ま え が き
電子航法研究所は，交通の安全の確保とその円滑化を図ることを目的に，電子航法（電子技術を利用した航法）に関する試験，調査，研究及び開発等を実施しています。当研究所は，昭和 42 年（1967 年）7 月に運輸省電子航法研究所として設立され，平成 13 年 4 月に「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まいりました。平成 27 年 4 月からは，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，さらに，平成 28
年 4 月に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います。この統合に伴い，平成 28 年度からは，令和 4 年度までに達成すべき中長期目標が定められ，その達成をめざして国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所第 1 期中長期計画に沿った事業を行っております。
当研究所の研究活動は，社会ニーズに沿った研究課題を重点的に選定しています。特に，航空機運航の安全性とともに効率性や航空利用者の利便性の向上，航空交通量増大への対応，環境負荷低減等，航空交通の改善に資する研究を進めています。さらに，その成果を活用しつつ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を技術支援するなど，国内外において社会貢献の実績をあげています。それとともに，将来の技術需要を見通した基礎的，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など学術への貢献にも努めています。
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 6 年目となる令和 3 年度に当研究所が行った業務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。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，より詳細な研究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。
当研究所は，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。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，皆様にお願い申し上げます。
令和 4 年 7 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

島津

達行

目
第１部 総
１． 沿

次

説
革・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

3

定員の推移・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

5

２． 組

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・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 73
４． 研究所報告・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 113
５． 受託研究・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 114
６． 共同研究・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 115
７． 研究発表・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 117
８． 知的財産権・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 131
第３部 現

況

１． 令和3年度に購入した主要機器・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・137
２． 主要施設及び機器・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 138
３． 刊 行 物・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 140
４． 行 事 等・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 140
５． 職員表彰・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 142付

録
１． 略語表・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 145
２． 用語解説・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 161

第 １ 部
総
説

-1-

１ 沿

革

総

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，

務

課

企画調査室

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

管制施設研究室
電子航法研究所

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

電子航法部

機 器 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推

航 行 研 究 室

進措置について」に対する答申を行い，電子航法評価試験機

システム研究室
衛星航法部

関（Evaluation Center）の新設が必要なことを指摘した。

電子装置研究室次いで，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43年度には，ATC実験棟を建設するとともに，昭和46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

年度までにATCシミュレータを整備した。

室（定員5名）が新設された。
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

昭和45，46年度には，電波無響室を整備し，昭和45年度に年5月，運輸関係科学技術試験研究刷新要綱を決定した。こ電子航法部を廃止し，電子航法開発部（機器研究室）と電子れに基づき，船舶技術研究所，電子航法試験所などの新設組

航法評価部（管制施設研究室，航行研究室）を設置し，総務

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課に総務係をおいた。
昭和47年度は，企画調査室を廃止して研究企画官をおき，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

総務課に人事係をおいた。また，電子航法開発部建屋，衛星として電子航法部（2研究室14名）が設けられた。

航法研究棟を建設した。

昭和39，40両年度の予算において，電子航法評価試験の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

昭和48年度には総務課に企画係をおいた。

H－18双発機を購入した。また，昭和40年度は飛行試験要員

昭和49年度は総務課に会計係をおいた。さらに，同年度には，実験用航空機の更新が認められ，昭和50年10月にビーチ

として，1研究室9名の増員が認められた。

クラフトB－99が引き渡された。

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

昭和51年度は，航空局からの要望研究，技術協力依頼等航年に着手された。その結果をもとに，運輸省は昭和40年4月

空行政に直結する試験研究をさらに促進し，成果の活用をす「人工衛星による航行援助方式の開発に関する基本方針」をみやかにするため，空港整備特別会計を導入するとともに所決め，昭和41年度は衛星航法研究室（3名）が新設された。

の定員・予算の約25%を特別会計に移管した。また，飛行実

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験センターとして，宮城県岩沼市に岩沼分室を設置し，業務係をおき，飛行実験体制の整備に着手した。

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，研

昭和52年度は，アンテナ試験塔を整備した。

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申

昭和53年度には，航空施設部が発足した。さらに，昭和54
年1月には岩沼分室に分室長をおいた。

した。また，運輸省の航空審議会においても昭和41年10月，昭和54年度には，東北財務局より土地8,943㎡の所管換を諮問第12号「航空保安体制を整備するため早急にとるべき具受け，岩沼分室を新築し，屋上にレーダー塔を設置した。

体的方策について」に対して同様の答申があった。

昭和55年度には，海上保安庁より格納庫（建坪825㎡）の

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所管換を受けた。

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

昭和63年度は，管理庁舎兼衛星航法実験棟が竣工した。

として電子航法研究所の新設が認められた。

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，

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，

平成13年1月6日をもって「国土交通省電子航法研究所」とな

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った。また，2号棟（ATC シミュレーション実験棟）が竣工とになった。

した。
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

当時の組織は下記のとおりであった。

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・監事が設置され，総務課に企画室を設-3-置した。また，電波無響室が改装となった。
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研究室が廃止され研究グループを編成した。
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（航空交通管
理領域，通信・航法・監視領域，機上等技術領域）を導入した。
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した。
平成 20 年度は，企画課に企画第三係を新設した。
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。
平成 22 年度は，6 号 棟 の 建 替 工 事 が 完 了 し 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 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 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 次補正予算により購入したビーチクラフト B300（キングエア 350）が引き渡された。
平成 27 年度は,「独立行政法人通則法の一部を改正する法律」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。
平成 29 年度は，本所に特別研究主幹を設置した。
令和元年度は，本所に国際標準化センターを設置した。
令和 2 年度は，岩沼分室に新格納庫を建設した。

-4-

定員の推移

年

度

昭和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

平成元

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

29

30

令和元

2

3

定

員

60

57

57

57

56

56

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
注３：役員の人数は含まない

-5-

２

組

織

(令和4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

総 務 部

理 事 長

理

事

監

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

事

調達係
資産係
企 画 部

研 究 監

研究計画課

課長補佐（企画）

専門職
研究計画係
外部連携係
情報発信係
国際業務係

電子航法研究所
研究統括監
国際主幹
特別研究主幹
航空交通管理領域
航法システム領域
監視通信領域
国際標準化センター
岩沼分室

３

役職員数
一般勘定

理事

1

研究統括監

1

事務職

13

研究職

42

計

57

（令和4年3月31日現在）※役職員数には監事は含まない

-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

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，建面積825㎡，延面積825㎡

昭和55年度所属換
平成24年度改修

岩沼分室格納庫

鉄骨造平屋建，建面積990㎡，延面積960㎡

令和2年度(ATCシミュレーション実験棟)（令和4年3月31日現在）-7-

第 ２ 部
試験研究業務-9-

１ 航空交通管理領域研究である。
5 は混雑空港への到着便を対象とした時間管理運用のための各
種機能について，最適となるシステム構成およびその一部である

Ⅰ 年度当初の研究計画とそのねらい
令和3年度における研究は，社会・行政ニーズや技術分野の将来動向を考慮し，重点研究，指定研究，基盤研究，萌芽的研究，在メタリングの機能要件を，システム思考の技法を用いて明らかにする研究である。

外派遣および競争的資金として承認された下記の項目を計画した。

6 は進入方式を対象とし，方式設計の効率化および高度化，将気象要因による運航制約条件を考慮した軌道調整に関する研来の新たな運航方式策定に関する安全性評価手法の開発を行う研

究

究である。

1.

7 は監視システムで使用する信号環境について継続的に測定・

2.

国際交通流の円滑化に関する研究

3.

AMAN/DMAN/SMAN統合運用に関する研究蓄積し，将来の運航方式に必要となる監視システムの性能要件を

4.

管制支援機能が管制業務作業量に及ぼす影響に関する研究明らかにする研究である。

5.

時間管理運用における機能間の連携に着目したアーキテクチ

8 は継続降下運航（CDO：Continuous Descent Operations）の一

ャ作成に関する研究種であるfixed-FPA降下方式の設計方法を確立し，空地連携を達成

6.

進入方式等の効率向上に関する研究するために必要とされる機能要件を定義し，運用構想をまとめる

7.

監視信号環境と性能要件に関する研究研究である。

8.

航空機の降下方式における機上・地上の機能向上に関する研

9.

9 は小型無人機と有人航空機の情報共有環境を構築するととも究に，小型無人機の飛行にかかるリスク評価手法を開発する研究で無人機・有人機の協調的な運用環境構築に関する研究ある。
10 はドローン・有人航空機の運行を含んだ低高度空域の在り方

10. ドローンを含む低高度空域の在り方を検討するための方法論を検討するためにシステムズアプローチの手法を学ぶ在外派遣で構築に関する研究11. 大規模災害時における海上・航空輸送に関わるボトルネックある。
11 は大規模災害時に発生しうる輸送システムの混乱について，

解析
12. 離陸機の運用最適化に関する研究

ボトルネックを事前に発見できるようにシミュレーションを実施

13. 航空管制官のための意思決定支援システムに関する研究

し，課題抽出を行う研究である。
12 は離陸機における運用に焦点を当て，燃料消費量の削減方策

14. 深層強化学習と制御の融合による到着航空交通流のための間を検討する研究である。

隔維持支援アルゴリズム

13 は機械学習を利用して管制負荷を定量化し，管制官の意思決

15. 緊急支援物資輸送のデジタル化等推進事業／緊急支援物資輸定を支援する研究である。

送システム開発
1から3は重点研究，4から6は指定研究，7から8は基盤的研究，914 は到着機航空交通流の制御に従来の制御技術に深層強化学

は萌芽的研究，10は在外派遣，11から15は競争的資金による研究

習を取り入れた間隔維持支援アルゴリズムを提案するものである。
15 は大規模災害時に緊急支援物資をどの程度輸送可能であるである。
1 は悪天の航空機運航，航空交通への影響および空域容量に対かを空港面シミュレーションにより推定する研究である。

する制約を可視化・定量化し，航空交通流管理および航空機の運Ⅱ 試験研究の実施状況

航管理の高度化をめざす研究である。
2 は自由に経路を設定できるフリールート空域運用の移行に向

1 の「気象要因による運航制約条件を考慮した軌道調整に関す

けた，課題の抽出・解決やわが国と隣接する飛行情報区間で共有る研究」では，悪天域を単純に回避する経路生成に対して，よりすべき情報やその方法を提案する研究である。

現実的な悪天回避モデルの開発や，運用判断指標の候補としてエ3 は航空交通が輻輳する大規模空港において，滑走路の最大活用のために，到着・出発・空港面の航空交通流を統合的に管理す

コー強度の値や空域に占める悪天率やデビエーション割合の検討を行った。また，研究評価用システムの機能向上を行った。
2 の「国際交通流の円滑化に関する研究」では，フリールートる運用手法を提案し有効性を評価する研究である。
4 は航空交通管理における容量管理のために，自動化システム
や管制支援機能がもたらす航空路管制の業務作業量を定量化する

空域の具体的な適応例として国内線の代表的なシティペア間の検討や，アジア―北米経路の検討を実施し便益を推定した。また，-11-

飛行軌道生成ツールを改良した。

ト出発可能予想時刻の精度向上の検討と，出発上昇プロフ

3 の「AMAN/DMAN/SMAN統合運用に関する研究」では，到着・ァイルの最適化の検討を行った。

出発・空港面管理機能の要素分析を行い，遅延・地上走行時間を

13 の「航空管制官のための意思決定支援システムに関す低減できる出発管理手法を提案し，シミュレーションにより有効る研究」では，管制負荷推定のために，入力データである，性を検証した。また，統合的な運用評価のためにエンルート管制

時系列データ形式の検討と学習方法の改良及び多目的最卓を模擬するヒューマンインザループシミュレーション実験環境

適化への拡張を実施した。

の構築を進めた。

14 の「深層強化学習と制御の融合による到着航空交通流

4 の「管制支援機能が管制業務作業量に及ぼす影響に関する研のための間隔維持支援アルゴリズム」では，到着便の速度

究」では，将来の動的セクタ運用を見据えて，管制業務作業量のモデルの高精度化に取り組み，学習環境構築のための航空計測手法の開発や，作業量計測のための支援機能を模擬する評価

機の到着交通流のシミュレーション環境を構築した。
15 の「緊急支援物資輸送のデジタル化等推進事業／緊用システムの改修及び試行実験を行った。
5の「時間管理運用における機能間の連携に着目したアーキテク

急支援物資輸送システム開発」では，仙台空港の空港面運チャ作成に関する研究」では，時間管理に関連する既存の航空交用シミュレーションを実施し，災害時に可能な貨物積載量

通システムのアーキテクチャの分析，ICAOで定められた統一指標を推定し，輸送量を増やすための課題抽出も行った。

の一つであるKPI08（Additional time in terminal airspace）の算出や
CFDT（Calculated Fix Departure Time）のシャドーオペレーション

本年度は，上記の15件の研究に加えて，以下に示す5件の検証，羽田到着機の対象滑走路選択に関する検討を実施した。

の受託業務を行った。これらは，上記の研究及びこれまで6 の「進入方式等の効率向上に関する研究」では，方式設定のの研究等で蓄積した知見や技術を活用したものである。

自動化に着手するとともに，不安定進入の要因推定や，アカラコ(1) 「新千歳空港・千歳飛行場の同時平行ILS/PAR進入運
用の導入後安全性評価に関する調査」の支援業務

リドー複線化における安全性評価を実施した。
7 の「監視信号環境と性能要件に関する研究」では，監視システ(2) 「北部九州地区におけるターミナル管制業務に関する調査」の技術支援

ムの動向調査，飛行実験や地上で得られたデータを用いた監視信(3) 洋上空域における衝突危険度推定に係る支援作業

号環境の評価を行い，監視信号環境のモデル化を行った。
8 の「航空機の降下方式における機上・地上の機能向上(4) 「東京国際空港における同時RNAV進入運用の導入後
安全性評価に関する調査」の支援業務に関する研究」では，気象予報による軌道予測誤差低減の評価，Fixed-FPA 降下を活用した到着管理アルゴリズムの(5) 2021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

開発や EFB アプリケーションの初期設計を行った。
9 の「無人機・有人機の協調的な運用環境構築に関する研究」では， VFR 飛行計画を用いた実航跡の推定，リモⅢ

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

ート ID 信号の評価及び定量的な空中リスク推定方法の開当領域が実施している研究の成果は，新たな航空交通シ発を行った。
10 の「ドローンを含む低高度空域の在り方を検討するた

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めの方法論構築に関する研究」では，システムズアプロー

待できるものであり，国土交通行政と深く関わっており，チとして UTM に関するステークホルダーを特定する SVN

航空局の主導する「将来の航空交通システムに関する長期（Stakeholder Value Network）を作成し UTM に対するニー

ビジョン（CARATS）」でも積極的に成果を発信している。

ズを明確化した。また，国際海運における CO2 排出削減

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についても課題抽出を行った。

で，社会的貢献に繋がっている。

11 の「大規模災害時における海上・航空輸送に関わるボ「気象要因による運航制約条件を考慮した軌道調整に

トルネック解析」では，空港面シミュレータを活用して災関する研究」，「時間管理運用における機能間の連携に着目

害時の運用シミュレーションを実施し，動線確認やボトルしたアーキテクチャ作成に関する研究」及び，監視通信領

ネックの抽出，空港における疾病者輸送の可能量推定を行域で実施している「SWIM による協調的意思決定支援情報

った。

サービスの構築と評価に関する研究」で整備した，研究用12の「離陸機の運用最適化に関する研究」では，スポッ

データの外部提供活動が航空交通管理に関する研究開発-12-

促進に貢献し航空宇宙学会技術賞を受賞した。
「 国 際 交 通 流 の 円 滑 化 に 関 す る 研 究 」 で は ， ICAOATMRPP（航空交通管理の要件・能力検討パネル）会議に参加し，軌道ベース運用（TBO; Trajectory Based Operation）
や新しい飛行軌道管理である FF-ICE（Flight and Flow for
Information Collaborative Environment）の議論に参加している。また，IPACG（日米太平洋航空管制調整グループ会議）
でも洋上経路に関する検討に参加しており，北太平洋空域
での段階的フリールート空域の拡大に寄与した。特に先行研究で評価を行っていた高度変更時に管制間隔を短縮できる ADS-C CDP は試行運用が始まった。実際に利用されており，環境負荷の低減に大いに貢献している。
「AMAN/DMAN/SMAN 統合運用に関する研究」では，ICAO SP AIRB WG に参加し, AMAN を活用する ASA（Airborne Surveillance Application）方式である IM（IntervalManagement）について, ICAO PANS-OPS 改訂作業に参加している。
「進入方式等の効率向上に関する研究」では，ICAO SASP
（空域安全パネル）会議に参加し，短縮時間間隔の衝突危険度について，算出・報告をしている。また，FATS (Future
Air Transportation Systems) WG でも機械学習を用いた研究として報告している。
「監視信号環境と性能要件に関する研究」では，ICAO SP（監視パネル）会議に参加し，1030/1090MHz の信号環境や監視性能要件について報告し，ICAO 技術マニュアルへの反映や改訂作業を行っている。
「無人機・有人機の協調的な運用環境構築に関する研究」
では ICAO RPASP（遠隔操縦航空機システムパネル）会議
や ISO TC20 SC16（無人航空機システム） ，JUTM（日本
無人機運行管理コンソーシアム）,

JRPAS（日本無操縦者

航空機委員会）等において，有人機と小型無人機や空飛ぶクルマなどとの安全運航に関する議論に参加している。
これらの成果は，ICAO, IPACG などの国際会議，ATM
Seminar，米国電気電子学会（IEEE），米国航空宇宙学会（AIAA）などの国際学会，日本航空宇宙学会，電子情報通信学会，計測自動制御学会などの関連学会で積極的に発表している。
ATM Seminar では優秀論文賞，計測自動制御学会では制御部門マルチシンポジウム賞を受賞している。

（航空交通管理領域長

福島幸子）

-13-

気象要因による運航制約条件を考慮した軌道調整に関する研究【重点研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

航空交通管理領域○瀬之口 敦，平林 博子，中村 陽一
令和 2 年度～令和 5 年度
1 つとして，観測値の要素に相当する予報値として総降水１．はじめに
協調的な運航前の軌道調整を実現するにあたっては，天量および積乱雲頂高度が含まれている他，乱気流指数や鉛気図等から悪天域を読み取り，航空機運航や航空交通に及直速度シアーなどの他の様々な要素が含まれていること

ぼす影響および空域容量に対する制約を判断する高度なが挙げられる。また，水平面の解像度や時間解像度は観測能力が要求される。これを支援するために，現状では航空値に比べてやや劣るものの，高度方向に関しては高解像度

交通気象センターから悪天に係る一般的な気象情報ととであるため，航空悪天 GPV を用いることでより回避すべ

もに航空交通気象時系列予報が提供されている。しかしなき領域の特定や垂直方向の悪天回避を検討することが可がら，それでもまだ航空機運航や航空交通に及ぼす影響お能と考えられる。

よび空域容量に対する制約を直感的かつ定量的に把握す

また，研究目標の 1 つである悪天回避経路の生成に関しることは容易ではない。航空交通気象時系列予報等の気象て，悪天域の単純回避だけでなく一部通過の経路生成が可情報に対して航跡データや航空交通流制御実績データ等

能な，ユーザの嗜好性を反映できるより現実的な悪天回避から求めた航空機運航や航空交通に及ぼす影響との相関モデルを開発した。以前開発した悪天回避モデルは悪天のを調べる等，飛行経路の選択や航空交通流制御の実施判断

強度に応じて絶対に回避する領域と飛行可能な領域に分に資する気象情報の意味付けを行う研究開発が必要とさけた上で経路を生成するものであった。しかしながら，実れている。

際の悪天回避の状況を分析した結果，領域を二分する悪天の強度はその時々の状況に応じて異なることがわかった。
また，前述の悪天域を単純に回避するモデルでは，飛行中

２．研究の概要
本研究は 4 ヵ年計画であり，その目的は悪天の航空機運のように使用可能な気象情報が限定的な場合に経路を生航，航空交通への影響および空域容量に対する制約を可視成できないことがあるとわかった。そこで，悪天域を単純化・定量化し，航空交通流管理および航空機の運航管理のに回避するかどうかではなく，悪天の強度と当該領域の通高度化を図ることである。

過時間および燃料消費量（悪天回避に伴う飛行距離や飛行

第 2 年次の令和 3 年度においては，以下の 3 項目を実施した。
①航跡データ，気象データ，航空交通流制御関連データの収集および分析（予報値を用いた悪天回避の解析）②国内外の動向調査および運用判断指標候補の評価（運用判断指標の算出）③研究用評価システムの開発（予報値入力への対応）

３．研究成果3.1

航跡データ，気象データ，航空交通流制御関連デー
タの収集および分析（予報値を用いた悪天回避の解析）

気象予報データの航空悪天 GPV（航空用 MSM）を収集
し，データに含まれる要素の活用方法等を検討した。悪天
回避等の実態解析は通常気象観測値等を用いて行うが，運図１

航前の飛行経路選択にあたって活用できるのは主に予報の実線：最小の燃料消費となる経路，桃色の実線：実際の値であるため，気象予報データである航空悪天 GPV の特航跡（赤の実線）に近い経路，水色の実線：悪天域を極力性を把握することが肝要である。航空悪天 GPV の特徴の迂回する経路）-14-

悪天域（強度：黄＞緑＞青）に対する経路生成例（黒時間の増加にほぼ比例）によって悪天域を一部通過する経時系列を表す。悪天率の算出にあたっては高度方向も含め路も生成可能なモデルを開発した。また，悪天回避の判断た体積で比較しており，空域の上限が定められていない場

は最終的に運航者の状況判断に委ねられるため，悪天の強合は FL450 として求めた。また，エコー強度については

度および通過時間と燃料消費量に関するトレードオフ関10 mm/h 以上を有効とした（画像中のおおよそ緑～赤の領係を経路生成に反映できるモデルとした。図１に開発した域）。画像の気象状況と悪天率は直観的に対応しているこ

悪天回避モデルによる経路生成例を示す。時々刻々と変化とがわかる。

する悪天域に対し（図の悪天域は初期状態），最小の燃料

また，TEPS（航空路管制処理システム）の管制官運転消費となる経路や悪天域を極力迂回する経路など，ユーザ

情報より，空域容量に影響する悪天起因のデビエーションの嗜好性に応じた様々な経路を生成できることがわかる。

に関する管制指示を抽出した。図３に 2021 年 5 月～2022

実際の航跡に近い経路も生成できることから，以前の悪天

年 1 月の日中時間帯における関東西セクタ（T12）および回避モデルと比較してより現実的なモデルを開発できた

武蔵セクタ（T13）の取り扱い機数に対するデビエーショと言える。

ン割合を示す。ここで，デビエーション割合は T12 および T13 の取り扱い機数（両セクタ統合運用時を含む）に

3.2

国内外の動向調査および運用判断指標候補の評価

対して内容は問わずに悪天事由で何等かの管制指示を受（運用判断指標の算出）

けた航空機数の割合と定義した。左軸の棒グラフが機数を

気象観測データである全国合成レーダーエコーGPV を表し，積み上げ量の取り扱い機数に対して悪天事由の管制用いて，軌道に沿ったエコー強度の値や空域に占める悪天

指示を受けた航空機数は赤色の部分である。また，デビエ域の割合を求めた。一例として，図２に 2018 年 7 月のあーション割合を右軸の黒の折れ線グラフで示した。図３よる 1 日における首都圏北部の空域に対する悪天率を示す。

り，T12＋T13 では夏季にデビエーション割合が高い傾向

青線が関東北セクタ（T03，画像中の左の空域），赤線がにあるとわかる。また，日によっては T12＋T13 を飛行す

常州セクタ（T07，画像中の右の空域）における悪天率のる航空機の約 6 割が悪天の影響を受けていたこともわか

T03

T07

5

悪天率 [%]

4

3

2

1

0
0:00

3:00

6:00

9:00

12:00

15:00

18:00

時刻
図２

空域（左：T03，右：T07）に対する悪天率の算出例

-15-

21:00

図３

2021 年 5 月～2022 年 1 月の日中時間帯における関東西セクタおよび武蔵セクタの取り扱い機数（両セクタ統合運用時を含む）に対するデビエーション割合

る。対象期間における日数 246 日に対し，1 日の取り扱い

ENRI 研究開発の進捗報告，”CARATS 第 45 回 ATM

機数の平均は 398.9 機，悪天事由の管制指示を受けた航空

検討 WG／第 46 回航空気象検討 WG 合同 WG，2021

機数の平均は 26.2 機であった。したがって，デビエーシ

年 9 月．

ョン割合の日平均は 6.6％（最大値は 59.6％＝215 機／361[3]“レーダーエコーに基づく航空
中村陽一，瀬之口敦，

機×100）であった。今後，対象日の増加や平均を求める機の悪天における回避経路の生成，”第 59 回飛行機

範囲の精査などを行い，統計量の向上を図ることが重要でシンポジウム，2021 年 11 月．
[4]

ある。

岡恵，古賀禎，瀬之口敦，“航空交通データの収集・整備・提供，”日本航空宇宙学会誌 69 巻 12 号，2021

3.3

年 12 月．

研究用評価システムの開発（予報値入力への対応）[5]

研究用評価システムで気象データとして航空悪天 GPVof Aircraft Routes under Severe Weather Conditions,”も取り扱えるように機能向上を実施した。
また，セクタの通過判定機能や航跡差の算出機能など，
これまでに開発してきたシステムの表示系の高度化および初期的なデータ解析機能の追加によりシステム全体の性能を向上させるための各種プログラム改良を合わせて
実施した。

４．まとめ
次年度は，航空悪天 GPV を用いた悪天回避経路生成について検討するとともに，セクタにおける悪天率と取り扱
い航空機数やデビエーション割合との関係性を分析する。
また，検討・分析結果を関係者から評価していただくための仕組みを開発する。

掲載文献
[1]

中村陽一，瀬之口敦，“航空機運航における気象要因の定量化に向けた研究，”第 144 回日本航海学会春季
講演会，2021 年 5 月．

[2]

Yoichi NAKAMURA, Atsushi SENOGUCHI, “Modeling

瀬之口敦，平林博子，中村陽一，“CARATS 施策 MET-4
および TBO-2（旧 ID：EN-6 および OI-15）関連の-16-

2022 AIAA SciTech Forum, Jan. 2022.

国際交通流の円滑化に関する研究【重点研究】

担当領域
担当者

航空交通管理領域〇ブラウン

マーク，平林ビクラマシンハ
研究期間

博子，

ナヴィンダ

キトマル，虎谷大地，村田暁紀

令和 3 年度～令和 6 年度

１．はじめに来の ICAO 飛行計画に代わって，軌道を共有し管理する

アジア地域の経済成長に伴い，アジア太平洋地域の航FF-ICE (Flight and Flow Information for a Collaborative

空需要は拡大している。また，国際航空輸送において，

Environment)を開発している。また，ATFM に関する情報

地球温暖化対策として環境への負荷を低減させつつ，容も同様に発展している。本研究ではこれらの議論の場で量拡大及び効率化が求められている。福岡飛行情報区

ある ICAO ATMRPP（Air Traffic Management Requirements（Flight Information Region: FIR）は，日本と諸外国を結ぶ

and Performance Panel）に参加し，コンセプト開発に貢献

国際線だけでなく，アジア諸国と北米を結ぶ多くの上空する。

通過機が飛行する。国際線の運航は複数国を経由するた

日本，韓国，中国及び米国間では多くの国際線が飛行

め，各国の空域，滑走路，地上インフラストラクチャ等する。本研究では，これらのアジア三か国間での国際の航空交通管理（Air Traffic Management: ATM）に関わる

ATFM に関して必要な情報交換の明確化及び ATFM 手法

リソースの管理に関して，日本と近隣諸国との協力が重とそれがもたらす効果について検討を進める。また，北要となってくる。以上のことから，日本及び近隣諸国間

太平洋運航の円滑化のため，日米航空管制調整グループ

での効率的かつ効果的な国際航空交通流管理（Air Traffic

会議（Informal Pacific ATC Coordination Group: IPACG）に

Flow Management: ATFM）が必要である。

貢献し，北米〜アジア間における FF-ICE 導入推進活動に

空域，滑走路等の ATM リソースに関して，その需要がも貢献する。

容量を超過すると，発生した遅延は航空ネットワークを通して広く伝搬し，効率及び処理能力を著しく低減させ

３．研究成果る。 ATFM は，需要と容量を監視し，予想需要が高くな

本年度は，FRA 運用モデルの構築，フリールーティン

ると，公平性を保ちつつ，最大の処理能力で最小の損失グ算出機能の実装，フリールーティング便益指標の調査，となるように，空域利用者間に容量を割り当てることで及び国際 ATFM 方策の調査を実施した。

ATM リソースを管理することを目指す。
3.1 FRA 運用モデルの構築に関して
先行研究で実施した FRA コンセプトを基に，国内線の２．研究の概要
本研究の目的は，隣接 FIR を含め国際線が利用する空FRA 設計について詳細分析を実施した。国内空域におい域の容量と効率を向上するとともに，国際交通流の効率て下限高度を FL335 とする高高度空域を FRA と仮定し，的な管理手法について検討することである。

国内線に締める割合の多い 10 便を対象とした。

先行研究では，より効率的な空域運用として，フリー

図１は東京国際空港から那覇空港の飛行計画経路（点ルート空域（Free Route Airspace: FRA）を福岡 FIR に導入

線）とレーダ航跡の例を示す。航跡データを使用し，タすることを提案した。本研究では，交通流解析，空域設ーミナルレーダー空域の入域並びに出域点及び訓練試験

計等により FRA コンセプトをより洗練させ，定量的な便空域等の制限空域を回避するための中間点を設計した。

益評価から課題を明示し解決策を提案していく等，引き

多くの場合，既存の RNAV 経路はすでに理想的な経路に続き FRA について検討する。

近い飛行計画経路を可能となる経路設計であったが，そATM の方向性は，関係者間で詳細かつ正確な軌道情報のような場合であっても一部ショートカットが確認され，を共有する軌道ベース運用へと移行している。これを可経路短縮の余地があることが確認された。また，中間点能とするための技術として，国際民間航空機関

により，制限空域との間の干渉域を最小とすることが可（International Civil Aviation Organization: ICAO）は，必要能となり，FRA 設計によりさらなる最適化の可能性があな情報を電子的に交換するための標準と手順として，従る。FRA は各飛行の飛行計画距離を大幅に減らすことは-17-

ないかもしれないが，多くの交通が少しずつ効率的な飛行計画経路となることで，全体として大きな便益をもたらすことが想定される。また，飛行計画経路と実際の飛行軌道との差を減らすことは，軌道予測制度の向上にもつながると言える。

図２

左：現在，北太平洋上空の空域は５本の NOPAC 航

空路と固定航空路がないフレックストラック空域（赤）に分けている。右：FRA を導入することによりフレック
ストラック空域を NOPAC 経路の空域に拡大することを提
案した。

3.2

フリールーティング算出機能の実装

より現実的な交通シミュレーションを実現するために開発中の，飛行軌道生成ツールを改良した。本研究では，
飛行計画経路を作成するために，ダイクストラ法の最短経路探索を用いたグラフ探索による最適経路計算を実施
する飛行軌道生成ツール開発している。令和 3 年度は，
より現実的な軌道生成のために，初期上昇及びステップ
クライムの計算機能を追加した。また，燃料消費量だけ

図１ 国内便の FRA 設計のための分析例：羽田空港からでなく，航行援助支援料を含む総コストの最適化経路が那覇空港。黒い点線は飛行計画経路，赤線は高高度計算可能となるようツール機能を拡張した。

（FL335 以上）のレーダ航跡，グレー線は FL335 以下のレーダ航跡を示す。緑色の網掛けは訓練空域，赤い網掛け

3.3

は制限空域を示す。

フリールーティング便益指標の調査

ATM システムを効率的に運用するには，希望する航空機の軌道が競合する場合，ステークホルダーに対して便

IPACG で は PBCS（Performance-Based Communication

益と割当機軌道のトレードオフ関係を考慮する必要があand Surveillance）による管制間隔短縮化を活用した図２

り，空域に対しては，安全性を確保しながら公平性を保（左）に示す NOPAC 経路の再構築を議論している。本研

つ必要がある。 また，空域容量と安全性を維持しながら，

究ではこの検討を支援するために，長期的視野により図需要が高いときに最大化することが好ましい。効率低下２（右）に示す NOPAC 空域への FRA 導入を想定したフを回避する観点から，システムは不確実性に対して妥当ァストタイムシミュレーションを実施した。シミュレーなマージンを提供する必要もある。 そのため，さまざまション結果から，将来のさらなる管制間隔短縮を想定しな利害関係者を考慮して，空域と ATFM のパフォーマン

た場合，個々の飛行における効率的な飛行計画経路の運スを評価する方法を検討する。今年度は EUROCONTROL

用と交通の集中による管制間隔欠如の回避が両立可能で

で 用 い ら れ て い る 空 域 モ ニ タ リ ン グ 指 標 や Dynamic

あることが示された。

Density 法，航空機同士の軌道の離れ度合いをベクトル場
として指標化した方法など従来手法の利点や特徴についてまとめた。国際交通流は主に高高度における交通流であるため，高高度における適切なセクタ分割やセクタ内のモニタリングに資する指標であることが望ましい。更に，将来的な需要の増加による管制負荷増加の対策方法と一つとして期待される Dynamic Airspace Configuration（DAC）においても活用される指標として利用されるよう開発を進めたい。

-18-

3.4 国際 ATFM 方策の調査
国際 ATFM を検討する際，近隣諸国との交通流及びそれに起因する問題点等の情報を収集し，関係者間で共有することが重要である。本研究では，韓国，中国の大学，
研究機関と共同研究契約を締結し，国際 ATFM に関する各国の状況及び課題について情報交換を開始した。

４．おわりに
FRA コンセプトをより具体化し，空域利用者及び ATMの両視点からその性能を評価するのに適した指標を用いて，今後も効率的な交通流について検討を続けていく計画である。国際 ATFM データ交換に関する情報収集及び交通流制御の様々な手法の検討も引き続き実施する。

掲載文献[1] M. Brown, H. Hirabayashi, K. Lee, “An Analysis of Flight
Routes and Considerations for Free Route Airspace
Implementation in Fukuoka FIR”, Proc. 2021 Asia-PacificInternational Symposium on Aerospace Technology(APISAT2021), Jeju, Korea.
[2] 水津 晴隆，平林 博子, ブラウン マーク，武市 昇, “洋上経路を飛行する航空機の上昇位置の分析”, JSASS 第59 回飛行機シンポジウム.
[3] H. Hirabayashi, M. Brown, N. Takeichi, “Feasibility Studyof Free routing Airspace Operation over the North Pacific
Airspace”,

Fourteenth

USA/Europe

Air

Traffic

Management

ResearchandDevelopment

Seminar(ATM2021).
[4] H. Hirabayashi, “A Flight Route Generation Tool top
Evaluate Oceanic Operations”, IPACG Providers Meeting
26, May 2021.

-19-

AMAN/DMAN/SMAN 統合運用に関する研究
担当領域
担 当 者

航空交通管理領域○伊藤 恵理，大津山 卓哉，蔭山 康太, 山田 泉, 村田 暁紀, 青山 久枝

研究期間
1.

【重点研究】

令和 3 年度～令和 6 年度
3.1.

はじめに

到着・出発・空港面管理機能の要素分析

大規模空港の近傍では, 航空交通流の輻湊の解消が大き

航空交通管理システムの設計は, 実装の対象とする空港な課題である。特に, 滑走路は航空交通のボトルネックでとその周辺空域の環境に依存する。そこで本研究は,あるため, 到着交通の管理機能（AMAN: Arrival Manager）

AMAN/DMAN/SMAN 統合運用の実装を目指す首都圏空港

は, 出発交通の管理機能（DMAN: Departure Manager）と統を対象に, 初年度は羽田空港の到着・出発・空港面の各種合して効率的に運用する必要がある。さらに, 滑走路とス

航空交通データを収集し, データを活用して現状を分析しポット間では, 航空機が安全かつ円滑に走行できるよう,た。そして, AMAN, DMAN, SMAN 各要素の機能について,

空港面での交通管理機能（SMAN： Surface Manager）が求それぞれの課題を明らかにするとともに, 統合運用の性能められる。ICAO GANP および CARATS (OI-23-1 空港運用を定量的に評価する指標を設計した。

の効率化)にも, AMAN/DMAN/SMAN 各機能の性能向上と統合運用の実現を目指した計画が明記されている。

さらに, 統合運用による機能向上のために, 到着機の滑走路着陸時刻および出発機の地上走行時間を予測する機本研究では，到着・出発・空港面の航空交通の管理機能

械学習（エラスティックネット・回帰木等の応用）モデル,（AMAN/DMAN/SMAN）を統合する航空交通管理システ

エンルート空域において到着機の速度制御と滑走路割り

ムの設計と効率的な運用方法を研究開発し, 我が国におけ振りを戦略的に決定する多目的最適化モデル, 滑走路端にる導入に必要な要件を明らかにする。さらに, 欧州およびおける出発待機時間を予測する時変流体待ち行列モデル

ASEAN 地域の研究機関・国内メーカーと連携して, 運用（図 1 参照）を構築し, 理想的なスポットアウト時刻推定手法の実現性を評価するシミュレーション実験を実施し,手法および滑走路使用率を最大化する出発管理手法を提社会実装に向けた課題解決を目指す。

案した。データと比較して各モデルの妥当性を検証するとともに, 到着・出発・空港面の統合運用を模擬するファス

2.

トタイムシミュレーション環境を構築し（図 2 参照）, シ

研究の概要
本研究は 4 カ年計画であり，初年度である令和 3 年度はミュレーション実験により提案手法の有効性を確認した。

以下の内容を行った。

具体的には, AMAN/DMAN 統合運用により, 対象とする到①

到着・出発・空港面管理機能の要素分析

着機 1 便あたり 5 分程度の遅延・地上走行時間を削減可能②

シミュレーション実験の準備であること, DMAN/SMAN 統合運用により, 滑走路 1 本あ③

技術動向調査と運用分析たり年間約 1 キロトンの燃料消費量の削減効果が見込めることなどを示した。

3.

研究成果
令和 3 年度は, 首都圏空港の到着・出発・空港面における各種航空交通データを収集し, ボトルネックの分析と解決方法を提案するために, 数理モデル・ファストタイムシ
ミュレーション環境の構築と初期評価を行なった。さらに,
AMAN/DMAN の統合運用を評価するヒューマンインザル
ープシミュレーション実験環境を構築し, 羽田空港に到着する航空交通流を管制するエンルート空域における航空管制を模擬するデモを行なった。また, ICAO SP AIRB WGに参加し, 本研究成果に基づき, ICAO PANS-OPS 案の執筆

図 1 時変流体待ち行列モデルによる出発待機時間の予測

および改訂に貢献した。

右：スポットアウト時刻より, 出発待機（待ち）時間を推
定 左: 提案モデルが現状の RW05 出発待機時間を模擬-20-

エンルート管制卓を模擬するヒューマンインザループシ
ミュレーション実験環境を構築し, 管制経験者が参加する評価実験を予定している。
本年度は, ユーロコントロールイノベーションハブ（フランス）の協力のもと ESCAPE Light ヒューマンインザル
ープシミュレータをシミュレーションエンジンとして活用し, 国内開発メーカーおよび大学と共同で, 東京管制部が管轄するエンルート空域を対象としたシミュレーショ
ン実験を構築した。対象空域における航空交通流を模擬した初期デモンストレーションが成功した。引き続き, 次年度以降も実験準備を継続し, 速度制御コマンドの表示機能などを追加する予定である。
3.3.

技術動向調査と運用分析

ICAO SP AIRB WG に参加し, AMAN を活用する ASA（Airborne Surveillance Application）方式である IM（IntervalManagement）について, ICAO PANS-OPS（図 3 参照）の原案を執筆した。本研究成果に基づく知見を反映した原稿案が採択され, ICAO PANS-OPS 改訂作業にも参加した。次年
度以降も改訂が行われるため, 引き続き, 作業に参加する予定である。

図 2 羽田空港を対象とした AMAN/DMAN/SMAN 統合運用の評
価用シミュレーション実験環境
上：福岡 FIR を飛行する羽田空港への飛行経路を実装
下：北風運用を模擬した空港面シミュレーション実験結果が表す航跡

こ の よ う に ,本 年 度 に 予 定 し て い た

AMAN/DMAN/SMAN 管 理 機 能 の 要 素 分 析だ け で な く ,AMAN/DMAN, DMAN/SMAN 統合運用の初期検討も実施
し, 研究成果の一部を査読付き論文 5 件, 複数の学会発表等にまとめた。次年度以降は, 本年度に構築した数理モデ
ルおよびファストタイムシミュレーション実験環境を発展させ, 統合手法の検討を進める。
図 3 ICAO PANS-OPS (doc 8168)
3.2.

シミュレーション実験の準備

先行研究より, 羽田空港に到着する航空交通流に適用す

また, AMAN/DMAN/SMAN 統合運用にかかる論文・技術

る AMAN の対象を, 空港から 150NM 以上離れた空域に拡

資料等を調査した。羽田空港だけでなく, 成田空港を対象

大し, 戦略的な速度制御と滑走路割り振りをエンルート空に, 令和元年 9 月から令和 2 年 2 月までの 36 日分の飛行域で実施することにより, 航空機の到着交通流全体の待ち計画, 航跡データ, スポットアサインメントチャート等を時間を削減し, ターミナル空域における渋滞を回避するこ

収集し, 到着・出発・空港面データの分析を開始した。次とが明らかになった。本研究では, 提案した AMAN の実

年度以降も, 羽田・成田空港を対象とした調査と運用分析装を模擬し, 管制運用の現場に適用可能か評価するため,を継続する予定である。

-21-

4.

ための新たな航空交通モデルの開発”，計算工学会誌

まとめ

特集記事, 2021.

本年度は, AMAN/DMAN/SMAN 機能の要素分析だけでなく, 統合運用の初期検討を実施し, シミュレーション実[10] Eri Itoh,

Furuto Kato, Koki Higasa and Michael Shultz,

験環境を構築した。ICAO 等の国際基準策定会議に参画す“DESIGNING AIRCRAFT TRAFFIC FLOWS USING

るだけでなく, 研究成果を複数の学術論文にまとめて刊行

DATA-DRIVEN QUEUING MODELS” Proceedings of

した。文献およびデータを収集し, 技術動向の調査と運用

ICAS, 2021.
[11] 関根將弘，立川智章，藤井孝藏，伊藤恵理“セルオー

分析を行なった。

トマトンを用いた航空交通流の多目的巡航速度最適

本年度の研究成果をもとに, 次年度は首都圏空港の空港
面および到着・出発の航空交通流を統合して効率的に運用化”，第 20 回進化計算学会研究会講演集，2021.

するためのシステムの機能要件と運用について研究を進[12] 日笠航希，伊藤恵理，“Gt/GI/st+GI 待ち行列モデルをめる。さらに, 統合した管理機能を評価するため, シミュ用いた航空機の到着交通流の分析および制御“，第 59

レーション実験の準備を継続する。

回飛行機シンポジウム講演集，2021．
[13] 森川暢明，伊藤恵理，矢入健久，“航空機の到着時刻

掲載文献

予測に適した機械学習手法の検討”，第 59 回飛行機

[1]

シンポジウム講演集，2021．

Eri Itoh, Mihaela Mitici and Michael Schultz, “ModelingAircraft Departure at a Runway using a Time-varying Fluid[2]

Queue”, Aerospace 9(3) 119, 2022.

習を用いた航空機の地上走行時間予測の検討”，第 59

伊藤恵理，” 航空交通管理にデジタル変革をもたら回飛行機シンポジウム講演集 2021．
[15] 関根將弘，立川智章，蔭山康太，伊藤恵理，“東京国す研究開発”， ENRI 国際ワークショップ, 2022.
[3]

Katsuhiro Sekine, Tomoaki Tatsukawa and Kozo Fujii,

際空港の到着機を対象とした滑走路割り振りのシミ“Preliminary Study of Multi-objective Air Trafficュレーション評価“，第 59 回飛行機シンポジウム講

Optimization for Devising Speed Control Strategy by

演集，2021．

Using Rule-based Simulator”, Proceedings of AIAA
[4]における FIM 速度制御による到着時間間隔の調整“，

李家賢一，伊藤恵理，“海空宇宙の COVID-19 対応と第 59 回飛行機シンポジウム講演集，2021．
[17] Eri Itoh, Katsuhiro Sekine, Furuto Kato and Kota

本学術協力財団, 2022.

Kageyama, “Integrated Arrival, Departure, and Surface

Katsuhiro Sekine, Tomoaki Tatsukawa, Eri Itoh and Kozo

Traffic Simulation at Tokyo International Airport”, AirTOP

Fujii, “Multi-objective takeoff time optimization using

User Conference, 2021.

cellular automaton-based simulator”, IEEE Access,9[6][16] 加地信一朗，高橋正樹，伊藤恵理，“エンルート空域

Aviation Forum, 2022.
今後のパンデミック対応に向けて”，学術の動向，日[5][14] 加藤古都，伊藤恵理，蔭山康太，伊藤恵理，“機械学[18] 関根將弘，立川智章，藤井孝藏，伊藤恵理，“多目的79461-79476 2021.

最適化と決定木を用いたエンルート交通流における

Katsuhiro Sekine, Furuto Kato, Kota Kageyama and Eri

速度制御戦略の抽出”，進化計算シンポジウム講演集,

Itoh, “Data-driven Simulation for Evaluating the Impact of

2021

Lower Arrival Aircraft Separation on Available Runway[19] 伊藤恵理, 航空交通管理におけるデジタルツイン処理”，日本シミュレーション学会誌, 2021.

and Airspace Capacity,” Aerospace 8(6) 165, 2021.
[7]

Michael Schultz, Daniel Lubig, Ehsan Asadi, Judith
Rosenow, Eri Itoh, Srinivas Athota and Vu N. Duong“Implementation of a Long-Range Air Traffic Flow
Management for the Asia-Pacific Region,” IEEE Access,vol. 9, pp. 124640-124659, 2021.

[8]伊藤恵理，大津山卓哉，” Proposals for IM section in the
PANS-OPS”, ad-hoc AIRBWG meeting, ICAO, 2021.

[9]

立川 智章，関根 將弘，藤井 孝藏，伊藤 恵理，都築怜理, 柳澤 大地, 西成 活裕, 安福 健,“全体最適の-22-

管制支援機能が管制業務作業量に及ぼす影響に関する研究【指定研究】

担当領域
担 当 者

航空交通管理領域○平林

研究期間

博子，瀬之口敦，ビクラマシンハ ナヴィンダ

キトマル，虎谷大地，村田暁紀

令和 2 年度～令和 5 年度

１．はじめに・管制業務作業量の実測及び定量化の検討

安全かつ効率的な航空交通流形成のためには，安全に航空管制業務（以下，管制業務）を遂行できる交通量を適切

３．研究成果に管理していくことが必要であり，交通量が増大するほど

3.1 管制支援情報及び支援機能の調査及び定量化の検討

航 空 交 通 の 容 量 管 理 は 重 要 と な っ て く る 。 CNS

訓練シミュレーターを使用した模擬運用の動画を基に，（Communications Navigation and Surveillance）の発展によ

我が国の容量管理に使用されている MMBB（Modified-

り物理的な容量（例えば空域あたりの航空機数）は増加す

MBB（Messerschmidt, Bölkow und Blohm））法の課題についるが，安全に航空管制が遂行できるかどうかは管制業務のて整理した。動画解析の結果では従来の MMBB 法の 15 イ

ワークロードに依存する。管制業務は航空管制官の知識及ベントのうち 9 イベントが抽出された。イベントの定義は

び経験からの推測やそれに基づく判断に頼るところはあ

システム及び運用の変化に伴い更新する必要がある。しかるが，円滑な管制業務のためにコンピューターによる自動し，不測の事態への対応，動画解析で多くみられた複数イ化やシステム支援機能の活用は日々検討され導入されてベントの組み合わせ等を考慮すると，全てのイベントを網いる。一方で，定期的なメンテナンスやシステム障害時等羅することは困難である。また，将来運用として検討されは，自動化や支援機能を活用することなく管制業務を遂行ている動的にセクターを変化させる弾力的な運用では，各しなければならない。適切な容量管理のためにも，自動化

イベントの頻度及びセクター内平均滞在時間が変化し，従や支援機能がもたらす管制業務の見える化（可視化，定量来の手法が使用できなくなることが考えられる。そこで，化）が求められている。

管理すべき数値を少なくすべく，パラメーターを少なくしたタスクロード算出を試みた。試算では，イベントの区別をすることなく，動画解析より得られたイベントから算出

２．研究の概要
本研究の目的は，容量管理のために，自動化や支援機能した平均通信時間を「ひとつの管制業務を実施するのに必がもたらす管制業務作業量を定量化することである。支援

要な通信時間」とし全てのセクターに適用することを想定

機能の有無による相対的な管制業務作業量の差を求める

し，考慮時間を含めない以下の 3 つのタスクロードを算出

ことで，支援機能の効果の定量化を試みる。

した。①従来の容量値算出同様管制下時間を考慮する計算，

管制業務作業量は使用システム及びシステムに含まれ②航空機機数を考慮する計算，及び③新たな入域機数のみる支援機能に大きく依存する。また，我が国で採用されてを考慮する計算，である。従来の手法を基準に考えるならいる航空路管制業務における容量管理では，管制業務作業

ば，算出方法を寄せている①が最も従来傾向と同等な結果

量が考慮されている。以上のことから，まずは現状の航空が得られた。機数のみを考慮した他の 2 試行では，管制下路 管 制 情 報 処 理 シ ス テ ム （ TEPS; Trajectorized En-route

機数を考慮すると過大評価の傾向があり，また，新たに発Traffic Data Processing System）及び航空路管制業務の航空生する入域機数のみを考慮するとセクター空域の広さの交通流制御アルゴリズムに関する調査・把握が基礎となる。

影響を大きく受ける傾向が示された。図 1 に動画解析より

また，作業量の計測のための管制経験者参加型の実験を実得られた管制下機数及びワークロード並びにタスクロー

施するため，計測機能を付加した管制支援機能模擬ソフト

ドの一例を示す。今後，主観的な評価と組み合わせたシミ

ウェアの開発を進めている。令和 3 年度の研究においてュレーションを実施することで，妥当と思える容量値が得は，以下を実施した。

られるのではないかと考える。
3.2 管制業務作業量の計測手法の検討及び開発・管制支援情報及び支援機能の調査及び定量化の検討

管制業務作業量の計測においては，人的要因の考慮も必・管制業務作業量の計測手法の検討及び開発

要であることから，本項目は，公募型研究課題「航空路管・作業量計測のための支援機能を模擬するソフトウェ

制業務におけるチームワークロードの計測手法の研究」に

アの改修

-23-

おいて筑波大学と協力して進めている。本年度は，無作為今回使用した主観評価手法はおおむね評価に利用できるに抽出した 16 名の男女が参加する実験を，筑波大学自作ことが示された。また，チームワークロードが個々のタスシミュレーターを使用し実施した。実験での作業量の計測

クワークロードの和ではないことが確認された。ただし，手法として，Team Workload Questionnaire（TWLQ）及び明確な結論を得るためには実験を継続，標本サイズを大きInclusion of Other in the Self（IOS）スケールの二つの主観くすること等が必要とされ，次年度も継続し実施すること的評価を使用した。IOS スケールを図 2 に示す。結果から，

となった。
3.3

作業量計測のための支援機能を模擬するソフトウェ

アの改修及び管制業務作業量の実測及び定量化の検討
管制業務を計測するため，管制支援機能を模擬するソフ
トウェアの開発を進めている。本年度は，運用模擬に必要な管制下機の概念の反映及び試行中に交通量の増加等シ
ナリオを変更させる機能を整備した。管制経験者による試行を実施し，次年度の実験に必要な機能の整理及び交通シ
ナリオについて検討した（図 3）。
４．まとめ

15 分間の管制下機数及びワークロード並びにタスク
ロードを 1 分毎に示す。管制下機数は棒グラフで出発
機（水色），上空通過機（灰色）及び到着機（サンゴ色）に色分けして示す。ワークロード及びタスクロー
ドは折れ線で示す。それぞれ，従来の手法で算出した
ワークロード（青色），①考慮時間を含めず一つの単価を使用して算出したタスクロード（赤色），②管制
下機数を考慮したタスクロード（水色）及び③入域機数を考慮したタスクロード（ピンク色）である。提案
タスクロードは考慮時間を含めないため，従来値より一定量低い傾向となることを考慮すると，①における傾向が従来値に最も合っている。

支援機能の定量化は的確な容量管理及び航空交通流制
御アルゴリズムの高度化に資するものである。本年度は，従来の容量管理に適用されている MMBB 法に関する調査及び課題整理を進め，使用するパラメーターを少なくした
タスクロード算出を試みた。従来の値を基準とするならば，提案手法で値を寄せることは可能であるが，容量管理向上のためには主観評価との組み合わせが有効であると考える。また，支援機能を模擬するソフトウェア製作を進め評
価用システムを使用した試行実験を実施した。次年度は，

図1

動画解析より得られた管制下機数及びワークロ

公募型研究の筑波大学と協力し進めている主観評価手法

ード並びにタスクロードを応用し，容量管理向上につなげたいと考えている。また，
試行実験から抽出されたソフトウェアの必要機能を追加したうえで，評価用システムを使用した実験を本格的に実施予定である。

掲載文献[1] Sungju Maeng, Makoto Itoh, Hiroko Hirabayashi, Atsushi
図2

主観評価で使用した IOS スケール

Senoguchi, “Task Modeling in Air Traffic Control with
Trajectorized En-route Traffic Data Processing System,”
21st International Symposium on Aviation Psychology 2021,
pp.224-249, May 2021.
[2] 平林博子，“航空交通の容量管理のための航空路管制
作業量計測ツールの開発，”ヒューマンインタフェース
シンポジウム 2021，対話発表 PB3-1，2021 年 9 月．
[3] 孟成柱，伊藤誠，平林博子，村田暁紀，“管制指示コマ
ンドデータに基づく航空路セクターの分類，”第 59 回
飛行機シンポジウム，JSASS-2021-5051-1D14，2021 年

図3

評価用システムを使用した試行実験の様子

11 月．

-24-

時間管理運用における機能間の連携に着目したアーキテクチャ作成に関する研究【指定研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

航空交通管理領域
○岡

恵，蔭山

康太，森

亮太，中村

陽一，虎谷

大地，宮沢

与和

令和 3 年度～令和 5 年度
３．研究成果１．はじめに

3.1

国際的な航空交通需要の増大への対応および多様なニ

時間管理に関連する既存の航空交通システムの調査
および既存アーキテクチャの分析ーズへの的確な対応のために，軌道ベース運用への移行が求められている。軌道ベース運用においては，航空機の水本研究でのアーキテクチャ構築までの流れを図 1 に示平および垂直方向の位置情報に時刻が紐付いた四次元軌す。まず，ステークホルダーの特定として SVN（Stakeholder

道を用いる時間管理運用が行われる。軌道ベース運用の実Value Network）を作成し（図 2），本研究内で検討対象とす

現には，軌道情報を関係者全体で共有し全飛行フェーズをる範囲やステークホルダー間の関係について整理を行っ一体として管理する管制運用が必要とされている。

た。次に，ニーズの明確化を行うため各ステークホルダー

時間管理運用は単一の機能ではなく，EDCT（Expected

へのヒアリングを計画し，使用するアンケートの作成を行

Departure Clearance Time）や CFDT（Calculated Fix Departureった。アンケートでは，時間精度や管制処理容量，定時性

Time）による航空交通流制御やメタリング等の複数の機能など 11 の項目について「充足質問」と「不充足質問」をの組み合わせで実現されると考えられている。従来は各要問う狩野モデルの形で重要度を聞く形式とした。

素単体での機能検討や開発が主に行われてきたが，各要素

また，既存の管制処理システムのアーキテクチャについが相互に影響を及ぼし合う複雑なシステムにおいては，俯て，説明書やログデータを調査し，情報更新のタイミング

瞰的な視点で全体を構成する必要がある。各機能が連携し，やシステム間の情報の流れについて整理を行った。

全飛行フェーズで時間管理運用を実現するシステムアー
キテクチャの作成が望まれている。

２．研究の概要
本研究の目標は，混雑空港への到着便を対象とした時間
管理運用において，求められる要件に対し最適となるシス
テムアーキテクチャを作成することである。また，時間管理運用の一機能であり，現在導入の検討が進められている
メタリングについても，全体と整合して働くための機能要

図1

件を定義する。

アーキテクチャ構築の流れ

図2作成した SVN

本研究の分析にはシステム思考を用いる。システム思考
3.2 CFDT シャドーオペレーションの検証とは，複数の構成要素からなるシステムについて，要素間

令和 2 年度～令和 3 年度に実施されたシャドーオペレの影響や全体としての機能を分析する手法であり，複雑化ーションのデータの分析を実施した。シャドーオペレーシしたシステムにおける問題解決に有効な手法である。

ョンでは実際に航空機に CFDT を指示することはしない

本研究は 3 カ年計画で実施する。初年度の令和 3 年度は以下を行った。

代わりに， CFDT にとって重要なパラメータである，

1.

時間管理に関連する既存の航空交通システムの調査

CFDT フィックスの通過予定時刻や，受け入れ可能な最および既存アーキテクチャの分析

大・最小速度等のデータが収集された。本検証では収集さ

2.

CFDT シャドーオペレーションの検証れたデータを用いて，実際に CFDT を指示していた場合に3.

交通流管理における到着順序付け，滑走路容量に基づ

どの程度の空中遅延を達成することができたかを推定しく到着予定滑走路選択のパフォーマンス評価

た。達成可能な空中遅延を推定するために，CFDT のオペ

羽田空港・成田空港周辺空域における滞留の指標値

レーションモデルを作成した。収集データをモデルに適用（KPI08）の算出することで，妥当性のある達成可能な空中遅延の推定が可

4.

-25-

3.4

能となった。全便のデータに対して推定を行うことで，各シャドーオペレーション対象経路における空中遅延量ご

羽田空港・成田空港周辺空域における滞留の指標値（KPI08）の算出との CFDT 成功率を推定した。一例として，最も長い

これまで継続して算出してきた羽田空港・成田空港の周Route4 では 2 分の空中遅延の成功率が約 86%であった。

辺空域における混雑に起因する到着機の滞留時間の指標
値（KPI08）を令和元年度から令和 3 年度までの 3 カ年分算出した（図 5）。令和 2 年 3 月までは便数の増加に伴い滞留時間も増加する傾向があったが，コロナ禍により交通量が大幅に減少し滞留時間もほぼ 0 となった。令和 3 年
12 月では，便数が 5/6 程度まで回復したが滞留時間はコロナ禍前の約半分程度となっている。
また，CFDT シャドーオペレーションの分析から得られた経路ごとの空中遅延量と算出結果を照合し，CFDT の実施を想定した際の滞留時間への影響を試算した。

図3

3.3

CFDT シャドーオペレーション対象経路

交通流管理における到着順序付け，滑走路容量に基づく到着予定滑走路選択のパフォーマンス評価

羽田空港への到着機を対象に，滑走路選択に関する検討を実施した。実データの分析を通して，滑走路の変更は
日々不規則に実施されるものの，主に国際便をスポットに

図5

近い滑走路へ変更することによる効果が顕著であること

羽田空港の 2015 年から 2021 年までの KPI08 の推移（2018 年までは奇数月，2019 年以降は毎月算出）を確認した。また，シミュレーションモデルを構築し，到着機の最適な滑走路の割り当ておよびその効果の試算を４．まとめ行った（図 4）。最適化においては，到着機および出発機の今年度は既存システムの調査や CFDT シャドーオペレ

待ち時間，スポット位置を勘案した地上走行時間差の合計

ーションの分析，到着順序付けのパフォーマンス評価などを評価指標とした。ある到着機の滑走路の変更が他の到着を行った。次年度は時間管理運用のニーズに関するヒアリ

機や出発機の待ち時間に影響を与えることとなる。本検討ングを行いアーキテクチャ案の作成やメタリングのコンでは，その変化の様子を確認するとともに，最適な割り当

セプト洗い出しを行う。

てにすることによる待ち時間の削減効果を示した。
Sum of queuing time [min]

掲載文献
[1]

Analysis Method for Calculated Time Over in Air Traffic
Total_nom
Total_act

Flow Management, ATM Seminar 2021
[2]

Nakamura, Y. and Mori, R., A Study on Optimal Runway
Assignment Using Simulated Annealing, APISAT2021

Number of aircraft landing at runway C

図4

Toratani, D., Nakamura, Y. and Oka, M., Data-Driven[3]

宮沢与和，虎谷大地，中村陽一，森亮太，東京国際空
港到着便の滑走路運用に関する一分析，第 59 回飛行

C 滑走路への割り当て数の変更による待ち時間の変機シンポジウム，2021 年 11 月

化例（青：出発機，赤：到着機-飛行中，黄色：到着[4]

機-地上走行，マゼンタ：合計，C 滑走路への到着機が岡恵，CARATS オープンデータの概要説明，CARATS
オープンデータ活用促進フォーラム，2021 年 12 月

出発機と干渉するため，C 滑走路への割り当て便数が[5]増加するほど出発待ちが増加する）

岡恵，additional time in terminal airspace(KPI08) と最大可能調整幅，CARATS 軌道ベース運用検討アドホック会合，2021 年 12 月

-26-

進入方式等の効率向上に関する研究【指定研究】
担当領域
担 当 者
研究期間

航空交通管理領域○森亮太，天井治，虎谷大地，村田暁紀

令和 3 年度～令和 4 年度
2.2 不安定進入の要因推定

１．はじめに航空交通の増加とともに，航空機の運航効率化は喫緊のAI は近年注目を浴びているが，航空業界への適用事例課題である。航空交通管理として，ゲート出発からゲートは多くない。本研究では，その適用事例の一つとして，不到着までのすべてのフェーズでの運航効率化が検討され

安 定 進 入 の 要 因 推 定 を 行 う こ と と し た 。 Stabilizedているが，それぞれのフェーズにより，その効率化策は異approach(安定進入)とは，着陸前に航空機を安定させ，安なるため，それぞれのフェーズにおいて適した効率化策を

全な着陸を行うためのコンセプトである。過去に不安定で選択した上で，研究を実施することが必要である。その一あったことが原因のインシデントや事故も報告されてお方で，効率化を追求すると，安全という視点が抜け落ちてり，現在ではほぼすべての航空会社が安定進入による運航

くる傾向がある。安全性の向上も，効率化と同様に重要なを推奨している。しかしながら，状況によっては不安定進課題であると言える。

入やそれに近い状況になることがあるため，本研究では不本研究では，主に進入時の運航に焦点をあて，複数の観安定な状況とその他の要因との関連性を調べることで，不点からの研究を実施する。具体的には，1.方式設定の自動安定進入を減らすことを目的として実施する。

化による効率向上，2.不安定進入の要因推定，3.空域の安2.3 空域の安全性評価の実施および国際貢献

全性評価の実施および国際貢献，である。

新たな空域利用や飛行方式の設定などを行う場合には，
２．研究の概要

安全性を担保するための評価が必要である。ICAO 文書の2.1 方式設計の自動化による効率向上

PANS-OPS や PANS-ATM などで規定されている条件を満

航空機の進入・着陸に使用される飛行方式は，ICAO 文

たしていれば，事前の安全性評価は不要な場合もあるが，書である PANS-OPS や PBN Manual に規定されている。従

空域の安全性は当該国の航空当局が担保する必要がある

来は VOR 進入や ILS 進入といった経路の自由度の低い方とされており，その評価を継続的に実施可能な体制を構築

式が多かったが，近年では，RNP 進入や RNP AR 進入とすることが必要である。

呼ばれる柔軟な進入方式が本邦でも数多く導入され，また

電子航法研究所では，航空機間の管制間隔を設定するたRNP to xLS と呼ばれる新たな進入方式の導入も今後期待

めの数学的な安全性評価の取り組みを継続的に実施してされるところである。

おり，ICAO SASP (Separation and Airspace Safety Panel)や本邦の飛行方式は国土交通省航空局にて設計を行ってFATS (Future Air Transportation Systems) WG などで，新たいるが，その安全性を担保するため，先の ICAO 文書をもな国際ルールの策定のための国際貢献を行ってきた。それとに細かな設計ルールが決められている。そのため，方式とは別に，本邦で実施が必要な安全性評価についても，技設計の支援ツールとして本邦では PANADES，海外では術的な協力を行ってきた。本研究では，引き続き安全性評

FPDAM といったソフトウェアがあり，これらを用いた方

価手法の実施や国際貢献を行っていく。

式設計が広く行われている。しかしながら，これらのソフ
トウェアでは，設計した経路が設計ルールを満たしている

３．研究成果かどうかの確認は行うことができるものの，経路を自動で

3.1 方式設定の自動化による効率向上

設計してくれるようなものではない。従来方式においては，

方式設計を自動化するといっても，自動化できる設計要

設計の自由度が低かったため，最適な経路を作成するのは素はいくつか存在する。まず，ウェイポイント配置があげ

比較的容易であった。しかし，近年の飛行方式は設計の自られるが，その他にも降下角，FAF 高度，速度制限，など

由度が高く，現在公示されている経路よりもより効率的な様々にある。ここでは，まず初期段階として，ウェイポイ

経路を設定することのできる可能性が残されている。設計

ント位置のみを自動で設計し，降下角などのパラメータは者のワークロードも考慮すると，飛行方式設計の自動化は事前に決定し，設計ツールの入力とすることを想定する。

世界的にも少なからずニーズがあると考えられる。本研究

また，山岳地帯などについては，地上の障害物との間隔基

では，経路設計の自動化ツールの開発を目的とする。

準も満たす必要があるが，海上空港では比較的そのような制約が少ない。ここでは，海上空港など障害物の制約が少-27-

ないモデル空港を設定し，それをケーススタディとして設ることがわかった。現在は，高度選択が従来と同じで，利計してみることとする。まずは，図 1 のような形で，経路用可能高度に制約があるが，それを撤廃することも検討さの定義を行う。そして，ここで定義されたパラメータを，れる予定となっている。

経路が最短となるように最適化を行う。ここでは，遺伝的
掲載文献

アルゴリズムの使用を検討した。今後は，実際の空港において計算を実施し，既存方式との比較を行う予定である。

[1]

Mori, R., (2021) “Anomaly detection and cause analysis
during instrument landing system approach using
recurrent

neuralnetwork,”

Journalof

Aerospace

Information Systems.
[2]

Mori, R., (2021) “Consideration of Ground Speed
Distribution,” ICAO Separation and Airspace Safety
Panel (SASP/3), IP/02.

[3]

Gillet, Y., Mori, R., (2021) “ETA and Wind Prediction
Accuracy

図1

Improvement

Using

Numerical

Weather

Forecast and Aircraft Surveillance Data,” 2021 AIAA

飛行方式の経路の定義

Aviation Forum.

3.2 不安定進入の要因推定[4]

不安定進入は，様々な要因により発生し，環境要因によMori, R., (2021) “Analysis of Pilot Operational Strategy

るもの(主に風など)，の他に，パイロット要因など多岐にDifference Using Neural Network,” 32nd International

わたる。しかし，不安定進入の原因が風による場合はそのCongress on the Aeronautical Sciences (ICAS 2021).
[5]

回避が根本的に難しいのに対し，パイロット要因など改善

森亮太「航空路と出発・進入方式」用語解説(えあろ可能な環境要因の場合は，その対策を講じることができる。

すぺーす ABC)，日本航空宇宙学会誌 69 巻 9 号，pp.

本研究では，回避の難しい環境要因として風を取り上げ，281，日本航空宇宙学会，2021.

風による影響を打ち消したうえで，相対的に安定なもの，[6]

森亮太「性能準拠型航法(PBN)」用語解説(えあろす

不安定なものを同定する手法を，ニューラルネットワーク

ぺーす ABC)，日本航空宇宙学会誌 69 巻 10 号，日本(NN)により開発した。

航空宇宙学会，2021.
[7]

本年度は，航空機の進入時の速度履歴に着目し，進入タ

Mori, R., (2021) “ATM research using machine learning

イプの分類を NN により行った。進入速度が高いものからor artificial intelligence, ” Future Air Transportation

低いものにかけて，大きく 5 つにわけられた。その結果，System Working Group (FATS WG)/29.
[8]

比較的風のコンディションがよいときには，高い速度のア

森亮太「ADS-C CDP の衝突危険度モデルの概要」第
3 回 ADS-C CDP 導入検討 WG, 2021.

プローチであるケースが多く，逆に風の擾乱が大きい場合
は低い速度のアプローチが多かった。航空機の不安定性も，[9]

森亮太「AI を用いた不安定進入の要因分析」，航空

基本的には風の擾乱の程度に左右されることがわかった

無線 109 号, 航空保安無線システム協会, 2021.

が，その例外として，最も速度の高いグループは，風の擾[10] 森亮太「実航跡の特徴を抽出した航跡生成に関する研究」第 59 回飛行機シンポジウム, 2021.

乱が小さいにも関わらず，航空機の安定性が低い傾向にあ[11] 森亮太「経路間隔と衝突危険度モデルの変遷」日本

ることがわかった。最も速度の高いグループは，速度処理があまりうまくいかなかった場合があり，それが進入時の航海学会

航空宇宙研究会, 2021.

[12] 森亮太「航空機動態情報を利用した短期の風予測精不安定性につながった可能性が示唆された。今後は，さら度向上」第 16 回航空気象研究会, 2022.

なる分析を進めていく予定である。
3.3 空域の安全性評価の実施および国際貢献
本年度は，主にアカラコリドーにおける安全性評価を実施した。アカラコリドーは，本邦の西に位置するエリアであり，中国，韓国，本邦の管制が入り乱れており，潜在的な危険があるとされているエリアである。近年，アカラコ
リドー経路の複線化が提案され，2021 年 3 月から部分的に実施されている。それにより安全性がどの程度向上する
かの算出を行ったところ，複線化は安全性に大きく寄与す-28-

監視信号環境と性能要件に関する研究

担当領域
担 当 者

航空交通管理領域○大津山卓哉，本田純一(監視通信領域)，長縄潤一(監視通信領域)，
宮崎

研究期間
1.

【基盤的研究】

裕己(監視通信領域)

平成 30 年度～令和 3 年度

はじめに示しているものはエンルートにおける５NM 管制での最低

現在の監視システムのほぼすべてがランダムアクセス

性能要件となっている。交通流が十分に少なく，また空域方式のパルス通信を使っており，監視システム性能は帯域の複雑性も全くない場合であり，1 機の SSR のみで広範囲

内信号量に依存する。新たな運航のための監視システム導をカバーしている環境等が想定されている。この数値を基

入とその評価には，現在使われているトランスポンダ等の準とし，実際の運用環境により近い条件での性能要件を

信号使用量を把握する必要がある。ICAO 監視パネルでは，EUROCAE/RTCA 等の国際標準も参考にして検討を行った。

信号環境に関する各国の状況報告やこれらを評価する手法を検討しているほか，監視システムの技術性能要件を基準とする運航方式の検討が進められている。
本研究では，監視システムの安定運用による航空監視性能の維持･向上に資するために，監視システムで使用する
信号環境について調査するとともに，将来の運航方式に必要となる監視システムの性能要件を明らかにする。
2.

研究の概要
図１

本研究は 4 カ年計画であり，最終年度である令和 3 年度

and no complex airspace)における監視性能要件。

は昨年度に引き続き以下の内容を行った。
①

監視システム動向調査②

測定実験による信号環境取得・評価③

監視信号環境のモデル化

エンルート 5NM 管制 Tier-C (low traffic

マニュアル案より抜粋。
3.2.

測定実験による信号環境取得・評価

監視システム性能はその帯域内信号量がシステム性能に影響を及ぼす。信号量の評価手法にはさまざまな提案が3.

あり，求めたい指標によって必要な手段をとる必要がある。

研究成果
令和 3 年度は ICAO の監視パネル等に提出されている先行研究に続いて本研究においても国内のほぼすべての1030/1090MHz 信号環境関係の文献を調査するとともに，空域を対象とした監視信号環境データを取得するための飛行実験による監視信号環境の測定を行った。また，既存飛行実験を行っている。

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

今年度も引き続き，航空路の信号環境を測定した。飛行行い，実験結果に基づく信号環境の現状を ICAO 監視パネ

実験においては，実験用航空機に搭載された信号環境記録

ルに報告した。

装置を使って 1030/1090MHz の波形をすべて記録し，実験後にこれらの取得したデータを疑似トランスポンダによ3.1.

る 1030MHz 質問信号評価装置や ADS-B 受信機を使いデー

監視システム動向調査

ICAO 監視パネル等に提出された信号環境，トランスポ

タ処理を行った。現在，信号環境の評価として 1030/1090

ンダ関係の文献調査を行った。昨年度までと同様に実験結MHz 帯の受信データから質問/応答信号量と質問信号数の果に基づく日本の信号環境の現状を報告した。さらに性能評価を行っている。これらの情報から航空機に搭載された要件に基づく監視システムのあり方について設置された

トランスポンダの挙動を推測することが可能となる。

サブグループに参加し，性能要件ベースの監視システムに

また，飛行実験による信号環境測定では実験時にしかデ関する新たなマニュアル作成を行っている。図１に作成中ータが得られないという問題を解決するために，昨年に引のマニュアルに記載されている性能要件例を示す。ここでき続き既存の監視システムの出力データを使った信号環-29-

境測定についても検討を行った。図２は仙台空港に設置し

4.

まとめ

ている OCTPASS の出力を用いて空港内で受信した信号の本年度は信号環境の評価装置を使用し飛行実験だけでメッセージタイプ毎の時間変化を示している。本研究の後なく地上で得られたデータも用いて監視信号環境の統計継となる研究では，地上で受信された信号変化と飛行実験的な解析を行った。質問および応答信号環境はトランスポ

で記録した信号環境を組み合わせ，効率的に詳細な信号環

ンダ占有率の推定に適用可能であると考えられている。本

境評価を行う予定である。

研究の後継研究では，様々な運用環境下におけるトランス
ポンダ占有率の推定とこれらの情報を用いた監視性能要件の導出へとつなげていく予定である。

掲載文献
[1]

T. Otsuyama, J. Honda, J. Naganawa, and H.
Miyazaki, “Analysis of Signal Environment on
1030/1090MHz Aeronautical Surveillance System”,
2018 Joint IEEE EMC & APEMC Symposium, ,Singapore, June, 2018.

[2]
図２

地上で測定した Mode S メッセージの時間変化

T. Otsuyama, J. Naganawa, J. Honda, and H.
Miyazaki, “Measuring Signal Environment in the
Aircraft

3.3.

Surveillance

Frequency

by

FlightExperiments”, EMC Europe 2018, Amsterdam,

監視信号環境のモデル化

August, 2018.

これまでの航空交通管理およびそれに必要となる監視システムは機器単体の性能を基に運用が定められてきた[3]

大津山卓哉，本田純一，長縄潤一，宮崎裕己，“航空が，近年，欧州を中心に運航方式に必要な監視性能要件か

路での 1030/1090MHz 信号環境に関する一検討”，

らシステム設計を行うことが主流になり，ICAO でもその電子情報通信学会 2018 年ソサイエティ大会，2018

ために必要なマニュアル等の作成を行っている。監視性能

年9月要件の基準を検討するためには，測位性能等のデータが必[4]

J. Honda, and T. Otsuyama, “Statistical Analysis of

要であり，詳細な測位データを多くもっている研究所の積1090MHz Signals Measured During a Flight

極的な寄与が求められている。図３に監視性能要件マニュ

Experiment”, ISAP 2018, Busan, Oct., 2018

アルを執筆する際に，監視性能の実測例となった WAM と[5]

本田純一，大津山卓哉，“飛行実験による 1090MHz

ADS-B それぞれの水平誤差分布を示す。図３は電子研によ帯の信号環境測定結果”，第 56 回飛行機シンポジウ

る飛行実験で得られたものであり，このような各種の監視

ム，2018 年 11 月

システムで得られた複数のデータ組み合わせて，基準とな[6]

J. Honda, Y. Kakubari, and T. Otsuyama (2019),

る監視信号環境を含めた監視システムモデルを構築して“Estimation of 1090MHz Signal Environment on

いる。

Airport Surface by Using Multilateration System”,
ACES Journal, Vol. 34, No. 2, 2019.
[7]

T. Otsuyama and H. Miyazaki, “Status Update on
1030 MHz Signal Environment Evaluation Basedon RF Measurements Guidance Material”, ICAO
SP-ASWG/TSG/9 Working Paper, June, 2019.

[8]

T. Otsuyama and H. Miyazaki, “1030 MHz Signal
Environment Based on RF Measurements GM”,

図３

飛行実験時に得られた WAM および ADS-B の水ICAO SP-ASWG/10 Working Paper, September,

平誤差分布

2019.
[9]

T. Otsuyama, H. Miyazaki, and J. Honda, “Analysisof the 1030-1090 Signal Environment in Japan”,-30-

ICAO SP-ASWG/TSG/10 Working Paper, February,
2020.
[10] T. Otsuyama, H. Miyazaki, and J. Honda, “Analysisof the 1030-1090 Signal Environment in Japan”,
ICAO SP-ASWG/11 Working Paper, April, 2020.
[11] T. Otsuyama, H. Miyazaki, and J. Honda, “Analysisof the 1030-1090 Signal Environment in Japan”,
ICAO SP-ASWG/TSG/11 Working Paper, June,
2020.
[12] T. Otsuyama, H. Miyazaki, and J. Honda, “Analysisof the 1030-1090 Signal Environment in Japan”,
ICAO SP-ASWG/12 Working Paper, September,
2020.
[13] 本田純一，角張泰之，大津山卓哉，“空港内のモード
S 信号環境とマルチラテレーションの検出率について,”

信学論(B),Vol. J104-B, No. 1, pp. 10-22, Jan.

2021. DOI:10.14923/tanscomj.2020JBP303[14] T. Otsuyama, H. Miyazaki, and J. Honda, “Analysisof the 1030-1090 Signal Environment in Japan”,
ICAO SP-ASWG/TSG/12 Working Paper, February,2021.
[15] T. Otsuyama and H. Miyazaki: “Analysis of the1030/1090 MHz Signal Environment in Japan”,
ICAO SP/ASWG/TSG/13, Jun 2021.
[16] J.

Honda,Y.

Kakubari,

andT,

Otsuyama,“Estimation of 1090MHz Signal Types Used in
Aircraft Surveillance System,”Proc. ISAP2021, Oct.
2021[17] T. Otsuyama and H. Miyazaki: “Analysis of the1030/1090 MHz Signal Environment in Japan”,
ICAO SP/ASWG/13, Nov 2021.
[18] 大津山卓哉，“電子航法研における監視システムの信号環境測定”，航空無線，111 号，2022 年 3 月[19] 大津山卓哉，本田純一，“関東周辺の空域における監視信号環境に関する考察”，電子情報通信学会 2022
年総合大会，2022 年 3 月-31-

航空機の降下方式における機上・地上の機能向上に関する研究【基盤的研究】
担当領域

航空交通管理領域

担 当 者○ビクラマシンハ ナヴィンダ

研究期間

令和 2 年度~令和 4 年度

キトマル，虎谷大地，平林博子

令和 3 年度の研究においては，以下を実施した。

１．はじめに航 空 交 通 量 の 増 大 に 伴 い ， 継 続 降 下 運 航 （ CDO ：・環境負荷推定における評価解析

Continuous Descent Operations）の検討・導入が我が国のみ・Fixed-FPA 降下を活用した到着管理アルゴリズム

ならず欧米等でも積極的に進められている。CDO は航空

・Fixed-FPA 降下専用の EFB アプリの初期設計

機の巡航状態からアイドル推力を維持しながら連続的に降下するため，燃料消費量及び環境負荷の低減につながる

３．研究成果利点が挙げられる。一方，CDO における降下経路は航空

3.1 環境負荷推定における評価解析

機の飛行管理装置（FMS：Flight Management System）によ

航空機の到着管理において，軌道予測誤差が低高度でのり航空機の性能や気象状況等を考慮して出力される降下

非効率な運航につながり，環境負荷に大きく影響すると考プロファイル（FMS Profile Descent，以下 FMS-PD と表記）えられる。その主な要因の一つとして，飛行時間の推定にである。そのため，複数の機種が混在した状況においては，

気象予報誤差が直接影響を及ぼすため，本年度は国内線の降下パスのばらつきが大きくなることから，地上での軌道運航を想定し，局地モデル（LFM），メソモデル（MSM）

予測や間隔維持が困難になると懸念されている。航空管制と全球モデル（GSM）の三つの数値予報気象モデルの予報官は，到着航空機が予測軌道から外れた際に経路延伸が発精度について定量的評価を行った。具体的には，日本の空

生しないよう航空機同士の間隔を通常よりも広く確保す

域を広くカバーするように国内の三経路を対象に１年間るため，空港における容量拡大にも影響を及ぼす可能性が分の飛行データを抽出し，各データ点に対して最高の更新ある。昨今の研究では，飛行軌道の地上予測精度の向上が，頻度（1 時間）と最小の格子間隔（0.05×0.04）を持つ LFM

そのような効率低下を抑制するとの結果が示されている。

モデルの実況値が真値と仮定し，１年間の実況値及び予報
値を用いて各気象予報モデルの予報精度を推定した。図 1（a）, 1（b）と 1（c）はそれぞれ東西風速，南北風速と外２．研究の概要
電子航法研究所では，CDO の一種として，一定の飛行

気温の予報誤差の分布を箱ひげ図で示している。NT は実

経路角（FPA, flight-path angle）で連続的に降下する，固定

況値，FT は予報値（LFM: 10 時間，MSM：39 時間，GSM：

飛行経路角降下（fixed-FPA descent，以下 fixed-FPA 降下と132 時間）を示す。青枠は分布の約 67%の範囲を示してお表記）の研究を行っている。Fixed-FPA 降下では，固定さり，赤点は外れ値を表す。得られた結果から，MSM 実況

れた降下角により航空機の降下パスが定められるため，地値（3 時間毎に更新）が最もよい精度を示しており，LFM

上での軌道予測が容易になる。また，アイドルに近い推力

予報値が GSM 実況値と同程度の予報精度を有することがを保ちながら降下するように経路を設計することで，確認でき，予報時間長くなるにつれ，予報精度が低下する

FMS-PD と比べて燃料消費量が少し増える一方，降下パス傾向があった。従来の運用方式では，GSM 予報データをを変更せずに管制官の速度指示に従う余地が出てくるこ

基に出発の数時間前に飛行計画が作成されるが，出発前にとから，低高度での経路延伸等を低減することが可能にな

LFM 予報値を用いて飛行計画を更新することで，飛行時ると考えられる。

間の予測誤差を改善できることがわかった。

本研究の目的は，fixed-FPA 降下方式の設計方法を確立
3.2

し，空地連携を達成するために必要とされる機能（速度制

Fixed-FPA 降下を活用した到着管理アルゴリズム

御機能，最適な降下角の選定手法等）の要件を定義するこFixed-FPA 降下を活用して到着航空機間の間隔維持を行とである。また，機上における fixed-FPA 降下を支援する

うアルゴリズムを開発した。提案アルゴリズムは，Fixed-

ため，サポートシステムの開発及び実証実験を行い，fixed-

FPA 降下への指示である高度・速度指示を生成することで，

FPA 降下方式における運用構想（ConOps， Concept of

できるだけ各便を最適な降下に近づけつつ，各航空機の間

Operations）をまとめることにも焦点を当てる。

隔を適切に維持する。ケーススタディでは，二つの到着-32-

(a)東西風速(b)南北風速
図1(c)外気温数値予報気象モデルの予報精度の評価
3.3 Fixed-FPA 降下専用の EFB アプリの初期設計
Fixed-FPA 降下を実施するにあたり，機上でパイロット
への情報提供を行う手段として電子フライトバッグ（Electronic Flight Bag, EFB）アプリの開発を目指しており，
本年度はアプリのフレームワークを構築し，必要とする機能について検討を行った。そこで，EFB アプリ開発の専門家である Boeing Global Services 社（元 Jeppesen 社）と現役パイロットへヒアリングを行い，Fixed-FPA 降下経路にお(a)交通量の少ないシナリオ

ける地図の表示や降下経路の位置データ・Fixed-FPA 降下
実施に係る性能データの算出について得られたフィード
バックを初期設計に反映することができた。

４．終わりに
本年度は fixed-FPA 降下の運航性能に影響を及ぼす気象
予報誤差の評価に焦点を当てると共に，fixed-FPA 降下を活用した到着管理アルゴリズムの開発・評価を実施した。
さらに，Fixed-FPA 降下の運用においてパイロットへ支援(b)交通量の多いシナリオ

図2

情報を提供できる EFB アプリの初期設計に着手した。次到着管理アルゴリズムのシミュレーション評価

年度は，EFB アプリを活用した Fixed-FPA 降下運航の妥当経路から関西国際空港に向かう６機の航空機に対して本性について検証する。また，Fixed-FPA 降下プロシージャ

アルゴリズムを適用し，交通密度の異なる環境における運ーの機能拡張として提案した様々なアルゴリズムの妥当航性能を評価した。図 2(a)は交通量の少ないシナリオ，図性評価を実施する予定である。

2(b)は交通量の多いシナリオを模擬した場合に得られた
高度プロファイルの結果を示している。両図は，Fixed-FPA

掲載文献

降下終点までの距離に対して図示しており，IP は間隔維

[1]持のため管制が指示する高度指定の地点を表す。ここではN.K. Wickramasinghe, Y. Nakamura, and A. Senoguchi:“Evaluating the Influence of Weather Prediction Accuracy

２つのウェイポイント（IP-A・IP-B）において高度制約を

on Aircraft Performance Estimation,” APISAT2021,

付加している。得られた結果から，交通量の少ない環境で

November 2021.

は 6 機全ての航空機が同じ高度プロファイル（運航者希望[2]の Fixed-FPA 降下）で降下しており，交通量の多い環境で

S. Wada, M. Inoue, and D. Toratani: “Semi-CDO: An
Arrival Separation Management Algorithm for Continuous

は管制からの速度指示に応じて，燃料消費量のトレードオ

Descent Operation,” SICE Annual Conference, September

フを考慮しながら，レベルオフを行わない継続的な降下が2021.

可能であることが確認された。

-33-

無人機・有人機の協調的な運用環境構築に関する研究【萌芽的研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

航空交通管理領域
○虎谷

大地，天井

治，平林

博子，河村

暁子（監視通信領域）

令和 3 年度～令和 5 年度


１．はじめにR-ID 信号の評価

近年，小型無人航空機 (small Unmanned Aircraft Systems:(i) の飛行中情報共有の要素技術の一環として，R-ID

sUAS) の利活用高度化のための環境構築が求められていで用いられる Bluetooth5 を前提とした，ドローンの飛る。これを受け， UTM (UAS Traffic Management) やリモ

行環境における信号の干渉評価の方法を検討した。まート ID (R-ID) 等の研究開発・標準化や，sUAS の運行リ

た，2022 年 6 月に R-ID 義務化されることを鑑み，国スクを評価する手法の提案が進められている。しかしなが内外の開発状況を調査した。
ら，いずれの技術においても全ての問題を解決できる水準

空中リスク推定手法の開発にはなく，特に sUAS 側に議論が偏る傾向があるので，有空中リスクを定量的に推定するための準備として，レ人航空機側の議論が必要である。本研究では，無人航空機

ーダーデータ等，複数のデータソースを用いて日本のと有人航空機が協調的に運用可能な環境を構築するため

航空交通密度分布を作成した。計器飛行方式による飛に必要な技術要素について研究することで，無人・有人航行については充分な情報を得ることができたが，sUAS

空機が安全に混在する環境の構築に貢献する。

が遭遇する可能性が高い有視界飛行方式による飛行に関する情報の収集が課題であることが分かった。

２．研究の概要
４．今後の展望

本研究では主に，以下の項目に関する研究を行う。
(i)sUAS・有人機情報共有基盤アーキテクチャ検討(i) については，利用可能な情報共有の手段を精査する

UTM 等で検討されている sUAS と有人航空機間のコとともに，それらの手段を含んだ全体アーキテクチャを検ンフリクト回避等を実現するためには，前提として討していく。

sUAS と有人航空機間で情報共有がなされている必要(ii) については，有視界飛行方式による飛行の情報を収がある。本項目では sUAS・有人航空機の飛行前・飛行

集すると共に，作成した密度分布を用いた，具体的な空中中の情報について利用可能な要素技術を開発し，sUAS

リスクの推定方法を開発していく。

と有人航空機の情報共有基盤として有力な全体アーキ
テクチャを検討する。
(ii)

空中・地上リスク評価手法の開発
sUAS のリスク評価手法として Specific Operations Risk
Assessment (SORA) が提案されているが，SORA は定性的な手法であり，空中・地上リスクの具体的な評価
方法は示されていない。本項目では SORA による評価を補完するために，定量的な空中・地上リスクの評価

図1

飛行経路推定の例（青：実航跡，赤：推定経路，方法を開発する。

緑：推定経路の一致判定範囲，左図：実装が容易な手法，右図：推定精度が高い手法）

３．本年度の成果
掲載文献

本年度は主に以下の項目について研究を実施した。
[1]

VFR 飛行計画を用いた実航跡の推定

天井治，“無人航空機運航のリスク解析について，”電子通信情報学会ソサイエティ大会，2021．

(i) の飛行前情報共有の要素技術の一環として，VFR 飛[2]行計画の利活用技術の開発を行った。情報共有基盤へ

虎谷大地，小手川達也，“無操縦者航空機の導入に向の実装の容易さと推定精度がトレードオフすることをけた運用環境定義の検討，”第 59 回飛行機シンポジ

示し，3 パターンの推定手法を提案した（図 1）。

ウム，2021．

-34-

ドローンを含む低高度空域の在り方を検討するための方法論構築に関する研究【在外派遣研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

航空交通管理領域○虎谷大地

令和 2 年度～令和 3 年度
UTM に対するニーズの明確化を実施した。

１．はじめに東京大学とマサチューセッツ工科大学 (MIT) は，大規(ii) では 6 件の提案を行い，そのうちの 1 件である

模化，複雑化する現代の企業や社会システムが抱える問題

Digital Ocean プロジェクトが採択された。MIT の社会人学を解決できる人材の育成を目的とし，若手社会人と大学院生チームのメンターとして 2 週間に 1 回程度の会議を実生を対象に産学連携人材育成プログラムを実施している。

施し，システムズアプローチに基づいたコンセプト提案プ本プログラムは，システムズアプローチの手法群を組み合

ロジェクトの支援をした。

わせた専門家のチームで作業を行うことで，意思決定を伴(iii) の本年度の課題は，国際海運における CO2 排出削う課題解決の方法論の習得を目的としている。方法論習得減であった。システムズアプローチに基づいて課題の抽出のためのケーススタディの課題を参加者が提案するといを行い，課題の解決策としてインタラクティブシミュレー

う点が本プログラムの特徴であり，対象である若手社会人

ションによる最適な協調的意思決定検討を提案した。イン

や大学院生が普段従事している業務・研究対象に対してシタラクティブシミュレーションを用いた検討により，規制

ステムズアプローチの応用を学ぶことができる実践的な当局が適切な介入を実施すれば，海運会社の利益を大きくプログラムである。

損ねること無く国際海事機関が掲げる CO2 排出削減目標を達成し得ることが示された。

ドローンを含む低高度空域の在り方はまだ議論が始まったばかりであり，また今後，ドローンの飛行数が爆発的

３．今後の展望に増加することが予想されている。そのような不確実な将本研究を通じてシステムズアプローチに関する理解を

来環境の議論に対して，本プログラムで学ぶシステムズア

深めたので，担当者が別途実施している萌芽的研究「無人プローチが適していると考え，参加を希望した。

機・有人機の協調的な運用環境構築に関する研究」へとシ
ステムズアプローチを応用していく。また既に，指定研究

２．研究の概要
本プログラムは，大きく分けて以下の 3 つの項目で構成「時間管理運用における機能間の連携に着目したアーキされていた。

テクチャ作成に関する研究」にて，システムズアプローチ(i)を応用した研究を実施している。

講義・演習：講義・演習を通してシステムズアプロー
チを学ぶ。演習では小規模な模擬プロジェクトを企画し，講義で学んだことに基づいて検討を進める。

(ii)

プロジェクトピッチ・学生プロジェクト支援：MIT の
社会人学生に向けて，課題の提案（プロジェクトピッチ）を行う。課題が採択されると，学生チームのメンターとしてプロジェクトの支援を行う。

(iii) プロジェクト研究：特定の課題に対し，講義・演習で学んだことをベースに研究を行う。
図1

このうち，特に (ii) (iii) は MIT に 3 カ月間滞在して実施

UTM に関する SVNする予定となっていたが，COVID-19 の影響で日本で実施
掲載文献

した講義等も含め，全てオンラインでの実施となった。

[1](i) の 演 習 で は ド ロ ー ン の 交 通 管 理 シ ス テ ム で あ る

虎谷大地，馬沖，吉田隼基，大西弘益，河邉拓樹，稗

UTM (Unmanned aircraft systems Traffic Management) を対

方和夫，“国際海運における二酸化炭素削減方策検討

象とし，関係するステークホルダーとその関係を明確にすのためのインタラクティブシミュレーション，”日本るために図 1 の Stakeholder Value Network (SVN) を構築し，

船舶海洋工学会秋季講演会，2021．

-35-大規模災害時における海上・航空輸送に関わるボトルネック解析【競争的資金研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

航空交通管理領域
〇山田

泉，福島

幸子，青山

久枝

令和元年度～令和 3 年度

１．はじめにレータについて，回転翼機の運航も模擬可能とし，航空

わが国は災害大国である。近年で言えば，2011 年に発機型式に応じた航空機サイズの細分化を実施し，シミュ

生した東日本大震災をはじめ，2016 年熊本地震，2018 年

レーションの精緻化を図るとともに，画面上の表示も同

西日本豪雨など地震に限らず，水害や台風等あらゆる災様に適用した。また，誘導路や滑走路の交差点での動作害が起きている。過去に発生した大規模災害では，自衛やリプレイ時の操作性を改善した。

隊をはじめ消防や警察，海上保安庁などあらゆる組織が被災自治体に入り，救援活動を行っている。特に東日本

3.2

空港面運用シミュレーションの実施

大震災のように被災範囲が広域に及んだ場合，傷病者・昨年度は自治体の南海トラフ地震の災害に対応する早孤立者等の救援需要に対して供給が追いつかない状況が期復旧計画等に想定される回転翼機の臨時駐機場を設定発生する。そのため，陸・海・空が連携をして救助・救し，大規模災害時における空港面運用シミュレータのフ援活動に当たる必要がある。

レームワークを検討し，高知空港，静岡空港におけるシ

本研究は，過去の災害の教訓を活かせるように，大規ミュレーションを実施した。その結果から回転翼機の駐模災害時に発生し得る輸送システムの混乱など様々なシ

機場所についてさらなる検討の必要性が明らかになった。

ナリオ群を事前に確認して知見を蓄積し，将来への備え

本年度は駐機場所について再検討を行った。

が十分か，どのようなボトルネックが発生しそうかを事

3.2.1

高知空港

前に発見できるシミュレータの開発を目的とする。これ

昨年度のシミュレーションでは空港面の一部が浸水すを基に，訓練担当者等と意見交換を通じて，検討すべきることを想定して行った。滑走路 14 の運用時に滑走路・要件，課題や問題点について整理を行い，防災計画に反誘導路上での混雑があり，駐機場の不足が指摘された。

映させることを最終目標とする。

そこで，本年度は図１のようにグラスエリアに臨時駐機場を増設しシミュレーションを実施した(浸水箇所は昨年

２．研究の概要

度と同様)。

本研究は，海上技術安全研究所が代表機関となり，海上技術安全研究所，港湾空港技術研究所，当所が連携して行うプロジェクトである。当所は分担機関として，大規模災害時における防災ヘリコプター等に関する空港運用のシミュレーション評価を担当する。
図１

対象は，南海トラフ地震において大きな被害が想定さ

高知空港臨時駐機場の追加れる静岡県および高知県とする。
その結果，回転翼機，固定翼機とも増便が可能で繁忙

本研究は 3 年計画であり，令和 3 年度は下記を実施し時間帯の遅延も増加せず，滑走路・誘導路上での混雑はた。
①

空港面運用シミュレータの機能追加

減少することが示された。また夜間駐機数も増やせるこ②

大規模災害時における空港面運用シミュレーションとがわかったが給油や走行車両の動線の確保など検討すの実施

べき新たな課題も見出された。

3.2.2

３．研究成果3.1

静岡空港

昨年度は滑走路西側の多目的用地に回転翼用駐機場を空港面運用シミュレータの機能追加

固定翼機の運航を模擬し，空港における混雑緩和のた設定したが，滑走路 12 の運用時は多目的用地が進入表面

めの交通管理手法の研究に開発した空港面運用シミュ真下に位置するため，固定翼機の進入時には使用の制限-36-がかかり，回転翼機の運用に混雑を生じていた。
航空法では進入表面を突出する建造物等の設置は禁止

掲載文献されているが，空港設置管理者の承認を受けて設置でき[1] 荒谷太郎，山田泉，青山久枝，間島隆博，“大規模る場合がある。また，滑走路の処理容量としてはまだ対

災害時における空港面交通シミュレータの活用に向

応可能な機数であり，駐機場所の確保ができればさらなけた検討，”土木計画学研究・講演集 Vol.60，2019．

る航空機の受け入れも可能と考えられる。臨時駐機場所
として今回のシミュレーションでは設定しなかったグラ[2] 荒谷太郎，間島隆博，小濱英司，山田泉，大矢陽介，スエリアの設定も選択肢として有効である。

青山久枝，松倉洋史，“マルチエージェントシステ
ムによる傷病者輸送シミュレータの開発，”土木計４．まとめ

画学研究・講演集，Vol.62，2020 年 11 月．

空港面シミュレータを活用して自衛隊機等の固定翼機と防災ヘリなどの回転翼機が混在した運用でのシミュ[3] 荒谷太郎，間島隆博，松倉洋史，山田泉，青山久枝，

レーションを実施し，動線確認やボトルネックの抽出が小濱英司，青山万丈，大矢陽介，“大規模災害時にできた。この結果は空港における疾病者輸送の可能量とおける海上・航空輸送に関わるボトルネック解

して，全体的な疾病者輸送のシミュレーションに活用さ析，”令和 2 年度交通運輸技術開発推進制度研究成れた。

果報告書，2021 年 3 月．

今後も定期便のみならず災害時の対応も含めて空港面[4] 青山久枝，荒谷太郎，間島隆博，山田泉，今込毅，シミュレータを活用していきたい。

“大規模災害時における空港面運用に関するシミュ
レータを用いた検討，”土木計画学研究・講演集

謝辞

Vol.64，2021．

本研究は国土交通省の交通運輸技術開発推進制度（採択番号 19192255）の助成を受けたものです。

-37-

離陸機の運用最適化に関する研究【競争的資金研究】
担当領域
担 当 者

航空交通管理領域
〇森

研究期間

亮太

令和元年度～令和 4 年度

１．はじめにいて，TSAT パフォーマンスの評価を行う予定である。

世界の航空交通量は，今後も増大が見込まれており，それに伴い燃料消費量の削減は喫緊の課題となっている。本
研究では，離陸機における運用に焦点を当て，燃料消費量の削減方策についての検討を行う。
２．研究の概要と成果
2.1 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
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

図 1 TOBT の通報履歴と推定された分布の時間履歴

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2.2 上昇経路の最適化

上走行(タキシング)を行う。滑走路が離着陸機で混雑している場合には，滑走路付近に着いても地上で待たされ，タ上昇時においては，一般にできるだけ早く巡航高度に辿

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り着くことが燃料削減につながると言われており，上昇中行うこととなる。これを避けるために，一定時間スポットにできるだけ水平飛行をなくす取り組みが行われている。

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

このような運航を CCO (Continuous Climb Operation)と呼れており，各航空機に設定されたスポット出発時刻をんで，国際民間航空機関(ICAO)においても CCO による運

TSAT(Target Start-up Approval Time:スポット出発承認時航が推奨されている。CCO が運航できない背景にあるの刻)と呼ぶ。しかしながら，実際には不確定性が存在し，は，他の航空機との干渉であったり，管制・空域の問題で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

あったりするケースが多く，これらの制約がない場合には，ない。そのため，不確定性を考慮した上で TSAT を適切に現状でも CCO による運航は実施されている。現行の航空

設定しなければ，タキシング時間を減らすだけでなく，同機は，巡航開始点(TOC/Top of Climb)に至るまでは，航空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機に搭載されている FMS(Flight Management System)によまうリスクが伴う。そのため，TSAT をどのように設定すり計算された上昇プロファイルを飛行するが，その際ればよいかという点を本研究で取り扱うこととする。

TOC まで最大上昇推力を使用する。最大上昇推力による本年度は，昨年度に引き続き TOBT(航空会社提供のス

上昇は，最適解に近い上昇ではあるが，厳密に最適ではな

ポットアウト可能予想時刻)の精度向上手法の検討を行っい。本研究においては，現行の最大上昇推力による上昇がた。具体的には，既に発出された TOBT の履歴を入力と純粋な最適解と比較してどの程度の乖離があるのかを明し，AOBT(実際のスポットアウト時刻)の尤度を最大化す

らかにし，現行の上昇より効率的な上昇手法の提案を行う。

る分布パラメータを出力とするようなニューラルネット

本年度は，過去に提案したパイロットの介入により効率ワークを構築した。その結果の例を図 1 に示す。この例で的な上昇を実現する手法の評価を行うための準備を行っは，航空会社が事前に TOBT を通報し，その後 1 度更新た。どのような条件で実験を行うか，パイロットにどのよをかけている例を示している。時間が経つとともに，徐々うな操作をしていただくか，といった内容の検討である。

に分布が変わっていっていることがわかる。これは，次年度の早々にシミュレータ実験を予定しており，今後はTOBT の時刻に近づくにつれて，その信頼度が上がっていその結果をもとした手法の評価を予定している。

くことを示している。一方，更新がかかった場合には，そ

本研究は，科学研究費補助金若手研究（19K15119）にれに合わせて分布も大きく変わっている。ここで，TOBTより実施された。

の更新回数なども入力として加えられており，こういった

掲載文献

情報を利用することで，TOBT の推定精度を正しく知るこ[1]

R. Mori, (2021) “Off-block Time Prediction Usingとができ，それが TSAT 設定精度の向上に貢献することがOperators’ Prediction History,” 2021 IEEE/AIAA 40th

期待される。今後は，提案する TOBT 分布推定手法を用

Digital Avionics Systems Conference (DASC).

-38-

航空管制官のための意思決定支援システムに関する研究【競争的資金研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

航空交通管理領域〇村田暁紀

令和 2 年度～令和 4 年度

１．研究の概要

出力を表す。従来手法としてニューラルネットワークを用

現在 COVID-19 により日本の航空交通量は減少していいるが，LSTM はニューラルネットワークと異なり，中間るが，将来的には増加が見込まれる。交通量の増加は交通層に中間層の出力を入力するため，時系列性の特徴を考慮

流の複雑化を招き，管制官の負荷量の増加が懸念される。

することが出来る。本研究の評価のため現在管制負荷指標

本研究では, 航空管制の負荷を精度良く推定し，負荷を軽として利用される MMBB 法を閾値の範囲毎に負荷レベル減するべく意思決定を支援するアルゴリズムを構築するを高，中及び低の 3 段階に分割し，この正答率を評価した。

ことを目的とする。具体的には機械学習の手法の１つであ

従来手法の正答率は 70％程度であったのに対し，提案手る Long short-Term Memory（以下：LSTM）を用いた時系

法は 80％とおよそ 10％の精度向上が見られた。

列性を用いた手法を適用し，１日の中での混雑時間帯に対して精度よく予測可能なアルゴリズムを開発することで，負荷量推定精度の改善を図る。また，意思決定支援におけるアルゴリズム開発は最適化手法の１つである遺伝的ア
ルゴリズムを用い，意思決定の候補となる複数の解獲得に向けたアルゴリズムの拡張を行う。

図 2

２．本年度の成果

分散型アルゴリズムでの複数の解獲得

次に，従来手法として用いる分割反復最適化手法のフレ

本年度においては時系列データ生成のためのデータ形

ームワークは分割した問題の解を最適化し，最終的に問題

式の検討と学習方法の改良及び，多目的最適化へ拡張に取を結合して一つの解を取得する性質上，複数解を得ることり組んだ。

が出来ない。そこで，多目的へ拡張するため，遺伝的アルゴリズムの手法の１つである島モデル型分散遺伝的アルゴリズムを導入した。図２は遺伝的アルゴリズムと分散遺伝的アルゴリズムの違いを表している。通常，遺伝的アルゴリズムは一つの母集団と複数の個体により構成され，個体が一つの解を表す。島モデル型の場合，複数の母集団により構成される。分割反復最適化法を用いた場合に一つの
図 1

母集団に対して一つの解しか得られないが，複数の母集団

LSTM における負荷推定による島モデルは複数の解を得られることが可能である。
負荷推定における特徴量の学習は，ニューラルネットワ
３．今後の展望ークにより行っていた。この場合，交通流の前後の時間の関係性は考慮せず，区切った時間毎に評価を行う。従来の次年度は更なる学習精度向上のため，管制指示コマンド

管 制 負 荷 指 標 と し て 利 用 す る MMBB （ Modified-MBB

データのノイズ除去と空域，季節毎の特性を把握する。最（Messerschmidt, Bölkow und Blohm））法は 30 分毎の移動適化アルゴリズムに関しては評価値の重みベクトルによ平均による評価のため，評価される 10 分間の負荷量が低る母集団の方向付けを行う。

い値であってもその後の時間帯の負荷量が高ければ高負荷となる可能性があり，推定精度が低下する恐れがある。

謝辞

この問題を解決するため，時系列性の関係を考慮する

本研究は JSPS 科学研究費助成事業研究活動スタート支援

LSTM 手法を導入した。図１は LSTM における入力及び20K22438 の助成を受けたものです。

-39-

掲載文献
[1]

村田 暁紀, 佐藤 寛之, 高玉 圭樹, デライエ ダニエ
ル航空機着陸問題における混雑時に対応するクラス
タリングを用いた分割反復最適化手法 , 電気学会論文誌Ｃ,142(2) 198-205, 2022．

-40-

深層強化学習と制御の融合による到着航空交通流のための間隔維持支援アルゴリズム【競争的資金研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

航空交通管理領域〇虎谷大地

令和 3 年度～令和 5 年度ている。また GPR で作成した速度モデルを従来モデルと１．研究の概要
近年，航空管制の分野ではシステム工学・制御工学技術

置き換えることで，到着便の軌道予測シミュレーションのを活用した，航空管制官支援システムの研究開発が活発に精度が向上することが示された。

行われてきた。一方，最近の人工知能・機械学習技術の成本成果は，この後に実施する到着間隔維持支援アルゴリ

長を受け，これらの技術の導入が議論されている。そこでズムにも用いられる予定である。到着間隔維持支援アルゴ

本研究では，機械学習技術の航空管制への応用に貢献する

リズムの内部では到着便の軌道予測を行い，その予測結果ことを目的とする。具体的には，機械学習の一種である深に基づいて管制官への支援情報を計算するので，軌道予測

層強化学習を用いて，空港に到着する交通流の間隔維持支精度の向上は支援アルゴリズムの性能に大きな影響を与援アルゴリズムを開発する。

えると予想される。また本成果は機械学習の一種である
GPR を用いており，本研究の目的である航空管制への機

基本的な深層強化学習では交通流の間隔維持支援タス
ク全体を学習することを考えるが，本研究においては部分

械学習の応用に貢献する成果であると考えられる。

的に従来の制御技術も取り入れる。提案する間隔維持支援
アルゴリズムはシミュレータとレーダーデータを用いて

３．今後の展望
次年度は学習アルゴリズムを開発し，本年度に構築した

学習後，比較用のアルゴリズムと比較することでその有効シミュレーション環境を用いてモデルの学習を行う予定

性を評価する。

である。本年度に得られた成果を用いることで，次年度に開発する支援アルゴリズムがより現実的な問題に対応で

２．本年度の成果きるようになると期待される。

本年度は学習環境の構築のために，航空機の到着交通流のシミュレーション環境構築を実施した。その過程で，従来よく使われてきた航空機モデルの一部である速度モデ
ル（校正対気速度，Calibrated airspeed: CAS のモデル）が実際の航空機の速度と乖離しているという問題がでてきたので，環境構築の一環として速度モデルの高精度化に取り組んだ。具体的には，東京国際空港へ到着する便の速度データをレーダーから収集し，収集したデータにガウス過程回帰 (Gaussian Process Regression: GPR) と呼ばれる機械学習の一種を応用することで，実データを基にした速度

図1

モデルを作成した。到着する航空機の速度は非線形で，かGPR による速度モデル回帰の結果例（単位は無次元量）

つどのようなモデルをしているかが明確ではないため，従謝辞

来の回帰手法を用いてモデルを作成することは困難であ

本研究は JSPS 科研費 21K14271 の助成を受けたものでった。しかし，GPR は非線形な対象でも適用できて，かつ
ノンパラメトリックと呼ばれる柔軟なモデルであるため，す。

従来の手法では回帰が困難であった対象にも広く用いることが可能である。図 1 に結果の例を示す。GPR で得ら

掲載文献

れ た 速 度 モ デ ル (GPR-CAS) は 従 来 の モ デ ル (BADA-

[1]

虎谷大地，
“ガウス過程回帰を用いた旅客機の軌道予CAS) と比較して，テストデータによくフィットしている

測精度の向上－ターミナル空域における降下機の較ことが分かる。加えて，テストデータの大半が GPR で得正対気速度のモデル化－，” 電子通信情報学会宇宙・られる 95%信頼区間の範囲に収まっていることも示され

航行エレクトロニクス研究会，2022．

-41-

緊急支援物資輸送のデジタル化等推進事業／緊急支援物資輸送システム開発【競争的資金研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

航空交通管理領域
〇山田

泉，福島

幸子，青山

久枝

令和 3 年度

１．はじめに

3.2

空港面運用シミュレーションの実施

わが国は災害大国である。特に東日本大震災のように

過去に大規模な災害を受けた宮城県における広域防災

被災範囲が広域に及んだ場合，傷病者・孤立者等の救援拠点の計画地である仙台市宮城野原地区と人員・物資等需要に対して供給が追いつかない状況が発生する。そのの円滑な輸送が可能な定期便の就航する仙台空港を対象

ため，陸・海・空が連携をして救助・救援活動に当たるとし，津波の影響は受けず，現行の施設が使用可能と仮必要があり，疾病者の搬送について検討を行った。

定し，以下の条件を設定した。

一方，疾病者のみならず，緊急支援物資の輸送も重要

滑走路：2 本課題である。昨今は新型コロナウイルス感染症（COVID-



ヘリパッド：3 箇所19）対策として，避難所では密集・密接を避けるための

駐機場所：ターミナルビル前の定期便が駐機可能なスペースの確保，換気や衛生対策の徹底などが，各自治

14 箇所と，小型固定翼機や回転翼機が駐機可能な体によってなされており，避難所の開設数は増加する傾38 箇所

向にある。したがって，これまでの支援物資輸送とは違設定状況を図１に示す。

い，低需要の支援物資を多くの避難所に届けることを要請される。
本研究は被災地周辺の空港において，定期便や自衛隊機等の固定翼機と，多数の救難・救助，消防等の回転翼機が混在する空港運用を想定し，輸送可能な物資の量を推定するものである。

図１２．研究の概要

仙台空港シミュレーション設定

本研究は，国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研
究所，株式会社プロドローン，YSEC 株式会社，一般財団

通常運用時間は 7:30～22：00 であるが，非定常時とし

法人危機管理教育＆演習センターの 4 社からなる共同企て 24 時間運用を想定し，定期便ダイヤに東日本大震災時

業体を組み実施した。その中で，大規模災害時における（2011/03/12）の花巻空港の防災ヘリなどの運航状況を

防災ヘリコプター等に関する空港運用のシミュレーショ

追加したダイヤを作成しシミュレーションを実施した。
1 日分の到着機数は 149 機であった。そのうち中型・ン評価を担当した。

小型回転翼機および小型固定翼機は物資輸送の目的では

本研究は 1 年計画であり，令和 3 年度は下記を実施し使用せず，旅客機，自衛隊機等（大型回転翼機を含む）

た。
①

空港面運用シミュレータの改修

39 機が物資輸送可能と仮定し，貨物施積載量を推定した。

②

大規模災害時における空港面運用シミュレーション

その結果 1 日の輸送能力は 126 トンと推定できた。

の実施
４．まとめ
低需要の支援物資を多くの避難所に届けることは重要

３．研究成果3.1

であるが，多くの支援物資を被災地近くに輸送すること

空港面運用シミュレータの機能追加

シミュレーション実行時の地点ごとの通過ログ収集機も重要である。駐機場所や荷捌きの場所，給油などを工能を追加するとともに，データ処理の高速化を測った。

夫するとさらに輸送量を増やすことが可能であり，必要

また，集計結果を読み込んで，空港面マップへに描画機に応じ今後も検討していきたい。

能を追加し，視認性を高めた。

-42-

２ 航法システム領域

基礎調査の技術支援
20．タイ国スワンナプーム空港地域における「電離圏調

Ⅰ 年度当初の試験研究計画とそのねらい

査及び電離圏脅威モデルの妥当性確認」の技術支援

令和 3 年度においては，当所の長期ビジョンを基に行政
1 及び 2 は重点研究，3 から 6 は指定研究，7 から 10

当局などの要望を考慮しながら下記の研究を計画・実施した。

は競争的資金による研究，11 から 20 は受託による研究又

1．PBN と GBAS を活用した高度な計器進入方式に関すは技術支援である。
1 は，RNP の RF レグと GLS/ILS の最終進入セグメン

る研究2．新しい GNSS 環境を活用した進入着陸誘導システムにトを接続した RNP to xLS 方式に関して，空港環境におけ関する研究

る制約等の条件と導入便益を明確にするとともに，衝突危3．地上型衛星航法補強システムの設置環境条件に関する険度モデルを改良する研究である。
2 は，次世代規格であるマルチコア・複数周波数の SBAS

研究
4．気象及び空港・空域条件に対応した後方乱気流管制間

及び GBAS を活用した進入着陸誘導システムについて，

隔に関する研究導入における課題に対応するための研究である。

5．GNSS 代替（APNT）のための地上系航法システムの3 は，GBAS 基準局の離着陸機等による GPS 信号の遮インテグリティ保証

蔽の影響を緩和する方策を提案し，剰余敷地の少ない空港

6．我が国における高カテゴリーGBAS（GAST-D）導入における整備候補地を拡大して，我が国空港への GBASのための技術開発の円滑な導入への貢献を目指す研究である。

7．多地点からの地上大気光観測を用いたプラズマバブル

4 は，後方乱気流に関する最低距離間隔の見直し

成長過程の解明（RECAT）により混雑空港の着陸容量の拡大に資するた

8．レーダー観測網・複数衛星・モデル計算を総合した赤め，時間ベースの管制間隔運用を我が国の混雑空港に導入

道域電離圏変動特性の国際共同研究する際の課題と要件を明確にし，将来のダイナミック・ペ9．衛星測位精度改善に向けた電離圏擾乱の発生予測:マルアワイズや同一滑走路に複数着地点を設定するコンセプ

チスケール観測の実現

トの実現可能性の検討を目的とする研究である。

10．緊急支援物資輸送のデジタル化等推進事業/SBAS（航5 は，GNSS の短期代替システム（APNT）を構築する

空用 GPS 測位補強サービス）開発

DME/DME 測位を RNP 運航に適用するため，インテグ

11．周波数の国際協調利用促進に資する磁気低緯度地域にリティ（完全性）の保証に必要なマルチパス誤差や地上DME 装置のモニタロジックを検討し，欧州と連携して中おける電離圏環境調査に関する請負12．令和 3 年度「測位補強サービスの性能評価に係る評～長期的 APNT の実現を検討する研究である。
6 は，GBAS（GAST-D）特有の技術要件を取り入れた価手法の指導及び検証」
13．準天頂衛星を利用した SBAS による LPV 提供に関す

効率的な総合性能評価手法を開発し，我が国における諸環
境を考慮し GAST-D の総合性能評価を実現することを目る整備の認証作業に係る技術支援
14．令和 3 年度における CNS 性能管理業務に係る支援作標とする研究である。
7 は，小型暗視カメラを用いた大気光イメージャを磁気業における MSAS サービスの性能保証に係る作業支

低緯度地域に多数設置し，プラズマバブルの空間構造の成援
15．SLAS 性能改善解析調査

長過程などの解明を目指す研究である。
8 は，衛星航法に影響を与えるプラズマバブルに関する

16．航空機動態情報（Downlink Aircraft Parameters(DAPs)）データの取得利用技術の指導研究であり，大気変動から電離圏へのミッシングリンクを

17．航空分野における衛星測位システム利用に関する技

明かにし，プラズマ発生予測を目指す研究である。
9 は，電離圏擾乱のメカニズムを解明するため，VHF

術調査支援
18．「GBAS（地上直接送信型衛星航法補助施設）展開整

シンチレーションを定常観測する装置を開発・設置して観測する研究である。

備に関する詳細調査」の技術支援

10 は，災害時の車両や物資の動態管理に資するため，

19．航空機性能に応じた新たな運航方式の展開に関する-43-

インターネットや携帯電話等の通信ネットワークを通じ

乱気流の減衰特性，滑走路占有時間などの調査を開始した。

て SBAS 信号を提供する仕組み（ネットワーク型 SBAS）

また，時間ベース管制間隔運用の便益を評価する解析手法の技術的要件を調査し，実証用プロトタイプを構築して技の基礎検討を行い，到着交通流のシミュレータを開発した。
3 ヶ年計画の最終年度にあたる「GNSS 代替（APNT）

術実証する研究である。
11 は，我が国の GBAS 電離圏調査の経験を生かし，磁のための地上系航法システムのインテグリティ保証」では，

気低緯度に位置するアジア諸国の電離圏環境を調査する

実験用航空機に DME パルスアナライザを搭載し，成田空ための研究である。

港ターミナル空域を飛行して，多くの DME 局を受信しマ

12 は，準天頂衛星システム「みちびき」のサービス品

ルチパス誤差を評価した。併せて，飛行検査機による取得

質を維持・改善するため，運用主体から独立した組織で行

デ ー タ を 分 析 し て 旋 回 時 の DME 誤 差 を 解 析 し ，われる品質評価の一部であり，サブメータ級測位補強サー

EUROCAE に報告した。
2 ヶ年計画の最終年度にあたる「我が国における高カテ

ビス（SLAS）及びセンチメータ級測位補強サービス

ゴリーGBAS （GAST-D）導入のための技術開発」では，（CLAS）の測位誤差を評価するための研究である。
13 から 15 は，同様に準天頂衛星システム及び SBAS

GAST-D 総合性能評価シミュレータを実装し，高速計算機に関わる評価を支援するための研究である。16 から 20 は，を用いた大量計算の準備を整えた。令和 4 年度から開始す

干渉電波の影響・機上データ取得・衛星測位の利用・GBAS

る指定研究において活用し，空港環境における設置技術，

展開整備・新たな運航方式の展開・タイ国電離圏に係る調性能評価技術の開発を行う。本研究では，ICAO の国際標査の技術支援である。

準化にも大きく貢献し，GNSS マニュアルの執筆を担当
して研究成果を国際標準に反映した。
5 ヶ年計画の最終年度にあたる 「多地点からの地上大Ⅱ 試験研究の実施状況
4 ヶ年計画の最終年度にあたる「PBN と GBAS を活用

気光観測を用いたプラズマバブル成長過程の解明」では，した高度な計器進入方式に関する研究」では，昨年度まで

赤道プラズマバブルの発生・成長過程を解明し航法に役立にフルフライトシミュレータ検証を実施した国内モデル

てるため，プラズマバブルの成長・伝播過程観測網（石垣，空港（2 空港）において，開発した可搬型 GBAS プロト

大宜味，タイ・Chumphon，台湾・台南，フィリピン・Iroio

タイプシステム用いて飛行実証を実施した。併せて，島）を用いた観測を実施した。太陽活動は次第に高まりつICAO 衝突危険度モデル（CRM）の改良を提案し，飛行つあり，2021 年 10 月 31 日及び 11 月 1 日には石垣島にデータを用いてその妥当性を検証した。

おいて大規模なプラズマバブルが観測された。

5 ヶ年計画の 2 年度にあたる「新しい GNSS 環境を活5 ヶ年計画の 2 年度にあたる「レーダー観測網・複数衛用した進入着陸誘導システムに関する研究」では，ICAO

星・モデル計算を総合した赤道域電離圏変動特性の国際共航法システムパネル会議（NSP）への参加を通して，欧同研究」では，タイ・バンコクとインドネシア・赤道大気

米と議論を進め共同で電離圏モニタ方式を提案した。また，

レーダーサイトにおける複数衛星系・複数周波数（MC/MF）

新石垣島空港にて 3 月に飛行実験を実施し，赤道プラズマ

対応受信機によりシンチレーション観測を行った。併せて，バブルが発生しやすい夜間のデータを収集した。併せて，情報通信研究機構がタイ・モンクット王工科大学ラカバン

セキュリティ対策技術を検討し，ディジタル認証方式のプ（KMITL），名古屋大学，及び当所と協力してタイ・チュ

ロトタイプを試作して性能指標を試算した。

ンポンに設置した VHF レーダーを中心に研究し，2022

4 ヶ年計画の 3 年度にあたる「地上型衛星航法補強シス

年 1 月 15 日には強い電離圏不規則構造を観測した。

テムの設置環境条件に関する研究」では，GBAS 基準局

4 ヶ年計画の 2 年度にあたる「衛星測位精度改善に向け等の設置環境条件の緩和を提案するため，新千歳空港のた電離圏擾乱の発生予測：マルチスケール観測の実現」でGBAS 基準局データから着陸機通過に伴う GPS 信号瞬断は，開発した VHF シンチレーション受信機を使い調布本の発生回数を分析し，計算機シミュレーションによって必所で観測を開始した。当初観測したビーコン衛星に続き要な離隔距離を求めた。

NOAA 衛星も観測して初期観測データと電離圏全電子数

4 ヶ年計画の 3 年度にあたる「気象及び空港・空域条件の変動指数である ROTI の比較を行った。

に対応した後方乱気流管制間隔に関する研究」では，時間単年度計画の「緊急支援物資輸送のデジタル化等推進事

ベースの管制間隔運用の技術要件を明確にするため，後方業／SBAS（航空用 GPS 測位補強サービス）開発」では，-44-

ネットワーク型 SBAS サービスを実現するプロトタイプ

当領域の研究は，航空行政での活用などを通じて，航空を構築し，空港内の車両管理への活用を想定して，2022

交通の安全性，航空利用者の利便性向上，環境負荷の軽減

年 2 月に仙台空港で実証実験を実施した。

などの達成に向けて行われている。

受託研究である「周波数の国際協調利用促進に資する磁航空に使われる技術は国際的な調和が必要であるため

気低緯度地域における電離圏環境調査に関する請負」では，に，国際機関である ICAO，RTCA 及び EUROCAE にお

令和 2 年度にベトナムに構築した電離圏データ収集環境

いて基準の作成，改訂のための活動が行われている。

の初期データ解析を実施し，30 日の電離圏擾乱を検出し，SBAS 相互運用性検討ワーキンググループ会議（IWG），

最大電離圏勾配（184mm/km）を観測した。併せて，イ

国際 GBAS ワーキンググループ（I-GWG）会議などにおンドネシア航空宇宙庁にデータ収集環境の設置候補地をいても検討がなされている。当領域では，これらの国際会

選定し，初期の観測を開始した

議に参加し，技術資料を提出して基準作成等の国際的な活令和 3 年度「測位補強サービスの性能評価に係る評価手動に寄与している。

法の指導及び検証」では，準天頂衛星システムの補強サー

当所の数多くの研究成果は，今後設置･運用する航空保ビスであるサブメータ級測位補強サービス（SLAS）及び安システムの技術基準，運用基準の策定等に必要な技術資

センチメータ級測位補強サービス（CLAS）の性能を評価料として，国土交通行政に直接貢献するとともに，米国航し，大量データの処理により年間を通して十分な測位精度

法学会（ION），電子情報通信学会，日本航空宇宙学会，があることを示した。

測位航法学会等における査読論文や講演発表として周知され，活用されている。

Ⅲ 試験研究の成果と国土交通行政，産業界，学会に及ぼ（航法システム領域長 福島

す効果の所見-45-

荘之介）

PBN と GBAS を活用した高度な計器進入方式に関する研究【重点研究】
担当領域
担 当 者

航法システム領域○齊藤真二，福島荘之介，森亮太（航空交通管理領域）

研究期間

平成 30 年度～令和 3 年度

１．はじめに

３．研究結果ICAO（国際民間航空機間）は，PBN（性能準拠型航法）概念による航法を促進し，GBAS（地上型衛星航法補強シIFステム）等の新しい進入着陸シス有テムを導入して，安全で効率的な進入方式を実現し，運航の最適化を図る計画

FAFである。このため，現在 RNP の RF レグ（円弧旋回）に

FAF
IF

FAF

よる中間進入と GLS（GBAS Landing System）等による最終進入経路を接続する新しい進入方式（RNP to xLS）の国際基準が検討されている。

IF
FAF

近年，我が国では PBN による RNAV/RNP 進入方式が多くの空港に展開され，RF レグを使った RNP AR 進入が普及段階にある。また，東京国際空港へ GBAS の導入

図１が進んでいる。この様な状況で，近い将来 RNP to xLS の

RNP to xLS 進入方式と既存の ILS/GLS 精密進
入，RNP AR の比較

国内展開が期待され，我が国の空港環境を踏まえた実現可能性と将来の便益の明確化が要望されている。併せて，

3.1 モデル空港の方式設計とフライトシミュレータ検証

航法機器の高性能化に対応して障害物評価表面を緩和す

現在，RNP の RF レグを使った航法には，RNP AR 方

るため，衝突危険度モデルの改善が国際的な課題となっ式があり，国内ではこれまで 30 空港に導入されている。

ている。

RF レグの利用は，保護区域の狭い自由度の高い経路を設計できることにあり，これまで複数の空港で経路短縮による燃料消費や環境負荷低減の便益が報告されている。これ

２．研究の概要
本研究の目的は，RNP の RF レグと GLS/ILS の最終進に対して RNP to xLS 方式は，この RF レグを中間進入セ

入セグメントを接続した RNP to xLS 方式に関して，実グメントに使い GLS 又は ILS の最終セグメントに接続す

現性と導入便益を明確にするため，飛行方式設計の空港環る精密進入方式である。RNP to xLS は，RNP AR 方式が境における制約や要求等の条件を明らかにすることであ

APV（Approach Procedure with Vertical guidance）にる。また，衝突危険度モデルを改良して，新たな障害物

区分され，非精密進入と同様な最低気象条件となることに

間隔高度の評価手法を考案することである。

対して，最終進入の限界点の高度を低く設定して低視程時

このため，（1）国内空港の経路設計を調査してモデルの着陸を可能とし，加えて RF レグによる便益を享受でき空港を選定し，将来の飛行方式を設計する。更に，飛行方る。ただし，現在の GLS/ILS 装備は，中間進入セグメン式に基づいて航法データベースを構築して，フルフライト

トから最終進入セグメントへの会合動作を必要とするたシミュレータ（FF シミュレータ）検証を実施し，（2）可め，RNP AR 方式よりは最小経路長が数 NM 長い設計基

搬型 GBAS プロトタイプ装置を開発して，実験用航空機

準となる予定である。本研究では RNP to xLS 方式を国内による飛行実証を実施する。更に，（3）飛行データを活用

空港へ適切に展開するため，空港周辺の山岳など障害物件

して ICAO の衝突危険度モデルを改良し，妥当性を検証の制約を考慮して国内空港へ導入した場合の導入効果をする。

検討し，将来の飛行方式を設計して検証する計画である。

-46-

図３
図２

フルフライトシミュレータによる検証実験

研究用 RNP to xLS 進入方式の例（経路短縮効
果・環境負荷軽減）

まず，精密進入方式を有する国内 30 空港を対象に RNP
AR など既設進入方式，低視程状態の頻度（空港気象）を調査し，RNP to xLS 方式の導入によって経路短縮や最低気象条件の改善などの導入効果が期待できると考えられるモデル空港（3 空港）を選定した。また 4 方式について，専用の CAD ソフトウェアを用いて，周囲の障害物件との障害物間隔を評価し，現在の ICAO 設計基準案に基づい図４た方式設計を試行した。この結果について飛行方式設計者

研究用 RNP to xLS 進入方式の経路短縮・環境負荷軽減効果

や国内エアラインなど関係者と意見交換し，方式の課題や削減に相当し，カーボンニュートラル実現への貢献が期待改善について議論した。

される。

次に，選定したモデル空港（3 空港）に設計した 4 方式について，現地官署を訪問して管制官と意見交換し，出発

また，最終進入経路付近に山岳などの障害物件が存在す

機との交差などの課題を抽出して，詳細設計のうえ経路設る飛行方式を検討するため，ICAO が標準とする OAS（障計を完成させた。この設計経路に基づいて民間航空機の害物評価表面）を生成するソフトウェアを内製で開発した。

FMS に登録する航法データベースを作成し，民間航空機

OAS は障害物件を含まない進入経路周囲の空域を形成すと同等の機能を高い忠実度で再現したフルフライトシミ

る複数の表面である。ICAO は OAS の計算法をソフトウ

ュレータ（操縦士訓練用途での利用が一般的）にインスト

ェア（PANS-OPS Software）で定義し，国際標準に附属ールして検証実験を行った。実験では操縦士が通常の運航するツールとして配布している。しかし，ソースコードをとほぼ同様にオートパイロットを使って航法データベー

消失しているため，この継続は IFPP における長年の課題

スの設計経路を飛行し，操縦士が過大なワークロードに陥であった。今回開発したソフトウェアを IFPP で発表した

らないことや GPWS（対地接近警報）が動作しないこと

ところ高く評価され，国際標準の附属ツールとして採用さなどフライアビリティ評価を行った。

れる見込みである。

この結果，モデル空港に設計した経路は，十分なフライ
3.2 可搬型プロトタイプ構築と飛行実証

アビリティを有し，オートパイロットや GPWS（対地接近警報装置）などが正常に動作し，併せて操縦士のワーク選定したモデル空港において RNP to xLS 飛行方式のロードが過大とならず，横風や低視程下など不利な条件で飛行実証実験を行い技術的な実現性や課題を検証する計も安定に飛行可能であることが分かった。

画である。この実現のため，技術成熟度レベル（TRL:

更に，燃料消費量を計測したところ，現行の ILS 経路

Technology Readiness Levels）が高く，実用型 GBAS 装と比較して 20%以上の燃料削減効果があることが分かっ

置と等価な機能を有する（冗長系を除く）可搬型プロトタ

た。これは B787 で計算すると年間ドラム缶 3,000 本（百イプを構築する。プロトタイプは，遠隔地の複数の国内空万ポンド）以上の燃料削減，年間 3,000 トン以上の CO2港において短い準備期間で飛行実験を実現するため，実験-47-

実験⽤航空機

Lat. [deg]GBAS 基準局
アンテナ 4 式

飛行実証の様子（広島空港）

Lon. [deg]VDB 送信アンテナ

図６

従来の ILS 方式と RNP to xLS 方式の飛行航跡るため，仮設の際に展開が容易となり効率的な飛行実験が実施可能となる。システム設計に基づきソフトウェア部の詳細設計を行い，ソフトウェアの要素毎の動作確認を実施した。また，ハードウェア部についても，詳細設計に基づき構築し，ソフトウェア部とハードウェア部のシステムイ
計測車両と VDB 送信アンテナ

ンテグレーションを行い，実験室環境での動作検証を実施した。
構築した可搬型プロトタイプ装置を用いて，2 箇所のモデル空港において飛行実証を実施した。令和 3 年 4 月及び 12 月に広島空港，11 月に高松空港で行い，実験用航空機のパイロットに加え，実験用航空機に搭乗したエアライ

GBAS 処理部

ン関係者及び方式設計者から，進入方式について意見を聴制御⽤ PC取した。『RNP to xLS 方式は経路短縮，燃料消費量削減
だけでなく，市街地を避けた経路による騒音低減にも貢献する』『オフセットかつ高降下角進入については，RNP

基準局受信機部

VDB 送受信部

to GLS（GBAS）の導入効果が高い方式である』等の意見

計測車両に搭載した様子
図５をいただいた。

可搬型プロトタイプ装置

また，広島空港 RWY10 の RNP to GLS 方式で取得し用車両内に機材を搭載した可搬型とする。実験用車両を空たデータから，従来の ILS 方式と比べ，平均 155 秒の飛港内等に移動し，GNSS アンテナなどを展開すれば，VHF

行時間の短縮，平均 24 ポンドの燃料消費量の削減が確認

アップリンク（VDB）により GBAS による最終進入経路

できた。

（FAS: Final Approach Segment）が実現可能となる。
まず，可搬型プロトタイプ装置のシステム設計を行い，3.3 衝突危険度モデル改善と妥当性検証
本研究においては，衝突危険度モデルの構成要素のうち，

ハードウェアの構成を決定し，その構成におけるソフトウ
ェア要求書，アルゴリズム記述書の作成を行った。このプ

現状に比べてより正確な衝突確率を求めることができる

ロトタイプ装置では，基準受信機部から基準空中線部間に数学モデルの開発に取り組む。

ROF（Radio over Fiber）技術を採用し，光ファイバーケ

現状の数学モデルについて，まずその理解を行ったうえーブルにより GPS の RF 信号を伝送する方式とした。こで，どの部分に改善の余地があるかを検討した。その結果，れにより，従来基準アンテナマストに設置していた基準受

複数の障害物がお互いに近くに配置されているケースに信機部を環境性能の高い実験用車両内に設置できる。更に，

おいて，衝突確率が高く算出される傾向があることが分か

同軸ケーブルより軽量な光ファイバーケーブルを利用すった。どのような計算を行うことで，潜在的に結果が改良-48-

が 5m 程度と粗いものの，対地速度やトラック角といった
ADS-B データに含まれる情報を同時に用い，スムージン
グ処理を行うことで，真値に近い値を推定することができることを確認した。

４．おわりに
本研究では（1）国内空港の経路設計を調査してモデル
図７

空港を選定し，将来の飛行方式を設計し，フルフライトシ

衝突危険度計算のイメージ

ミュレータ検証を行い，（2）可搬型 GBAS プロトタイプ
されるかについて検討し，数学的に定式化を行い，その効装置を開発して，実験用航空機による飛行実証を実施し，果の検証を行った。過去の研究で構築したパイロット操舵（3）飛行データを活用して ICAO の衝突危険度モデルをモデルからシミュレーションで 106 回の着陸航跡を生成改良し，妥当性の検証を行った。

し，障害物と衝突する回数をカウントすることにより，提フルフライトシミュレータや飛行検証により，経路短縮

案手法がどの程度正確に衝突確率を計算できているかを効果の評価に加え，パイロットのワークロードなどフライ評価した。その結果，障害物の形状にもよるが，現行の衝アビリティを検証し導入の見通しを示した。併せて，管突危険度モデルと比較して，提案手法は衝突確率の過大評

制官，エアライン，方式設計者，航空局担当に参加いた価を平均 90%程度抑えられていることが分かった。本結

だき，関係者間の合意形成を図るとともに RNP to xLS

果については，IEEE 論文誌[18]に掲載された。

方式の有効性が確認できた。

次に，実際に提案手法を適用するため，検証時に用いた

また，ICAO 計器飛行方式パネル会議に国際基準の検討

仮定を実データにより確認する方法について検討を行っに資する根拠資料を提供するとともに，CARATS へ寄与た。データを大量取得するためには，ADS-B を用いる手し我が国への RNP to xLS の導入に貢献できた。更に，法が簡便だと考えられる一方，ADS-B から必要なデータ

Web 版として開発した ICAO OAS（障害物評価表面）ソが取得できるかどうかは別問題である。その確認にあたり，

フトウェアは，ICAO 文書（DOC8168）の標準ソフトウ

GBAS を試行運用しているデータを取得し，相当する

ェアとして採用される見込みとなっている。

ADS-B データからどの程度の精度でデータが取得できるかを検証し， ADS-B データは機上データとは精度が異な

掲載文献

ることが分かり，何らかの補正が必要であることが示唆さ

平成 30 年度れた。

[1] 福島荘之介，齋藤享，齊藤真二，吉原貴之，毛塚敦，

ADS-B データによる航跡抽出に関して，航空機の運動“ENRI STATUS REPORT,” 19th International GBAS

特性をもとにカルマンスムージングを設計し，高精度に抽Working Group (I-GWG19), May 2018.

出可能な手法の開発を行った。同一航空機の GBAS 試行[2] 福島荘之介，森亮太，齊藤真二，“浅い降下角の中間

運用データを取得し，GBAS による逸脱量を真値と仮定

セグメントを伴う RNP to xLS 進入方式の設計条件，”第し，ADS-B データのスムージングデータの精度の検証を

18 回電子航法研究所発表会講演概要，pp.79-84, June行った。図 8 にその結果を示す。ADS-B は位置の分解能

2018.
[3] 福 島 荘 之 介 ， “ 第 19 回 国 際 GBAS WG 会 議（I-GWG19）の概要，”ATEC 新進入・出発方式 WG 会議，June 2018.
[4] 福島荘之介，東京空港事務所管制技術官 GBAS 勉強会，Aug. 2018.
[5] 福島荘之介，“A320 シミュレータによる RNP to xLS
進入方式の検討，”ATEC 新進入・出発方式 WG 会議，Nov. 2018.
[6] 福島荘之介，“GBAS の安全設計研究とカテゴリーⅠ

図8

逸脱量のデータソースによる比較

実用システムへの活用，”平成 30 年度航空無線技術交流-49-

会，航空無線システム協会，Jan. 2019.

[20] Susumu Saito, Sonosuke Fukushima, “Status of[7] 福島荘之介，森山敏文（長崎大学），灘井章嗣（NICT），

GBAS related studies of ENRI,” 34th EUROCONTROL“Report on the 14th International Conference on Space,

Landing and Take-off Task force, Sept. 2020.

Aeronautical

2018[21] 齊藤真二，福島荘之介，“可搬型衛星航法補強装置(ICSANE2018),” 電子情報通信学会ソサイエティグロー

について，”日本航空宇宙学会第 58 回飛行機シンポジウ

バルニュースレター，March. 2019.

ム講演集，Nov. 2020.

andNavigational

Electronics[22] 齊藤真二，“可搬型 GBAS プロトタイプ装置の開令和元年度

発，”日本航海学会航空宇宙研究会，Nov. 2020.

[8] Sonosuke Fukushima, etc, “ENRI Status Report,”[23] 福島荘之介，“GBAS による計器進入の原理と研究

20th I-GWG Working Group, June 2019.

開発，”航空保安大特別講義，Dec. 2020.

[9] Sonosuke Fukushima, Ryota Mori, Shinji Saitoh,[24] 福島荘之介，GBAS 出前講座

“Lessons Learned from A320 RNP to xLS Flight Sim

ター，Dec. 2020.

Experiments,” 20th I-GWG Working Group, June 2019.

[25] Mori, R., “OAS SOFTWARE DEVELOPMENT,”[10] Ryota Mori, “CRM and OAS Program,” ICAOICAO IFPP 15-3, March 2021.

航空局性能評価セン

IFPP15-2, Sept. 2019.
[11] 福島荘之介，“New OAS Software（新しい障害物評令和 3 年度

価 表 面 ソ フ ト ウ ェ ア ） ， ”ENRI Web サ イ ト ，[26] 福島荘之介，“航法システムと航空管制技術の動向

http://www.enri.go.jp/cnspub/fks442/oas_from.html,と課題，”名古屋大学大学院工学研究科航空機開発 GPL

Sept. 2019.

養成講座（第 13 回），July 2021.

[12] Ryota Mori, “Calculation of Ground Obstacles[27] 福島荘之介，齊藤真二，森亮太，“RNP to xLS 進入

Collision

方式の研究 フライアビリティと飛行実証，”ATEC 新た

Probability

under

ILS

Approach,”

EIWAC2019, Oct. 2019.

な進入・出発方式導入に向けた調査・研究 WG 会議，[13] 福島荘之介，森亮太，齊藤真二，“円弧旋回を伴う

Oct. 2021.

精密進入方式の設計法，”日本航空宇宙学会第 57 回飛行[28] 福島荘之介，二ッ森俊一，“第２報：総務省情報通機シンポジウム講演集，Oct. 2019.

信審議会報告書 RTCA 報告書の比較，”第 4 回 ATEC 5G[14] 福 島 荘 之 介 ， “ 第 20 回 国 際 GBAS WG 会 議基地局と RA の周波数共用に関する調査研究 WG，Dec.

（I-GWG20）の概要，”ATEC 新進入・出発方式 WG

2021.

会議，July 2019.

[29] 齊藤真二，福島荘之介，“可搬型衛星航法補強装置[15] 福島荘之介，“RNAV 進入の垂直方向パス角と温度による RNP to xLS 飛行評価について，”日本航空宇宙学の関係，”第 1 回航空機騒音勉強会，Nov. 2019.

会第 59 回飛行機シンポジウム講演集，Dec. 2021.

[16] 福島荘之介，“RNP to xLS 進入方式の設計と検証に[30] 福島荘之介，齊藤真二，“脱炭素化に向けた新しい関する研究，”ATEC 新進入・出発方式 WG 会議，Nov.

曲線経路を飛行実証，”プレスリリース，Dec. 2021.

2019.
[17] 福島荘之介，“GLS による高度運航への取り組み，”
第 3 航空機騒音源勉強会，Jan. 2020.
令和 2 年度[18] Mori, R., Fujita, M., “Accurate Estimation of
Ground Obstacle Collision Probability during ILS
Approach,” IEEE Access, IEEE, Vol. 8, pp. 66662-66671,
2020. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.2985688[19] 福島荘之介，“RNP to xLS 進入方式の設計と検証，”
CARATS 推進協議会 PBN 検討 WG GNSS アドホック，
Aug. 2020.

-50-

新しいGNSS環境を活用した進入着陸誘導システムに関する研究【重点研究】

担当領域
担 当 者

航法システム領域○坂井 丈泰，齋藤 享，吉原 貴之，毛塚 敦，小田 浩幸，北村 光教，髙橋 透

研究期間

令和2年度～令和6年度

１．はじめににもとづいて実際の開発を行うとその解釈に齟齬を

航空機の航法には衛星航法システムGNSSの導入が生じる場合がある。アビオニクス機器も含めていかな

進められており，日本では平成19年度から運用されてる組合せにおいても所定の動作をすることが標準規

いるMSAS（SBAS）に加えて，令和2年度には一部の格により保証されているわけではないことから，相互

空 港 で GBASが 稼 働 を 開 始 し た 。 こ れ ら 現 行 の SBAS

運用性を確認し，必要に応じて標準規格にガイダンス

及びGBAS規格はGPSのみしか対応して いないが，いを与えることが考えられる。

ずれも次世代規格の策定が進められており，GPS以外

いま一つの課題は，GNSSにおけるセキュリティ対のコアシステムに対応するとともに複数の周波数を策技術の開発である。GNSSについては主に無線信号使用可能となる。これら次世代規格に対応した次世代を使用することによる脆弱性が指摘されており，認証

GNSS補強システムによれば電離圏活動の影響を受け機能を付与することで対策することが検討されていにくいロバストな航法が可能となり，磁気低緯度地域

る。また，GNSSに対する影響が大きい電離圏の様相にあり電離圏活動の影響を受けやすい我が国においを観測できるレーダ等の外部センサを活用することてはメリットが大きい。一方，今後は次世代GNSS補で補強システムの性能を改善できることから，その具強システムが各国において実装されることとなるが，体的な方策及び期待できる効果について検討する必それらについては相互運用性の確保がきわめて重要要がある。

な課題となっている。

本 研 究 で は ，こ れ ら の 検 討 対 象 に つ い て ，コ ン

本研究は，このような新しいGNSS環境を活用した

セプト及び技術的要件の検討とともに研究開発

進入着陸誘導システムについて，導入における課題にを 実 施 す る 。 研 究 の 実 施 に あ た り ， ICAO に お け対応するために実施することとしたものである。令和る 検 討 状 況 を 常 に 把 握 し ， GNSS 及 び 航 空 シ ス テ

3年度は，5ヶ年計画の2年目であった。

ムの国際性に十分配慮することとしている。

２．研究の概要

３．実施内容と成果
3.1

新しいGNSS環境を活用した進入着陸誘導システム

次世代GBAS規格の方式提案

次世代GBASについてはICAO NSP（航 法シス テムの導入における次のような課題について，本研究において検討する。

パネル会議）にて運用コンセプト及び基本的事項の検第 一 に ， GNSSに よ る 進 入 着 陸 シ ス テ ム GBASの 次討が行われ，隔週のオンライン会議に参加して対応し世代GNSS環境への対応である。近年は衛星航法シスた。本年度は具体的な実現方式について議論を進め，テムの変革期であり，既存システム（米国のGPS及び電離圏モニタ方式案の一つを欧米と共同提案した。図ロシアのGLONASS）については信号数の追加などの１はその検討例であり，いくつかの方式を比較検討し改良が，また一方では欧州（Galileo）や中国（BeiDou）

たものである。

による独自システムの構築が進められている。静止衛

3.2

次世代GBAS/SBAS飛行実験

星による補強システムSBASについてはこれらに対応

前年度に実験機材の実験機への搭載改修を完了しした次世代規格が策定されたことから，今後はGBASたことから，本年度は第１回目の飛行実験を10月に石に関する規格化活動が本格化する見込みであり，これ

垣島にて計画した。台風の影響により目的地を宮崎にに対応する必要がある。

変更して実施し，航空路上における実験データを収集

第二に，補強システム間の相互運用性の確保である。

した。第２回目の飛行実験はGBAS実験施設を設置しSBASや GBASと い っ た 補 強 シ ス テ ム は サ ー ビ ス プ ロている新石垣空港にて３月に実施し，プラズマバブル

バイダ各国により開発されることになるが，標準規格が発生しやすい夜間におけるフライトを含む実験デ-51-

ータを計画通りに収集した。図２は飛行中における電離圏シンチレーションの発生状況を示している。
3.3

SBAS相互運用性検証実験

障害物の多い環境下におけるSBASの受信特性を調べるため，２月に仙台空港にて地上実験を実施して実験データを収集した。図３はその結果の一例で，ターミナルビル付近ではSBAS信号を受信できない状況が
分かる。
3.4

セキュリティ対策技術のプロトタイプ開発

ディジタル認証技術による方式のプロトタイプを試作し，各種の性能指標を試算した。L5 Q-chを使用
す る ベ ー ス ラ イ ン 方 式 の ほ か に I-chに よ る オ プ シ ョ

図２ 飛行実験中のシンチレーション発生状況

ン方式についても検討し，メッセージの構成によっては 実 用 に 耐 え る こ と を 明 ら か に し た 。 図 ４ は MAL（ Maximum Authentication Latency：認 証 遅 れ 時 間 ，航法メッセージの受信から認証までの最大時間）を 評 価 し た 例 で ， 認 証 メ ッ セ ー ジ を 500 ビ ッ ト で構 成 し た 場 合 で も ， 伝 送 容 量 に 制 約 が あ る I-chで送信可能なことを示した。

４．まとめ
本研究では，新しいGNSS環境を活用した進入着陸
誘導システムについて導入における課題に対応する
こ と を 目 指 し て お り ， 令 和 3年 度 は 次 世 代 GBASの 方

図３ 信号特性評価の例

式提案を行うとともに，プロトタイプを使用した飛行実験等を開始し，またセキュリティ対策技術の検討を行った。次年度は次世代GBASの方式検証を行うとともに，プロトタイプを使用した飛行実験を継続し，さらに研究活動の国際的な展開を充実させることとしたい。

図４ 認証遅れ時間（MAL）の試算例

掲載文献
[1]

図１ 電離圏モニタの方式比較例

Nicholas Ssessanga，山本衛，齋藤享，齊藤昭則，
西岡未知，“Complementing regional ground GNSSSTEC computerized ionospheric tomography (CIT)with ionosonde data assimilation,”GPS Solutions,Vol. 25, April 2021.

[2]

-52-

松田国幸，岸信隆，井下亨，坂井丈泰，“QZSS

[3]
[4]

standardization follow-up,”ICAO NSP JWGs/7,

Tuffaha, 齋藤享，“Updated GAST X Proposal,”

April 2021.

ICAO NSP JWGs/8, Nov. 2021.

齋藤享，“Coordination with METP on Space[16] 齋藤享，吉原貴之，福島荘之介，松田国幸，“

Weather,”ICAO NSP JWGs/7, May 2021.

GBAS Status Update in Japan,”ICAO NSP JWGs/8,

北 村 光 教 ， 坂 井 丈 泰 ， “ SLAS評 価 結 果 の 報 告 ，Nov. 2021.

”日本航空宇宙学会GPS/GNSS研究会，May 2021.
[5]

[6]

[7]

[17] 吉原貴之，齋藤享，“Guidance on determination of

キトマ

the tropospheric refractivity, its uncertainty andル，佐藤達彦，塩田大幸，“Economic impacts ofscale height, ”ICAO NSP JWGs/8, Nov. 2021.

atmospheric radiation storm on aircraft operations[18] 齋藤享，細川敬祐，坂井純，冨澤一郎，“Study ofand potential use of space weather information,”

structures of the sporadic E layer by using dense

Japan Geoscience Union Meeting, June 2021.

GNSS network observations,”NAVIGATION, Vol.

齋藤享，細川敬祐，坂井純，冨澤一郎，“GEONET68, No. 4, pp. 751-758, Dec. 2021.

齋藤享，ビクラマシンハ

ナヴィンダ

ROTIを用いたEs層の構造・特性の解析，”MU[19] 小林海斗，久保信明，坂井丈泰，“マルチパス

レーダー・赤道大気レーダーシンポジウム，Sept.

モニタリングによるGNSSスプーフィング検知2021.

の研究，”日本航空宇宙学会論文集，Vol. 69，

齋藤享，吉原貴之，福島荘之介，“Status of GBAS

No. 6，pp. 247-256, Dec. 2021.

related studies of ENRI,”LATO/36, Sept. 2021.
[8][20] 坂井丈泰，北村光教，“MSAS信号による測距精

Tim Murphy, Matt Harris, Gary McGraw, Joel

度の評価，”測位航法学会論文誌，Vol. 12，No.

Wichgers, Linda Lavik, Morten Topland, Mutaz

1，pp.1-7, Dec. 2021.

Tuffaha, 齋藤享，“Alternative Architecture for[21] 髙橋透，齋藤享，北村光教，坂井丈泰，“Perfor-

Dual Frequency Multi-Constellation GBAS,”ION

mance of DFMC SBAS broadcasted from Japanese
QZSS in Oslo, Norway,”ION ITM, Jan. 2022.

GNSS+, Sept. 2021.
[9][22] Tim Murphy, Matt Harris, Glaucia Balvedi, Gary

齋藤享，細川敬祐，坂井純，冨澤一郎，“GNSS
観測網を用いたスポラディックE層の特性 とMcGraw, Joel Wichgers, Linda Lavik, Morten

GNSSへの影響の研究，”GPS/GNSSシンポジウ

Topland, Mutaz Tuffaha, 齋藤享，“Ionosphericム，Oct. 2021.

Gradient Monitoring for Dual Frequency MultiConstellation GBAS,”ION ITM, Jan. 2022.

[10] 齋藤享，細川敬祐，坂井純，冨澤一郎，“Impactsof VHF anomalous propagation on aeronauticalnavigation systems and the Es layer structure anddynamics，”第150回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会，Nov. 2021.
[11] 坂井丈泰，北村光教，小田浩幸，“L5 SBASによる信号認証機能の基礎検討，”第65回宇宙科学技術連合講演会，Nov. 2021.
[12] 吉原貴之，北村光教，小田浩幸，坂井丈泰，“SBASによる鉄道車両測位に向けたGNSS受信信号の品質監視とマルチパス誤差モデルの構築，”第65回宇宙科学技術連合講演会，Nov. 2021.
[13] 北 村 光 教 ， “ SLAS測 位 精 度 向 上 に 関 す る 研 究 ，”第65回宇宙科学技術連合講演会，Nov. 2021.
[14] 齋藤享，“Progress on Space Weather Job Card,”
ICAO NSP JWGs/8, Nov. 2021.
[15] Tim Murphy, Matt Harris, Gary McGraw, Joel
Wichgers, Linda Lavik, Morten Topland, Mutaz-53-

地上型衛星航法補強システムの設置環境条件に関する研究【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，毛塚 敦，齋藤 享，吉原 貴之
令和元年度～令和 4 年度取得したデータによる検証，基準局等の GBAS 地上機器

１．はじめに地上型衛星航法補強システム（GBAS）の CAT-I 地上装の実現可能な設置環境条件の検討，基準局配置に対するア置は複数の国々で導入が開始されている。我が国において

ベイラビリティの評価などを実施する計画である。

も羽田空港への設置が開始され，今後，各地の空港への導入が見込まれている。我が国の空港においては，諸外国の３．実施概要空港に比較して滑走路周辺に充分な剰余敷地が存在して

令和 3 年度は，評価ツール群に実験用 GBAS 装置で取おらず，周辺障害物や離着陸航空機等の影響によるアベイ

得した GPS ファイルの加工を行う機能を追加した。また，

ラビリティの劣化を避けて GBAS 基準局を最適に配置す

ユーザ処理部分においては，電子基準点 GPS データ

ることが難しいことが懸念されている。これまで，当所に（RINEX/BINEX 形式）を利用できるようにした。これにおいて空港内で取得した GPS 信号の解析結果からも，滑より，ユーザ側のデータが存在しない場合でも，周辺の電走路近傍における GPS 信号の受信において，離着陸航空

子基準点 GPS データをユーザ側のデータとして GBAS 処機の影響があることが判明している（図１）。欧米におい理を行うことが可能となった。また，改良アルゴリズムをても，滑走路延長上に設置した GBAS 基準局での上空通適用した場合を想定した着陸機による GPS 信号瞬断の影

過機の影響が報告され，航空機を用いた評価等も行われて

響の計算機シミュレーションを行い，滑走路と受信点の配いる。

置と，信号瞬断の発生頻度，捕捉衛星数の変化の関係を算

本研究は，GBAS の基準局等の地上機器の設置環境条件出した。更に，滑走路上における VDB 強度分布についての緩和方策を提案することで，滑走路近傍に充分な剰余敷

新たな解析手法を提案した。

地が存在しない空港における GBAS 整備候補地の拡大を目的として開始した。

４．研究成果滑走路中心線からの GPS 基準局の距離と GPS 受信信号への影響の関係性を計算機シミュレーションで検討した。

２．研究の目的と実施項目
本研究の目的は，基準局等の設置環境条件の緩和方策を

着陸機は 3 度パスで新千歳空港 19L に進入すると仮定し，検討し，GBAS 設置空港における整備候補地の拡大を実現

時刻と機種は CARATS オープンデータから 2018 年 5 月 29

することである。

日を利用した。GPS 衛星の方向は，同日の衛星軌道情報（エ具体的には，離着陸機による GPS 衛星信号の遮蔽等のフェメリス）から，24 時間分を計算する。GPS 信号を受影響を軽減する地上処理アルゴリズムの開発，空港環境で信する基準局位置は，滑走路中心線から±600m，滑走路
進入端から 0～600m の範囲で変化させる。着陸機の影響は，GPS 信号の電波伝搬から第 1 フレネルゾーンが着陸機により遮られた場合に生じ，瞬断が発生し，搬送波平滑化
処理が初期化されるものとした。また，改良アルゴリズムを模擬するため，1 エポックの瞬断までは修正できるものとし，測位に利用可能な衛星数をカウントした。
図 2 は，シミュレーションの結果であり，基準局位置と

図１

新千歳空港 GBAS の基準局配置と離着陸機によ測位に利用する衛星数が 6 機以下となる割合を示す。横軸

る影響（2dB 以上の変動個所）

は GBAS 基準局の滑走路進入端からの距離，縦軸は滑走・ 2018 年 6 月の 1 ヵ月の基準局 GPS データの解析結果

路中心線からの距離である。従来のアルゴリズムでは 99%

・ 赤線のエリア：19L 着陸機が遮る範囲
・ 青線のエリア：19R 着陸機が遮る範囲

以上の時間に 6 機以下とならないためには，GBAS 基準局

・ 青円のエリア：01L 離陸機の影響と考えられる変動を滑走路中心線から，少なくとも 100m を離隔する必要が-54-

(a) 送信点～建物間距離 1.8m の場合(a) 現状のアルゴリズム(b) 送信点～建物間距離 2.1m の場合

図３(b) 改良アルゴリズム

図２

観測線 1～3 上での電力分布[3]出典：2021 年信学ソ大 C115-14

捕捉衛星数が 6 機以下となる割合あることが分かる。一方，改良アルゴリズムでは，基準局

今後，改良アルゴリズムを組み込んだ地上処理評価ツーと滑走路中心線に 100m の離隔があれば 99.5％以上の時間

ルにより，ユーザ側の処理を含めた効果の検証を行う予定

で 6 機以下とならないことが分かった。

である。

VDB 送信アンテナの設置環境条件に関しては，滑走上での電力分布の解析手法について，これまで提案してきた

掲載文献

2D-FDTD 法と Ray-tracing 法のハイブリッド手法の解析精[1] 齊藤真二，“基準局での信号受信と GBAS への着陸機

度を Full-wave 解析である有限要素法との比較により検証の影響，”電子航法研究所研究発表会, 2021 年 6 月

し，適用条件を検討した。図 3 に 1/50 スケールモデルに[2] 渡 邊 恵 ， 橋 本 真 輝 ， 須 賀 良 介 ， 毛 塚 敦 ， 橋 本 修 ，より解析（5GHz，1W）した観測線上での電力分布を示す。

“2D-FDTD 法と Ray-tracing 法を併用した空港面電モデルでは送信点から 1.368m に斜面を配置，観測線は磁界解析手法の Full-wave 解析との比較，”電子情報2.4m（40 波長）地点から 0.24m（4 波長）間隔で配置し，通信学会技術研究報告 EST2021-18, pp.54-58, 2021

送信点～建物間の距離を変化させた。斜面と建物に距離が年7月あり，回折と斜面による反射が独立とみなせる場合に提案[3] 渡 邊 恵 ， 橋 本 真 輝 ， 須 賀 良 介 ， 毛 塚 敦 ， 橋 本 修 ，手法が適用可能であり，更に解析時間が 1/60 に短縮され“2D-FDTD 法と Ray-tracing 法を併用した空港面電るなど手法の有効性を確認した[3]。

磁界解析手法の適用条件に関する一検討，”電子情報通信学会ソサイエティ大会，C-115-14, 2021 年 9 月[4] 齊藤真二，“GBAS 基準局での GPS 信号受信と GBAS

５．おわりに着陸機の通過と基準局における GPS 信号受信への影響

への着陸機の影響，”航空無線，110 号, 2021 年 12 月に対する改良アルゴリズムの効果を検討するため，計算機[5] 橋本真輝，須賀良介，毛塚敦，橋本修，“開口面法とシミュレーションを行った。その結果，改良アルゴリズム

レイトレース法のハイブリッド手法における空隙の条を適用することで，基準局と滑走路中心線の離隔を 100m

件に関する一検討，”電子情報通信学会総合大会, 2022

確保すれば，99.5%以上の時間に測位利用衛星数が 6 機以

年3月

下とならないことが分かった。

-55-

気象及び空港・空域条件に対応した後方乱気流管制間隔に関する研究【指定研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

航法システム領域○吉原 貴之，藤井 直樹，瀬之口 敦*，山田 泉*，虎谷 大地*（*航空交通管理領域）
令和元年度～令和 4 年度

１．はじめにアルタイム計測技術，ダイナミックな離隔間隔の設定手法，

先行機の生成した後方乱気流が後続機の安全運航に影

管制間隔の自動指示情報の特定や運用を中断した場合の響を与えないようにするため，管制方式基準では航空機を対処手法のガイダンス等の提示手法等も重要な検討事項

最大離陸重量によって区分し，先行機と後続機の航空機区となる。これら新しい後方乱気流管制方式の実現のために分の組合せに応じた最低離隔間隔を設定する後方乱気流

は，導入空港の就航機種や割合，空港面レイアウト及びタ

管制方式を定めている。空港周辺におけるこのような最低ーミナル空域との接続や交通流の特徴を踏まえた最適化

離隔間隔の設定は，滑走路占有時間等とともに時間あたりと導入効果の評価，安全性評価が必要とされている。

の離着陸回数（滑走路処理容量）と密接な関係にある。そのため，従来，最大離陸重量で 4 つに分類している航空機

２．研究の概要

区分を更に細分化することにより，最低離隔間隔を短縮可

本研究では，RECAT導入後の新たな後方乱気流管制方

能な航空機の組合せを創出し，安全性を従来と同等に担保式として，TBS運用を東京国際空港や成田国際空港といっしつつ，滑走路処理容量の向上を図る新しい後方乱気流管た我が国の混雑空港に導入する際の課題や要件を明確に制方式の導入が進んでおり，RECAT（Recategorization）とし，導入判断に必要となる周辺空域を含めた安全性及び導呼ばれる。具体的には，ICAO（国際民間航空機関）PANS-

入効果の評価方式を確立することを目的としている。また，ATM（The Procedures for Air Navigation Services - Air Traffic

D-PWSや，同一滑走路の複数着地点設定して後方乱気流

Management, Doc 4444）で航空機の最大離陸重量と翼幅で管制間隔を短縮した新たな運用を導入する際の技術的要分類される新しい 7 つの航空機区分と，それら組合せ毎の件を明確化してそれらの実現可能性を検討する。令和3年

最低離隔間隔が追加され（2020 年 11 月発効），各国の航度は3年度目であり，前年度に残された課題となっていた

空交通管制当局が承認した場合に適用できるようになっ

TBS運用の導入に必要な要件の明確化，導入効果の評価及た。RECAT 導入により混雑時間帯における到着遅延や待び安全性評価に関する取りまとめを行うとともに，D-

ち時間の解消といった効果が期待でき，我が国においてもPWSや同一滑走路の複数着地点を設定した運用に関する

この RECAT-ICAO が東京国際空港，成田国際空港に導入

上位の運用概念の構築に取り組むこととしている。後者にされ，他の混雑空港等への導入も期待されている。

関して具体的には，管制間隔指示の自動化に対応する安全

今後の後方乱気流管制方式の高度化については，ICAO

性設計評価手法の検討，D-PWSに対する運用の課題の抽の将来構想である GANP（Global Air Navigation Plan）にお出とともに，同一滑走路での複数着地点及び離陸開始点をいて，ASBU（Aviation System Block Upgrades）として記述

設定した運用の課題の抽出を行い，それらの導入効果を評されているが，その一つに TBS（Time-based Separation）が価する計算機シミュレータの検討を行った。

ある。これは航空機の最低離隔間隔を時間で保つようにする運用であり，英国ヒースロー空港で既に導入されている。

３．研究成果通常，向い風が強い場合において距離で最低離隔間隔を保TBS 運用の導入に必要となる要件，導入効果の評価及びつようにすると，単位時間あたりの離着陸数が減少するが，安全性評価事項に関しては，欧州における安全性評価を参先行機の後方乱気流の消滅時間を考慮した安全な最低離考に，管制間隔設定に係わる要件と安全性評価の概要をま

隔間隔を時間で保つようにすることで，この減少を軽減すとめ作業を行った。この中で，RECAT 導入に際して東京ることが期待される。また，この最終形態としては空港・国際空港に LIDAR を設置して取得した後方乱気流観測デ

空域の条件を考慮しつつ航空機区分を更に詳細化し，時々ータの取りまとめも行ったが，例として RECAT の航空機

刻々と変化する周囲の気象条件に応じてダイナミック・ペ

区分におけるカテゴリーB の航空機に対する LIDAR によアワイズ（D-PWS）と呼ばれる最低離隔間隔を設定する管る後方乱気流の観測結果（減衰曲線）を図 1 に示す。また，制方式が期待されている。そのため，後方乱気流特性のリ導入効果の定量評価については成田国際空港の南風運用-56-

ン統合を行い，最終とりまとめとする予定である。一方，
D-PWS については，主要課題として対となる後方乱気流
管制間隔の新たな刻み幅（現在は 1NM），監視装置，滑走路占有時間や安全マージン等を考慮して現実的な航空機
区分数を導出する予定である。また，東京国際空港の進入速度解析を進め，気象条件差による影響と個別の機体差（海外便）や重量差の影響とを定量的に比較してそれらの関係性を明らかにし，運用に必要な技術的要件として組み込むこととしたい。これらにより，管制間隔指示を自動化
図１

した新たな運用における安全性設計評価に必要な事項を

従来の航空機区分におけるカテゴリーB の航空明確化し，導入効果の評価結果と合わせて導入指針の提案機に対する LIDAR による後方乱気流観測結果を行う予定である。
時（2018 年 8 月 16 日）を解析対象として，前年度実施した空港面交通流を模擬する計算機シミュレータ（GRACE）の TBS 導入評価のための改修で付加した機能を活用して

掲載文献[1] Daichi Toratani, Takayuki Yoshihara, Naoki Fujii, Atsushi

評価作業を進めた。今後，この評価を実施済みのターミナ

Senoguchi, and Izumi Yamada, “Investigation of Support

ル空域から滑走路端までを模擬した計算機シミュレーシ

Algorithm for Air Traffic Controllers' Arrival Separation

ョン結果と統合して TBS 導入効果のとりまとめを行う予Management,” 16th IFAC Symposium on Control in

定である。なお，TBS 運用については上空の進入経路上のTransportation Systems, June 2021.

風情報も重要となることから，SSR モード S データから[2] 吉原貴之, 瀬之口敦, 毛塚敦, 齋藤享, 古賀禎，“航空推定された風向・風速の誤差評価と補正手法の検討も行っ

機監視装置から得られる高頻度気象情報の誤差評価ている。この結果は，最終的に TBS 導入に関わる要件にと補正手法の開発，”第 15 回 MU レーダー・赤道大気

組み込む予定である。

レーダーシンポジウム プロシーデイング, pp.4-7,

もう 1 つの課題である D-PWS や同一滑走路の複数着地

2021 年 9 月

点を設定した運用に関する上位概念の構築と技術的要件[3] 吉原貴之, 藤井直樹, 瀬之口敦, 山田泉, 虎谷大地，及び課題の明確化に向けた検討としては，管制指示の自動“CARATS 施策 MET 4-3（旧 OI-26）関連の ENRI 研

化を含む更にカテゴリーを詳細化したペアワイズ運用の究開発の進捗報告，”第 45 回 CARATS ATM 検討 WG/

課題として，進入速度のばらつきと影響調査を行った。具

第 46 回 CARATS 航空気象検討 WG 合同 WG, 2021 年

体的には，東京国際空港の進入速度解析を実施し，その結9月

果から気象条件差と比べて個別の機体差（海外便）や重量[4] 藤井直樹, 吉原貴之, 瀬之口敦，“航空機の進入時の後差の影響が大きいことが示唆された。また，同一滑走路の方乱気流に対する LIDAR 観測結果について，”2022

複数着地点を設定した運用については，国内の比較的長い

年電子情報通信学会総合大会講演論文集, B-2-6, 2022

滑走路を有する混雑空港を対象にニーズ調査と技術的課

年3月

題について検討した。その結果，GNSS による着陸システ
ムである GBAS を活用することで，より自由度の高い進入方式の設定が可能となり，効率的な滑走路運用による処
理容量の向上が期待できることから，令和 4 年度開始の重点研究「GBAS を活用した着陸運用の高度化に関する技術開発」において発展的に実施することとした。

４．まとめと今後の予定
TBS 運用の導入に必要となる要件，導入効果の評価及び安全性評価に関しては，残された導入効果の評価について
ターミナル空域と空港面交通流の計算機シミュレーショ

-57-

GNSS 代替（APNT）のための地上系航法システムのインテグリティ保証【指定研究】
担 当 部
担 当 者
研究期間

航法システム領域
〇毛塚

敦，齊藤

真二，吉原

貴之，田嶋

裕久，藤井

直樹

令和元年度～令和 3 年度

１．はじめに

本研究は３年計画であり，本年は最終年度である。

GNSS は航空航法において広く用いられているが，干渉３．研究成果と活用

等により利用できなくなる事例が多数報告されている。このような場合においても，航空の安全と効率化を維持する

令和３年度では，令和２年度に実験用航空機（Beechcraft

た め に バ ッ ク ア ッ プ が 必 要 で あ り ， APNT （ Alternate

B300 ） へ の 搭 載 を 完 了 し た DME パ ル ス ア ナ ラ イ ザ

Positioning, Navigation and Timing）と呼ばれ， ICAO 航法（EDS300）を用い，現在運用されている国内地上 DME 局

システムパネル（NSP）で検討されている課題の一つとなの空間信号及びマルチパス誤差の評価を行った。東京空港っている。近年，欧州では，短期的 APNT としてこれまで事務所への協力依頼により，多くの地上 DME 局が設置さ

GNSS のみでしか航法装置として使用できなかった RNP1

れている成田空港ターミナル空域を中心に飛行実験を行及び RNP2 経路を DME/DME 測位により飛行可能とするった。成田空港では SWAMP N, SWAMP G, SUPOK N,

検討が行われており，EUROCAE において 2017 年から

SUPOK G (ARRIVAL)及び TETRA EIGHT DEPERTURE,

WG-107 として標準化活動が開始された。当所もメンバー

KIMIN TRANSITION の経路にて評価を行った。また，仙として参加しており，2021 年度も活動を継続中である。

台空港ターミナル空域での飛行実験も行い，LANCE EAST,

欧州では大規模空港の出発・到着経路への RNP1 の導入がLANCE WEST, OWLET EAST, OWLET WEST (ARRIVAL)

計画されているが，日本国内においても RNP 経路の拡大

及び STEED FOUR, CUBIC FOUR (DEPERTURE), RIKYUが検討されているため，DME/DME 測位による RNP 運航

TRANSITION の経路にて評価した。ENROUTE では飛行が導入されれば，我が国においても GNSS 障害時のバック

実験を効率的に行うため，他研究での飛行実験（広島・高アップ体制を強化することが可能となる。

松）の仙台からの往復移動時にデータを取得した。
成田空港における実験結果の一例を図 1 及び図 2 に示す。図 1 は SWAMP N ARRIVAL の実験経路であり，図 2

２．研究の概要
RNP1 及び RNP2 経路の飛行には，航法装置を使用すべ

は飛行時に取得した DME 誤差である。図 2 においては，

きでない場合にパイロットへその旨を通知する能力（インFTE と HDOP より算出した RNP1 の 95%精度要件に加え，テグリティ）が要求される。このため，RNP1,2 を飛行可

経路逸脱につながるマルチパス誤差量を参照値として示能な GNSS 機上装置は異常時に警報を発出する機上性能している（ただし国際標準化は未定）。DME アナライザ

監視警報（OPMA）機能を有する。一方で，現在運用中のは同時に 10 局の地上局とレンジングする機能を有し，成DME 機上装置にはこの機能が備えられていない。しかし，

田空港周辺では常にほぼ 10 局の DME 局とトラッキング

地上 DME 局には装置の異常を検出するモニタが備えられした状態であった。更に，図 2 に示すように，10 局のうているため，地上の DME 局のインテグリティを保証する

ちおよそ 8 局は RNP1 の 95%精度及び経路逸脱に対してことで RNP1 及び RNP2 経路に適用することが提案され十分な性能を有しており，経路逸脱につながる大きなマルており，EUROCAE WG-107 では具体的なインテグリティ

チパス誤差は観測されなかった。これより，成田空港への保証方法が議論されている。

RNP1 を導入する際に DME/DME が有効なバックアップ

DME の誤差要因の最も大きなものとしてマルチパス誤方法になり得るものであることが分かった。更に，差があり，インテグリティ保証における検討課題の一つでEUROCAE では ILS で使用される DME（日本ではターミある。また，現行の地上 DME 局はデュアルモニタで異常ナル DME）を DME/DME 測位に用いることが検討されて検出が行われるが，諸外国で利用可能な OR 方式と国内で使用している AND 方式の違いによるインテグリティ実現いるため，成田空港に設置されたターミナル DME の誤差

性能の差を明らかにする必要がある。上記課題を中心に，評価を行った。その結果，測位に十分活用できる性能と覆本研究では国際標準化活動を通じて欧州と連携しながら域を有していることが分かった。これらの成果は，今後の検討を進めた。

EUROCAE WG-107 において，標準化文書の日本国内検証-58-

結果として報告することとする。

立案に活用する。

我が国のターミナル空域では多くの旋回を伴うため，令和元年度及び令和 2 年度において航空局飛行検査機（CJ4）

３．まとめで取得した検査データを用いて旋回時の DME 誤差につい本研究では短期的 APNT として DME/DME 測位を RNPて解析し，EUROCAE WG-107 にて公表した[7][11][16]。そ経路へ適用する際，欧州 EUROCAE での標準化活動と連の結果，EUROCAE が策定中の MASPS 原案に旋回に関し携し，航空局飛行検査機 CJ4 の検査データ及び実験用航空て記載され，我が国での事情を反映することができた。こ機 Beechcraft を用いて国内導入の際の課題を検証した。最のため，令和 3 年度の成田空港での飛行実験では旋回に伴大の脅威であるマルチパスについて成田空港を中心に定う DME 誤差についても評価し，CJ4 ほど顕著ではないも量的に評価し，概ね問題ないことを確認すると共に旋回時のの Beechcraft B300 でも同様に発生することを確認した。

の誤差等の国内事情を EUROCAE 標準化文書原案へ反映

MASPS への記載が適切であることを示すため，検討結果することができた。飛行実験では多くの地上 DME 局をト

を EURCAE WG-107 にて報告することとする。

ラッキングするとともにそれらが十分な精度を有するこ

更に，中長期的な APNT として複数局の DME 局とのレとが分かったため，国際的に検討され始めているマルチンジングを用いた測位であるマルチ DME 測位についてのDME や DME-RAIM（FDE）等に関する後続研究にも活用

基礎検討を行った。航空局飛行機（CJ4）の検査データをすることとする。

用いて基礎検討を行い，気圧高度も併用した 2 次元測位により 3 次元測位よりも高精度化できることを明らかにした[19]。実験用航空機（Beechcraft）による成田空港での飛行実験では 8 局の DME 局が利用できることが分かったため，我が国にとって中長期 APNT としてマルチ DME 測位が相応しいものと考えられ，後続研究にて検討することとする。
DME パルスアナライザを用いたエンルート飛行実験では，複数 DME 局の同時評価に加え，単一 DME 局の長距
離のラジアル検査を行った。XMC 局及び KMC 局での評価を行った結果，インテグリティ破綻につながる可能性があるマルチパス波形が観測されたものの，測距誤差として
は RNP2 に適用できるものであることが分かった。ICAO

図１

NSP CNT では SAPRs 改訂において DME の通達距離を130NM とすることが議論されているが，日本国内に適用

成田飛行実験経路の一例（SWAMP N）

RNP1 マルチパス異常参照値

する際には問題にならないことを確認できた。また，レンジング距離の増大に伴って生じる対流圏誤差についても

RNP1 精度（95%）

300km 範囲での実験データを取得できた。対流圏について
は，令和元年度に計算による検討結果[6]を EUROCAE
WG-107 で公表し[4]，RNP 経路適用の際に問題とならないことを示したが，エンルート飛行実験により実験的にも確認することができた。
地上 DME 局の AND/OR モニタロジックの違いによるインテグリティ性能の差については，令和元年度に基礎検討を完了し，国内外で成果を公表した[5][8][11-15]。現在

図２

ICAO で進行中の国際標準化状況を参照しながら，実運用

成田飛行実験結果の一例（DME パルスアナライザによる DME 誤差）

機材でのインテグリティ性能を評価するために保守訓練
用機材を用いて装置構造を調査した。これらの成果は今後掲載文献実施する実運用機材でのインテグリティ性能向上方法の

[1]

-59-

黒田, 橋本, 須賀, 毛塚, 橋本，“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効

グリティ保障，”航空無線，106 号，pp.38-42，2020

果に関する実験的評価，”電子情報通信学会ソサイエ

年 12 月ティ大会，C-15-4, 2019 年 9 月[2][16] A. Kezuka, “DME Tracking Status and Ranging

福田, 毛塚, 上林, “高高度空域における地上航法シ

Error on STAR,” EUROCAE WG-107 16th Meeting,

ステムの利用可能性，”第 57 回飛行機シンポジウム,

No.15, May 2021.

JSASS-2019-5185, 2019 年 10 月
[3]
[4]

[5]

[17] A. Kezuka, J. Honda, M. Migita, “Observed Large

A. Kezuka, “DME SIS Accuracy in Japan,” EUROCAE

Multipath

WG-107 9th Meeting, No.08, Brussel, Oct. 2019.

EUROCAE WG-107 17th Meeting, No.02, Sept.

A. Kezuka, A. Kambayashi, T. Yoshihara, N. Fujii, “Worst

2021.
Japan,” EUROCAE WG-107 第 1 回マルチパス専

2019.

門家会議 (Multipath Tiger-Team), Nov. 2021.

毛塚, 横田，“短期的 APNT 構築のための DME のイ[19] 田嶋, 毛塚，“飛行試験データによる複数 DME による測位誤差の検討，”電子情報通信学会技術研究報告，
SANE2021-73, 2021 年 12 月

毛塚, 上林, 吉原, 藤井，“DME の対流圏遅延誤差の[20] 毛塚, 齊藤，“航空用距離測定装置のインテグリティ

ワーストケース解析，”電子情報通信学会,技術研究保証のためのマルチパス解析, ”電子情報通信学会

報告，Vol.119，No.407, EST2019-90, pp.59-62, 2020

論文誌，Vol.J105-C，No.6，pp.139-148，2022 年 5

年1月

月（2021 年 12 月 29 日早期公開）

A. Kezuka, A. Kambayashi, “DME SIS Error on
No.08, March 2020.
A. Kezuka, T. Yokota, “Difference of Integrity Risk
between OR and AND Logic in System using Dual
Monitor,” EUROCAE WG-107 12th Meeting, No.13,
March 2020.

[9]Japan,”EUROCAE WG-107 9th Meeting, No.08, Brussel, Oct.

RNAV Route,” EUROCAE WG-107 12th Meeting,[8]in[18] A. kezuka, “Recap of Multipath Investigation in

検討アドホック会議，2019 年 12 月

[7]Countermeasure

Case Analysis of DME Tropospheric Propagation Delay,”

ンテグリティ保証その２,”第 24 回 CARATS GNSS
[6]

and

“集束型誘電体レンズ
橋本, 黒田, 須賀, 毛塚, 橋本，
アンテナの帯状ゾーニングによる位相改善効果の実験的評価，”電子情報通信学会総合大会，C-15-22,
2020 年 3 月[10] 橋本, 黒田, 須賀, 毛塚, 橋本，“位相平坦かつ軸対称なスポットを有する集束型誘電体レンズホーンアン
テナの実験的評価，”電気学会電子デバイス研究会資料, EDD pp45-49, 2020 年 4 月[11] A. Kezuka, “DME Multipath on STAR,” EUROCAE WG-107 15th Meeting, Sept. 2020.
[12] 毛塚, 齊藤，“GNSS 代替のための DME 地上局のイ
ンテグリティ保証，”第 20 回電子航法研究所発表会，
2020 年 9 月[13] 毛塚, 齊藤，“GNSS 障害時の代替航法に関する欧州
標準化と国内検討課題，”第 58 回飛行機シンポジウ
ム，1B08, 2020 年 11 月
[14] 毛 塚 ，“ GNSS 障 害 に 備 え た バ ッ ク ア ッ プ 航 法（APNT）の構築，”第 13 回港湾空港技術講演会, 横浜, 2020 年 12 月
[15] 毛塚，“GNSS 代替のための DME 地上局のインテ-60-

我が国における高カテゴリーGBAS（GAST-D）導入のための技術開発【指定研究】担当領域

航法システム領域

担 当 者○齋藤 享，吉原 貴之，毛塚 敦

研究期間

令和 2 年度～令和 3 年度
GAST-D 特有の技術要件を取り入れた GAST-D 総合性

１．はじめに我が国では CARATS において GBAS 導入が意思決定さ

能評価シミュレータを開発し，日本の空港・電離圏環境のれ，日本の電離圏環境に対応した GBAS 装置を平成 28〜

中で GAST-D の性能評価を行う。シミュレータは，電離圏

30 年度に整備し，令和 2 年度に運用評価を行った後にカ脅威モデルと空港環境（GBAS 基準局設置場所と滑走路配

テゴリーI 運航が開始される予定である。高カテゴリー置），GAST-D インテグリティモニタ性能及び GNSS 衛星

GBAS (GAST-D)については，ICAO における国際標準の策

稼働状況を入力とし，保証されるレンジ誤差（Eig）を導定において，新石垣空港における GAST-D 実験装置を用出し，期待されるアベイラビリティを算出することができいた研究開発などを用いて参画してきており，平成 30 年

るものである。磁気低緯度地域の電離圏環境に対応した技

11 月に GAST-D を含む ICAO SARPs が発効したところで術を取り入れるため，拡張性，柔軟性に優れた設計とする。

ある。我が国の GAST-D 導入の意思決定は令和 2 年度に開発した技術は，日本の空港における GAST-D 導入時の行われる予定である。

期待性能評価に必須の技術となり，航空局における日本に

GAST-D は，カテゴリーIII 運航に必要とされる安全性

おける GAST-D 導入の意思決定に不可欠の情報を提供で要件を満足するため，カテゴリーI GBAS とは異なる技術

きるものと期待される。

コンセプトが導入されている。更に GAST-D SARPs の検開発した技術及び知見は，ICAO NSP において行われて証過程において技術要件に関する大きな修正が加えられいる GAST-D SARPs 及びガイダンス文書の磁気低緯度地ている。加えて ICAO 航法システムパネル(NSP)において

域向け改訂に寄与することができる。また，同様の電離圏

は，磁気低緯度地域において性能を最大化するための検討

環境を共有するアジア太平洋地域において GAST-D 導入

が継続して進められている。

のための知見を共有し，日本の技術のアジア太平洋地域へ

当所では，重点研究（平成 23〜26 年度）「カテゴリ IIIの展開につなげていく。

着陸に対応した GBAS（GAST-D）の安全性設計及び検証技術の開発」として GAST-D 検証用プロトタイプの開発

３. 研究成果を行ったが，GAST-D SARPs の最終版については研究期間

本年度は，令和 2 年度に実施した GAST-D 総合性能評のずれからインターフェースのみの対応となっており，詳

価シミュレータの基礎設計に基づき，シミュレータの実装

細な技術検討は行われなかったため，日本における GAST-を行うとともに，高速計算機を調達し，大量計算の準備を

D 導入に向けた技術検討課題として残されている。

行った。また GAST-D アベイラビリティ計算ツールを活用し，GAST-D を用いたカテゴリーI サービスの可能性に

また，ICAO において継続されている磁気低緯度地域における GAST-D 性能の最大化については，磁気低緯度地

ついて検討を行った。
GAST-D は機上装置が電離圏モニタ機能を有するため，域における GBAS と電離圏に関する知見を有する日本のGAST-C に比べ電離圏異常による潜在誤差を低下させる

技術貢献が期待されているところである。

ことができる。従って，GAST-D をカテゴリーI の範囲内で運用することにより，アベイラビリティを向上できる可

２. 研究の概要
本研究では，GAST-D 特有の技術要件を取り入れた，効能性がある。図 1 は，標準的な電離圏環境において，東京

率的な総合性能評価手法を開発し，我が国における諸環境

における GAST-D によるカテゴリーI 運航のアベイラビリを考慮した，我が国の空港環境における GAST-D の総合

ティ検討結果である。電離圏に起因する衛星の潜在レンジ

性能評価を実現することを目標とする。

誤差（Eig）が 2.75m であれば，100%のアベイラビリティ

具体的には，GAST-D 特有の技術要件を取り入れた，総を期待できることが分かる。Eig の値が大きくなるとアベ

合性能評価手法の開発と，我が国における諸環境を考慮しイラビリティが低下するが，GAST-D が普及すればカテゴ

た，GAST-D の総合性能評価技術の開発を行う。

リーI 運航の性能向上も期待できることが分かった。

-61-

が設けられ，当所からは 3 名が選出されている。また，電離圏脅威回避に関するガイダンス文書は，2016 年に当所が主導した ICAO APAC 電離圏問題検討タスクフォース（ISTF）によって作成されたものであり，改訂にあたっても当所が主導して行うこととなった。

４. 考察等
令和 3 年度は，GAST-D 総合性能評価シミュレータを基礎設計に従い実装を進め，高速計算機を用いた大量計算の準備を整えた。令和 4 年度から開始される指定研究「磁気低緯度地域における GNSS 性能向上及び性能評価技術高度化に関する研究」において，本研究の成果を用いて日本の空港環境における GAST-D の設置技術，性能評価技術の開発を行う。シミュレーション結果については，ICAO
NSP GWG IGM ad hoc を通じて他のシミュレーション計算
図１

GAST-D によるカテゴリーI 進入の東京における結果の比較・評価を行っていく予定である。

アベイラビリティ検討例 [2]。上から保護レベル，機上ジ

本研究では ICAO 等における国際標準化にも大きく貢

オメトリースクリーニングパラメータ，使用可能衛星数。

献した。ICAO Annex 10 における GBAS ガイダンスへの電

横軸は 24 時間

離圏，対流圏関連事項の盛り込み，GNSS マニュアル改訂における執筆の分担など，研究成果の国際標準への反映を

成果を国際基準に反映し普及させるため，ICAO NSP の進めることが できた。ICAO APAC 地域に おいても，

GBAS Working Group (GWG)電離圏アドホック（IGM ad hoc）

GBAS/SBAS ITF を主導し，研究成果をガイダンスとしてに継続的に参加し，GBAS ガイダンスの改訂に参画した。

反映させることを引き続き行っていく。

ICAO NSP では GNSS マニュアル(Doc9849)の改訂が進められており，電離圏・対流圏に関する記述の改訂，宇宙天

掲載文献

気情報利用に関する新規項目の追加を担当した。また，電[1] S. Saito, T. Yoshihara, G. McGraw, M. Harris, “Guidance on

離圏と同様に GNSS 電波の伝播路上の自然現象に起因す

the tropospheric scale height,” ICAO NSP JWGs/7, 2021 年

る対流圏遅延に関する GBAS メッセージパラメータ（対4月

流圏スケールハイト）について，GBAS コミュニティにお[2] S. Saito, “GAST D (GBAS approach service type D) in the

ける情報が錯綜していることを見出した。これに対し，理

low latitude region and use for CAT I service,” Proc. ION

論的検討をもとに新たなガイダンス案を ICAO NSP に対

GNSS+ 2021, 2021 年 9 月

して提案し，次回 Annex 10 改訂時又は新規 GBAS マニュ[3] S. Saito, G. Wong, “Review of guidance documents related

アルの作成時に取り込まれることとなった [1]。

to ionosphere anomalies,” 3rd Meeting of the ICAO APAC

アジア太平洋地域における GAST-D 導入のための情報

GBAS/SBAS Implementation Task Force, 2021 年 9 月

共有のためには，ICAO アジア太平洋地域における枠組み[4] Saito, G. Wong, “Framework of Guidance Reference onを活用し，アジア太平洋地域における GBAS 及び SBAS の

Implementation Process for GBAS/SBAS”, 3rd Meeting of

導入促進のため，技術課題について情報共有と議論を行う

the ICAO APAC GBAS/SBAS Implementation Task Force,

ための ICAO APAC GBAS/SBAS Implementation Task Force

2021 年 9 月（ITF）を共同議長（co-chair）として運営した。2021 年 9[5] S. Saito, “Ionospheric characterization for GBAS in the low

月にはその第 3 回会議がオンラインで開催され，latitude region”, The 2nd LAPAN International Symposium

GBAS/SBAS 導入全般に関するガイダンス文書の新規作成，

on Space Science, 2021 年 11 月

電離圏脅威回避に関するガイダンス文書の改訂が主要課[6] 齋藤，“宇宙天気と衛星測位：影響を与えるメカニズム

題として議論された [3][4]。これらのガイダンス文書の作と障害の内容，”第 5 回宇宙天気予報の高度化のあり成に関しては，専門家による執筆グループ（Experts Group）

方に関する検討会（総務省）, 2022 年 3 月-62-多地点からの地上大気光観測を用いたプラズマバブル成長過程の解明【競争的資金研究】

担当領域

航法システム領域

担 当 者

齋藤 享

研究期間

平成 29 年度～令和 3 年度

１. はじめに

能評価，プラズマバブルの広域監視情報の衛星航法に役立

本研究は，電気通信大学細川敬祐准教授が代表者の科学つ宇宙天気情報としての利用，小型大気光イメージャの理

研究費補助金基盤研究（B）（17H02967）に，研究分担者と科教育機材，環境モニタリング機材への応用とそれを用いして参画して行うものである。

た超多点観測への道が開ける。

近年の冷却 CCD カメラの普及により，磁気低緯度地域

当所においては，南西諸島における観測とデータの解析，の衛星航法に深刻な影響を与えるプラズマバブルの微弱

海外への機器設置(台湾，東南アジア)とプラズマバブル広な夜間大気光を用いた 2 次元観測が精力的に行われてい域撮像データの解析，プラズマバブルの広域監視システム

るが，観測視野の制限，気象条件による観測の制限により，の構築，及びイメージャシステムの開発・運用に関する情

広域観測を地上観測で実現することは難しかった。しかし，

報提供・発信について担当する。

市販の小型暗視カメラを活用した安価な大気光イメージ
３. 研究成果及び考察等ャシステムが実現され，多地点での観測が可能となり，広

本年度は，平成 29 年度〜令和元年度に設置した 5 ヶ所

域撮像，気象条件に対する空間冗長性の確保が可能となる（石垣，大宜味，タイ・Chumphon，台湾・台南，フィリピと期待されている。
プラズマバブルは，基本的な生成の物理過程は分かって

ン・Iroio 島）からなるプラズマバブルの成長・伝播過程観

いるが，その発生の日々変動を支配する物理過程，発生後測網を用いた観測を実施した。取得されたデータについての時間発展を支配する成長過程，小スケールプラズマ不規は，電気通信大学及び台湾国立成功大学と共同で解析を行

則構造の成長過程など，未解明問題が多く残されている。

っているところである。

プラズマバブルを広域撮像観測することにより，その発生

太陽活動は次第に高まりつつあり，しばしばプラズマバに至る電離圏大規模構造の解明や，成長過程の詳細な時間

ブルが観測されている。2021 年 10 月 31 日，11 月 1 日

追尾による解明が可能できると期待される。

には石垣島において大規模なプラズマバブルが観測された（図 1）。

２. 研究の概要
本研究では，市販の小型暗視カメラを用いた安価な大気
光イメージャを磁気低緯度地域に多数設置し，プラズマバ

プラズマバブル雲

ブルの空間構造の成長過程，小スケール電離圏不規則構造の成長過程を解明する。観測点は当所の石垣観測点を含む
南西諸島，台湾，東南アジアに設置し，広域観測を行う。
得られたデータを総合し，プラズマバブルの空間構造の成長過程を明らかにする。また，GNSS 観測と合わせて，プ
ラズマバブルの詳細な空間構造と衛星航法への影響の関係を明らかにする。
図１

更に，小型イメージャシステムを統合した広域観測シス

2021 年 11 月 1 日に石垣で観測されたプラズマバブル画像

テムへ発展させるとともに，小型，安価，簡易な機器である特性を生かし，理科教育用や環境モニタリング用として2021 年度は 2020 年度に比べてプラズマバブル発生回の普及のための情報発信を行う。
これにより，プラズマバブルに関わる物理過程のうち，数が増大するとともに，到達緯度も高くなってきている。

プラズマバブルの発生・成長に関わる未解明の問題の解明，当所では，新石垣空港における次世代 GBAS 実験装置を

プラズマバブルの詳細構造と衛星航法信号への影響の性用いた，次世代 GBAS のための電離圏モニタ方式の検証-63-

を行っており，そのために必要な電離圏擾乱時の電離圏データの取得が期待されている。小型イメージャによる連続観測を継続することにより，プラズマバブルの生成過程の解明に加え，次世代 GBAS の方式検証に重要な電離圏状
態の情報が GNSS データとは独立に得られると期待される。GNSS における電離圏シンチレーションの影響評価
についても，長期データの収集と解析を進めていく予定である。
また，当所の研究活動の広報活動と連携し，石垣島における GBAS 関連実験と電離圏観測に関する広報動画を作成した。この広報動画は電離圏と GNSS に関する教育，ア
ウトリーチ活動に活用していく予定である。

-64-

レーダー観測網・複数衛星・モデル計算を総合した赤道域電離圏変動特性の国際共同研究【競争的資金研究】

担当領域

航法システム領域

担 当 者

齋藤 享

研究期間

令和 2 年度～令和 6 年度

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の本年度は，タイ・バンコクとインドネシア・赤道大気レ

科学研究費補助金基盤研究（A）（20H00197）に，研究分

ーダーサイトにおける複数衛星系・複数周波数(MC/MF)対担者として参画して行うものである。

応受信機によるシンチレーション観測と，情報通信研究機

プラズマバブルは磁気低緯度電離圏に発生する泡状の構がタイ・モンクット王工科大学ラカバン(KMITL)，名古プラズマ空乏域であり，プラズマ不規則構造により満たさ屋大学，及び当所と協力してタイ・チュンポンに設置した

れており，衛星航法電波，衛星通信電波の伝播の障害とな

VHF レーダー中心に研究を行った。

る。プラズマバブルの発生の基礎過程は知られているが，

KMITL と協力し，プラズマバブルの構造と GNSS シン

その発生の日々変動を支配する物理過程は未解明であり，

チレーション強度の関係の解析を進め，成果を取りまとめ

発生予測の障害となっている。発生の日々変動を支配するて国際学術論文誌に投稿した [1]。インドネシア・赤道大過程の有力な仮説として，東西方向数 100km の大規模構

気レーダーサイトの電離圏シンチレーション受信機は故造が提唱されており，これまでの赤道大気レーダー，衛星障が発生していたが，新型コロナウィルス蔓延による渡航

ビーコン等の観測により検証が進められてきている。

制限がある中，現地技術者との協力により，受信機を交換することができ，2022 年 3 月より観測を再開することが近年，下層大気から電離圏までの統一的に解く全球大気できた。

モデルの開発が九州大学を中心に進み，観測と組み合わせ
ることによりプラズマバブル発生に至る物理過程の検証

タイ・チュンポンに設置された VHF レーダーにおいてが可能となりつつある。また，情報通信研究機構によるタは，プラズマバブルが観測され始めており，2022 年 1 月

イ・チュンポンにおける VHF レーダーの設置，米国，台15 日には強い電離圏不規則構造が観測された。

湾による低軌道衛星の打ち上げにより，地上・衛星観測が本年度に計画されていた強化観測キャンペーンについ飛躍的に充実してきている。これらを利用することにより，ては，赤道大気レーダーの落雷被害による故障と，新型コプラズマバブル発生の日々変動を解明するための研究環

ロナウィルス蔓延による渡航制限と半導体不足の影響に境が充実してきている。

より修理に長期間を要することから延期された。
その他，GNSS ネットワークを用いた電離圏 3 次元構造の解析手法の開発について京都大学と協力して進めた [2]。

２. 研究の概要
本研究は大気変動から電離圏へのミッシングリンクを

４. 考察等

含めて明らかにし，プラズマ発生予測の開発を目指す。地
上と宇宙からの複合観測と，地表から電離圏までの全大気

令和 4 年度は，タイにおける電離圏シンチレーション観

モデル，プラズマバブルシミュレーションの組合せによっ

測，VHF レーダー観測などを中心とした観測を進め，プて，大気と電離圏の相互作用について定量的な研究を進め，

ラズマバブルの構造と，GNSS シンチレーション，電離圏発生モデルの精密化を目指す。本研究によって，国際協力

遅延量勾配観測結果等の比較を進めるとともに，令和 4 年の下で地上観測・衛星観測・大気モデルからなる研究協力

度新規指定研究「磁気低緯度地域における GNSS 性能向体制が構築され，波及的にプラズマバブル発生予測の開発

上及び性能評価技術高度化に関する研究」と連携し，VHFに取り組むことで社会に貢献する。当所としては，プラズ

レーダーによるプラズマバブル監視の GNSS への応用にマバブルが衛星航法に与える影響の評価を進めるとともついて検討する。
また，本年度から延期された強化観測キャンペーンが実に，プラズマバブルの発生予測に基づく影響回避策を提案

施される予定であり，インドネシアにおけるシンチレーシする。

ョン観測，電離圏勾配観測により，これに参加する予定で当所では，プラズマバブルの発生と電離圏東西構造，下ある。

層からの大気波動の関連の解明と，プラズマバブル発生予測の開発と社会貢献を担当する。

-65-

掲載文献
[1] A. Bumrungkit, S. Saito, P. Supnithi, “A study of equatorial
plasma bubble structure using VHF radar and GNSS
scintillations over the low latitude regions,” submitted to
GPS Solutions.
[2] N. Ssessanga, M. Yamamoto, S. Saito, “Assessing theperformance of a Northeast Asia Japan-centered 3-D
ionosphere specification technique during the 2015 St.
Patrick’s day geomagnetic storm,” Earth Planets and Space,
73, June 2021.
[3] S. Saito, “Observations of the ionosphere by a GNSS
network and application for GNSS-based navigation,”
ICSANE 2021, Nov. 2021.

-66-

衛星測位精度改善に向けた電離圏擾乱の発生予測：マルチスケール観測の実現【競争的資金研究】

担当領域

航法システム領域

担 当 者

髙橋 透

研究期間

令和 2 年度～令和 5 年度

１．はじめに衛星の老朽化によるものと思われる。そこで，本研究では高度 60 km 以上に広がる電離圏は，太陽からの極端紫外

ビーコン衛星だけではなく，気象衛星として利用されてい線によって中性大気が部分的に電離された領域で，衛星通る NOAA 衛星の 137 MHz 帯の電波も利用することにし信を行う上での経路としての役割を果たす。この電離圏内た。2021 年 9 月から NOAA 衛星の電波の受信機を制作し，で，時として電子密度の粗密構造が発達する電離圏擾乱と観測を開始した（図 2）。初期観測データと電離圏全電子

呼ばれる現象が，数 m から数 km の様々なスケールで発数の変動指数である ROTI との比較も行うなど，データ解生する。特に 100 m スケールの電離圏擾乱は測位衛星（GPS析にも取り組んだ。2022 年 1 月から本格的に受信機を磁衛星など）の電波を大きく屈折・回折させ，測位誤差を生

気低緯度から高緯度に展開することを見据え，受信機の安じさせることが知られている。従って，電離圏擾乱の発生定化に取り組み，所外の観測所への設置準備を整えた。

メカニズムを解明することで，その発生予測が可能になり，
自動運転・航法などに必要な高精度な位置情報を提供でき

本研究は，科学研究費補助金若手研究（20K14544）により実施された。

るようになる。
掲載文献[1]

２．研究概要髙橋透，et.al., “Suppression of Ionospheric Irregularity
Due to Auroral Particle Impact,”Journal of Geophysical

近年，北極域でロケット観測によって衛星測位に最も影響を与える 100 m スケールの電離圏擾乱は，より大きい 1

Research: Space Physics, Dec. 2021.

km スケールの電離圏擾乱が崩壊する際に発生している可能性が示された。本研究では，VHF シンチレーションの定常観測システムを開発する。更に，VHF シンチレーシ
ョン観測と既存の GPS シンチレーション観測，短波レーダー観測を同時に実施する電離圏擾乱のマルチスケール
観測により，1 km スケールの電離圏擾乱から 100 m スケ
ールの電離圏擾乱が発生していたのか否か，及びその遷移
時間を明らかにすることを目的とする。
図 1 (a)制作した受信機，(b)電子航法研 6 号棟屋上
３.

に設置されたアンテナ

研究成果

2021 年度は VHF シンチレーション受信機開発を行った。2021 年 5 月から 7 月にかけて当所にアンテナを設置した。また，アンプとフィルタを組み上げ受信機を完成させた（図 1）。Software Defined Radio (SDR)と GNU Radio を用いたデータ取得や受信機をコントロールするためのソ
フトウェアの開発にも取り組み，2021 年 7 月 2 日に 150
MHz 帯のみで初観測を実施した。その後，400 MHz 帯の観測も開始した。順調に観測が行えていることを確認し，2021 年 8 月から観測を自動化した。以後，比較的安定して観測を行えていたが，観測データを見ると，電波を発していない衛星が多いことや，電波を放送していてもその強

図２ 2022 年 5 月 24 日 01:51:56 UT から 5 月 24 日

度が小さい衛星が多いことが分かった。これは，ビーコン

02:07:18 UT に観測された NOAA の信号のスペクトル-67-

緊急支援物資輸送のデジタル化等推進事業／SBAS（航空用GPS測位補強サービス）利用技術の開発【競争的資金研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

航法システム領域○坂井 丈泰，小田 浩幸，北村 光教
令和3年度

１．はじめに台空港において実施した。当所（東京都調布市）で生

災害時の緊急支援物資輸送システムにおいて車両成されたSBAS補正データは，インターネット等を通や物資の動態管理は必須であり，位置情報を得る測位

じて仙台空港に送られ，ネットワーク型SBAS対応のの 基 盤 はGPSに 代 表 され る 衛 星 航 法シ ス テ ム に よる。

プロトタイプ受信機に入力する。

併せて測位補強信号も位置情報の信頼性を担保する

図1は結果の一例であり，静止衛星のSBAS信号はタ

重要な要素であり，航空分野向けに開発されたSBASーミナルビル周辺で受信できなかったが，ネットワー

は我が国ではMSASとしてサービスされている。

ク経由ではSBASメッセージを取得できることを確認

SBASの信号は僻地山間部やビル建物がある都市部した。

の輸送ルートでは遮蔽されることが多い。SBASを使用できない状況下では位置情報の信頼性を担保できず，災害時にはドローン等のルート選択や車両による輸送経路が制約されかねないほか，輸送拠点となる空
港内における車両管理に支障を生じる可能性がある。
衛 星 か ら の SBAS信 号 を 受 信 で き な い 状 況 で SBASによる補強測位を可能にするためには，インターネッ
トや携帯電話回線等の通信ネットワークを通じてSBASメッセージを提供することが考えられる。本研
究では，こうした仕組みをネットワーク型SBASサー（a）静止衛星からのメッセージ受信状況

ビスと定義して，技術的要件を調査するとともに，空港内における車両管理を想定して実験を実施した。

２．実施内容と成果
2.1

ネットワーク型SBASサービスの要件検討

衛 星 か ら SBAS信 号 を 放 送 す る MSASは 航 空 機 の 安
全な運航を目的として開発されたものであるが，その利用範囲は航空ユーザ以外にも拡大している。様々なユーザのSBASの利用にあたり，考えられる問題点を，（ i） SBAS信 号 の 遮 蔽 に よ る 利 用 不 能 ， （ii） GPS信号やSBAS信 号の レ ベル 低 下に よ る性 能 劣化 ，（iii）
TTA（Time to Alert）やTTFF（Time To First Fix）の劣（b）ネットワークからのメッセージ受信状況

化，と整理した。これらの解決の手段として，通信ネ

図１

仙台空港における実証実験

ッ ト ワ ー ク を 通 じ て ユ ー ザ に SBAS の メ ッ セ ー ジ やGPS衛星の航法メッセージを送るサービスを，欧州で３．まとめ運用されているEDAS（EGNOS Data Access Service）

本研究では，衛星からのSBAS信号を使用できないを参考に検討した。

状況でSBASによる補強測位を可能にするために，ネ

2.2

ットワーク型SBASの仕組みを検討し，技術的要件を実証用プロトタイプの構築及び技術実証

ネットワーク型SBASのサービスのためのプロトタ調査するとともに，空港内における車両管理を想定しイプを構築し，これによる実証実験を2022年2月に仙て実験を実施した。

-68-

周波数の国際協調利用促進に資する磁気低緯度地域における電離圏環境調査に関する請負【受託研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

航法システム領域○齋藤 享，吉原 貴之，中村 真帆，藤井 直樹
令和 3 年度
方で，ICAO アジア太平洋地域共通 GBAS 電離圏脅威モデ

１. はじめに
総務省，我が国の周波数の有効利用に資する新しい技術

ルにおける最大値 600 mm/km に比べると十分小さい。今の国際展開を支援しており，一つのシステムで複数の滑走後の太陽活動上昇に伴い電離圏勾配の値も大きくなると路端をサービス可能である GBAS はその対象とされる。

予想されるため，引き続きデータ収集と解析を行っていく

GBAS の運用においては電離圏の空間・時間変動に伴う必要がある。

誤差が重要であり，電離圏変動に関わるパラメータ（電離ベトナムにおいては，過去にベトナムにおいて収集され圏脅威モデル）を設置場所に合わせて決定する必要がある。

たデータを用いて電離圏不規則構造の発生特性解析が行

ICAO アジア太平洋地域では，日本の主導により共通われた。電離圏不規則構造は，GNSS 信号のシンチレーシ

GBAS 電離圏脅威モデルが策定されているが，採用する電ョンと密接に関連しており，その解析と解釈において研究

離圏脅威モデルを含む安全性の確保は各国の責任である。

指導を行い，電離圏不規則構造は背景電離圏密度が最大としかし，GBAS のための電離圏評価には，衛星航法，航空なる赤道異常帯ではなく，磁気赤道寄りの内側にあること

航法，電離圏の知識が必要であり，技術的な難易度は高い。

を見出した [1]。

そのため，我が国が持つ GBAS 導入のための電離圏環境調査の経験と技術優位性をアピールし，GBAS の海外展開を支援するべく，磁気低緯度地域における電離圏環境調査を実施することとなった。本研究は，令和 2 年度に実施された同名の研究に基づいて，電離圏環境調査を進めるために実施された。

図１

ベトナムにおける電離圏データ収集環境

２. 研究の概要

対象国 2 としては，令和 2 年度において選定されたイン本研究では，令和 2 年度に立案された電離圏調査計画にドネシアについてインドネシア航空宇宙庁(LAPAN，2021

基づき，令和 2 年度において電離圏データ収集環境を構築

年 9 月からインドネシア研究革新庁：BRIN に統合)と調整したベトナムにおいて電離圏データ収集と解析を進める

を進め，電離圏環境調査を行うことを決定した。電離圏デとともに，2 カ国目の調査対象国（対象国 2）を確定し，ータ収集環境として，GNSS 観測装置の設置場所を LAPAN

対象国 2 において電離圏データ収集環境を構築し初期デと共同で検討し，令和 2 年度において選定した候補地 6 カータ解析を実施する。また，ベトナム及び対象国 2 におい所のうち 4 カ所に設置することを決定した(図 2)。GNSSて現地研究者・技術者に対して技術指導を実施し，GBAS

観測システムとしては，複数周波数，複数衛星系信号に対のための電離圏影響評価の技術向上を図る。

応した，NovAtel GNSS-850 アンテナ及び Septentrio AsteRx
SB3 Pro+受信機からなる観測システムを構築した。

３. 研究成果
ベトナムにおいては，令和 2 年度に構築した電離圏デー
タ収集環境(図 1)を継続して運用し，データ収集を行った。
太陽活動が上昇に転じた中，電離圏擾乱の発生数も増加し，
2021 年 4 月 1 日から 2022 年 3 月 14 日までの間において，プラズマバブルに伴うと考えられる電離圏擾乱が 30 日において検出された。そのうち，最大の電離圏勾配は L1 周

図2選定した観測ネットワーク（1, 4, 5, 6）

波数において 184 mm/km であった。この値は令和 2 年度
調査において検出された最大値を大きく上回っている一

インドネシアにおいては，新型コロナウィルス蔓延に伴-69-

う世界的な半導体不足により観測装置の調達にかかる時

2018 period,” Vietnam Journal of Earth Sciences, 43, 465-

間が大きく伸びたこと，航空便の減少による輸送にかかる

484, Aug. 2021.
[2] Supriadi, S., Abidin, H. Z., Wijaya, D. D., Abadi, P., Saito,

時間の増加，インドネシア税関における通関作業の遅れから，解析に十分なデータ量が確保できなかったため，インS., Dwiko, U. P.,

ドネシアにおける連続 GNSS 観測網のデータを BRIN-

gradient using satellite pair based on GNSS CORSLAPAN に よ っ て 入 手 し 使 用 す る こ と と し た 。 BRIN-

Observation in Indonesia,” Earth Planets Space, in press.

LAPAN による解析により，静穏時電離圏パラメータ(σvig)
として 3.78 mm/km を得た [2]。今回構築した電離圏データ収集環境を用いてデータ収集を進め，電離圏静穏時，擾乱時における電離圏勾配解析を行っていく予定である。
インドネシアにおいては，令和 4 年 3 月 15 日及び 3 月
16 日の 2 日間わたり調査対象国 2 であるインドネシアの研究者・技術者に対して，GBAS 導入のための電離圏環境調査に関する訓練を実施した。当初はインドネシアから技術者を招聘する予定であったが，新型コロナウィルス蔓延の影響により，オンラインで開催した。訓練の具体的内容
は，GBAS の概要と電離圏の影響の概説，GBAS における電離圏の影響の回避方法と電離圏脅威モデルの必要性の解説，電離圏脅威モデルの具体的内容，電離圏データ解析
手法の解説と実演である。インドネシア側からは 1 日目
43 名，2 日目に 22 名の参加があり，活発な質疑応答が行われた。

４. 考察等
当所が培ってきた研究協力関係を活用し，速やかに調査，データ収集を実施することができた。ベトナムにおいては，
太陽活動上昇に伴い多くの電離圏擾乱が検出され，令和 4
年度のデータ収集，解析が重要となる。
コロナウィルス蔓延の影響により，インドネシアにおける電離圏データは十分に得られなかったが，BRIN-LAPANとの協力関係を活用し，既存データを用いた解析を行うことができた。技術指導においても多くの研究者の参加があり，インドネシアにおける GBAS のための電離圏環境解析に対する関心の高さが伺われた。
令和 4 年度においても，本研究に引き続いて調査が行われることが決定しており，ベトナム，インドネシアにおいて，現地協力機関と協力し，データ収集・解析，及び技術指導を行っていく予定である。

掲載文献[1] Nguyen Thanh, D., Le Huy, M., Mazaudier, C. A., Fleury, R.,
Saito, S., Nguyen Chien, T., Thi Thu, H. P., Le Truong, T.,
NguyenThi,

M.,“Characterizationofionosphericirregularities over Vietnam and adjacent region for the 2008--70-“Construction of nominal ionospheric令和３年度「測位補強サービスの性能評価に係る評価手法の指導及び検証」【受託研究】

担当領域

航法システム領域

担 当 者○北村 光教，坂井 丈泰
令和 3 年度

研究期間

１.

果が得られた。図２及び図３は，CLAS を用いた静止体及はじめに我が国の衛星測位システムである準天頂衛星システム

び移動体測位モードにおける測位誤差である。全体を通し（QZSS）の開発・整備・運用事業において，2018 年 11 月てセンチメータ級の測位精度を有していることがわかる。

1 日より衛星 4 機体制による準天頂衛星システム「みちび４. おわりにき」のサービスが行われている。当該サービスは，将来の7 機体制構築を含む準天頂衛星システム事業全体の成否

本研究では，準天頂衛星システムの衛星補強サービスにを左右する重要なものであって，サービスの実施主体であおける SLAS 及び CLAS の評価を実施し，いずれも有用なる内閣府から独立した組織が品質評価を行い，サービス品

サービスであることを示した。本研究期間中はまだ太陽活質を維持・改善する計画である。

動が比較的静穏であるといえる。そのため，電離圏活動の影響は大きく現れなかったが，今後の増大によるサービス２.

への影響も予想される。そのため，今後も継続的な評価の研究の概要

内閣府による令和 3 年度「測位補強サービスの性能評価実施が必要である。

に係る評価手法の指導及び検証」は上記品質評価のための業務であり，その一部として当所では一般財団法人日本宇

1.2

宙フォーラムから本研究を受託した。

Horizontal
Vertical

10.8

本受託研究では，QZSS の測位補強サービスにおけるサ

0.6

ブメータ級測位補強サービス（SLAS）及びセンチメータ

0.4

級測位補強サービス（CLAS）の性能を評価する。評価期

0.2

間は 2021 年 4 月 1 日から 2022 年 3 月 11 日である。

0３. 研究成果

図１

SLAS 年間の 95%測位誤差（24 局合計）

3.1 サブメータ級測位補強サービス（SLAS）性能評価
95% error cm

SLAS は 13 局の地上監視局を有し，その周辺におけるGNSS 測位の測位精度を向上させる補強情報を放送する
狭域 Differential GPS（DGPS）サービスである。本研究における評価では，日本全域の代表地点として 24 局の電子基準点を選定し，測位精度評価を行った。その結果，測位誤差の 95%値として水平：0.56m，垂直：0.89m という結果が得られ，SLAS の有効性が示された。図１

は SLAS

図２

CLAS 年間の 95%測位誤差（静止体測位モード）を用いた測位の水平測位誤差と垂直測位誤差の 1 年間の95% error cm

トレンドである。水平・垂直ともに，若干の精度劣化傾向が見られる。
3.2センチメータ級測位補強サービス（CLAS）性能評価
CLAS は PPP-RTK と呼ばれる高精度測位補強情報を放送するサービスである。日本全域に対して 13 評価局を選定し評価を実施したところ，静止体測位モードにおける95%誤差は水平：1.7 cm，垂直：3.8 cm，移動体測位モード

図３における 95%誤差は水平：3.9 cm，垂直：8.2cm という結-71-

CLAS 年間の 95%測位誤差（移動体測位モード）

3

監視通信領域2 は，将来の空港及び空港周辺に係る航空交通の安全，
効率，定時性向上に資するため，既存の AeroMACS プロ

Ⅰ

年度当初の試験研究計画とそのねらい

トタイプも活用しながら，複数の通信システムを含む航令和 3 年度の研究は，社会・行政ニーズや技術分野の

空用高速通信ネットワークのプロトタイプを構築し，飛将来動向を考慮し，重点研究，指定研究，萌芽的研究等

行中の接続切替えによる接続率の低下や通信の秘匿・優として承認された下記の項目を計画した。

先度選択技術の実証評価を行う研究である。

1.

滑走路異物監視システムの高度化に関する研究

2.

航空通信基盤の高度化に関する研究

バルな協調的意思決定の実現に関する技術の研究開発を

3.

SWIM による協調的意思決定支援情報サービスの構行い，安全かつ効率的な運航管理を保証できる高度な築と評価に関する研究

SWIM 情報サービスの構築と評価に関する課題を解決す

デジタル技術によるタワーシステム高度化に関するる研究である。

4.

3 は，SWIM をベースとした運用方式に対して，グロー

4 は，コンパクトな監視センサと映像システムを組み合研究
5.

高機能空中線を活用した監視技術高度化の研究わせたコストバランスに優れたデジタルタワーシステム

6.

航空機内データ通信（WAIC）における電磁環境評価の技術実証と有効性を示す研究である。
5 は，将来の航空監視システムにおいて効率化と高性能に関する研究7.

空港用マルチ監視技術活用に関する予備的研究化の両立に寄与するため，異なる送受信要件を集約でき

8.

滑走路面の堆積物の分布測定・状態分析のための基る高機能空中線の実現に必要な技術，および高機能空中礎的研究

線を活用して監視機能を実現するために必要な技術を開量子鍵配送の現状と民間航空への適用に関する調査

発する研究である。

9.

6 は，国際的に次世代携帯電話システム等の割り当て検研究
10. セキュリティ強化に向けた移動物体高度認識レーダ討が行われている 4 GHz 帯において，航空機内データ通信（WAIC; Wireless Avionics Intra- Communications）機器とー基盤技術の研究開発
11. 遠隔からの機体識別および有人航空機との空域共有

電波高度計および隣接帯域の機器との相互運用性を確保に関する研究開発するための共用条件を検討する研究である。

12. 山岳等による遮蔽環境下での被災地映像を固定翼

7 は，未整備の新しい監視技術の研究開発および将来のUAV を中継局として伝送する同一・隣接チャネルで監視システムの性能把握にあたり，モード A/C 対応 MLAT，の映像伝送・監視制御技術の研究開発

空港面 ADS-B，INCS 技術を空港用マルチ監視技術へ応用

13. 簡易類似コンテキストを用いたチーム協調レジリエするための課題整理と準備を行う研究である。
8 は，冬季に積雪の多い空港運用に係る安全性の向上，ンス推定に関する実験的研究
14. 次世代ヘリコプタ前方障害物探知センサに適用する処理能力の維持，運用効率の向上等に資するため，滑走ミリ波 MIMO レーダ要素技術の研究

路状態コードの 3mm 厚の積雪等の堆積物の面的な分布を15. 3 次元ミリ波マルチホップネットワークによる洋上計測できる計測手法を開発する研究である。
9 は，サイバーセキュリティに対して技術的に機密性が気象情報共有システムに関する研究
16. 位置検証と位置推定の融合：受信信号強度を例とし確保される量子鍵配送技術の現状と共に，民間航空の標て準規格を調査し，量子鍵配送が民間航空に適用可能か否

17. 高い角度分解能を持つ航空機監視用方向探知アンテかを検討，調査する研究である。
10 は，公共スペースのセキュリティ対策強化のため，ナの開発
1～5 は重点研究，6～7 は指定研究，8 は萌芽的研究， 9

人が隠し持つ危険物の遠方からの可視化や不審物認識シ

は調査研究，10～17 は競争的資金による研究である。

ステムの基盤となるセンシング・イメージング技術を複1 は，滑走路上の異物を監視・探知するシステムの実用数の W 帯周波数を用いて開発する研究である。当所は，化と高度化および導入に際して，空港環境や悪天候時にセンシング・イメージング技術のうち 2 周波対応アクテ

対応し，低い電波反射量の対象物の探知技術を中心としィブ型イメージャの研究開発を分担している。
11 は，多数の機体が高密度に飛行する際，無人航空機

た探知率向上および確実性に対する課題を踏まえた技術開発を行う研究である。

と有人航空機の空域共有に必要な安全確保を図るための-73-

情報共有システムについて開発する研究である。当所は，また，評価システムの設置検討とともに，実用化およびマルチラテレーション技術を応用した有人航空機の位置導入に向けた国内外の活動に参加した。

探知システムの研究開発を分担している。

「航空通信基盤の高度化に関する研究」では，複数の12 は，無人機の山岳地帯での遭難者の捜索，被災地の通信システムおよび通信経路に関する評価検討として，状況観測等の利用を想定し，山岳等の遮蔽環境でも無人

VHF データ通信装置を用いた IP 通信実証試験を実施し，航空機による遠距離の広大なエリアの観測映像を伝送し，次世代航空通信装置への移行が進まない機体でも一定の長時間滞空可能な固定翼自律 UAV 及びその搭載に適した制限の中で IP 通信に対応できることを確認した。また，

小型映像中継装置，見通し内外対応が可能な遠隔監視制

市販品が無い LDACS 通信装置について，現在 ICAO 等で御装置，アンテナ指向制御方式を有する映像中継システ

策定中の規格・仕様に沿った試作装置を開発した。

ムを実現するための研究である。当所は小型映像中継装「SWIM による協調的意思決定支援情報サービスの構置の研究開発を分担している。

築と評価に関する研究」では，現行の運航管理業務の分

13 は，航空交通や医療などの高度な安全が求められる析に基づく運用プロセスのサービスモデルを提案し，各業務領域を想定し，タスク要求や作業条件の変化などの種情報に対して広域情報品質管理モデルを開発し，世界外乱に対する作業チームの適応度（チーム協調レジリエ

初の TBO コンセプトによる協調運用に関する実証実験をンス）をチーム協調プロセスの変動の監視によって推定行った。また，AEROTHAI および FAA と連携し，APACする方法を開発し，そのために必要な理論・技術開発，地域における SWIM に基づいた情報信頼基盤を構築し，基礎知見を獲得し蓄積することを目的とする研究である。

実証実験を行った。さらに，開発した TBO 実験システム

14 は，ヘリコプタ等に搭載するためのミリ波レーダにを利用して，4DT に基づいた飛行実証実験も行った。

ついて，送電線等の線状障害物を高頻度で検出可能な小「デジタル技術によるタワーシステム高度化に関する型平面アンテナ構築技術，MIMO アンテナアレーによる研究」では，人工知能(AI)を用いた画像認識の精度向上に

アンテナ開口面合成技術，MIMO データを用いた長距離

取り組み，画像処理と知識処理を AR/VR 表示システムにからの線上障害物探知技術について実験と数値解析の両組み込む開発を行った。また，仙台周辺の飛行実験に基面から開発を進める研究である。

づく MLAT データと映像の整合性と精度検証を行い，レ

15 は，機上・船上システムからのみ構成できる低コスーダのない小規模空港の監視環境の改善に役立つコンパ

ト・ローカル情報共有システムを実現するため，物理層,

クトな監視システム要件のシミュレーションとシステム

MAC 層, アプリケーション層の観点から，長距離ミリ波設計を行った。さらに，R3 年度内の EUROCAE WG100

通信技術，遅延耐性無線マルチホップ通信技術，ローカ

MASPS の発行に向けた活動にも寄与した

ルデータベース統合・共有・更新技術の開発を目指すと「高機能空中線を活用した監視技術高度化の研究」でともに，シミュレーションにより提案システムの有効性

は，空中線素子を開発・製作し，指向性制御方式や到来を確認する研究である。

方向推定を実現するアクティブフェーズドアレイ方式，

16 は，位置の取得や無線信号を用いる共通点があり，およびこの方式と併用して主に受信機能を向上させるデ

直感的には類似性があるものの独立して研究が進められジタルビームフォーミング方式について開発・検討を進ていた位置検証と位置推定の 2 つの技術を融合，発展さめた。また，ADS-B 位置検証機能および性能概算手順にせるための理論を導出，確立する研究である。

ついても開発・評価を進め，メーカーへの技術移転や共17 は，高い角度分解能が得られるアンテナ素子配置及同研究，ソフトウェア使用許諾の締結に繋がった。

び信号処理方法を明らかにし，近距離航空機監視システ「航空機内データ通信（WAIC）における電磁環境評価

ムの受信局に適した方向探知アンテナを開発する研究でに関する研究」では，大学との共同研究の上で，WAIC 周ある。

波数帯で，ビーチクラフト B300 型機およびエアバス A320型機の数値モデルを用いた航空機全体からの詳細な電磁Ⅱ

界放射特性を推定可能とする電磁界数値解析法を実現し試験研究の実施状況「滑走路異物監視システムの高度化に関する研究」でた。また，電波高度計の隣接 5G モバイルシステム周波数

は，空港等で行った実証実験の結果を含めて研究全体を帯を含む干渉経路損失(IPL)特性評価測定や電波高度計のとりまとめた。この結果，空港の設置条件を明らかにし，干渉発生しきい値を明らかにするための電磁干渉特性評

世界トップレベルの探知性能を有することも確認した。

価試験を実施した。さらに IPL 測定系の改善および電波-74-

環境評価システムの構築により，特性測定を高速化した。

るようにした。

「空港用マルチ監視技術活用に関する予備的研究」で「次世代ヘリコプタ前方障害物探知センサに適用するは，既存監視技術の現状調査と事前検証のためのデータ

ミリ波 MIMO レーダ要素技術の研究」では，高圧送電線

解析，及び課題の整理を行った。特に，今年度は高度監等の線状障害物探知に適したミリ波平面アンテナ素子の視の研究において展開した ADS-B 受信機を活用し，NIC

設計,アンテナアレイ配置法およびアレイ数評価，および及び NACp のデータを解析したところ, 機体への搭載機

MIMO 信号処理回路の構築を実施した。また，複数素子材に伴う位置精度のばらつきと，同一機材における飛行

平面アレイアンテナを設計・試作し，アレイ数増加に伴中の性能の変化が確認できた。

う，仰角放射指向特性の鋭角化と最大利得低下の課題を「滑走路面の堆積物の分布測定・状態分析のための基測定結果から明らかにした。

礎的研究」では，可視光が利用できない空港環境におけ「3 次元ミリ波マルチホップネットワークによる洋上る高雪面等の高精度測定技術を検討し，赤外線ラインレ

気象情報共有システムに関する研究」では，物理層, MAC

ーザーと赤外線カメラを用い，mm 単位で厚さが増加する

層, アプリケーション層の各要素技術のうち，MAC 層に堆積物について厚さの分布を計測する手法を開発した。

関して文献調査するとともに，物理層の評価を行うため「量子鍵配送の現状と民間航空への適用に関する調査の SDR (Software Defined Radio) プラットフォームの準備研究」では，量子鍵配送技術の現状と民間航空の標準規を進めた。

格を ICAO 等から調査し，2040 年頃の航空会社の運航と「位置検証と位置推定の融合：受信信号強度を例とし通信・航法・監視のシステムを仮定し，量子鍵配送が適て」では，提案した理論を ADS-B に応用し，実験した結用できる可能性を示した。

果，測距誤差を正規分布で近似でき，昨年度導出した理「セキュリティ強化に向けた移動物体高度認識レーダ

論の前提条件の検証結果が得られた。また，位置推定をー基盤技術の研究開発」では，機械走査による W 帯イメ

位置検証に応用することで，性能向上できる知見も得ら

ージ画像の生成の高速化，ネットワーク化の研究開発，れた。

不審物認識システムの統合評価実証試験評価を実施し，「高い角度分解能を持つ航空機監視用方向探知アンテ

危険物の種類によって識別度が低いものはあるが，イメナの開発」では，アンテナ素子配置と信号処理手法につージャの動画を用いて人工知能にて着衣の下に隠されていて検証し，計算機シミュレーションの結果を利用している包丁等の危険物を識別できた。

アンテナ素子配置実験装置を設計した。また，各素子に対して各 1 台の汎用ソフトウェア無線機器間をクロック「遠隔からの機体識別および有人航空機との空域共有に関する研究開発」では，モード S・モード A/C トラン

同期させた受信信号の記録に成功した。
本年度は，以上の 17 件の研究・調査に加えて，主に，スポンダ搭載機の位置を探知する実験システムについて，処理性能を向上させ，実験システムを用いた実験を行っ以下に示す受託研究を行った。これらは上記の研究やこた。この結果，低高度を飛行するモード S および A/C 搭

れまでの研究で蓄積した電磁波の測定や解析等に関する載機の位置を探知できた。また，無人機のリモート識別

知識・技術を活用している。

を行う情報共有システムとの連接試験を行い，リアルタ

1.

MVR 受託研究特性試験

イムで無人機と有人機情報を共有できることを確認した。

2.

高高度無人機による制御用通信中継技術に関するア
ドバイザ「山岳等による遮蔽環境下での被災地映像を固定翼
UAV を中継局として伝送する同一・隣接チャネルでの映3.

ILS 電波解析シミュレーション作業支援

像伝送・監視制御技術の研究開発」では，機器搭載状態

4.

VOR 電波障害シミュレーションに関する作業支援

で総重量 10 ㎏以下，定常速度 25 m/s，総飛行時間 2 時間

5.

RNP 導入に係る解析装置の検討および整理に関するの固定翼自律 UAV を設計・製作した。特に，映像伝送シ

技術支援

ステムについては，設計・ハードウェア試作を完了し，

6.

滑走路面異物検知装置に関する技術動向調査支援

要求性能を満足することを確認した。

7.

近距離航空機監視システム性能検証実験支援「簡易類似コンテキストを用いたチーム協調レジリエ

8.

電磁波感受性試験

ンス推定に関する実験的研究」では，情況の基本概念に

9.

カメラ画像・ミリ波レーダ及び MLAT を利用した航空機等の監視技術の検討

よって形式化する理論の提案を行い，これに基づいた行

10. 欧州リモートタワーシステムに関する技術調査支援

動観察ツール DCAT を開発し，適応的行動の発見を行え

-75-

Ⅲ

試験研究の成果と国土交通政策，産業界，学会等に究成果の技術文書への反映にも進んで取り組んでいる。

及ぼす効果の所見

以上のようなこれまでの監視関連の研究・開発への取り

当領域が行う研究は，航空交通の安全性や航空利用者

組みが認められ，令和 3 年度には「広域マルチラテレーの利便性向上等に関連して航空行政を支援するための基ション（WAM）の開発」に関し，日本航空技術協会にお盤技術が多く，ICAO, EUROCAE，RTCA をはじめとする

いて会長賞を受賞する等，産業界にも多大な効果を与え技術・運用基準や国際標準策定等に携わり，航空局へのている。また，監視関連の研究を，映像技術と融合し研技術アドバイザなどとして参加，活動している。

究開発を進めている「デジタル技術によるタワーシステ

通信，情報系では「SWIM による協調的意思決定支援

ム高度化に関する研究」では，EUROCAE WG-100 のコア

情報サービスの構築と評価に関する研究」において，国チームのメンバー及びエディタとして継続的に参画し，内行政の実施する FF-ICE 導入検討会とも連携し，運用面

研究成果の情報提供を行っており，令和 3 年度におけると技術面の課題分析，具体的な運用要件・システム要件

ED-240A Ch.1 の発行に貢献した。同 WG では最新の技術の検討を行っている。国際的には，ICAO APAC（アジア

要件 ED-240B の議論も開始され，非光学センサを用いた

太平洋地域）SWIM Task Force(TF)を主導してアジアの標

映像情報との融合による支援技術についても情報を提供

準化作業に参加し，ICAO APAC SWIM Workshop で実証しており，今後の活動と共に貢献が期待される。

実験を行う等，APAC 地域に情報信頼基盤を導入するため

このように，各研究課題の研究成果は，今後の新たなの技術課題や実現方法の検討に際し，TF からも評価され航空保安システムの技術基準や国際標準等の技術資料とている。
「航空通信基盤の高度化に関する研究」においてして，システムの性能向上や方針策定に貢献している。

は，先行研究から継続的に AeroMACS の飛行を伴う空地

また当所の研究発表会，電子情報通信学会や日本航空宇通信実験を行うとともに，SWIM と連接して行った評価

宙学会等の国内各種学会，IEEE 等の国際学会や研究集会

結果を ICAO に報告し，2022 年以降に発行予定の ICAO

等においても，積極的な公表を継続している。

IPS SARPs Validation Report への掲載が決定した。また，当所で開発した LDACS 試作装置に関する内容も報告し，意見交換と共に情報収集や LDACS Validation Report の国
際相互執筆に取り組む等，ICAO CP（通信パネル）の
DCIWG（データリンク通信インフラ作業部会）や各種WG（作業部会），PT(Project Team)に積極的に参加している。また，「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」においては，EUROCAE
WG-96/RTCA SC 236 Joint Plenary（WAIC 標準化）だけではなく ，EUROCAE WG-119/RTCA SC-239（電波高度計標準化）にも参加し，研究成果を技術基準の策定に反映させる活動を行っている。令和 3 年度は特に，ICAO FSMP
（周波数管理パネル）に電波高度計の干渉試験結果に関する寄与文書を提出する等，研究成果を国際標準策定に反映させる活動を実施した。
一方，監視系では「高機能空中線を活用した監視技術の高度化に関する研究」における実験結果を取りまとめ，
ICAO SP（監視パネル）および APAC の各種関連会議において ICAO 技術マニュアルへの反映や改訂作業に参画し，先進型地上走行誘導管制システムに関する技術マニュア
ル（Doc 9830）の改訂を担当する等，国際標準化活動にも多大な貢献を行っている。また，高機能空中線の活用策の一つである航空機動態情報ダウンリンク（DAPs）では，
受信改善技術に関する当所の検証結果を提出する等，研-76-（監視通信領域長

住谷 泰人）

滑走路異物監視システムの高度化に関する研究【重点研究】

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

令和元年度～令和3年度

１．はじめに2000年に仏国シャルルドゴール空港で発生した，直前に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
ルドの事故以来，滑走路等上の異物（FOD）は非常に重要な空港安全の課題の一つとして認識が高まっている。また，

FOD監視システム
レーダセンサ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ことになる。こうした事態は，安全上の問題に加え，航空機の離着陸を制限することから，空港の処理能力や運用
図1

効率を低下させる重大な要因となっている。このような背景の下，電子航法研究所（以下，当所）では，主に金属物

表1体を対象に滑走路異物検出システムの研究開発を実施し大樹町多目的航空公園における実験状況

MASPS 準拠対象物（寸法 2 分の 1 以下）探知率結果
対象物

測定数

検知数

検知率（%）ており，FOD監視システムの探知性能の基準となる滑走路

タイヤ片（高さ5 cm×幅5 cm）

117

112

95.7

上の1インチ程度の金属片を450 m程度離れたところで検灯火（直径8.8 cm）

117

117

100

M10ボルト+ナット（長さ4 cm）

135

131

97.0

燃料キャップ（直径4 cm、高さ1.5 cm）

108

107

99.1

コンクリート片（3片5 cm）

117

117

100

金属片
（高さ7 cm×幅5 cm）

117

116

99.1

出できる性能を達成したところである。

２．研究の概要
本研究の目的は，FOD監視システムのR2年度以降の空港滑走路への導入に向けて，実運用に向けた未検知率の低3 ヶ年計画の最終年度である令和 3 年度においては，主減，探知困難形状FODへの対応，悪天候時の対策等のための研究開発を行うことである。このため，本研究は非金属として下記の 3 項目について検討を行った。

物体等の低レーダ反射断面積（RCS）対象物および探知困・これまでの結果取りまとめ（低RCS対象物探知技術の評

難形状を有する対象物について，反射特性の評価およびこ価試験，異物回収端末ユーザインターフェース（UI）のれまでに実証試験を実施しているリニアセル方式レーダ

改善，空港環境および悪天候時の性能評価）

システムに実装する検出技術を提案・開発する。

・評価システム設置および評価試験の実施

また，FOD監視システムの運用基準策定に向けた空港環・EUROCAE等の国際基準策定会議での発表・提案

境における探知状況の評価および悪天候時の性能変化評価を実施し，環境が理想的でない条件においても探知能力

３．研究成果を確保可能な技術の開発・システム実装を行う。

3.1 これまでの結果取りまとめ
2021年7月に評価システムを用いて一般公開オンライン

本研究はこれらに対応する新たな要素技術を開発する必要があり，下記3つの項目を達成目標としている。

デモを行い，その結果をもとに2021年8月および11月にそ(1)

FOD監視システムの導入に向けたFOD探知率向上おれぞれ大樹町多目的航空公園滑走路（図1）および仙台国

よび確実性に対する課題を踏まえた実用化・システ

際空港で評価試験を実施した。その結果，レーダ送信信号

ム高度化を実現する。

広帯域化による最大10 dB以上のクラッタ低下効果を確認

低RCS対象物探知技術，空港環境および悪天候時対した。また，レーダセンサ高を変化させ，設置高の違いに

応技術を実現し，システム実装を行う。

よる滑走路クラッタ変化およびFOD反射電力変化特性を

空港環境および悪天候状況における性能評価を行い，取得した。クラッタを低減しつつ滑走路横断面勾配に対応

運用要件策定に寄与する。

可能となる最適なレーダセンサ高を明らかにした。さらに，

(2)
(3)

-77-

非常用レーダから200 m地点
世界測地系座標 35°32’37.44"N 139°48’19.14"E
1次元レーダスペクトラム
20
0
0

50

100

150

200

250

300

232.35 m

350

350 m

受信電⼒（dBm）

‐20
‐40
‐60

1インチ直径×3 cm高さ
金属円柱

⾬天

晴天

滑走路

‐80
‐100
‐120
‐140
距離（m）

図3

図 2 雨天時測定状況および雨天時（4 mm/h）における 1 次元ビートスペクトラム比較

羽田空港 C 滑走路における設置検討位置

掲載文献[1] S. Futatsumori, K. Morioka, A. Kohmura, and N.

仙台国際空港ではEUROCAE MASPS評価試験を実施し，Yonemoto, “Long-Distance Coherent Signal Transmission

各辺を半分以下の寸法とした6種の対象物の探知率が規格andで定められた95 %を超え，世界トップレベルの探知性能をMillimeter-Wave Radar System For Runway Foreign

有することを確認した（表1）。

Object Debris Detection”, Proceedings of the 44th

また，雨天データについて，大樹町多目的航空公園でのReception

Of

Optically-Connected

96

GHz

International Conference on Infrared, Millimeter, and

試験結果から降水量4 mm/h程度では滑走路クラッタ，FOD

Terahertz

反射電力とも大きな変化が無いことを確認した（図2）。

pp.1-2, Sep. 2019.

さらに，異物回収端末UIの改善結果として，異物位置の認

Waves(IRMMW-THz2019),

We-Po3-49,[2] S. Futatsumori, N. Yonemoto, A. Kohmura, K. Morioka,

識性および地図の視認性向上を確認した。

N. Shibagaki, Y. Sato, and K. Kashima, “Research and3.2 評価システム設置および評価試験の実施

Development of Airport Surface Foreign Object Debris

評価用FOD監視システムの羽田空港設置について，C滑

Detection System”, Proceedings of the 6th ENRI

走路の海側部分のILS局舎付近への検討を進めた（図3）。

International Workshop on ATM/CNS (EIWAC2019),

空港転移表面以下においてFOD監視システムの全覆域がEN-E-2, pp.1, Oct. 2019.

最適な入射角条件となるよう，センサ高を設計した。また，[3] 米本 成人，“滑走路異物監視レーダー-原理から応用

設置用鉄塔の設計および鉄塔基礎の設計を実施した。

まで-”，CQ出版株式会社

3.3

2019.

EUROCAE等の国際基準策定会議での発表・提案

SDR&信号処理研究会, Apr.

EUROCAE WG-83，滑走路面異物検知装置導入検討会，[4] 二ッ森 俊一，森岡 和行，河村 暁子，米本 成人，柴総務省海外展開事業，海外共同研究等に参加・協力した。

垣 信彦，加島 謙一，“滑走路異物探知システム,”

滑走路面異物検知装置導入検討会では，センサ配置計画，

2019 Microwave Workshop & Exhibition (2019), Nov.

覆域予想，性能検討を実施した。当所実験データに加え，

2019.

マレーシアのクアラルンプール国際空港における試験結[5] 米本 成人，“航空分野における無線利用と最近の話果を分析し，FOD探知率・覆域・誤検知率および雨天影響

題”，UEC無線の会, Jan. 2020.

評価結果等を報告した。これらは，我が国のシステム導入[6] 米本 成人，河村 暁子, 二ッ森 俊一，森岡 和行，金・仕様策定のための基礎データとして社会実装に活用され田 直樹，“光ファイバ無線を利用したレーダ断面積

ると同時に，マレーシア側関係者と協力し，FOD監視シス

測定システムによる滑走路異物の統計的分析”, 電子

テムの国際的な導入計画に寄与した。

情報通信学会技術研究報告, MWP2019-63, pp. 93-96,
Jan. 2020.

４．まとめ[7] 二ッ森 俊一，“空港滑走路異物探知システムの研究

令和3年度は，これまでの結果とりまとめと評価システ

開発，” 日本機械学会 交通・物流部門ニュースレタ

ム設置検討を実施し，実用化および導入に向けた国内外のー，No. 59, Mar. 2020.

活動に参加した。空港における設置条件を明らかにした上[8] 米本 成人，“レーダの仕組みと応用技術

で，世界トップレベルの探知性能を有することを確認した。

-78-

第1回動作

原理と基本特性”，トランジスタ技術2020年7月号，

CQ出版社, Jul. 2020.
[9] 米本 成人，“レーダの仕組みと応用技術[18] 二ッ森俊一，柴垣 信彦，“空港滑走路の安全確保の第2回超小ための滑走路異物探知システムの研究開発,”日本信頼性学会誌vol. 43, no. 2, pp. 73-78, 2021年3月.

型モジュールを例にしたレーダの高周波回路”，トランジスタ技術2020年8月号，CQ出版社, Aug. 2020.

[19] 二ッ森 俊一，“空港滑走路異物探知システムに用い[10] 米本 成人，“レーダの仕組みと応用技術 第6回複数る96 GHz帯ミリ波レーダによる滑走路上小異物の反のレーダとカメラを組み合わせた滑走路上異物検出

射特性測定－反射角度特性および感度改善効果測定システム”，トランジスタ技術2020年12月号，CQ出－”, 電子情報通信学会技術研究報告, AMT2021-03,

版社, Dec. 2020.

pp. 26-30, Jun. 2021.

[11] 米本 成人，“レーダの仕組みと応用技術 第7回レー[20] S. Futatsumori, N. Yonemoto, N. Shibagaki, Y. Sato, andダの歴史と進化”，トランジスタ技術2021年1月号，

K. Kashima, “Foreign Object Debris Detection

CQ出版社, Jan. 2021.

Performance Improvement Evaluation of a 90 GHz Band[12] 二ッ森 俊一，森岡 和行，河村 暁子，米本 成人，柴Millimeter-Wave Radar System in Airport Environments”,

垣 信彦，佐藤 洋介, 加島 謙一，“滑走路異物監視

Proceedings of the 46th International Conference on

システムの高度化に向けた研究開発,”電子航法研究

Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves

所研究発表会, 2020年10月(IRMMW-THz2021), pp.1-2, Aug.2021[21] 二ッ森 俊一，“滑走路異物監視システムの研究開発[13] S. Futatsumori, N. Yonemoto, N. Shibagaki, Y. Sato, and”, 航空無線109号, Sep. 2021.

K. Kashima, “Reflection Angle Dependency Evaluations[22] Shunichi Futatsumori, “Development and Field Trial ofof Typical Foreign Object Debris on Airport Runway
Using Optically-Connected 96 GHz Millimeter-Wave

Airport Runway Foreign Object Debris Detection System”,

Radar System”, Proceedings of the 45th International

Airports Authority of India, Aviation Seminar, Nov. 2021.

Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves[23] S. Futatsumori, N. Yonemoto, N. Shibagaki, Y. Sato, and
K. Kashima, “Evaluation of Fundamental Airport Runway(IRMMW-THz 2020), pp.1-2, Nov. 2020.
[14] 二ッ森 俊一，米本 成人，柴垣 信彦，佐藤 洋介, 加

Clutter Characteristics Based on 90-GHz Band

島 謙一，“96 GHz帯ミリ波レーダを用いた滑走路異Millimeter-Wave Foreign Object Debris Detection Radar ”,

物探知システムの各種異物探知率推定 -空港環境測Proceedings of the 2021 IEEE International Conference on

定およびレーダ反射断面積測定による探知率推定-,”Antenna Measurements and Applications (IEEE

電子情報通信学会技術研究報告, vol. 120, no. 350,

CAMA2021), pp.1-2, Nov.2021

SANE2020-53, pp. 78-83，2021年1月.

[24] 二ッ森 俊一，“滑走路異物監視システムの実用化に[15] 二ッ森 俊一，宮崎 則彦，“光ファイバ接続型96 GHz

向けた研究開発”，港湾空港技術特別講演会 in 関東
2021, Nov. 2021.

帯広帯域ミリ波レーダにおけるFMCW信号源位相雑音の影響評価測定,”電子情報通信学会光応用電磁界[25] 二ッ森 俊一，森岡 和行，河村 暁子，米本 成人，“計測研究会報告, PEM2020-13, pp. 21-25，2021年1月.

ミリ波レーダを用いた滑走路異物監視システムの研[16] N. Yonemoto, S. Futatsumori, A. Kohmura, and K.

究開発”，Microwave Workshop and Exhibition 2021 展

Morioka, “Standardization Activities on Foreign Object

示, Nov. 2021.

and Debris Detection System for Airport”, Proceedings of[26] 二ッ森 俊一，“ミリ波レーダを用いた滑走路異物監

the 2020 International Symposium on Antennas and視システムの研究開発”，Microwave Workshop andPropagation (ISAP2020), pp. 665-666, Jan. 2021.

Exhibition 2021, TH2B-01, Nov. 2021.

[17] S. Futatsumori, N. Yonemoto, N. Shibagaki, Y. Sato, and[27] Shunichi Futatsumori, Kazuyuki Morioka, Norihiko

K. Kashima, “Reflection Angle Dependency Evaluations

Miyazaki, Noriaki Hiraga, Naruto Yonemoto, “Researchof Typical Foreign Object Debris on Airport Runway

and Development Progress of Foreign Object Debris

Using Optically-Connected 96 GHz Millimeter-Wave

Detection

Radar System ” , Proceedings of the 15th European

Millimeter-Wave Radar”, 電子情報通信学会技術研究

Conference on Antenna and Propagation (EuCAP 2021),

報告, vol. 121, no. 323, SANE2021-96, pp. 72-75, Jan.

pp.1-4, Mar. 2021.

2021.

-79-

System

Based

on

90

GHz

Band

航空通信基盤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
○河村

暁子，米本

成人，森岡

和行，呂

暁東，長縄

潤一

令和 2 年度～令和 5 年度

１．はじめに

２．研究の概要

近年，航空システムから取得した様々な情報を関係者間

本研究では，まず飛行中の通信メディアの切替えなどにで 共 有 し ， よ り 安 全 か つ 効 率 的 な 運 用 を 行 う SWIM

よる接続率の低下や通信の秘匿・優先度選択技術を評価す（System Wide Information Management）が検討されている。

るプラットフォームとして複数の通信システムを含む航このような次世代の航空情報共有のために，通信速度が速

空用高速通信ネットワークの検証システムを構築する。初く大容量を扱え，IP（Internet Protocol）化に対応できる次段階では，検証システムにおける通信システム（無線機）

世代航空通信システムの導入が近づいている。ICAO の標と通信経路は PC で表現する。次に，この航空用高速通信

準 規 格 策 定 が 終 了 し て い る AeroMACS （ Aeronautical

ネットワークの検証システムの一部の PC を実際に航空機

Mobile Airport Communications System）をはじめとした次で使用できる通信システムに置き換え，通信評価を行う。

世代航空通信システムの航空機への搭載がすすむと，その最後に，通信システムを実験用航空機に搭載して飛行しな

後しばらく世代の異なる航空通信システムを用いる機体

がら実証評価を実施する予定である。この流れを図 1 に示が混在することが予想される。現在の航空データ通信は，す。
本年度は 4 か年計画の 2 年目であり，以下の内容を中心

機体の受信状況等に応じて搭載無線機を選択し使用しているが，飛行中の無線メディアの切替えなどによる接続率に実施した。

の 低 下 が 問 題 と な っ て い る 。 一 方 ， ICAO Doc.9869

・“Performance-based Communication and Surveillance (PBCS)

複数の通信システムおよび通信経路を模擬した検証システム開発

Manual” は航空管制データ通信について高い接続率を要・通信の秘匿・優先度選択技術の基礎調査

求しており，あらゆる飛行フェーズの航空機が通信接続率

・

航空通信システムの規格策定活動の要件を満足できる高度な航空通信基盤を実現するため，複数の通信システムおよび通信経路を用いた接続率の評

３．研究成果価開発が必要とされている。さらに通信の IP 化に伴い，

3.1

複数の通信システムおよび通信経路を模擬した検証
システム開発通信の秘匿・優先度選択技術の評価実証や新しい規格の標

今年度は，昨年度開発した PC による航空用通信ネット

準化も必要となる。
本研究では，前述の課題の解決のため，将来の航空交通

ワークの検証システム（図１①）を用いた複数の通信シスの安全，効率，定時性向上に資する評価開発を行う。具体

テムおよび通信経路を用いた接続率の推定法の検討，実ア

的には，複数の通信システムを含む航空用高速通信ネット

ビオニクスによる航空通信の検証システム（図１②）のたワークの検証システムを構築し，飛行中の接続切替えによめの，VHF データ通信装置および LDACS(L-band digital

る接続率の低下や通信の秘匿・優先度選択技術の実証評価

aeronautical communication system)試作機の開発，衛星通信を行うことを目的とする。

装置の調達を実施した。

図 1 航空用通信ネットワークの検証システムの構築ステップ-80-

した。地上側装置は，通常ならば航空通信プロバイダが担う受信・復号作業を，実際の通信と同じARINC規格に沿って行えるAirtel社MTP(Multiple Test Platform)-200という装置を用いる。この装置を用いて，現在のVHF航空データ通信（ACARS）で用いられているテキストベースの通信について次世代のIP通信に適応可能性を検討した。この結果，
ARINC841 規 格 MIAM(Media

Independent

Aircraft

Messaging)を用いてバイナリ‐テキスト変換を行うこと

図２ PC によるネットワーク検証システムを用いた通信評価
結果の一例

によりIP通信が可能なことを実証した。また，IPフラグメ
ントの分割による1パケットが，ACARSの同一メッセージ
IDで扱える最大分割数16以下となることも確認できた。一方，通信速度との関係で，送信データ量には制限があることも明らかにした。[3, 9]
さらに，航空通信の検証システムのための次世代航空通信メディアとしてLDACSと衛星通信システムを取り入れる。このうちLDACSについては，未だに国際標準規格の策
定途中であり，装置も販売されていない。このため，図４

地上側のようにソフトウエア無線機を用いて試作装置を開発し機上側た。
図３ VHF データ通信装置の検証システム
3.2

通信の秘匿・優先度選択技術の基礎調査

通信の秘匿に関して，航空通信に関する規格・要件を策定している規格化会議（ICAO 通信パネル WG-I）に出席
し，各国の検討状況，および性能検証の案の情報を収集している。現在，セキュリティの実装方法には通信相手の認証や通信内容の暗号化等の基本的なプロトコルである
DTLS(Datagram Transport Layer Security)が採用され，マニ
ュアルに記載すべき要件を検討している。
図４ LDACS 試作装置

優先度選択技術は，今後の航空データ通信がIPを基盤としてすすめられていくことから，AeroMACSに関する先行PCによる航空用通信ネットワークの検証システムを用い研究にて扱ったQoS(Quality of Service)を応用した通信のた検討では，VHF ACARS，AeroMACS，衛星通信の3つの優先度選択を適用することが可能となる。[4]通信メディアを使用して，航空機が仙台空港滑走路から海3.3上へ離陸し直線的に飛行するシナリオを用意しネットワ

航空通信システムの規格策定活動

ークシミュレーションと統合した通信評価を実施した。距航空通信システムおよびセキュリティに関する動向に離と遅延の関係等（図２）から接続率の推定を行った。こ

ついてはICAO 通信パネル WG-I, 周波数管理パネルにて，の推定の信頼性などについては今後の検討課題である。

LDACSの動向についてはICAO 通信パネルPT-Tにて，参図３に開発したVHFデータ通信装置の検証システムを加の上，情報提供と情報収集を継続している。WG-Iでは，示す。VHFデータ通信は，現在の航空データ通信において先行研究におけるAeroMACSの飛行をともなう空地通信

最も広く用いられている通信メディアである。機上側装置

実験の結果について2022年以降に発行予定のIPS SARPs

は，小型機によく搭載されるVHFデータ通信装置Collins

Validation Reportへの掲載が決定し，草稿作成と情報のアッ

Aerospace社製VHF-4000を，機体のFMS(Flight Management

プデートを行っている。また，PT-Tへは前節に記した

System)やCMU(communication Management Unit)に接続す

LDACS試作装置について報告し，LDACS Validation Report

ることなくPCで単独駆動できるようソフトウエアを開発の国際相互執筆の取り組みに寄与した。

-81-

４．おわりに掲載文献

令和３年度は本研究の２年目として，昨年開発した航空[1] K. Morioka, X. Lu, J. Naganawa, A. Murata, S. Egami, N.

用通信ネットワークの検証システムを用いた複数のシス

Miyazaki, N. Yonemoto, A. Kohmura, “Flight tests for

テムと通信経路に関する評価検討，また実際の航空機で使

expanding AeroMACS coverage and air-ground SWIM

用できる通信装置を用いた検証システム（VHFデータ通信

demonstration”, Integrated Communications, Navigation and装置，LDACS試作機，衛星通信装置）の調達と開発を行っSurveillance Conference (ICNS) 2021, April 2021.

た。さらに，従来から使用されているVHFデータ通信装置[2] K. Morioka, X. Lu, N. Yonemoto, A. Kohmura,を用いたIP通信実証試験を実施し，次世代航空通信装置へ“Development of Multi-link Emulator for Heterogeneousの移行がすすまない機体でも一定の制限の中でIP通信に

AeronauticalRadio対応できることを確認した。また，LDACS通信装置は市販

Conferenceon

品が無いため，現在ICAO等で策定中の規格に沿う仕様をElectronics 2021 (ICSANE2021), SANE2021-43, pp.61-64,

目指して試作装置を開発した。

November 2021.

Systems,”

Space,

The

16th

International

AeronauticalandNavigational

今後，これまでに開発した検証システム上での接続率等[3] A. Kohmura, K. Morioka, N. Yonemoto, “Development of air

に関する評価検討をさらに進める。また，最終年度の実験- ground VHF data communication validation system,” 2021

用航空機を用いた飛行実験（図１③）を見据え，VHFデー

International Conference on Emerging Technologies for

タ通信装置と衛星通信装置の航空機への搭載準備，VHFにCommunications (ICETC 2021), p4-19, December 2021.

関しては実験用無線試験局免許の取得もすすめている。こ[4] 河村暁子，森岡和行，長縄潤一，二ッ森俊一，金田直のような研究活動と並行し，航空通信システムの規格策定

樹，呂暁東，米本成人，住谷泰人，“AeroMACS を用いた活動に参画し，研究成果の共有や企画動向の情報収集も引

空地通信技術の高度化に関する研究”，電子航法研究所報き続き行っていく。

告技術資料，No.134, pp.33-45，2021 年 6 月．
[5] 森岡和行，米本成人，河村暁子，“航空無線通信用マル
チリンクエミュレータの開発 ~ コンセプトと基本動作確
認 ~”，電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集，
B-2-4, 2021 年 9 月．
[6] 森岡和行，二ッ森俊一，米本成人，北折潤，住谷泰人，
河村暁子，“次世代陸域航空無線通信システムのプロトタ
イプ開発～システム詳細と IP 疎通まで～”，日本航空宇宙学会第 59 回飛行機シンポジウム予稿集，2021 年 11 月．
[7] 森岡和行，呂暁東，長縄潤一，宮崎則彦，米本成人，
河村暁子，“空港面通信システムの覆域拡大に関する実証
実験～上空におけるハンドオーバ実験～”，電子情報通信学会 宇宙・航行エレクトロニクス研究会予稿集，2022 年
2 月．
[8] 森岡和行，二ッ森俊一，米本成人，北折潤，住谷泰人，“次世代陸域航空無線通信システムのプロトタイプ開発~
パワーアンプモジュール評価~”，電子情報通信学会総合大会講演論文集，2022 年 3 月．
[9] 河村暁子，森岡和行，米本成人，“既存航空用 VHF データ通信システムの IP 化検討”，電子情報通信学会総合大会講演論文集，2022 年 3 月．

-82-

SWIM による協調的意思決定支援情報サービスの構築と評価に関する研究【重点研究】
担当領域
担 当 者

監視通信領域○呂 暁東，森岡 和行，ビクラマシンハ ナヴィンダ

キトマル(航空交通管理領域)，

金田 直樹，古賀 禎，平林 博子(航空交通管理領域)，ブラウン マーク(航空交通管理領域)
研究期間

令和 3 年度～令和 7 年度

１. はじめに適な飛行経路を離陸前に管制機関と自動的に調整できる

欧米では，SWIM（System Wide Information Management）

FF-ICE/R1運用方式の導入を検討している。

により運航に係る様々な情報をシステムや関係者の間でICAOや欧米をはじめとする各国の導入の検討状況を踏共有し，相互運用性と協調性の実現が進められている。ままえ，CARATSにおいても，関係者を集めて「FF-ICE/R1

た国際民間航空機関(ICAO)では，FF-ICE（Flight and Flow

導入検討会」を立ち上げ，令和2年から我が国でのfor Information Collaborative Environment）の導入を推進し，FF-ICE/R1の運用要件，システム要件や導入計画等の検討

離陸前と離陸後の情報共有によりグローバルな協調的意を進めている。SWIMに基づいたFF-ICEの運航管理を実現

思決定を図り，空地統合SWIMを利用した軌道ベース運用するためには，現在のテキスト形式の飛行計画や運航に関（TBO）を目指している。これらを実現するためには，標する制約情報をデジタル形式にするだけではなく，これら

準情報交換モデルを用いたメッセージ交換による各種情の情報を利用して運航者側と管制機関側の自動調整を実報の共有だけではなく，運航の安全性に係わる情報の品質現できるサービスモデルの開発も必要となる。

を保証する高度なSWIM情報サービスも求められている。

令和3年度は，FF-ICE導入検討会と連携して運用面と技術面の課題を分析し，具体的な運用要件とシステム要件を

２. 研究概要検討した。また，これらの要件による協調運用を実現する

本研究では，グローバルな協調的意思決定の実現に向ため，具体的な運航管理業務の分析からサービス仕様の作

けて，異なる運用要件に適応できる広域SWIMサービス基成までの運用プロセスのサービスモデルの開発手順を提盤構築技術と情報の信頼性や運航の安全性を一貫して保案した。この開発手順を利用して，交通流管理に関する具証する技術を提案し，実用化可能なサービスを用いた国際体的な運用シナリオ，情報の流れとデータ形式の分析を行

連携評価を行う。これにより，将来の軌道ベース運用におい，具体的なサービス仕様（サービスの提供者と利用者のける協調的意思決定を支援する技術の開発を目指す。本年確定，サービス間の交換メッセージの定義，実現できる標度は5ヶ年計画の1年目であり，主に以下の研究開発や国際

準情報交換モデル，プロトコルの決定）を作成し，実証実活動を行った。

験用の交通流管理サービスを開発した。

・ 運用面及び技術面の課題分析による広域情報品質

また，混在運用環境において，提供できる情報サービ

管理モデルの提案

スや交換できる情報内容の品質が異なる場合の航空交通

・ 多地域間の軌道ベース運用を実現するため，国際管理サービス提供者（ASP：ATM Service Provider）と空域

連携実験システムの構築

利用者（AU：Airspace User）間の協調的意思決定を実現

・ 4次元軌道（4DT）による飛行実証実験の実施するため，各種情報の生成から提供，利用までのライフサ
イクル管理に関する構成要件と検証対象を明らかにし，広３. 研究成果

域情報品質管理モデルを開発した。

3.1 広域情報品質管理モデルの提案
現在，ICAOでは，TBOコンセプトに基づき，航空機のこのモデルを用い，明確にした構成要件と検証対象に

全飛行フェーズの軌道を考慮し，運航に関する状況を認識

対して，SWIM 技術インフラ（Technical Infrastructure）のするとともに最適な航空交通業務の提供及び運航の実現

基本サービスや標準情報交換モデルの検証機能などとのに向けて取り組んでいる。この実現の第一段階として，連 携 手 法 を 検 討 し ， 国 際 航 空 信 頼 基 盤 （ International

ICAOは，運航者が時々刻々と変化する気象状態や空域及Aviation Trust Framework）のコンセプトに基づいて広域情

びその混雑状況等の運航の制約となる情報を考慮した最報も品質管理を実現できる技術的アプローチを提案した。

-83-

図1

図2

国際連携実験

4DT飛行実証実験て複数航空機に対応できる交通流管理サービス間の連携

3.2 国際連携実験と飛行実証実験の実施に関する実証実験を引き続き計画している。このような

令和3年度に提案したモデルと技術的アプローチに基

国際連携実験の取り組みにより，TBOの導入に向けた運づいた実験システムを開発し，国際連携実験と国内飛行用面と技術面の課題を明らかにでき，ICAO関連会議で議実証実験により性能評価を行った。米国航空局（FAA），

題に取り上げられる等，具体的な運用方法の検討や技術

カナダ，シンガポール，タイと連携して，SWIMやFF-ICE

指針の作成を推進できた。

に基づいた軌道ベース運用を実現するため，

また，アジア諸国と連携して，SWIMに基づいた情報

Multi-Regional TBO Demonstrationの初期（Phase 1）実証実

信頼基盤の基本機能を開発するとともに，提案した広域験を行った。本実証実験においては，提案技術を用いて情報品質管理モデルを組み込んだ実験システムも開発しFF-ICE サ ー ビ ス と 連 携 す る と と も に FIXM （ Flight

た。令和3年度に開催されたICAO APAC SWIM Workshop

Information Exchange Model：飛行情報交換モデル）メッ

で は ， AEROTHAI と FAA と 連 携 し て Signing Service とセージによる指定4次元ポイント（4DP）通過時刻の自動

Validation Serviceを用い，ASP間のメッセージ交換実証実調整を支援できる航空交通流管理サービスを開発し，験も行った（図1）。この実証実験により，APAC地域に

FAAを中心とした数か国と連携して世界初のTBOコンセ
プトにより協調運用に関する技術実証ができた（図1）。

情報信頼基盤を導入するための技術課題や実現方法が検討でき，SWIM Workshopの参加者から高く評価された。

令和4年度においては，4次元飛行軌道（4DT）に基づい

本実証実験の結果については，CARATS情報管理検討WG

-84-

[4]

に報告し，既存施策の調整と新しい施策の検討の推進に

Framework,” ICAO SWIM Workshop, online, July

つながった。これらの研究活動は，地域SWIM導入の技術

2021.

基準の策定，及び地域SWIM基盤に基づいた協調運用の実[5]現に貢献したといえる。

online, August 2021.

技術を用いて，仙台空港において4DT飛行実証実験を行[6]った。実証実験では，離陸後に，IP Data Linkサービスに

October 2021.

（FMS）間のデータ通信（CPDLC）の機能を検証し，乱[7]気流の影響による着陸経路の変更に関して，機上EFB

X.D.

Lu,

“Updates

of

JCAB

for

Phase

2,”

Multi-Regional TBO Technical Interchange Meeting 3,（Electronic Flight Bag）とFMSが地上SWIMサービスを経

online, October 2021.

由して連携できることを確認できた（図2）。本実証実験[8]により，SWIMに基づいたTBOの導入に向けて機上EFBと呂暁東，“MR TBOにおける国際航空信頼フレーム
ワークの構築，”CARATS第46回情報管理検討WG，

FMSを連携させ，管制システムを含む4DTに基づいた戦2021年11月.

略的な調整が可能なことがわかった。

[9]

呂暁東，“SWIMにおけるFF-ICEやTBO実証実験システムの開発について，”SDECC出前講座，2021

４. まとめ

年11月.

本研究では，異なる運用要件に適応できる広域SWIM
サービス基盤構築技術と情報の信頼性や運航の安全性を保証できるアシュアランス技術の提案，実用可能なサービスを用いた国際連携評価を行う。本年度は，現行の運航管理業務の分析による運用プロセスのサービスモデルを提案し，各種情報に対して広域情報品質管理モデルを開発した。そして，これらの技術を用いて世界初のTBO
コンセプトにより協調運用に関する実証実験を実施した。
また，APAC地域において，AEROTHAIおよびFAAと連携して，SWIMに基づいた情報信頼基盤を構築し，実証実験を実施した。さらに，開発したTBO実験システムを利用して，4DTに基づいた飛行実証実験も実施した。次年
度は，広域SWIMサービス構築技術を提案し，引き続きTBOに向けて国際実証実験を実施することにより提案技術の有効性を評価する。
掲載文献
X.D. Lu, “Test System of JCAB,” Multi-Regional TBO
Demonstration Guided Discussion 3, online, May 2021.

X.D. Lu, “Test Report for JCAB-FAA Vignettes,”
Multi-Regional TBO Technical Exercise, online, June
2021.

[3]

X.D. Lu, K. Morioka, “Connected Aircraft forOperational Awareness,” IEEE GCCE 2021, online,

よる地上管制システム（ATC）と機上飛行管理システム[2]

X.D. Lu, “SWIM Infrastructure to Achieve Message
Level Security,” ICAO Fifth Meeting of SWIM TF,

さらに，空地統合SWIM実験システムに基づき提案した[1]

X.D. Lu, “AEROTHAI-JCAB Demonstration on Trust

呂暁東，森岡和行，古賀禎, “飛行実証実験による
空地統合SWIMに関する検討,” 電子航法研究所研究発表会，2021年6月.

-85-

デジタル技術によるタワーシステム高度化に関する研究【重点研究】

担当領域

監視通信領域

担 当 者 ○井上 諭，角張 泰之，ブラウン マーク（航空交通管理領域），古賀 禎，米本 成人
令和 3 年度～令和 6 年度

研究期間

１． はじめに映像や情報センサ等のデジタル技術により，空港の航空管制システムは新たなシステムへと変わりつつある。
この新しい空港のタワーシステムは「リモートタワー」
や「デジタルタワー」（以下，リモート・デジタルタワ
ーを「RDT」と記す。）と呼ばれている。これらシステ
ムは，カメラやセンサにより空港の状況を把握するため

図2

動体を検出する基本的な仕組みの映像情報や監視対象物の位置情報を取得し，従来の管制塔とは別の場所に設置された管制室に送られ，システ

映像情報から動体を検出する基本的な考え方は，図 2

ムの表示装置に管制塔と同様な視界を表示することで，に示すように背景差分法【1】を基本とし，映像情報を構

管制業務を行うものとなっている（図 1）。

成する各フレーム画像の情報を比較し，フレーム間の画像データで差分があることで動いた物体を検出する。実験用に構築した RDT の評価システムでは，管制塔からの視界に相当する画面の画素数は，1 枚の画像で 3840
×2160×6＋1920×1080×6 のピクセルとなっており，
画像データ量が非常に大きいサイズとなる。フレーム間の差分を検出する動体検知の仕組みは，このような大き

図１

RDT システムの概要

な画像データの場合でも比較的，高速に処理きる利点がある。評価用のシステムでは，上記のサイズの画像デー研究開発では，管制塔と同様の視界を再現するシステ

タを表示更新レートと同様の 30fps で処理して，ディス

ムに加え，オペレータの業務を主に視覚的に支援する機

プレイ上の映像にリアルタイムに動体検出したターゲ

能により安全性の向上や，効率的な運用が可能なシステ

ット位置を合成表示している。ただし，単純に差分を検ムの開発を目指している。

出するだけだと，障害物やすれ違いなどによって，検出したターゲットが分断されたり，見失ったりするため，安定した連続検知を行うことが難しくなる（図 3）。

２． 研究の概要と活動
本年度は 4 か年計画の初年度であり，物体の検知と表示に関する課題に対応するため，画像識別による追尾精度向上等に取り組んだ。特に AR/VR 表示システムの検討，人工知能(AI)を用いた画像認識の精度向上，コンパ
クトな監視センサの構成等設計，国際標準化活動等を実
施した。

図3

障害物により２つに分離された結果の例

2.1 物体の検知と表示～機能とシステムの概要
RDT システムでは，管制官を始めとするオペレータ

そこで，検出されたターゲットの移動方向や移動量等の視覚を支援するために，動的な物体を映像情報から検のパラメータを使用して，ターゲットの移動状態を保持

出し，それらをボックス表示する動体検知機能のシステ

しつつ，ターゲットの分裂や分断される状態を補完する

ムを開発した。動体検知機能の考え方のイメージを図 2技術を加えることで，検知の連続性やノイズの除去等のに示す。

精度向上ができる技術を開発，導入している。例えば図-86-

３に示す手前の尾翼によって分断された航空機の画像

果，令和 3 年 11 月には MASPS ED-240A Change1 が発も，移動方向や移動量から同一のターゲットであると判行された。また，最新の技術要件 ED-240B の議論も開断することで，分断状態を抑制できる。

始され，非光学センサを用いた映像情報との融合による支援技術の情報を提供している。

2.2

物体の検知と表示～基本的な動体検知機能に対す

る課題

３．

画像識別による追尾精度向上への取り組み

2.1 で示した検知機能を評価用システムで評価したと2.2 に述べたように，いくつかのケースにおいてはタ

ころ，気象や視程の条件によっても変化して固定値を示

ーゲットの移動量や方向による差分検出の技術だけですことは難しいが，カメラの設置されている空港内およは検知の精度に問題が生ずる場合があり，これらの問題

び比較的距離の近い上空などでは，誤検知なども少なく，に対応するために，人工知能を用いた問題解決のアプロ

連続的に良好な検知を行うことができる結果を得た。しーチに取り組んだ。一つは画像を認識・識別する手法でかし，いくつかのケースにおいては視程が良い条件であある。もう一つは，画像処理だけでは認識・識別する情っても，上記で示した差分検出による基本的な手法だけ報量が十分ではない場合にもターゲットを識別できる

では，誤検知が起き，逆に検出が難しいケースもあるこよう，業務に関する知識処理を用いた手法である。

とがわかった。ターゲットが遠方にいる場合に，ターゲ
3.1 画像処理による認識・識別手法

ットの検出ができない状況下で差分検出の感度を上げた場合，ノイズの誤検知が起きる。このような事象は航画像処理による認識・識別手法は，最近の AI による空機がアプローチしてくるようなケースで生じる。遠方認識で最もポピュラーな手法の一つで，ニューラルネッの航空機が映像では画面上の小さな点でしか見えない

トワークなどが良く知られている。これらの基本的な手状況を，管制官等のオペレータは経験や知識から，その法は認識・識別したいターゲットの画像を機械学習する

小さな点が航空機であることを認識できる。これを，単ことで，ターゲットの画像の特徴量を計算機に記憶させ純な画像処理の機械で対応する場合，点が航空機であるる。そして，システムで認識・識別したいターゲットののか，またはノイズであるのかを判別できない。差分を画像を入力すると，計算機は入力画像の特徴量と学習デ検出するために感度を上げると雲や少しの背景の変化

ータとの特徴量を比較し，学習データとどのくらい近いなどのノイズ情報も拾うため，判別は困難になる。一方，

かを出力する。システムは出力結果からターゲットが何

ノイズを低くすると，ターゲットが見えていても，検出であるかを決定する。基本的にはパターンマッチングにしづらくなるジレンマが生じる。そこで，これらのノイ則った手法である。ただし，これらのパターンマッチン

ズを除去するための方法として，次章に詳しく述べる画

グは判別したいターゲットを入力画像として適切に処

像識別による追尾精度向上に取り組んだ。

理する必要がある。そこで RDT のシステムで使用するためには，パノラマの映像中からターゲットとなる部分

2.3 監視センサの構成等設計の画像を自動的に切り抜き，認識・識別するような仕組

仙台ローカルでの飛行実験による MLAT データと映みとしている。映像の識別技術を導入することで，ター像の整合性と精度検証を実施した。また，小規模空港でゲットの判別には有効であることが評価結果から得らも RDT システムのサービス性と安全性を発揮する小型れた（表 1）。表 1 に示したように，入力情報のターゲ

監視センサ技術の導入が期待されているため，レーダーット画像は小さくても，航空機のかたちが判別できる程のない小規模空港の監視環境の改善を目指したコンパ度の情報があれば，高い確率で航空機と判定しているこ

クトな監視システム要件のシミュレーションとシステとが分かる。

ム設計等を実施した。
表1

学習データに対する認識・識別をした結果の例

2.4 国際標準化活動
入力画像

RDT は，航空用技術基準として EUROCAE WG100 が設立され，技術要件を策定中である。過去の関連研究以

出力降，コアチームのメンバやエディタとして，議論に継続的に参画，活動し，評価結果等について報告してきた結-87-

0.99991.00000.99970.9998

[3]井上ただし，航空機の形をパノラマ画面上で確認できるの

諭

他 4 名，遠隔型タワー（リモート・デジ

は機種にもよるが 2NM を超えると厳しくなる。そのたタルタワー）のための映像システムと支援機能の開発，め，それより遠方のターゲットをより正確に認識・識別

航空管制（航空交通管制協会誌 2021‐No.4 ）（2021）

するために，知識処理の手法を合わせてシステムに組み[4]吉田込むことを検討した。

野

悠，青山

久枝，狩川

大輔，井上

諭，菅

太郎，古田 一雄，色の誘目度モデルを用いた航空管制レーダー画面の設計指針の検討，日本人間工学会
論文誌-人間工学, Vol.57 No.4, （2021）

3.2 知識処理[5]井上

本研究では，仙台空港に隣接した岩沼分室において実研究, 武蔵野美術大学産学連携成果報告集，（2021）

験システムを設置して評価している。今回は，仙台空港の RWY27 にアプローチしてくる航空機に対して，知識処理を行う仕組みを構築した。知識処理の詳細な内容については割愛するが，管制官などのオペレータが経験などに基づくのと同様に知識を記述した。その結果，映像
中に点のように見えるターゲットを検出さえできれば，5NM 程度でも高い確率で航空機を捉えることができるようになった。5NM 以遠でも，ターゲットさえ画像データとして検出できれば 9NM 程度でも検出はできる。
しかし，映像情報を使用するため，遠方になると視程や気象条件次第で，小さい場合にターゲットが画像データ
として物理的に検出できない状況があった。このようなケースでは連続性を映像では担保できないため，遠方ターゲットにおける映像データだけでの安定的な検出は今後の課題と言える。

４．まとめ
本研究では RDT の実用化に向けて引き続きシステムの研究開発を実施してきた。今回は映像システムにおける動体検知技術の精度向上についての取り組みについて検討し，その評価や課題について整理した。評価で得られた課題は，さらなる機能向上やシステムとしての高機能化に繋げるべく研究を引き続き実施していく予定
である。

参考文献
(1) 波部，他，「動的環境における頑健な背景差分の実現法」，情報処理学会ワークショップ論文集(1998)

掲載文献[1]Inoue, S. & Brown, M., ENRI Remote Tower Latest
Technical Developments., EUROCAE WG-100 #26 (Nov.
2021)
[2]井上

諭，
“管制塔のデジタル化に向けて“

諭，デジタル管制塔の実現に向けたデザイン

安全イ

ンタフェース最前線，ヒューマンインタフェース学会
誌，23‐2，(2021）-88-高機能空中線を活用した監視技術高度化の研究【重点研究】

担当領域
担 当 者

監視通信領域
○長縄

研究期間

潤一，北折

潤，宮崎

裕己，古賀

禎

令和 3 年度～令和 5 年度

１．はじめに我が国では，二次監視レーダー(SSR)，広域マルチラテ
レーション(WAM)，放送型自動従属監視(ADS-B)といった異種センサーを整備し，それらの航跡を統合する航空路マ
ルチセンサーシステムの整備を進めている。このシステム(a) 構造は各センサーの長所を取り入れることができ，各センサーが独立して整備され，冗長性の高い構成となっている。シ
ステムにおいてさらなる効率化と高性能化を両立するには，各センサーが持つ異なる送受信要件を集約できる高機
能空中線が必要となる。

２．研究の概要
本研究は高機能空中線の素子および指向性制御方式な(b) 製作物写真

らびに高機能空中線を活用した SSR・WAM・ADS-B 相当

図 1 空中線素子の監視機能に必要な技術を開発する。また，高機能空中線
3.2の導入効果を検討する。本年度は 3 ヶ年計画の 1 年目であ指向性制御方式の検討・開発

指向性制御や到来方向推定を実現する方式の検討と開り，以下の内容を実施した。


空中線素子の開発・製作発を行った。検討では，文献調査等をもとにアクティブフ



指向性制御方式の検討・開発ェーズドアレイ方式（以下，アクティブ方式）およびデジ

監視機能の検討・開発

タルビームフォーミング方式（以下，デジタル方式）を開

導入効果の検討

発の方向性として選定した。アクティブ方式は送受信のた

国際標準化活動めの基本方式で，デジタル方式はアクティブ方式と併用して主に受信機能を向上させる位置づけである。
アクティブ方式については，航空局が所有する実験用地

３．研究成果3.1

上機材を活用した飛行実験を実施した。当所実験用航空機

空中線素子の開発・製作

様々な監視センサーの送受信要件に対応するためには，に対して質問・応答の電波送受信を行い，測定データを取電波の指向性制御や到来方向推定が必要となる。これに向得した。測定データを分析することで，航空路マルチセン

け，本年度は 6 素子のリニアアレーを開発・製作した。図

サーへの適用に向けた課題を抽出した。その結果，次の 21(a)には構造，図 1(b)には写真を示す。電子航法研究所（以つの課題が明らかとなった。1 つ目は覆域の拡大である。

下，当所）におけるセクタ型アンテナの実績を踏まえ，金

図 2(a)には送受信が成功した位置を示す。装置の近傍（60属パッチを採用した。従来品との違いとしては，素子ごと

NM 以下）では良好に送受信できたものの，遠方では成功に送受信端子が具備されており，後述する制御方式と組みしていない地点が生じており，既存システム（SSR）相当

合わせ，指向性制御や到来方向推定が可能となる。また，の 250 NM には到達しなかった。また，2 つめの課題は到相互結合と呼ばれる性能低下要因を低く抑えているほか，

来方向推定の精度向上である。図 2(b)には誤差分布を示す。

実験用に素子間隔が変更可能な構造とした。

-89-

本年度の開発は ADS-B 位置検証を中心に進めた。本機
能は地上側で ADS-B 信号の到来方向と到達時間差を測定
し，位置情報から予測される値と比較することで，位置情報の正当性を判定する（以下，提案法）。図 4 には提案法の実験結果例を示す。まず，図 4(a)に示すように，ある在空機の ADS-B 信号をもとに，不正な位置情報を模擬的に生成した。次に，到来方向と到達時間差の測定データをも(a) 覆域(b) 到来方向推定とにして判定の基準となる検定量を計算した。結果は図4(b)となり，正当な情報は検定量が低い一方，不正な情報

図 2 アクティブ方式の実験結果

は検定量が高い値に偏り，検知可能であった。上記の結果

おおむね±1°の範囲に入っており，到来方向の推定に成から，提案法の動作を確認できた。なお，実際には位置関功している。しかしながら，精度は誤差の標準偏差で係などの様々な条件で見逃しが発生しうるため，後述する

0.44°となり，既存システム相当（SSR）の 0.06°には到ように性能概算手順による網羅的な評価も必要となる。

達しなかった。今後，測定データ分析を継続し，デジタル方式との併用を含めて，課題解決策に取り組む。
デジタル方式については，図 3(a)に示す実験用システム

信号数を構築した。まず，指向性制御の基本的な動作確認を行った。具体的には，指向性を変化させたときの受信強度の変化を観測して，実際の航空機位置と一致することを確認した。次に，到来方向推定の動作確認を実施した。図 3(b)には結果として誤差分布を示す。おおむね±2°の範囲に入っており，到来方向の推定に成功した。誤差の標準偏差は0.92°であった。なお，この結果をアクティブ方式の結果(a) 不正を含む情報である図 2(b)と比較すると誤差が大きい。理由としては，（模擬生成）(b) 検定量の計算

図 4 ADS-B 検証機能の実験結果例

素子に指向性制御を前提としない既製品を用いたためであり，今後，本年度開発した素子を接続することで性能を3.4改善する計画である。

導入効果の検討

提案法の効果を検討するために性能概算手順を開発した。先行研究において信号到達時間差を使った手順を確立していたため，高機能空中線向けの拡張として到来方向の併用を可能とした。本手順は ADS-B 位置などを網羅的に変えながら，不正検知の可否を計算し，平均的な検知率を計算するものである。計算例を図 5 に示す。このような計算を，条件を変えながら行うことで，提案法の効果を試算した。その結果を図 6 に示す。従来の信号到達時間差のみ(a) 実験システム写真を使った場合には，受信局配置や測定精度に関する特定の(b) 到来方向推定

条件下で性能が低下する場合があることが明らかになっ

図 3 デジタル方式のシステムと実験結果た。その場合の性能は，図 6 の「時間差のみ」の値で，95%3.3を下回った。しかしながら，到来方向と併用することで性監視機能の検討・開発

能を補強できた。補強の度合いは受信局数と測定精度（図高機能空中線を活用した SSR・WAM・ADS-B 相当の監中σの値）で異なるが，粗い精度でも一定の効果があり，視機能の検討・開発を進めた。検討では，文献調査等をも高い精度であれば 100%に近い検知率となることを確認しとに，ADS-B 位置検証については先行研究の拡張，測位た。上記の性能概算手順はメーカーへの技術移転にも活用についてはテイラー級数法の拡張を開発の方向性とする

し，共同研究やソフトウェア使用許諾の締結に繋がった。

ことを決定した。

-90-

４．おわりに
航空路監視用の高機能空中線に向けて，空中線素子，
指向性制御方式，ADS-B 位置検証機能の開発・評価等を進めた。今後は，素子の改修・評価ならびに制御方式の開発・評価を行う。評価にあたっては，空中線と指向性制御方式を連接した実験を行う。また，測位も含めた監視機能の開発・評価ならびに導入効果の検討を進める。
謝辞
実験装置の設置及び評価試験の実施にご協力を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。
図 5 性能概算手順の例
掲載文献
平均検知率 [%]

[1]

J. Naganawa, H. Miyazaki, H. Tajima, T. Koga, J. Kitaori,“Numerical Simulation of Aircraft Position Verification
using AOA and TDOA for ADS-B,” ISAP 2021, Oct. 2021

[2]

J. Naganawa, H. Miyazaki, H. Tajima, T. Koga, J. Kitaori,“TDOA and AOA Measurement System for Investigating
Aircraft Position Verification,” ICSANE 2021, Nov. 2021.

[3]

H. Miyazaki, “Update of Surveillance Material in Doc
9830 A-SMGCS Manual, ” ICAO SP ASWG/13, April
2021.

図 6 ADS-B 検証性能の効果試算結果[4]

H. Miyazaki, “Surveillance Material in Doc 9830 A-

また各社の違い（受信機性能など）を踏まえて性能概算で[5]

H. Miyazaki, “Surveillance Material in Doc 9830 A-

SMGCS Manual,”ICAO SP ASWG TSG/13, June 2021.
きる利点がシステムを設計する上での助言に活用できた。
以上，前節から述べた検討，開発，導入効果分析の一連

SMGCS Manual,” ICAO SP ASWG/14, Nov. 2021.
[6]の研究成果は，令和３年度の CARATS 通信・航法・監視

H. Miyazaki, “Surveillance Material in Doc 9830 ASMGCS Manual,”ICAO SP ASWG TSG/14, ASWG TSG

ワーキンググループにおいて ADS-B の航空路への監視セ

14-13R2, Jan. 2022.

ンサー導入の意思決定の根拠の一つとして，活用された。

[7]

China, Japan, Singapore and the Secretariat, “Status on
the updates to the SI/II codes assignment criteria in Doc

3.5 国際標準化活動

9924,” ICAO APAC SURICG/6, IP/02, Sep. 2021.

先行研究から続いて ICAO 監視パネル（SP）やアジア[8]

ENRI, “An Evaluation Example of a Non-Cooperative

太平洋地域の APANPIRG 関連会議に参画している。監視Method for DAPs Data Recognition,” ICAO APAC DAPs

パネル関連会議では技術マニュアルの改訂を担当していWG/5, IP/11 Mar. 2022.

る（先進型地上走行誘導管制システムに関するマニュア[9]宮崎裕己，長縄潤一，“広域マルチラテレーションの

ル: Doc 9830）。アジア太平洋地域では監視実施調整会議

開発,”航空技術，第 797 号，pp.24-27, 令和 3 年 8 月．

（ SURICG: Surveillance Implementation and Coordination[10] 長縄潤一，宮崎裕己，古賀禎，田嶋裕久，角張泰之，Group ） お よ び 航 空 機 動 態 情 報 ダ ウ ン リ ン ク （ DAPs:“TDOA と AOA を用いた航空機位置検証法のシス

Downlink Aircraft Parameters）会議に参加した。DAPs は高テム設計に関する検討,” 信学技報, SANE2021-14,

機能空中線の活用策の 1 つでもあり，参加国から提案のあpp.29-34, 2021 年 6 月.

った受信改善技術に関して，当所の検証結果を提出した。

[11] 長縄潤一，宮崎裕己，田嶋裕久，古賀禎，北折潤，

これら会議では成果物として技術文書を取りまとめてお“AOA と TDOA を併用した航空機位置検証におけり，今後研究成果の反映を目指す。

る誤差の考慮,” 電子情報通信学会 ソサイエティ大会，B-2-10, 2021 年 9 月．

-91-

航空機内データ通信（WAIC）における電磁環境評価に関する研究【指定研究】

担当領域

監視通信領域

担 当 者 ○二ッ森
研究期間

俊一，米本

成人，河村

暁子，森岡

和行

平成30年度～令和3年度

１．はじめに2015年に開催された世界無線通信会議（WRC-15）におい て ， 電 波 高 度 計 に 配 分 さ れ て い る 4 GHz 帯 （ 4,200
MHz-4,400 MHz）を航空機内データ通信（Wireless Avionics
Intra-Communications，WAIC）に配分することが決議された。これを受け，WAIC機器間およびWAIC機器と電波高yx度計間で混信を与えないよう，EUROCAE WG-96/RTCAz

SC-236では国際標準規格の策定が，また，ICAO周波数管
理パネル（FSMP）においてはWAICの標準および勧告方
図1

Airbus A320-200 型機数値モデルと解析結果例

図2

ビーチクラフト B300 型機干渉経路損失測定状況

式（SARPs）の作成が進められている。これらの活動には
航空機製造メーカおよびアビオニクスメーカ等も参加して，WAIC機器の通信方式やネットワーク方式に関する議論が行われている。
我が国ではWAIC機器と電波高度計との相互運用性の検討において，電波環境特性に関する有効な評価技術に基づく測定評価法および解析評価法の確立が求められている。一方，国際的には4,200 MHz-4,400 MHz 帯の隣接周波数を次世代携帯電話システム等に割り当てる検討が行われており，それらの周波数帯に携帯電話システムが導入された場合，隣接雑音および相互変調ひずみ等の発生により，より厳しい条件にてWAIC機器及び電波高度計の運用を強いられる可能性がある。

３．研究成果3.1

２．研究の概要

WAIC機器に対する航空機搭載認証のための電磁環境評

研究の目的は，WAIC周波数帯における電波環境評価技

価方式の検討術を実現することで，WAICに係る国際規格化および北海道大学との共同研究により，WAIC周波数帯での航SARPsの作成に寄与し，円滑なWAIC機器の導入と電波高

空機全体からの詳細な電磁界放射特性を推定可能とする度計および隣接帯域を用いる通信機器との相互運用性の電磁界数値解析法について，ビーチクラフトB300型機お確保を行うことである。

よびエアバスA320型機の数値モデルを用いて世界で初め

本年度は4カ年計画の最終年度であり，次の3項目について実現した（図1）。また，B300型機/BK117C-2型機（宇て並行して研究を進めた。
(1)

宙航空研究開発機構との共同研究で実施）の電波高度計のこれまでの評 価結果を踏ま えた共用条件 の検討 /隣接5Gモバイルシステム周波数帯を含む干渉経路損失

WAIC機器に対する航空機搭載認証のための電磁環（Interference path loss, IPL）特性測定を実施した（図2）。

境評価方式の検討(2)

これらの測定結果は，RTCA DO-307Bで引用されている。

WAIC機器の通信品質を確保するための電波環境評

さらに，電波高度計の干渉発生しきい値を明らかにするた価システムの構築(3)

これまでの評価結果を踏まえた共用条件の検討/

め，DO-155に基づく電磁干渉感受性評価試験を実施し，WAICおよび航空機電磁干渉に関する国際標準化活延べ7台の帯域内/帯域外干渉特性の取得を実施した（図3）。

動の実施

-92-

掲載文献
[1] Shunichi Futatsumori, Tetsuya Sekiguchi, Takashi Hikage,"Propagation Characteristics Estimation for WirelessAvionics

Intra-Communication

Systems

BasedonLarge-Scale FDTD analysis," EUROCAE WG-96/RTCA
SC-236 Joint Plenary #8 document, May 2018.
[2] Shunichi Futatsumori, Takashi Hikage, "Microwave
Electromagnetic Field Characteristic Inside Carbon Fiber
RT-300 No.1
(SN: 98056822)

RT-300 No.2
(SN: 90013302)

Reinforced Plastic Structures Evaluation Based on
Reverberation Chamber and Human Phantom," proc. of

3.2

図 3．電波高度計の電磁干渉試験対象機材の一部（Honeywell RT-300）

2018

WAIC機器の通信品質を確保するための電波環境評(AP-S/URSI 2018), MO-UE.1P.5, Jul. 2018.

IEEE

AP-S

Symposiumon

AntennasandPropagation and URSI CNC/USNC Joint Meeting[3] Tetsuya Sekiguchi, Takashi Hikage, Shunichi Futatsumori,価システムの構築
電波高度計周波数帯および隣接周波数帯において，高速Akiko Kohmura, Naruto Yonemoto, "A Large ScaleにIPL特性測定が可能となるようにIPL測定系の改造およ

FDTD Analysis of Propagation Characteristics forびソフトウェア改修を実施し，前述の小型固定翼機およびWireless Link Design of 4.4 GHz-band WAIC Installed on

ヘリコプタのIPL特性評価測定を実施した。また，COTS

Passenger Aircraft," proc. of 2018 IEEE AP-S Symposium

製品のソフトウェア無線機を用い，隣接周波数帯域を含め

on Antennas and Propagation and URSI CNC/USNC Joint

た，電波環境評価システムを構築した。

Meeting (AP-S/URSI 2018), FR-UB.5P.4, Jul. 2018.
[4] Shunichi

3.3

Futatsumori,

andNarutoYonemoto,"Experimental investigation of adjacent-band interference

WAICおよび航空機電磁干渉に関する国際標準化活into radio altimeter due to LTE-Advanced base stations,"

動の実施

ICAO

ICAO FSMP，EUROCAE WG-96/RTCA SC-236（WAICFSMP

Working

group

information

paper,

FSMP-WG7-IP08, Sept. 2018.

標準化）およびEUROCAE WG-119/RTCA SC-239（電波高度計標準化）に参加し，当所における研究成果を国際標準[5] 二ッ森 俊一，宮崎 則彦，関口 徹也，日景 隆，野島策定に反映している。ICAO FSMPにおいて，電波高度計

俊雄，“航空機電波高度計と航空機内データ通信の周の干渉試験結果に関する寄与文書を1件公表した。また，

波数共用基礎検討 -小型航空機における電波高度計

EUROCAE WG-119/RTCA SC-239では，将来の電波高度計の地上放射特性測定-”, 2018年電子情報通信学会ソサ規格の策定のため，日本の5Gモバイルシステム基地局のイエティ大会，B-2-16，p. 182, Sept, 2018.
[6] Shunichi Futatsumori, "Radiation power measurement

パラメータを報告した。

from

Beechcraft

B300

FMCW

radar

altimeter,"

EUROCAE WG-96/RTCA SC-236 Joint Plenary #10

４．まとめ

document, Oct 2018.

令和3年度は，WAIC機器と電波高度計の共用条件策定に資する電磁界数値解析推定技術およびIPL特性評価測定，[7] 関口 徹也, 日景 隆, 山本 学, 大宮 学, 二ッ森 俊一,

電波高度計の電磁干渉特性評価試験を実施した。また，IPL

森岡 和行, 河村 暁子, 米本 成人, “大規模 FDTD 解

測定系の改善および電波環境評価システムの構築を実施

析を用いた航空機外における WAIC 周波数帯伝搬特した。さらに，国際標準化活動を実施し，得られた成果に性推定”, 平成 30 年度 電気・情報関係学会北海道支

ついて国内関係者と情報共有し，国内における電波高度計部連合大会, p.115, 札幌市, 2018 年 10 月.
[8] Shunichiの電磁環境特性の改善および航空機の安全性向上に資す

Futatsumori,

Norihiko

Miyazaki,

Tetsuya

Sekiguchi, Takashi Hikage, "Evaluation of Aircraftる活動を行った。

Electromagnetic Field Propagation Characteristics at 4
GHz Wireless Avionics Intra-Communication Band Numerical Analysis Based on Airbus A320-200 model-93-

and Field Measurement Using Beechcraft B300 aircraft -,"5, pp.129-134, May 2019.

proc. of International Conference on Space, Aeronautical[15] 二ッ森 俊一, 森岡 和行，河村 暁子，米本 成人，日and Navigational Electronics 2018 (ICSANE2018), IEICE

景 隆, 関口 徹也, 野島 俊雄,”航空機内データ通信

Tech. Rep., vol. 118, no. 287, SANE2018-83, pp. 137-140,

における国際標準化動向および電磁環境評価”, 令和

Nov. 2018.

元年度（第 19 回）電子航法研究所研究発表会講演概[9] 二ッ森俊一, 宮崎則彦, 関口徹也, 日景

要集，pp.25-28, Jun. 2019.

隆, 野島俊雄, “4 GHz航空機内データ通信システム用周波数帯[16] S. Futatsumori, N. Miyazaki, T. Sekiguchi, and T. Hikage,

における航空機電磁界伝搬特性の基本測定”, 第56回

“Measurement of Radiation Power from an Aircraft

飛行機シンポジウム講演集, 2D07, JSASS-2018- 5123,

FMCW

2018年11月.

Spectrum-Sharing Conditions with Wireless Avionics

Radar

Altimeterfor

Investigating[10] Tetsuya Sekiguchi, Takashi Hikage, Manabu Yamamoto,Intra-Communication Systems,” Proceedings of 2019

Toshio Nojima, Shunichi Futatsumori, Kazuyuki Morioka,

IEEE AP-S Symposium on Antennas and Propagation and

Akiko

URSI CNC/USNC Joint Meeting (AP-S/URSI 2019),

Kohmura,NarutoYonemoto,“Numericalestimation of propagation path loss for wireless link

WE-UE.1P.2, Jun. 2019.

design of WAIC systems installed on outside aircraft[17] T. Sekiguchi, T. Hikage, M. Yamamoto, T. Nojima, S.

cabin based on large-scale FDTD simulation” IEICE

Futatsumori, A. Kohmura, N. Yonemoto, "A Large Scale

Communications Express, vol. 8, no. 5, pp. 129 – 134, Feb.

FDTD Analysis of Cross Polarization Characteristics for2019.

Wireless Link Design of 4.4 GHz-band WAIC Systems[11] 関口 徹也, 日景 隆, 山本 学, 野島 俊雄, 二ッ森 俊

inside and outside Aircraft Cabin," proc. of 2019 IEEE一, 河村 暁子, 米本 成人, “大規模 FDTD 解析を用

AP-S Symposium on Antennas and Propagation and URSI

いた 4.4GHz 帯 WAIC システムのための機外観測面に

CNC/USNC

おける伝搬特性推定”, 電子情報通信学会論文誌 B,

Joint

Meeting(AP-S/URSI

2019),

TH-A1.2P.7, Jul. 2019.

vol.J102-B, no. 2, pp. 72 – 79, 2019 年 02 月．

[18] 関口 徹也, 日景 隆, 山本 学, 野島 俊雄, 大宮 学,[12] S. Futatsumori, K. Morioka, A. Kohmura, N. Yonemoto,二ッ森 俊一, 森岡 和行, 河村 暁子, 米本 成人, "大T. Hikage, T. Sekiguchi, M. Yamamoto, and T. Nojima,

規模 FDTD 解析を用いた 4.4GHz 帯 WAIC システムの“Analysis of radar altimeter interference due to wireless

ための機外観測面における伝搬特性推定", 電子情報

avionics

通信学会技術研究報告, vol. 119, no. 120, AP2019-43,

intra-communication

systemsbyusing

pp. 119-122, Jul. 2019．

large-scale FDTD method -Investigation on Airbus A320
Computational[19] S. Futatsumori, "Interference Pass Loss measurement at

Electromagnetics Society Journal, vol. 34, no. 2，pp. 365 –Wireless Avionics Intra-Communication Band using

368, 1054-4887, Feb. 2019.

Beechcraft B300 Aircraft," EUROCAE WG-96/RTCA

class

passenger

aircraft-,”

Applied[13] S. Futatsumori, K. Morioka, T. Sekiguchi, T. Hikage, M.

SC-236 Joint Plenary #16 document, Oct. 2019.

Yamamoto, and T. Nojima, “Point Source Transmitting
Power

EstimationofWireless

Avionics[20] S. Futatsumori, "Measurement of Radiation Power at

Intra-

Wireless Avionics Intra-Communication Band using

Communication Systems Using the Large-Scale FDTD

Beechcraft B300 Aircraft," EUROCAE WG-96/RTCA

Method,” Proceedings of 2019 International Applied

SC-236 Joint Plenary #16 document, Oct. 2019.

Computational Electromagnetics Society Symposium[21] S. Futatsumori, N. Miyazaki, T. Sekiguchi, T. Hikage,(ACES2019), Apr. 2019.

"Electromagnetic Field Strength Evaluations at 4 GHz[14] T. Sekiguchi, T. Hikage, M. Yamamoto, T. Nojima, S.

Wireless Avionics Intra-Communication Band using

Futatsumori, K. Morioka, A. Kohmura and N. Yonemoto,Experimental Aircraft -Measurements Assuming WAIC

"Numerical Estimation of Propagation Path Loss forTransmitters Installed Inside and Outside of Beechcraft

Wireless Link Design of WAIC Systems Installed on

B300 Aircraft-," proc. of International Conference on

outside Aircraft Cabin Based on Large-Scale FDTDSpace, Aeronautical and Navigational Electronics 2019

Simulation," IEICE Communications Express, vol. 8, no.

(ICSANE2019), IEICE Tech. Rep., vol. 119, no. 255,

-94-

SANE2019-68, pp. 101-105, Nov. 2019.

月.

[22] 関口 徹也, 日景 隆, 山本 学, 大宮 学, 二ッ森 俊一,[30] S. Futatsumori, K. Morioka, T. Hikage, T. Sekiguchi, M.

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Yamamoto,析による 4.4 GHz 帯 WAIC システムの機外伝搬特性推

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andT.

Nojima,“Height

and

and

FDTD

T.

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Applied

and

Angle

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Angle

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空機の干渉経路損失-ビーチクラフト B300 型機を用

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measurement campaign," ICAO Frequency Spectrum

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Management Panel, WG11, WP30, Mar. 2021.
[33] 二ッ森 俊一, 宮崎 則彦, 佐藤 亜衣，尾﨑 龍之介,

[25] S. Futatsumori, K. Morioka, T. Hikage, T. Sekiguchi, M.
Yamamoto,

and

Angle

日景 隆, 野島 俊雄, ” 小型航空機における航空機電

Characteristics of Point Source Transmitting Power of

波高度計の干渉経路損失 -ビーチクラフト B300 型機

Wireless Avionics Intra-Communication Systems Basedを用いた隣接周波数帯を含む測定評価-”，2021 年電on FDTD Analysis”, Proceedings of the 35th International

子情報通信学会総合大会, B-2-8，p.173, 2021 年 3 月.

ReviewofT.

Progress

Nojima,in“Height

Appliedand[34] 二ッ森俊一, 宮崎 則彦, 日景 隆，関口 徹也, 山本

Computational

Electromagnetics (ACES 2020), pp.1-2, July. 2020.

学，野島 俊雄，"小型航空機における 4 GHz 帯航空[26] 二ッ森 俊一, 宮崎 則彦, 関口 徹也, 日景 隆, 野島

機電波高度計の干渉経路損失測定－ビーチクラフト

俊雄, ” 航空機内データ通信周波数帯における航空

B300 型機を用いた測定評価－," 信学技報, vol. 121,

機電界強度特性評価-ビーチクラフト B300 型機を用

no. 78, SANE2021-12, pp. 17-22, 2021 年 6 月.
[35] S. Futatsumori, K. Morioka, T. Hikage, T. Sekiguchi, M.

いた地上放射特性測定-”，2020 年電子情報通信学会

Yamamoto, and T. Nojima, “ Electromagnetic Field

ソサイエティ大会, B-2-5，p.143, 2020 年 9 月.

Strength Estimation on Hemisphere Around Aircraft[27] S. Futatsumori, N. Miyazaki, T. Sekiguchi, T. Hikage,“Interference Path Loss Measurements of Beechcraft B300

Using

FDTD

Analysis

Aircraft at 4 GHz Wireless Avionics Intra-Communication

Intra-Communication Band”, Proceedings of the 36th

Band," proc. of 2020 International Symposium on

International

Electromagnetic Compatibility - EMC Europe, 364, Sep.

Computational Electromagnetics (ACES 2021), pp.1-2,

2020.

Aug. 2021.

Reviewatof

theWireless

Progressin

Avionics
Applied[28] S. Futatsumori, "Interference Path Loss measurement at[36] 二ッ森 俊一, 宮崎 則彦, 平賀 規昭, 小林 啓二, 中

Wireless Avionics Intra-Communication Band using

福島 健一, ” 航空機電波高度計周波数帯におけるヘ

Beechcraft B300 Aircraft," ICAO Frequency Spectrum

リコプタの干渉経路損失-BK117C-2 型機を用いた測Management Panel, WG10, IP05, Sep. 2020.

定評価-”，2021 年電子情報通信学会ソサイエティ大会, B-2-26，p.150, 2021 年 9 月.

[29] 関口 徹也, 日景 隆, 山本 学, 二ッ森 俊一, 森岡 和
行，河村 暁子，米本 成人,” FDTD 解析を用いた[37] S. Futatsumori, N. Miyazaki, A. Sato, R. Ozaki, T. Hikage

WAIC 周波数帯の機外漏洩波特性推定”，令和元年度

and T. Nojima, “Measurement of 4 GHz Radio Altimeter

電気・情報関係学会北海道支部連合大会, 2020 年 10Interference Path Loss Including 5G Sub-6 Frequency-95-

Bands Using Beechcraft B300 Aircraft”, Proceedings ofthe 2021 International Symposium on Antennas andPropagation (ISAP2021) , no.220403, Oct. 2021.
[38] S. Futatsumori, "Interference Susceptibility Evaluations ofPulsed Radio Altimeters Due to 5G Mobile Base Station
Signal," ICAO Frequency Spectrum Management Panel,
WG12, Oct. 2021.
[39] S. Futatsumori, N. Miyazaki, N. Hiraga, K. Kobayashi andK.

Nakafukushima,“ Helicopter

Radio

Altimeter

Interference Path Loss Measurement Including Adjacent
5G Mobile Telecommunications Band”, Proceedings of
the

2021

Asia-PacificMicrowave

Conference(APMC2021,) Nov. 2021.
[40] S. Futatsumori and N. Miyazaki, “Measurement of Pulsed
Aircraft Radio Altimeter Electromagnetic Interference due
to Sub-6 5 G Mobile Communication Systems, ”
Proceedings of the International Conference on Space,
AeronauticalandNavigational

Electronics

2021(ICSANE2021), Nov. 2021.

-96-

空港用マルチ監視技術活用に関する予備的研究【指定研究】

担当領域
担 当 者

監視通信領域○本田純一，大津山

松永

圭左，角張

研究期間

卓哉（航空交通管理領域），泰之

令和 3 年度

１．はじめにの運用方法に対して決まっていないことが多い。いずれに航空監視は，監視対象とする空域や運用方式に従って管せよ，国際的な動向からも今後の監視の在り方としては，制官に適切な情報を提供できるように，複数の監視技術を

以下のように整理される。

組み合わせるマルチ監視が主流となっている。これまでに(1)

航空路を中心に研究が実施されているところ，空港面を中

監視性能要件を満足するための監視技術の選択（組み合わせ）・導入が求められる(2)

心とした航空監視には，ターミナルビル等の構造物による電波の遮蔽やマルチパスによる信号歪みといった性能低監視性能要件を満足する監視技術であるかどうかを判断するための評価方法が必要となる。

以上のことを念頭に研究を行うことが必要であり，これ下が発生するなど多くの課題が残されている。将来の運用らを網羅した内容を後継研究にて実施予定である。

方式を実現する上で必要な監視技術及びその組み合わせを提案するためには，各種監視技術に対する適切な性能評

3.2 既存監視技術の課題整理

価手法が必要となる。

3.2.1

本研究は，導入したい監視技術が運用要件を満足してい空港用監視における課題

るか判断するために必要な評価方法の確立を目指す上で空港用監視では，航空路と異なり，トランスポンダ搭載の予備的研究である。令和 4 年度以降の研究に向けて，空機だけではなく車両等も含めたより多くの監視対象物が港面及び空港近傍（「空港用」と称す）におけるマルチ監存在する。そのため，一次監視レーダ系の PSR や ASDE

視の性能評価手法を開発するために必要な既存監視技術及び二次監視レーダ系の SSR, WAM/MLAT, ADS-B，またの現状調査と監視性能の事前検証，及び課題整理を行った。

はこれらの応用技術を組み合わせたマルチ監視の体系となり，各技術の短所を補完しつつ，監視対象エリアに対して運用者の要件に合致した監視方法を選択・導入する。一２．研究の概要

方，図 1 に示すように，空港用監視ではターミナルビル等

本研究は 1 ヶ年計画で，下記を実施した。
①.

動向調査

の障害物による電波の遮蔽やマルチパスによる信号劣化②.

既存監視技術の課題整理などの外的要因のために，位置精度や検出率といった監視性能も低下する。そのため，ブラインドエリアの解消等，航空路に比べて解決しなければならない課題も多い。

３．研究成果3.1 動向調査
これまでの監視技術の研究は，空港監視や空港面監視といった，ある特定のエリアや要件を対象として移動体を検出するための技術開発ベースの研究であった。しかし，これは監視データを実際に利用する空港運用者の立場からすると，運用方法に必ずしも合致した最適な監視技術が導入されていたわけではない。そこで最近では，国際民間航空機関（ICAO）の監視パネルにおいても運用要件をベー

図1スとした監視性能要件に関する議論が行われている。そこ

空港用監視における課題

では，運用要件を満足するために必要な監視性能要件（検なお，本研究で想定する空港用監視は空港から 5NM 程

出率，更新率，遅延等）を整理している。運用方法により度までであり，導入される監視技術は主に ASDE, MLAT,

監視性能要件が異なるが，現状では航空機の管制間隔

ADS-B もしくはこれらの応用技術になると想定される。

3NM 及び 5NM の要件だけが提案されているのみで，多く

また，それぞれの監視技術から出力された監視データを統-97-

合し利用されることも想定されている。

タが取得できるように解析ソフトを改良し，建物の近辺など，より影響の大きなエリアについて性能を評価する。

3.2.2

MLAT の現状の課題

表1

高度別の NIC 数

図2

NIC の時間変化

MLAT は，一般的にモード S トランスポンダを搭載した航空機に対して測位を行う。しかし，小型機等については
モード A/C トランスポンダのみを搭載するものもあり，
空の安全を担保するためにはモード A/C を対象とした監視も必要である。当研究所ではモード A/C 機対応の MLATの開発を進めてきたが，改めてその特徴について整理した
ところ，本研究を通して以下の課題が残されていることが分かった。


同一アドレス（ファミリービーコン）を持つ複数の航空機を分離（判別）する技術

管理テーブル等の開発が必要

初期捕捉


ATCRBS の信号長内に複数の信号が入った場
合に測位不可となる事象



信号数による性能低下


質問・応答の機能を利用するため，質問数の増加が全体の信号数増加につながり，監視性
４．まとめ能の低下につながる可能性

次年度からの監視性能評価手法の開発に向けて既存監

モード S も含めて測位に利用される信号受信視技術の現状調査と事前検証のためのデータ解析，及び課状況について調査が必要

題の整理を行った。本成果に基づき，より詳細な監視性能
3.3.3

ADS-B の現状の課題の評価を進めていく予定である。

ADS-B は，GPS による測位情報を放送するため，位置精度等については GPS の特性に左右される。そのため，

掲載文献

衛星からの信号が建物等により阻害されると性能が低下[1]

J. Honda, K. Matsunaga, A. Kezuka, and H. Tajima,

する可能性がある。ADS-B からは位置情報に関連して，“Measurement of Localizer Signal Interferences from

NIC(Navigation Integrity Constraint) 及 び NACp(Navigation

Hangars in Airport,” Proc. ICEAA, pp.154-157, Virtual

Accuracy Constraint - Position)という信頼性情報を得ること

Aug. 2021.
[2]ができる。令和 3 年度は，高度監視の研究において展開しJ. Honda, M. Watanabe, Y. Makita, T. Otsuyama and R.

た ADS-B 受信機を活用し，NIC 及び NACp のデータを解Geise, “Numerical Simulation and Measurement of析した。表 1 は，仙台空港に設置した受信機で 1 日に亘りBistatic Radar Cross Section in 75 GHz,” Proc. ICEAA,取得した NIC の高度別の総数を示す。なお，対象は最新

pp.299-300, Virtual, Aug. 2021.
[3]の ADS-B ver2 のみとする。飛行中では，NIC は 7 もしく本田純一，松永圭左，毛塚敦，田嶋裕久，“ILS 信号は 8 となっており，NIC=8 が 98%以上を占める。図 2 に，干渉シミュレーターの開発 -GS-，” 2021 ソ大講演

時間経過による NIC を示す。飛行中に値が変化している

論文集，B-2-23，p.147，Sep. 2021.
[4]場合があり，航空機がターンをする等，衛星からの信号が一部遮断された可能性がある。

米本成人，本田純一，Robert Geise“風力発電設備の航空無線システムへの電波干渉評価，”洋上風力発電
に関するうみそら研発表会，Dec. 2021.

以上のように，機体への搭載機材によって位置精度にば[5]

らつきがあることと，同じ機材であったとしても飛行中に

本田純一，米本成人，“風力発電設備の航空用電波性能が変化することが分かった。なお，現システムでは飛への影響に関する初期検討，” 2022 総大講演論文

行中のみを解析対象としているため，今後は地上面のデー集，B-2-29，p.222，March 2022.

-98-

滑走路面の堆積物の分布測定・状態分析のための基礎的研究【萌芽的研究】

担当領域
担 当 者

監視通信領域○米本 成人，河村 暁子，二ッ森 俊一，森岡 和行，塩野谷

研究期間

哲久

令和 3 年度～令和 5 年度
平移動することが示された。

１. はじめに
近年，爆弾低気圧等の異常気象により，短時間で厚い積４．まとめ雪が発生する頻度が増えてきている。このような積雪時に本研究では可視光が利用できない空港環境における高雪は，滑走路面に設定された滑り係数を下回った際に，除雪面等の高精度測定技術の検討を行った。赤外線ラインレーを行うことで空港の安全を確保している。滑走路表面の積

ザーと赤外線カメラを用いて，mm 単位で厚さが増加する

雪状況をリアルタイムに 3 次元的に計測することが可能で堆積物の厚さの分布を計測する手法を開発した。

あれば，冬季の空港の円滑な運用が保たれる。しかしながら，従来の積雪測定設備はポール下の 1 点において増加する積雪量を測定しているが，面的な情報を取得することはできない。また，空港では，積雪や水たまり等にて 1/8 イ
ンチ（3mm）の厚さを超える時，滑走路状態コードを変更
して着陸前の機上のパイロットへ報告する必要があるため，その境目である薄い積雪を測定できる，新しい計測技術に対するニーズが高まっている。
本研究では，冬季に積雪の多い空港運用に係る安全性の
図 1 滑走路模擬実験と各センサの配置

向上，処理能力の維持，運用効率の向上等に資するため，滑走路状態コードの 3mm 厚の積雪等の堆積物の面的な分布を計測できる計測手法を開発する。

２. 研究の概要
本研究は令和 3 年度から令和 5 年度までの 3 年計画であり本年度は 1 年目である。年度別の主たる実施事項は以下のとおりである。
令和 3 年度 レーザー光の面的照射手法の検討
令和 4 年度 レーザー光細線化の検討
令和 5 年度 堆積物分類アルゴリズムの開発
図 2 滑走路模擬板上のレーザー線
３. 研究成果
図 1 に示すように，赤外線カメラと水平ラインレーザー
で，2 組のセンサを構築した。滑走路に見立てた監視区域を設定し，レーザー線が直交する向きに配置した。
そこで，ラインレーザーの仰角を調整し，監視区域の中央に照射するように調整する。滑走路を模擬した板にレーザーで十字線を描画して観測すると，図 2 に示されるように，板のわ
ずかな凹凸に応じてレーザー線が横にシフトすることが確認された。また，1～3mm の厚さの基準となる板を配置して，レーザー線の移動量を観測した（図 3）。その結果，物図 3 3mm 基準板を配置した場合のレーザー線の移動体の厚さに比例して，レーザー線が照射している方向に水-99-

量子鍵配送の現状と民間航空への適用に関する調査研究【調査研究】

担当領域
担 当 者
研究期間

監視通信領域
○金田

直樹，宮崎

裕己

令和 3 年度

１．はじめに安全な航空交通を実現するため，国際民間航空機関(ICAO)は重要な情報通信システムとデータのサイバーセ
キュリティ対策を求めている。サイバーセキュリティ対策
は機密性，完全性，可用性に大別できる。現在は，公衆網により接続された送信者と受信者が公開鍵暗号を用いて鍵と呼ばれる乱数を安全に共有することにより機密性が確保される。公開鍵暗号の解読に必要な計算時間はスパコ
ンでも数万年以上必要と見積もられ，事実上解読不可能であるが，計算速度が高速化すると，現実的な計算時間で公開鍵暗号が解読される懸念がある。

図1

量子鍵配送の民間航空機と地上施設間での適用例

量子鍵配送は量子力学の基本原理を用いて送信者と受信者が鍵を共有し，送信者と受信者が協力することで共有

テムの計画を示す世界航空交通計画(GANP)第 6 版，及びした鍵の機密性を保証できる。量子力学の基本原理は将来

Aviation System Block Upgrades(ASBUs)を用いた。2040 年も変わらないと考えられるため,量子鍵配送は長期的に安に利用予定がある通信，航法，監視技術のうち，日本の混全であると考えられ，民間航空の将来的なサイバーセキュ

雑空域で必要と考えられ，装備に必要な追加費用が少ない

リティ対策として有望である。

と考えられる技術として，通信，航法，監視それぞれ，VHF

本調査研究は 6 ヶ月間の期間で，量子情報技術政策, 量

Digital Link Mode-2 connectionless, 2 周波マルチコンステレ

子鍵配送及び要素技術に関する文献調査と共に，サイバーーション地上型衛星航法補強システム, 拡張スキッタ方

セキュリティ対策として量子鍵配送の民間航空への適用

式 Automatic Dependent Surveillance – Broadcast (ADS-B)

可能性を検討した。

を選定した。試算[1]の結果，実現可能性があり，量子鍵配送を民間航空のサイバーセキュリティ対策として適用できる可能性があることがわかった。

２．調査研究の概要
量子情報技術政策に関する文献調査として，我が国の量子技術イノベーション戦略，米国の国家量子イニシアチブ

４． おわりにに基づく連邦政府の研究開発，及び欧州連合の Horizon

近年，民間航空の情報通信システムとデータのサイバー

Europe に基づく量子技術フラッグシップについて調査しセキュリティ対策が必要とされている。本調査研究により，た。また，国内外の量子鍵配送及び要素技術の動向を調査

長期的に安全なサイバーセキュリティ対策として量子鍵した結果，欧米及び我が国の目標，研究開発の規模，及び配送を民間航空で利用できる可能性が確認できた。次年度

重点分野を明らかにした。さらにこの結果に基づき，量子は令和４年度科研費基盤研究(C)「安全な ADS-B を実現す

鍵配送の民間航空への適用可能性を検討した。検討の一環

るための空港面量子鍵配送方式」にて，引き続き ADS-B

として，航空会社が航空機を安全に運航するための通信，をアプリケーションとして想定し，実環境下で量子鍵配送

航法，監視を例とした実現可能性を試算した。図 1 に航空の性能評価に必要な伝送特性を測定予定である。

機と地上施設間の量子鍵配送での適用例を示す。
掲載文献[1]金田直樹，宮崎裕己，“将来の航空通信・航法・監視へ

３．成果
実現可能性の試算にあたり，通信，航法，監視の国際的な将来動向として，2040 年までの ICAO の航空交通シスの量子鍵配送の適用可能性検討,” 2022 信学総大 B-2-9,
通信講演論文集 1, pp.302, Mar.2022.

-100-

セキュリティ強化に向けた移動物体高度認識レーダー基盤技術の研究開発【競争的資金研究】

担当領域
担 当 者

監視通信領域○米本 成人，河村 暁子，二ッ森 俊一，森岡 和行

研究期間

令和元年度～令和 3 年度

１. はじめにる。年度別の主たる実施事項は以下のとおりである。
令和元年度 広帯域パッシブ受信技術の確立

近年，世界各地にテロの脅威が拡散し，極めて深刻な状
況の中，特に不特定多数の人が集まり警備が比較的緩やか

広帯域符号変調技術の確立

な地下鉄や空港ロビー，大規模集客施設（ショッピングモ

機械走査による W 帯イメージ画像の取得
令和 2 年度 広帯域複数パッシブ受信アレイの構築

ール，コンサート会場）等のいわゆる「ソフトターゲット」
を標的としたテロが増加し，セキュリティ対策の強化が喫

2 周波広帯域符号変調信号生成技術の構築

緊の課題となっている。我が国も 2025 年大阪万博の開催を

2 次元機械走査による W 帯イメージ画像の控えるなどセキュリティ対策の強化が喫緊の課題であるが，生成の高速化令和 3 年度 機械走査による W 帯イメージ画像の生成

現在の技術では人が隠し持った危険物を遠方から検知するの高速化ことができない。

ネットワーク化の研究開発

このため，本研究開発では，公共スペースのセキュリテ
ィ対策を強化するため，W 帯における複数の周波数帯での不審物認識システムの統合評価実証試験評

センシング／イメージング技術を開発し，人が隠し持った価

危険物を遠方から可視化することで，不審物を認識するシ
ステムの基盤技術を確立する。また，レーダー技術を W 帯

３. 研究成果
危険物の映像を取得するため，レーダー用に割り当てらに適用することで高い周波数帯の利用を促進し，電波の有れた W 帯の 2 つの周波数帯を利用する 2 周波イメージャ

効利用を図ることを目的とする。
具体的な開発目標として，検知距離 2～5m を目標に人がを開発した。送信機 32 個を 1 次元アレイに並べ，それと直所持する不審物を衣服の上からイメージング画像を取得す

交するように受信機 32 を個 1 次元アレイに並べて，各送るハイブリッドイメージャ，及び，検知距離 15m を目標に受信機の組み合わせによる距離レスポンスから，合成開口

人の位置及び不審物からの反射特性情報を取得するレーダ処理により，3 次元空間の反射強度を計算して，映像を作ーシステムから構成された数センチ程度の解像度を持つ不成した。図 1 に撮影した包丁と 78GHz 帯と 94GHz 帯の 2

審物特定用の WUO (W-band Unidentified Object Detection)イ

周波帯を使用して映像化した包丁の 3 次元イメージの正面

メージャを開発し，センシング・イメージング技術を確立

図を示す。単一の周波数帯で撮影する時，同一の送受信機する。

位置によって，局所的に反射波が得られる。2 つの周波数

本研究開発は公募によって 2 つのプロジェクトチームが帯では中心波長が異なることから，包丁の刃の部分の光る分担して受注することとなり，電子航法研究所は課題ア「W

場所が少しずつ異なる結果が得られた。2 つの周波数帯を帯を使用したセンシング・イメージング技術」のうち，（a）

合成することで，刃の上で反射が得られる個所が塗りつぶ

センシング・イメージング技術の研究開発の中の「2 周波され，刃全体が映像として得られた。

対応アクティブ型イメージャの研究開発」を担当する。
その中で，W 帯の電波で無線標定に割り当てられている 2周波帯（70GHz 帯，90GHz）を活用して，より高精度な距離分解能を達成するとともに，3 次元的なイメージ画像を取得することのできるアクティブイメージャを開発する。

２. 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」(JPJ000254)の一環として実施され， 3 年計画の 3 年目であ-101-

図 1 包丁を撮影した場合の 3 次元イメージ

また，共同研究先で開発された 2 次元受信アレイのイメ

掲載文献

ージャと，1 次元アレイによるミリ波レーダー，人工知能[1] 米本成人, 森岡和行, 河村暁子, 二ッ森俊一,渡辺優人,

による危険物識別システムを連接した統合監視システムを“セキュリティ強化に向けたハイブリッドイメージング

構築した。
（図 2）

システムの熱雑音パッシブ受信機に関する基礎実験,”2020 年電子情報通信学会総合大会, B-2-16, March 2020
[2] 米本 成人, 河村 暁子, 二ッ森 俊一，森岡 和行，牧田芳男，“セキュリティ検査用ハイブリッドイメージングシ
ステムのためのパッシブ電波イメージング技術の基礎検討,” 信学技報, vol. 120, no. 8, MW2020-1, pp. 1-5, 2020 年
4月[3] 米本 成人, 河村 暁子, 二ッ森 俊一，森岡 和行，牧田芳男，“セキュリティ検査用ハイブリッドイメージングシ
ステムのための合成開口処理による電波イメージングの基礎実験,” 信学技報, vol. 120, no. 101, MW2020-31, pp.
89-93, 2020 年 7 月[4] 米本 成人, 河村 暁子, 二ッ森 俊一，森岡 和行，牧田芳男，能美 仁，能美 陽，宮脇正典，“ミリ波レーダー
による隠された危険物検出の試み討,” 信学技報, vol. 120,

図 2 統合監視システム評価のセットアップ

no. 250, SANE2020-30, pp. 19-24, 2020 年 11 月.
1 次スクリーニングレーダーは電波無響室の半分をそれ[5] Naruto Yonemoto, Akiko Kohmura, Shunichi Futatsumori,

ぞれ受け持ち，距離 16m，画角 30 度の範囲で，検出した人

Kazuyuki Morioka, Yoshio Makita,“Passive Radio Imaging of

物を追跡しつつ危険物所持の確信度をネットワーク経由で

Hybrid Radar System for Security Inspections, ” the 17th

統合監視システム本体に転送する。イメージャのデータは，

European Radar Conference 2020, January 2021

撮影した動画像を危険物判定システムに転送し，学習させ[6] 米本成人，河村暁子，二ッ森俊一，森岡和行，牧田芳男，た銃，包丁等の危険物データベースと照合し，イメージャ“セキュリティ検査用ハイブリッドイメージングシステが生成する動画の中に含まれた物体を識別する。

ムの相関受信方式に関する一検討”, 信学技報, vol. 121,
no. 4, MW2021-2, pp. 6-10, 2021 年 4 月.

実験のシナリオとして，フィールドを歩行する人物を 2
つのレーダーで検査し，双方のレーダーで危険物を所持し[7] 米本成人，河村暁子，二ッ森俊一，森岡和行，平賀規昭，ていると判定された人物について，イメージャにて 2 次ス

“セキュリティ検査用電波イメージングのための 2 周波

クリーニングを行うことした。

数帯利用時の距離精度改善効果の一検討”, 信学技報, vol.
121, no. 78, SANE2021-11, pp. 12-16, 2021 年 6 月.
[8] 米本成人，河村暁子，二ッ森俊一，森岡和行，牧田芳男，
村田博司，“誘電体レンズを透過する熱雑音の相関受信方式による複素電力測定”, 信学技報, vol. 121, no. 107,
MW2021-17, pp. 28-33, 2021 年 7 月.
[9] Naruto Yonemoto, Akiko Kohmura, Shunichi Futatsumori,Kazuyuki Morioka, Noriaki Hiraga, “Dual-band MMW Radar

図 3 統合監視システムの表示と危険物認識の例

Imaging System to Detect Concealed Weapons for Security
Inspections ” , 2021 IEEE Conference on Antenna

実験の結果，危険物の種類によって識別度が低いものがあったが，イメージャの動画を用いて人工知能にて着衣のMeasurements & Applications (CAMA) , 2021 年 10 月.

下に隠されている包丁等の危険物を識別できることが示さ[10] 米本成人，”セキュリティ検査のためのミリ波イメーれた。図 3 に表示と危険物認識の一例を示す。

ジャ — 危険物検出のための電波画像化技術 —”，マイク
ロウェーブ展 2021 TH2B ワークショップ, 2021 年 11 月.

本研究は三重大学，アルウェットテクノロジー株式会社
他との共同研究として実施された。

[11] Naruto Yonemoto, “Dual-Mode Sensing by Hybrid Imaging-102-

System to Detect Weapons for Security Inspections”, The 24th
International Symposium on Wireless Personal Multimedia
Communications,, 2021 年 12 月.
[12] IEC TC103 WG6，IEC Technical Report 63385-1 Ed.1,
TRANSMITTINGEQUIPMENTFOR

RADIOCOMMUNICATION -SHORT RANGE RADERTECHNOLOGIESANDTHEIRPERFORMANCESTANDARDS - Part 1: System applications of short range
radar, 2020 年 10 月 14 日提案，2021 年 11 月 28 日修正.

-103-

遠隔からの機体識別および有人航空機との空域共有に関する研究開発【競争的資金研究，NEDO】

担当領域
担 当 者

監視通信領域○古賀 禎，呂 暁東，角張 泰之，河村 暁子，平林 博子(航空交通管理領域)，
長縄 潤一，虎谷 大地(航空交通管理領域)

研究期間

令和元年度～令和 3 年度

１．はじめに
無人航空機の普及に伴い 2020 年代に 1 時間 1 平方 km
あたり 100 機といったレベルで多数飛行する世界となることが想定される。このように多数の機体の高密度飛行が想定された世界を実現するために，無人航空機と空域を共有して飛行する有人航空機との安全確保を図り，無人航空機の飛行計画情報・機体情報・運航者情報を共有，また有人航空機の飛行位置情報を収集し共有するための

図1

システム構成情報共有システムの研究が必要となる。これらの大規模システムを構築するためには，有人機の位置を探知する
要素システムが必要である。
電子航法研究所では，前述の課題を検討するため，国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)からの委託研究を令和元年度～令和 3 年度までの 3 ヶ年の計画で実施した。本研究開発は 9 つの機関が分担して実施する。[1]図2

受信局の配置（南相馬市）

ションによってシステムワイドの安全性を評価する。各

２．研究の概要
本研究開発全体では，福島ロボットテストフィールドシステムの仕様及び共通インターフェース等の策定にお(RTF)に無人航空機の機体識別および位置情報を共有す

いては，国内外の関係者を構成員とする委員会を構成し，るための通信システムのプラットフォームを整備する。

要件などの検討及び策定を行った上で，通信システム及機体識別や位置情報共有のための通信機を搭載した無人び情報共有システムの開発及び各種試験に反映させる。

航空機を飛行させ，通信システムの実証をする。また，

電子航法研究所は無人航空機と有人航空機の空域共有

複数の有人航空機と無人航空機の空域共有に必要な情報に必要な技術として，航空管制等に用いられるマルチラ

共有のための技術および試験システムを開発し，有人航

テレーション技術を応用した有人機位置探知システムを

空機の飛行情報に関する仮想情報シミュレータ等を用い開発する。

た運航管理システムとの相互接続性の評価を実施する。
３．研究成果通信機および地上局や相互接続性は，令和元年度に各々要件定義と設計，令和 2 年度に通信機および地上局の試

令和 3 年度は，令和 2 年度までに構築したモード S・験システムの開発とともに，相互接続性評価のための情モード A/C トランスポンダ搭載機の位置を探知する実験

報共有システムを実装し，令和 3 年度に各々RTF での実システムについて，処理性能を向上させるとともに実験

証実験を実施する。

システムを用いた実験を実施した。また，無人機のリモ

さらに，これらの情報共有を補完・補強する通信シス

ート識別を行う情報共有システムとの連接試験を行った。

テム及び情報共有システムを運航管理システムに統合す

図 1 にシステムの構成を示す。システムは，福島ロボッ

るためのアーキテクチャ設計を実施し，空域シミュレー

トテストフィールドを主受信局とし，南相馬市内 3 か所

-104-

に受信局を設置している。図 2 に南相馬市内における配易 ADS-B 送信機によるものである）。ヘリ探知実験（モ

置を示す。

ード S）では探知範囲としては福島 RTF を中心に 15km,
高度 2000ft の有人機を探知している。在空機を監視する
実験では 15km の範囲において高度 1000ft を飛行する有人機を探知している。高度が高い場合には 30km（緯度，経度 0.3 度相当）の範囲を探知している。ただし，RTFから離れるほど位置精度，検出率が低下する。
図 4 は，モード S トランスポンダを搭載したヘリコプ
ターのモード A/C 信号による位置探知実験の結果を示す。
ヘリ探知実験（モード A/C）では探知範囲としては福島
RTF を中心に 10km,高度 2000ft の有人機を探知している.
モード A/C については，モード S と比べると位置探知精度，検知率が低下していた。
このほかに，情報共有システムを含めた総合評価を行った。ここでは，有人機位置探知システムで探知した有人機の位置情報は， MLAT（モード S，モード A/C）メッセージおよび ADS-B の位置メッセージとしてインターネット回線を通じて情報共有システムへと送信される。

図3

情報共有システムでは，表示画面上は無人機および有人

ヘリ探知実験(モード S,ADS-B)-総合実験 R3.12

機の位置が，リアルタイムで表示されることを確認した。

青航跡：モード S，赤航跡：ADS-B，△RTF 位置

４．まとめ
電子航法研究所は，無人航空機と有人航空機の空域共有に必要な技術として，有人機の位置を探知するシステ
ムの開発を行った。本システムを，RTF および南相馬市内に設置し，有人機位置の探知実験を行った。RTF 周辺の低高度を飛行するモード S および A/C 機の位置を探知できることを確認した。また，情報共有システムとの連接試験を実施し，リアルタイムで無人機と有人機情報を共有できることを確認した。

掲載文献[1] NEDO, 遠隔からの機体識別および有人航空機との空域共有に関する研究開発,
https://nedo-dress.jp/introduction/introduction-2-1-14

図 4 ヘリ探知実験(モード S，
モード A/C)-総合実験 R3.12
青航跡：モード S，マゼンダ航跡：モード AC，△RTF

図 3 は，モード S トランスポンダを搭載したヘリコプ
ターのモード S 信号による位置探知実験の結果を示す。
比較のため ADS-B 位置も表示する（ヘリコプタ搭載の簡-105-山岳等による遮蔽環境下での被災地映像を固定翼 UAV を中継局として伝送する
同一・隣接チャネルでの映像伝送・監視制御技術の研究開発【競争的資金研究，SCOPE】

担当領域
担 当 者
研究期間

監視通信領域○古賀 禎
令和 3 年度

１．はじめに
課題ア、イ、ウ

中継用固定翼UAV

本研究開発では，無人機の山岳地帯での遭難者の捜索，
5.7 GHz帯映像伝送回線（同一CH or 隣接CH）

被災地の状況観測等の利用を想定し，山岳等の遮蔽環境

撮影用固定翼UAV

169MHｚ帯TT&C回線（同一CH or 隣接CH）でも無人航空機による遠距離の広大なエリアの観測映像

テレメトリー回線を伝送するため，長時間滞空可能な固定翼自律 UAV 及

課題イ、ウ

コマンド回線びその搭載に適した小型映像中継装置，見通し内外対応

追尾アンテナ
地上局が可能な遠隔監視制御装置，アンテナ指向制御方式を有指向性アンテナ
無指向アンテナ

する映像中継システムを室蘭工業大学および兵庫県立大2軸雲台

学とともに提案し（図 1），システムの実現に必要とな

図１

提案システムる 4 つの技術開発を 3 か年で開発する。
①

5.7 GHz 帯を使用した映像伝送中継装置②①に使用する送受信アンテナに対する固定翼

UAV 搭載用アンテナ指向方向制御技術。
③

見通し内，見通し外通信に対応した 169 MHz

帯無線通信モジュールを用いた遠隔監視制御系④

長時間滞空可能な小型固定翼

本研究開発は総務省 SCOPE(JP215001002)の委託を受けており，電子航法研究所は①の一部の開発を担当する。
２．研究の概要
令和 3 年度はプロジェクト全体において，機器搭載状
態で総重量 10 ㎏以下，定常速度 25 m/s，総飛行時間 2

図２

評価用試作ユニット

時間の固定翼自律 UAV を設計・製作し，部分的に実験検証を行った。また，映像伝送システム，アンテナ指向-80dBm 程度の受信性能を確認した。また，本送受信フ

方向制御系，遠隔監視制御系の設計を完了し，映像伝送

ロントエンド部と 10dB 以上の受信アンテナ利得を組みシステムについては設計・ハードウェア試作，アンテナ

合わせることで 3km 遠方へのデータ伝送実現を期待で指向方向制御系及び遠隔監視制御系（特に円偏波アンテ

きる。さらに，小型軽量化のため，プリント基板上に半ナ）については設計・シミュレーションにより要求性能

導体部品を実装した送受信フロントエンド部ボードを製を満たすことを確認した。

作した。図 2(下段)の左が送信部，右が受信部となる。各

３．研究成果ボードは 5cm 四方・重量 10g 程度であり，UAV 機搭載

電子航法研究所は，UAV 搭載用 5.7GHz 映像中継装置

用の小型軽量ユニット（重量 100g 以下）を実現した。送の一部である小型軽量の送受信フロントエンド部の開発，

信ボードは送信出力約 29dBm，受信ボードは利得約 25dB

およびユニットの設計および評価用デバイスを用いた性とあり所望の性能を有することを確認した。各種測定を

能検証を実施した。図 2（上段）に評価用デバイスによ行い，次年度以降に実施予定の信号処理部の設計・実装

る試作ユニットの外観および構成を示す。送信性能につに必要となるデータを取得した。

いては 5.7GHz 映像伝送装置で最大許容値 30dBm の出力が可能であることを確認した。受信性能については-106-

簡易類似コンテキストを用いたチーム協調レジリエンス推定に関する実験的研究【競争的資金研究】

担当領域

監視通信領域

担 当 者 ○井上諭

令和元年度～令和 3 年度

研究期間

１． はじめに

２．情況の形式化

航空交通や医療，大規模プラント運用など高度な安全

人間が認識し得るものはすべて情況たり得るが，人間が求められる多くの業務がチームによってなされているが認識し得ないものはすべて情況たり得ないという仮説

が，安全を実現するためには，“チーム協調”における適を立てる。この仮説から，情況の記述形式は人間の認識応性に関する実験研究や，特に，現場指向かつ十分なデの記述形式と一致することが推論される。よってここでータに基づく信頼性，汎用性へのアプローチが重要であは，人間の認識がどのような形式に従うかを考えればよるが，これらの研究例や研究手法の提案は少ない。そこい。本研究では，情況/認識を構成する要素を次の六つので，本研究では，航空交通業務への適用を目指したチー概念であると理論立てる。まず Kant に従い，第一に「空ム協調プロセスを監視，評価するための認知行動指標（チ間」第二に「時間」を基本概念とする。そして，第三にームレジリエンス指標）開発とそれに必要な基盤技術開空間を充填する「実体」，第四に時空間を充填する「事象」

発を目指している。現実の「安全」とは，情況の変化にを基本概念とする。第五に実体や事象が持つ特徴である

対する適応能力（レジリエンス）を有する個体が集合し「状態」を基本概念とする。最後の基本概念は認識が持連関することで実現される総体的な成果であるといえる。

つ「様相」である。様相とは「～だった（記述的様相）」

レジリエンス工学[1]は上記の観点を基盤とし，実務者の「～だろう（予述的様相）」「～べきである（規範的様相）」

日常的な適応を分析して，システムの総体的な安全を実「～が可能である（可能的様相）」という認識の方向性を現する方策を探る学問であるが，この目的を達成するに指す。

は，マニュアルなどの理想化された業務過程を研究するだけでは不十分であり，実務の行動観察研究を重点的に

３．検討事項行う必要がある。観察研究の多くは対象を撮影，録音し3.1 記述的情況分析に関する検討

た動画，音声を介して行われる。従来，分析は対象とな

3.1.1「空間」

る行動や発話のラベリングを行い発生頻度などの統計量を評価する質的研究のアプローチがとられることが多い。

記録上，空間は状態の一種として扱うことができる。
情況式で書くと，以下のような変換に当たる。

一方レジリエンス工学の観察研究では，実務者がどのような情況の変化に対し，どのように対処し，結果として𝑛 ∈ 𝐸𝑁𝑇𝐼𝑇𝑌, 𝑝 ∈ 𝑃𝐿𝐴𝐶𝐸,𝑡 ∈ 𝑇𝐼𝑀𝐸, 𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡𝑖𝑜𝑛 ∈どのような情況を形成したか記録する必要がある。単純𝑆𝑇𝐴𝑇𝐸なラベリングと統計量だけでは，情況や行動の連関を分𝑛(𝑝,𝑡) ≡ 𝑛(𝑡). 𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡𝑖𝑜𝑛(𝑝)析することは困難である。この問題に対処するためには，
まず「情況」とは何かについて理論的に考察し，情況の3.1.2 「時間」

構成要素と構造を形式化する必要がある。形式に従って事象や実体の存在は期間，もしくは複数の期間として情況と行動を記録することで，従来手法よりも客観的か記述する。例えば観測下 [𝑡0,𝑡3] に人物 A が存在し，つ効率的に実務者のレジリエンスを記述，分析，考察で[𝑡1,𝑡2] に発話をした，という具合に記録する。状態は時きることが期待される。本研究では，情況の理論的な形

間特性の異なる静的状態と動的状態の二種類に分けて記式化を行い，それらの有用性を実践的に検証するために，録する。静的状態は観測下で変化がないものや，実体やRAG 業務をケーススタディとして実業務のレジリエンス

事象の時間積分的特徴量を指す。例えば人の性別，発話分析を行った。本研究は JSPS 科研費基盤研究(B)19H02384の内容などである。発話内容は発話という事象全体に対の助成を受けて 3 か年計画で実施し，今年度は最終年度する特徴（=”積分的”特徴量）であるため，静的としてである。

いる。一方，動的状態は変化があるものを指し，ある時点に対して定義される。

-107-

3.1.3 「情況因子（実体・事象・状態）のクラスとインス
タンス」
実体・事象・状態インスタンスが「何であるか」は，情況式においてはそれがどのような因子クラスに属しているかによって記述される。例えば，ある人によるある
発話は，次のように記述される。
その実体が人であり，その事象が発話であり，その状
態が発話内容であることは，一行目の集合式で説明され図1る。
ℎ ∈ 𝐻𝑢𝑚𝑎𝑛 ⊂ 𝐸𝑁𝑇𝐼𝑇𝑌, 𝑠𝑝 ∈ 𝑆𝑝𝑒𝑎𝑘 ⊂ 𝐸𝑉𝐸𝑁𝑇,
𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑡 ∈ 𝑆𝑇𝐴𝑇𝐸, 𝑠𝑝𝑒𝑎𝑘𝑒𝑟 ∈ 𝑅𝑂𝐿𝐸DCAT の編集画面=A, 聞き手=B}, state: {内容=“XXX？”}のような構造を持つ。クラスペインには，class のオントロジーを入力する。オントロジーとは，概念と概念間関係性で構成され

𝑠𝑝. 𝑠𝑝𝑒𝑎𝑘𝑒𝑟(ℎ). 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑡(ℎ𝑒𝑙𝑙𝑜)

るネットワークである。クラス間の一般的な関係性（e.g.

3.1.4 「情況因子（実体・事象・状態）インスタンス同士の関係性」
因子インスタンス同士は，空間的包含・役割・状態保有といった静的関係性と，因果・時間的連続といった動的関係性を持つ。これらを記録する必要がある。静的関係性については，連想法で抽出された因子クラス同士の関係性から自動補完することができる。動的関係性のう

質問は発話の一種）を保持しておくことで，インスタンスの記述を効率的に行うことができる。

４．まとめ
本研究では情況の基本概念によって形式化する理論の提案を行い，これに基づいた行動観察ツール DCAT を開発し，適応的行動の発見を行えるようにした。

ち，時間的な連続性は記録された事象や状態の時系列を見ることで判定することができる。因果的な関係性は，

掲載文献

時間的な連続性から更にそこに因果関係があることを推[1]Kanno T., Mitsuhashi D., Inoue S., et al., Formalization andquantification of team contexts for meso-cognitive studies,
Proc. Int’l Conf. on Human Systems Eng. And Design:
838-844 (2019).
[2]Inoue S. and Kanno T., Cooperative Work Analysis in Caseof Aerodrome Flight Information Services, Proc. Int’l Conf.
Human Computer Interaction, pp.568-574 (2020)[3]Mitsuhashi D., Kanno T., Inoue S., et.al., An Extended
Framework for Context Modeling, Proc. Int’l Conf. Applied
Human Factors and Ergonomics, pp.18-25 (2020)[4]Mitsuhashi D., Kanno T., Inoue S., et al., Symbolic context
model for resilience engineering, Proc. Int’l Conf.on Applied
Human Factors and Ergonomics, 35—43 (2021).

論する必要がある。

3.1.5「様相」
記述的情況分析は認知的状態を含まない。分析内容が研究者の Descriptive（記述的）認知状態である点においてのみ，様相が関わる。

3.2 記述的情況分析ツール（DCAT）
情況/認識を構成する基本概念に基づいて行動観察の分析支援ツールを開発した。DCAT による行動観察は，動画[5]三橋 大地, 菅野 太郎, 浅谷 公威, 古田 一雄, 井上

または音声から読み取れる実体・事象・状態を時系列に沿って記録していくことで行われる。DCAT を図 1 に示す。
再生ペインで動画または音声ファイルを再生する。多視点，多分割のファイルの再生に対応している。インス
タンスペインの時間軸上に実体・事象・状態を記録する。
事象のインスタンスであれば，発生時刻（time），その事象が何か（class），関わる実体は何か（role），事象が持つ状態は何か（state）などを記録できる。例えばある発話の記録は，time:{10.3s-15.9s}, class:{発話, 質問}, role:{話し手-108-

諭, 狩川 大輔, 野々瀬 晃平, 記述的情況分析ツールの開発とレジリエンス工学への応用, 人間工学,
57(supplement): 2—5 (2021)

次世代ヘリコプタ前方障害物探知センサに適用するミリ波MIMOレーダ要素技術の研究【競争的資金研究】

担当領域

監視通信領域

担 当 者 ○二ッ森
研究期間

１.

俊一

令和2年度～令和4年度

はじめに

8-element patch array
antenna30
20

中心に，ミリ波レーダ等を用いた運輸安全技術に関する議10

Gain (dBi)

近年，自動車事故防止のための安全システムへの適用を論や，関連する安全システムの研究開発が国内外で活発にAnalysis
Measurement

0-10

行われている。自動車分野においては低コスト化に伴い，
Coplanar waveguide end
launcher

実用化が進み安全システムの装備率も年々増加している。
こうした背景の中，提案者らの研究グループでは，これ

図1まで76 GHz帯ミリ波レーダを中心センサデバイスとして，
ヘリコプタの前方2マイル程度に存在する送電線等の障害

-20
-30
-30

-20

-10
0
10
Angle (degrees)

20

30

76 GHz 帯多素子平面アレイアンテナの測定状況
および仰角指向特性評価結果

物を探知するための前方監視用ミリ波レーダを開発して技術：線状障害物のRCS評価結果から，ミリ波MIMO

いる。従来の前方監視用ミリ波レーダの最も大きな課題のレーダアンテナの方位角方向に必要な送受信アレイ一つとして，探知対象物の探知率向上の課題と小型化の要数を明らかにする。

求がある。送電線等から反射波を取得するため，パラボラ
反射板等の3次元構造を有するアンテナを機械走査するこ

３.

研究成果

とで，高利得のペンシルビームを得ていた。一方，パラボ

令和3年度は主として，高圧送電線等の線状障害物探知ラアンテナは容積が大きくなると同時に，機械走査となるに適したミリ波平面アンテナ素子の設計,アンテナアレイ

ため，探知対象物へのビーム照射率およびデータ更新頻度

配置法およびアレイ数評価，およびMIMO信号処理回路のに制限がある。これらから，送電線等の低RCSの線状障害構築を実施した。複数素子平面アレイアンテナを設計・試物を，1マイル以上の遠距離で高頻度に探知するための新作し，アレイ数増加に伴う，仰角放射指向特性の鋭角化とたなレーダ技術が必要であることが明らかとなった。

最大利得低下の課題を測定結果から明らかにした（図1）。

２.

４．まとめ

研究の概要

本研究の目的は，小型平面アンテナ構造かつ線状障害物

次世代ヘリコプタ前方障害物探知センサにMIMOレー

を高頻度で検出可能な性能を有するミリ波レーダを，ダ技術を適用するため要素技術開発を実施した。令和4年

MIMO（Multiple-Input and Multiple-Output）レーダ技術に

度はミリ波MIMOレーダ実験系構築および評価等，航空機

基づいて実現することである。具体的には，次の三項目を，用ミリ波MIMOレーダを実現するための検討を実施する。

実験と数値解析の両面から，3か年計画で研究を進める。
(1)

送電線等の線状障害物探知に適したミリ波平面アン

本研究の一部は，科学研究費補助金基盤研究（C）

テナ構築技術：構造の異なる複数の送電線や鉄塔等（20K04931）により実施された。

のRCS特性を測定評価し，アンテナに求められる偏

(2)

(3)

波特性等を明らかにする。

掲載文献

ミリ波MIMOアンテナアレイによるアンテナ開口面[1] 二ッ森 俊一，“ヘリコプタ周辺障害物探知支援のた

合成技術：線状障害物の探知に適したMIMO合成ア

めの ミリ波レーダの活用”, 第34回日本航空技術協

ンテナ特性を実現する。従来パラボラ反射板アンテ

会航空安全シンポジウム, Feb. 2022.

ナを用いて機械走査を行っていた方位角方向走査に[2] 二ッ森 俊一，宮崎 則彦，“76 GHz帯ミリ波レーダ

ついて，MIMO開口面合成技術によるアンテナアレ用多素子平面アレイアンテナの設計および試作評価”,

イを用い，高速指向性電子制御を実現する。

2022年電子情報通信学会総合大会通信講演論文集, pp.

MIMOレーダを用いた長距離からの線状障害物探知227, Mar. 2022.

-109-

3 次元ミリ波マルチホップネットワークによる洋上気象情報共有システムに関する研究【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

令和 2 年度～令和 5 年度
Distance Vector ), OLSR (Optimized Link State Routing

１. はじめに携帯電話システムの発展により今や陸上のどこにいてProtocol )等が提案されている。このうち AODV と DSR

もインターネットにつながる世界が実現している。その中は, 通信開始時にのみ経路を生成し，相手と通信できなくで未だに洋上のみが情報から隔絶されている状況にある。

なるまで同じ経路を利用する Reactive 型と呼ばれるもの

衛星通信の発展により改善されているものの, 衛星通信である。Reactive 型は, 通信の発生頻度が低く，ネットワ

システムは地上システム, 宇宙システム, 機上システムかーク構成が頻繁に変化するネットワークに有効である。

らなる大規模なシステムであり通信コストが高いことが一方, DSDV と OLSR は, 一定間隔ごとに経路を生成す欠点である。さらに, 衛星通信の通信速度は低速であり,ることにより，通信を即座に開始できる Proactive 型と呼遅延も大きい。特に, 現場のパイロットからは, 洋上で航ばれるものである。通信の発生頻度が高く，ネットワーク

路上における乱気流等の気象情報を共有できるシステム

構成が頻繁に変化しないネットワークに有効である。

が切望されている。航路上における広域な気象情報を共有

また, 位置情報ベースのルーティング方法も提案されすることができれば, 事前に最適な航路を選択でき燃費て お り , ADS-B (Automatic Dependent Surveillance-

削減につなげることができる。本研究では, 機上・船上シ

Broadcast)等の位置情報を活用した方式も有望である。今ステムからのみ構成できる, 低コスト・ローカル情報共有

後, 昨年度にネットワークシミュレータへ組み込んだ航システムの実現をめざし, 物理層, MAC層, アプリケーシ

空機移動モデルを用いてこれらのプロトコルの比較を実ョン層の観点から要素技術の研究開発を行う。

施する予定である。
また, 物理層の評価を行うための準備として, SDR(Software Defined Radio) プラットフォームの調達も行２. 研究概要
物理層に関しては, 長距離大容量ミリ波通信技術の開った。調達した SDR プラットフォームは, 16x16 の MIMO発を行う。本研究では, 信頼性の要求される航空無線に適(Multiple Inputs and Multiple Outputs)を評価できるもし た 通 信 方 式 と し て STBC-CPM (Space Time Blockのである。半導体不足の影響で, 納期が年度末となってしCoded – Continuous Phase Modulation) 方式のミリ波

まい, 本年度は調達した SDR プラットフォームを用いた通信への適用について検討を行う。

システム構築ができなかった。次年度以降この評価システ

MAC 層に関しては, 遅延耐性無線マルチホップ通信技術の開発を行う。航空機の移動に伴い, 高速で変化する 3

ムを用いて, 航空無線に適した変調方式や MIMO 方式の開発・評価を実施していく予定である。

次元トポロジー上において, いかに効率的にマルチホッ
４. まとめプ通信を実現するかについて検討する。
アプリケーション層に関しては, 気象情報等のデータ

本研究では, 機上・船上システムからのみ構成できる,を効率的に統合・共有・更新するためのローカルデータベ

低コスト・ローカル情報共有システムの実現をめざし, 物ース管理技術に関する検討を行う。

理層, MAC層, アプリケーション層の観点から要素技術の本研究は 4 か年計画で実施する。

研究開発を行っている。次年度以降, ネットワークシミュ
レータと物理層評価システムを用いてミリ波通信に適し

３. 研究成果た通信方式として検討してきた位相変調方式(CPM)と2 年目である本年度は, MAC 層に関して, 文献調査を中心に実施した。マルチホップネットワークに関するルーテ

MIMO技術の有効性の検証評価を実施していく予定である。

ィ ン グ の 代 表 例 と し て , AODV (Ad Hoc On DemandDistance Vector Algorithm), DSR (Dynamic Source

謝辞

Routing Protocol), DSDV (Destination Sequenced-110-

本研究はJSPS科研費20K19795の助成を受けたものです。

位置検証と位置推定の融合：受信信号強度を例として【競争的資金研究】

担当領域
担 当 者

監視通信領域
○長縄

研究期間

潤一

令和 2 年度～令和 4 年度

１．はじめに

200

位置検証とは移動体が報告した位置情報の正しさを検真値（ADS-Bで取得）
測定値

150

証するために，無線信号の特徴量との整合性を調べる技術
100である。比較的新しい技術であり，基礎的な理論の確立が求められている。他方，位置推定は特徴量から移動体位置50を推定する技術で，多数の研究成果と応用例がある。位置

0

0

50

100

150

200

Time [s]検証と位置推定の代表例は ADS-B の成りすまし対策とマ(a) 分析対象の機体

ルチラテレーションである。両者は無線信号を用いるなど(b) 距離推定の共通点があり，直感的には類似性があるが，これまで独

図1 実験結果の一例

立して研究されてきた。位置検証の理論を確立し，位置推なった。ADS-B の最大覆域を考えると位置検証には利用定と統合できれば，発展の基盤となることが期待される。

できるものの，位置推定には有効性が限られる。そのため，測距精度の向上が今後の課題となった。

２．研究の概要
本研究は JSPS 科研費 20K14743 の助成を受けている。

3.2 理論の活用による知見導出

本研究では，位置検証の理論を位置推定と統合した形で確実験結果を踏まえて理論の数値計算を行い，有用な知見

立し，活用することを目指している。具体的には以下の 3の導出を試みた。性能指標としては不正な位置情報の検知

項目を実施している。

率を評価した。理論を活用すると，位置推定を位置検証に① 位置検証と位置推定を統合した理論の導出

応用する「間接法」および位置推定を経ない「直接法」を② ADS-B 応用を通じた理論の実践的検証

定式化できるため，優劣を比較した。その結果，間接法の③ 理論の活用による有用な知見の導出ほうが高い検知率を示した。すなわち，位置推定を位置検本研究は 3 ヶ年計画である。これまでに主に①を実施

証に応用することで，性能を向上できることを明らかにしし，理論を導出した。令和 3 年度は②および③を進めた。

た。

３．研究の成果

４．まとめ
本年度は提案した理論をADS-Bに応用し，位置推定を位3.1 ADS-B 応用に向けた実験
ADS-B に対して理論を応用するための実験を行った。

置検証に用いることで，性能向上が可能であるとの知見を実験では在空機の信号を受信し，その受信信号強度から航得た。今後は新たな課題である受信信号強度による測距の空機までの距離を逆算した。逆算にあたっては，正確な送精度改善に取り組む。

信電力が未知であることへの対処，ならびに大気減衰と自由空間損失を同時に考慮するテイラー級数法を提案した。

掲載文献

96 時間のデータを収集し，266 フライトを分析した。また，[1]

J. Naganawa, H. Miyazaki, “Aircraft-Receiver Distance

過去の実験データも併せて分析した。図 1 にはある一機のEstimation Using ADS-B Signal Strength for Position

例を示しており，おおよその距離を推定できている。なお，

Verification Application,” 2021 IEEE-APS APWC, pp.

指向性アンテナを利用したため，メインビームで測定でき

178-183, Aug. 2021.

た信号のみを分析対象とした。分析の結果，測距誤差を正[2]

J. Naganawa, “Comparison of Direct and Localization-

規分布で近似できることを確認した。これは昨年度に導出

based Methods for Position Verification using Distance

した理論の前提条件となっており，その検証結果が得られMeasurement,” 2021 IEEE TENCON, pp. 179-184, Dec.

た。一方で，測距誤差は標準偏差で 17.2 km～18.6 km と

2021.

-111-

高い角度分解能を持つ航空機監視用方向探知アンテナの開発【競争的資金研究】

担当領域
担 当 者

監視通信領域
○北折

研究期間

潤

令和 3 年度～令和 5 年度

１．はじめに近距離航空機監視システムは航空交通量が少なく比較
的狭い範囲の航空機監視に適しており，安価な航空機監視
センサーとしての需要が期待される。同システムは本来，複数の送受信局を用いて対象機を測位する一種のマルチ
ラテレーションである。しかし各局の設置位置が近すぎると測位精度が不十分となるため，離れた位置に局を設置する用地の確保に難を生じる恐れがある。この点を解消する
ためにシステムを最小構成の送信局 1 局，受信局 1 局構成
図 1とすると，受信局に信号到来方向探知機能を付加する必要が出てくる。

円形アレーアンテナ外観

３．研究の成果

これまでも航空機用の方向探知アンテナは存在したが，本年度は，まずアンテナ素子配置と信号処理手法につい角度方向の分解能が 10 度程度と荒く，同システムのニーて検証した。前述の通り角度推定の等方性があり角度分解ズに適した高い角度分解能を持つ方向探知アンテナはな

能が高いことが望ましいので，近距離航空機監視システム

かった。本研究では，高い角度分解能が得られるアンテナ

受信局 1 局に対して少なくとも水平面内で等方性がある

素子配置及び信号処理方法を明らかにし，同システムの受アンテナ素子配置と信号処理手法をモデル化し，計算機シ

信局に適した方向探知アンテナを開発する。

ミュレーションを行った。シミュレーション結果から，図本開発目標が達せられれば，同システムでの配置局数を1 に示すような 7 素子からなる円形アレーアンテナが本研最低限に抑えられ，通常の SSR に比べて極めて安価な航究の目的に適しているとの結論を得た。このアレーアンテ

空機監視センサーを提供できる見通しが得られる。

ナの形状は半径等の差を除けばエスパアンテナで多く使われている形状と同じであり，MUSIC による到来角推定

２．研究の概要

アルゴリズムも同様に適用できることもわかった。なおエ

航空機からの応答信号は，通常どの方向から到来するか
事前にはわからない。このため，航空機監視のための方向

スパアンテナとは異なり，アレーの各素子で個別に信号サ
ンプリングを要する。

探知アンテナは，角度推定の等方性があり角度分解能が高この結果を利用してアンテナ素子配置実験装置の設計

いことが望ましい。その一方でアンテナ素子数が少なけれを行った。各素子に対して各 1 台の汎用ソフトウェア無線

ばシステム設計や取扱い等の面で有利である。また，複数

機器（USRP）を接続し，全 USRP 間をクロック同期させの航空機から同時に送られてきた信号を実時間処理で分て受信信号を記録することとした。

離できることも要求される。本研究では，要求されるこれらの事項を実現するべく技術の研究開発を行う。

４．まとめ

本研究は 3 ヵ年で実施する。主な実施項目は以下の通り

本年度はアンテナ素子配置の検証から実験装置の設計である。

までを実施した。本研究は JSPS 科研費 JP21K04053 の助・アンテナ素子配置の検証および実験装置の設計成を受けたものです。ここに謝意を表します。

・電波無響室での信号到来方向推定実験およびシミュレーション結果と比較検証

掲載文献

・実時間処理の実装と飛行中の航空機からの応答信号を[1] 北折潤，塩見格一，“円形アレーを用いたトランスポ用いた検証

ンダ応答信号の到来方向推定，”2022 電子情報通信学会総合大会， no.1, B-2-23, p.216, Mar.2022．

-112-

４

研究所報告

当研究所の令和3年度における研究所報告は，下記のとおりである。
No

134

発行年月

論

文

名

領

域

名

著

者

制限されたデータを用いた空港需要と交通流変化の予測手法

航空交通管理領域

ブラウン マーク
平林 博子〔技術資料〕
衛星航法システムにおける継続性の評価法

航法システム領域

坂井 丈泰〔技術資料〕
令和3年6月 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〔技術資料〕
AeroMACSを用いた空地通信技術の高度化に
関する研究

-113-

平林 博子
ビクラマシンハ ナヴィンダ キトマル
虎谷 大地
瀬之口 敦
航空交通管理領域
岡 恵
江口 昌広
福島 幸子
河村 暁子
森岡 和行
長縄 潤一
二ッ森 俊一
監視通信領域
金田 直樹
呂 暁東
米本 成人
住谷 泰人

５

受託研究

当研究所の令和３年度における受託研究は下記のとおりである。
件

名

委（委託元からの指示により非公開）

託元（委託元からの指示により非公開）

実施主任者
坂井

丈泰

令和３年度「測位補強サービスの性能評価に係る評価手法の指導及び検証」 （一財）日本宇宙フォーラム北村光教

準天頂衛星を利用したSBASによるLPV提供に関する整備の認証作業に係る技（一財）航空保安無線システム協会
術支援

小田

浩幸

MVR受託研究 11及び12号機 特性試験

住友重機械工業（株）

米本

成人

令和三年度高高度無人機による制御用通信中継技術に関するアドバイザ業務 （株）三菱総合研究所

米本

成人

令和3年度CNS性能評価業務に係る支援作業におけるMSASサービスの性能保証（一財）航空保安無線システム協会に係る作業支援北村光教（委託元からの指示により非公開）（委託元からの指示により非公開）

小田浩幸

SLAS性能改善解析調査

内閣府

北村

光教

航空機動態情報（Downlink Aircraft Parameters(DAPｓ））データの取得利（株）ソニック
用技術の指導吉原貴之

ILS電波シミュレーション解析の作業支援（株）日本空港コンサルタンツ

本田純一

航空分野における衛星測位システム利用に関する調査技術支援（一財）航空保安無線システム協会

坂井丈泰

VOR電波障害シミュレーションに関する作業支援（一財）航空保安無線システム協会

本田純一（委託元からの指示により非公開）（委託元からの指示により非公開）

米本

成人「GBAS(地上直接送信型衛星航法補助施設)展開整備に関する詳細調査」の技（一財）航空保安無線システム協会
術支援

齋藤

享

「新千歳空港・千歳飛行場の同時平行ILS/PAR進入運用の導入後安全性評価（一財）航空交通管制協会
に関する調査」の支援業務

森亮太

航空機性能に応じた新たな運航方式の展開に関する基礎調査の技術支援（一財）航空保安無線システム協会

吉原貴之

RNP導入に係る解析装置の検討及び整理に関する技術支援（一財）航空保安無線システム協会

本田純一

滑走路面異物検知装置に関する技術動向調査研究支援（一財）航空保安無線システム協会

二ッ森

俊一

「北部九州地区におけるターミナル管制業務に関する調査」の技術支援（一財）航空保安研究センター

平林博子

洋上空域における衝突危険度推定に係る支援作業（一財）航空交通管制協会

森亮太「東京国際空港における同時ＲＮＡＶ進入運用の導入後安全性評価に関する（一財）航空交通管制協会
調査」の支援業務

森亮太

周波数の国際協調利用促進に資する磁気低緯度地域における電離圏環境調査
総務省に関する請負齋藤享

近距離航空機監視システム性能検証実験支援

北折潤

タイ国スワンナプーム空港地域における「電離圏調査及び電離圏脅威モデル（一財）航空保安無線システム協会の妥当性確認」の技術支援

齋藤享（委託元からの指示により非公開）（委託元からの指示により非公開）

米本

成人装置の電磁波感受性実験

アルウェットテクノロジー（株）

米本

成人

2021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（株）三菱総合研究所の策定等に関する調査分析支援

岡恵

カメラ画像、ミリ波レーダ及びMLATを利用した航空機等の監視技術の検討（一財）航空保安無線システム協会

井上諭

欧州のリモートタワー・システムに関する技術調査支援（株）航空システムコンサルタンツ

井上諭

リオン（株）

-114-

６

共同研究

当研究所の令和３年度における共同研究は下記のとおりである。
実施領域
監視通信領域

相手方（学）福岡工業大学

研究課題

契約期間

地上デｨ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
H28.7.21 ～ R5.3.31
関する研究

航法システム領域 古野電気（株）

準天頂衛星システムL5S信号に対応したGNSS受信装置に関する研究

H29.3.14 ～ R5.3.31

監視通信領域

超広帯域光変調器を用いた計測システムの研究

H29.12.22 ～ R5.3.31（大）高知工科大学（国研）情報通信研究機構

航法システム領域 （大）京都大学

宇宙天気現象が航空航法に与える影響及び航空航法における宇宙天気
H30.4.1 ～ R5.3.31
情報の活用に関する共同研究（大）名古屋大学
監視通信領域（大）新潟大学

バイスタティック測位による航空機の監視技術の実験的研究

H30.8.22 ～ R4.3.31

監視通信領域（大）室蘭工業大学

無人航空機の監視通信システムの研究

H30.8.22 ～ R4.3.31

監視通信領域（株）ワカ製作所

光ファイバー型無線機の接続を容易にする光ファイバー無線送受信機
H30.8.31 ～ R5.7.31の研究開発

監視通信領域（国研）情報通信研究機構

LPWA/DTN環境における光網制御管理機能の再建技術の研究

H30.11.14 ～ R3.3.31

航法システム領域 ドイツ航空宇宙センター

次世代GBAS及び宇宙天気情報利用に関する共同研究

H30.12.20 ～ R3.12.20

監視通信領域ADS-B/SSRモードS情報を用いた航空交通流の時間管理技術の研究

H31.4.1 ～ R5.3.31（大）東京都立大学

航空交通管理領域 気象庁気象研究所

航空機の動態情報取得システムからの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に関わる気象予測情報の高度利用のための H31.4.1 ～ R5.3.31
研究航空交通管理領域 （国研）宇宙航空研究開発機構

航空交通流管理のための運航パフォーマンス評価指標の開発

R1.7.29 ～ R4.3.31

監視通信領域（学）金沢工業大学

飛行体から得られるリアルタイム情報を用いた飛行特性予測の研究

R1.9.9監視通信領域（大）北海道大学

航空機データ通信（WAIC）における電磁環境評価に関する研究

R1.10.7 ～ R4.3.31

監視通信領域DSNA
ター

航空機の衝突回避と無人航空機の空域統合に関する研究

R1.11.4 ～ R4.11.4

航空交通管理領域 （学）慶應義塾大学

Semi-CDO方式と到着管理アルゴリズムの開発

R2.4.1 ～ R5.3.31

航法システム領域 （大）電通通信大学

Es層によるVHF帯航空航法・通信電波の異常伝播の影響評価と監視に関する研究

R2.4.1 ～ R4.3.31

航法システム領域 三菱電機（株）

日本周辺の高精度測位補強サービス（CLAS)の電離圏遅延量予測モデ
ルの精度向上に関する検討

R2.5.18 ～ R3.3.31

航空交通管理領域 （大）東京大学

大規模空港における到着・出発・空港面の航空交通管理の研究

R2.7.1

航空交通管理領域 （学）東京理科大学

航空交通流のシミュレーション評価に関する研究

R2.9.4 ～ R4.3.30

監視通信領域

無人機運航管理への応用を想定した小型有人航空機探知技術の基礎検討R2.9.9 ～ R4.2.28

フランス航空局技術管理セン（国研）宇宙航空研究開発機構～～

R5.3.31

R6.10.30（国研）情報通信研究機構
リニアセルレーダーシステムの応用研究開発

R2.10.27 ～ R4.3.31

航法システム領域 タイ王国モンクット王工科大学

Ionospheric Effects Characterization ProgramR2.10.29 ～ R7.3.31

監視通信領域

RoF技術を用いたマルチラテレーションシステムの海外展開を通じた周波数の国際協調利用促進に関する評価研究

R2.12.1 ～ R4.3.31

監視通信領域（学）早稲田大学（株）日立国際電気

日本無線（株）

-115-

実施領域

相手方

研究課題

契約期間

航法システム領域 （大）東京大学

DFMC SBAS信号認証に関する研究・実証実験及びフィールドテスト

監視通信領域

光ファイバ接続型受動型監視システムの電波輻輳域における性能実証 R3.2.12 ～ R4.3.31

日本無線（株）R3.2.1～R4.3.31

航空交通管理領域 （大）東京都立大学

長距離飛行における運航者設計経路生成及び評価

R3.4.1～R5.3.31

監視通信領域

日本電気（株）地域におけるSWIM基盤の構築に向けた国際連携実験に関する研究開発 R3.4.1～

R4.3.31

監視通信領域（学）武蔵野美術大学

デジタルタワーシステムのためのユーザーインタフェースデザインにR3.5.26 ～ R5.3.31
関する研究

航空交通管理領域 （大）東京都立大学（大）室蘭工業大学
監視通信領域

シミュレーション技術を用いた時間管理運用コンセプト検討

R3.5.27 ～ R6.3.31

山岳等による遮蔽環境下での被災地映像を固定翼UAVを中継局として
R3.5.27 ～ R6.3.31
伝送する同一・隣接チャネルでの映像伝送・監視制御技術の研究開発（大）兵庫県立大学
東京国際空港の空港面交通流の最適化 手法の提案とシミュレーショ
ン評価

R3.7.2～R7.3.30

航法システム領域 東日本旅客鉄道（株）

GNSSを用いた列車位置検知における保護レベル算出手法の改良

R3.7.6～R4.2.15

監視通信領域日本無線（株）

高精度信号検出によるADS-B位置検証システムの開発

R3.7.29 ～ R4.12.31

監視通信領域（株）日立国際電気

滑走路異物監視システム高度化のための要素技術に関する研究開発

R3.8.1

監視通信領域（大）電気通信大学

無人航空機における探知回避技術に関する研究

R3.8.16 ～ R5.3.31

航空管制用ADS-B受信データの収集及び気象関連情報としての利用に関する研究

R3.9.8

監視通信領域（大）東北大学

航法システム領域 （国研）海洋研究開発機構
航空交通管理領域

GA-ASI ジェネラル・アトミックス・
Integration of RPAS in the Japanese airspace
エアロノーティカル・システムズ

航法システム領域

IGP-VAST
デミー

ベトナム国立科学技術アカ

航法システム領域 （大）大阪府立大学
KAU
航空交通管理領域 KARI
NUAA

～

～

R7.3.31R6.3.31

R3.10.12 ～ R6.10.12

ベトナムにおけるGBASのための電離圏観測及び監視に基づく技術支援 R3.11.1 ～ R4.3.31
ＧＮＳＳ信号の反射特性の実験的評価とその利用に関する研究

R3.12.17 ～ R5.3.31

International Air Traffic Flow Management

R4.1.1

韓国航空大学韓国航空宇宙研究所
南京航空航天大学-116-～

R7.3.31

7

研究発表（1）第21回研究発表会（令和3年6月9日，6月10日）web開催
令和3年6月9日

令和3年6月10日

1. 監視システム信号環境の動向と測定評価
航空交通管理領域 大津山 卓哉
監視通信領域 本田 純一
宮崎 裕己
2. 定期航路フェリーを活用した海洋観測とこれからの大気観測の試み
港湾空港技術研究所 細川真也

3. ADS-B方式高度監視に係るADS-B幾何高度基準の判別
監視通信領域 松永 圭左
金田 直樹
宮崎 裕己
4. 遠隔型タワーのための映像システムと支援機能の開発
監視通信領域 井上 諭
角張 泰之
米本 成人
古賀 禎
航空交通管理領域 ブラウン マーク

5. 東京国際空港を対象とした到着管理の研究開発と応用
航空交通管理領域・東京大学 伊藤 恵理
航空交通管理領域 蔭山 康太
大津山 卓哉天井 治
宮沢 与和
東京理科大学 立川 智章
関根 將弘
東京大学 加藤 古都
日笠 航希
森川 暢明
ドイツ航空宇宙研究所 Juergen Rataj
Michael Fineke
デルフト工科大学 Mihaela Mitici
ドレスデン工科大学 Michael Schultz
南洋理工大学 Srinivas Athota
Vu Duong
6. AIを用いた不安定進入の要因分析
航空交通管理領域
7. MSASの測距機能とその性能評価
航法システム領域

森 亮太

坂井 丈泰
北村 光教
渡邊 浩志

8. 基準局での信号受信とGBASへの着陸機の影響
航法システム領域 齊藤 真二-117-

ポスターセッション
令和3年6月9日
1.

2.

令和3年6月10日【Room1】
1. 負荷平準化指向の離散的空域編成
筑波大学
防衛大学校
中央大学
ADS-B導入に向けた脆弱性対策と補完用WAM技術の開発
航空交通管理領域
監視通信領域 長縄 潤一

モードSトランスポンダの応答遅延特性の計測
監視通信領域 角張 泰之
古賀 禎

宮崎 裕己

2.

機械学習を活用した飛行時間予測精度の改善

田嶋 裕久
3.

航空交通管理領域

GPS時刻参照による楕円測位誤差の基礎評価
監視通信領域
福井医療大学

北折 潤
井上 諭
塩見 格一

3.

統合管制情報処理システムのデータに関する調査

本田 純一
大津山 卓哉ILS電波干渉シミュレータの開発状況報告
監視通信領域航法システム領域

1.

【Room2】
無人航空機と有人航空機の空域共存に向けて

本田 純一
松永 圭左

航空交通管理領域

平林 博子
虎谷 大地

田嶋 裕久

監視通信領域

河村 暁子

毛塚

敦
2.

6.

住谷 美登里パッシブレーダによる移動体検出について
監視通信領域

5.

岡恵
蔭山 康太
中村 陽一
虎谷 大地

航空交通管理領域
4.

猿渡 康文
鵜飼 孝盛
鳥海 重碁
蔭山 康太

無人航空機の監視における有人機向け技術の応用
監視通信領域 河村 暁子
森岡 和行

レーダー監視下RNP2経路における横間隔短縮の検討
航空交通管理領域

3.

森

亮太

福岡FIRの高高度空域におけるフリールーティング概念について

二ッ森 俊一米本 成人
角張 泰之

航空交通管理領域

ブラウン マーク平林 博子
ビクラマシンハ ナヴィンダ キトマル

村田 暁紀

7.

虎谷 大地

ミリ波を用いたヘリコプタ障害物監視支援技術
監視通信領域

二ッ森 俊一

長岡 栄

森岡 和行
河村 暁子
米本 成人
8.

滑走路上の薄い水や氷の膜厚を計測する技術の開発
監視通信領域 米本 成人
河村 暁子
二ッ森 俊一森岡 和行

9.

飛行実証実験による空地統合SWIMに関する検討
監視通信領域

4.

羽田空港D滑走路出発便の地上走行における順序付けに関する考察
航空交通管理領域 山田 泉
青山 久枝

呂 暁東
森岡 和行
古賀 禎

-118-

(2) 所外発表(a) 学術論文誌
発表学会/機関名

表題名

発表者

Complementing regional ground GNSS- STEC computerized ionospheric tomography(CIT) with ionosonde data assimilation（イオノゾンデアシミレーション補完を用いた地上GNSS観測による地域電離圏
トモグラフィー）Nicholas Ssessanga（京都大学生存圏研究所）
山本 衛（京都大学生存圏研究所）
齋藤 享
齊藤 昭則（京都大学）
西岡 未知（情報通信研究機構）

令和3年4月GPS Solutions

Anomaly detection and cause analysis during instrument landing system approach using
recurrent neural network（再起型ニューラルネットワークを用いたILS進入時の異常検知および原因分析）Space weather benchmarks on Japanese society（日本社会に対する宇宙天気の影響評価）

森

令和3年4月Journal of Aerospace Information Systems亮太

石井 守（情報通信研究機構）
令和3年5月
塩田 大幸（情報通信研究機構）
垰 千尋（情報通信研究機構）
海老原 祐輔（京都大学）
藤原 均（成蹊大）
石井 貴子（京都大学）
一本 潔（京都大学）
片岡 龍峰（国立極地研究所）
古賀 清一（宇宙航空研究開発機構）
久保 勇樹（情報通信研究機構）
草野 完也（名古屋大学）
三好 由純（名古屋大学）
長妻 努（情報通信研究機構）
中溝 葵（情報通信研究機構）
中村 雅夫（大阪府立大学）
西岡 未知（情報通信研究機構）
齋藤 享
佐藤 達彦（日本原子力研究開発機構）
津川 卓也（情報通信研究機構）
余田 成男（京都大学）

関根 將弘（東京理科大学）
Multi-objective takeoff time optimization using cellular autoimation-based simulator（セルオートマトンを利用したシミュレータに基づく離陸時刻の多目的最適化） 立川 智章（東京理科大学）
伊藤 恵理
藤井 孝藏（東京理科大学）
Data-Driven Simulation for Evaluating the Impact of Lower Arrival Aircraft Separation 関根 將弘（東京理科大学）
加藤 古都（東京大学）
on Available Airspace and Runway Capacity at Tokyo International Airport（データ駆動型シミュレーションによる東京国際空港の滑走路と空域容量を制限 蔭山 康太
伊藤 恵理
した場合の到着間隔削減効果の評価）
Assessing the performance of a Northeast Asia Japan-centered 3-D ionosphere
Nicholas Ssessanga（京都大学）
山本 衛（京都大学）
specification technique during the 2015 St. Patrick's day geogmagnetic storm（2015年St. Patrick's day地磁気嵐時の日本を中心とした北東アジア域における電 齋藤 享
離圏3次元トモグラフィーの性能評価）
草野 完也（名古屋大学）
PSTEP: project for solar–terrestrial environment prediction
一本 潔（京都大学）（PSTEP: 太陽地球環境予測計画）
石井 守（情報通信研究機構）
三好 由純（名古屋大学）
余田 成男（京都大学）
齋藤 享
共著者他45名
Characterization of ionospheric irregularities over Vietnam and adjacent region for the
2008-2018 period（ベトナム周辺における2008-2018年の電離圏不規則構造の特徴について）

色の誘目度モデルを用いた航空管制レーダー画面の設計指針の検討

Effects of Input Data Uncertainties on an Air Traffic Control Difficulty Index（入力データの不確定性の航空管制難度指標への影響）

発表年月

Earth, Planets and Space

令和3年5月IEEE Access

令和3年6月Aerospace

令和3年6月Earth, Planets and Space

令和3年8月Earth, Planets and Space

Dung Nguyen Thanh（IGP-VAST/VAST科学 令和3年8月
技術大学院大学）
Minh Le Huy（IGP-VAST/VAST科学技術
大学院大学）
Christine Amory-Mazaudier（Sorbonne大/ICTP）
Rolland Fleury（LAB-STICC）
齋藤 享
Thang Nguyen Chien（IGP-VAST）
Hong Pham Thi Thu（IGP-VAST//VAST科
学技術大学院大学）
Thanh Le Truong（IGP-VAST）
Mai Nguyen Thi（IGP-VAST）
令和3年8月吉田 悠（KDDI総合研究所）
青山 久枝
狩川 大輔（東北大学大学院）
井上 諭
菅野 太郎（東京大学大学院）
吉田 一雄（東京大学大学院）

Vietnam Journal of Earth Sciences

長岡 栄Mark Brown
DELAHAYE Daniel（ENAC）
松永 博英

令和3年9月IEICE TRANSACTIONS on Communications（電子情報通信学会 英文論文誌B）

令和3年9月International Journal of Mathematical Modelling and Numerical
Optimisation (IJMMNO)

令和3年9月Scientific Reports

令和3年9月IEEE Access

令和3年12月

NAVIGATION: Journal of the Institute of Navigation

令和3年12月

日本航空宇宙学会論文集（和文論文集）

Separation Correction by Speed-Adjustment for Aircraft on Air Routes to a Congested
Airport（混雑空港に至る航空路上の航空機群の速度調整による間隔是正）
藤田 萌（京都大学・思修館）
Probabilistic Risk Assessment of Solar Particle Events Considering the Cost of
佐藤 達彦（日本原子力研究開発機構）
Countermeasures to Reduce the Aviation Radiation Dose
（太陽高エネルギー粒子イベントによる航空機被ばく対策のコストを考慮した確 齋藤 享
山敷 庸亮（京都大学・思修館）
率的リスク評価）
Implementation of a Long-Range Air Traffic Flow Management Concept for the AsiaMichael Schultz（ﾄﾞﾚｽﾃﾞﾝ工科大学）
Pacific Region
Daniel Lubig（ﾄﾞﾚｽﾃﾞﾝ工科大学）（新しい航空交通流管理であるLRATFM概念のアジア太平洋地域への実装）
Ehsan Asadi（ﾄﾞﾚｽﾃﾞﾝ工科大学）
Judith Rosenow（ﾄﾞﾚｽﾃﾞﾝ工科大学）
伊藤 恵理
Srinivas Athota（南洋理工大学）
Vu N. Duong（南洋理工大学）
齋藤 享
Study of structures of the sporadic E layer by using dense GNSS network observations
細川 敬祐（電気通信大学）（稠密GNSSネットワーク観測によるEs層の構造に関する研究）
坂井 純（電気通信大学）
冨澤 一郎（電気通信大学）
小林 海斗（東京海洋大学）
マルチパスモニタリングによるGNSSスプーフィング検知の研究
久保 信明（東京海洋大学）
坂井 丈泰

-119-

人間工学（論文誌）

髙橋 透
Andres Spicher（The Arctic Univeristy of
Norway）
Francesca Di Mare（University of Oslo）
Douglas E. Rowland（NASA）
Robert F. Pfaff（NASA）
Michael R. Collier（NASA）
Lasse Clausen（University of Oslo）
Jøran Idar Moen（University of Oslo &University Centre in Svalbard）
坂井 丈泰
MSAS信号による測距精度の評価
北村 光教
伊藤恵理
Modeling Aircraft Departure at a Runway using a Time-varying Fluid Queue
Mihaela Mitici(デルフト工科大学)（時変流体待ち行列を用いた滑走路における航空機の出発モデル）
Michael Schultz(ドレスデン工科大学)
村田 暁紀
Clustering-based iterative optimization method for aircraft landing sequence under
高玉 圭樹（電気通信大学）
crowded condition（航空機着陸問題における混雑時に対応するクラスタリングを用いた分割反復最 佐藤 寛之（電気通信大学）
Delahaye Daniel（French Civil Aviation
適化法）
University）
森 亮太
In-flight profile updates by appropriate cost index selection-operational perspective（適切なCI選択による飛行中の飛行プロファイル更新-運用の観点から）Electron–neutral collisions effects on Langmuir probe in the lower E-region ionosphere Stefen Brask（University of Oslo）（E領域下部における電子ー中性粒子衝突のラングミュアプローブへの影響）
Sigvald Marholm（University of Oslo）
Francesca Di Mare（University of Oslo）
Sayan Adhikari（University of Oslo）
Andres Spicher（The Arctic University of
Norway）
髙橋 透
Wojciech Miloch（University of Oslo）

Suppression of Ionospheric Irregularity Due to Auroral Particle Impact（オーロラ粒子によって生成された電離圏擾乱の抑制）-120-

令和3年12月

Journal of Geophysical Research: Space Physics

令和3年12月

測位航法学会論文誌

令和4年2月Aerospace

令和4年2月

電気学会

論文誌C

令和4年3月Transactions of the JSASS

令和4年3月Physics of Plasmas

(b)標準化会議
表題名
DME Tracking Status and Ranging Error on STAR
（STARにおけるDMEの捕捉ステータスと測距誤差）
Guidance on the tropospheric scale height（対流圏スケールハイトに関するガイダンス）

Coordination with METP on Space Weather（宇宙天気に関するICAO気象パネルとの調整について）
QZSS standardization follow-up（準天頂衛星システムの標準化に関する続報）

Distribution estimation of geometric height difference between HMU and ADS-B（HMUとADS-Bの幾何高度差の分布推定）

Update of Surveillance Material in Doc 9830 A-SMGCS Manual（Doc 9830 A-SMGCSマニュアルにおける監視マテリアルの更新）
Analysis of the 1030-1090 MHz Signal Environment in Japan（日本における1030-1090MHz信号環境の解析）
Consideration of Ground Speed Distribution（対地速度分布の考察）
ADS-B GEOMETRIC HEIGHT REFERENCE DETERMINATION USING HMUDATA（HMUデータを用いたADS-B幾何高度基準の判別）

発表者
毛塚

敦

齋藤 享
吉原 貴之
Gary McGraw （Collins Aerospace)
Matt Harris （Boeing)
齋藤 享

EUROCAE WG-107

令和3年4月ICAO Navigation Systems Panel (NSP)-JWGs 7

令和3年4月ICAO Navigation Systems Panel (NSP)-JWGs 7ICAO Navigation Systems Panel (NSP)-JWGs 7

松田 国幸（航空局）
令和3年4月岸 信隆（内閣府）
井下 亨（航空保安無線システム協会）
坂井 丈泰
金田 直樹
令和3年4月松永 圭左宮崎 裕己
丸塚 康弘（国土交通省）
宮崎 裕己
令和3年4月大津山 卓哉
本田 純一
宮崎 裕己
森 亮太

発表学会/機関名

発表年月
令和3年4月

令和3年4月

令和3年5月ICAO Regional Monitoring Agencies Coordination Group(RMACG) Monitoring Systems Standards Subgroup (MSSS) 4
ICAO Surveillance Panel (SP)Aeronautical Surveillance Working Group (ASWG) 13
ICAO Surveillance Panel (SP)Aeronautical Surveillance Working Group (ASWG) 13
ICAO Separation and Airspace Safety Panel (SASP) 3

松永 圭左
令和3年6月
金田 直樹
宮崎 裕己
丸塚 康弘（航空局交通管制部管制課空域調整整備室）ICAO Regional Monitoring Agencies Coordination Group(RMACG) 16

Analysis of the 1030-1090 MHz Signal Environment in Japan（日本における1030-1090MHz信号環境の解析）

大津山 卓哉
本田 純一
宮崎 裕己

令和3年6月Surveillance Material in Doc 9830 A-SMGCS Manual（Doc 9830 A-SMGCSマニュアルにおける監視マテリアル）

宮崎裕己

令和3年6月TRANSMITTING AND RECEIVING EQUIPMENT FOR RADIO COMMUNICATION 米本- SHORT-RANGE RADAR TECHNOLOGIES AND THEIR PERFORMANCES（無線通信用送受信機 短距離レーダー技術とその性能 第1部短距離レーダーのシステム応用 ）成人

令和3年7月ICAO Surveillance Panel (SP)Aeronautical Surveillance Working Group (ASWG)
Technical Subgroup (TSG) 13
ICAO Surveillance Panel (SP)Aeronautical Surveillance Working Group (ASWG)
Technical Subgroup (TSG) 13
IEC TC103 WG 6

SWIM Infrastructure to Achieve Message Level Security（SWIMインフラによるメッセージセキュリティの実現）
Status on the updates to the SI/II codes assignment criteria in Doc 9924
（Doc 9924におけるSI/IIコード割り当て規準の更新状況）

Observed Large Multipath and Countermeasure in Japan（日本において観測された大きなマルチパスとその対策について）Review of guidance documents related to ionospheric anomalies（電離圏異常に関するガイダンスのレビュー）
Framework of Guidance Reference on Implementation Process for GBAS/SBAS（GBAS/SBAS導入プロセスに関するガイダンスの骨子）Interference Susceptibility Evaluations of Pulsed Radio Altimeters Due to 5G Mobile
Base Station Signal（パルス型電波高度計の5Gモバイルシステム基地局信号に対する耐電磁干渉特性評価）
INTERVAL MANAGEMENT PRESENTATION PACKAGE（IMプレゼンテーションパッケージ）
UPDATED PROPOSAL FOR PANS-OPS PROVISIONS FOR IM PROCEDURE（PANS-OPSにおけるIMプロシージャ規定の更新案）
Proposals for IM section in the PANS-OPS（PANS-OPSの改訂案(IMに関する章)）ENRI Remote Tower Latest Technical Developments（ENRI リモートタワー最新技術開発状況）
Recap of Multipath Investigation in Japan（日本におけるマルチパス調査の要約）
Progress on Space Weather Job Card
（宇宙天気ジョブカードに関する進捗）
Updated GAST X Proposal（GAST X提案に関する情報更新）

GBAS Status Update in Japan（日本におけるGBASステータスアップデート）

Guidance on determination of the tropospheric refractivity, its uncertainty and scaleheight（対流圏屈折指数、その不確実性及びスケールハイト決定についてのガイダンス）
Surveillance Material in Doc 9830 A-SMGCS Manual（Doc 9830 A-SMGCSマニュアルにおける監視マテリアル）
Analysis of the 1030-1090 MHz Signal Environment in Japan（日本における1030-1090MHz信号環境の解析）
Surveillance Material in Doc 9830 A-SMGCS Manual（Doc 9830 A-SMGCSマニュアルにおける監視マテリアル）
Radio altimeter interference path loss measurements of helicopter（ヘリコプタにおける電波高度計干渉経路損失の測定）

呂

暁東

中国航空局
宮崎 裕己
シンガポール航空局
ICAO APACセクレタリ
毛塚 敦
本田 純一
右田 勝之（航空局）
齋藤 享
George Wong（香港航空局）
齋藤 享
George Wong（香港航空局）
二ッ森 俊一

令和3年8月ICAO Asia and Pacific (APAC)
SWIM Task Force (TF) 5
ICAO Asia/Pacific Air Navigation Planning and Implementation
Regional Group (APANPIRG)
Surveillance Implementation Coordination Group (SURICG) 6

令和3年9月EUROCAE WG-107

令和3年9月ICAO Asia/Pacific (APAC)
GBAS/SBAS Implementation Task Force (GBAS/SBAS ITF)
ICAO Asia/Pacific (APAC)
GBAS/SBAS Implementation Task Force (GBAS/SBAS ITF)
ICAO Frequency Spectrum Management Panel (FSMP)
Working Group (WG) 12

伊藤 恵理
大津山 卓哉IM ad-hoc Group伊藤 恵理
大津山 卓哉IM ad-hoc Group伊藤 恵理
大津山 卓哉井上 諭
ブラウン マーク毛塚 敦

令和3年10月

ICAO Surveillance Panel (SP)Airborne Surveillance (AIRB) 12

令和3年10月

ICAO Surveillance Panel (SP)Airborne Surveillance (AIRB) 12

令和3年10月
令和3年11月

ICAO Surveillance Panel (SP)Airborne Surveillance (AIRB) ad-hoc
EUROCAE WG-100

令和3年11月

EUROCAE WG-107 Multipath Tiger Team

令和3年11月

ICAO Navigation Systems Panel (NSP)-JWGs 8ICAO Navigation Systems Panel (NSP)-JWGs 8

令和3年8月齋藤 享
NSP Space Weather ad hoc group
Tim Murphy（Boeing）
Matt Harris（Boeing）
Gary McGraw（Collins Aerospace）
Joel Wichgers（Collins Aerospace）
Linda Lavik（Indra Navia）
Morten Topland （Indra Navia）
Mutaz Tuffaha （Indra Navia）
齋藤 享
齋藤 享
吉原 貴之
福島 荘之介松田 国幸（航空局）
吉原 貴之
齋藤 享

宮崎

裕己

大津山 卓哉
本田 純一
宮崎 裕己
宮崎 裕己

令和3年9月
令和3年10月

令和3年11月

令和3年11月

ICAO Navigation Systems Panel (NSP)-JWGs 8

令和3年11月

ICAO Navigation Systems Panel (NSP)-JWGs 8

令和3年11月

ICAO Surveillance Panel (SP)Aeronautical Surveillance Working Group (ASWG) 14
ICAO Surveillance Panel (SP)Aeronautical Surveillance Working Group (ASWG) 14

令和3年11月

令和4年2月

二ッ森 俊一
令和4年2月宮崎 則彦
平賀 規昭
小林 啓二（宇宙航空研究開発機構）
中福島 健一（宇宙航空研究開発機構）-121-

ICAO Surveillance Panel (SP)Aeronautical Surveillance Working Group (ASWG)
Technical Subgroup (TSG) 14
ICAO Frequency Spectrum Management Panel (FSMP)
Working Group (WG) 13

An Evaluation Example of a Non-Cooperative Method for DAPs Data Recognition（非協調的DAPsデータ認識手法の評価例）

（c）

長縄 潤一
森 亮太
古賀 禎

令和4年3月ICAO Asia/Pacific Air Navigation Planning and Implementation
Regional Group (APANPIRG)
Mode S Downlinked Aircraft Parameters (DAPs) Working Group 5

国際会議
表題名

Test System of JCAB
（JCABの実験システムについて）
A Flight Route Generation Tool to Evaluate Oceanic Operations（洋上空域での航空機運航を評価するための飛行経路生成ツールの紹介）
ATM Research using machine learning or artificial intelligence（機械学習や人工知能を用いたATMの研究）
Test Report for JCAB-FAA Vignettes（JCAB-FAA実証実験の報告）
AEROTHAI-JCAB Demonstration on Trust Framework（信頼基盤によるAEROTHAIとJCABとの実証実験）
Status of GBAS related studies of ENRI
（電子航法研究所におけるGBAS関連研究の現状について）

発表者
呂

暁東

Multi-Regional TBO Demonstration

令和3年5月平林 博子
ブラウン マーク
森 亮太
岡 恵
虎谷 大地
呂 暁東

令和3年6月The Meeting of the Informal Pacific ATC Co-ordinating Group(IPACG) PM26
FATS WG 29

令和3年6月Multi-Regional TBO Demonstration呂

令和3年7月ICAO SWIM Workshop

令和3年9月

第36回 Landing and take-off （LATO/36)会議

令和3年11月

AirTOP User Group Meeting

令和3年11月

Aviation Seminar

令和3年11月

Multi-Regional TBO Technical Interchange Meeting #3

令和4年1月GBASに関する調査・意見交換会議(PANYNJ, Air Services
Australia, ENAIRE, FAA)
The Meeting of the Informal Pacific ATC Co-ordinating Group(IPACG) /47
Training Course of Ionospheric Data Analysis for GBAS

暁東

齋藤 享
吉原 貴之
福島 荘之介伊藤 恵理
Integrated Arrival, Departure, and Surface Traffic Simulation at Tokyo International蔭山 康太
Airport（到着・出発・空港面を統合した東京国際空港の航空交通シミュレーション） 関根 將弘（東京理科大学）
加藤 古都（東京大学）
Development and Field Trial of Airport Runway Foreign Object Debris Detection System 二ッ森 俊一
柴垣 信彦（㈱日立国際電気）（滑走路異物監視システムの開発と空港試験）
Updates of JCAB for Phase 2（Phase 2に向けてJCABの進捗状況）
GBAS R&D Status in Japan（日本におけるGBAS関連の研究開発状況）
Feasibility Study of Free routing Airspace Operation over the North Pacific Airspace（北太平洋上空のフリールーティング運用可能性の検討）
Characterization of the ionosphere for GBAS
（GBASのための電離圏評価）

発表学会/機関名

発表年月
令和3年5月

呂

暁東

齋藤 享
吉原 貴之
平林 博子
ブラウン マーク
齋藤 享

-122-

令和4年2月
令和4年3月(d)国際学会(全文査読）
表題名

発表者

発表学会/機関名

発表年月

Task Modeling in Air Traffic Control with Trajectorized En-route Traffic Data Processing 孟 成柱（筑波大学理工情報生命学術院）
System伊藤 誠（筑波大学理工情報生命学術（航空路管制処理システムによる航空管制官タスクモデル）
院）
平林 博子
瀬之口 敦

令和3年5月2021 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP)

Investigation of Support Algorithm for Air Traffic Controllers' Arrival Separation
Management（航空管制官の到着間隔づけのための支援アルゴリズムの検討）

虎谷 大地
吉原 貴之
藤井 直樹
瀬之口 敦
山田 泉
三橋 大地（東京大学大学院）
菅野 太郎（東京大学大学院）
井上 諭
狩川 大輔（東北大学）
野々瀬 晃平（電力中央研究所）
浅谷 公威（東京大学大学院）
古田 一雄（東京大学大学院）

令和3年6月16th IFAC Control in Transportation Systems

令和3年7月International Conference on Applied Human Factor and
Ergonomics (AHFE) 2021

Aircraft-Receiver Distance Estimation using ADS-B Signal Strength for Position
Verification Application（位置検証のためのADS-B信号強度を用いた航空機と受信局の距離推定）
Electromagnetic Field Strength Estimation on Hemisphere Around Aircraft Using FDTD
Analysis at the Wireless Avionics Intra-Communication Band
（航空機内データ通信周波数帯におけるFDTD数値解析を用いた航空機周辺の半球状電磁界強度推定）

長縄宮崎

令和3年8月10th IEEE AP-S Topical Conference on Antennas and Propagationin Wireless Communication (IEEE APWC)

二ッ森 俊一
令和3年8月森岡 和行
日景 隆（北海道大学 大学院情報科学研究院）
関口 徹也（北海道大学 大学院情報科学研究院）
山本 学（北海道大学 大学院情報科学研究院）
野島 俊雄（北海道大学 大学院情報科学
研究院）

2021 International Applied Computational Electromagnetics Society(ACES) Symposium

ETA and Wind Prediction Accuracy Improvement Using Numerical Weather Forecast
and Aircraft Surveillance Data
（数値予報と監視データを用いたETAおよび風予測精度の向上）
Numerical Simulation and Measurement of Bistatic Radar Cross Section in 75 GHz（75GHzにおけるバイスタティックRCSの数値シミュレーションと測定）

Yohann Gillet（ENAC）
森 亮太

令和3年8月AIAA Aviation Forum

本田 純一
牧田 芳男
大津山 卓哉
渡邊 優人（JAXA）
Robert Geise（TUBS）
本田 純一
松永 圭左
毛塚 敦
田嶋 裕久
和田 真治（慶応義塾大学）
井上 正樹（慶応義塾大学）
虎谷 大地

令和3年8月ICEAA-IEEE APWC

令和3年8月ICEAA-IEEE APWC

令和3年9月SICE Annual Conference 2021

令和3年9月USA/Europe Air Traffic Management R&D Seminar 2021

令和3年9月USA/Europe Air Traffic Management R&D Seminar 2021

令和3年10月

2021 International Symposium on Antennas and Propagation(ISAP)

本田 純一
令和3年10月
角張 泰之
大津山 卓哉
二ッ森 俊一Measurement of 4 GHz Radio Altimeter Interference Path Loss Including 5G Sub-6
令和3年10月
宮崎 則彦
Frequency Bands Using Beechcraft B300 Aircraft佐藤亜衣（北海道大学
大学院情報科学（ビーチクラフトB300型機を用いた5 Sub-6帯を含む4 GHz航空機電波高度計の干研究院）
渉経路損失測定）尾﨑 龍之介（北海道大学 大学院情報科
学研究院）
日景 隆（北海道大学 大学院情報科学研究院）
野島 俊雄（北海道大学 大学院情報科学
研究院）

2021 International Symposium on Antennas and Propagation(ISAP)

Symbolic Context Model for Resilience Engineering（レジリエンス工学のための記述的コンテキストモデル）

Measurement of Localizer Signal Interferences from Hangars in Airport（空港内の格納庫からのLOC信号干渉の測定）

潤一
裕己

Semi-CDO: An arrival separation management algorithm for continuous descentoperation（Semi-CDO: 継続降下運航のための到着間隔管理アルゴリズム）
Data-Driven Analysis Method for Calculated Time Over in Air Trafﬁc Flow Management 虎谷 大地
中村 陽一（航空交通流管理における通過時刻指定に対するデータ駆動型解析手法）
岡 恵
平林 博子
Feasibility Study of Free routing Airspace Operation over the North Pacific Airspace
武市 昇（東京都立大学）（北太平洋上空域でのフリールート空域運用の実現可能性）
ブラウン マーク
Numerical Simulation of Aircraft Position Verification using AOA and TDOA for ADS-B 長縄 潤一（ADS-Bに向けた信号到来角と信号到達時間差を用いた航空機位置検証の数値シ 宮崎 裕己
田嶋 裕久
ミュレーション）古賀 禎
北折 潤
Estimation of 1090MHz Signal Types Used in Aircraft Surveillance System（航空機監視で利用される1090MHz信号種別の推定）

Connected Aircraft for Operational Awareness（コネクテッド航空機による運用状況感知）
Helicopter Radio Altimeter Interference Path Loss Measurement Including Adjacent 5G
Mobile Telecommunications Band
（隣接5Gモバイルシステム周波数帯を含むヘリコプタ電波高度計の干渉経路損
失測定）

呂 暁東
令和3年10月
森岡 和行
二ッ森 俊一
令和3年11月
宮崎 則彦
平賀 規昭
小林 啓二（宇宙航空研究開発機構）
中福島 健一（宇宙航空研究開発機構）

二ッ森 俊一Evaluation of Pulsed Aircraft Radio Altimeter Electromagnetic Interference
宮崎 則彦
Characteristics due to Sub-6 band 5G Mobile Communication Systems（Sub-6帯5Gモバイルシステムによるパルス型電波高度計の電磁干渉特性評価）
Comparison of Direct and Localization-based Methods for Position Verification using
Distance Measurement（測距を用いた位置検証のための直接法と測位法の比較）
Development of air - ground VHF data communication validation system（空地VHFデータ通信検証システムの開発）

2021 International Symposium on Antennas and Propagation(ISAP)IEEE Global Conference on Consumer Electronics (GCCE) 2021
2021 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC)

令和3年11月

International Conference on Space, Aeronautical and Navigational
Electronics (ICSANE） 2021

長縄

潤一

令和3年12月

2021 IEEE Region 10 Conference (TENCON)

河村
森岡
米本

暁子
和行
成人

令和3年12月

International Conference on Emerging Technologies forCommunications (ICETC)

-123-

(e)

国際学会（アブストラクト査読）
表題名

発表者

発表学会/機関名

発表年月

森岡 和行
Flight tests for expanding AeroMACS coverage and air-ground SWIM demonstration（AeroMACSの覆域拡大に関する飛行実験と空地SWIMのデモンストレーション 呂 暁東
長縄 潤一
について）
村田 暁紀
江上 周作

令和3年4月Integrated Communications Navigation and Surveilance (ICNS) 2021

古賀 禎
Research and Development of a manned aircraft surveillance system for UTM（UTMのための有人機監視システムの研究開発について）
Foreign Object Debris Detection Performance Improvement Evaluation of a 90 GHz Band 二ツ森 俊一
米本 成人
Millimeter-Wave Radar System in Airport Environments
柴垣 信彦（㈱日立国際電気）（90GHz帯ミリ波レーダのFOD探知性能向上評価のための空港環境試験 ）佐藤 洋介（㈱日立国際電気）
加島 謙一（㈱日立国際電気）

令和3年4月Integrated Communications Navigation and Surveilance (ICNS) 2021

令和3年8月46th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz
Waves (IRMMW-THz)

ANALYSIS OF PILOT OPERATIONAL STRATEGY DIFFERENCE USING NEURAL 森 亮太
NETWORK（ニューラルネットワークを用いたパイロット戦略の分析）
伊藤 恵理
Designing Aircraft Traffic Flows Using Data-driven Queuing Models
加藤 古都（東京大学）（データ駆動型待ち行列モデルを用いた航空交通流の設計）
日笠 航希（東京大学）
Michael Shultz（ﾄﾞﾚｽﾃﾞﾝ工科大学）
GAST D (GBAS approach service type D) in the low latitude region and use for CAT I 齋藤 享
service（低緯度地域におけるGAST DのカテゴリーIアプローチへの利用について）
Alternative Architecture for Dual Frequency Multi-Constellation GBASTim Murphy（Boeing）（2周波・複数衛星系GBASアーキテクチャにおける対案）
Matt Harris（Boeing）
Gary McGraw（Collins Aerospace）
Joel Wichgers（Collins Aerospace）
Linda Lavik（Indra Navia）
Morten Topland（Indra Navia）
Mutaz Tuffaha （Indra Navia）
齋藤 享
森 亮太
Off-block Time Prediction Using Operators’ Prediction History（運航者の予測履歴を用いたオフブロック時刻の予測）
An Analysis of Flight Routes and Considerations for Free Route Airspace Implementation ブラウン マーク
平林 博子
in Fukuoka FIR
Keumjin Lee（韓国空港大学）（福岡 FIR へのフリールート空域導入のための飛行経路分析及び考察）
ビクラマシンハ ナヴィンダ キトマル
Evaluating the Influence of Weather Prediction Accuracy on Aircraft Performance
中村 陽一
Estimation
瀬之口 敦（運航性能評価における数値予報気象データ精度の影響に関する一検討）
Quantitative Evaluation of Controlled Arrival Flow Connecting into Point Merge System atアンドレエバ 森 アドリアナ（宇宙航空研究開発機構）
Tokyo International Airport（東京国際空港におけるポイントマージシステムに接続する制御を受けた交通流 虎谷 大地
生地 将英（宇宙航空研究開発機構）の定量的評価）松野 賀宣（宇宙航空研究開発機構）

令和3年9月Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences(ICAS) 2021

令和3年9月Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences(ICAS) 2021

令和3年9月International Technical Meeting of the Satellite Division of The
Institute of Navigation (ION GNSS+) 2021

令和3年9月International Technical Meeting of the Satellite Division of The
Institute of Navigation (ION GNSS+) 2021

令和3年10月

Digital Avionics Systems Conference (DASC) 2021

令和3年11月

2021 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace
Technology (APISAT)

令和3年11月

2021 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace
Technology (APISAT)

令和3年11月

2021 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace
Technology (APISAT)

令和3年11月

2021 Asia-Pacific International Symposium on Aerospace
Technology (APISAT)
IEEE International Conference on Antenna Measurements andApplications (CAMA) 2021

A Study on Optimal Runway Assignment Using Simulated Annealing（焼きなまし法による滑走路割り当て最適化の検討）
Dual-band MMW Radar Imaging System to Detect Concealed Weapons for Security
Inspections（セキュリティ検査のための隠された武器を検出する2周波ミリ波レーダーイ
メージングシステム）

中村 陽一
森 亮太
米本 成人
河村 暁子
二ッ森 俊一森岡 和行
平賀 規昭

令和3年11月

Evaluation of Fundamental Airport Runway Clutter Characteristics Based on 90 GHz Band二ッ森 俊一
米本 成人
Millimeter-Wave Foreign Object Debris Detection Radar
柴垣 信彦（㈱日立国際電気）（90 GHz帯FOD探知レーダを用いた滑走路面クラッタ特性の基本評価）
佐藤 洋介（㈱日立国際電気）
加島 謙一（㈱日立国際電気）

令和3年11月

IEEE International Conference on Antenna Measurements andApplications (CAMA) 2021

潤一
裕己
裕久
禎
潤

令和3年11月

International Conference on Space, Aeronautical and Navigational
Electronics (ICSANE） 2021

森岡 和行
呂 暁東
米本 成人
河村 暁子
中村 陽一
Modeling of Aircraft Routes under Severe Weather Conditions
瀬之口 敦（悪天下における航空機の回避経路のモデル化）
髙橋 透
Performance of DFMC SBAS broadcasted from Japanese QZSS in Oslo, Norway（日本の準天頂衛星から放送されるDFMC SBASのノルウェー・オスロにおける 齋藤 享
北村 光教
受信実験）
坂井 丈泰

令和3年11月

International Conference on Space, Aeronautical and Navigational
Electronics (ICSANE） 2021

令和4年1月AIAA Scitech Forum

令和4年2月International Technical Meeting (ITM) 2022

Ionospheric Gradient Monitoring for Dual Frequency Multi-Constellation GBAS
（3周波複数衛星系GBASのための電離圏勾配モニタ）

令和4年2月International Technical Meeting (ITM) 2022

TDOA and AOA Measurement System for Investigating Aircraft Position Verification（航空機位置検証研究のための到達時間差(TDOA)と到来角(AOA)の測定システ
ム）

長縄
宮崎
田嶋
古賀
北折

Development of Multi-link Emulator for Heterogeneous Aeronautical Radio Systems（ヘテロジニアス航空無線のためのマルチリンクエミュレータ開発）

Tim Murphy（Boeing）
Matt Harris（Boeing）
Glaucia Balvedi（Boeing）
Gary McGraw（Collins Aerospace）
Joel Wichgers（Collins Aerospace）
Linda Lavik（Indra Navia）
Morten Topland（Indra Navia）
Mutaz Tuffaha（Indra Navia）
齋藤 享

-124-

(f)

国際学会（査読なし）
表題名

発表者

発表年月

発表学会/機関名

Economic impacts of atmospheric radiation storm on aircraft operations and potential use 齋藤 享
ビクラマシンハ・ナヴィンダ
of space weather information（太陽放射線嵐の航空機運航に対する経済的影響及び宇宙天気情報の利用可能 佐藤 達彦（日本原子力開発機構）
塩田 大幸（情報通信研究機構）
性）

令和3年6月日本地球惑星科学連合大会 2021

齋藤 享
Observations of the ionosphere by a GNSS network and application for GNSS-basednavigation（GNSSネットワークを用いた電離圏観測とGNSS航法への応用）
齋藤 享
Ionospheric Characterization for GBAS in the low latitude region（磁気低緯度におけるGBASのための電離圏特性解析）
米本 成人
Dual Mode Sensing by Hybrid Imaging System to Detect Weapons for Security
河村 暁子
Inspections（セキュリティ検査の武器検出のためのハイブリッドイメージングシステムによ 二ツ森 俊一
森岡 和行
る2種モードによるセンシング）
牧田 芳男

令和3年11月

International Conference on Space, Aeronautical and Navigational
Electronics (ICSANE） 2021

令和3年11月

The 2nd LAPAN International Symposium on Space Science

令和3年12月

The 24th International Symposium on Wireless Personal
Multimedia Communications (WPMC)

令和3年12月

The 24th International Symposium on Wireless
Personal Multimedia Communications (WPMC)

Complex Power Measurement of Millimeter-Wave Signal through Dielectric Lens by
Correlation Receiving Method for Security Inspections（セキュリティ検査のための誘電体レンズを通過したミリ波信号の複素電力計
測）

村田 博司（三重大学）
Arie Setiawan（三重大学）
河村 暁子
二ツ森 俊一
森岡 和行
牧田 芳男
米本 成人

-125-

(g) 国内学会
表題名

発表者

航空交通データの収集・整備・提供

発表学会/機関名

発表年月

岡 恵
古賀 禎
瀬之口 敦
セキュリティ検査用ハイブリッドイメージングシステムの相関受信方式に関する 米本 成人
一検討
河村 暁子
二ツ森 俊一森岡 和行
牧田 芳男

令和3年4月

第52期 日本航空宇宙学会

令和3年4月電子情報通信学会

衛星測位のセキュリティ

坂井

令和3年5月ISSスクエア水平ワークショップ

航空機運航における気象要因の定量化に向けた研究

中村 陽一
瀬之口 敦
三橋 大地（東京大学大学院）
菅野 太郎（東京大学大学院）
浅谷 公威（東京大学大学院）
古田 一雄（東京大学大学院）
井上 諭
狩川 大輔（東北大学大学院）
野々瀬 晃平（電力中央研究所）

令和3年5月第144回 日本航海学会

春季講演会

令和3年5月第62回 日本人間工学会

大会

北村
坂井
坂井

光教
丈泰
丈泰

令和3年5月

日本航海学会

GPS/GNSS研究会

令和3年6月

測位航法学会

全国大会セミナー

TDOAとAOAを用いた航空機位置検証法のシステム設計に関する検討

長縄
宮崎
古賀
田嶋
角張

潤一
裕己
禎
裕久
泰之

令和3年6月電子情報通信学会（SANE）

宇宙・航行エレクトロニクス研究会

小型航空機における4 GHz帯航空機電波高度計の干渉経路損失測定

二ッ森 俊一
令和3年6月宮崎 則彦
日景 隆（北海道大学 大学院情報科学研究院）
関口 徹也（北海道大学 大学院情報科学研究院）
山本 学（北海道大学 大学院情報科学研究院）
野島 俊雄（北海道大学 大学院情報科学研究院）

電子情報通信学会（SANE）

宇宙・航行エレクトロニクス研究会

令和3年6月電子情報通信学会（SANE）

宇宙・航行エレクトロニクス研究会

令和3年6月
令和3年6月電子情報通信学会 無線端末・アンテナシステム測定技術研究会（ATM研）
日本シミュレーション学会誌

髙橋 透
Andres Spicher（University of Oslo）
Francesca Di Mare（University of Oslo）
Douglas E. Rowland（NASA）
Robert F. Pfaff（NASA）
Michael R. Collier（NASA）
Lasse Clausen（UiO）
Jøran Idar Moen（UNIS）
荒谷 太郎（海上技術安全研究所）
間島 隆博（海上技術安全研究所）
小濱 英司（港湾空港技術研究所）
山田 泉
大矢 陽介（港湾空港技術研究所）
青山 久枝
松倉 洋史（海上技術安全研究所）

令和3年6月日本地球惑星科学連合大会 2021

令和3年7月

第21回 海上技術安全研究所

2D-FDTD法とRay-tracing 法を併用した空港面電磁界解析手法のFull-wave 解析と
の比較

渡邊
橋本
須賀
毛塚
橋本

令和3年7月電子情報通信学会
会（EST）

エレクトロニクスシミュレーション研究

誘電体レンズを透過する熱雑音の相関受信方式による複素電力測定

米本 成人
河村 暁子
二ッ森 俊一森岡 和行
牧田 芳男
村田 博司（三重大学）

令和3年7月電子情報通信学会

マイクロ波研究会（MW）

航空交通の容量管理のための航空路管制業務作業量計測ツールの開発

平林

令和3年9月ヒューマンインタフェースシンポジウム 2021

GEONET ROTIを用いたEs層の構造・特性の解析

齋藤 享
細川 敬祐（電気通信大学）
坂井 純（電気通信大学）
冨澤 一郎（電気通信大学）
吉原 貴之
瀬之口 敦
毛塚 敦
齋藤 享
古賀 禎

令和3年9月

第15回 MUレーダー/赤道大気レーダーシンポジウム

令和3年9月

第15回 MUレーダー/赤道大気レーダーシンポジウム

記述的情況分析ツールの開発とレジリエンス工学への応用

SLAS評価結果の報告
GPS/GNSSの基礎と高精度測位技術

丈泰

セキュリティ検査用電波イメージングのための2周波数帯利用時の距離精度改善 米本 成人
河村 暁子
効果の一検討
二ッ森 俊一森岡 和行
平賀 規昭
空港滑走路異物探知システムに用いる96 GHz帯ミリ波レーダによる滑走路上小異物の反射特性測定－反射角度特性および感度改善効果測定－
航空交通管理におけるデジタルツインの応用
Decay of ionospheric irregularity due to auroral particle impact（オーロラ発光に関連した電離圏イレギュラリティの減衰）

災害時輸送におけるシミュレータの活用

航空機監視装置から得られる高頻度気象情報の誤差評価と補正手法の開発

二ッ森
伊藤

俊一

恵理

恵（青山学院大学）
真輝（青山学院大学）
良介（青山学院大学）
敦
修（青山学院大学）

博子

髙橋 透
齋藤 享
関根 將弘（東京理科大学大学院）
立川 智章（東京理科大学）
藤井 孝藏（東京理科大学）
伊藤 恵理
本田 純一
ILS信号干渉シミュレーターの開発－GS－
松永 圭左
毛塚 敦
田嶋 裕久
航空機電波高度計周波数帯におけるヘリコプタの干渉経路損失-BK117C-2型機を 二ッ森 俊一
宮崎 則彦
用いた測定評価平賀 規昭
小林 啓二（宇宙航空研究開発機構）
中福島 健一（宇宙航空研究開発機構）

年会講演会

マイクロ波研究会（MW）

春季研究会

研究発表会

衛星ビーコン観測による スポラディックEs層の構造の研究

令和3年9月

第15回 MUレーダー/赤道大気レーダーシンポジウム

セルオートマトンを用いた航空交通流の多目的巡航速度最適化

令和3年9月

第20回進化計算学会研究会

令和3年9月電子情報通信学会

ソサイエティ大会

令和3年9月電子情報通信学会

ソサイエティ大会

令和3年9月電子情報通信学会

ソサイエティ大会

AOAとTDOAを併用した航空機位置検証における誤差の考慮

長縄
宮崎
田嶋
古賀
北折

潤一
裕己
裕久
禎
潤

-126-

2D-FDTD法とRay-tracing法を併用した空港面電磁界解析手法の適用条件に関する 渡邊
橋本
一検討
須賀
毛塚
橋本
無人航空機運航のリスク解析について天井

航空無線通信用マルチリンクエミュレータの開発 ~ コンセプトと基本動作確認 ~ 森岡
米本河村
北村
CLASを用いたSLAS性能改善に関する検討坂井齋藤GNSS観測網を用いたスポラディックE層の特性とGNSSへの影響の研究
細川
坂井
冨澤
坂井
航空機の炭素排出削減を支えるGNSS技術

恵（青山学院大学）
真輝（青山学院大学）
良介（青山学院大学）
敦
修（青山学院大学）

令和3年9月電子情報通信学会

ソサイエティ大会治

令和3年9月電子情報通信学会

ソサイエティ大会

和行
成人
暁子
光教
丈泰
享
敬祐（電気通信大学）
純（電気通信大学）一郎（電気通信大学）
丈泰

令和3年9月電子情報通信学会

ソサイエティ大会

令和3年10月

GPS/GNSSシンポジウム 2021

令和3年10月

GPS/GNSSシンポジウム 2021

令和3年10月

経路間隔と衝突危険度モデルの変遷

森亮太

令和3年10月

第33回情報伝送と信号処理ワークショップ
日本航海学会 航空宇宙研究会

Observation of ionospheric irregularity by using scintillation of VHF to UHF satellite
signals（VHFからUHF帯衛星ビーコンを用いた電離圏イレギュラリティの観測）
東京国際空港到着便の滑走路運用に関する一分析

髙橋
齋藤

透
享

令和3年11月

第150回 地球電磁気・地球惑星圏学会

令和3年11月

第59回 飛行機シンポジウム

令和3年11月

第59回 飛行機シンポジウム

平林 博子
ブラウン マーク
武市 昇（東京都立大学）
日笠 航希（東京大学）
Gt/GI/st+GI待ち行列モデルを用いた航空機の到着交通流の分析および制御
伊藤 恵理
航空機の到着時刻予測に適した機械学習手法の検討
森川 暢明（東京大学）
伊藤 恵理
矢入 健久（東京大学）
無操縦者航空機の導入に向けた運用環境定義の検討
虎谷 大地
小手川 達也（GA-ASI）
機械学習を用いた航空機の地上走行時間予測の検討
加藤 古都（東京大学）
蔭山 康太
伊藤 恵理
東京国際空港の到着機を対象とした滑走路割り振りのシミュレーション評価
関根 將弘（東京理科大学大学院）
立川 智章（東京理科大学）
蔭山 康太
伊藤 恵理
洋上経路を飛行する航空機の上昇位置の分析
水津 晴隆（東京都立大学）
平林 博子
ブラウン マーク
武市 昇（東京都立大学）
管制指示コマンドデータに基づく航空路管制セクターの分類
孟 成柱（筑波大学）
伊藤 誠（筑波大学）
平林 博子
村田 暁紀
レーダーエコーに基づく航空機の悪天における回避経路の生成
中村 陽一
瀬之口 敦
齊藤 真二
可搬型衛星航法補強装置によるRNP to xLS飛行評価について
福島 荘之介
加地 信一朗（慶應義塾大学大学院）
エンルート空域におけるFIM速度制御による到着時間間隔の調整
高橋 正樹（慶應義塾大学）
伊藤 恵理
坂井 丈泰
L5 SBASによる信号認証機能の基礎検討
北村 光教
小田 浩幸
SBASによる鉄道車両測位に向けたGNSS受信信号の品質監視とマルチパス誤差モ 吉原 貴之
北村 光教
デルの構築
小田 浩幸
坂井 丈泰
北村 光教
SLAS測位精度向上に関する研究

令和3年11月

第59回 飛行機シンポジウム

令和3年11月

第59回 飛行機シンポジウム

令和3年11月

第59回 飛行機シンポジウム

令和3年11月

第59回 飛行機シンポジウム

令和3年11月

第59回 飛行機シンポジウム

令和3年11月

第59回 飛行機シンポジウム

令和3年11月

第59回 飛行機シンポジウム

令和3年11月

第59回 飛行機シンポジウム

令和3年11月

第59回 飛行機シンポジウム

令和3年11月

第59回 飛行機シンポジウム

令和3年11月

第59回 飛行機シンポジウム

令和3年11月

第65回 宇宙科学技術連合講演会

令和3年11月

第65回 宇宙科学技術連合講演会

令和3年11月

第65回 宇宙科学技術連合講演会

国際海運における二酸化炭素削減方策検討のためのインタラクティブシミュレー 虎谷 大地
ション
馬 沖（海上安全技術研究所）
吉田 隼基（日本海事協会）
大西 弘益（商船三井）
河邉 拓樹（東京大学）
稗方 和夫（東京大学）

令和3年11月

日本船舶海洋工学会 秋季講演会

実航跡の特徴を抽出した航跡生成に関する研究

令和3年11月

第59回 飛行機シンポジウム

令和3年11月

第150回 地球電磁気・地球惑星圏学会

総会及び講演会

令和3年11月

第150回 地球電磁気・地球惑星圏学会

総会及び講演会

令和3年12月

進化計算シンポジウム 2021

令和3年12月

第64回 土木計画学研究

令和3年12月

電子情報通信学会 宇宙・航行エレクトロニクス研究会（SANE）
電子情報通信学会 宇宙・航行エレクトロニクス研究会（SANE）
電子情報通信学会 宇宙・航行エレクトロニクス研究会（SANE）

次世代陸域航空無線通信システムのプロトタイプ開発
まで～

宮沢 与和
虎谷 大地
中村 陽一
森 亮太
～システム詳細とIP疎通 森岡 和行
二ッ森 俊一
米本 成人
北折 潤
住谷 泰人
河村 暁子

洋上航空交通運用評価のための経路データを用いた代表風選択

森

亮太

齋藤 享
Impacts of VHF anomalous propagation on aeronautical navigation systems and the Es
細川 敬祐（電気通信大学）
layer structure and dynamics（Es層によるVHF異常伝播が航空航法システムに与える影響及びEs層構造・変動 坂井 純（電気通信大学）
冨澤 一郎（電気通信大学）
の検討）
中村 真帆
GBASの脅威となる低緯度電離圏電子密度急勾配の相関特性について
齋藤 享
吉原 貴之
多目的最適化と決定木を用いたエンルート交通流における速度制御戦略の抽出 関根 將弘（東京理科大学）
立川 智章（東京理科大学）
藤井 孝藏（東京理科大学）
伊藤 恵理
大規模災害時における空港面運用に関するシミュレータを用いた検討
青山 久枝
荒谷 太郎 （海上技術安全研究所）
間島 隆博（海上技術安全研究所）
山田 泉
今込 毅
田嶋 裕久
飛行試験データによる複数DMEによる測位誤差の検討
毛塚 敦
ガウス過程回帰を用いた旅客機の軌道予測精度の向上 －ターミナル空域におけ 虎谷 大地
る降下機の較正対気速度のモデル化－
Research and Development Progress of Foreign Object Debris Detection System Based on 二ッ森 俊一
森岡 和行
90 GHz Band Millimeter-Wave Radar
宮崎 則彦（90 GHz帯ミリ波レーダを用いた滑走路異物探知システムの研究開発状況）
平賀 規昭
米本 成人

-127-

令和4年1月
令和4年1月

総会及び講演会

発表会・秋大会

空港面通信システムの覆域拡大に関する実証実験～上空におけるハンドオーバ実 森岡 和行
験～
呂 暁東
長縄 潤一
金田 直樹
宮崎 則彦
平賀 規昭
米本 成人
河村 暁子

令和4年2月電子情報通信学会（SANE）

宇宙・航行エレクトロニクス研究会

関東周辺の空域における監視信号環境に関する考察

令和4年3月電子情報通信学会

総合大会

令和4年3月電子情報通信学会

総合大会

令和4年3月電子情報通信学会

総合大会

令和4年3月電子情報通信学会

総合大会

令和4年3月電子情報通信学会

総合大会

令和4年3月電子情報通信学会

総合大会

令和4年3月電子情報通信学会

総合大会

大津山 卓哉
本田 純一
河村 暁子
既存航空用VHFデータ通信システムのIP化検討
森岡 和行
米本 成人
円形アレーを用いたトランスポンダ応答信号の到来方向推定
北折 潤
塩見 格一（福井医療大学）
二ッ森 俊一76 GHz帯ミリ波レーダ用多素子平面アレイアンテナの設計および試作評価宮崎 則彦
将来の航空通信・航法・監視への量子鍵配送の適用可能性検討
金田 直樹
宮崎 裕己
開口面法とレイトレース法のハイブリッド手法における空隙の条件に関する一検 橋本 真輝（青山学院大学）
討
須賀 良介（青山学院大学）
毛塚 敦
橋本 修（青山学院大学）
滑走路異物検出のための光ファイバ接続型マルチスタティックレーダシステム 米本 成人
河村 暁子
二ッ森 俊一森岡 和行
宮崎 則彦
意図に関する情報提示がチームパフォーマンスに与える影響に関する実験研究竹井 しのぶ（東北大学大学院工学研究 令和4年3月
科）
狩川 大輔（東北大学大学院工学研究科）
青山 久枝
高橋 信（東北大学大学院工学研究科）

第189回 ヒューマンインタフェース学会研究会

藤井 直樹
吉原 貴之
瀬之口 敦
次世代陸域航空無線通信システムのプロトタイプ開発~ パワーアンプモジュール 森岡 和行
二ッ森 俊一
評価~
米本 成人
北折 潤
住谷 泰人
河村 暁子

令和4年3月電子情報通信学会

総合大会

令和4年3月電子情報通信学会

総合大会

風力発電設備の航空用電波への影響に関する初期検討

令和4年3月電子情報通信学会

総合大会

航空機の進入時の後方乱気流に対するLIDAR 観測結果について

本田
米本

純一
成人

-128-

(h）その他
表題名
通信・放送・測位（太陽地球圏環境予測オープン・テキストブック）

発表者

発表学会/機関名

発表年月

齋藤 享
津川 卓也（情報通信研究機構）
井上 諭

令和3年4月

太陽地球圏環境予測オープン・テキストブック

令和3年5月ヒューマンインタフェース学会誌

令和2年度交通運輸技術開発推進制度研究成果報告書（「大規模災害時における 青山 久枝
海上・航空輸送に関わるボトルネック解析 -マルチエージェントシステムによる 山田 泉
シミュレータ開発- 」）
東京国際空港における舗装の点検・補修計画の効率化を目指した交通データの活 青山 久枝
用について
伊藤 恵理
山田 泉
伊豆 太（港湾空港技術研究所）
二ッ森 俊一ATEC 5G基地局とRAの周波数共用に関する調査・研究 第1回WG資料
福島 荘之介
森 亮太
ADS-C CDPの衝突危険度モデルの概要

令和3年5月国土交通省（関連を含む）

令和3年5月マルチラテレーションによる交通量把握等に関する意見交換会

令和3年6月

令和3年6月

5G基地局とRAの周波数共用に関する調査・研究 SWG1 第1
回WG
CARATS推進協議会 ATM検討WG 軌道ベース運用検討アド
ホックADS-C CDP導入検討WG
Pythonによる数値計算法の基礎

令和3年6月リスク・レジリエンス工学概論

管制塔のデジタル化に向けて

Pythonによる数値計算法の基礎
航空管制システムにおけるリスク・レジリエンス
固定飛行経路角降下方式に関する研究の紹介

リスク・レジリエンス工学概論
航空管制におけるリスクマネジメント
GPSによる位置情報の雑音

橋本 修（青山学院大学）
毛塚 敦
福島 幸子
ビクラマシンハ
虎谷 大地
平林 博子
青山 久枝

ナヴィンダ

令和3年6月キトマル 令和3年6月

航空無線108号

令和3年6月

筑波大学

坂井

丈泰

令和3年6月リスク・レジリエンス工学概論

無人機・有人機間の情報共有における高度計規正に関する研究虎谷大地

令和3年7月超スマート社会の実現に向けて障害となる雑音の影響を低減するための技術調査専門委員会
ISO/TC20/SC16，無人航空機国際標準化国内委員会

GNSSの原理から基本的な測位アルゴリズム・プログラミングまで

坂井

丈泰

令和3年7月SAPTオンラインスクール

ATMから考えるUAMの高密度交通管理虎谷大地

令和3年7月UAM ConOps有志勉強会

中部DME不具合の原因分析に対する協力依頼報告書

令和3年7月

航空局技術管理センター

東京海洋大学大学院生（博士前期課程）に対する集中講義資料

本田 純一
毛塚 敦
天井 治

令和3年7月東京海洋大学

東京海洋大学大学院生（博士後期課程）に対する集中講義資料

天井

治

令和3年7月東京海洋大学

日本航海学会春季研究会でみちびきの将来計画や性能評価報告

北村 光教
坂井 丈泰
福島 荘之介

令和3年7月内閣府のみちびきWebサイト

令和3年7月

二ッ森 俊一福島 荘之介
宮崎 裕己
長縄 潤一
ビクラマシンハ

令和3年8月名古屋大学大学院工学研究科航空機開発GPL養成講座（第13回）
5G基地局とRAの周波数共用に関する調査・研究 SWG1 第2
回WG
航空技術

航法システムと航空管制技術の動向と課題
ATEC 5G基地局とRAの周波数共用に関する調査・研究 第2回WG資料
広域マルチラテレーションの開発
研究活動の紹介

令和3年8月ナヴィンダ

キトマル 令和3年8月

令和3年9月

第２回 航空機運航における新技術と騒音予測に関する検討会
5G基地局とRAの周波数共用に関する調査・研究 SWG1 第1
回WG
CARATS推進協議会 ATM検討WG/航空気象検討WG合同会合

令和3年9月CARATS推進協議会 ATM検討WG/航空気象検討WG合同会合

智章（東京理科大学）
將弘（東京理科大学）
孝藏（東京理科大学）
恵理
怜理（東京大学）
大地（東京大学）
活裕（東京大学）
健祐（大阪大学）

令和3年9月

学会誌「計算工学」

幸子

令和3年9月航空交通管制協会誌

令和3年9月航空無線109号

泰人

令和3年9月航空無線109号

令和3年9月航空無線109号

電子航法研究所研究発表会のご報告

松永 圭左
金田 直樹
宮崎 裕己
研究計画課

令和3年9月航空無線109号

AI を用いた不安定進入の要因分析

森亮太

令和3年9月航空路と出発進入方式

森亮太

令和3年9月航空無線109号
日本航空宇宙学会誌

RNP to xLS進入方式の研究フライアビリティと飛行実証

福島 荘之介齊藤 真二
森 亮太
ブラウン マーク

令和3年10月

ATEC新進入・出発方式WG会議

令和3年10月

ENRI〜KAUフリールーティング共同研究定例会

虎谷

令和3年10月

二ッ森 俊一福島 荘之介
瀬之口 敦
中村 陽一
平林 博子
吉原 貴之
藤井 直樹
瀬之口 敦
山田 泉
虎谷 大地

令和3年9月全体最適のための新たな航空交通モデルの開発

立川
関根
藤井
伊藤
都築
柳澤
西成
安福

航空交通管理領域ポスターセッション

福島

滑走路異物監視システムの研究開発

二ッ森

電子航法研究所研究発表会

住谷

ATEC 5G基地局とRAの周波数共用に関する調査・研究 SWG1 第1回WG資料
CARATS施策MET‐4およびTBO‐2（旧ID：EN‐6およびOI‐15）関連のENRI
研究開発の進捗報告
CARATS施策MET 4-3（旧OI-26）関連のENRI研究開発の進捗報告

監視通信領域ポスターセッションの様子

ADS-B 方式高度監視に係るADS-B 幾何高度基準の判別

Use of OpenSky-Network Data for Free Route Research（フリールート研究のためのOpenSky-Networkデータの使用について）
空中リスク推定に向けた飛行データ分析について俊一

遠隔型タワー（リモート・デジタルタワー）のための映像システムと支援機能の 井上 諭
開発
角張 泰之
米本 成人
古賀 禎
ブラウン マーク

令和3年10月

航空イノベーション推進協議会（JRPAS）
航空管制

電子航法研究所の取り組み（管制の高度化による運航方式の改善）

髙橋 健一
福島 幸子
福島 荘之介鈴木 紀雄大令和3年10月

航空機運航分野におけるCO2削減に関する検討会

令和3年10月

電子航法研究所 ホームページ

古賀 禎
吉原 貴之
呂 暁東

令和3年10月
令和3年11月

都公社次世代イノベーション創出プロジェクト/航空機DAPs
データの取得利用技術の指導
CARATS推進協議会 情報管理検討WG

二ッ森

令和3年11月

Microwave Workshop & Exhibition 2021

令和3年11月

Microwave Workshop & Exhibition 2021

令和3年11月

Microwave Workshop & Exhibition 2021

滑走路異物監視システム性能評価実験動画
DAPsデータの概要と気象情報の利用について
MR TBOにおける国際航空信頼フレームワークの構築
滑走路異物探知システム

大地

俊一

セキュリティ強化に向けた移動物体高度認識レーダー基盤技術の研究開発

米本

成人

ヘリコプタ障害物監視支援システム

二ッ森

各種電波応用機器の開発

米本

ミリ波レーダを用いた滑走路異物監視システムの研究開発

二ッ森

セキュリティ検査のためのミリ波イメージャ

米本

滑走路異物監視システムの実用化に向けた研究開発

二ッ森

性能準拠型航法(PBN)森

GBAS基準局でのGPS信号受信とGBASへの着陸機の影響

齊藤

俊一
成人
俊一

成人
俊一

亮太
真二

-129-

無操縦者航空機委員会

令和3年11月

Microwave Workshop & Exhibition 2021

令和3年11月

Microwave Workshop & Exhibition 2021

令和3年11月

Microwave Workshop & Exhibition 2021

令和3年11月

港湾空港技術特別講演会 in 関東

令和3年11月

日本航空宇宙学会誌

令和3年12月

航空無線110号

2021

福島 荘之介
二ッ森 俊一岡 恵

令和3年12月

CARATS オープンデータの 概要説明
additional time in terminal airspace(KPI08)と最大可能調整幅岡

令和3年12月

航空局様ご提供データ活用報告会

福島 幸子
令和3年12月
蔭山 康太
米本 成人
令和3年12月
本田 純一
Robert Geise（ブラウンシュバイク工科大学）
森 亮太
令和3年12月

第２報：総務省情報通信審議会報告書RTCA報告書の比較

風力発電設備の航空無線システムへの電波干渉評価

ENRIの研究(ATM/CNS)
航空交通データの収集・整備・提供

脱炭素化に向けた新しい曲線経路を飛行実証（プレスリリース）
電波高度計と5Gモバイルシステムの共用検討についての最新動向
る基地局との共用条件比較航空機動態情報を利用した短期の風予測精度向上

令和3年12月

恵

5G基地局とRAの周波数共用に関する調査・研究
回WG
CARATSオープンデータ活用促進フォーラム

CARATS推進協議会 ATM検討WG 軌道ベース運用検討アド
ホック
国土交通省（関連を含む）
海上・港湾・航空技術研究所
ら研発表会

令和3年12月

日本航空宇宙学会誌

令和3年12月

電子航法研究所 ホームページ

令和4年2月森

令和4年2月

総務省情報通信審議会
ル通信システム委員会
第16回航空気象研究会

令和4年2月QBIC海外展開WG

令和4年2月第34回航空安全シンポジウム

SBASの最新動向

坂井

ヘリコプタ周辺障害物探知支援のためのミリ波レーダの活用

二ッ森

丈泰

GNSS Positioning Program（GNSS測位のプログラム）
COVID-19 の航空産業への影響と維持 - 運輸、製造、管制

坂井

俊一
丈泰

洋上風力発電に関するうみそ

航空技術・政策・産業持論

岡 恵
古賀 禎
瀬之口 敦
福島 荘之介齊藤 真二-各国におけ 二ッ森 俊一
亮太

SWG1 第4

情報通信技術分科会 新世代モバイ
第26回技術検討作業班

令和4年3月GNSSサマースクール

李家 賢一（東京大学）
伊藤 恵理
青山 久枝

令和4年3月

学術の動向

令和4年3月国土交通省（関連を含む）

令和4年3月国土交通省（関連を含む）

電子航法研における監視システムの信号環境測定

青山 久枝
福島 幸子
山田 泉
大津山 卓哉

令和4年3月

宇宙天気と衛星測位: 影響を与えるメカニズムと障害の内容

齋藤

令和4年3月航空無線111号
第5回宇宙天気予報の高度化のあり方に関する検討会

宇宙天気と航空機運航: 影響を与えるメカニズムと障害の内容
デジタル管制塔の実現に向けたデザイン研究齋藤享

令和4年3月

第6回宇宙天気予報の高度化のあり方に関する検討会

井上諭

令和4年3月武蔵野美術大学

マルチラテレーションによる航空機位置情報の活用
令和3年度

交通運輸技術開発推進制度

研究成果報告書

享-130-

ビジョンとUXデザイン

８

知的財産権

当研究所の令和３年度末(R4.3.31)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(国内)年月日

登録番号

登録年月日

電波反射体を用いた測定装置

米本成人
塩見格一

H14.6.28

3623211

H16.12.3

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

塩見格一

H15.1.24

4412701

H21.11.27

無線ネットワークシステム、移動局および移動局の制御方
法

二瓶子朗

H14.11.19

4097254

H20.3.21

無線通信ネットワークシステム

二瓶子朗

H15.3.28

4141876

H20.6.20

無線通信ネットワークシステムおよび無線ネットワークシ
ステムの制御方法二瓶子朗

H14.11.19

4097133

H20.3.21

カオス論的指標値計算システム

PCT出願（日本国内）

塩見格一

H15.12.26

4317898

H21.6.5

カオス論的指標値計算システム（日本国内分割）

塩見格一

H15.12.26

4989618

H24.5.11

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

金田直樹
塩見格一

H16.3.3

4107432

H20.4.11

電波装置

米本成人

H16.5.18

3845426

H18.8.25

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

塩見格一

H16.3.29

3888688

H18.12.8

大脳評価装置塩見格一

H16.4.28

4500955

H22.4.30

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

塩見格一
金田直樹

H18.10.134355833

H21.8.14

電波反射体を用いた測定装置（分割出願）

米本成人
塩見格一

H14.6.28

3772191

H18.2.24

電波反射体を用いた移動体の航法方法（分割出願）

米本成人
塩見格一

H14.6.28

3840520

H18.8.18

全方向性を有する誘電体レンズ装置。

米本成人

H16.8.19

3822619

H18.6.30

高周波信号のデジタルＩＱ検波方法

田嶋裕久
古賀禎
小瀬木滋

H16.9.15

3874295

H18.11.2

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

米本成人

H17.1.18

3995687

H19.8.10

移動体の測位方法及びその測位装置

古賀禎
田嶋裕久

H17.2.214736083

H23.5.13

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

塩見格一
金田直樹

H17.6.214625954

H22.11.19

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

塩見格一
金田直樹

H17.6.214590559

H22.9.24

ミリ波レーダ組み込み型ヘッドランプ

米本成人
河村暁子

H22.5.11

4919179

H24.2.10

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。

坂井丈泰

H19.9.25

4644792

H22.12.17

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。

米本成人
河村暁子

H20.10.28

4812824

H23.9.2

作業適正判定システム

塩見格一

H20.10.31

5035567

H24.7.13

作業監視システム

塩見格一

H20.10.31

4936147

H24.3.2

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有するＧ
ＰＳ衛星信号品質監視装置

齊藤真二

H21.6.45305395

H25.7.5

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

H22.3.25

5305413

H25.7.5

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。

藤田征吾

H22.8.20

5305416

H25.7.5

PCT出願（日本国内）

-131-

発

明

の

名

称

発

明

者

二ッ森俊一
米本成人
河村暁子
二ッ森俊一
米本成人
河村暁子

直線偏波の制御方法及びその装置。
直線偏波の制御方法及びその装置（分割出願）

出願(国内)年月日

登録番号

登録年月日

H23.4.26

5376470

H25.10.4

H23.4.26

5598879

H26.8.22

自律神経の状態評価システム

塩見格一

H23.7.20

5812265

H27.10.2

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

H28.1.236332874

H30.5.11レーダー装置における相互干渉を回避する方法及びこの方法を用いた監視装置。

二ッ森俊一
森岡和行
河村暁子
米本成人

H27.6.11

6195278

H29.8.25

麻生貴広

H29.4.7

6288745

H30.2.16

坂井丈泰

H29.9.56440217

H30.11.30

遠隔型飛行場援助業務用情報表示機能付き電子計算機（意匠）井上諭

H31.3.26

1648467

R1.11.29

航空機情報表示機能及び空港情報表示機能付き電子計算機
（意匠）

井上諭

H31.3.26

1648468

R1.11.29

遠隔型飛行場援助業務用情報表示機能及び空港情報表示機
能付き電子計算機（意匠）井上諭

H31.3.26

1648469

R1.11.29

レーダーシステム及びレーダー探索方法

塩見格一

H28.9.19

6995326

R3.12.17

端末制御信号の送信装置

米本成人
角張泰之

H29.9.28

6892645

R3.6.1

出願(国際)年月日

登録番号

登録年月日

塩見格一

H14.10.23

US 7030780

H18.4.18

塩見格一

H14.10.23

EP 1450331

H17.12.28

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）

金田直樹
塩見格一

H16.6.1

IL 171970

H26.2.1

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
PCT出願 (アメリカ国内)

塩見格一

H16.1.26

US 7091994

H18.8.15

電波装置

米本成人

H17.3.9

US 7446730

H20.11.4

米本成人

H17.7.27

US 8471757

H25.6.25

米本成人
河村暁子

H22.5.11

US 8803728

H26.8.12

ＧＮＳＳを用いて航法を行う機能を有する航空機の航法性能の推定方法及び推定装置、並びに航空機の航空性能の劣化を検出する方法及び航空機の航法性能の監視装置
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。

②海外
発

明

の

名

航空管制用表示装置における航空機位置表示方法
願（アメリカ国内）
航空管制用表示装置における航空機位置表示方法
（欧州）

称

発
PCT出

PCT出願

PCT出願（アメリカ国内）

誘電体レンズを用いた装置

PCT出願（アメリカ国内）

ミリ波レーダ組み込み型ヘッドランプ
リカ国内）

パリルート（アメ

-132-

明

者

(2) 出願中
①日本国内
発明の名称

発明者

積雪特性を測定する方法及びその装置及びこの積雪特性を測定する
方法を利用した融雪災害の予測監視方法及びその装置
質問信号送信システム及び質問信号送信方法

吉原貴之
齋藤 享
毛塚 敦
角張泰之
古賀 禎

出願(国内)年月日

出願番号

H30.11.8

2018-210796

R1.9.20

2019-171749

GNSSを用いた車両の測位に用いる擬似距離誤差の評価指標及び測位
解の信頼性指標を求める方法及びサイクルスリップを検出し、波数バイアスを修正する方法、及びGNSSを用いた車両の測位方法及びそ
の装置

麻生貴広
吉原貴之
北村光教

R2.11.5

2020-184967

衛星航法システムにおける測位誤差の補正方法、測位誤差を補正す
る情報処理装置及びプログラム

坂井丈泰

R3.3.252021-051650

②海外
無し

-133-

第 ３ 部
現
況

-135-

１

令和３年度に購入した主要機器

試験用滑走路異物監視ｼｽﾃﾑ広帯域化改修

1式

試験用滑走路異物監視ｼｽﾃﾑ用ﾐﾘ波ﾚｰﾀﾞ円偏波化改修
準天頂衛星L5S信号対応受信機の機能追加
信号発生器

1式

1式

ファイルサーバ

1式

4GHz帯光遅延線路

1式

航空機用衛星通信アンテナ
GPSレシーバー

1式

2式

準天頂衛星L5S信号対応受信機

1式

GNSSシンチレーション受信機

1式

航空路監視技術実験用アレーアンテナ
ネットワークカメラ

高性能ﾜｰｸｽﾃｰｼｮﾝ

1式

1式

マルチRF入力ポートGNSS受信機2

VDB空中線

1式

1式

1式

試験用滑走路異物監視ｼｽﾃﾑ羽田空港設置用接続部材
無線評価ボード

1式

ATCトランスポンダ

2式

付帯設備(機器収容架固定金具等)
L2ｽｲｯﾁ

1式

1式

1式

-137-

1式

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169ー
-138-

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170ー
-139-

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

当研究所の令和3年度における行事等は，下記のとおりである。
研究施設一般公開〔Web公開〕
当研究所の各施設および実験風景をWeb上で公開した。
(https://www.mpat.go.jp/virtual/index.html)
研究発表会〔令和3年6月9日（水）～6月10日（木）Web開催〕
令和3年度（第21回）電子航法研究所研究発表会をオンラインセミナーで開催した。
（2日間接続者数延べ553名）
公開実験〔令和3年7月9日（金）Web開催〕
第1回電子航法研究所公開実験を開催した。
滑走路異物監視システムについて5号棟2階会議室より概要を説明しその後，屋外で実験する様子をWeb配信を行った。
（接続者数延べ175名）
第93回出前講座〔令和3年8月2日（月）Web開催〕
管制技術課，管制技術課技術管理センター
運用課航空情報・飛行検査高度化企画室，運用課飛行検査センター
1．GBASの概要
2．GBASの原理1:GPS測位からGBAS偏移
3．GBASの原理2:安全を保つ仕組み
4．VDBが放送する電波とデータ
5．航空機上でのGBAS計器・表示の概要
6．GBASを運用していく上での注意点（航法システム領域 領域長 福島

荘之介）

第94回出前講座〔令和3年11月18日（木）Web開催〕 交通管制企画課システム開発評価・危機管理センター
1．ENRI SWIM Test Bedの構築について
2．FIXMに基づいたFF-ICEサービスの開発について
3．SWIMにおける異種サービス間の連携について（監視通信領域 主幹研究員 呂 暁東）
第95回出前講座〔令和3年12月7日（火）〕 広島空港事務所 1階会議室(南)1．GBAS(Ground Based Argumentation System)の概要
2．GBASの動向
3．円弧旋回をともなう新たな飛行方式(RNP to xLS)
4．広島空港における飛行評価実験（航法システム領域 領域長
第96回出前講座〔令和4年1月24日（木）〕1．ICAOの動向と次世代衛星航法

福島

荘之介）

福島

荘之介）

航空保安大学校（航法システム領域

第97回出前講座〔令和4年3月25日（金）Web開催〕
1．新しいGNSS環境を活用した進入着陸誘導システムに関する研究（航法システム領域

-140-

領域長

上席研究員

坂井

丈泰）

第1回 オンライン説明会（令和4年1月採用）〔令和3年7月29日（木）Web開催〕
1．所長挨拶 （所長 福田 豊）
2．公募に関する説明 （人事課 畠山 佳代子）
3．研究所紹介 （人事課 畠山 佳代子）
4．業務説明 （監視通信領域 主幹研究員 呂 暁東）
5．先輩研究員からのメッセージ（監視通信領域 主幹研究員 本田 純一）（航空交通管理領域 主任研究員 虎谷 大地）（航法システム領域 主任研究員 北村 光教）
第2回 オンライン説明会（令和5年4月採用）〔令和4年3月18日（金）Web開催〕
1．所長挨拶 （所長 福田 豊）
2．公募に関する説明 （人事課 畠山 佳代子）
3．研究所紹介 （人事課 畠山 佳代子）
4．先輩研究員からのメッセージ（航空交通管理領域 主任研究員 虎谷 大地）（航法システム領域 任期付研究員 髙橋 透）（監視通信領域 主任研究員 長縄 潤一）
令和3年度第1回評議員会〔令和3年5月31日（月）〕評議員会において業務実績及び自己評価について外部評価を実施した。
1．電子航法に関する研究開発等
2．分野横断的な研究の推進等(電子研部分)
3．研究開発成果の社会への還元(電子研部分)
4．戦略的な国際活動の推進(電子研部分)
令和3年度第2回評議員会〔令和4年3月2日（水）〕評議員会において下記課題に関する外部評価を実施した。
事後評価課題「PBNとGBASを活用した高度な計器進入方式に関する研究」「滑走路異物監視システムの高度化に関する研究」
事前評価課題「環境に配慮した効率的な進入着陸に関わる技術開発」「空港用マルチ監視技術活用に関する研究」

講演会〔令和4年1月18日（火）～1月19日（水）Web開催〕
令和3年度電子航法研究所講演会をオンラインセミナーで開催した。
(接続者数 170名)
テーマ「航空交通管理における最新研究動向と空港運用を支える監視技術に関する国際ワークショップ」
1．航空交通管理にデジタル変革をもたらす研究開発（電子航法研究所 伊藤 恵理）
2．ANAホールディングスの目指すUAMの世界と課題について（ANAホールディングスデジタルデザインラボ
保理江 裕己）3．Airspace and Passenger Management considering COVID constraints（ドレスデン工科大学 Michael Shultz)
4．A Way to Fully Automated ATC(ドイツ航空宇宙センター Juergen Rataj)
5．NASA Air Traffic Management eXploration(ATM-X):Developing the Future of Air Traffic
Management(アメリカ航空宇宙局 Kurt Swieringa)
6．Special Talk from Civil Aviation Authority of Malaysia(マレーシア航空局 Shairyzal Bin Mohamad)
7．Special Talk from Malaysia Airports Holdings Berhad(マレーシア・エアポーツ・ホールディングス
Shahrunnizam Bin Abd Jamil)
8．FODD System Performance Through Field Trial at Kuala Lumpur International Airport(マレーシア工科大学 Sevia Mahdaliza Idrus)
9．90GHz帯滑走路異物監視システムに用いるRCSシミュレーション(日立国際電気 柴垣 信彦)
10．96GHzミリ波レーダを用いた滑走路異物監視システムの研究開発状況(電子航法研究所 二ッ森 俊一)

-141-

５

職員表彰

令和3年度は該当者なし

-142-

௜

-143-

㘓

１．略 語 表
略

語

英

語

日

本

語

Ａ
ABAS

Aircraft-Based Augmentation System

機上型衛星航法補強システム

用語解説（ABAS）
ACAS

Airborne Collision Avoidance System

航空機衝突防止装置

用語解説（ACAS）
ACAS-X

Airborne Collision Avoidance System X

次世代 ACAS(航空機衝突防止装置)

ACARS

Aircraft Communications Addressing andReporting System

航空機空地データ通信システム
必要な運航情報を ARINC/SITA の通信網を介して航空機側から地上へ，または地上から航空機側へ自動的に提供するシステム

A-CDM

Airport CDM（Collaborative Decision Making）

空港 CDMADEX

ATC Data Exchange system

管制データ交換処理システム

ADOV

Ad hoc On-Demand Distance Vector

アドホックオンデマンド距離ベクトル

ADS

Automatic Dependent Surveillance

自動位置情報伝送･監視機能

ADS-B

Automatic Dependent Surveillance-Broadcast

放送型自動位置情報伝送･監視機能

用語解説（ADS-B）
ADS-B-NRA

ADS-B Non-Radar Airspace

非レーダ空域での航空管制を ADS-B によって補強する方式

ADS-B-RAD

ADS-B Radar Airspace

レーダ覆域内の空域での航空管制を ADS-B によって補強する方式

ADS-C

Automatic Dependent Surveillance-Contract

自動従属監視AeroMACS

Aeronautical Mobile Airport Communications
System

空港用高速移動通信システム

AEROTHAI

Aeronautical radio of Thailand Limited

エアロタイ社（タイ国政府や航空各社が出資し，タイで航空管制業務を行う企業）

AI

Artificial Intelligence

人工知能

AIAA

American Institute of Aeronautics and Astronautics

米国航空宇宙学会

AIDC

Air Traffic Service Interfacility Data
Communications

管制機関間データ通信

AIP

Aeronautical Information Publication

航空路誌（航空機の運航に必要な情報を収録する出版物で，国が発行している）

AirTOp

Air Traffic Optimizer

航空交通管理シミュレーションソフトウェア

AIXM

Aeronautic Information Exchange Model

航空情報交換モデル

-145-

AMAN

Arrival MANager

到着管理システム※Arrival MANagement System と同義
AMHS

ATS Message Handling System

管制機関や航空会社間が利用するメールサービ
スの一種

AMS(R)SAeronautical Mobile Satellite (Route) Service

航空機と地上との衛星通信サービス

ANConf

Air Navigation Conference

ICAO 航空管制会議

ANSP

Air Navigation Service Provider

航空管制サービスプロバイダ

APAC

Asia-Pacific

アジア太平洋地域

APANPIRG

Asia/Pacific Air Navigation Planning and
Implementation Regional Group

アジア太平洋地域航空管制計画整備グループ

APEC

Asia Pacific Economic Cooperation

アジア太平洋経済協力

APISAT

Asia-Pacific International Symposium on
Aerospace Technology

アジア太平洋航空宇宙技術国際シンポジウム(国
際学会)

APNT

Alternative Position, Navigation and Timing（GNSS の）代替測位・航法・測時

APV

Approach Procedure with Vertical Guidance

垂直誘導付進入方式
方位方向と垂直方向の誘導情報を用いるが，精密進入の要件を満たしていない進入のこと

用語解説（APV）
APV-I

Approach with Vertical Guidance 1

垂直誘導付進入の一形態で決心高度（着陸するか否かをパイロットが判断する高度）250 フィー
トまで利用可能な進入モード

AR

Augmented Reality

拡張現実

ARINC

Aeronautical Radio Incorporated

エアーリンク社（米国の民間航空通信会社）

ARNS

Aeronautical Radio Navigation Service

航空無線航法サービス

ARSR

Air Route Surveillance Radar

航空路監視レーダ

ASA

Airborne Surveillance Application

機上監視応用

用語解説（ASA）
ASAS

Airborne Separation Assurance / Assistance
System

航空機間隔維持支援装置システム（※最新の ICAO 文書等では，ASA またはASA システムとして統一して扱っている。）
ASBUs

Aviation System Block Upgrades

GANP の技術開発ロードマップ

ASDE

Airport Surface Detection Equipment

空港面探知レーダ

A-SMGCS

Advanced-Surface Movement Guidance andControl System

先進型地上走行誘導管制システム

ASP

ATM Service Provider

ATM サービス提供者

ASR

Airport Surveillance Radar

空港監視レーダ-146-

用語解説（A-SMGCS）

ASTERIX

All Purpose Structured Eurocontrol Surveillance
Information Exchange

欧州の監視情報交換の規格

ASWG

Aeronautical Surveillance Working Group

航空監視ワーキンググループ(ICAO SP)ATCAir Traffic Control

航空交通管制ATCA

Air Traffic Controllers Association

米国管制協会ATEC

Association of Air Transport Engineering andResearch（公財）航空輸送技術研究センター

ATFM

Air Traffic Flow Management

航空交通流管理

ATIS

Automatic Terminal Information Service

飛行場情報放送業務

ATM

Air Traffic Management

航空交通管理ATMC

Air Traffic Management Center

航空交通管理センター（航空局の組織）

ATMRI

Air Traffic Management Research Instituteシンガポール ATM 研究所

ATMRPP

Air Traffic Management Requirements andPerformance Panel

航空交通管理要求性能パネル

ATS

Air Traffic Services

航空交通業務ATSA

Airborne Traffic Situational Awareness

航空交通状況認識ATSU

Air Traffic Services Unit

航空交通業務ユニット

AU

Airspace User

空域利用者

BADA

Base of Aircraft Data

国際的に使用されている航空機緒元データ

BDS

BeiDou Navigation Satellite System

北斗衛星導航系統，中国の全地球的測位衛星シ
ステム

BIS

Boundary Intermediate System

境界型中間システム

BRIN

Badan Riset dan Inovasi Nasional

インドネシア国立研究革新庁

Ｂ(National Research and Innovation Agency)Ｃ
CANSO

Civil Air Navigation Services Organization

民間航空交通管制業務提供機構

CARATS

Collaborative Actions for Renovation of Air Traffic
Systems

将来の航空交通システムに関する長期ビジョン
（日本）

CAS

Collision Avoidance System

衝突防止システムCAT

Category

精密進入の運用分類

用語解説（CAT-Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ）
CCO

Continuous Climb Operation

継続上昇運航CDAContinuous Descent Approach/Arrival

連続降下進入方式

-147-

CDM

Collaborative Decision Making

協調的意思決定

用語解説（CDM）
CDMA

Code Division Multiple Access

符号分割多重接続

CDO

Continuous Descent Operation

継続降下運航用語解説（CDO）
CDP

Climb Descent Procedure

ノンレーダ空域において ADS-C 監視機能を活用
して短縮管制間隔を適用して上昇降下を実施す
る方式

CDTI

Cockpit Display of Traffic Information

コックピット交通情報表示装置

CENPAC

Central Pacific

南部太平洋経路

CFDT

Calculated Fixed Departure Time

航空機が特定点を通過する際の時間管理

CFIT

Controlled Flight Into Terrain

操縦可能状態での地上衝突事故

CMU

Communication Management Unit

通信管理装置CNS

Communication, Navigation and Surveillance

通信・航法・監視用語解説（CNS）
CNTSG

Conventional Navaids and Testing Subgroup

従来航法・検査サブグループ

COTS

Commercial Off-the-Shelf

商用オフザシェルフCP

Communication Panel

通信パネル（ICAO）

CPDLC

Controller Pilot Data Link Communications

管制官・パイロット間データ通信

CRM

Collision Risk Model

衝突危険度モデル

CSG

Category Ⅱ/Ⅲ SubgroupカテゴリーⅡ/Ⅲサブグループ(ICAO NSP)

Downlink Aircraft Parameters

航空機動態情報Ｄ
DAPs

用語解説（DAPs）
DA コンバータ

Digital Analog Converter

デジタル－アナログ変換回路

DCAT

Descriptive Context Analysis support Tool

記述的状況分析支援ツール

DCIWG

Data Communications Infrastructure Working
Group

データ通信基盤作業部会

DCB

Demand/Capacity Balancing

需要と容量のバランス

DDM

Difference in the Depth of Modulation

二つの変調波の変調度の差

DFIS

Digital Flight Information Service

デジタル飛行情報提供業務

DFMC

Dual-Frequency Multi-Constellation

GNSS 測位において，二周波の信号と複数の測位
衛星システムを利用すること

DFS

Deutsche Flugsicherung

ドイツの航空管制サービスプロバイダ

-148-

DGPS

Differential GPS

ディファレンシャル GPS

用語解説（DGPS）
DLR

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt

ドイツ航空研究所

DMAN

Departure MANager

出発管理システム※Departure MANagement System と同義
DMEDistance Measuring Equipment→VOR/DME

用語解説（DME）
DSB

Double Sideband

両側波帯

DSDV

Destination-Sequenced Distance-Vector

ディスティネーションシーケンス距離ベクトル

DSNA

Direction des Services de la Navigation Aérienne

仏国の航空管制機関（仏国航空局の一部門）

DSP

Digital Signal Processing/Processor

デジタル信号処理（機）（集積回路）

DSR

Dynamic Source Routing

ダイナミックソースルーティング

D-TAXI

Datalink Taxi Clearance Delivery

データリンクを用いた航空機の地上誘導技術

DTLS

Datagram Transport Layer Security

データグラムトランスポート層セキュリティ

EADS

European Aeronautic Defense and Space

エアバス親会社の社名

EASA

European Union Aviation Safety Agency

欧州航空安全庁

EAR

Equatorial Atmosphere Radar

赤道大気レーダ。京都大学がインドネシアに設置した大気・電離圏観測用レーダ

EDCT

Expected Departure

出発制御時刻EFB

Electronic Flight Bag

Ｅ

Clearance Time

電子フライトバッグ

用語解説（EFB）
EGNOS

European Geostationary Navigation Overlay
Service

欧州の SBAS

EIWAC

ENRI International Workshop on ATM/CNS

電子航法研究所が主催する ATM/CNS に関する国際ワークショップ → 2022 年より主催変更
により IWAC へ変更

ELT

Emergency Locator Transmitter

航空機用救命無線機（非常位置送信機）

EMA/RMA

En-route Monitoring Agency / Regional Monitoring
Agency国際空域の PBN 運航や RVSM 空域の安全性監視
を行う機関

EMC

Electro-Magnetic Compatibility

電磁両立性

EMI

Electro Magnetic Interference

電磁干渉

ENRI

Electronic Navigation Research Institute電子航法研究所（MPAT）

ENAC

École Nationale de l'Aviation Civile

仏国国立民間航空学院

ESA

European Space Agency

欧州宇宙機関-149-

Es Layer

Sporadic E Layer

スポラディック E 層（電離圏）

ESTEC

European Space Research and Technology Centre

欧州宇宙研究技術センター

ETM

Upper Class E Traffic Management

高層クラス E における交通管理

ETRI

Electronics and Telecommunications ResearchInstitute

韓国電子通信研究院

ETS

Engineering Test Satellite

技術試験衛星EuRADEuropean Radar Conference

欧州レーダ会議(国際学会)

EUROCAE

European Organisation for Civil Aviation
Equipment

欧州民間航空用装置製造業者機構

European Organisation for the Safety of Air
Navigation

欧州航空（航法）安全機関，欧州管制機関

Enhanced Vision System

エンハンスト・ビジョン・システム

Federal Aviation Administration

米国連邦航空局

EUROCONTROL

EVS

用語解説（EUROCAE）

用語解説（EUROCONTROL）

Ｆ
FAA

用語解説（FAA）
FACE

Flight object Administration Center System

飛行情報管理処理システム

FATS

Future Air Transportation System

日米将来航空交通システムの調和に関する会議

FD

Fault Detection（測位衛星の）故障検出

FDE

Fault Detection and Exclusion（測位衛星の）故障検出と排除

FDMA

Frequency Division Multiple Access

周波数分割多元接続

FDTD

Finite Difference time-domain method

有限差分時間領域法

FF-ICE

Flight and Flow Information for a Collaborative
Environment

協調的環境のための飛行と交通流情報

FFM

Far Field Monitor

ファーフィールドモニタ（CAT-Ⅲに設置され滑走路末端でローカライザ電波を監視する装置）

用語解説（ILS）
FIM

Flight-deck Interval Management

航空機間隔を管理する機上装置の機能

FIR

Flight Information Region

飛行情報区

FIXM

Flight Information Exchange Model

飛行情報交換モデル

FMC

Flight Management Computer

飛行管理装置（パイロット端末を除く計算装置
の部分）

FMCW

Frequency Modulated Continuous Wave

周波数変調された連続波

FMS

Flight Management System

飛行管理装置

用語解説（FMS）
FOD

Foreign Object Debris(滑走路上の)異物

-150-

FRA

Free Route Airspace

フリールート空域

FSMP

Frequency Spectrum Management Panel

周波数管理パネル(ICAO)GAGANGPS Aided GEO Augmented Navigation

印国の SBASGALILEOGALILEO

欧州の全地球的測位衛星システム

GANP

Global Air Navigation (Capacity & Efficiency) Plan

世界航空交通計画

GAP

Ground Access Point

地上アクセスポイント

GAST-D

GBAS Approach Service Type D

GPS/GLONASS の L1 信号一周波を用いて補強情報を生成するカテゴリーⅢ着陸に対応した
GBAS

GBAS

Ground-Based Augmentation System

地上型衛星航法補強システムＧ

用語解説（GBAS）
GBT

Ground-Based Transceiver

地上局，または地上送受信装置

GEO

Geo-stationary Earth Orbit

静止軌道(衛星)

GEONET

GNSS Earth Observation Network System

国土地理院 GNSS 連続観測システム

GNS 用語解説（GEONET）
GES

Ground Earth Station(衛星通信施設の)地球局

GICB

Ground-Initiated Comm-B

地上喚起 Comm-B

用語解説（地上喚起 Comm-B）
GIM

Ground-based Interval Management

航空機間隔を管理する AMAN の拡張システム

GIVE

Grid Ionospheric Vertical Error

電離圏格子点垂直誤差

GLONASS

Global Navigation Satellite System

露国の全地球的測位衛星システム

GLS

GNSS Landing System（場合により，GBAS Landing System）

GNSS 着陸システム（場合により，GBAS 着陸システム）

GNSS

Global Navigation Satellite System

全地球的航法衛星システム

用語解説（GNSS）
GP

Glide Path

グライド・パス

用語解説（ILS）
GPAS

Graded Proximity Advisory System

段階的接近警報システム

GPS

Global Positioning System

米国の全地球的測位システム

GUFI

Globally Unique Flight Identifier

航空機識別子GUI

Graphical User Interface

視覚的操作部

Ｈ

-151-

HAL

Horizontal Alert Limit

水平警報限界用語解説（保護レベルと警報限界）
HF

High Frequency

短波

HF

Human factor

人的要素

HMI

Human-Machine Interface

人間機械インタフェース

HMI

Hazardous Misleading Information

危険な誤誘導情報

HMU

Height Monitoring Unit

高度監視装置

HPL

Horizontal Protection Level

水平保護レベル

用語解説（保護レベルと警報限界）
Ｉ
IAATC

International Advanced Aviation Technologies
Conference

国際次世代航空技術会議

IATAInternational Air Transport Association

国際航空運送協会

ICAO

International Civil Aviation Organization

国際民間航空機関

用語解説（ICAO）
ICAP

Integrated Control Advice Processing System

管制支援処理システム

ICAS

International Council of the Aeronautical Science

国際航空科学会議

ICNS

Integrated Communications Navigation andSurveillance

CNS の国際学会

ICSANEInternational Conference on Space, Aeronauticaland Navigational Electronics

宇宙航行エレクトロニクス国際会議(国際学会)

ID

Identifier

識別符号

IEE

The Institution of Electrical Engineers

英国王立電気学会（現 IET:英国電気学会）

IEEE

Institute of Electrical and Electronics Engineers

米国電気電子学会

IES

International Ionospheric Effect Symposium

電離圏の影響に関する国際シンポジウム

IFM

Ionosphere Field Monitor

電離圏フィールドモニタ

IFPP

Instrumental Flight Procedures Panel

計器飛行方式パネル(ICAO)IFRInstrument Flight Rules

計器飛行方式IGSInternational GPS Service

国際 GPS 事業

IGWG

International GBAS Working Group

国際 GBAS ワーキンググループ会議

ILS

Instrument Landing System

計器着陸装置

用語解説（ILS）
IM

Interval Management

間隔管理

IMU

Inertial Measurement Unit

慣性計測装置

-152-

INCS

Independent Non-Cooperative Surveillance

独立非協調監視システム

INS

Inertial Navigation System

慣性航法装置ION

Institute of Navigation

米国航法学会IP

Information Paper

インフォメーションペーパー

IPInformation Provider

情報提供業者

IPACG

Informal Pacific ATC Coordinating Group

日米航空管制調整グループ会議

IPL

Interference Path Loss

干渉経路損失IPSInternet Protocol Suite

インターネットプロトコルスイート

ISA

International Standard Atmosphere

国際標準大気モデル

ISTF

Ionospheric Studies Taskforce

電離圏データ収集・共有タスクフォース(ICAO)IS-QZSSInterface Specification-QZSS

準天頂衛星システムユーザインタフェース仕様書

IT

Information Technology

情報技術

ITP

In Trail Procedure

機上監視上昇降下方式(ノンレーダ空域において ADS-B 監視機能を活用し短縮管制間隔を適用して上昇降下を実施す
る方式)

ITRF

International Terrestrial Reference Frame

国際地球基準座標系

ITU

International Telecommunication Union

国際電気通信連合

IWACInternational Workshop on ATM/CNS

ATM/CNS に関する国際ワークショップ

IWG

SBAS Technical Interoperability Working Group

SBAS 相互運用性作業グループ

JAXA

Japan Aerospace Exploration Agency

国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

JCAB

Japan Civil Aviation Bureau

国土交通省航空局

JICA

Japan International Cooperation Agency

独立行政法人国際協力機構

JPL

Jet Propulsion Laboratory

ジェット推進研究所（米国）

JPGU

Japan Geoscience Union

日本地球惑星科学連合

KAIST

Korea Advanced Institute of Science andTechnology

韓国科学技術院

KARI

Korea Aerospace Research Institute

韓国航空宇宙研究院

KASI

Korea Astronomy Space Science Institute

韓国天文宇宙科学研究院

KAU

Korea Aerospace University

韓国航空大学KICTEP

Korea Institute of Construction and Transportation
Technology Evaluation and Planning

韓国建設・運輸技術評価計画機構

Ｊ

K

-153-

KMITLKing Mongkut’s Institute of Technology
Ladkrabang

タイ・モンクット王工科大学ラカバン

KOTI

The Korea Transport Institute

韓国交通研究院

L1-SAIF

L1 Submeter-class Augmentation with Integrity
Function

完全性機能を有するサブメートル級補強信号(準
天頂衛星)

LAPAN

Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional(National Institute of Aeronautics and Space)

インドネシア国立航空宇宙研究所

LDA

Localizer Type Directional Aid

ローカライザ－型式方向援助施設

LDACS

L-band Digital Aeronautical Communication
System

L 帯デジタル航空通信システム

LEO

Low Earth Orbit

低軌道(衛星)LFM

Local Forecast Model

局地予報モデル

LPV200Localizer Performance with Vertical Guidance 200

決心高度（着陸するか否かをパイロットが判断する高度）200 フィートまで利用可能な進入モード
用語解説（LPV-200）

LOC

Localizer

ローカライザ－。計器着陸装置（ILS）を構成するもので滑走路の中心線を示す。

Ｌ

用語解説（ILS）
Ｍ
MAC

Medium Access Control

メディアアクセス制御

MASPS

Minimum Aviation System Performance Standards

航空システム最低性能要件

METP

Meteorology Panel

気象パネル（ICAO）

MIAMMedia Independent Aircraft Messaging

装置独立型航空機メッセージング

MIMO

Multi Input Multi Output

複数アンテナを用いた無線通信の送受信技術

MLAT

Multilateration(system)

マルチラテレーション

用語解説（マルチラテレーション）
MLIT

Ministry of Land, Infrastructure, Transport andTourism

国土交通省

MMR

Multi-Mode Receiver

マルチモード受信機（機上装置）

MOPS

Minimum Operational Performance Standards

最低運用性能基準

MPAT

National Institute of Maritime, Port and Aviation
Technology

国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所

MSAS

MTSAT Satellite-based Augmentation System/

日本の SBAS。運用開始時（2007 年 9 月）の静止
衛星は MTSAT であったが，2020 年 4 月から準天頂衛星みちびきを利用。

Michibiki Satellite-based Augmentation System

用語解説（GNSS）-154-

MSPSR

Multi-Static Primary Surveillance Radar

マルチスタティックレーダ（従来型 1 次レーダの代替を目指して検討されている新型レーダシ
ステム）

MTBO

Mean Time Between Outages

施設が障害により停止に至るまでの平均時間

MTCD

Medium-Term Conflict Detection

中期コンフリクト検出

MTSAT

Multi-Functional Transport Satellite

運輸多目的衛星

MU レーダMiddle and Upper Atmosphere Radar

中層超高層大気観測用大型レーダ

用語解説（MU レーダ）
MUSIC

MUltiple SIgnal Classification

MUSIC 法（強いて訳せば，多重信号分類法）

NACp

Navigation Accuracy Category - position

航法位置精度カテゴリー

NARAHG

North Asia Regional ATFM Harmonization Group

北東アジア地域交通流管理調整グループ

NASA

National Aeronautics and Space Administration

米国航空宇宙局

NAV

Navigation or Navaids

航法，または航行援助施設

NCAR

The National Center for Atmospheric Research

米国大気科学研究連合

NEDO

New Energy and Industrial Technology
Development Organization

国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構

NextGenNext Generation Air Transportation System

次世代航空交通システムに関する統合的なビジ
ョン(米国)

NIC

Navigation Integrity Category

航法インテグリティカテゴリー

NLR

National Aerospace Laboratory

オランダ航空宇宙研究所

NM

Nautical Mile

海里，マイルNMRINational Maritime Research Institute

海上技術安全研究所（MPAT）

NOPAC

North Pacific ,or northern Pacific

北太平洋ルート

NIC

Navigation Integrity Category

航法インテグリティカテゴリー

NICT

National Institute of Information andCommunications Technology

国立研究開発法人情報通信研究機構

NPAT

Network Performance Assessment Center

性能評価センター（航空局の組織）

NSP

Navigation Systems Panel

航法システムパネル（ICAO）

NTSB

National Transportation Safety Board

米国運輸安全委員会

OCTPASS

Optically Connected Passive Surveillance System

光ファイバ接続型受動監視システム

OLSR

Optimized Link State Routing

最適化リンクステートルーティング

OPD

Optimized Profile Descent

最適プロファイルの降下

Ｎ

Ｏ

-155-

OSED

Operational Service and Environment Description

運用サービス及び環境の記述

PANS-ATM

Procedures for Air Navigation Services - Air Traffic
Management

航空業務手続 - 航空交通管理（ICAO のドキュメント）PANS-OPS

Procedures for Air Navigation Services - Aircraft
Operations

航空業務手続 - 航空機運航（ICAO のドキュメント）PARI

Port and Airport Research Institute

港湾空港技術研究所（MPAT）

PBCS

Performance Based Communication andSurveillance

性能準拠型通信監視に基づく管制運用

PBN

Performance Based Navigation

性能準拠型航法Ｐ

用語解説（PBN）
PED

Portable Electronic Device

携帯電子機器PFD

Primary Flight Display

プライマリ・フライト・ディスプレイ（コックピット計器の一部）

PPD

Personal Privacy Device/
Personal Protection Device

個人用保護デバイス(自分の位置を知られないた
めに GPS 妨害電波等を出す機器)

PSR

Primary Surveillance Radar

一次監視レーダ

QoS

Quality of Services

サービス品質QZSS

Quasi-Zenith Satellite System

準天頂衛星システムＱ

用語解説（準天頂衛星システム）
Ｒ
RA

Radio Altimeter

電波高度計

RA

Resolution Advisory

TCAS における回避指示

RAG

Remote Air-Ground communication (service)

リモート対空通信施設(”service”まで含む場合は”他飛行場援助業務”，
例えば「RAG 業務」や「RAG 空港」等)

RAIM

Receiver Autonomous Integrity Monitoring

受信機による完全性の自律的監視

RASMAGThe Regional Airspace Safety Monitoring AdvisoryGroup

アジア太平洋地域空域安全監視諮問グループ

RCAG

Remote Control Air Ground/
Remote-Controlled Air-Ground communication site

航空路管制機関から遠隔制御される VHF,UHF の航空路用対空通信施設

RCS

Radar Cross Section

レーダ反射断面積

RDT

Remote / Digital Tower

リモートデジタルタワー

RF

Radio Frequency

無線周波数

RF

Radius to Fix

円弧旋回

-156-

RIN

Royal Institute of Navigation

英国航法学会

RMA

Regional Monitoring Agency

地域監視機関RMACG

Regional Monitoring Agencies Coordination Group

地域監視機関調整グループ

RNAV

Area Navigation

広域航法→EMA/RMA

用語解説(RNAV)
RNP

Required Navigation Performance

航法性能要件。RNP による経路を飛行する航空
機には，航法性能の監視警報機能が必要。

用語解説(RNP 適合機)
RNP-AR

Required Navigation Performance Authorization
Required

円弧旋回経路を含み，特別に認められた機体とパイロットのみが運航できる進入方式

RoF

Radio-over-Fiber

光ファイバ無線

RPASP

Remotely Piloted Aircraft Systems Panel

遠隔操縦航空機システムパネル(ICAO)

RTA

Required Time of Arrival

指定通貨時刻RTCA

Radio Technical Commission for Aeronautics

航空無線技術委員会（米国）

RTF

Robot Test Field

ロボットテストフィールド

RTK-GPS

Real-time Kinematic GPS

リアルタイムキネマティック GPS

RWSLRunway Status Light

滑走路状態表示灯システム

RVSM

Reduced Vertical Separation Minima

短縮垂直間隔基準

用語解説（RVSM）
Ｓ
SAIF

Submeter-class Augmentation with Integrity
Function

インテグリティ機能を有するサブメーター級の補正（信号）

用語解説（インテグリティ）
SANE

Space, Aeronautical and Navigational Electronics

電子情報通信学会 宇宙・航行エレクトロニクス
研究会

SARPs

Standards and Recommended Practices

標準及び勧告方式（国際民間航空条約附属書）

SASP

Separation and Airspace Safety Panel

管制間隔・空域安全パネル（ICAO）

SBAS

Satellite-Based Augmentation System

静止衛星型衛星航法補強システム

用語解説（SBAS）
SCAS

Specifying CFDT for Arrival Spacing Programme

特定ポイント(FIX)離脱時刻の指定による航空交
通流管理

SDR

Software Defined Radio

ソフトウェア無線

SESAR

Single European Sky ATM Research

欧州における 2020 年を目指した新世代の ATMシステムに関する近代化プログラム

SMAN

Surface MANager

空港面管理システム※Surface MANagement System と同義

-157-

SMR

Surface Movement Radar

空港面探知レーダ

SORA

Specific Operations Risk Assessment

無人航空機の安全性評価手法

SP

Surveillance Panel

監視パネル（ICAO）

SQM

Signal Quality Monitoring

品質監視装置SSR

Secondary Surveillance Radar

二次監視レーダ

用語解説（SSR）
STAR

Standard Terminal Arrival Route

標準到着経路STBC-CPSpace Time Block Coded-Continuous Phase
Modulation

時空間ブロック符号化位相連続変調

SURICG

Surveillance Implementation Coordination Group

監視実施調整会議

SVM

Service Volume Model

サービスボリュームモデル

SWIM

System Wide Information Management

情報共有基盤（運航に係る全ての情報を包括的に管理し，関係者のだれもが必要な時に必要な情報にアクセスできるネットワーク）

用語解説（SWIM）

Ｔ
TA

Traffic Advisory

TCAS における接近情報

TACAN

Tactical Air Navigation System

極超短波全方向方位距離測定装置

TAP

Terminal Area Procedure

ターミナル空域飛行方式

TAP

Terminal Area Path

ターミナルエリアの経路

TAPS

Trajectorized Airport traffic data Processing System

空港管制処理システム

TBO

Trajectory Based Operation

軌道ベース運用

用語解説（TBO）
TCAS

Traffic Alert and Collision Avoidance System

→

TDMA

Time Division Multiple Access

時分割多重接続

TEAM

Trajectorized Enhanced Aviation Management
System

航空交通管理処理システム

TEC

Total Electron Content

電離圏総全電子数

TEPS

Trajectorized En-route traffic data Processing
System

航空路管制処理システム

TIS

Traffic Information Service

交通情報サービス

TMA

Terminal Maneuvering Area

ターミナル管制空域

TMC

Technical Management Center

技術管理センター（国土交通省航空局の組織）

TOD

Top of Descent

降下開始点

TOPS

Trajectorized Oceanic traffic data Processing
System

洋上管制処理システム

-158-

ACAS

T-PED

Transmitting Portable Electronic Device

携帯電子機器(PED)のうち，意図的に電波を放射するもの

TRACON

Terminal Radar Approach Control

ターミナルレーダ管制業務

TSAT

Target Start-up Approval Time

スポット出発承認時刻

TSG

Technical subgroup

技術サブグループ（ICAO SP）

UASSG

Unmanned Aircraft Systems Study Group

無人航空機スタディーグループ（ICAO）

UAS

Unmanned Aircraft System

無人航空機システム

UAV

Unmanned Aerial Vehicle

無人航空機

UCAR

University Corporation for Atmospheric Research

米国大気研究大学連合

UDRE

User Differential Range Estimate

利用者ディファレンシャル距離推定

UHF

Ultra High Frequency

極超短波（300MHz から 3,000MHz）

UI

User Interface

ユーザインターフェース

UPR

User Preferred Routes

利用者設定経路

URSI

Union Radio-Scientifique Interrnationale

国際電波科学連合

USRP

Universal Software Radio Peripheral

汎用ソフトウェア無線周辺装置

UTC

Coordinated Universal Time

協定世界時

UTM

UAS Traffic Management

無人航空機交通管理

UWB

Ultra Wide Band超広帯域無線,ウルトラワイドバンド

Ｕ

用語解説（ウルトラワイドバンド）

Ｖ
VAL

Vertical Alert Limit

垂直警報限界用語解説（保護レベルと警報限界）
VDB

VHF Data Broadcast

GBAS 用補正情報伝送システムまたはその信号

VDL

VHF Digital Link

航空管制用デジタル対空無線システム

用語解説（VDL）
VFR

Visual Flight Rules

有視界飛行方式

用語解説（VFR）
VHF

Very High Frequency

超短波（30MHz から 300MHz）

VOR/DMEVHF Omni-directional Radio Range / Distance
Measuring Equipment

超短波全方向式無線標識施設

Virtual Reality

仮想現実

VR

-159-

/

距離測定装置

用語解説（VOR/DME）VPL

Vertical Protection Level

垂直保護レベル

用語解説（保護レベル）
VRS

Virtual Reference Station

仮想基準点

用語解説（VRS）

Ｗ
WAIC

Wireless Avionics Intra-Communications

航空機内データ通信

用語解説（WAIC）
WAM

Wide Area Multilateration

広域マルチラテレーション

用語解説（マルチラテレーション）
WAAS

Wide Area Augmentation System

米国の SBAS

用語解説（GNSS）
Wifi

Wifi

無線 LAN 機器間の相互接続性認証規格

WMO

World Meteorological Organization

世界気象機関

WPWorking Paper

ワーキングペーパー

WRCWorld Radiocommunication Conference

世界無線通信会議

WXXM

Weather Information Exchange Model

気象情報交換モデル

4DP

4-Dimensional Point

4 次元ポイント

4DT

4-Dimensional Trajectory

4 次元軌道0-9※ 用語解説（）のマークが付いている略語については，（-160-）内の用語が「用語解説」に記載されている。

２．用語解説
飛行中や地上走行中の航空機等の移動体の位置を監視す
英数字

る手段のひとつ。各航空機が GNSS 等の測位システムを用いて取得した位置情報を地上又は他の航空機に向けて放送する方式。信号のキャリアには 1,090MHz の拡張ス

[ABAS](Aircraft-Based Augmentation System)

キッタが主に用いられる。
→ASAS，GNSS，拡張スキッタ，マルチラテレーション

機上型衛星航法補強システム。航空機における衛星
航法の自律補強システム。受信機単体で衛星航法の信頼 性 を 高 め る 方 式 と GPS 受 信 機 と IRU (Inertial[APV](Approach Procedure with Vertical Guidance)

Reference Unit) または気圧高度計を使い衛星航法の信頼性を高める方式がある。一般的には，航空機に搭載し垂直誘導付進入方式。非精精密進入方式と精密進入

た 受 信 機 単 体 で 衛 星 航 法 の 信 頼 性 を 高 め る RAIM

方式の中間に位置する，水平と垂直ガイダンスを用い(Receiver Autonomous Integrity Monitoring) による方式

るが，精密進入要件を満足しない方式。気圧高度計に基が使われる。RAIM では，5 個以上の GPS 衛星から得づ く 垂 直 ガ イ ダ ン ス を 行 う APV/Barometric Vertical

たデータから，GPS 衛星の異常を検出し使用を停止す

Navigation (BARAO/VNAV) と SBAS による垂直ガイダる方式と，6 個以上の GPS 衛星から得たデータから GPS

ンスを行う APV I と APV II がある。水平警報限界（APV

衛星の異常を検出し，その衛星だけを排除する方式が

I および APV II）は 40ｍで垂直警報限界はそれぞれ 50ある。多くの旅客機には 5 個以上の GPS 衛星から得たｍ（APV I）と 20ｍ（APV II）である。APV I は FAA でデータから，GPS 衛星の異常を検出する方式の受信機

は LPV（Localizer Performance with Vertical Guidance）とが使われている。

呼ばれる。DA は 250ft まで。LPV 200 は WAAS の性能に基づき，LPV において警報限界 35ｍとし，DA200ftまでとした進入方式。

[ACAS](Airborne Collision Avoidance System)

航空機衝突防止装置。

[ASA](Airborne Surveillance Application)

航空機同士が空中衝突する危険を抑える目的で開発されたコンピュータ制御のアビオニクス装置である。

機上監視応用。

地上の航空管制システムには依存せずに航空機の周囲

他の航空機との安全間隔維持のために飛行乗務員をを監視し，空中衝突 の恐れがある他の航空機の存在を支援する航空機搭載監視を基本とした航空機システム。

操縦士に警告する。57,00kg 以上または客席数 19 以上

過去には，ASAS(Airborne Separation Assistanceの全ての航空機に国際民間航空機関 (ICAO) が装備をSystem または Airborne Separation Assurances System)と義務付けている。

呼称したが，最新の ICAO 文書等では ASA と統一してあつかっている。

[ADS-B](Automatic

Dependent

Surveillance-

Broadcast)[A-SMGCS]

放送型自動位置情報伝送・監視機能(Advanced Surface Movement Guidance
and Control System）

先進型地上走行誘導管制システム。

-161-

空港面内の航空機及び車両が安全に走行できるように，その位置を正確に把握し，経路設定，誘導，管制を行うシステム。

協調的意思決定。
航空交通管理（ATM）において，管制機関，気象機関，
航空会社の運航管理者，パイロットといった航空交通

近年の幹線空港等の大規模化に伴う空港面レイアウの関係者の持っている情報を共有することにより，各トの複雑化および空港需要増大に伴う高密度運航に対関係者がより適切な判断を下せるようにすることで応するため，また，夜間や霧などのために視程が低い状

ATM の効果を向上する仕組み。

況下でも航空機等の安全で円滑な地上走行を確保する

具体的には，天候などによる空域容量，空港容量の変と共に管制官の負荷を軽減する次世代システムであり，化，機材繰りによる出発遅延といった現状に関する情監視，経路設定，誘導，管制の 4 つの基本機能で構成さ報，各関係者の予定や意図，状況予測の情報の共有によれる。

って各関係者の状況認識を向上し，予定の修正などの→マルチラテレーション，拡張スキッタ

判断に資することにより，交通量／交通流の予測精度
や ATM の利便性を向上するために用いられる。
情報共有の手段は，ATM センターでの CDM 会議の[CAT Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ](Category 1,2,3)

ほか，各関係者間の通信として電話，専用ネットワーク
回線など様々なものを用いうるが，将来の情報共有環

ICAO の定める精密進入の運用区分。
航空機の性能，パイロットの資格，ILS 施設の性能，
航空灯火の種別などによって，航空機がどの段階まで進入可能かを決めた運用区分。
・ CAT Ⅰ

決心高度（DA: Decision Altitude）が滑走路末端からの高さ 60m 以上で，RVR（滑走路視距離）が 550m 以上の場合に ILS または GLS 等を利用して進入および着陸を行う。LPV 200 は SBAS CAT I とされてい境である SWIM の活用も検討されている。

・空港 CDM
CDM の考え方を空港面の交通流に適用し，空港面の混雑の緩和を図るとともに，空港面の交通状況に応じた，より確かな離陸時刻の予測を，航空交通流
管理(ATFM)に提供することによって ATFM の精度を向上する仕組みを空港 CDM という。

る。
・ CAT Ⅱ

決心高（DH：Decision Height，滑走路末端からの高さ）が 30m 以上で，RVR が 300m

[CDO]

(Continuous Descent Operation)以上の場合に，ILS または GLS 等を利用
継続降下運航。

して進入および着陸を行う。
・ CAT Ⅲ決心高（DH）がない，または 30m 未満であって，RVR が 50m 以上の場合に、主に自動操縦により ILS または GLS 等を用いて進入および着陸を行う。フェールパッ
シブまたはフェールオペレーショナル着陸装置の装備により，警戒高（AH: Alert

到着機が水平飛行を行わず最小のエンジンスラスト
で最終進入地点（FAF; Final Approach Fix）まで連続降下する運航方式で，消費燃焼削減効果とそれに伴う二酸化炭素排出削減効果，騒音の低減効果，管制官―パイロット間通信負荷の削減効果などがある。CDA（連続降下到着，連続降下アプローチ），OPD(最適プロファイル
降下)，TA(Tailored Arrival)，3D/4D パス到着管理などとHeight）が設定される。

も呼ばれる。特に降下開始点（TOD：Top Of Descent）→ ILS

から連続的に降下するものが最適の CDO である。
わが国でもいくつかの空港において CDO を実施して[CDM](Collaborative Decision Making)

いるが，軌道の不確実性が高く周辺空域の管制処理容量を低下させるため，現在は交通量の少ない時間帯に-162-

限って運用されている。CDO の運用拡大のためには空返すことによって，航空機がその応答を受信し，電波の域設計や経路条件の工夫だけでなく，予測精度の向上

到達時間を計測することにより地上 DME 局までの距や軌道管理の確実性が必要であり，FMS の機能拡張や離を得るシステム。
DME は VOR に併設されて，航空機に位置情報（距

軌道管理の高度化が不可欠である。
→FMS，トラジェクトリ

離－方位情報）を提供する短距離援助方式として使用されることが多い。また，ローカライザまたはグライド
パスと併設し，ILS における着陸点までの距離情報を連[CNS](Communication, Navigation and Surveillance)

続して提供する精密進入援助施設(Terminal DME: T-

通信，航法，監視。現在の航空運航の実現を可能とす
る空地通信システム，衛星航法システムと地上無線施設を用いる航法システム，及び航空機監視システムのまた，近年では複数の DME を使い航空機が FMS を使った RNAV における位置センサとしても使われている。

総称。

[DAPs]DME)としても使用される。

→VOR，VOR/DME，FMS(Downlink Aircraft Parameters)[EFB](Electronic Flight Bag)

航空機動態情報のダウンリンク技術。
SSR(二次監視レーダ）モード S を用いて，選択高度，
対地速度，対気速度などの航空機の動態情報をダウンリンクする技術。地上にて，リアルタイム性の高い航空機の情報を利用することが可能になり，管制官の状況認識の向上やシステムの位置予測精度の向上が期待で

電子フライトバッグ。
従来は紙媒体による資料（例えば，飛行規程や航空図）
や航空運送事業者の運航管理業務により航空機乗組員に提供されてきたデータ（例えば，飛行性能計算）を操
縦室において電子的に表示する機器

きる。
[EUROCAE][DGPS](Differential GPS)(European Organisation
Aviation Equipment)

for

Civil

欧州民間航空用装置製造業者機構。

ディファレンシャル GPS。3 次元の位置（緯度，経度，高さ）が明確で固定された GPS 受信局（基準局）の GPS
受信信号を使い，受信された GPS 衛星からの距離情報

航空に関する要求事項・技術的コンセプトの調査検討に取り組み，提言を行うと共に技術基準の設定を行うことを目的とした欧州の民間非営利団体。

を補正することで，精度の高い位置を求める方式をいう。航空における SBAS，GBAS にも DGPS の原理が使[EUROCONTROL]

用されている。
→GNSS(European Organisation for the
Safety of Air Navigation)

日本語では欧州航空（航法）安全機関，欧州管制機関，
ユーロコントロールなどと呼ばれる。
欧州の空域についての管制，及びその研究等を行っ[DME］（Distance Measuring Equipment）ている機関である。

距離測定装置。航空機が 960MHz～1,215MHz の周波数を使い，地上 DME 局に質問し，地上 DME 局がその応答を決まった時間 (50μS) と 63 MHz 異なる周波数で

-163-

[FAA]

(Federal Aviation Administration)

米連邦航空局。
民間航空の管制や保安を所掌する米国の行政機関。
日本の国土交通省航空局にあたる。

[GEONET](GNSS Earth Observation Network
System)

国土地理院 GNSS 連続観測システム。
全 国 約 1,200 ヶ 所 に 設 置 さ れ た 電 子 基 準 点 と[FMS]

GEONET 中央局（茨城県つくば市）からなる，高密度(Flight Management System)

で高精度な測量網の構築と広域の地殻変動の監視を目
飛行管理装置。計器誘導を行うための機上装置。

的とした連続観測システムである。

RNAV において機上側の要となる。旧来の自動操縦装
置は主に航空機の姿勢を安定させ，経路上にある近くの VOR/DME へ針路を向ける程度の機能であったが，コンピュータの性能の向上により，FMS では経路全体の情報をあらかじめ記憶させておくことができ，経路と自機の位置関係を正確に求めることができるため，無線標識を結ぶ折れ線状になる従来型の経路設定よりも自由度の大きい効率的な経路管理が可能となり，また，離陸から着陸に至るまでの航行を自動化することが可能となった。
ボーイング 767，エアバス 310 以降に開発された航空機には標準装備されている。

[GNSS](Global Navigation Satellite System)

全地球的航法衛星システム。4 基以上の測位衛星から送られる衛星の時刻信号や軌道情報などから，受信機が受信信号を利用し，受信局の位置（緯度，経度，高さ）と時刻を求めるシステム。
米国が運用中の GPS (Global Positioning System)，ロシ
ア が 運 用 中 の GLONASS (Global Orbiting Navigation
Satellite System)，欧州連合が整備中の Galileo などがある。
ICAO では，測位衛星群とその機能を補完する補強シ→RNAV

ステムを組み合わせた総体としての航法用測位システ
ムが GNSS である。航空機に使うためには補強システ[GBAS]

ムとしては，以下の 3 種類がある。

(Ground-Based Augmentation System)• SBAS 静止衛星型衛星航法補強システム
地上型衛星航法補強システム。GNSS による航空機に対する精密進入を可能とすることを目的として，GNSS
単独では不足する航法精度，安全性基準を達成するた• GBAS 地上型衛星航法補強システム• ABAS 航空機に搭載した受信機単体で航法→アベイラビリティ，インテグリティ，コンティニ
ュイティ，電離圏遅延

め補強情報を放送する航法システム。
DGPS の原理に基づいており，空港に 3～4 局の基準局を設置し，VHF（108～118MHz）の 1 波の時分割デジ
タル信号により補正情報，インテグリティ情報，進入経路情報等を航空機に放送する地上局と，その放送信号と機上で受信する GNSS 信号を元に，選択した進入コースに誘導する GBAS 受信機からなる。1 つのシステ
ムで複数の侵入経路に対応し 48 の進入コースを放送することが可能。ICAO 国際標準は，CAT I， II，III の標
準化されており，現在 CAT I までが実用化されている。
→GNSS，CAT[ICAO](International Civil Aviation Organization)

国際民間航空機関。
民間航空機の運用方式などについて国際法的な取り決めおよび技術的標準の策定と普及を目的とした国連の専門機関。1947 年創立。2022 年 7 月 1 日現在，193
ヶ国が加盟している。
航空機のライセンス管理，空港の標識，安全のための性能仕様，管制方式，事故調査様式などについての国際
法的な取り決めおよび技術的標準を策定し，民間航空-164-

に関する基本的な国際法である「国際民間航空条約」と

高度 60～100km の中間圏，下部熱圏及び高度 100～

して明文化している。

500km の電離圏領域の観測が行われている。

加盟国における民間航空に関する法令は国際民間航空条約に準拠しており，日本の航空法も同様である。
当研究所は，技術に関する「標準および勧告方式」(Standard And Recommended Procedures: SARPs)の策定に携わっているほか，航空行政に関する国際会議に日本代表団のテクニカルアドバイザとして参加している。

[ILS]

[PBN]

(Performance Based Navigation)

航法に使用するセンサの種別によらず，航空機に求められる航法精度により飛行経路の規格及び航空機，
乗務員に関する要件が仕様として定められた広域航法。

(Instrument Landing System)[RNAV]

計器着陸装置。

(Area Navigation)

広域航法。

滑走路への進入経路を示す指向性電波を地上から送信し，航空機側に経路からの水平，垂直偏位を表示するシステム。航空機はこの変異をゼロにするように手動
または自動操縦することで経路に追従できる。

地上無線施設（VOR/DME 等）から得られる位置情報，
GNSS や機上の慣性航法装置から得られる位置情報をもとに，機上に搭載した FMS を活用して，自機の位置や飛行方向を確認しながら飛行する航法。

正しい進入経路からの水平方向の偏位を提示するローカライザ，垂直方向の偏位を提示するグライドスロープ（グライドパス），滑走路までの距離を提示する
DME から成る。特に，悪天候の民間航空機の進入着陸にも活用されており､施設性能に応じて CAT ⅠからⅢの区分がある。

従来，陸上の航空路は地上の航空保安無線施設（VOR/DME 等）間を結んで設定されていたが，高機能な機上装置である FMS の導入により，RNAV では地上の航空保安無線施設の地理的な位置に拘束されることなく直行的，可変的な経路の設定が可能となり，空域を有効に活用できる。現在では，航空路標準計器出発方式→CAT（SID），標準到着経路（STAR）進入方式に用いられている。

[LPV 200]（ Localizer Performance with Vertical
Guidance 200）

→FMS，セクタ

LPV 200 は WAAS の性能に基づき，LPV において垂直警報限界 35ｍとし，DA 200ft までとしたアプローチ
方式。FAA の WAAS を用いる LPV（Localizer Performancewith Vertical Guidance）は ICAO では APV I と呼ばれる。
LPV の DA は 250ft まで。

(Require Navigation Performance)

飛行中の 95％において，指定位置の前後左右 4NM 以
内の誤差に収まる航法精度を持つ航空機のことを
RNP4 適合機といい，同様に航法精度 10NM 以内のもの→APV，CAT Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ[MU レーダ][RNP 適合機]

は RNP10 適合機という。

(Middle and Upper Atmosphere[RVSM]

Radar)

京都大学生存圏研究所

信楽 MU 観測所の主要観測施設。中層・超高層および下層大気観測用 VHF 帯大型
レーダであり，高度 1～25km の対流圏・下部成層圏，-165-(Reduced Vertical Separation Minima)

短縮垂直間隔基準。
29,000ft 以上の巡航高度においても 1,000ft の垂直間隔を適用する方式。日本の国内の空域においても平成2005 年 9 月 30 日に導入され，一部を除き日本の管轄す様な情報を得ることが可能で，航空機の増加への対応

る空域すべてで RVSM が適用されることとなった。

の必要性から世界的に徐々に普及している。
一次監視レーダとは異なり機上装置が大きな役割を果たす監視手段であるため，航空機には SSR の運用モ

[SBAS](Satellite-Based Augmentation System)

ードに対応した信頼性の高い機上装置を搭載すること

静止衛星型衛星航法補強システム。GPS を航空航法用途に利用するにあたり，不足する精度および信頼性を補う補強システム。
静止衛星を用いて，衛星時計誤差情報，衛星軌道誤差が必要となる。
地上から機上への送信には 1030MHz，機上から地上への送信には 1090MHz の周波数帯を用いる。
→拡張スキッタ

情報，電離圏遅延量情報などの補強信号を放送し，SBAS 受信機が放送された情報を元に衛星の利用可の[SWIM](System-Wide Information Management)

判断並びに測位情報の向上を行うシステムで，ICAO（国際民間航空機関）により国際標準規格として制定

統合情報管理。

されている。国土交通省の MTSAT（運輸多目的衛星）

次世代航空管制システムに関する各施策を実現するを用いた日本の SBAS を MSAS という。他に米国のために情報とサービスを共有する汎用で高機能な仕組

WAAS，欧州の EGNOS，インドの GAGAN がある。

みと，この仕組みを構築するためのステークホルダー

日本固有の問題として，陸地が細長い形状であるた間の共通認識に基づく計画。従来の RDP（Radar Data

め基準局設置による効果や電離圏の影響が欧米より大Processing）システム，管制通信システム，エアライン

きいため，独自の解決策が求められる。

運航システム等々をネットワーク連携し，データの一→GNSS

貫性を持たすことから異なるシステム間の通信を可能とすることで，CDM（Collaborative Decision Making）に発展させるためのテクノロジー。すなわち，SWIM の技[SSR](Secondary Surveillance Radar)

術基盤はシステム間通信であり，SWIM のノードにシステム内通信である管制部，空港，空地通信等が連結さ二次監視レーダ。
一次監視レーダ(Primary Surveillance Radar: PSR)が照れる構造となる。

射電磁波の反射波により航空機の位置を監視するのに対し，SSR は航空機に質問信号を送り，機上のトランス[VDL](VHF Digital Link)

ポンダから応答信号として計器情報（高度など）を地上へ送信させることで監視を行う。

次世代の空地間デジタル通信方式。

覆域の航空機へ一括して質問信号を送るモード A お

空 地 間 デ － タ 通 信 と し て は 従 来 ACARS (Aircraft

よびモード C はこれまでの航空管制用レーダの主流で

Communications Addressing and Reporting System)が用いあったが，応答信号の内容が航空機識別信号と高度情られているが，低速(2.4 kbps)である，誤り訂正機能がな

報のみであり，運航量の増加に伴って応答信号の重畳

い，高伝送負荷時に伝送遅延が大きいなどの欠点があが激しくなったため性能の限界に至りつつある。

り，航空交通管制用として十分な性能を持っていない。

モード S (Selective)は，質問信号の送信の際に航空機

VDL は ACARS の問題点を解決するために ICAO で識別信号を用いることで個々の航空機と選択的に交信標準化された空地間デ－タ通信方式である。VDL では，を行うことが可能である。また，情報容量の多いモード

誤り訂正機能をもつため信頼性が高く，また通信速度

S ロング応答信号を用いたデータリンク機能により，高も大幅に向上している。

度だけでなく位置，針路，速度，ウェイポイントなど多-166-

現在，用途に応じて以下の各モードの実用化が提案

→DME，VOR/DME

され，実用化が検討されている。
モード 2： 31.5kbps の転送速度があり，管制用データの通信に用いる。プロトコルが ATN（航空用
通信ネットワーク）に対応している。ただし，CSMA（搬送波感知多元接続。無線 LAN と同じ）方式であるため，通信対象の航空機が増加[VOR/DME](VHF Omni-directional Radiorange /Distance Measuring Equipment)

VOR（超短波全方向式無線標識）と DME（距離測定装置）を組み合わせた無線標識施設。

するに従って通信に待ち時間が発生する。
モード 3： TDMA（時分割多元接続。一部の携帯電話と同じ）方式によってひとつの回線で 4 つの[VRS](Virtual Reference Station)

チャンネルを並列に用いることができ，合計で 31.5kbps の通信速度である。また，音声を仮想基準点。

デジタル信号化することにより，データと音複数の電子基準点の観測データから測定地点のすぐ声を一緒に送ることも可能である。また，多チ

そばに，あたかも基準点があるかのような状態をつく

ャンネル性を活かし，3 チャンネルのデータとり出す技術

1 チャンネルの音声，といった使い分けや，2機の航空機で 2 チャンネルずつ用いることで同一の回線を 2 機で共有する，などの運用も可能である。

[WAIC](Wireless Avionics Intra-Communications)

航空機内データ通信

モード 4： 19.2kbps の転送速度があり，欧州では ADSB 用の監視データの送受信に用いることが検討されている。

4.2 GHz から 4.4 GHz までの周波数帯を用い航空機内の内部通信の無線化を行う技術。機体の各種センサ信号等の航空機の運航に関わる通信を対象としており，
乗客サービスに利用されるものではない。これまで有[VFR］

線で接続されていた通信の一部を無線化することで，（Visual Flight Rules）

機体の軽量化を図ることが可能となり，燃費向上や有視界飛行方式

CO2 排出削減が期待されている。一方で，同一周波数

パイロットの目視に頼り，パイロット自身の判断に

帯ではこれまで航空機電波高度計が運用されていることから，自機や他機の電波高度計に影響を与えずによって飛行を行なう方式。

WAIC デバイスを利用することができる技術開発・共用検討が重要である。
[VOR］（VHF Omni-directional Range）

超短波全方向式無線標識。
超短波を用いて有効通達距離内の全ての航空機に対し，VOR 施設からの磁北に対する方位を連続的に指示することができ，航空路の要所に VOR 施設を設置することにより，航空機は正確に航空路を飛行することができる。また，VHF 帯を利用しているため雷等の影響が少なく，飛行コースを正確に指示することができる。
通常，DME を併設し，VOR/DME（方位・距離情報提供施設）として使用される。

-167-

ムの異常を検知し，ある時間内に警報（アラート）を発して利用を中止させることが必須となる。システムのかな

安全性の指標の一つである。
ICAO の標準では，CAT I の着陸のためには 6 秒以内
着 陸 1 回 あ た り ， ILS な ど の 地 上 シ ス テ ム に は[アベイラビリティ](Availability)

99.99998%以上が要求されている。
GPS の場合，測位衛星が故障通知信号を発信するの有用性。また，有効性，利用率，稼働率ともいう。通信，航法または監視システムなどが正常に利用できる時間の割合。

は異常発生から数分から数時間かかるために，航空機
で衛星航法を使用することができなかった。ABAS，
GBAS，SBAS 等の補強システムの導入によって GNSS

通信，航法及ぶ監視システムである航空保安システ
ムでは，故障，異常や運用環境などでシステムの利用ができない時間が生じると，他のシステムに切り替えた
り航空機の運航自体を取りやめたりといった対応が必への監視を行うことがリアルタイムに行うことが可能となったために航空航法への利用が可能となった。
→アベイラビリティ，コンティニュイティ，保護レベル

要となるために，システム運用面における重要な指標である。特に，衛星航法システムにおいては，使用不可
能になった場合，広い空域で使用できなくなる場合が[ウルトラワイドバンド](Ultra-Wide Band)

多いために，代替えの航空路や着陸する空港にも影響が出るために，安全性にも影響する。ICAO の標準では，

超広帯域無線。UWB と略す。

衛星航法による CAT I の着陸に対して，99%～99.999%

デジタル家電等，一般用途での使用が検討されている無線データ通信の方式。数百 Mbps のデータ転送速度のアベイラビリティが要求されている。
→インテグリティ，コンティニュイティ，保護レベを実現するために 3GHz 程度から 10GHz 程度にわたる広い帯域を用いる。そのため，GHz 帯のさまざまな通ル

信機器との干渉が懸念されており，検証の必要性が訴えられている。短距離通信を目的としているため信号[誤り訂正符号](Error Correction Code)の強度は小さくすることが予定されているが，GPS な
ど信号強度の弱い衛星通信に深刻な影響を与えるおそ

デジタルデータにおいて誤り(エラー)が発生した場
合に，それを検出し訂正するために使用される符号のこと。例えばリード・ソロモン符号は地上デジタル放送
や QR コード(2 次元バーコード)等で利用されている。

れがある。特に航空機内で使用された場合には，機上のGPS 信号受信機器のすぐ近くでの動作となるため，問題はさらに深刻である。
現在は規格の策定段階にあり，干渉の問題により帯域自体の見直しも検討されている。

[インテグリティ](Integrity)

完全性。システムに問題が生じたことが検知され，定められた時間内に利用者に警報が発せられる確率。

[エフェメリス](Ephemeris)

GNSS における，各衛星毎の正確な軌道情報データ。

例えば測位システムにおいて，システムの故障などにより異常な測位信号が出た場合，そのシステムによる測位情報に疑いを持たずそのまま用いることは危険を招く。よって，安全を確保するためには，測位システ-168-

このデータを基に，信号を送信した時刻における衛星の正確な位置を計算することが出来る。

かわらず警報が出ない，つまり，システムの異常自体が[拡張スキッタ](Extended Squitter)

起きず，誤警報を含み異常検出の警報が発生しない確

SSR モード S の応答信号と同形式の信号を多目的に活用するためのデジタル信号の規格。1090ES とも略す。
モード S トランスポンダ等から送信される。

率がコンティニュイティであり，安全性の指標のひとつである。
→アベイラビリティ，インテグリティ

1,090MHz の周波数帯を用い，8 マイクロ秒のプリア
ンブルと，それに続く 112 マイクロ秒，112 ビットのデ[コンフリクト](Conflict)ータブロックから成る。信号内の通信速度は 1Mbps である。

航行中の航空機同士が接近し，所定の管制間隔を満レーダによらない監視機能である ADS-B やマルチラ

足できない状態。

テレーション，航空機間で間隔の監視を行う ACAS（航空機衝突防止装置），などに活用される。
[準天頂衛星システム]→ADS-B，SSR，マルチラテレーション(Quasi-Zenith Satellite
System: QZSS)

日本のほぼ真上に位置する静止衛星，というコンセ
プトを実現するために複数の人工衛星を用いるシステ[高カテゴリ]ム。通称「みちびき」
2018 年 11 月 1 日から 4 基体制でサービスを開始し計器着陸装置の性能が高いこと。
→CAT Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ

た。
静止衛星の欠点として，原理上，赤道上空にしか配置できないため，高緯度の地域ほど地上から衛星を見る[航空機動態情報](Aircraft Parameters)

ときの仰角が低くなり，山や建物に遮られて衛星との通信が不可能となるということがある。日本上空にほ航行中の航空機におけるリアルタイムな状態を示す
情報。選択高度，トラック角，対地速度，対気速度等がある。

ぼ静止している人工衛星があれば，地上ではアンテナを真上に向けるだけで通信が可能となるため，より多くの場所で静止衛星の機能を活用することができると→DAPs，地上喚起 Comm-B

期待される。準天頂衛星システムは，地上から見ると 8の字型を描く軌道（24 時間で地球を 1 周し，そのうち[コンティニュイティ]8 時間ほど日本の上空を通る。高度は静止衛星と同じ）(Continuity)の 3 基の衛星が交代で日本の上空を通ることでこの目連続性。測位や通信が途切れずに連続して行われる的を達成する。

確率。航空機の進入着陸においては，高カテゴリ着陸で官民の連携で整備が進められており，国家機関ではは DH より低い地点で誘導信号が途絶えた場合，航空

内閣府，総務省，文部科学省，経済産業省，国土交通省

機を滑走路までに誘導ができなくなるために，安全性が協同で担当している。
測位および航法の分野では，GNSS における補強シスに直接関わる要件である。
一般的には，測位システムの異常を検出する能力（イテムなどのための通信衛星としての用途のほか，測位

ンテグリティ）が上がったとしても，実際に異常が生じ衛星の代替手段として静止衛星を用いることも検討さたり，異常でもないにもかかわらず異常を知らせる警れており，準天頂衛星は静止衛星からの信号が届かな

報（誤警報）が出たりすることが頻繁に起こるならば，い場所（山間部やビルが密集している場所など）での測

そのシステムは実用に堪えないものとなる。正誤にか位方法としての活用が期待されている。

-169-

[セクタ][電離圏シンチレーション](Sector)

航空管制の業務を分担するために分割された空域の最小単位。

(Ionospheric
Scintillation)

電離圏での電子密度の不規則な構造により，通過す
る電波の振幅や位相が急激に変動する現象。

航空交通管制(ATC)は監視能力や管制の処理能力の制約からセクタごとに独立して行われている。航空機の増加，運航頻度の増大に伴い，今後，羽田・成田などの大空港を抱えるセクタの慢性的な混雑が予想される
ため，空域の再編，可変的なセクタ設定による効率的な空域管理などに大きな期待が寄せられている。

[電離圏遅延](Ionosphere Delay)

GPS 衛星からの信号が電離圏を通る際に生じる遅延。
GPS 信号の最大の誤差要因となる。電離圏は時々刻々と状態が変化するため，誤差の補正のためには電離圏→RNAVの状態のリアルタイム観測が不可欠である。
日本は磁気赤道に近く，世界的な平均に比べて電離[ソフトウェア無線]

圏変動が大きく欧米とは電離圏遅延の振る舞いが異な(Software Defined Radio)

るため，日本に適した対策が課題となっている。
汎用性の高いハードウェア(無線用電子回路)を用いて，制御ソフトウェアの書換えにより多種多様な無線

じょうらん[電離圏 擾 乱 ]通信方式に対応する技術。

(Ionospheric Disturbance)

電離圏の状態が突発的原因により，時間的・空間的に[地上喚起 Comm-B]

通常とは異なる急激な変動を示すこと。

(Ground-Initiated Comm-B)

略称 GICB。
SSR モード S の通信プロトコルの一種。地上からの質問信号に応じてただちに機上データをダウンリンク
する方式。リアルタイムに情報をダウンリンクできるため，例えば速度監視能力の向上に役立てることができる。

[トラジェクトリ](Trajectory)

航空機の軌道（航空機が通る道）のこと。
軌道管理，軌道ベース運用等が将来の航空交通管理
システムとして注目されている。
・ 軌道管理（TM：Trajectory Management）→SSR

空域計画と交通流管理を満足させながら，交通流全体の中で各軌道を効率的にする軌道の

[追尾]

調整機能

(Tracking)・ 軌道ベース運用（TBO：Trajectory-Based Operations）
航空機監視において，航空機の観測位置をもとにタ

全ての航空機の運航の計画と実行の基盤とーゲットの速度やその後の予測位置等を推定し，監視して 4 次元軌道（4DT：航空機の飛行中と地上データの平滑や補完，次の観測での利用を行う技術の

走行中の位置，時刻，速度などのこと。許容誤こと。代表的な例として α－β フィルタ追尾，カルマン

差範囲も含む）を利用する運用方式。

フィルタ追尾等がある。

-170-

局間の受信時刻差から航空機の位置を測定する監視シス[フェージング](Fading)テム。
マルチラテレーションでは，受信局間の受信時刻差を電波の受信点においてその受信レベルが時間ととも各受信局と航空機との距離差に変換して，距離差が一定に変動する現象。

である条件からなる双曲線同士の交点を求めることで航空機の位置を算出する。
[プラズマバブル]

マルチラテレーションの特徴としては，悪天候でも性(Plasma Bubble)

能が劣化しないこと，測位に用いる SSR 応答信号などに
磁気赤道に近い地域に特有な電離圏の不規則構造の含まれている情報を用いて航空機の識別情報（コールサひとつ。電離圏下部にある電子密度の低い領域が泡状

イン）を表示する機能を付加できることが挙げられ，従に電離圏上部へ急速に上昇する現象。電離圏遅延量の来の ASDE（空港面探知レーダ）で指摘されている問題

急激な空間変化と信号強度の急激な変動（シンチレー

点が改善できる。また，建造物等による遮蔽の影響でション）を伴い，GNSS を用いた測位においては深刻な

ASDE では監視できない領域（ブラインドエリア）に対擾乱となる。

しても，受信局の配置を対応させることにより監視できることから空港面監視センサとしての活用が期待され，
国内主要空港にて順次運用が開始されている。

[保護レベルと警報限界](Protection Level)

従来のマルチラテレーションは主に空港地上面を監視対保護レベルはインテグリティを確保するために用いられる，測位誤差の信頼性根拠となる指標。具体的には，機上受信機で下賜される衛星装置と各衛星の距離報告

象としていたが，航空路を飛行中の航空機も監視対象とする広域マルチラテレーションの整備も進んでいる。
→A-SMGCS，拡張スキッタの誤差から見積もられた測位誤差の最大値に近い 6σ
程の値。

[マルチパス](Multipath)

保護レベルが警報限界を超えた場合は航法システム
が警報（アラート）を出して利用不可となるため，保護

多重経路伝搬。

レベルの低減はアベイラビリティの向上につながる。

電波を用いた計測の際に，計測器で観測される電波→アベイラビリティ，インテグリティ

は測定対象からまっすぐに届いたものだけではなく，山や建物など，計測環境に存在するさまざまな構造物[マックナンバーテクニック](Mach Number

によって反射して届いたものも含まれる。これによっTechnique)て測定信号が干渉を受けることにより生じる計測誤差

29,000 フィート以上の高高度において，同一高度を飛行する航空機間の縦間隔を短縮・維持するため，航空機にマック(マッハ)ナンバーを指定して速度調整をすをマルチパス誤差という。
GPS を用いた測位では地面・海面によるマルチパスのほか航空機の機体自体によるマルチパスが問題である，マルチラテレーションでは地面や建物によるマルる管制手法のこと。

チパスが問題である。

[マルチラテレーション](Multilateration)[レジリエンス工学](Resilience Engineering)

航空機に搭載されたトランスポンダから送信されるス
レジリエンス工学は，2004 年頃から欧米で提唱されキッタや SSR 応答信号を 3 カ所以上の受信局で受信し，ている新しい安全学。従来の安全学は，安全達成の方法-171-

論として「不安全要素を取り除くこと」を重視していたが，レジリエンス工学では「変化の中で次々と新たに生じる安全上のリスクを事前に予測・検出し，対処する能力」の実現を目指している。変化の中で，安全性や生産性といった互いに矛盾する目標間のバランスを適宜調整しながら，業務を成功裏に継続する能力を「レジリエンス」と言う。

-172-

令和3年度

電子航法研究所年報

令和4年8月25日

発行

編集兼発行人

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

発行所

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〒 182-0012

東京都調布市深大寺東町７丁目42番地23
電 話

ホームページアドレス

0422-41-3168
https://www.enri.go.jp/

Electronic Navigation Research Institute.National Institute of Maritime,Port and Aviation Technology
7-42-23. Jindaijihigasi-machi, Chofu, Tokyo, 182-0012 , Japan○本冊子は，グリーン購入法（国等による環境物品等の調達の推進等に関する法律）に基づく基本方針の判断の基準を満たす紙を使用しています。
○リサイクル適正の表示：紙へリサイクル可
本冊子はグリーン購入法に基づく基本方針における「印刷」に係る判断の基準に従い、印刷用の紙へのリサイクルに適した材料[Ａランク]のみを用いて作製しています。