航者の理想な軌道を計算するため，九州大学(1) Fujita, M.: “Arrival trajectory control by split andの研究に基づいて風の影響を考慮した最小燃料の軌道を作成する技術を開発し，軌道最適化や到着管理の便益と

merge

concept

atmetering

point”,ISIATM2013のトレードオフを明確にした。

(Interdisciplinary Science for Innovative Air Traffic
Management), 2013 年 6 月(2) Nagaoka, S., Gwuiggner,C., Fukuda, Y.:

3.3 空域複雑性指標の開発

Sequencing Under Uncertainty on Estimated

将来の TBO 環境下では，航空機間の間隔確保等支援ツールの導入により航空管制官の認知的作業負荷が軽減さ

arrival,

れ交通容量が増加するであろう。管制官のタスクは手動

Operational Research), 2013 年 7 月

AircraftTime of

EURO2013 ( 26th European Conference on(3) 長岡：新しい航空交通管理システムにおける安全性，日本の間隔確保から軌道管理に基づく自動的な間隔確保の確信頼性学会誌，Vol.35,No.5，2013 年 8 月

認に移行していくが，システム故障等により間隔確保機能が低下する場合，航空管制官が直接間隔を管理できる(4) 長岡，ブラウン：“空域のレジリエンス（Resilience）指ための状態を常に把握する必要があると思われる。その標についての一検討”, 日本航海学会 AUNAR 研究会, 2013

ために，空域容量，作業負荷に影響を与える空域の複雑

年 8 月.

さを監視する必要がある。我々は空域の複雑さを表す指(5) Inoue, S.,Brown, M.：Modeling the Future Sky，JSST2013

標として，航空機対の近接状況に基づく新しい「管制難（Int’l Conference on Simulation Technology）, 2013

易度」（航空管制の難度）指標を提案した。適用性を考年9月(6) Brown, M. et al：“Full 4D Trajectory Based Operations

慮した結果，この指標を簡単に計算でき，把握しやすい

Concept Study”, APISAT2013, 2013 年 11 月

0〜1 の間の数値で管制の難度を表す。
指標の値と航空管制官の感覚の相違は単純なシナリオ(7) Nagaoka, S., Brown, M. :A Review of Safety Indices forで確認したが，交通状態や管制官の個人的な特性に依存

Trajectory Based Operation in Air Traffic Management,

することが分かった。他のシナリオで評価をし，適用性

APISAT2013, 2013 年 11 月

をさらに検討する必要がある。指標の適用については，(8) Wickramasinghe, N. K. et al: Flight Trajectory

航空機の計画軌道に基づいては管制難度を計算し，予測

Optimization for Operational performance Analysis of

管制難度が高い部分を検知することで，難度の過剰な高Jet Passenger Aircraft，APISAT2013, 2013 年 11 月

まりを防ぐ対策を取ることが考えられる。これは今後の空域設計のための評価とコンフリクト検出にも適用可能

ー15ー－ 15 －

(25) 小塚他５名：“旅客機の干渉を考慮した最適軌道実現に関(9) 平林他 4 名：“航空交通需要予測に基づくフライトシナリする検討”，第 52 回飛行シンポ，2014 年 10 月

オの検討”, 第 51 回飛行機シンポジウム(飛行シンポ）,(26) 重冨他 5 名：，小塚，宮沢，ビクラマシンハ，ブラウン，：

2013 年 11 月

“SSR 監視データを用いたターミナル空域周辺の飛行解(10) 重富ほか５名：SR モード S 監視データを用いた気象予報析”，飛シンポ講演集，2E08，2014 年 10 月

データの評価解析，第 51 回飛行シンポ，2013 年 11 月

(27) Nagaoka, S.，Brown, M. “A Review of Safety Indices for(11) 小塚ほか６名：監視データを用いた飛行軌道の干渉評価，

Trajectory Based Operations in Air Traffic Management”,

第 51 回飛行シンポ，2013 年 11 月

Trans. JSASS Aerospace Tech. Japan,Vol.12 ，No.APISAT(12) 長岡，ブラウン：“航空機対の Propensity 指標の計算方法に関する一検討”, 電子情報通信学会 技術研究報告(信2013, a43-a49(2014)，2014 年 10 月.

学技報）SANE2013-128, 2014 年 1 月(28) Wickramasinghe, N. 他 7 名 ： “Flight Trajectory(13) 福田，岡，ブラウン：高密度運航を目指した技術開発動向，

Optimization for Operational Performance Analysis of
Jet Passenger Aircraft”, Trans. JSASS Aerospace Tech.

航空宇宙学会第 45 期年会講演会，2014 年 4 月。

Japan, Vol.12, No. APISAT 2013, a17-a25(2014), 2014(14) 長岡，ブラウン，“航空機対の最近接条件に基づくレジリ
エンス指標”，信学技報 SSS2014-4，2014 年 4 月

年 10 月(15) Gwiggner, C., Nagaoka, S.: Data and Queueing Analysis(29) 長岡，“航空管制における空域複雑性に関する研究の動of a Japanese Air-Traffic Flow，European Journal of向”，管制協会誌「航空管制」，No.6 ，pp.44-53，2014

Operational Research,Vol.235,

年 11 月Issue 1, pp.265-275，

2014 年 5 月(30) Wickramasinghe, N.他 5 名：“Correlation between Flight(16) Shigetomi, S. et al：Evaluation Analysis of SeasonalTime and Fuel Consumption in Airliner Flight Plan withGPV Meteorological Data with SSR Mode S Surveillance

Trajectory”,

Data ， 6thICRAT （ Int’l Conf. on Research in Air

Navigation and Control) Conference, 2015 年 1 月

Transportation), 2014 年 5 月

AIAA

SciTech2015

GNC(Guidance,(31) 長岡，ブラウン，“近接パラメータによる航空管制の難度(17) 長岡，ブラウン，“航空機遭遇の難度指標構築のための軌

指標の 3 次元空域への拡張”，
信学技報 SANE2014-142, 2015

道情報の近接パラメータへの写像”，信学技報 SANE2014-44，
2014 年 7 月

年１月(32) Nagaoka, S., Brown, M., “Constructing an Index of(18) Nagaoka, S., Brown, M.: Pair-wise Resilience Index

Difficulty for Air Traffic Control Using Proximity

based on the Miss Distance & Time to Closest Point of

Parameters”，Procedia Engineering, 99, pp. 253-258,

Approach，IFORS 2014-20th Conference, 2014 年 7 月

2015 年 2 月(19) Harada, A. et al: “Analysis of Air Traffic Efficiency(33) 平林, ブラウン, 福田：TBO におけるエンルートの飛行経

Using Dynamic Programming Trajectory Optimization”，
ICAS(International

Councilofthe路に関する検討，航宇年会講演会，2015 年 4 月

Aeronautical(34) 長岡, ブラウン：近接パラメータによる航空管制の難度指Sciences)2014, 2014 年 9 月

標 －空域指標への統合方法ー”, 信学技報 SSS2015-3，(20) Brown, M.:“AirTOp En-Route Simulation Validation”,

2015 年 5 月

AirTOp User Conference 2014, 2014 年 9 月(35) 宮沢他６名：国内定期旅客便の運航効率の客観分析に関す(21) ビクラマシンハ他 5 名：“軌道最適化による旅客機の飛行る研究，第 15 回電子研発表会，2015 年 6 月．

計画における飛行時間と燃料消費量との関係 第 2 報”，第(36) 長岡, ブラウン：近接パラメータによる航空管制の難度指52 回飛行シンポ，2014 年 10 月

標 －軌道変更点の情報を用いる計算法－，信学技報(22) 平林他５名：監視レーダーデータを用いた高速シミュレー

SANE2015-33，2015 年 7 月.

ションの評価，第５２回飛行シンポ，2014 年 10 月

(37) Nagaoka, S., Brown, M.：A Difficulty Index for Air(23) 小塚他 4 名：“監視データを用いた航空機の干渉回避方法

Traffic Control Based on Potential Conflicts, EURO2015

推定”, 第 52 回飛シンポ講演集，2014 年 10 月

（27th European Conference on Operational Research）,(24) 原田他５名：“国内定期旅客便の運航効率の客観分析に関2015 年 7 月.

する研究”，第 52 回飛シンポ講演集，2014 年 10 月

ー16ー

－ 16 －

(38)Nagaoka,S.,

Brown,

M. ： Integrating

Controller's Recognition for Aircraft Proximities”,

Pairwise

APISAT 2016，2016 年 10 月.

Proximity-based Air Traffic Control Difficulty Indices(53) 樋口ほか 5 名: “効率的な到着管理のための FMS を利用しinto an Airspace Index, APISAT 2015，2015 年 11 月.

た到着管理制御の検討”, 第 54 回飛行シンポ,2016 年 10(39) 平林，ブラウン，長岡：管制空域における航空管制難易度

月.

指標の可視化，第 53 飛行シンポ，2015 年 11 月.
(40) Wickramasinghe, N.他 3 名, : Effect of Aircraft Mass and(54) Nagaoka,S., Brown, M.: Analysis of Prediction Accuracy

Weather Data Errors on Trajectory Optimization andon Curved Paths Based on IDL Messages Using a Flight

Benefits Estimation Proc. AIAA SCITECH 2016, Jan. 2016.

Management System (FMS) Simulator, ICSANE(Int'l Conf.

(41) Wickramasinghe，N.他 5 名: “軌道最適化による旅客定期

of Space, Aeronautical and Navigation Electronics) 2016,

便の運航性能評価”, 日本航空宇宙学会

2016 年 11 月.

第 47 期年会講(55) 長岡，平林，ブラウン: “管制官の近接認知試行に基づく

演会,2016 年 4 月.

管制難度指標の一検討”,信学技報 SANE2016-108，2017 年(42) 長岡，平林，ブラウン: 航空機対の近接認識調査による航1 月.

空管制の難度指標の較正, 信学技報 SSS2016-03, 2016 年 5(56) Higuchi, Y.他 5 名: “Optimal Arrival Time Assignment月.
(43) 長岡，平林，ブラウン：航空管制の難度指標と交通状況のand Control Analysis using Air Traffic Data for Tokyo

対応付けの試み, 日本航海学会 AUNAR 研究会，2016 年 5 月

International Airport”, AIAA Scitech 2017, 2017 年 1月.

(44) 平林，ブラウン，ビクラマシンハ：軌道ベース運用における二次元飛行経路に関する一考察，第 16 回電子研発表会，2016 年 6 月.
(45) ビクラマシンハ，ブラウン：航空機の質量と気象データが運航性能推定に及ぼす影響，第 16 回電子研発表会，2016
年 6 月．
(46) Higuchi, Y.他５名: “Efficient Control of Arrival Timeat a Congested Airport's Terminal Area”, ICAS 2016,
Daejeon, Korea, 2016 年 9 月.
(47) Hirabayashi, H.: PACOTS Traffic Flow Study, IPACG42,
2016 年 9 月.
(48) Hirabayashi, H.: Traffic Analysis for Studying
Expansion of High-Altitude UPRs Trial, IPACG42, 2016
年 9 月.
(49) Nagaoka S., Hirabayashi, H., Brown, M.: “Developing
an Air Traffic Control Difficulty Index Using Aircraft
Trajectory Information”, EURO 2016, Poznan, 2016 年 7月.
(50)

Hirabayashi,

H.,

Brown,

M.,

Nagaoka,

S.:“Visualization of Airspace Complexity based on Air
Traffic Control Difficulty”, ICAS 2016, Daejon, Korea,
2016 年 9 月.
(51) Brown, M., Hirabayashi, H. ： “An Analysis of ATM
Resource Demand in Fukuoka FIR for 2030”, APISAT 2016,
Toyama, O2016 年 10 月.
(52) Nagaoka, S., Hirabayashi, H., Brown, M.： “Method for
Scale Parameter Determination of Air Traffic Control
Difficulty

Index

Based

on

SurveyResultsofー17ー－ 17 －

空港面の交通状況に応じた交通管理手法に関する研究【重点研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

航空交通管理領域〇住谷 美登里，青山 久枝，山田 泉，ブラウン

マーク

平成 26 年度～平成 29 年度

１．はじめに続的に成田空港の地上走行の交通状況の把握をしている。
成田空港では，平成 23 年度に，SPID（Simultaneous

日本で最も繁忙な国際空港の一つである成田空港では，出発便が多い時間帯に，滑走路手前で離陸待ちの行列がParallel Independent Departure: 同時平行出発方式）

生じ，航空機の円滑な運航の妨げとなっている。このよと呼ばれる離陸方式が導入され，さらに，平成 27 年度

うな空港面の混雑を緩和し，かつ年々増加する航空交通

より WAM（Wide Areaに対応するため，より効率的な空港面での交通の実現を

チラテレーション）が導入されて， 1 本の滑走路に集中目指した交通管理手法の提案が要望されている。本研究していた出発便をもう 1 本の滑走路に振り分け 2 本の滑では，成田空港を対象として，空港面を走行する航空機

走路で同時に離陸することが可能となる日が増え，増便の交通状況を分析し，交通状況に応じた適用可能な交通にも対応可能となった。1 日あたりの交通量は年々増加

管理手法および適用条件を検討し，シミュレーションにし，平成 28 年度は約 670 便になった。また，SPID 運用

より適用効果について評価し，提案することを目的とすしている日を調査したところ約 9 割あった。このようにる。

SPID 運用が増え，交通管理手法による滞留軽減を必要

Multilateration：広域マルとする日が少なくなったが，天候等により SPID 運用が２．研究の概要

できない日がまだあり，そのような日は離陸待ち時間が本研究は 4 ヶ年計画であり，本年度は主に以下の項目

増加し滞留軽減のためスポット出発時刻調整が行われてを実施した。

いる。そこで，スポット出発時刻調整の効果を通年の期

・空港面における交通状況の把握・予測

待値として示すこととした。スポット出発時刻調整とは，

・

空港面交通管理手法アルゴリズムの開発

滑走路手前の離陸待ち時間を一定以下にするために，あ・

適用条件の検討る水準を超える機数の出発便がスポットを出発しようとした場合に，航空管制官が出発便にスポットにて出発を

３．研究成果待機させる方法である。また，SPID 運用できない出発

3．1 空港面における交通状況の把握・予測

便の繁忙時間帯は，さらに滞留軽減策が必要な状況であ

成田空港のレイアウトを図 1 に示す。

るので，より効率的なスポット出発時刻調整について検討する必要があることがわかった。

B滑走路(2,500m)

スポット出発時刻調整ではあらかじめスポット待機時
間を設定できるように，スポット出発前の管制承認要求

誘導路

時刻等のスポット出発前工程の状況を運航票および DCL

スポット（Departure Clearance by datalink：データリンクによターミナルビル

る出発管制承認）を用いて把握・分析した。そしてス○Gateway

エプロンエリア

ポット出発準備完了時刻，管制承認時刻，スポット出発
時刻の各時刻をもとに滑走路端の離陸待ち便数を 5 分刻

A滑走路(4,000m)

図１みで予測した一例を図 2 に示す。スポット出発準備完了
時刻での離陸待ち便数の予測に対して，管制承認時刻で成田空港のレイアウトの離陸待ち便数の予測が少ない場合は，スポット出発時
本研究では，航空局から空港面地上交通データ（毎秒

刻調整が行われていることを示す。データベースより実の各便の航跡データ）および運航票情報，成田国際空港

際の離陸待ち便数を算出した結果を折れ線で示し，ス

株式会社からスポット情報の提供を受け，これらを統合

ポット出発時刻で予測した離陸待ち便数と比較するとほして航空機の地上走行に関するデータベースを作成し継ぼ一致していることがわかる。この予測を用いることでー18ー－ 18 －

離陸待ち便数が一定以下でばらつきが小さくなるようにスポット出発準備完了 管制承認

16
14

予測：スポット出発時刻をもとにした離陸待ち便数10

実：離陸待ち便数

便数

②基準時間

④離陸待ち時間③地上走行時間

予測：管制承認時刻をもとにした離陸待ち便数

12

▼

▼

①スポット待機時間

予測：スポット出発準備完了時刻をもとにした離陸待ち便数

離陸

スポット出発▼▼スポット待機時間の設定方法について検討していく。

図 3 出発便の離陸までの所要時間

86①スポット待機時間：スポット出発準備完了からスポッ420

ト出発までの時間。
17:30

18:00

図2

18:30

19:00

19:30

20:00

②基準時間：空港面の混雑によらず要する地上走行時間

離陸待ち便数の予測であり，各スポットと各滑走路の組合せ毎に算出した平均走行時間。

3．2 空港面交通管理手法アルゴリズムの開発および適用③地上走行時間：スポット出発から離陸までの走行時間。

条件の検討④離陸待ち時間：地上走行時間のうち基準時間を超えた

天候等により SPID 運用していない日は，夕方の時間時間。ただし，地上走行時間が基準時間より短い場合に帯に A 滑走路に出発便が集中しているため，スポット出

ついては，離陸待ち時間を 0 分と見なす。

発時刻調整を行い，滑走路端の離陸待ち時間を軽減して現状のスポット出発時刻調整を模擬した場合(a)と，現いる。平成 28 年度はこのようなスポット出発時刻調整を状のスポット出発時刻調整に加えて到着便の一部を B 滑行っている日に A 滑走路に到着する便の一部を B 滑走路

走路へ振り分ける想定した場合(b)について，各々入力シへ振り分ける想定をした場合，A 滑走路から出発する便

ナリオを作成し，空港面交通シミュレータにてシミュの滑走路端の離陸待ち時間に及ぼす影響について検証しレーションを行い，比較検証した。

た。

A 滑走路に到着する到着便のうち B 滑走路へ振り分け

まず，出発便のスポット出発準備完了時刻から離陸時

る便は，以下の 2 つの条件を満たす便とした。

刻までの所要時間について図 3 のように区分し，検証項

・B 滑走路に着陸可能な型式目であるスポット待機時間および離陸待ち時間をそれぞ・もともとの B 滑走路に到着していた便の着陸時刻はれ下記のように定義する。

変更せず，これらの便との間隔が設定できる A 滑走路の到着便のみ B 滑走路へ振り分ける。振り分ける到着
便の着陸時刻を変更する場合は 0 分から＋2 分未満と
する。

0:50

0:50

20

20

10

15

時間

0:30

走行機数

15

0:30
10
0:20

0:20
5

0:10

0:00
0
17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00

0:00
0
17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00(a)現状を模擬（スポット出発時刻調整有り）

5

0:10

(b)スポット出発時刻調整有り

到着便の振り分け有図 4 各便の離陸待ち時間とスポット待機時間（□：スポット待機時間〇：離陸待ち時間

折れ線：出発便の走行機数

ー19ー－ 19 －

×：到着便の着陸時刻）

走行機数

0:40

0:40

時間

25

1:00

25

1:00

スポット出発時刻調整が行われた 17 時から 22 時の時

加えて，平成 28 年度には，空港面交通データベースに

間帯の各出発便のスポット待機時間（□），離陸待ち時

おける各データ源の対照によるデータクレンジング処理

間（〇）を各々シミュレーション結果より求め，各出発について仕様を見直すことにより，データの欠落や矛盾

便の出発準備完了時刻で縦一列に図 4 に示す。各時刻のを克服して，空港面交通の実態を忠実に再現する現状模

出発便の走行機数としてある時刻にスポットを出発して

擬シミュレーションの設定を極めて効率的に行うことがいるが，まだ離陸していない出発便の数を 1 分おきに求できるようになった。

め図 4 に折れ線で示す。A 滑走路への到着する到着便のこれらにより，各データの観察だけでは全体像の把握

着陸時刻を×印で示す。(b)において振り分けの条件を満が難しい空港面交通の実態をシミュレーションによってたさない到着便はそのまま A 滑走路に到着しているので，再現することが可能となり，また，交通データをもとに

その着陸時刻を×印で示している。

したシミュレーションを基礎とする空港面交通流の研究

現状を模擬した場合(a)と到着便の一部を B 滑走路へ振環境の構築について完成の目処が立った。

り分けを想定した場合(b)の離陸待ち時間を比較する。図4 より(a)での離陸待ち時間は概ね 20 分以下に収まってい４．今後の見通しるが，(b)での離陸待ち時間は概ね 15 分以下となり，到SPID 運用をする日が増え，交通管理手法による滞留

着便の一部を B 滑走路へ振り分けるという想定により離軽減を必要とする日が少なくなった。しかし，SPID 運用

陸待ち時間が軽減されていることがわかる。

できない場合がまだあり，さらなる増便が予想される中，出発便が多い時間帯にスポット出発時刻調整を行ってスポット出発時刻調整による滞留軽減策はより一層重要いる状況で A 滑走路に到着する到着便の一部を B 滑走路

な課題となる。そこで，今後スポット出発時刻調整の効へ振り分けることを想定したシミュレーションを行った

果を通年の期待値として示すこととした。
スポット出発時刻調整を行うと出発便がスポットで待ところ，現状と比較して離陸待ち時間が軽減され，混雑機する時間が増えることが予想されるので，到着便の到緩和に有効な例を示すことができた。
これまでの研究結果から，離陸待ち時間の一部がス

着スポット空き待ちへの影響も十分考慮しつつ，スポッ

ポット待機時間に置き換わっていることが報告されていト出発前に予測により離陸待ち便数を一定以下でばらつる。今回の検証により，到着便の一部を別滑走路に振りきを小さくするようなスポット待機時間を設定すること

分けることでスポット待機時間を現状並みにしつつ，離により，より効率的なスポット出発時刻調整や走行経路

陸待ち時間が軽減できる，または，離陸待ち時間を現状調整等についてシミュレーションによる検証を行ってい並みにしつつスポット待機時間が軽減できる可能性を示く。

すことができた。今後離陸待ち時間を一定でばらつきを
小さくしつつ，スポット待機時間を軽減できるか走行機
数との関係等をシミュレーションにて検証していく。

(1) 山田他：“成田空港における出発便の走行機数調整のシミュレーション検証”，平成 28 年度（第 16 回）電子航法研究所研究発表会講演概要，pp.5-10，2016 年 6 月.

3．3 空港面交通シミュレータ
本研究のため継続的に開発している空港面交通シミュ
レータでは，平成 27 年度に走行経路のデータ構造，ならびに経路探索アルゴリズムおよび衝突回避ロジック，ならびにユーザインタフェースについて大規模な改修を施し，併せてソースコードのリファクタリングを行うこと
で，シミュレーション実験における操作性を大幅に向上した。平成 28 年度には，シミュレーション実行途中時点
までの経過レビュー，個別便のシミュレーション設定変更，スポットに駐機中の航空機に関する衝突検出の機能追加を施すことにより，さらに操作性が向上し，シミュレーション条件の設定をより少ない労力で行うことができるようになった。

掲載文献(2) 山田：“成田空港における空港面交通シミュレーション”，日本航空との意見交換会資料，2016 年 7 月．
(3) 山田：“成田空港における出発便の走行機数調整のシミュレーション検証”，航空無線第 89 号，pp.8-14，
2016 年 9 月.（(1)の再掲）(4) 山田他：“空港面の航空機位置情報およびスポット
出発時刻情報を用いた離陸時刻の予測に関する検討”，第 54 回飛行機シンポジウム講演集，1B14，JSASS-20165018，2016 年 10 月.
(5) 青山：“空港面の交通流と空港舗装～空港面の交通
流～”，平成 28 年度電子航法研究所講演会資料，2016
年 11 月.

ー20ー－ 20 －

陸域における UPR に対応した空域編成の研究【重点研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

1.

航空交通管理領域○蔭山康太、中村 陽一，岡

恵，宮津

義廣，秋永

和夫

平成２７年度～平成 30 年度

はじめに行うことで作業量の予測の基本的な手法を検討した。図1

航空需要の増加により2025年頃には現行運用の限界がに項目の分類とイベントとの関連付けの例を示す。図にお予想される。これに対して，国土交通省では空域の抜本的いて色付きの項目は航空管制官の作業項目を，白い項目は再編により業務負荷低減などを図り，管制処理能力の向上

イベントを表す。今後，項目の分類および関連付けを精緻を計画している。一方，現在使用されている固定経路に替化し，航空管制作業のモデル化を進める予定である。

わり，空域ユーザが気象条件などを考慮して飛行経路を決定するUPR(User Preferred Route)の陸域（レーダ空域）
への導入により飛行効率の向上が期待される。管制処理能
力と飛行効率の向上のために，UPR導入を考慮した我が国の陸域への空域編成手法の確立が必要とされる。

2.

研究の概要

本研究では，UPR やセクタ容量を考慮したシミュレーシ
図１ョン・モデルを作成し，経路構成の変化に対応した空域編

イベントと航空管制作業項目の関連付け成を検討する。同時に，UPR 導入による便益やセクタ容量
3.2.

による制約を明らかにする。

UPR の便益予測

昨年度に構築した UPR モデルでは気象条件を考慮してまた，最適化などの意思決定支援手法の空域編成への適飛行効率が最大，すなわち燃料消費が最小となるような飛用を調査・研究する。

行経路を算出する。本年度はモデルに多様な気象条件を適3.
3.1.

用し UPR を算出することで，気象条件が UPR に与える影響

研究成果を検証した。図 2 に算出された UPR の例を示す。検証から

航空管制作業モデルの構築

航空管制作業モデルは，高速シミュレーションにより航空管制官の作業量を予測する。作業量は航空管制通信に基は燃料費の削減量および UPR の経路構成は，気象条件により大きく変化することが確認された。

づき計測される。高速シミュレーションでは，航空管制官の作業を完全に実運用通りに再現することは困難である
一方で，運用ルールの設定により各条件に対応した飛行状態の変化の指定が可能である。変化の結果(イベント)の管
制通信の発出への置き換えにより各項目の発出頻度の予測が可能である。今年度は航空管制作業の項目を分類し，シミュレーション中のイベントとの基本的な関連付けをー21ー－ 21 －

行機シンポジウム, 2016.
(4) 中村，蔭山，宮沢，松田："国内線における利用者選
択経路による便益," 第 54 回飛行機シンポジウム,
2016．

図２

UPR の算出例（羽田空港と新千歳・福岡・那覇の各空港間の飛行経路を算出）

4.

おわりに

高速シミュレーションにより航空管制官の作業量を予測する航空管制作業モデルの構築に着手した。また，気象条件がUPRに与える影響を検証した。次年度は，航空管制
作業モデルの精緻化および妥当性の検証とともに，1年間を通じた気象情報の分類手法を検討し，分類された気象情報毎に飛行経路を算出することにより，我が国におけるUPRのパターン分類を行う予定である。

掲載文献(1) K. Kageyama and K. Akinaga, “ ATC Procedure
Modeling for Capacity Estimation of Japanese
Airspace,”AIAA

Scitech:Modeling

andSimulation Technologies Conference, January,
2017.
(2) Y. Nakamura, K. Kageyama,Y. Miyazawa and H.
Matsuda,“A Study on Free Routing Considering
Interference

of

Air

Traffic

Flow,”AIAA

Scitech : Modeling and Simulation Technologies
Conference, January, 2017.
(3) 蔭山, 秋永："フリー・ルーティングに対応した航空管制シミュレーション・モデルの構築," 第 54 回飛ー22ー－ 22 －

大規模空港における継続降下運航の運用拡大に関する研究【重点研究】
担当領域
担 当 者

航空交通管理領域○福島幸子，平林博子，岡恵，ナヴィンダ

研究期間

ビクラマシンハ，虎谷大地

平成 28 年度～平成 31 年度
ル空港（KIAH），ウィリアムホビー空港（KHOU）及び周１．はじめに
継続降下運航（CDO; Continuous Descent Operation）は燃

辺空域の調査を行った。

料や騒音を低減できる運航方式であり世界的に CDO 実施

ここでの CDO は，最適化されたプロファイルによる下空港は増加している。国内でも交通量の少ない時間帯では降（OPD; Optimized Profile Descent）であり，わが国で運あるが CDO 運用空港は増加している。運航者からは実施用されている「航空機の運航上」最適な CDO とは若干異空港の増加及び運用時間帯の拡大が求められている。

なり，管制上も含めた「最適な」CDO である。CDO を実CARATS では CDO を混雑空港で繁忙時にも運用するこ

施するうえで管制官やパイロットの負担を軽減するためとを目標としている。関西空港では CDO の運用が深夜早に，標準到着経路（STAR; Standard Terminal Arrival Route）

朝帯に限られており，運用拡大が航空局や航空会社から求や標準計器出発方式（SID; Standard Instrument Departure）

められている。

を工夫し，ある程度の飛行の制限を付加していた。STAR

本研究の目的は継続降下運航を実施できる航空機をででの高度の設定範囲や速度を指定する地点などは我が国の STAR とは大きく異なっており，制限は多いものの滑走

きるかぎり増加させることである。

路の方向に応じた高度になっていた。また，SID については CDO の実現により重きを置いたものとなっていた。混２．研究の概要
本研究は 4 年計画である。平成 28 年度の研究において雑空港で CDO を実施する為には必要な制限であるが，航は，以下を実施した。

空機の運航効率や操作性の面で大きな変更となるので，運･ 関西国際空港（以下，関西空港）の CDO の分析と検討

航者とも議論を行い我が国の制限として可能な制限を検・ヒューストン国際空港（以下，ヒューストン空港）の討したい。

CDO の調査
3.3

・CDO 実施判断支援ツールの製作

CDO 実施判断支援ツールの製作

CDO を承認するには他の航空機との近接などを事前に・上昇・降下パスの検討検証するため，交通量が多いときの CDO 実施判断は管制
３．研究成果官にとって大きな負荷となる。そのため，初期的な到着管

3.1 関西空港の CDO の分析と検討理を行い，CDO 拡大の可能性をシミュレーションできる

CDO の実績は徐々に増えてきたが，要求数，承認数とも日によってばらつきがあった。

ツールの提案を目指し，その製作に着手した。H28 年度は交通流シナリオの到着機の情報を整理するところまで作

CDO の要求に対して管制部で承認をする時には，まだ進入管制区のレーダには映っていない。また進入管制区入成した。H29 年度は整理した情報を元に，地点の通過時刻を管理し航空路管制部分での時間調整を実施する。

域時に，経路が交差するかもしれない出発機の離陸時刻はまだわからない。そのような予測が不確実な中でどの程度

3.4 上昇・降下パスの検討

安心して CDO 機の安全間隔を確保していけるか，
管制部，

実際の上昇・降下パスをレーダデータから解析した。特に空港それぞれ管制官向けのシナリオを，実データをもとに関西空港への降下パスについては CDO を実施していない

作成し意見交換を行った。この結果は次年度以降のシミュ

ときの水平飛行部分や CDO 実施時の各地点の高度・速度

レーションでのパラメータ設定に生かされる。

のばらつきについて調査した。図１にある冬の１日の南西方面から関西空港滑走路 24 へに到着機の高度分布を示す。

3.2 ヒューストン空港の CDO の調査

日中の CDO 運用時間外では高度 29,000ft，16,000ft，

ヒューストンメトロプレックスは FAA 最初の OAPM

4,000ft での水平飛行が多いが，CDO 実施機は水平飛行部（Optimization of Airspace & Procedures in the Metroplex）で分がほとんどない。CDO 運用時間内での CDO 非実施機はあり，2 つの主要な空港を含み多くの到着機が CDO を実

交通量の少ない時間帯なので水平飛行部分は CDO 運用時施している。ジョージ・ブッシュ・インターコンチネンタ

間外に比べて少ない。

ー23ー－ 23 －

CDO 実施時の航跡や航空機の姿勢，出力データなどを解析中である。

●CDO 実施機●CDO 非実施機（運用時間内）●CDO 非実施機（運用時間外）

これらの結果は，3.3 で製作中の支援ツールでのパラメータ調整に生かされる。
3.5 大学との連携
公募型研究制度を利用して，大学との連携を進めた。横
浜国立大学上野教授と「安全間隔を考慮した CCO（継続
上昇運航）の研究」を開始した。H28 は条件に不確定性を持つ単機の最適経路生成アルゴリズムを検討し，CCO 機と CDO 機の干渉回避時間を算出した。

図１

地点 KARIN（南西方向からの到着）から滑走路 24
４．まとめへの到着機の高度分布

関西空港の CDO の現状を調査するとともに，すでに多また，フルフライトシミュレータを用い，CDO や制限

くの OPD を実現しているヒューストンの 2 つの空港につ付きの CDO の飛行を模擬しデータを比較した。図１と同いて調査を行い，
混雑時間帯への CDO 拡大の知見を得た。

様の経路を B777-200（B772)と B737-800（B738）でいろ

また，レーダーデータによる現状航跡の把握に加え，理想

いろな降下を模擬した場合の各地点の対地速度を図２に的な CDO や混雑時間帯での時間調整を含む CDO などを示す。横軸は空港に向かう主要な地点である。なお，

フルフライトシミュレーションによりデータを得た。さらKARIN が航空路管制セクタから進入管制区への移管地点に QAR データにより CDO 実施時のデータを得た。

である。また，これらのシミュレーションは全て同一の気

H29 年度は QAR データの解析を進めるとともに，CDO

象条件で行った。異なる機種で CDO の実施機や非実施機

実施判断支援ツールの航空路管制部分での時間調整が可が混在するときのバッファを検討するためのデータが取能となるよう，シミュレーションを行い，CDO 実施の条得できた。

件による運用の拡大について検討したい。

500

掲載文献

対地速度(knot)

450(1) 福島，平林，岡，伊藤，ビクラマシンハ，“関西空港

400への継続降下運航(CDO)の現状と改善点”，第 16 回電350

B772(CDO)

300

B772(現在）

250
200

子航法研究所研究発表会，2016 年 6 月．
(2) 岡，福田，福島，瀬之口，“高密度空域への CDO 導

B772(CDOで時間調整）

入拡大を目指した飛行時間変動幅の分析”，第 54 回飛B738(CDO)

行機シンポジウム，2016 年 11 月．

MIDAI MADOG STORK KARIN MAYAH
図２

対地速度

CDO の場合，機種が異なると高度や速度の降下率，減速率が異なるため位置によって高低が逆転することもあり，予測が難しい。さらに，現在の CDO でない運用や，
CDO であっても減速による時間調整を行っている場合は各地点の高度が低く，速度も遅いため間隔設定のときに多めの安全間隔を確保する必要がある。また，CDO の速度
は気象の影響をより大きく受けるため日によって通過速度が変わることとなる。
このため，航空会社よりクイックアクセスレコーダー（QAR; Quick Access Recorder）の QAR データも入手し，

ー24ー－ 24 －

実験とハザード解析による RNP AR と従来方式との混合運用の導入支援に関する研究【指定研究】
担当領域

航空交通管理領域

担 当 者○天井 治，森 亮太，松岡 猛

研究期間

平成 28 年度～平成 29 年度

1. はじめにまた，今までの簡略化した環境では気付かなかったハザ

近年，新しい計器進入方式として，航空機の優れた性能

ードや関西国際空港固有の環境に起因するハザードも顕を生かせる RNP AR（Required Navigation Performance

在化すると予想される。これまでの研究にて作成してきた–Authorization Required：特別許可を要する航法性能要件）

ハザード解析手法を用いてこれらのハザードを取り込ん進入方式が開発され，日本でも効果の見込まれる空港からでハザード解析を行うとともにハザード解析手法の有効順次導入されている。RNP AR 進入方式は平成 29 年 9 月

性を確認する。

現在 26 空港で導入されている。RNP AR 進入方式では自次の2項目の作成等を目標とする。

由度の高い経路設定が可能となり，その高い航法精度を活1. 関西国際空港での混合運用の可能性に関する資料の用して経路短縮による燃料削減や飛行時間の短縮，騒音を作成
2. 関西国際空港におけるハザード解析結果の取り纏め考慮した経路設定等が期待できる。RF（Radius to Fix） Legと呼ばれる円弧旋回を用いて滑走路近傍での曲線進入が2.2 本年度の研究可能となる。
現在主流となっている ILS（Instrument Landing System）

本年度は初年度にあたり，下記の項目の実施を計画した。

進入方式では，原理上滑走路手前で 5 NM（海里）程の直①

関西国際空港における交通流・運用環境の調査

線飛行を必要とする。航空管制官（以後，管制官）は，航②シミュレーション・ソフトウェアの改修

空機を物理的に一列に並べることにより，航空機同士の安③

リアルタイムシミュレーション実験（夏季）の準備・

全間隔（管制間隔）を確保して安全を担保する。しかし，実施

ILS 進入方式と RNP AR 進入方式による滑走路近傍での曲④

関西国際空港での混合運用に関するハザードの解析

線進入とが同一滑走路に対して同時に実施される場合（混⑤ICAO 会議等への参画による国際貢献

合運用と呼ぶ），物理的に一列に並べることができない。

①について。混合運用の導入対象とする関西国際空港にこのため，着陸までに時間的余裕が少ない滑走路近傍におおける航空交通流や運用環境を調査する。具体的には，レける平面的な思考となり，管制の困難度が増すことが予想

ーダデータ等における現行の航空交通流の把握や運用環される。

境の現地調査等を行う。また RNP AR 進入方式の経路設

我々は単一滑走路に対する，RNP AR 進入方式と ILS 進

計を航空局に依頼する。

入方式の混合運用の安全性と実現方法を研究している。本

②について。PC ベースの航空管制シミュレーション・研究では関西国際空港の空域を模擬した実験およびハザ

ソフトウェアを上記の関西国際空港における交通流・運用

ード解析等を行う。

環境の調査で得た情報にて関西国際空港に特化させた環境に改修する。

2. 研究の概要③について。関西国際空港に混合運用を導入した場合に2.1 研究の目標

ついて，上記の改修された航空管制シミュレーション・ソ

これまでの研究にて，RNP AR機最優先（Best-Equipped

フトウェアを用いて夏季（南風等）環境におけるリアルタ

Best-Served方式）の原則を適用した環境での混合運用の実イムシミュレーション実験を行い導入の可能性を調べる。

現可能性が見えてきた。しかし，今までは出発機を表示しまた，ハザードとなり得る事象の抽出を行う。

ないなど条件付きの環境にて実験を行っていた。本研究で④について。昨年度までの研究にて作成したハザード解は混合運用の導入対象空港を関西国際空港と定めて上記析手法を用いて関西国際空港における混合運用時のハザの制限を可能な限り取り払い，シミュレーション環境をよード解析を行い，安全性を評価する。
⑤について。ICAO SASP 会議等に参加してターミナル

り現実に近づけて実験を行うことにより，関西国際空港における混合運用導入の促進を目指す。

空域等における安全性評価手法の検討結果を発表し，併せー25ー－ 25 －

の実験を実施した。その結果，次の知見が得られた。

て情報収集を行う。

現在の交通量（ピーク時 IFR 到着機 21 便／時）で混

合率 30％の混合運用は，現在のままの運用（専用滑3. 研究成果

走路等）では困難。

①について。関連各所への多くの問い合わせを行って多数の情報を収集し，疑問点を解消した。また，認識できて

仮想仙台空域での実験時と同様，結果的に速度調整を多用する管制となった。

いなかった部分についての知見も得た。また，レーダデー
タ，飛行計画情報等を用いて交通流の調査，航跡の抽出を

3 年後の予測交通量（1.3 倍）での混合運用は滑走路

行い，到着機の速度・高度プロファイルやシナリオ等を作の使用方法等の条件を大幅に変更しない限り困難。

成した。更に複数の RNP AR 経路を検討し，それぞれの速ILS 機のみなら現行の運用形態でも対応できる可能度・高度プロファイル，航跡等を作成した。

性有り。

②について。関西国際空港の特性に合わせて管制リアル④について。考案したハザード解析手法を整理し，論文

タイムシミュレーション実験に用いるシミュレータプロ

誌への投稿を準備中である。混合運用では「管制方式基準」

グラムを改修した。具体的には，滑走路 2 本，複数の隣接の何処を変更すべきかの資料を作成した。実験状況の観察

空港の存在，複数の管制官役，出発機表示等に対応した。

結果を踏まえて関空における混合運用におけるハザード

また，管制官役，パイロット役の要望に応えて適宜プログを同定中である。
⑤について。平成28年5月と11月に開催されたICAO

ラムの改修を行った。
③について。関西国際空港を対象とした管制リアルタイ

SASP会議に参加し研究発表・意見交換を行った。洋上航ムシミュレーション実験の準備と実施を行った。準備に関空路を飛行する2機間の距離と速度誤差には依存性があり，しては，シナリオ，人員配置に関して情報を精査し，必要

現行の縦間隔のリスク評価値は過大評価になっており，な管制官役，パイロット役の決定およびそれに伴うクライ

ADS通報周期をもう少し長くできそうと提案していた。そアントパソコンの台数の決定・配置等を行った。関西国際の結果，福岡FIR内のRNP4 縦30NM間隔のADS通報周期

空港に直接絡まない飛行便（羽田－伊丹便等）は表示させの10分から12分への延長が決定され，平成28年11月から適ないなど簡略化できる部分は可能な限り簡略化した。更に，用されている。

作成したシナリオの妥当性を確認し，改善した。
4. まとめ実験は下記の条件で行った。

平成 28 年度の研究の概要を示した。前年度までに行っ・滑走路 24 を使用
・現行通り，北側を到着専用，南側を出発専用とする。

てきた研究成果を生かすために関西国際空港における混・RNP AR 便は全て許可。経路が伸びる誘導は不可。

合運用のリアルタイムシミュレーション実験を実施し，実・タワー移管は FAF（Final Approach Fix）までに行い，現可能性を調べた。その結果，現行のピーク時の到着機数では困難という知見が得られた。今後は，実施可能な時間

滑走路手前での管制間隔は後方乱気流間隔以上にする。

帯に限定した運用の可能性をリアルタイムシミュレーシ

・AWAJI 以東でのレーダ誘導は極力避ける。

ョン実験にて調べる予定である。

掲載文献
(1)

R. Mori, Speed Error Dependency and AssociatedPosition, ICAO SASP WG/28, May 2016.

(2)

天井，松岡：“RNP AR 機最優先方式での従来機との混合運用の可能性”，電子航法研究所第 16 回研究発
表会講演概要，2016 年 6 月.

図 1 経路構成例(3)

天井，松岡：“RNP AR と ILS 進入方式との混合運用における管制間隔に関する実験”, 電子情報通信学

図 1 に経路構成の一つを示した。MAYAH から RNP AR
経路と ILS 経路が分かれるが RNP AR は経路が短縮されて会ソサイエティ大会 A-18-1, 2016 年 9 月.
(4)いることが分かる。12 日間で 46 試行（一試行 40～60 分）

ー26ー－ 26 －

天井，松岡：“RNP-AR と従来方式が混在する運用方式の実現可能性に関する研究の概要と進捗状況

そ

の 4

～仙台空域ベースの航空管制リアルタイムシ

ミュレーション実験の結果と関西国際空港を対象にした実験の準備状況～”, CARATS 高規格 RNAV 検
討 SG 会議, 2016 年 10 月.
(5)

天井，松岡，“航空管制リアルタイムシミュレーショ
ン実験による RNP AR 機最優先方式での混合運用と従来運用との比較”，日本航空宇宙学会 第 54 回飛行
機シンポジウム，3K09，2016 年 10 月.

(6)

R. Mori, Lateral Deviation and Occupancy in Fukuoka
FIR, ICAO SASP/1, Nov. 2016.

(7)

天井:“同時平行進入における航空機対の占有率の推定”, 電子情報通信学会総合大会 A-18-4, 2017 年 3月

ー27ー－ 27 －

遠隔空港運用支援システムに関する研究【指定研究】
担当領域
担 当 者
研究期間

航空交通管理領域○井上 諭，ブラウン
平成 28 年度

マーク，米本成人（監視通信領域），塩見 格一（監視通信領域）

１． はじめに
中小規模の空港業務を，
安全かつ効率的に運用していAR 情報は，映像及び監視センサーによる位置情報とくための新しい技術的な仕組みとして，
リモートタワー

リンクし，航空機に関連付けられた固有の情報をタグにの研究開発が世界的に行われている。
リモートタワーは，表示できるようにしている。AR による業務支援情報の現在，空港のタワーで行われている業務を，映像技術お表示は，視界が低下するような場合においても，航空機

よびネットワーク技術等を活用し，離れた遠隔地に設置の位置情報がディスプレイ上に合成映像として表示さされた施設にシステムを集約し，管制業務を実施するもれることで，
オペレーターは航空機の位置を直感的に把のである。
空港の交通状況や安全などを監視する業務を握可能で，夜間や悪天候時等のオペレーションでも負荷離れた場所に設置された運用センターからも実施でき軽減に寄与する。
また双眼鏡を使うような特定の視界領るようにするためには，
光学および赤外線カメラや映像域を拡大したい場合に対応するため，PTZ カメラを装を映し出すディスプレイ，
監視センサーや情報通信技術

備している。PTZ カメラは特定の場所を拡大，さらにを活用したシステムにより，安全性の向上はもちろん，

位置センサーの情報と連動して特定の目標を自動的に現在のタワー業務と比較しても，効率的な運用が可能な追尾する機能を持つ。これらの機能により，オペレータシステムとしなければならない。そのため本研究では，

ーは空港から離れた運用センターからでも航空機を監

前年度までの基礎研究に続き，リモートタワー運用の実視し，必要な情報提供や指示等の業務が可能になる。

用化に向けて，システムに必要な技術開発やコンセプト
モデルのシステムインテグレーションを実施する。

３. 実験システム
本研究では仙台空港に隣接する岩沼分室にテストシ

２．システムの概要

ステムを製作，設置し性能検証を実施した。テストシス

空港のタワー業務を遠隔オペレーションとして行う

テムは，タワーから見える状況と同様の映像を複数のマにあたり，安全でありながら，より多くの航空機を効率

ルチディスプレイに映し出す。
（図 2）このプロトタイ

的にコントロールするためには，
視覚による監視情報をプシステムでは，固定カメラ及び PTZ カメラは汎用の拡充するシステムが推奨されている。 図 1 に示すようネットワーク HD カメラを使用した。

に，
リモートタワーのシステムではタワーで業務を行う
際にオペレーターが見る窓の外の状況（Out of The
Window view）と同様に，タワーからの光景と同様のパノラマビューをカメラとディスプレイのシステムにより提供する。また，空港周辺や空港内の航空機の位置は監視センサー情報を基に，
ディスプレイ上のパノラマビ
ュ ー に 支援 情 報と して 合 成し 拡 張 現実 （ Augmented
Reality：AR）型の表示を行う。これらの機能は安全性の向上と同時に，効率にも寄与できる。
図 2 プロトタイプシステム（ディスプレイ及び操作
通信ネットワーク

用 HMI）
運用センター

各地のリモート空港

・パノラマカメラ（光学、IR等）
・PTZカメラ（光学、IR等）
・監視センサー（レーダー、MLAT,ADS-B等）
・気象情報センサー
・無線通信

カメラからは 30fps で映像が配信され，シームレスに・パノラマディスプレイ（AR合成）
・PTZ表示・カメラ操作・制御パネル
・運用業務用支援情報パネル（FDMS 等）・監視センサー情報パネル
・気象情報パネル
・通信端末

なるように設置された HD のディスプレイ 6 台に 180°のパノラマ映像が出力される。
カメラとマルチディスプ
レイ間は，
メディアコンバーターを介した光回線で接続している。H28 年度に表示側の実験設備を岩沼分室から調布の実験室に移し，
光ファイバーのインターネット回
線の VPN を通して岩沼分室に設置してあるカメラから

図 1 システム概念構成

ー28ー－ 28 －

映像を約 300 ㎞離れた調布側のディスプレイに映し出できるため，
オペレーターの業務負担の低減につながる

す遠隔環境の実験を開始した。
配信される映像は欧州のと期待される。さらに，監視センサーの位置情報は固定技術基準である EUROCAE で定義されている映像遅延

カメラから送られてくる映像上にマッピングされてい基準の 1 秒以内に収まっており，システムが国際的な技るため，
たとえ映像データでの追跡が難しいような視界術要件を満たしていることも確認できた。

不良な環境でも，航空機の位置を表示し続けることを可能にしており，視程が悪い状況においても，オペレータ
ーの運用を視覚的にサポートできることが期待されて

４．ターゲットトラッキングいる。

リモートタワーの仕組みにおいて，新たに装備される機能の一つが航空機や移動体を検知，追尾することがで

５．PTZ カメラ

きるターゲットトラッキングである。
この機能はオペレ
ーターの視覚を支援するために有効な手段として，拡張

パノラマ映像の中で，特定の場所や移動体を拡大した

現実（以下，AR）技術を用いディスプレイの航空機やい場合には，パノラマ映像と連動し，映像の任意の位置

移動体が存在する位置にマーカーや付加情報を表示すを指定することで，その選択した場所を拡大するためのる。この機能は主に，映像データを元にした画像検知情仕組みをもつ。 映像認識と位置センサーの情報を元に

報と監視センサーから得た位置情報の２つを使用し，
デ

特定のターゲットを追跡することができ，
航空機の状態ィスプレイ上の航空機の位置に，便名や位置，またフラを確認したい場合に，作業負荷を低減しながら，確認作

イトプランなど，運用に必要な情報をタグとして表示す

業を行いやすく，業務を適切にサポートすることに役立ることができる（図３）。映像認識は，映像データ内のつと考えている。

動体の差分を検出することで，映像情報から航空機や空６．統合型操作用 HMI

港面を移動する車両を検出できる。
重ね合わせやノイズ
等の外乱情報を排除するためには閾値や補正処理等の新しいシステムでは，小規模な空港が対象となるが，技術を付加することで，精度よくスムーズな物体追跡が基本的には 1 人で運用することが考えらえている。
そこ可能になるように，
実用領域へのブラッシュアップを継で，今までタワーではそれぞれに装備されている業務支続しながら，性能向上に取り組んでいる。

援機器を 1 人用のシステムにインテグレートして使用可能な HMI デザインの検討も実施している。最初のプロトタイプではレディオ空港を対象として，
人間中心設計の考え方に基づき，業務分析から情報の配置や表示の仕方を検討し，HMI デザインを検討した（図 4）。

図 3 ディスプレイ上のトラッキング表示例
現在，
ターゲットトラッキングで採用しているアル
ゴリズムはトラッキングのリアルタイム性を第一に考え，処理時間を重視しており，基本的には背景差分法の考え方を用いている。しかし，背景差分法で生じる分断などの問題は，
速度ベクトル成分の抽出やフィルタリン

図 4 操作用 HMI デザイン例（カメラ操作機能及び，グ等の技術で解決でき，
映像ベース技術の追跡精度の向フライトプラン，気象情報の設定を統合した例）

上ができることを確認している。また，ノイズや，気象条件による可視光カメラによる指定の限界などにおい

７．まとめては，映像認識の機能が働かない場合でも，位置情報セ

本研究ではリモートタワーの実用化を目指し，そのた

ンサーからの情報を用いて航空機のいる位置を推定し，めの基礎的なプロトタイプシステムを作成し，機能検証

映像上に表示することで，空港内のどの位置に航空機がを実施した。今後も，後継研究で実運用を想定したテス

いるのかを知ることができる。
またフライト情報と結びトを続け，機能の精度向上や技術課題の解決を行っていつけることで，位置と個々の航空機の関係がすぐに理解く予定である。

ー29ー－ 29 －

データリンクを活用した中期コンフリクト検出技術の研究【基盤的研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

航空交通管理領域○瀬之口 敦，平林 博子，白川 昌之
平成 27 年度～平成 29 年度

１．はじめにCONFの発生位置分布(2014.1-11)
遭遇10000ft以上

CARATS ロードマップでは運行中のリアルタイムな軌45

道修正に関する施策が挙げられている。それによれば，航44

空交通量の増大に対応するため，飛行中における時間管理

4342を導入するとともに，中期の航空機のコンフリクト検出・

41

解決支援，およびデータリンクによるリアルタイムな必要

40
39

最小限の軌道修正を実現することが求められている。
本研究の目的は，20 分程度先までの航空機の 4 次元軌

38
緯
度 37

道を予測して潜在的なコンフリクトを検出し，その解決を

36
35

支援する中期コンフリクト検出技術について，データリン

3433

クを用いた高精度の軌道予測によりコンフリクト検出部

32を高度化することである。

31
30

128

130

132

２．研究の概要

134

136

138

140

142

144

経度
CONF

本研究は 3 ヵ年計画であり，第 2 年次となる平成 28 年

FIX

coast_line

図 1 中期コンフリクト検出時の航空機位置分布度は①軌道予測の精度と中期コンフリクトの検出閾値の分析，および②気象変化の予測性向上に伴う軌道予測の精度評価の 2 点を実施した。

４．考察等
最終年度となる次年度（平成 29 年度）は以下の 3 点を

３．研究成果実施し，研究成果をとりまとめる予定である。

3.1 軌道予測精度と中期コンフリクト検出閾値の分析(1) 軌道予測の精度と中期コンフリクトの検出閾値のレーダデータ（実航跡）および飛行計画情報を用いて分析（継続案件）

20 分先の軌道を予測し，中期コンフリクトの発生数を求(2) 気象変化の予測性向上に伴う軌道予測の精度評価

めた具体例を図 1 に示す。用いた予測手法・精度に改善の（継続案件）(3) DAPs 機能を利用した高精度な軌道予測に基づく中余地があるとは思われるが，中期コンフリクト検出時の航空機位置が航空路に沿って分布している等，特徴的な傾向

期コンフリクト検出技術の評価を示すことがわかった。これより，DAPs/ADS-B の取得可

- DAPs 機能を利用した場合の軌道予測精度と中期コ

能パラメータとして定義されている Next Waypoint よりもンフリクト発生数の関係を解析する。

先の FIX 情報や今後予想され得る管制指示の情報が重要と考えられる。

掲載文献[H28-1] 平林，瀬之口，白川，“中期コンフリクト検出技

3.2 気象変化の予測性向上に伴う軌道予測精度評価

術の必要性と課題”，第 16 回電子航法研究所研究発表会

SSR モード S の DAPs 機能による風向・風速，温度（推講演概要，No.4，2016 年 6 月．

定値）への品質管理の適用について検討した。機上観測値[H28-2] 白川，瀬之口，“羽田空港における TCAS RA につそのものをダウンリンク可能な航空機（存在はごく少数）

いての検討”，第 3 回安全情報分析委員会（主催：国土を対象に，推定値と機上観測値を比較した結果，要求範囲

交通省航空局交通管制部管制課），2017 年 3 月．

外の気象値や異常値，地表付近のデータを除外することで[H29-1] 平林，“中期コンフリクト検出技術の必要性と課推定値の RSME が大きく減少するとわかった。

題”，航空管制誌 2017-No.2，pp.50-57，2017 年 4 月．

ー30ー

－ 30 －

予防安全のための状況認識支援に関する研究【基盤的研究】

担当領域

航空交通管理領域

担 当 者 ○青山
研究期間

久枝， 中村陽一， 井上諭

平成 27 年度～平成 29 年度

1. はじめに習課程の自学習用副教材として試行及び評価，操作性・

航空交通量の増大に伴い，航空保安業務従事者の業務不具合など実用に関するアンケート調査を継続して行っ量も増大する中で，航空交通の安全性向上は最優先の課ている。また，管制官養成課程のみならず現場管制官の題とされる。その達成に向けて，業務の自動化範囲の拡

スキル評価を想定したタスクレベルの判定等について評大等が検討されているが，航空保安業務の中心は人間で価機能の向上を検討している。
状況認識能力向上の支援については，先行研究により，あり，航空保安業務従事者である航空管制官（以下，管制官）もより安全性の高い業務を行うことが求められる管制官が一般人より若干の優位性が見られた空間把握能上，業務経験を通じて獲得された技能を伝承し，維持・力に関し，管制業務に必要な認知的能力と日常的な活動向上させていくことも必要とされる。このような業務にとの類似点を検討した。その結果，特定のスポーツ

おいて，ヒューマンファクターに関する分析とそれに基（サッカー，野球など）ではあるが，競技者の行動や団づく安全管理に対する支援が今後さらに必要である。

体競技に見られるチームワークに類似点が見られること

本研究では，予防安全の実現において重要な状況認識がわかった。飛行場管制業務において，管制官は目視にに関する技能の向上支援に向けて，二つの観点からアプより捉えた航空機の位置を頭の中で空港面の俯瞰的な図

ローチする。まず，これまでに電子航法研究所，東北大に投影している。スポーツにおいても，競技場のレイア

学，東京大学が共同で基本的開発を行ってきた管制処理

ウトが描かれた盤面を用いた戦略説明を選手は俯瞰的なプロセス可視化ツール COMPASi（Cognitive system Model

位置として捉え，試合に臨む。また，環境条件が予測でfor simulating Projection-based behaviors of Air traffic

きない形で変化し，その変化に合わせながら行動するこ

controller in dynamic Situations in interactive mode）の教とが要求されるオープンスキルを必要とされることも類

育・訓練支援ツールとしての実用性評価及び機能向上を，似と言える。エラーに対する何重ものカバーやテクニカ

管制官の養成機関の協力を得て行うことにより，限られルな技能とノンテクニカルな技能の両方を訓練と経験をた期間での効率的な教育・訓練の可能性を模索する。ま

通じて取得していることも類似が見られた。

た，現場運用における安全性と効率性を検討するための4. 今後の見通し

評価機能の開発を試みる。次に，様々な分野で重要視さ航空保安大学校における COMPASi の試行及び評価なれている，変化する状況下における適切な状況認識のどを継続していくと共に，これまでの認知的能力の調査きっかけとなる「気づき」に注目し，「気づき」能力にに基づいた「気づき」能力向上のための支援機能を追加

関する基礎的な調査及びその支援について検討し，認知する予定である。

プロセスの分析に基づく状況認識能力向上に向けた教掲載文献

育・訓練支援手法を開発することにより，航空保安業務(1) 狩川他：“航空路管制業務における到着間隔設定プ

従事者の安全管理面からもリスク低減に繋がることを目

ロセス可視化手法の機能評価”，ヒューマンインタ

指す。

フェース学会論文誌，Vol. 18 No.3，pp. 143-156，

2. 研究の概要

2016 年 4 月．

本研究は 3 ヶ年計画であり，本年度は以下の項目を実(2) 中村他：“航空機の燃料消費の観点からの管制処理
戦術評価ツール”，日本人間工学会第 57 回大会，pp.

施した。

262-263，2016 年 6 月．

・COMPASi の実用性評価及び評価機能向上
・状況認識に関する調査・検討及び状況認識能力向上(3) D. Karikawa, et al.：“Analysis of Controllers’ Workingの支援手法開発

Methods Supporting Safe and Efficient Air Traffic

3．研究成果

Operations”

航空保安大学校のご協力をいただき，COMPASi を実

ー31ー－ 31 －

，

The

13th

IFAC/IFIP/IFORS/IEA

Symposium HKS2016，ThuDTrack4.1，2016 年 9 月．

空港周辺における運航効率向上に関する研究【基盤的研究】
担当領域

航空交通管理領域

担 当 者 ○森
研究期間

亮太、青山久枝、中村陽一

平成 28～29 年度
特徴がある。本研究では，着陸機の滑走路選択を最適化で１．はじめに
世界の航空交通量は，今後も増大が見込まれており，そきるようなシステムの構築を目指す。

れに伴い空港およびその周辺における混雑が深刻化している。一般に空港におけるボトルネックは滑走路であり，

３．研究成果離着陸の際には安全のため最低限必要な離着陸間隔(通常３．１

離陸機の燃料消費削減

1 分半～2 分程度)が定められているため，混雑空港におい昨年度までは，主として空港内の不確定性を考慮するたては離陸機・着陸機それぞれが滑走路待ちで列をなしていめのシミュレーションモデルの構築を行ってきた。本年度

るのが現状である。本研究では，地上走行中の離陸機の燃は，そのモデルを使用して，実際に TSAT の設定手法の提料消費削減，効率的な着陸経路の設定，羽田空港への到着案を行った。具体的には，空港運用における 2 つの値を説

管理システムの開発の 3 点について検討を行う。

明変数として，TSAT を動的に切り替える手法である。これを組み合わせ最適化問題に落とし込み，タブーサーチと２．研究の概要いう最適化手法を用いて，最適な TSAT 設定手法の探索を２．１行った。その結果，通常用いられる TSAT 設定手法と比較

離陸機の燃料消費削減

地上走行時の離陸機の燃料消費削減を行うためには，タしたところ，従来手法と同等のタキシング時間削減を維持

キシング時間削減を行うことが有効である。離陸機は通常しながら，遅延が 20～80%程度も減少できることがわかっ

出発準備ができ次第スポットを出発し，滑走路手前まで地た。[2]

上走行(タキシング)を行う。滑走路が離着陸機で混雑して３．２

効率的な着陸経路の設定いる場合には，滑走路付近に着いても地上で待たされ，タ

実際に効率的な経路設定が可能であることを示すためキシング時間が通常より長くなり，必要以上の燃料消費をに，ケーススタディとして，熊本空港の RNP AR 方式行うこととなる。これを避けるために，一定時間スポット(RNAV(RNP) Y RWY 25)を対象として検討を行った。本方で待機することでタキシング時間を削減する試みが行わ

式は，通常の着陸経路により急勾配となっており，パイロ

れており，各航空機に設定されたスポット出発時刻をットにとっては難しい着陸となる。実際のフライトデータ

TSAT(Target Start-up Approved Time:スポット出発承認時

からその飛行実態を検証したところ，パイロットによりさ刻)と呼ぶ。しかしながら，実際には不確定性が存在し，

まざまな飛行が行われていることがわかり，入域ウェイポ

事前に想定したシナリオ通りに事がすべて進むわけでは

イントにおける速度がその後の飛行の困難さにつながっない。そのため，不確定性を考慮した上で TSAT を適切にていることがわかった。そのため，入域ウェイポイントに設定しなければ，タキシング時間を減らすだけでなく，同おいて速度制限を課すことにより，パイロットにとって飛時に本来離陸できた時間よりも離陸時刻が遅くなってし行しやすい方式になるだけでなく，燃料消費としてもまうリスクが伴う。そのため，TSAT をどのように設定すB737-800 で 10lb 程度の節減が可能であることがわかった。

ればよいかという点を本研究で取り扱うこととする。

[1]

２．２

効率的な着陸経路の設定

着陸機に関しては，着陸経路を工夫することにより，現掲載文献

状より効率よく飛行する方法について考察する。近年，日[1] 森「研究開発課題報告：最適な飛行方式設計に関する本においては着陸機の燃料消費削減を 1 つの目的として，研究，CARATS 高規格 RNAG SG，2016/04.

RNP AR 方式の導入が進められている。本方式は，従来の[2] R. Mori, “Improvement of Pushback Time Assignment

飛行方式に比べて自由度が高く柔軟な経路設定が可能でUnder Uncertainties,” ICAS 2016, Daejeon, South Korea,

あるため，本研究では既存の RNP AR 経路を対象とし，よ2016/09.

りよい方式設計が可能かどうかを検証する。

[3] 森「TSAT/VDGS システムの評価」第 4 回首都圏空港

２．３の協調的運用 WG 羽田分科会，2017/03.

羽田空港への到着管理システムの開発

羽田空港は，4 本の滑走路が存在し，離陸機，着陸機が各 2 本使用しているが，運用は相互に影響を与えるというー32ー－ 32 －

プロセス指向型安全マネジメントに関する研究【萌芽的研究】

担当領域

航空交通管理領域

担 当 者 ○青山

久枝，中島

徳顕

平成 27 年度～平成 28 年度

研究期間
1. はじめにな安全支援活動の効果等について知見を得た。

航空交通の効率性・経済性向上に対する社会的ニーズ

また，得られた知見に基づいて，管制官の認知プロセに応えつつ，高い安全性を維持していくために，航空管ス，状況認識や情報取得のやり方や，業務分担と相互の制分野では継続的な安全性向上への取り組みが行われてカバーなどの業務の特徴を記述する手法を検討し，レジきた。その一方で，近年，航空分野のようなすでに高い

リエンスエンジニアリング分野で提案されている FRAM

安全レベルを達成している産業分野における安全性向上（Functional Resonance Analysis Method：機能共鳴分析手をより効率的に実現していく上で，新たなアプローチの法）によるモデルの試作を行った。モデルを用いたシス必要性が指摘されている。そのようなアプローチの一つ

テムの分析や組織的な安全支援活動の検討に適用できるであるレジリエンスエンジニアリングでは，安全を「変ようにするためには，さらなる記述手法の検討が必要で動条件下で成功する能力」と定義し，その能力を担保すある。

る「プロセス」の有効性に着目することにより，予防的かつ多重の安全マネジメントを開発・実装する取り組みが行われている。
本研究は，プロセス指向型の安全マネジメント実現に向け，飛行場管制業務を起点とし，その安全かつ円滑な業務遂行を支えている個人／チーム／組織のプロセス（管制官による特徴的な業務の進め方や情報共有のための仕組み，教育・訓練等）の整理・モデル化を図ると共に，それらのレジリエンスエンジニアリングの枠組みを図1用いた分析・評価の可能性について予備的検証を行うこ

FRAM によるモデル化の例とを目的とする。
また，調査を通じて，「業務」に直接関係するプロセ
2. 研究の概要

スのみならず，その確実な遂行を支える管制官個人や本研究は 2 ヵ年計画であり，以下の項目を実施した。

チームのプロセスを含めたモデル化とその相互作用の分・個人／チーム／組織のプロセスの詳細な調査

析の必要性が確認されたため，今後も後継研究にて業務

・個人／チーム／組織のプロセスの整理・モデル化観察および管制官へのインタビュー調査を継続して行っ・各プロセスのレジリエンスエンジニアリングの枠組みていきたい。

を用いた分析・評価可能性の予備的検証
4. 今後の見通し
3．研究成果今後は，本研究の後継研究として，平成 29 年度科学研

国土交通省大阪航空局中部空港事務所のご協力をいた

究費補助金

基盤研究（B）「予防安全に向けたシステ

だき，現地の管制官に対するインタビューを通じて飛行

ムの強靭性分析手法に関する研究」において，引き続き，

場管制業務の流れとそれを行う管制官の認知プロセスに管制業務の実務経験者，安全マネジメント等の各分野のついて詳細な調査をのべ 4 回実施した。

専門家と協力し，管制官／管制官チームの認知プロセス

管制官個人/チーム/組織のプロセスの包括的な解明は困難であったが，いくつかの具体例を通じて，安全かつ円の分析結果に基づいた実践的な安全マネジメントの分析手法の提案と有効性評価を行う予定である。

滑な業務遂行に寄与していると考えられる管制官個人やチームの業務の進め方，情報共有に関する特徴，組織的ー33ー－ 33 －

掲載文献(1) 狩川：“Safety-I & Safety-II

安全マネジメントの過去と未来（エリックホルナゲル著，北村正晴／小松
原明哲監訳）”，翻訳分担（第 5 章），2015 年 11月．
(2) 狩川他：“Safety-Ⅱの観点に基づく飛行場管制業務の分析(1)－業務の特徴抽出の試み―”，日本人間工学会第 57 回大会講演集，pp.372-373，2016 年 6月．
(3) 青山他：“Safety-Ⅱの観点に基づく飛行場管制業務の分析(2)－航空管制官の暗黙知に関する考察―”，日本人間工学会第 57 回大会講演集，pp.374-375，
2016 年 6 月．
(4) 青山他：“「機能」の観点からの飛行場管制業務の分析”，ヒューマンインタフェースシンポジウム
2016 論文集，pp.1-4，2016 年 9 月．
(5) 狩川他：“飛行場管制業務における情報源の分析”，
ヒューマンインタフェースシンポジウム 2016

論文集，pp.5-8，2016 年 9 月．
(6) 狩川他：“飛行場管制業務におけるレジリエンスの分析”，計測自動制御学会

システム・情報部門学術講演会 2016 講演論文集，SS01-3, 2016 年 12 月．

ー34ー－ 34 －

性能準拠型運航（PBO）と協調する到着スケジューリングの研究【萌芽的研究】
担当領域
担 当 者
研究期間

航空交通管理領域○伊藤 恵理，中島 徳顕，天井 治，ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ，虎谷 大地
平成 28 年度～平成 29 年度

１．はじめに我が国では，近い将来に初期的な到着管理システムを導入する見込みであり，その後の継続的なシステムの発展が計画されている。将来的には，新旧の機材や運航が混在す
る飛行状況を想定し，機上の搭載品を活用する性能準拠型

図 1 合流最適化問題の例

運航(PBO: Performance-Based Operation)と協調する到着ス

実験に参加して FIM 実験機に搭乗した。飛行実験の結果

ケジューリングが必要である。さらに，管制官やパイロッなどを CARATS 監視アドホックに反映して，我が国の施トが運用可能なプロトコルを備えなければならない。

策決定に役立てた。

そこで本研究では，近い将来の実用化に向けて研究開発
2.2 FPA(Fixed-flight Path Angle)降下が進められている機上ベース運航である機上監視応用システム(ASAS: Aircraft Surveillance Applications System)のFPA 降下とは，経路角を固定した垂直経路に航空機を飛応用方式を活用する IM(Interval Management)と，燃料消行させる CDO である。本研究では，B777 および B787 型

費量を 削 減 す る 継 続 降 下 運航 (CDO:Continuous Descent

フルフライトシミュレータ実験により，FPA 降下を東京国

Operation)を実現する FPA(Fixed-flight Path Angle)降下を際空港ならびに関西国際空港に適用した結果を解析し，ベ

東京国際空港に到着する交通に適用した場合の有効性を

クター誘導などの従来の運航と比較してエネルギー効 率評価するとともに，それらの新しい運航と協調する到着が優れていることを確認した。研究成果を 2 本の論 文にスケジューリングアルゴリズムの研究開発と基礎検討をまとめ，国際ジャーナル論文誌に投稿した。

実施している。初年度となった平成 28 年度の研究概要は以下のとおりである。

また，FPA 降下は既存のアビオニクスを利用して実行できることから近い将来の実用化が期待されたため，ジェプ
セン社とブランシュワイク工科大学との共同研究を実施

２．研究概要し，ボーイング社の協力のもと ecoDemonstrator プロジェ

2.1

クトへの参画を予定している。2 月にはシアトルのボーイ

IM(Interval Management)

IM は，ASAS 応用方式の一つである FIM(Flight-deck
Interval Management)と，FIM を実施する航空機(FIM 機)をング社で打ち合わせをし，B777 機を利用した実験のために WSRD(Work Service Request Document)を提出した。

含む航空交通の到着スケジューリングを自動化して管制官 の 業 務 を 支 援 す る

GIM(Ground-based Interval

2.3

到着スケジューリング

Management)を利用した空対地の連携技術により，滑走路空港に到着する航空交通について，到着スケジューリン

処理容量を増加し，管制官のワークロードや環境への負荷

グ（到着の順序づけと到着時刻の算出）と，それを達成すを低減する運用である。そこで本研究では，FIM を東京国

る航空機の最適な軌道生成を同時に行うアルゴリズムを際空港に到着する航空機に適用して有効性を評価するた研究開発し，有効性を検証した。航空交通が合流する地点

めに，SPICA シミュレータを改修し，風や飛行経路などのまでの軌道と到着順序づけを最適化する合流最適化問題

さまざまな不確実性の影響下で FIM の有効性を評価でき（図 1）を解く新しい手法である軌道順序同時最適化手法

るよう，理化学研究所のスーパーコンピューター・京に搭（ Simultaneous Optimization Method for Trajectory an α

載するプログラムを書き換え，動作確認を行った。

sequence: SOM-TS）を提案した。そして，後方乱気流など

IM の国際基準策定にも貢献するため，10 月にワシントの制約を考慮し東京国際空港への到着交通流を模擬した

ン DC で開催された RTCA SC186 WG4 会議にて IM の要件

ケースに適用する初期的なシミュレーションの結果，到着

作 成 に 参 加 し た 他 ， 3 月 に 東 京 で 開 催 さ れ た ICAO

交通流の燃料消費の合計が最小になるような到着スケ

ASA(Airborne Surveillance Applications) WG ワークショッ

ジューリングを実現できることがわかった。研究成果を複プで研究成果を発表した。さらに，2 月には FAA，ユナイ
テッド航空，ハネウェル社が参画した NASA ATD-1 飛行

数の国際学会で発表した。

ー35ー－ 35 －

無人航空機の交通管理に関する調査【調査研究】
担当領域
担 当 者
研究期間

航空交通管理領域
○平林

博子，中島

徳顕，宮津

義廣

平成 28 年度
り，おおむね日本の方式は他国の方式と同等のものである。

１．はじめに
近年急速に無人航空機に関する需要と関心が高まって交通管理に関する各国の動向として，低高度の交通管理きている。比較的小型の無人航空機の飛行ルールに関してに焦点をあてた UTM（Unmanned Aircraft System Trafficは平成 27 年 12 月から航空法で規定され施行を開始していManagement）の動きが進んできている。米国 NASA が進る。一方，大型の無人航空機の民生用途の利用の動きも世める NASA UTM は，米国連邦航空局（FAA）公認の無人界的に広まっており，ICAO（International Civil Aviation

機テストサイトを活用し研究開発を四段階で進めている。

Organization）の技術向上のタイムラインを提供している

現時点では人の居るところからは分離された空域での目

ASBU（Aviation System Block Upgrades）において，有人の視外飛行の運用に関する検討である第二段階が終了し，情航空機との融合した運用が目標とされている。当所の長期報のない非協調的な無人航空機の飛行を含めた検討であビジョンにおいても，従来の航空機と無人航空機が混在する第三段階へ入るところである。また，欧州が中心となり，る空域に対応した航空交通管理に関する技術開発の実施

UTM の基本構造に関して定義化を目指した組織体が平成が挙げられている。

26 年 7 月に Global UTM として発足した。
日本においても，

本研究では，現段階での各国における無人航空機の運航総合研究奨励会として日本無人機運行管理コンソーシア

及び運用に関する情報を整理することで，有人の航空機とムが平成 26 年 7 月発足し，現在もワーキンググループに

無人航空機の混在運用における運航方式，運用の課題を明よる活動を進めている。

らかにする。

２．研究成果
無人航空機は，通信手段，飛行形態，飛行能力，飛行範囲，情報管理等において多岐に及ぶためその分類は未だ世
界での共通認識に至っていないが，リスクに応じて分類する考え方が浸透しつつある。交通管理の視点で考察する場
合は，飛行する空間を基準に考えていくと整理しやすい。
図 1 は無人航空機の飛行範囲と他の飛行との関係をダイ
図 1 無人航空機飛行範囲ダイアグラム

アグラムで示したものである。おおよその飛行範囲は棲み分けされているように見えるが，無人航空機の飛行が影響を及ぼしリスクが高まる可能性はある。中／高高度滞空型

３．まとめ

無人機においては中／高高度空域に至るまでの上昇及び無人航空機の利活用の増加に伴い，飛行ルール等は世界空域から離脱し降下する過程での航空機に対する影響，小中で整いつつある。日本においては，特に低高度おける利型無人航空機においては比較的低高度で飛行する有視界活用が高まってくると思われる。さらに活用の幅を広げる

飛行方式による飛行及びその他レジャー等によるスカイ

ためには目視外飛行が必要となるため，低高度を飛行する

アクティビティに対する影響が考えられる。さらに無人航航空機の安全の確保のためにも，今後低高度の無人航空機

空機自体の安全性が確保されなければ密集地域上空及び交通管理が不可欠となる。

飛行場近辺での飛行は地上の人家及び飛行場離着陸機への影響が懸念される。

掲載文献

平成 27 年の改正航空法により整理された「無人航空機」(1) 平林博子，中島徳顕，宮津義廣，「無人航空機運航のは，リスクの少ない飛行範囲及び飛行ルールを定めたもの

航空サービスへの融合の可能性について」，第 54 回飛である。このように国による整理は各国でも進んできてお行機シンポジウム，2016 年 10 月

ー36ー

－ 36 －

航空機の到着管理システムに関する研究【競争的資金】
担当領域
担 当 者

航空交通管理領域〇福島幸子，瀬之口

ナヴィンダ
研究期間

敦，マーク

ブラウン，伊藤

ビクラマシンハ，中島

徳顕，福田

恵理，
豊

平成 26 年度～平成 28 年度に，航空交通シミュレータを用いてシミュレーションを実

１．はじめに
現在，首都圏空域は空港への交通集中による滞留が発生施した。運用コンセプトの概念図を図１に示す。

している。混雑空港周辺の到着区間は，軌道予測技術，最適化技術などによる軌道ベース運用の導入による運航効

ターミナルエリア
空港から約30～40NM周辺の現行のターミナル空域に相当する領域

率改善の便益が大きい区間である。今後，首都圏空港の交ターミナルゲート
到着管理
フリーズホライゾン

通需要の増加が予測されており，このような交通集中によターミナルゲートから約15～20分ほど手前

る滞留を低減し，安全で効率的な運航を実現する到着管理

四次元軌道最適化
フリーズホライゾン

手法の構築が求められている。諸外国では現行の運用方式

A-FHから
約5～10分ほど手前に基づいた到着管理システムが開発され，運用されている。

到着管理システムの作動開始点

我が国の航空交通は，高い定時性が求められ，偏西風の影

空港周辺約100～150NM

響などを受ける。そこで，我が国の航空交通を解析し，新図１

技術に対応する到着管理システムの運用コンセプトとア

提案した運用コンセプト

ルゴリズムを開発することが求められている。
本研究の目的は，現状の航空交通などを分析し，スケジ

出発空港周辺から目的空港のターミナルゲートまではュール準拠により運航効率性の高い降下軌道を実現可能

本研究で開発した軌道モデルにより計算した最適軌道をな新しい到着管理方式のアルゴリズムの開発を行い，シミ

飛行することとし，出発空港からの航空機についてスケジュレーションによりその新しい方式がどの程度の便益（燃ューリングアルゴリズムを適用した。また，気象予報デー

料の節約，飛行時間の短縮，交通容量の増大）を生み出す

タに起因する軌道予測の不確実性と近距離便の出発によかを明らかにすることである。

る到着順の不確実性への対応として，リスケジューリング
を模擬した。シミュレーションの例を図２に示す。

２．研究の概要
本研究は国土交通省交通運輸技術開発推進制度による委託研究として，九州大学，首都大学東京，早稲田大学，
茨城大学，株式会社構造計画研究所との共同研究として実施された。
本研究は 3 年計画である。平成 28 年度の研究においては，以下を実施した。
・運用コンセプトのまとめ
・軌道モデルの精度向上
・スケジューリングの性能向上及びスケジューリング軌道
図２

生成精度の向上シミュレーションの様子

・気象データ活用方法の提案

後ろの図は最適軌道通りに飛行している様子で，手前の・滑走路運用最適化の開発「地点 ADDUM の通過時刻」では ADDUM での通過予定

・新方式の評価

時刻（ETA）とスケジューリング時刻（STA）で管理している。スケジューリングにより軌道は途中で変わることがある。

３．研究成果羽田空港に到着する航空交通流の効率的な到着管理を提案したコンセプトは運航の不確実性にも対応でき，燃目指して，到着管理システムの運用コンセプトを昨年度提料効率もよく，処理容量も低下しないことをシミュレーシ

案した。この運用コンセプトの有効性を明らかにするため

ョンにより明らかにした。

ー37ー－ 37 －

軌道モデルの精度向上のために，BADA モデルの精度をSciences, ICAS2014_0743, 11.7.3, Sept. 2014

評価する必要があり，ボーイング 787 の飛行記録装置(3) 手塚，瀬之口，福田，"アプローチ軌道の平滑化風況モ（QAR）を解析した。その結果，通常の運用の飛行におデルを用いた羽田空港到着機の TBO に関する検討"第 52

いて BADA の性能モデルは燃料流量を比較的良い精度

回飛行機シンポジウム，2A01，JSASS-2014-5090，2014 年（3%以下）で表現していることがわかった。

10 月

昨年度開発した動的計画法（Dynamic Programming）に(4) 手塚，瀬之口，"管制空域への流入・流出量に着目した加えて，実運航を模擬できる，3 変数モデルを開発した。

羽田空港到着便の遅延の調査", 日本機械学会第 23 回交

DP で計算された経路を固定し，上昇・降下の CAS，巡航通・物流部門大会(目黒区)，1210，2014 年 12 月のマッハ数のみを変数とすることで，実運航上，速度制御(5) 手塚，瀬之口，"偏西風の影響による羽田空港到着機のをうけた場合の飛行管理装置（FMS）の生成する軌道を模

到着予定時刻のゆらぎの調査"平成 26 年度航空宇宙空力

擬できる。

シンポジウム，1L9，2015 年 1 月

気象データの活用に関しては，先行機の SSR Mode S デ(6) 原田明徳, 小塚智之, 宮沢与和, ナヴィンダキトマルータを用いるときの有効な範囲として，同高度を飛行する

ビクラマシンハ, マーク ブラウン, 福田 豊, 国内定期旅

先行機と後続機の時間差が 30 分程度以内であれば，数値

客便の運航効率の客観分析, 航空宇宙技術, 第 14 巻, pp.

予報モデルを用いるよりも風速の予測精度が上がること

171-178, 2015.12.

を示した。また，羽田空港手前のエンルート空域での気象(7) Yoshikazu Miyazawa, Haruki Matsuda, Sadanari Shigetomi,

急変の予測可能性を検討したが，降雨や雷雲については難Akinori Harada, Tomoyuki Kozuka, Navinda Kithmal

しいことが解り，強いエコーを避ける経路変更による不確

Wickramasinghe, Mark Brown, Yutaka Fukuda, Potential

実性を加味する必要があることがわかった。

Benefits of Arrival Time Assignment, Dynamic Programming

滑走路処理については羽田空港で容量制約の厳しい南

Trajectory Optimization applied to the Tokyo International

風運用に着目して処理効率の実態を解析した。シミュレー

Airport, 11th USA/EUROPE Air Traffic Management R&D

ションにより離陸機数を考慮した到着空域における間隔

Seminar, Lisbon, 2015.06.

制御については，到着空域における入域最低間隔（メタリ(8) 石原潤一, 武市昇, 佐藤瑞騎, 軌道ベース継続降下運

ング間隔），ベクタリング可能量，また離陸機数の予測精用による降下航空交通流制御の一手法, 日本航空宇宙学

度などの制御パラメータや条件が離着陸滑走路の処理効

会論文集, Vol.63, No.5, pp.210-216, 2015.10.

率に有意に影響を与えることが分かり，着陸間隔の設定に(9) Haruki Matsuda, Akinori Harada, Tomoyuki Kozuka,

より平均遅延が低減されることを示した。

Yoshikazu Miyazawa, Navinda Kithmal Wickramasinghe,

スケジューリングとしては，昨年度開発したスケジュー

Arrival Time Assignment by Dynamic Programming

リング方法に加えて，さらに 2 種類のスケジューリングを

Optimization, ENRI International Workshop on ATM/CNS開発した。また，運航コストが低減される方式を検討し，(EIWAC 2015), 2015.11.

運航評価システムによりスケジューリング結果の実現に(10) 松田治樹, 原田明徳, 小塚 智之, 宮沢 与和, ビクラ

問題がないことを示した。

マシンハナヴィンダ,動的計画法を用いた軌道最適化によ

今後は H29 年度からの指定研究「航空機の拡張型到着

る到着時刻指定,第 53 回飛行機シンポジウム, 2015.11.

管理システムの研究」において拡張型到着管理システムの(11) 宮沢 与和, 劉信榕,飛行時間と燃料消費量の最適化

運用プロトコルや到着スケジューリング手法について検に関する一考察, 第 53 回飛行機シンポジウム, 2015.11.

討・提案をしていきたい。

(12) 金本貴文, 森俊介, 宮沢 与和, CARATS Open Data を用いた混雑空港周辺の航空交通流と空港発着容量に関す

掲載文献

る一検討, 第 53 回飛行機シンポジウム,2015.11.

(1) 重冨，小塚，宮沢，ビクラマシンハ，ブラウン，福田，(13) 手塚 亜聖, 瀬之口 敦, 羽田空港到着機のダイヤグ“SSR 監視データを用いたターミナル空域周辺の飛行解

ラム表示による巡航区間での時間調整の検討, 第 46 期年

析”,第 52 回飛行機シンポジウム，
2A08，JSASS-2014-5145，

会講演会, 2015.4.16

2014 年 10 月

(14) 手塚 亜聖, 瀬之口 敦, 山岳地域上空を飛行する航(2) A. Harada, T. Kozuka, Y. Miyazawa, N. K. Wickramasinghe,

空機の位置による風の変化の調査，第 53 回飛行機シンポ

M. Brown, Y. Fukuda, “Analysis of Air Traffic Efficiency

ジウム,2015.11.

Using Dynamic Programming Trajectory Optimization”, 29th(15) 手塚 亜聖, 瀬之口 敦, 標準的な飛行・風況モデルか

Congress of the International Council of the Aeronautical

ら予測した巡航飛行時間と管制レーダの航跡との差異のー38ー－ 38 －

分析, 第 47 回流体力学講演会/第 33 回航空宇宙数値シミュ

Optimal Arrival Time Assignment and Control Analysis Using

レーション技術シンポジウム,2015.7.

Air Traffic Data for Tokyo International Airport, AIAA Paper(16) 手塚 亜聖, 瀬之口 敦, 気象庁数値予報モデルと先

2017-1246, AIAA Guidance, Navigation and Control

行機のダウンリンクデータを用いた風況予測の精度比較,

Conference, Grapevine, Texas, 2017.

平成 27 年度 航空宇宙空力シンポジウム, 2016.1.

(28) Yuki Higuchi, Naoto Kitazume, Tomoyuki Kozuka,(17) Yuichiro Yamamoto, Asei TEZUKA, Correlation of

Keiichi Tamura, Yoshikazu Miyazawa and Mark Brown,

Estimated flight time uncertainty between popup flight andEfficient Control of Arrival Time at a Congested Airport's

sequenced flight for Haneda airport calculated by JMA meso‐

Terminal Area, ICAS2016, 2016.

scale model, Asia Pacific International Symposium of(29) Takeichi, N., Nominal Flight Time Optimization for

Aerospace Technology (APISAT 2015), 2015.11.

Arrival Time Scheduling through Estimation/Resolution of(18) Asei Tezuka, Atsushi Senoguchi, Creating severe weather

Delay Accumulation, Transportation Research Part C:

model for arrival manager

Emerging Technologies, 2017.

by analyzing the flight data of weather front passage, AIAA(30) Takeichi, N., Kaida, R., Shimomura, A. and Yamauchi, T.,

Science and Technology Forum and Exposition (SciTech 2016),

Prediction of Delay due to Air Traffic Control by Machine2016.1.

Learning, AIAA-2017-1323, AIAA Modeling and Simulation(19) 平田輝満, 二見康友,混雑空港における離着陸順序付

Technology Conference, Grapevine, TX, 9-13 Jan. 2017

けの実態と容量算定に関する分析，第 53 回飛行機シンポ(31) Eri Itoh, Mark Brown, Atsushi Senoguchi, Navinda

ジウム,2015.11.

Wickramasinghe and Sachiko Fukushima, Future Arrival(20) 二見康友，平田輝満：混雑空港における離着陸順序

Management Collaborating with Trajectory-Based Operations,付けの実態と容量算定に関する分析，第 52 回土木計画学

Air Traffic Management and Systems II, Springer, Feb. 2017.

研究発表会・講演集，2015．

(32) 平田輝満，二見康友，蒔田良知, 混雑空港における離(21) 伊藤恵理, ブラウンマーク, 瀬之口敦, ビクラマシン

着陸順序付けの実態と滑走路処理容量に関する研究，土木

ハナヴィンダ,福島幸子, 四次元軌道運用と協調する航空学会論文集 D3（土木計画学）Vol.72 No.5，pp.I_1037-I_1045,

機の到着管理システム, 第 53 回飛行機シンポジウ

2016.

ム,2015.11.

(33) Keiichi Tamura, Akinori Harada, Yuki Higuchi, Haruki(22) E. Itoh, M. Brown, A. Senoguchi, N. Wickramasinghe, S.

Matsuda and Yoshikazu Miyazawa, Accuracy Evaluation of an

Fukushima, Future Arrival Management Collaborating with

Aircraft Performance Model using Cargo Flight Data for Air

Trajectory-Based Operations, ENRI International Workshop on

Traffic Management Research, 2016 Asia Pacific International

ATM/CNS (EIWAC 2015), 2015.11.

Symposium on Aerospace Technology (APISAT2016),2016.

(23) 石原潤一, 武市昇, 鐙陽介, 運航データを用いた(34) 田村 恵一, 原田 明徳, 樋口 雄紀, 松田 治樹, 宮沢

CDO 導入効果の評価とその運航コスト最小化，第 53 回飛与和, 貨物便の飛行データを用いた航空機の性能モデル

行機シンポジウム,2015.11.

に関する研究, 日本航空宇宙学会第 47 期年会講演会,2016(24) Takeichi, N., Ishihara, J. and Abumi, Y., Validation Study

年.

on Descent Trajectory Optimization and Scheduling(35) 手塚亜聖，瀬之口敦，気象庁数値予報モデルと先行

Improvement using Actual Operation Data, AIAA-2016-0423,

機のダウンリンクデータの誤差に着目した風況予測精度

AIAA Modeling and Simulation Technology Conference, San

向上，日本航空宇宙学会第 47 期年会講演会，2016 年

Diego, CA, 2016.1.

(36)手塚亜聖，瀬之口敦，先行機ダウンリンクデータを用(25) 樋口雄紀, 小塚 智之, 宮沢 与和, マーク ブラウン,

いた後続機の風予報精度向上に関する考察，第 48 回流体FMS を利用した到着時刻制御のための一検討, 第 53 回飛

力学講演会/第 34 回航空宇宙数値シミュレーション技術シ

行機シンポジウム（松山）, 2015.11.13.

ンポジウム講演集，2016 年.

(26) Takeichi, N., Tachibana, M., Abumi, Y., and Bayasgalan,(37)手塚亜聖，瀬之口敦，実運航データの活用による気象

E., Waypoint Optimization for Accurate Pseudo-RTA in

データの風速予測精度向上に関する考察，第 54 回飛行機

Descent Trajectory, IEEE/AIAA 34th Digital Avionics Systems

シンポジウム，2016 年.

Conference, Prague, Czech, 2015.9.

(38) 手塚亜聖，瀬之口敦，羽田空港到着機への影響が大(27) Yuki Higuchi, Naoto Kitazume, Keiichi Tamura,

きい気象急変時の運航の分析，平成 28 年度航空宇宙空力

Tomoyuki Kozuka, Yoshikazu Miyazawa and Mark Brown,

シンポジウム講演集，2017 年.

ー39ー－ 39 －

(39) 蒔田良知，平田輝満，二見康友，気象条件に着目した滑走路処理容量の変動特性に関する研究，第 53 回土木計画学研究・講演集，2016 年.
(40) 平田輝満，蒔田良知，二見康友，気象条件に着目した滑走路処理容量の変動特性に関する研究，第 54 回飛行
機シンポジウム，2016 年.
(41)請川克之, 矢野夏子，“経路延伸を考慮したコンフリク
トフリー軌道生成アルゴリズム” ，第 54 回飛行機シンポジウム，2016 年.

ー40ー－ 40 －

羽田空港への将来の航空交通を評価する航空管制シミュレーション環境の設計【競争的資金】
担当領域
担 当 者
研究期間

航空交通管理領域○伊藤 恵理，金谷一朗（長崎県立大学），狩川大輔（東北大学）
平成 27 年度～平成 29 年度
図 1 NLR が研究開発した NARSIM(https://i.ytimg.com/vi/PwbQZVuNCBA/ma
xresdefault.jpg より)

１．はじめにヒューマンインザループシミュレーション（以下，HITL
シミュレーション）とは，管制官が操作するレーダー卓やパイロットが操作するコックピットを模擬する環境を研究室に作り上げ，実際に管制官やパイロットに操縦操作してもらって新システムが正常に動作するか，期待通りの性に実施した海外調査の結果に基づき，オランダ航空宇宙研
究所が研究開発した NARSIM（図 1）という HITL シミュ
レーションエンジンが適当であるとの結論を得た。

能を発揮できるかなどを検証するシミュレーションである。次世代運航の安全性や効率を検証するために，HITL
シミュレーション実験による検証評価が必要不可欠だが，我が国はこのための実験環境を有していない。そこで本研
究は，将来の航空管制システムを模擬して評価する実験施

2.2 ドイツ航空宇宙研究所（DLR）との研究連携
昨年度に HITL シミュレーション環境の調査のために訪問した DLR より，HITL シミュレーション共同実施の申し出を受けた。DLR は NARSIM を所有しており，HITL シ設の実現に向けて，学術的な視点から，発着枠の増大が見ミュレーションの実績がある。さらに，フランクフルト空込まれる羽田空港への到着機を対象とした HITL シミュレ

港などに到着する次世代の航空交通管理の研究を実施しーション実験のための航空管制シミュレーション環境をており，共通の研究課題に取り組んでいることから，共設計する。2 年目となった平成 28 年度に実施した研究概

同研究の実施を決定した。このために，DLR と電子航法

要は以下の通りである。

研究所の包括的共同研究契約を平成 29 年 3 月に締結した。

２．研究の概要

2.3 シミュレーション概念設計

2.1 航空管制シミュレーション環境の規模と体制

DLR と共同で HITL シミュレーションの概念設計を開昨年度に実施した国内外の航空管制シミュレーション

始した。電子航法研究所は，羽田空港周辺の航空交通を対環境の調査により，日本で実施可能な研究規模と体制に制

象に，2030 年頃に実用化が予定されている新しい運航と限があることが浮き彫りとなった。そのため，限られた研協調する拡張型到着管理システムについて，HITL シミュ

究予算およびヒューマンリソースで実施可能な HITL シミ

レーションの概念設計に着手した。DLR の FlexiGuide 研ュレーションの規模と体制を，国内外の専門家と分析した。

究 チ ーム と協 力し ， 日 本 とヨ ー ロ ッ パ の 相 互 運 用 性

国外では，大規模な HITL シミュレーション環境とそれ（Interoperability）を評価できるよう，平成 29 年度以降にを利用した航空管制研究に実績のある NASA エイムス研

共同研究を実施する。

究所とラングレー研究所を訪問し，羽田空港に到着する航空交通を模擬する HITL シミュレーション実験の規模を調

2.4 研究成果の社会発信査した。現地で専門家らと議論した結果，HITL 実験の最人間社会と AI（Autonomous Intelligent: 自律知能）が協

小規模は，エンルートとターミナルを含めて管制官のレー

働する次世代の航空管制システムを構築するために，そのダー卓は 4 卓（1 卓は航空交通の初期化に利用する卓）必基盤となるさまざまな学術分野を横断した学問を「航空管要であり，シミュレーションチームは最小で 8 名（ディレ

制科学」と名付け，研究成果を社会に発信した。適切なオクター１名，実験の専門家 2 名，システム管理者 1 名，バートメーションの導入がこの分野で急務の課題であり，管ックアップで 4 名）必要だとわかった。

制官やパイロットと協働可能であるか評価する HITL シミ

さらに，電子航法研究所が過去に所有していた旧 HITLュレーション研究の重要性を紹介した書籍「空の旅を科学

シミュレーション環境の改善点を分析した。その結果，シする」（河出書房新社刊）を出版した他，毎日新聞や時事

ミュレーションエンジンのバグ取りにかかるコストを削

通信社などの新聞，Wedge や SYNODOS などの Web，お減するために，フルスクラッチで HITL シミュレーション

よび企業等での講演活動を通して，研究成果を広く社会にエンジンをつくるのではなく，既存のシミュレーションエ

還元した。

ンジンの利用が必須であると結論づけた。そこで，前年度

ー41ー－ 41 －

ー42ー－ 42 －

２ 航法システム領域

5 は，QZSS の利用による新サービスの創出を図るため，
ASEAN 地域における L1-SAIF 補強方式の性能評価を行う研究である。

Ⅰ 年度当初の試験研究計画とそのねらい
平成 28 年度においては，当所の長期ビジョンを基に行

6 は ，GNSS の 脆弱 性の 対策 とし て， 代替 シス テム

政当局などの要望を考慮しながら下記の研究を計画・実（APNT）を構築する際の性能要件を明らかにし，国内に施した。

導入する場合の課題を抽出する研究である。
7 は，我が国における安全な GNSS 運航を提供するため

１．GNSSを利用した曲線経路による精密進入着陸方式等の GNSS 監視システム及び当該監視システムを用いた運用の高度な飛行方式の研究
２．次世代GNSSに対応したアベイラビリティの高い航法コンセプトの提案を目指す研究である。
8 は，GBAS を活用した後方乱気流の回避と GBAS 運航にシステムに関する研究
３．地上型衛星航法補強システムの運用性能評価に関す

対する気象の影響について調査し，それらの運航コンセ
プト構築を含む実現可能性の検討と，実現までの要件やる研究
４．新たな後方乱気流管制方式の設定に関わる安全性評

課題を抽出する研究である。
9 は，衛星航法における誤差の低減や信頼性の向上の価と気象・運航データベースの構築
５．GNSS広域補強サービスのアジア地域における性能向ため，電離圏の密度変動のトモグラフィー解析を行い，電離圏 3 次元リアルタイムモニタリングシステムを開発

上に関する研究する研究である。

６．GNSS障害時の代替（APNT）に関する研究

10 は，衛星=地上ビーコン観測と赤道大気レーダーを

７．GNSS監視に関する研究
８．到着進入経路における気象の影響評価に関する研究

組み合わせて，低緯度電離圏の変動の時間・空間構造を

９．電離圏リアルタイム３次元トモグラフィーへの挑戦

明らかにする研究である。
11 は，社会が必要とする宇宙天気情報と宇宙科学が提10．新・衛星=地上ビーコン観測と赤道大気レーダーによ供できる情報のギャップを克服し，社会に「役に立つ」

る低緯度電離圏の時空間変動の解明

宇宙天気情報を提供する双方向システムを開発する研究

11．次世代宇宙天気予報のための双方向システムの開発である。
1 及び 2 は重点研究，3 及び 4 は指定研究，5 から 7 は基盤的研究，8 は萌芽的研究，9 から 11 は競争的資金にⅡ 試験研究の実施状況よる研究である。

5 ヶ年計画の 4 年度にあたる「GNSS を利用した曲線経

1 は，曲線精密進入等の GLS（GBAS Landing System）

路による精密進入着陸方式等の高度な飛行方式の研究」

による高度な飛行方式に関する技術開発を実施し，旅客

では，TAP 機上装置の画像生成部を改修し飛行実験によ機の PBN・GLS 機能で可能な飛行方式および GLS 曲線進入

り指示データを取得した。また，RNP to xLS 方式で緩いの実現を目指す研究である。

降下角を持つ中間セグメントの設計方式を検討し，妥当

2 は，次世代 GNSS 環境への対応，補強システム間の連性を確認した。さらに，GLS 衝突危険度モデル開発のた携による性能向上，宇宙天気情報の活用により，GNSS のめパイロット操舵の縦方向のモデルを横方向に拡張をおアベイラビリティ向上を目指す研究である。

こなった。

3 は，GBAS の運用性能評価手法および運用性予測技術

5 ヶ年計画の 2 年度にあたる「次世代 GNSS に対応したの確立，ならびに大空港での運用に対する技術的課題のアベイラビリティの高い航法システムに関する研究」で抽出と解決策の提示を行うことで，GBAS の円滑な導入へ

は，次世代 GNSS 環境に対応したプロトタイプシステムのの貢献を目指す研究である。

開発を進めるとともに，補強システムの相互利用につい4 は，混雑空港の着陸容量の拡大に資するために，我て方向性を見出した。また，ICAO における活動を通じてが国の運航形態を踏まえた後方乱気流を考慮した離隔距

アジア太平洋地域共通 GBAS 電離圏脅威モデルを構築する

離の基準案（RECAT-Japan）の作成と安全性評価を行うたとともに，SBAS 及び GBAS を対象とした電離圏脅威対策

めに必要な気象・運航データベースの構築を目的とするのガイダンス文書を策定した。

研究である。

4 ヶ年計画の 2 年度にあたる「地上型衛星航法補強シー43ー－ 43 －

ステムの運用性能評価に関する研究」では，VDB 覆域検航法への利用に関する基準策定への貢献，宇宙天気情報

証評価ツールの開発のため，大学と連携して電界強度計のユーザーと提供者の情報交換を行った。

算アルゴリズムを改良した。また，運用性能評価ツールのハードウェアを調達し，ソフトウエアの初版を開発し

Ⅲ 試験研究の成果と国土交通行政，産業界，学会に及た。

ぼす効果の所見

3 ヶ年計画の初年度にあたる「新たな後方乱気流管制

当領域の研究は，航空行政の支援などを通じて，航空方式の設定に関わる安全性評価と気象・運航データベー

交通の安全性，航空利用者の利便性向上，環境負荷の軽スの構築」では，国際調査に基づいて RECAT-Japan 作成

減などの達成に向けて行われている。

及び安全性評価に必要なデータ，解析手順を検討し，ま航空に使われる技術は国際的な調和が必要であるため

た，仙台空港の LiDAR を羽田空港内に移設し，着陸機がに，国際機関である ICAO，RTCA 及び EUROCAE において基生成する後方乱気流の連続観測を開始した。

準の作成，改訂のための活動が行われている。航法技術

3 ヶ年計画の 2 年度にあたる「GNSS 広域補強信号サー

では航法システムパネル(NSP)において新しい GNSS の技

ビスのアジア展開に関する研究」では，電離圏嵐モニタ術基準及び検証作業の活動が行われている。また，SBASを使用して電離圏伝搬遅延推定に使用する観測データのを整備運用中の関係各国(日，米，欧州，加，印)が参加調整を行う改良策を開発した。

する SBAS 相互運用性検討ワーキンググループ会議(IWG)，

3 ヶ年計画の 2 年度にあたる「GNSS 障害時の代替

GBAS における開発や運用を計画している関係国，機関，（APNT）に関する研究」では，飛行検査データを活用し，企業等が参加する IGWG(国際 GBAS ワーキンググループ)

国内に設置された DME の測距誤差量について定量的な解会議などにおいても検討がなされている。当領域では，析を行った。

これらの国際会議に参加し，技術資料を提出して基準作

2 ヶ年計画の初年度にあたる「GNSS 監視に関する研究」

成等の国際的な活動に寄与している。

では，国外での研究における調査，及び航空機の運航中

当所の数多くの研究成果は，今後設置･運用する航空保での GPS 受信障害の事例や原因の調査を実施し，我が国安システムの技術基準，運用基準の策定等に必要な技術における GNSS 監視システムのコンセプト及びシステム構

資料として，行政の整備するシステムの性能向上，整備

築のための提案を行った。

方針策定に貢献し，国土交通行政に直接貢献するととも2 ヶ年計画の最終年度にあたる「到着進入経路におけに，米国航法学会，電子情報通信学会，日本航空宇宙学

る気象の影響評価に関する研究」では，監視レーダー航会，測位航法学会，日本航海学会等のおける講演発表や跡等から羽田空港について使用滑走路毎の実際の着陸間論文として，広く社会に周知され，航法システムの応用

隔（時間間隔及び距離間隔）を算出し，向い風，横風の面からみた技術の方向性の提案として活用されている。

強さといった気象条件との関係性を明らかにした。
4 ヶ年計画の 3 年度にあたる「電離圏リアルタイム３
次元トモグラフィーへの挑戦」では，リアルタイム解析
システムの改良を行うとともに，電離圏リアルタイム 3次元トモグラフィーの衛星航法への応用，及び過去デー
タの大量解析に着手した。
4 ヶ年計画の 2 年度にあたる「新・衛星=地上ビーコン
観測と赤道大気レーダーによる低緯度電離圏の時空間変動解明」では，赤道大気レーダー周辺及びタイ・バンコ
クにおける電離圏勾配観測を継続的に実施し，プラズマ
バブルの観測データを解析した。
5 ヶ年計画の 2 年度にあたる「次世代宇宙天気予報のための双方向システムの開発」では，電波伝播シミュレータの開発・検証と，ICAO における宇宙天気情報の航空ー44ー－ 44 －(航法システム領域長 福田 豊)

GNSS を利用した曲線経路による精密進入着陸方式等の高度な飛行方式の研究【重点研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

航法システム領域○福島荘之介､齊藤真二､森亮太､毛塚敦､山康博､星野尾一明
平成 25 年度～平成 29 年度

１．はじめにGNSS による精密進入着陸システムである GBAS（地上型衛星航法補強システム）は，カテゴリーI 運用の実用化フェーズに入り，海外では現在の ILS と同等な直線進入による GLS（GBAS Landing System）運用が開始された。
一方，ICAO（国際民間航空機関）は，ターミナル空域における PBN（性能準拠型航法）の展開を推進し，GLS 進
入着陸の導入により運航の最適化を図るとともに，GLSを活用した運航効率の向上，環境負荷の低減，空港容量
図１：TAP 評価飛行実験時の画面出力の拡大を目指している。この実現のため，現在直線に限定されている精密進入経路を曲線化するなど GLS の特徴を生かした高度な飛行方式を実現する技術の開発が強く

図中の円形の表示が TAP 経路を表している。さらに，実望まれている。

験用航空機の FMS の航法データベースに RNAV(RNP)
RWY27 経路を追加し飛行実験を実施した。これにより，同経路に対する FMS のフライトディレクター出力、コー

２．研究の概要
本研究では，曲線精密進入等の GLS による高度な飛行方式に関する技術開発を実施し，国際標準策定に必要なスデビエイションを得ることができ，今後追加を予定している FD 指示値の算出の参考となる。

進入セグメントなどの定義，障害物間隔の課題を解決す（2）RNP to GLS 方式の設計条件の検討

ることを目的とする。
このために，（1）機上実験装置を開発し，飛行実証を通RNP の RF（円弧）旋回と GLS の最終進入セグメントをして GLS 曲線セグメント（TAP）の実現方法に関する課

接続して精密進入を行う RNP to GLS 方式の設計手法を検題を解決する。また，（2）フライトシミュレータ実験に討した。前年度は，より経路短縮効果が高い飛行方式としより，ジェット旅客機の PBN・GLS 機能で可能な飛行方て，飛行方式からレベルセグメントを省き，RF レグの終式を実現し，我が国での有効性を検証する。さらに，（3）端に直接最終進入セグメントを接続する方式を設計して，

GLS 誤差モデル，機体モデル，風モデルを組み込んだモ航法データベース（NavDB）コーディングの課題を解決しンテカルロシミュレーションツール・人間操縦モデルをて実験を試みた。しかし，高温時（ISA+30℃）には，コ

開発し，障害物との安全間隔を評価して飛行方式を設計ースからの水平偏移である LOC と垂直偏移である GS のする手法を確立する。

オートパイロットにおける制御モードの切り替え（キャプチャ）がほぼ同時に発生し，RF レグの終端と最終進入セ

３．研究結果グメント間に中間セグメントとして TF レグの挿入が必要（1）機上実験装置画面生成部の改修と飛行データ取得であることがわかっていた。

本年度は，機上装置のコックピットディスプレイ画面生

本年度は，この TF レグを挿入する設計法のうち，これ成部を改修し，TAP 経路に対応した経路表示機能を追加し，まで FAA の諮問機関である PARC（Performance-based

飛行実験を実施した。飛行実験では，仙台空港に設定されoperations Aviation Rulemaking Committee）が提案していたている RNAV(RNP) RWY27 をオーバーレイする経路デー

Shallow Intermediate Segment（緩い降下角を持つ中間セグ

タを TAP 経路として GBAS 地上装置から放送し曲線経路

メント）を挿入する設計方法をより詳細に検討した。昨年に沿った飛行を実施した。 飛行実験時の画面表示の例を

度の燃料流量の計測結果で明らかにしたように，中間セグ

図 1 に示す。

メントでのレベル飛行は、燃料流量を増加させ飛行効率がー45ー－ 45 －

低下する。このため，降下角を持つ中間セグメントを使った設計は，飛行効率を改善すると言える。
本年度は，LOC と GS のキャプチャ条件を明らかにするために，国内航空会社の操縦士へのインタビューを試み，（1）ISA+30℃においても GS ポインターが最低 1dot 以上になること，（2）GS より先に LOC をキャプチャすること，(3)ARNINC424-19 に基づいて NavDB を設計可能であることなど，経路設計の条件を明確にした。その上で，条件を満たして降下角を最大とする中間セグメント長を計算するアルゴリズムを提案し，飛行検証のためのサンプルとしての試験経路を設計した。
この経路の NavDB を設計し，787 フルフライトシミュレータにより地上気温を可変して昨年度と同様に経路上を模擬飛行して検証した。この結果，試験経路上の飛行で計測された LOC/GS 偏移は，計算によって求めた LOC/GS

図４：降下点（FAF）高度に依存した、中間セグメント長偏移とほぼ一致し，高温時においても GS より先に LOCと降下角の関係（高温時：ΔISA=30℃）。FAF 高度が高い

がキャプチャすることが確認でき，経路設計の妥当性が検ほど最大降下角は小さく、中間セグメント長が長いほど、証された。また，模擬飛行により，GS 偏移が計算結果と最大降下角を大きくすることが可能である。

差を持つデータを調査したところ，この原因がフラップとギアの操作にあることが判明した。このため，提案アルゴ
リズムに高度方向のバッファを持たせる必要があること（3）パイロットの操縦モデル等を含めたシミュレーショ

が明らかになった。この改良を加えた提案アルゴリズムにンツールの拡張
GLS の衝突危険度モデルにより障害物との安全間隔をより，中間セグメントの降下角と最適長の関係を導いた。

評価する手法を確立するため，昨年度までに操縦モデルの構築に必要な実験データを取得可能な反力付きシミュレ
ータ環境を構築し，データの取得を行い，縦方向におけるモデル化を行った。本年度は，昨年度開発した縦方向のモ
デルを横方向に拡張をおこなった。開発したモデルは，離散的，確率的，周期的な操舵といったパイロット操舵の特
図２：緩い降下角を持つ中間セグメントの例（地上気温に徴を模擬するようなモデルであったが，これらの特徴は横よりグライドスロープへの会合点が変化する。ΔISA は国方向の操縦にも同様であることがわかった(5)。そして，

際標準大気との差分を意味する）

開発モデルの入力を横方向のものへと変えてモデル化を行ったところ，縦方向同様にモデル化に成功した。
図 5 に，縦方向と横方向のモデル化結果を示す。縦方向と比較し，横方向はロール角がより明確に周期的に推移していることがわかるが，操縦モデルの内部のパラメータ変化のみで，これらの違いを表現することができた。この内
容について，文献(5)にて発表を行った。今後は，これら構築したモデルを用いて，逸脱量とその確率の関係性を計算する予定である。

図３：曲線コースに沿った降下点（FAF）から航空機までの距離と LOC 及び GS 偏移（左：計算結果、右：FFSIM による記録データ、風無し）

ー46ー－ 46 －

年 11 月．
(5) R. Mori, “NOVEL PILOT CONTROL MODEL WITH
STOCHASTIC AND PERIODICAL MOVEMENT,” ICAS
2016, Sep. 2016.

図 5：パイロットモデルの出力の比較 (上)ピッチ方向の操縦 (下)ロール方向の操縦

４．おわりに
本年度の主な成果は，（1）TAP 機上装置の画像生成部を改修し，FMS 航法データベースによる飛行実験により，
TAP 経路のフライトディレクター指示データを取得した
こと，（2）RNP to xLS 方式で緩い降下角を持つ中間セグ
メントの設計方式を検討し，フライトシミュレータ実験により妥当性を確認したこと，（3）GLS 衝突危険度モデル
開発のためパイロット操舵の縦方向のモデルを横方向に拡張をおこなったことである。

掲載文献(1) S. Fukushima, R. Mori, N. Fujiwara, “Flight simulator oftransition from RNP to xLS final,” 17th International GBAS
Working Group, April 2016.
(2) Yoshihara, “R&D activities for advanced procedures using
GBAS in ENRI,” Final approach operation symposium,
Jan-Feb, 2017.
(3) 福島荘之介，齊藤真二，森亮太，山康博，“RNP から
xLS に接続する進入方式の設計条件の検討”，第 54 回飛行機シンポジウム，日本航空宇宙学会，2016 年 10 月．
(4) 福島荘之介，“GLS による将来運航の進展（計器着陸システムの現状と将来）”， 電子航法研究所講演会，2016

ー47ー－ 47 －

次世代GNSSに対応したアベイラビリティの高い航法システムに関する研究【重点研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

航法システム領域○坂井 丈泰，齋藤 享，吉原 貴之，毛塚 敦，麻生 貴広，北村 光教，伊藤 憲，星野尾一明
平成27年度～平成31年度

補強システムはそれぞれが独立して稼働することと１．はじめに衛 星 航 法 シ ス テ ム GNSSは 一 般 に イ ン テ グ リ テ ィして開発されてきているが，例えばある補強システム（完全性）について十分な保証がなされておらず，そが電離圏の異常を検出したならばその情報は他の補のままでは航空機の航法に利用するには安全上の問強システムにとっても有用である。すなわち，補強シ

題がある。衛星航法システムのインテグリティを保証

ステム同士の相互利用により，互いの性能向上を図る

これを航空機の航法に利用可能とするのが補強シスことが考えられる。

テムである。航空機ユーザは，衛星航法システムと補第三の 方策は，宇宙天気 情報の活 用である。 ICAO

強システムを併用することで，所要のインテグリティ

AN-Conf/12においては，電離圏擾乱を含む宇宙天気諸による航法を得る。垂直誘導が可能な補強システムに現象が航法システムに与える影響の適切な評価と回は SBAS及 び GBASが あ り 前 者 は 静 止 衛 星 を 使 用 し ，避策の開発についても必要性が指摘されたところで後者は地上施設から補強情報を放送する。

ある。数時間や数日先の予報を含む宇宙天気情報の利

GNSSに お け る イ ン テ グ リ テ ィ 確 保 の う え で 主 要

用により，アベイラビリティの高い航法システムを実な脅威は上空にある電離圏の擾乱現象であるが，我が現することが考えられるし，GNSSの利用ができない

国を含む磁気低緯度地域ではその影響が大きい。この場合にあってもその旨を予報することが可能とな る 。

ため，従前のシステムでは必ずしも十分なアベイラビ

本 研 究 で は ，こ れ ら の 方 策 に つ い て ，コ ン セ プ

リティが得られず，すなわち電離圏擾乱の発生時にト及び技術的要件の検討とともに研究開発を実GNSSを利用できなくなることがある。

施 す る 。 研 究 の 実 施 に あ た り ， GNSS 及 び 航 空 シ

本研究は，このようなGNSSの利用促進上の課題にステムの国際性に十分配慮することとしている。

対応するために実施することとしたものである。平成28年度は，5ヶ年計画の第2年度であった。

３．実施内容と成果
3.1

２．研究の概要

次世代GNSS対応

次世代GNSS環境（複数システム・複数周波数）に補強システムを含む衛星航法システムのアベイラ

対応した補強システムについて，規格化活動に参画す

ビリティ向上を図るため，本研究では次の方策についるとともに，プロトタイプシステムの開発を進め た 。

て検討を実施する。

次世代SBASについては，関係各国によるSBAS相互第一の方策は，次世代GNSS環境への対応である。

運用性会合において規格案に対する議論を行った。ま近年は衛星航法システムの変革期であり，既存システ

た，次世代SBASのプロトタイプシステムを開発し，

ム （ 米国 の GPS及び ロシ アの GLONASS） に つ い て は

複 数 シス テム （ GPS及び GLONASS） ・ 複 数 周 波数 に

信号数の追加などの改良が，また一方では欧州対応した補強処理が正常に行われることを確認した（ Galileo） や 中 国 （ BeiDou） に よ る 独 自 シ ス テ ム の（図１）。このプロトタイプシステムを使用して次年

構 築 が 進 め ら れ て い る 。 2012 年 に 開 催 さ れ た ICAO

度に準天頂衛星システムによる実証実験を行うため

AN-Conf/12 で は こ れ ら 次 世 代 の GNSS 環 境 に 対 応 すに，関係機関と必要な調整を行った。

る必要性が確認されており，複数周波数・複数システ

次世代GBASについては，国際動向を調査するととムの利用による性能向上が期待されている。現行の補もに，プロトタイプシステムの基本設計を実施した。

強 シ ス テ ム （ SBAS及 び GBAS） は ， い ず れ も 単 一 周

また，次世代GBASについてフランス・ツールーズに

波数・単一システムにしか対応していない。

て国際共同実験を行い，欧州機材の次世代GBAS信号

いま一つの方策は，補強システム間の連携による性能 向 上 で あ る 。 現 在 の と こ ろ SBASや GBASと い っ たを収集するとともに当所既存ソフトウェアによる評価を行った。

ー48ー－ 48 －

3.2

ステムによる実証実験を実施するとともに，研究活動

補強システムの相互利用

補強システムの相互利用について，SBAS信号を利の国際的な展開を図ることとしたい。

用 し て GBASの 性 能 向 上 を 図 る 方 式 に つ い て 検 討 を継続した。利用形態としては，（i）SBAS衛星の距離情報の利用，（ii）SBASが放送している電離圏補強情報 の利用 ，（ iii）SBAS監 視 局 の観測 データ の利用 ，が考えられる。このうち（i）については，現行MSAS
では測距精度が十分ではないことがわかった。（ii）
については，次項の宇宙天気情報の利用とあわせ，GBASの性能向上に有用との見通しを得ている。
3.3

宇宙天気情報の利用

宇宙天気情報の利用については，宇宙天気の影響と宇宙天気 情報の活用法をまとめた文 書を ICAO（ 国際
民間航空機関）における運用コンセプトの策定作業向
図１

けに提供した。また，特にアジア地域における電離圏

次世代SBASプロトタイプシステムの評価例

擾乱のモデル化等を目的として設置されたISTF（ 電離
圏研究作業部会）には議長として参加し，アジア太平洋地域共通GBAS電離圏脅威モデル（図２）を構築す
る と と も に ， SBAS及 び GBASを 対 象 と し た 電 離 圏 脅
威対策のガイダンス文書を策定した。当該ガイダンス
文書は，ICAO APACの正式文書（AP151/16）として発行されている。
3.4

公募型研究：スポラディックE層の影響評価

研 究 課 題「 ス ポ ラ デ ィ ッ ク E 層 が V HF 航 空 通信・航法に与える影響の評価」について公募を
行 い ，電 気 通 信 大 学 を 選 定 し て 研 究 を 委 託 し た 。
過去 3 ヶ年分のスポラディック E 層（しばしば発生する電離圏 E 層の擾乱現象）における異常
伝搬観測データを解析したところ，搭載受信機

図２で問題となるレベルの混信が比較的頻繁に発生

ISTFにて策定した

アジア太平洋地域共通GBAS電離圏脅威モデル

する可能性があることがわかった。異常伝搬によ り ，周 辺 国 の V HF 送 信 局 が 我 が 国 に お い て 混

掲載文献

信を生じる場合もある。

(1)

F. Lin, C. Wang, C. Su, K. Shiokawa, S. Saito, Y.
Chu: Coordinated observations of F region 3-m
field-aligned plasma irregularities associated with

４．まとめ

medium-scale travelling ionospheric disturbances,

本研究ではGNSS補強システムのアベイラビリティ

Journal of Geophysical Union, April 2016.

向上を目指しており，平成28年度は，次世代GNSS環境に対応したプロトタイプシステムの開発を進める(2)

S. Saito: Activities of Ionospheric Studies Task

とともに，補強システムの相互利用について方向性をForce（ ISTF) in the APAC region, IGWG/17, Oslo,

見出した。また宇宙天気情報の利用について研究を実Norway, April 2016.

施し， ICAOに お ける活動を通じてア ジア太平洋地 域(3)

S. Saito, T. Pocathikorn, Y. Limpanamvadee:

共 通 GBAS電 離 圏 脅 威 モ デ ル を 構 築 す る と と も に ，Preliminary

SBAS及 び GBASを 対 象 と し た 電 離 圏 脅 威 対 策 の ガ イ

evaluation around Bangkok International Airport,

ダンス文書を策定した。次年度以降はプロトタイプシ

IGWG/17, Oslo, Norway, April 2016.

ー49ー－ 49 －

resultsofionosphericgradient

(4)S. Saito, T. Yoshihara, A. Kezuka, S. Saitoh, S.

Mockup Evaluation, 6th SESAR Innovation Days,

Fukushima:

Delft, Netherland, Nov. 2016.

GAST-Dvalidation

atIshigaki,(16) M. Kitamura: Performance Comparison of LNAV

IGWG/17, Oslo, Norway, April 2016.
(5)(6)

T. Aso: SBAS R&D Status in Japan, SBAS

and CNAV, SBAS IWG/31, Dakar, Senegal, Nov.

IWG/30, Changsha, China, May 2016.

2016.
(17) S. Saito, T. Yoshihara, S. Zureikat: Update to齋 藤 享 ・ 石 井 守 ： Space weather effects on
aeronauticalcommunication,navigation

GAST-D flight test results at Ishigaki, Japan,

and

ICAO NSP/3, Nov. 2016.

surveillance systems ， 日 本 地 球 惑 星 科 学 連 合(18) S. Saito,

2016 年大会，千葉市，平成 28 年 5 月
(7)

(9)

GBAS

S. Saito: Status of Ionospheric Threat Assessment

Ionospheric threat assessment for GBAS in thein the Asia-Pacific Region by the IonosphericAsia-Pacific region by the Ionospheric Studies

Studies Task Force, ICAO NSP JWGs/1, Montreal,

Task Force (ISTF), ICAO NSP/3, Nov. 2016.
(19) T. Yoshihara, S. Saito: GBAS Research andCanada, June 2016.
(8)

T. Yoshihara, S. Zureikat:

S. Pullen, S. Saito, J. Lee: Modifications todevelopment status in Japan, ICAO NSP/3, Nov.

Example SARPs Ionospheric Gradient2016.

ThreatModel to Represent Plasma Bubbles in Equatorial(20) SESAR 15.3.7, TUBS, S. Saito, T. Yoshihara:

Regions, WP/7, ICAO NSP JWGs/1, Montreal,

Initial Experiences with GAST-F Interoperability

Canada, June 2016.

and Performance, ICAO NSP/3, Dec. 2016.
(21) T. Sakai: Japanese SBAS Program: Current Status

T. Yoshihara, S. Saito: GBAS Research anddevelopment status in Japan, ICAO NSP JWGs/1,

and

Dual-Frequency

Trial,

International

Montreal, Canada, June 2016.

Symposium on GNSS, Tainan, Taiwan, Dec. 2016.

(10) S. Saito, T. Sakai, T. Yoshihara, S. Pullen, J. Lee,(22) T. Yoshihara, S. Fukushima: R&D activities for

M. Ishii, F. Lecat: Report of ionospheric studies

advanced procedures using GBAS in ENRI, Finaltask force activities, APANPIRG CNS-SG/20,

Approach

Bangkok, Thailand, July 2016.

Belgium, Feb. 2017.

(11) S. Saito, T. Yoshihara, T. Sakai, S. Sunda, J. Lee,S.

Pullen,ionosphericS.

Supriadi,threatmodel

F.

Lecat:

for

Symposium,

Brussels,(23) 齋藤 享：Ionospheric Characterization for GBAS

Regional

GBAS,

Operationsin Asia-Pacific Region，PSTEP 研究集会，名古ICAO屋市，平成 29 年 1 月

APANPIRG/27, Bangkok, Thailand, Sept. 2016.

(24) 坂井 丈泰：二周波 SBAS の開発動向，高精度(12) 北村 光教・麻生 貴広・坂井 丈泰・星野尾 一

衛星測位サービス利用促進協議会海外展開 WG，明：次世代 SBAS における準天頂衛星軌道の利

東京都，平成 29 年 2 月(25) S. Saito, T. Yoshihara: Evaluation of ionospheric用，日本航空宇宙学会第 60 回宇宙科学技術連

delay gradients associated with plasma bubbles for合講演会，函館市，平成 28 年 9 月(13) 吉原 貴之・本吉 弘岐・毛塚 敦・齋藤 享・山GNSS ground-based augmentation system (GBAS),

口 悟：積雪底面で受信した GNSS 信号の積雪

2nd GEOlab-RISH Joint Workshop on GNSS and

伝搬遅延量の解析，雪氷研究大会，名古屋市，

SAR

平成 28 年 10 月

Kyoto, March 2017.

Technologies

forAtmosphericSensing,(14) S. Saito: Ionospheric characterization for aviation(26) T. Yoshihara, S. Saito, A. Kezuka: Statisticaluse of GNSS in the ICAO Asia-Pacific region, 4thanalysis of tropospheric delay variation with short

Asia-Oceania Space Weather Workshop, Jeju,

baselines of GNSS stations, 2nd GEOlab-RISH

South Korea, Oct. 2016.

Joint Workshop on GNSS and SAR Technologies(15) T. Feuerle, M. Stanisak, S. Saito, T. Yoshihara, A.
Lipp:

GBAS

Interoperability

Multi-Constellation/Multi-Frequency

Trialsfor Atmospheric Sensing, Kyoto, March 2017.

and

Groundー50ー－ 50 －

地上型衛星航法補強システムの運用性能評価に関する研究【指定研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

航法システム領域○齊藤 真二，福島 荘之介，毛塚 敦，吉原 貴之，齋藤 享
平成 27 年度～平成 30 年度

１．はじめに

３．実施概要地上型衛星航法補強システム（GBAS）の CAT-I 地上装(1) 大空港における技術的課題について
平成 28 年度は，VDB 覆域検証評価ツールの開発のため，置は複数の国々で導入が開始され，我が国においても導入に向けた検討が行われており，近い将来に運用評価を経て，昨年度に引き続き，青山学院大学と連携して研究を実施し，運用が開始される見込みである。GBAS の導入が進む米国

電界強度計算アルゴリズムの改良を行った。これは，送信 ア

では，GBAS 地上装置と独立して到着空港の GBAS 利用可

ンテナ近傍の建物エリア付近のみを高精度解析し，滑走 路・能性を予測し運航者に提供するツールの開発・評価が行わエプロンではレイトレーシングを用いる手法であるれている。我が国においても，GBAS の運用時には，利用可能性を予測し運航者に提供することが必要になる。さら滑走路に，地上装置，機上装置，GPS 等の各構成要素や外的要因(レイトレーシング)を考慮した上で，運航者にとって運用に必要な性能が保た
エプロン

れているかの評価も必要である。このように GBAS の導誘導路
建物エリア(高精度解析)

入に向けて，運用性能評価手法の確立，運用性予測技術の確立が急務となっている。また，導入が見込まれる大空港での運用に対する技術的課題を明確化し解決方法を示す必要がある。
運用性能評価手法および運用性予測技術の確立，ならびに大空港での運用に対する技術的課題の明確化と解決策の提示を行うことで，運用評価への寄与および実運用機材の円滑な導入への貢献を目指し，本研究を開始した。

２．研究の目的と実施項目
本研究の目的は CAT-I GBAS の実用化に向け，運用に必要な性能を評価する手法を確立することおよび運用時に図１ 従来手法と提案手法の比較(シミュレーション)(上) 送信アンテナ、建物、観測点の位置関係(下) 実線：提案手法、破線：従来手法必要となる運用性予測技術を確立すること，ならびに複数
滑走路を有する大空港での運用に対する技術的課題を明らかとし解決策を示すことで，我が国における CAT-I
GBAS の円滑な導入に貢献することである。
具体的には，次の項目を実施する。
(1) 複数滑走路を有する大空港における GBAS の 導入・運用に向けた技術的課題を明らかとし，解決策の検討を行う。
（VDB 覆域，IFM アルゴリズム等）(2) 運用性能評価：地上装置と独立した評価が可能な
運用性能評価の評価指標，評価手法を検討し，運用性能評価ツールの開発を行い，評価手法の検証を行う。
(3) 運用性予測：運用性予測技術を検討し，予測ツー
ルを開発し，予測技術の評価を行う。
図２

ー51ー

－ 51 －VDB 電界強度測定の様子

（図１）。この手法により，計算速度の向上が期待できる。

再生装置（図４）を導入したので，これを用いて複数 VDB

また，提案手法の検証・評価のためのデータ取得を平成

送信アンテナにおけるスロット間強度変動の問題につい28 年 9 月 28 日～30 日の仙台空港において実施した（図２）。

て当所所有の MMR（GLU-925）により評価を行う予定で(2) 運用性能評価についてある。運用性能評価ツールについては，ハードウェアの調

平成 28 年度は運用性能評価ツールのソフトウェアの開達が完了し，ソフトウェアの初版が完成した。航空機搭載発を行い，ソフトウェア初版が完成した。完成したソフト型 GPS 受信機対応等の機能追加を実施し，ツールによるウェアの動作確認・評価のためのデータ取得を平成 29 年

評価を行う予定である。羽田空港への GBAS 導入が決定

1 月および 3 月に岩沼分室で行った。評価ツールおよびソ

したので，導入に寄与できるよう，成果をとりまとめたい。

フトウェア画面例を図３に示す。また，航空機搭載型のGPS 受信機への対応は評価ツールソフトウェアへの機能

所外発表等

追加と併せて平成 29 年度に実施する予定である。

[1] Ryo Kato, Ryosuke Suga, Atsushi Kezuka, Osamu(3) 運用性予測技術について

Hashimoto, “A Proposal of Electromagnetic Field Analysis

平成 28 年度は予測ツールの設計について検討を行った。
平成 27 年度の予測手法検討において，GPS 受信機から取Method for Airport Surface in VHF Band,” Proc. of
IWFEM2016, pp.103-106, May 2016

得した衛星配置と VDB 受信機から取得した VDB メッセ[2] 加藤 涼, 須賀 良介, 毛塚 敦, 橋本 修，“VHF 帯空港ージからプロテクションレベルを予測する手法を採用す

面電磁界解析手法に対する建物及び地形条件の影響，”信ることとした。これらは(2)で開発している運用性能評価

学技報 EST, pp.171-175, 2016 年 9 月

ツールで取得できるデータであるため，同ツールの出力を[3] 加藤 涼, 須賀 良介, 毛塚 敦, 橋本 修,“VHF 帯空港

用いて予測するとすることとした。

面電磁界解析手法の適用範囲に関する検討，” 信学ソ大，C-15-2, 2016 年 9 月

４．おわりに[4] Atsushi Kezuka, Susumu Saito, Takayuki Yoshihara and

大空港における技術的課題に対しては，昨年度に引き続き外部と連携し効率良い実施ができた。また，RF 記録

Shinji Saitoh, “Effect of Building on VHF Propagation above
Airport Surface,” Proc. of ISAP2016, pp.216-217, Oct. 2016[5] 齊藤 真二，“地上型衛星航法補強システムの独立型運用性能評価装置について，” 日本航空宇宙学会 第 54 回飛行機シンポジウム講演集，2L08, JSASS-2016-5128, 2016 年
10 月.
[6] 齊藤 真二，“GBAS 運用性能評価装置について，”日本
航海学会 航空宇宙研究会，2016 年 10 月
[7] 齊藤 真二，麻生 貴広，福島 荘之介，“GPS 信号の格
納庫による反射波の解析， ”信学技報 SANE2016-100,
pp.25-28, 2017 年 1 月.
[8] 齊藤 真二，“可搬型 GBAS 運用性能評価装置の開発，”
電子情報通信学会 2017 年総合大会講演論文集, B-2-9,
p.184, 2017 年 3 月.
[9] 加藤 涼, 須賀 良介, 毛塚 敦, 橋本 修，“VHF 帯空港
面電磁界解析手法の提案，”電子情報通信学会論文誌 ,Vol.J100-C, pp.236-238，2017 年 5 月

図３

開発中の運用性能評価ツール本体（上）と評価ツールソフトウェア画面例（下）

図４

ー52ー

－ 52 －

RF 信号記録再生装置

新たな後方乱気流管制方式の設定に関わる安全性評価と気象・運航データベースの構築【指定研究】

担当領域
担 当 者

航法システム領域○吉原 貴之，藤井 直樹，瀬之口 敦（航空交通管理領域）

研究期間

平成28年度～平成30年度

容量の拡大に資するために，我が国の運航形態を踏まえた

１．はじめに航空機の着陸進入時においては，先行機によって発生す

いわゆるRECAT-Japanの基準案の作成と安全性評価を行う

る後続機を墜落させるほどの激しい空気の渦である後方ために必要な気象・運航データベースの構築を目的とする。

乱気流が，航空機の安全運航に影響を与えないようにするために，航空管制方式では先行機と後続機の組み合わせに

２．研究概要応じた離隔距離が設定されている。これらの離隔距離は，安全な離隔距離の設定においては，最悪ケースである地

空港の着陸容量と密接な関係にあることから，空港着陸容

表近くで後方乱気流が時間的に最も長く持続する状況下量の向上のために現在の離隔距離の区分(Category)を見直における，後方乱気流が後続機に影響を与えない程度に減すRECAT（Recategorization）の計画が進んでいる。

衰・消滅するのに必要な時間を確実に導出，検証すること

ICAO（国際民間航空機関）がまとめた将来構想であるが必要となる。そのため，図1に示すLiDAR（Light Detection

ASBU（Aviation System Block Upgrades）では，空港の離着

And Ranging）を用いて航空機の通過経路に直交する垂直

陸容量を増加させるRECAT導入を3つの段階に分けて実断面の風速パターン等から後方乱気流の強さを計測する

施する計画である。その第1段階としては，表1のように，とともに，その時間的推移から乱流の減衰，消滅する過程

現在の管制方式基準では航空機の重量によって分類されを観測する。更に，後方乱気流の消滅には周囲の風況や大た4つの機種グループの組合せに応じて区分されている離気の安定度等といった気象条件も重要なパラメータとな

隔距離を，6つに再区分することにより短縮することを目ることから，これらの気象同時観測データも合わせて収集的とするRECATフェーズ1（RECAT 1）の導入である。こする。一方，我が国の運航形態の特徴の抽出においては，のRECAT 1は，すでに欧米を中心に基準が策定され導入さ羽田空港の空港監視レーダーの航跡データ等から現状のれつつある。このRECAT 1においては，地域や空港毎で運着陸間隔等と航空機がLiDARの観測断面を通過する時刻

航形態（航空機型式の比率，交通流の特徴等）の特徴が異（後方乱気流が生成される時刻）を調査する。航空機の飛なるため，国際的な標準が策定できず，各国において，独行記録データからは，機体重量や加速度のデータなどの各

自に最適化した区分基準が策定されている。そのため，現航空機型式における後方乱気流に対する耐久性などの最在実施されている米国と欧州におけるRECATの機種区分

低離隔距離と密接に関係するデータの収集も行う。

と離隔距離の基準は差違があり，それぞれがRECAT-US，特に，我が国独自の欧米とは異なる運航形態の差違や，RECAT-EUと呼ばれている。我が国においても，運航形態

空港が海に面している立地条件による気候学的な差異になどの違いに加えて，滑走路配置の複雑性や狭隘性などにも着目したデータベースの構築を進めていく。このデータ

起因する地理的環境の違いも存在するため，RECAT-1の導ベースを元に，安全且つ着陸容量の増加が見込まれる最適入に際して独自の区分基準案の作成及びその安全性評価

な機種区分と離隔距離との基準の提案と安全性評価を行が必要とされている。

う。更に，構築した気象・運航データベースは，将来予想

本研究では，羽田空港や成田空港などの混雑空港の着陸されるRECATフェーズ2，3を検討する際の基盤的知見と

表 1 ターミナルレーダー管制下における進行方向の最低離隔距離
後続機
先行機

A380
ヘビー機
ミディアム機
ライト機

A380
3NM*
3NM*
3NM*
3NM*

ヘビー機
6NM
4NM
3NM*
3NM*

ミディアム機
7NM
5NM
3NM*
3NM*

ライト機
8NM
6NM
5NM
3NM*

*印はレーダー管制に起因する要件

ー53ー－ 53 －

評価を含む総合評価の実施に資する気象・運航データベーして重要な役割を果たすことが期待されている。

スを整備・蓄積していく予定である。
３．研究成果平成28年度は，国際動向に関して文献調査を行うととも

掲載文献に，欧州航空航法安全機構（EUROCONTROL）を訪問し，(1) 藤井ほか，“航空航法・監視システムに対する気象によ

RECAT 1に関するデータ解析手法及び安全性評価手順にる影響に関する一考察”，電子情報通信学会 2016 年ソサ

ついて調査，意見交換をした。その結果，RECAT-Japan 作

イエティ大会 講演論文集，札幌市，2016 年 9 月

成と安全性評価に必要なデータ，解析手順の概要を確認す(2) 藤井ほか，“大気による WAM に対する影響”，電子情報ることができた。また，羽田空港の機種構成，交通流の特通信学会 2017 年総合大会，名古屋市，2017 年 3 月

徴の調査については，萌芽的研究「到着進入経路における気象の影響評価に関する研究（平成27～28年度）」で実施
した航空機監視レーダーの航跡解析から得られたデータを元に特徴を抽出した。この解析については，次年度以降に予定している RECAT-Japan 作成の際の検討項目の1つである導入効果の評価に向けて活用する予定である。
気象・運航データベースの構築については，安全性評価に要求される気象・運航データの項目（要素）をリスト化
するとともに，蓄積するデータの事例数等も考慮したデー
タ収集方針を策定してデータベースの設計を行った。後方
乱気流データについては，日本で観測事例の少ない地表面（海面）に近い高度での観測を実施するため，航空局交通

図 1．LiDAR による後方乱気流の観測

管制部のご協力により，当研究所岩沼分室屋上に三菱電機株式会社と共同研究で運用していた LiDAR を羽田空港内に移設し，滑走路34L の着陸進入経路の滑走路端から1km程度手前の地点において，着陸機が生成する後方乱気流の連続観測を開始した（図2，図3）。また，当研究所が別途設置運用している WAM（Wide Area Multilateration）実験
局や SSR（二次監視レーダー）モード S 実験局データの補助的利用について検討した。前者については，羽田空港近辺を含む南関東域に展開する受信局データから得られる
航空機位置情報の後方乱気流解析への利用方法について検討し，利用可能性の確証を得た。後者については，SSR

図 2．羽田空港における LiDAR 装置の設置場所

モード S から得られるアプローチ中の風速について，推定精度を検証するために LiDAR 観測との比較解析に着手したところ，定性的には良い一致が見られたものの定量的な比較については課題が残された。

４．今後の課題
平成28年度の結果を踏まえ，平成29年度は JAXA（宇宙航空研究開発機構）との共同研究などにより，得られる機材・データも利用しつつ，RECAT-Japan 作成と導入効果の評価を実施する予定である。また，羽田空港での LiDAR
による後方乱気流観測データの蓄積とともに，作成した
RECAT-Japan について平成30年度に予定している安全性ー54ー－ 54 －

図 3．羽田空港に設置した LiDAR 装置

GNSS広域補強サービスのアジア地域における性能向上に関する研究【基盤的研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

航法システム領域○坂井 丈泰，吉原 貴之，麻生 貴広，北村 光教，伊藤 憲
平成27年度～平成29年度

広域補強サービスが提供する性能を改善することが１．はじめにGNSSの測位精度を向上させる広域補強サービスにできる。

ついては我が国ならびにアジア諸国における関心が本研究においては，こうした方策を中心として高いが，アジア地域を中心とする磁気低緯度地域では

GNSS広域補強サービスの性能向上を図る。いずれの電離圏伝搬遅延による影響が大きく，ディファレンシ

方策も，サービスプロバイダ側の性能向上方策であっャル補正を行っても十分な測位精度が得られない場て，ユーザ側の既存機器の改修を必要としないことが合がある。こうした理由から，例えば内閣府が整備中特徴である。

の準天頂衛星システムではディファレンシャル補正
サービスのサービスエリアを当面は我が国の周辺に

３．実施内容と成果限る方向である。次の段階の課題として経済的成長の3.1

磁気低緯度地域向け補強方式

著しいアジア地域に対するサービス拡大が模索され

南西諸島における既存補強方式の動作状況を調査ており，当該地域におけるディファレンシャル補正のしたところ，現実の電離圏伝搬遅延の分布に対して，精度向上を図ることが求められている。

現状の補強方式が適用している電離圏モデルでは対電離圏に関する環境が欧米と異なる我が国は，磁気応しきれていないことがわかっている。こうした状況

低緯度地域で導入可能な広域補強技術の開発を行い，の対策として，電離圏嵐モニタアルゴリズムを使用し我が国におけるGNSSの普及に資するのみならず，同てモデル適合性を評価し，モデルが現実の電離圏に適

じく磁気低緯度地域に属するアジア諸国における合していないと判断された場合には電離圏嵐の影響

GNSSの導入促進に貢献すべきである。以上の課題をを受けていると思われる観測データを排除すること踏まえ，平成27年度より3ヶ年計画にて本研究を実施

で適切な補強情報を生成する方式を検討した。性能評することとした。

価を行ったところ，従前は電離圏遅延推定値の不確実さ を あ ら わ す GIVEI が 最 大 値 の 14 で あ っ た 場 合 に（ GIVEI=15は 推 定 不 可 を あら わ す ） ， こ れを 減 少さ

２．研究の概要
磁気低緯度地域における衛星航法システムの性能向上を図るため，本研究では次の方策について検討をせる効果があることがわかった（図１）。
3.2

複数コアシステムの利用

複数コアシステムの利用による性能向上について実施する。
第一の方策は，磁気低緯度地域向けの電離圏伝搬遅検討するため，各コアシステムの開発状況を調査した。

延推定・補強方式の開発である。既存システムの電離

我が国の QZSSについては衛星数がま だ少ないこと か

圏伝搬遅延補強方式は米国において開発されたもの

ら，7機体制が整備された場合の測位性能の予測を行であり，我が国の電離圏環境には適合していないことった（図２）。

が明らかになっている。我が国を含む磁気低緯度地域

観測データの増加のためには，地上監視局の増設がに適合した補強方式を開発することで，アジア地域お考えられるが，整備中の次期MSASにおいては13局のけるディファレンシャル補正の精度向上が図られ る 。

地上監視局が設置される予定であり，さらなる追加に

いま一つの方策は，地上監視局の追加並びに複数コ

よる効果は見込めない。このため，さらに観測データ

アシステムの利用である。地上監視局を追加したり，を増加させるためには，複数コアシステムに対応した

GPSに加えて準天頂衛星システム（QZSS），GLONASS

監視局受信機を使用する必要がある。

や Galileoと い っ た 別 の コ ア シ ス テ ム を 使 用 す る こ とで，補強情報を生成するための観測データを増加する

４．まとめことができる。データが多いほど推定精度を向上させ，ー55ー－ 55 －

本研究では，磁気低緯度地域における広域補強サービスの性能向上を目的としており，このためには適切

MADOCA Real-Time Products, MGA/8, Manila,

な電離圏伝搬遅延推定・補強方式を開発する必要があPhillipines, Nov. 2016.

る。本年度は電離圏嵐モニタを使用して推定に使用す(3)

T. Sakai, M. Kitamura, T. Aso, K. Hoshinoo:

る観測データの調整を行う改良策を開発した。次年度

SBAS Ionospheric Correction with Minimalization

は，補強サービスとしての性能評価を行うとともに，

of the Ionospheric Threat,

特にアジア地域各国に対する研究成果の普及に配慮

Monterey, CA, Jan. 2017.
(4)

したい。

ION ITM 2017,伊藤 憲・坂井 丈泰：7 機体制 QZSS の衛星配置についての初期検討，電子情報通信学会総合大会，名古屋市，平成 29 年 3 月

図１

電離圏伝搬遅延の推定精度の比較：現行方式（赤）に比べて改良方式（緑）ではGIVEIが低下しており，推定性能が向上している。

図２

準天頂衛星システム（QZSS）の測位精度予

測結果：準天頂軌道に5機，静止軌道に2機の衛星を想定した場合のHDOP。

掲載文献
(1)

伊藤 憲・坂井 丈泰：7 機体制 QZSS の測位性能に関する基礎検討，第 60 回宇宙科学技術連
合講演会，函館市，平成 28 年 9 月(2)

T. Sakai: Test of QZSS L1-SAIF Based on theー56ー－ 56 －

GNSS 障害時の代替(APNT)に関する研究【基盤的研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

航法システム領域〇毛塚敦，斉藤真二，福島荘之介，吉原貴之，齋藤享
平成２７年度～平成３０年度（当初予定より 1 年延長）

１．はじめに全国各地に配置されている航空保安施設や空港及び航空

航空航法では GNSS の利用が広がっており，RNP-AR な路などに設定されている飛行方式等の検査を行っている。

ど GNSS の装備が必須である広域航法が急速に普及してDME も検査対象施設であり，平成 27 年度までは年 2 回，いる。また，その認証を持つ機体数も増加し，実際の運航

平成 28 年度以降は年１回の検査を行っている。
セスナ CJ4，においても使用実績が増えている。一方で，GNSS 信号はボンバルディア DHC-8-300 および BD-700，SAAB2000，

高度約 2 万 km の衛星から到来するため，微弱であり，脆

ガルフストリーム-Ⅳの５機種で取得した検査データを活弱性を有する。これまで，衛星故障，航法メッセージ異常，

用することが可能であるが，データの再現性を確認するこ

干渉，ジャミングなどによる障害が多数報告されている。

とを考慮すると，同一経路・同一高度を飛行した複数の検そこで，GNSS が使用不可能になった場合においても航空査データを入手することが望ましい。CJ-4 は平成 27 年 10

機の安全と航空交通容量を維持できるよう，代替測位

月に就航し，検査データの蓄積がないため，複数データの(APNT: Alternate Positioning，Navigation，and Timing)を構取得が現時点では困難である。また，飛行高度については，築する必要があり，ICAO NSP(航法システムパネル)での

気圧高度データのみ取得している検査機は，真高度からの検討課題となっている。

差が変動するため，同一高度でのデータ比較が困難となる。
そこで，MSAS 補正された GPS 高度データが利用可能な
DHC-8-300 での検査データを活用することとした。本機体

２．研究の概要
現在，我が国において GNSS を使用するにあたっては，にはノルウェーの NSM 社製の飛行検査システムが搭載さ疑義が生じた場合に DME 等 GNSS に依存しない航法(従れている。電子航法研究所から国土交通省航空局運用課へ来航法)や慣性航法装置又は精密ドプラーレーダー装置をの協力依頼により，検査データを入手した。

使用した航法に移行できる場合に限り認められている。すDMEの誤差要因は，機上装置に関わる部分，地上局になわち，現状の GNSS のバックアップには DME 等が用い関わる部分，マルチパス／対流圏遅延など伝搬に関わる部

られることになる。DME は RNP0.3 に適用する精度を有分に切り分けられる。これら各成分を抽出するため，まずしていないが，長い年月の運用により開発当初の仕様に比べて高性能化されていることが知られている。また，
APNT 方式の候補の一つとして，既存の DME を拡張(性能改善)した方式が各国で着目されている。そこで我々は，DME に着目し，まずは国内に設置された DME の実力性能を把握することにより，GNSS 障害時の現時点での広域航法への影響を明らかにする。次に，APNT の国際標準化を視野に入れ，それら調査データから RNP0.3 および 0.1

はデジタルフィルタにより測距誤差を変動成分とバイア
ス成分に分離した。マルチパス成分はDMEからの距離に対して変動することが多く，ハイパスフィルタとして動作するCMNフィルタを用いて抽出した。また，バイアス成
分はDMEからの距離に対して変動しないため，ローパス
フィルタとして動作するPFEフィルタを用いて抽出し，定量的な評価を行った。

に対応可能な拡張 DME の開発要件を明らかにするととも検査データの一例として，2012 年および 2014 年の 4 月に，
拡張 DME を含む APNT 開発における要素技術を提案，に取得した神戸局(KCE)のラジアル 271 検査時の DME の検証する。本研究は３年計画であったが，最大の誤差要因

測距誤差を図１に示す。測距誤差は，真位置と DME 局位であるマルチパスについての詳細な解析を追加するため，

置から求まる真の距離との差から求まる。図１より，測距４年計画とした。平成 28 年度は２年目となる。

誤差は 0.07NM 程度であり，DME の測距精度の仕様(0.2NM)よりも高精度で，GNSS 航法(RNP-AR)で要求され３．研究成果る精度に近いことが分かる。神戸 DME は神戸空港の滑走３．１ 飛行検査データを用いた DME の誤差解析

路脇に設置されているが，神戸空港が人工島であるため，

DME の現状性能把握においては，国土交通省航空局が海面を除いて周囲に建物や地形などのマルチパス環境が実施する飛行検査データを活用した。飛行検査業務では，ない。このような環境においては，RNP0.3 の航法性能要ー57ー－ 57 －

局のラジアル飛行，オービット飛行の検査結果の解析を行

0.2

KCE R-271 2012/4/23(No filter)
KCE R-271 2014/4/24(No filter)

DME Error[NM]

0.15

った。

DME 仕様0.1

３．２ 飛行実験の実施

0.05
0

飛行検査システムと一般的な機上 DME 装置の測距誤差

GNSS 航法要求値(RNP-AR)-0.05の差を明らかにするため，電子航法研究所が所有する実験-0.1

用航空機を用いて飛行実験を実施した。平成 28 年 3 月に

-0.15
-0.2

6

8

10
12
14
Distance fromDME[NM]

図１

16

18

隠岐局のラジアル 204 検査コースを飛行し，実験用航空機

20の運航で使用している機上 DME 装置による測距値をARINC429 により取得した。GPS による位置を真位置とし，神戸局検査データ

DME の測距値から測距誤差値を算出することができる。
0.2

OIE 2011/4/20 (No filter)
OIE 2011/12/14 (No Filter)
Simulation

DME Error [NM]

0.15
0.1
0.05
0
-0.05
-0.1
-0.15
-0.2

0

5

10

15

20

Distance from DME [NM]図２

隠岐局検査データ

件を満足しないものの，それに近い精度を有していること

図３が分かった。
DME からの距離に対して測距誤差が変動する場合の一

４．まとめ

例として，隠岐局(OIE)のラジアル 204 検査時の測距誤差を図２に示す。これらは 2011 年の 4 月と 12 月に検査したデータであり，10NM 以内において２つの変動ピークが発

隠岐局飛行実験の様子

平成 28 年度は，飛行検査データを活用し，国内に設置された DME の誤差量について定量的な解析を行った。シミュレーションによる検討の結果，特にマルチパスに起因生していることが分かる。DME の仕様である 0.2NM は満する誤差が大きいことを明らかにした。平成 29 年度以降足しているため，従来航法への適用は問題ないが，進入時は，バイアス誤差を含めた詳細な解析を行い，各誤差要因に GNSS 航法で要求される精度からは大きく外れているの定量的な把握により拡張 DME の開発要件を明らかにすことが分かる。バイアス成分に差が生じており，その原因るとともに，拡張 DME を含む APNT 開発における要素技

は調査中であるが，２回の検査による誤差の変動成分は傾術の提案，検証を行う予定である。

向がよく一致していることから，現状の DME の精度評価に飛行検査データの活用が有効であることが分かった。

掲載文献

測距誤差の変動分がマルチパスであることを特定する[1] 毛塚 他, “飛行検査データを活用した DME のマルチ

ため，マルチパスシミュレーションによる測距誤差解析を

パス誤差解析” 電子情報通信学会総合大会, B-2-16,行った。解析においては，DME 局周辺にマルルチパス源

2017 年 3 月を仮定し，その位置を変化させ，シミュレーションによる測距誤差が検査データと一致する場所を探索した。一例として，DME 隠岐局 R204 検査時において，DME から約 300mの位置，新旧滑走路の間にマルチパス源を配置してシミュ
レーションした結果を図２中に示している。これより，シミュレーション結果は検査データと傾向が一致していることから，10NM 以内で観測された変動する誤差はマルチパスが原因であることが確認された。
その他，平成 28 年度は高知局，玖珂局，新島局，美保

ー58ー－ 58 －

GNSS監視に関する研究【基盤的研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

航法システム領域○麻生 貴広，坂井 丈泰，齊藤 真二，毛塚 敦，北村 光教
平成28年度～平成29年度

れている（図１）。このように，年々パイロット・レ

１．はじめに従来の地上無線航法装置は，国土交通省航空局が自ら整備・運用してきたことから，サービスプロバイダ

ポートが増加しており，GPS受信障害は大きな問題と考えられている。

の責任で装置の監視が行われてきた。一方，GPSを用

米 国にお いては ， GPS受信障 害を引 き起こ す RFIにいた衛星航法システムは，地上無線航法に代わる新た対する干渉源を特定するため，特別な装置が使用されな航法システムとして利用が増加しているものの，必ている（図２）。運航者からの通報があれば，飛行検ず し も サ ー ビ ス プ ロ バ イ ダ に よ る GPSの 監 視 が 実 施査機を用いて上空から干渉源の範囲を絞り，その後バされているわけではない。こうした理由から，GNSS

ン及びポータブルで場所を特定するという手法が用を用いた航空機の航法に関して，サービスプロバイダ

い ら れ て い る 。 こ れ に よ り TV ブ ー ス タ ー の 故 障 やによるサービス状態の確認，及びGNSSの欠点でもあGPSリ ピ ー タ な ど 様 々 な 要 因 が 航 空 機 の GPS航 法 にる RFIに 対 す る 脆 弱 性 へ の 対 策 と し て GNSS監 視 の 必影響を与えたことが明らかになった。欧州においては，要性が求められている。

広域に渡る地上監視ネットワークを構築したうえで，我が国においては，平成28年にGPSを主航法計器と常時GNSSの信号を監視するとともに，GNSS航法性能

しての使用が認められる通達改正が行われたところに起因する宇宙天気についても監視するシステムがであり，GPSのみに依存した航法が更に増加していく

用いられている。

ことが見込まれるため，早急なGNSS監視の構築が不このように，米国における装置ではRFIの発生源特可欠である。以上の課題を踏まえ，平成28年度より2定が行えるが，リアルタイムにおける性能劣化の影響ヶ年計画にて本研究を実施することとした。

把握は難しく，欧州における装置ではRFIの特定には至らないものの，広域に渡るリアルタイムのGNSS監

２．研究の概要

視が可能という特徴がある。このような国外の状況を我が国におけるGNSS監視システム及び当該監視シ
ステムを用いた運用コンセプトの提案を行うため，本踏まえ，我が国におけるGNSS監視においては，次の方針を提案する。

研究では以下について検討を実施する。

①

GNSS自 体 の 健 全 性 及 び GNSSを 用 い た 測 位 性

まず，国外におけるGNSS監 視の現状及び研究状況

能は，PBN運航を支えるための主軸であることを明らかにする。監視システムは目的や手法など様々から，運航者及び管制官に即座に情報提供できな形態が考えられるため，国外の研究状況を踏まえ，るようにリアルタイム監視を行う。

我が国のGNSS運航にどのような監視システムが適切②

RFIに よる干渉 源を直接 測定す る方法で は，性であるかを明らかにするものである。次に，デモ機の能劣化の状況把握や干渉範囲の特定に遅れが製作及び評価を通して，必要なシステム要件及び運用生じるため望ましくない。そこで，多数の航空コンセプトを提案する。

機 か ら の ADS-B等 の 情 報 を 監 視 す る こ と で ，RFIの み な ら ず GNSS運 航 に 影 響 あ る エ リ ア を本研究においては，このような流れに沿って，我が国 に お け る 安 全 な GNSS運 航 を 提 供 す る た め の GNSS把握する。

監視装置の提案を行う。
3.2
３．実施内容と成果
3.1

GNSS監視装置の要件及び運用コンセプト

上記の方針に従い，GNSS監 視の機能要件を以下の国外におけるGNSS監 視の現状及び研究状況

３つに大別した。

GNSS運 航 中 にお け る GPS受信 障 害発 生の 統計 情報

1)

GNSSコア衛星の信号品質や宇宙天気の監視が EUROCONTROLの 発 行 す る 安 全 運 航 報 告 書 に 示さ

2)

GNSS補強システムの性能監視ー59ー－ 59 －

3)

数の推移。出典:EUROCONTROL (3) ）機上における航法性能の地上監視

磁気低緯度に位置する我が国においては，GNSSの信号品質や信号品質の劣化を引き起こす宇宙天気の監視は必要であり，これにより航法性能がどの程度満足されているかを常時監視すべきと考える。また，本邦航空機においても，GPS受信障害報告が増加していることから，機上データを地上で監視することは有益と考える。
本機能を実現するための監視システム案を図３に示 す 。 Basic-RNPや RNP-ARな ど 航 法 セ ン サ ー と し てGPSの み が認 めら れて いる空 港周 辺に ，地 上 GNSS受信機を設置し，GNSSコア衛星の信号品質や補強シス
テムの性能を監視する。次に，機上における航法性能

図２

米国の空域においてRFIが原因と思われるGPS

受信異常が多く報告。上空から干渉源の範囲を絞りその後ポータブル装置で発生箇所を特定（出典:FAA）。

を監視するために，航空機からのADS-B信号を取得したう えで，座標， 高度，及び NUC/NIC/NAC等 の 航法
性能を常時確認する。仮に，航法性能の劣化が認められ た 際 は ， 周 辺 航 空 機 の ADS-B情 報 を 用 い る こ と でRFIによる干渉エリア等の推定を行う。これにより，
GNSS運航に影響あるエリアを把握でき，運航者及び管制官に対し，その後の対策を取れるための有益な情報を提供できる監視システムが構築可能となる。

４．まとめ
本研究では，我が国におけるGNSS監視の監視シス
テム及び運用コンセプトの提案を目的としており，本
年度は，国外での研究における調査，及び航空機の運航 中で の GPS受信障 害の 事例 や原 因の 調査 を実 施し ，
我が国におけるGNSS監視システムのコンセプト及びシステム構築のための提案を行った。次年度は，GNSS
監視としての性能評価を行うとともに，特に運航者や管制官に対する情報提供などの運用コンセプトに関する提案を検討する。

図３

我が国におけるGNSS監視システムの機能要件

を提案

掲載文献
(1)

麻 生 貴 広 ， 坂 井 丈 泰 ， 齊藤 真 二 ， 毛 塚 敦 ，
北村 光教：航空機の航法における GNSS モニ
タリングの取組み，2016 年 GPS/GNSS シンポジウム，東京，平成 28 年 10 月

(2)Takahiro ASO, Mitsunori KITAMURA, Takeyasu
SAKAI, Atsushi KEZUKA: Assessment of the
GroundMonitoringfor

Onboard

ABAS

Performance, KGS, Korea, Nov. 2016.
(3)

EUROCONTROL: EVAIR Safety Bulletin No 16,
Summer seasons 2011 – 2015.

図１

欧州における運航中のGPS受信障害報告（2013年11月～2016年3月における飛行フェーズ毎の障害件

ー60ー－ 60 －

到着進入経路における気象の影響評価に関する研究【萌芽的研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

航法システム領域○吉原 貴之，森 亮太（航空交通管理領域），福島 荘之介，藤井 直樹，瀬之口 敦（航空交通管理領域）
平成27年度～平成28年ある可能性が示唆された。また，②の新たな後方乱気流管

１．はじめに羽田空港，成田空港などの混雑空港においては，安全を制方式については，気象条件に応じて動的に管制間隔を変確保しつつ離着陸容量の拡大や燃料消費の削減等の効率える運用（RECAT2,3）の前段階に位置する航空機分類の化が望まれている。滑走路の増設によらずにこれらを実現

見直し（RECAT1）に対するニーズが確認できたため，するためには，離着陸機の着陸間隔（航空機の前後の縦方

H28年度に新規指定研究を開始した。さらに，③の気象条

向間隔）の短縮や，ターミナル空域での効率的な出発及び件を限定した飛行方式は，技術的には有望であるが現状で到着経路の設計が必要となる。着陸間隔の短縮については，

は具体的なニーズ（検討空港）がないため，必要な航空機

将来のGBAS CAT-Ⅲ運航の導入によって現行のILS着陸の応答モデルを開発するには時期尚早であると判断した。

機に存在する制約の解消や，安全を保ちつつ経路上の風の状況に応じて管制間隔を変化させるといった新しい後方

４．今後の課題
今回実施した着陸間隔の統計的，定量的な評価をさらに

乱気流管制方式が期待されている。

発展させるため，事例数を増加させることが望まれる。これにより，羽田空港においては実質的に時間ベース運用に

２．研究の概要
実際の着陸間隔は，規定されている航空機間の安全な離なっている可能性に対する結論や，気象条件の細分化によ隔距離を必ず確保する必要があるため，向い風の強さ等のる余剰間隔と気象擾乱の関係性の明確化が期待できる。

気象条件に対応した余剰間隔（安全マージン）が存在すると考えられる。そのため，監視レーダーの航跡データ等を掲載文献

用いて着陸間隔の統計的解析を行うとともに，交通流や容(1) T.

Yoshihara,"SpaceandExtreme

Weather",量といった運航指標と，気象条件（視程，風況，乱流）のAviation Weather Symposium, Singapore, April 2015

関係性を調査した。また，混雑空港の着陸容量の拡大策と(2) T. Yoshihara, "ENRI's R&D Topics on Space Weather,

して周辺の気象状況に応じた新たな管制方式，飛行方式にExtreme Weather and Evaluation Study of Weather

ついて検討した。具体的には，①時間ベースの管制方式，

Impacts on ATM near Airport", ICAO/WMO APAC

②ドップラーライダー等を用いた横風監視による新たなMET/ATM Seminar 2015, Tokyo Japan, June 2015

後方乱気流管制方式，並びに③ドップラーライダー等を用(3) 吉原，“首都圏混雑空港周辺の航空交通流に対する気いたターミナル空域の風況監視により飛行技術誤差

象の影響調査”, 信学技報, vol.115, no.155, pp. 39-40,（FTE）が小さくなる気象状況下のみで運航可能な飛行方2015 年 7 月(4) 吉原，“空港近辺における航空交通流への気象の影響評

式についての実現可能性を検討した。

価について”, 第 20 回気象懇話会（仙台航空測候所）,
2016 年 3 月

３．研究成果進入経路上の着陸間隔については，監視レーダー航跡等(5) 吉原ほか，“航空機トランスポンダの受信信号から得から羽田空港について使用滑走路毎の実際の着陸間隔（時られる高頻度水平風の特性評価と活用について”，第 10間間隔及び距離間隔）を導出し，向い風，横風の強さとい回 MUR/EAR シンポジウム（京大・生存圏研究所），った気象条件との関係性を調査した。その結果，風況に対2016 年 9 月

応した着陸機の運航指標は羽田空港における滑走路運用(6) T. Yoshihara et al., "Quantitative Analysis onの特徴を定量的に捉えていることを確認した。また，前項

Relationship between Arrival Air Traffic Flow and２．の新方式①～③に関連して，①羽田空港では現状でもMeteorological Condition around Congested Airports

実質的に時間ベース運用（向い風の強さに応じて距離間隔

in Tokyo Metropolitan Area", APISAT 2016, Toyama,を調整して時間間隔を一定に保つ運用）と類似した特徴がOct. 2016.

ー61ー－ 61 －

電離圏リアルタイム３次元トモグラフィーへの挑戦 【競争的資金研究】

担当領域

航法システム領域

担 当 者

齋藤

研究期間

平成 26 年度〜平成 29 年度（当初予定より 1 年延長）享

1. はじめに

3. 研究成果

本研究は，京都大学生存圏研究所山本衛教授が代表者

平成 28 年度は，平成 27 年度に実装したリアルタイムの科学研究費補助金挑戦的萌芽研究に，研究分担者とし解析システムの運用を継続し，システムの改良を行うとて参画して行うものである。

ともに，電離圏リアルタイム 3 次元トモグラフィーの衛

電離圏は人工衛星が飛ぶ領域であり，衛星通信にとっ星航法への応用，及び過去データの大量解析に着手した。

ては電波の通過域である。高度化した衛星システムの維

リアルタイム解析システムについては，メモリを持管理にとって電離圏の状態計測は非常に重要であり，

32GB に増強することにより，安定性が改善した他，解「宇宙天気予報」が必要とされている。特に GPS 測位

析速度が大幅に向上し，１解析あたりの総所要時間が約を利用した次世代の航空管制システムにおいては，電離10 分から 6 分に短縮された（図１）。これにより，10 分

圏の急激な変動による測位精度の低下が致命的な問題と毎のリアルタイム解析が十分可能となった。

なりうるため，その検知が必要不可欠である。電離圏のまた，応用面では，電離圏 3 次元トモグラフィーの結3 次元密度変動をリアルタイムで検知することにより，果を１周波 GNSS 単独測位の電離圏補正に適用し，2 周

衛星航法の誤差の低減や信頼性の向上が期待できる。

波 GNSS に比べてランダム誤差が少なく，かつ平均誤差
は 1 周波に比べて改善され，2 周波補正並みの性能が得

電離圏の 3 次元構造を観測するために，これまでに 2られることが示された。

つのアプローチを行ってきた。１つは低軌道衛星を用いたトモグラフィーであり，科研費「衛星ビーコン観測と過去データの大量解析については，京都大学においてGPS-TEC による電離圏 3 次元トモグラフィの研究開発」

大型計算機の多数の計算機コアを利用し並列処理を行うとして平成 24 年度まで当所も参加して研究を行った。もことにより，過去データを高速で処理する準備を行った。

う１つは GEONET の高密度 GPS 受信機網から得られる

しかしながら，大型計算機の並列処理において，使用す全電子数(GPS-TEC)を用いた 3 次元トモグラフィーであるライブラリに不具合があり，不具合を回避して並列処

り，拘束付き最小二乗法を改良した手法を開発し，より理を行うためのソフトウェア改良に時間を要するため，安定的なトモグラフィー解を得られるように改良を行っ

研究期間を 1 年間延長することとした。

ている。また，科研費「ロケット・地上連携観測による
中緯度 電離圏波動の生成機構の解明」で，電離圏変動の２次元リアルタイムモニタを開発してきている。
2. 研究の概要
本研究では，GEONET から得られる GPS-TEC に基づく 3 次元トモグラフィー解析を実用化する。過去の全データに基づく電離圏 3 次元構造のデータベースを構築
し，さらにリアルタイムモニタリングを実現する。そのために，具体的に以下の 3 つの課題について取り組む。
(1) 3 次元トモグラフィー解析法として，これまでに開発してきた拘束付最小二乗法の改良と計算の効率化を行う。
(2) 過去 10 年以上にわたって蓄積された GPS-TEC デー
タを用いてトモグラフィー解析を行い，3 次元電離圏構造のデータベース化を行う。
(3) トモグラフィー解析を GEONET リアルタイムデータ
取得システムと組み合わせ，電離圏 3 次元リアルタイム
モニタリングシステムを開発する。時間遅れは 15 分程度
図 1. 電離圏 3 次元リアルタイムトモグラフィーの Webを目標とする。
当所では主に課題 3 を，また課題 2 も一部担当する。

(http://www.enri.go.jp/cnspub/susaito/tomo3/plotting.html) イ
ンターフェース及び表示例。

ー62ー－ 62 －

4. 考察等課題(3)の目標は平成 27 年度に達成されているが，さらに改良を進め，安定性を増すとともに時間遅れを 6 分まで短縮することができた。また，衛星航法の補強についても有効性を示すことができた。平成 29 年度は，リア
ルタイムトモグラフィーシステムの応用をさらに進めるとともに，京都大学と協力して過去データの大量解析とデータベース構築を行う。
掲載文献[1] S. Saito et al., Real-time ionospheric monitoring by
three-dimensional tomography over Japan, Proc. ION
GNSS+2016, 2016 年 9 月（全文査読）[2] 齋藤他，電離圏リアルタイムトモグラフィーとその応用, 地球電磁気・地球惑星圏学会, 九州大学, 2016 年 11月
[3] 齋藤他, Real-time ionospheric 3-D tomography and its
applications, PSTEP 研究集会「太陽地球圏環境予測のためのモデル研究の展望」, 名古屋大学, 2017 年 1 月[4] S. Saito et al., Application of real-time ionospherictomography for GNSS correction, 2nd GEOlab-RISH Joint
Workshop on GNSS and SAR Technologies for AtmosphericSensing, 京都大学, 2017 年 3 月

ー63ー－ 63 －

新・衛星=地上ビーコン観測と赤道大気レーダーによる低緯度電離圏の時空間変動の解明【競争的資金研究】

担当領域

航法システム領域

担 当 者

齋藤

研究期間

平成 27 年度〜平成 30 年度

享1. はじめにる電離圏構造の変動解析を行う。

本研究は，京都大学生存圏研究所山本衛教授が代表者(4) 観測データに基づき ESF に関連する電離圏構造のの科学研究費補助金基盤 A 研究に，研究分担者として参特性を明らかにし，GAIA シミュレーションモデルとの画して行うものである。

比較研究により，ESF の発生機構の検討を行う。

これまでに赤道大気レーダー(Equatorial Atmosphere

当所では(2), (3)を担当する。

Radar; EAR)を中心として 2001 年以来低緯度電離圏の研究が継続的に行われてきている。EAR を用いた観測研究

3. 研究成果

では，プラズマバブルに対応する赤道スプレッド F 現象

平成 28 年度は，赤道大気レーダー周辺及びタイ・バン(Equatorial Spread-F; ESF)の空間・時間変動を明らかにす

コクにおける電離圏勾配観測を継続的に実施した。赤道るとともに，数 100km 間隔で東西に並ぶ性質があること

大気レーダーサイトにおいては既存の受信機が故障，老が示されている朽化してきているため，複数衛星系・複数周波数に対応

一方で，ディジタル受信機技術を活用した衛星ビーコ

した受信機への置き換えを検討するため，試験観測を行

ン受信機網の観測により，ESF に関連した電離圏の東った。また，赤道大気レーダーによるプラズマバブルの西・南北構造，赤道異常の発達特性が明らかになってき

観測データを解析し，プラズマバブル発生の前駆現象とている。(関連研究「衛星ビーコン観測と GPS-TEC によ考えられる電離圏東西大規模構造の特性解析を行い，研る電離圏 3 次元トモグラフィの研究開発」) 今後 1〜2 年

究協力者によって取りまとめの論文が用意されているとの間に米国により複数のビーコン衛星が打ち上げられるころである。

予定であり，ディジタルビーコン受信機網による高頻度

なお，京都大学及等においては，本研究の中心となる
3 周波対応ビーコン受信機とアンテナの開発を行ってお観測が可能になる見込みである。
また，情報通信研究機構等を中心に開発されてきた全り，ビーコン受信機についてはディジタル受信機と，実球大気モデルである GAIA シミュレーションモデルによ際に衛星に搭載されるものと同型のビーコン送信機とのり，観測とシミュレーションの比較研究による電離圏変連接試験を行うなど，着実に開発が進められている。米動の発生機構の検討が可能になってきている。

国によるビーコン衛星の打ち上げはロケットの問題により遅れているが，平成 29 年度中に実施されることが予定

2. 研究の概要

されている。

本研究はこれまでの実績に立脚した上で，EAR による
4. 考察等

長期間の多ビーム観測と，今後数年間に集中的に打ち上げられる新しい衛星を用いた衛星=地上ビーコン観測を

平成 29 年度は赤道大気レーダー周辺及びタイ・バンコ

組み合わせて，低緯度電離圏の変動の時間・空間構造を

クにおける電離圏勾配観測を継続的に実施するとともに，明らかにすることを目的とする。この目的を達成するた

GNSS 観測及び赤道大気レーダー観測データを用いた電めに，本研究では以下の 4 項目に関する研究を実施する。

離圏東西構造の解析を継続して行う予定である。

(1) 今後 2 年以内に，合計 11 機のビーコン衛星の打ち研究全体としては，平成 29 年度中に米国により予定さ上げが計画されており，これまでよく用いられてきたれるビーコン衛星の打ち上げに備え，新ビーコン受信シ

150, 400MHz の他に 965, 1067, 2340MHz が用いられる予

ステムの開発を完了し，観測点に配置する予定である。

定であり，これらに対応したアンテナ，ディジタル受信機を開発する。

掲載文献(2) ビーコン衛星と EAR を用いて東西方向空間スケー[1] 齋藤, アジア太平洋地域における電離圏全電子数勾

ル数百 m〜数千 km の電離圏構造の特性を解明する。

配特性, MU レーダー・赤道大気レーダーシンポジウム,(3) EAR の長期データを用いて太陽活動度変動に対す

京都大学, 2016 年 9 月

ー64ー－ 64 －

次世代宇宙天気予報のための双方向システムの開発 【競争的資金研究】

担当領域

航法システム領域

担 当 者

齋藤

研究期間

平成 27 年度〜平成 31 年度

享(4) 地磁気誘導電流

1. はじめにに対する影響を評価するとともに予測ツールを開発する。

本研究は，名古屋大学宇宙地球環境研究所草野完也教

さらに以下の項目を実施する。

授が領域代表の科学研究費補助金新学術領域研究の一部(5) 宇宙天気現象から各利用までのいくつかのフェーとして，情報通信研究機構石井守室長が代表者の計画研究(A01)に．研究分担者として参画して行うものである。

ズに分かれて存在するモデルの結合

太陽活動を主な源とする「宇宙天気」は通信・放送・(6) 宇宙天気ハザードマップの作成

測位等の使用や人工衛星の運用に対する影響，電力網へ

当所では，上記目的(1)をサブグループリーダーとしての被害，航空機乗務員や宇宙飛行士への宇宙線被曝など，主に担当する他，(2)〜(6)について特に航空航法，通信等

我々の生活に深く関わっている。近年，ICAO で宇宙天に関連する事項について助言を行う。

気情報の利用に向けた運用コンセプトと宇宙天気情報の(1)については，観測に基づく電波伝搬の現況のユーザ

提供に関わる国際標準案が検討されるなど，宇宙天気情ーフレンドリーな可視化を行うとともに，電離圏擾乱に報の現業利用に向けた国際的な活動が活発化しており，

よる長波・短波・マイクロ波を中心とした電波障害の予そのニーズは確実に増大している。一方で，我が国の宇測推定のための電波伝搬シミュレータを開発する。観測

宙天気の議論は学術的議論が主であり社会ニーズに必ずに基づき，電波伝搬シミュレータの実際の利用方法に即しも応えられていない。

した検証を行う。

名古屋大学・草野教授を領域代表とした科学研究費補助金新学術領域研究「太陽地球圏環境予測」においては，

3. 研究成果

我々が生きる宇宙環境を正確に理解すると共に，その変短波伝播について，3 次元レイトレーシング法による動に社会が正しく対応するための信頼性の高い予測技術

電離圏電波伝搬シミュレータの開発を，情報通信研究機を獲得することを目的としており，本研究はその計画研

構(NICT)の Hozumi 博士を中心に実施し，第１段階とし究の一つとして社会とのインターフェースに重点をおいて水平一様な電離圏中のレイトレーシングを実装した。

た研究を担当する。

これに関しては，平成 21〜23 年度に当所で実施した科学

当所では，宇宙天気情報の利用を衛星航法ベースの航研究費補助金研究「ディジタル受信機を用いたパッシブ法システムのアベイラビリティ向上のための有用な手段

レーダーによるプラズマバブルの広域監視法の研究開発」

として捉えており，重点研究「次世代 GNSS に対応したにおいて得られた観測結果との比較を行うなど，結果のアベイラビリティの高い航法システムに関する研究」に妥当性の検討の面から支援した。また，平成 20 年において，宇宙天気情報の利用をサブテーマの一つとして

ENAC インターンシップ生として当所において研修を行実施している。

った仏・CNES の Rougerie 博士と，短波伝播解析と GNSS
シンチレーションのモデル化について協力することとし，

2. 研究の概要

共同研究に向けた協議を開始した。枠組みとしては

本研究では，社会が必要とする宇宙天気情報と宇宙科

NICT-CNES の共同研究に，本研究及び NICT，名大，京学が提供できる情報のギャップを克服し，社会的ニーズ

大との宇宙天気四者共同研究の枠組みを通じて加わる形

を宇宙天気研究にフィードバックするとともに，社会にとなる見込みである。

「役に立つ」宇宙天気情報を適切に提供するための双方

また，ICAO における宇宙天気情報の航空利用の運用

向システム開発を行うことを目的とする。具体的にはコンセプトの策定と SARPs 化について，ICAO METP の(1) 短波〜マイクロ波に至る電波伝搬

作業部会に参加する NICT 石井博士を通じて支援を行っ(2) 衛星帯電た。これを通じて，低緯度電離圏擾乱が航空航法に影響(3) 人体被曝する重要な宇宙天気現象であることが広く認識され，宇ー65ー－ 65 －

宙天気情報に取り込まれることとなった。これは日本を含む磁気低緯度地域において有用な成果である。また，3回開催された宇宙天気ユーザー協議会に参加し，宇宙天気情報提供側と利用側の両方に通じた立場として，両者の間の情報交換を進めた。
このほか，NICT を中心に宇宙天気ハザードマップが策定され，航空航法の立場から，より現実に即したものになるよう助言を行った。
4. 考察等
平成 28 年度は，本研究の第 2 年次として電波伝播シミ
ュレータの開発・検証と，ICAO における宇宙天気情報の航空航法への利用に関する基準策定への貢献，宇宙天
気情報のユーザーと提供者の情報交換を中心に行った。
短波電波については，以前に行った研究の成果の活用や，ENAC インターンシップの人的繋がりの活用により，限られた人的リソースの中で研究の幅に広がりができてきている。
平成 29 年度は，電波伝播シミュレータについては 3
次元電離圏対応と，国内の短波放送局の電波を用いた観測による検証を実施する。短波放送局の電波観測には，当所で開発したディジタル受信機による伝播距離測定装置が用いられる予定である。宇宙天気情報の利用においては，ICAO における宇宙天気情報利用を中心に，航空局，航空会社等の宇宙天気情報ユーザーにとって利用しやすい宇宙天気指標の開発，宇宙天気情報利用マニュア
ルの策定などを実施する予定である。

掲載文献[1] 齋藤他, 航空通信・航法・監視システムに影響する宇宙天気現象について, 宇宙科学技術連合講演会, 函館,2016 年 9 月[2] 齋藤, Multi-constellation/Multi-frequency GNSS 時代に必要な電離圏・宇宙天気情報, 第 59 回宇宙科学技術連合
講演会, 鹿児島, 2015 年 10 月

ー66ー

－ 66 －

3

監視通信領域

1 は，航空機監視システムとして現用の SSR モード Sと，WAM (Wide Area Multilateration)や ADS-B などの新シ

Ⅰ

ステムを連係させることにより，高性能・高信頼の監視

年度当初の試験研究計画とそのねらい
平成 28 年度の研究は，社会・行政ニーズや技術分野のシステムを実現することを目指す研究である。
2 は，WiMAX 技術を航空分野に適用して空港周辺の C

将来動向を考慮し，重点研究，指定研究，基盤研究および調査として承認された下記の項目を計画した。

バンド空地通信網のプロトタイプを開発し，国際規格策

1.

航空路監視技術高度化の研究

定に参画するとともに，実用的なアプリケーションを想2.

マルチスタティックレーダによる航空機監視と性能

定した性能評価を行う研究である。
3 は，複数のミリ波センサーから構成されるセンサネ

評価に関する研究3.

空港面異物監視システムの研究

ットワークと ITV カメラネットワークを用いるハイブリ

4.

SWIM のコンセプトによるグローバルな情報共有基

ッドセンサネットワークを開発し，高度な監視情報を得盤の構築と評価に関する研究ることができる空港面異物監視システムに関する研究を

5.

空地通信技術の高度化に関する研究

行う。

6.

監視システムの信号環境と将来予測に関する研究

4 は ， 異 な る SWIM （ System Wide Information

7.

空港面と近傍空域のシームレスな全機監視方式の研Management）システム間でシームレスな情報交換と異種究サービス連携を実現する技術を提案するとともにその技

8.

ADS-B 方式高度維持性能監視の研究

術を評価する SWIM の情報共有テストベッドを構築する

9.

低高度における状況認識技術に関する研究研究である。
5 は，既存の AeroMACS プロトタイプを活用して，航10. 走査型親局を想定する受動型レーダの覆域拡張技術

空機，車両，地上間で連接可能な航空用高速通信ネットの研究
11. カオス論的な発話音声評価アルゴリズムの信頼性向

ワークのプロトタイプを構築するとともに，AeroMACSの利用技術の開発や AeroMACS 技術の適用範囲拡大の上のための研究12. UAS のための GPS に代わる位置推定法に関する研可能性を評価する研究である。
6～8 は指定研究である。

究

6 は，監視システムに使用される周波数帯域において13. 航空機内データ通信（WAIC）における電磁環境評価

地上及び上空での信号量を測定し評価することにより，に関する基礎研究
14. 管制方式等の規則の構造化と運用手法の機械学習に監視システム全体の性能を評価することを目指している研究である。

関する調査

7 は，モード S トランスポンダを装備していない航空

15. ミリ波帯による高速移動用バックホール技術の研究機に対応したマルチラテレーションの開発・評価を中心

開発
16. 新世代ネットワークの実現に向けた欧州との連携にに，空港面から空港の近傍空域までを一元的にカバーする監視システムの実現する研究である。

よる共同研究開発および実証

8 は，短縮垂直間隔（RVSM; Reduced Vertical Separation

17. 樹脂系複合材料を用いた次世代航空機における電磁

Minimum）の運用時に，ADS-B を高度監視に用いる場合

環境両立性解析技術の研究の性能評価を行うとともに RVSM 非適合機を判定するツ18. 次世代航空通信向けマルチユーザ MIMO 信号処理技術の開発及び航空機縮尺モデルを用いた評価ールの開発を行う研究である。

19. 携帯端末の電波直接探知による海上衝突予防に関す

9～11 は基盤的研究である。
9 は，ヘリコプタなどが低高度を飛行する際に機体周る基礎的研究20. ハイブリッド簡易高速電磁界計算による電磁波可視辺の障害物を検出することで安全運行を支援することをめざし，ミリ波レーダを改良する研究である。

化と実証実験による民間航空解析支援

10 は，現在の空港監視レーダ整備・運用の今後の合理

21. 航空需要に対応する海上設置型ローカライザの設置化を念頭に，2 次監視レーダの質問信号の反射による航条件に関する研究

空機測位技術を開発する研究である。
11 は，発話音声を分析することにより覚醒水準を評価

1～5 は重点研究である。

ー67ー－ 67 －

Ⅱするための尺度を定めるため，適切な発声課題の選定や評価尺度に発生する分析誤差の軽減を目指す研究である。
12，13 は萌芽的研究である。

試験研究の実施状況「航空路監視技術高度化の研究」は最終年度であり，

これまでに構築した WAM/ADS-B 実験システムを利用し12 は，GPS に代わる位置情報源を提供することで，無人て，高利得セクタ型アンテナによる性能試験を行い，研航空機 UAS の運用信頼性を向上させる研究である。

究目標である最大覆域（WAM：200NM，ADS-B：250NM）

13 は，4 GHz 帯を用いた航空機内データ通信（Wirelessまで拡大できることを示した。また，モード S データリ

Avionics Intra-Communications，WAIC）の無線化を実現す

ンクの性能改善にも有効であることがわかった。今後は，るために EMC 評価技術を確立する研究である。

ADS-B がプライマリセンサとなった場合に必要となる

14 は調査課題である。個々の航空機の最適経路の設定

ADS-B/WAM 技術の開発・評価を，後継となる次期研究からすべての航空機の最適経路の設定へのパラダイムシ

において実施する。

フトを行うことを想定し，量子コンピュータによる人工「マルチスタティックレーダによる航空機監視と性能

知能や機械学習を適用した技術方策について調査・検討

評価に関する研究」では，昨年度までに整備した MSPSRする調査である。

実験システムによる航空機の測位実験を行うとともに，

15～21 はは競争的資金による研究である。

マルチスタティック処理のための実験システムの拡張を

15 は，ミリ波と光無線通信の技術を活用して，200km/h行った。今後は，仙台空港内に設置した実験システムを以上の高速列車等との間で Gbps 級の通信を実現する技

使用して，飛行実験や現行 PSR との比較等により光ファ術の研究開発を他機関との連携により目指しており，当イバ接続型パッシブレーダの性能評価を行うとともに，研究所は光逓倍による通信技術の開発を分担している。

複数の受信機による信号分離手法の実装や捕捉性能の向16 は，欧州と欧州外諸国との間で共同研究を実施する上について検証を行った。

ために準備された制度 Horizon2020 に基づく日欧共同研「空港面異物監視システムの研究」は最終年度であり，究である。航空分野への応用も期待される将来のネット

仙台空港にてセンサー単体の検知性能の基礎試験，成田

ワーク基盤を構築するための基礎技術として，ミリ波帯

空港にてハイブリッドセンサーシステムの総合性能を評と光ファイバ通信を連携させるための研究開発や実証支

価し，目標としたシステム性能（滑走路から離れた場周援を当研究所が分担している。

道路付近にセンサーを配置し，異物発生から 10 秒程度に17 は，炭素繊維強化プラスチック（CFRP）を主要構

検出，カメラで撮像）を達成できた。検知率が低下する造材とする，次世代航空機等への電磁干渉影響の数値解

一部の単体や夜間のカメラの撮像能力の低下については，

析推定技術を開発する研究である。

検知率向上を次年度からの指定研究で検討する。

18 は，マルチユーザ MIMO(Multiple Inputs and Multiple「SWIM のコンセプトによるグローバルな情報共有基

Outputs)システムの航空通信への適用を検討するために，盤の構築と評価」では，SWIM に基づいた将来の運用環

信号処理技術，空地でのアンテナ配置の検討，全体性能

境を構築するため 2 つの国際実証実験に参加した。また，評価に関する研究である。

飛行情報と監視情報の融合により監視精度の向上や監視

19 は，主に小型船舶を対象に，船舶乗車者の携帯端末履歴データと気象予測データによる軌道ベース運航から発信される電波を活用し，船舶の位置特定技術の開（4DT: 4 Dimension Trajectory）飛行計画の作成などの研発，船舶衝突予防への適用評価に関する研究であり，当究開発を行った。

研究所は，主に，携帯電波探知装置の製作を分担してい「空地通信技術の高度化に関する研究」では，AeroMACS プロトタイプを活用し，実験室内での空港内る。
20 は，航空分野で利用される，もしくは利用を期待さ

地図の表示ツールの基礎実験を行うと共に，通信事業者

れる無線システムについて，環境に応じたハイブリッドと共同で羽田空港における実環境下での基礎性能評価試

計算手法を開発し，運用者に電波の振る舞いを可視化す験を行った。また，平成 27 年度末の AeroMACS 端末をる研究である。

搭載した実験用航空機と地上の基地局との通信結果を追21 は，計器着陸装置（ILS）のローカライザを海上に加解析し，実験用航空機のアンテナ位置に基づく特性や，設置する場合，海面や海上構造物を考慮した電波伝搬を

上空での適用範囲拡大の可能性が示された。

解析し，設置条件を検討する研究である。

「監視システムの信号環境と将来予測に関する研究」
では，信号環境測定装置の開発および実際に計測した結ー68ー－ 68 －

果を過去の測定データと比較して，信号測定手法の有効を通じた後に得られた EVM（ベクトル振幅誤差）を測定

性を確認した。

した。新幹線の駅間隔程度の距離（約 30km）ではファイバー長の影響は少なく本方式での通信は良好であるこ「空港面と近傍空域のシームレスな全機監視方式の研究」では，受信側の信号処理部におけるモード A/C 応答とを示した。

信号の処理機能の追加，送信側の変調部における SSR 質「新世代ネットワークの実現に向けた欧州との連携に問信号の生成機能の追加を行い，仙台空港周辺においてよる共同研究開発および実証」では，端末が通信中に発実証実験を行った。

する電波を受信して，その位置を推定する技術を開発し，「ADS-B 方式高度維持性能監視の研究」では，気圧高推定された端末位置は，検出エリアの中心付近で Wi-Fi

度計の誤差（ASE; Altimetry System Error について誤差評

信号の周波数帯域から算出される理論分解能よりも細か価ツールを開発した。収集した航空機からの ADS-B デー

い精度で求まることが示された。

タ及び 3 か所の地上設置型高度監視装置（HMU; Height「樹脂系複合材料を用いた次世代航空機における電磁Monitoring Unit）データをツールにより解析できること

環境両立性解析技術の研究」では，リバブレーションチを確認した。

ャンバを用いた CFRP 構造体内部の電磁界分布および構「低高度における状況認識技術に関する研究」は最終

造体 Q 値の測定評価について検討するとともに，ビーチ

年度であり，ミリ波レーダの受信回路を改善し，アンテ

クラフト B300 型機を用いた電磁界数値解析を実施した。

ナビーム走査方式を改善しミリ派レーダシステムの実証「次世代航空通信向けマルチユーザ MIMO 信号処理実験を行い，従来の 2 倍以上の探知距離見込みを確認し技術の開発及び航空機縮尺モデルを用いた評価」では，た。

Space Time Block Coded - Continuous Phase Modulation「走査型親局を想定する受動型レーダの覆域拡張技術(STBC-CPM)方式について検討し, STBC-CPM に準直交の研究」は最終年度で，走査型アンテナを運用する親局

符号(Q-OSTBC)を適用することによって周波数利用効率を想定した受動型レーダーとして，受動型２次監視レーを改善できることを示した。

ダーに続き，受動型１次レーダーも実現し，更に，SSR「携帯端末の電波直接探知による海上衝突予防に関すにおいて質問信号の航空機による反射を処理し，ASR をる基礎的研究」では，携帯電波源の探知装置を製作し，構成する PSR 機能を代替する可能性についても検証し無響室実験および屋外海上実験を実施した。
「ハイブリッド簡易高速電磁界計算による電磁波可視た。
「カオス論的な発話音声評価アルゴリズムの信頼性向

化と実証実験による民間航空解析支援」では，簡易レイ・上のための研究」は最終年度で，当所で開発した SiCECA

トレーシング法の計器着陸システムへの応用と FDTD 法（Shiomi’s Cerebral Exponent Calculation Algorithm）での（Finite-difference time-domain method）を用いて電波伝搬

特徴量を再定義し，機能検証を改めて行い，演算処理のの可視化を行った。
「航空需要に対応する海上設置型ローカライザの設置

高速化を実現した。
「UAS のための GPS に代わる位置推定法に関する研条件に関する研究」では，遮蔽フェンスによる回折波の究」は最終年度で，到来波振幅を用いた位置推定および解析を実施し，フェンス上端からの回折よりも横からの到来位相差を用いた位置推定の基礎検討を実施した。

回折波が大きいことを示した。

「航空機内データ通信（WAIC）における電磁環境評価に関する基礎研究」では，WAIC 周波数帯において本年度は，以上の 21 件の研究・調査に加えて，以下に

A320-200 型機の数値モデルを用いた大規模電磁界数値示す 10 件の受託研究を行った。これらは上記の研究やこ解析の適用可能性を明らかにした。

れまでの研究で蓄積した知識・技術を活用している。

「管制方式等規則の構造化と運用手法の機械学習に関1.

AS355 搭載機器の経路損失試験する調査」は最終年度で，量子コンピュータを用いた機2.

24GHz アンテナの開発支援

械学習により航空管制を知識として獲得できる可能性と3.

エンブライエル式 ERJ190-100STD 型の搭載機器の経路損失試験

さらなる調査の必要を示した。
「ミリ波帯による高速移動用バックホール技術の研究

4.

Ku バンド(17GHz)DBF レーダの校正と制度計測開発」では，90GHz 帯で光逓倍方式を使用した通信シス

5.

Bell429 搭載機器の経路損失試験

テムの有効性を特定するために，長距離の光ファイバー

6.

PED 体制の適合証明方法調査（その３）ー69ー－ 69 －

DO-307

4 項玄関結合ー地上 IPL 試験方案作成作業

会7.

AW109SP 搭載機器の経路損失試験

映像情報メディア学会の優秀研究発表を受賞している。

8.

ATR42-500（600Version）型搭載機器の経路損失試験

9.

ILS 整備に係る障害物件等影響調査の技術支援（監視通信領域長

10. 植生に対するマイクロ波の透過・反射特性の計測実
験

Ⅲ

試験研究の成果と国土交通政策，産業界，学会等に及ぼす効果の所見「航空路監視技術高度化の研究」で開発した高利得セクタ型アンテナはモード S データリンクの性能改善に有効であることが明らかになり，ICAO 航空監視マニュア
ル（Doc 9924）への繁栄を提案している。
「空港面異物監視システムの研究」で開発したシステ
ムでは 400m 離れた M4 ボルト(φ=8mm)を明瞭に識別できる能力を実現した。実際の空港への展開が望まれており，さらなる検討を進めていく。
「マルチスタティックレーダによる航空機監視と性能評価に関する研究」では，実験結果を取りまとめ ICAOの監視パネルの ASWG（Aeronautical Surveillance Working
Group）に報告している。
「SWIM のコンセプトによるグローバルな情報共有基盤の構築と評価」では，MGD-II などの国際実証実験で得られた技術知見などを踏まえて，ICAO の離陸前のフ
ライト情報を利用して運航効率の向上 をする計画（ FF-ICE/1:

FlightandFlow -

Informationfor

宇宙・航行エレクトロニクス研究会の若手奨励賞，aCollaborative Environment / Step 1）の検討に参加している。
「空地通信技術の高度化に関する研究」では AeroMACSの航空通信システム規格として，航空用技術基準（RTCA）の策定キックオフ会議に参画した。また，航空通信システムの国際標準規格策定会議である ICAOCP（通信パネル）や DCIWG（データリンク通信インフ
ラ作業部会）にも積極的に参加している。
「監視システムの信号環境と将来予測に関する研究」
では RTCA と EUROCAE の合同監視委員会(Combined
Surveillance Committee)や機上監視 MOPS の作成を行っている SC186WG4 に出席している。
各研究課題の研究成果は，ICAO, RTCA, 当研究所の研究発表会，関連学会，国際研究集会等に積極的に発表している。また，ICAO 等国際会議にて，航空局への技術アドバイザなどとして協力を続けている。これらのなかで，平成 28 度はナショナルインスツルメンツ（NI）のシステム開発コンテスト 2016 の受賞や，電子情報通信学

ー70ー－ 70 －

福島幸子）

航空路監視技術高度化の研究【重点研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

監視通信領域○宮崎 裕己，古賀 禎，松永 圭左，角張 泰之，本田 純一，長縄 潤一，田嶋 裕久
平成 25 年度～平成 28 年度

１．はじめに

一方ADS-Bは，航空機が自機の位置情報を，GNSSを

将来の航空交通管理の運用概念として軌道ベース運用

ベースに算出して，放送型データリンクを利用して送信（TBO）が位置づけられており，TBOの実現においてはする。送信された位置情報は，地上に設置されたADS-B

シームレス（継ぎ目のない）かつ高性能（高頻度・高精受信局などで受信され，この情報を基に監視が行われる。

度）な航空機監視が要求されている。このため航空機監

WAMとADS-Bは，トランスポンダが送信する同じ形式

視システムは，現用の二次監視レーダー（SSR）から，の信号を利用するため，共用（同時運用）が可能となる。

高性能な広域マルチラテレーション（WAM）への移行
衛星航法システム（GNSS）

が進められており，更には衛星航法システム（GNSS）
をベースとした高機能な放送型自動位置情報伝送・監視

双曲線

機能（ADS-B）の導入も計画されている。しかしながら，

放送

自機位置

これらの監視技術（WAM/ADS-B）を航空路監視に適用する場合，海岸線沖合の覆域をSSR並に確保しなければ

ADS-B

WAM

ならないと言った課題がある。

受信局
受信局

一方，TBOにおいては機上・地上間での軌道情報の共有を可能とするデータリンクが必要不可欠であり，
WAM/ADS-Bによる即時性の高いモードSデータリンク

図1

WAMとADS-Bの測位原理の概略図の活用も期待される。しかしながら，無指向性アンテナによる高頻度なデータの送受信は信号環境の悪化を招く

２．２

海岸線沖合への WAM/ADS-B の覆域拡張との問題があり，実用化には，地上からの送信を所要のWAM は受信局配置の外側では，図 2 に示すように，方向に限定するセクタ型アンテナの開発が必要である。

双曲線がほぼ平行に交わるため測位誤差が増大する。加

このような背景を踏まえ，本研究は，WAM/ADS-Bのえて，計算解が得られない検出率の低下も発生する。こ

課題である海岸線沖合エリアの監視覆域を拡張するととの状況に対して，SSR のように質問信号を地上から送信

もに，即時性の高いモードSデータリンクを実行可能として航空機トランスポンダに応答させると，質問から応する高利得セクタ型アンテナを開発することを目的とし答までの時間から得られる真円は双曲線とほぼ直角に交ている。さらに，WAM/ADS-Bの性能は，航空機と受信わる。このため，この真円を WAM 測位に活用すること

局との位置関係に依存することから，適切な受信局配置

で，測位誤差及び検出率の改善が可能となる。この測位を予め把握するための性能予測手法の確立も目指す。

方式は Ranging と呼ばれ，本研究では，遠方までの送受信を可能とする高利得アンテナを開発する。

２．研究の概要
２．１

質問から応答までの時間より得られる真円

WAMとADS-Bの測位原理

信号検出の時間差から算出される双曲線

図 1 に WAMと ADS-B の 測 位 原 理 の 概略 図 を示 す 。
受信局

WAMは，航空機に搭載されたトランスポンダが送信す

質問

受信局

る信号を，地上に配置された複数の受信局で検出して到

応答

高利得
アンテナ

達時刻を測定する。次に測定した到達時刻から受信局間の到達時刻差を求めて，航空機と各受信局との距離差に送受信局変換する。そして，距離差が一定との条件からなる双曲

図2線同士の交点を求めることで航空機の位置を算出する。

ー71ー－ 71 －

受信局

Ranging による測位誤差の改善

WAM/ADS-B によるモード S データリンク

覆域拡大策適用前後で比較して示す。図中の航跡は，在モード S データリンクは，SSR モード S の監視用信号

空機を対象に実験システムで取得した 1 日分の測位結果

フォーマットに 56 ビットのデータフィールドを加えてである。なお，（b）図の ADS-B は，鹿野山サイトで取データの送受が行われる。利点としては，既存の航空機

得した航跡である。図 4 から，高利得セクタ型アンテナ

監視インフラであるモード S 地上局と機上モード S トラを適用することにより，研究目標である WAM：200NM，

ンスポンダを活用して，航空機監視と同時にデータ通信

ADS-B：250NM の最大覆域が得られていることが分かる。

２．３が行えることである。一方，課題としては，地上局アンテナの向きに依存してデータ通信のタイミングが制限さ

セクタ型受信局(調布)セクタ型受信局(君津)無指向型受信局(8局)れることである。この課題に対して，WAM/ADS-B は固セクタ型アンテナ(調布)

那須定アンテナを用いるため，タイミングの制限がなく，即時性が高いモード S データリンクが実行可能となる。しかしながら，通常の無指向性アンテナで高出力かつ高頻セクタ方向

度なデータ送受を行うと，質問・応答数が増加すること

箱根に加えて，トランスポンダの占有時間も増大してしまう。

日高成田
府中 調布田町
羽田
玉川
君津

セクタ型アンテナ(君津)

この信号・運用環境の悪化を避けるために，信号の送信
方向を限定するセクタ型アンテナの開発が必要となる。
性能試験
対象覆域

３．研究成果4 ヵ年計画の最終年度である平成 28 年度は，これまで

図3

セクタ方向

WAM/ADS-B 実験システムの受信局配置に構築した WAM/ADS-B 実験システムを利用して，高利
得セクタ型アンテナの覆域拡大に関する性能試験，及び覆域拡大策適用後

適用前

WAM/ADS-B によるモード S データリンクの性能試験を実施した。

３．１

覆域拡大に関する性能試験

WAM/ADS-B では一般的に，受信局用のアンテナに，全ての方向からの信号を検出する無指向型が利用される。
航空路監視に WAM/ADS-B を適用する場合，遠方の航空機から送信される微弱な信号を検出することが必要なため，通常の無指向型ではアンテナ利得が不足する。加え200NMて，監視覆域の拡大を行えば，検出される信号数が増大（a）WAM 航跡

し，信号干渉（混信）が多発することから，システム性能の低下を招く。これらの課題に対処するには，アンテナの信号検出方向を分割すると同時に利得が向上する，
受信局アンテナのセクタ化が有効である。このような背景から本研究では，高利得セクタ型アンテナの開発・評価を進めた。図 3 に，WAM/ADS-B 実験システムの受信
局配置を示す。調布（当所）と鹿野山（千葉県君津市）の 2 サイトに高利得セクタ型アンテナを設置し，性能試
験の対象覆域を関東及び東海地方の沖合沿岸エリアに設定した。性能試験では，前述した 2 サイトのアンテナを250NM

無指向型から高利得セクタ型に変更する等の，覆域拡大（b）ADS-B 航跡

策適用の前後で，WAM/ADS-B の監視覆域を比較評価し図4た。図 4（a）（b）に，WAM 及び ADS-B の監視覆域を，ー72ー－ 72 －WAM 及び ADS-B の監視覆域の比較

３．２

モード S データリンクの性能試験

謝辞

モード S データリンクの性能試験は，航空機が送信す

実験システムの設置および評価試験の実施にご協力をる ADS-B 用信号の検出率を評価項目として行った。図 5

頂いている国土交通省の関係各位に感謝の意を表します。

に，信号強度と干渉信号数に対する信号検出率の解析結果を示す。図 5 から，信号検出率は，信号強度の増加に

掲載文献伴い改善する一方，干渉信号数の増大により悪化するこ(1) 宮崎，島田他：“広域マルチラテレーションの評価とが分かる。特に，信号強度が低い場合は，干渉信号数試験”，航空宇宙学会第 44 期年会講演会，A11，2013の増大に伴い，信号検出率が大幅に減少する結果が得ら

年 4 月．

れた。この結果は同時に，信号強度を高めることにより，(2) 宮崎，小菅他：“3 次元 TDOA 測位に高度情報を適

信号干渉の影響を軽減できることを意味する。本試験の用した評価結果”，日本航海学会春季第 128 回講演会

結果から，受信する信号の強度を高めるとともに，干渉

航空宇宙学会，2013 年 5 月．

信号数の減少を可能とする高利得セクタ型アンテナは，(3) Miyazaki, Koga: “Draft Doc 9924 Guidance Material for

モード S データリンクの性能改善に有効であることが明

the Measurement of All-Call Reply Rates”, WP ASP14-15,

らかになった。本結果をまとめたワーキングペーパーを

ICAO ASP 14th WG meeting, April 2013.
(4) 島田，宮崎他：“広域マルチラテレーションの評価試

ICAO 監視パネル会議に提出して，航空監視マニュアル験”，平成 25 年度（第 13 回）電子航法研究所研究発（Doc 9924）に反映するように提案中である。

表会講演概要，平成 25 年 6 月．
1(5) Miyazaki, Kakubari: “Test Results of Preliminary

強Evaluation for Mode S Passive Acquisition”, ASP TSG

0.8

信号検出率

WP15-26, ICAO ASP 15th TSG meeting, June 2013.
(6) 島田，宮崎他：“気圧高度情報を利用した広域マルチ

0.6

ラテレーション測位方式”，2013 年電子情報通信学会

0.4

通信ソサイエティ大会，B-2-43，2013 年 9 月．

0.2
0(7) Miyazaki, Kakubari: “Test Results of Preliminary

信号強度 弱0-3

Evaluation for Mode S Passive Acquisition”, WP ASP

6-9
12-15 18-21
干渉信号数[×1000/sec]

15-15, ICAO ASP 15th WG meeting, October 2013.
(8) 島田，宮崎他：“測定距離を利用した広域マルチラ

図 5 信号強度と干渉信号数に対する信号検出率

テレーション測位方式の評価結果”，電子情報通信学
会技術研究報告，宇宙・航行エレクトロニクス，
SANE2013-123，2014 年 1 月．

４．考察等
最終年度である平成 28 年度は，これまでに構築した(9) 宮崎，小菅他：“TDOA 測位における基準局の選択”，

WAM/ADS-B 実験システムを利用して，高利得セクタ型

電子情報通信学会技術研究報告，宇宙・航行エレクト

アンテナによる覆域拡大の性能試験，及び WAM/ADS-B

ロニクス，SANE2013-125，2014 年 1 月．

によるモード S データリンクの性能試験を実施した。覆(10) 島田，宮崎他：“WAM における性能改善方式の評価”，

域拡大に関する性能試験では，高利得セクタ型アンテナ

平成 26 年度（第 14 回）電子航法研究所研究発表会を適用することにより，研究目標である最大覆域

講演概要，平成 26 年 6 月．

（WAM：200NM，ADS-B：250NM）が得られた。一方，(11) Miyazaki: “Measured DF0 transmission around Tokyo

モード S データリンクの性能試験では，高利得セクタ型

international airport”, ASP TSG WP17-25, ICAO ASP

アンテナは，モード S データリンクの性能改善に有効で17th TSG meeting, June 2014.

あることが明らかになった。今後は，ADS-B がプライマ(12) Miyazaki, Shimada, et al.: “Performance Evaluation of a

リセンサとなった場合に必要となる ADS-B/WAM 技術

WAM System using Measured Range”, ESAV2014,の開発・評価を，後継となる次期研究において実施する

September 2014.
(13) Miyazaki: “Measured DF0 transmission around Tokyo計画である。

international airport”, WP ACSG01-02, ICAO ASP 1stー73ー－ 73 －

(26) Miyazaki: “Development of Wide Area Multilateration

ACSG meeting, September 2014.
(14) Miyazaki, Kakubari: “Status of the Passive Acquisition

Technologies in ENRI”, DISH 2015, Chennai, Nov. 2015.

Testing at ENRI Using a Short Baseline MLAT System”,(27) 長縄，宮崎，田嶋：“航空路監視用広域マルチラテ

WP ASP 17-19, ICAO ASP 17th WG meeting, September

レーションにおける検出率概算法の検討”，電子情報2014.

通信学会技術研究報告，宇宙・航行エレクトロニクス，
SANE2015-100，2016 年 1 月．

(15) 宮崎：“DAPs 導入に伴う信号環境影響の検討”，(28) 宮崎，小菅，田中：“平滑化高度情報の適用による

航空局 CARATS 第 4 回監視アドホック 1 会合，2014

TDOA 測位の改善手法”，電子情報通信学会技術研

年 11 月．

究報告，宇宙・航行エレクトロニクス，SANE2015-101，(16) 宮崎，小菅他：“TDOA 測位における基準局選択と2016 年 1 月．

測位結果の関連”，電子情報通信学会論文誌 B, Vol.

(29) Miyazaki, Naganawa: “Revision to Doc 9924 Guidance

J97-B No.12，2014 年 12 月．

Material on Passive Acquisition”, ASWG TSG WP2-20,(17) 宮崎，小菅他：“バイアス誤差が存在する場合のICAO SP ASWG TSG 2nd meeting, January 2015.

TDOA 測位の改善手法”，電子情報通信学会技術研(30) 宮崎，長縄：“広域マルチラテレーションの概要”，

究報告，宇宙・航行エレクトロニクス，SANE2014-120，

航空振興財団第 3 回航法小委員会，平成 28 年 2 月．

2015 年 1 月．

(31) 長縄，宮崎，田嶋：“航空機監視における伝搬モデ(18) 宮崎：“航空路監視技術の高度化について”，航空管
制 2015 No.1，2015 年 1 月．

ル評価に向けた拡張スキッタの測定”，2016 年電子(19) Miyazaki, Kakubari: “Status of the Passive Acquisition

情報通信学会総合大会，B-1-8，2016 年 3 月．

Testing at ENRI Using a Short Baseline MLAT System”,(32) 宮崎，小菅，田中：“平滑化高度情報の適用による

ASP TSG WP18-17, ICAO ASP 18th TSG meeting,

TDOA 測位の評価結果”，2016 年電子情報通信学会

January 2015.

総合大会，B-2-22，2016 年 3 月．

(20) Miyazaki, Kakubari: “Test Results of Passive Acquisition(33) Miyazaki: “Development of Wide Area Multilateration

Using a Short Baseline MLAT System in ENRI”, SP-

System Using Sector Antenna”, World ATM Congress

ASWG1-WP23, ICAO SP ASWG 1st meeting, April

2016, Madrid, March 2016.

2015.

(34) Miyazaki, Kosuge, Tanaka: “Improvement way of WAM
localization by applying smoothed altitude information”,(21) 宮崎，小菅，田中：“高度情報の適用による TDOAESAVS2016, April 2016.

測位の改善手法”，2015 年電子情報通信学会ソサイ(35) Miyazaki, Naganawa: “Revision to Doc 9924 Guidance

エティ大会，B-2-16，2015 年 9 月．
(22) Miyazaki: “Need for Revision of Passive Acquisition

Material on Passive Acquisition”, SP2-ASWG3-WP/21,

Guidance Material on Doc 9924”, SP-ASWG2-WP21,

ICAO SP ASWG 3rd meeting, April. 2016.

ICAO SP ASWG 2nd meeting, September 2015.

(36) 宮崎：“航空機監視システムの高度化，”自動車技(23) 宮崎，長縄：“広域マルチラテレーションの概要について”，日本航海学会第 133 回講演会

術 5 月号，pp. 13-18, 2016 年 5 月.

2015 年度秋(37) 長縄，宮崎，田嶋：“WAM 受信局配置設計に向けた

季航空宇宙研究会，平成 27 年 11 月．

信号検出率測定，”平成 28 年度（第 16 回）電子航法(24) Naganawa, Miyazaki, Tajima: “Evaluation Results for

研究所研究発表会講演概要，
pp. 98-103，2016 年 6 月．

Impact of Signal Interference and Strength on Detection(38) Naganawa, Miyazaki: “Doc 9924 CP for Passive

Probability”, 電子情報通信学会技術研究報告，宇宙・Acquisition”, ASWG TSG WP03-22, ICAO SP ASWG

航行エレクトロニクス，SANE2015-53，ICSANE 2015,

TSG 3rd Meeting, June. 2016.

November 2015．

(39) 宮崎，小菅，田中：“TDOA と TSOA における測位(25) Miyazaki, Kosuge, Tanaka: “Improvement Measures for

誤差の比 較 ”，電子情 報通信学会技 術研究報告，

3D TDOA Localization by Using Height Information”,

SANE2016-31, pp. 1-6, 2016 年 8 月.

電子情報通信学会技術研究報告，宇宙・航行エレク(40) Miyazaki, Naganawa: “Doc 9924 CP for Passive

トロニクス，SANE2015-56，ICSANE 2015, November

Acquisition”, SP2-ASWG4-WP/21, ICAO SP ASWG 4th2015．

Meeting, Oct. 2016.

ー74ー－ 74 －

(41) 宮崎：“航空機監視技術の高度化について”，航空振興 2016 秋号，2016 年 10 月.
(42) Miyazaki, Kosuge, Tanaka: “Improvement of position
Accuracy by Combining TDOA and TSOA”, Proceedingof the International Conference on Space, Aeronauticaland Navigational Electronics 2016, SANE2016-84, pp.
169-174, November 2016.
(43) Naganawa, Honda, Otsuyama, Tajima, Miyazaki:“Evaluating Path Loss by Extended Squitter Signals for
Aeronautical Surveillance”, IEEE Antennas and WirelessPropagation Letters, Vol. 16, pp. 1353-1356, Dec. 2016.
(44) 宮崎，小菅，田中：“TSOA による TDOA 測位誤差の改善”，電子情報通信学会技術研究報告，
SANE2016-107, pp. 65-70, 2016 年 8 月.
(45)

Miyazaki,

Naganawa:“Measurement

ResultsofExtended Squitter based on RF Measurement GuidanceMaterial”, ASWG TSG WP04-27, ICAO SP ASWG TSG
4th meeting, Jan. 2017.
(46) 長縄，宮崎，田嶋，“広域マルチラテレーションにおける測位確率の実験的評価”，電子情報通信学会技術研究報告，SANE2016-120, pp. 13-18, 2017 年 2 月.
(47) 長縄，宮崎，田嶋，本田，大津山：“航空監視信号
測定と空地伝搬損失モデルの初期的な比較”,2017 年
電子情報通信学会総合大会, B-1-27，2017 年 3 月.
(48) 宮崎，小菅，田中：“TSOA 測位を利用した監視覆域の拡大”,2017 年電子情報通信学会総合大会, B-2-28，
2017 年 3 月.
(49)

Miyazaki,

Naganawa:“Measurement

ResultsofExtended Squitter based on RF Measurement GuidanceMaterial”, SP-ASWG5-WP17, ICAO SP ASWG 5th
meeting, Mar. 2017.
(50) Naganawa, Miyazaki, Tajima: “Measurement-based
Evaluation on Detection Probability of Extended Squitter
for Air-to-Ground Surveillance”, IEEE Transactions on
Vehicular Technology, Vol. PP, Issue 99, Apr. 2017.

ー75ー－ 75 －

マルチスタティックレーダによる航空機監視と性能評価に関する研究

担当領域
担 当 者
研究期間

【重点研究】

監視通信領域○大津山卓哉，本田純一，塩見格一
平成 26 年度～平成 29 年度
２．研究の概要

１．はじめに

本研究は 4 カ年計画であり，3 年目の平成 28 年度は次の航空機の管制用監視には，一次監視レーダ（PSR：Primary
Surveillance Radar）及び二次監視レーダ（SSR：Secondary

ことを行った。

Surveillance Radar）が使用されている。これまでに，SSR①

MSPSR の要件・動向調査の監視性能（精度・分解能・更新レート等）を向上するた②

MSPSR 実験システムによる測位実験

めに，ADS-B やマルチラテレーション等の新しい監視技術③

MSPSR 監視導入に必要な要素技術の開発の研究が行われ，すでに実用化されている。一方 PSR も，
通常の航空管制では使用頻度は低いものの，非常時等の安３．研究成果全性を確保するために欠かすことのできない重要な装置

平成 28 年度は ICAO 監視パネル等に提出された，
MSPSRである。PSR は，航空機搭載のトランスポンダに依存しな関係の文献を調査するとともに，電子研で得られた実験結い監視手段であるため，トランスポンダの故障や意図的に果 を 取 り ま と め 同 パ ネ ル の ASWG （ Aeronautical

停止させた場合でも監視が可能である。しかしながら，現Surveillance Working Group）に報告した。また各国で行わ

在の PSR は維持管理コストが嵩むと言った課題を抱えてれている MSPSR 関連技術開発状況を取りまとめ，ASWG

おり，低コストで同等以上の性能を有する次世代 PSR がに報告した。これらの調査と並行して昨年度までに整備し求められている。

た MSPSR 実験システムによる航空機の測位実験を行うと次世代 PSR については欧米では研究開発が進められて
いるが，これまでのところ運用に資する決定的な代替装置

ともに，マルチスタティック処理のための実験システムの拡張を行った。

はない。PSR 代替装置として複数の受信局を持つマルチス
タテッィクレーダ（MSPSR：Multi Static Primary Surveillance

３．１．MSPSR の要件・動向調査

Radar）が有力候補として一部で検討されているが，当該昨年度までに引き続き，ICAO 監視パネル等に提出され装置においてどのような要件が必要であるかは分かってた MSPSR 関係の文献調査等を行った。また，複数の国際いない。さらに，MSPSR のような受動型レーダはその地学会に論文を提出し，パッシブレーダを含む関連技術の最域での電波信号環境が監視性能に影響を与えるため，諸外

新動向調査を行った。MSPSR を航空管制システムに導入

国等で行われた検討結果が我が国においてそのまま利用するための研究開発は，これまで欧州を中心に行われていできる保証はない。そのため，MSPSR の導入を判断できたが，近年，中国や南アフリカといった国もそれぞれ特徴る技術基準や性能要件の作成が求められている。

ある開発を進めている。これらの開発状況も含めて関連す

本研究の目的は，現行 PSR と同等以上の分解能，捕捉る技術が様々に表れたことから，監視マニュアルへの反映

率等の性能を有する新型 PSR の性能要件の検討及び実装を見据えて，現在の開発状況について取りまとめを行うこに必要な要素技術の開発を行うことである。特に MSPSRととなった。このアクションアイテムに対してこれまでに注目して受動型レーダによる監視システム構築に必要

MSPSR の研究開発を進めてきた日本とドイツで各国の技な信号処理方法やアンテナ等の要素技術の開発を行い，評術開発状況をとりまとめ，ASWG に MSPSR 関連技術開発

価手法を確立するとともに，現在の PSR を拡張して低高状況として報告を行った。

度や山影などのブラインドエリアでの監視能力向上を目指す。

３．２．MSPSR 実験システムによる測位実験
昨年度，仙台空港内に設置した PSR 送信情報を使用す
る MSPSR 実験用システムを使った航空機の測位実験を行った。この実験システムは，送信情報として航空保安大学

ー76ー－ 76 －

校岩沼研修センターの研修用レーダから送信信号のモニタ波形を分配し，光ファイバ無線技術(RoF)を使い，電気信号から光信号に変換して送受信するパッシブレーダとなっている(OFC-PPSR：光ファイバ接続型パッシブ一次監視レーダ)。現行の PSR に依存するため，更新レートの向上は見込めないが，既存システムを活用して大きなシステ
ム変更をすることなく，レーダの捕捉率や測位精度を向上することが期待される。
地上ディジタル放送波の遅延プロファイルを使った方式では，これまでの研究の中で，ほぼリアルタイムで高い更新頻度を持つレーダ画像を得ることができ，また同時に着陸する複数の航空機を分離して表示可能であることが

図 2：3 局構成に拡張した光ファイバ接続型パッシブレー

明らかになっている。本年度は取得した航空機位置の測位

ダの実験システム概要

精度について検証するために，地上ディジタル放送波による実験結果と ADS-B 情報を比較した。これまでの検証結果として，受信アンテナの覆域内において提案手法で取得された遅延信号が ADS-B による航空機の位置と一致する
ことが確認できた。また，仙台空港や福岡市内にも受信点を設置して，異なる環境での実験を実施し，各地域において航空機が検出できることを確認した。

図 3：実験結果の一例
また，バイスタティックレーダに関してはモノスタティ
図 1：地上ディジタル放送波遅延信号取得システムによるックレーダと異なり，レーダ反射断面積(RCS:Radar Cross

実験結果と ADS-B データ（緑色の丸印）の比較

Section)が航空機の姿勢と送受信機間の関係によって複雑に変化する。レーダシステムの設計には RCS を正確に見積もる必要があるが，これらの解析には多くの課題があり，

３．３．MSPSR 監視導入に必要な要素技術の開発
昨年度までに構築した実験システムは，送受信機がそれそれらの解決のため大学との共同研究を開始した。

ぞれ 1 か所ずつのバイスタティック構成になっている。
MSPSR を構築するためには，複数局で受信し，それらを４．まとめ合成するための処理が必要となる。そこで，本年度は複数

今後，仙台空港内に設置した実験システムを使用して，局での受信ができるように OFC-PPSR システムの機能を飛行実験や現行 PSR との比較等により光ファイバ接続型

拡張した。拡張システムでは RoF を使った部分を，リファ

パッシブレーダの性能評価を行う。また，複数の受信機にレンス信号部，受信機-信号記録装置間等の複数の場所でよる信号分離手法の実装や捕捉性能の向上について検証扱うようにして，どのエリアに RoF を使用する事が最適でを行う。このシステムでは，既存のレーダシステムに対しあるか検証できるようにした。本年度，新しい構成でのシて受信局を追加することにより，捕捉性能の向上やブライステム構築ができたため，今後，それぞれの場合について

ンドエリアの解消が期待される。
光ファイバ接続型パッシブレーダや地上ディジタル放検証を行う。

送波等の複数の無線周波数を使ったパッシブレーダを検ー77ー－ 77 －

討することによって，既存のレーダより安価で且つ測位精用した航空機監視システム，”映情学技報，vol.41，

度や更新頻度が向上した高性能レーダシステムの構築検no.1，BCT2017-21，pp.81-84，Jan. 2017.
(11) J. Honda and T. Otsuyama, “Coverage Area of討に資すると期待される。

Passive Bistatic Radar Using DTTB Signal Delays,”
所外発表

Proc. 2017 IEEE Int’l Conf. on Computational(1)

J. Honda and T. Otsuyama, “Experimental Study

Electromagneticsof Aircraft Positioning by DTTB Signal Delay,”

Kumamoto, Japan, March 2017.

Proc. Int. Sym. on Enhanced Solutions for Aircraft(2)

and Vehicle Surveillance Applications (ESAVS),

Optical5-1, Berlin, Germany, April 2016.

Surveillance

J. Honda and T. Otsuyama, “Status Update on

SP-ASWG5-WP/30, Tokyo, Japan, March 2017.

MSPSR(Presented by T. Otsuyama)

Development,”

April 2016.

ICAO

SP-ASWG/3,(Presented by T. Otsuyama)

J. Honda and T. Otsuyama, “Status Update on
MSPSR Development,” ICAO SP-ASWG TSG,
ASWG TSG WP03-18, Paris, France, June/July
2016.

(Presented by T. Otsuyama)(4) 大津山卓哉，本田純一，“光ファイバ接続型パッシブ
レ ー ダ に よ る 航 空 機 検 出 ，” 信 学 技 報 ， vol.116,
no.143, SANE2016-23, pp.11-13, July 2016.
(5)

T. Otsuyama and J. Honda, “Study of Passive
Aircraft Surveillance Radar using DTTB Signal
Delay,”

Proc.

Electromagnetics

the
in

2016

Int’l

Advanced

Conf.

on

Applications(ICEAA), pp.869-871, Cairns, Australia, Sep. 2016.
(6)

J.

Honda

and

T.

Otsuyama,“Preliminary

Experimental Result of Optical Fiber Connected
Passive Primary Surveillance Radar,” Proc. Int’l
Symp. on Antennas and Propagation (ISAP),
POS2-71, Okinawa, Japan, Oct. 2016.
(7)

J. Honda and T. Otsuyama, “Status Update on
MSPSR

Development,”

ICAO

SP-ASWG/4,

SP2-ASWG4-WP/18, Montreal, Canada, Oct. 2016.
(Presented by T. Otsuyama)(8)

T. Otsuyama and J. Honda, “A Study of Aircraft
Detection by Passive Radar System,” 信学技報，vol.116, no.319, SANE2016-55, pp.21-24, Nov.
2016.

(9)

pp.362-364,(12) J. Honda and T. Otsuyama, “Introduction of

SP-ASWG3-WP/14, London, the United Kingdom,(3)(ICCEM),

J. Honda and T. Otsuyama,“Feasibility Study on
Aircraft Positioning by ISDB-T Signal Delay,”
IEEE Antenna and Wireless Propagation Letters,
Vol.15, pp.1787-1790, DOI 10.1109/LAWP, 2016.

(10) 本田純一，大津山卓哉，“地上ディジタル放送波を応ー78ー－ 78 －

Fiber

Connected
Radar,”

Passive

ICAO

Primary

SP-ASWG/5,

空港面異物監視システムの研究【重点研究】

担当領域

監視通信領域

担 当 者 ○米本成人，河村暁子，二ッ森俊一
研究期間1.

平成 26 年度～平成 28 年度
3.

はじめに2000 年の仏国シャルルドゴール空港で発生した，直前に研究成果

3.1 FOD 特徴抽出アルゴリズムの構築

離陸した航空機から脱落した金属片を原因とするコンコル

国際規格においては，航空機や車両等の通常運用時に制ドの事故以来，滑走路等上の異物（FOD）は非常に重要な限区域に進入する移動体で警報を発出しないことが要求さ

空港安全の課題の一つとして認識が高まっている。また，

れていることから，誤警報抑制のための深層学習を用いた

バードストライクなどの突発的な事象は，異物の除去や滑画像分析アルゴリズムを開発した。仙台空港に長期設置さ走路の安全確認までに多大な手間と点検時間を発生させる

れたカメラで空港内に存在する様々な航空機，車両の画像ことになる。こうした事態は，航空機の離着陸を制限するを取得し，その約 9000 サンプルを用いて画像の学習を行っことから，空港の処理能力や運用効率を低下させる重大なた。その学習結果を用いて，新規の画像 200 枚を分析した要因となっている。このような背景の下，異物等空港面のところ，航空機 100%，車両 98%の識別率を達成した。昼

状態を監視するシステムへの要望が高くなってきている。

間に取得された画像であれば，航空機，車両を識別し，セ

これらのシステムは滑走路の安全性と利用率に関わる重要ンサーがそれらに反応した誤警報を除去できる性能を示しな設備であるため，公的機関による評価への要望が高い。

た。

当研究では，運用者のニーズを踏まえ，単に異物の有無による警報を発出するだけでなく，その外形や特徴が認識可能な空港面異物監視システムに関する研究を行う。複数のミリ波レーダーから構成されるレーダーネットワークとITV カメラネットワーク用いたハイブリッドセンサーネッ
トワークの開発とともに，異物検出だけでなく，センサー
情報からより確度の高い警報を生成するための技術について研究を行い,総合的に実験システムを用いて，空港での実証試験を行うことで，将来の整備に必要となる技術要件を抽出することを目的とする。また, EUROCAE 等による国際技術基準策定に係る専門会合への参加を通じて，空港面異物監視システムに係るシステム仕様，運用方針等の策定に

画像分析アルゴリズムの概要

貢献する。
3.2 FOD 監視システムのフィールドテストと評価
2.

研究の概要

成田空港に設置した光ファイバー接続型ミリ波レーダー

本研究は 3 年計画であり，当該研究期間の主たる実施事
項は以下のとおりである。

に対して高感度 ITV カメラを併設した。また，レーダーデータの履歴をもとに新たに検出された物体を判定し，検出

平成 26 年度 ハイブリッド型 FOD センサーの構築された位置座標をもとに自動的にカメラで追跡，撮影する

平成 27 年度 状態変化・異物探知機能の評価

機能を構築した。異物サンプルを用いてレーダーにて検出

平成 28 年度 FOD 特徴抽出アルゴリズムの構築

性能を評価したところ，約 450m の位置で 1 インチ大の金属片が 10dB と十分な信号対雑音比で検出できることが確

尚，平成 28 年度は,最終年度であり， 特に下記の事項について実施した。

認された。自動撮影機能についてはレーダーで異物と判定された位置に対して 1 秒未満でピンポイントに撮影できる

1．FOD 特徴抽出アルゴリズムの構築

ことが確認された。撮像性能としては，夜間の光がない部

2．FOD 監視システムのフィールドテストと評価

分に配置された 1 インチ大の金属片が 300m で撮影できるー79ー－ 79 －

っていく。

ことが示された。
高感度カメラ自身の夜間における静止状態での撮像能力

本研究はミリ波レーダー技術及び，画像処理技術を基盤

は 400m 離れた M4 ボルト(φ=8mm)を明瞭に識別できる能とする研究であり，競争的資金研究と連携し，また，研究力がある。連接動作により，設置された金属電柱上に配置

機関，国内外の大学，およびメーカーとの共同研究としてされたカメラが高速に移動することで，わずかな振動が発実施している。

生する。このとき，遠景では問題のないレベルの画像の揺れが，ズームして近接画像を取得する場合には画角に対し掲載文献て無視できない振動となる。よって，画素積分処理が高く(1) Kien T. Pham, B. D. Nguyen, Van-Su Tran, Lan-Phuong P.

ならず，撮像性能が十分に発揮できないことが分かった。

Linh Mai, Naruto Yonemoto, Akiko Kohmura, Shunichi

今後はこれらの調整を行い，検出能力のさらなる向上を目

Futatsumori,”Electrically Tunable Reflectarray Element

指す。

Based on Aperture ‐ Coupled C ‐ Patch ” , Proc. of
EuCAP2014, WED 1.7, Haague, Netherlands, April, 2014.
(2) B. D. Nguyen,

K. T. Pham, V. S. Tran, L. Mai, N.

Yonemoto, A. Kohmura, S. Futatsumori, ”Electronicallytunable reflectarray element based on C-patch coupled todelay line”, Electronic Letters, 31st July, 2014, Vol. 50, No.
16, pp. 1114-1116.
(3) Naruto Yonemoto, “Technical Tour in Sendai Airport”,
Opening address of MWP/APMP2014 Technical tour, Oct.
2014.
(4) Shunichi Futatsumori, Kazuyuki Morioka, Akiko Kohmura,
MakotoShioji,NarutoYonemoto,“Fundamental

applicability evaluation of carbon fiber reinforced plastic
materials utilized in millimeter-wave antennas”,
IEEE

成田空港に設置した滑走路異物検知システム外観

ConferenceonAntenna2014

Measurements&

Applications (CAMA), Nov. 2014.
(5) B. D. Nguyen, K. T Pham, V. S. Tran, L. Mai, N.
Yonemoto, ”Reflectarray Element Using Cut-Ring Patch
Coupled to Delay Line”, IEEE Antennas and WirelessPropagation Letters, Issue 99, Nov 20, 2014.
(6) Akiko Kohmura, Katsumi Fujii, Shunichi Futatsumori, andNaruto Yonemoto,

深夜の成田空港における連接試験の物体検出・撮影結果“New Connecting Structure forWaveguides with Special Connectors”, IEICE Electronics
4.

Express, Vol. 12 (2015) No. 17 pp. 20150559, 2015.

まとめ
仙台空港にてセンサー単体の検知性能の基礎試験，成田(7) 二ッ森俊一，柴垣信彦，森岡和行，河村暁子，岡田国空港にてハイブリッドセンサーシステムの総合性能を評価

雄，米本成人，「滑走路異物探知用ミリ波レーダシス

した。研究開始当初に目標設定したシステム性能（滑走路

テムの実証実験」，平成 28 年度電子航法研究所研究発から離れた場周道路付近にセンサーを配置し，異物発生か

表会講演概要, pp.61-64，2016 年 6 月(8) 米本成人，「光ファイバー無線を活用したレーダー，ら 10 秒程度に検出，カメラで撮像）は達成できた。

通信システムの研究開発」，平成 28 年度第 2 回エイト

金属物体に対しては十分な検知性能を有するが，鳥の死

ラムダフォーラム，2016 年 7 月

骸など非金属物体や，単純形状物体に対して検知率が低下する事象が確認された。また，カメラについては夜間の撮(9) 二ッ森俊一，森岡和行，河村暁子，岡田国雄，宮崎則

像能力の改善が必要なことも確認された。今後はこれらの彦，坂本信弘，米本成人，「空港環境における光ファ性能が発揮できない環境下における検知率向上の検討を行

イバ接続型 96 GHz 帯広帯域 FMCW ミリ波レーダの距

ー80ー－ 80 －

会関西支部セミナー，2017 年 1 月

離分解能特性評価」，信学技報 , vol. 116, no. 156,

(18) 二ッ森俊一，「ミリ波レーダを用いた滑走路異物監視

MWP2016-28, pp. 111-115, 2016 年 7 月(10) Shunichi Futatsumori, Kazuyuki Morioka, Akiko Kohmura,
Kunio Okada, Naruto Yonemoto, “Detection Characteristic
Evaluations Of Optically-Connected Wideband 96 GHz
Millimeter-Wave Radar For Airport Surface Foreign Object
Debris

Detection,”41th

Infrared,Millimeter,

International
andConference

Terahertz

on

waves

(IRMMW-THz2016), H5P.17.05, Copenhagen, Denmark,25-30 September 2016(11) Shunichi Futatsumori, Kazuyuki Morioka, Akiko Kohmura,
Kunio Okada,Naruto Yonemoto, “Design and Field
Feasibility Evaluation of Distributed-Type 96 GHz FMCW
Millimeter-Wave Radar Based on Radio-over-Fiber andOptical Frequency Multiplier,”IEEE Journal of Lightwave
Technology, pp.4835-4843, Volume: 34, Issue: 20, Oct.15,
2016(12) Akiko Kohmura, Naruto Yonemoto, Shunichi Futatsumori
and Kazuyuki Morioka， “Prototype Measurement of
Active Reflectarray Antenna using a Diode Grid in the
W-band,”2016 International Symposium on Antennas andPropagation (ISAP), 20435, Okinawa, Japan, 24-28 Oct.
2016(13) Shunichi Futatsumori, K. Morioka, A. Kohmura, K. Okada,N. Miyazaki, N. Sakamoto, N. Yonemoto, “Range
Resolution Evaluation of Optically-Connected 96 GHz
WidebandFrequency-Modulated

Continuous

Wave

Millimeter-Wave Radar at Airport Runway,”2016 IEEE
International Topical Meeting on Microwave Photonics(MWP), TuM1.6, Long Beach, CA, USA, 31 Oct.-3 Nov.
2016(14) Shunichi Futatsumori, “Foreign Object Debris Detection
Radio-over-Fiber Radar for Runway Safety,” -Workshop on
Convergence of Radio and Optical Technologies forTransportation

Infrastructure

and

other

Broadband

Applications-, 2016 IEEE International Topical Meeting on
Microwave Photonics (MWP), Nov. 2016(15) 二ッ森俊一，「滑走路異物監視システムの研究開発」，
平成 28 年度電子航法研究所講演会，2016 年 11 月
(16) 米本成人，「ファイバー無線を用いたミリ波レーダーシステム」，第 5 回集積光デバイスと応用技術時限研究専門委員会研究会(IPDA)，2016 年 11 月
(17) 米本成人，「光ファイバー無線(RoF)を活用した 90GHz
帯レーダー，通信システムの研究開発」，応用物理学

ー81ー－ 81 －

システムの研究開発」，航空振興財団航法小委員会，
2017 年 2 月

SWIM のコンセプトによるグローバルな情報共有基盤の構築と評価に関する研究【重点研究】
担当領域
担 当 者
研究期間

監視通信領域
○呂

暁東，古賀

禎，住谷

泰人

平成 28 年度～平成 32 年度
験システムの接続実験により，世界規模の広域メッセー

1.

はじめに

ジ 交 換 サ ー ビ ス （ GEMS:Global Enterprise Messaging

近年，国際民間航空機関（ICAO）では， SWIM（System

Service）の実証を行った。当所は，日本電気株式会社とWide Information Management）という次世代の情報共有基の共同開発によりGEMS機能を有するシステムを開発し盤の概念を提案，推進している。SWIMの導入により，運た。日米欧企業による4社が開発したGEMSシステムを連航に係る多種多様な情報を，様々なユーザで提供・利用・接することにより，世界規模のサービス構築が実現した。

管理が可能となる。

これにより，世界・地域・国家レベルでの異なったガバ

しかし，SWIMに求められる効率性，信頼性，安全性

ナンスによる情報交換を実現する際に，異なる情報管理

及び環境は国や地域よって異なる。例えば，各SWIMシスを実施できる多段的な環境が提供できた。また，現状よ

テムの構造，ネットワークインフラ，メッセージングイ

りも情報セキュリティを向上すると同時に，様々なユー

ンフラなどが，各地域によって異なる。このため，異種ザ間で効率的に情報共有できることを実証した。

SWIMシステム間を連携する技術が必要とされている。

当所は，シンガポール～日本，日本～米国を飛行する
航空機について，飛行計画情報や軌道情報などを含む一

2.

研究概要

連の運航情報を許可ユーザ間で配信する実験などを担当

本研究では，運用面や技術面での課題を明らかにしたした。

上で，異なるSWIMシステム間でシームレスな情報交換とMGD-IIにより，複数のGEMSシステムを介した場合で異種サービス連携を実現する技術を提案する。さらに，も，ユーザ間で効率的に情報共有できることが実証されSWIMの情報共有テストベッドを構築し，提案技術を評価た。これらの成果は，今後，飛行軌道の予測性の向上なする。これにより，将来の航空交通管理の運用における

ど航空運航サービスの発展に寄与することが期待できる。

情報共有と協調的意思決定を支援する技術の開発を目指す。本年度は5カ年計画の1年目であり，主に以下の研究開発を行った。
・SWIMに基づいた将来の運用環境を構築するため，
国際実証実験の実施

・

SWIMにおいて異種データ融合のため，監視情報
ドメインの構築とデータ変換モデルの提案

3.

研究成果

3.1 国際実証実験
平 成 28 年 度 は ， 2 つ の 国 際 実 証 実 験 Mini Global
Demonstration II (MGD-II) と International Interoperability

図1 飛行情報交換モデル（FIXM）によりHarmonization & Validation (IIH&V)に参加した。両者とも，

国際Boundary Coordination

米国連邦航空局（FAA）を中心として進められている
SWIMに関する国際実証実験である。

（２）FF-ICE/1への参加（１）MGD-IIへの参加
MGD-II実証実験は平成28年4月に行われた。本実験でIIH&Vは平成28年11月から平成30年3月に実施される予定である。

は，米国フロリダにあるFAAの試験施設と参加各国の実

ー82ー－ 82 －現在ICAOでは，将来の運用環境の段階的な構築を目指図2 異種データの融合
して，離陸前のフライト情報を利用して運航効率の向上をする計画（FF-ICE/1: Flight and Flow - Information for a

視情報を融合し，監視精度の向上や監視履歴データと気Collaborative Environment / Step 1）の検討が進められてい

象予測データによる軌道ベース運航（4DT: 4 Dimension

る。FF-ICE/1は，2020年から適用可能な国からの導入を

Trajectory）飛行計画の作成などの研究開発を行った。

目指しており，これに伴い関連するICAO規定の改訂が予4.

定されている。

まとめ

一方，改訂により，隣接FIR（Flight Information Region）

平成29年度は，引き続きFAAと連携して，FF-ICE/1の間での管制機関間での連携，航空会社のFF-ICE/1導入に検証実験を実施し，平成30年（2018年）3月に最終報告書

よる影響，並びにFF-ICE/1適応機関と非適応機関の混在

をICAOに提出する予定である。また，アジア太平洋地域

によるシステムの混乱などが懸念されており，事前検証

においてICAO SWIM Task Forceにより，今までの研究成が求められている。当所では，MGD-IIなどの国際実証実果を生かして，該地域に適用できるSWIMテストシステム

験で得られた技術知見などを踏まえて，国際間の連携しの構築も計画している。

た作業によりFF-ICE/1運用方式の導入に向けた検証実験
掲載文献に参画している。

(1) X.D. Lu, “Technical Overview and Lessons Learned of

3.2 監視情報ドメインの構築とデータ変換モデルの提案

JCAB,” Mini Global Demonstration II, NexGen Test Bed,

SWIMの発展により，多種多様なデータを大量に利用

USA, April 2016.

することや，様々なユーザに，より高度なサービスの提(2) X.D. Lu, “The Research and Development of SWIM in

供が可能となる。例えば，従来の航空機の位置情報に加ENRI,” ICAO SWIM Workshop, Bangkok, Thailand,

え，飛行経路，運用方式などを航空機毎の特性，気象デMay 2016.

ータなどを利用することで，高精度な追尾や軌道予測が(3) 呂可能となる。

暁東，古賀 禎，住谷 泰人，塩見 格一，“SWIM

実証実験の報告と分析，”電子航法研究所研究発表
会，2016年6月。

一方，多種多様な大量のデータをリアルタイムに処理するためには，データ処理またはデータ間連携に適した(4) 呂

暁東，“ミニグロバールデモンストレーション

２への参加報告，”CARATS第23回情報管理検討WG，

統一した形態（モデル）に変換する必要がある。

2016年6月。

本研究では，各種データを受信しながら，位置・方向・
状態・範囲・影響の情報を抽出し，これらの情報に基づ(5) X.D. Lu and T. Koga, “System Wide Information

いた統一データ変換モデルを提案した。これにより，大Management for Heterogeneous Information Sharing and

量データの分散処理，リアルタイム分析，異種データのInteroperability,” IEEE Proc. of ISADS, Bangkok,

連携が容易に実施できる。平成28年度は，飛行情報と監ー83ー－ 83 －

Thailand, Mar. 2017.

空地通信技術の高度化に関する研究【重点研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

監視通信領域○住谷泰人，米本成人，森岡和行，河村暁子, 呂暁東，金田直樹，長縄潤一，二ッ森俊一
平成28年度～平成31年度(4カ年)

でAeroMACSプロトタイプを用いた通信実験を行い，利

１．はじめに
近年，航空システムから取得した様々な情報を関係者用可能性に関する基礎的な知見を得た。また，実際の大間で共有し，より安全かつ効率的な運用改善が検討され

規模空港環境下におけるプロトタイプの性能確認と共に，ている。また，航空交通量の増加やより綿密な航空機運利用技術を調査，開発するため，平成27年度までの研究航のニーズに伴い，特に航空機密度の高い空港周辺を中で開発したプロトタイプや仙台空港でのプロトタイプ性

心に航空通信量の増加が懸念されている。これらに対応

能評価のノウハウに基づき，通信事業者と共同で基礎性するため，ICAO等は既存の航空通信システムと併用可能

能評価試験を行った。図1に，プロトタイプ基地局及びアな次世代の航空通信システムとして，汎用高速通信のモ

ンテナとアンテナ配置を示す。図1上図の基地局とアンテバイルWiMAX（IEEE 802.16e）技術に基づく航空専用標

ナは羽田空港に複数設置したAeroMACS基地局とアンテ

準 規 格 AeroMACS （ Aeronautical

Airportナの一つである。図1下図は国内線，国際線ターミナル周Communications System）の策定作業と研究開発，並びに辺に計3局の基地局（BS1,BS2,BS3）の配置である。基地

次世代の航空通信システムに対応するIP(インターネッ

局配置によるブラインドエリアの解消や，複数種類の通トプロトコル)基準のICAO文書改訂作業を行ってきた。

信のサービスと優先制御等に関する各種試験を行った。

Mobile今後，これらのニーズや進捗する策定作業に対応する
ため，AeroMACS技術の適用範囲拡大の可能性を検討す3.2

空地通信技術の適用範囲拡大化基礎検討，調査る必要がある。また，AeroMACSに代表される次世代空

平成27年度末に仙台空港近傍の岩沼分室にAeroMACS

地通信システムの利用技術を開発し，監視や航法など他

基地局とアンテナを設置の上，実験用航空機にのシステムから得た情報を共有できる航空用高速通信ネットワークのプロトタイプを構築した上で，航空機や車両等と連接実験し，性能評価する必要がある。

２．研究の概要
本研究では，既存のAeroMACSプロトタイプを活用して，航空機，車両，地上間で連接可能な航空用高速通信
ネットワークのプロトタイプを構築する。また，
AeroMACSの利用技術の開発やAeroMACS技術の適用範
囲拡大の可能性を性能評価する。本年度は4ヵ年計画の１年目であり，以下のことを行った。
・

AeroMACS利用技術の調査，開発

・

空地通信技術の適用範囲拡大化基礎検討，調査・

AeroMACS等航空通信システムの規格策定活動

３．研究成果3.1※通信事業者より提供

AeroMACS利用技術の調査，開発

AeroMACS利用技術について調査を進め，利用技術の一つである空港内地図の表示ツールについて，実験室内ー84ー－ 84 －

図1

羽田空港地上実験におけるAeroMACS基地局とアンテナ（上）及び基地局配置（下）AeroMACS端末を搭載し，仙台空港周辺を飛行実験してあることが明らかになった。

いる。この実験で取得した情報を追加解析することで，
掲載文献

空地通信技術の適用範囲拡大について基礎検討した。
実験用航空機にはAeroMACSの電波を送受信できる専(1) J.Naganawa, et.al, “ An Experimental Evaluation on

用アンテナ（C-band Antenna）が機体上部の前方と後方，

Handover Performance of AeroMACS Prototype”, 2016

機体下部の前方と後方に計4基装備されている。

Integrated

AeroMACSはMIMOアンテナ（複数アンテナ）を利用す

Surveillance (ICNS) Conference, Verginia, USA, April

るシステムであり，航空機に装備された複数のアンテナ

2016.

Communications,Navigations

and(2) Y.Sumiya, “Status of ENRI’s Communication R&Dを組み合わせて通信できる。

Program for RTCA SC223”, RTCA SC223, Washington

追加解析に基づき，下部の2基（前方と後方）のアンテ

DC, USA, April 2016.

ナを組み合わせた場合と，前方の2基（機体上部と下部)のアンテナを組み合わせた場合の比較を行い，前方の2(3) K.Morioka, et.al, “AeroMACS Prototype Base Station

基のアンテナを利用する方が，下部の2基のアンテナを利Coverage

andHandover

Performance”,

ICAO

用するより，全体的に伝送速度が大きい結果が得られた。

Communication Panel WG-Surface”, Montreal, Canada,

また，航空機アンテナと基地局の間が見通し内伝搬の位

May. 2016

置関係である場合には，数Mbpsの高速な伝送が可能とな(4) 森岡 和行他，“AeroMACSの基地局配置及びハンドる結果が得られた。以上により，航空機に搭載しても，オーバに関する検討”, 電子航法研究所研究発表会

高速通信が可能で上空への適用範囲拡大が期待できるこ

講演概要, 2016年6月.
(5) 住谷 泰人他, “AeroMACS利用技術における掲示情とがわかった。

報共有の実験検討”, 電子情報通信学会2016年ソサ
3.3

AeroMACS等航空通信システムの規格策定活動

イエティ大会, 2016年9月.

AeroMACS の 航 空 通 信 シ ス テ ム 規 格 と し て ，(6) 森岡 和行他, “実験用航空機を用いたアンテナ追尾

AeroMACSに関連するインターネットプロトコルに係るシステムの基本性能評価”, 電子情報通信学会2016

航空用技術基準（RTCA）の策定キックオフ会議に参画

年ソサイエティ大会, 2016年9月.

した。また，航空通信システムの国際標準規格策定会議(7) 住 谷 泰 人 , “ 空 港 面 向 け 航 空 移 動 通 信 シ ス テ ム

であるICAO CP（通信パネル）やDCIWG（データリンク（AeroMACS）の国際標準規格動向”, 第54回飛行

通信インフラ作業部会）では，AeroMACSの国際標準規機シンポジウム，2016年10月

格である技術マニュアルのパネル会議での承認，陸域や(8) 住谷 泰人, “AeroMACS詳解その１，その２，その洋上向けの他の次世代航空通信システムの今後の作業整

５”, データリンク講習会「AeroMACS詳解」講演

理及び専門作業部会の発足等，様々な航空通信システム

予稿, 2016年11月及び12月についての技術及び運用上の課題や現状の討議が行われ，(9) 森岡 和行他, “実験用有人航空機と追尾アンテナシ

日本のパネルメンバのアドバイザとして参画した。

ステムを用いた無人航空機向けCバンド空地通信シ
ステムの基礎実験”, 電子情報通信学会技術報告,
2017年1月.

４．おわりに
平成28年度は，AeroMACS利用技術の調査，開発とし(10) 住谷 泰人, “AeroMACSの研究開発～航空用通信シて，AeroMACSプロトタイプを活用し，実験室内での空

ステムの最新動向”, (一財)航空保安無線システム協

港内地図の表示ツールの基礎実験を行うと共に，通信事会技術交流会技術講演会予稿, 2017年2月

業者と共同で羽田空港における実環境下での基礎性能評(11) 住谷 泰人, “航空通信システムの標準化の現状と課価試験を行った。試験結果は，通信事業者により取りま

題,” 電子情報通信学会2017年総合大会, 2017年3月.

とめられ，平成29年度の国際学会等で公表される。また，(12) K.Morioka, et.al, “Onboard Antenna Placement Studies

平成27年度末のAeroMACS端末を搭載した実験用航空機

for CNPC links of UAS using AeroMACS”, Secondと地上の基地局との通信結果を追加解析し，適用範囲拡International Workshop on Service Assurance in System

大について基礎検討した結果，実験用航空機のアンテナ

Wide Information Management, Bangkok, Thailand,

位置に基づく特性や，上空での適用範囲拡大の可能性がMar. 2017.

ー85ー－ 85 －

監視システムの信号環境と将来予測に関する研究

担当領域
担 当 者
研究期間
1.

【指定研究】

監視通信領域○大津山卓哉，本田純一
平成 26 年度～平成 29 年度
る将来の運航方式やトランスポンダについて調査を行っ

はじめに
現在の航空機監視システムは，周波数帯域を共有するた

た。RTCA の 2 つの委員会ではともに 2020 年に新しいめにランダムアクセス方式のパルス通信を使っている。ラ

MOPS を出版することを目標にしており，どちらも監視信ンダムアクセス方式のシステム性能は帯域内信号量に依

号環境の効率的な使い方について盛んに議論がされてい存している。そのため監視性能を正確に見積もるためには， る。
帯域内の信号量を正しく評価することが重要となる。一方，
現在の信号量や運用環境から将来の信号環境を予測する

3.2.

実験による信号環境取得・評価

ことによって新規に導入される監視システムの性能も推

信号量を推定するための手段として，（１）対象とする

定可能となる。これらの信号量測定・信号量推定について

帯域内に含まれる信号の種類とそれぞれの信号毎の発生は ICAO 監視パネル等でも注目されている。

数を求める方法，（２）発生した信号の種類とは無関係に

本研究では航空機監視システムに使用される帯域の地

ある単位時間内に任意の信号強度レベルを超える占有時

上および上空での信号量を測定し，その評価を行う。これ間を求める方法の 2 通りが考えられる。どちらにもそれぞによって交通量の変化による信号量変化が得られ，また，

れ長所，短所があり，希望する測定対象によって必要な手新たに導入された監視システムの信号環境の観点からの法をとる必要がある。実験用航空機に搭載した信号環境記

性能評価が可能となる。

録装置はどちらの解析も可能であるため，これまでの飛行実験に引き続き，国内のほぼすべての空域を飛行するルー

2.

研究の概要

トを検討し，多くのデータを取得した。これらの飛行経路

本研究は 4 カ年計画であり，3 年目である平成 28 年度はは毎年，同じシーズンに同じ経路を飛行できるように調整

昨年に引き続き次のことを行った。

をしているため，信号環境の変化が把握できる。今年度の①

監視システム動向調査

飛行実験で得られた国内空域における監視信号帯域占有②実験による信号環境取得・評価率を図 1 に示す。

③

信号環境測定装置

3.

研究成果

評価・検証

平成 28 年度はこれまでに ICAO の監視パネル等に提出された，1030/1090MHz 信号環境関係の文献を調査するとともに，これまでに電子研で行ってきた実験データ等の整理を行った。これらの調査と既存の信号環境測定装置等の調整・改良や新たな手法の検討を行い，実験結果に基づく信号環境の現状を ICAO 監視パネルに報告した。
3.1.

監視システム動向調査

昨年度までに引き続き，ICAO 監視パネル等に提出された信号環境，トランスポンダ関係の文献調査を行うとともに ， RTCA と EUROCAE の 合 同 監 視 委 員 会 (Combined
Surveillance Committee)や機上監視 MOPS の作成を行って図 1: 平成 28 年度の飛行実験によって得られた

いる SC186WG4 に出席し，信号環境に大きな影響を与え

全国の監視信号帯域占有率

ー86ー－ 86 －

今年度は飛行実験に加えて，測定車に信号環境記録装置を搭載し，地上での信号環境記録も行った。現在，飛行経
路上の信号環境は飛行実験のみでしか把握することができないが，地上での信号環境変化と上空での信号環境変化を比較することによって，地上での信号環境計測結果から
上空の環境を推測することが可能と考えられる。そのために複数地点での信号記録を行い，信号環境の関係式導出に着手した。
図 3: ターミナルビルに近い受信局 1 における総信号量に
3.3.

信号環境測定装置

対する信号歪数の推移（10 秒平均値）

評価・検証

信号環境は直接的に測定されるのではなく，一度帯域内の全てを記録し，その記録信号を再生する方法を用いてい

4.

まとめ

る。また，取得したデータは，計算処理による統計解析や本年度は信号環境測定装置の開発および実際に計測し既存受信機をつかった統計処理のほかに，機上トランスポ

た結果を過去の測定データと比較して，信号測定手法の有ンダや地上受信機と同等の動作をする受信機によって環

効性を確認した。現在おこなっている測定手法は，信号占境測定できる。今年度はこれらに加えて，仙台空港に設置

有量と信号毎の発生数との間の関係を求め検証する必要

した OCTPASS(光ファイバ接続型受動監視システム)の出があるものの，得られた結果は地上のレーダサイト数や付力を使用して空港面における信号環境を把握するための

近の航空機数から推測される結果と比較して妥当である手法を開発した。OCTPASS は，空港内に設置した複数のと考えられる。測定結果の精度を上げるために，今後推定

受信局で得られる全ての信号を中央処理装置に集め，その方法や計測方法についてより詳細な検討が必要である。

後信号処理を行うことによってマルチパス等の信号干渉に強い MLAT(マルチラテレーション)システムとなってい所外発表

る。全ての信号が中央処理装置に集まっているため，どの(1)

T. Otsuyama and J. Honda, “Preliminary Analysis

センサーがどのような受信状態であったか把握する事がResults of Airport Surface 1030/1090 MHz Signal可能である。これにより，空港全体として受信される信号

Environment,” ICAO SP-ASWG TSG, ASWG TSG

量を把握し，また各受信局データを比較することによって，WP03-33, Paris, France, June 2016.

空港面のマルチパス等の信号歪の発生状況を把握できる

by T. Otsuyama)

ようになった。図 2 及び図 3 にこれらの信号処理結果を示(2)(Presented

本 田 純 一 ， 角 張 泰 之 ， 大 津 山 卓 哉 ，“ 空 港 面 のす。今後はマルチパス等の干渉が発生したと考えられる波

1090MHz 信号量の測定結果，” 2016 ソ大講演論文

形をそれぞれ区分して判別することにより，実際の信号環

集，B-2-22，p.183，Sep. 2016.
(3)

境をより詳細に解析できるようにする。

T. Otsuyama and J. Honda, “Preliminary Analysis
Results of Airport Surface 1030/1090 MHz Signal
Environment,”

ICAO

SP-ASWG/4,

SP2-ASWG4-WP/20, Montreal, Canada, Oct. 2016.
(Presented by T. Otsuyama)(4)

本 田 純 一 ， 角 張 泰 之 ， 大 津 山 卓 哉 ，“ 空 港 面 の1090MHz 信号量及び信号占有率について，” 2017
総大講演論文集，B-2-31，p.206，March 2017.

図 2: 仙台空港内の 8 ヵ所の受信局で得られた信号量の時間変化（10 秒平均値）

ー87ー－ 87 －

空港面と近傍空域のシームレスな全機監視方式の研究【指定研究】

担当領域
担 当 者

監視通信領域○角張 泰之，古賀 禎，宮崎 裕己，松永 圭左，本田 純一，田嶋 裕久

研究期間

平成 27 年度～平成 30 年度

元的にカバーする監視システムの実現を図る。

１． はじめに本研究では, 前述の先行研究において開発・整備した実

空港面における航空機監視情報の高精度化により，空港
面交通の安全性及び運航効率の向上に資する空港面監視験システムを活用することとした。

システムである「マルチラテレーション(MLAT)」について，当研究所は，従前の MLAT の課題であった空港内エプ２． シームレスな全機監視

ロン近傍等におけるマルチパス信号干渉の改善と整備・維

マルチラテレーションは，通常，航空機のモード S トラ

持管理コストの低廉化を図るべく「光ファイバ接続型受動ンスポンダから送信される電波(モード S スキッタ信号や監視システム(OCTPASS)」の提案・開発を行ってきた。平

モード S 応答信号）を利用して測位を行う受動監視システ

成 25 年度から 3 ヶ年で実施した実用化評価研究においてムである。即ち，原理上は，航空機への質問送信を必要とは，実験システムを仙台空港に設置し，運用者による信頼しない。しかしながら，実運用を視野に入れた場合，周辺性評価も行い，空港周辺をも監視範囲とする MLAT として，を飛行する航空機のビーコンコード情報や気圧高度情報

その有用性を実証した。

の取得を行う能動的な質問信号の送出が不可欠であり，シOCTPASS の空港周辺監視機能では，空港用広域マルチステムの構成要素として送信処理部が必要である。

ラテレーション(WAM)に相当する監視性能を提供できる。

マルチラテレーションの高度化として開発を進めてき

特に OCTPASS の場合，受信局の設置箇所は空港内を基本た OCTPASS もまた，送信処理部を備え，航空機のトランとすることから，設置に係る制約等を受けにくく，整備・

スポンダに向けた質問送信が可能である。装置の構成を図

維持の低コスト化が期待出来る。

1 に示す。OCTPASS 送信処理部は，機器室内に設置する

一方，空港周辺を飛行する航空機には，未だモード S ト「変調部」と空港内の送信サイトに設置する「送信ステー

ランスポンダを装備していないもの(以下，「モード A/C 機」

ション」から構成され，両者の間は RoF を使用しており，と称する)も存在するため，空港用監視システムとしては複雑な処理は全て機器室側の変調部で行っている。これにモード A/C 機への対応が不可欠である。OCTPASS は，光より，マルチラテレーション測位に必須である時刻測定を

ファイバ無線技術(RoF: Radio over Fiber)を応用しているの行う「信号処理部」と，送信電波を生成する「変調部」とで信号干渉に強く，また，受信信号のグループ化機能に優が，クロックを共有することが出来る。OCTPASS の場合，位性がある。このため，空港用 WAM で特に課題とされて送信局の設置位置と受信局の設置位置が異なるが，上記のいる，モード A ファミリービーコンコード(FBC)の送信元

クロックの共有により，質問信号の送信から応答信号の受識別を比較的正確に実現可能であると考えられる。本研究

信までの時間を極めて正確に計測することが可能である。

ではこれを実現するモード A/C 機対応マルチラテレーシ

このようなレンジング(測距)を行うと，送信局・受信局とョンの開発・評価を中心に，空港面から近傍空域までを一航空機との間に楕円を作図でき，これらを複数描くことにより，交点部分に航空機位置を算出するこRF受信処理部

航空機

1090MHz(応答信号・
スキッタ信号)

ターゲット
処理部

信号
処理部

とができる(図 2)。レンジングによる楕円測位を行うと，複数の受信局に囲まれた内側に限らず，その外側においても航空機位置検波部の算出が安定的に可能となる。先行研究で1030MHz(質問信号)

整備した OCTPASS 実験システムにおいて1090MHz(基準信号)

は，モード S トランスポンダを搭載した航空機に対するレンジングにより，空港周辺変調部を対象とした航空機監視性能が確認されて

RF送信処理部

図1

おり，この技術を利用することで，空港か

OCTPASS 装置の構成概要

ー88ー－ 88 －

らその周辺までをシームレスに監視することが可能であを受信し検討を進めている。同一の FBC(1200)を応答するる。モード A/C トランスポンダは，質問信号による誘発に複数の航空機が混在する環境において，幾つかの航跡の識

よってのみ応答信号を送出する。モード A/C 機の監視にお別が得られ(図 3)，OCTPASS のもつ受信信号のグループ化

いても，同様の方式により，空港周辺を対象とした監視が機能の有効性を確認した。その一方，絶対的な信号数が多可能となる。

いことに起因して，位置のエラーが散見され，改善の方策を検討中である。
送信側に関連する処理としては，自身のモード A/C 質問

３． 研究の概要
本研究では，OCTPASS 装置のモード A/C 信号対応化をに対する応答信号の対応付け方法を実装した。モード S と実施し，その性能を評価する。具体的には，受信側の信号比較すると受信信号数が非常に多く正しい応答を判別す

処理部におけるモード A/C 応答信号の処理機能の追加，送ることが容易ではないが，RoF を用いた送受系統の接続に信側の変調部における SSR 質問信号の生成機能の追加をよるクロックの共有でこれを実現している。

行う。その上で，仙台空港周辺におけるモード A/C 機監視
５． 今後の見通しの実証を行う。併せて，レンジングによる楕円測位に適した SSR 質問信号の送信方法について，検討を実施する。

装置に実装した機能を用いて実環境において楕円測位を行う実験・評価を進め，モード A/C 機を対象とした空港周辺における監視性能を確認する予定である．

４． 研究成果
受信側の処理として，信号処理部におけるモード A/C 応

掲載文献等

答の処理では，実際に仙台空港周辺で送信されている信号(1)

角張: "航空機監視システムとその高度化事例", 計測と制御, vol.55, no.5, pp.400-404, 2016 年 5 月

(2)

受信局1

角張: "仙台空港での OCTPASS の試行運用状況について/OCTPASS によるモード A/C 検出の研究開発状

質問送信機

況", CARATS ATM-WG 監視アドホック 1 会議, 2016年 12 月(3)

角張: "到来電波測定による位置推定技術と RoF 応用", 応用物理学会関西支部セミナー, 2017 年 1 月

(4)

受信局2

角張: "航空機監視システムと Radio over Fiber を利用した高度化", 一般社団法人 KEC 関西電子工業振興センター 次世代ワイヤレス通信技術講座第 6 講, 2017年3月

図 2 送信局と受信局の位置が異なる場合のレンジング(測距)による楕円測位の原理
1000

500

0

-500
-2000

-1500

-1000

-500

0

500

1000

図 3 ファミリービーコンコード(1200)の航空機ターゲットの検出例

ー89ー－ 89 －

1500

2000

ADS-B 方式高度維持性能監視の研究【指定研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

監視通信領域○松永 圭左，宮崎 裕己
平成 27 年度～平成 29 年度

別の誤り，気象データ誤差，および高度情報の量子化誤

１．はじめに
国際民間航空機関（ICAO）において，高度29,000から差があることが判明した。特に幾何高度の基準面判別お41,000フィートの空域にて，航空機の垂直方向の管制間

よび気象データは地域的な特性があるため，我が国にお隔を従来の2,000フィートから1,000フィートに短縮する

いてADS-Bを用いた高度監視を実施するには，日本にお短 縮 垂 直 間 隔 （ RVSM; Reduced Vertical Separation

いてADS-B 方式高度監視システムを導入した場合の性

Minimum）方式が制定されており，日本の管制空域では能評価を行う必要がある。

平成17年から運用が始まっている。RVSM運用の導入に

上記の調査結果を踏まえて，本研究では，試験システ

よる効果として，空域容量の増加，消費燃料・飛行時間

ムを整備し，誤差の評価および高度監視に必要なデータの節減，航空路交差点での高度変更クリアランスの減少の誤差分布特性に応じた対応策の導出，RVSM非適合機等がある。

を判定するツールの開発を行う。

RVSM運用を導入した場合は，地域監視機関（RMA;
Regional Monitoring Agency）が，担当する空域を飛行す

２．研究の概要

る航空機の高度維持性能の監視を含む継続的な安全性評

２．１

ADS-B方式HMSの処理概要

価を行うこととなっている。日本においては，地域監視

航空機から周期的に放送されるADS-Bデータには，航機関として国土交通省航空局（以下，航空局）が地上設

空機の緯度・経度，気圧高度，およびGNSS幾何高度等

置型高度監視装置（HMU; Height Monitoring Unit）を高松，が含まれている。

仙台，新潟の3箇所に整備し，高度維持性能監視を実施し

図1に，ASE算出処理説明図を示す。航空機の気圧高度ている。

は，ICAOの標準大気モデルを用いて，気圧値に変換され航空機の高度維持および航空管制は，気圧高度情報にる。この気圧値を幾何高度に変換するために気象データ

基づいているため，航空機の高度維持性能監視では気圧を用いる。変換された高度は，地球のジオイド面からの高度計の誤差を測定する必要がある。誤差の測定には，

高度（ジオイド高；Geoid Height）である。これを，GNSS

別途計測された幾何高度を用いる。現在，航空局が整備の座標系で使用されている回転楕円体からの高度（楕円しているHMUでは，航空機のレーダ応答装置からの信号

体高；Ellipsoid Height）に変換するために，ジオイド高を地上に複数配置された受信局で受信し，各受信局間のデータを用いる。

受信時刻差から幾何高度を計測している（マルチラテレ

上記の処理により得られた幾何高度値と，GNSS幾何ーション方式）。一方，航空機からのADS-B（Automatic

高度値の差が，気圧高度計の誤差（ASE; Altimetry System

Dependent Surveillance - Broadcast；放送型自動位置情報伝送・監視機能）データに含まれるGNSS幾何高度情報を用いる高度監視（ADS-B方式）が，豪州等により開発・運用されている。ADS-B方式高度監視システム（HMS;Height Monitoring System）は，マルチラテレーション方
式に比べて広い空域を飛行する航空機のデータを収集でき，また整備・運用コストが低くなることが見込まれる。
上記の状況を踏まえ，当研究所において，平成26年度にADS-B方式HMSの誤差要因調査を実施した。本調査の結果，主要な誤差要因として，高度維持性能監視に必要
図 1. ASE 算出処理説明図

な幾何高度の基準面（ジオイド高または楕円体高）の判ー90ー－ 90 －

Error）として算出される。

る3箇所のHMUデータを処理できる。

高度維持性能監視では，ICAOの基準にもとづき，ASE

図2の航空機に関して，(a)にADS-B方式のASE値およびが245フィートを超える航空機をRVSM非適合機としてHMUのTVE値を示す。HMU（MLAT方式）のTVE値（紺判定する。

色）は，+1,000ft以上から-2,000ft以下まで大きく分散しなお，主要な誤差要因として，ADS-Bデータに含まれている。一方，ADS-B方式のASE値に関しては，ASE_HAE

るGNSS幾何高度が，航空機の装置により，ジオイドか（赤色）が0～-200ft，ASE_HAG（水色）が+50～-50ftのらの高度（HAG; Height Above Geoid）と楕円体からの高値になっており，HMUの値に比べて小さい範囲に収まっ

度（HAE; Height Above Ellipsoid）の2種類があるため，ている。(b)は，ASE値とジオイド高の対応を示しており，

これをHMSで判別する必要がある。

ADS-Bデータに含まれるGNSS幾何高度情報がジオイド

２．２

ADS-B方式HMS試験システム

高か楕円体高かの判別用ツールである。当該航空機の場

ADS-B方式HMSの性能評価を行うため，平成27年度か合は，ASE_HAGの値がジオイド高に因らず一定である

ら試験システムを整備している。当研究所の本所（調布）ため，ASE_HAGが正しい値であると判別できる。

および岩沼分室（岩沼），大阪航空局高松空港事務所の3箇所にADS-B受信システムを設置し，飛行している航空

４．まとめ
平成29年度は，評価ツールを用い，多数の航空機に対機からのADS-Bデータ収集ツールおよび誤差評価ツール

して実データ解析による評価を行い，HMUとの性能比較を開発している。

を行うとともに，高度監視システムの性能要件を満たす
３．研究成果条件および対応策の導出を行う。最終的には，RVSM非平成28年度は，誤差評価ツールを開発した。図2に，任適合機を判定する高度維持性能監視ツールの作成を行う。

意の航空機における評価ツールの解析結果表示例を示す。
本ツールでは，航空機の航跡，気圧高度，ASE，ジオイド

掲載文献

高，気象データの幾何高度，パラメータの度数分布の内(1) 松永，宮崎：“ADS-B データを用いた航空機高度維持容が表示できる。また，試験システムで収集したADS-B

性能監視の初期評価”，電子情報通信学会 2016 年ソサ

データに加え，比較用に航空局から提供してもらっていエティ大会，2016 年 9 月

入力・出力設定

ADS-B データ内容表示

気圧高度（時系列）

航跡表示

HMU データ内容表示

度数分布
気圧高度

ジオイド高
(a) ASE,TVE（時系列）

ASE(b) ASE – ジオイド高
FTC

NIC

図 2. 誤差評価ツール表示例

ー91ー－ 91 －

低高度における状況認識技術に関する研究【基盤的研究】

担当領域
担 当 者

監視通信領域○二ッ森俊一，米本成人，河村暁子，森岡和行

研究期間

平成25年度～平成28年度(4カ年)

1．はじめにCFRP parabolicreflector

航空機の中でも比較的低高度を有視界飛行するヘリコ

76 GHz millimeter-wave radar

プタの場合，気象や周囲構造物の影響で障害物等の発見に支障が生じ，事故等が発生するリスクがある。これらの障害物等を事前察知し，周囲を監視するために操縦者を支援するシステムとして，様々なセンサを組み合わせたシステムの研究がこれまで行われている。さらに，送電線鉄塔等の障害物データベースと自機位置のGPS情報に基づき接近警報を発生するシステムも検討されている。

Pitch active
stabilizer

Signal processing unit

これまでの関連研究課題では，ヘリコプタを運用してい図 1．開発した 76 GHz 円偏波ミリ波レーダの概観

る機関・企業等との共同研究を行っており，実用化へのン特性を有するアンテナ円偏波器を新たに設計製作し，要望が多く寄せられている。

ファンビームアンテナ特性を実現した。
（3）ミリ波レーダシステムの実証実験

2．研究の概要

上記検討を踏まえ，図1に概観を示す円偏波アンテナを本研究の目的は，これまでの研究で得られたミリ波レ有する76 GHz帯ミリ波レーダの設計を行い，従来から2ーダ技術を中心とした監視システムに関する成果を活用

倍以上（2,000 m以上）の探知距離見込みを確認した。

し，運用者側のニーズに沿った性能および機能を有する
周辺状況監視システムを検討することである。本研究は44．まとめカ年計画であり，平成25年度から平成28年度まで，次の3

当所の研究目的を達成するとともに査読付学会誌1件，項目について並行して研究を進めた。

査読付国際会議論文5件，技術研究報告等その他論文8件，（1）76 GHzミリ波レーダシステムについて，基礎研究

講演発表7件，受賞3件の予定以上の成果を達成した。今で抽出した技術課題から探知性能向上の検討を行う。

後，監視範囲を前方から全周に拡張した周辺状況認識支（2）現状の2次元走査以上の情報量が得られるようにア援システムを検討予定である。

ンテナビーム走査方式を改善する。
（3）地上試験，無人ヘリコプタを用いた試験，ヘリコプ

掲載文献

タ実機試験等を行い，性能向上を施したミリ波レーダシ(1) S. Futatsumori, et. al., “Evaluation of polarization

ステムの実証実験を行う。

characteristics of power-line RCS at 76 GHz forhelicopter obstacle detection,” IET Electronics Letters,

3．研究成果vol. 51, no. 14, pp.1110-1111, Jul. 2015.

前述の3項目に対応した下記の成果を達成した。

(2) S. Futatsumori, et. al., “Design and fabrication of（1）ミリ波レーダシステムの探知性能向上

high-gain 3-dimensional printed reflectarray antenna for

ミリ波レーダの受信回路を改善し，雑音指数12 dB以下，

W-bandmillimeter-wave

radar

applications”,

ハードウェアロジック回路を用いたリアルタイム積分処

Proceedings of the 2016 International Symposium on

理，およびレーダ信号発生器の低雑音化を実現した。

Antennas and Propagation (ISAP 2016), pp. 540-541,（2）アンテナビーム走査方式の改善

Oct. 2016.

高圧送電線検出に適した低損失かつ高アイソレーショ

ー92ー－ 92 －

他19件

走査型親局を想定する受動型レーダーの覆域拡張技術の研究【基盤的研究】
担当領域
担 当 者
研究期間

監視通信領域○塩見格一，北折 潤
平成 27 年度～平成 28 年度
度で高価なものとなるにも拘らず，また広い覆域角を確保

１．はじめに2008 年，当所が IRT 社と実用化した電子航法研究所方するために，PPSR では通常のレーダーの様な高い利得を式として認知されている（走査型アンテナを運用する親局有するパラボラ・アンテナの代わりに，比較的に指向性がSSR を想定する）受動型二次監視レーダー（PSSR: Passive

弱く低利得な（10 dBi 程度の）ホーン・アンテナ程度をSSR）は，1980 年代に，当時，日本プレシジョン株式会社

使用することが必要で有って，覆域距離を長くすることはに在籍されていた植田知雄氏により開発が開始されたも極めて難しい。PSSR では長さ数センチメートルの無指向(1)

その開発目的は SSR を運用している親空港性アンテナを利用して水平線までの（300 km くらい遠くのサテライト空港において，親局 SSR と同等の空域監視情の）航空機を観測することも可能で有ったが，最初に試作報を提供することを目的とすることにあったが，我々がこした PPSR では空港 PSR から 5 〜 6 km 程度先の航空機をれを実用化した段階では，既に flightradar24 が ADS-B

10 〜 15 km 離れた位置から観測することが精一杯であっによる空域監視情報を提供しており，遅きに失した感が拭て，それも航空機を横から観測可能な場所に限られていた。

のである。

えない状況となっていた。しかしながら，どうしても
ADS-B では不十分な状況や，また「SSR を運用して空域監視情報を入手すること等は不可能であるが，どうしてもSSR と同等な監視情報を入手したい。」と言う需要は残っており，ニッチな商品として PSSR は成立してしまった。
PSSR を製品として提供したからには，と言うことで製品としての信頼性の向上と，変化する需要に対応すべく周辺技術を含めて技術開発を進め，遂に 2010 年には，同じ原理による本来の（探査電波の反射を検出する）レーダーに 対 応 す る 受 動 型 レ ー ダ ー（ PPSR: Passive Primary/
Conventional Airspace Surveillance Radar）を実現する

図１

SSR 質問信号の反射から算出した航跡ことができた。
かつて PSR は SSR に置き換えられ，航空管制業務は著し

上図１は，2010 年に，小牧空港の SSR を親局として，く効率化したのであって，今更何のための PPSR か？ ステ

その質問信号の反射から算出した航空機の軌跡を示してルスでも見つけたいのか？ と言うコメントが有った程でいる。図の中心が SSR の設置位置であり，上方向に放射状あった。しかし，実際に PSSR の利用者は，SSR を利用しに延びている影はノイズである。第３象限に，4 秒おきにている航空管制官と同様に，空港周辺空域で複雑な航跡を観測した航空機位置を重ね合わせた航跡が見える。

描いて飛行する航空機が，その時々の姿勢のために SSRからの質問信号に応答しない状況が発生することを経験

この様な状況において，世界的には ICAO においても，する。この様な状況において航空機の位置を確認する手段

地デジ放送の電波を利用して空間に存在するオブジェク

は PSR/PPSR に依る他なく，今日，ASR の構成要素に PSRトとしての航空機を捉える技術が話題とされ，我が国の電が残されている理由の一つは此処にある。他にも，SSR ト子情報通信学会においても FM 放送波の反射を処理して航ランスポンダーに不具合が生じた航空機の監視や，編隊飛空機の測位に成功した例，等々が報告され，様々の問題の行をする個々の航空機を観測したい場合には PSR は必要ある状況において航空機を観測・測位する技術としての旧不可欠な空域監視装置と認められている。

来のレーダー技術が，21 世紀においても必要とされている状況が理解された。

２．受動型レーダーの高性能化

巨大なパラボラを擁して数百キロワット以上にも及ぶ

PPSR は PSSR に比較して遥かに弱い電波を処理しなけれ

空中線電力で探査ビームを走査する従来型（本来の）レー

ばならず，そのハードウェアは PSSR に比較して何倍も高ダー（PSR）は，設置・運用から管理・維持までの全てがー93ー－ 93 －

高額な機器であり，上記状況においては PSR に代わる，同

図２は，試作した PPSR により観測したヘリコプターの等でより安価なシステムが求められている訳であった。

航跡であり，更に図３は移動体抽出機能（通常 MTI と呼ばこの需要に対して，当所でも，先の IRT 社の協力を得なれている機能と必ずしも同じものでは無いが，・・）を付

がら，地デジや FM の放送波により航空機を検出すること加した PPSR により観測した MRJ の初飛行における着陸時の可能性を検討し，一部の実験を行なったが，いずれの場の航跡である。
いずれもレンジマーク間隔は 10 km であり，合も現用 PSR 程の観測性能を実現することは困難である

親局を PSR とすれば，探査信号の第１パルスによってもとの結論を得た。地デジや FM の放送波により航空機等の10 〜 20 km 程度の覆域が実現可能なことが確認された。

オブジェクトの測位を行おうとする場合，そこにおいて測PSR 探査信号の FM チャープ信号を適正に処理すれば，位精度を確保するためには，受信局において直接に受信し図４の様に，親局 PSR から 50 〜 60 km 以遠（PPSR 設置

た放送波と，航空機により反射された放送波が，その相互位置からは更に遠く）の航空機であっても観測可能であり，相関において航空機に対応する鋭いピークを示すことが2016 年において，監視対象に対して適正に PPSR 受信局を必要不可欠であるが，実際に得られる相互相関は多数のピ設置すれば，PSR → Aircraft → PPSR の折り返し距離とークを含んでおり，航空機を識別すること等は現状の情報

して 100 km 程度までは十分に観測可能と期待される結果処理技術によっては困難であるとの結論に至った。

を得た。

我々は，今日まで実績を上げてきた「走査型親局を想定する受動型レーダー」により，上記需要に対応することとして，本研究を進めることとし，先ずは SSR の質問信号を探査・走査ビームとして利用していたのでは反射信号が弱過ぎるとのことで，ASR を構成する内の PSR（2.8 GHz）を親局とする PPSR を試作し空域監視実験を行うこととした。

図４

セントレアを離陸した航空機の航跡

PSR 探査信号における FM チャープ信号を処理することにより十分に実用的な監視覆域を得ることができたので，
図２ヘリコプターの航跡（2013/04/14）

PPSR における親局を SSR とした場合であっても，
Mode-A/C
質問信号における２つのパルスを重ね合わせることで，従来 5 〜 6 km 程度であった覆域を〜10 km 程度まで，更には Mode-S による 56 bit，或いは 120 bits の質問信号を適切に重ね合わせることができた場合には PSR と同程度の覆域を実現することも可能か？ と期待し，「1,030 MHz
PPSR 受信機において，『受信した Mode-S 質問信号から，空間を伝播することによる擾乱を受ける前の，SSR 親局から送信されたと考えられる信号』を生成し，航空機による反射信号を，この生成信号との相関処理を可能とする機能を実現し」空域監視実験を実施した。
上記受信機を利用し，SSR Mode-S 質問波の反射により

図３

MRJ の初飛行による航跡（2015/11/11）

航空機を検出する実験を実施した結果においては，SSR
Mode-S 質問信号のビット・パターンが余りにも理想的なー94ー－ 94 －

パターン（バーカー・コード）から懸け離れたものであっ

分に測距用のビット・パターンを与えて，1,030 MHz の反たために，残念ながら，具体的な成果として 50 km 以遠の射信号として航空機を測位することは十分に可能と思わ

航空機を観測することはできなかった。

れる。

しかしながら，不都合なビット・パターンであっても，

特に，SSR 親局において質問信号を発信しているラダ

SNR において〜 12 dB 程度の改善が認められる場合は存在

ー・アンテナにより航空機からの反射信号を受信することし，測距に適したビット・パターンが使用可能であれば，とすれば，そのアンテナの有する 20 dBi 以上の利得もあ

13 ビット・バーカーコードにおいて 22.3 dB，SSR Mode-Sって，現用 PSR と同等な覆域を実現することは十分に可能の長い質問信号の場合には 120 bits を利用することとしと期待される。SSR メーカーの何方か，試して見られてはて最大で 23 dB 程度以上の SNR の改善が期待されるので，如何であろうか？

先の実験における 5 km 程度の覆域を 50 km 程度まで改善
掲載文献

することは十分に可能と期待される。

（1）

塩見，植田“受動型 SSR による空域監視網の提案”（2）

塩見，青山“受動型レーダーの開発”日本航空宇日本航海学会論文集，2000 年 3 月．

３．おわりに当所は，IRT 社と共同で，走査型アンテナを運用する親宙学会 第 43 期年会講演会，2012 年 4 月．

局を想定した受動型レーダーとして，受動型２次監視レー
ダーに続き，受動型１次レーダーも実現し，更に，SSR に

（3）

K.

Shiomi,A.

Senoguchi

andS.

Aoyama

おいて質問信号の航空機による反射を処理し，ASR を構成“Development of Mobile Passive Secondary

する PSR 機能を代替する可能性についても検証した。

Surveillance Radar” ICAS 2012: 28th Congressof

現在，SSR Mode-S の質問信号パターンは厳密に規定さビット・パターンを送信することは，技術的には全く可能

theInternational

Councilofthe

Aeronautical Sciences, Australia, Sep. 2012.

れており，その規定に従ってバーカーコードとして有効な（4）

K. Shiomi and S. Aoyama “Passive Secondary

なことではあっても，現状の規定のままではできそうもな

Surveillance

い。しかしながら，仮に，SSR 質問信号における第２パル

Conference

スを第１パルスと同レベルの出力で発信し，全ての航空機

Information Systems Research, Taiwan, Dec.

からの応答を抑圧することができるのであれば，残りの部

2012.

ー95ー

－ 95 －

Radar”
on

2nd.

AppliedandInternational
Theoretical

カオス論的な発話音声評価アルゴリズムの信頼性向上のための研究【基盤的研究】
担当領域

監視通信領域

担 当 者

塩見格一

研究期間

平成 27 年度～平成 28 年度
瞭に聞き取れるものはわずかである。CVR に録音された

１．はじめに1994 年 4 月 26 日，小牧空港への着陸に失敗した中華音声からの文字起こしは，ずっと手作業で行われており，

航空機 140 便は 264 人の犠牲者を出した。この事故の分

膨大な時間をかけて何度も何度も聞き返して，更には，析に係る航空機の挙動をコンピュータ・グラフィックスに

様々な帯域制限フィルターを適用して聞き返して行われより再現することが，1993 年に開始した，当所におけるる面倒な作業であって，省力化・自動化が求められていた。

視聴覚的仮想現実感の応用に係る研究の第１歩であった。

そのような状況において 1994 年に開始した録音音声デ

視覚的な仮想現実感の応用は，その後のディスプレイ技術

ータから人間の発話を自動的に抽出する研究では，科学警の発展等により，様々な成果を生んだが，聴覚に係る技術

察研究所他にも問い合わせて，凡そ有りと凡ゆる音声分析

開発については，残念ながら，様々な試行錯誤にも拘らず，手法を試みたが，目的に叶うものを見つけることはできな

社会的な信任を得られる程の成果には至らなかった。

かった。2017 年時点においても，完全自動化には至って2017 年の今日，グラフィックス・コンピュータの価格性いないが，様々なフィルター機能を組み合わせたツールが能比は 4 桁以上改善し，1990 年代には 2 千万円では調達実現されて，当時に比較して大幅な省力化は実現されていできなかった 30 インチ LCD は 4k の解像度を有するもの

るようであるが，筆者らは，1998 年に，最後に残されたが数万円で売られているが，聴覚に係るマイクロフォンや手段としてカオス論的な手法を試みることとした。

スピーカーにおいて，原理・性能・値段は 1990 年代と全当時，当所は音声認識技術の研究において（株）オージ
ス総研の協力を得ており，また同社から米国のカーネギ

く変わりはない。
当所における音声分析に係る研究開発は，CPDLC パラ

ー・メロン大学にカオス論的な信号処理技術の研究で留学

ダイムを想定し 1993 年に開始した，航空管制官用音声認されていた廣瀬氏が帰国されていたこともあり，同氏に発識装置の開発と，1994 年に航空事故調査委員会からの依話音声信号のカオス論的な特徴評価に係る研究を依頼す

頼により開始した，コックピット・ヴォイス・レコーダ

ることとした。当所による依頼から約半年後に，廣瀬氏か（CVR）による録音音声から人間の発話音声を自動抽出

ら，発話音声をカオス論的な手法により分析することによする研究，から始まった。音声認識については，1998 年

り発話者の心身状態の評価の可能性を確認した旨の連絡時点で，適確な状況認識を実現し発話内容の予想を行ない，を受けた。具体的には，音声信号を時系列信号としてリア

発話文の候補を状況に対して発話される可能性の高い順

プノフ・スペクトラムを計算すれば，長時間の朗読音声にに 10 用意することとすれば，95〜99％以上の認識率が実おいて，第１リアプノフ指数の移動平均値に上昇や降下等

現可能であることを確認している。以降，携帯電話，更にの変化が観測される場合があり，その変化が発話者の疲労はスマートフォンの音声認識機能の発展は驚くべきもの度に相関するように見える，と言うものであった。その後であるが，後者の課題である人間の発話音声の識別に関しの実験的な研究成果としての知見を含め，今日的に厳密にては 2017 年時点でどの程度のことまでが可能となってい表現すれば，カオス論的な手法により時系列信号に対してるのか，残念ながら筆者には分からない。少なくとも，ス

定義される特徴量に，時系列信号としての音声信号においマートフォンにおける音声認識技術は，入力される音声がて，発話者の覚醒度に相関すると思われるものを見つけた，

人間の発話であることを前提として想定している。

と言うことになる。
1998 年高速道路における交通事故の低減は社会的な課

本研究は，上記，人間の発話音声分析・識別技術に係る題となっており，上記発見はオージス総研を代表とした科研究の一先ずの取り纏めとして実施したものである。

研費による研究へと発展することができた。その後，三菱
スペース・ソフトウェア（MSS）やクレイ・ジャパン，他

２．電子航法研究所の音声分析手法
事故に遭遇した航空機から回収される CVR に録音されの協力を得てデータ処理ソフトウェアの改善を進め，当初，た音声は，コックピットが壊れる時の音を含む壮大な雑音

３分間の発話音声を 3〜5 分間かけて処理し，発話者の覚に覆われており，事故調査において有用なパイロット他乗醒度を評価していたソフトウェアを，2005 年には 10 秒間

組員の音声は，一部の怒鳴り声のような音声を除いて，明の発話音声を 2〜3 秒で処理可能なまでに高性能化した。

ー96ー－ 96 －

また本研究は，小泉首相の 21 世紀の日本を支える技術

血圧等の従来の生理指標は，時間を空けずに 10 回計測

開発 15 課題において，第８番目の課題に対応する技術開すれば殆どの場合 10 回の計測値は（日常的な感覚で）似発として採択され，鉄道総合技術研究所及び東北大学とのたような値になり，発話音声によるソノグラムであっても共同研究として，発話音声から発話者の覚醒度の低下が検同じフレーズを 10 回繰り返して生成した場合には，それ出可能であることを確認した。筆者は，この段階において，らの相互のパターンを見た目で区別することはできない。

実用化へ向けて次の一歩を踏み出す為に必要な基礎的な

しかしながら，2017 年時点において音声から算出される研究としては十分な成果を上げたと考えていたが，残念なCEM（Cerebral Exponent Macro）値は，同じ発話音声

がら，より普遍的に社会的信任を得るための実証実験の実を同じ型式のマイクロフォンと同じ型式のレコーダで同施に進むことはできなかった。

時録音した場合であっても，24bits@48kHz のフォーマッ2005 年 4 月 25 日の JR 西日本における福知山線脱線事トでデジタル化した場合には，100 回の内に 10〜20 回く

故は，社会基盤としての交通システムにおいて運転士等のらいは，CEM 値の標準偏差をσとして平均値から±3σ

適正なパフォーマンス管理の重要性を強く認識させ，この以上の懸け離れた異常値となってしまう。残念ながら，こ事故を契機に 2006 年 6 月 23 日に創設された JR 西日本安の現象のメカニズムは未だ不明（理解できるように説明す

全研究所において，同年 9 月には運転士の点呼音声によりることができない。）であるが，技術的には計算量を増や睡眠不足状態の検出の可能性を評価し肯定的な実験結果

すことにより異常値の識別が可能であり，診断値としてはを得たが，次のステップとしての実際の運転業務の現場で適正な値を提示することは可能と考えられる。

の評価実験に進むことはできなかった。航空管制業務の現

CEM 値は，デジタル化した音声信号の各サンプル時間

場において，日常的な業務発話の分析等への展開も，経費に対して計算する CEm（C. E. micro）を統計的に処理し的・技術的な問題に対応することができずに，断念する他て算出したものである。2017 年時点まで，個々の CEm

はない状況となっていた。確かに，事故の予防等を目的と値についての検討はほとんど行ってこなかったが，筆者は，する安全装置の導入は，その効果を検証することが難しく，

本報告書における現時点において，CEm 値がアーラン分

仮に検証できる場合であっても，その作業には膨大な時間

布に似た分布を示し，CEm 値の算出に係る１つのパラメを要することは必然的であって，時間的にも経費的にもそータがアーラン分布の位数に対応しているように見えるの意義が認められ実施されることは少ない。

ことを発見した。アーラン分布は通信のトラフィック量のそのような状況ではあっても，幸運にも，当所の発話音評価に利用される分布であり，筆者は，CEm/CEM 値が声分析技術に興味を示してくれる方々は常にいて，MSS

脳内でデータが交換・伝達される速度と因果関係を有するや国際テクノロジーセンター（KTC）においてはスマート

ことを（誰かが発見してくれることを）期待している。

フォンをプラットフォームとしたアプリケーション開発を進めていただいた。MSS の試作したアプリケーション

４．おわりに「Nono」は早稲田大学人間科学部菊池研究室で評価が行当所の発話音声分析技術では，カオス論的な時系列信号

われ，コンセプトとして肯定的な評価を得ると共に，日常分析手法を採用し，高次な位相空間に再構成された数学的的な自己管理ツールとするための要件やノウハウに係るアトラクタにおいて，経験的に定義した特徴量を評価する知見を得た。また 2014 年には，KTC により iOS と Android

ことを特徴としている。我々は，現象の発見から 20 年をの双方に対応する音声分析アプリ「脳たこ（タコメーター

要して発話者の覚醒度に相関する特徴量を定義したが，から）」のサービスを開始することができた。2016 年の国2017 年の今日，情報処理技術のパラダイムはディープ・

際航空宇宙展に発話音声分析装置を出展していたところ，

ラーニング技術の利用を前提とできるものに変わってい偶然にも「脳たこ」の利用者の訪問を受け「自分の調子がる。我々の研究目標であった脳機能疾病の早期発見への寄悪い状況を客観的に評価でき，状況が悪化しないように対与も，脳機能疾病患者の音声データとカオス論的な特徴量応ができるので，休みを取る日数を大幅に減らすことがでを処理可能な AI により，近い将来には現実のものとなっきている。
」と，嬉しい話を聞くことができた。

ているのではないだろうか。

３．残された技術的課題と将来的な展望

掲載文献

2017 年 3 月時点の発話音声分析ソフトウェアは，平均（1） 塩見，“過労防止のための音声分析技術開発の経緯と現的にサーカディアンリズムに相関する指数値を算出し，ま状”, 日本航海学会誌「NAVIGATION」2010 年 9 月号.

た平均的に日常生活における昼食１時間前と１時間後の（2） 塩見，“カオス論的な音声分析による心身状態の評価”,

覚醒度の差異を識別可能な感度を実現しているが，・・。

日本航海学会誌「NAVIGATION」2014 年 10 月号.

ー97ー－ 97 －UAS のための GPS に代わる位置推定法に関する研究【萌芽的研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

監視通信領域○河村暁子，二ッ森俊一，米本成人，森岡和行，山康博，宮津義廣
平成 25 年度～平成 28 年度（１）UAS の位置推定法に関する検討

１．はじめにパイロットが搭乗していない航空機を，一般の有人航空

初年度より，機体‐地上間の機体情報のダウンリンク信機と区別し UAS(Unmanned Aircraft Systems: 無人航空機)と号を，地上の複数点で受信し飛行位置を推定する手法につ呼ぶ。近年，農薬散布，災害監視，測量，空撮など多岐にいて検討し，実験を実施した。ダウンリンク信号の RSSI

亘る用途で UAS の民生利用が拡大している。将来，有人（受信信号強度）を地上複数点で受信し機体の位置を推定

機と無人機が飛行空域を共有する時代が訪れる可能性は十した。さらに，その推定位置精度向上のために，ダウンリ分に考えられる。多くの UAS は位置制御に GPS 情報を用

ンク信号の位相差を用いた手法についても検討した。そのいており，システムの GPS への依存度が有人機よりはるか

結果，通信波形の立ち上がり時間によって向き不向きはあに高い。しかし，飛行中に何らかのトラブルで GPS 信号がるものの，これまで我々が使用してきた通信機である Xbee

途絶えた場合，パイロットが機上にいないため UAS が制

Wi-Fi では位置精度よく推定できる可能性があることを明御不能になる危険性が指摘されている。ペイロードが少ならかにした。

く機上装備の追加が困難な小型無人機では自機位置を知る（２）UAS に関する情報収集・分析

手段は GPS 信号以外にないのが現状である。よって，非常今年度は，6 月に航空局安全部安全企画課の要請を受け時の代替手段として，GPS 信号に頼らず地上から機体の位ICAO RPASP へ参加し，特に制御用通信に関わるワーキン

置を推定できるシステムが求められている。

ググループにおいて ICAO Annex 類の改訂作業に参画した。
社会における小型無人機の利用拡大に伴い，小型無人機と低高度を飛行するドクターヘリをはじめとする有人小型

２．研究の概要
本研究の目的は，UAS の位置について GPS（GNSS）信

機との衝突への懸念や，小型無人機同士の調和のとれた飛号以外で推定する方法を検討することである。検討・提案

行実現のため，小型無人機の運行管理へのニーズが高まっする位置推定法は，小型無人機の機体ペイロードを増やさている。これに対応するため，行政が主催する委員会や無ないため，既存の地上－機体間の通信リンクを用いた伝搬

人機産業界によって構成される運行管理コンソーシアムへ

減衰および遅延の測定を基に行う。なお，小型 UAS は飛の参加，また UAS に関する講演依頼を実施した。

行方法や運用形態が有人機とは全く異なる性格のものであり，本研究では基礎検討として，およそどの空域に機体が４．まとめ
本研究は UAS の GPS（GNSS）に代わる位置推定法の開存在（もしくは，位置）するかを把握するためのものであ発を目的とし，4 ヶ年計画として実施した。今年度は到来る。
この研究課題と並行し，UAS の国内外の運用に関する動向調査と課題抽出および ICAO RPASP（Remotely Piloted

波振幅を用いた位置推定および到来位相差を用いた位置推定の基礎検討を実施した。

Aircraft System Panel)へアドバイザとして出席し,国際規格

さらに，UAS の国内外における情報収集や動向分析も広検討動向の分析を行う。また，機体の大きさに関わらず無く行い，特に国内産業界，国外の法整備を担当する行政機

人機全般の情報収集・分析に努める。

関との情報交換に努めた。

本研究は 4 ヵ年計画であり，
平成 28年度は最終年である。
（１）機上‐地上間の通信リンクを用いた UAS の位置
推定法の検討（２）UAS に関する情報分析の２課題を実施した。

外部発表等(1)河村「有人航空機の衝突回避の現状 ～小型無人機への拡張性～」COCN 講演，2016 年 7 月．
(2)河村「無人航空機の世界 ～ドローンから超大型機まで～」自動車技術会第 3 回エレクトロニクス委員会，2016 年

３．研究成果9 月．

ー98ー－ 98 －

航空機内データ通信（WAIC）における電磁環境評価に関する基礎研究【萌芽的研究】

担当領域

監視通信領域

担 当 者○二ッ森俊一，米本成人，河村暁子，森岡和行

研究期間

平成28年度～平成30年度(3カ年)

1．はじめにAntenna position(at the height of 1 m above the cabin floor)
37.57 m

乗客が持ち込むスマートフォン等の電波を発する電子機器や航空機内での業務遂行のためにタブレット等の電子機器の航空機内での利用に対するニーズが高くなっている。これらのニーズに応えるべく我が国においても，

Aircraft body(outer panel &frame)
luggagerack

国際基準に準拠しつつ，電子機器の使用や電子機器を用
Window: plastic

いたサービスに対する安全性の評価方法を策定してきた
ところである。こうした状況の中，航空機内のセンサ等

Seat: metal & padinternalpanel
cabin floorの 情 報 通 信 が 4 GHz 帯 を 用 い た 航 空 機 内 デ ー タ 通 信

図 1．WAIC 周波数帯大規模電磁界数値解析のために構築した A320-200 型機の三次元数値モデル（Wireless Avionics Intra-Communications，WAIC）によって無線化することが世界的に検討されており，現在とは異なるより高い周波数帯での電磁環境両立性を検討する必要がある。そのためには事前検討もしくは実機評価がの数値モデルを用いた大規模電磁界数値解析の適用可能必要であるが，それらの評価法に対して有効なEMC評価

性 を 明 ら か に し た 。 ま た ， EUROCAE WG-96/RTCA

技術の規格化が進められている。

SC-236 Joint Plenaryに参加し，国際標準化活動を実施した。

2．研究の概要
本研究の目的は，今後の新たなWAIC帯域を用いた無4．まとめ線通信機器と航空機のEMC評価技術の確立および国際

予定通りWAIC周波数帯におけるEMC評価技術を新た規格策定に資することである。具体的には，次の3項目にに提案するための研究を実施した。さらに，WAIC国際

ついて研究を進める。

標準化に向けた活動を実施しており，平成29年度もそれ（1）WAIC周波数帯域（4 GHz帯）において，以前かぞれの項目について継続して研究を実施予定である。

ら実施しているスーパコンピュータを用いた大規模電磁界数値解析法を用い，大型航空機へ適用可能な航空機電

掲載文献

磁干渉数値解析技術を確立する。

(1) T. Hikage et. al, “Numerical Estimation of WAIC-band（2 ）EUROCAE WG-96/RTCA SC-236等 に 参加 し ，Propagation Characteristics in Aircraft Cabin Using

WAICおよび航空機電磁干渉に関する国際規格化に参加

Large-Scale FDTD analysis,” Proceedings of 2016 IEEEすることで，新たなEMC規格の策定に貢献する。

AP-S Symposium on Antennas and Propagation and
URSI CNC/USNC Joint Meeting, TH-UB.5P.6, June,（3）電磁干渉報告書調査および分析を継続することで，

2016.

航空機EMCの現状について最新の干渉経路損失および干渉発生報告等のデータを保有し，航空機運航・製造メ(2) S. Futatsumori et. al., “Aircraft Electromagnetic Field
Estimation for Wireless Avionics Intra-Communicationーカおよび電子機器メーカ等へ情報提供を行う。

Band Using Large-Scale FDTD Analysis”, Proceedings
3．研究成果of 2017 International Applied Computational Electro-

今年度は，前述の3項目についてそれぞれ研究を実施し，WAIC周波数帯において図1に概観を示すA320-200型機

ー99ー－ 99 －

magnetics Society (ACES) Symposium, pp. 1-2, March,
2017

他4件

管制方式等規則の構造化と運用手法の機械学習に関する調査【調査研究】
担当領域
担 当 者

監視通信領域○塩見格一，北折 潤

研究期間

平成 27 年度～平成 28 年度“良し”とされるであろうし，医療用においては，人間の１．はじめに多くの場合，単なるアプリケーションの利用者に過ぎな

医者よりも多くの人間を助けているのであれば，その結果

い私たちは，「プログラム可能なコンピューターやそのモを以って“良し”とする他ない。これ等は，明確な目的のデルとなったチューリング・マシンが，そもそもどのよう設定を前提とするが，目的に対して単に効率のみが追求さな可能性を有するものであるのか？」と言ったこと等を考れる状況における帰結であって，人間性とか文化とは必ずえることはない。あるいは“殆どない”日常をおくっていしも整合しない。一部に，法の整備が技術の整備に遅れるる。コンピューターに代表される情報処理技術こそが，ことの弊害が深刻化することが危惧されてはいるが，未だ我々の研究の主要な部分を支えているにも拘らず，残念な

社会問題とするに必要な視点さえ曖昧な状況にある。

がら，その基盤技術の現状や展望を気にすることなく，か航空管制業務の AI 化について考えれば，航空交通情報

なり安易にその都度に流行っているものを選択する程度

は，一般的な道路交通情報とは比較にならない程に高度にの感覚しか有していない場合が多いと思われる。

管理された情報であり，道路交通状況よりもはるかに信頼

最初期のコンピューターにおいては，余りにも短い性の高い航空交通状況に対する認識を成立させることがMTBF（平均故障間隔）のために，主要デバイスである真空可能である。そもそも，航空管制官による航空路を運航す

管が切れる迄に終わる計算以外はできなかったが，コア・る航空機に対する状況認識は，コンピューターにより処理

メモリにより MTBF を越える運用が可能となり，実は量がされた情報を基に構築されているものであるから，今日の変わっただけであるにも拘らず，結果的には質的変化を感機械学習技術を以ってすれば，数ヶ月を要するのか？ 数

じさせる状況が成立した。このような状況が半世紀以上続ケ年を要するのか？ は分からないが（人間の管制官と協いて今日，ディープ・ラーニング等の新しい情報処理コン

調作業する様な AI の実現は容易ではないと思われるが，セプトの確立により，コンピューターは遂に囲碁・将棋等

人間の管制官を全て AI に置き換えた場合に），人間の管制のボードゲームでは人間の名人に匹敵する能力を獲得し，官と同等の，或いは同等以上の判断を提示する AI の実現

近い将来には，一般車両を市街地で自動運転することも十は，技術的には十分に可能と思われる。
2017 年，
２つの AI の間の情報交換を可能とした場合に，分に可能になることが期待されている。

AI 相互の情報交換の結果として，AI は，人間が与えたものとは全く異なる情報交換プロトコルを構築し，人間には

２．機械学習上記コンピューターのボードゲームにおける能力は，ゲ

理解できない情報交換を始めたことが話題となった。人間ームに使うコマ等オブジェクトの用法のプログラムによが与えた言語とプロトコルよりも効率的な言語とプロトるのではなく，用法を観測した結果から知識を獲得する手コルが実現されていたのだと期待されるが，“AI 語”は“AI法のプログラムによるものであったから，コンピューター

が，AI 語を人間の与えた言語に翻訳する，AI にとってのが何等かの判断をした場合であっても，我々は人間が，そ合理的な理由”が発生しない限りは，人間にはわかる筈もの思考過程を逆に遡って知ること等は，一般的に不可能でない状況が成立した。別な１組の AI の間で，また別な AIある。ディープ・ラーニング等により獲得される知識は，

言語とプロトコルが構築されれば，我々は旧約聖書の創世

一般的に人間に解釈可能な記述形式を有さないため，その記（バベルの塔の記述がある。
）の状況を目にすることが知識が正しいのか？ 或いは間違っているのか？ はたま

できるのかも知れない。

たどの程度正しいのか？ 人間には全く分からないし，その知識を利用した処理結果についても，目的に対して，人

３．量子コンピューター
以上は 20 世紀には想像もつかなかった今日の途方もな

間よりも正しい判断がなされたのか？ 或いは否か？ 多
くの場合，やはり分からない。

い状況であるが，これ等にしても古典的な物理学に対応すこれで良いのか？ との問いは，常にもっともであるが，る情報理論における成果であって，次に述べる量子論的な

例えば，投資用の AI（人工知能）が人間のトレーダーよ

物理学に対応する情報理論に従う情報処理においては，遥りも効率的に稼いでいるのであれば，その結果を以ってかに驚くべきことが起きようとしている。

ー100ー－ 100 －

古典的な情報処理においては，情報処理過程は非可逆的械学習により獲得された知識であっても，これを人間の言で，解を求めることは設定された問題（系）のエントロピ

葉に翻訳することも不可能では無くなるのかも知れない。

ーを極小化することであって，何段ものエントロピーを下

この辺りの最先端の領域については，誰の理解が正しいげる過程がプログラムとして与えられる。プログラムを構のかも正確には分からない，と言うのが実情であり，今後成する各過程においてエントロピーは変化するので，各過調査すべき事柄は，未だ無数に存在することが理解される。

程は非可逆であって，処理前の情報は処理後には残っていない。情報処理におけるエネルギーの消費は，処理前の情筆者等は D-Wave については，具体的な用法についても報の消去のためと解釈され，この解釈により 1867 年にマ調査しているので，これに興味を持たれる場合には，別にクスウェルの提案による思考実験「マクスウェルの悪魔」

報告書を纏めたいと考えているので，これを待っていただ

は，1982 年にベネットにより決着が付けられた。

きたい。

1985 年，ドイチェは，全ての情報処理過程を可逆な状態に保存するチューリング・マシンと等価な量子チューリ

４．おわりに

ング・マシンが量子論的に可能であることを示した。これ

本報告は，読者において，我々が調査対象とした最新のは，P=NP 問題（問題のサイズ N が大きくなった時に，そ情報処理技術の内の最重要項目に係る概念を正しく持っの処理に要する時間が N の多項式では与えられない，処理ていただくことを目標に纏めた。

N

時間が a で与えられる様な問題）への対応は古典的な情報

カーツワイルの予言する「AI がその思考性能において処理では不可能であり，量子論的な情報処理が必要とのフ

人類の脳を超える日」まで後 20 年くらいになった 2017ァインマンによる着想に初めて対応した量子計算モデル

年，本研究は，当所の所管する研究内容を支える情報処理であった。ここに量子コンピューターの概念は登場したが，技術の現状と将来展望を得る，絶好の機会となった。

以降，実験室における特別な例を除けば，一般に広く知ら

また，結果的にではあるが，我国におけるスーパー・コ

れる成果等が発表されない状況が続いた。2011 年，突如ンピューターの伝道師・レジェンドとも言える小林達氏にカナダの D-Wave 社が 128 Qbits（量子ビット）の量子コ

量子コンピューターの調査報告書の取り纏めにご協力いンピューターを発表した。この D-Wave 社による量子コン

ただくことができ，その調査報告書は，異例のことである

ピューターは，量子アニーリングと呼ばれる東工大の西森が，会計検査において検査官殿から「非常に分かり易く纏教授の提唱されたアイデアによるものであり，ドイチェがめられた素晴らしい報告書である。」とお誉めの言葉をい

モデルを示したものとは別物であり，2017 年においても，ただいた。更には，同検査官殿からは「量子コンピュータ

量子コンピューターとは言えないとの主張が存在するもー技術の資料として，2016 年度の調査報告書と併せて提のではあるが，2017 年時点で市販され，NASA やグーグル

供して欲しい。」旨を伺い，我々としては，よろこんで提社他における幾つもの使用実績が存在する唯一の量子コ供させていただいた。
2017 年 8 月には，我国文科省は 2018 年度からの 10 ケ

ンピューター・システムでもある。
本件研究調査は，筆者等が，上記 D-Wave システムが巡年に 300 億円を投入して量子コンピューターの実用化を回セールスマン問題（地図上の N 箇所を一筆書きする場合目指す旨を発表している。多くの社会基盤の構成要素の実の最短の経路を求めようとする問題）に類する最適化問題

現・構築に係る技術分野において「新たな技術をいつ？

に有効かも知れない，と興味を持ったことに始まった。

どの段階で導入するか？」は，その後のその社会の明暗（比先の機械学習においては，学習すべき現実が存在するこ較優位や対外的な競争力の優劣）を左右する重要な問題でとにより，人間よりも合理的な判断を可能とする AI を実

あって，そのタイミングを逸して，過去の栄光を失った国現させたが，巡回セールスマン問題の様に，そもそも計算や，マーケットから消えた大企業の例は，幾らでも挙げる量が大き過ぎて解けない問題に対しては無力であるから，ことができる。当所が，また我国が，グローバルな航空交

量子コンピューターは次の情報処理のパラダイムにおい

通や更にはマルチ・モーダルな物流システムの高度化に貢ては必要不可欠な要素と思われた。

献するためには，より可能性の高い将来展望を得ることが現状の古典的な情報処理プラットフォームにおいてはソフトウェアとしてのディープ・ラーニングは，そこに組必要不可欠であり，本件の様な調査研究は，経常的に進めていかなければならない，と強く認識した。

織化された情報を人間が解釈することは不可能であるが，量子論的に構築されるプラットフォームにおいては，全て

会計検査院に提供した報告書と，その付属資料についてが可逆的であるから，AI において自己組織化された情報は，未だ当所報告書としての公表はしていないが，プレ・であっても，その処理を逆に辿ることが可能であって，機プリントとしての提供は可能である。

ー101ー－ 101 －

ミリ波帯による高速移動用バックホール技術の研究開発【競争的資金】

担当領域
担 当 者

監視通信領域○米本成人，金田直樹，河村暁子，二ッ森俊一，森岡和行

研究期間
1.

平成 26 年度～平成 30 年度
用した場合の通信システムの有効性の範囲を特定することはじめに
現行の新幹線や，近い将来導入が予定されているリニアである。長距離の光ファイバーを通じた後に得られたモーターカーは移動速度が大きく，1000 人程度の乗客が一96GHz，500M シンボル秒、16QAM(Quadreture Amplitude

列車に集中することから，公衆網を利用した既存の移動体

Modulation)のベクトル変調信号の EVM（ベクトル振幅誤通信システムでは，乗客が満足する回線速度を実現するこ差）を測定した。

とは困難である。今後，スマートフォンやクラウドコンピューティングが社会基盤として益々重要性を増してくるため，高速鉄道の車中でも安定したブロードバンド環境の需要は非常に高い。
そのためには車内の通信をまとめて，高速鉄道と地上を接続するためのバックホール回線が重要となる。この回線として，Gbps (bit per second)級の高速通信を実現するために，マイクロ波帯に比較して広帯域な周波数割り当てが行われているミリ波帯の利用が検討されている。一方で周波数が高い分，伝搬減衰が大きくなるため，それらを補償すファイバー長 35km, 96GHz，500Msymbol/s，16QAM 信号る技術が求められている。
本研究ではミリ波と光無線の技術を活用して，200km/hの変調精度測定結果

以上の高速鉄道に対して Gbps 級の通信を実現する技術を複数の研究機関で分担して研究開発する。その中で，電子ファイバー分散の影響により，位相誤差が大きくなるた

航法研究所では光逓倍による通信技術の開発を担当していめ，各シンボルは角度方向に大きな誤差を有することが示る。

された。これらの影響の範囲を特定するため，長さの異なるファイバーを用いて，シンボルレートを変えながら、

2.

QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)信号の EVM を測定し研究の概要
本研究は総務省の「電波資源拡大のための研究開発の一た。ファイバー長，シンボルレートに合わせて EVM が悪環として実施され，平成 26 年度から平成 30 年度までの 5化していることが示された。
新幹線の駅間隔程度の距離（約年計画である。年度別の主たる実施事項は以下のとおりで30km）ではファイバー長の影響は少なく，本方式を用いるある。

ことで良好に通信が可能であることが示された。

平成 26 年度 逓倍に適したミリ波帯位相変調信号生成の技術開発
平成 27 年度 逓倍に適したミリ波帯多値変調信号生成の技術開発
平成 28 年度 光逓倍を用いた通信方式の検証
平成 29 年度 光逓倍器によるミリ波通信システムの構
築試験
平成 30 年度 光逓倍ミリ波通信システムの実証試験
3.

研究成果
平成 28 年度の実施事項は，90GHz 帯で光逓倍方式を使ー102ー－ 102 －

ファイバー長，シンボルレートによる変調精度の変化

本研究は株式会社日立製作所，国立研究開発独立行政法
人情報通信研究機構，公益財団法人鉄道総合技術研究所及び株式会社 KDDI 研究所との共同研究として実施された。
掲載文献(1) 金田直樹，米本成人，川西哲也， 「光 2 逓倍により生成された 92GHz PSK 信号の品質評価」，信学技報，
vol. 116， no. 15， MWP2016-7， pp. 27-31， 2016 年
4月(2) 米本成人，「光ファイバー無線を活用したレーダー，
通信システムの研究開発」，2016 年第 2 回エイトラム
ダフォーラム， 2016 年 7 月(3) 小川博世，川西哲也，菅野敦史，柴垣信彦，川崎邦弘，
米本成人，"Proposal to include 90-GHz band for railway
radiocommunication system between train and tracksideunder WRC-19 agenda Item 1.11," 20th Meeting of
Asia-Pacific Telecommunity Wireless Group, 2016 年 9 月(4) 金田直樹，
米本成人，
川西哲也，
「光 2 逓倍による 92GHz
16QAM 信号の生成」, 2016 年電子情報通信学会ソサイ
エティ大会講演論文集，C-14-1(5) Naoki Kanada, Naruto Yonemoto, Tetsuya Kawanishi,“92GHz 64QAM Signals Generation by Optical Frequency
Doubler”, 2016 IEEE International Topical Meeting on
Microwave Photonics (MWP), TuMP11, pp. 145-148, 2016年 11 月(6) 金田直樹，
米本成人，
川西哲也，
「光 2 逓倍による 96GHz
16QAM 信号の伝送特性評価,」 2017 年電子情報通信学会総合大会講演論文集, C-14-8

ー103ー－ 103 －

新世代ネットワーク実現に向けた欧州との連携による共同研究開発および実証【競争的資金】

担当領域
担 当 者
研究期間

監視通信領域○米本成人，角張泰之，河村暁子，二ッ森俊一，森岡和行
平成 26 年度～平成 29 年度
信号を用いて，電波無響室内で実験を行った。遠隔アンテ

１．はじめに次世代（5G）無線通信においては，Gbps (bit per second)ナ局（RAU）は 6m 間隔で正方形状に 4 隅に配置された。4を超える伝送速度が要求されることから，無線信号のキャ

つの RAU からのアナログ信号を光ファイバー無線で 1 か

リア周波数をミリ波帯とすることが有望な候補となってい所に集めて，高速デジタルオシロスコープで波形を観測しる。高密度ユーザー集中環境では，多数の端末への無線信た。記録した波形から 2 つの RAU 間の到来時刻差を正確

号の競合・干渉や不要反射の影響が生じ，現在のマイクロに測定し，端末の位置を推定した。
推定された端末位置は，

波 800MHz～2GHz を用いた無線通信では，これらの影響を検出エリアの中心付近で Wi-Fi 信号の周波数帯域から算出抑えることが難しい。しかし，5G 無線の本命であるミリ波される理論分解能よりも細かい精度で求まることが示され帯では，自由空間伝搬減衰が大きいものの，回折が少なくた。

直進性が高いため，高利得アンテナ等で電波を集中させる

また，この測定システムに接続するための 60GHz 帯受信ことが比較的容易となる。このため，このような通信シス

信号を中間周波数に変換する電子回路構造，および光ファ

テムを構築するとき，従来のマイクロ波無線通信システム

イバー無線を用いた 60GHz の送信回路も構築した。これらにはない新しい空間的な電波管理機能が必要とされている。

を用いて，ギガビットイーサーネットの ON/OFF 信号を

本研究ではミリ波と光ファイバー無線の技術を活用して，60GHz 帯で送受信できる無線機構造が完成した。

スタジアム等の高密度に多数の通信ユーザーが集中してい今後は受信感度の改善と通信システムの組立と実験試験る環境で Gbps 級の通信を実現する技術を日本と欧州の 13

局免許の取得，およびスタジアム環境におけるフィールド機関が連携して研究開発する。その中で，電子航法研究所

テストを行う予定である。
本研究は情報通信研究機構からの委託研究の一環として，はミリ波端末の位置を推定し，高利得アンテナで端末にピンポイントに電波を送信するための 60GHz 帯 RoF トラン

国立大学法人大阪大学，学校法人同志社，一般財団法人電シーバーの開発と端末位置推定技術の開発を担当している。

力中央研究所，株式会社日立製作所，株式会社コーデンテ
クノインフォ及び当所の我が国 6 機関と欧州 5 機関との共同研究として実施された。

２．研究の概要
本研究は欧州連合の共同研究開発プロジェクト（Horizon2020）の日欧共同研究の 1 課題であり，平成 26 年 10 月から平成 29 年 9 月までの 36 カ月計画である。年度別の主たる実施事項は以下のとおりである。
平成 26 年度 利用シナリオの検討
平成 27 年度 60GHz RoF レシーバーの技術検討
平成 28 年度 60GHz 端末の位置推定
平成 29 年度 通信評価試験
３．研究成果平成 28 年度の実施事項は，端末が通信中に発する電波を受信して，その位置を推定する技術の開発である。60GHz
帯の微弱な信号を受信した後，3GHz 帯域幅の中間周波数帯に変換して，光ファイバー無線により長距離伝送が行える構造とした。位置推定機能評価のため，60GHz 帯無線の中間周波数帯に近い周波数を使用している 2.4GHz の Wi-Fi

ー104ー－ 104 －

遠隔アンテナ局(RAU)の設置状況

遠隔アンテナ(RAU)による WiFi 端末の位置推定結果
掲載文献(1) 井上敏之，村田博司，池田研介，角張泰之，米本成人，
戸田裕之，「5G 無線通信のためのフォトニック技術を用いたミリ波信号の生成と空間多重信号の分離・検出」，2016 年電子情報通信学会ソサイエティ大会講演
論文集，BCS-1-6，2016 年 9 月(2) Toshiyuki Inoue, Kensuke Ikeda, Yasuyuki Kakubari,
Naruto Yonemoto, Nobuhiko Shibagaki, “Millimeter-Wave
Wireless Signal Generation and Detection Using Photonic
Technique for Mobile Communication Systems,” 2016
IEEE International Topical Meeting on Microwave
Photonics (MWP), TuM1.8, Long Beach, CA, USA, 31
Oct.-3 Nov. 2016(3) 井上敏之，村田博司，角張泰之，米本成人，池田研介，
柴垣信彦，戸田裕之，眞野浩，「アレイアンテナ電極
電気光学変調器を用いたミリ波無線 Gb/s データ伝送」，
信学技報, vol. 116, no. 391, MWP2016-86, pp. 219-222,
2017 年 1 月(4) 池田研介，村田博司，井上敏之，米本成人，角張泰之，
柴垣信彦，戸田裕之，眞野浩，「マイクロ波・ミリ波
融合のためのフォトニックベース無線リンク」，レー
ザー学会学術講演会第 37 回年次大会，光通信 4，光フ
ァイバ無線技術，2017 年 1 月

ー105ー－ 105 －

樹脂系複合材料を用いた次世代航空機における電磁環境両立性解析技術の研究【競争的資金】

担当領域
担当者
研究期間

監視通信領域○二ッ森俊一平成27年度～平成29年度(3カ年)

1．はじめにLog periodic antenna

樹脂系複合材は，アルミニウム合金と比較して比強度が高く，高性能かつ機体の軽量化による運用コスト低減

Human phantom

Stirrerが達成できるため，民間航空機分野においてもその応用が進んでいる。航空機の内外における電磁環境特性につLog periodic antenna

いて，従来の航空機では，携帯電子機器（PED）の影響
評価手法および機内使用ガイドライン等が確立されているが，炭素繊維強化プラスチック（CFRP）積層板等の樹
脂系複合材を主要構造として用いた航空機における電磁環境特性は，詳細な電磁界伝搬特性等が明らかとなって

図 1．負荷装加リバブレーションチャンバの内部状況

いないため，詳細な調査検討が必要である。また将来，樹脂系複合材およびPED等の無線機器の使用は航空宇宙分野のみならず，自動車，鉄道など多くの分野での応用

ャンバ内に電磁波損失媒体を設置した場合を想定した負が期待されている。これまでに樹脂系複合材の電磁界特荷装加チャンバとして検討を行った。また，ビーチクラ性の測定評価を行っているが，さらに，CFRP積層板で構

フトB300型機を用いた電磁界数値解析を実施した。

成された構造体の電磁環境の高精度推定法と電磁環境両立性（EMC）評価手法が必要となっている。

4．まとめ
樹脂系複合材を用いた次世代航空機における電磁界特2．研究の概要

性を明らかにするための具体的検討を行った。平成29年

本研究の目的は，CFRP積層板等の樹脂系複合材を主要構造として用いた構造体において，航空機等を具体例と度はさらに実験と数値解析の両面から検討を進め，CFRP
構造体の詳細な電磁界特性を明らかにする。

して，電磁干渉（EMI）影響を定量的に評価するための数値解析基礎技術と，将来の樹脂系複合材の広範な利用掲載文献に向けたEMC技術を確立することである。本研究は3カ(1) S.Futatsumori, K. Morioka, A. Kohmura and N.

年計画であり，平成27年度から平成29年度まで，次の3Yonemoto,

項目について研究を進める。

magnetic Field Characteristics inside Carbon Fiber（1）統計的均一電磁界評価系を用いたCFRP積層板電磁Reinforced Plastic Structures -Fundamental Electro-

界特性の詳細評価・定量化技術

magnetic Characteristics of Composite Materials for（2）小型航空機の干渉経路損失測定および数値モデル化

Aircrafts-”, Proceedings of ICSANE2016, SANE2016-（3）CFRP積層板を主要構造とした航空機の電磁環境お88, pp. 195-198, Nov. 2015.

よび干渉経路損失の数値解析推定技術“InvestigationofMicrowave

Electro-(2) 二ッ森，森岡，河村，米本，“電磁界損失媒体が航空機内部電磁界特性に与える影響-人体ファントム

3．研究成果を設置した電波反射箱の構造体 Q 値測定評価-”，

今年度は，前述の3項目についてそれぞれ検討を行い，
CFRP構造体内部の電磁界分布および構造体Q値の測定
評価について，実航空機と同様に，リバブレーションチ

ー106ー－ 106 －

2017 年電子情報通信学会総合大会，B-4-40, p. 318,
2017 年 3 月

次世代航空通信向けマルチユーザMIMO信号処理技術の開発及び航空機縮尺モデルを用いた評価【競争的資金研究】担当領域

監視通信領域

担 当 者

森岡和行

研究期間

平成27年度～平成30年度

１．はじめにマ ル チ ユ ー ザ MIMO(Multiple Inputs and Multiple
Outputs)システムは，複数の端末と基地局の間で同時にMIMO伝送を行うことにより，システム全体の周波数利用効率を向上させる技術であり，近年盛んに研究が行われている。商用システムではLTE-Advanced，WiMAX2等において本技術の導入が行われている。航空通信分野において も， WiMAX 規格 に基 づく次 世代 航空 通信 技 術
AeroMACS(Aeronautical Mobile Airport Communications
System)の検討が行われており，将来的にマルチユーザ
MIMO技術の導入も期待される。

図1. ビット誤り率評価

２．研究の概要
本研究はJSPS科研費 15K18073の助成により行われている。4年計画の初年である平成27年度はマルチユーザ
MIMOに対応した汎用無線端末評価システムの基本評価を実施してきた。平成28年度は2年目であり, シミュレー
ションと理論解析による航空通信向け信号処理方式及び変調方式の基礎検討を重点的に実施した。

３．研究成果
今年度は, 高い信頼性が求められる航空通信に適した図2. 周波数利用効率評価

MIMO方式として, Space Time Block Coded - Continuous
Phase Modulation (STBC-CPM)方式について検討した。準

４．おわりに直交符号(Q-OSTBC)は, 符号の直交性は崩れるものの,今年度は, STBC-CPMに準直交符号を適用することに送信レートが改善する特徴がある。そこで STBC-CPMによって周波数利用効率を改善できることを示した。次年

準直交符号を適用することによって周波数利用効率が改度は，ソフトウエア無線を用いた評価システムの構築，

善できることを確認した [1]。図1に直交符号(OSTBC)と評価システムを用いた提案方式の有効性評価等を実施す

準直交符号(Q-OSTBC)を用いた場合のビット誤り率の比る予定である。

較を示す。図1より, 準直交符号を用いることにより符号の直交性が崩れ, ビット誤り率が劣化している様子が分掲載文献かる。図2にビット誤り率で正規化した周波数利用効率の(1) K.Morioka, S.Yamazaki, D.Asano,“BER Approximation

評価結果を示す。準直交符号を用いる場合，ビット誤り

of BBOST-CPM with Quasi-OSTBC”, Proc. of the

率が劣化したにも関わらず, 送信レートの改善によって,International Symposium on Information Theory and Its

全体として周波数利用効率が改善している様子が分かる。

Applications (ISITA) 2016.

ー107ー－ 107 －

携帯端末の電波直接探知による海上衝突予防に関する基礎的研究【競争的研究，科研費 C】

担当領域
担 当 者

監視通信領域○古賀 禎，疋田賢次郎（海上技術安全研究所），
福戸淳司（海上技術安全研究所），丹羽康之（海上技術安全研究所）

研究期間

平成 27 年度～平成 29 年度
を減らすことについても，検討を行う。

１．はじめに近年これまでの海上における航行安全に関する施策や，

３．研究成果
実験用携帯電波源探知装置 RF 部の製作

レーダ・ AIS (Automatic Identification System)・ ECDIS

３．１(Electronic Chart Display and Information System : 電子海

図１に電波源探知装置の全体構成を示す。携帯電波源探

図情報表示装置)・BNWAS (Bridge Navigational Watch

知装置の RF 部を製作した。図２に RF 部を示す。

Alarm System : 船橋航海当直警報装置)等の航海支援機

３．２

電波無響室における基礎実験器の義務化，登録船舶数及び輻輳海域交通量の減少もあ携帯電波源探知装置の RF 部を用いた基礎実験を行っ

り，船舶の事故は漸減の傾向である。ただ衝突事故に関た。基礎実験では，無響室において携帯電話の利用する

しては，下げ止まりの傾向であり平成 25 年度の事故隻

800MHz 帯の信号を信号発生器から発信し，この信号を複数は前年より増加に転じた。衝突事故を起こしている船

数のアンテナおよび RF 部により受信し，受信波形をオ

種としては，大半が 20 総トン未満の小型船舶である漁

シロスコープにて収集した。複数の信号を処理し，電波船とプレジャーボートで約 6 割弱を占めている。

の到来方向を推定できることを確認した。

AIS の搭載が義務化されているのは，例えば内航船では 500 総トン以上の船舶（外航船 300 総トン以上，旅客船は全て）のみであり，約 6,000 隻の内航船に占める割合は 2 割以下に過ぎない。また，約 36 万隻にのぼる小型
船舶は AIS 搭載義務の対象外である。小型船舶は電波を透過しやすい FRP 製であることが多く，荒天時等の海
面反射や雨雪反射によって，船体からのレーダエコーが埋没してしまうことがある。
２．研究の概要
本研究では，広く普及している携帯端末に着目した。

図１．実験用携帯電波源探知装置の全体構成

小型船舶では，より大きな商船等に装備される国際
VHF 無線電話は一般的では無いが故に，唯一の通信手段として操船者自身が携帯端末を所持することが非常に多い。携帯端末での交信中の発信電波や，移動中に複数の基地局セルから構成される位置エリアを越えた際，及び一定時間毎，また電波が弱まったときに発信される「位置登録」電波を受信し，電波な到来方位を探知する。
電波の強度や，複数位置からの方位等から，電波発信源の位置範囲を特定，PC の地図上にマッピングし，航行

図２．RF 部

中の見張り支援に資する。

４．まとめ

また，探知した携帯端末の位置範囲を周辺の船舶と共

平成 28 年度は，実験用携帯電波源探知装置の RF 部の有して目標の位置精度を上げることや，仮想の AIS ター

製作および電波無響室における基礎実験を行った。平成

ゲットとして，レーダや ECDIS 上に重畳して表示し，

29 年度は，電波源探知装置の全体構築および屋内および航海機器が増えることによる船員の方々の見張りの負担

フィールドにおける実験等を予定している。

ー108ー－ 108 －

ハイブリッド簡易高速電磁界計算による電磁波可視化と実証実験による民間航空解析支援

担当領域

監視通信領域

担 当 者

本田純一

研究期間

平成 28 年度～平成 30 年度【競争的資金】1. はじめに
電磁波散乱を含めた電波伝搬特性の解析は，無線システ
ムの構成や機器性能要件等の算出のみに関わらず，すでに構築されたシステムで発生する検出率低下等の原因を突き止め，その解決方法を提示する上でも重要な研究に位置づけられる。航空分野では様々な無線システムが利用されており，またマルチパス等による機器性能低下が散見されるが，運用者には目に見えない電波を直観的に把握するこ
図 1：複雑な地面上の電波の航跡とが難しく，物理的な観点からの解決が後手に回ることが多い。
本研究は，航空分野で利用される，もしくは利用を期待される無線システムについて，環境に応じて解析手法を選択もしくは組み合わせたハイブリッド計算手法を開発し，運用者に電波の振る舞いを把握できるように可視化することを目的とする。また，精度の検証を行うために，他の研究テーマによる実験結果等を参照して，提案手法の妥当性についても検証する。

図 2：DDM 値（フィルタなし）

本年度は，過去に開発した解析手法による計器着陸装置（ILS）の電波干渉への応用と，複数の電磁界解析手法の習熟と FDTD 法については基本プログラムの開発を実施した。
2．研究の概要
本研究は三カ年計画であり，本年度は下記を実施した。
①

簡易レイ・トレーシング法による ILS ローカライザ
ーのマルチパス解析への応用②

FDTD 法の基本プログラミングの実施
図 3：FDTD 法による伝搬解析

3．研究成果3．2． FDTD 法による電波伝搬解析

3．1． 計器着陸システムへの応用
ILS ローカライザーを複雑な地面に設置した場合のマル

MATLAB を用いて FDTD 法による基本プログラミング

チパス干渉について，簡易レイ・トレーシング法を応用しを実施した。図 3 で示すように伝搬の様子を可視化するこて数値計算を実施した（図 1，図 2）。数値計算の結果，アとができた。また電波伝搬の様子を動画にすることも可能

ンテナ周辺が平面でなく，波長に対して起伏の大きい地面とした。具体的な航空分野への応用と精度の検証はこれかが存在する場合には，規定を満足しないことが判明した。

らの課題である。

精度については，今後検証する必要がある。
4．まとめ
航空分野に応用するためのハイブリッド簡易高速電磁ー109ー－ 109 －

界計算のアルゴリズムの開発を実施した。初年度は簡易レ
イ・トレーシング法の航空分野への応用と FDTD 法の基本
プログラミングを実施した。次年度は他の電磁界解析手法のプログラミングと実験を実施する予定である。
この研究は，日本学術振興会における科学研究費助成事
業若手(B)(16K18072)の資金助成を受けて実施された。
5．所外発表(1)

J. Honda, H. Yokoyama, H. Tajima and T.
Otsuyama, “Influences of 3D Aircraft Model to ILS
Localizer,” Proc. the 2016 10th Int. Conf. on
Complex, Intelligent, and Software Intensive
System (CISIS), pp.180-185, Fukuoka, Japan, July
2016.

ー110ー

－ 110 －

航空需要に対応する海上設置型ローカライザの設置条件に関する研究

担当領域

監視通信領域

担 当 者

本田純一，田嶋裕久

研究期間

平成 28 年度～平成 30 年度【競争的資金】1. はじめに
計器着陸装置（ILS）は，航空機が空港に安全に着陸するために重要な役割を果たしている．その中でも，ローカ
ライザ（LOC）は，航空機に滑走路中心線からの左右の誤差を知らせる装置として多くの空港で運用されている．しかし，日本のように地形的・経済的に空港内への施設の用地確保が困難になる場合には，沿岸部の空港では，海上に用地を確保し LOC を設置することも今後考えられる．本

図 1：遮蔽フェンスによる回折波の解析．問題構成(左図)，

研究は，このような将来構想を想定し，海上設置型の LOC

横から見た結果(中図)，上から見た結果(右図)．

について，その設置条件に関する研究を実施する．
2. 研究の概要
本研究は三カ年計画であり，本年度は下記を実施した．
①

関連研究の動向調査②

電磁界解析手法の取りまとめ③

遮蔽フェンスによる電磁波散乱解析

3. 研究成果
モーメント法を使って遮蔽フェンスによる電磁界散乱の計算を実施した．計算の結果，水平偏波となる LOC は，
フェンス上端からの回折よりも横からの回折波が大きい
ことが判明した．この結果は，海上設置型 LOC において，防潮堤などからの回折波や海面からの乱反射を抑えることに応用が期待される．
4. まとめ海上設置型 LOC について，その設置条件に関する研究を実施した．初年度は，関連研究の動向調査と遮蔽フェンスによる回折波の解析を実施した（図 1）．今後は，海面からの影響について数値解析を実施する予定である．
この研究は，日本学術振興会における科学研究費助成事
業基盤研究(C)(16K06364)の資金助成を受けて実施された．

ー111ー－ 111 －

ー112ー－ 112 －

４

研究所報告

当研究所の平成28年度における研究所報告は、発行されなかった。
No

発行年月

論

文

名

発行なし

ー113ー

－ 113 －

領

域

名

著

者

５

受託研究

当研究所の平成28年度における受託研究は下記のとおりである。
件

名委AS355搭載機器の経路損失試験

託元（株）ウェザーニューズ

実施主任者
河村

暁子

平成28年度運輸多目的衛星の航空安全通信サービス及び運用の管理に係る作業におけるMSASサービスの性能補償に係る作業支 （一財）航空保安無線システム協会
援

麻生

貴広

衛星航法システムにおける補強システム（GBAS関連等）の動向（一財）航空保安無線システム協会
調査に関する技術支援

福島

荘之介

24GHzアンテナの開発支援

米本成人

エンブライエル式ERJ190-100STD型の搭載機器の経路損失試験 （株）ジェイエア

米本

成人

Kuバンド（１７GHｚ）DBFレーダの校正と制度計測

アルウェットテクノロジー（株）

米本

成人

Bell429搭載機器の経路損失試験（株）ウェザーニューズ河村暁子

洋上縦（時間）間隔衝突危険度推定手順策定に係る支援作業（一財）航空交通管制協会

森亮太

PED耐性の適合証明方法調査（その3）DO-307 4項玄関結合－地三菱航空機（株）
上IPL試験方案作成作業

米本

成人

ミリ波アンテナの開発支援

NECネットワークプロダクツ

河村暁子

AW109SP搭載機器の経路損失試験（株）ウェザーニューズ

河村暁子

GBAS導入のための技術的条件に関する調査検討の支援（ENRI） （株）三菱総合研究所

福島

荘之介

ATR42-500（600 Vresion）型搭載機器の経路損失試験

日本エアコミューター(株)米本

成人

電磁波遮蔽容器の健全性確認に関する測定支援業務

全日本空輸(株)米本

成人受動型SSR装置による空域監視情報の利便化・高信頼化に係る（一財）空港環境整備協会・リオン(株)
調査

塩見

格一

ILS整備に係る障害物件等影響調査の技術支援（一財）航空保安無線システム協会

本田純一

RNAV運航に求められる衛星航法補強システムに関する基礎調査（一財）航空保安無線システム協会
の技術支援

麻生

貴広

岡

恵

麻生

貴広

坂井

丈泰

上田日本無線（株）

平成28年度運航効率の業績指標作成に係るデータ計測調査 分（株）三菱総合研究所
析支援
衛星航法監視装置整備に関する要件調査支援（一財）航空保安無線システム協会

平成28年度戦略的イノベーション創造プログラム（自動走行シ
アイサンテクノロジー（株）
ステムの実現に向けた衛星測位情報活用に係る調査）

ー114ー－ 114 －

件

名

委

託

元

平成28年度将来の航空交通システムに関する長期ビジョンの実（株）三菱総合研究所
現のための計画の策定等に関する調査分析支援

実施主任者
岡

恵

準天頂衛星を利用したＳＢＡＳ整備に係る認証作業における安（一財）航空保安無線システム協会
全性評価技術支援麻生貴広

高松空港ローカライザー前方域カウンターポイズ方式の要件調（株）日本空港コンサルタンツ
査支援

本田

純一

同時平行RNAV進入方式に関する飛行状況データ解析支援（一財）航空交通管制協会

天井

治

植生に対するマイクロ波の透過・反射特性の計測実験

アルウェットテクノロジー（株）

米本

成人

ー115ー

－ 115 －

６

共同研究

当研究所の平成28年度における共同研究は下記のとおりである。
実施領域

相手方

研究課題

契約期間

航法システム領域 三菱電機株式会社

後方乱気流検出装置による観測データ収集に関する研究

H23.9.27 ～ H29.3.31

監視通信領域

WAMにおけるモードA/C機測位に関する共同研究

H24.2.24 ～ H29.3.31

ヘリコプタの障害物警報システムに関する共同研究（その２）

H26.4.1 ～ H30.3.31

日本電気株式会社（国研）宇宙航空研究開発機構

監視通信領域
北海道放送株式会社
監視通信領域

北海道大学

航空機における電磁干渉影響評価に関する研究

H26.5.9 ～ H29.3.31

監視通信領域

金沢工業大学

ステルス技術の研究

H26.6.10 ～ H29.3.31

福井医療短期大学
監視通信領域
三菱スペース・ソフトウェア株式会社

高次脳機能障害等の患者、学生、医療従事者に関する発話音声解析シH26.8.1 ～ H29.3.31
ステムの適用の研究（国研）情報通信研究機構
公益財団法人鉄道総合技術研究所
監視通信領域

ミリ波帯による高速移動用バックホール技術の研究開発

H26.8.22 ～ H31.3.31

広帯域ミリ波回路の研究

H26.9.11 ～ H29.3.31

株式会社ＫＤＤＩ研究所
株式会社日立製作所
監視通信領域株式会社高田ＲＦ技術研究所
大阪大学
学校法人同志社

監視通信領域

一般財団法人電力中央研究所

高密度ユーザ集中環境下におけるフォトニックネットワーク技術を用 H26.10.1 ～ H29.9.30
いた次世代無線技術の研究

株式会社日立製作所
コーデンテクノインフォ株式会社
航法システム領域 電気通信大学

プラズマバブルの衛星航法への影響に関する共同研究

航法システム領域 （国研）宇宙航空研究開発機構

アジア太平洋地域における準天頂衛星初号機を用いた補強効果に関す H26.11.28 ～ H29.3.31
る共同研究

監視通信領域

青森大学

降雪・積雪の1090MHz信号伝搬に与える影響についての研究

H26.12.15 ～ H29.3.31

監視通信領域

九州大学

監視情報を用いた飛行状態のオンライン推定技術の研究

H27.2.24 ～ H29.3.31

航法システム領域 タイ王国モンクット王工科大学ラカバン

Ionospheric TEC Characterization Program

H27.3.31 ～ H32.3.31

監視通信領域

琉球大学

低緯度域におけるADS-B信号伝搬に関する研究

監視通信領域

名古屋大学

ADS-Bを用いた航空交通管理に関する研究及び電離圏擾乱がADS-B放送
H27.7.1 ～ H30.3.31
位置に与える影響の研究

2015

H26.11.12 ～ H30.3.31

H27.5.1 ～ H30.3.31

航空交通管理領域 九州大学

効率の高い経路算出手法の研究

H27.7.1 ～ H29.3.31

航法システム領域 東京海洋大学

擬似距離マルチパス誤差の移動体速度との関係に関する研究

H27.7.1 ～ H28.3.31

監視通信領域ADS-B信号の高性能受信技術の研究

H27.7.29 ～ H30.3.31

航空交通管理領域 東北大学

予防安全のための状況認識支援に関する研究

H27.8.20 ～ H30.3.31

監視通信領域

室蘭工業大学高速無人航空機監視システムの研究

H27.8.4 ～ H30.3.31

監視通信領域

新潟大学

バイスタティック測位方式による航空機監視技術の基礎的研究

H27.9.16 ～ H30.3.31

航空交通管理領域 東京大学

目立ちやすさの定量化とユーザーインターフェース評価への応用

H27.10.8 ～ H30.3.31

監視通信領域

北海道大学

アレーアンテナを用いた航空機発信情報の整合性検証技術の研究

H27.10.19 ～ H30.3.31

監視通信領域

首都大学東京ADS-B情報を用いた航空機における軌道予測精度の向上技術の研究

H27.10.26 ～ H31.3.31

監視通信領域

金沢工業大学

航空機監視情報を用いた飛行特性の抽出分析技術の研究

H27.10.28 ～ H30.3.31

監視通信領域海上保安大学校

海上保安業務に資する航空機監視データ利用法に関する研究

H27.11.5 ～ H31.3.31

監視通信領域

鹿児島大学

火山噴火が航空機監視システムに与える影響についての研究

H27.11.17 ～ H31.3.31

釧路工業高等専門学校

航法システム領域 （国研）防災科学技術研究所

GNSS受信信号から得られる積雪観測量の長期評価と利用に関する研究 H27.11.27 ～ H29.6.30

監視通信領域

光逓倍による無線通信の高速化に関する研究

H27.12.8 ～ H31.3.31

航空機の安全運航に資する次世代気象センサーに関する研究

H27.12.18 ～ H30.3.31

早稲田大学

航法システム領域 京都大学

－ー116ー
116 －

実施領域

相手方

研究課題

契約期間

航法システム領域 気象研究所

SSRモードS気象データによる数値予報の精度向上と航空機の安全運航 H27.12.24 ～ H31.3.31に関わる気象予測情報の高度利用に関わる研究

監視通信領域

Mini Global Ⅱ Demonstration に関する実験システムの開発

H28.3.1 ～ H28.5.31

航法システム領域 （国研）宇宙航空研究開発機構

GBASの利用性向上に係わる研究開発（その３）

H28.4.1 ～ H30.3.31

監視通信領域

日本無線株式会社

光ファイバ接続型受動型監視システムの遠隔クロック同期技術の基礎 H28.5.25 ～ H30.3.31
的研究

監視通信領域（国研）情報通信研究機構

レーダー反射断面積の高精度測定に関する研究

H28.5.27 ～ H33.3.31

航空交通管理領域 東京大学

最適な飛行方式設計に関する研究

H28.6.1 ～ H30.3.31

監視通信領域

地上デジタル放送波を利用したバイスタティックレーダシステムに関 H28.7.21 ～ H30.3.31
する研究

日本電気株式会社

福岡工業大学
気象庁気象研究所

航空交通管理領域

避雷飛行支援システムの研究開発

H28.8.1 ～ H30.3.31

航空交通管理領域 三菱電機株式会社

リモート管制空港業務のための基礎技術研究

H28.8.4 ～ H29.3.31

監視通信領域受信型航空機動態情報を用いた短期気象予測精度の向上技術の研究

H28.8.17 ～ H31.3.31（国研）宇宙航空研究開発機構

東北大学

航法システム領域 日本電気株式会社

準天頂衛星システムを用いた高精度衛星測位補強技術の開発及び実証 H28.10.31 ～ H29.3.31
実験

監視通信領域

AeroMACS実験

アビコム・ジャパン株式会社

航法システム領域 三菱電機株式会社

H28.12.13 ～ H30.3.31

後方乱気流検出装置による高頻度かつ複合的な観測データ収集に関す H28.12.15 ～ H30.3.31
る研究（国研）情報通信研究機構
公益財団法人鉄道総合技術研究所
監視通信領域

90GHz帯リニアセルによる高精度イメージング技術の実証研究
早稲田大学
株式会社日立国際電気－ー117ー117 －H29.3.31 ～ H30.3.31

７

研究発表

(1)第16回研究発表会（平成28年6月9日,10日）
6. 継続上昇運航（CCO）に関する研究－ EIWAC2015基調講演に見るATM/CNSの将来展望
研究統括監

小瀬木

滋

横浜国立大学上野誠也

航空交通管理領域

虎谷大地

1. 成田空港における出発便の走行機数調整のシミュレーション検証
航空交通管理領域

山田

泉

住谷

美登里

青山

久枝

マーク

7. 関西空港への継続降下運航（CDO)の現状と改善点
航空交通管理領域

ブラウン

2. 軌道ベース運用における二次元飛行経路に関する一考察
航空交通管理領域

平林
マーク

福島

幸子

平林

博子

岡

恵

伊藤

恵理

ビクラマシンハ

ナヴィンダ

博子
ブラウン

ビクラマシンハ

ナヴィンダ

8. RNP AR機最優先方式での従来機との混合運用の可能性
航空交通管理領域

天井

治

松岡

猛

齋藤

亨

吉原

貴之

坂井

丈泰

麻生

貴広

坂井

丈泰

毛塚

敦

北村

光教

3. 航空機の質量と気象データが運航性能推定に及ぼす影響
航空交通管理領域

ビクラマシンハ

マーク

ナヴィンダ

ブラウン

9. アジア太平洋地域電離圏脅威モデルの開発
航法システム領域

4. 中期コンフリクト検出技術の必要性と課題
航空交通管理領域

平林

博子

瀬之口

敦

白川

昌之

10. 高精度なRAIM予測に向けた提案
航法システム領域

5. メッシュ型航空機間コンピュータネットワークの提案
長崎県立大学情報システム学部

金谷一朗

11. GBASに適合した衝突危険度モデルの開発と現状

ー118ー－ 118 －

航空交通管理領域

森亮太

航法システム領域

福島荘之介

12. GPS L5信号の新航法メッセージの利用可能性
航法システム領域

17. WAM受信局配置設計に向けた信号検出率測定

北村

光教

麻生
坂井

監視通信領域

長縄

潤一

貴広

宮崎

裕己

丈泰

田嶋

裕久

18. マルチスタティックレーダによる航空機監視技術の

13. ILSローカライザと隣接帯域の新放送システムとの共用条件の検討

研究について航法システム領域

福島

荘之介

齊藤

真二

監視通信領域

監視通信領域

二ッ森

俊一

日立製作所

紫垣

信彦

監視通信領域

森岡

和行

河村

暁子

岡田

国雄

米本

成人

監視通信領域

大津山

卓哉

北折

潤

塩見

格一

20. AeroMACSの基地局配置及びハンドオーバに関する検討
監視通信領域

森岡

和行

長縄

潤一

本田

純一

金田

直樹

二ッ森

俊一

15. SWIM実証実験の報告と分析
呂純一

19. LDACS1のビット誤り率特性の改善

14. 滑走路異物探知用ミリ波レーダシステムの実証実験

監視通信領域

本田

暁東

古賀

禎

河村

暁子

住谷

泰人

富田

武

塩見

格一

米本

成人

住谷

泰人

塩見

格一

16. ハイブリッド監視システムによる航空機監視実験
監視通信領域

古賀禎

21. 発話音声で個々人の日常的健全性の確認を

呂

暁東

宮崎

裕己

松永

圭左

角張

泰之

小菅

義夫

監視通信領域ー119ー－ 119 －

（２）所外発表
表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

Antenna De-embedding in WBAN Channel Modeling using
Spherical Wave Functions:Transmit Antenna Model
長縄潤一
Validation
高田潤一（東京工業大学）（無線ボディエリアネットワークチャネルモデリングに 青柳貴洋（東京工業大学）
おける球波動関数を用いたアンテナの分離：送信アンテ 金 ミンソク（新潟大学）
ナモデルの検証）平成28年4月

The 10th European Conference on
Antennas and Propagation

Experimental Study of Aircraft Positioning by DTTB
Signal Delay（DTTB信号遅延による航空機監視の実験的研究）

本田純一
大津山卓哉

平成28年4月

Enhanced Solutions for Aircraft
and Vehicle Surveillance
Applications

Status Update on MSPSR Developmet（MSPSR開発の現状報告）

本田純一
大津山卓哉

平成28年4月

ICAO SP 3rd ASWG

Revision to Doc 9924 Guidance Material on Passive
Acquisition（受動捕捉に関する航空監視マニュアルのガイタンス改
定）

宮崎裕己
長縄潤一

平成28年4月

ICAO SP 3rd ASWG

TRACK KEEPING PERFORMANCE ANALYSIS USING QAR DATA（QARデータを用いた経路維持性能の解析）

森亮太

平成28年4月

ICAO IFPP 13-3

Improvement way of WAM localization by applying
smoothed altitude information（平滑化高度情報を適用したWAM測位の改善方式）

宮崎裕己
小菅義夫
田中俊幸(長崎大学)

平成28年4月

German Institute of Navigation

Flight Trajectory Optimization for Operational
Performance Analysis of Jet Passenger Aircraft（軌道最適化による旅客定期便の運航性能評価）

ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ ｷﾄﾏﾙ ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ
福田豊
Yuto Miyamoto(九州大学）
Akinori Harada（九州大学）
Tomoyuki Kozuka（九州大学）
Sadanari Shigetomi(九州大学）
Yoshikazu Miyazawa（九州大学）

平成28年4月

日本航空宇宙学会
演会

第47期年会講A Self-separation Algorithm using Relative Speedfor a High-density Air Corridor（飛行速度差を用いた高密度航空交通流における自律間隔維持アルゴリズム）

中村陽一
武市昇（首都大学東京）
蔭山康太

平成28年4月

日本航空宇宙学会
演会

第47期年会講Ionospheric monitoring by using GEONET real-time
data（GEONETリアルタイムデータを用いた電離圏モニタリング）齋藤享

平成28年4月

京都大学通信情報システム専攻談話会

ENRI status report（GBAS研究の状況報告（電子航法研究所））

福島荘之介

平成28年4月

17th International GBAS Working
Group(I-GWG17)

Flight simulation of transition from RNP to xLS
final（RNPからxLSへの接続に関する飛行シミュレーション）

福島荘之介
森亮太
藤原直樹（全日本空輸株式会社）

平成28年4月

17th International GBAS Working
Group(I-GWG17)

Activities of Ionospheric Studies Task Force（ISTF)
齋藤享
in the APAC region
ICAO APANPIRG ISTF参加ﾒﾝﾊﾞｰ（アジア太平洋地域における電離圏問題検討タスク（ICAO APANPIRG ISTF）
フォース(ISTF)の活動について）

平成28年4月

17th International GBAS Working
Group(I-GWG17)

Preliminary results of ionospheric gradientevaluation around Bankok International Airport（バンコク国際空港周辺の電離圏勾配の初期解析結果）

齋藤享
Tamawoot Pocathikorn（AEROTHAI)
YurananLimpanamvadee(AEROTHAI)

平成28年4月

17th International GBAS Working
Group(I-GWG17)GAST-D validation at Ishigaki（石垣島におけるGAST-D検証について）

齋藤享
吉原貴之
毛塚敦
齊藤真二
福島荘之介

平成28年4月

17th International GBAS Working
Group(I-GWG17)

An Experimental Evaluation on Handover Performanceof AeroMACS Prototype（AeroMACS実証機のハンドオーバー性能に関する実験的
評価）

長縄潤一
森岡和行
金田直樹
本田純一
富田武
田嶋裕久
二ツ森俊一
河村暁子
米本成人
住谷泰人

平成28年4月

2016 Integrated
Communications,Navigation,andSurveillance (ICNS)Conference－ー120ー
120 －

表題名

発表年月

発表機関・刊行物

光２逓倍により生成した92GHz PSK信号の品質評価

金田直樹
米本成人
川西哲也(早稲田大学)

平成28年4月

電子情報通信学会 マイクロ波・
ミリ波フォトニクス研究会

CARATS研究開発課題報告：RNPからILS/GLSに接続する飛行方式の設計に関する検討

福島荘之介

平成28年4月

第13回CARATS PBN検討WG会議（航空局）

研究開発課題報告「最適な飛行方式設計に関する研究」

森亮太

平成28年4月

CARATS 高規格RNAVSG

Technical Overview and Lessons Learned of JCAB
（Mini Global IIに関する開発概要と経験）

呂東暁

平成28年4月

Mini

航空路管制業務における到着間隔設定プロセス可視化手法の機能評価

狩川大輔
青山久枝

平成28年4月

ヒューマンインタフェース学会

Coordinated observations of F region 3-m fieldaligned plasma irregularities associated withmedium-scale travelling ionospheric disturbances（中規模伝搬性電離圏擾乱に伴う電離圏F領域における3ｍ規模沿磁力線不規則構造の協調観測）

F. F. Lin（台湾国立中央大）C. Y. Wang（台湾中華文化大）
C. L. Su(台湾国立中央大）塩川和夫（名古屋大）
齋藤享
Y. H. Chu（台湾国立中央大）平成28年4月

American Geophysical Union

A Proposal of Electromagnetic Field Analysis Method 加藤涼(青山学院大）須賀良介(青山学院大）for Airport Surface in VHF Band
毛塚敦
（VHF帯における空港面電磁界解析手法の提案）
橋本修(青山学院大）平成28年5月

13th International Workshop on
Finite Elements for Microwave
Engineer

航空機監視システムとその高度化事例

角張泰之

平成28年5月

計測自動制御学会と制御」

Speed Error Dependency and Associated Position（速度誤差の依存性とそれに関連した位置）

森亮太

平成28年5月

ICAO SASP 28th WG

AeroMACS Prototype Base Station Coverage andHandover Performance（AeroMACSの基地局覆域及びハンドオーバーの性能）

森岡和行
金田直樹
長縄潤一
本田純一
河村暁子
米本成人
住谷泰人

平成28年5月

ICAO CP 10th WG-S

Outline of Continuous Descent Operation(CDO） inJapan（日本でのCDO概要）

平林博子

平成28年5月

米国ヒューストンにおけるヒューストンメトロプレックスによる運用改善の調査

Expansion of Continuous Descent Operation Operative
福島幸子
Time in the Kansai International Airport（関西国際空港におけるCDO運用時間拡大について）

平成28年5月

米国ヒューストンにおけるヒューストンメトロプレックスによる運用改善の調査Electronic Navigation Research Institute(ENRI)（電子航法研究所）

中島徳顕

平成28年5月

5th Conference on International
Air Transport Cooperation

航空機監視システムの高度化

宮崎裕己

平成28年5月

自動車技術誌

The Research and Development of SWIM in ENRI
（SWIMに関するENRIの研究開発）

呂暁東
仲田貴文

平成28年5月

ICAO

R&D Status in Japan（SBAS研究の状況報告（電子航法研究所））

麻生貴広

平成28年5月

第30回国際SBASワーキンググルー
プ会議（IWG-30)

国別研修(ミャンマー)「RADAR専門教官の能力向上研修」 森岡和行

平成28年5月

独立行政法人国際協力機構(JICA）

長岡栄
平林博子
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ

平成28年5月

電子情報通信学会

平成28年5月

COSMOS2020-JEUPISTE Workshop on
SPACE in HORIZON 2020

航空機対の近接認識調査による航空管制の難度指標の較
正

発表者

An Early Opportunity of L5 SBAS Experiment for GNSS
Receiver Manufacturers
坂井丈泰（GNSS受信機製造者のためのL5 SBAS実験の早期の機会）

GlobalSWIM

II

Demonstration

会誌 「計測Workshop

安全性研究会

運転士・操縦士の健全性確保のための技術開発の経緯と
現状

塩見格一

平成28年5月

日本航海学会

Space weather effects on aeronauticalcommunication, navigation and surveillance systems（航空CNSシステムに対する宇宙天気の影響について）

齋藤享
石井守（情報通信研究機構）

平成28年5月

日本地球惑星科学連合2016年大会－ー121ー121 －第134回講演会

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

Status of ENRI's Communication R&D Program for RTCA
住谷泰人
SC223
（RTCA SC223向けのENRI通信関連研究の状況）

平成28年6月

RTCA SC-223

Collaboration Strategy toward global harmonization（世界的調和に向けての協力戦略）工藤正博

平成28年6月

RTCA2016世界航空ｼﾝﾎﾟｼﾞｳﾑ

GBAS Research and development status in Japan(日本におけるGBASに係わる研究開発状況)

吉原貴之
齋藤享

平成28年5月

ICAO NSP 1st JWG

Status of Ionospheric Threat Assessment in the
Asia-Pacific Region by the Ionospheric Studies Task
齋藤享
Force
(アジア太平洋地域電離圏問題検討タスクフォースによる電離圏脅威の評価状況について)

平成28年6月

ICAO NSP 1st JWG

Modifications to Example SARPs Ionospheric GradientThreat Model to Represent Plasma Bubbles in
S. Pullen（米・Stanford大）齋藤享
Equatorial Regions(WP#7)(SARPsにおける電離圏脅威モデル例に対する赤道域プラ J. Lee（韓国・KAIST）
ズマバブルを反映した修正について)

平成28年6月

ICAO NSP 1st JWG

Design and Field Feasibility Evaluation ofDistributed-Type 96 GHz FMCW Millimeter-Wave Radar 二ツ森俊一
森岡和行
Based on Radio-over-Fiber and Optical Frequency
河村暁子
Multiplier
岡田国雄(Radio-over-Fiberおよび光周波数逓倍器を用いた96GHz 米本成人
帯FMCWミリ波レーダの設計法および実現可能性評価試験)

平成28年6月

The Institute of Electriccal
and Electronics Engineers

Status Update on MSPSR Developmet(MSPSR開発のステータスアップデート)

本田純一
大津山卓哉

平成28年6月

ICAO SP 3rd ASWG TSG

Preliminary Analysis Results of Airport Surface
1030/1090 MHz Signal Enviroment(空港面1030/1090MHz信号環境の予備解析結果)

大津山卓哉
本田純一

平成28年6月

ICAO SP 3rd ASWG TSG

Doc 9924 CP for Passive Acquisition(受動捕捉に関するDoc9924（航空監視マニュアル）改定
提案)

長縄潤一
宮崎裕己

平成28年6月

ICAO SP 3rd ASWG TSG

ミリ波レーダの基礎と各種計測法およびCORS製品による
現実方法

二ツ森俊一

平成28年6月

日本テクノセンター技術セミナー

Real-time motion detection for high-assurance
aircraft tracking system using Downlink Aircraft
Parameters（高信頼航空機追尾システムのためのDAPsに基づいたリ
アルタイム運動検知）

呂暁東
古賀禎

平成28年6月

Simulation Modelling Practiceand Theory

スマートフォンにより収録される音声から如何に発話者の覚醒度を評価するか

塩見格一

平成28年6月

第70回日本交通医学会総会

航空機の燃料消費の観点からの管制処理戦術評価ツール

中村陽一
青山久枝
狩川大輔（東北大学大学院工学研究科）

平成28年6月

日本人間工学会第57回大会

Safety-Ⅱの観点に基づく飛行場管制業務の分析(2)-航空 青山久枝
狩川大輔（東北大学大学院工学
管制官の暗黙知に関する考察研究科）

平成28年6月

日本人間工学会 第57回大会

Safety-Ⅱの観点に基づく飛行場管制業務の分析(1)-業務 青山久枝
狩川大輔（東北大学大学院工学の特長抽出の試み研究科）

平成28年6月

日本人間工学会 第57回大会

スマートフォンをプラットフォームにしたカオス論的音
声分析評価

塩見格一

平成28年6月

日本人間工学会 第57回大会

ミニグローバルデモンストレーション2への参加報告

呂東暁

平成28年6月

CARATS第23回情報管理検討WG

航空管制の技術小瀬木滋

平成28年6月

慶応大学理工学部特別講義－ー122ー
122 －

表題名

発表年月

発表機関・刊行物

日景隆（北海道大学大学院情報科学研究科）
矢萩幹人（北海道大学大学院情Numerical Estimation of WAIC-band Propagation
報科学研究科）
Characteristics in Aircraft Cabin Using Large-Scale 白船雅巳（北海道大学大学院情報科学研究科）FDTD analysis(大規模FDTD数値解析を用いたWAIC帯域における航空機内 野島俊雄（北海道大学大学院情報科学研究科）
電波伝搬推定)
二ツ森俊一
河村暁子
米本成人

発表者

平成28年6月

2016 IEEE International
Symposium on Antennas andPropagation and USNC-URSI
National Radio Science Meeting

受動型SSR装置の今は昔

塩見格一

平成28年7月

ＣＱ出版社

Influences of 3D Aircraft Model to ILS Localizer（三次元航空機モデルのILSローカライザーに及ぼす影
響）

本田純一
田嶋裕久
大津山卓哉
横山尚志（日本航空コンシェルD＆T）

平成28年7月

International Conference on
Complex,Intelligent,andSoftware Intensive System

齋藤享
坂井丈泰
Report of ionospheric studies task force activities 吉原貴之
Sam Pullen(Stanford大）(電離圏問題検討タスクフォースの活動報告)
Jiyun Lee(KAIST)
石井守(NICT)
Fredeic Lecat(ICAO)

平成28年7月

第20回APANPIRG CNSサブグループ
会議

Developing an Air Traffic Control Difficulty Index
Using Aircraft Trajectory Information（航空機軌道情報を用いる航空交通管制の難度指標の開発）

長岡栄
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ

平成28年7月

EURO 2016(28th Conference on
Operation Research)

先行機ダウンリンクデータを用いた後続機の風予報精度向上に関する考察

手塚亜聖（早稲田大学）
瀬之口敦

平成28年7月

第48回流体力学講演会

RAPID demonstrator for Akagi & Stadium(赤城とスタジアムで使用するRAPIDデモ機)

米本成人

平成28年7月

RAPID

5G Webサイト

60 GHz Central Station Development(60GHz中央局の開発)

米本成人
角張泰之
柴垣信彦（日立製作所）

平成28年7月

RAPID

5G Webサイト

光ファイバ接続型パッシブレーダによる航空機検出

大津山卓哉
本田純一

平成28年7月

電子情報通信学会 宇宙・航行エレクトロニクス研究会

GNSS信号の受信強度及び搬送波位相変動を用いた積雪面
反射特性の解析吉原貴之
本吉弘岐(防災科学技術研究
所）
齋藤享
毛塚敦
山口悟(防災科学技術研究所）

平成28年7月

電子情報通信学会 宇宙・航行エレクトロニクス研究会

平成28年7月

電子情報通信学会 マイクロ波・
ミリ波フォトニクス研究会

二ッ森俊一

空港環境における光ファイバ接続型96GHz帯広域FMCWミリ 森岡和行
河村暁子
波レーダの距離分解能特性評価
米本成人

日本における航空管制と交通ネットワークの現状と展望
について

古賀禎

平成28年7月

室蘭工業大学院博士前期課程 生
産システム工学系専攻 航空宇宙
総合コース講義「生産システム工学概論」

成田空港における空港面交通シミュレーション

山田泉
青山久枝
住谷美登里

平成28年7月

日本航空との意見交換会

光ファイバー無線を活用したレーダー、通信システムの
研究開発

米本成人

平成28年7月

エイトラムダフォーラム

有人航空機の衝突回避の現状～

河村暁子

平成28年7月

COCN災害対応ロボット推進連絡会
事務局

塚越貴哉(早稲田大学）
明比建(早稲田大学）
北村光教
鈴木太郎(早稲田大学）
天野嘉春(早稲田大学）

平成28年8月

計測自動制御学論文集第52巻 5号

Creating an Airport Runway Foreign Object Debris
Detection System Based on Millimeter-Wave Radar
二ツ森俊一(ミリ波レーダを中心とした滑走路異物探知システムの構
築)

平成28年8月

NIWeek 2016(The 22nd annual
technicalconference)

GNSS Summer School Class B: GNSS Positioning
Programming(GNSSサマースクール クラスB：GNSS測位プログラミン
グ)

平成28年8月

GNSS Summer School 2016 (主催：
測位航法学会）～小型無人機への拡張性

オープンソースGNSSライブラリを用いた遊歩道環境での自律移動ロボットナビゲーションための位置推定坂井丈泰－ー123ー
123 －

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

ILSとV-Lowマルチメディア放送の周波数共用検討

福島荘之介

平成28年8月

航空振興財団

第17回国際GBAS WG会議（I-GWG17)のトピック

福島荘之介

平成28年8月

新たな進入・出発方式導入に向けた調査・研究WG

距離、角度、ドップラーを観測地とするレーダ用の等速
直線運動モデルを使用した追尾フィルタの初期値

小菅義夫
古賀禎
宮崎裕己
秋田学（電通大）稲葉敬之(電通大）

平成28年8月

電子情報通信学会 宇宙・航行エレクトロニクス研究会

平成28年8月

電子情報通信学会 宇宙・航行エレクトロニクス研究会

平成28年8月

電子情報通信学会 宇宙・航行エレクトロニクス研究会

齋藤享
鈴木翔大（京大生存圏研 現ｽｸｴリアルタイム3次元トモグラフィーによる電離圏擾乱観測 ｱｴﾆｯｸｽ）
山本衛（京大生存圏研）
齊藤昭則（京大理）平成28年8月

中間圏・熱圏・電離圏研究集会

Analysis of Controller's Working Methods Supporting狩川大輔（東北大学大学院工学
Safe and Efficient Air Traffic Operations.
研究科）（安全かつ効率的な航空オペレーションを支える管制官 青山久枝の業務処理手法の分析）

平成28年9月

The 13th IFAC/IFIP/IFORS/IEA
Symposium HMS2016

Study of Passive Aircraft Surveillance Radar using
DTTB Singal Delay(地デジ信号遅延を使った受動型航空機監視レーダの検討)

平成28年9月

International Conference on
Electomagnetics in Advanced
Applications

Practical Design based on User Experience Approach
井上諭
for Remote Aerodrome Flight Information Services
山崎和彦（千葉工業大学）(他飛行場援助業務のためのユーザー体験型アプローチに 長塩真也（千葉工業大学）
基づくデザインの実践)

平成28年9月

International Federation ofAutomatic Control

IMPROVEMENT OF PUSHBACK TIME ASSIGNMENT UNDERUNCERTAINTIES(不確定性を考慮したプッシュバック時間設定の改善手
法)森亮太

平成28年9月

30th Congress of theInternational Council of the
Aeronautical Sciences(ICAS2016)

NOVEL PILOT CONTROL MODEL WITH STOCHASTIC ANDPERIODICAL MOVEMENT(確率的かつ周期的特徴を持つパイロット操舵モデル)

森亮太

平成28年9月

30th Congress of theInternational Council of the
Aeronautical Sciences(ICAS2016)

Visualization of Airspace Complexity Based on Air
Traffic Control Difficulty(航空管制難度指標に基づく空域複雑性の可視化)

平林博子
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ
長岡栄

平成28年9月

30th Congress of theInternational Council of the
Aeronautical Sciences(ICAS2016)

Benefits Assessment on Time-Based Oceanic Arrivals
to the Tokyo Metropolitan Area
(首都圏への到着時刻指定運航における便益評価)

ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ ｷﾄﾏﾙ ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ
福島幸子
平林博子

平成28年9月

30th Congress of theInternational Council of the
Aeronautical Sciences(ICAS2016)

Detection Characteristic Evaluations of OpticallyConnected Wideband 96GHz Millimeter-Wave Radar for
Airport Surface Foreign Object Debris Detection(滑走路面異探知用光ファイバ接続型広帯域96GHzミリ波
レーダ特性評価試験)

二ツ森俊一
森岡和行
岡田国雄
河村暁子
米本成人

平成28年9月

41st International Conferenceon Infrared,Millimeter,andTerahertz「機能」の観点からの飛行場管制業務の分析青山久枝
狩川大輔(東北大学大学院工学研究科）

平成28年9月

ヒューマンインタフェース学会
ヒューマンインタフェースシンポ
ジウム2016

飛行場管制業務における情報源の分析

狩川大輔(東北大学大学院工学
研究科）
青山久枝

平成28年9月

ヒューマンインタフェース学会
ヒューマンインタフェースシンポ
ジウム2016ヘリコプタ障害物探知用76GHz帯小電力ミリ波レーダにお 二ツ森俊一
森岡和行
ける送電線探知性能向上のためのアンテナ偏波特性検討 河村暁子
-円偏波による送電線レーダ反射断面積特性評価米本成人
TDOAとTSOAにおける測位誤差の比較

宮崎裕己
小菅義夫
田中俊幸（長崎大学）

大津山卓哉
本田純一

－ー124ー
124 －航法小委員会

表題名

発表者

発表年月

Regional ionospheric threat model for GBAS
(アジア太平洋地域GBAS電離圏脅威モデル)

齋藤享
吉原貴之
坂井丈泰
Surendra Sunda（インドAAI）
Jiyun Lee（韓国KAIST)Sam Pullen（米Stanford大）Slamet Supriadi（インドネシ
アLAPAN)
Fredeic Lecat（ICAO）

平成28年9月

第27回APANPIRG会議

継続上昇運航(CCO)に関する研究

虎谷大地

平成28年9月

航空交通管制協会

無人航空機の世界～ドローンから超大型機まで～

河村暁子

平成28年9月

自動車技術会第３回エレクトロニ
クス部門委員会

航空管制の難度指標と交通状況の対応付けの試み

長岡栄
平林博子
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ

平成28年9月

日本航海学会

空の旅を科学する：人工知能がひらく！？
21世紀の「航空管制」

伊藤恵理

平成28年9月

河出書房新社

平成28年9月

Meeting of Asia-PacificTelecommunity Wireless Group

小川博世(NICT)
Proposal to include 90-GHz band for railway
川西哲也(NICT)
radiocommunication system between train and菅野敦史(NICT)
trackside under WRC-19 agenda Item 1.11
柴垣信彦(日立製作所)(WRC-19議題1.11で列車、線路脇間の鉄道無線通信システ 川崎邦弘(鉄道総研)
ムに90GHz帯を追加する提案)
米本成人発表機関・刊行物

AUNAR研究会

航空通信・航法・監視システムに影響する宇宙天気現象
について

齋藤享
石井守（NICT)
坂井丈泰

平成28年9月

日本航空宇宙学会
学技術連合講演会

第60回宇宙科

7機体制QZSSの測位精度性能に関する基礎検討

伊藤憲
坂井丈泰

平成28年9月

日本航空宇宙学会
学技術連合講演会

第60回宇宙科

次世代SBASにおける準天頂衛星軌道の利用

北村光教
麻生貴広
坂井丈泰
星野尾一明

平成28年9月

日本航空宇宙学会
学技術連合講演会

第60回宇宙科

VHF帯空港面電磁界解析手法に対する建物及び地形条件の 須賀良介(青山学院大）毛塚敦
影響

平成28年9月

電子情報通信学会 エレクトロニ
クスシミュレーション研究会

航空交通の運用データとその活用

岡恵

平成28年9月

FIT2016第15回情報科学技術フォー
ラム

アジア太平洋地域における電離圏全電子数勾配特性

齋藤享

平成28年9月

第10回MUレーダー・赤道大気レー
ダーシンポジウム

航空機トランスポンダの受信信号から得られる高頻度水
平風の特性評価と活用について

吉原貴之
毛塚敦
齋藤享
古賀禎
瀬之口敦
古本淳一（京都大学生存圏研究所）

平成28年9月

第10回MUレーダー・赤道大気レー
ダーシンポジウム

GBASと高度運航方式の研究開発動向

福島荘之介

平成28年9月

第3回航空機騒音勉強会

PACOTS Traffic Flow Analysis(PACOTS交通の交通流解析)

平林博子

平成28年9月

IPACG PM18

Traffic Analysis for Studying Expansion of HighAltitude UPRs Trial(高高度UPR試行の拡大検討のための交通分析)

平林博子

平成28年9月

IPACG PM18

平成28年度(第16回)電子航法研究所研究発表会の概要に
ついて

小瀬木滋

平成28年9月

航空無線第89号

成田空港における出発便の走行機数調整のシュミレー
ション検証

山田泉

平成28年9月

航空無線第89号

高精度なRAIM予測に向けた提案

麻生貴広

平成28年9月

航空無線第89号

加藤涼(青山学院大）橋本修(青山学院大）－ー125ー
125 －

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

仙台空港における次世代空港面通信システムの実証実験

森岡和行
長縄潤一
本田純一
金田直樹
二ッ森俊一
河村暁子
米本成人
住谷泰人

平成28年9月

航空無線第89号

Benefits Assessment on DARP and Future TBO in
Occanic Arrivals to the Tokyo Metropolitan Area
(首都圏への到着時刻指定運航における便益評価)

ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ ｷﾄﾏﾙ ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ

平成28年9月

The 42nd Meeting of theInformal Pacific ATC Coordinating Group(IPACG/42)

VHF帯空港面電磁界解析手法の適用範囲に関する検討加藤涼(青山学院大）須賀良介(青山学院大）毛塚敦
橋本修(青山学院大）平成28年9月

電子情報通信学会
エティ大会

2016年ソサイ

光2逓倍による92GHz

金田直樹
米本成人
川西哲也(早稲田大学)

平成28年9月

電子情報通信学会
エティ大会

2016年ソサイ

5G無線通信のためのフォトニック技術を用いたミリ波信号の生成と空間多重信号の分離・検出井上敏之（大阪大学）
村田博司（大阪大学）
池田研介（電中研)
角張泰之
米本成人
戸田裕之（同志社大学）

平成28年9月

電子情報通信学会
エティ大会

2016年ソサイ

テイラー級数推定を用いたTSOAとTDOA測位の関連

小菅義夫
古賀禎
宮崎裕己
秋田学（電通大）稲葉敬之(電通大）

平成28年9月

電子情報通信学会
エティ大会

2016年ソサイ

平成28年9月

電子情報通信学会
エティ大会

2016年ソサイ

16QAM信号の生成

RNP ARとILS進入方式との混合運用における管制間隔に関 天井治
松岡猛する実験
AeroMACS利用技術における掲示情報共有の実験検討

住谷泰人
金田直樹
森岡和行
米本成人

平成28年9月

電子情報通信学会
エティ大会

2016年ソサイ

実験用航空機を用いたアンテナ追尾システムの基本性能
評価

森岡和行
金田直樹
二ッ森俊一
河村暁子
米本成人
住谷泰人

平成28年9月

電子情報通信学会
エティ大会

2016年ソサイ

空港面の1090MHz信号量の測定結果

本田純一
角張泰之
大津山卓哉

平成28年9月

電子情報通信学会
エティ大会

2016年ソサイ

平成28年9月

電子情報通信学会
エティ大会

2016年ソサイ

平成28年9月

電子情報通信学会
エティ大会

2016年ソサイ

76GHz帯ミリ波レーダにおける円偏波アンテナを用いた送 森岡和行
河村暁子
電線レーダ反射断面積特性評価

平成28年9月

電子情報通信学会
エティ大会

2016年ソサイ

SSR Mode-A/C応答を利用する離島向け近接航空機測位シ 塩見格一青山秀次（㈲IRT）
ステム

平成28年9月

電子情報通信学会
エティ大会

2016年ソサイ

Target Tracking ~ENRI's Project Introduction(ターゲットトラッキング ENRI研究紹介)

井上諭
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ

平成28年9月

EUROCAE WG-100

Fixed-flight Path Angle Deacent for Wide-bodyPassenger Aircraft(経路角を固定した降下の大型旅客機への適用)

伊藤恵理

平成28年9月

JEPPESON、ﾌﾞﾗﾝｼｭﾜｲｸ大学、ENRI共同研究打ち合わせEFFICIENT CONTROL OF ARRIVAL TIME AT A CONGESTED
樋口雄紀（九州大学）
AIRPORT'S TERMINAL AREA
小塚智之（九州大学）(混雑空港のターミナル空域到着時刻の効率的な制御方法 田村恵一（九州大学）
宮沢与和（九州大学）
について)

平成28年9月

CONGRESS OF THE INTERNATIONALCOUNCIL OF THE AERONAUTICALSCIENCES

Preliminary Experimental Result of Optical Fiber
Connected Passive Primary Surveillance Radar(光接続型パッシブ一次レーダの予備実験結果)

平成28年10月

2016 International Symposium on
Antennas and Propagation

松永圭左

ADS-Bデータを用いた航空機高度維持性能監視の初期評価 長縄潤一
宮崎裕己

航空航法・監視システムに対する気象による影響に関す
る一考察

藤井直樹
吉原貴之
毛塚敦
二ッ森俊一
米本成人

北詰有人（九州大学）

ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ

本田純一
大津山卓哉

－ー126ー
126 －

表題名

発表年月

発表機関・刊行物

Design and Fabrication of High-Gain 3-Dimensional
二ツ森俊一
Printed Reflectarray Antenna for W-Band Millimeter- 森岡和行
河村暁子
Wave Radar Applications(3Dプリンタを用いて構築するＷ帯ミリ波レーダ向け高利 坂本信弘
米本成人
得リフレクトアレイアンテナの設計および試作)

平成28年10月

2016 International Symposium on
Antennas and Propagation

Prototype Measurement of Active Reflectarray
河村暁子
Antenna using Diode Grids in W-band
米本成人(Ｗ帯におけるダイオードグリッドを用いたアクティブリ 二ツ森俊一
森岡和行
フレクトアレイアンテナの試作測定)

平成28年10月

2016 International Symposium on
Antennas and Propagation

Effect of building on VHF Propagation above Airport 毛塚敦
齋藤享
Surface吉原貴之（空港面VHF伝搬における建物の影響）
齊藤真二

平成28年10月

2016 International Symposium on
Antennas and Propagation

An Analysis of ATM Resource Demand in Fukuoka FIR
for 2030(福岡FIRにおけるATM資源の需要の分析について)

ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ
平林博子

平成28年10月

2016 Asia-Pacific International
Symposium on Aerospace
Technology(APISAT-2016)

Method for Scale Parameter Determination of Air
Traffic Control Difficulty Index Based on Survey
Results of Controller's Recognition for Aircraft
Proximities(管制官による航空機近接の認識結果の調査に基づくATC
難度指標の尺度パラメータの決定法)

長岡栄
平林博子
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ

平成28年10月

2016 Asia-Pacific International
Symposium on Aerospace
Technology(APISAT-2016)

Quantitative Analysis on Relationship between
Arrival Air Traffic Flow and Meteorological
吉原貴之
Condition around Congested Airports in Tokyo
瀬之口敦
Metropolitan Area
藤井直樹
(東京都市圏混雑空港における航空交通流と気象条件の関係に関する定量的評価)

平成28年10月

2016 Asia-Pacific International
Symposium on Aerospace
Technology(APISAT-2016)

Applying Merging Optimization Method to Arrival
虎谷大地
Scheduling Algorithm for single Runway
ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ ｷﾄﾏﾙ ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ(シングルランウェイのための合流最適化手法の到着管理 伊藤恵理
アルゴリズムへの応用)

平成28年10月

2016 Asia-Pacific International
Symposium on Aerospace
Technology(APISAT-2016)平成28年10月

雪氷研究大会（2016・名古屋）

平成28年10月

電子情報通信学会

論文誌B
特別ｼﾝﾎﾟｼﾞｳﾑ

積雪底面で受信したGNSS信号の積雪伝搬遅延量の解析

テイラー級数推定法を用いたTSOAとTDOA測位の関係

発表者

吉原貴之
本吉弘岐（防災科学技術研究
所）
毛塚敦
齋藤享
山口悟（防災科学技術研究所）
小菅義夫
古賀禎
宮崎裕己
秋田学（電通大）稲葉敬之(電通大）

将来の航空・飛翔体および測位に関する技術

小瀬木滋

平成28年10月

電子情報通信学会(CEATE2016内)

空の旅を科学する：人間と人工知能が協働する航空管制
科学の世界

伊藤恵理

平成28年10月

一般社団法人ナレッジキャピタル

CDO拡大のための到着経路の要件整理について福島幸子

平成28年10月

第25回CARATSICAO RPAS5の報告

米本成人

平成28年10月

無人航空機システムの無線技術に係る対処方針検討会 第２回検討会

Doc 9924 CP for Passive Acquisition
宮崎裕己(受動捕捉に関するDoc 9924（航空監視マニュアル）改定 長縄潤一
提案)

平成28年10月

ICAO SP 4th ASWG

Status Update on MSPSR Developmet(MSPSR開発のステータスアップデート)

本田純一
大津山卓哉

平成28年10月

ICAO SP 4th ASWG

Preliminary Analysis Results of Airport Surface
1030/1090 MHz Signal Environment(空港面1030/1090MHz信号環境の予備解析結果)

大津山卓哉
本田純一

平成28年10月

ICAO SP 4th ASWG

電子航法研究所におけるヘリコプタ衝突防止用ミリ波レーダ技術の研究開発

二ツ森俊一

平成28年10月

ヘリコプターIFR等飛行安全研究会

電子航法研究所が実施中のROF関連研究

小瀬木滋
角張泰之
米本成人

平成28年10月

光ファイバー技術勉強会－ー127ー
127 －ATM検討WG

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

滑走路異物検知システムのニーズご今後の課題

米本成人

平成28年10月

リニアセルプロジェクトキックオ
フ会議

航空におけるICT（情報通信技術）の活用の展望福田豊

平成28年10月

第54回飛行機シンポジウム

実運航データの活用による気象データの風速予測精度向上に関する考察手塚亜聖(早稲田大学)
瀬之口敦

平成28年10月

第54回飛行機シンポジウム

平成28年10月

第54回飛行機シンポジウム

岡恵
福田豊

高密度空域へのCDO導入拡大を目指した時刻変動幅の分析 福島幸子
瀬之口敦

空港面の航空機動態情報およびスポット出発時刻情報を用いた離陸時刻の予測に関する検討

山田泉
青山久枝
住谷美登里

平成28年10月

第54回飛行機シンポジウム

地上型衛星航法補強システムの独立型運用性能評価装置
について

齊藤真二

平成28年10月

第54回飛行機シンポジウム

空港面向け航空移動通信システム（AeroMACS)の国際標準
住谷泰人
規格動向

平成28年10月

第54回飛行機シンポジウム

RNPからxLSに接続する飛行方式の設計条件の検討

福島荘之介
齊藤真二
森亮太
山康博

平成28年10月

第54回飛行機シンポジウム

準ミリ波レーダを用いたヘリコプタ全周状況認識技術の
検討

二ツ森俊一
森岡和行
河村暁子
宮崎則彦
米本成人

平成28年10月

第54回飛行機シンポジウム

無人航空機運航の航空サービスへの融合の可能性につい
て

平林博子
中島徳顕
宮津義廣

平成28年10月

第54回飛行機シンポジウム

航空管制リアルタイムシミュレーション実験によるRNP
AR機最優先方式での混合運用と従来運用との比較

天井治
松岡猛

平成28年10月

第54回飛行機シンポジウム

フリー・ルーティングに対応した航空管制シミュレー
ション・モデルの構築

蔭山康太
秋永和夫

平成28年10月

第54回飛行機シンポジウム

国内線における利用者選択経路による便益

中村陽一
蔭山康太
宮沢与和(九州大学)
松田治樹(九州大学）

平成28年10月

第54回飛行機シンポジウム

効率的な到着管理のためのFMSを利用した到着時刻制御の 北詰有人（九州大学）
検討
小塚智之（九州大学）
田村恵一（九州大学）(A Study on Arrival Time Control with FMS for宮沢与和（九州大学）
Efficient Arrival Management)

平成28年10月

第54回飛行機シンポジウム

Ionospheric characterization for aviation use of
GNSS in the ICAO Asia-Pacific region
齋藤享(ICAOアジア太平洋地域における航空GNSSのための電離圏特性解析について)

平成28年10月

第4回アジアオセアニア宇宙天気連
合ワークショップ

地上型衛星航法補強システム(GBAS)の安全要求に関する
設計と検証

福島荘之介

平成28年10月

第21回GPS/GNSSシンポジウム2016

航空機の航法におけるGNSSモニタリングの取組み

麻生貴広
坂井丈泰
齊藤真二
毛塚敦
北村光教

平成28年10月

第21回GPS/GNSSシンポジウム2016

Drafting RTCA/EUROCAE Documents to Support
Certification(認証を支援するためのRTCA/EUROCAE文書の作成)

小瀬木滋

平成28年10月

GBAS運用性能評価装置について

齊藤真二

平成28年10月

日本航海学会

井上敏之（大阪大学）
Millimeter-Wave Wireless Signal Generation and村田博司（大阪大学）
Detection Using Photonic Technique for Mobile
池田研介（電中研）
Communication Systems
角張泰之(移動通信システムのためのフォトニック技術を使ったミ 米本成人
リ波無線施行生成と検出)
戸田裕之（同志社大学）

平成28年10月

IEEE AVFOP & MWP 2016

航空機監視技術の高度化について

平成28年10月

航空振興樋口雄紀（九州大学）

ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ

宮崎裕己－ー128ー
128 －International Seminar for
Navigational Facilities
Pperformance Approval
航空宇宙研究会

2015秋号

表題名
RNP-ARと従来方式が混在する運用方式の実現可能性に関する研究の概要と進捗状況 その4～仙台空域ベースの管制リアルタイムシミュレーション
実験の結果と関西国際空港を対象としたシミュレーショ
ン実験の準備状況～

発表者

天井治

92Ghz 64QAM Signals Generation by Optical Frequency 金田直樹
米本成人
Doubler
川西哲也(早稲田大学）(光2逓倍による92Ghz 64QAM信号の生成)

発表年月

発表機関・刊行物

平成28年10月

CARATS高規格RNAV検討SG会議

平成28年11月

IEEE International Topical
Meeting on Microwave Photonics

Range Resolution Evaluation of Optically-Connected
96GHz Wideband Frequency-Modulated Continuous Wave
Millimeter-Wave Radar at Airport Runway(空港滑走路における光ファイバ接続型広帯域96GHzミリ
波レーダの距離分解能評価)

二ツ森俊一
森岡和行
河村暁子
岡田国雄
宮崎則彦
坂本信弘
米本成人

平成28年11月

2016 International Topical
Meeting on Microwave Photonics

Flight Trajectory Optimization for Operational
Performance Analysis of Jet Passenger Aircraft(軌道最適化による旅客定期便の運航効率に関する一検討)

ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ
宮本侑斗(九州大学）
原田明徳(九州大学）
小塚智之(九州大学）
重冨貞成(九州大学）
宮沢与和(九州大学）
ﾌﾞﾗｳﾝ ﾏｰｸ福田豊

平成28年11月

日本航空宇宙学会誌

Applying User-Centred-Design Process to the Remote
Aerodrome Flight Information Service Systems
Interface(遠隔型飛行場援助業務用システムインタフェースへのユーザー中心設計手法の適用)

井上諭
福地悠人
永田翔香
長塩真也（千葉工業大学）
山崎和彦（千葉工業大学）

平成28年11月

The 2016 International Service
Innovation Design
Conference(2016 ISIDC)

Study on User Interface Design for ITV of Remote
福地悠人
Air Flight Information Service Operation
井上諭(遠隔型飛行場援助業務の監視モニターシステムのための 山崎和彦（千葉工業大学）
ユーザーインタフェースに関する研究)

平成28年11月

The 2016 International Service
Innovation Design
Conference(2016 ISIDC)

第64巻11号

Real-time ionospheric monitoring by threedimensional tomography over Japan(日本上空における3次元トモグラフィーによる電離圏リアルタイム監視)齋藤享
鈴木翔大（京大生存圏研）
山本衛（京大生存圏研）
Chia-Hung Chen（台湾国立成功
大）齊藤昭則（京大理）平成28年11月

ION

Assessment of the Ground Monitoring for Onboard
ABAS Performance(機上ABAS性能における地上監視の評価)

麻生貴広
北村光教
坂井丈泰
毛塚敦

平成28年11月

2016 KGS Conference

Lateral Deviation and Occupancy in Fukuoka FIR(福岡FIRにおける横逸脱と占有率)

森亮太

平成28年11月

ICAO SASP 1st「航空管制」の研究現場から、人間とAIの共存に迫る

伊藤恵理

平成28年11月㈱シノドス（ニュースWebサイト）

BER Approximation of BBOST-CPM with Quasi-OSTBC(準直交符号を用いたBBOST-CPMのビット誤り率近似)

森岡和行
山崎悟史（沼津高専）
アサノ デービッド（信州大学）

平成28年11月

The International Symposium on
Information Theory and Its
Applications

GBAS Interoperability Trials and MultiConstellation/Multi-Frequency Ground Mockup
Evaluation(GBAS相互運用性評価試験及びMC/MF GBAS地上装置モックアップの評価)

T. Feuerle(ﾌﾞﾗｳﾝｼｭﾊﾞｲｸ工科
大）
M. Stanisak(ﾌﾞﾗｳﾝｼｭﾊﾞｲｸ工科
大）
齋藤享
吉原貴之
A. Lipp(EUROCONTROL)

平成28年11月

The 6th SESAR Innovation Days

Study of Merging Optimization Method for Multiple
Merging Points(複数合流点に対応した合流最適化手法に関する研究)

虎谷大地
伊藤恵理

平成28年11月

第59回自動制御連合講演会

Test of QZSS L1-SAIF Based on the MADOCA Real-Time
Products(MADOCAリアルタイム出力による準天頂衛星L1-SAIF信号
の試験)

坂井丈泰

平成28年11月

The 8th Multi-GNSS Asia
Conference

Report of Mobile Terminal Localization(移動端末位置推定の報告書)

米本成人
角張泰之

平成28年11月

European Commission－ー129ー
129 －GNSS+ 2016

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

リアルタイム電離圏3次元トモグラフィーとその応用

齋藤享
鈴木翔大（京大生存圏研）
山本衛（京大生存圏研）
陳佳宏（台湾国立成功大）齊藤昭則（京都大学理学研究科）

平成28年11月

第140回地球電磁気・地球惑星圏学
会講演会

RAIM予測情報の利用における問題点と解決策

麻生貴広

平成28年11月

航空振興財団

A Study of Detection by Passive Redar System(パッシブレーダによる航空機監視の検討)

大津山卓哉
本田純一

平成28年11月

International Conference onSpace, Aeronautical andNevigation electronics2016

ファイバー無線を用いたミリ波レーダーシステム

米本成人

平成28年11月

集積光デバイスと応用技術時限研究専門委員会

伊藤恵理
福島幸子
平林博子
ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ
虎谷大地

平成28年11月

Japan-Singapore ATM Workshop

An Analysis of ATM Resource Demand in Fukuoka FIR
for 2030(2030年の福岡FIR内ATM資源需要分析)

ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ
平林博子

平成28年11月

Japan-Singapore ATM Workshop

ENRI Project Introduction ~Remote Tower Program inJapan~(リモートタワーENRI研究紹介)

井上諭
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ

平成28年11月

Japan-Singapore ATM Workshop

An Analysis of 3-dimensional Location and Velocity 小菅義夫
古賀禎
Estimation Using Range and Doppler Measurements
宮崎裕己(距離とドップラーを観測値とする三次元の位置及び速度 秋田学（電通大）
推定の解析)
稲葉敬之(電通大）

平成28年11月

International Conference onSpace, Aeronautical andNavigational Electronics 2016

Investigation of Microwave Electromagnetic Field
Characteristics inside Carbon Fiber Reinforced
Plastic Structures
二ツ森俊一-Fundamental Electromagnetic Characteristics of
森岡和行
河村暁子
Composite Materials for Aircrafts(炭素繊維強化プラスチック構造体内部におけるマイクロ 米本成人
波電磁界特性評価-航空機用複合材料の基本電磁界特性-)

平成28年11月

International Conference onSpace, Aeronautical andNavigational Electronics 2016

Improvement of position Accuracy by Combining TDOA
and TSOA(TDOAとTSOAの併用のによる測位精度の改善)

平成28年11月

International Conference onSpace, Aeronautical andNavigation Electronics 2016

Analysis of Prediction Accuracy on Curved Paths
Based on IDL Messages Using a Flight Management
長岡栄
System(FMS) Simulator
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ
(FMSシミュレータを用いたIDLメッセージに基づく曲線経路の予測精度の解析)

平成28年11月

International Conference onSpace, Aeronautical andNavigation Electronics 2016

Introduction to ENRI and its research activities(電子航法研究所とその研究活動の紹介)

小瀬木滋

平成28年11月

DISHA2016 all India Seminar/the
Airport Officers' Assocition(India)主催

航空技術・政策・産業特論
制・通信）ＡＴＭ/ＣＮＳ

小瀬木滋

平成28年11月

東京大学
特論

福島幸子
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ
瀬之口敦
伊藤恵理
ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ
中島徳顕
宮沢与和（九州大学）
武市昇（首都大学東京）
手塚亜聖（早稲田大学）
平田輝満（茨城大学）
矢野夏子（構造計画研究所）

平成28年11月

国土交通省交通運輸技術開発推進
制度研究成果発表会

Extended Arrival Management(広域到着管理)

ＥＮＲＩでの研究(航空管

航空機の到着管理システムに関する研究

研究要旨

宮崎裕己
小菅義夫
田中俊幸（長崎大学）－ー130ー
130 －航法小委員会航空技術・政策・産業

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

福島幸子
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ
瀬之口敦
伊藤恵理
ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ
中島徳顕
宮沢与和（九州大学）
武市昇（首都大学東京）
手塚亜聖（早稲田大学）
平田輝満（茨城大学）
矢野夏子（構造計画研究所）

平成28年11月

国土交通省交通運輸技術開発推進
制度研究成果発表会

航空情報の現状について（無人航空機運行に関連して）

平林博子

平成28年11月

JUTM航空情報共有ワーキンググ
ループ

GBAS Research and development status in Japan(日本におけるGBASに係わる研究開発状況)

吉原貴之
齋藤享

平成28年11月

第3回ICAO航法システムパネル

Update to GAST-D flight test results at Ishigaki,Japan(石垣におけるGAST-D飛行実験結果のアップデート)

齋藤享
吉原貴之
Sabine Zureikat

平成28年11月

第3回ICAO航法システムパネル

GBAS Ionospheric threat assessment for GBAS in the
Asia-Pacific region by the Ionospheric Studies Task 齋藤享
吉原貴之
Force(ISTF)
Sabine Zureikat(ICAOアジア太平洋地域電離圏問題検討タスクフォース（ISTF)による地域GBAS電離圏脅威モデル)

平成28年11月

第3回ICAO航法システムパネル

航空機の到着管理システムに関する研究

パネル

Initial Experiences with GAST-F Interoperability
and Performance(GAST-F相互運用性及び性能の初期経験について)

SESAR 15.3.7チーム(SESAR15.3.7)
TUBSグループ（ﾌﾞﾗｳﾝｼｭﾊﾞｲｸ工
科大）
齋藤享
吉原貴之

平成28年12月

第3回ICAO航法システムパネル

Performance Comparison of LNAV and CNAV(LNAVとCNAVの性能比較)

北村光教

平成28年11月

31th SBAS Interoperability
Working Group

衛星航法の航空利用に対するプラズマバブルの影響評価とその軽減策に関する研究

齋藤享
吉原貴之
坂井丈泰
星野尾一明
大塚雄一（名古屋大学）

AeroMACS詳解その１、その２、その５

H28年11月

名古屋大学太陽地球環境研究所地
上ネットワーク大型共同研究報告書

住谷泰人

平成28年11月（東京）
平成28年12月（名古屋）

データリンク・フォーラム東京

ドップラー観測値併用のTOAとTDOA測位精度の同一性

小菅義夫
古賀禎
宮崎裕己
秋田学（電通大）稲葉敬之(電通大）

平成28年12月

電子情報通信学会

飛行場管制業務におけるレジリエンスの分析

狩川大輔（東北大学大学院工学
研究科）
青山久枝

平成28年12月

計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会2016

Evaluating Path Loss by Extended Squitter Signals
for Aeronautical Surveillance(航空監視に向けた拡張スキッタ信号による伝搬損失評
価)

長縄潤一
本田純一
大津山卓哉
田嶋裕久
宮崎裕己

平成28年12月

IEEE Antennas and WirelessPropagation Letters

Japanese SBAS Program: Current Status and DualFrequency Trial(日本のSBAS計画：現状と二周波システムの試行)

坂井丈泰

平成28年12月

International Symposium on GNSS
2016

CARATS Open Dataの概要説明

岡恵

平成28年12月

CARATSオープンデータ活用促進
フォーラム

仙台空港でのOCTPASSの試行運用状況について

角張泰之

平成28年12月

CARATS ATM検討WG 第1回 監視アドホック1会合

六次元運動モデルを使用したパルスドップラーレーダ用
追尾フィルタの初期

小菅義夫
古賀禎
宮崎裕己
秋田学（電通大）稲葉敬之(電通大）

平成29年1月

電子情報通信学会－ー131ー
131 －

論文誌B

論文誌B

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

Yuki Higuchi(九州大学)

Optimal Arrival Time Assignment and Control
K.Tamura(九州大学)
Analysis using Air Traffic Data for Tokyo
N.Kitazune(九州大学)(東京国際空港における航空交通情報に基づいた最適到着 T.Kozuya(九州大学)
Y.Miyazawa(九州大学)
時刻設定及び制御の解析)

平成29年1月

AIAA Guidance,Navigation andControl Conference 2017(AIAA
Scitech 2017)Mark Brown

高密度航空交通流による自律間隔維持アルゴリズム

中村陽一
蔭山康太
武市昇（首都大学東京）

平成29年1月

日本航空宇宙学会誌

マイクロ波・ミリ波融合のためのフォトニックベース無線リンク

池田研介（電中研）
村田博司（阪大）
井上敏之（阪大）
米本成人
角張泰之
柴垣信彦（日立製作所）
戸田裕之（同志社大学）
眞野浩(コーデンテクノイン
フォ(株)）

平成29年1月

レーザー学会学術講演会

ATC Procedure Modeling for Capacity Estimation ofJapanese Airspace(日本の空域の容量推定を目的とした航空管制作業モデ
ル)

蔭山康太
秋永和夫

平成29年1月

AIAA Scitech: Modeling and
Simulation Technologies
Conference

A Study on Free Routing Considering Interference of 蔭山康太
宮沢与和（九州大学）
Air Traffic Flow
(運用制限を考慮した利用者選択経路についての一検討) 松田治樹（九州大学((現川崎重平成29年1月

AIAA Scitech: Modeling and
Simulation Technologies
Conference

Merging Optimization Method Application to Arrival
Scheduling Algorithm for Parallel Runways(合流最適化手法の応用：平行滑走路のための到着スケ
ジューリングアルゴリズム)

虎谷大地
ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ
伊藤恵理

平成29年1月

AIAA Scitech: Modeling and
Simulation Technologies
Conference

Feasibility Study on Constrained Optimal Trajectory ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ
Application in the Japanese Airspace
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ
(日本空域における運用制限を考慮した軌道最適化の実現 平林博子
長岡栄
性に関する一考察)

平成29年1月

AIAA Scitech: Modeling and
Simulation Technologies
Conference

機械学習（AI）の航空交通への展開可能性について

福田豊

平成29年1月

CARATS研究開発推進分科会

実験用有人航空機と追尾アンテナシステムを用いた無人航空機向けCバンド空地通信システムの基礎実験

森岡和行
金田直樹
二ツ森俊一
河村暁子
米本成人
住谷泰人

平成29年1月

電子情報通信学会

平成29年1月

IEEE Transactions on Antennas
and Propagation

中村陽一

工)）

Antenna De-embedding in WBAN Channel Modeling using 長縄潤一
Spherical Wave Functions
高田潤一（東京工業大学）(ボディエリアネットワークチャネルにおける球波動関数 青柳貴洋（東京工業大学）
金ミンソク（新潟大学）
を用いたアンテナ分離)

第65巻1号

AP研究会

地上ディジタル放送波を応用した航空機監視システム

本田純一
大津山卓哉

平成29年1月

映像情報メディア学会放送技術研
究会

羽田空港到着機への影響が大きい気象急変時の運航の分
析

手塚亜聖(早稲田大学）
瀬之口敦

平成29年1月

平成28年度航空宇宙空力シンポジ
ウム

航空機の航法におけるGNSSの利用

坂井丈泰

平成29年1月

自動車技術会 ＩＴＳ部門委員会

到来電波測定による位置推定技術とRoF応用

角張泰之

平成29年1月

応用物理学会関西支部セミナー

光ファイバー無線（RoF）を活用した90GHz帯レーダー、
通信システムの研究開発

米本成人

平成29年1月

応用物理学会関西支部セミナー

送信時刻と複数の受信時刻を使用した測位法

小菅義夫
古賀禎
宮崎裕己
呂暁東
秋田学（電通大）稲葉敬之(電通大）

平成29年1月

電子情報通信学会 宇宙・航行エレクトロニクス研究会

GPS信号の格納庫による反射波の解析

齊藤真二
麻生貴広
福島荘之介

平成29年1月

電子情報通信学会 宇宙・航行エレクトロニクス研究会－ー132ー
132 －

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

管制官の近接認知試行に基づく管制難度指標の一検討

長岡栄
平林博子
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ

平成29年1月

電子情報通信学会 宇宙・航行エレクトロニクス研究会

TSOAによるTDOA測位誤差の改善

宮崎裕己
小菅義夫
田中俊幸(長崎大学）

平成29年1月

電子情報通信学会 宇宙・航行エレクトロニクス研究会

Real-time ionospheric 3-D tomography and its
applications(電離圏リアルタイム3次元トモグラフィーの開発とその応用)

齋藤享
山本衛（京大生存圏研）
陳佳宏（台湾国立成功大）齊藤昭則（京都大学）

平成29年1月

PSTEP研究集会「太陽地球圏環境予測のためのモデル研究の展望」

Ionospheric Characterization for GBAS in AsiaPacific Region
齋藤享(ICAOアジア太平洋地域におけるGBASのための電離圏特性
解析について)平成29年1月

PSTEP研究集会「太陽地球圏環境予測のためのモデル研究の展望」

Status Update on MSPSR Developmet(MSPSR開発のステータスアップデート)

大津山卓哉
宮崎裕己

平成29年1月

ICAO SP 4th ASWG TSG

Measurement Results of Extended Squitter based on
RF Measurement GM(無線信号計測ガイタンスマテリアルに基づいた拡張ス
キッタ計測結果)

宮崎裕己
長縄潤一

平成29年2月

ICAO SP 4th ASWG TSG

1030/1090 Measurements Update with Reviewing the
小瀬木滋
signal envionment ｏｎ the Airport surface
大津山卓哉(空港面信号環境の再検討による1030/1090MHz 測定報告)

平成29年1月

ICAO SP TSG

Introduction to the fourth ENRI International
Workshop on ATM/CNS(EIWAC 2015）
山本憲夫(第4回電子航法研究所ATM/CNSに関する国際ワークショッ
プ(EIWAC2015)の紹介)

平成29年2月

Air Traffic Management andSystems Ⅱ

Future Arrival Management Collaborating with
Trajectory-Based Operations(軌道ベース運用と協調する将来の到着管理)伊藤恵理
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ
瀬之口敦
ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ
福島幸子

平成29年2月

Air Traffic Management andSystems Ⅱ

Optimization-Based Performance Assesment on 4D
Trajectory-Based Operations with Track Data
(トラックデータを用いた最適化に基づく4次元軌道ベース運用の性能評価)

ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ
福島幸子
福田豊

平成29年2月

Air Traffic Management andSystems Ⅱ

Downlink Aircraft Parameters based High-accuracy
Tracking System for Air Traffic Surveillance(航空機監視のためのDAPsを用いた高精度追尾システム)

呂東暁
古賀禎
小菅義夫

平成29年2月

Air Traffic Management andSystems Ⅱ

広域マルチラテレーションにおける測位確率の実験的評
価

長縄潤一
宮崎裕己
田嶋裕久

平成29年2月

電子情報通信学会 宇宙・航行エレクトロニクス研究会

SBAS Ionospheric Correction with Minimalization of
the Ionospheric Threat(電離圏脅威の最小化を伴うSBAS電離圏補強方式)

坂井丈泰
北村光教
麻生貴広
星野尾一明

平成29年2月

2017年米国航法学会国際技術会議

AeroMACSの研究開発

住谷泰人

平成29年2月

JRANSA技術交流会技術講演会

二周波SBASの開発動向

坂井丈泰

平成29年2月

QBIC（高精度衛星測位サービス利用促進協議会）海外展開WG

ミリ波レーダを用いた滑走路監視異物システムの研究開
発

二ツ森俊一

平成29年2月

航空振興財団

航空機監視情報の統合技術について

古賀禎

平成29年2月

一般財団法人 航空保安施設信頼性センター（KSC）空の安全と信頼性技術管理セミナー

衝突回避レポートVol.1

虎谷大地

平成29年2月

JUTM 衝突回避・機体識別・通信
ワーキンググループ

A Study of Aircraft Detection Using DTTB Signal
Delay Profile(地デジ遅延信号を使った航空機監視の検討)

大津山卓哉
本田純一

平成29年3月

European Conference on Antennas
and Propagation～航空用通信システムの最新動向－ー133ー
133 －航法小委員会

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

平成29年3月

Proceedings of IEEE
International Conference on
Computational Electromagnetics

Onboard Antenna Placement Studies for CNPC links of 金田直樹
UAS using AeroMACS
二ツ森俊一(AeroMACSを用いたUAS向けCNPCリンクのための機上アン 河村暁子
米本成人
テナ配置に関する検討)

平成29年3月

The Second International
Workshop on Service Assurancein System Wide Information
Managent

二ツ森俊一
森岡和行
河村暁子
米本成人
Aircraft Electromagnetic Field Estimation for
日景隆（北海道大学大学院情報Wireless Avionics Intra-Communication Band Using
科学研究科）
Large-Scale FDTD Analysis
矢萩幹人（北海道大学大学院情-Field Estimation of A320 Class Passenger Aircraft 報科学研究科）
白船雅巳（北海道大学大学院情at 4 GHz Band(大規模FDTD数値解析を用いた航空機内データ通信の電磁 報科学研究科）
山本学（北海道大学大学院情報環境推定
科学研究科）-A320型航空機の4GHz帯における電磁環境推定-)
野島俊雄（北海道大学大学院情報科学研究科）樽橋祥一(北海道大学大学院情報科学研究科）

平成29年3月

2017 International Applied
Computational Electromagnetics
Society Symposium

Coverage Area of Passive Bistatic Radar Using DTTB
Signal Delays
本田純一(DTTB信号遅延を使ったパッシブバイスタティックレーダ 大津山卓哉
の覆域)
森岡和行

住谷泰人

ドップラーとバイアス誤差を有する距離とを観測地とする三次元の位置及び速度推定

小菅義夫
古賀禎
宮崎裕己
秋田学（電通大）稲葉敬之（電通大）

平成29年3月

電子情報通信学会

混雑空港の離着陸容量拡大とドップラライダ観測

吉原貴之
原田大治（三菱電機株式会社）

平成29年3月

日本機械学会 交通・物流部門
ニュースレターR&D activities for advanced procedures using GBAS
in ENRI)
吉原貴之(ENRIにおけるGBASを使用した先進的な運航方式の研究開 福島荘之介
発)

平成29年2月

ICAO EUR/NAT Office, EASA,EUROCONTROL共催 Final Approach
Operations Symposium

FUTURE DIRECTIONS OF CRM ACTIVITY(衝突危険度モデル活動の将来の方向性)

森亮太

平成29年3月

ICAO IFPP 14-1

羽田空港におけるTCAS RAについての検討

白川昌之
瀬之口敦

平成29年3月

航空局交通管制部管制課主催 安
全情報分析委員会

航空機の到着管理システムに関する研究

福島幸子
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ
瀬之口敦
伊藤恵理
ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ
中島徳顕
宮沢与和（九州大学）
武市昇（首都大学東京）
手塚亜聖（早稲田大学）
平田輝満（茨城大学）
矢野夏子（構造計画研究所）

平成29年3月

CARATS ATM検討WG Tboアドホック

航空交通シミュレータを用いた運用コンセプトの検証

瀬之口敦
福島幸子
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ
伊藤恵理
ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ
中島徳顕
宮沢与和（九州大学）
武市昇（首都大学東京）
手塚亜聖（早稲田大学）
平田輝満（茨城大学）
矢野夏子（構造計画研究所）

平成29年3月

CARATS ATM検討WG Tboアドホック

Introduction of Optical Fiber Connected Passive
Primary Surveillance Radar(光ファイバ接続型パッシブ一次監視レーダの紹介)

本田純一
大津山卓哉

平成29年3月

ICAO SP 5th ASWG

Status Update on MSPSR Developmet(MSPSR開発のステータスアップデート)

大津山卓哉

平成29年3月

ICAO SP 5th ASWG

1030/1090 Measurements Update with Reviewing the
Signal Eenvironment on the Aairport Surface(空港面信号環境の再検討による1030/1090MHz測定報告)

小瀬木滋
大津山卓哉

平成29年3月

ICAO SP 5th ASWGNOPAC空域での飛行経路に関するシミュレーション検証

平林博子

平成29年3月

IPACG PM19 事前調整会議－ー134ー
134 －

論文誌B

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

平成29年3月

名古屋大学大学院 航空機開発グ
ローバルプロジェクトリーダー養成講座 基調講演

Application of real-time ionospheric tomography for 齋藤享
山本衛（京大生存圏研）
GNSS correction
Chia-Hung Chen（台湾国立成功(電離圏リアルタイム3次元トモグラフィーのGNSSに対す 大学）る応用)
齊藤昭則（京都大学）

平成29年3月

第2回ミラノ工科大学GEOlab及び京都大学生存圏研究所 GNSS及びSAR
による大気観測に関する合同ワー
クショップ

Evaluation of ionospheric delay gradientsassociated with plasma bubbles for GNSS ground齋藤享
based augmentation system(GBAS)
吉原貴之(GBASに対するプラズマバブルに伴う電離圏勾配の影響評
価)

平成29年3月

第2回ミラノ工科大学GEOlab及び京都大学生存圏研究所 GNSS及びSAR
による大気観測に関する合同ワー
クショップ

Over view of R&D activities related to airborne坂井丈泰
based GNSS occultation in Japan and their future
藤井直樹
松永圭左
prospects(日本における航空機からのダウンルッキングGNSS観測に 星野尾一明
青山雄一（国立極地研究所）
関するR&D活動の概要と将来)

平成29年3月

第2回ミラノ工科大学GEOlab及び京都大学生存圏研究所 GNSS及びSAR
による大気観測に関する合同ワー
クショップ

Statistical analysis of tropospheric delay
吉原貴之
variation with short baselines of GNSS stations
齋藤享(短基線GNSS基準局間における対流圏遅延変動の統計的解 毛塚敦
析)

平成29年3月

第2回ミラノ工科大学GEOlab及び京都大学生存圏研究所 GNSS及びSAR
による大気観測に関する合同ワー
クショップ

TSAT/VDGSシステムの評価

森亮太
青山久枝

平成29年3月

第4回首都圏空港の協調的運用WG羽
田分科会

航空機の動態情報を用いた風向風速の観測について

古賀禎

平成29年3月

第59回風に関するシンポジウム

韓国航空局主催セミナー参加記

小瀬木滋

平成29年3月(財）航空保安無線システム協会

角張泰之

平成29年3月

一般財団法人KEC関西電子工業振興センター 次世代ワイヤレス通信
技術講座第6講

ドップラ併用の場合のTOAとTDOAの測位

小菅義夫
古賀禎
宮崎裕己
呂暁東
秋田学（電通大）稲葉敬之（電通大）

平成29年3月

電子情報通信学会会

2017年総合大7機体制QZSSの衛星配置についての初期検討

伊藤憲
坂井丈泰

平成29年3月

電子情報通信学会会

2017年総合大航空通信システムの標準化の現状と課題

住谷泰人

平成29年3月

電子情報通信学会会

2017年総合大飛行検査データを活用したDMEのマルチパス誤差解析

毛塚敦
福島荘之介
齊藤真二
麻生貴広

平成29年3月

電子情報通信学会会

2017年総合大

可搬型GBAS運用性能評価装置の開発

齊藤真二

平成29年3月

電子情報通信学会会

2017年総合大ENRI方式受動型SSRの空域監視機能の改善

塩見格一
青山秀次((有)IRT）

平成29年3月

電子情報通信学会会

2017年総合大TSOA測位を利用した監視覆域の拡大

宮崎裕己
小菅義夫
田中俊幸(長崎大学）

平成29年3月

電子情報通信学会会

2017年総合大

誘電体スラブを用いた集束型誘電体レンズホーンアンテ
ナの位相改善に関する検討加藤涼(青山学院大）阿部優樹(青山学院大）須賀良介(青山学院大）毛塚敦
橋本修(青山学院大）平成29年3月

電子情報通信学会会

2017年総合大同時平行進入における航空機対の占有率の推定

天井治

平成29年3月

電子情報通信学会会

2017年総合大空港面の1090MHz信号量及び信号占有率について

本田純一
角張泰之
大津山卓哉

平成29年3月

電子情報通信学会会

2017年総合大航法システムと航空管制技術の動向と課題

福田豊

吉原貴之
齊藤真二

津田敏隆（京都大学生存圏研究所）

航空機監視システムとRadio
度化

over

Fiberを利用した高－ー135ー
135 －

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

二ツ森俊一

電磁界損失媒体が航空機内部電磁界特性に与える影響-人 森岡和行
河村暁子
体ファントムを設置した電波反射箱の構造体Q値測定評価 米本成人
日景隆（北海道大学大学院情報平成29年3月

電子情報通信学会会

2017年総合大科学研究科）

光2逓倍による96GHz 16QAM信号の電装特性評価

金田直樹
米本成人
川西哲也(早稲田大学）

平成29年3月

電子情報通信学会会

2017年総合大航空監視信号測定と空地伝搬損失モデルの初期的な比較

長縄潤一
宮崎裕己
田嶋裕久
本田純一
大津山卓哉

平成29年3月

電子情報通信学会会

2017年総合大大気によるWAMに対する影響

藤井直樹
毛塚敦
吉原貴之
宮崎裕己

平成29年3月

電子情報通信学会会

2017年総合大System Wide Information Management for
Heterogeneous Information Sharing andInteroperability(SWIMによる異種情報の共有と相互運用)

呂暁東
古賀禎

平成29年3月

IEEE ISADS 2017

Measurement Results of Extended Squitter based on
RF Measurement GM(無線信号計測ガイタンスマテリアルに基づいた拡張ス
キッタ計測結果)

宮崎裕己
長縄潤一

平成29年3月

ICAO SP 5th ASWG

Studies on the Interval Management(IM) Applying for
伊藤恵理
Tokyo International Airport(東京国際空港への間隔管理(IM)の応用に関する研究)

平成29年3月

ICAO ASA work shop

電波航法研究会との出会い（巻頭言）長岡栄

平成29年3月

電波航法研究会誌「電波航法」

航空機の到着管理システムに関する研究書

福島幸子
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ
瀬之口敦
伊藤恵理
ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ
中島徳顕
宮沢与和（九州大学）
武市昇（首都大学東京）
手塚亜聖（早稲田大学）
平田輝満（茨城大学）
矢野夏子（構造計画研究所）

平成29年3月

国土交通省交通運輸技術開発推進
制度研究成果発表会

米本成人
金田直樹
河村暁子
二ツ森俊一
森岡和行

平成29年3月

総務省総合通信基盤局電波部移動通信課

研究成果報告ミリ波帯による高速バックホール技術の研究開発
２８年度成果報告書

平成－ー136ー
136 －

８

知的財産権

当研究所の平成28年度末(H29.3.31)において有効な知的財産権は下記のとおりである。
(1) 登録済
①日本国内
発
明
の
名
称
発 明 者
出願(国際)年月
田中修一
地形表示機能を備えた搭載用航法装置
H9.6.5
二瓶子朗
滑走路予約システム
塩見格一
H9.6.9
航空交通シミュレータ
塩見格一
H9.12.22
管制用通信システム
塩見格一
H10.12.18
田中修一
無線通信ネットワークシステム
H10.6.4
二瓶子朗
音声による疲労・居眠り検知装置及び記録媒体
塩見格一
H10.10.5
飛行場管制支援システム
塩見格一
H11.12.17
受動型ＳＳＲ装置
塩見格一
H10.10.30
ＳＳＲ装置及び航空機二次監視網
塩見格一
H10.10.30
空港管制用操作卓 意匠登録
塩見格一
H10.7.31
空港管制用操作卓 類似意匠登録
塩見格一
H10.7.31
レーダ受信画像信号のクラッタ抑圧方法及び装置
加来信之
H11.4.8
管制通信発出システム
塩見格一
H11.3.19
航空機等の進入コースの変動を防止する積層構造体
横山尚志
H11.9.17
管制装置システム
塩見格一
H11.12.8
受動型ＳＳＲ装置
塩見格一
H11.11.10
航空管制用ヒューマン・マシン・インターフェース
塩見格一
H11.12.7
装置
ＣＰＤＬＣメッセージ作成システム
塩見格一
H12.3.30
航空路管制用航空機順序・間隔付けヒューマン・イ
塩見格一
H12.3.30
ンタフェースＣＰＤＬＣ／ＡＩＤＣ共用管制卓及び同ヒューマ
塩見格一
H12.3.30
ン・インタフェース
航空管制用管制指示入力装置
塩見格一
H12.3.30
ターゲット選択操作装置
塩見格一
H12.3.24
田中修一
無線ネットワーク測位システム
H12.6.6
二瓶子朗
田中修一
H12.6.6
無線ネットワーク制御システム
二瓶子朗
ＧＰＳ及びその補強システムを用いた航法システム
福島荘之介
H12.7.26におけるアベイラビリティ取得方法及びその装置
複数チャンネルを利用した無線ネットワークシステ
田中修一
H12.11.13
ム及びその制御装置
二瓶子朗
心身診断システム
塩見格一
H13.9.14
田中修一
無線ネットワークシステム
H13.8.8
二瓶子朗
田中修一
H13.8.8
無線通信ネットワークシステム
二瓶子朗
田中修一
H13.8.8
無線ネットワークを利用した移動局測位システム
二瓶子朗
田中修一
H13.8.8
無線ネットワークシステム
二瓶子朗
音声処理装置塩見格一
H13.9.25
航空管制用表示装置における航空機位置表示方法
塩見格一
H13.10.24
目標検出システム
加来信之
H13.12.10
誘電率の測定方法及び誘電率測定装置
横山尚志
H13.9.6
ＩＬＳのグライドパスのＧＰ進入コース予測方法及横山尚志
H13.9.6
びＩＬＳのグライドパスのＧＰ進入コース予測装置
岡田和男
白川昌之
塩見格一
H14.3.29
小瀬木滋
移動体測位方法及び移動体誘導方法
田嶋裕久
住谷泰人
米本成人
米本成人
電波反射体を用いた測定装置
H14.6.28
塩見格一
操作卓 意匠塩見格一
H14.10.15
画面情報表示方法、システム及びコンピュータプロ
塩見格一
H15.1.24
グラム
無線ネットワークシステム、移動局および移動局の二瓶子朗
H14.11.19
制御方法
無線通信ネットワークシステム
二瓶子朗
H15.3.28
無線通信ネットワークシステムおよび無線ネット
二瓶子朗
H14.11.19
ワークシステムの制御方法
移動局及び移動局側通信制御方法及び基地局及び基金田直樹
H15.6.3
地局側通信制御方法及び通信ｼｽﾃﾑ
塩見格一
ー137ー

－ 137 －

登録番号

登録年月日

3054685

H12.4.14

2892336
38993913041284

H11.2.26
H19.1.12
H12.3.3

3474107

H15.9.19

315148930868283041278299171010753541075354(1)3091880
330068135886273783761
3277194

H13.1.26
H12.7.14
H12.3.3
H11.10.15
H12.4.7
H12.6.16
H12.7.28
H14.4.19
H16.8.27
H18.3.24
H14.2.15

3646860

H17.2.18

4210772

H20.11.7

4192252

H20.10.3

4192253

H20.10.3

43901183743949

H21.10.16
H17.12.2

3453547

H15.7.18

3428945

H15.5.16

3412011

H15.3.28

3462172

H15.8.15

3764663

H18.1.27

4716472

H23.4.84716473

H23.4.84640720

H22.12.10

4640721H22.12.103512398357968536135213680113

H16.1.16
H16.7.30
H16.11.5
H17.5.27

3752169

H17.12.16

3826191

H18.7.14

3623211

H16.12.3

1189989

H15.9.26

4412701

H21.11.27

4097254

H20.3.21

4141876

H20.6.20

4097133

H20.3.21

3746773

H17.12.2

発
明
の
名
称
就寝中の身体反応情報検出システム
操作卓 意匠
脇机 意匠
カオス論的指標値計算システム PCT出願(日本国内)
カオス論的指標値計算システム PCT出願(日本国内
分割）
移動局及び移動局側通信制御方法及び基地局及び基地局通信制御方法及び通信システム
電波装置
航空管制用インタフェース装置、その表示制御方法
およびコンピュータプログラム
大脳評価装置 PCT出願(日本国内）
航空管制業務支援システム、航空機の位置を予測する方法及びコンピュータプログラム
誘電率の測定方法及び誘電率測定装置（分割出願）
心身状態判定システム PCT出願(日本国内）
電波反射体を用いた測定装置（分割出願）
電波反射体を用いた移動体の航法方法（分割出願）
航空管制卓（意匠）
全方向性を有する誘電体レンズ装置。
高周波信号のデジタルＩＱ検波方法
移動体の識別監視装置
航空管制支援システム
ILSのグライドパス装置のGPパス予測方法
移動局及び移動局側通信制御方法及び基地局及び基地
誘電体レンズを用いた電磁波の反射器、発生器及び信号機
ドライバーの発話音声収集システム
移動体の測位方法及びその測位装置
航空管制システム及び航空管制システムで用いられる携帯情報端末
航空路管制用管制卓における順序・間隔付けヒュー
マンインタフェース装置
移動局監視システムのための監視連携装置およびその方法
飛行計画表示装置
飛行計画表示装置（分割出願）
音声中の非発話音声の判別処理方法
無線航法システムにおける信頼性指示装置
衛星航法システムにおける衛星軌道情報の伝送方法
及びそれらの装置
リフレクトアレイ及びミリメートル波レーダー(アレイ型反射板とミリ派レーダ) PCT出願(日本国内）
外部雑音改善型発話音声分析システム
天頂対流圏遅延量の推定値の算出方法
ミリ波レーダ組み込み型ヘッドランプ
衛星航法システムにおける電離層遅延量の補正方法
及びその装置
全方向性を有する誘電体レンズ装置を用いた電磁波の反射器を有するアンテナ
作業適正判定システム
作業監視システム
ＧＰＳ衛星信号の品質監視機能を有するＧＰＳ衛星
信号品質監視方法及びＧＰＳ衛星信号の品質監視機能を備えたＧＰＳ衛星信号品質監視装置
衛星航法システムにおける測位誤差の補正方法及びその装置
衛星航法システムにおける電離圏異常を検出する方法及びその装置
直線偏波の制御方法及びその装置

発 明 者
塩見格一
塩見格一
塩見格一
塩見格一

出願(国際)年月
H15.8.25
H15.11.18
H15.11.18
H15.12.26

登録番号37802731226782
12213664317898

登録年月日
H18.3.10
H16.11.19
H16.9.17
H21.6.5

塩見格一

H15.12.26

4989618

H24.5.11

金田直樹
塩見格一
米本成人

H16.3.3

4107432

H20.4.11

H16.5.18

3845426

H18.8.25

塩見格一

H16.3.29

3888688

H18.12.8

塩見格一
塩見格一
金田直樹
横山尚志
塩見格一
米本成人
塩見格一
米本成人
塩見格一
塩見格一
米本成人
田嶋裕久
古賀禎
小瀬木滋
米本成人
古賀禎
塩見格一
横山尚志
朝倉道弘
金田直樹
塩見格一

H16.4.28

4500955

H22.4.30

H18.10.134355833

H21.8.14

H13.9.6
H16.2.23

39888284505619H19.7.27
H22.5.14

H14.6.28

3772191

H18.2.24

H14.6.28

3840520

H18.8.18

H16.5.20
H16.8.19

1242705
3822619

H17.4.28
H18.6.30

H16.9.15

3874295

H18.11.2

H16.10.83956025

H19.5.18

H17.2.4

4148420

H20.7.4

H16.10.63956024

H19.5.18

H15.6.3

3997549

H19.8.17

米本成人

H17.1.18

3995687

H19.8.10

塩見格一
古賀禎
田嶋裕久
塩見格一
金田直樹
塩見格一
金田直樹

H16.12.13

4296300

H21.4.24

H17.2.214736083

H23.5.13

H17.6.214625954

H22.11.19

H17.6.214590559

H22.9.24

二瓶子朗

H17.12.15

4703390

H23.3.18

三垣充彦
三垣充彦
塩見格一
坂井丈泰

H18.2.9
H18.2.9
H18.3.30
H18.12.11

4193195
473610347520284348453

H20.10.3
H23.5.13
H23.6.3
H21.7.31

坂井丈泰

H18.12.13

4613334

H22.10.29

H20.10.27

5023277

H24.6.29

H19.3.30

5050180

H24.8.3

H20.7.95419031

H25.11.29

H22.5.11

4919179

H24.2.10

坂井丈泰

H19.9.25

4644792

H22.12.17

米本成人
河村暁子
塩見格一
塩見格一

H20.10.28

4812824

H23.9.2

H20.10.31
H20.10.31

50355674936147

H24.7.13
H24.3.2

齊藤真二

H21.6.45305395

H25.7.5

坂井丈泰

H22.3.25

5305413

H25.7.5

藤田征吾

H22.8.20

5305416

H25.7.5

米本成人
河村暁子
二ツ森俊一

H23.4.26

5376470

H25.10.4

山本憲夫
米本成人
山田公男
塩見格一
武市昇
坂井丈泰
福島荘之介
伊藤憲
米本成人
河村暁子

ー138ー

－ 138 －

発

明

の

名

称

発 明 者
米本成人
河村暁子
二ツ森俊一
山田英輝
塩見格一

出願(国際)年月

登録番号

登録年月日

H23.4.26

5376470

H26.8.22

H23.10.18
H23.7.20

50133855812265

H24.6.15
H27.10.2

坂井丈泰

H26.1.25

5818178

H27.10.9

出願(国際)年月

登録番号

登録年月日

塩見格一

H7.5.182167516

H15.5.13

塩見格一

H7.5.182295472

H10.7.22

塩見格一

H7.5.18680365

H9.11.13

塩見格一
塩見格一
塩見格一

H8.3.29
H8.3.29
H10.3.25

5,941,929
2,201,256
6,144,915

H11.8.24
H13.2.6
H12.11.7

塩見格一

H10.2.24

6,064,939

H12.5.16

塩見格一

H10.2.26

538960

H17.12.20

滑走路予約システム：アメリカ

塩見格一

H9.6.9受動型ＳＳＲ装置

塩見格一

H11.10.29

塩見格一

H11.10.29

塩見格一

H12.12.7

塩見格一

H12.10.19

塩見格一

H14.4.10

10-722457

H19.5.21

塩見格一

H14.4.10

158325

H24.3.30

塩見格一

H14.10.231450331

H17.12.28

塩見格一
塩見格一
塩見格一

H14.11.11
H14.11.11
H14.11.11

H18.6.26
H23.11.17
H19.7.31

塩見格一

H16.4.28

塩見格一

H16.5.10

10-0596099
249868104430
US 7,363,226B210-0699042

直線偏波の制御方法及びその装置（分割出願）
RTK測位計算に利用する衛星の選択方法及びその装置
自律神経の状態評価システム
衛星航法システムにおける測位誤差の補正方法及び
その装置
②海外
発
明
の
名
称
飛行場運航票管理システムのユーザインタフェース
装置 ＰＣＴ出願：カナダ
飛行場運航票管理システムのユーザインタフェース
装置 ＰＣＴ出願：イギリス
飛行場運航票管理システムのユーザインタフェース
装置 ＰＣＴ出願：オーストラリア
航空機管制支援システム(アメリカ国内)
航空機管制支援システム(カナダ国内)
飛行場管制支援システム：アメリカ
自動従属監視環境下における進入管制区航空機個別
誘導システム:アメリカ
自動従属監視環境下における進入管制区航空機個別
誘導システム：韓国

PCT出願(アメリカ国内）

ＳＳＲ装置及び航空機二次監視網カ国内）

PCT出願(アメリ管制装置システム：アメリカ
音声による疲労・居眠り検知装置及び記録媒体：アメリカ
カオス論的ヒューマンファクタ評価装置 ＰＣＴ出願（韓国）
カオス論的ヒューマンファクタ評価装置 PCT出願(イスラエル国内)
航空管制用表示装置における航空機位置表示方法(EP国内)
心身診断システム ＰＣＴ出願(韓国)
心身診断システム PCT出願(ｲﾝﾄﾞ国内)
心身診断システム PCT出願(ｼﾝｶﾞﾎﾟｰﾙ国内)
心身診断システム

PCT出願(ｱﾒﾘｶ国内)

発

明

者

US 6,282,487
B1
US 6,344,820
B1
US 6,337,652
B1
US 6,573,888
B2
US 6,876,964
B1

H13.8.28
H14.2.5
H14.1.8
H15.6.3
H17.4.5

H20.4.22

カオス論的脳機能診断装置
カオス論的脳機能診断装置
ポール）
カオス論的脳機能診断装置

ＰＣＴ出願（韓国）
ＰＣＴ出願（シンガ塩見格一

H14.11.12

104553

H18.11.12

PCT出願(インド国内）

塩見格一

H14.11.12

H18.11.6

カオス論的脳機能診断装置

PCT出願(ｱﾒﾘｶ国内)

塩見格一

H14.11.12

カオス論的診断感度増感装置 PCT出願(インド国
カオス論的診断感度増感装置 PCT出願(アメリカ国
内）
カオス論的診断感度増感装置 PCT出願(シンガポー
ル国内)
カオス論的指標値計算システム PCT出願(オースト
ラリア国内）
カオス論的指標値計算システム PCT出願(アメリカ
国内)
カオス論的指標値計算システム PCT出願(カナダ国内）
カオス論的指標値計算システム PCT出願(EP(英国
内））

塩見格一

H16.9.20

塩見格一

H15.2.26

202992
US 7,678,047
B2209578
US 7,392,178
B2

塩見格一

H15.2.26

106483

H18.10.31

塩見格一

H15.12.26

2003292683

H22.6.3

塩見格一

H15.12.26

US 7,321,842
B2

H20.1.22

塩見格一

H15.12.26

2516982

H25.4.2

塩見格一

H15.12.26

1598749

H21.3.11

大脳評価装置PCT出願（アメリカ国内）

塩見格一

H16.4.28

大脳評価装置PCT出願（イスラエル国内）

塩見格一

H16.4.28

大脳評価装置PCT出願（オーストラリア国内）

塩見格一

H16.4.28

大脳評価装置PCT出願（カナダ国内）

塩見格一

H16.4.28

心身状態判定システム

PCT出願(アメリカ国内）

塩見格一

H16.2.23

心身状態判定システム

PCT出願(EP国内）

塩見格一

H16.2.23

ー139ー－ 139 －

US 7,988,629
B2178316AU
2004318986
B22,560,529
US 7,737,859
B21607043

H19.3.16

H22.3.16
H19.12.14
H20.6.24

H23.8.2
H22.9.1
H23.6.30
H24.6.26
H22.6.15
H24.9.26

発
明
の
名
称
移動局及び移動局側通信制御方法及び基地局及び装置通信システム PCT出願(EP国内）
移動局及び移動局側通信制御方法及び基地局及び装置通信システム PCT出願(アメリカ国内)
移動局及び移動局側通信制御方法及び基地局及び基地局側通信制御方法及び通信ｼｽﾃﾑ PCT出願(アメリカ
移動局及び移動局側通信制御方法及び基地局及び基地局側通信制御方法及び通信ｼｽﾃﾑ PCT出願(カナダ国
移動局及び移動局側通信制御方法及び基地局及び基地局側通信制御方法及び通信ｼｽﾃﾑ PCT出願(インド国
画面情報表示方法、システム及びコンピュータプロ
グラム (アメリカ国内)

発 明 者
金田直樹
塩見格一
金田直樹
塩見格一

電波装置

アメリカ

誘電体レンズを用いた装置内）

PCT出願(アメリカ国

アレイ型反射板とミリ波レーダ
国内）

PCT出願(アメリカ

ミリ波レーダ組み込み型ヘッドランプ
天頂対流圏遅延量の算出方法及び衛星測位信号の対流圏遅延量の補正方法 PCT出願(アメリカ国内）
RTK測位計算に利用する衛星の選択方法及びその装置

出願(国際)年月

登録番号

登録年月日

H16.8.17

1722587

H23.5.11

H16.8.17

US 7,974,600
B2

H23.7.5

金田直樹
塩見格一

H16.6.1

US 7,640,014
B2

H21.12.29

金田直樹
塩見格一

H16.6.1

2,526,734

H21.12.29

金田直樹
塩見格一

H16.6.1

224596

H20.10.21

塩見格一

H16.1.26

米本成人

H17.3.9

米本成人

H17.7.27

山本憲夫
米本成人
山田公男
米本成人
河村暁子
武市昇
坂井丈泰
福島荘之介
伊藤憲
山田英輝

ー140ー

－ 140 －

US 7,091,994
B2
US 7,446,730
B2
US 8,471,757
B2

H18.8.15
H20.11.4
H25.6.25

H18.10.27

US 7,719,463
B2

H22.5.18

H22.5.11

US 8,803,728

H26.8.12

H19.12.28

US 8,665,146
B2

H26.3.4

H24.4.9

US 9,417,327
B2

H28.8.16

(2) 出願中
①日本国内
発明者

出願年月日

出願番号

衛星航法システムにおける測位誤差の補正方法及びその装置

坂井丈泰

H28.1.23

2016-011162

探索システム、探索演算装置及び探索方法

塩見格一

H28.9.19

2016-182464

発明者

出願(国際)年月日

出願番号

発明の名称

②海外
発明の名称
カオス論的ヒューマンファクタ評価装置

PCT出願(EP国内）

塩見格一

H14.4.10

020717089.3

カオス論的ヒューマンファクタ評価装置

PCT出願(インド国内)

塩見格一

H15.10.15

1634/CHENP/2003

カオス論的脳機能診断装置

PCT出願(イスラエル国内）

塩見格一

H16.5.20

161892

カオス論的脳機能診断装置

PCT出願(EP国内）

塩見格一

H16.5.20

020780070

カオス論的診断感度増感装置

PCT出願(イスラエル国内）

塩見格一

H15.2.26

164174

カオス論的診断感度増感装置

PCT出願(EP国内）

塩見格一

H16.10.20

03744980.8

塩見格一

H16.4.28

040729983.9

H16.8.172557810

H16.6.1

171970H16.6.1

040745474.9

大脳評価装置PCT出願（EP国内）

移動局及び移動局側通信制御方法及び基地局及び装置通信システム
PCT出願(ｶﾅﾀﾞ国内)
移動局及び移動局側通信制御方法及び基地局及び基地局側通信制御
方法及び通信ｼｽﾃﾑ PCT出願(イスラエル国内）
移動局及び移動局側通信制御方法及び基地局及び基地局側通信制御
方法及び通信ｼｽﾃﾑ PCT出願(EPC加盟国内）

ー141ー－ 141 －

金田直樹
塩見格一
金田直樹
塩見格一
金田直樹
塩見格一

第 ３ 部現況

ー143ー－ 143 －

１

平成28年度に購入した主要機器

AeroMACSﾛｰﾊﾞﾝﾄﾞ基地局

１式

屋外雲台一体型三板ｶﾒﾗ １式

GBAS受信機評価用ｲﾝﾀﾌｪｲｽ １式

RF信号記録再生装置 １式

ﾐﾘ波ｺﾝﾊﾞｰﾀ １式

広域ﾏﾙﾁﾗﾃﾚｰｼｮﾝ実験装置WAM試験用空中線（改修） １式

DTVﾏﾙﾁｼｽﾃﾑ信号発生器 １式

評価ﾂｰﾙ用GPS受信装置 １式

広域帯RF増幅器 ２式

遠隔型飛行場援助業務用制御卓のﾓｯｸｱｯﾌﾟ １式

ー145ー－ 145 －

２ 主要施設及び機器
３ ネットワークシステム

１ 電波無響室
電子航法の分野では，電波を送受信するアンテナの性能

当研究所のネットワークシステムは，共用電子計算機シや空間中の電波伝搬特性が機器の性能に大きく影響する。

ステムの一部として昭和 50 年台に所内 LAN が整備された

このため，アンテナおよび電波伝搬に関する試験研究が重ものに端を発するが，当初は外部組織とのネットワーク接要になっている。当研究所では，これらの試験研究のため続はなかった。平成 5 年，研究を効率的に進める上での電の実験施設として，電波無響室を整備した。

子メールの必要性が研究所内で認識され，日本のインター

電波無響室はシールド壁内部を電波吸収材で被覆したネットの草分けである JUNET(Japan University Network)に構造を持っている。シールド壁により電波が遮蔽されるた

接続し，電子メール及びネットニュースの利用を開始した。

め，外来電波の影響を受けず研究所周辺への干渉を防止す

その後，平成 7 年に当時の科学技術庁の管理下にあった省ることができる。さらに，電波吸収材により電波の反射を際研究情報ネットワーク(IMnet: Inter-Ministry Research抑制できるため，電波無響室内は広大な自由空間と同様なInformation Network)に光ケーブル専用線で接続し，電子メ伝搬特性を実現できる。

ールとネットニュースの他，www や ftp，telnet 等の現在の電波無響室内では，アンテナの送受信特性測定や空港モ

インターネットの基礎となるサービスを享受できるよう

デルを用いた着陸進入コースの電波伝搬特性測定などがになった。当時の光ケーブル専用線のデータ転送帯域は，行われてきている。また，各種の干渉妨害に関する測定実192kbps であった。現在は，国立情報学研究所が提供する験も行われている。

学 術 情 報 ネ ッ ト ワ ー ク (SINET: Science Information〔要目概要〕

Network)を利用して，1Gbps の帯域で外部とのネットワー

内 装 寸 法： 32.0 m×6.2 m×4.2 m

ク接続を行っている。

周波数範囲： 1～110 GHz

一方，所内 LAN の構成に目を向けると，IMnet に接続を

無反射範囲： 23m 以上始めた頃に所内の各建屋毎にサブネットを割り振る形態

反射減衰量： 50dB 以上を採用した。現在は VLAN という形で研究グループ毎に遮蔽減衰量： 90dB 以上

サブネットを分けているが，当時の形態が現在の所内 LAN

付属設備： 計測室，空調設備，空中線特性試験装置，構成の基礎となっている。

アンテナ回転台移動装置，計測機器ピッ

現在の所内回線は，平成 20 年に実施した構内光ケーブ
ル布設(増設)により，計算機室～各建屋間においてト，各種無線計測機器，非常照明

10GBASE-LR のイーサーネット通信を実現している(調布
本所～岩沼分室間を除く)。また，各建屋内においては，各端末(パソコン)は主に 1000BASE-T のイーサーネットに

２ アンテナ試験塔
アンテナ試験塔は，昭和52年に建設され，VORの研究なより所内 LAN に接続されている。
現在，ネットワークシステムを構成するサーバ群は，電どで使用されてきた。
平成17年度には，二次監視レーダー（SSR）モードS の子メール，www，ファイル共有，グループウェア，VPN，

高度運用技術の研究で使用するため，レーダー設置台を設

無線LAN等のサービスを提供し，研究及び事務に不可欠な置するなどの改修を行った。平成19年度には，回転式アンシステムとして運用されている。

テナを含むSSR装置が設置された。
このほかに，屋上には，実験などに利用するためのスペースが確保されており，GPSアンテナなどが設置されている。
〔要目概要〕
高

さ： 19.15 m

ー146ー－ 146 －

４ 実験用航空機
電子航法の実験や試験のために航空機をもつことは，当研究所の特色である。
昭和40年7月より，米国のビーチクラフトスーパーH-18型機を使用した。その後，使用10年を経過し，部品入手が困難になったため当機の更新を計画し，昭和49，50年度に米国のビーチクラフトB-99を購入し，昭和50年10月に当研究所に引き渡された。昭和51年1月から運用を開始したが，調布における運用制限のため，同年10月当研究所岩沼分室が宮城県岩沼市に設置されたことにより仙台空港を定置場とした。
ビーチクラフトB-99は，平成23年3月11日に発生した東日本大震災による津波にて被災，全損となったため，平成
24，25年度にビーチクラフトB300を購入した。同機は平成25年5月に引き渡され，同年7月から運用を開始した。
〔更新機の諸元・性能〕
登 録 番 号：JA35EN
型

式：Beechcraft B300 (KingAir350)

全長：14.23 m

全幅：17.65 m

全高：4.36 m

全 備 重 量：6.8 t
最大巡航速度：263 kt
最大航続距離：3,268 km
離陸滑走路長：1,006 m
着陸滑走路長：821 m
発

動機：Pratt & Whitney Canada PT6A-60A

プ ロ ペ ラ：Hartzell HC-B4MP-3C
アビオニクス：Collins Pro Line 21

ー147ー－ 147 －

３

刊行物

当研究所の発行する刊行物は、下記のとおりである。
電子航法研究所報告（不定期刊行）
電子航法研究所 研究長期ビジョン報告書（不定期刊行）
電子航法研究所研究発表会講演概要（年刊）
電子航法研究所年報（年刊）
電子航法研究所要覧〈案内〉（年刊）

４

行事等

当研究所の平成28年度における行事等は、下記のとおりである。
第1回研究交流会 『モンゴル科学技術大副学長との意見交換会』〔平成28年4月14日（木）〕モンゴル科学技術大学で工学系高等教育に関するプロジェクトを実施しているバーサンダッシュ
副学長と、無人航空機を使ったネットワークの構築に係るSKY-INFRA IN MONGOLIAプロジェクトについて、討議を行った。

研究施設一般公開〔平成28年4月24日（日）〕平成28年度科学技術週間に基づき、当研究所の各施設を公開した。（来場者数延べ6,117名）

研究発表会〔平成28年6月9日（木）～10日（金）〕平成28年度（第16回）電子航法研究所研究発表会を海上技術安全研究所講堂において開催した。
（2日間来場者数述べ367名）

第2回研究交流会 『タレスジャパン（株）との研究交流会』〔平成28年6月15日（水）〕ATM関連の共同研究を行っているタレスジャパン（株）と、フランス国内空港向けの離発着シーケンス
及びビッグデータ解析による混雑している大規模空港のキャパシティ予測について、討議を行った。

第3回研究交流会 『韓国航空大学校の視察』〔平成28年8月9日（火）〕当研究所の研究事例を紹介し、航空交通管理及び監視通信の課題や将来の展望について討議を行った。

第77回出前講座〔平成28年10月17日（月）〕金沢工業大学

扇が丘キャンパス

１．電子航法研究所の概要（研究計画課阿部昭夫）

２．航空交通管理（ATM）の現在と未来（監視通信領域 古賀（航空交通管理領域 瀬之口禎）
敦）

講演会〔平成28年11月15日（火）〕平成28年度電子航法研究所講演会を羽田空港第1旅客ターミナルビルにおいて開催した。
テーマ：「首都圏空港の機能強化とENRIの技術」（来場者数延べ150名）
１．電子航法研究所の最近の活動（電子航法研究所 研究統括監 小瀬木 滋）
２．空港舗装の課題と港空研における研究の紹介等（港湾研究技術研究所 構造研究領域 空港舗装研究グループ長 伊豆 太）
３．空港面の交通流と空港舗装（電子航法研究所 航空交通管理領域 主幹研究員 青山 久枝）
４．滑走路異物監視システムの研究開発（電子航法研究所 監視通信領域 主幹研究員 二ッ森 俊一）
５．GLSによる将来運航の進展（電子航法研究所 航法システム領域 上席研究員 福島 荘之介）

ー148ー

－ 148 －

第78回出前講座〔平成28年12月8日（木）〕国土交通省

航空保安大学校

１．電子航法研究所の概要（研究計画課阿部昭夫）

２．空港面異物監視システムの研究（監視通信領域 米本 成人）
３．GNSSを利用した曲線経路による精密進入着陸方式等の高度な飛行方式の研究（航法システム領域 福島 荘之介）

第79回出前講座〔平成29年1月19日（木）〕全日本空輸（株）

１．電子航法研究所の概要（研究計画課森井智一）

２．GLSによる計器進入の進展（航法システム領域 福島 荘之介）
３．軌道ベース運用における二次元飛行経路に関する一考察（航空交通管理領域 平林 博子）
４．リアルタイムシュミレーション実験によるRNP AR機最優先方式での従来機との混合運用の可能性の検討（航空交通管理領域 天井 治）

平成28年度評議員会〔平成29年3月14日（火）〕評議員会において下記課題に関する評価を実施した。
事後評価課題「航空路監視技術高度化の研究」「空港面異物監視システムの研究」「「Full ４D」の運用方式に関する研究」
事前評価課題「フリールーティング空域における軌道ベース運用に関する研究」「遠隔型空港業務支援システムの実用化研究」

ー149ー－ 149 －

５

職員表彰

◎ 理事長表彰（平成28年12月8日）
永年勤続（30年）
福田豊（航法システム領域）

永年勤続（20年）
坂井岡特

丈泰（航法システム領域）
恵（航空交通管理領域）

別吉原貴之（航法システム領域）

齋藤享（航法システム領域）

毛塚

敦（航法システム領域）

星野尾

一明（航法システム領域）

福島

荘之介（航法システム領域）

齊藤真二（航法システム領域）「全地球航法衛星システム（GNSS）に基づく航法システムについて、カテゴリⅢ着陸に対応したGBAS（GAST-D）の安全性設計及び検証技術を開発」

福島

荘之介（航法システム領域）「電子情報通信学会宇宙・航行エレクトロニク
ス研究会において,多大に貢献したことにより"
通信ソサイエティ活動功労賞"を受賞」

福田豊（航法システム領域）「日本航空宇宙学会において『Arrival Time
Control during Continuous Descent and Its
Application to Air Traffic Control』を発表
し"論文賞"を受賞、また、同学会よりフェロー
称号を授与」森亮太（航空交通管理領域）「日本航空宇宙学会第46期年会講演会において『確率的離散的かつ周期的パイロット操舵モデ
ルの提案』を発表し"若手優秀講演賞"を受賞」

ー150ー－ 150 －