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，研究及び開発等を業務とする国立研究所です。当研
究所は、昭和 42 年（1967 年）7 月に設立され、平成 29 年（2017 年）7 月に 50 周年をむかえました。平成 13 年 4 月 1 日に「独立行政法人」として改組され，17 年度まで第 1 期中期計画，18 年度から 22 年度まで第 2 期中期計画，23 年度から 27 年度まで第 3 期中期計画を実施してまいりました。平成 27 年 4 月 1 日からは，わが国の研究開発成果の最大化を目的とする「国立研究開発法人」となり，さらに，平成 28 年 4 月 1 日からは，運輸産業の国際競争力の更なる強化などの課題解決を技術面から支えるべく，国立研究開発法人海上技術安全研究所及び国立研究開発法人港湾空港技術研究所と統合し，国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所
電子航法研究所として，新たな一歩を踏み出しています。この統合に伴い，平成 28 年度から
は，平成 34 年度までに達成すべき中長期目標が定められ，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開始しました。

当研究所の研究活動は，社会ニーズに沿った研究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２年目となる平成 29 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。

平成３０年１２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

小瀬木

滋

目
第１部 総
１． 沿

次

説
革・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

2

予算及び定員の推移・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

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・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

53

３． 監視通信領域・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

87

４． 研究所報告・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 141
５． 受託研究・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 142
６． 共同研究・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 143
７． 研究発表・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 145
８． 知的財産権・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 162
第３部 現況
１． 平成２９年度に購入した主要機器・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 168
２． 主要施設及び機器・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 169
３． 刊 行 物・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 171
４． 行 事 等・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 171
５． 職員表彰・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 173

第 １ 部
総
説

ー1ー

１ 沿

総

革

務

課

企画調査室
管制施設研究室

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

電子航法研究所

電子航法部

機 器 研 究 室

庁に長官の諮問機関として電子技術審議会が設けられ昭和

航 行 研 究 室

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

衛星航法部

機関（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36年４月，当時の運輸技術研究所航空部に電子航法研究室（定員５名）が新設された。

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

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

年５月，運輸関係科学技術試験研究刷新要綱を決定した。こ

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

織ごとに設立準備室をつくり電子航法試験所設立計画の決

航行研究室）を設置し，総務課に総務係をおいた。

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

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

上交通管制，データ処理）を発令した。

め試験用航空機の購入が認められ，ビーチクラフトスーパー

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

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

法開発部建屋，衛星航法研究棟を建設した。

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

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

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

に利用しようとする開発研究は，我が国においても昭和38

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

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

た。さらに，同年度には，実験用航空機の更新が認められ，

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

研究機能と評価試験機能をもつ電子航法研究所の設置を答

51年度は，航空局からの要望研究，技術協力依頼等航空行

申した。また，運輸省の航空審議会においても昭和41年10

政に直結する試験研究をさらに促進し，成果の活用をすみや

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

き具体的方策について」に対して同様の答申があった。

員・予算約１／４を特別会計に移管した。これに伴い，電子

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

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

おき，飛行実験体制の整備に着手した。さらに，電子航法評

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

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

当時の組織は下記のとおりであった。

究室の２研究室とした。また，アンテナ試験塔を整備した。
53年度には，４名の増員が認められ，10月１日に電子航法ー2ー評価部の航空施設基準研究室，航空機器標準研究室に新たに令の施行を受け，４月１日をもって「独立行政法人電子航法設置された運用技術研究室を加えて，航空施設部が発足した。

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

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

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

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

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

調査研究体制に着手した。また，岩沼分室野外実験場の整備

平成16年度は，関東空域再編関連研究プロジェクトチームを行った。

を設置した。

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

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

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

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

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

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

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

61年度は，１名の増員が認められ，MLS研究体制の強化を図った。

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

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

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

63年度は，管理庁舎兼衛星航法実験棟が竣工した。

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

正技術開発プロジェクトチーム及び航空機安全運航支援

制の強化を図った。

技術研究プロジェクトチームを廃止した。

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

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

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

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

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

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

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

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

また，仮想現実実験施設を整備した。

平成 26 年度は,平成 25 年 12 月 24 日に閣議決定された

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

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

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

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

なった。

定された。

また，ATC シミュレーション実験棟が竣工した。

平成 27 年度は,「独立行政法人通則法の一部を改正する

平成13年度は，中央省庁等改革推進本部決定及び関係諸法ー3ー

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。

ー4ー

定員の推移

年

度

42

43

44

45

46

47

48

定

員

31人

31

31

34

35

38

41

年

度

49

50

51

52

53

54

55

定

員

44

46

48（13）

51（16）

55（19）

58（21）

59（22）

年

度

56

57

58

59

60

61

62

定

員

59（22）

59（23）

60（24）

61（25）

62（26）

63（27）

64（27）

年

度

63

元

2

3

4

5

6

定

員

63（26）

64（27）

64（28）

65（28）

65（28）

65（28）

66（29）

年

度

7

8

9

10

11

12

13

定

員

66（29）

66（29）

65（28）

65（28）

65（28）

64（28）

64（28）

年

度

14

15

16

17

18

19

20

定

員

64（28）

64（30）

63（29）

60（27）

60（27）

60（27）

60

年

度

21

22

23

24

25

26

27

定

員

60

60

60

59

59

60

63

年

度

28

29

定

員

60

57

注１：（

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

ー5ー

２

組

織

(平成30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

事

管理係

総 務 課
人 事 課

課長補佐（人事）

人事係

会 計 課

課長補佐（会計）

経理係
調達係
資産係

企 画 部

研 究 監

研究計画課

課長補佐（企画）

主査
研究計画係
外部連携係
情報発信係
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
岩沼分室

３

役職員数
一般勘定

理事

1

監事

1

研究統括監

1

事務職

13

研究職

43

計

59

（平成30年3月31日現在）

ー6ー

４

所

在
所

電子航法研究所

在電地〒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

0223-24-3871〒989-2421
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，面積825㎡

昭和55年度所属換
平成24年度改修(ATCシミュレーション実験棟)（平成30年3月31日現在）

ー7ー第 ２ 部
試験研究業務ー9ー

１

航空交通管理領域

４は空港のタワーで行われている業務を，映像技術およびネットワーク技術等を活用し，離れた遠隔地に設置されⅠ

年度当初の研究計画とそのねらいた施設にシステムを集約し，管制業務を実施するリモート

平成29年度における研究は，社会的要請，行政当局の要

タワー運用の実用化に向けて，システムに必要な技術開発

望などを考慮して，下記のように計画した。

やコンセプトモデルのシステムインテグレーションを実

１． 空港面の交通状況に応じた交通管理手法に関する研究

施する研究である。

２． 陸域におけるUPRに対応した空域編成の研究

５はフリールーティング及び協調的意思決定（CDM：

３． 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

Collaborative Decision Making）を取り入れた軌道ベース運４． 遠隔型空港業務支援システムの実用化研究

用方式を福岡飛行情報区（FIR：Flight Information Region）

５． フリールーティング空域における軌道ベース運用に関する研究の高高度空域を対象として戦略的軌道管理コンセプトを

６． 実験とハザード解析によるRNP ARと従来方式との混合運用の導入提案するものである。

支援に関する研究６は単独では安全性が確認されているRNP-AR進入方

７． 航空機の拡張型到着管理システムの研究

式・従来方式を混合環境で実施する場合，単独に実施して８． データリンクを活用した中期コンフリクト検出技術の研究いたのでは顕在化しないハザード（危険因子）が顕在化す

９． 予防安全のための状況認識支援に関する研究る可能性があるため，RNP-AR適合機及び非適合機が混在

10．空港周辺における運航効率向上に関する研究する環境において同一滑走路への進入方式として従来方

11．無人機の円滑運行のためのシミュレーション技術の構築に関する研究

式とRNP-AR方式が混合で運用される混合運用のハザード12．性能準拠型運航（PBO）と協調する到着スケジューリングの研究

解析をリアルタイムシミュレーション実験の結果を用い

13．航空交通データの分析への機械学習の適用て実施する。

14．空港設計に資する交通データ活用技術の予備的研究

７は2020年以降の羽田空港への到着交通流を対象とし，15．羽田空港への将来の航空交通を評価する航空管制シミュレーション環境の設計

航空機の到着順序づけと到着時刻のスケジューリングを自動化して管制官を支援する拡張型到着管理システムを16．チーム協調支援のためのチームレジリエンス指標・推定モデルの開発提案する。

17．次世代自動飛行システム研究開発

８は20分程度先までの航空機の軌道を予測して，潜在的18．将来の航空交通管理のための到着・出発機合流最適化アルゴリズムに関する研究

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

19．予防安全に向けたシステムの強靭性分析手法に関する実践的研究を行うものである。

20.．堅牢な輸送システムモデルの構築と社会システムにおける最適化の実
現

９はこれまでの共同研究により開発したCOMPASiを利用して，レジリエンス能力の高い航空保安業務従事者にとって必須の「気づき」能力の支援を行うための手法を開発

１から５は重点研究，６と７は指定研究，８から11は基する。
10は羽田空港における地上滑走中の離陸機の燃料消費盤的研究，12から14は萌芽的研究，15から20は競争的資金による研究である。

削減，着陸機の滑走路変更による空港処理容量の改善効果，

１は空港面監視データ等から成田空港を地上走行する

効率的な上昇手法に関する検討を行う。

航空機の交通状況を分析するとともに，ファーストタイム

11は将来，無人機運用の需要が増加すると考えられる低シミュレータを開発し，空港面の交通状況に応じて運用を

高度から中高度における無人機と有人航空機の融合した効率化する交通管理手法およびその適用条件について検安全かつ効率的な交通管理コンセプトにつなげるため，無討する。

人機・有人航空機の統合シミュレーション環境を構築する

２は陸域（レーダー空域）へのUPR（User Preferred Route）

にあたり必要な技術を検討する。
12は機上監視応用システム（ASAS）を活用する間隔管を前提にした空域編成の可能性および意思決定支援手法

理とFPA（Fixed-flight Path Angle）降下を羽田空港の到着をシミュレーションにより明らかにするものである。
３は国内において交通量の少ない時間帯を中心に実施されている継続降下運航を繁忙時に実施することを目指に適用した場合の有効性評価と到着スケジューリングア
ルゴリズムの検討を行う研究である。
13は航空交通データの分析への機械学習の適用の一例

した研究である。

ー11ーとして，飛行時間の予測と到着機の順序付けのモデル化をとが可能となった。

行い，機械学習の適用が有効な課題の条件を考察する研究である。

２の「陸域におけるUPRに対応した空域編成の研究」では，実運航を再現する航空交通流モデルを構築し，実デー

14は関西国際空港を対象として，空港面交通データ分析

タとの比較を行い，誤差発生要因の検討とパラメータの修をもとに地上走行の現状の課題を抽出し，対応策を検討す

正により誤差の平均・ばらつきともに0.5分間程度の範囲にるために，交通データ分析およびシミュレーション実験の収めることを可能とした。また，円滑な運航を実現するた環境構築，ならびに関西空港の空港面交通流における基礎

めにクラスタ解析により風向・風速をパターン化し，それ的な知見のとりまとめを行うものである。

に基づくUPR経路の便益を推定した結果，4％程度の燃料

15は将来の航空管制システムを模擬して評価する実験削減の可能性が示された。

施設の実現に向けて，発着枠の増大が見込まれる羽田空港

３の「大規模空港における継続降下運航の運用拡大に関への到着機を対象としたHITLシミュレーション実験を実する研究」では，航空機の性能モデルであるBADA（Base

施するための航空管制シミュレーション環境を設計する

of Aircraft Data）を活用したCDOモデルを開発し，フルフものである。

ライトシミュレータの結果を精度よく模擬できているこ

16は航空交通業務への適用を目指したチーム協調プロとを確認した。また，管制官のCDO実施判断を支援するた

セスを監視，評価するための認知行動指標（チームレジリ

め，CDO実施機と関連する交通がタイムラインで表示でき

エンス指標）開発とそれに必要な基盤技術開発を行うもの

るCDO実施判断支援ツールを製作した。

である。

４の「遠隔型空港業務支援システムに関する研究」では，17はGPSやILSが使用できなくなった場合に，航空機に開発したプロトタイプシステムの映像が国際的な技術仕搭載されたカメラから滑走路の相対位置をリアルタイム

様を満たしていることを確認した。また，映像データからで検出し，引き続き進入を続けられるようなシステム技術

航空機や航空面を移動する物体を検出できる映像検知機を開発するものである。

能を改良し 90%程度の検知率を得ることができた。

18は上空での干渉を回避することができる合流最適化

５の「フリールーティング空域における軌道ベース運用手法を開発することで，空港周辺空域の到着・出発航空機に関する研究」では，福岡 FIR の国際交通流分析と，欧州の軌道，及び到着・出発順序を同時に最適化することがでの「Free Route Area（FRA）」導入に関する調査を実施した。

きる到着・出発合流最適化アルゴリズムの開発を行うもの

また，ベンチマークとして利用するパフォーマンス指標をである。

計算するツールのモジュール化，高速化，精度向上のため

19は航空管制業務を対象に日常的なオペレーションのの改良を行った。

安全性向上問題に対するSafety-Ⅱ概念の適用方法論の確

６の「実験とハザード解析による RNP AR と従来方式と立を図るための強靭性分析手法を提案するものである。

の混合運用の導入支援に関する研究」では，関西国際空港

20は航空機，列車，船舶といった計画に基づいて運行さにおける混合運用のリアルタイムシミュレーション実験

れる大規模輸送システムの安全性と効率性を両立するモを実施し，少なくとも 22 時以降の交通流に対しては実験

デルとシミュレーション手法を開発し，それぞれの輸送シ中に学習した RNP AR 機と ILS 機との間隔を念頭に管制をステムが互いに影響し合う効果を分析・予測する技術を構行えば，滑走路近傍においても指定した管制間隔を保てる

築するものである。

ことを確認した。
７の「航空機の拡張型到着管理システムの研究」では，

Ⅱ

ドイツ航空宇宙センター（DLR）と共同研究契約を締結し，研究の実施状況
１の「空港面の交通状況に応じた交通管理手法に関する

日欧における拡張型到着管理システムの調査および相互研究」では，スポットと滑走路の位置関係を考慮した精度

運用性を考慮したコンセプト設計を実施した。また，ジェの高い基準時間をもとに，離陸時刻を予測することで，管プセン社とブランシュワイク工科大学との国際共同研究

制官によるスポット出発時刻調整による離陸待ち時間がにおいては，GBAS と協調する FPA 降下の運用コンセプト

一定以下になり，さらにばらつきを小さくすることができを提案し，これらの研究成果をボーイング社の B777 型機

る可能性がシミュレーションにより示された。また，本研

エコデモンストレーターで実証した。

究で開発した空港面交通シミュレータや地上走行の分析

８の「データリンクを活用した中期コンフリクト検出技

手法は，成田空港のみならず，他空港へ展開・適用するこ術の研究」では，DAPs による風向・風速，温度（推定値）

ー12ー

を気象庁数値予報モデルのデータ同化に用いることで，発16 の「チーム協調支援のためのチームレジリエンス指達した積乱雲分布やシアライン位置の予想が実況に近く

標・推定モデルの開発」では，チームの表現を行うために，なる等，数値予報の精度が向上することを確認した。

チームコンテキストモデルをチーム構造とチーム現象に９の「予防安全のための状況認識支援に関する研究」では，稀ではあるが実際に起こり得る異常事象を模擬する機

分けて考えることで，チーム内の役割とエージェントの関係性を表現できることが分かった。

能を COMPASi に実装し，教育機関のみならず，現場での17 の「次世代自動飛行システム研究開発」では，標準
24 衛星環境下における GPS シミュレーションモデルを構訓練にも有効であることを確認した。
10 の「空港周辺における運航効率向上に関する研究」では，管制官の着陸滑走路の指示のプロセスをニューラルネ

築し，単独測位時に比べて，SBAS 使用時は誤差が小さくなっていることが示された。

ットワークによりモデル化し，深夜時間帯については高精

18 の「将来の航空交通管理のための到着・出発機合流最度でのモデル化に成功した。また，最適上昇軌道の解析の適化アルゴリズムに関する研究」では，干渉回避を考慮し結果，巡航高度手前から徐々に推力を減らすことで燃料消た合流最適化に関しては，繰り返し最適化手法を用いた最費量が削減できることが分かった。

適化手法を提案した。また，滑走路容量最大化合流最適化

11 の「無人機の円滑運行のためのシミュレーション技術

においては，疑似航空機を導入した解法を提案し，実際にの構築に関する研究」では，シミュレーション環境の対象

合流最適化プログラムを作成して最適化問題を解くこととなる低高度における有人の航空機運航の把握のために，に成功した。

ヘリコプターの動態情報及び空港監視レーダーの情報を

19 の「予防安全に向けたシステムの強靭性分析手法に関取得し，分析結果を交通密度として可視化した。また，小する実践的研究」では，管制官へのインタビュー調査およ型無人航空機の動態モデルと電波伝搬を組み合わせたシびインタビューデータの分析をもとに，機能共鳴分析手法

ミュレーションを実施し，小型無人機と受信局の距離が受（FRAM：Functional Resonance Analysis Method）を用いた

信強度に大きく依存していることを確認した。

飛行場管制業務の記述手法の開発を進めた。

12 の「性能準拠型運航（PBO）と協調する到着スケジュ

20 の「堅牢な輸送システムモデルの構築と社会システム

ーリングの研究」では，到着スケジューリングアルゴリズ

における最適化の実現」では、独自に開発した時間間隔調

ムの評価をシミュレーションを用いて行い，提案した手法

整アルゴリズムとスポットアサインモデルを用いて、東京で全ての到着航空機の燃料消費量の総和を最小化する軌

国際空港の到着交通への速度制御適用の効果を京コンピ

道と順序を計算することができた。また，航空機の軌道とュータによるシミュレーションで評価した。

順序に加えて，平行滑走路への航空機割当ての最適化も行うことが可能な最適化手法を開発した。

本年度は，上記の20件の研究に加えて，以下に示す5件の受託業務を行った。これらは，上記の研究及びこれまで13 の「航空交通データの分析への機械学習の適用」では，機械学習による飛行時間の予測モデルを作成し，バイアスの研究等で蓄積した知見や技術を活用したものである。
(1) 平成29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

誤差と誤差のばらつきが大きく改善することが示された。

めの計画の策定等に関する調査分析支援

14 の「空港設計に資する交通データ活用技術の予備的研(2) 洋上空域における衝突危険度推定に係る支援作業

究」では，ARTS データから地上走行の分析に必要な航空(3) 増設平行滑走路に係る運用要件調査に関する実機における航跡解析支
援

機位置情報が取得できることを確認し，誘導路における滞留の定量的な可視化が可能であることを確認した。また，(4) 危機管理時における航空交通容量等に関する調査支援

開発した空港面交通シミュレータにより地上走行の混雑(5) 平成29年度運航効率の業績指標作成に係るデータ計測調査分析支援について現状が模擬されていることを確認した。
15 の「羽田空港への将来の航空交通を評価する航空管制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

シミュレーション環境の設計」では，ドイツ航空宇宙センター（DLR）と共同研究契約を締結し，将来の羽田空港に当領域が実施している研究の成果は，新たな航空交通シ

離着陸する航空交通を模擬できる航空管制シミュレーシ

ステムの導入や技術基準，運用基準の策定等への活用が期

ョン環境の整備を共同で進めた。また，関連する研究成果

待できるものであり，国土交通行政と深く関わっている。

を，書籍，メディア，講演会を通して発信し，広く社会に

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還元した。

で，社会的貢献に繋がっている。

ー13ーこれらの成果は，日本航空宇宙学会，電子情報通信学会，
日本航海学会，米国航空宇宙学会（AIAA）などの多くの学会や日米太平洋航空管制調整グループ会議（IPACG），
EUROCAE，RTCA，ICAO などの国際会議等においても発表している。
また，日本航空宇宙学会では航空交通管理部門を通じて積極的に研究発表の企画及び ATM に関する研究の啓蒙活動を行った。
（航空交通管理領域長

中島徳顕）

ー14ー

空港面の交通状況に応じた交通管理手法に関する研究【重点研究】

担当領域

航空交通管理領域

担 当 者〇住谷 美登里，青山 久枝，山田 泉，ブラウン マーク

研究期間

平成 26 年度～平成 29 年度
ポットと滑走路の位置関係により各スポットで基準時間

１．はじめに
日本で最も繁忙な国際空港の一つである成田空港では，が大きく異なる。

出発便が多い時間帯に，滑走路手前で離陸待ちの行列が③地上走行時間：スポット出発から離陸までの走行時間。

生じ，航空機の円滑な運航に影響を与えている。このよ④離陸待ち時間：地上走行時間のうち基準時間を超えた

うな空港面の混雑を緩和し，かつ年々増加する航空交通

時間。ただし，地上走行時間が基準時間より短い場合にに対応するため，より効率的な空港面での交通の実現をついては，離陸待ち時間を 0 分と見なす。

目指した交通管理手法の提案が要望されている。本研究では，成田空港を対象として，空港面を走行する航空機

スポット出発準備完了 管制承認▼▼の交通状況を分析し，交通状況に応じた交通管理手法および適用条件を検討し，シミュレーションにより適用効①スポット待機時間

離陸

スポット出発▼▼②基準時間④離陸待ち時間③地上走行時間

果の違いを推定することを目的とする。

図 1 出発便の離陸までの所要時間

２．研究の概要
本研究は 4 ヶ年計画であり，主に以下の項目を実施した。

3.2 空港面交通管理手法のシミュレーション検証

・

空港面における交通状況の把握・予測

成田空港では，出発便が多い夕方の時間帯に，滑走路・

空港面交通管理手法アルゴリズムの開発

長が長く出発便が多く使用する A 滑走路の滑走路端で離・適用条件・手法の選択条件の検討

陸待ちが生じているため，航空機の運航に影響を与えて・シミュレーション評価いる。そこで滑走路端の離陸待ちを軽減するために，空港面を走行する機数をある一定以下にするために出発便

３．研究成果がスポットで待機するスポット出発時刻調整が行われて

3.1 空港面における交通状況の把握・予測いる。そのスポット出発時刻調整の効果を空港面交通シ

成田空港の地上走行の交通状況を把握するために，航ミュレータを用いて検証した。現状のスポット出発時刻

空局ならびに成田国際空港株式会社から提供いただいた調整を実施している場合と，スポット出発時刻調整をせ

空港面地上交通データ等のデータをもとに地上走行に関ずにスポット出発準備完了時刻に出発すると仮定した場

するデータベースを作成し，分析してきた。

合をシミュレーションした結果を比較した。その結果，

出発便の地上走行を把握するために，スポット出発準備完了時刻から離陸時刻までの所要時間について図 1 のように運航フェーズで分類した。そして各所要時間を求めてシミュレーション評価での検証項目であるスポット
待機時間および離陸待ち時間をそれぞれ下記のように定出発便の滑走路端の離陸待ち時間の一部がスポット出発
時刻調整したときのスポット待機時間にほぼ置き換わっていることがわかった。出発便がスポットで待機することで，到着便がスポットの空き待ちをする場合も想定されたが，今回のシミュレーションでは影響はほとんど無かった。出発便の滑走路手前での離陸待ちがその分軽減義した。

され，他の航空機の走行を妨げないようになりスポット①スポット待機時間：スポット出発準備完了からスポッ

出発時刻調整が空港面の混雑の緩和の効果があることをト出発までの時間示した。

②基準時間：空港面の混雑によらず要する地上走行時間
であり，各スポットと各滑走路の組合せ毎に算出した平3.3

均走行時間。成田空港では，空港レイアウトの関係上ス

条件の検討

ー15ー

空港面交通管理手法アルゴリズムの開発および適用

成田空港では，平成 23 年度に，SPID（Simultaneous
Parallel Independent Departure: 同時平行出発方式）と呼ばれる離陸方式が導入され 1 本の滑走路に集中していた出

スポット
待機

発便をもう 1 本の滑走路に振り分け 2 本の滑走路で同時に離陸することが可能となり，さらに，平成 27 年度より
WAM （ Wide Area

Multilateration： 広域 マル チ ラ テ

レーション）が導入されて，SPID 運用の日が増え，増便にも対応可能となった。このように SPID 運用が増え，
交通管理手法による滞留軽減を必要とする日が少なく

離陸待ち便数なったが，天候等により SPID 運用ができない日がまだ時刻あり，そのような日は夕方の時間帯に A 滑走路に出発便が離陸待ちで集中してしまうため,滞留軽減のため管制官(a) 現状が出発便にスポット出発時刻調整を行っている。このよ
うな日の夕方の時間帯を対象に，さらに各出発便の離陸待ち時間を一定以下かつ，ばらつきが小さくなるようあ

スポット
待機

らかじめ分析した離陸時間間隔をもとに以下のような各スポット出発時刻調整の条件を検討した。
現状：現状のスポット出発時刻調整を模擬
仮定 1：離陸時間間隔と同じペースでスポットを出発するようにスポット出発時刻を調整した場合
仮定 2：離陸時間間隔と同じペースで滑走路端での離離陸待ち便数陸待ちの行列に並ぶようにスポット毎の基準時間を考慮

時刻

してスポット出発時刻を調整した場合
それぞれの仮定でシナリオを作成し，空港面交通シ(b) 仮定１

ミュレータを用いてシミュレーションした結果について，交通量の時刻変化で比較する。交通量の時刻変化とは，
A 滑走路を用いる出発便を，下記の 4 つの状態に仕分け，

スポット
待機

各時刻での各状態の機数を求め，折れ線で結んだもので
ある。
①
②
③
④

出発準備完了済み：出発準備完了を通報済みであり，
かつ，離陸していない状態。
管制承認発出済み：出発の管制承認を発出済みであり，かつ，離陸していない状態。
出発済み：スポットを出発済みであり，かつ，離陸していない状態。
離陸待ち：スポット出発後，基準走行時間だけ経ており，かつ，離陸していない状態。

図 2 の交通量の時刻変化より，現状より仮定 1 で離陸待ち便数の時刻による変動が小さくなり、仮定 2 で離陸待ち便数がほぼ一定になっていることがわかる。図 3 に，
この時間帯の各便の滑走路端の離陸待ち時間の相対度数分布および統計値を示す。離陸待ち時間の平均は変わらないが，ばらつきを示す標準偏差が小さくなったことが示された。

離陸待ち便数
時刻(c) 仮定２
図２

図３

ー16ー

交通量の時刻変化

滑走路端の離陸待ち時間

４．まとめ本研究では，成田空港の地上走行の交通状況分析を行
い，出発便が多い夕方の時間帯における，滑走路長が長く出発便が多く使用する A 滑走路の離陸待ち状況を把握した。そして成田空港で現在行われているスポット出発
時刻調整について，スポット待機した分滑走路手前での離陸待ちが軽減され，他の航空機の走行に影響が少なくなり混雑緩和に有効であることをシミュレーションで示した。
さらに各出発便の滑走路端の離陸待ち時間を一定以下
かつ，ばらつきを小さくするようスポット出発時刻調整の条件を離陸時間間隔との関係から検討した。離陸時間
間隔と同じペースで滑走路端での離陸待ちの行列に並ぶような予測をもとに，スポットと滑走路の位置関係により大きく異なるスポット毎の基準時間を考慮してスポット出発時刻を調整する仮定をもとにシミュレーションしたところ，現状と比較して離陸待ち時間が一定以下かつばらつきが小さくなった。
今回は，離陸時間間隔のペースをあらかじめ既知としてシミュレーションしたが，これは出発便の精度の高い
出発予定時刻を事前に把握できれば，基準時間をもとに，離陸時刻を予測することで，管制官によるスポット出発
時刻調整により離陸待ち時間を一定以下にし，さらにばらつきを小さくすることができる可能性を示した。これ
は，成田空港で検討している空港面交通管理に関する検討への資料として提供できる。
本研究で開発した空港面交通シミュレータや地上走行の分析手法は，成田空港のみならず，他空港へ展開・適用することが可能となった。今後は，他の空港の空港面
交通流分析や空港周辺関連の研究へ引き継いでいく。

掲載文献（１）山田泉，住谷美登里，マークブラウン，青山久枝，
森亮太.“成田空港出発便の地上走行時間に関する分
析，”平成 26 年度（第 14 回）電子航法研究所研究発
表会講演概要．2014 年 6 月，pp.51-56．
（２）住谷美登里，山田泉，海津成男，青山久枝，マークブラウン.“成田空港の空港面交通シミュレータの開発－機能の概要と性能検証－，”電子情報通信学会技術研究報告．2014 年 7 月，SANE2014-45，pp.13-18．
（３）青山久枝，住谷美登里，山田泉，マークブラウン，
海 津成 男.“空 港面 の交 通状 況に よる 滞留 の傾 向分
析，”第 52 回飛行機シンポジウム講演集．2014 年 10
月，JSASS-2014-5009．
（４)山田泉.“成田空港における航空機の地上走行時間に関する分析とその応用，”第 4 回首都圏空港 CDM 勉
強会，資料 5，2014 年 11 月．
（５）住谷美登里，山田泉，青山久枝，マークブラウ
ン.“成田空港の地上走行時間の特性について，”平成
27 年度（第 15 回）電子航法研究所研究発表会講演概要．2015 年 6 月，pp.19-24．
（６）山田泉，住谷美登里，青山久枝，マークブラウ
ン.“出発時刻調整による空港面交通の滞留軽減効果の推定，”平成 27 年度（第 15 回）電子航法研究所研究
発表会講演概要．2015 年 6 月，pp.25-30．
（７）住谷美登里，青山久枝.“基準時間による空港面交
通シミュレータの精度検証，”電子情報通信学会 2015
年ソサイエティ大会講演論文集．2015 年 9 月．
（８）住谷美登里，青山久枝，山田泉.“成田空港出発便の地上走行時間に関する分析，”航空交通管制協会誌
航空管制．2015 年 9 月，2015-No.5，pp.26-31．
（９）青山久枝.“空港面の交通状況に応じた交通管理手法の開発，”国土交通省航空保安大学校 特別講義，2015 年 12 月．
(10）山田泉，青山久枝，マークブラウン，住谷美登
里.“成田空港における出発便の走行機数調整のシミュ
レーション検証，”平成 28 年度（第 16 回）電子航法研究所研究発表会講演概要．2016 年 6 月，pp.5-10.
（11) 山田泉.“成田空港における空港面交通シミュレー
ション，”日本航空との意見交換会資料，2016 年 7 月．
（12) 山田泉.“成田空港における出発便の走行機数調整のシミュレーション検証，”航空無線．2016 年 9 月,
第 89 号，pp.8-14.
（13) 山田泉，青山久枝，住谷美登里.“空港面の航空機
位置情報およびスポット出発時刻情報を用いた離陸時刻の予測に関する検討，”第 54 回飛行機シンポジウム
講演集．2016 年 10 月，1B14，JSASS-2016-5018.
（14)青山久枝.“空港面の交通流と空港舗装～空港面の交通流～，”平成 28 年度電子航法研究所講演会資料，2016 年 11 月.
（15)山田泉，青山久枝，住谷美登里.“航空機位置情報等を用いた出発走行時間の予測手法，”平成 29 年度（第 17 回）電子航法研究所研究発表会講演概要．2017
年 6 月，pp.55-60.
（16) 住谷美登里，青山久枝，山田泉.“成田空港の出発時刻調整による空港面交通の混雑緩和の検証，”電子情報通信学会技術研究報告．2017 年 8 月，SANE201732，pp.21-26．
（17)山田泉，青山久枝，住谷美登里.“空港面の混雑緩和のためのスポット出発時刻調整の適用条件に関する考察,” 第 55 回飛行機シンポジウム講演集．2017 年
10 月，2F12，JSASS-2017-5157.
（18)山田泉.“空港面の混雑緩和のためのスポット出発
時刻調整の適用条件に関する考察，”第 5 回首都圏空港の協調的運用 WG 成田分科会 資料，2018 年 2 月．

ー17ー

陸域における UPR に対応した空域編成の研究【重点研究】

担当領域

航空交通管理領域

担 当 者○蔭山 康太，中村 陽一，岡 恵，宮津 義廣，秋永 和夫

研究期間

平成 27 年度～平成 30 年度

3 つの分野の課題を解決する必要がある。

１．はじめに航空需要の増加により2025年頃には現行運用の限界が予想される。これに対して，国土交通省では空域の抜本的再編により業務負荷低減などを図り，管制処理能力の向上を計画している。一方，現在使用されている固定経路に替
わり，空域ユーザが気象条件などを考慮して飛行経路を決定するUPR(User Preferred Route)の陸域（レーダ空域）への導入により飛行効率の向上が期待される。管制処理能力と飛行効率の向上のために，UPR導入を考慮した我が国の陸域への空域編成手法の確立が必要とされる。

２．研究の概要
本研究では，UPR やセクタ容量を考慮したシミュレー

図１

UPR 導入時の課題の項目出し

ション・モデルを作成し，経路構成の変化に対応した空域
3.2

編成を検討する。同時に，UPR 導入による便益やセクタ
容量による制約を明らかにする。また，最適化などの意思決定支援手法の空域編成への適用を調査・研究する。

再現性の高いシミュレーション・モデルの構築

信頼性のあるシミュレーション結果を取得するためには実運航を再現したモデルの構築が不可欠である。航空交

今年度は UPR 運航の要件調査として，UPR 導入に解決

通流モデルを構築し，セクタ内の飛行時間について再現性が必要とされる課題の項目出しを行うとともに，現実の運を検証した。実データと比較を行い，誤差発生の要因の検航に対する再現性の高い航空交通流モデルを構築した。ま

討とともにパラメータを修正した結果，実データからの誤た，UPR 経路の構成およびパターン化を行い，数理計画

差を平均・ばらつきともに 0.5 分間程度の範囲に収めるこ法の導入による空域編成手法の検討に着手した。

とを可能とした。図 2 にモデルにおける飛行時間の予測誤差の分布を示す。

３．研究成果再現性の高いシミュレーション・モデルの構築は航空交

3.1 UPR 運航の要件調査

通流の安全性や円滑性の予測を容易にするため，例えば燃UPR 運航導入のために解決が必要とされる課題の項目

料消費を低減する運航方式の迅速な事前検討を可能とす出しを行った。課題の項目出しは，関連した研究を進めるる。

ためのガイドラインとして有用である。図 1 に抽出された課題を示す。導入には大きく高精度な交通流の予測，ユー
ザ・ニーズに合致した軌道計画，計画された軌道の実現のー18ー

が集中する場合が考えられる。円滑な交通流の実現には交通流の集中を回避するような空域編成（セクタ構成）が不可欠であり，空域編成の意思決定支援手法の導入が必要とされる。
空域編成ならびに関連する研究領域の先行研究や事例の網羅的な調査および我が国の空域における考慮すべき
図２

条件の抽出・整理の結果に基づき，空域編成を数理モデル

飛行時間の予測誤差の分布化（定式化）し，数理計画法による解の算出手法の概略を
3.3 UPR 経路の便益推定およびパターン化設計した。空域編成は多数の飛行や地点を対象とするたUPR では風向・風速を考慮して燃料消費あるいは飛行

め，実用的な時間で解を算出するためには効率的な算出手

時間が最小となるように運航者が飛行経路を決定する。特法が必要とされる。引き続き算出手法の検討および実装をに燃料消費を対象として UPR の便益を推定するとともに進め，燃料消費などを削減した飛行を可能とする空域編成

燃料消費削減の要因（経路長，方向，季節など）の特定をの実現を目指す。

行った。便益推定からは最大で 4%程度の燃料削減の可能

本項目は公募型研究課題「空域編成への数理計画法の適性が示された。

用の研究」において，筑波大学の選定および研究の委託をUPR では風向・風速に応じた多様な経路構成が想定さ行うことで実施した。

れるが，円滑な運航には限定された経路構成の導入が好ましいと考え，クラスタ解析の手法により風向・風速をパターン化し，そのパターンに基づく飛行経路を算出した。図

４．おわりに
次年度は，UPR導入要件のための課題項目の精緻化，シ3 に経路を示す。

ミュレーション・モデルを用いた空域編成の検討および数理計画法による空域編成の解の算出手法の実装などを実施する予定である。

掲載文献(1) 蔭山康太, 秋永和夫，平林博子．“シミュレーショ
ン・モデルにおける航空管制セクタ滞在時間の検証，”
第 55 回飛行機シンポジウム, 2017 年 11 月.
(2) Y. Nakamura, K. Kageyama.

“An Efficient Route

Design Using Wind patterns,” AIAA Scitech: Modelingand Simulation Technologies Conference, January, 2018.
(3) Y. Nakamura, K. Kageyama. “Wind Classification for
Route
図３

3.4

Design,”2017

Asia-PacificInternational

Symposium on Aerospace Technology, November, 2017.

経路構成のパターン化の例

空域編成

経路構成が可変となる UPR では特定のセクタに交通流ー19ー大規模空港における継続降下運航の運用拡大に関する研究【重点研究】
担当領域

航空交通管理領域

担 当 者○平林 博子，福島 幸子，岡 恵，ナヴィンダ ビクラマシンハ，
虎谷 大地

研究期間

平成 28 年度～平成 31 年度

１．はじめに

表１

CDO 実施機の降下角の統計値（度）
TOD
TOD
→ 移管点
(KARIN)→
移管点→ IAF/IF(KARIN)
IAF/IF
2.5
2.2
2.3
平均
0.4
0.3
0.3
標準偏差
3.1
2.9
2.9
最大
75%
2.6
2.4
2.4
2.5
2.2
2.4
中央
25%
2.2
2.1
2.0
1.4
1.5
1.6
最小
41
44
41
サンプル数

継続降下運航（CDO：Continuous Descent Operations）は燃料や騒音を低減できる運航方式であり世界的に CDO 実
施空港は増加している。国内でも交通量の少ない時間帯ではあるが CDO 運用空港は増加している。運航者からは実施空港の増加及び運用時間帯の拡大が求められている。
CARATS では CDO を混雑空港で繁忙時にも運用することを目標としているが，CDO 運用実績の多い関西国際空港（以下，関西空港）では CDO の運用が交通量の少ない
深夜早朝帯に限られている。
本研究の目的は継続降下運航を実施できる航空機を増加させるために，実施空港及び運用時間の拡大を目指すこ

度と比較的浅めの角度で降下していることがわかる。また，とである。

より高度の低い移管点以降の方が浅い角度である。これらの結果は CDO モデル開発，シミュレーションのパラメー

２．研究の概要

タ値等への活用する計画である。

本研究は 4 年計画である。平成 29 年度の研究においては，以下を実施した。

3.2

・CDO の現状調査及び分析

CDO モデル開発

CDO 運用拡大のためには通常運用とは異なる CDO 機・CDO モデル開発の将来位置を正確に把握することが重要となるため，・CDO 実施判断支援ツールの製作

CDO 実施機の正確な予測軌道を求めることを目的とし，航空機の性能モデルである BADA（Base of aircraft Data）

３．研究成果3.1を活用した CDO モデル開発に着手した。図 1 は BADA にCDO の現状調査及び分析

より計算された軌道から得られた燃料流量と，航空機の操CDO 方式を管制機関から承認されると，航空機は CDO

縦や動作を高度に模擬できるフルフライトシミュレータ

方式の終了地点（初期進入フィックス：Initial Approach Fix,から得られた燃料流量を比較したものである。横軸に示す

IAF，中間進入フィックス：Intermediate Approach Fix, IF

フライトケース（48 ケース）ごとの燃料流量の二乗平均等）まで個々の飛行の性能等に応じた降下が可能となるた

平方根（RMSE）を縦軸に示す。多くても 0.3kgs-1 程度のめ，降下角は高度，速度指示に従って飛行する通常の運用

RMSE 値という非常に小さい誤差であり，BADA を用いたとは異なる。CDO 実施機の軌道の分析ではいくつかの側

CDO 軌道計算の有効性を示している。図 2 はフルフライ

面からのアプローチが考えられ，その中でも降下角はパイ

トシミュレータ実験で得られた CDO 飛行の軌道（FFS）

ロットの操作性及び軌道予測にも影響を及ぼすことから，と，BADA を用いて数値計算により求めた，ファストタイ

CDO 実施機の航跡を用いた降下角分析を実施した。

ムシミュレーション（FTS）の結果を比較したものである。

表 1 は関西空港レーダー航跡から算出した CDO 実施機

飛行距離に対する高度（左上図），飛行時間に対する速度の降下パスの統計値である。最も実績の多い KARIN 経由（右上図），上昇／降下角度（左下図）及び燃料流量（右機を対象として，降下開始地点（Top Of Descent, TOD）か

下図）である。いずれのパラメータにおいても，数値計算

らターミナルレーダー空域への移管地点，移管地点からの結果がフルフライトシミュレータの結果を精度よく模CDO 方式の終了地点（IAF/IF），及び TOD から IAF/IF ま

擬できていることが示されている。

での降下角を算出した。通常，滑走路へ近づく進入降下角は 3 度が適正値とされるが，TOD からの降下では 2.2～2.5

ー20ー

平成 30 年度は，CDO 実施機の QAR（Quick Access

図１

燃料流量計算の誤差計算結果

図１

図３

燃料流量計算の誤差計算結果

CDO 実施判断支援ツールのタイムライン表示画

面

４．まとめ
CDO 運用実績の多い関西空港の航跡データを用いて，降下角に着目した詳細な現状分析を実施するとともに，
CDO 軌道予測のための CDO モデル開発に着手した。モデル開発においてはフルフライトシミュレータの軌道と比
較して大きな誤差のない軌道計算の結果が得られている。
今後は QAR データを用い軌道予測の正確性の向上を目指す。
CDO 実施判断支援ツールの製作においては，到着機同
図２

1lbs=0.454kg

士の間隔及び出発機との関連，さらに速度調整等の調整前

フルフライトシミュレーター(FFS)とシミュレ

後の到着機同士の間隔が確認できるタイムライン表示を製作した。平成 30 年度は，管制経験者に CDO 実施判断

ーション計算(FTS)の比較

支援ツールを使用してもらい，ツールの評価を実施する計
Recorder）データを使用し軌道予測の正確性の向上を目指

画である。

す。
掲載文献
3.3

CDO 実施判断支援ツールの製作(1)

S. Fukushima, H. Hirabayashi, M. Oka and D. Toratani.

管制官が CDO を承認するには，他の航空機との近接な“A Review on the Expansion of Restricted Continuous

どを事前に検証する必要があり，交通量が多いときのDescent Operations at Kansai International Airport,”

CDO 実施判断は管制官にとって大きな負荷となる。初期

APISAT2017，2017 Oct.

的な到着管理を行い，CDO 拡大の可能性をシミュレーシ(2)

福島幸子，平林博子，岡恵，ビクラマシンハナヴィ

ョンし実施判断を支援するツールを製作した。平成 29 年

ンダ，虎谷大地．
“継続降下運航実施に必要な間隔の度は CDO 実施機と関連する交通がタイムラインで表示で設定方法の検討，”第 55 回飛行機シンポジウム，
2017

きる機能を製作した。図 3 は表示画面上のタイムラインを

年 11 月．

示す。到着機が通過する固定位置，到着滑走路が各タイム(3)

平林博子，福島幸子，岡恵，ビクラマシンハナヴィ

ラインとして示され，各タイムライン上に到着機と，関連ンダ，虎谷大地．
“航跡データ解析を用いた関西国際

する空港からの出発機等が示されている。到着機同士の間

空港における継続降下運航運用拡大の可能性に関す

隔及び出発機との関連，さらに速度調整等の調整前後の到る一考察，”第 55 回飛行機シンポジウム，2017 年

着機同士の間隔が確認できることから，管制官の CDO 実

11 月．

施判断のための補助的役割を担う。平成 30 年度は，管制(4)

N. Wickramasinghe, D. Toratani, S. Fukushima and H.

経験者に CDO 実施判断支援ツールを使用してもらい，ツHirabayashi. “A Study on Modeling Techniques for Fuelールの評価を実施する計画である。

Burn Estimation based on Flight Simulator Experiment
Data,”

ー21ー2017 Winter Simulation conference,2017 Dec.

(5)D. Toratani N. Wickramasinghe, S. Fukushima, H.
Hirabayashi.

“Design

Methodology

toSimulate

Continuous Descent Operations at Kansai International
Airport,” 2017 Winter Simulation conference, 2017 Dec.

ー22ー

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

航空交通管理領域○井上 諭，ブラウン マーク，青山 久枝，角張 泰之（監視通信領域），
米本 成人（監視通信領域），宮崎 裕己（監視通信領域）
平成 29 年度～平成 32 年度の情報と連動して特定の目標を自動的に追尾する機能

１． はじめにリモートタワーは，現在，空港のタワーで行われていを持つ。これらの機能により，オペレーターは空港からる業務を，映像技術およびネットワーク技術等を活用し，離れた運用センターからでも航空機を監視し,必要な情離れた遠隔地に設置された施設にシステムを集約し，管報提供や指示等の業務が可能になる。

制業務を実施するものである。空港の交通状況や監視業
３. 実験システム

務を離れた場所にある運用センターから実施できるよ
うにするためには，カメラ及び表示機能，監視センサー

本研究では仙台空港に隣接する岩沼分室にテストシや情報通信技術を活用したシステムを用い，安全性の向ステムを製作，設置し性能検証を実施した。テストシス

上はもちろん，現在のタワー業務と比較しても，効率的

テムは，タワーから見える状況と同様の映像を複数のマな運用が可能なシステムとして行く必要がある。そのたルチディスプレイに映し出す。（図 2）このプロトタイ

め本研究では，リモートタワーの実用化に向けて，それ

プシステムでは，固定カメラ及び PTZ カメラは汎用のらシステムに必要な要素技術開発とコンセプトモデル

ネットワーク HD カメラを使用した。

構築，システムインテグレーションを実施し，日本のリモートタワーに必要な技術と仕様を導く。
２．システムの概要
リモートタワーでは図 1 に示すように，タワーで業務を行う際にオペレーターが見る窓の外の状況（Out of
The Window view）と同様なタワーからの視界と同様のパノラマビューをカメラとディスプレイのシステムによって実現する。また，空港周辺や空港内の航空機の位
置は監視センサー情報を基に，パノラマディスプレイ上

図2に拡張現実（Augmented Reality：AR）型の支援情報を

用 HMI）

表示する。これらの機能はオペレーターの情報確認のた

3.1

プロトタイプシステム（ディスプレイ及び操作

カメラシステムカメラからは 30fps で映像が配信され，シームレスにめのルックダウンの時間を減らしたり，情報との照合のミス防止など，安全性の向上と同時に，効率にも寄与でなるように設置された HD のディスプレイ 6 台に 180°

きる。

のパノラマ映像が出力される。カメラとマルチディスプ
レイ間は，メディアコンバーターを介した光回線で接続
通信ネットワークしている。調布側の実験設備と岩沼分室の間は専用の光ファイバー回線を用いており，岩沼分室に設置している
運用センター

各地のリモート空港

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

図1

カメラから映像を約 300 ㎞離れた調布側のディスプレ・パノラマディスプレイ（AR合成）
・PTZ表示・カメラ操作・制御パネル
・運用業務用支援情報パネル（FDMS 等）・監視センサー情報パネル
・気象情報パネル
・通信端末

イに映し出す遠隔環境の実験を実施した。配信される映像の技術基準は EUROCAE の ED-240 では 1 秒以内を満たすことが要求されるが，本実験では約 0.6 秒となっており，システムが国際的な技術要件を満たしていることも確認できた。また図 3 に示すように，夜間のカメラ性
能の評価実験を実施するために 3 つの異なる仕様のカ

システム概念構成

メラを評価に用いた。この評価では夜間の視認性を確認するためフォーカス，ゲインと色調のバランスを現地のまた双眼鏡を使うような特定の視界領域を拡大したい場合に対応するため，PTZ カメラを装備している。

肉眼の状況と照らし合わせながら評価を行った。

PTZ カメラは特定の場所を拡大，さらに位置センサー

ここまでの評価では，最低被写体照度の性能が高い場合ー23ーが必ずしも視認性が高いということではなく，暗部が多トウェアのバランスを見極めることも実用化に向けてい中に強い光がある場合には，ゲインコントロールが強は十分に考慮する必要があると考えている。

く効くと，ハレーションやノイズにより視認性には悪影響があることが分かった。

図4
図3

ディスプレイ上のトラッキング表示例

また，可視光カメラによる視認性能に限界がある条件

固定カメラによる夜間映像の比較例

3.2 ターゲットトラッキング時においては，映像認識の機能が働かない場合が想定さ

リモートタワーではカメラ映像による視界を提供すれる。そのような場合には位置情報センサーからの情報

るため，映像に付加情報を載せることが可能となる。特を用いて航空機のいる位置を推定し，映像上表示するこに状況認識を補助することは見落としなど安全に関わとで，空港内のどの位置に航空機がいるのかを知ること

る作業負荷を軽減することは有効と考えられており，新ができる。現在，本研究では MLAT からの情報を基にたに装備される機能の一つが航空機や移動体を検知，追映像上に座標をマッピングすることで航空機の位置を尾することができるターゲットトラッキングがそれに把握することができるようにしており，評価においては，あたる。この業務支援情報の表示は,視界が低下するよ

視界が悪い悪天候の状況や，遠方に小さく映る航空機をうな悪天候や夜間等の条件においても，航空機の位置情いち早く認識できることを確認できた。監視センサーに報がディスプレイ上に合成映像として表示されること

おいてもリアルタイム性は映像データとのシンクロにで，オペレーターの負荷軽減に寄与する。この機能は将大きく影響するため，重要な要素で，精度と整合性の評

来的に，映像データを元にした映像検知情報と監視セン

価は今後引き続き実施していく。

サーから得た位置情報の２つを使用し，ディスプレイ上

3.3 統合型操作用 HMIの航空機の位置に，便名や位置，またフライトプランな

新しいシステムでは，レディオ空港を想定として，人ど，運用に必要な情報をタグとして表示することが可能

間中心設計の考え方に基づき，業務分析から情報の配置である（図４）。映像検知では，基本的には映像データ

や表示の仕方を検討し，HMI デザインを検討してきた。

内の動体の差分を検出することで，映像情報から航空機

運用課の協力のもとユーザー評価を繰り返し行い，オペや空港面を移動する物体を検出できる。しかし，映像差レーターにとって使いやすい統合型 HMI（図 5）を作成

分だけでは，すれ違いや重なり，ノイズ等の外乱情報にし，これらの HMI を設計するためのデザインガイドラ

弱いため，検知率や検知の連続性では実用的な域にはなインを作成した。

らない。 そのため補正の技術を付加することが必要と

For monitoring task baseFor physical interaction task baseなる。 補正の仕方は差分情報を基にした予測を行うことになるが，これらの方法はカルマンフィルタ等の移動
体のベクトル計算等，様々な方法がある。本研究ではいくつかの方法を試した結果,評価テストにおいては 90％程度の検知率を得る事ができた。ただし，検知精度は天候や時間帯による環境の状態より明るさやコントラス
ト等の違いがあるため，単独の設定で一律の性能を確保

図5

することは現状では難しいことが分かっており，今後もライトプラン，気象情報の設定を統合した例）

操作用 HMI デザイン例（カメラ操作機能及び，フ精度向上に向けて，アルゴリズム改善や検知方式の見直しを行っている。ただし，システムとしては，レイテン

４．まとめ

シーを 1 秒以内に抑えることが最低技術要件としてあ本研究ではリモートタワーの実用化を目指し，プロトるため，検知においても処理時間をこれらの基準以内にタイプシステムを作成し，機能検証を実施した。今後も，抑えることが求められており，ハードウェア性能とソフ

機能や精度向上を引き続き行っていく予定である。

ー24ー

フリールーティング空域における軌道ベース運用に関する研究【重点研究】

担当領域

航空交通管理領域

担 当 者○ブラウン マーク，平林 博子，ナヴィンダ キトマル ビクラマシンハ，長岡 栄

研究期間

平成 29 年度～平成 32 年度

１． はじめに

３． 研究成果

航空交通管理（Air Traffic Management：ATM）では，

３.１ 運用環境及び運用方式の調査

国際航空交通量の増加に対して，安全性や定時性を始め「フリールーティング」を実現するため，現在の空域とする航空交通の効率を保つため，軌道ベース運用と航空路・ATS 経路の構成を見直す必要がある。そのた（Trajectory-Based Operations：TBO）概念が提案されてめ，平成 29 年度は，現状の福岡 FIR の国際交通流を分いる。TBO において，航空機は水平位置，高度と時刻で析し，課題を洗い出した。

定義される 4 次元の計画軌道に基づいて運航される。各

図 1 は，福岡 FIR の主な国際交通流を示す。平成 28

フライトの最大便益を図り，運航者の希望軌道の制限を

年度の平均値 200 便/日以上の交通量がある交通流を赤少なくする「フリールーティング」と，混雑時の空域やい線で，福岡 FIR の洋上空域と陸上空域（レーダー監視

空港での資源を効率よく割り当てるために「協調的意思空域）の境界線を点線で示す。北太平洋の洋上空域は，決定」（ Collaborative Decision Making：CDM）が必要で固定経路（NOPAC）空域と可変経路が設定される空域（図ある。今後，フリールーティングと CDM を取り入れたでは「PACOTS/UPR」）に分かれている。空域設計及びTBO に基づいた軌道管理方式を高高度空域に提供する運用方式の変更が IPACG（Informal Pacific ATC

コンセプトが必要である。

Coordinating Group）において検討されている。その検討及び議論を支援するとともに，現状の運用状況を解析し，

２． 研究の概要

将来の経路編成等の可能性を定量的に示すためファス本研究の目的は，フリールーティング及び CDM を取ト・タイム・シミュレーションを行った。また，り入れた軌道ベース運用方式を福岡飛行情報区（ Flight

PACOTS/UPR 空域における動的飛行経路変更方式

Information Region：FIR）の高高度空域を対象として戦略（Dynamic Airborne Reroute Procedures：DARP）の便益を的軌道管理コンセプトを提案するものである。福岡 FIR解析した。DARP とは，航空機が飛行中に最新の気象予においては，国際交通量が継続的に増加する傾向であり，FIR を通過する複数の軌道を「エンド・ツー・エンド」

報データを基に風を考慮した燃料効率の良い最適経路を再計算し，その先の飛行経路を変更する運用方式である。

で管理することが必要となる。また，軌道間干渉の解決

消費燃料において便益がある一方，運航者側の運航管理

や空港混雑時の交通流調整のために軌道変更が必要な場

者及び機上のパイロットの業務負担が多くなることが課

合は，CDM を支援するため，各関係者への影響を客観

題となっている。DARP の概念は有効であるが，自動化的に表すパフォーマンス指標を用い，各関係者への利や通信機能の改良も必要であると思われる。

益・不利益を評価し均衡を保つ必要がある。このフリー
ルーティングのコンセプトと必要な「イネーブラー」技術を調査し，適用性の向上を目指す。

ー25ー

図１

福岡 FIR の主な国際交通流（ルート情報・FIR 境界線情報の提供：Jeppesen 社）

福岡 FIR の西側境界線を通過する交通流は，主にレー航空機の飛行計画上の経路が存在したとしても，実際ダーで監視されているため，交通容量は洋上空域より多の運用においては運用状況が許す限り航空管制官がレーい。日本と香港・台北を結ぶ二つの一方通行の固定経路

ダー誘導で経路の短縮「ショートカット」を支持する。

（図 1 の①）の平成 28 年度における交通量は一日平均

その結果，飛行距離が短くなり効率的であるが，飛行計

403 便であった。日本〜上海間のアカラ回廊（②）では画経路と実運航経路が異なるため，軌道予測の精度は低

一日平均 315 便であった。アカラ回廊のある経路はソウ

くなる。このような課題に対応するため，

一日平均 278

EUROCONTROL は FRA を導入している。FRA において便）と交差するため，選択可能な高度が制限されており，は，航空機が固定経路と関係なく，FRA 空域の境界にあ

ボトルネックとなっている。ソウル・北京〜日本・北米

る入域ポイントと出域ポイントの間に直接または幾つかのルート（④）の交通量は一日平均 314 便であり混雑しのポイントを経由して飛行経路を計画できる。なお，隣ている。

接する国の FRA 空域も結合し，FIR 境界線を特定のポイ

３.２ 運用方式の調査

ントで通過する必要性を撤廃し，よりシームレスな空域

ルと台北・香港・ASEAN を結ぶ経路（③ヨーロッパにおいて，EUROCONTROL に所属する国構成の実現が見込まれている。

は飛行経路の効率化のために「Free Route Area」（FRA）
を導入しつつある。

３.３ ATM のための「パフォーマンス指標」
現在，空域容量の制限は空域のセクターを担当している航空管制官の業務負担として考えられるが，TBO の運ー26ー

用環境においては，航空管制の業務が変わり，「セクタコストの代表として「消費燃料」を利用し，平成 25 年度

ー」ではなく航空機の軌道を管理することから，新しい〜平成 28 年度の「Full4D」の研究において風の影響を考

空域容量の指標が必要である。平成 25 年度〜28 年度に慮する最小消費燃料の軌道を計算するツールを開発した。

行なった軌道ベース運用の研究において，航空機の軌道

平成 29 年度においては，そのツールをより使いやすく，情報から計算する「管制難易度」概念に基づいた指標を管理しやすくする目的で改良作業を行なった。

開発した。平成 29 年度は，その指標の評価を継続した。

その軌道最適化ツールは動的計画法（Dynamic

複数の関係者が参加する CDM 環境において，航空機

Programming：DP）で理想的な４次元経路を計算する。

軌道の「パフォーマンス」とその変更の影響を客観的にしかし，実際の運用環境においては，制限空域や高度制評価する必要がある。そこで，航空機の運用に利用され限などの運航制限が存在し，計算された理想的な経路をる Key Performance Indicators（KPI）の調査を行なった。

運用に直接適用できない。また，軌道最適化プログラム

調査結果により，航空機運用における KPI は，利用者のが理想的な２次元経路，高度，速度の広範囲な探索空間

目的により異なってくる。例えば，運航者，民間航空のを検索するため，国際便の長距離飛行においては，一飛統制機関，航空管制機関，空港管理者，乗客等，それぞ行に対して数時間の計算時間が必要となる。運用に使えれの関係者が注目する KPI は異なる。また，指標によっる軌道最適化ツールにするためには，最適化の精度向上ては公開されていない運航情報に基づいて計算されていより計算速度を優先し，運用制限等が反映できるようにる。ATM システムの軌道管理においては，運航コストとする必要がある。平成 29 年度は，これらの要件を満たす

環境への影響を代表する消費燃料，飛行時間，遅延に関方法を検討した。

する指標が有効であると考えられる。
４． おわりに

軌道情報からパフォーマンス指標を計算する場合，共平成 29 年度は福岡 FIR と隣接 FIR の間の国際交通流通の ベンチマークを使用することが望ましい。本研究での状況と課題を把握し，さらにヨーロッパの FRA 概念をは，一つのベンチマークとして利用するために，軌道情調査した。平成 30 年度以降には，空域設計の前提条件を報から飛行時間，飛行距離，消費燃料を計算するツール

設定し，フリールーティングのコンセプト開発に着手すを開発している。平成 29 年度は，様々な軌道情報に対応る。ATM パフォーマンス指標については，ベンチマーク

可能とするためのモジュール化，計算時間の短縮化，及び気象予測情報の時間補間による精度の改良を行なった。

としての軌道パフォーマンス計算プログラムの公開に向けて改良作業を続ける。実用的な軌道最適化の検討を継航空機の計画軌道の変更を必要とする場合，各関係者

続しつつ，多目的最適化を CDM の軌道管理に適用するにおいて利益・損失が生じる可能性がある。この事情に方法を検討する。

ついて，CDM を適用した環境を前提に評価し，均衡を掲載文献保つ必要があると考える。平成 29 年度に行なった調査の(1) Hirabayashi, H. “Simulation Study for the
Examination of the Operational Effect of theReduced Separation Application between in Ocean
Control Airspace,” IPACG PM19, April, 2017.
(2) Brown, M., Hirabayashi, H. “福岡 FIR における2013 年から 2030 年の航空需要予測,” ENRI
発表会 2017，June 2017.
(3) Hirabayashi, H., Brown, M., Fukushima, S.
“洋上管制運用効率化のための経路設計に関する考察,” ENRI 発表会 2017, June 2017.

結果，「多目的最適化」という技術がこのような課題に妥当であることが分かった。
３.４ 軌道の最適化
各航空機が「最適」な軌道を運航することが理想であるが，民間旅客機の場合，運航コストを抑えながらスケ
ジュールを維持することが望ましいと考えられる。運航

ー27ー

(4) Nagaoka, S., Hirabayashi, H., Brown, M. “複雑性の指標について,” 日本航海学会/航空宇宙研究会, May, 2017.
(5) Nagaoka, S., Brown, M. “管制官の近接認知閾
値と飛行計画を用いた管制難度指標の比較,”
電子情報通信学会/安全性研究会(信学技報).
June 2017, SSS2017-8.
(6) Nagaoka, S., Brown, M. “Modeling an Air Traffic
Control Difficulty Index Based on a Distance inTime-Space Domain of Aircraft Trajectory,” 21stConference of Int'l Federation of Operational
Research Societies (IFORS2017), July 2017.
(7) Brown, M., Hirabayashi, H. “An Analysis ofMajor Cross-Border Air Traffic Flows in the
Fukuoka FIR,” Proceedings of APISAT2017, Seoul,
Korea, Oct. 2017.
(8) Nagaoka, S. “航空輸送の安全向上の方法について－安全規格から安全管理への変遷－,” 電子情報通信学会, 基礎・境界ソサイエティ誌.
Oct.2017, IEICE Fundamentals Review, Vol.11,
No.2, pp.100-107.
(9) Nagaoka, S., Hirabayashi, H., Brown, M.
“Tuning the Temporal Parameter of ATC Difficulty
Metrics Using Controllers' Cognitive Thresholds
and Trajectory Change Point Information,”
Proceedings of APISAT2017, G-3, Seoul, Korea,
Oct. 2017.
(10) Nagaoka, S., Brown, M. “Predicting Trajectories
with Course Change Points for Calculating
Proximity-based Air Traffic Control Difficulty
Indices,” ICSANE 2017（信学技報）. Nov. 2017,
SANE2017-79.
(11) Brown, M., Hirabayashi, H. “An Analysis of
ATM Resource Demand in Fukuoka FIR for 2030,”
Trans. JSASS Aerospace Tech. Japan. Nov. 2017,Vol. 15, No. APISAT-2016, pp. a89 - a98.
(12) Nagaoka, S., Brown, M., Hirabayashi, H.,
Wickramasinghe, N. “軌道ベース運用に関する研究について －「Full 4D」と「フリールーテ
ィング空域」－”, ENRI 出前講座 NEC 玉川,
Dec. 2017.
(13) Nagaoka, S., Brown, M., Hirabayashi, H. “航空交通管理（ATM）の性能指標に関する調査,” 電子情報通信学会 SANE 研究会（信学技報）. Jan.
2018, SANE2017-103.
(14) Nagaoka, S., Hirabayashi, H., Brown, M. “航空交通管理における航空交通の複雑性指標について,” 日本航海学会誌「NAVIGATION」. April
2018, No.204, 2018 年 4 月号.
(15) Hirabayashi, H. “Data Analysis of RNP 4
Capable Aircraft Ratio in NOPAC Airspace of
Fukuoka FIR,” IPACG PM21, Mar. 2018.
(16) Brown, M. “Flight Altitude Distributions in
NOPAC Airspace within Fukuoka FIR,” IPACG
PM21, Mar. 2018.

ー28ー実験とハザード解析による RNP AR と従来方式との混合運用の導入支援に関する研究【指定研究】
担当領域

航空交通管理領域

担 当 者○天井 治，森 亮太，松岡 猛

研究期間

平成 28 年度～平成 29 年度

１．はじめにまた，今までの簡略化した環境では気付かなかったハザ

近年，新しい計器進入方式として，航空機の優れた性能

ードや関西国際空港固有の環境に起因するハザードも顕を生かせる RNP AR（Required Navigation Performance –在化する可能性がある。そのため，これまでの研究にて作Authorization Required：特別許可を要する航法性能要件）成してきたハザード解析手法を用いてこれらのハザード進入方式が開発され，日本でも効果の見込まれる空港からを取り込んでハザード解析を行うとともにハザード解析

順次導入されている。RNP AR 進入方式は平成 30 年 5 月

手法の有効性を確認する。

現在 26 以上の空港で導入されている。RNP AR 進入方式

次の2項目の作成等を目標とする。

では自由度の高い経路設定が可能となり，その高い航法精

1. 関西国際空港での混合運用の可能性に関する資料の度を活用して経路短縮による燃料削減や飛行時間の短縮，作成

騒音を考慮した経路設定等が期待できる。RF（Radius to

2. 関西国際空港におけるハザード解析結果の取り纏め

Fix） Leg と呼ばれる円弧旋回を用いて滑走路近傍での曲2.2 本年度の研究

線進入が可能となる。
現在主流となっている ILS（Instrument Landing System）

本年度は下記の項目の実施を計画した。

進入方式では，原理上，航空機は滑走路手前で 5 NM（海① 関西国際空港における交通流・運用環境の調査

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

官）は，航空機を物理的に一列に並べることにより，航空

③ リアルタイムシミュレーション実験（冬季）の準備・

機同士の安全間隔（管制間隔）を確保して安全を担保する。

実施

しかし，ILS 進入方式と RNP AR 進入方式による滑走路近④ 関西国際空港での混合運用に関するハザードの解析

傍での曲線進入とが同一滑走路に対して同時に実施され⑤ 結果のとりまとめる場合（混合運用と呼ぶ），各航空機を物理的に一列に並⑥ ICAO 会議等への参画による国際貢献

べることができない。このため，着陸までに時間的余裕が①について。混合運用の導入対象とする関西国際空港に少ない滑走路近傍における平面的な思考が必要となり，管おける航空交通流や運用環境の調査を継続する。具体的に制の困難度が増すことが予想される。

はレーダデータ等における航空交通流の把握や運用環境

我々は単一滑走路に対する，RNP AR 進入方式と ILS 進の現地調査等を行う。

入方式との混合運用の安全性と実現方法を研究している。

②について。昨年度，関西国際空港に特化させた PC ベ本研究では関西国際空港の空域を模擬した実験およびハースの航空管制シミュレーション・ソフトウェアをより実ザード解析等を行う。

環境に合わせられるように改修する。
③について。関西国際空港に混合運用を導入した場合に２．研究の概要

ついて，②を用いて冬季（北風等）環境におけるリアルタ

2.1 研究の目標

イムシミュレーション実験を行い導入の可能性を調べる。

これまでの研究にて，RNP AR機最優先（Best-Equipped

また，ハザードとなり得る事象の抽出を行う。

Best-Served方式）の原則を適用した環境での混合運用の実④について。昨年度までの研究にて作成＆ブラッシュア

現可能性が見えてきた。しかし，今までは出発機を表示しップしたハザード解析手法を用いて関西国際空港におけないなど条件付きの環境にて実験を行っていた。本研究でる混合運用時のハザード解析を行い，安全性を評価する。

は混合運用の導入対象空港を関西国際空港と定めて上記⑤について。実験結果およびハザード解析結果をとりまの制限を可能な限り取り払い，シミュレーション環境をよとめて航空局への提案を行う。
⑥について。ICAO SASP 会議等に参加してターミナル

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

空域等における安全性評価手法の検討結果を発表し，併せー29ーて情報収集を行う。

～20％（3 機）
2) 23 時台（IFR 到着機 15 便／時（かなり多め））AR

率 15％（2 機）～25％（3 機）３．研究成果①について。昨年度実施した実験の結果，関西国際空港のピーク時の交通流密度では運用が難しそうであること

3)

24R を AR 到着機および出発機，24L を ILS 到着機とした場合の運用（分離運用）（28 便／時）。

が判明した。そのため，飛行計画情報を用いて 1 時間毎の1)および 2)に関して，どの機体が AR 機になるか，どの

交通流密度を調べ，ピーク時を外せる時間帯を検討した。

方向から来るか，連続した AR 機の間隔値等により難しさ

図 1 に結果を示す。一日に 3 回のピークがあることが分かが異なるが，かなり難しいと思われるシナリオでも管制がった。最後のピークは 21 時台であるため，22 時台の交通可能であった。3)に関して，完全同時運用に出来ないため

流密度の 5 ヶ月間の最大値 18 機／時を用いることにした。

結果として 3 NM のセパレーションが必要となり，滑走路

併せて 22 時以降の交通流密度の増減傾向を調べたところ，を分ける意味があまりないことが分かった。但し，滑走路

少なくとも増加傾向にはなかったため，この値を用いておが異なるので安心感はあるとのコメントが管制官役からけば数年後の交通流密度と見なせると考えた。また，23あった。全体として，トレーニング及び調整官役の重要性

時以降はその時刻までと飛行経路が異なるため，こちらのを再確認できた。そして，実験中に学習した RNP AR 機と経路でも実験を行うことにした。

ILS 機との間隔（例えば，図 2 の LILAC 付近で 25 NM 等）を念頭に管制を行えば，滑走路近傍において指定した 3
NM の間隔をどの試行に対しても保てることが分かった。
この結果は関西国際空港への RNP AR 進入方式の導入に繋がると考える。

図1

関西国際空港の時間帯毎の IFR 到着便数

図2

23 時以前の経路構成（CHARLIE 経路）②について。風の影響を入れられるようにシミュレータ④について。ハザード解析手法について論文誌へ投稿中

プログラムを改修した。風層は 3 層で，高度帯の境界となである。実験状況の観察結果を踏まえて関西国際空港におる高度および風向風速を自由に指定できるようになった。

ける混合運用におけるハザードを同定中である。ハザード

また，23 時以降の DELTA，ECHO 経路に対応できるよう解析に関しては来年度も引き続き実施する。

にプログラムを改修した。更に分離運用（RNP AR 機は滑走路 24R，ILS 機は滑走路 24L に着陸）に対応できるよう⑤について。現在，取りまとめ中である。特に関西国際空港におけるハザード解析に時間が掛かっている。
⑥について。ICAO SASP会議に12月に参加し，北太平洋に改修を行った。
③について。関西国際空港を対象とした航空管制リアル

航空路を飛行する航空機における経路逸脱角に関する日

タイムシミュレーション実験を準備し，実施した。基本と本の管轄空域内のデータの解析結果を発表し，意見交換をなるシナリオを 2 種類用意し，RNP AR 機の選択の違いを行った。解析結果は妥当そうであるとの意見を得た。

3 パターン作成し，混合率（RNP AR 率）を概ね 2 種類で行い，更に風の影響を適宜変更して 70 回程の試行を行っ４．まとめた。以下の 3 種類の状況を管制官役とパイロット役を立て

平成 29 年度の研究の概要を示した。昨年度に引き続きた Human-in-the-loop シミュレーション実験を実施した。

関西国際空港における混合運用のリアルタイムシミュレ

飛行制限等には忠実に従った。

ーション実験を実施し，実現可能性を調べた。その結果，

1)

22 時台（IFR 到着機 18 便／時）

AR 率 15％（2 機）少なくとも 22 時以降の交通流に対しては実験中に学習しー30ー

た RNP AR 機と ILS 機との間隔を念頭に管制を行えば，滑進入方式と ILS 進入方式との混合運用の可能性につ走路近傍においても指定した管制間隔を保てることが分いて，”電子情報通信学会総合大会 A-18-2，2018 年

かった。この研究の成果が関西国際空港への RNP AR 進入

3 月．

方式の導入に繋がることを願ってやまない。

掲載文献
(1)

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

(2)

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

(3)

天井 治，松岡 猛．“RNP AR と ILS 進入方式との混合運用における管制間隔に関する実験，”電子情報通信学会ソサイエティ大会 A-18-1，2016 年 9 月.

(4)

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

その 4～仙台空域ベースの航空管制リアルタ

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

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

(6)

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

(7)

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

(8)

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

その 5～関西国際空港を対象とした航空管制

リアルタイムシミュレーションの実験結果～，”
CARATS 高規格 RNAV 検討 SG 会議，2017 年 5 月．
(9)

天井 治．“航空管制リアルタイムシミュレーション
実験による関西国際空港への RNP AR 進入方式導入
可能性の調査，”電子情報通信学会ソサイエティ大会
A-18-1，2017 年 9 月．

(10) 天井 治．“航空管制リアルタイムシミュレーション
実験のための航空交通密度の解析，”日本航空宇宙学会飛行機シンポジウム 2F05，2017 年 11 月．
(11) R. Mori. “Statistical Data of Deviation Angle，”ICAO
SASP-WG/30, Canberra, Nov. 2017.
“関西国際空港への深夜便に対する RNP AR(12) 天井 治．

ー31ー航空機の拡張型到着管理システムの研究【指定研究】
担当領域
担 当 者
研究期間

航空交通管理領域○伊藤 恵理，天井 治，大津山 卓哉，瀬之口 敦，中村 陽一，
ビクラマシンハ ナヴィンダ，虎谷 大地，リーデル ティモ
平成29 年度～平成32 年度

１．はじめに
米国連邦航空局によれば，米国内空港の混雑およびフライトの遅延による国全体の損失は，2020 年には 340 億ドルまで上昇すると試算されている。フライト数でスケール
すると，日本の航空輸送に関する経済損失は年間数千億円を超えると想定される。特に，航空輸送のさらなる増加が見込まれる首都圏空港において，経済的効果に加え，安全性やステークホルダーからの信頼性の面での向上が必要である。このような世界規模の航空需要に対応するため，
図１羽田空港に離着陸する平均機数と最大最小値の比較（2016 年 1 月から 2017 年 11 月の統計値）

日本では，2019 年度に初期的な機能を持つ拡張型到着管理システムの導入が予定されており，その後も CARATS
において統合システムを活用した高度化が将来的な施策運用を行っており，2018 年にはデータ分析を実施する予にあげられている。

定である。対象とする 5 つの空港に導入されている

そこで本研究は，2020 年以降の羽田空港への到着交通

AMAN（Arrival Manager）を開発したメーカーが異なり，流を対象とし，航空機の到着順序づけと到着時刻のスケジ

内部構 造やアルゴリズムが非公開であるため，SWIM（ System Wide Information Management ） を 利 用 し てューリングを自動化して管制官を支援する拡張型到着管

AMAN からのスケジューリングに関するアウトプットを理システムを提案する。そして，シミュレーション実験に

エンルート空域と共有するなど，情報ネットワークの充実

より，遅延時間や燃料効率などの観点から有効性の検証をによる設計を適用している。本研究では，DLR が実施す行う。さらに，拡張型到着管理システムと協働する新しい運航について，シミュレーション実験による検証を行う。
初年度となった平成 29 年度は，拡張型到着管理システムの調査および設計， FIM（Flight-deck Interval Management）と FPA（Fixed-flight Path Angle）降下の検証と成果の還元

空港に導入するシステム設計やその性能分析の参考にする。また，欧州では航空交通データが不足しているため，
CARATS オープンデータなどを活用し，羽田空港に到着す
る航空交通データに基づく統計モデルと分析結果を共有を行った。研究概要は以下のとおりである。

することで，双方 に有意義な共同研究を継続する。
羽田空港に離着陸する航空交通流データ分析の初期的

２．研究概要2.1

る欧州の拡張型到着管理システムの性能分析方法を，羽田結果の一例を図１に示す。図 1 は，2016 年 1 月から 2017

拡張型到着管理システムの調査・設計
欧州では，SESAR Project 25 XSTREAM プロジェクトを

年 11 月にかけて羽田空港に離着陸した航空交通量の平均値と最大最小値を時間ごとに比較したグラフである。2016

実施し，シャルル・ド・ゴール空港，オルリー空港，チュ

年は 1 日あたりの平均到着機数が 611.7 機であったのに対ーリッヒ空港，ヒースロー空港，ガドウィック空港の 5 つし，2017 年は国際便の増加により平均到着機数は 619.4 機の空港に到着する航空交通流を管理する拡張型到着管理となった。この他に，離陸空港や機種などのデータ，飛行システムの実現を目指しており，その評価をドイツ航空宇

時間のばらつき，方面別運用やランウェイチェンジの影響

宙センター（DLR）が担当している。そこで，日欧におけなどの分析を実施した。そして，BADA モデルを活用したる拡張型到着管理システムの調査と相互運用性を考慮しトラジェクトリ予測や，スケジューリングの最適化手法のた運用コンセプトとシステム設計，およびその評価を共同

評価をシミュレーション実験で検証した。さらに，理化学で実施するために，2017 年 11 月にドイツ航空宇宙セン研究所の京コンピュータを利用して航空交通シミュレー

ター（DLR）と共同研究契約を締結し，2 回の共同セミナ

ションを実施する研究『堅牢な輸送システムモデルの構築ーを開催した。
XSTREAM プロジェクトでは，2017 年からと社会システムにおける最適化の実現』と連携し，2019 年

2018 年にかけて，設計した拡張型到着管理システムの試験

ー32ー

ー33ー

データリンクを活用した中期コンフリクト検出技術の研究【基盤的研究】

担当領域

航空交通管理領域

担 当 者○瀬之口 敦，平林 博子，白川 昌之

研究期間

平成 27 年度～平成 30 年度

１．はじめに20分後along‐track35

道修正に関する施策が挙げられている。それによれば，航30

空交通量の増大に対応するため，飛行中における時間管理

25を導入するとともに，中期の航空機のコンフリクト検出・

20

頻度（％）

CARATS ロードマップでは運行中のリアルタイムな軌

解決支援およびデータリンクによるリアルタイムな必要

平均‐2.23NM
標準偏差 12.74NM

15

50

45

40

35

30

25

20

15

5

10

0

‐5

‐10

‐15

‐20

‐25

次の級

支援する中期コンフリクト検出技術について，データリン

‐30

0
‐35

道を予測して潜在的なコンフリクトを検出し，その解決を

‐40

5

‐50

本研究の目的は，20 分程度先までの航空機の 4 次元軌

‐45

10

最小限の軌道修正を実現することが求められている。

誤差（NM)

クを用いた高精度の軌道予測によりコンフリクト検出部

誤差頻度

図1

を高度化することである。

20 分先の予測軌道の飛行計画経路方向誤差分布判定に係る情報（True Track Angle，Magnetic Heading 等）

２．研究の概要
本研究は当初 3 ヵ年計画としており，平成 29 年度は最の取得が有効と考えられる。

終年次として，①軌道予測の精度と中期コンフリクトの検出閾値の分析，②気象変化の予測性向上に伴う軌道予測の3.2 気象変化の予測性向上に伴う軌道予測精度評価

精度評価，③DAPs 機能を利用した高精度な軌道予測に基SSR モード S の DAPs 機能による風向・風速（推定値）

づく中期コンフリクト検出技術の評価，の 3 点を実施しての精度について，機上観測値そのものをダウンリンク可能

研究をとりまとめる予定であった。しかしながら，平成

な航空機を対象として推定値と機上観測値を比較した結29 年度の下半期にかけて具体化された後述の研究ニーズ

果，品質管理の適用は必須であるが AMDAR の要求規格に対応するため，研究期間を 1 年延長し，平成 30 年度ま[1]を満たしていることを確認した。

での 4 ヵ年計画に変更した。なお，平成 29 年度の実施項
目である前述 3 点に関しては変更していない。

また，気象研究所との共同研究成果として，DAPs による風向・風速，温度（推定値）を気象庁数値予報モデルのデータ同化に追加して用いることで，発達した積乱雲分布

３．研究成果やシアライン位置の予想が実況に近くなる等，数値予報の3.1 軌道予測精度と中期コンフリクト検出閾値の分析精度が向上することを確認できた。なお，数値予報の精度

レーダデータ（実航跡）および飛行計画情報を用いて 8向上に伴う軌道予測精度については今後の課題である。

分先および 20 分先の軌道を予測し，予測誤差や予測軌道の影響範囲を検討した（図 1 等）。中期的な予測軌道は複3.3

DAPs 機能を利用した高精度な軌道予測に基づく中期コンフリクト検出技術の評価

数セクタに跨り，また直行指示の影響と思われる飛行計画
経路に直交した予測誤差が少なからず発生することを確

コンフリクト発生確率を軌道予測誤差とコンフリクト

認した。さらに，予測軌道に基づく中期コンフリクトの発の検出間隔から求められるようにモデル化し（図 2），そ

生数を見積もったところ，予測誤差の大きさゆえに相当数

れらの関係を解析した。3.1 節で得られた結果を使えるよが確認された。

う，ここでは進行方向のみを考慮して，航空機は予測誤差

以上をもとにデータリンクの活用について考察した結の 2 乗を分散とする正規分布に従うと仮定した。そして，

果，DAPs/ADS-B の取得可能パラメータとして定義されて平均が検出間隔だけ離れた 2 つの分布が重なる面積を計

いる Next Waypoint 情報よりも先の軌道情報や飛行方向の算することで発生確率を得る。

ー34ー

図3
図2

予測誤差，検出間隔とコンフリクト発生確率の関係

予測誤差と検出間隔をパラメータとするコンフリ
クト発生確率の算出イメージ

参考文献[1] “Aircraft Meteorological Data Relay (AMDAR) Reference
Manual,” WMO-No.958, p.21, 2003.

横軸を検出間隔，縦軸を発生確率として，予測誤差をいくつか変化させたものを図 3 に示す。桃色の線は 3.1 節で[2] “EUROCONTROL Specification for Trajectory Prediction,”

得られた予測誤差（8 分先：5.76NM，20 分先：12.74NM）

EUROCONTROL-SPEC-0143, Edition 2.0, pp.21-22, 2017.

の場合，青色の線は文献[2]から得られた予測軌道の要求

掲載文献

水準（8 分先：1.6NM，20 分先：4NM）の場合である。水(1)

色の線は参考として，予測誤差が 1NM（内側）の場合か
ら 25NM まで 2NM 刻みに変化させた場合である。

平林博子．
“中期コンフリクト検出技術の必要性と課
題，”航空管制誌．2017 年 4 月，2017-No.2，pp.50-57．

(2)“SSR（二次瀬之口敦，吉原貴之，古賀禎，瀬古弘．

3.1 節で用いた検出間隔 10NM の場合，要求水準下だと監視レーダ）モード S による気象データのダウンリ

8 分先ではほとんどコンフリクトが発生しないため，20

ンク，”日本気象学会機関紙「天気」．2017 年 7 月，

分先のコンフリクトを解決することが重要になる。一方，

Vol.64，No.7，p.519．

現状の予測誤差では両方のコンフリクトを解決する必要(3)

白川昌之，瀬之口敦．
“羽田空港 34L/R 滑走路進入時がある。DAPs 気象データの活用による数値予報の精度向の TCAS RA についての検討，”羽田同時平行 ILS 進

上は軌道予測誤差を減少させるため，要求水準下における入時の RA 発生状況報告会（主催：国土交通省航空

軌道ベース運用の実現が期待できる。

局安全部航空交通管制安全室），2017 年 8 月．
(4)

瀬之口敦．“DAPs から推定した風向・風速の評価について（続報），”平成 29 年度 CARATS 監視アドホ

４．考察等

ック 1 会議，2017 年 10 月．

予測精度，検出間隔とコンフリクト発生確率の関係を解析し，DAPs 機能を利用した場合について考察した 3.3 節(5)白川昌之，瀬之口敦，平林博子．
“中期的軌道予測についての一考察，”第 55 回飛行機シンポジウム，2C02，の結果をもって，本研究の計画当初の目標を達成した。

2017 年 11 月．

一方，2 章で言及したとおり，平成 29 年度の下半期にかけて TCAS-RA に係るデータ解析および気象と容量に係(6)“羽田空港 RNAV 同時平行進入
瀬之口敦，白川昌之．

る研究ニーズが具体化された。これらに対しては本研究を（16L/R）時における進入機相互間の位置関係により通して得られた知見などを活用できると考えられたため，生じる TCAS-RA 動作の検討について，”第 3 回羽田研究期間を 1 年延長して下記を調査し，問題の解決や後続

空港同時平行 RNAV 進入方式導入に係る検討会議，の取り組みに寄与することとした。

2017 年 12 月．
(7)①

TCAS-RA ダウンリンクデータの活用に関する調査②

気象予測から運航上の定量的な制約条件への変換に

モード S による気象データの取得，評価および活用関する調査について，”第 12 回航空気象研究会，No.8，2018 年

瀬之口敦，吉原貴之，古賀禎，瀬古弘，小泉耕．
“SSR

2 月．

ー35ー

予防安全のための状況認識支援に関する研究【基盤的研究】

担当領域

航空交通管理領域

担 当 者〇青山 久枝，中村 陽一，井上 諭

研究期間

平成 27 年度～平成 29 年度

１．はじめにタと操作性の統一，機能の追加が随時可能であることな

航空交通の安全性向上は最優先の課題とされ，その達どに関して，ご意見をいただいた。

成に向けた業務の自動化範囲の拡大等が検討されている。

状況認識に関する調査では，特定のスポーツの競技者，

しかしながら，航空保安業務には人間の状況適応能力が船員，鉄道指令室の担当者に，エラーのカバー方法やテ必要不可欠であり，航空保安業務従事者である航空管制

クニカル/ノンテクニカルな技能を訓練と経験を通じて取官（以下，管制官）も，業務経験を通じて獲得された技得していることなど管制官との類似性が見られた。

能を伝承し，維持・向上させていくことを通じた業務の状況認識能力向上支援として，Green Card Mode 機能を一層の安全性向上を求められている。このような現状を開発し，COMPASi に実装した。この機能は，シミュ踏まえ，ヒューマンファクターに関する分析とそれに基レーションを用いた訓練中，特定の変更入力に対して異づく安全管理に対する支援が今後さらに必要である。

常事象を発生させることにより，稀ではあるが実際に起本研究では，予防安全の実現において重要な状況認識

こり得る異常事象の模擬体験を可能としている。そのよに関する技能の向上支援に向けて，二つの観点からアプ

うな模擬体験を通じて得られた記憶・教訓は，現場におローチする。まず，これまでに電子航法研究所，東北大

いて常に警戒心を維持させることに繋がると考えられる。

学，東京大学が共同で基本的開発を行ってきた管制処理

教官からは，訓練に有効な機能であり，教育機関のみなプロセス可視化ツール COMPASi（Cognitive system Model

らず現場の訓練室でも利用価値があるとの評価をいただ

for simulating Projection-based behaviors of Air traffic

いた。また，電力中央研究所で開発されたソフトウェア

controller in dynamic Situations in interactive mode）の教（AtV）と COMPASi を組み合わせることにより，管制育・訓練支援ツールとしての実用性評価及び機能向上を，

官の情報取得に関する高い詳細度の分析が可能となった。

管制官養成機関の協力を得て行い，効率的な教育・訓練

４．今後の見通しの可能性を模索する。また，現場運用における安全性と後継研究において，COMPASi の操作性について検討

効率性を検討するための評価機能の開発を試みる。次に，し，航空保安大学校における試行及び評価を継続する予

様々な分野で重要視されている，変化する状況下におけ定である。また，管制官の「気づき」能力向上支援機能

る適切な状況認識のきっかけとなる「気づき」に注目し，について，さらに検討および開発を行っていくと共に，「気づき」能力に関する基礎的な調査及びその支援につ

他分野との状況認識について情報共有し，現場運用の安いて検討し，認知プロセスの分析に基づく状況認識能力

全に貢献していく。

向上に向けた教育・訓練支援手法を開発することにより，

掲載文献

航空保安業務従事者の安全管理面からもリスク低減に繋(1) 青山久枝，高橋信，飯田裕康，狩川大輔．“航空管げることを目指す。

制官の思考・判断プロセスの分析，”日本人間工学

２．研究の概要

会第 56 回大会．2015 年 6 月，pp. 152-153．
(2) 狩川大輔，青山久枝，中村陽一．“管制処理プロセ

本研究は 3 ヶ年計画であり，以下の項目を実施した。
・COMPASi の教育現場における評価と機能向上

ス可視化インタフェースを用いた予防安全支援に向・COMPASi を用いた管制業務効率の可視化

けて，”ヒューマンインタフェース学会研究報告集．

・予防安全のための状況認識に関する調査およびその2015 年 6 月，Vol. 17 No. 3，pp.19-22．
(3) D. Karikawa, H. Aoyama. “Process Visualization of In-

支援についての検討

trail Spacing Tasks in En-route Air Trafffic Control,”・状況認識能力向上支援手法の開発

International Symposium on Socially and Technically

３．研究成果航空保安大学校のご協力により，COMPASi を副教材として試行していただき評価を行った。訓練シミュレー

ー36ーSymbiotic Systems (STSS/ISSNP) 2015, pp.129-134,
2015 年 8 月．

(4) D. Karikawa, H. Aoyama. “Visualization and Analysis of

着間隔設定プロセス可視化手法の機能評価，”

Controllers’ Working Processes in En Route Air Trafficth

ヒューマンインタフェース学会論文誌．2016 年 4 月，International Conference on Human-

Control,” 17Computer Interaction (HCII 2015). 2015 年 8 月, pp. 388-

Vol. 18 No.3，pp. 143-156．
(16) 中村陽一，青山久枝，狩川大輔．“航空機の燃料消

398.

費の観点からの管制処理戦術評価ツール，”日本人(5) 狩川大輔．“航空管制における Safety-II，”電子情報通信学会 安全性研究会, 機械振興会館（東京）,

間工学会第 57 回大会．2016 年 6 月，pp. 262-263．
(17) H. Yoshida, H. Aoyama, D. Karikawa, S. Inoue, K. Furuta.
“Analysing Effects of Visual Attention on Air Traffic

2015 年 8 月．

Control Tasks,” 32 European Association for Aviation(6) 狩川大輔．“航空管制における安全の考え方，”日Psychology, 2016 年 9 月.

本人間工学会 東北支部研究会, 東北大学（仙台）,(18) D. Karikawa, H. Aoyama. “Analysis of Controllers’2015 年 9 月．
(7) 狩 川 大 輔 ， 青 山 久 枝 ． “ 航 空 管 制 分 野 に お け る

Working Methods Supporting Safe and Efficient Air

ヒューマンファクター研究(1)-到着間隔設定プロセス

Traffic Operations,” The 13th IFAC/IFIP/IFORS/IEAの可視化-，”ヒューマンインタフェースシンポジウ

Symposium HKS2016, ThuDTrack4.1, 2016 年 9 月.
(19) 青山久枝，狩川大輔．“航空管制官の認知的能力にム 2015 論文集．2015 年 9 月，pp. 227-230．

関する基礎的検討，”日本人間工学会第 58 回大会．

(8) 青山久枝，狩川大輔，飯田裕康．“航空管制分野に

2017 年 6 月，pp. 196-197．

おけるヒューマンファクター研究(2)-管制官チーム協
調作業の分析-，”ヒューマンインタフェースシンポ(20) 青山久枝．“産業現場と安全研究をつなぐために ～ジウム 2015 論文集．2015 年 9 月，pp. 231-234．

実務者と研究者の本音トーク～，”第 145 回ヒュー

(9) 中村麻見，青山久枝，田中健次．“航空管制分野に

マンインタフェース学会研究会 研究報告集．2017
年 6 月．

おけるヒューマンファクター研究(3)-管制官チーム協
調作業の効果の可視化-，”ヒューマンインタフェー(21) 青山久枝．“航空管制にみるレジリエンス，”安全スシンポジウム論文集．2015 年 9 月，pp. 235-238．

工学シンポジウム 2017 講演予稿集．2017 年 7 月，

(10) D. Karikawa, H. Aoyama, Y. Nakamura. “Attemps on air

pp. 232-233．

traffic flow analysis including human performance aspects(22) 狩川大輔，青山久枝．“航空管制業務における「動using process visualization tool of ATC tasks,” ENRI的な」信頼性と安全性，”日本信頼性学会誌．2017

International Workshop on ATM/CNS (EIWAC) 2015,

年 7 月，Vol. 39 No. 4，pp. 1-6．
(23) 堀口聖友，青山久枝，狩川大輔，中村陽一．“航空EN-I-061, 2015 年 11 月．
(11) 狩川大輔，青山久枝，石橋明．“航空安全における管制業務における異常に対する気づき能力向上のたヒューマンインタフェース研究の役割と課題，”

めの訓練ツールの開発，”ヒューマンインタフェー

ヒューマンインタフェース学会論文誌．2015 年 11

スシンポジウム 2017 論文集．2017 年 9 月，pp. 231-

月，Vol. 17 No.4，pp. 285-288．

234．

(12) D. Karikawa, H. Aoyama. “Research on Visualization ofAir

Traffic

Control

Processes

toward(24) 青山久枝．“人が守る航空安全 -航空管制におけるSupporting

レジリエンス-，”電子航法研究所 安全に関する勉

Controllers’ Training,” International Electronic Journal of
Nuclear Safety and Simulation. 2015 年 12 月, Vol. 6,

強会，2017 年 10 月．
(25) H. Yoshida, H. Aoyama, D. Karikawa, S. Inoue, T. Kanno,

Number 4.

K. Furuta. “Analysis of Positive and Negative Effects of(13) 青山久枝，狩川大輔．“航空管制官による能動的なSalience on the ATC Task Performance,” ENRI

エラー予防方策，”ヒューマンインタフェース学会

International Workshop on ATM/CNS (EIWAC) 2017,

研究報告集．2015 年 12 月，Vol. 17 No. 11，pp. 33-36．

EN-A-022, 2017 年 11 月.

(14) 狩川大輔．“新しい安全学を目指して ～最近の安全(26) 吉田悠，青山久枝，井上諭，菅野太郎，古田一雄．

研究の動向と課題～，”平成 27 年度航空無線技術交“情報の誘目性が航空管制タスクに与える影響，”

流会，アルカディア市ヶ谷（東京）, 2016 年 2 月．

ヒューマンインタフェース学会論文誌．2018 年 1 月，

(15) 狩川大輔，青山久枝．“航空路管制業務における到ー37ーVol. 18 No. 1，pp. 125-134．

空港周辺における運航効率向上に関する研究【基盤的研究】
担当領域

航空交通管理領域

担 当 者○森 亮太，青山 久枝，中村 陽一

研究期間

平成 28 年度～平成 29 年度
では，着陸機に関して滑走路を変更できた場合に，どの程

１．はじめに
世界の航空交通量は，今後も増大が見込まれており，それに伴い空港およびその周辺における混雑が深刻化して度の改善効果があるかどうかを試算し，実際にそれを実現するための方策を考えることを目的とする。

いる。一般に空港におけるボトルネックは滑走路であり，離着陸の際には安全のため最低限必要な離着陸間隔(通常
1 分半～2 分程度)が定められているため，混雑空港においては離陸機・着陸機それぞれが滑走路待ちで列をなしているのが現状である。本研究では，地上走行中の離陸機の燃料消費削減，羽田空港への到着管理システムの開発，上昇経路の最適化の 3 点について検討を行う。
２．研究の概要
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

図 1 羽田空港の滑走路運用(北風時)

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

東京空港事務所パンフレットより抜粋

出発準備ができ次第スポットを出発し，滑走路手前まで地上走行(タキシング)を行う。滑走路が離着陸機で混雑して

2.3 上昇経路の最適化いる場合には，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 Operations)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刻)

航が推奨されている。CCO が運航できない背景にあるのと呼ぶ。しかしながら，実際には不確定性が存在し，事前は，他の航空機との干渉であったり，管制・空域の問題でに想定したシナリオ通りに事がすべて進むわけではない。

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，そのため，不確定性を考慮した上で TSAT を適切に設定し現状でも CCO による運航は実施されている。現行の航空

なければ，タキシング時間を減らすだけでなく，同時に本機は，巡航開始点(TOC/Top of Climb)に至るまでは，航空来離陸できた時間よりも離陸時刻が遅くなってしまうリ機に搭載されている FMS(Flight Management System)によスクが伴う。そのため，TSAT をどのように設定すればより計算された上昇プロファイルを飛行するが，その際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上昇は，最適解に近い上昇ではあるが，厳密に最適ではな

2.2 羽田空港への到着管理システムの開発

い。本研究においては，現行の最大上昇推力による上昇が羽田空港は，4 本の滑走路が存在し，離陸機，着陸機が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

各 2 本使用しているが，運用は相互に影響を与えるというらかにし，現行の上昇より効率的な上昇手法の提案を行う。

特徴がある。(図 1)

現行の運用においては，離着陸ともに使用する滑走路については，基本的に出発/到着方面別

３．研究成果に分けて運用されている。離着陸数に関しては，平均的に3.1 離陸機の燃料消費削減

は各滑走路の処理容量を満たすように設定されているも過去の研究において，空港内の不確定性を考慮するためのの，実際には各航空機は日によって離着陸時間が前後すのシミュレーションモデルの構築を行ってきた。本研究でるため，離着陸滑走路は柔軟に選んだ方が処理容量およびは，そのモデルを使用して，実際に TSAT の設定手法の提滑走路待ちの時間は改善できるものと考えられる。本研究案を行った。具体的には，空港運用における 2 つの値を説ー38ー明変数として，TSAT を動的に切り替える手法である。こ表1

れを組み合わせ最適化問題に落とし込み，タブーサーチと

計算条件

初期高度

10000 ftいう最適化手法を用いて，最適な TSAT 設定手法の探索を

終端高度

30000 ft

行った。また，TSAT 設定の際に必要となる航空機の順番

初期速度(CAS)

250 kt待ち手法についても改善を行った。その結果，ベースとな

終端速度(CAS)

300 ktる一般的な TSAT 設定手法と比較したところ，従来手法と初期重量

700,000 lb

同等のタキシング時間削減を維持しながら，遅延が 20～

終端位置(飛行距離)

500 NM

80%程度も減少できることがわかった。[1]3.2 効率的な着陸経路の設定
先に，滑走路は基本的に方面別運用が行われていると記したが，実際には一部の着陸機においては，本来の滑走路とは異なる滑走路に着陸させるような運用が行われている。これは，管制官が運用効率を上げるために指示していると考えられ，まず管制官が指示した滑走路運用を再現できるような管制官モデルの構築を行うことを目的とする。
管制官は，レーダー画面における航空機の位置情報をもとに，どの航空機を他の滑走路へ着陸させるかを指示しているものと考えられる。これらのプロセスをニューラルネッ
トワークによりモデル化を行った。その結果，深夜時間帯については高精度でのモデル化に成功したものの，日中時

図2最大推力軌道と最適軌道の比較

間帯にはそこまでの精度が得られなかった。その理由としては，管制官によって戦略が違うことが考えられるため，[掲載文献]

今後日中時間帯においても高精度な推定ができるよう改[1]

善を行っていく予定である。

Mori, R. “Development of a Pushback Time Assignment
Algorithm Considering Uncertainty,” Journal of Air
Transportation, AIAA. 2017, Vol. 25, No. 2, pp. 51-60.

3.3 上昇経路の最適化[2]

Nakamura, Y., Mori, R., Aoyama, H., Jung, H. “Modeling

今回，B777-300ER の航空機を仮定し，上昇時に最大推of runway assignment strategy by human controllers

力による上昇と最適軌道による上昇でどの程度の違いがusing machine learning,” IEEE Digital Avionics Systems

あるかどうかを明らかにした[3]。計算条件としては，表１の値を使用する。その結果が図 2 である。最大推力軌道

Conference, IEEE, 2017.
[3]においては，TOC に到達する直前まで最大推力で上昇するのに対し，最適軌道においては，およそ 18000ft あたりから，徐々に推力を減らし，緩やかに TOC へと遷移していっていることがわかる。この 2 つの軌道の燃料消費量の違いは 60 lb 程度である。この差は極めて大きいものではないものの，無視できるほど小さくはない。また，どのよ
うな航空機でも上昇フェーズが存在するため，潜在的には世界中のすべての航空機が適用できる可能性があるため，全体としての効果は大きいものと想定される。

ー39ー

Mori, R. “Fuel Saving by Gradual Climb Procedure,” 7th
SESAR Innovation Days, EUROCONTROL, 2017.

無人機の円滑運行のためのシミュレーション技術の構築に関する研究【基盤研究】
担当領域

航空交通管理領域

担 当 者○平林 博子，虎谷 大地，河村 暁子，中島 徳顕，宮津 義廣

研究期間

平成 29 年度～平成 31 年度

１．はじめに運行，運用に関する情報を収集した。議論の対象は無人機

無人航空機（無人機）の運用は，従来の農薬散布以外に運用の活用に関すること，無人機同士の衝突防止に関するも，測量，監視，インフラ維持・管理のための点検等，汎こと，無人機操縦の資格に関すること，機体の登録・識別用の小型無人機の普及によりその活用が盛んになってきに関すること，運用カテゴリーに関すること，通信方式にている。さらに，目視外の飛行を想定した輸送能力の活用関すること等様々である。その中でも ICAO において低高に関して，その技術開発が本格的に開始されている。米国

度でのドローン運用と交通管理に関するシンポジウム

においては 2016 年に商用小型無人機の規制緩和がなされ，「Drone Enable, ICAO’s UAS industry Symposium」が初めて

無人機のさらなる利活用が予測される。

開催されたことは，無人機の活用が世界で急速に進んでお上記のような無人機運用の需要空域は，管制空域とくらり交通管理の必要性が出てきていること示唆している。本

べ航空情報の管理があまり行われていない低高度の非管

シンポジウムは平成 30 年度も継続して開催される予定で制空域にある。また，無人機の性能が向上するのに伴い，ある。議論のほとんどは進行形であり，平成 30 年度も引管制空域を含む中高度における需要も今後高まる可能性

き続き情報収集に努める。

がある。低高度から中高度は有視界飛行方式（Visual Flight
Rules: VFR）で飛行する有人の小型航空機等も飛行するこ

3.2

低高度を飛行する有人航空機の動態情報取得とから，無人機飛行空域との競合が発生する可能性があり，シミュレーション環境の対象となる低高度における有

このような空域において多数の無人機が安全かつ円滑に人の航空機運航の把握のために，低高度を飛行する航空機

運用することが求められている。

運用について分析した。低高度空域においては有視界飛行

本研究の目的は，低高度から中高度における無人機と有方式で飛行する小型航空機の運航が考えられることから，

人航空機の融合した安全かつ効率的な交通管理コンセプ

ヘリコプターの動態情報及び空港監視レーダーの情報をトにつなげるため，無人機・有人航空機の統合シミュレー取得した。平成 30 年度では，ヘリコプター動態情報からション環境を構築するにあたり必要な技術を検討するこ

ヘリコプターが移動するときの速度・高度の傾向の把握のとである。

２．研究の概要
本研究は 3 年計画である。平成 29 年度の研究においては，以下を実施した。
・国内外の無人機の運行方式，運用に関する情報整理
・低高度を飛行する有人航空機の動態情報取得
・小型無人機と電波環境シミュレーション

３．研究成果3.1

国内外の無人機の運行方式，運用に関する情報整理

パイロットの遠隔操作により制御し，国をまたぐ計器飛行方式を実施する無人機について，国際民間航空機関（ICAO：International Civil Aviation Organization）のパネル
会議（RPASP：Remotely Piloted Aircraft Systems Panel）で

図１

有視界飛行方式による飛行の交通密度の例

議論されている。他にも無人航空機運用に関する多くのシンポジウム，セミナーが国内外で開催されており，無人機

ための解析を実施する計画である。レーダー情報からは，ー40ー有視界飛行方式による小型航空機が飛行する空域の傾向

小型無人機の姿勢を考慮したシミュレーション等，さらに分析を実施した。図 1 はレーダー航跡から有視界飛行方式検討を進める。

による飛行を抽出し，交通密度を可視化したものである。
平成 30 年度は引き続き分析を継続する。

４．まとめ
将来，無人機運用の需要が増加すると考えられる低高度

3.3

小型無人機と電波環境シミュレーション

から中高度を対象としたシミュレーション環境構築を目

複数の小型無人機が同時に飛行した時の電波干渉を検的に，国内外の無人機に関する動向調査，低高度における討するため，小型無人航空機の動態モデルと電波伝搬を組

航空機の動態情報分析及び小型無人機と電波環境シミュ

み合わせたシミュレーションを実施した。図 2 にひとつのレーションを実施した。低高度の有人の航空機動態情報と小型無人機の飛行コース，図 3 に 5 機の小型無人機の飛行して，空港監視レーダーを用いた分析に着手した。また，

位置関係及び受信局位置（Receiving station）を示す。それ

小型無人機の動態シミュレーションと電波環境シミュレ

ぞれの小型無人機が発信した ADS-B（Automatic Dependentーションを組み合わせた数値計算結果から，小型無人機とSurveillance-Broadcast）信号の受信局での推定値を図 4 に受信局の距離が受信強度に大きく依存していることがわ示す。シミュレーション結果より，小型無人機と受信局のかった。小型無人機の制御には電波による通信が確立して距離が受信強度に大きく依存していることがわかった。平いることが非常に重要となるため，さらに検討を進める計成 29 年度は自由伝搬であることを前提にシミュレーショ

画である。

ンを実施した。平成 30 年度は，より現実的な電波モデル，
掲載文献
(1)

平林博子．
“無人航空機と航空機運航の融合の可能性について，”第 22 回 GPS/GNSS シンポジウム，2017
年 11 月．

(2)

中島徳顕，平林博子，虎谷大地，保理江裕己．
“無人
航空機運行に必要な情報の検討，”第 55 回飛行機シンポジウム，2017 年 11 月．

(3)
図２

D.

Toratani,

H.

Hirabayashi

and

A.

Kohmura.

“Simulation Techniques for Small Unmanned Aircraft

飛行コース

Systems(sUAS)

Trajectories

includingSignal

Propagation,” ENRI Int. Workshop on ATM/CNS, 2017
Nov.

図３

小型無人航空機の飛行位置及び受信局位置

図４

受信局での ADS-B 信号の推定値

ー41ー性能準拠型運航（PBO）と協調する到着スケジューリングの研究【萌芽的研究】
担当領域

航空交通管理領域

担 当 者○虎谷 大地，伊藤 恵理，中島 徳顕，天井 治，ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ

研究期間

平成 28 年度～平成 29 年度

１．はじめに我が国では，近い将来に初期的な到着管理システムを導入する見込みであり，その後の継続的なシステムの発展が計画されている。将来的には，新旧の機材や運航が混在す
る飛行状況を想定し，機上の搭載品を活用する性能準拠型
運航 (PBO: Performance-Based Operation) と協調する到着
スケジューリングアルゴリズムが必要となる。またこの到図 1 軌道と順序の同時最適化問題

着スケジューリングアルゴリズムは，管制官やパイロット

ムであるが，一度に最適化可能な航空機数は限られているが運用可能なプロトコルを備えなければならない。
そこで本研究では，近い将来の実用化に向けて研究開発

ため，そのまま到着スケジューリングに応用することはでが進められている新たな運航手法の調査・検討と，それらきない。そこで，最適化の分野で無限時間の最適化に用いの新しい運航と協調可能な到着スケジューリングアルゴ

られるレシーディングホライズンを導入することで，航空

リズムの研究開発を実施した。

機の軌道と順序を同時に最適化可能な到着スケジューリ
ングアルゴリズムを構築した。

２．研究の概要
３．研究成果2.1 新たな運航手法の調査・検討
本 研 究 で は 主 に ， 新 た な 運 航 手 法 と し て FIM開発した到着スケジューリングアルゴリズムの評価を，(Flight-deck Interval Management) と FPA (Fixed-flight Path

初期的なシミュレーションを用いて行った。シミュレーシ

Angle) 降下の調査・検討を行った。FIM とは機上監視応

ョンでは東京国際空港への到着流を模擬し，各航空機のモ

用 シ ス テ ム (ASAS: Aircraft Surveillance Applications

デルに BADA を用いることで，燃料消費量の推定を行っ

System) を利用して，航空機同士が機上で間隔維持を行う

た。その結果，提案した手法で，全ての到着航空機の燃料ことで，管制官のワークロードを低減することを目的とし消費量の総和を最小化する，軌道と順序を計算することがたシステムである。FPA 降下とは，経路角を固定した垂直できた。また提案したアルゴリズムは，レシーディングホ

経路に沿って航空機を飛行させる，CDO の一種である。

ライズンを用いることで，最適化の対象となる航空機数のこれらの運航手法に関しては調査・検討の結果，より発展制限なく，スケジューリングを行うことができた。
また，より現実的な到着スケジューリングを行うために，した研究の可能性が出てきたため，指定研究「航空機の拡張型到着管理システムの研究」へと引き継がれた。

SOM-TS を改良し，航空機の軌道と順序に加えて，平行滑

2.2 到着スケジューリング

走路への航空機割当ての最適化も行うことが可能な最適到着スケジューリングのためのアルゴリズムとしては，化手法を開発し，数値的な最適性の評価を行った。改良さ

到着順序最適化アルゴリズムが広く研究されてきた。これれたアルゴリズムを用いることで，燃料消費量に加えて，は主に，航空機の順序のみに着目した最適化アルゴリズム

滑走路容量最大化も行うことができる到着スケジューリであった。一方，到着スケジューリングが PBO と協調すングが可能になると期待される。
本研究で得られた成果の発表を国内外複数の学会で行るためには，最適化アルゴリズムが各航空機の性能を考慮することができる必要がある。そこで本研究では，到着順

い，査読付き投稿論文も 1 件採択された [1]。

序だけでなく，図 1 に示すような，各航空機の軌道と順序
掲載文献を同時に最適化できるアルゴリズムである，軌道順序同時
最適化手法 (SOM-TS: Simultaneous Optimization Method[1]

for Trajectory and Sequence) を用い，PBO と協調可能なス

D.Toratani,

E.Itoh.

“EffectsonOptimalMerging

Trajectories with Allocation Optimization from the

ケジューリングアルゴリズムの開発を行った。SOM-TS はTrade-oﬀ between Fuel Consumption and Flight Time,”

軌道と順序を同時に最適化することができるアルゴリズ

SICE JCMSI, 2018.

ー42ー(in press)

航空交通データの分析への機械学習の適用【萌芽的研究】
担当領域

航空交通管理領域

担 当 者○岡 恵，蔭山 康太

研究期間

平成 29 年度～平成 31 年度

１．はじめに人工知能の一研究分野である機械学習は現在様々な研究がなされているが，現実の課題に対する適用については
試行錯誤の段階であり，とりわけ航空交通に適用した実績は少ない状況である。一方で，研究に使用できる航空交通のデータは IT 技術の発達等により，ここ数年で格段に増加している。
本研究の目的は課題の定義から改善案の策定までの一連の流れを，航空交通データの分析への機械学習の適用手法として開発する事である。適用の一例として，飛行時間
図 1．航空機性能データに基づく予測の誤差（青）との予測と到着機の順序付けのモデル化を行う。さらに，機

機械学習適用後の予測の誤差（橙）の分布

械学習の適用が有効な課題の条件を考察する。
また，航空交通データから ATM パフォーマンス指標値を算出し，諸外国の手法との比較などを行うことで指標の3.2

ATM パフォーマンス指標値の算出

本研究では，指標値の一つである，混雑により発生する算出手法の検討を進める。

空港周辺での滞留時間を算出した。羽田空港，成田空港を対象とし，空港を中心とした半径 150/100/40 海里の円内の２．研究の概要
本研究は 3 年計画である。平成 29 年度の研究においてエリアにおける 2015, 2016 年の滞留時間を算出した。結果

は，以下を実施した。

を図 2 に示す。算出ではまず，レーダーデータを元に飛行・機械学習モデルの調査

距離が短い便を非滞留機と定義し，その飛行時間を基準時・機械学習による飛行時間の予測間とした。そして，各便の飛行時間から基準時間を差し引

・ATM パフォーマンス指標値の算出

いて各便の滞留時間を算出した。

３．研究成果以内のエリアでの滞留が大きいことがわかった。

羽田空港に比較して成田空港の方が空港に近い 40 海里
3.1

機械学習による飛行時間の予測

5:00

航空交通流管理においては，航空機の到着時刻を高精度で予測することが効率的な運用につながる。本研究では，
羽田空港西方面到着機を対象とし，空港周辺エリアに入域する時刻を機械学習のモデルを利用して予測した。
まず，航空機の性能データに基づいて入域時刻の予測を行い，次に，実際の飛行時間を教師データとした機械学習

RJTT 150NM

4:00

RJTT 100NM

3:00

RJTT 40NM

2:00

RJAA 150NM

1:00

RJAA 40NMRJAA 100NM

0:00

を行うことで入域時刻の予測精度改良を試みた。機械学習

2015のモデルではニューラルネットワークを使用した。

図 2．空港周辺での滞留時間

機械学習の適用の有無による予測誤差の分布の変化を

2016）（羽田空港（青），成田空港（緑）図 1 に示す。適用により予測のバイアス誤差がほぼ 0 とな
り，誤差のばらつきである RMSE が大きく改善した。機

４．まとめ

械学習の入力データの中で予測誤差に影響が大きい因子

機械学習による飛行時間の予測モデルを作成し，その適は，出発空港と入域地点であった。季節毎の誤差の試算で用による予測誤差の改善について分析を行った。また，は，夏に比べ冬の方が誤差が小さかった。

ATM パフォーマンス指標値である空港周辺での滞留時間を算出した。

ー43ー次年度は，飛行時間予測モデルの改善と，機械学習モデルによる実運用に即した到着機の順序付けのモデル化を行う予定である。
掲載文献(1)

M. Oka, K. Kageyama. “A Study for Additional-time inJapanese Terminal Airspace (KPI08),” Performance
Benchmarking Work Group meeting, 2017.9.

(2)

岡恵，武市昇，蔭山康太.“航跡データを使用した羽田空港到着機の飛行時間予測誤差の分析，”第 55 回
飛行機シンポジウム，2017 年 11 月．

(3)

岡恵，福田豊．
“航空交通のオープンデータとその活用，”電子情報通信学会

システム数理と応用研究会，2017 年 11 月．
(4)

M. Oka, K. Kageyama. “A Study for Additional-time inJapanese Terminal Airspace (KPI08) – Updated,”
Performance

Benchmarking

Work

Group

meeting,2017.11.
(5)

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，2017 年 12 月．

(6)

岡恵．
“航空交通データの分析への機械学習の適用，”
CARATS オープンデータ活用促進フォーラム，2017
年 12 月．

(7)

岡恵．“航空交通分野における運用データの活用，”
日本船舶海洋工学会

東部支部ワークショップ，2018 年 3 月．

ー44ー

空港設計に資する交通データ活用技術の予備的研究【萌芽的研究】

担当領域

航空交通管理領域

担 当 者〇山田 泉，青山 久枝

研究期間

平成 29 年度

１．はじめに空港における円滑な地上走行のためには，それを支える空港舗装などの施設の整備について，さらなる効率化が必要となっている。すなわち，近年の航空交通量増加
により，航空機地上走行が空港施設に与える負荷が増していることから，空港施設の整備においては，交通の実態把握を踏まえた設計と維持管理が行われる必要が増している。しかしながら，現在の空港施設整備における交通の実態把握は主に目視による調査によっているため，
日常の交通状況の現状および今後の見通しについて情報を得ることが困難であり，このことが空港施設の整備における不確かさとなっている。
空港面交通データでは，日常の航空機の地上走行について，位置情報や航空機型式など豊富な情報が記録されている。本データおよびそれに基づくシミュレーション
は，空港設計および維持管理に活用することによって，より的確な設計および維持管理のための一助になると期

図 1 出発便（上）および到着便（下）の動線の例

待される。
また，毎秒の航空機位置情報を平滑化して速度を算出
２．研究の概要

することにより，誘導路における滞留の定量的な可視化

本研究は，関西空港を対象として，空港面交通データを試みた。地上走行の速度が 10km/h 未満となった場合を分析をもとに地上走行の現状の課題を抽出し，対応策を滞留と定義し，空港面を 50m×50m の格子に区切って各検討するために，交通データ分析およびシミュレーショ

格子における滞留時間（7 日分の累積）を表示した例を

ン実験の環境構築，ならびに関西空港の空港面交通流に

図 2 に示す。図 2 から観察されるとおり，滞留時間の総おける基礎的な知見のとりまとめを目標として，本年度

量は出発便の方が大きく，また，出発便では離陸滑走路

1 年間で行った。

付近の待ち行列において滞留が生じがちであり，一方でまた，本研究においては，関西エアポート株式会社と到着便において滞留は限定的ではあるものの，滑走路の間に共同研究契約「関西空港における航空機地上走行

06L/24R から J3 連絡誘導路を経由して第 1 ターミナル南の課題に関するシミュレーション調査」を締結し，同社

ウイングへ至る動線において，到着スポットの空き待ちとの連携により地上走行の課題抽出を進めた。

に起因する滞留が生じる傾向があることを見ることができる。

３．研究成果3.1 データの取得と分析
関西空港の ARTS データを取得し，地上走行の分析に必要な航空機位置情報が漏れなく取得できることを確認した。滑走路 06 運用における出発便および到着便の動線を Google Earth によって描画した例を図 1 に示す。

ー45ー

４．まとめ本研究では，空港面交通データをもとに，関西空港の地上走行について課題を抽出するとともに，関西空港の空港面交通シミュレータを構築した。これらの成果は，関西空港の地上走行における現在および将来の課題への対応策についてシミュレーションを用いて検討するための基盤として活用していくことを予定している。

外部発表(1) 山田泉.“誘導路等の交通の実態把握のための航空機
位置情報の活用，”港湾空港技術振興会平成 29 年度
第 2 回官民技術交流会，2018 年 2 月．

図 2

速度の履歴から求めた出発便（上）および到着便（下）の滞留時間のマッピング例（7 日分の累積。単位：秒）

3.2 関西空港のシミュレータ構築
地上走行の主要な動線をもとに空港面交通シミュレー
タの経路選択ルールを設定することにより，関西空港の空港面交通シミュレータを構築した。また，航空機位置情報から検出することの難しいスポットの出入りの時刻については，関西エアポート社よりスポットの運用実績
データを用いてシナリオを構成し，本シミュレータを駆動することにより，地上走行の混雑について現状を模擬する本シミュレータの基本性能が確認された。

図 3 構築した関西空港の空港面交通シミュレーター46ー羽田空港への将来の航空交通を評価する航空管制シミュレーション環境の設計【競争的資金】
担当領域

航空交通管理領域

担 当 者○伊藤 恵理，金谷 一朗（長崎県立大学），狩川 大輔（東北大学）

研究期間

平成 27 年度～平成 29 年度

１．はじめに

図 1 NLR が研究開発した NARSIM(https://i.ytimg.c
om/vi/PwbQZVuNCBA/
maxresdefault.jpg

ヒューマンインザループシミュレーション（以下，HITL
シミュレーション）とは，管制官が操作するレーダー卓やパイロットが操作するコックピットを模擬する環境を研究室に作り上げ，実際に管制官やパイロットに操縦操作し2.2 次期研究課題の創出てもらって新システムが正常に動作するか，期待通りの性

将来的な実運用が検討されている新しい管制運用につ能を発揮できるかなどを検証するシミュレーションであいて，航空管制シミュレーション環境で評価するために，る。次世代運航の安全性や効率を検証するために，HITLDLR と共同で日欧の相互運用性を考慮した効率的で安全シミュレーション実験による検証評価が必要不可欠だが，かつ環境に優しい新しい管制運用の提案を開始した。

我が国はこのための実験環境を有していない。そこで本研

具体的には，来年度以降に ConOps の提案やシステムの究は，将来の航空管制システムを模擬して評価する実験施研究開発を予定しており，NARSIM を利用して航空管制設の実現に向けて，学術的な視点から，発着枠の増大が見シミュレーション環境を構築し，新コンセプトやシステム込まれる羽田空港への到着機を対象とした HITL シミュレの共同評価を実施する。電子航法研究所の指定研究「航空ーション実験を実施するための航空管制シミュレーショ

機の拡張型到着管理システムの研究」において継続した研ン環境を設計する。最終年度となった平成 29 年度に実施

究を実施する。このように，本研究を通して，次期研究課

した研究概要は以下の通りである。

題を創出することができた。

２．研究の概要

2.3 研究成果の社会発信

2.1 将来の羽田空港を対象とした航空管制シミュレーショ
ン環境の設計

人間社会と AI（Autonomous Intelligent: 自律知能）が協働する次世代航空管制システムの基盤となる学際的研究

昨年度までの研究成果と海外調査の結果に基づき，フル
スクラッチではなく，既存の HITL シミュレーションエンおよび研究成果を，書籍, メディア，講演会を通して発信
し，広く社会に還元した。

ジンの利用が必須であると結論づけ，オランダ航空宇宙研

書籍については，昨年度に刊行した『空の旅を科学する』

究所が研究開発した NARSIM を利用することとした。そ

（河出書房新社刊）が中国語（繁体字）に翻訳され，台湾

こで，NARSIM を所有しているドイツ航空宇宙センター

を初めとするアジア諸国で出版された。また，『みんなで（DLR）と共同研究契約を締結し，将来の羽田空港に離着つくる AI 時代』（CCC メディアハウス社）を刊行し，ハ陸する航空交通を模擬できる航空管制シミュレーション

ードウェア，ソフトウェア，人間社会が協働する航空管制環境の整備を共同で進めた。具体的には，2019 年度以降

システムの設計方法などについて，航空業界のみならず一に段階的に再編成が予定されている空域形状や飛行経路

般社会に向けて，広く世界に発信した。さらに，Web 読売

を NARSIM シミュレータの入力フォーマットに整理する（大手小町），日立ソリューションズ季刊誌（日経 BP），

作業や，羽田空港への将来の航空交通流を再現する入力デ

NewsPicks, Newsweek 日本版，ナレッジタイムズなどのメータの作成を行った。来年度以降に，HITL シミュレーシ

ディアで多く取り上げられた他，JAXA オープンイノベー

ョンによる評価が実現する予定である。

ションワークショップ，航空安全シンポジウム，計測自動

さらに，将来に導入が検討されている航空機の拡張型到制御学会を初めとする学術界や企業などに向けた招待講

着管理システムや航空機監視応用システムなどの新しい演を通して，研究成果を一般社会に発信することができた。

運用を NARSIM で評価するために，DLR と共同で日欧のこうした努力が実り，本研究の成果を含む航空管制シス

相互運用性を考慮したコンセプトの提案に着手した。詳細

テムの教科書の執筆が決定した。航空管制システムの入門は次節でまとめるが，航空機のメッシュ型ネットワークの書として日本初の教科書となるため，2019 年脱稿を目指

提案は新しいコンセプトの一つであり，初期検討結果をまして執筆を継続する。

とめた論文を国際学会や論文誌で発表した。

ー47ー

チーム協調支援のためのチームレジリエンス指標・推定モデルの開発【競争的資金】
担当領域
担 当 者
研究期間

航空交通管理領域○井上 諭，菅野 太郎（東京大学大学院），
狩川 大輔（東北大学大学院），野々瀬 康平（電力中央研究所）
平成 28 年度～平成 30 年度

１． はじめに
航空安全など高度な安全が求められるシステムの安全対策は，これまで事故・インシデントの発生予測とそれに対する多重防護に依ってきた（古典安全学：SafetyI）。一方，近年，事故・インシデントは人-人工物シス
テム-環境の複雑で動的な相互作用の結果として生じる創発現象であり，
個別の事象を網羅的に予測することが困難なことから従来型の安全対策には限界があると指摘されている。
この限界を克服するために提唱された新
しい安全学（Safety II）では，システムを運用する人間が様々な状況に対して実際にどのように適応的に行動しシステムの安全を維持しているかを理解し，それを支援・強化することが重要であると説いている。特に，航空管制をはじめとする多くの複雑システムの運用がチームによってなされることを考えると，大規模複雑技術
システムと共存する先進社会のさらなる安全性を実現するためにはチーム協調・連携を対象とした Safety II
研究が必要不可欠である。
航空交通分野の安全研究に目を向けると，近年，次世代管制システムの一環として情報支援技術を用いてより安全で効率の良い遠隔オペレーションにするためのシステム等の検討がされている。
複雑でありながら効率化が進むこのような次世代管制システムの設計にも，従来の人間中心の設計原理をさらに進展させた，運用チームのレジリエンス特性を考慮す
る Safety II に基づくシステム設計やそのための知識基盤の確立が強く望まれる。しかし，Safety II や人間中心のレジリエンス工学はその重要性が広く認識されつつあるが，提案されてから未だ日が浅く実業務を対象とした具体的な研究方法が模索されているのが現状である。
航空交通分野におけるヒューマンファクタ研究においても，ワークロード推定，状況認識評価，インタフェー
ス設計・評価を中心に通常時の認知・行動に関してはこれまでにも研究が行われてきたが，不測の事態・外乱への対応，適応過程や通常オペレーションへの回復過程の認知的側面に踏み込んだ研究は未だ無いのが現状である。
そこで，本研究では，航空交通業務への適用を目指したチーム協調プロセスを監視，評価するための認知行動指標（チームレジリエンス指標）開発とそれに必要な基盤技術開発を行う。
２．ミクロ，メゾ，マクロ認知
チーム協調プロセスを理解するうえでそれらのメカ
ニズムを紐解くためには，
認知環境のレベルを整理しておく必要がある。
これらのレベルは大きくミクロ，
メゾ，
マクロに分類することができる。
ミクロ認知とは実験室などの制約のある環境や限られた特定の条件下での認知活動のことである。通常，人工的な環境を設定し，実験が行われるものはこれに該当する。一方で，マクロ認
知は，日常の業務や生活であったり行動など，通常の社会活動等の現実社会の環境下で起こるインタラクションで生じる状況を指す。
マクロ認知を捉える方法としてー48ー

エスノグラフィーなどのアプローチがあるが，実験などでの状況の精密なシミュレーションは複雑で難しく，
コ
ストもかかるためかなり難しい。メゾ認知とは，それらの中間にあたる。実験での課題は，実験室などでは現実
環境との乖離が大きく，実験結果が現実社会に適用できなかったり，
有効なものにならないことがしばしば起きる。このような問題をクリアするため，実験室の実験でありながらも，現実環境を意識したテスト環境や設定を施した状況を指す。
チームレジリエンスの考えるにあたっては，アクターや人工物とのインタラクションやコミュニケーションの分析が重要となることから，
メゾ認知の環境を構築することが重要なアプローチとなると考えている。
３．チームコンテキストモデル
チームの表現を行うために，
まずチームコンテキスト
モデルの枠組みを検討した。
表１に示すようにチームコ
ンテキストはチーム構造とチーム現象に分けて考えることを行った。
この表１では要素属性と要素間関係でコンテキストを特徴付けている。
要素属性については今後，
記述統計，要素関係はグラフ理論で形式化・定量化し，特徴指標とする。タスクは介入・操作（身体的・認知的）と対象システムに分離し，それぞれの属性を分けて考慮することとした。
表１チームの関係性と構造
Human

Task

Human

Task

Resource

Device etc.

Expertise

Authority• 命令系統• コミュニケーション
可否• チーム構造・所属• 相互作用の様• タスク配分・役割分担• 再割り当て• コミットメント• 利用可能リソース• 利用可能性の変化• 利用可能機器• 利用可能性の変化• 保持技能・知識• 保持権限• 役割・役職・地位• 権限の変更・委譲

• 作業場
• 配置
• 移動

• 目的－手段• 抽象－具体• 順序・プロセス• 使用リソース• 使用機器• 必要技能・知識• 判断・実行権限• 実施場所

Resource• 使用-被使用
• 代替性
• 依存性

Deviceetc.

Place• 使用機器• 必要技能・知識• 使用権限• 使用場所• 設置場所• 移動• 代替性• ぶ依存性• 必要技能・知識• 使用権限• 使用場所• 設置場所
• 移動

• 代替性
• 依存性

• 要求権限Expertise

Authority―• 指揮系統• チーム構造• 構造の変化・変更• 指揮系統の変更

Place

―

• 作業環境• レイアウト

これらの定義を用いて，チーム状況を記述，表現する
テストを実施した。
例えば３人が協力してツールを使って塔を作るゲームを行った場合のエージェントとイン
タラクションとコンテキストの関係をグラフに表現することで，チーム内の役割とエージェントの関係性を理解することができた（図１）
。
B

A

C

build atower
hold thetower

図１

Put marshmallow on
the topassemble
parts

make
parts

fix with
stringcut tape

cut
spaghetti

cut
stringscissors

tapestringfix withtapespaghetti

エージェントに対するコンテキストエレメント分散次世代自動飛行システム研究開発【競争的資金】
担当領域

航空交通管理領域

担 当 者○森 亮太，福島 荘之介（航法システム領域），吉原 貴之（航法システム領域），
毛塚 敦（航法システム領域），本田 純一（監視通信領域）

研究期間

平成 28 年度～平成 31 年度

１．はじめに本研究は，欧州のプロジェクト(Horizon 2020)との共同
プロジェクトである。欧州側は EU からの資金提供，日本側は NEDO からの資金提供を受け，共同で研究を実施する。
研究の主眼はカメラを用いたシステムとなっており，内容は大きく 2 つに分けられる。1 つ目は，画像を航法に使用するもので，GPS や ILS が使用できなくなった場合に，航空機に搭載されたカメラから滑走路の相対位置をリア
ルタイムで検出し，引き続き進入を続けられるようなシス

図 2 誤差の時間履歴(単独測位)

テム開発である。2 つ目は，航空機の舵面故障をカメラによる画像により検知し，故障時においても安定飛行の自動維持を可能とするシステムの研究開発である。両者ともに，実験用航空機を用いた飛行実証を行う。電子航法研究所（以下、当所とする）では，前者を担当し，その中でも主に GPS/ILS の航法に係る部分の担当を行う。

図 3 誤差の時間履歴(SBAS 補強時)
次年度は，ILS における誤差モデルの構築，および，実機試験時に使用可能な誤差モデルの構築を行う予定である。

図 1 H2020 の枠組み
２．研究の概要
当所は，具体的には GPS/ILS のシミュレーションモデ
ルの構築を担当した。標準 24 衛星環境下における，GPS
シミュレーションモデルを構築し，関係機関に提供を行った。図 2 は，単独測位を仮定した場合の，垂直方向，水平方向の誤差の時間履歴，図 3 は SBAS 使用時を仮定した場合の同様の誤差の時間履歴を示している。単独測位時に比べて，SBAS 使用時は誤差が小さくなっていることがわか
る。

ー49ー

将来の航空交通管理のための到着・出発機合流最適化アルゴリズムに関する研究【競争的資金】
担当領域

航空交通管理領域

担 当 者○虎谷 大地

研究期間

平成 29 年度～平成 31 年度
大化合流最適化問題に焦点を当てた。限られた滑走路の容１．はじめに
本研究では，将来の航空交通管理のための到着・出発合量を有効に活用するため，将来導入される到着管理システ

流最適化アルゴリズムの開発を行っている。近い将来，我ムには滑走路容量の最大化が求められるが，従来の合流最が国では到着管理システムの導入が検討されており，電子

適化アルゴリズムでは滑走路容量最大化は扱われていな

航法研究所では，そのコアとなるアルゴリズムの候補としかった。これは，滑走路容量最大化も離散システムの一種て，合流最適化手法の研究を行ってきた。合流最適化アルであり，解くことが困難な問題であったからである。

ゴリズムとは，連続システムである航空機の軌道と，離散

干渉回避，滑走路容量最大化共に離散システムであり，システムである到着・出発機の順序を同時に最適化する，

それらを含んだ合流最適化問題を解くためにはアルゴリ

混合システム最適化アルゴリズムの一種である。従来の合ズムの改良が必要である。しかしながら，両者を併せて解流最適化アルゴリズムは，軌道の干渉回避を考慮していな

くことで，到着・出発機の軌道と順序を，滑走路容量が最かったため，到着機の合流しか最適化することができなか大となるように最適化できるようになり，将来の到着管理った。しかしながら将来の到着管理システムでは，出発機システムの目的と合致した最適化アルゴリズムを構築すや空港面のタキシングを管理するシステムとも連携するることができる。

ことが期待されている。そこで本研究では，図 1 に示すような，上空での干渉を回避することができる合流最適化手

３．研究成果法を開発することで，空港周辺空域の到着・出発航空機の平成 29 年度は，干渉回避を考慮した合流最適化問題と，軌道，及び到着・出発順序を同時に最適化することができ

滑走路容量最大化合流最適化問題に対して，定式化を行い，る到着・出発合流最適化アルゴリズムの開発を行う。

最適化手法が解を求めることができるかの検討を行った。
干渉回避を考慮した合流最適化に関しては，合流最適化
問題を一度解くまで，どのように干渉が発生するか分から

２．研究の概要
軌道の干渉回避は，それ自体が一種の離散システムであない点が，最適解を得る上での問題点であった。この問題

る。合流最適化アルゴリズムは，軌道という連続システムを解決するために，繰り返し最適化手法を用いた最適化手と，順序という離散システムを同時に扱う混合システム最法を提案した。繰り返し最適化の過程で，徐々に干渉回避

適化アルゴリズムであり，干渉回避を考慮した合流最適化の影響を反映することで，上記の問題点を解決できると期アルゴリズムとは，より多くの離散システムを含んだ混合待される。

システムの最適化アルゴリズムであるといえる。そのため，滑走路容量最大化合流最適化においては，最後に到着す

本研究の本質的な目的は，できるだけ多くの離散システム

る航空機の到着時間を最小化することが求められる。しかを扱うことができる混合システム最適化アルゴリズムをしながら，最適化を行う前に最後に到着する航空機を決定

開発することであるといえる。そこで本研究では，まず空することができないという問題があった。そこで図 2 に示港周辺空域の交通流管理における，離散システムの検討，すような，疑似航空機を導入した解法を提案し，実際に合及び当該離散システムが最適化問題として定式化可能か

流最適化プログラムを作成して最適化問題を解くことにの検討を行った。平成 29 年度は，前述の干渉回避を考慮成功した。次年度は繰り返しシミュレーションによる検証

した到着・出発機合流最適化問題に加えて，滑走路容量最を行い，得られた解の最適性・応用性について検討する。

図 1 到着・出発合流最適化問題と上空での干渉

図 2 疑似航空機を用いた滑走路容量最大化

ー50ー予防安全に向けたシステムの強靭性分析手法に関する実践的研究【競争的資金】

担当領域

航空交通管理領域

担 当 者○青山 久枝研究期間

平成 29 年度～平成 31 年度
タビュー調査を行った。管制運用室における統括席管制

１．はじめに
航空・鉄道・プラント等は多数の人・組織・技術シス官（以下，統括席）の業務の役割，重要性，理想像など

テムによって構成される複雑システムであり，そこで発について複数の管制官にグループ形式でインタビューし生する事故はその時の状況や構成要素間の相互作用にた。統括席の役割分担は規程に定められているが，実際よって生じる創発現象と考えられる。このようなシステには，パイロットとの交信はしないものの，業務を客観

ムや事項生起メカニズムの複雑化に対して，安全性の向視しており，全体をバランスよく，冷静に見ていられる上を図るために新たな安全学（Safety-Ⅱ）に高い関心が存在であることがわかった。また，統括席の支援により集まっている。しかしながら，Safety-Ⅱに関する既往研業務を滞りなく進行できた経験などの発言から，飛行場

究は，稀に起こる大規模な外乱に対するレリジエンス向管制業務における意思決定や方針決定の中核となる席で上に焦点を当てているものが多い。

あることが明確になった。管制官にとって業務経験がい

そこで本研究では，日常的な安全マネジメントへの適かに重要であるか，また，規程には定められていないが用手法として，社会技術システムのモデル化と安全分析

管制官相互の協力体制が業務遂行に必要不可欠であるこを意図して提案されている機能共鳴分析手法（Functionalともわかった。このようなインタビューデータの分析結

Resonance Analysis Method：FRAM）をベースとして，航果に基づき，人を含めた管制システムの強靭性を FRAM

空管制業務を対象に日常的なオペレーションの安全性向をベースとしたモデルに展開するための記述手法は検討

上問題に対する Safety-Ⅱ概念の適用方法論の確立を図る。

中である。

航空管制業務はすでに高い安全性が維持されてきている

インタビュー結果を参考にして，外部者による業務観が，今後の航空交通流のさらなる増大や複雑化に対する察の結果として，管制官のマルチタスク能力を支える認

安全性向上は喫緊の課題であり，他産業システムにおい知的技能として，タスクの認識，スケジューリング，時ても重要な問題である。Safety-Ⅱの日常的な安全マネジ

間の有効活用，限界の把握と対処など 7 項目について管メントへの適用手法として，航空管制業務を対象に高詳

制官にフィードバックした。これらは，業務の時間的分

細度 FRAM モデルを用いた外乱に対するシステムの強靭類からスケジューリング，時間的経過によるリスケ

性分析手法を提案していく。

ジューリングなど，状況や外乱に応じた柔軟な対応を行

２．研究の概要

える管制官の業務モデルであり，認知的な観点から管制

本研究は 3 ヶ年計画であり，本年度は以下の項目を実官のタスクを分類した定性的指標の第一段階と言える。
４． 今後の見通し施した。

熟練者である管制官からの知識抽出手法について検討

・管制官へのインタビュー調査およびインタビュー

し，インタビューデータに基づく管制業務のタスク指標

データの分析
・FRAM モデルを用いた飛行場管制業務の記述手法のを分類して FRAM モデルに展開していく。また，FRAM
モデルの可視化・分析支援ツールも検討していく。

開発

掲載文献

・FRAM モデルの可視化・分析支援ツールの開発およ(1) 狩川大輔，青山久枝，高橋信，大橋智樹.“Safety-Ⅱ

び改良
本研究所では，主に管制官へのインタビュー調査およ

概念に基づく飛行場管制業のモデル化と分析に向けびインタビューデータの分析と FRAM モデルを用いた飛た取り組み，”ヒューマンインタフェース学会研究

行場管制業務の記述手法の開発を担当した。

会，2017 年 6 月．
(2) 青山久枝，狩川大輔.“飛行場管制業務におけるレジ３．研究成果国土交通省大阪航空局中部空港事務所のご協力により，飛行場管制業務について現場観察および管制官へのイン

ー51ー

リエンスの分析，”ヒューマンインタフェースシンポ
ジウム 2017 論文集．2017 年 9 月，pp. 227-230．

堅牢な輸送システムモデルの構築と社会システムにおける最適化の実現【競争的資金】
担当領域
担 当 者

航空交通管理領域○伊藤 恵理, ティモ リーデル
藤井 孝藏，立川 智章，長岡 慎介（東京理科大学）
西成 活裕，柳澤 大地，都築 怜理（東京大学）
安福 健祐（大阪大学 サイバーメディアセンター）

研究期間

平成 28 年度 ～ 平成 31 年度

１．はじめに
航空機，列車，船舶といった計画に基づいて運行（運航を含む）される大規模輸送システムは近年急速に複雑化し，これら社会を支える輸送システムにおける遅延は近年日常的になっている。この課題に対し，個別事象に対する改善が図られてはいるが，相互作用を有する全体問題として捉え，これを効率化する努力はほとんど見られない。
そこで本研究では，安全性と効率性を両立する運行システ
ムを策定するモデルとシミュレーション手法を開発，それを利用して社会の構成要素が互いに影響し合う効果を分析・予測する技術を構築する。主に航空機や首都圏の鉄道を対象に，一定規模の地域を１つのシステムと捉え，堅牢性を有する全
体最適な運行方式策定に結びつける。これまでにないスーパ
ーコンピュータの社会経済の基盤課題への適用により，急速に複雑化する大量輸送システムの効率化に資することを最終目的とし，その萌芽的研究として当該プロジェクトでは，東京国際空港への離着陸機を対象とした航空交通シミュレーションモデルの構築とそれを利用した将来の航空交通の評価に取り組んでいる。
東京理科大学がプロジェクトの総合的推進を実施し，東京大学，大阪大学，海上・港湾・航空技術研究所 電子航法研究所と共同で研究開発を実施している。電子航法研究所は，
航空交通モデル適用と将来航空管制システムの設計を担当しており，他の実施機関および指定研究「航空機の拡張型到着
管理システムの研究」と密接に連携して当該研究を実施している。平成 29 年度の研究成果を，以下にまとめる。

２．平成 29 年度の実施内容
2.1 東京国際空港周辺の航空機渋滞モデルの構築
セル・オートマトン（Cellular Automaton: CA）にルール設定を与えて国内の航空交通を模擬する渋滞モデ
ルを構築し，現状の航空交通流を再現すると共に，様々なパラメータを用いた最適化を実施した。解析手法には，独自に開発した CA をベースに時間間隔調整ア
ルゴリズムとしてステップバックを導入したステップ
バックセル・オートマトン(Step Back Cellular
Automaton : SBCA)（図 1)を用いた。
2.2 空港内のタキシングとスポットアサインによる遅延に関する解析
空港面において平行誘導路に複数のスポットが隣接する系に対し，毎時刻で空スポットに通し番号を割り振
る，完全非対称単純排他過程によるスポットアサイン
解析のプロトタイプモデル（図 2）を考案し，待ち行
列発生の解析的予測を実施した。
2.3 将来航空交通システムの設計指針の評価と課題抽出
航空機が先行機との到着時間間隔を速度制御によって調整する FIM（Flight-deck Interval Management）を
東京国際空港への到着交通に適用する効果を，京コン
ピュータによる大規模モンテカルロシミュレーション
によって評価した（図 3）。さらに，2016 年から 2017年にかけて 2 年分の航空交通データを分析し，航空交通を模擬するための統計モデルを作成した。

図 3. FIM のシミュレーション評価例
2.4 可視化ソフトウェアの開発
Unity ベースおよびフライスループログラムの可視化
ソフトウェアを開発し，地球の 3D モデル上を飛行す
る大量の航空機群を自由な視点で高いフレームレートを維持しながら確認することができた（図 4）。

図 1. SBCA の時空図

図 4. フライトスループログラムの可視化
ソフトウェア

図 2. スポットアサイン分析のプロトタイプモデルとシミュレーションの一例

ー52ー

２ 航法システム領域の基準案（RECAT-Japan）の作成と安全性評価を行うために必要な気象・運航データベースの構築を目的とする研究である。

Ⅰ 年度当初の試験研究計画とそのねらい
平成 29 年度においては，電子航法研究所（以下、当所

5 は，GBAS 性能向上のために ICAO アジア太平洋地域という）の長期ビジョンを基に行政当局などの要望を考慮

における GBAS 電離圏脅威モデルを日本の電離圏環境にしながら下記の研究を計画・実施した。

対して最適化する研究である。

1．GNSS を利用した曲線経路による精密進入着陸方式等

6 は，QZSS の利用による新サービスの創出を図るため，
ASEAN 地域における L1-SAIF 補強方式の性能評価を行の高度な飛行方式の研究
2．次世代 GNSS に対応したアベイラビリティの高い航法う研究である。
7 は，GNSS の脆弱性の対策として，代替システム

システムに関する研究
3．地上型衛星航法補強システムの運用性能評価に関する研究（APNT）を構築する際の性能要件を明らかにし，国内に導入する場合の課題を抽出する研究である。
8 は，我が国における安全な GNSS 運航を提供するた

4．新たな後方乱気流管制方式の設定に関わる安全性評価

めの GNSS 監視システム及び当該監視システムを用いたと気象・運航データベースの構築
5．我が国における GBAS 性能向上のための電離圏脅威モ

運用コンセプトの提案を目指す研究である。
9 は，衛星航法における誤差の低減や信頼性の向上のた

デルの最適化
6．GNSS 広域補強サービスのアジア地域における性能向め，電離圏の密度変動のトモグラフィー解析を行い，電離圏 3 次元リアルタイムモニタリングシステムを開発する上に関する研究
7．GNSS 障害時の代替（APNT）に関する研究研究である。
10 は，衛星=地上ビーコン観測と赤道大気レーダーを組

8．GNSS 監視に関する研究
9．電離圏リアルタイム３次元トモグラフィーへの挑戦

み合わせて，低緯度電離圏の変動の時間・空間構造を明ら

10．新・衛星=地上ビーコン観測と赤道大気レーダーによかにする研究である。
11 は，社会が必要とする宇宙天気情報と宇宙科学が提る低緯度電離圏の時空間変動の解明
11．次世代宇宙天気予報のための双方向システムの開発供できる情報のギャップを克服し，社会に「役に立つ」宇12．ニューラルネットワーク推定電離圏モデルを用いた

宙天気情報を提供する双方向システムを開発する研究である。

高精度津波即時予測

12 は，高精度な即時津波検知のために日本全国の13. 多地点からの地上大気光観測を用いたプラズマバブ

GNSS 観測に対応できる電離圏変動参照ニューラルネッ

ル成長過程の解明
1 及び 2 は重点研究，3 から 5 は指定研究，6 から 8 は

トワークモデルの構築を目指す研究である。

基盤的研究，9 から 13 は競争的資金による研究である。

13 は，小型暗視カメラを用いた大気光イメージャを磁

1 は，
曲線精密進入等の GLS（GBAS Landing System）

気低緯度地域に多数設置し，プラズマバブルの空間構造のによる高度な飛行方式に関する技術開発を実施し，旅客機成長過程などの解明を目指す研究である。

の PBN・GLS 機能で可能な飛行方式および GLS 曲線進入の実現を目指す研究である。

Ⅱ 試験研究の実施状況

2 は，次世代 GNSS 環境への対応，補強システム間の5 ヶ年計画の最終年度にあたる「GNSS を利用した曲線連携による性能向上，宇宙天気情報の活用により，GNSS経路による精密進入着陸方式等の高度な飛行方式の研究」のアベイラビリティ向上を目指す研究である。

では，TAP 機上装置の表示機能を改良し，飛行実験で直3 は，GBAS の運用性能評価手法および運用性予測技術

線部から曲線部への不整合の解消を確認した。また，RNPの確立，ならびに大空港での運用に対する技術的課題の抽to xLS 方式の浅い降下角を持つ中間セグメントを伴う新出と解決策の提示を行うことで，GBAS の円滑な導入へたな設計方式の提案をし，妥当性を検証した。さらに，の貢献を目指す研究である。

GLS 衝突危険度モデル開発のためパイロット操舵モデル

4 は，混雑空港の着陸容量の拡大に資するために，我が国の運航形態を踏まえた後方乱気流を考慮した離隔距離によるシミュレーションの実施により，逸脱量が ILS より減少することを確認した。

ー53ー

5 ヶ年計画の 3 年度にあたる「次世代 GNSS に対応し施した。

たアベイラビリティの高い航法システムに関する研究」で4 ヶ年計画の 3 年度にあたる「新・衛星=地上ビーコン

は，次世代 SBAS のプロトタイプシステムによる実証実

観測と赤道大気レーダーによる低緯度電離圏の時空間変験を開始するとともに，次世代 GBAS の開発を進めた。

動の解明」では，赤道大気レーダー周辺及びタイ・バンコ

また，補強システムの相互利用について検討を継続し，宇クにおける電離圏勾配観測を継続的に実施し，電離圏東西

宙天気情報テストベッドの構築を開始した。

大規模構造がプラズマバブル発生に果たす役割を明らか

4 ヶ年計画の 3 年度にあたる「地上型衛星航法補強シスにした。

テムの運用性能評価に関する研究」では，VDB 覆域検証

5 ヶ年計画の 3 年度にあたる「次世代宇宙天気予報のた

評価の電界強度計算アルゴリズムの改良と電波暗室でのめの双方向システムの開発」では，電波伝播シミュレータ

スケールモデルによる評価を行った。また，運用性能評価の開発を行い，複雑な 3 次元構造を持つ電離圏の短波伝播

ツールのソフトウェアの機能追加を実施し，さらに，羽田シミュレーションを実現した。また，シンチレーションモ

空港仮設 GBAS の動作確認に寄与した。

デルについて，プラズマバブルの詳細数値シミュレーショ

3 ヶ年計画の 2 年度にあたる「新たな後方乱気流管制方ンに CNES の電波伝播モデルを結合していくこととした。

式の設定に関わる安全性評価と気象・運航データベースの4 ヶ年計画の最終年度にあたる「ニューラルネットワー

構築」では，羽田空港に設置した LiDAR を用いて観測デク推定電離圏モデルを用いた高精度津波即時予測」では，ータを蓄積した。また，これら収集データを用いて後方乱

日本全国の GNSS 観測に対応できる電離圏変動参照ニュ

気流の時間経過と循環強度に関する解析を実施した。

ーラルネットワークモデル構築に向けたデータ解析およ

3 ヶ年計画の初年度にあたる「我が国における GBAS

び入力検討を行い，モデルを提案した。

性能向上のための電離圏脅威モデルの最適化」では，電離5 ヶ年計画の初年度にあたる 「多地点からの地上大気

圏遅延量勾配の基本パラメータを高精度で推定する手法

光観測を用いたプラズマバブル成長過程の解明」では，石を確立した。また，大量データ解析に向けたソフトウェア

垣島設置の試験用小型イメージャを最新型に更新した。ま

の整備と，これを用いた電離圏脅威モデル基本パラメータ

た，来年度からの観測を計画している沖縄本島における観の導出の検証を完了し，大量解析に着手した。

測場所の調査，検討を行った。

3 ヶ年計画の最終年度にあたる「GNSS 広域補強信号
サービスのアジア展開に関する研究」では，電離圏嵐モニⅢ 試験研究の成果と国土交通行政，産業界，学会に及ぼタを使用して推定に使用する観測データの調整を行う方

す効果の所見式を開発した。また，複数コアシステムの利用について検当領域の研究は，航空行政の支援などを通じて，航空交討した。

通の安全性，航空利用者の利便性向上，環境負荷の軽減な

4 ヶ年計画の 3 年度にあたる「GNSS 障害時の代替

どの達成に向けて行われている。

（APNT）に関する研究」では，飛行検査データを活用し，航空に使われる技術は国際的な調和が必要であるため日本国内で問題となるマルチパスに焦点を当てて解析をに，国際機関である ICAO，RTCA 及び EUROCAE にお行った。また，既存の DME を RNP 運航へ適用するため

いて基準の作成，改訂のための活動が行われている。

の EUROCAE の国際標準化作業に参加した。

SBAS 相互運用性検討ワーキンググループ会議(IWG)，

2 ヶ年計画の最終年度にあたる「GNSS 監視に関する研IGWG(国際 GBAS ワーキンググループ)会議などにおい究」では，国外での実態調査や我が国における問題点を整ても検討がなされている。当領域では，これらの国際会議

理し，我が国に適した GNSS 監視システムを提案するとに参加し，技術資料を提出して基準作成等の国際的な活動

ともに，試作機による性能評価を経て，運航者・管制官にに寄与している。

対して適切に情報提供を行う運用コンセプトを提案した。

当所の数多くの研究成果は，今後設置･運用する航空保4 ヶ年計画の最終年度にあたる「電離圏リアルタイム３

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

次元トモグラフィーへの挑戦」では，リアルタイム解析シ料として，国土交通行政に直接貢献するとともに，米国航ステムの運用を継続し，システムの改良を行うとともに，法学会，電子情報通信学会，日本航空宇宙学会，測位航法

電離圏リアルタイム 3 次元トモグラフィーの解析結果の学会等のおける講演発表や論文として周知され，活用され検証，衛星航法への応用，及び過去データの大量解析を実

ている。

ー54ー

(航法システム領域長 福田 豊)

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

担当領域

航法システム領域

担 当 者○福島 荘之介，齊藤 真二，森 亮太，毛塚 敦，山 康博，星野尾 一明

研究期間

平成 25 年度～平成 29 年度

１．はじめに処理・画面生成用 PC で構成される。このように外付けのGNSS による精密進入着陸システムである GBAS（地上PC に航空機の位置・姿勢・経路情報（TYPE-4 データ）を型衛星航法補強システム）は，カテゴリーI 運用の実用化

入力し処理することで，現行の MMR では対応していない

フェーズに入り，海外では現在の ILS と同等な直線進入

TAP に対応出来るようにした。また，コックピットディス

による GLS（GBAS Landing System）運用が開始された。

プレイへの表示画面の生成機能を持たせ，パイロットに対一方，ICAO（国際民間航空機関）は，ターミナル空域にする飛行経路指示を可能とした。TAP 経路処理における課

おける PBN（性能準拠型航法）の展開を推進し，GLS 進

題として，TF（直線）レグから RF（曲線）レグへの接続

入着陸の導入により運航の最適化を図るとともに，GLS

部における経路の不整合の問題があった。これは，経路情を活用した運航効率の向上，環境負荷の低減，空港容量報に含まれる RF 旋回中心の座標の精度によるものが大きの拡大を目指している。この実現のため，現在直線に限

く，TAP 経路処理部を改良し RF 旋回中心座標を補正する

定されている精密進入経路を曲線化するなど GLS の特徴

ことでパスの接続部の不整合を解消した。

を生かした高度な飛行方式を実現する技術の開発が強く望まれている。

コックピットディスプレイへの表示画面に生成機能については，大型航空機でも用いられる PFD（プライマリ・
フライト・ディスプレイ）を模した表示をベースとし，TAP

２．研究の概要

経路をトンネル形状の三次元で表示する形とした。最終的

本研究では，曲線精密進入等の GLS による高度な飛行に，パイロットコメントに基づく表示機能の改良，フライ方式に関する技術開発を実施し，国際標準策定に必要なトディレクター指示やフライトパスベクトルの表示機能

進入セグメントなどの定義，障害物間隔の課題を解決すを追加して完成とした。この実験用機上装置を用いて，当ることを目的とする。

所実験用航空機で飛行実証を行い，TAP 経路による曲線進このために，（1）機上実験装置を開発し，飛行実証を通入を実現した。飛行実証は，仙台空港に既存の RNP AR 経

して GLS 曲線セグメント（TAP）の実現方法に関する課

路（特別許可を必要とする性能準拠型航法による曲線経

題を解決する。また，（2）フライトシミュレータ実験に路）をオーバレイ（重畳）するように TAP 経路を設計しより，ジェット旅客機の PBN・GLS 機能で可能な飛行方て GBAS 地上装置から放送データとして送信し，実験用式を実現し，我が国での有効性を検証する。さらに，（3）機上装置で受信して，GBAS による TAP 経路の進入を実GLS 誤差モデル，機体モデル，風モデルを組み込んだモ現した。なお，航空機の FMS（フライトマネジメントシ

ンテカルロシミュレーションツール・人間操縦モデルをステム）には，カスタム航法データを搭載して，自動操縦開発し，障害物との安全間隔を評価して飛行方式を設計

により曲線経路への追従を実現している。図 2（左）は，する手法を確立する。

曲線部を飛行中のコックピットディスプレイの表示（三次
元トンネル形状）である。
従来の装置では，直線部から曲線部への接合部に不整合

３．研究結果が生じており，正常に自動操縦が動作しないことが懸念さ(1) TAP に対応した機上実験装置の開発と飛行実証
GLS では曲線的な進入パスなど現在の ILS より自由度れていたが，飛行実証では不整合が解消されたことが確認の高い精密進入の実現が可能である。本研究は，GBAS 地できた。図 3 に開発した手法によるコース偏移の出力値

上装置から TAP 経路を放送し，実験用機上装置で経路を（ピンク色）を示す。従来法（緑色）および実験用航空機

表示して，飛行実証することを目的としている。開発したに装備された FMS によるコース偏移（青色）では値の飛TAP に対応した実験用機上装置は図 1 に示すように，運航びを生じているが，開発した手法ではスムーズに接続され用 GBAS 受信機としても用いられている MMR（マルチモていることが確認できた。

ード・レシーバ）と制御・データ収集用 PC および TAP

ー55ーRNP AR 進入が特別許可を要する非精密進入であるのに対して，許可を必要とせず，ILS/GLS と同様の精密進入であるため，悪天候時にも利用可能な優位性を持つ。
精密進入は，初期進入セグメント，中間進入セグメント，
最終進入セグメントなどから構成され，最終進入セグメン
トを構成するグライドスロープ（GS）に会合するためには，滑走路延長線上に一定高度の中間セグメントが設定さ

図 1：TAP に対応した実験用機上装置の構成れるのが通常である。本研究では，実用機材と同等のAFCS が使われている操縦士訓練用の高忠実度なフライ
トシミュレータを用いて飛行方式の設計手法の提案と検証を行った。研究初期には一定高度の中間セグメントによる方式設計を前提として，中間セグメントを気圧高度で航空機の真高度が高温時に高くなり，AFCS が ILS または
図 2：飛行実証で用いた GBAS-TAP 経路（左）とGLS（xLS とする）のローカライザ（LOC）より先に GS

RF レグ飛行中のコックピットディスプレイ表示（右）にキャプチャ（捕捉）する課題に着目して，気温を可変する検証実験を実施した。この結果，B787・B737NG については，ILS 進入と同様の操作で RF 旋回から中間セグメン
トおよび最終進入セグメントに接続して進入可能であることを確認した。また，飛行方式を設計するための条件を検討し，航法データベース仕様（ARINC424）やパイロッ
トの操作手順に関係する条件を満たし，1NM 程度のレベル区間を設けることにより，高温時でも RF（円弧）旋回から最終進入セグメントへの接続が十分可能であることを示した。
次に，FAA の諮問機関である PARC（Performance-based
Operation Aviation Rulemaking Committee）が提案した浅い降下角を持った区間（Shallow Segment）による設計方法を

図 3：TF レグ-RF レグ接続部のコース偏移値検討した。この方法は，一定高度を飛行しないため，消費
燃料や環境負荷が少ないメリットがある。本研究ではこの（2）PBN と GLS を接続する RNP to xLS 飛行方式の設計

浅い降下角の中間セグメントを伴う RNP to xLS の飛行方条件に関するフライトシミュレータ検証

式を検討して新たな設計手法を提案した。提案法では，国

本研究では，GBAS-TAP とともに，GLS による曲線進際標準大気（International Standard Atmosphere, ISA）モデル

入のコンセプトとなっている RNP to xLS の実現を目的とを仮定して，地上気温による真高度の変化量を求め，球面する。次世代の技術である GBAS-TAP，に対し，RNP to xLS上の幾何計算式から LOC および GS の捕捉位置を計算し，は，B737NG など新しい機材に対応しており，早期の導入与えられた中間セグメント長と降下開始高度のもとで反が期待されている。実用化に向けての主要な課題は，飛行復法により最大降下角を求める。

方式を設計するための基準が不明確なことであり，自動飛図 5 に通常気温（ISA）と高温（ISA+30℃）による LOC/GS

行制御システム（AFCS）の動作との関係を明らかにする偏移と航空機の位置関係を示す。図 5（右）において，航必要があった。

空機が LOC フルスケールを超えると LOC はキャプチャ（捕捉）され，図 5（左）において LOC 偏移はゼロに向

図 4 に RNP to xLS と現在の ILS および RNP AR（Authorization Required）進入の特徴を示す。RNP to xLS

けて減少する。一方，GS 偏移は，気温が ISA の場合，航進入は RF 旋回と ILS/GLS のグライドスロープを接続する

空機が緑パスを飛行（図右）するため，2 ドット程度から飛行方式であり，ILS 進入に比較して経路短縮効果により減少する（図 5 右）。しかし，高温時（ISA+30℃）は，真燃料消費や環境負荷を低減するメリットがある。また，

高度が高いパス（赤色）を飛行するため（図 5 右）
，1 ド

ー56ー

ット程度から減少する（図 5 左）。
さらに，操縦士訓練用のフライトシミュレータを用いて上記の方法で設計した経路上を期待した AFCS 動作で航空機が飛行することを高温状態で検証した。図 6 に計算により求めた LOC/GS 偏移とフライトシミュレータに記録された LOC/GS 偏移を示し比較する。図 6（左）は，ISA，
ISA+15℃，ISA+30℃，ISA+45℃を仮定し，その場合の真高度と球面上の幾何計算により求めた LOC/GS 偏移とキャプチャ位置（1/2 ドットを仮定）である。図 6（右）は，フライトシミュレータによる検証実験で得られ LOC/GS
偏移の記録である。実験ケース B（グラフ右下の文字）は，降下角を持つ中間セグメント長が 1.5NM，ケース C は2.0NM の場合である。図 6 から計算値は記録値とほぼ一

図 6：LOC/GS 偏移の計算値とシミュレータ記録の比較致していることがわかる。記録値からシミュレータの GS
偏移は 1 ドット付近で乱れを生じており，この原因はフ（3）パイロットの操縦モデルを使用した進入時の障害物

ラップや脚の展開による高度変化であることが判明した。

間隔基準評価手法の開発

このため，計算に変化量を含めて対応した。以上から，提本研究では，GLS を使用した最終進入時における障害

案手法は有効であり，この手法で飛行方式が設計可能とな

物間隔基準の緩和を目的として実施した。障害物間隔基準

ることがわかった。

とは，本来飛行すべき経路(所望の経路)から，何らかの理由で逸脱があった場合でも，地上の障害物と衝突する確率が十分に低くなるように定められた地上障害物に関する基準である。GLS や従来の ILS に関する障害物間隔基準については，衝突危険度モデル(Collision Risk Model: CRM)を根拠として設定されている。一般に，GBAS の方が ILSに比べて精度の高い航法が可能であり，障害物間隔基準が緩和される可能性があるものの，障害物間隔基準は ILSと GLS とで同等に設定されており，GLS の優位さが基準に反映されていないのが現状である。そこで，これらの違いを考慮したシミュレーションを行うことにより，航空機の逸脱範囲を再計算し，現行の障害物間隔基準の変更を目

図 4：RNP to xLS 進入の特徴指す。
シミュレーションを実施するためには，いくつかの要素が必要であり，その流れを図 7 に示す。
（1）航法誤差モデ
ルは，航空機の航法誤差であり，本研究では GLS の誤差
モデルを採用する。
（2）FD は，目標経路からの逸脱量を元に，パイロットが操縦すべきピッチ/ロール角コマンドを提供する。
（3）パイロットモデルは，FD の指示を元に，パイロットが実際に操縦桿を操舵するモデルである。
（4）
機体モデルは，パイロットの操舵を元に，機体はその特性に応じて運動を行う。
（5）外乱（風）については，航空機の運動は外乱による影響が大きいため，モデルに組み込む

図 5：気温と LOC/GS 偏移の関係必要がある。これらすべてがそろって，初めてシミュレー
ションが実現できる。
（1）については ICAO で提案されているモデルを，
（2），

ー57ー

（3）については本研究の中で作成，（4）については JAXAで所有している実験用航空機 MuPAL-a の機体モデルを，（5）については FAA でシミュレーション用の風として提案されているモデルを使用することで，シミュレーションの実現をはかった。その中でも，（3）のパイロットモデル
は非常に重要な要素であり，本研究で主な開発要素として実施した。

図 7 ：シミュレーションの流れ
本研究の実施にあたり，まずパイロットのデータ取得

図 9：提案モデルによる操縦(上)と実際の操縦(下)のために，シミュレータの改修を実施した。東京大学・
JAXA との共同研究契約を締結し，シミュレータの貸与，構築したパイロットモデルと，実際の取得データの比較を機体モデルの貸与を受け，本研究に必要な PFD（Primary

図 9 に示す。パイロットの操縦は，目標値に対して遅れ，

Flight Display）/ND（Navigation Display）の改修を主とし追従性能がそこまで高くないが，そのような特徴をパイロて行った。また，（2）の FD についても，パイロット経験

ットモデルはよくとらえていることがわかる。これは，縦者の評価を交えながら，構築を行った。

方向の結果であるが，横方向についても同様のモデルによ

次に，構築シミュレータによりデータ取得を行い，新たりモデル化可能であることを確認した。

なパイロットモデルの開発を行った。従来のパイロットモ

最後に，このシミュレーションを多くの回数実施するこ

デルでは，パイロットの操縦特性が一定であり，常に情報とにより，CRM が規定する 10-7の確率における逸脱の計を取得し，連続的な操縦ができることを仮定していたため，算を行った。
図 10 は高度 600ft における，現行基準(CAT-I)

一般に実際のパイロットの操縦よりも操縦性能がよいモと，本研究による計算結果を比較したものである。概ね，デルが作られる傾向があった。本研究では，実際のパイロ

縦も横も 20～40%程度の逸脱量の減少がみられる。さらット操縦の特徴である，離散的，確率的，周期的な要素をなる検証を実施することにより，将来的に障害物間隔基準

モデルに組み込むことで，よりパイロット操縦に忠実なモが緩和されることが期待される。

デル構築を行った。提案するパイロットモデルの操縦の流れを図 8 に示す。

図 8：提案するパイロットモデル

図 10：確率コンターの比較(高度 600ft)

４．おわりに
本研究では，GBAS の特徴を生かした将来の曲線進入な
ど 3 つの新しい飛行方式設計技術を研究対象とした。

ー58ー

第 1 の対象である GBAS-TAP は，RF 旋回から最終直線

GNSS, Nov. 2013.

セグメントまで全てのパスを GBAS からデータベースと(4) 福島荘之介.“GBAS の研究開発と将来の GLS 運航，”

して放送するコンセプトである。本研究では研究開始時に

平成 25 年度電子航法研究所講演会，2013 年 11 月．

課題であったレグ間の経路の不整合の課題に対応するた(5) 福島荘之介，他.“フライトシミュレータによる GLS

め，実験用機上装置を開発し，計算処理部を改良すること

パスアライン性能の評価，”第 51 回飛行機シンポジウム，で課題を解決した。さらに，トンネル表示のコックピット

2013 年 11 月．

ディスプレイを開発して，実験用航空機により実証した。

(6) 齊藤真二．
“GLS のパス追従性能とフライトシミュレ

第 2 の対象である RNP to xLS コンセプトは，RNP 航法

ータ評価について，”電子情報通信学会ソサイエティ大会，

による RF 旋回と GLS（または ILS）の最終直線セグメン

2013 年 9 月．

トを接続するコンセプトであり，B737 クラス以上の新し(7) 齊藤真二，福島荘之介．
“飛行実験による GLS と ILS

い機材では対応が可能である。このため，早期の実現が期のコース・ディビエーションに関する比較，”電子情報通待されているが，研究開始時は航空機の進入着陸経路の設

信学会，宇宙・航行エレクトロニクス研究会，2014 年 1

計方法である ICAO の飛行方式設計基準が確定されてい月．

ない課題があった。本研究では，オートパイロットが正常(8) S. Fukushima, R. Mori. “Simulator experiments on RFに動作し，スムーズな進入着陸が可能となる経路の設計手

transition to xLS,” 15th International GBAS Working Group,法を提案した。また，実機の動作を忠実に再現する操縦士

June, 2014.

訓練用のシミュレータを用いて設計手法が妥当であるこ(9) 福島荘之介，齊藤真二，森亮太，山康博.“GLS 装備機とを検証した。

のパスアライン性能に関する検討，”第 14 回電子航法研究

第 3 の対象である障害物高度間隔の低減は，GLS の航所研究発表会，2014 年 6 月．

法誤差が現在の ILS に比較して少ないにもかかわらず，(10) 福島荘之介，齊藤真二，森亮太，山康博.“RNP から

ICAO の GLS と ILS の障害物間隔基準が，同様であり改善

xLS に接続する進入方式のシミュレータによる検討，”第の余地を残していることに対する研究である。本研究では，

52 回飛行機シンポジウム，日本航空宇宙学会，2014 年 10

航空機の経路追従誤差の要因を探究し，本検討に重要な要

月．

素であるパイロットの操縦モデルを新規に構築した。次に，(11) 齊藤真二，福島荘之介.“GLS と ILS の航法システム

モンテカルロシミュレーションにより外乱（風モデル）を誤差に関する飛行実験による比較，”第 52 回飛行機シン

与え，多数回の試行（パイロットモデルによる操縦）から

ポジウム，日本航空宇宙学会，2014 年 10 月．

経路逸脱量の等確率コンターを求め，現行の等確率コンタ(12) R. Mori. “Development of Pilot Model with Stochastic

ーに比較して逸脱量が減少することを確認した。

Periodical Discrete Movement,” IEEE International Conference

本研究により，研究開始当初の課題を解決することがで

of Systems, Man, and Cybernetics, pp. 1532-1538, Oct. 2015.

きた。RNP to xLS 方式について，実用化に向けての課題(13) S. Fukushima, R. Mori. “Simulator experiments of RNP to

は，保護区域を考慮した飛行方式の経路条件と空港への導GLS with B787 full flight simulator,” 16th International GBAS

入効果を分析することである。また，高度間隔基準についWorking Group, June, 2015.

ては，多量の実機データ記録を用いて今回のシミュレーシ(14) R. Mori. “Problem Summary for RNP to xLS procedureョンによる結果の妥当性を検証することである。

design,” ICAO IFPP PBN WG virtual meeting, July, 2015(15) R. Mori. “Update of problem summary for RNP to xLS

掲載文献

procedure design,” ICAO IFPP 13-2, Sept. 2015.

(1) R. Mori, S. Fukushima, S. Saitoh. “Simulator Experiments(16) 森亮太.“確率的離散的かつ周期的パイロット操舵モ

and Problem Summary of RF Transition for xLS,” ICAO IFPP

デルの提案，”日本航空宇宙学会第 46 期年会講演会，2015

12-3, Mar. 2014.

年 4 月．

(2) S. Fukushima, S. Saitoh. “GLS path align performanceth(17) 福島荘之介，齊藤真二，森亮太，山康博.“RNP 進入

evaluation with B787 flight trials,” 14 International GBASと GLS を接続する進入方式の気圧高度差に関する検Working Group, June, 2013.

討，”電子航法研究所発表会，2015 年 6 月．

(3) S. Fukushima, S. Saitoh. “787 GBAS landing system pathndalign performance evaluation,” 2 KARI-ENRI Workshop on(18) 齊藤真二，福島荘之介，山康博.“長期 METAR デー
タの解析と着陸進入システムの有用性，” 電子情報通信ー59ー

学会，総合大会，2016 年 3 月．
(19) S. Fukushima, R. Mori, N. Fujiwara. “Flight simulator oftransition from RNP to xLS final,” 17th International GBAS
Working Group, April, 2016.
(20) Yoshihara. “R&D activities for advanced procedures using
GBAS in ENRI,” Final approach operation symposium,
Jan-Feb, 2017.
(21) 福島荘之介，齊藤真二，森亮太，山康博.“RNP から
xLS に接続する進入方式の設計条件の検討，”第 54 回飛行機シンポジウム，日本航空宇宙学会，2016 年 10 月．
(22) 福島荘之介.“GLS による将来運航の進展（計器着陸システムの現状と将来），”電子航法研究所講演会，2016
年 11 月．
(23) R. Mori. “Novel Pilot Control Model with Stochastic andPeriodical Movement,” ICAS 2016, Sep. 2016.
(24) R. Mori. “Future Directions of CRM Activity,” ICAOIFPP 14-1, Feb. 2017.
(25) R. Mori. “Pilot Control Modeling with Stochastic
Periodical Discrete Movement,” IEEE Transactions on
Aerospace and Electronics Systems, Oct. 2017.
(26) S. Fukushima, R. Mori. “Shallow intermediate segment
design for RNP to xLS navigation database,” 18th International
GBAS Working Group Meeting, April, 2017.
(27) S. Fukushima, R. Mori, S. Saitoh. “Geometric Approachfor RNP Transition to xLS Procedure Design,” IEEE/AIAA 36th
Digital Avionics Conference, Sept. 2017.
(28) S. Fukushima, R. Mori, S. Saitoh. “A Flight Procedure
Design Method for RNP to xLS with Shallow Segment,”
Japan-US Aviation Environmental Workshop, Nov. 2017.
(29) 齊藤真二.“TAP に対応した実験用 GBAS 機上装置，”第 55 回飛行機シンポジウム，2017 年 9 月．
(30) 福島荘之介.“RNP と GBAS を接続する新しい進入方式の研究動向，”航空無線，2018 年 3 月．
(31) R. Mori. “CRM Evaluation in Japan,” ICAO IFPP/14-3,
Mar. 2018.

ー60ー次世代GNSSに対応したアベイラビリティの高い航法システムに関する研究【重点研究】

担当領域

航法システム領域

担 当 者○坂井 丈泰，齋藤 享，吉原 貴之，毛塚 敦，麻生 貴広，北村 光教，伊藤 憲，星野尾 一明

研究期間

平成27年度～平成31年度

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

題がある。衛星航法システムのインテグリティを保証

ステム同士の相互利用により，互いの性能向上を図る

し，これを航空機の航法に利用可能とするのが補強シ

ことが考えられる。

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

補強システムを併用することで，所要のインテグリテ

AN-Conf/12においては，電離圏擾乱を含む宇宙天気諸ィによる航法を得る。垂直誘導が可能な補強システム

現象が航法システムに与える影響の適切な評価と回に は SBAS及 び GBASが あ り ， 前 者 は 静 止 衛 星 を 使 用避策の開発についても必要性が指摘されたところでし，後者は地上施設から補強情報を放送する。

ある。数時間や数日先の予報を含む宇宙天気情報の利

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

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

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

ため，従前のシステムでは必ずしも十分なアベイラビ

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

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

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

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

対応するために実施することとしたものである。平成29年度は，5ヶ年計画の第3年度であった。

３．実施内容と成果
3.1

２．研究の概要

次世代GNSS対応

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

対応した補強システムについて，プロトタイプシステ

ビリティ向上を図るため，本研究では次の方策についムの開発を進めるとともに，規格化活動に参画した。

て検討を実施する。

次世代SBASについては，前年度に開発したプロト第一の方策は，次世代GNSS環境への対応である。

タイプシステムのリアルタイム化対応を行うととも

近年は衛星航法システムの変革期であり，既存システに，欧州Galileoに対応するよう改修した。あわせて準ム （ 米 国 の GPS及 び ロ シ ア のGLONASS） に ついては

天頂衛星システムとの調整を行い，準天頂衛星2号機

信号数の追加などの改良が，また一方では欧州の L5S信 号 を 使 用 し て 世 界 初 と な る 実 機 に よ る 次 世（ Galileo） や 中 国 （ BeiDou） に よ る 独 自 シ ス テ ム の代 SBAS実 証 実 験 を 平 成 29年 8月 に 開 始 し た （ 図 １ ～

構 築 が 進 め ら れ て い る 。 2012 年 に 開 催 さ れ た ICAO３）。また， ICAOにおける規格化会合に参画し，本AN-Conf/12 で は こ れ ら 次 世 代 の GNSS 環 境 に 対 応 す

実証実験によるデータを提供するとともに，次世代る必要性が確認されており，複数周波数・複数システ

SBAS規 格 が 準 天 頂 衛 星 シ ス テ ム の L5S信 号 に 適 合 す

ムの利用による性能向上が期待されている。現行の補るよう必要な改訂を提案し，受け入れられた。

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

次世代GBASについては，国際動向を調査するとともに，プロトタイプシステムの製作を実施した（図４）。

波数・単一システムにしか対応していない。
いま一つの方策は，補強システム間の連携による性能 向 上 で あ る 。 現 在 の と こ ろ SBASや GBASと い っ た

また，機上側評価装置のソフトウェアについて詳細設計を行った。

ー61ー3.2

補強システムの相互利用

補強システムの相互利用について，SBAS信号を利用 し て GBASの 性 能 向 上 を 図 る 方 式 に つ い て 検 討 を継続した。利用形態としては，（i）SBAS衛星の距離情報の利用，（ii）SBASが放送している電離圏補強情報の 利 用， （ iii） SBAS監 視局 の 観測 デ ータ の利用，が考えられる。このうち（ii）について検討を継続するとともに，（iii）による外部モニタの構成について
コンセプトを整理した。
3.3

宇宙天気情報の利用

宇宙天気情報の利用については，低磁気緯度地域で

図１

準天頂衛星L5S信号による次世代SBAS実証実験の全体構成

影響の大きい電離圏擾乱の対策として，情報通信研究
機 構 （ NICT） と 協 力 し て 宇 宙 天 気 情 報 を 利 用するためのテストベッドの構築を開始した。今後，タイ・バ
ンコク周辺を対象として，VHFレーダ及びGNSS観測網による宇宙天気情報テストベッドの試験を行う。また，ICAOにおいては，宇 宙天気ジョブ カードの改定を主導し，宇宙天気情報サービスの航法システムへの利用の検討を開始することとした。
3.4

公募型研究：準天頂衛星L5S信号の性能評価

研究課題「アジア・オセアニア地域における準 天 頂 衛 星 L5S 信 号 の 性 能 評 価 」 に つ い て 公 募

図２

次世代SBAS実証実験中の画面表示例

を行い，台湾の国立成功大学を選定して研究を（左上）補強なし（青）に対して，補強あり（赤）委 託 し た 。 次 世 代 SBAS 規 格 に 準 ず る 準 天 頂 衛

では測位誤差が低減されている。（中央上）欧州

星 L5S 信 号 に つ い て 必 要 な 情 報 を 提 供 し ， ソ フ

Galileoの8番衛星の補正情報が時間の経過とともにトウェア受信機によりこれを受信・評価したと収束している様子

ころ，台湾においても正常に受信できることを
確認した。

４．まとめ
本研究ではGNSS補強システムのアベイラビリティ
向上を目指しており，平成29年度は，前年度に開発した次世代SBASのプロトタイプシステムによる実証実験を開始するとともに，次世代GBASの開発を進めた。
また，補強システムの相互利用について検討を継続し，宇宙天気情報テストベッドの構築を開始した。次年度
以降はプロトタイプシステムによる実証実験を継続
図３

するとともに，研究活動の国際的な展開を充実させることとしたい。

次世代SBAS実証実験における精度評価例（青）補正なし，（赤）補正あり。補正により測位誤差が低減されているー62ーSakai,Kazuakiprototype

Hoshinoo.

“Development

dual-frequency

ofmulti-constellation

SBAS for MSAS,” ION GNSS+ 2017, Sept. 2017.
(9)

Susumu Saito, S. Sunda, J. Lee, S. Pullen, S.
Supriadi, Takayuki Yoshihara, M. Terkildsen, F.
Lecat. “Ionospheric delay gradient model for
GBAS in the Asia-Pacific region,” GPS Solutions,Oct. 2017.

(10) Susumu

Saito,

Keisuke

Hosokawa,

IchiroTomizawa, Jun Sakai. “Anomalous propagation of
VHF NAV signals by sporadic E layer,” ICAO
NSP/4, Oct. 2017.
図４

次世代GBASプロトタイプシステムの構成(11) Takeyasu

Sakai,

HideakiTashiro.

“SBAS

ephemeris clock correction,” ICAO NSP/4 DS2SG,Oct. 2017.

掲載文献
(1)

北村光教，麻生貴広，坂井丈泰，星野尾一明.

(12) Takeyasu Sakai, Tetsuya Jo. “PRN assignment for“次世代 SBAS で利用する GPS 航法メッセージ

non-GEO SBAS,” ICAO NSP/4 GSWG, Oct. 2017.

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4 月．
(2)

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Takeyasu Sakai. “Status of Japanese QZSS and(14) Takeyasu Sakai. “The status of dual-frequency

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Ishigaki,” GBAS IGWG/18, April 2017.

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Jan. 2018.

multi-constellation/multi-frequency(16) Mitsunori Kitamura, Takahiro Aso, Takeyasu

groundSakai, Kazuaki Hoshinoo. “Development of DFMC

mockup evaluation,” GBAS IGWG/18, April 2017.

SBAS prototype system using L1 and L5 band

Takeyasu Sakai, Satoshi Kogure, et.al. “Japan:

signals of GPS, Galileo, and QZSS,” ION ITM

The latest update on Quasi-Zenith Satellite System

2018, Feb. 2018.
(17) Susumu

2017.

Saito,

SabineZureikat,Takayuki

Yoshihara. “Preliminary results of impacts ofSusumuSaito,

Mirko

Stanisak,Takayuki

ionospheric scintillations on GAST-D groundYoshihara, Thomas Feuerle, Andreas Lipp, Pierre

integrity monitors,” ION ITM 2018, Feb. 2018.

Ladoux. “Results of GBAS interoperability trials(18) Chiu-Mei Wu, Shau-Shiun Jan, Takeyasu Sakai.

in Ishigaki, Japan,” ICAO NSP JWGs/2, June

“Evaluation of Quasi-Zenith Satellite System L5S

2017.

signal,” ION ITM 2018, Feb. 2018.

P. Abadi, Yuichi Otsuka, Kazuo Shiokawa, A.
Husin,

H.

Liu,

SusumuSaito.

(19) 坂井丈泰．“次世代 SBAS のためのエフェメリ“Equinoctial

ス メ ッ セ ー ジ ， ” 測 位 航 法 学 会 論 文 誌 ． 2018

asymmetry in the zonal distribution of scintillation
as observed by GPS receivers in Indonesia,”

(8)

by

International Symposium on GNSS, Dec. 2017.

(QZSS) program,” ION Pacific PNT 2017, May

(7)

trial

(15) Mitsunori Kitamura. “DFMC SBAS prototype

and

(6)

SBAS

Yoshihara. “Comparison of GAST-D results from

Yoshihara, A. Lipp. “GBAS interoperability trials(5)

multi-constellation

M. Stanisak, Susumu Saito, T. Feuerle, Takayuki

年 2 月．
(20) Takeyasu Sakai. “DFMC SBAS augmentation

Journal of Geophysical Research: Space Physics,

serviceAug. 2017.

Navigation Summit, March 2018.

Mitsunori Kitamura, Takahiro Aso, Takeyasu

ー63ー

from

the

zenith,”MunichSatellite

地上型衛星航法補強システムの運用性能評価に関する研究【指定研究】担当領域

航法システム領域

担 当 者〇齊藤 真二，福島 荘之介，毛塚 敦，吉原 貴之，齋藤 享

研究期間

平成 27 年度～平成 30 年度

１．はじめに

３．実施概要地上型衛星航法補強システム（GBAS）の CAT-I 地上装(1) 大空港における技術的課題について

置は複数の国々で導入が開始され，我が国においても導入

平成 29 年度は，VDB 覆域検証評価ツールの開発のため，に向けた検討が行われており，近い将来に運用評価を経て，昨年度に引き続き，青山学院大学と連携して研究を実施し，運用が開始される見込みである。GBAS の導入が進む米国

電界強度計算アルゴリズムの改良と，電波暗室を用いたス

では，GBAS 地上装置と独立して到着空港の GBAS 利用可

ケールモデルにてアルゴリズムの評価（図１）を行った。

能性を予測し運航者に提供するツールの開発・評価が行わ

図２に示した電波暗室での評価結果から提案法と測定結れている。我が国においても，GBAS の運用時には，利用

果がよく一致していることが分かる。また，覆域劣化とシ可能性を予測し運航者に提供することが必要になる。さらステム性能の関係を検討するため受信電界強度とメッセに，地上装置，機上装置，GPS 等の各構成要素や外的要因

ージ受信失敗率（Message Failure Rate）の関係を実験によを考慮した上で，運航者にとって運用に必要な性能が保たり明確化した（図３）。この実験は図４に示した RF 信号

れているかの評価も必要である。このように GBAS の導記録再生装置とマルチ・モード・レシーバ（MMR）を用入に向けて，運用性能評価手法の確立，運用性予測技術のいて行った。さらに，複数 VDB 送信アンテナを用いた確立が急務となっている。また，導入が見込まれる大空港

GBAS を想定し，スロット間・フレーム間に大きな強度変での運用に対する技術的課題を明確化し解決方法を示す

動が存在する信号（図５）を生成してメッセージ受信失敗必要がある。

率の評価を実施した。その結果，50dB の信号強度変動が運用性能評価手法および運用性予測技術の確立，ならびあっても許容値（1E-3 以下）を満たすことを確認した。

に大空港での運用に対する技術的課題の明確化と解決策(2) 運用性能評価についての提示を行うことで，運用評価への寄与および実運用機材

平成 29 年度は運用性能評価ツール（図６）のソフトウ
ェアの機能追加を行い，VDB で放送される複数の FAS にの円滑な導入への貢献を目指し，本研究を開始した。

２．研究の目的と実施項目
本研究の目的は CAT-I GBAS の実用化に向け，運用に必要な性能を評価する手法を確立することおよび運用時に必要となる運用性予測技術を確立すること，ならびに複数
滑走路を有する大空港での運用に対する技術的課題を明らかとし解決策を示すことで，我が国における CAT-I

図１ 電波暗室でのスケールモデルによる評価

GBAS の円滑な導入に貢献することである。
具体的には，次の項目を実施する。
(1) 複数滑走路を有する大空港における GBAS の導入・運用に向けた技術的課題を明らかとし，解決策の検討を行う。
（VDB 覆域、IFM アルゴリズム等）(2) 運用性能評価：地上装置と独立した評価が可能な
運用性能評価の評価指標，評価手法を検討し，運用性能評価ツールの開発を行い，評価手法の検証を行う。
(3) 運用性予測：運用性予測技術を検討し，予測ツー
ルを開発し，予測技術の評価を行う。

図２

電波暗室での評価結果（提案法（赤），レイトレース法（青），測定結果（黒））ー64ー対応したプロテクションレベル算出機能や航空機搭載型

GBAS Working Group, Apr. 2017.

GPS 受信機の出力に対応した処理が追加された。また，本[2] 加藤 涼, 須賀 良介, 毛塚 敦, 橋本 修，“VHF 帯空港

評価ツールを用いて平成 29 年 10 月に羽田空港仮設 GBAS

面電磁界解析手法の提案，”電子情報通信学会論文誌，の動作確認を行っている（図７）。このように可搬型としVol. J100-C, pp.236-238, 2017 年 5 月

たことで車両等に搭載して機動的に使用可能なツールと[3] 齊藤 真二，齋藤 享，吉原 貴之，福島 荘之介，毛塚なっている。

敦，“地上型衛星航法補強システムの可搬型評価装置，”(3) 運用性予測技術について

第 17 回電子航法研究所研究発表会講演概要, pp.65-70,

平成 29 年度は予測ツールの仕様について検討を行った。

2017 年 6 月

ハードウェアは(2)で開発している運用性能評価ツールと[4] 阿部 優樹，黒田 哲史，須賀 良介，平井 翔太郎，毛共用とし，運用性能評価ツールの出力を用いてプロテクシ

塚 敦，橋本 修，“VHF 帯空港面電磁界解析手法の有効ョンレベル値の予測をするとすることとした。予測プロテ性の測定評価，”信学ソ大，C-15-3, 2017 年 9 月

クションレベル値は VDB で放送される各 FAS に対応した[5] 平井 翔太郎，須賀 良介，毛塚 敦，橋本 修，“空港複数の評価点に対し出力することとした。

面における波長に対して小さな建物間からの放射電磁界解析，”信学総大，C-15-7, 2018 年 3 月

４．おわりに[6] 齊藤 真二，“GBAS 運用性能評価装置について，”日本

VDB 覆域評価については，昨年度に引き続き外部と連航海学会誌 NAVIGATION, Vol.204, pp.25-30, 2018 年 4 月

携して行い，アルゴリズム改良や電波暗室を用いたアルゴ[7] Yuki Abe, Satoshi Kuroda, Ryosuke Suga, Shotaro Hirai,

リズム評価等が効率よく実施できた。また，昨年度導入しOsamu

た RF 信号記録再生装置を用い，複数 VDB 送信アンテナ

Validation of Hybrid Electromagnetic Field Analysis Methodを想定した強度変動についての評価および覆域劣化時のfor Airport Surface in VHF Band,” IEEE AP-S/URSI,

性能評価を実施した。運用性能評価ツールについては，ソMO-A3.1A.8, July 2018.

Hashimoto,AtsushiKezuka,“Measurement

フトウェアの機能追加を実施し，さらに，羽田空港仮設
GBAS の動作確認に寄与することができた。
所外発表等[1] Shinji Saitoh, Susumu Saito, Takayuki Yohihara, “GBAS
ground performance evaluation tool,” 18th International

図６

運用性能評価ツール概要

図３ 受信電力とメッセージ受信失敗率

図４

RF 信号記録再生装置と MMR

図５ スロット間で強度変動する信号例

図７

ー65ー

羽田空港仮設 GBAS 動作確認の様子

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

航法システム領域

担 当 者○吉原 貴之，藤井 直樹，瀬之口 敦（航空交通管理領域）

研究期間

平成28年度～平成30年度する。一方，後方乱気流の減衰，消滅過程の解析には，後

１．はじめに航空機の着陸進入時においては，先行機によって発生す

方乱気流生成時の情報として，航空機のLiDAR観測断面のる後方乱気流が後続機の安全運航に影響を与えないよう

通過時刻が必要となる。そのため，航空機監視レーダーやにするために，管制方式基準では先行機と後続機の組み合ADS-Bの航跡や機上記録データ等の運航データを組合せ

わせに応じた離隔距離が設定されている。これらの離隔距た解析が必要となる。とりわけ，生成される後方乱気流の

離は空港の着陸容量と密接な関係にあることから，空港着強さの初期値の推定には，大気密度といった気象情報に加陸容量の向上のために現在の離隔距離の区分（Category）

えて航空機型式等の機体情報とともに実際の対気速度，重を見直すRECAT（Recategorization）の計画が進んでいる。

量等が重要となる。さらに，このような運航データは対象

ICAO（国際民間航空機関）がまとめた将来構想である

空港における交通流の特徴，例えば混雑時間帯における機ASBU（Aviation System Block Upgrades）では，空港の離着種構成や，実際の着陸間隔といったRECAT 1導入前の現状

陸容量を増加させるRECAT導入を3つの段階に分けて実把握と，RECAT 1における新たな機種区分の検討，その導施する計画である。その第1段階としては，現在の管制方入効果を評価するために必要となる交通流のモデル化（シ式基準では航空機の重量によって分類された4つの機種グ

ナリオ作成）に必要な情報である。

ループの組合せに応じて区分されている離隔距離を，6～7

本研究では，羽田空港や成田空港などの混雑空港の着陸つに細分化することにより管制間隔を短縮することを目

容量の拡大に資するため，我が国の運航形態を踏まえた的とするRECATフェーズ1（RECAT 1）の導入である。こRECAT 1の導入効果及び安全性評価を行うとともに，必要のRECAT 1は，すでに欧米を中心に基準が策定され導入さとなる気象・運航データベースを構築する。特に，我が国れつつあるが，地域や空港毎で運航形態の特徴（航空機型

独自の欧米とは異なる運航形態や，空港が海に面している

式の比率，交通流の特徴等）が異なるため，米国と欧州に立地条件による気候学的な差異を考慮して実施する。構築

おけるRECATの機種区分と離隔距離の基準は差違があり，した気象・運航データベースは将来予想される気象状況等

それぞれがRECAT-US，RECAT-EUと呼ばれている。我がに応じて離隔間隔を変化させるRECATフェーズ2，3を検国においても，運航形態などの違いに加えて，滑走路配置

討する際の基盤的知見として重要な役割を果たすことがの複雑性や狭隘性などに起因する地理的環境の違いも存期待される。なお，本研究は宇宙航空研究開発機構との共在するため，RECAT 1の導入に際しては，我が国に適した同研究により実施する。

機種区分とその導入効果及び安全性の評価が必要である。
３．研究成果平成29年度は，国土交通省航空局の協力のもと，図2の２．研究概要航空機間の縦方向の安全な離隔距離の設定においては，

ように平成28年度に羽田空港に設置した LiDAR を用いて最悪ケースとなる地表近くで後方乱気流が時間的に最も観測データを蓄積した。なお，本装置は電子航法研究所と長く持続する状況下で，後続機に確実に影響を与えない程

三菱電機株式会社の共同研究により運用され，連続運転に度に減衰・消滅するのに必要な時間を導出，検証すること

より観測データ収集をしている。平成29年6月下旬から11が必要となる。そのため，図1に示すLiDAR（Light Detection

月下旬の間は構成品の故障のため，観測データが取得でき

And Ranging）を用いて航空機の通過経路に直交する垂直

なかったが，それ以外の期間ではほぼ連続データを取得で断面の風速パターン等から後方乱気流の強さを計測する

きた。航空機が観測断面を通過した時刻の導出については，とともに，その時間的推移から乱流の減衰，消滅する過程

航空局交通管制部から提供を受けた期間についてはを観測する。更に，後方乱気流の消滅には周囲の風況や大ARTS（Automated Radar Terminal System：ターミナルレー

気の安定度等といった気象条件も重要なパラメータとな

ダー情報処理システム）データ，それ以外の場合には電子ることから，これらの気象同時観測データも合わせて収集

航法研究所が設置した ADS-B 受信機の収集データから計ー66ー算した。これら収集データを用いて後方乱気流の時間経過考慮した離着陸容量値による定量評価も予定している。こと循環強度に関する解析を実施した（図3参照）。具体的にれらにより，気象・運航データベースの構築，高度化ととは，解析手法の検証も含めて後方乱気流が比較的長く残存もに，日本における RECAT 1導入について総合的に評価すると考えられる周囲の風が弱かった2018年1月30日，31

する予定である。

日の観測データについて事例解析を行い，消滅時間が100秒以上であった合計12例について後方乱気流に関わるパ

掲載文献

ラメータ抽出とそれらの時間変化を調査した。今後は，観(1) T. Yoshihara, et al. “ENRI’s R&D topics related to air traffic

測データの存在する全期間を対象として同様の手法によflow and meteorological conditions,” MET/ATM Seminar,り，以下に着目した解析を継続実施する予定である。

SP/07，福岡市，2017 年 5 月.

 後方乱気流が残存する可能性が高い，風が弱い日を中(2) 吉原他, “進入経路上における管制間隔の気象の影響

心に解析を進め，消滅時間が長い事例をリスト化する

評価，”第 17 回電子航法研究所発表会，2017 年 6 月．

 上記リスト化された後方乱気流の乱流強度について，(3) 吉原他, “航空機監視レーダ（SSR モード S）から得生成直後の初期値との関係，同時観測結果との比較にられる気象観測情報の特性評価について，”京都大よる推定精度及び LiDAR 装置の検出能力を検証する

学生存圏研究所 第 11 回 MU レーダー／赤道大気レ

 LiDAR 装置の特性を踏まえて，これまで報告されていーダーシンポジウム，宇治市，2017 年 9 月.

る観測事例や乱流消滅モデルと比較検証する 進入経路直下にある進入灯火（橋脚）の影響を受けない領域での海面付近における観測データを解析するな お ， 平 成 29 年 10 月 に 航 空 局 交 通 管 制 部 とEUROCONTROL が東京で開催した RECAT 1に関わる会
合にも出席し，具体的なデータ解析手法，安全性評価手順，
並びに今後の協力関係の構築について議論した。

図 1．LiDAR による後方乱気流の観測

将来の課題に向け，航空機周囲の気象情報を得る手段として SSR（二次監視レーダー）モード S の航空機動態情報
から風向，風速及び大気温度を推定する手法が期待されている。とりわけ，これら気象情報は将来の RECAT フェー
ズ2，3の実現に向けて有用な情報と考えられ，誤差特性や推定精度の検証が重要である。そこで，京都大学生存圏研究所の MU レーダー（滋賀県信楽町）の2016年の観測データを用いて，信楽上空100km の水平範囲について航空機

図 2．羽田空港における LiDAR 装置の設置場所

動態情報から算出した風向，風速を比較し，エンルートにおける定量評価を実施した。今後，解析期間を2008～2018
年に拡張してデータ数を増加させた統計解析と，アプロー
チ中に得られた気象情報についても空港周囲における他の比較観測データを用いた定量評価を実施予定である。

４．今後の課題
平成29年度の結果を踏まえ，最終年度である平成30年度
は引き続き，宇宙航空研究開発機構と協力して羽田空港での観測結果をこれまで欧米で報告されている結果と比較検証して安全性評価に関わる解析を完了する予定である。
また，RECAT 1の導入効果の評価については，現在 ICAO

図 3．A330-200 の後方乱気流の循環強度に対応する鉛直で議論が進められている RECAT-US と RECAT-EU を融合

断面分布図の例（2018 年 1 月 31 日 20:51:24.8～

した新しい RECAT 案を中心に，空港面交通管理の視点を

20:51:35.4 のスキャン結果）ー67ー我が国における GBAS 性能向上のための電離圏脅威モデルの最適化 【指定研究】担当領域

航法システム領域

担 当 者○齋藤 享，中村 真帆

研究期間

平成 29 年度〜平成 31 年度
圏脅威モデルに反映し，これをより成熟したものとする。

１．はじめに我が国では CARATS において GBAS 導入が意思決定さ最適化された電離圏脅威モデルにより，日本においてれ，日本の電離圏環境に対応した GBAS 装置を平成 28

GBAS の性能が最大限発揮されることが期待されること〜30 年度に整備し，平成 31〜32 年度に運用評価を行っに加え，GNSS に影響を与える電離圏擾乱の物理的理解た後にカテゴリーI 運航を開始する予定である。一方，に寄与することが期待される。さらに当所及び日本発の平成 28 年の ICAO アジア太平洋地域航空航法計画実施グ

技術のアジア太平洋地域における利用拡大とそれに伴うループ(APANPIRG)において，電離圏問題検討タスクフ

日本及び当所の国際的な地位の向上が期待される。

ォース(Ionospheric Studies Task Force: ISTF)の成果として，
アジア太平洋地域共通の電離圏脅威モデルが報告された。

３．研究成果アジア太平洋地域モデルは現在日本の GBAS 装置に適

まず電離圏遅延量勾配の基本パラメータ（傾きの大き用を想定している電離圏脅威モデルよりも広い脅威空間

さ，向き，深さ，移動速度，空間スケール）を高精度でを有しているが，日本では考えにくい脅威空間を含んで推定する手法を確立した [1]。

いると考えられることから，過去のデータの解析による

ICAO アジア太平洋地域 GBAS 電離圏脅威モデルの日

合理的な脅威空間の最適化が，日本における GBAS の性

本の電離圏環境に対する最適化のため，国土地理院

能を最大限発揮させるために必要である。

GEONET のデータを用いた大量データ解析に向けたソ

また，高カテゴリーGBAS の SARPs が 2018 年に策定

フトウェアの整備と，これを用いた電離圏脅威モデル基されたことから，今後，世界では高カテゴリーGBAS の本パラメータの導出の検証を完了した。

導入が推進されることとなり，日本においても CARATS

磁気低緯度から中緯度にかけて位置する日本付近の電における高カテゴリーGBAS 導入の意思決定を平成 32

離圏環境の評価のため，低緯度地域の代表として沖縄付年度に行う予定としているが，導入に際しては最適化さ

近，低緯度から中緯度への遷移領域の代表として関東付れた電離圏脅威モデルが不可欠となる。さらに，アジア近を選定し，それぞれにおいて，受信機配置を考慮して太平洋地域では多くの国で GBAS 導入が計画されており，解析対象受信機群(各群 3 受信機構成)を決定し，大量解

各国の GBAS 導入に際して電離圏評価情報が蓄積されて析に着手した [2]。

いくことが予想される。

図１は，沖縄で検出された電離圏遅延量勾配の一例である。夜間に当たる GPS 時刻 13 時付近において，2 受

２．研究の概要
本研究では，電子航法研究所（以下、当所とする）が信機間の電離圏遅延量差が大きく増大していることが見て取れる。

主導して構築した ICAO アジア太平洋地域におけるGBAS 電離圏脅威モデルに基づき，これを日本の電離圏環境に対して最適化するとともに，各国の GBAS 導入に際して得られる電離圏評価情報を含む知見を共有し，我が国の電離圏脅威モデルとの可能な範囲において最大限の共通化を行うことを目的とする。またこの中で，アジ

図 1. 沖縄で観測された 2 受信機間の電離圏遅延量[m]。

ア太平洋地域電離圏脅威モデルの最適化に向けた活動を横軸は GPS 時刻[hour]。異なる色は異なる GPS 衛星の結行う。

果を示す [3]。

これらの活動を通して，アジア太平洋地域電離圏脅威モデルを元に日本における電離圏環境に最適化した脅威

3 受信機間の電離圏遅延量差から電離圏遅延量勾配のモデルを開発するともに，成果をアジア太平洋地域電離2 次元ベクトルを再構成したものが図 2 である。この例

ー68ー

では，最大の電離圏遅延量勾配は東北東向き 114 mm/km

アジア太平洋地域 GBAS 電離圏脅威モデルの改良につであった。これは，磁気低緯度地域の電離圏遅延量勾配

いては，ICAO 航法システムパネル(NSP) GBAS ワーキンの主な原因であるプラズマバブルと呼ばれる現象が，南ググループ(GWG)における電離圏勾配対策アドホック

北に長く伸びた構造を持ち，電離圏遅延量勾配が東西方(IGM ad hoc)グループにおいて，電離圏シンチレーション

向に大きくなりやすいという特性と一致する。

の影響が GBAS のインテグリティモニタに与える影響の解析を主導的に行っており，電離圏脅威モデルの改良に向けて予定を前倒しして進行している。
アジア太平洋地域 GBAS 電離圏脅威モデルの改良においては，アジア太平洋地域各国との情報共有，協力が不可欠であり，ICAO が提供する ISTF Forum を活用した情報共有を進めるとともに，NSP メンバーであるインド，
シンガポールと情報共有を強化している。

４．考察等
本研究は，初年度としてほぼ予定通り進行している。
確立した解析手法は，発表論文が Radio Science 誌のハイライト及び American Geophysical Union の四半期注目論
図 2. 3 受信機間の電離圏遅延量差から再構成した電離圏文に選出されるなど，高い評価を得たことは特筆すべき

遅延量勾配の 2 次元ベクトル。異なる色は異なる GPS 衛

点である。
平成 30 年度は，大量データ解析システムを用いてデー星の結果を示す [3]。

タの解析を進め，日本向け脅威モデルを策定する予定で
さらに，各受信機の電離圏遅延量変動に対して文献[1]ある。アジア太平洋地域 GBAS 電離圏脅威モデルの改良で開発した手法を適用することにより，電離圏遅延量勾については，電離圏シンチレーションのインテグリティ

配の移動速度及び空間スケールの導出を行った。図 3 は，に対する脅威の解析を進めるとともに，日本における解図 2 で検出された電離圏遅延量勾配に伴う，各受信機の析結果を検討し，アジア太平洋地域モデルの改良に着手

電離圏遅延量（2 周波観測によるもの，周波数間バイアする予定である。

ス未補正）である。3 受信機の電離圏遅延量変動の特徴
点の時間ずれから移動速度を導出したところ 101 m/sec

掲載文献を，この移動速度と電離圏遅延量変動の落ち込みの時間[1] S. Saito, T. Yoshihara. “Evaluation of extreme ionospheric

変化から空間スケール 51 km を得た。これらは，プラズ

Total Electron Content (TEC) gradient associated with plasma

マバブルに伴う電離圏遅延量勾配の移動速度，空間スケ

bubbles for GNSS Ground-based Augmentation Systemールとして妥当な値といえる。

(GBAS),” Radio Science, 52, 951–962.
doi:10.1002/2017RS006291, 2017. (Journal Highlight)[2] 中村他. “日本における電離圏脅威モデル最適化のための電離圏勾配解析, ”地球電磁気・地球惑星圏学会,
2017 年 10 月．
[3] M. Nakamura，et al. “Study of the spatial scale of plasma
bubbles for ionospheric threat model for GBAS,” Proc. ION
ITM 2018, 2018 年 1 月.

図 3. 2 周波観測により導出した 3 受信機の電離圏遅延量変動（周波数間バイアスは未補正）。横軸は GPS 時刻[sec] [3]。

ー69ーGNSS広域補強サービスのアジア地域における性能向上に関する研究【基盤的研究】
担当領域

航法システム領域

担 当 者○坂井 丈泰，吉原 貴之，麻生 貴広，北村 光教，伊藤 憲

研究期間

平成27年度～平成29年度

ことができる。データが多いほど推定精度を向上させ，

１．はじめにGNSSの測位精度を向上させる広域補強サービスについては我が国ならびにアジア諸国における関心が

広域補強サービスが提供する性能を改善することができる。

高いが，アジア地域を中心とする磁気低緯度地域では本研究においては，こうした方策を中心として

電離圏伝搬遅延による影響が大きく，ディファレンシ

GNSS広域補強サービスの性能向上を図る。いずれのャル補正を行っても十分な測位精度が得られない場

方策も，サービスプロバイダ側の性能向上方策であっ合がある。こうした理由から，例えば内閣府が整備中て，ユーザ側の既存機器の改修を必要としないことがの準天頂衛星システムではディファレンシャル補正特徴である。

サービスのサービスエリアを当面は我が国の周辺に限る方向である。次の段階の課題として経済的成長の３．実施内容と成果著しいアジア地域に対するサービス拡大が模索され

3.1

磁気低緯度地域向け補強方式

南西諸島における既存補強方式の動作状況を調査ており，当該地域におけるディファレンシャル補正のしたところ，現実の電離圏伝搬遅延の分布に対して，精度向上を図ることが求められている。
電離圏に関する環境が欧米と異なる我が国は，磁気現状の補強方式が適用している電離圏モデルでは対低緯度地域で導入可能な広域補強技術の開発を行い，応しきれていないことがわかっている。こうした状況

我が国におけるGNSSの普及に資するのみならず，同の対策として，電離圏嵐モニタアルゴリズムを使用し

じく磁気低緯度地域に属するアジア諸国におけるてモデル適合性を評価し，モデルが現実の電離圏に適GNSSの導入促進に貢献すべきである。以上の課題を合していないと判断された場合には電離圏嵐の影響踏まえ，平成27年度より3ヶ年計画にて本研究を実施を受けていると思われる観測データを排除することした。

で適切な補強情報を生成する方式を検討した。
当該方式について性能評価を行ったところ，従前は電 離 圏 遅 延 推 定 値 の 不 確 実 さ を あ ら わ す GIVEIが 最

２．研究の概要
磁気低緯度地域における衛星航法システムの性能

大 値 の 14で あ った 場 合 に （GIVEI=15は 推 定 不 可 を あ向上を図るため，本研究では次の方策について検討をらわす），これを減少させる効果があることがわかっ実施する。

た（図１）。また，MSASに組み込んだ場合にユーザ第一の方策は，磁気低緯度地域向けの電離圏伝搬遅側で期待できるアベイラビリティを試算したところ，

延推定・補強方式の開発である。既存システムの電離顕著な改善効果があることを確認した（図２）。

圏伝搬遅延補強方式は米国において開発されたもの

3.2

複数コアシステムの利用であり，我が国の電離圏環境には適合していないこと

複数コアシステムの利用による性能向上についてが明らかになっている。我が国を含む磁気低緯度地域検討するため，各コアシステムの開発状況を調査した。

に適合した補強方式を開発することで，アジア地域に我が国のQZSSについては，7機体制が整備された場合おけるディファレンシャル補正の精度向上が図られの測位性能の予測を行った（図３）。
観測データの増加のためには，地上監視局の増設がる。
いま一つの方策は，地上監視局の追加並びに複数コ考えられるが，整備中の次期MSASにおいては13局のアシステムの利用である。地上監視局を追加したり，

地上監視局が設置される予定であり，さらなる追加に

GPSに加えて準天頂衛星システム（QZSS），GLONASS

よる効果は見込めない。このため，さらに観測データ

や Galileoと い っ た 別 の コ ア シ ス テ ム を 使 用 す る こ とを増加させるためには，複数コアシステムに対応したで，補強情報を生成するための観測データを増加する

監視局受信機を使用する必要がある。

ー70ー

４．まとめ本研究では，磁気低緯度地域における広域補強サー
ビスの性能向上を目的とした研究を行った。このためには適切な電離圏伝搬遅延推定・補強方式が必要であり，電離圏嵐モニタを使用して推定に使用する観測データの調整を行う方式を開発した。性能評価の結果，アベイラビリティを改善する顕著な効果があることを確認した。また，複数コアシステムの利用について検討し，準天頂衛星システムを7機体制とした場合の性能評価を行った。アジア地域においては準天頂衛星システムの各衛星の仰角が高く，ユーザ受信機におけ(b) 提案方式

る衛星数の増加に大きく寄与できる。

図２

提案アルゴリズムによるMSASアベイラビリテ

ィの評価例：現行方式では本州中央部で95%程度だが，提案方式では99.9%以上に改善されている

図１

提案アルゴリズムの性能評価例：現行方式（青棒）に比べて改良方式ではGIVEIが低下している(a) 現行方式
図３

準天頂衛星システム（QZSS）の測位精度評価

例：静止衛星や８の字軌道の数を変えてHDOPを評価し
た結果

ー71ー

掲載文献
(1)

(2)

Modeling in SBAS Ionospheric Correction with

Takeyasu

Sakai,

Satoshi

Kogure,Ken

Ito.

Shrunk Observations,” ION ITM 2018, Feb. 2018.

“Generation of the QZSS L1-SAIF Message from

(14) 伊藤憲，坂井丈泰.“7 機体制 QZSS の衛星配置

the MADOCA Realtime Products,” ION Pacificについての初期検討（その 2），”電子情報通

PNT Conference, April 2015.

信学会総合大会，2018 年 3 月．

麻生貴広，坂井丈泰，北村光教.“日本における
インド SBAS の性能評価，”電子情報通信学会
宇宙・航行エレクトロニクス研究会，2015 年 7月．

(3)

麻生貴広 .“イン ド SBAS（GAGAN） の受信状
況及び性能について，”航空保安システム技術
委員会航法小委員会，東京都，平成 27 年 8 月．

(4)

伊 藤 憲 ， 坂 井 丈 泰 .“ オ ー ス ト ラ リ ア に お け る
QZSS を用いた GNSS 補強サービス，”電子情報 通 信 学 会 ソ サ イ エ テ ィ 大 会 ， 仙 台 市 ， 2015
年 9 月．

(5)

伊藤憲，坂井丈泰.“QZSS による GNSS 補強サービスのオーストラリアでの利用，”宇宙科学技術連合講演会，鹿児島市，2015 年 10 月．

(6)

坂井丈泰，北村光教，伊藤憲，“L1-SAIF 信号
における電離圏補強情報の調整，”宇宙科学技術連合講演会，鹿児島市，2015 年 10 月．

(7)

Takeyasu

Sakai,

Takahiro

Aso,

Mitsunori

Kitamura, Kazuaki Hoshinoo, Ken Ito. “Expanding
the

Coverage

of

Local

Area

Differential

Correction,” ION ITM, Jan. 2016.
(8)伊藤憲，坂井丈泰.“7 機体制 QZSS の測位性能に関する基礎検討，”宇宙科学技術連合講演会，函館市，平成 28 年 9 月．

(9)Takeyasu Sakai. “Test of QZSS L1-SAIF Based on
the MADOCA Real-Time Products,” MGA/8, Nov.
2016.

(10) Takeyasu Sakai, Mitsunori Kitamura, Takahiro
Aso,

Kazuaki

Hoshinoo.

“SBAS

Ionospheric

Correction with Minimalization of the IonosphericThreat,” ION ITM 2017, Jan. 2017.
(11) 伊藤憲，坂井丈泰.“7 機体制 QZSS の衛星配置についての初期検討，”電子情報通信学会総合大会，名古屋市，平成 29 年 3 月．
(12) 伊藤憲，坂井丈泰.“7 機体制 QZSS の測位精度性能に関する基礎検討(その 2），”宇宙科学技術連合講演会，2017 年 10 月．
(13) Takeyasu Sakai, Mitsunori Kitamura, TakahiroAso, Kazuaki

Hoshinoo. “Avoiding Improperー72ーGNSS 障害時の代替(APNT)に関する研究【基盤的研究】
担 当 部

航法システム領域

担 当 者〇毛塚 敦，斉藤 真二，福島 荘之介，吉原 貴之，齋藤 享

研究期間

平成 27 年度～平成 30 年度

１．はじめにで Working Group‐107 が平成 29 年 11 月に発足された。

航空航法では GNSS の利用が広がっており，GNSS の装本 WG の目的は，GNSS 障害時に DME によって RNP1,2

備が必須となる RNAV 経路が急速に普及している。
また，運航を継続できるようにするため，MOPS(ED57)を改訂す

その認証を持つ機体数も増加し，実際の運航においても使ること，および新たな MASPS を作成することである。さ

用実績が増えている。一方で，GNSS 信号は高度約 2 万 km

らに，長期的 APNT 構築に向けた DME 航法改良のためのの衛星から到来するため，微弱であり，脆弱性を有する。

ガイダンス提供を視野に入れている。本研究では WG-107

これまで，衛星故障，航法メッセージ異常，干渉，ジャミに参加し，協調しながら研究を進めている。

ングなどによる障害が多数報告されている。そこで，GNSSが使用不可能になった場合においても航空機の安全と航４．研究成果

空交通容量を維持できるよう，代替測位(APNT: Alternate

DME の現状性能調査にあたっては，国土交通省航空局

Positioning，Navigation，and Timing)を構築する必要があり，が実施する飛行検査のデータを活用してきた。ボンバルデ

ICAO NSP(航法システムパネル)での検討課題となっていィア DHC-8-300 およびセスナ CJ4 で取得したデータの中る。

から，平成 29 年度は高知局，玖珂局，新島局，美保局，
雄山局，仙台局，石垣局，熊本局，松本局，能登局，庄内局，笠利局，帯広局（計 13 局）の DME 検査データを解

２．研究の概要
現在，我が国において GNSS を使用するにあたっては，析した。今後，日本国内において RNP1,2 に DME を適用

疑義が生じた場合に DME 等 GNSS に依存しない航法(従する場合には，諸外国と比較してマルチパス誤差による性来航法)や慣性航法装置又は精密ドプラーレーダー装置を能劣化が考えられる。そこで，特にマルチパス誤差につい使用した航法に移行できる場合に限り認められている。すて焦点を当て解析を行った。一例として図 1 に雄山局のラ

なわち，現状の GNSS のバックアップには DME 等が用い

ジアル飛行検査データを示す。青線は飛行検査データであられることになる。DME は RNP0.3 に適用する精度を有り，DME 雄山局から 15～18NM の距離において変動する

していないが，長い年月の運用により開発当初の仕様に比誤差が観測される。なお，この誤差は複数回の検査データ

べて高性能化されていることが知られている。そこで我々は，まずは短期的な APNT 構築のために既存の DME に着目し，国内に設置されている DME の実力性能を把握することにより，GNSS 障害時の現時点での RNAV 航法への適用性能を明らかにする。また，長期的な APNT 方式の候において観測されている。この誤差の発生原因を特定するため，図 2 に示す位置にマルチパス源が存在するとした場
合の DME の誤差をシミュレーションした結果を図 1 赤線
で示している。これより，シミュレーション結果が飛行検補の一つとして，既存の DME を拡張(性能改善)した拡張
DME 方式が各国で着目されている。そこで，既存の DME

飛行検査 Ｒ45 2010/5/1
シミュレーション

0.1 に対応するために必要な開発要件を明らかにするとともに，拡張 DME 方式開発に向けた要素技術を提案する。
本研究は４年計画であり，本年は３年目となる。
３．国際動向

DME Error [NM]の性能調査データを活用し，拡張 DME が RNP0.3 および欧州では，これまで DLR(ドイツ航空宇宙センター)により LDACS(L 帯デジタル航空通信システム)に測位機能
Distance from DME 雄山[NM]を付加した LDACS-NAV を APNT とする検討が行われてきたが，短期的な視点での APNT 構築のため，EUROCAE

ー73ー

図1

DME 雄山局 DME 誤差データ

マルチパス源①

マルチパス源②

DME 雄山局

図2

DME 雄山局

査データとよく一致していることから，15～18NM において変動する誤差はマルチパス誤差であると考えられる。本年において解析した 13 局の飛行検査データにおいて，測距誤差は最大で 0.05NM 程度であり，仕様値(0.2NM)に比
べて高性能であることが分かった。

５．まとめ
平成 29 年度は，
短期的 APNT として既存の DME を RNP運航へ適用するための国際標準化が EUROCAE で始まった。そのような状況を鑑み，日本国内で特に問題となるマルチパスに焦点を当てて解析を行った。平成 30 年度は解
析データをまとめ，国内においての既存の DME の性能を明らかにするとともに，拡張 DME の開発に向けた方式提案を行う予定である。

掲載文献[1] 毛塚 他.“飛行検査データを活用した DME の誤差
解析 ，”平成 29 年度電子航法研究所発表会，15，
2017 年 6 月．
[2] 毛塚.“飛行検査データを活用した DME の誤差解
析 ，”航空無線.2017 年, 第 93 号(秋期), pp.15-19．
[3] 毛塚 他.“DME の誤差解析における飛行検査デー
タの活用，”平成 29 年度航法小委員会，2017 年 8月．
[4] 毛塚.“DME の誤差解析における飛行検査データの活用，”航空振興．2017 年，No.51(2)，pp.4-9.
[5] 毛 塚 ． “Raytracing analysis of DME ranging error
variation due to atmospheric change,” Proceedings of
ISAP2017, Phuket, Thailand.
[6] メイイ シャー他．“Analysis of DME Ranging Error
due to Multipath using Flight Inspection Data,”
Proceedings of ICSANE2017, Sarawak, Malaysia, Nov.
2017.

ー74ー

GNSS監視に関する研究【基盤的研究】
担当領域

航法システム領域

担 当 者○麻生 貴広，坂井 丈泰，齊藤 真二，毛塚 敦，北村 光教

研究期間

平成28年度～平成29年度

特定には至らないものの，広域に渡るリアルタイムの１．はじめにGPSを用いた衛星航法システムは，地上無線航法に

GNSS監視が可能という特徴がある。我が国において代わる新たな航法システムとして利用が増加していもGPSアウテージに至る事象は報告されているが，電るものの，必ずしもサービスプロバイダによるGPSの波 干 渉 な ど GPSア ウ テ ー ジ 発 生 時 に し か 判 明 で き な監視が実施されているわけではない。一方，飛行中にい環境の変化などもあり，事後での原因特定は困難なおけるGPS受信障害（GPSアウテージ）が世界中で多状況にある。

く報告さ れている。このような背景 を受け， ICAOは

このような国外の状況や我が国における運航者のサービスプロバイダに対して，GNSSを用いた航法サ

要望を踏まえ，我が国におけるGNSS監視においては，

ービスの性能監視及びGNSSの欠点でもある電波干渉

次の方針を提案する。
①

に対する脆弱性への対策を求めている。そのため，我GNSS自 体 の 健 全 性 及 び GNSSを 用 い た 測 位 性が国においても早急なGNSS監視の構築が必要となっ能は，PBN運航を支えるための主軸であることている。

から，リアルタイムに性能監視を行う。
②

実際に航空機から放送される性能情報をリア
ルタイムに監視すると共に，GPSアウテージの２．研究の概要
安全なGNSS運航を提供するため，我が国におけるGNSS監視システム及び運用コンセプトの提案を行う。

機体を識別し 原因 をリ アルタ イ ムに 判別 する 。
3.2

本研究では以下について順に検討を実施する。

GNSS監視装置のシステム要件

上記の方針に従い，GNSS監 視の機能要件を以下のまず，国外におけるGNSS監 視の現状及び国内にお３つに大別した。

けるGNSS運航における問題点を明らかにする。次に,

1)

GNSSコア衛星の信号品質や宇宙天気の監視

これらの状況を踏まえ，我が国に適したGNSS監視の2)

GNSS補強システムの性能監視

シ ス テム 要件 を明 らか に する 。 最後 に ,試 作機 の製 作

3)

機上航法性能及びGPSアウテージの監視及び評価を通して我が国のGNSS監視の運用コンセプ

磁気低緯度に位置する我が国においては，GNSSのトを確立する。

信号品質や信号品質の劣化を引き起こす宇宙天気の監視は必要と考える。また，本邦航空機においても，

３．実施内容と成果
3.1

GPSアウテージが増加していることから，機上データ

国外における現状及び我が国における問題点を地上で監視することは有益と考える。

米国においては，GPSアウテージを引き起こす電波干渉の干渉源を特定するため，特別な装置が用意されている。運航者からの通報があれば，飛行検査機を用いて上空から干渉源の範囲を絞り，その後車両及びポータブル測定装置で干渉源を特定するという手法が用いられている。欧州においては，広域に渡る地上監視ネットワークを構築したうえで，常時GNSSの信号を監視するとともに，航法性能を劣化させる要因とな
る宇宙天気についても監視している。
このように，米国における装置では電波干渉の発生
源特定が行えるが，リアルタイムにおける性能劣化の影響把握は難しく，欧州における装置では電波干渉のー75ー

図１：GNSS監視システム構成案

本機能を実現するための監視システム構成案を図ることで、地上にいながら航空機のGPSアウテージを１に示す。空港周辺等にGNSS受信機を設置し，GNSS

監視できることと，アウテージに至った原因を推定でコア衛星の信号品質や補強システムの性能を監視すきることにある。これにより，実際にGNSS運航に影る。また，機上における航法性能を監視するために，

響ある機体・エリアを特定でき，運航者及び管制官に航空機からのADS-B信号を取得する。ADS-Bには，航対し，その後の運航のための有益な情報を提供できる

空機 の位置や高度 の他に NUC/NIC/NACと 呼 ばれる 実と考える。これらは，GNSSを必須とするような飛行際の航法性能値が含まれている。

フェーズにおいて，高い監視能力を確保できるだけで仮に，機上の航法性能値の劣化が認められた場合は，なく，GNSSに対する電波干渉を早期発見し干渉源を周辺航空機のADS-B情報と比較することで、電波干渉排除することにも役立てることができることから，プの有無及び干渉エリア等の推定を行うことができ る 。

ロバイダとして最適な監視システムと言える。

3.3

本研究の成果の一部は，現在航空局が整備を進めてGNSS監視装置の評価及び運用コンセプト

いるGNSS性能予測・監視装置に導入される予定であ

GNSS監視装置の試作機を用いて，ADS-Bからの航法性能値を取得し評価を行った中で，機上のGPSアウる。機上の情報を取得するメリットは、GNSSが適切に提供できているかを，実際の航空機の立場で確認でテージを検出したものが図２の航空機-Bで示した赤枠である。図２は同時刻に空港へ降下中の２つの機体
A, Bについて航法性能を示したものである。航空機-A

きることにある。電子航法研究所が提案するGNSS監
視が，安全で安定したPBN運航に供することを期待するものである。

は正常値を推移していたことから空港周辺に電波干渉があったとは考えにくく，航空機-B自体の不具合の可能性が高いと推測できる。これら試作機の評価結果を踏まえ，我が国の運用コンセプトを次のように提案する。
パイロット・レポートのみに頼らず，サービスプロ
バイダ自ら航空機の航法性能を監視し，航法性能劣化が認められた際は，その原因を自動で識別し，プロバ
イダ関係者及び運航者への情報提供を図る。
・ 電波干渉等の電波環境 と認められる場合は，状況が長期化する可能性が高いことから，運航者・管制官に情報提供を行うことで，運航・運用方針検討の材料として用いられる。なお，電波干渉の場合は干渉源のエリアを推定し管轄省庁である総務省に報告す る 。

図２：２機の航法性能値とGPSアウテージ検出

・ 機体搭載機器の故障 と認められる場合は，当該運航者へ情報を提供することで，運航者が整備計画を掲載文献検討する情報として用いられる。

(1)

麻生貴広，坂井丈泰，齊藤真二，毛塚敦，北村・ GNSSコ ア 衛 星 の 不 具 合 と 認 め ら れ る 場 合 は ，光教. “ 航空機の航法における GNSS モニタリ

NOTAM等で運航者に周知することで，運航・運用方

ングの取組み ,” GPS/GNSS シンポジウム，平針検討の材料として用いられる。

成 28 年 10 月．
(2)

４．おわりに

Takahiro ASO, Mitsunori KITAMURA, Takeyasu
SAKAI, Atsushi KEZUKA. “ Assessment of the

本研究では，国外での実態調査や我が国における問Ground

題点を整理し，我が国に適したGNSS監視システムをMonitoringfor

Onboard

ABAS

Performance ,” KGS, Nov. 2016.

提案するとともに，試作機による性能評価を経て，運(3)

麻生貴広，北村光教，毛塚敦，齊藤真二，坂井

航者・管制官に対する適切な情報提供を運用コンセプ

丈 泰 .“ 地 上 に お け る 航 空 機 の 航 法 性 能 監

トとして提案した。

視 ,” 第 55 回飛行機シンポジウム，平成 29 年

本システムの特徴は、機体からのADS-B情報を用い

ー76ー

11 月．

電離圏リアルタイム３次元トモグラフィーへの挑戦 【競争的資金研究】

担当領域

航法システム領域

担 当 者

〇齋藤 享

研究期間

平成 26 年度〜平成 29 年度（当初予定より 1 年延長）
平成 27 年度までに，電離圏リアルタイムトモグラフィ

１．はじめにーシステムを実装し，運用を開始した [1-3]。平成 28 年

本研究は，京都大学生存圏研究所山本衛教授が代表者の科学研究費補助金挑戦的萌芽研究に，研究分担者とし度にはシステムの速度と安定性について改良を進め，15て参画して行うものである。

分ごとに時間遅れ約 6 分で，日本上空の電離圏電子密度の 3 次元分布が導出可能となった(図 1) [9]。

電離圏は人工衛星が飛ぶ領域であり，衛星通信にとっては電波の通過域である。高度化した衛星システムの維

平成 29 年度は，平成 27 年度に実装したリアルタイム

持管理にとって電離圏の状態計測は非常に重要であり，

解析システムの運用を継続し，システムの改良を行うと「宇宙天気予報」が必要とされている。特に GPS 測位

ともに，電離圏リアルタイム 3 次元トモグラフィーの解を利用した次世代の航空管制システムにおいては，電離析結果の検証，衛星航法への応用，及び過去データの大圏の急激な変動による測位精度の低下が致命的な問題と量解析を実施した。

なりうるため，その検知が必要不可欠である。電離圏の3 次元密度変動をリアルタイムで検知することにより，衛星航法の誤差の低減や信頼性の向上が期待できる。
電離圏の 3 次元構造を観測するために，これまでに 2つのアプローチを行ってきた。１つは低軌道衛星を用いたトモグラフィーであり，科研費「衛星ビーコン観測とGPS-TEC による電離圏 3 次元トモグラフィーの研究開発」
として平成 24 年度まで電子航法研究所（以下、当所とする）も参加して研究を行った。もう１つは GEONET の高
密度 GPS 受信機網から得られる全電子数(GPS-TEC)を用いた 3 次元トモグラフィーであり，拘束付き最小二乗法を改良した手法を開発し，より安定的なトモグラフィー
解を得られるように改良を行っている。また，科研費「ロケット・地上連携観測による中緯度 電離圏波動の生成機構の解明」で，電離圏変動の 2 次元リアルタイムモニタを開発してきている。
２．研究の概要
本研究では，GEONET から得られる GPS-TEC に基づく 3 次元トモグラフィー解析を実用化する。過去の全図 1. 電離圏 3 次元リアルタイムトモグラフィーの Web(http://www.enri.go.jp/cnspub/susaito/tomo3/plotti
ng.html)インターフェース及び表示例。

データに基づく電離圏 3 次元構造のデータベースを構築
し，さらにリアルタイムモニタリングを実現する。そのために，具体的に以下の 3 つの課題について取り組む。
(1) 3 次元トモグラフィー解析法として，これまでに開発してきた拘束付最小二乗法の改良と計算の効率化(2) 過去 10 年以上の GPS-TEC データを用いたトモグラ
フィー解析による 3 次元電離圏構造のデータベース化(3) トモグラフィー解析を GEONET リアルタイムデータ
取得システムと組み合わせた，時間遅れ 15 分程度の電離
圏 3 次元リアルタイムモニタリングシステムの開発
当所では主に課題 3 を，また課題 2 も一部担当する。
図 2. 電離圏 3 次元トモグラフィーと MU レーダーによ３．研究成果って導出された電離圏電子密度分布 [7]。

ー77ー

図 2 は，京都大学信楽 MU レーダーの非干渉散乱観測

４．考察等

によって得られた電子密度の高度分布と，電離圏 3 次元

本研究は平成 29 年度をもって終了するが，電離圏 3

トモグラフィーによって得られた MU レーダー上空の電次元リアルタイムトモグラフィーの解析と結果のリアル

子密度の高度分布を比較したものである [7]。ピーク高

タイム公開を継続するとともに，得られた結果を随時デ

度だけでなく，高度分布の形状もよく一致しており，電ータベース化していく予定である。また，京都大学にお離圏 3 次元トモグラフィーの結果が妥当であることがわ

いては過去データの大量解析を継続し，結果の検証とデかる。

ータベース化を進めていく予定である。

さらに，電離圏 3 次元トモグラフィーの結果から，任応用面としては，測位補強システムとしての利用方法

意の地点における衛星の電離圏遅延量を推定し，衛星測を検討するとともに，情報通信研究機構が進めている短位の補強に用いる方法について性能評価を行った [7]。

波電波予測システムと結合したリアルタイム短波伝播予

現在の電離圏 3 次元リアルタイムトモグラフィーの解析

測システムの構築を進める予定である。

所要時間(約 6 分)と解析間隔(15 分)を考慮し，最大 21 分

電離圏トモグラフィーにおいては，異なる視線からの前の電離圏 3 次元リアルタイムトモグラフィーの結果を

データを多く使用することが重要であるため，使用する用いて電離圏遅延による誤差を推定し補強することとし

地上データの範囲を広げ，韓国，台湾のデータを利用すた。
トモグラフィー解析に用いない IGS MTKA 観測点(東ることを検討中である。さらに，低軌道衛星による掩蔽

京都調布市)の地磁気擾乱時 (2016 年 10 月 16 日，最大観測データを用いた水平方向の観測データを加えること

Kp 指数 6+)のデータに対して電離圏トモグラフィー補正も計画している。

を用いた 1 周波単独測位の測位誤差を導出し，同じデー
タに対して 2 周波補正単独測位を行った場合の測位誤差掲載文献と比較した(図 3)。その結果，電離圏トモグラフィー補正[1] 鈴木他.“GPS-TEC 3 次元トモグラフィーのリアルを用いた 1 周波単独測位では，垂直方向の平均誤差はほ

タイム化，”大気圏シンポジウム，宇宙科学研究所，2014

ぼ消失(0.05 m)し，誤差の標準偏差は 1.8 m となった。垂年 12 月．

直誤差の標準偏差は１周波無補正単独測位のもの(2.1 m)[2] S. Suzuki, et al. “Development of real-time GPS-TECと同等であり，2 周波補正単独測位のもの(3.2 m)よりもmonitoring system incorporating ionospheric 3D tomography

優れていた。これは，電離圏トモグラフィー補正を用いover Japan,” International Reference Ionosphere 2015

た 1 周波単独測位では，2 周波補正に伴う雑音の増加がWorkshop, Bangkok, November 2015.

避けられるためであると考えられる。

[3] S. Saito, et al. “Real-time ionospheric monitoring by
three-dimensional tomography over Japan,” Proc. ION
GNSS+2016, 2016 年 9 月.
[4] 齋藤他.“電離圏リアルタイムトモグラフィーとその応用，”地球電磁気・地球惑星圏学会，九州大学，2016
年 11 月．
[5] 齋藤他．
“Real-time ionospheric 3-D tomography and its
applications,” PSTEP 研究集会「太陽地球圏環境予測のためのモデル研究の展望」, 名古屋大学, 2017 年 1 月．
[6] S. Saito, et al. “Application of real-time ionospherictomography for GNSS correction,” 2nd GEOlab-RISH Joint

図 3. IGS MTKA 観測点(調布市)における地磁気擾乱時

Workshop on GNSS and SAR Technologies for Atmospheric(2016 年 10 月 16 日，
最大 Kp 指数 6+)における測位誤差。

Sensing, 京都大学, 2017 年 3 月.

左：電離圏トモグラフィー補正を用いた 1 周波単独測位，[7] S. Saito, et al. “Realtime three-dimensional ionospheric

右：2 周波補正単独測位 [8]。

tomography and validation by MU radar,” 15th International
Workshop on Scientific and Technical Aspects of MST Radar,

京都大学では，大型計算機における解析速度の高速化

国立極地研究所, 2017 年 5 月.

に成功し，大量データの解析を進めている。これらのデ[8] S. Saito, et al. “Ionosphere Monitoring and GNSSータを用いた，電離圏 3 次元電子密度分布のデータベー

Correction by a Real-time Ionospheric Tomography System in

ス化を進めるとともに，電離圏 3 次元トモグラフィーのJapan,” Proc. ION GNSS+ 2017, 2017 年 9 月.

性能の評価を季節，太陽活動等の条件の違いに着目して[9] S. Saito, et al. “Real-time ionospheric monitoring by

進めているところである。

three-dimensional tomography over Japan,” NAVIGATION,
64, 495–504, 2017.

ー78ー新・衛星=地上ビーコン観測と赤道大気レーダーによる低緯度電離圏の時空間変動の解明 【競争的資金研究】

担当領域

航法システム領域

担 当 者

〇齋藤 享

研究期間

平成 27 年度〜平成 30 年度
る電離圏構造の変動解析を行う。

１. はじめに
本研究は，京都大学生存圏研究所山本衛教授が代表者(4) 観測データに基づき ESF に関連する電離圏構造のの科学研究費補助金基盤 A 研究に，研究分担者として参特性を明らかにし，GAIA シミュレーションモデルとの画して行うものである。

比較研究により，ESF の発生機構の検討を行う。
電子航法研究所では(2), (3)を担当する。

これまでに赤道大気レーダー(Equatorial Atmosphere
Radar; EAR)を中心として 2001 年以来低緯度電離圏の研究が継続的に行われてきている。EAR を用いた観測研究

３. 研究成果

では，プラズマバブルに対応する赤道スプレッド F 現象

赤道大気レーダー周辺及びタイ・バンコクにおける電(Equatorial Spread-F; ESF)の空間・時間変動を明らかにす

離圏勾配観測を継続的に実施した。赤道大気レーダー及るとともに，数 100km 間隔で東西に並ぶ性質があること

びバンコクにおいては，複数周波数・複数衛星系が示されている。

(MC/MF)に対応したシンチレーション受信機による観測

一方で，ディジタル受信機技術を活用した衛星ビーコを新たに開始した。

ン受信機網の観測により，ESF に関連した電離圏の東バンコクにおける電離圏勾配の特性については，モン

西・南北構造，赤道異常の発達特性が明らかになってきクット王工科大学ラカバン(KMITL)と協力して解析を進ている。(関連研究「衛星ビーコン観測と GPS-TEC によめ，静穏時の勾配特性，プラズマバブルの発生の空間間

る電離圏 3 次元トモグラフィの研究開発」) 今後 1〜2 年

隔特性について，それぞれ論文誌に成果を投稿中である。

の間に米国により複数のビーコン衛星が打ち上げられる予定であり，ディジタルビーコン受信機網による高頻度観測が可能になる見込みである。
また，情報通信研究機構等を中心に開発されてきた全球大気モデルである GAIA シミュレーションモデルにより，観測とシミュレーションの比較研究による電離圏変動の発生機構の検討が可能になってきている。
２. 研究の概要
本研究はこれまでの実績に立脚した上で，EAR による長期間の多ビーム観測と，今後数年間に集中的に打ち上げられる新しい衛星を用いた衛星=地上ビーコン観測を組み合わせて，低緯度電離圏の変動の時間・空間構造を明らかにすることを目的とする。この目的を達成するた
めに，本研究では以下の 4 項目に関する研究を実施する。
(1) 今後 2 年以内に，合計 11 機のビーコン衛星の打ち上げが計画されており，これまでよく用いられてきた
150, 400MHz の他に 965, 1067, 2340MHz が用いられる予図 1. 赤道大気レーダーによるプラズマバブル発生間隔定であり，これらに対応したアンテナ，ディジタル受信と東西方向移動の観測例 [1]。

機を開発する。
(2) ビーコン衛星と EAR を用いて東西方向空間スケー

電離圏東西大規模構造がプラズマバブル発生に果たす

ル数百 m〜数千 km の電離圏構造の特性を解明する。

役割については，米国 SRI International の Roland Tsunoda(3) EAR の長期データを用いて太陽活動度変動に対す博士と協力し，東西大規模構造（数 100km）の発達がプー79ーラズマバブルの発生に重要な役割を果たし，この大規模構造を元にプラズマバブルが発生することを明らかにした [1]。図 1 は，赤道大気レーダーが観測した，300 km程度の間隔で連続して発生したプラズマバブルの様子を示している。
新ビーコン衛星の新周波数に対応した 4 周波受信アンテナ及び受信機（ソフトウェア受信機）の開発について
は，東京工業大学，京都大学を中心に安定動作のための開発を継続している。ビーコン受信機についてはディジ
タル受信機と，実際に衛星に搭載されるものと同型のビーコン送信機との連接試験を行うなど，着実に開発が進められている。米国によるビーコン衛星の打ち上げはロケットの問題により遅れているが，平成 30 年後半に実施されることが予定されている。
４. 考察等
平成 30 年度は，赤道大気レーダー周辺及びタイ・バン
コクにおける電離圏勾配観測と解析をさらに進めるとともに，MC/MF 対応受信機によるシンチレーション観測を進め，プラズマバブルの東西構造と MC/MF 衛星航法への影響評価を進める。
新ビーコン衛星による電離圏東西構造の観測について
は，東京工業大学，京都大学を中心として新ビーコン衛星の新周波数に対応した 4 周波受信アンテナ及び受信機を完成させ，東南アジア地域に設置し，平成 30 年後半に予定されている米国のビーコン衛星打ち上げを待って観測を行う予定である。
掲載文献[1] R. Tsunoda, S. Saito, T. T. Nguyen. “Post-sunset rise ofequatorial F layer -- or upwelling growth?, ” Progress in Earthand Planetary Science, in press.

ー80ー次世代宇宙天気予報のための双方向システムの開発 【競争的資金研究】

担当領域

航法システム領域

担 当 者

〇齋藤 享

研究期間

平成 27 年度〜平成 31 年度(4) 地磁気誘導電流

１. はじめに
本研究は，名古屋大学宇宙地球環境研究所草野完也教

に対する影響を評価するとともに予測ツールを開発する。

授が領域代表の科学研究費補助金新学術領域研究の一部

さらに以下の項目を実施する。
(5) 宇宙天気現象から各利用までのいくつかのフェーとして，情報通信研究機構石井守室長が代表者の計画研究(A01)に，研究分担者として参画して行うものである。

ズに分かれて存在するモデルの結合

太陽活動を主な源とする「宇宙天気」は通信・放送・(6) 宇宙天気ハザードマップの作成

測位等の使用や人工衛星の運用に対する影響，電力網へ

当所では，上記目的(1)をサブグループリーダーとしての被害，航空機乗務員や宇宙飛行士への宇宙線被曝など，主に担当する他，(2)〜(6)について特に航空航法，通信等

我々の生活に深く関わっている。近年，ICAO で宇宙天に関連する事項について助言を行う。

気情報の利用に向けた運用コンセプトと宇宙天気情報の(1)については，観測に基づく電波伝搬の現況のユーザ

提供に関わる国際標準案が検討されるなど，宇宙天気情ーフレンドリーな可視化を行うとともに，電離圏擾乱に報の現業利用に向けた国際的な活動が活発化しており，

よる長波・短波・マイクロ波を中心とした電波障害の予そのニーズは確実に増大している。一方で，我が国の宇測推定のための電波伝搬シミュレータを開発する。観測

宙天気の議論は学術的議論が主であり社会ニーズに必ずに基づき，電波伝搬シミュレータの実際の利用方法に即しも応えられていない。

した検証を行う。特に，航空航法で用いられ，宇宙天気名古屋大学（名大）・草野教授を領域代表とした科学研

現象の影響を大きく受ける短波及び衛星航法に着目する究費補助金新学術領域研究「太陽地球圏環境予測」におこととする。

いては，我々が生きる宇宙環境を正確に理解すると共に，その変動に社会が正しく対応するための信頼性の高い予測技術を獲得することを目的としており，本研究はその計画研究の一つとして社会とのインターフェースに重点をおいた研究を担当する。
電子航法研究所（以下，当所とする）では，宇宙天気情報の利用を衛星航法ベースの航法システムのアベイラ
ビリティ向上のための有用な手段として捉えており，重点研究「次世代 GNSS に対応したアベイラビリティの高い航法システムに関する研究」において，宇宙天気情報の利用をサブテーマの一つとして実施している。

２. 研究の概要
本研究では，社会が必要とする宇宙天気情報と宇宙科学が提供できる情報のギャップを克服し，社会的ニーズ

図 1. 3 次元電離圏擾乱中の短波伝播シミュレーショ

を宇宙天気研究にフィードバックするとともに，社会にン [1]「役に立つ」宇宙天気情報を適切に提供するための双方向システム開発を行うことを目的とする。具体的には

３. 研究成果
平成 29 年度は，情報通信研究機構(NICT) Hozumi 氏を(1) 短波〜マイクロ波に至る電波伝搬(2) 衛星帯電

中心に電波伝播シミュレータ開発を行い，当所では研究(3) 人体被曝の方向性，結果の解釈などの指導を主として貢献した。

ー81ー本年度の開発により，レイトレーシングを用いた 3 次元

communications / navigation,” EIWAC2017, 2017 年 11 月.

短波伝播解析が可能となり，複雑な 3 次元構造を持つ電[2] M. Ishii, et al. “Discussion of Space Weather in ICAO and

離圏中の短波伝播シミュレーションを実現した [1]。さらRelated Research Activity in Japan EIWAC2017,” 2017 年 11に，シミュレーション結果を検証するため，過去に当所月.

が実施した短波伝播距離測定実験を元に，複数地点間の[3] 齋藤．
“PSTEP サマースクール陸別 2017 –航空航法シ

短波到達時間差を測定しシミュレーション結果と比較す

ステム，”PSTEP サマースクール陸別 2017，2017 年 8 月．

る実験を計画し，実験装置の開発を開始した。
また，衛星航法に関しては，シンチレーションモデル
について仏・CNES と協力を開始し，プラズマバブルの詳細数値シミュレーション(NICT)に CNES の電波伝播モ
デルを結合していくこととした。本研究は，NICT-CNESの共同研究として進められる予定であり，当所は本科研費及び NICT，名大，京大（京都大学）との共同研究を通して関与する。
宇宙天気情報と社会ニーズとの関係においては，ICAO
における宇宙天気情報提供の国際標準策定とその利用促進に注力している。NICT では ICAO 気象パネル(METP)の議論に継続的に参加しており [2]，当所ではユーザーとしての立場から航法システムパネル(NSP)において利用方法の議論を主導している。これらの情報を国内で広く共有するため，ICAO 宇宙天気勉強会の開催，学生，
若手研究者への宇宙天気の物理と応用の理解促進のためのサマースクールにおける講義 [3]などを行っている。
４. 考察等
平成 30 年度は，電波伝搬シミュレータの開発を継続するとともに，障害発生が予測される領域の可視化を行う。
観測データとの比較による検証を進め，電離圏電波伝搬シミュレータを成熟させる。
シンチレーション予測，GNSS への影響評価手法の開発については，NICT-CNES の研究協力を中心として進める。
本研究の重要な要素である「役に立つ」宇宙天気情報
提供については，航空 CNS システムに対する宇宙天気現象の影響について，宇宙天気情報提供の国際標準化を踏
まえ，宇宙天気情報提供者とユーザーの両面から検討を進め，必要な情報の内容について，ICAO METP，NSPなどの議論を主導していく予定である。これについては，
当所の重点研究である「次世代 GNSS に対応したアベイ
ラビリティの高い航法システムに関する研究」とも連携して進めていく。

掲載文献[1] K. Hozumi, et al. “HF-START: Application in aid of radioー82ーニューラルネットワーク推定電離圏モデルを用いた高精度津波即時予測 【競争的資金研究】

担当領域

航法システム領域

担当者〇中村 真帆

研究期間

平成26年度〜平成29年度(当初予定より1年延長)

アルタイム観測値との差分をモニタリングし，地震発生時

１．はじめにに,津波起因と考えられる電離圏ホール及びこの現象に伴本研究は平成26年度に東京学芸大学

鴨川研究室在籍時に鴨川仁准教授から指導を受け，中村が代表者として獲う伝播性電離圏擾乱の検知を行い津波の規模や到達時刻の予測に役立てる。

得した科学研究費補助金挑戦的萌芽研究として行うものである。その後平成27, 28年度には電気通信大学 稲葉研究室に在籍しこれを継続，平成29年度より電子航法研究所
にて研究を1年延長し継続した。
2011年東北地方太平洋沖地震の津波発生約 9 分後に電離圏F領域(高度250-300 km)電子数の減少 (津波電離圏ホール)が発見された。 大津波が発生した時に励起された音
波・大気重力波により電離圏が擾乱されていると考えられている[1]。この現象の検知により津波即時予測が可能になると期待される。電子数の測定は,GPSを含む測位衛星
図1. 目標とする電離圏変動参照モデルと受信点間の全電子数(Total electron content: TEC)から知ることができる。電子の減少量は発生した津波の規模に関中村[2]他の先行研究により，太陽活動起源の電離圏変連しているとみられ,実用的な技術に結びつけるためには,
津波電離圏ホール起因の電子数変動を正確に検知する必要がある。電子数の減少量を求めるためには，津波電離圏
ホールが発生しない場合の参照値が不可欠だが,電子密度動は磁気中緯度についてNNを用いてある程度モデル化できることが示されたが，磁気低緯度の電離圏変動を再現できる入力は考慮されていなかった。
これまでに開発したモデルは太陽活動，地磁気指数等をは太陽活動とともに日々ダイナミックに変動しており,局入力し，F2層下部の電離圏変動(foF2:F2層臨界周波数)を出所的参照値の推定は難しいという課題があった。

力する3層パーセプトロンNNを用いている。入力に用いる
地磁気擾乱から電離圏嵐発生までの1-2日のタイムラグを２．研究の概要
電離圏電子密度は太陽活動起因による局所的な変動があり，磁気擾乱や中性大気の擾乱に起因して変化する。津波起因の擾乱は，他の電離圏擾乱に比較して振幅や時間ス利用し，24時間先までの予測を行う。2ソーラーサイクル分のデータを学習し，評価には1ソーラーサイクルのデータを用いた。
本研究では，この先行研究のモデルを日本全体に拡大す

ケールが小さく，2011年東北地方太平洋沖地震発生後に発生した電離圏擾乱変動は1〜2TECと小さいものであった。

るために出力をTECに変更し，新たに適切な入力を加える

日々，季節，太陽活動度等極端紫外線強度に伴う周期変ことにより低緯度電離圏の変動も予測可能なNN 推定に

動や宇宙環境起因の擾乱についてはある程度その物理過よるモデルの作成を目指す。TEC観測は高々十数年程度と，程が明らかになっている。これを物理シミュレーション等

NNの学習のためにはやや短い。そのため，60年以上に及で予測するには膨大な観測データなどが必要となるが，変動要因をうまく入力に取り入れたニューラルネットワー
ク（NN）などでモデル化できれば，津波起因の電離圏擾

ぶ長期的なデータが存在するfoF2を用いて，年間数日〜数十日程度発生する電離圏擾乱の予測精度を向上させる新
たな入力の検討のためのデータ解析を行った。

乱を分離する事が可能となる。宇宙環境起因の変動を入力とする正確な電離圏変動予測モデルを作成することで，リ

３．研究成果ー83ー平成26年〜平成27年にかけては，主に日本の長期データ

電子密度変動の一因となる入力）を新たな入力とすることを用いた統計解析（電離圏嵐の継続日数など）及び過去ので電離圏嵐の予測精度を高められると考えた。図3に提案

電離圏嵐について地磁気擾乱指数の変動との対応についするNNモデルを示す。

て比較解析を行った。その結果，・特に磁気低緯度では必ずしも典型的な地磁気擾乱に対応
しない電離圏嵐が同数程度発生している・NNへの地磁気指数の入力データを3日〜1週間程度に拡大して入力すると予測が改善することなどを確認し，統計的に検証を行った。

図3. NNモデル

本NNモデルについて，検証すべき項目は以下の通りである。
・異なる影響を持つ低〜高緯度について統一的な入力で可能かの検証
・電離圏高度変動の入力の検証（高度変動と電離圏嵐の発達に関係性があるため）

図2. Dst指数と電離圏変動の比較解析結果の一例

４．考察等

地磁気擾乱のない時にも電離圏遅延量が増大する現象に対応できる電離圏変動参照NNモデル構築に向けたデーが多く発生しているのは，赤道異常の日々変動等の影響で

タ解析および入力検討を行い，モデルを提案した。本研究あると考えられるが，この日々変動のメカニズムについて

により将来的に電子基準点観測（GEONET）を用いた日本

はまだ完全には明らかになっていない。そこで日々変動に上空の電離圏モデルを構築し,津波による変動の検出を可

影響を与える可能性のある赤道エレクトロジェット電流能とすることで我が国の津波即時予測への貢献が期待での変動を示すと考えられる磁気赤道域の磁力計データをきる。また，本研究の応用として，電離圏嵐(電子密度の九州大学より提供を受けるなどした。磁力計データの解析

増減）の数時間程度の短期予測が可能となり磁気低緯度付を進めることで有効な入力を見出すために，研究を一年延

近の電離圏遅延量の変動予測に使用できるため，GNSS航長した。

法の安全性，アベイラビリティ向上への寄与が期待できる。

高精度な即時津波検知を目指して日本全国のGNSS観測

平成 29 年度は，電離圏擾乱が発生した日について，提供を受けた磁気赤道域の磁力計データを用いた比較解析

掲載文献を行ない，その結果を踏まえてNNモデルを検討した。ま[1] Y. Kakinami, M. Kamogawa, et al. “Tsunamigenic

た，ここまでの解析を振り返り，今後の課題をまとめる形

ionospheric hole,” Geophys. Res. Lett., 39, 2012.

で研究発表（GPS/GNSSシンポジウム）[3]を行った。

[2] M. Nakamura, T. Maruyama, Y. Shidama. “Using a neural

新たな電離圏変動モデルの主な入力として，地磁気指数

network to make operational forecasts of ionospheric variationsの入力日数の拡大が有効であることや赤道異常の原因とand storms at Kokubunji, Japan,” Earth Planets Space, 59,

考えられるグローバルな風や電場の変動を表すような新1231–1239, 2007.

たな入力変数の長期観測データ（せめて1ソーラーサイク[3] 中村真帆. “GPS/GNSS 観測から得られる電離圏変動

ル程度）が必要であることがわかってきた。熱圏の風や電データを用いた地震起因の津波即時検知の可能性と課題

場の観測は困難であるため,風や電場の影響で変動する電について, ”GPS/GNSS シンポジウム,東京海洋大学,

離圏高度変動（イオノゾンデによる電離圏プロファイル等，

2017．

ー84ー

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

〇齋藤 享

研究期間

平成 29 年度〜平成 33 年度

１. はじめにデータを総合し，プラズマバブルの空間構造の成長過程

本研究は，電気通信大学細川敬祐准教授が代表者の科を明らかにする。また，GNSS 観測と合わせて，プラズ

学研究費補助金基盤 B 研究に，研究分担者として参画し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て行うものである。

明らかにする。

近年の冷却 CCD カメラの普及により，磁気低緯度地

さらに，小型イメージャシステムを統合した広域観測

域の衛星航法に深刻な影響を与えるプラズマバブルの微システムへ発展させるとともに，小型，安価，簡易な機

弱な夜間大気光を用いた 2 次元観測が精力的に行われて器である特性を生かし，理科教育用や環境モニタリング

いるが，観測視野の制限，気象条件による観測の制限に用としての普及のための情報発信を行う。

より，広域観測を地上観測で実現することは難しかった。

これにより，プラズマバブルに関わる物理過程のうち，

近年，市販の小型暗視カメラを活用したオーロラ観測がプラズマバブルの発生・成長に関わる未解明の問題の解行われるようになっており，これを大気光観測に活用す

明，プラズマバブルの詳細構造と衛星航法信号への影響ることにより，プラズマバブルの観測が可能であることの関係の解明による低緯度における衛星航法のより正確がわかってきている（電気通信大学と電子航法研究所（以な性能評価，プラズマバブルの広域監視情報の衛星航法下，当所とする）の共同研究）。安価な大気光イメージャに役立つ宇宙天気情報としての利用，小型大気光イメーシステムを用いることにより，多地点での観測が可能とジャの理科教育機材，環境モニタリング機材への応用となり，広域撮像，気象条件に対する空間冗長性の確保がそれを用いた超多点観測への道が開けることなどが期待可能となると期待されている。

される。

プラズマバブルは磁気低緯度・赤道域における当所においては，南西諸島における観測とデータの解

Rayleigh-Taylor 不安定と呼ばれるプラズマ不安定によっ析，海外への機器設置(台湾，東南アジア)とプラズマバて生成されることがわかっているが，その発生の日々変

ブル広域撮像データの解析，プラズマバブルの広域監視

動を支配する物理過程，発生後の時間発展を支配する成システムの構築，及びイメージャシステムの開発・運用

長過程，小スケールプラズマ不規則構造の成長過程など，に関する情報提供・発信について担当する。

未解明問題が多く残されている。プラズマバブルを広域撮像観測することにより，プラズマバブルの発生に至る
電離圏大規模構造の解明，プラズマバブルの成長過程の
詳細な時間追尾による解明が可能となると期待されている。

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(図 1)を磁気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ことを目的とする。そ図 1. 小型イメージャ外観のために，小型大気光イメージャシステムを製作，較正し，当所の石垣観測点を含む南西諸島，台湾，東南アジ

３. 研究成果

アに設置し，広域観測を行う。また，光学観測条件の良

これまでに試験観測を行ってきた，石垣島設置の試験

いハワイ・ハレアカラに小型大気光イメージャを設置し，用小型イメージャを最新型に更新した。これにより，最プラズマバブルの鉛直構造のリム観測を行う。得られた新型の小型イメージャと，当所が保有する大型・高感度ー85ー

大気光イメージャとの比較検討が可能となった。
南西諸島の第 2 の観測点について，沖縄本島における

掲載文献

観測場所の検討を行い，情報通信研究機構の施設（大宜[1] 齋藤. “広域大気光観測によるプラズマバブル研究,味，恩納）を候補地として調査を行い，大宜味観測施設

低廉光学機器による超高層大気ネットワーク計測に関すに設置することを決定した。小型イメージャの収納箱設る研究集会,”国立極地研究所, 2018 年 2 月．

計，取り付け位置などを決定し，平成 30 年度初頭に設置作業を行うこととした。
台湾・東南アジアへのイメージャ設置については，電気通信大学が台湾国立成功大への設置を進めており，こちらも平成 30 年度初頭に観測開始予定である。これにより，台湾，石垣，大宜味の 3 ヶ所で，重なる視野で空間的な連続観測か可能になる予定である。
さらに，タイ・モンクット王工科大学ラカバン(KMITL)と協力し，タイ中南部の磁気赤道付近の Chumphon キャ
ンパスに設置することとした。KMITL において独自の展開ができるように技術協力を行い，タイ・バンコクにおい て 試 験 観 測 を 開 始 し た ( 図 2) 。 平 成 30 年 度 に はChumphon へ移設し，観測を開始する予定である。

図 2. タイ・バンコク(KMITL)における動作試験の様子

４. 考察等
平成 30 年度には，石垣島の小型イメージャ観測を継続するとともに，沖縄，台湾，東南アジアへの小型イメー
ジャの設置を進める予定である。石垣島においては，当所設置の大型イメージャ（石垣）と小型イメージャの観測結果を比較し，性能評価を行うとともに，台湾，石垣，
大宜味 3 ヶ所のイメージ合成解析を行う予定である。加えて，石垣島，タイ・バンコクに当所が設置した GNSS
シンチレーション受信機の観測結果との比較により，プラズマバブルの衛星測位への影響の分析を進める予定で
ある。

ー86ー

3

23. 90GHz 帯協調制御型リニアセルレーダーシステムの監視通信領域研究開発
Ⅰ

年度当初の試験研究計画とそのねらい
1～3 は重点研究である。
平成 29 年度の研究は，社会・行政ニーズや技術分野の1 は，現行一次レーダ（PSR; Primary Surveillance Radar）

将来動向を考慮し，下記の項目を計画した。

と同等以上の分解能，捕捉率等の性能を有するマルチス

1.

マルチスタティックレーダによる航空機監視と性能

タ テ ィ ッ ク レ ー ダ （ MSPSR; Multi Static Primary

評価に関する研究

Surveillance Radar）の性能要件の検討及び実装に必要なSWIM のコンセプトによるグローバルな情報共有基要素技術を開発する研究である。

2.

2 は ， 異 な る SWIM （ System Wide Information

盤の構築と評価に関する研究
3.

空地通信技術の高度化に関する研究

Management）システム間でシームレスな情報交換と異種

4.

監視システムの信号環境と将来予測に関する研究

サービス連携を実現する技術を提案するとともに，その5.

空港面と近傍空域のシームレスな全機監視方式の研技術を評価する SWIM の情報共有テストベッドを構築す

究る研究である。

6.

ADS-B 方式高度維持性能監視の研究

7.

従属監視補完技術に関する研究

Aeronautical Mobile Airport Communications System）プロ8.

滑走路上の異物検出率向上等要素技術に関する研究

トタイプを活用して，航空機，車両，地上間で連接可能

9.

受動型レーダーを用いた近接航空機測位システムのな航空用高速通信ネットワークのプロトタイプを構築す

研究るとともに，AeroMACS の利用技術の開発や AeroMACS

3 は，既存の空港用航空移動通信システム（AeroMACS;

10. 無人航空機を含む飛行環境形成の要素技術に関する技術の適用範囲拡大の可能性を評価する研究である。
4～8 は指定研究である。

研究
11. ヘリコプタ全周監視支援技術に関する研究

4 は，監視システムに使用される周波数帯域において12. 航空機内データ通信（WAIC）における電磁環境評価

地上及び上空での信号量を測定し評価することにより，に関する基礎研究

監視システム全体の性能を評価することを目指している

13. ミリ波帯による高速移動用バックホール技術の研究研究である。
5 は，モード S トランスポンダを装備していない航空開発
14. 新世代ネットワークの実現に向けた欧州との連携に機に対応したマルチラテレーションの開発・評価を中心

よる共同研究開発および実証に，空港面から空港の近傍空域までを一元的にカバーす15. 樹脂系複合材料を用いた次世代航空機における電磁る監視システムを実現する研究である。
6 は，短縮垂直間隔（RVSM; Reduced Vertical Separation

環境両立性解析技術の研究
16. 次世代航空通信向けマルチユーザ MIMO 信号処理技

Minimum）の運用時に，放送型自動従属監視（ADS-B;

術の開発及び航空機縮尺モデルを用いた評価

Automatic Dependent Surveillance - Broadcast）を高度監視

17. 携帯端末の電波直接探知による海上衝突予防に関すに用いる場合の性能評価を行うとともに RVSM 非適合機

る基礎的研究を判定するツールの開発を行う研究である。

18. ハイブリッド簡易高速電磁界計算による電磁波可視

7 は，将来 ADS-B/WAM（Wide Area Multilateration）による航空機監視を運用する際に ADS-B の運用に必要な化と実証実験による民間航空解析支援
19. 航空需要に対応する海上設置型ローカライザーの設脆弱性対策と，WAM を補完監視センサとして利用する

置条件に関する研究ための技術を開発・検証する研究である。

20. 新しい空地伝搬測定手法としての航空機監視情報放

8 は，滑走路上の異物を監視・検出するにあたり特殊な条件下で発生する検出率低下の原因を明らかにし，そ送の活用
21. 海洋分野の点検におけるドローン技術活用に関するの影響を低減する技術開発を行う研究である。
9～11 は基盤的研究である。

研究

9 は，受動型二次監視レーダ（PSSR; Passive Secondary

22. 広大な農地の短時間観測を可能とする固定翼 UAVSurveillance Radar）と無指向性 SSR とを組み合わせるこ向け映像伝送システムの研究開発

ー87ー失モデルを検討・提案する研究である。

とで，楕円測位原理によるレーダ近接地域を対象とした

21 は，海洋分野の点検においてドローンを効果的に活航空機測位システムを構築する研究である。
10 は，有人航空機と無人航空機の調和がとれた飛行を用し，総合的な海洋インフラ維持管理の高度化に寄与する研究である。

実現するために，無人航空機の位置の把握方法の要素技

22 は，広大な農地の短時間観測を可能とする固定翼自術を開発する研究である。
11 は，ヘリコプタの機体全周の近距離障害物をリアル

律 UAV を用いて，映像伝送技術を確立する研究である。

タイムで検出する機上搭載用複数送受信レーダシステム

23 は，電波発射技術，ビーム制御技術，スペクトラム
制技術の開発により，同一施設内で複数の 90GHz 帯のレを開発する研究である。
12 は萌芽的研究で，4 GHz 帯を用いた航空機内データ

ーダシステムの共用を実現する研究である。当研究所は通信（WAIC; Wireless Avionics Intra-Communications）の離れた場所にある複数の受信設備で得られたデータをも

無 線 化 を 実 現 す る た め に EMC （ Electromagneticとに，物体の 2 次元的な位置を精度よく計算する信号処

Compatibility）評価技術を確立する研究である。

理技術を確立するための研究を分担している。

13～23 は競争的資金による研究である。
13 は，ミリ波と光無線通信の技術を活用して，200km/h

Ⅱ試験研究の実施状況

以上の高速列車等との間で Gbps 級の通信を実現する技術の研究開発を他機関との連携により目指しており，当「マルチスタティックレーダによる航空機監視と性能

研究所は光逓倍による通信技術の開発を分担している。

評価に関する研究」は最終年度であり，仙台空港内に設

14 は，欧州と欧州外諸国との間で共同研究を実施する

置した実験システムを使用して，飛行実験を実施した。

ために準備された制度 Horizon2020 に基づく日欧共同研

MSPSR に必要な，複数受信機による受信信号の処理やク究である。航空分野への応用も期待される将来のネット

ラッタ処理といった要素技術を確立した。また，航空用

ワーク基盤を構築するための基礎技術として，ミリ波帯

電波ではない地上ディジタル放送波信号を用いてもと光無線通信を連携させるための研究開発や実証支援を

MSPSR が実現可能であることを確認した。

当研究所が分担している。

「SWIM のコンセプトによるグローバルな情報共有基

15 は，炭素繊維強化プラスチック（CFRP）を主要構

盤の構築と評価」では，SWIM に基づいた将来の運用方造材とする次世代航空機等への電磁干渉影響の数値解析

式 の 一 つ で あ る FF-ICE 運 用 方 式 （ Flight and Flow -推定技術を開発する研究である。

Information for a Collaborative Environment）の離陸前段階

16 は，マルチユーザ MIMO（Multiple Inputs and Multiple

における実証実験に参加し，情報共有や運用プロセスな

Outputs）システムの航空通信への適用を検討するための，どの検証を行った。また，離陸後についても空地統合

信号処理技術，空地でのアンテナ配置の検討，ソフトウ

SWIM 検証実験を実施し，各航空機がセキュアな通信方

エア無線システムと航空機縮尺モデルを用いた全体性能

式によりデータ受信ができることを確認した。さらに，評価に関する研究である。

AeroMACS を空地通信媒体として地上車両を使った走行

17 は，主に小型船舶を対象に，船舶乗車者の携帯端末実験を実施し，地上車両から SWIM 情報にアクセスできから発信される電波を活用し，船舶の位置特定技術の開ることを確認した。

発及び船舶衝突予防への適用評価に関する研究であり，「空地通信技術の高度化に関する研究」では，東京国電子航法研究所（以下，当所とする）は主に携帯電波探際空港において通信事業者と地上車両を用いた共同実験

知装置の製作を分担している。

を実施し，AeroMACS が十分な通信速度を担保できるこ

18 は，航空分野で利用される，もしくは利用を期待さと を 検 証 し た 。 ま た , 当 所 内 の SWIM 研 究 と 連 携 しSWIM 情報の通信に成功した。

れる無線システムについて，環境に応じたハイブリッド
計算手法を開発し，運用者に電波の振る舞いを可視化支「監視システムの信号環境と将来予測に関する研究」

援する研究である。

では最終年度であり，飛行実験により信号環境を測定す

19 は，計器着陸装置（ILS）のローカライザを海上にるとともに，スペクトルアナライザのみで信号占有率を設置する場合において，海面や海上構造物を考慮した電求める方法を実装した。

波伝搬を解析し，設置条件を検討する研究である。

「空港面と近傍空域のシームレスな全機監視方式の研20 は，ADS-B を受動測定することで新たな空地伝搬損究」では，光ファイバ接続型受動監視システム(OCTPASS)

ー88ーを改修し，仙台空港周辺において実証実験を行った。モ

成された構造体の電磁界特性を定量化し，また電磁界数ード S 信号がなく，モード A/C 信号のみの受信でも十分値解析を行い，GPS への干渉経路損失および材料定数変な測位ができかつ，監視覆域の拡大も可能であることを更の影響を検討した。
「次世代航空通信向けマルチユーザ MIMO 信号処理

検証した。
「ADS-B 方式高度維持性能監視の研究」は最終年度で技術の開発及び航空機縮尺モデルを用いた評価」では，あり，開発した気圧高度計の誤差（ASE; Altimetry System

連続位相変調方式（CPM: Continuous Phase Modulation）

Error ） 評 価 ツ ー ル を 用 い て ， 収 集 し た 航 空 機 か ら のと MIMO を組み合わせた方式について，従来よりも送信

ADS-B データを解析した。また，航空機により異なる

アンテナ数を増やした場合を評価し，より短い符号ブロ

GNSS 幾何高度の基準を判定する方法と条件を検討し，ック長で周波数利用効率を改善できることをシミュレー

ツールに実装することで課題を抽出した。

ションにより示した。

「従属監視補完技術に関する研究」では，ADS-B 脆弱「携帯端末の電波直接探知による海上衝突予防に関す性対策や WAM 補完のための要素技術を検証するとともる基礎的研究」は最終年度で，携帯電波源の探知についに，アンテナ測角精度を向上するために実験装置を改修て屋外海上実験を実施し，方位分解能 16 方位以上，対地した。

距離 250m 以上の結果が得られた。

「滑走路上の異物検出率向上等要素技術に関する研「ハイブリッド簡易高速電磁界計算による電磁波可視究」では，W 帯の RCS（レーダ断面積）測定システムを化と実証実験による民間航空解析支援」では，簡易レイ・

構築し，代表的な RCS 測定を実施した。また，波長制御

トレーシング法による ILS への応用を進めるとともに，型ミリ波分配回路を開発した。

他の電磁界解析手法も含めた選定を進めた。また，空港
内で ILS の電波測定を実施し，測定方法を見直す必要性「受動型レーダを用いた近接航空機測位システムの研究」では，近接航空機測位システムの受信機部分を製作などの課題を抽出した。

するとともに，従来型 PSSR の取得データを解析しノイ「航空需要に対応する海上設置型ローカライザーの設ズ除去方法を検討した。

置条件に関する研究」では，ローカライザーの電波干渉「無人航空機を含む飛行環境形成の要素技術に関するや，遮蔽フェンス等の影響低減策について数値計算を実研究」では，テレメトリ信号を利用した位置把握技術を

施した。

開発した。

「新しい空地伝搬測定手法としての航空機監視情報放「ヘリコプタ全周監視支援技術に関する研究」では前送の活用」では，在空機の ADS-B 信号から測定可能な電方監視用のレーダを用いた飛行実験により送電線鉄塔で波特性を抽出しソフトウエア無線による有効性評価基盤

2km 以上，送電線で 1.6km 以上の探知距離を確認できた。

を整備した。

また，全周監視に必要な要素技術を検討した。

「海洋分野の点検におけるドローン技術活用に関する「航空機内データ通信（WAIC）における電磁環境評研究」では，ドローンの飛行申請やインフラ点検に関す価に関する基礎研究」は最終年度であり，WAIC 周波数

る情報を収集した。
「広大な農地の短時間観測を可能とする固定翼 UAV

帯における航空機内外電磁界分布特性を推定した。
「ミリ波帯による高速移動用バックホール技術の研究向け映像伝送システムの研究開発」では，無響室での実開発」では，副搬送波の 1 波を模擬して，光逓倍方式を

験によりアンテナ搭載方法を検討した。また，映像伝送用いた 90GHz 帯の通信に成功した。

システムの基本設計を行った。

「新世代ネットワークの実現に向けた欧州との連携に「90GHz 帯協調制御型リニアセルレーダーシステムのよる共同研究開発および実証」は最終年度であり，中央研究開発」では，2 つの送信機と 2 つの受信機間の伝搬

集約型の構造を持つ光ファイバ無線ベース 60GHz 無線

特性から二次元座標を算出する手法を検証した。

機を構築した。スタジアム等で実証試験を行った結果，
1Gbps の通信速度でスタジアム屋根から座席へ向けて

本年度は，以上の 23 件の研究・調査に加えて，以下に10cm 未満の精度で無線機へのサービスが可能であるこ示す 5 件の受託研究を行った。これらは上記の研究やことが示された。

れまでの研究で蓄積した知識・技術を活用している。

「樹脂系複合材料を用いた次世代航空機における電磁1.

AS365 搭載機器の経路損失試験

環境両立性解析技術の研究」では，樹脂系複合材料で構2.

KODIAK100 水陸両用機搭載機器の経路損失試験

ー89ー

3.

JA21RH 機搭載機器の経路損失試験

けている。これらのなかで，平成 29 年度は 2017 Integrated

4.

広域マルチラテレーション（WAM）整備の技術支援

Communication, Navigation, & Surveillance Conference のベ

5.

火山観測用可搬型レーダ干渉計実験

ス ト セ ッ シ ョ ン 賞 ， 2017 IEEE AP-S （ Antennas andPropagation）Japan の若手技術者賞，電子情報通信学会

Ⅲ

エレクトロニクスソサイエティ活動功労賞，宇宙・航行試験研究の成果と国土交通政策，産業界，学会等にエレクトロニクス研究会の若手奨励賞を受賞している。

及ぼす効果の所見「マルチスタティックレーダによる航空機監視と性能評価に関する研究」では，実験結果を取りまとめ ICAO SP（ 監 視 パ ネ ル ） に 参 加 し た 。 ASWG （ Aeronautical
Surveillance Working Group）では機上監視マニュアルの改定作業を行った。また，PBSSG（Performance Based
Surveillance Sub-Group）では性能準拠監視に関するマニ
ュアルのアウトラインを作成した。AIRBWG（Airborne
Surveillance Working Group） で は 機 上 監 視 マ ニュアル
（Doc9994）の改訂作業を行った。
「SWIM のコンセプトによるグローバルな情報共有基盤の構築と評価」では，FF-ICE 運用方式の実証実験に参加した。また，ICAO

APAC の SWIM タスクフォースを主導しアジアの標準化作業に参加している。
「空地通信技術の高度化に関する研究」では AeroMACSの航空通信システム規格として，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，
ICAO FSMP（周波数管理パネル）の WG（作業部会）に積極的に参加している。
「監視システムの信号環境と将来予測に関する研究」
では RTCA と EUROCAE の合同監視委員会（Combined
Surveillance Committee）や機上監視 MOPS の作成を行って い る SC186-WG3 や WG4 に 出 席 し て い る 。 ま た
EUROCAE WG-103 に出席し，INCS（従属非協調監視）の技術マニュアルの作成に貢献している。
「滑走路上の異物検出率向上等要素技術に関する研究」
では，EUROCAE WG-83 に参加し，FODDS（ Foreign Object
Debris Detection System）の運用設置に関するドキュメントの作成に貢献している。
「航空機内データ通信（WAIC）における電磁環境評価に関する基礎研究」では，EUROCAE WG-96/RTCA SC
236 Joint Plenary に参加し WAIC の基準策定に関する
MASPS や MOPS 作成に貢献している。
各研究課題の研究成果は，ICAO, EUROCAE，RTCA,
CARATS，当研究所の研究発表会，関連学会，国際研究集会等に積極的に発表している。また，ICAO 等国際会
議にて，航空局への技術アドバイザなどとして協力を続ー90ーマルチスタティックレーダによる航空機監視と性能評価に関する研究【重点研究】

担当領域

監視通信領域

担 当 者○大津山 卓哉，本田 純一，渡邊 優人，牧田 芳男

研究期間

平成 26 年度～平成 29 年度

１．はじめに

２．研究の概要
本研究は 4 カ年計画であり，最終年度の平成 29 年度は航空機の地上監視には，一次監視レーダ（PSR：Primary
Surveillance Radar）及び二次監視レーダ（SSR：Secondary

次のことを行った。

Surveillance Radar）が使用されている。これまでに，SSR①

MSPSR の要件・動向調査の監視性能（精度・分解能・更新レート等）を向上するた②

MSPSR 実験システムによる測位実験

めに，ADS-B やマルチラテレーション等の新しい監視技術③

MSPSR 監視導入に必要な要素技術の開発の研究が進み実用化されている。一方，通常の航空管制では PSR の使用頻度は低いものの，非常時等の安全性を確

３．研究成果保するために欠かすことのできない重要な装置である。

平成 29 年度は ICAO 監視パネル等に提出された，
MSPSR

PSR は，航空機搭載のトランスポンダに依存しない監視手

関係の文献を調査するとともに，電子航法研究所（以下、段であるため，トランスポンダの故障や意図的に停止させ当所とする）で得られた実験結果を取りまとめ同パネルのた場合でも地上監視が可能である。しかしながら，現在のASWG（Aeronautical Surveillance Working Group）に報告しPSR は使用頻度に対して維持管理コストが嵩むと言った

た。また各国で行われている MSPSR 関連技術開発状況を課題を抱えており，安全性を確保した上で低コストかつ同取りまとめ，ASWG に報告した。これらの調査と並行して昨年度までに整備した MSPSR 実験システムによる航空機

等以上の性能を有する次世代 PSR が求められている。
次世代 PSR については欧米では研究開発が進められて
いるが，これまでのところ運用に資する決定的な代替装置の測位実験を行うとともに，マルチスタティック処理のための実験システムの拡張を行った。

はない。PSR 代替装置として複数の受信局を持つマルチス
タティックレーダ（MSPSR：Multi Static Primary Surveillance

３．１

MSPSR の要件・動向調査

Radar）が有力候補として一部で検討されているが，当該今年度も引き続き，ICAO 監視パネル等に提出された装置においてどのような要件が必要であるかは分かって

MSPSR 関係の文献調査等を行った。また，複数の国際学いない。さらに，MSPSR のような受動型レーダはその地会に論文を投稿し発表を行うとともに，パッシブレーダを域での電波信号環境が監視性能に影響を与えるため，諸外含む関連技術の最新動向調査を行った。MSPSR を航空管国等で行われた検討結果が我が国においてそのまま利用制システムに導入するための研究開発は，これまで欧州をできる保証はない。そのため，MSPSR の導入を判断でき中心に行われていたが，近年，中国や南アフリカといったる技術基準や性能要件の作成が求められている。

国もそれぞれ特徴ある開発を進めている。これらの開発状

本研究の目的は，現行 PSR と同等以上の分解能，捕捉況も含めて関連する技術が様々に表れたことから，監視マ率等の性能を有する新型 PSR の性能要件の検討及び実装

ニュアルへの反映を見据えて，現在の開発状況について取に必要な要素技術の開発を行うことである。特に MSPSR

りまとめを行っている。このアクションアイテムに対してに注目して受動型レーダによる監視システム構築に必要

これまで MSPSR の研究開発を進めてきた日本とドイツでな信号処理方法やアンテナ等の要素技術の開発を行い，評

各国の技術開発状況をとりまとめ ASWG に MSPSR 関連技

価手法を確立するとともに，現在の PSR を拡張して低高術開発状況として報告を行った。

度や山影などのブラインドエリアでの監視能力向上を目
指す。

３．２

MSPSR 実験システムによる測位実験

本研究では PSR 送信情報を使用する MSPSR 実験用シス
テムを仙台空港内に構築した。この実験システムは，送信情報として航空保安大学校岩沼研修センターの研修用レー91ー

ーダから送信信号のモニタ波形を分配し，それを電気信号

延プロファイルを用いて，遅延時間に相当する楕円を地図から光信号に変換して送受信する光ファイバ無線技術

上に描くと 2 つの交点が得られる。このどちらかが，移動(RoF)を使うパッシブレーダとなっている(OFC-PPSR：光体となるが，本実験では指向性アンテナを用いているため，ファイバ接続型パッシブ一次監視レーダ)。

アンテナの方向から地図上の 1 点が移動体の位置であると本年度は、これまでの検証実験において受信機 1 局の動推定した。この点は，羽田空港の着陸コース上に位置する作について良好な結果が得られており，MSPSR 本来の構ことから，航空機であると推測できる。本手法には，測定成である複数受信機での受信および信号処理が可能とな器を使って計測しているものをシステム化する等の課題

るようにシステム全体に改良を行った。受信機を 3 台使用は存在するが，DTTB-PPSR システムによる MSPSR が実現する構成として反射波の同時受信を行うとともに，反射信可能であることが示された。

号の受信時刻差を使用して目標を検知する測位実験を行った。固定目標および実験用航空機による移動目標に対してこれらの実験を行い，実験システムの測位性能を検証した。図 1 は開発した装置による測定結果を示す。本結果は，取得したデータに対して運用レーダで使われている信号処理を適用して移動目標の検出精度を向上させた結果となる。ターゲットとノイズを効果的に分離することでター
ゲットの検出精度が向上したことにより，その効果として

図 2：2 局構成の実験システムから推定された移動体の位

散乱信号データの圧縮が容易となった。広域の MSPSR を置実現するためには散乱信号を短時間に通信する必要があり，本研究で得られた成果はこれらの足掛かりとなるもの

３．３

MSPSR 監視導入に必要な要素技術の開発

要素技術の開発としては，レーダにおける地面，海面，といえる。

雨，雲などからの不要反射信号であるクラッタを抑圧する手法として，クラッタ抑圧ディジタルフィルタと受信クラッタの統計的性質を利用する一定誤警報確率（CFAR;
Constant False Alarm Rate）を複合するマルチドップラーフ
ィルタ方式の OFC-PPSR 実験システムへの適用を検討し，取得した実験データに対して検証可能な状態にした。マル
チドップラーフィルタ方式は，目標である航空機と地面，
雨，雲などのクラッタから得られるドップラー周波数が異なることに注目し，これらをドップラーフィルタにより分
図 1：MSPSR 実験システムによる複数局での信号検出結

離し，各チャンネルに Log/CFAR を適用し，選択出力する果ことでクラッタを抑圧する方式である。今回はクラッタ振当所で開発した,航空用に整備した電波ではない地上デ幅の統計的性質を仮定して処理を行うパラメトリック

ィジタル放送波の遅延プロファイルを使ったパッシブレ

CFAR を採用した。そのため今後，本実験システムにて取ーダ（DTTB-PPSR：地上ディジタル放送波によるパッシ

得されるクラッタ分布について詳細な検証を行う。

ブ一次レーダ）は，これまでの検証の結果で，ほぼリアル

また，バイスタティックレーダに関してはモノスタティ

タイムで高い更新頻度を持つレーダ画像を得ることがでックレーダと異なり，レーダ反射面積(レーダ断面積：RCS)き，また同時に着陸する複数の航空機を分離して表示可能

が航空機の姿勢と送受信機間の関係によって複雑に変化であることが明らかになっている。本方式によるバイスタ

する。レーダシステムの設計には RCS を正確に見積もる

ティックレーダの検証が進んだことから，マルチスタティ必要があるが，これらの解析には多くの課題があり，それックレーダを検討するため，複数の地点で遅延プロファイ

らの解決のため昨年度より大学との共同研究を開始した。

ル測定を使った散乱源推定の検討を開始した。図 2 は千葉

本年度は，数値解析と測定の両面からアプローチするべく，県で実施した 2 局構成の実験システムによる実験結果を示

スケールモデルを用いた RCS 測定方法の検討を実施したす。図に示すように 2 か所の観測点で得られた同時刻の遅（図 3）。当所の電波無響室で実施した単純形状の RCS 測ー92ー

定を通して，測定方法ならびに構築した数値解析との比較

Method for Passive Airport Surveillance Radar,” Proc. onについての課題を明らかにした。

ISAP 2014. December 2014.
(8)

大津山卓哉，本田純一．
“マルチスタティックレーダ
による航空機監視の可能性，”電子情報通信学会技術報告．2015 年 1 月．

(9)

本田純一，大津山卓哉．
“地上ディジタル放送波による航空機測位の一検討，”映像情報メディア学会技術報告．2015 年 1 月．

(10) 塩見格一．“受動型レーダの開発の経緯と展望，”航図 3：バイスタティック RCS 測定

空環境研究，2015 年 3 月．
(11) J. Honda, T. Otsuyama. “Preliminary Experimental Result

４．まとめ

of Aircraft Positioning by Using ISDB-T Delay Signal,”

今後，仙台空港内に設置した実験システムを使用して，Proc. of IEEE AP-S/URSI, July 2015.

飛行実験や現行 PSR との比較等により光ファイバ接続型
パッシブレーダの性能評価を継続して行う。また，複数の(12) T. Otsuyama, Y. Hamanaka, J. Honda, K. Shiomi, M.

受信機による信号分離手法の実装や捕捉性能の向上につMinorikawa.

“Performance

いての検証も引き続き行う。さらに，本研究で構築したシ

Secondary

ステムを基に，リアルタイム処理システムへと発展させる。

Surveillance,” Proc. The 12th European Radar Conference,

Surveillance

Evaluation

Radar

for

of

Passive

Small

Aircraft

Sep. 2015.

光ファイバ接続型パッシブレーダや地上ディジタル放送波等の複数の無線周波数を使ったパッシブレーダでは，(13) T. Otsuyama, J. Honda. “A Study of Passive Aircraft

捕捉性能の向上やブラインドエリアの解消が期待される。

Surveillance Using Signal Delay Profile,” Proc. on

本研究の成果が，既存のレーダより安価で且つ測位精度やISAP2015, Nov. 2015.

更新頻度が向上した高性能レーダシステムの構築検討に(14) 本田純一，大津山卓哉．“ISDB-T パッシブ測位における固定物体抑圧の実験結果，”映像情報メディア

資すると期待される。

学会技術報告．2016 年 1 月．
(15) J. Honda, T. Otsuyama. “Aircraft Surveillance System

掲載文献等
(1)
(2)

K. Shiomi, H. Miyazaki. “Status Update on ENRI

using Signal Delay of Digital Terrestrial Television

MSPSR Development,” ICAO/ASP/WG, April 2014.

Broadcasting,” ICAO SP-TSG/2 WP, April 2016.

J. Honda, T. Otsuyama. “Rapid Computation Algorithm(16) J. Honda, T. Otsuyama. “Position Estimation of Obstacles

for Radio Propagation Characteristics on Airport Surface,”and Aircraft by Using ISDB-T Signal Delay,” Proc. of theProc. of the 8th Intr. Conf. on Complex Intelligent and30th IEEE-AINA, Mar. 2016.
(17) J. Honda, T. Otsuyama. “Feasibility Study on Aircraft

Software Intensive System, July 2014.
(3)
(4)

(5)

K. Shiomi, S. Aoyama. “Development of Passive

Positioning by Using ISDB-T Signal Delay,” IEEE AWPL.

Surveillance Radar,” ICAS2014, September 2014.

Mar. 2016.

J. Honda, T. Otsuyama. “Experimental result of aircraft(18) J. Honda, T. Otsuyama. “Experimental Study of Aircraft

positioning based on passive primary surveillance radar,”Positioning by DTTB Signal Delay,” Proc. Int. Sym. on

Proc. Inter. Sym. on Enhanced Surveillance of Aircraft

Enhanced Solutions for Aircraft and Vehicle Surveillance

and Vehicles (ESAV 2014), September 2014.

Applications (ESAVS). 5-1, Berlin, Germany, April 2016.

塩見格一，青山秀次．
“受動型レーダーの開発の現状(19) J. Honda, T. Otsuyama. “Status Update on MSPSR
Development,” ICAO SP-ASWG/3, SP-ASWG3-WP/14,と展望，”日本航海学会，2014 年 10 月．
(6)

(7)

K.

Shiomi,S.

Aoyama,

A.

Noda,

Y.

London, the United Kingdom, April 2016.

Matsui.

“Development and Functional Evaluation of Passive(20) J. Honda, T. Otsuyama. “Status Update on MSPSR

Surveillance Rader System,” Proc. of ICSANE 2014,

Development,” ICAO SP-ASWG TSG, ASWG TSG

October 2014.

WP03-18, Paris, France, June/July 2016.

T. Otsuyama, J. Honda. “A Study of Direction Finding(21) 大津山卓哉，本田純一.“光ファイバ接続型パッシブー93ーレ ー ダ に よ る 航 空 機 検 出 ，” 信 学 技 報 .July 2016,“Relationship between Receiving Antenna Pattern andvol.116, no.143, SANE2016-23, pp.11-13.

Aircraft Position using DTTB Signal Delays,” Proc. 2017(22) T. Otsuyama, J. Honda. “Study of Passive AircraftIEEE Conf. Antenna Measurements & Applications (IEEE

Surveillance Radar using DTTB Signal Delay,” Proc. theCAMA), TD1.1, pp.164-166, Ibaraki, Japan, Dec. 2017.

2016 Int’l Conf. on Electromagnetics in Advanced(34) M. Watanabe, J. Honda, T. Otsuyama. “Passive Aircraft

Applications (ICEAA), pp.869-871, Cairns, Australia, Sep.

Surveillance by Two Optical-Fiber-Connected Passive

2016.

Radars,” 信 学 技 報 ． Nov. 2017, vol.117, no.321,(23) J. Honda, T. Otsuyama. “Preliminary Experimental Result

SANE2017-69,

pp.33-37.

of Optical Fiber Connected Passive Primary Surveillance(35) J. Honda, M. Watanabe T. Otsuyama. “Optical Fiber

Radar,” Proc. Int’l Symp. on Antennas and Propagation

Connected Passive Primary Surveillance Radar using Two(ISAP), POS2-71, Okinawa, Japan, Oct. 2016.

Receiver Units,” Proc. Int. Symp. On Antennas and(24) J. Honda, T. Otsuyama. “Status Update on MSPSR

Propagation, 3C3-1383, Phuket, Thailand, Oct.-Nov.

Development,” ICAO SP-ASWG/4, SP2-ASWG4-WP/18,
Montreal, Canada, Oct. 2016.

(Presented by T.

2017.
(36) T. Otsuyama, J. Honda. “A Study of Aircraft Detection

Otsuyama)

Using DTTB Signal Delay Profile,” Proc. the 2017 11th
European Conf. on Antennas and Propagation, pp.276-277,(25) T. Otsuyama, J. Honda, “A Study of Aircraft Detection by

Paris, France, March 2017.

Passive Radar System,” 信学技報. Nov.2016, vol.116,
no.319, SANE2016-55, pp.21-24.

(37) 本田純一, 大津山卓哉，渡邊優人，牧田芳男.“2 つ(26) J. Honda, T. Otsuyama. “Feasibility Study on Aircraftの受信機から構成された DTTB 遅延信号を用いた航Positioning by ISDB-T Signal Delay,” IEEE Antenna and

空機監視システム，”映情学技報．Jan. 2018, vol.42,

Wireless Propagation Letters, Vol.15, pp.1787-1790, DOI

no.1, BCT2018-20, pp.77-80.

10.1109/LAWP, 2016.

(38) 大津山卓哉, 本田純一, 渡邊優人.“光ファイバ無(27) 本田純一，大津山卓哉．“地上ディジタル放送波を線を用いた受動型一次監視レーダの開発，”信学技Sep.2017, PEM2017-6, pp.7-10.

報.

応用した航空機監視システム，”映情学技報．Jan.

(39) 渡邊優人，本田純一，大津山卓哉.“光ファイバ接続

2017，vol.41，no.1，BCT2017-21，pp.81-84．
(28) J. Honda, T. Otsuyama. “Coverage Area of Passive型パッシブレーダにおけるクラッタ抑圧に関する実Bistatic Radar Using DTTB Signal Delays,” Proc. 2017

験的検討，”2017 ソ大講演論文集．Sep. 2017, B-2-14，

IEEE Int’l Conf. on Computational Electromagnetics

p.175.

(ICCEM), pp.362-364, Kumamoto, Japan, March 2017.

(40) 本田純一，渡邊優人，大津山卓哉．
“光ファイバ接続(29) J. Honda, T. Otsuyama. “Introduction of Optical Fiber
Connected Passive Primary Surveillance Radar,” ICAO
SP-ASWG/5, SP-ASWG5-WP/30, Tokyo, Japan, March
2017.
(30) J. Honda, T. Otsuyama. “Optical-fiber-connected passive
primary surveillance radar for aeronautical surveillance,”
IEICE Communications Express.Dec.2017, vol.7, no.3,
pp.65-70.
(31) J. Honda, H. Miyazaki, T. Otsuyama. “Status Update on
ENRI

MSPSR

Development,”

SP-ASWG6-WP-28,

Montreal, Oct. 2017.
(32) J. Honda, T. Otsuyama. “Status Update on Optical Fiber
Connected

Passive

Primary

Surveillance

Radar,”

SP-ASWG6-WP-29, Montreal, Oct. 2017.
(33) J. Honda, M. Watanabe, T. Makita, T. Otsuyama.

ー94ー

型一次レーダによる航空機監視手法，”信学技報．
Aug. 2017, vol.117, no.182, SANE2017-37, pp.49-53.

SWIM のコンセプトによるグローバルな情報共有基盤の構築と評価【重点研究】
担当領域

監視通信領域

担 当 者○呂 暁東，古賀 禎，住谷 泰人

研究期間

平成 28 年度～平成 32 年度の改訂が予定されている。一方，改訂により，隣接FIR間

1.

はじめに

での管制機関間での連携，関係者に与える影響，並びに近年，国際民間航空機関（ICAO）では， SWIM（System
Wide Information Management）という次世代の情報共有基

新旧システム混在への対応などが懸案事項としてあがっており，事前検証が必要となっている。

盤の概念を提案，推進している。SWIMの導入により，運平成29年度は,米国連邦航空局（FAA）と共同でFF-ICE

航に係る多種多様な情報を，様々なユーザで提供・利用・の検証実験（FF-ICE/1検証実験と空地統合SWIM検証実管理が可能となる。CARATSでも，情報共有基盤の導入

験）を実施した。電子航法研究所は，航空局の支援の元，は重要なミッションとしてあげられている。

参画し，日本側の実験システムを開発して，新たな運用

しかし，SWIMに求められる効率性，信頼性，安全性

方 式 の 検 討 や 標 準 情 報 交 換 モ デ ル の 改 善 を 行 った 。

及び環境は国や地域よって異なる。例えば，各SWIMシス

FF-ICE/1検証実験は平成29年8月，空地統合SWIM検証実

テムの構造，ネットワークインフラ，メッセージングイ

験はFF-ICE/2の基本試験であり，平成30年3月に実施されンフラなどが，各地域によって異なる。このため，異種た。両実験とも，米国フロリダにあるFAAの試験施設とSWIMシステム間を連携する技術が必要とされている。

我が国を含む参加各国の実験システムとを接続し，検証実験が実施された。

2.

研究概要

（１）FF-ICE/1検証実験

本研究では，運用面や技術面での課題を明らかにした

本実験では，主としてネットワークインフラ検証とサ上で，異なるSWIMシステム間でシームレスな情報交換とービス検証を行った。ネットワークインフラ検証では，異種サービス連携を実現する技術を提案する。さらに，

SWIMによるFF-ICE運用環境で重要な役割を果たすメッ

SWIMの情報共有テストベッドを構築し，提案技術を評価

セージングインフラや標準情報交換モデルなどの検証をする。これにより，将来の航空交通管理の運用における行った。また，日本電気株式会社と共同開発したクラウ

情報共有と協調的意思決定を支援する技術の開発を目指

ドサービスに基づいたSSL VPN（Secure Sockets Layer

す。本年度は5カ年計画の2年目であり，主に以下の研究

Virtual Private Network）を検証した。異なるユーザの運用開発を行った。

環境に対して柔軟な接続サービスを提供することが可能

・

・

3.

SWIMに基づいた新たな運用方式を導入するため，となり，現状よりも情報セキュリティを向上させながら国際検証実験の実施

多くの利用者（ステークホルダー）と情報共有できるこ

SWIMによる空地情報共有システムアーキテクチとを確認した。サービス検証では，FF-ICE運用方式の導ャと情報交換技術の提案

入に向けて，FAAとの連携により，必要なSWIMサービス，
FF-ICE飛行計画の作成ルール，離陸前ATMサービス提供

研究成果

者と空域ユーザ間の運用プロセス，飛行計画に関するメ

3.1 国際検証実験

ッセージの処理手順などの実環境下での運用シナリオを

現在，ICAOでは，様々な情報を利用して運航効率を向検討し，その機能を検証した（図1）。これらの検証結果

上するFF-ICE運用方式（Flight and Flow - Information for a

は，ICAOにおけるFF-ICE/1 Implementation Guidanceの作

Collaborative Environment）の検討が進められている。

成に貢献し，航空運航サービスの発展に寄与する。

FF-ICEは，離陸前の段階（Pre-Departure Phase，FF-ICE/1）（２）空地統合SWIM検証実験と離陸後の段階（Post-Departure Phase，FF-ICE/2）に分け

本実験では，離陸後の飛行機と地上SWIMの間で情報ら れ る 。 ICAO で は ， 2020 年 以 後 適 用 可 能 な 国 か らを共有するため，空地情報交換の基本機能や性能を検討

FF-ICE/1を導入することを目指しており，関連する規定

し，模擬システムにより検証実験を行った。AAtS（Aircraft

ー95ー

図1

図3

空域ユーザ用Simulatorによる離陸前の情報共有

空地情報統合システムアーキテクチャ

図4
図2

AeroMACSによる地上走行実験

パイロット用情報端末Simulatorによる離陸後の情報共有な判断が求められている。
本研究では，サービス指向型空地情報統合システムア

Access to SWIM）による空地情報交換を実現するため，

ーキテクチャと情報交換技術を提案した。また，提案技

航空機ごとの関連情報を管理・提供できるデータ管理サ術の有効性を確認するため，広域メッセージングサービービス（DMS: Data Management Service）と機上から地上ス（EMS: Enterprise Messaging Service）の概念に基づいてのDMSにアクセスできるパイロット用情報端末Simulator

空地データレイヤを構築した（図3）。これにより，デーを開発した。これにより，各航空機がセキュアな通信方

タリンク機能のサービス化，航空機ごとの高精度な情報

式により，様々な情報の中から，自分に関係する情報の制御が容易に実現できる。平成29年度は，空港面通信シみ受信できることを検証した（図2）。今後，軌道ベース

ステム・AeroMACSを空地通信媒体として地上走行実験

運航（TBO: Trajectory Based Operation）を実現する際に，を実施し，AeroMACSを用いたAAtSの有効性を確認した

高精度な情報制御を提供することが可能となる。

（図4）。

3.2 空地情報共有
SWIMの導入により，地上システム間だけではなく，空地間で様々な情報を共有することが可能となる。これ
らの情報共有により，より高精度かつ高安全な運航が可能となる。
一方，機上と地上システム間でシームレスな情報交換を実現するため，異なる通信環境や情報種類に対して，適切な通信方式やサービス品質やセキュリティの自律的4.

まとめ
本研究では，運航に係る多種多様な情報が異なるシス

テム間で共有できる相互運用性の向上を目的としており，
このためにはSWIMによるシステム間でシームレスな情
報交換とサービス連携を実現する技術が必要となる。本
年度は，新たな運用方式であるFF-ICEの導入に向けて，FAAとの連携により，検証実験を実施し，運用上の基本
機能や技術面の性能要件を明らかにした。また，この実ー96ー験システムに基づいて，空地統合SWIMアーキテクチャと(5) 呂暁東.“FF-ICE/1検証実験の報告，”CARATS第28回情報管理検討WG，2017年9月．

情報交換技術を提案した。次年度は，アジア太平洋地域
におけるICAO SWIM Task Forceにおいて，今までの研究(6) X.D. Lu, T. Koga. “SWIM Concept-Oriented Information

成果を生かして，当該地域に適用できるSWIMアーキテク

Integration for Air Traffic Surveillance,” IEEE Proc. of

チャを提案する予定である。

GCCE2017, Nagoya, Japan, Oct. 2017.
(7) X.D. Lu, T. Koga, Y. Sumiya. “Coordinated Validation

掲載文献

for SWIM Concept-Oriented Operation to Achieve(1) X.D. Lu. “International and Regional Coordination forInteroperability,” EIWAC 2017, Tokyo, Japan, Nov.

FF-ICE/1 Validation,” ICAO APAC SWIM TF/1,
Bangkok, Thailand, May 2017.

2017.
(8) T. Nakada, X.D. Lu. “R&D Challenges Toward
Integrated ATM Information Management,” GANIS 2017,(2) 呂暁東，古賀禎，住谷泰人，塩見格一．“SWIMのコ

Montreal, Canada, Dec. 2017.

ンセプトによる監視情報ドメイン構築に関する検(9)討，”電子航法研究所研究発表会，2017年6月.
(3) 呂暁東.“FF-ICE/1検証実験の進捗状況，”CARATS
第27回情報管理検討WG，2017年7月.
(4) X.D. Lu. “IIH&V Validation #1 Lab Exercise - Reportfrom Japan,” IIH&V Validation #1 Lab Exercise,
NextGen Test Bed, USA, Aug. 2017.

ー97ー

呂暁東.“SWIMによる航空交通情報システムの研究開発について，”NEC出前講座，2017年12月.

空地通信技術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○住谷 泰人，米本 成人，森岡 和行，河村 暁子，呂 暁東，
金田 直樹，長縄 潤一，二ッ森 俊一

研究期間

平成28年度～平成31年度(4カ年)

実用化を推進するため，通信事業者と共同研究を実施し１．はじめに
近年，航空システムから取得した様々な情報を関係者ている。昨年度に引き続き，東京国際空港における共同間で共有し，より安全かつ効率的な運用改善が検討され研究はCARATS通信施策と関連しており，実際の大規模ている。また，航空交通量の増加やより綿密な航空機運

空港環境下におけるプロトタイプの性能確認と共に，そ航のニーズに伴い，特に航空機密度の高い空港周辺を中の利用技術及び利用可能性を検討するための基礎性能評

心に航空通信量の増加が懸念されている。これらに対応

価試験を実施した。試験結果は，通信事業者と共著で様するため，ICAO等は既存の航空通信システムと併用可能々な学会・講演会において公表されている。図1は，東京

な次世代の航空通信システムとして，汎用高速通信のモ

国際空港の国際線ターミナルに2基，同ターミナルを見渡

バイルWiMAX（IEEE 802.16e）技術に基づく航空専用標

せる国内線ターミナルに1基の計3局のAeroMACS基地局

準 規 格 AeroMACS （ Aeronautical

Airportと専用アンテナを配置し，地上車両にAeroMACS端末を

Communications System）の策定作業と研究開発，並びに搭載して走行の実証実験を行った結果，得られた通信速

次世代の航空通信システムに対応するIP(インターネッ

度の一例である。図中の青色は通信速度が速く，赤色はトプロトコル)基準のICAO文書改訂作業を行ってきた。

通信速度が遅いことを示しており，最大のダウンリンク

今後，これらのニーズや進捗する策定作業に対応する（グラフ中DL）速度は7Mbps以上，アップリンク（グラため，AeroMACS技術の適用範囲拡大の可能性を検討すフ中UL）速度は最大3Mbps以上であることがわかる。今る必要がある。また，AeroMACSに代表される次世代空回の実験より，空港建物に近いボーディングブリッジ直地通信システムの利用技術を開発し，監視や航法など他下に通信し難いスポットが何箇所かあることを確認できのシステムから得た情報を共有できる航空用高速通信ネており，この対策を今後検討する予定である。

Mobileまた，電子航法研究所（以下、当所とする）内のSWIM

ットワークのプロトタイプを構築した上で，航空機や車研究と連携したアプリケーションの評価・実証にも着手

両等と連接実験し，性能評価する必要がある。

した。図2は実験室内の環境下において弊所のAeroMACS
プロトタイプと実験用SWIMシステムを配置，連接し，２．研究の概要
本研究では，既存のAeroMACSプロトタイプを活用しSWIM情報（飛行情報交換メッセージ）との通信実験にて，航空機，車両，地上間で連接可能な航空用高速通信

成功した一例である。図の右側がAeroMACS端末であり，

ネットワークのプロトタイプを構築する。また，当所内に配置したAeroMACS基地局経由でSWIM情報を

AeroMACS利用技術の開発やAeroMACS技術の適用範囲
拡大の可能性について性能評価する。本年度は4ヵ年計画の2年目であり，以下の内容を中心に実施した。
・

AeroMACS利用技術の開発，性能評価

・

空地通信技術の適用範囲拡大システム開発

・

AeroMACS等航空通信システムの規格策定活動

３．研究成果3.1

図1

AeroMACS利用技術の開発，性能評価

東京国際空港における通信事業者との共同実証実験の性能評価例

AeroMACS利用技術の開発及び性能評価にあたっては，

ー98ー

と実証に着手した。また，実用化を推進するため，通信事業者との共同研究として，これまでに実施してきた東京国際空港における実環境下での性能評価試験結果に関し，国内外で公表した。さらに，上空を含む航空機上におけるAeroMACS技術の利用をめざした空地通信技術の適用範囲拡大に関するシステム開発を行った。

掲載文献(1) 住谷泰人.“航空用無線通信システムの現状,”電AeroMACS
端末

子情報通信学会技術報告．2017年4月．
(2) Y. Ouchi, et.al. “AeroMACS Field Trial at HANEDA

図2

AeroMACSプロトタイプと実験用SWIMシステムの連

Airport,” 2017 Integrated Communications, Navigations

接によるSWIM情報の表示例

and Surveillance (ICNS) Conference, Virginia, USA,

（PC画面表示：飛行情報交換メッセージ）

April 2017.

取得している。端末と接続した左側のPC画面にはSWIM(3) S. Hanatani, et.al. “AeroMACS Field Trial at Haneda

実験システムから提供しているリアルタイムの飛行に関Airport for Next Generation Mobile IP-data Network,”

する情報を取得，表示できていることを確認した。

ICAO CP WGI, Montreal, CANADA, May 2017.
(4) 森岡和行他．“実験用航空機とAeroMACSプロトタ

3.2

イプシステムを用いた高速移動時における基本通信

空地通信技術の適用範囲拡大システム開発

性能評価,”電子情報通信学会技術報告, 2017年7月．

新たな適用範囲拡大として，上空を含む航空機上におけるAeroMACS技術の利用をめざし，通信距離を延長す(5) Y. Ouchi, et.al. “AeroMACS Field Trial at Haneda

るための指向アンテナを含むシステム開発を行った。こAirport,” データリンクフォーラム東京，2017年7月．

れと並行して，飛行中の航空機においてAeroMACSを利(6) J. Naganawa, et.al. “Antenna Configuration Mitigating

用した性能評価を行うための実験試験局免許取得に向け

Ground Reflection Fading on Airport Surface for

た調整を行った。平成30年度には実験試験局免許が発行

AeroMACS,”

IEEEされ，その後，性能評価を行う予定である。

Measurements&

Conference

Applications,on

Antenna

Tsukuba,JAPAN,

December 2017.

さらに，LTE商用通信技術を実験用のVHF帯周波数に適用して飛行中に利用した場合の性能評価を，実験用航(7) T. Yada, et.al. “Field Trials for Air-to-Ground Direct

空機「よつば」を用いて，通信事業者との共同研究で行Communication Using LTE on VHF Band,” IEEEった。これにより，上空における一般商用向け通信性能

Conference on Antenna Measurements & Applications,の基礎技術資料を取得できた。この結果は学会等においTsukuba, JAPAN, December 2017.
(8) K. Morioka, et.al. “5GHz Ground-to-Air Communicationて，通信事業者と共著で報告した。

Link
3.3

by

AeroMACS

Scenarios,”

AeroMACS等航空通信システムの規格策定活動

IEEE

Asia

in

High-speed
Pacific

Movement

Conferenceon

AeroMACS等の航空通信システムの国際標準規格策定

Communications, Perth, AUSTRALIA, December 2017.

会議であるICAO CP（通信パネル）やFSMP（周波数管理(9) N. Yonemoto, et.al. “Mitigation Criteria of AeroMACSパネル）の技術作業部会に参画し，実験解析結果を報告

against the interference signal level from the various

した。また，様々な航空通信システムについての技術及

radio system using co- or adjacent channel in 5GHz

び運用上の課題や現状について議論や調査を行った。

band,” ICAO FSMP WG, Mexico City, MEXICO,
February 2018.
(10) 森岡和行他. “プログラマブルSoCと広帯域トラン

４．おわりに
平成29年度は，AeroMACS利用技術の開発と性能評価

シーバを用いた再構成可能な統合型航空通信端末にを中心に，SWIM研究と連接したアプリケーション評価

関する一検討,”電子情報通信学会2018年総合大会，
2018年3月．

ー99ー監視システムの信号環境と将来予測に関する研究

1.

担当領域

監視通信領域

担 当 者○大津山 卓哉，本田 純一

研究期間

平成 26 年度～平成 29 年度

はじめに【指定研究】

信号環境に大きな影響を与える将来の運航方式やトラン

現在の航空機監視システムは，周波数帯域を共有するた

スポンダについて調査を行った。RTCA の 2 つの委員会でめにランダムアクセス方式のパルス通信を使っている。ラはともに 2020 年に新しい MOPS を出版することを目標に

ンダムアクセス方式のシステム性能は帯域内信号量に依しており，どちらも監視信号環境における効率的な使い方存している。そのため監視性能を正確に見積もるためには， について盛んに議論がされている。
帯域内の信号量を正しく評価することが重要となる。一方，

さらに，ICAO においても性能要件に基づく監視システ

現在の信号量や運用環境から将来の信号環境を予測する

ムのあり方について専門のサブグループが設置され，それことによって新規に導入される監視システムの性能も推に参加し性能要件ベースの監視システムに関するマニュ

定可能となる。これらの信号量測定・信号量推定について

アル作成に加わった。また，これまで当所が深くかかわっ

は ICAO 監視パネル等でも注目されている。

てきた ICAO の機上監視マニュアルの改訂作業が開始され，本研究では航空機監視システムに使用される帯域の地上および上空での信号量を測定し，その評価を行う。これ

IM（インターバルマネージメント）等に関するマニュアル案を提案し，改訂原稿案として多く採用されている。

によって交通量の変化による信号量変化が得られ，また，新たに導入された監視システムの信号環境の観点からの3.2.

実験による信号環境取得・評価

信号量を推定するための手段として，（１）対象とする

性能評価が可能となる。

帯域内に含まれる信号の種類とそれぞれの信号毎の発生2.

数を求める方法，（２）発生した信号の種類とは無関係に研究の概要
本研究は 4 カ年計画であり，最終年度である平成 29 年

ある単位時間内に任意の信号強度レベルを超える占有時度は次のことを行った。

間を求める方法の 2 通りが考えられる。どちらにもそれぞ①

監視システム動向調査

れ長所，短所があり，希望する測定対象によって必要な手②

実験による信号環境取得・評価法をとる必要がある。実験用航空機に搭載した信号環境記③

信号環境測定装置

録装置はどちらの解析も可能であるため，これまでの飛行

評価・検証

実験に引き続き，国内のほぼすべての空域を飛行するルー
3.

研究成果

トを検討し，多くのデータを取得した。これらの飛行経路

平成 29 年度はこれまでに ICAO の監視パネル等に提出は毎年，同じシーズンに同じ経路を飛行できるように調整された，1030/1090MHz 信号環境関係の文献を調査するとをしているため，信号環境の変化が把握できる。今年度はともに，これまでに電子航法研究所（以下、当所とする）

実験用航空機の不具合等により十分なデータを取得するで行ってきた実験データ等の整理を行った。これらの調査ことが困難であったため，データ取得と並行してこれまでと既存の信号環境測定装置等の調整・改良や新たな手法のに取得したデータを使用し，前述の信号発生数と占有時間検討を行い，実験結果に基づく信号環境の現状を ICAO 監との関係等の検討を行った。信号発生数は受信した信号を視パネルに報告した。

デコードできた場合にのみカウントされる。そのため信号量が十分多いエリアにおいては，計数されないメッセージ

3.1.

監視システム動向調査が増えることとなる。図１に示すように，東京周辺など信

ICAO 監視パネル等に提出された信号環境，トランスポ

号量の多いエリアでは直接求めた信号占有率と信号数かンダ関係の文献調査を行うとともに，RTCA と EUROCAEら求めた占有率では大きな差が見られる。この結果は，トの合同監視委員会(Combined Surveillance Committee)や機ランスポンダの信号環境を検討する時に，これまで行われ

上監視 MOPS の作成を行っている SC186WG4 に出席し，てきたトランスポンダの動作状況だけを考えるだけではー100ー不十分であり，検討帯域内の信号環境を測定する必要があることを示している。

図 2:

ATCRBS（青線）とモード S（赤線）の信号数の推移
図 1: 直接求めた信号占有率（黄線）と信号数より求めた占有率（赤線）の時間変化
3.3.

信号環境測定装置

評価・検証

信号環境は直接的に測定されるのではなく，一度帯域内の全てを記録し，その記録信号を再生する方法を用いている。また，取得したデータは，計算処理による統計解析や既存受信機をつかった統計処理のほかに，機上トランスポ
ンダや地上受信機と同等の動作をする受信機によって環境測定できる。このような測定に加えて MLAT(マルチラテレーション)を活用した信号環境測定手法を提案した。

図 3:

空港面の信号環境を推定のため，仙台空港に設置した号（青線）に占める歪信号（赤線）の割合

ターミナルビル付近における ATCRBS の全受信信

OCTPASS(光ファイバ接続型受動監視システム)の出力を使用した。OCTPASS は，複数の受信局で得られた信号を，

4.

まとめ

全て中央処理装置に集めて信号処理を行う。そのため，同本年度は信号環境測定装置の開発および実際に計測し時刻に各センサーがどのような受信状態であったか把握た結果を過去の測定データと比較して，信号測定手法の有する事が可能であり，マルチパス等の信号干渉に強い

効性を確認した。現在行っている測定手法は，信号占有量

MLAT システムとなっている。この特徴を利用することで，と信号毎の発生数との間の関係を求め検証する必要があ

空港全体として受信される信号量を把握し，また各受信局

るものの，得られた結果は地上のレーダサイト数や付近ののデータを比較することによって，空港面のマルチパス等

航空機数から推測される結果と比較して妥当であると考が起因した信号歪の発生状況を把握できるようになった。

えられる。測定結果の精度を上げるために，今後推定方法

図 2 及び図 3 にこれらの信号処理結果を示す。解析の結果，や計測方法についてより詳細な検討が必要である。

ATCRBS(モード A/C)はモード S の信号数の 30 倍程度となっていることが判明した。また，仙台空港のターミナル付
近においてはマルチパス等による信号歪が確認でき，受信

掲載文献等
(1)

S. Ozeki. Amendments to 3.4.2.8.c) on draft Doc. 9994,
ICAO ASTAF, April 2014.

された信号の約 30%については何かしらの干渉を受けていることが分かった。今後はマルチパス等の干渉が原因で(2)

S. Ozeki. draft Doc. 9994, ICAO ASTAF発生したと考えられる波形をそれぞれ区分・判別すること(3)

T. Otsuyama, S. Ozeki, “A Study of Evaluation Method

により，1090MHz 帯の信号受信状況を明らかにし，当該for Aeronautical L-band Signal Environment during

周波数帯を用いた監視システムの検出率等の性能要件のFlight算出に繋げたいと考えている。

Gothenburg, Sweden, September 2014.
(4)

Experiments”,

Proc.

EMC

Europe2014,

T. Otsuyama, H. Miyazaki, J. Honda, S. Ozeki. “Reporton Preliminary Analysis of 1030/1090 RF Measurementー101ーin Japan,” ICAO SP-ASWG/1, Apr. 2015.
(5)

(6)

(18) T. Otsuyama, J. Honda. “A Study of Signal Environment

T. Otsuyama, J. Kitaori, S. Ozeki. “Evaluation of New

for 1030/1090MHz Aircraft Surveillance Frequency

Radio Equipment using SDR,” LINK16-MNWG, May

during flight experiments,” The 39th Progress In

2015.

Electromagnetics Research Symposium, Nov. 2017.

T. Otsuyama, H. Miyazaki, J. Naganawa. “Updates on
Preliminary Analysis of 1030/1090 RF Measurement in

システムの信号環境と測定，”航空振興財団

Japan report in SP1-ASWG1-WP/31,” ICAO SP-TSG,

制システム小委員会，2018 年 2 月．

July 2015.
(7)(19) 大津山卓哉，本田純一，長縄潤一，宮崎裕己.“監視(20) J. Honda, Y. Kakubari, T. Otsuyama. “Estimation of 1090

T. Otsuyama, H. Miyazaki, J. Naganawa. “Updates on

MHz Signal Environment on Airport Surface by using

Preliminary Analysis of 1030/1090 RF Measurement inMultilateration

Japan

Electromagnetics Society, March 2018.

reportedin

SP1-ASWG1-WP/31,”

ICAO

SP-ASWG/2, Oct. 2015.
(8)

大津山卓哉，長縄潤一，宮崎裕己.“飛行実験による監視信号環境の測定，”電子情報通信学会 宇宙・航行エレクトロニクス研究会，2016 年 1 月．

(9)

航空管

大津山卓哉，長縄潤一，本田純一，宮崎裕己.“航空機監視信号環境に関する一検討，”電子情報通信学会 2016 総合大会．2016 年 3 月.

(10) T. Otsuyama, J. Honda. “Preliminary Analysis Results of
Airport Surface 1030/1090 MHz Signal Environment,”
ICAO SP-ASWG TSG, June 2016.
(11) 本田純一，角張泰之，大津山卓哉.“空港面の 1090MHz
信号量の測定結果，” 電子情報通信学会 2016 ソサイ
エティ大会，2016 年 9 月.
(12) T. Otsuyama, J. Honda. “Preliminary Analysis Results of
Airport Surface 1030/1090 MHz Signal Environment,”
ICAO SP-ASWG/4, Oct. 2016.
(13) 本 田 純 一 ， 角 張 泰 之 ， 大 津 山 卓 哉 ．“ 空 港 面 の1090MHz 信号量及び信号占有率について，” 電子情報通信学会 2017 総合大会，2017 年 3 月.
(14) 大津山卓哉．
“ICAO, RTCA/EUROCAE における IM
検討状況，”CARATS ATM 検討 WG H29 第 1 回監視
アドホック 2 会合，2017 年 6 月．
(15) 本田純一，角張泰之，大津山卓哉.“マルチラテレー
ションシステムを利用した 1090MHz 帯信号環境の評価手法，”電子情報通信学会

宇宙・航行エレクト

ロニクス研究会，2017 年 7 月．
(16) 大津山卓哉，本田純一.“航空機監視信号の飛行実験による測定結果，”電子情報通信学会 宇宙・航行エレクトロニクス研究会，2017 年 8 月．
(17) T. Otsuyama, J. Naganawa, J. Honda, H. Miyazaki. “AnAnalysis of Signal Environment on 1030/1090MHz
AeronauticalL-bandSystems,”

2017

International

Symposium on Antennas and Propagation, Oct 2017.

ー102ー

System,”AppliedComputational

空港面と近傍空域のシームレスな全機監視方式の研究【指定研究】

担当領域

監視通信領域

担 当 者○角張 泰之，古賀 禎，宮崎 裕己，松永 圭左，本田 純一，田嶋 裕久

研究期間

平成 27 年度～平成 30 年度

１． はじめに「信号処理部」と，送信電波を生成する「変調部」とが，空港面交通の安全性及び運航効率の向上に資する空港

クロックを共有することができる。OCTPASS の場合，送面監視システムである「マルチラテレーション（MLAT）」

信局の設置位置と受信局の設置位置が異なるが，上記のクについて，電子航法研究所は，従前の MLAT の課題であっロックの共有により，質問信号の送信から応答信号の受信た空港内エプロン近傍等におけるマルチパス信号干渉のまでの時間を極めて正確に計測することが可能である。

改善と整備・維持管理コストの低廉化を図るべく「光ファこのような時間計測によるレンジング(測距)を行うと，イバ接続型受動監視システム（OCTPASS）」の提案・開発

送信局・受信局と航空機との間に楕円を作図でき，これらを行ってきた。本研究ではこれを元に，空港面から近傍空を複数描くことにより，交点部分に航空機位置を算出する

域までを一元的にカバーするモード A/C 機対応監視シスことができる(図 2)。レンジングによる楕円測位を行うと，テムの実現を図る。

空港内に設置された複数の受信局に囲まれた内側に限らず，その外側においても航空機位置の算出が安定する。空港周辺を対象とした監視覆域の広域化により，空港面から

２． シームレスな全機監視
MLAT は，通常，航空機のモード S トランスポンダから

空港周辺までのシームレスな監視が可能となる。特に送信される電波（モード S スキッタ信号やモード S 応答信OCTPASS の場合，受信局の設置箇所は空港内を基本とす号）を利用して測位を行う受動監視システムであり，原理ることから，設置に係る制約等を受けにくく，整備・維持

上は，航空機への質問送信を必要としない。しかしながら，の低コスト化が期待できる。

実運用を視野に入れた場合，周辺を飛行する航空機のビー

一方，空港周辺を飛行する航空機には，未だモード S ト

コンコード情報や気圧高度情報の取得を行う能動的な質

ランスポンダを装備していないもの(以下，「モード A/C 機」

問信号の送出が不可欠であり，システムの構成要素としてと称する)も存在するため，空港用監視システムとしては

送信処理部が必要である。

モード A/C 機への対応が不可欠である。

開発を進めてきた OCTPASS もまた，送信処理部を備え，マルチラテレーションをモード A/C 機対応とするため

航空機のトランスポンダに向けた質問送信が可能である。

には，送信機及び受信機の両者をモード A/C 信号に対応さ装置の構成を図 1 に示す。OCTPASS 送信処理部は，機器せなくてはならない。モード A/C 信号の受信は，モード S

室内に設置する「変調部」と空港内の送信サイトに設置すの信号形式に比べて複雑ではないが，それ故，信号数が輻る「送信ステーション」から構成され，両者の間は光ファ

輳する環境において，一般的には信号の検出や信号毎の識イバによる無線伝送技術（RoF）を使用しており，複雑な処理は全て機器室側の変調部で行っている。これにより，マルチラテレーション測位に必須である時刻測定を行う

図2
図1

送信局と受信局の位置が異なる場合のレンジング(測距)による楕円測位の原理

OCTPASS 装置の構成概要

ー103ー別が困難になる。また送信側におけるモード A/C 質問は，

５． 今後の見通し

モード S 質問のように航空機毎に個別に質問信号を送信

これまでに装置に実装した機能に加え，楕円測位に際しすることが出来ないため，一度の質問信号の送信に対して， て周囲の信号環境を悪化させない技術の実装を行う予定
周囲の航空機が一斉に応答を返す。このことも受信信号毎であり，これを用いて実環境において実験・評価を進め，の識別を困難にする一因となる。受信信号を RF レベルでモード A/C 機を対象とした空港周辺における監視性能を

直接光伝送する方式を採用した OCTPASS の場合，複数の引き続き確認する予定である。

受信局で得られる同一送信元の信号をグループ化する処理に優れており，このような状況でも比較的容易にモード
A/C 信号の識別が可能である。このため，空港用 WAM で

掲載文献等
(1)

角張，古賀.“航空機監視システムと光ファイバ無線

特に課題とされている，モード A ファミリービーコンコーの応用,”電子情報通信学会技術研究報告(光応用電磁ド(FBC)の送信元識別を比較的正確に実現可能であると考界計測研究会)． 2017 年 9 月．
(2)

えられる。

角張, 古賀, 本田, 松永, 宮崎. “光ファイバ無線

本研究ではこれを実現するモード A/C 機対応マルチラを用いた航空機監視システムの楕円測位実験,” 平

テレーションの開発・評価を中心に，空港面から近傍空域

成 29 年電気学会電子・情報・システム部門大会,までを一元的にカバーする監視システムの実現を図る。

GS7-4, 2017 年 9 月．
(3)

Y. Kakubari, Y. Kosuge, T. Koga. “ADS-B latency estimation technology for surveillance performance assess-

３． 本年度の研究の概要

ment,” ENRI International Workshop on ATM/CNS,OCTPASS 装置のモード A/C 信号対応化として，受信側

EN-A-60, 2017 年 11 月.

の信号処理部におけるモード A/C 応答信号の処理機能の追加，送信側の変調部におけるモード A/C 質問信号の生成(4)角張. “航空機監視システムとその高度化事例,”

機能の追加を前年度までに実施しており，本年度は主に送自動化技術(韓国誌)．2017 年 12 月, vol.33, sn.395,

信処理部において追加の無線局免許を取得し，仙台空港内

pp.65-70.

の評価環境を用いたモード A/C 機監視において，楕円測位(5)による評価を実施し，監視覆域の広域化の検証を行った。

角張. “Development of Enhanced MLAT Prototype in
Sendai Airport,” 第 2 回日・ベトナム航空セミナー,
2018 年 3 月．

４． 研究成果新たな機能追加の結果として得られた，仙台空港から南西方向に出発したある航空機におけるモード A およびモード S の楕円測位航跡を図 3 に示す。従来同一送信元の信号のグループ化が困難であったモード A/C 質問に対する応答の受信においても航空機毎に適切に識別し，楕円測位
航跡の計算が可能となっている。モード S による楕円測位
航跡と比較すると，ほぼ同等の性能で空港周辺の監視が可能であることが確認できた。

図3

南西方向への出発航空機のモード A およびモード S 楕円測位航跡ー104ー

ADS-B 方式高度維持性能監視の研究【指定研究】
担当領域

監視通信領域

担 当 者○松永 圭左，宮崎 裕己

研究期間

平成 27 年度～平成 29 年度
イド高または楕円体高）の判別の誤り，気象データ誤差，

１．はじめに
国際民間航空機関（ICAO）において，高度29,000からおよび高度情報の量子化誤差があることが判明した。特41,000フィートの空域にて，航空機の垂直方向の管制間に幾何高度の基準面判別および気象データは地域的な特隔を従来の2,000フィートから1,000フィートに短縮する性があるため，我が国においてADS-Bを用いた高度監視

短 縮 垂 直 間 隔 （ RVSM; Reduced Vertical Separationを実施するには，日本においてADS-B 方式高度監視シス

Minimum）方式が制定されており，日本の管制空域ではテムを導入した場合の性能評価を行う必要がある。

平成17年から運用が始まっている。RVSM運用の導入に

上記の調査結果を踏まえて，本研究では，試験システ

よる効果として，空域容量の増加，消費燃料・飛行時間

ムを整備し，誤差の評価および高度監視に必要なデータの節減，航空路交差点での高度変更クリアランスの減少の誤差分布特性に応じた対応策の導出，RVSM非適合機等がある。

を判定するツールの開発を行った。

RVSM運用を導入した場合は，地域監視機関（RMA;
Regional Monitoring Agency）が，担当する空域を飛行す

２．研究の概要

る航空機の高度維持性能の監視を含む継続的な安全性評

2.1

ADS-B方式HMSの処理概要

価を行うこととなっている。日本においては，地域監視

航空機から周期的に放送されるADS-Bデータには，航機関として国土交通省航空局（以下，航空局）が地上設

空機の緯度・経度，気圧高度，およびGNSS幾何高度等

置型高度監視装置（HMU; Height Monitoring Unit）を高松，が含まれている。

仙台，新潟の3箇所に整備し，高度維持性能監視を実施し図1に，気圧高度計の誤差（ASE; Altimetry System Error）ている。

算出処理説明図を示す。航空機の気圧高度は，ICAOの標

航空機の高度維持および航空管制は，気圧高度情報に

準大気モデルを用いて，気圧値に変換される。この気圧基づいているため，航空機の高度維持性能監視では気圧値を幾何高度に変換するために気象データを用いる。変

高度計の誤差を測定する必要がある。誤差の測定には，換された高度は，地球のジオイド面からの高度（ジオイ

別途計測された幾何高度を用いる。現在，航空局が整備

ド高；Geoid Height）である。これを，GNSSの座標系でしているHMUでは，航空機のレーダ応答装置からの信号使用されている回転楕円体からの高度（楕円体高；を地上に複数配置された受信局で受信し，各受信局間のEllipsoid Height）に変換するために，ジオイド高データ

受信時刻差から幾何高度を計測している（マルチラテレを用いる。

ーション方式）。一方，航空機からのADS-B（Automatic

上記の処理により得られた幾何高度値と，GNSS幾何

Dependent Surveillance - Broadcast；放送型自動位置情報伝送・監視機能）データに含まれるGNSS幾何高度情報を用いる高度監視（ADS-B方式）が，豪州等により開発・運用されている。ADS-B方式高度監視システム（HMS;Height Monitoring System）は，マルチラテレーション方
式に比べて広い空域を飛行する航空機のデータを収集でき，また整備・運用コストが低くなることが見込まれる。
上記の状況を踏まえ，電子航法研究所（以下、当所とする）において，平成26年度にADS-B方式HMSの誤差要
因調査を実施した。本調査の結果，主要な誤差要因とし
図 1. ASE 算出処理説明図て，高度維持性能監視に必要な幾何高度の基準面（ジオー105ーグループ毎の表示，および航空機グループ全体のASE値

高度値の差が，ASEとして算出される。
高度維持性能監視では，ICAOの基準にもとづき，ASEの分布と各機体のASE値結果から，RVSM非適合機の候が245フィートを超える航空機をRVSM非適合機として補を抽出する機能，および結果データファイルの出力お判定する。

よび描画機能を実装した。図2に，本ツールの出力画面を

なお， ADS-Bデータに含まれるGNSS幾何高度は，航示す。本ツールでは，運用中のツールと同様の内容の出

空機の装置により，ジオイドからの高度（HAG; Height

力に加え，RVSM非適合機候補抽出の自動化処理が可能

Above Geoid）と楕円体からの高度（HAE; Height Aboveである。

Ellipsoid）の2種類がある。各々の航空機がどちらを採用
４．まとめしているが、ADS-Bデータではわからないことが主要な誤差要因として考えられたため，これをHMSで判別する

本研究において，誤差評価ツールおよび高度維持性能必要がある。

監視ツールを開発した。収集データの解析結果から，主2.2

要な誤差要因の一つであるGNSS幾何高度の判別が困難

ADS-B方式HMS試験システム

ADS-B方式HMS（AHMS）の性能評価を行うため，平な機体があるという結果が出ているため，日本において成27年度から試験システムを整備した。当所の本所（調AHMSを導入するための判別手法の改善を行う必要があ布）および岩沼分室（岩沼），大阪航空局高松空港事務

り，AHMSを導入しているRMAが参加している国際会議

所の3箇所にADS-B受信システムを設置し，飛行しているにおいても議論を行い，継続した検討を実施している。

航空機からのADS-Bデータ収集ツール，誤差評価ツール
掲載文献

および高度維持性能監視ツールを開発した。

(1) 松永，宮崎.“ADS-B データを用いた航空機の高度維
持性能監視，”日本航空宇宙学会第 46 期年会講演会

３．研究成果講演集．2015 年 4 月，JSASS-2015-1025．

平成29年度は，誤差評価ツールの機能追加および高度維持性能監視ツールを開発した。誤差評価ツールの機能(2) 松永，宮崎.“ADS-B データを用いた航空機高度維持追加として，GNSS幾何高度のHAG/HAE判別を実装した。

性能監視の試験システム，”2016 年電子情報通信学

GNSS幾何高度基準を判別するため，各航空機のASEは概会総合大会講演論文集．2016 年 3 月，B-2-24．

ね一定値であることを利用し，ジオイド高の異なる地点(3) 松永，宮崎.“ADS-B データを用いた航空機高度維持のASE値を，条件式を用いて判別する手法を用いた[7]。

性能監視の初期評価，”電子情報通信学会 2016 年ソ長期間（13ヶ月）のデータを用いて機体毎に判別を実施

サエティ大会，2016 年 9 月．

したところ，機体の約2割が判別できる結果となった。

(4) 松永，宮崎.“ADS-B 方式高度維持性能監視の評価結高度 維持性能監視 ツールの開発 においては， 上記

果，”電子航法研究所研究発表会，2017 年 6 月．
(5) 松永.“ADS-B 方式高度維持性能監視の評価結果，”

GNSS幾何高度が判別された機体について，航空機監視

航空管制.2017 年 10 月，第 56 巻第 4 号，航空交通管制協会．
(6) K. Matsunaga. “Experimental System of ADS-B Height
Monitoring in Japan,” ASE workshop 2017, The FAA
William J. Hughes Technical Center, USA, Oct. 2017.
(7) K. Matsunaga. “ADS-B GNSS Geometric Height
Reference

Determination,”

RASMAG-MAWG/5,

Canberra, Australia, Jan. 2018.
(8) 松永，宮崎.“ADS-B データを用いた航空機高度維持
性能監視の誤差要因分析，”電子情報通信学会 2018年綜合大会，2018 年 3 月．
(9) 松永．“ADS-B データを用いた航空機高度維持性能
監視の評価，”日本航海学会誌 NAVIGATION.2018

図 2. 高度維持性能監視ツール表示例

年 4 月，第 204 号，日本航海学会．

ー106ー

従属監視補完技術に関する研究【指定研究】

担当領域

監視通信領域

担 当 者○宮崎 裕己，古賀 禎，大津山 卓哉，松永 圭左，角張 泰之，本田 純一，長縄 潤一，田嶋 裕久

研究期間

平成 29 年度～平成 32 年度

１．はじめに
衛星航法システム（GNSS）

我が国の航空交通システムの長期ビジョン（CARATS）
では，航空交通需要の増大に対応するために，航空交通

双曲線

管理（ATM）運用概念や通信・航法・監視（CNS）基盤

放送

自機位置

技術に関する変革の方向性が示されている。このうち，
WAM

航空機監視技術については，地上・機上での状況認識能

ADS-B
受信局

力の向上が挙げられている。このため現在，広域マルチ
受信局

ラテレーション（WAM）の導入が進められており，今後は衛星航法システム（GNSS）をベースとした自動位

図1

置情報伝送監視（ADS-B）への移行が計画されている。

ADS-BとWAMの測位概要

このADS-Bは，航法システムを位置情報源とする従属監
2.2 ADS-B脆弱性対策技術の開発・評価

視方式であるため，非意図的な誤位置情報発生や意図的な偽位置情報への脆弱性対策が必要である。また，航法従属監視方式であるADS-Bは，地上側設備をシンプルシステムの障害や機上航法装置の不具合が発生した場合に構成できる一方，監視情報を航空機からの自己申告にの補完監視センサも必要であり，ADS-B用信号に基づく頼ることから，機上装置不具合による不正確な情報に加測位も可能なWAMが候補システムとして位置づけられえて，悪意のあるグループによる妨害電波や偽情報に弱ている。補完センサとしてのWAMに対しては，GNSS障

いとの課題（脆弱性）がある。本課題への対策として，

害発生時の時刻同期や，受信局数の削減を可能とする技

トランスポンダが送信する信号の到来方向等を測定して，術開発が求められている。これらの対策を実現する技術

信号に含まれるADS-B位置情報を検証する手法が挙げらは，欧米においても評価が進められている情報はあるが，れる。本研究では，セクタ型アンテナやアレーアンテナ

検証結果は公表されない状況である。

を利用した位置情報の検証手法を開発・評価するとともに，評価結果をICAO技術資料に反映させる。

２．研究の概要
2.3 補完用 WAM 技術の開発・評価

2.1 ADS-BとWAMの測位原理
図1にADS-BとWAMの測位概要を示す。ADS-Bでは，

WAM では，受信局間の信号検出時刻差から航空機の航空機が自機の位置情報を，GNSSを用いて算出し，航位置を算出するため，受信局間で精密な時刻同期を得る

空機が搭載するトランスポンダから放送される。放送さことが必要であり，一般的に GPS が時刻同期に利用されれた位置情報は，地上に設置されたADS-B受信局で受信る。しかしながら，GPS 障害が発生した場合，ADS-B にされ，この情報をもとに監視が行われる。一方WAMで加えて，補完センサである WAM にも障害が発生する。

は，トランスポンダが送信する信号を，地上に配置されこのため，GPS 以外で時刻同期を得る方式が必要であり，た複数の受信局で検出して到達時刻を測定し，受信局間本研究ではルビジウム発振器を時刻同期に利用する方式の到達時刻差から，航空機と各受信局との距離差を導出を開発・評価する。一方，前項で述べたように，信号到する。そして，距離差が一定との条件からなる双曲線同来角が測定できた場合，この情報は幾何学的にみると直士の交点を求めることで航空機の位置を算出する。

線に相当するため，信号検出時刻差による双曲線と同様

ADS-BとWAMは，トランスポンダから送信される同じ（受信局 1 局分）の効果が得られる。本研究では，WAM

形式の信号を利用するため，同時運用が可能となる。

測位に信号到来角を活用した受信局数の削減を評価する。

ー107ー

（2）アレーアンテナを利用した対策技術

３．研究成果初年度である平成 29 年度は，ADS-B 脆弱性対策技術

アレーアンテナでは，アンテナの指向性を動的に制御については，セクタ型アンテナやアレーアンテナを利用することが可能である。この特徴を活用して，妨害電波した対策技術の基礎試験を実施した。一方，補完用 WAMの方向にヌルを向ける（アンテナ指向性の落ち込む方向

技術については，ルビジウム発振器を利用した時刻同期

を各アンテナ素子の重み付けで制御する）ことで，妨害の基礎試験を行うとともに，実験装置の改修を行った。

電波がある場合にも ADS-B 信号を継続して受信できるようになる。試験方法として，電波無響室に実験装置を3.1 ADS-B 脆弱性対策技術の開発・評価

構築して，妨害電波と ADS-B 信号を同時に送信し，それ（1）セクタ型アンテナを利用した対策技術

を 4 素子アレーアンテナで受信させた。図 4 に実験装置

ADS-B 信号の到来方向を推定できる場合，これをの外観を示す。また，図 5 に妨害電波と ADS-B 信号が混

ADS-B 信号が含む航空機位置と比較することで，信号内信して解読不能となった波形を示す。ジャミング信号の容が正しいかの検証が可能となる。さらに，地上受信局特性を推定した後，その到来方向に対して信号強度に比から航空機までの距離を推定できる場合も，ADS-B 信号

例したヌルを形成する対策手法（Power Inversion）を適の正しさを判定できる。電子航法研究所の ADS-B/WAM用した。図 6 に対策手法適用後の信号波形を示す。赤色

実験装置は，セクタ型アンテナを具備しており，受信信は ADS-B 信号と判定された部分であり，先頭のモード S号に振幅比較モノパルスと同様な処理を適用することで，プリアンブルが確認できるなど，波形の復元に成功して信号到来角の推定が可能となる。また，実験装置は質問いることが分かる。

信号の送信機能を持つため，応答までの時間を測ること
で距離の推定も可能である。基礎試験では，飛行実験時

アレーアンテナに収集した信号データをオフライン処理することで，到来角推定と距離推定を行った。図 2 と図 3 に到来角及びADS-B送信源

妨害電波

距離推定の誤差分布を示す。試験の結果，おおまかな到
来角と距離が推定できており，これらの方式による
ADS-B 信号検証の可能性が確認できた。
図4

200
測定
正規分布

150

回数

実験装置の外観

100
50
0
-20

-10

0

10

20

測角誤差 [度]図2

到来角推定の誤差分布
図5

混信して解読不能となった波形

1000
800

標準偏差：21.5m
平均：30.0m↓モードSプリアンブル

-30

600

-35

400

-40
全信号
Signalジャミング信号窓
Estimation
Window
ADS-B信号窓 Window
Beamforming

200
-45

0
-100

-50

0

50

100

150

420

440

測距誤差 [m]

図3

460

480

500

520

540

560

Time [us]距離推定の誤差分布

図6

ー108ー

対策手法適用後の信号波形

580また，同様の環境において ADS-B 送信源のみを用い，（2）セクタ型アンテナの改修

信号到来角推定の評価を実施した。到来角推定には，到前項で述べたとおり，セクタ型アンテナを利用して，来角毎に信号強度を調べる Capon 法を適用した。図 7 に信号到来角を推定することが可能であり，信号到来角の到来角推定の誤差分布を示す。理想的な分布ではないが，情報は受信局 1 局分と同様の効果が得られる。しかしな

信号到来角の推定ができており，本方式による ADS-B

がら，この効果を得るには高い精度の信号到来角推定が信号検証の可能性が確認できた。

要求される。このため，セクタ型アンテナに，推定精度を向上させる改修を加えた。図 10 にセクタ型アンテナの108

外観を示す。

標準偏差：1.9度
平均：1.4度

6
4
2
0
-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

測角誤差 [度]図7到来角推定の誤差分布

3.2 補完用 WAM 技術の開発・評価

アンテナ素⼦⇒（1）ルビジウム発振器を利用した時刻同期

図 10

ルビジウム発振器は，高精度なクロックを提供できる

セクタ型アンテナの外観特徴を持つ一方で，単独で利用した場合は，クロックに
４．考察等

ドリフト（バイアス）が発生する。このため基礎試験では，ルビジウム発振器のドリフト発生状況を評価した。

平成 29 年度は，ADS-B 脆弱性対策技術については，

試験方法として，ルビジウム発振器 2 台を GPS で同期をセクタ型アンテナやアレーアンテナを利用した対策技術

取り，同期を外した後の時間差の変化を計測した。図 8の基礎試験を行い，ADS-B 信号検証や妨害電波除去の可にルビジウム発振器の外観を示す。また，図 9 に時間差能性が確認できた。来年度は，セクタ型アンテナ方式で変化の試験結果を示す。試験の結果，10 時間後の時間差は偽情報判定の評価を進める。また，アレーアンテナ方

は 30 ナノ秒（バイアス）となった。この値は GPS を用式では推定精度を高めるためのアルゴリズムの検討等をいた時刻同期誤差の 2 倍程度であるため，本方式による進める計画である。一方，補完用 WAM 技術については，

WAM 時刻同期の可能性が確認できた。

ルビジウム発振器を利用した時刻同期の基礎試験を行い，WAM への適用の可能性が確認できた。来年度は，発生したバイアス時間差を判定する手法を評価する。また，
セクタ型アンテナに測角精度を向上させるための改修を加えたので，今後は，本改修適用後の到来角の推定精度を評価する計画である。

図8

ルビジウム発振器の外観
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10時間後(600分)に30ナノ秒のバイアス

いる国土交通省の関係各位に感謝の意を表します。

6時間後(360分)に20ナノ秒のバイアス

掲載文献

4時間後(240分)に
10ナノ秒のバイアス(1) J. Naganawa, H. Miyazaki, H. Tajima. “Detection
Probability

同期中

同期はずれ

Estimation

Model

for

Wide

Area

Multilateration,” Integrated Communication Navigationand Surveillance Conference 2017, pp. (2B1-1)-(2B1-15),

図9

Herndon, VA, Apr. 2017.

時間差変化の試験結果

ー109ー(2) 長縄，宮崎，田嶋.“WAM 受信局配置設計に向けたof RF Measurement Methods Which Should Be Included

検出率予測モデル，”平成 29 年度（第 17 回）電子航in GM,” ICAO SP ASWG TSG/6, ASWG TSG WP06-20,

法研究所研究発表会講演概要．2017 年 6 月，pp.1-4．

Fort Lauderdale, FL, Jan. 2018.

(3) H. Miyazaki. “Evaluation Results of Passive Acquisition(15) 宮崎，小菅，田中.“バイアス誤差を同時推定するTechnique,” ICAO APANPIRG SURICG/2, SURICG/2-

TDOA 測位方式，”電子情報通信学会論文誌 B.2018

IP24, Ulaanbaatar, Mongolia, Jun. 2017.

年 3 月，Vol. J101-B No. 3, pp. 264-275.

(4) H. Miyazaki, T. Otsuyama. “Status Update on(16) H. Miyazaki, K. Matsunaga, A. Senoguchi, T. Koga.

Measurements Based on RF Measurement Guidance“SSR Mode-S DAPs Validation and Evaluation conducted

Material,” ICAO SP ASWG TSG/5, ASWG TSG

by ENRI,” ICAO APANPIRG SURICG Mode-S DAPs

WP05-13.2, Paris, France, Jun. 2017.

WG/1, DAPs WG/1–IP/10, Chendgu, China, Mar. 2018.

(5) 長縄, 宮崎, 田嶋．“広域マルチラテレーションにおける信号検出状況を考慮した測位誤差分布のモデル化，”電子情報通信学会 技術研究報告．2017 年 8 月,
SANE2017-36, pp.43-48．
(6) 長縄，宮崎，田嶋.“WAM 受信局配置設計に向けた
性能予測モデル，”航空保安システム技術委員会 航空交通管制システム小委員会，（一財）航空振興財団，
2017 年 8 月．
(7) 長縄, 宮崎，田嶋.“WAM 受信局配置設計に向けた性能予測モデル，”航空無線．2017 年 9 月，（一財）航空保安無線システム協会，Vol.93, pp.26-32．
(8) 長縄，田嶋，宮崎，古賀.“セクタ型アンテナを用いた測角による ADS-B 偽航跡対策の検討，”電子情報通信学会ソサイエティ大会，B-2-12, 2017 年 9 月．
(9) 宮崎，小菅，田中.“バイアス誤差を同時推定する
TDOA 測位方式の評価，”電子情報通信学会ソサイ
エティ大会，B-2-24, 2017 年 9 月．
(10) H. Miyazaki, T. Otsuyama. “Update on Measurements
Based on RF Measurement GM,” ICAO SP ASWG /6,
SP-ASWG6-WP11, Montreal, Canada, Oct. 2017.
(11) C. Chomel, J. Naganawa, T. Koga, H. Miyazaki, Y.
Kakubari. “Jamming and Spoofing Protection for ADS-B
Mode S Receiver through Array Signal Processing,”
ENRI Int. Workshop on ATM/CNS (EIWAC 2017),
Tokyo, Japan, Nov. 2017.
(12) J. Naganawa, H. Tajima, H. Miyazaki, T. Koga, C.
Chomel.

“ADS-B

Anti-Spoofing

Performanceof

Monopulse Technique with Sector Antennas,” 2017 IEEE
Conference on Antenna Measurements & Applications,pp.87-90 Tsukuba, Japan, Dec. 2017.
(13) 宮崎，小菅，田中.“TSOA 及び TDOA 測位間での監視覆域拡大の比較，”電子情報通信学会 技術研究報告．2018 年 1 月，SANE2017-98， pp.71-76．
(14) H. Miyazaki, T. Otsuyama, J. Naganawa. “Investigationー110ー滑走路上の異物検出率向上等要素技術に関する研究【指定研究】

担当領域

監視通信領域

担 当 者○米本 成人，河村 暁子，二ッ森 俊一，森岡 和行

研究期間

平成 29 年度～平成 30 年度
ろが，図 1 写真に示すような単純な形状の金属片において，

はじめに

1.

2000 年の仏国シャルルドゴール空港で発生した，直前に折れ線グラフに示されるように,特定の向きでレーダーの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

受信電力が小さくなるため,検出確率が低下することが示

ドの事故以来，滑走路等上の異物（FOD）は非常に重要なされた。

空港安全の課題の一つとして認識が高まっている。また，
バードストライクなどの突発的な事象は，異物の除去や滑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，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，異物等空港面の状態を監視するシステムへの要望が高くなってきている。
これらのシステムは滑走路の安全性と利用率に関わる重要な設備であるため，公的機関による評価への要望が高い。
電子航法研究所では，空港運用に係る安全性の向上，処理能力の維持，運用効率の向上等に資するため，運用者のニーズに対応すべく，実用化を念頭に置いた空港面異物監

図 1 折り曲げた金属片の向きによる反射強度

視システムの開発・評価を行うことを目的としている。具
体的には，特殊な条件下で発生する検出率低下の原因を明

このような物体の検出確率を向上させ，各種異物の反射

らかにし，その影響を低減する技術開発を行うことで，さ特性を正確に測定するため，反射断面積測定(RCS)システ

らなるシステムの性能，機能，および信頼性を高めるため

ムを構築した。図 2 にシステムブロック図を示す。長いアの技術要件を抽出する。

ンテナ間距離を確保し，送受信アンテナの位置を移動可能とし送受信方向を自在に変化できる構造とした。また，こ

研究の概要

2.

のシステムは W 帯において理論距離分解能が約 0.8cm と細本研究は 2 年計画であり，平成 29 年度は初年度である。

かいため，異物の反射点を正確に抽出することが可能とな

また，当該研究期間の主たる実施事項は以下のとおりであっている。一例として，10m 離れた場所に配置した翼が回る。

転する 1/144 の金属風車模型の反射断面積を測定した。測平成 29 年度 各種異物の反射特性の評価

定結果を図 3 に示す。このシステムにより，従来利用してミリ波送信素子の試作いたシステムと比べて高い S/N 比でレーダー反射断面積の平成 30 年度 悪天候時の性能低下の評価

測定が可能となった。

送信信号走査の基礎評価

3.

研究成果

3.1 各種異物の反射特性の評価
昨年までの重点研究においては，1 インチ高さ 1 インチ
直径の金属円柱を 450m 離れていても検出可能な性能であることが示されていた。しかしながら，EUROCAE MASPSに記載の FOD 例の物体の検出試験を行ったところ，ほとんどの物体はどの向きであっても検出可能であった。とこー111ー

図 2 ミリ波 RCS 測定システムのブロック図図 3 回転する風車模型の RCS 測定例

3.2 ミリ波送信素子の試作
図 5 1 入力，4 出力のミリ波分配用光回路外観

ミリ波ビームの電子的走査を実現するための基礎技術として，ミリ波送信モジュール，およびモジュールに供給する光信号を自在に制御する光回路を試作した。無線信号が重畳された光信号を受けて生成した微弱なミリ波信号を増幅するため，無線チップへ入出力できる送信用増幅器を試作した。試作した増幅器はレーダーで使用する 90GHz 帯で，図４に示すように，ほぼ一定の利得が得られることが確認された。また，電子走査のために複数のミリ波送信機の出力を任意にするための光回路を構築した。図５に回路の外

図 6 4 出力端子における無線出力例

観を，図６に光出力特性を示す。アレイ型光導波路素子を用いて，4 つの出力ポートの ON/OFF 状態を 16 波長に対し4.

今年度の RCS 評価装置によって，異物の反射特性を詳細て割り当てることで自在に無線出力を分配できる光回路を
開発した。

まとめ

に分析できることが示された。また，ミリ波送信用のモジ
ュール，分配用の光回路を開発した。今後は，レーダーで捕捉できなかった物体の RCS の分析，および大量のフィー
ルド試験データから悪天候時のデータを抽出し，その性能劣化の度合いを分析する。また，ミリ波送信機に位相制御機能を付加して，電子走査のための基礎実験を実施する。
本研究はミリ波レーダー技術及び，画像処理技術を基盤とする研究であり，競争的資金研究と連携し，また，研究機関，国内外の大学，およびメーカーとの共同研究として

図 4 試作したミリ波増幅器の周波数特性

実施している。

掲載文献等(1) Naruto Yonemoto. “FOD Detection System for Runway - A
New Hybrid Sensor System,” Executive Workshop on the
FOD Detection system and RoF technology, Bangkok,
Thailand, May 3, 2017.
(2) Naruto Yonemoto. “Evaluation of FOD detection systems
in Narita International Airport and future aspect,”Workshop on the FOD Detection system for Kuala Lunpur
International Airport, Kuara Lunpur, Malaysia, July 25,

ー112ー2017.
(3) 米本成人, 河村暁子，二ッ森俊一，森岡和行.“空港面異物監視システムの異物検知性能評価 ，”平成 29 年
度電子航法研究所研究発表会講演概要．pp. 18-23．
(4) Naurto Yonemoto. “Millimeter Wave Radar Connected By
Radio Over Fiber For Foreign Objects And Debris
Detection On Airport Surface,” The 12th Conference on
Lasers and Electro-Optics Pacific Rim, Oral 3-1S-3 (Invitedtalk), Singapore, Singapore, 31 July - 4 August, 2017.
(5) Tetsuya Kawanishi, Atsushi Kanno, Naokatsu Yamamoto,
Naruto Yonemoto, Nobuhiko Shibagaki, Kenichi Kashima.
“Optical fiber network-connected distributed mm-wave
radar system,” 2017 IEEE Photonics Society Summer
Topical Meeting Series (SUM). pp. 197-198.
(6) Shunichi Futatsumori, Nobuhiko Shibagaki, Yosuke Sato,
Kenichi Kashima, Kazuyuki Morioka, Akiko Kohmura
NarutoYonemoto.

“Airport

Field

EvaluationsofOptically-Connected 96 GHz Millimeter-Wave Radar
System for Runway Foreign Object Debris Detection,”2017 42nd International Conference on Infrared, Millimeter,
and Terahertz Waves (IRMMW-THz), pp. 1-3, Can Cun,
Mexico, August 27-September 1, 2017.
(7) Robert Geise, Naruto Yonemoto, Bjorn Neubauer, Georg
Zimmer, Achim Enders. “An Overview of Scattering
Measurements of Scaled Dynamic Wind Turbines in theContext of Navigation Systems,” 2017 IEEE Conference on
Antenna Measurements & Applications, MB2.2.
(8) 米本成人.“滑走路異物検出システムの研究 -ハイブ
リッドセンサーシステム-，”電子航法研究所出前講座，
鹿児島空港事務所，2019 年 2 月 20 日.

ー113ー

受動型レーダを用いた近接航空機測位システムの研究【基盤的研究】
担当領域

監視通信領域

担 当 者○北折 潤，塩見 格一（客員研究員）

研究期間

平成 29 年度～平成 31 年度

１．はじめにPassive Secondary Surveillance Radar（PSSR: 受動型二次監視レーダ）は，自らは電波を発することなく，近傍にある SSR からの質問信号及びトランスポンダからの応答信号を受信することによって，航空機を識別し測位できるシ
ステムである。PSSR 第 1 号機が 1990 年代初頭に電子航法研究所で試作されて以降様々な改良が重ねられ，現在では
モード A/C 受信であれば消費電力 3W，弁当箱サイズ程度の PSSR が実現している。PSSR は安価に設置・運用できるため，航空機騒音等の空港環境評価の際に航空機測位センサとして用いられており，また様々な用途への活用が期待されている。
現在，航空管制運航情報官により飛行場対空援助業務が

図 1 測位原理

実施されている交通量の少ない空港（レディオ空港）等はからの応答信号を受信すると，質問信号発出時刻との時間

SSR が未設置のため，アプローチ時の航空機の監視を目視差を利用して無指向性 SSR 局及び PSSR 局を焦点とするに頼らざるをえない。これを遠隔地からの監視システムに楕円体を PSSR 局の数だけ計算できる。これらの楕円体の置き換え（リモートレディオ化）できれば，安全性の維持･交差部分がターゲットの測位位置を表す。なお，本システ

向上とともに地上施設の集約等による業務の効率化が期

ムでは質問信号送信局を 3 局，PSSR 局を 1 局とする等の待できる。一方，現在我が国でも検討がなされている類似

他の形態での運用も可能である。

の遠隔業務構想としてリモートタワーが挙げられるが，そ本研究では，近接航空機測位システムの構成要素であるの航空機測位システム候補としては，精密な時間計測，双無指向性 SSR 局及び PSSR 局を製作し，実験等によりそ曲線測位・楕円測位の組み合わせ，大規模なネットワークの効用について検証する。また，既に実用化されている

構成等により，周辺受信局の外側でも航空管制に十分な測PSSR から得られる航跡データの処理方法についても研究位精度を提供するマルチラテレーションが考えられておする。

り，国内外において活発に研究・開発が行われている。しかし，レディオ空港は航空管制官が飛行場管制業務を行う

３．研究成果空港に比して離着陸回数が少ないことから，運用者側とし

3.1 近接航空機測位システム製作ては空港周囲半径 30NM 程度にあるターゲットを簡易に

初年度は受信専用である PSSR 局を製作した。図 2 に監視可能なシステムにより対応する技術方策を模索，検討

PSSR 局外観を示す。また電子航法研究所内外の協力を得している。

て，仙台空港において PSSR 局を用いた測位実験及び電波

本研究では，既開発の PSSR 技術をさらに発展させるべ強度測定を行った。図 3 に測定結果例を示す。十字の中心

く，無指向性 SSR 局と PSSR 局を組み合わせることで，楕円測位原理によるレーダ近接地域を対象とした（安価な）
航空機測位システムの構築を行うこととした。
２．研究の概要
本研究の近接航空機測位システムの測位原理を図 1 に示す。無指向性 SSR 局（T）が質問信号送信局となり，その周辺に最低 3 台以上の PSSR 局（R1，R2，R3）を配置する構成を取る。各 PSSR 局でターゲットとなる航空機（A）

ー114ー

図 2 製作した PSSR 局外観

また提案した航跡抽出法は航跡に含まれるノイズデー
タ除去に有効であり，航空機位置推定精度の向上に役立つ。
掲載文献
（1）

北折潤, 塩見格一. “受動型二次監視レーダ受信
データからの航跡抽出法,” 電子情報通信学会技術研究報告 SANE. Jan.2018, Vol. 117, No. 403, pp.
95–100.

図 3 電波強度測定例
が空港 SSR で，東西約 120km，南北約 110km の範囲をプロットしている。PSSR 航跡の色が明るいほど受信強度が高いことを示す。
3.2 航跡データ処理
従来，PSSR は近傍にあるアンテナ回転型 SSR を親局として質問信号のタイミング，方向，モードといった SSR
運用プロファイルを常時監視しつつ，任意の方向からやって来る航空機からの応答信号も受信する。ただしガーブル
や電波反射等の影響によって，対象航空機の本来の位置と大幅に異なる偽像（架空の目標，ゴースト）が発生することがある。特に空港周辺の空域は空港隣接の SSR 親局に近いためゴーストが連続して発生しやすく，ゴーストと本来の航跡とを区別することは困難である。
航跡の平滑化処理等の支障となるため，前処理としてゴースト等のノイズデータを除去し適切な航跡を抽出する必要がある。我々はグラフ理論で Directed Acyclic Graph（DAG: 有向非巡回グラフ）と呼ばれる構造及び DAG 内での最長経路を求めるアルゴリズムを利用して，受信デー
タが少々欠落しても時系列順に適切な距離間隔で受信点が並ぶ航跡抽出法を開発した。(1)４．まとめ
近接航空機測位システムは，マルチラテレーションほどの広域監視範囲及び測位精度を要求されない代わりに，空港周囲半径 30NM 程度にあるターゲットを簡易に監視可
能なシステムとして有用と考えられる。本年度は近接航空機測位システムの受信局側を製作した。来年度は送信局側の製作を予定している。なお本システムは日本において特許出願中（特願 2016-182464）である。

ー115ー

無人航空機を含む飛行環境形成の要素技術に関する研究【基盤的研究】

担当領域

監視通信領域

担 当 者○河村 暁子，二ッ森 俊一，米本 成人，森岡 和行

研究期間

平成 29 年度～平成 31 年度
ながら，ADS-B の小型無人航空機における利用の効果や，

１．はじめに
近年の急速な小型無人航空機の利用拡大に伴い，国内外

特に有人航空へ与える影響について，これまで全く検証がで小型無人航空機と有人航空機のニアミス事案が多数発生行われておらず明らかでないため，総合的な検討を行う。

している。こうした背景から，有人航空機と無人航空機のまた，無人航空機を取り巻く世界情勢は急速に変化して調和がとれた飛行を実現する技術として，同一空域を飛行いることから，上記の研究課題と並行して，機体の大きさ

する有人/無人航空機の位置を一元的に把握できる技術にに関わらず無人航空機全般の情報収集・分析に努める。

期待が集まっている。本技術は，世界的に研究が進められている，UTM(Unmanned Aircraft System Traffic Management:

３．研究成果

無人航空機運航管理)の概念を実現するためにも有効であ（１）

無人航空機が発するテレメトリ信号を用いた機
体位置把握技術の開発る。
先行研究では，無人航空機の位置推定技術に関する基礎到来時間差を基本とし，飛行中の無人航空機が発するテ研究を実施し，様々な手法を模索する中で無人航空機が発

レメトリ波を地上の同期した複数点で受信し，その時刻差するテレメトリ波が位置推定に有効である可能性を明らか

から双曲線測位計算を行う。この手法は時刻差を検出するにした。本研究では，機体位置の把握技術をさらに深く，ための信号波形の立ち上がり時間が，結果である位置の精

多面的に検討する。

度に大きく影響する。よって小型無人航空機でよく利用される 6 種のテレメトリ信号波形の特徴解析を実施し，Xbee

２．研究の概要

Wifi，DJI 2.4GHz 帯・5.8GHz 帯通信機，WiMAX において

本研究の目的は，従来の有人機システムに親和性の高い

同手法を精度良く適用できる可能性があることがわかった。

無人航空機向け技術を開発することにより，無人航空機と電波無響室にて，このうち Xbee Wifi 2.4GHz テレメトリ

有人航空機の安全で調和した飛行環境の実現に資すること

波を対象とした位置推定の構成と結果をそれぞれ図 1，図 2である。具体的には以下の２課題を柱とし，無人航空機のに示す。E/O は電気光変換，測定器はオシロスコープを用

位置を把握する方法の要素技術の開発検討を実施する。

いている。図 2(a)は 4 本の受信アンテナ（★印）の中心に（１）

無人航空機が発するテレメトリ信号を用いた機

置かれた機体（送信機）の位置を(0, 0)座標における点のば

体位置把握技術の開発

らつき程度の位置精度で推定できることを意味する。図先行研究から，無人航空機が操縦者へ発する機体のセン2(b)は機体が中心から左方向/右下方向へ移動したときの位

サ情報であるテレメトリ信号を利用することが有効であ

置推定結果をそれぞれ●印と▲印で示している。これよりる可能性が明らかになっている。本研究では，当該信号波

比較的精度よく位置を推定できる可能性があることがわか

形の特徴解析等を通し位置把握技術の高度化およびさらる。

なる開発検討を行う。

今後は，屋外のノイズ環境での測定による信号抽出方法

対象とする手法は，機体運航の関係者以外も，無人航空機が発する信号の外形を受信することで位置を推定でき

や，複数機体からの信号の識別方法について検討を行う。
（２）

るため，空港等の重要施設の保護に効果が見込まれる。
（２）

既存の監視技術を無人航空機へ応用した際に生じる技術課題の検討

既存の監視技術を無人航空機へ応用した際に生じる技術課題の検討

今年度は，既存技術の無人航空機への導入によって生じる課題の抽出の後，ソフトウエアラジオを用いた ADS-B

前述の UTM を実現する技術の候補として，有人航空機

干渉信号を生成する装置を開発した。今後，生成した干渉向け監視システムである ADS-B（ Automatic Dependent

信号を様々なシナリオに従って加工したうえで実際のSurveillance-Broadcast）を無人航空機へ応用することへの期

ADS-B In/Out 受信機へ混入させ，復調可否を判断するシス待が一部の小型無人航空機関係者へ広がっている。しかしテムを製作する。

ー116ーく行い，特に国内産業界，国外の法整備を担当する行政機関との情報交換を密に行った。また，各種会議において無6m

人機関係者に対し有人航空機の安全への啓発活動に努めた。

掲載文献

E/O

E/O

(1)河村暁子，二ッ森俊一，森岡和行，米本成人.“小型無人航空機の現状と監視通信における今後の展望，”H29 年度

Os cillo

TX

6m

電子航法研究所発表会，2017 年 6 月．
(2)河村暁子，角張泰之，森岡和行，二ッ森俊一，米本成人.
“小型無人航空機の RoF を用いた位置推定の基礎検討，
”

E/O

E/O

IEICE ソサイエティ大会，A-9-10，2017 年 9 月．

図 1 テレメトリ信号を用いた無人機の機体位置測定構成

5
4
3
2
1

(m)

0
-1
-2
-3
-4
-5
-5

-4

-3

-2

-1

1

0

2

4

3

5

(m)

(a) 4 受信点中央で機体を固定したとき
5
4
3
2

(m)

1
0
-1
-2
-3
-4
-5
-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

(m)

(b) 機体が移動しているとき
図 2 テレメトリ信号を用いた無人機の機体位置把握結果

４．まとめ
本研究は無人航空機と有人航空機の調和がとれた飛行に資する技術開発を目的とし，今年度より 3 年計画で開始した。初年度は，到来位相差を用いた位置推定および既存の有人航空機向け監視システムの無人航空機への応用に関する課題抽出，検証装置の開発を実施した。
さらに，UAS の国内外における情報収集や動向分析も広ー117ーヘリコプタ全周監視支援技術に関する研究【基盤的研究】

担当領域

監視通信領域

担 当 者○二ッ森 俊一，米本 成人，河村 暁子，森岡 和行

研究期間

平成29年度～平成31年度(3カ年)

１．はじめに76 GHz millimeter-wave radar

CFRP parabolicreflector

近年，自動車事故防止のための安全システムへの適用を中心に，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行われている。航空機の中でも比較的低高度を有視界飛行するヘリコプタの場合，気象や周囲構造物の影響
で障害物等の発見に支障が生じ，事故等の危険な状況が発生する恐れがある。最近の機種別事故統計によれば，ヘリコプタは全体に占める事故割合が高く，それらの事

Pitch active
stabilizer

Signal processing unit

図 1． 76 GHz 帯前方障害物探知ミリ波レーダの概観

故原因のうち，乗員の周囲の障害物に対する状況認識に起因すると考えられるケースが少なくはない。これら障Kawasaki BK-117C-2 helicopter

害物等の事前察知及び周囲監視のための操縦者支援シス
テムとして，可視・赤外カメラやレーダ等の様々なセン
サを組み合わせたシステム等の研究がこれまで行われている。さらに，近年では，送電線鉄塔等の障害物データ
ベースと自機位置のGPS情報に基づき接近警報を発生するシステムも検討されている。
こうした背景の中，電子航法研究所では，これまで76
Millimeter-wave radar

GHz帯ミリ波レーダを中心センサデバイスとして，ヘリコプタ前方1マイル程度に存在する送電線等の障害物を図 2．76 GHz 帯前方障害物探知ミリ波レーダの飛行試験用ヘリコプタへの搭載状況探知するための前方監視用ミリ波レーダを開発してきた。
近年，今後運航需要増が見込まれているヘリコプタの運1および図2に，それぞれ試作した76 GHz帯前方障害

航安全の維持及び向上を確保するため，遠方前方のみな物探知ミリ波レーダの概観およびヘリコプタ搭載

らず，近距離で全周囲の障害物を監視可能とする技術に状況を示す。

対するニーズが高まりつつある。

(2)

死角を減少させるためには，3次元移動を行うヘリコプタでは全周を覆域とする必要があるため，高速

２．研究の概要

ビーム走査技術やミリ波信号処理技術等を新たに本研究の目的は，ヘリコプタの運航安全に資するため，適用し，機上搭載用レーダに適したシステムを開発

これまでの研究成果を踏まえ，ヘリコプタ運用者側のニすることにより，従来にない優れた安全運航支援監

ーズに沿った性能および機能を有する航空機周辺状況監

視技術を提供する。

視システムを研究開発することである。具体的には次の3(3)

上記2点を達成することで，航空局のCARATS研究項目である。

開発ロードマップで示されている研究開発テーマ(1)

これまでの研究開発では比較的遠方の1マイルを監（OI-12，OI-31）に対して適切な研究開発成果を提視する技術開発を行ったが，低高度においてヘリコ

供し，今後の我が国における航空安全技術や安全施プタの機体周辺の全周を監視することで，パイロッ策の検討に資する。

トの死角を減少させ，障害物認知度を向上する。図ー118ー

24 GHz quasi millimeter-wave radar modules• 電子走査（フェーズドアレイ）

電力合成• デジタルビームフォーミング

受信機

アンテナ自体の指向性を制御

受信機

A/D

受信機

A/D

受信機

A/D

信号処理

信号処理で指向性を再現

図 6．ヘリコプタ全周監視支援システムの基礎実験用
24 GHz 帯準ミリ波レーダシステムの概観

図 3．電子走査（フェーズドアレイ）とデジタルビーム
フォーミングの動作ブロック図

図 7．無人航空機を用いたヘリコプタ全周監視支援システムの基礎実験状況

図 4．レーダ信号処理回路の概観• 位相モノパルス

FPGAとリアルタイムOSを用いた信号処理回路の動作確認を実施した。レーダ信号処理回路の概観を入射波

図4に示す。また，探知対象物測角方式として検討𝜃を行っている，位相モノパルス方式の概要を図5に

位相差

示す。
アンテナ1

アンテナ間距離: d

アンテナ2

(3)

複数のアンテナの受信信号位相差から角度を計測∆𝜙：2つのアンテナの受信信号位相差𝜃

情報表示法の検討
𝑠𝑖𝑛

𝜆∆𝜙
2𝜋𝑑

全周監視支援用24 GHz準ミリ波レーダおよび無人
航空機を用い，探知試験を実施した（図6および図7）。

図 5．レーダ信号処理回路の概観

なお，フィールド実験および電子航法研究所敷地内

３．研究成果（飛行許可申請済）実験を継続中である。

1年目の平成29年度においては，主として下記の3項目について検討を行った。
(1)

複数送受信機能を有する76 GHz帯ミリ波レーダ用
フロントエンド回路の原理確認
COTS製品を用いた回路構成を適用し，レーダフロ
ントエンド回路の原理確認を実施した。図3に，電子走査（フェーズドアレイ）および適用を検討しているデジタルビームフォーミングの動作ブロック
図を示す。

(2)

24 GHz帯準ミリ波レーダを用いた全周監視・障害物

機体全周監視に適したミリ波レーダデジタルビー
ムフォーミング方式の基本検討と原理確認

さらに，宇宙航空研究開発機構および北海道放送との共同研究において，76 GHz帯前方障害物探知用ミリ波レーダを用いた送電線探知試験を山梨県大菩薩峠付近で実施した。図8に山梨県大菩薩峠付近における実験環境を示す。また，図9にレーダ探知結果と送電線データベースの合成画面例を示す。図左側が地図上にレーダ探知結果と送電線鉄塔データベースを描画している。緑点がデータベース上の送電線鉄塔位置であり，赤線が送電線鉄塔間の送電線である。また，黄点がレーダで探知した障害物の位置である。

ー119ー電子航法研究所研究発表会講演概要集，pp.1-4, Jun.
2017.

Target area(2) 二ッ森 俊一，森岡 和行，河村 暁子，坂本 信弘，
曽我 登美雄，米本 成人．“3Dプリンタを用いて構Flight path

築するW帯ミリ波レーダ用高利得リフレクトアレイ
アンテナの電磁界数値解析および特性評価,”電子
情報通信学会技術研究報告．Jul. 2017, EST2017-26,
pp. 95-100．
(3) 二ッ森 俊一，森岡 和行，河村 暁子，宮崎 則彦，
図 8．山梨県大菩薩峠付近における実験環境
Map, location of power pylons,and detected objects

米本 成人.“ミリ波レーダ技術を用いたヘリコプタ
障害物監視支援システムの研究開発,”2018年電子Vertical view

情報通信学会ソサイエティ大会，BI-1-3, pp.
SS41-SS42, Sept. 2018.
Horizontal view(4) S. Futatsumori, C. Amielh, K. Morioka, A. Kohmura, N.

3 km

3 km
2 km

Miyazaki, and N. Yonemoto. “Investigation of circular

2 km
1 km
1 km

polarization for 76 GHz helicopter collision avoidance

Helicopter

radar to improve detection performance of high-voltage
power lines,” Proceedings of the 14th European Radar

Power pylon

Conference 2017 (EuRAD2017), pp. 295-298, Oct.
2017.
図 9．レーダ探知結果と送電線データベースの合成画面(5) 二ッ森 俊一，森岡 和行，河村 暁子，塩地 誠，米また，右側の図では送電線鉄塔データベースにおける送本 成人.“準ミリ波レーダを用いたヘリコプタ全周

電線鉄塔の位置を，垂直面および水平面において表示し監視支援技術の基礎実験,” 第55回飛行機シンポジている。これらの図から，送電線鉄塔および送電線から

ウム講演集，1F12, JSASS-2017-5087, Nov. 2017.

40点以上の反射を取得し，探知していることが確認でき(6) S. Futatsumori, K. Morioka, A. Kohmura, N. Miyazaki

る。送電線鉄塔で2 km以上，送電線で1.6 km以上の探知

and N. Yonemoto. “Fundamental investigations on

距離を確認し，2011年に実施した際よりも4倍以上の探知

helicopter all-around obstacle detection using quasi

距離を達成した。

millimeter-wave radar system -experiments based on a
low-transmitting power radar system and a multicopter-,” Proceedings of the International Conference on Space,

4．まとめ

Aeronautical

平成29年度は，全周監視が可能となるセンサシステム

andNavigational

Electronics

2017を実現するため，デジタルビームフォーミング方式等の(ICSANE2017). Nov.2017, SANE2017-82, vol. 117, no.

要素技術の検討を実施した。また，これまでに試作した

321, pp. 101-104.

76 GHz帯前方障害物探知用ミリ波レーダのヘリコプタ(7) 二ッ森 俊一，森岡 和行，河村 暁子，宮崎 則彦，

実機搭載試験を実施し，従来に比べて大幅な性能向上を

米本 成人.“76 GHz小電力ミリ波レーダを用いた森確認した。また，76 GHz帯前方障害物探知用ミリ波レー

林環境における超高圧送電線の反射電力特性測ダの追加実験実施および全周監視支援用レーダ搭載実験

定,” 2018年電子情報通信学会総合大会，B-2-32，のため，宇宙航空研究開発機構および北海道放送との共

p. 191, Mar. 2018.
(8) S. Futatsumori, K. Morioka, A. Kohmura, N. Sakamoto,

同研究継続を検討中である。

T. Soga and N. Yonemoto. “Feasibility evaluations of
掲載文献

three-dimensional-printed high-gain reflectarray antenna(1) 二ッ森 俊一，森岡 和行，河村 暁子，米本 成人，

for W-band applications,” IEICE Communications

小林 啓二，桂 信生.“ヘリコプタ前方障害物監視用
ミリ波レーダの研究開発，”平成29年度（第17回）

ー120ー

Express. Apr.2018, vol. 7, no. 6, pp. 230-235.

航空機内データ通信（WAIC）における電磁環境評価に関する基礎研究【萌芽的研究】

担当領域

監視通信領域

担 当 者○二ッ森 俊一，米本 成人，河村 暁子，森岡 和行

研究期間

平成28年度～平成29年度（2カ年）

1．はじめに12.0 m

乗客が持ち込むスマートフォン等の電波を発する電子機器や航空機内での業務遂行のためにタブレット等の電子機器の航空機内での利用に対するニーズが高くなっている。これらのニーズに応えるべく我が国においても，y

国際基準に準拠しつつ，電子機器の使用や電子機器を用x

いたサービスに対する安全性の評価方法を策定してきたz

Perfect
Magnetic
Conductor

ところである。このような評価を行う場合，航空機固有の電波伝搬特性が重要なファクタとなっており，個別のy

航空機毎に実測値を用いて安全性を評価している。また，x

新しい航空機に対しては航空機設計プロセスの過程で様図 1．WAIC 周波数帯大規模電磁界数値解析のために構築した A320-200 型機の三次元数値モデル々な電波に対する電磁干渉の可能性について事前検討，
あるいは実機による評価が求められている。
こうした状況の中，近年近い将来機を視野に航空機内

Antenna position(at the height of 1 m above the cabin floor)
37.57 mのセンサ等の情報通信が4 GHz帯を用いた航空機内デー
タ通信（Wireless Avionics Intra-Communications，WAIC）
を用いて無線化することが世界的に検討されており，現在とは異なるより高い周波数帯での電磁環境両立性を検Aircraft body(outer panel &frame)
luggagerack

討する必要がある。そのためには上記の通り，事前検討
Window: plastic

もしくは実機評価が必要であるが，それらの評価法に対して有効なEMC評価技術の規格化が進められている。

Seat: metal & padinternalpanel
cabin floor

図 2．A320-200 型機の三次元数値モデル内部構造

2．研究の概要
本研究の目的は，今後の新たなWAIC帯域を用いた無干渉発生報告等のデータを保有し，航空機運航・製

線通信機器と航空機のEMC評価技術の確立および国際造メーカおよび電子機器メーカ等へ情報提供を行う。

規格策定に資することである。具体的には，次の3項目について研究を進めた。

3．研究成果(1) WAIC周波数帯域（4 GHz帯）において，以前から実WAIC周波数帯域におけるEMC適合性評価技術の検討施しているスーパコンピュータを用いた大規模電磁については，WAIC帯域における大型航空機電磁界推定

界数値解析法を用い，大型航空機へ適用可能な航空技術の適用可能性を確認した上で，航空機内外の詳細電機電磁干渉数値解析技術を確立する。

磁界分布推定を実現した（図1および図2）。

(2) EUROCAE WG-96/RTCA SC-236等に参加し， WAIC

また，EUROCAE WG-96/RTCA SC-236に参加し，電子および航空機電磁干渉に関する国際規格化に参加す航法研究所での成果を報告することで標準規格策定に貢ることで，新たなEMC規格の策定に貢献する。

献した。さらに，国際規格策定会議での動向や各国状況(3) 電磁干渉報告書調査および分析を継続することで，について，航空局，総務省および民間各社と随時情報交

航空機EMCの現状について最新干渉経路損失およびー121ー

定,”2016年電気・情報関係学会北海道支部連合大会 , p.123, Nov. 2016.
(5) 矢萩幹人, 日景隆, 山本学, 野島俊雄, 二ッ森俊一,
河 村 暁 子 ,米 本 成 人 .“WirelessAvionics

Intra-Communication周波数帯における航空機内伝搬特性の数値解析,”2016年電気・情報関係学会北海道支部連合大会，p.124, Nov. 2016.
30(dB μV/m)(6) S. Futatsumori, K. Morioka, A. Kohmura, N. Yonemoto,

160

T. Hikage, K. Yahagi, M. Shirafune, M. Yamamoto, T.

図 3．A320-200 型機における WAIC 周波数帯
2 次元電磁界分布解析結果例

Nojima, S. Narahashi. “Aircraft electromagnetic field
estimation for Wireless Avionics Intra -Communication

換を行い，最新動向の共有や今後の協力関係確認を実施

band using large-scale FDTD Analysis,” Proceedings of

した。

the

2017

International

AppliedComputational

Electromagnetics Society (ACES) Symposium, pp. 1-2,
March, 2017.

4．まとめ
予定通りWAIC周波数帯におけるEMC評価技術を新た(7) T. Sekiguchi, T. Hikage, M. Yamamoto, T. Nojima, S.

に提案するための研究を実施した。なお，WAIC機器と

Futatsumori, A. Kohmura, N. Yonemoto. “FDTD

電波高度計および隣接帯域を用いる通信機器との共用条

analysis of cross polarization characteristics for 4.4

件の検討等，新たな課題が発生したため本萌芽的研究の

GHz-band radio propagation inside aircraft cabin,”

研究期間を短縮し，継続して新規指定研究を提案した。

Proceeding of the 2017 Asian Workshop on Antennas
and Propagation (AWAP2017), pp.61-62, Jun. 2017.
(8) 関口徹也, 日景隆, 山本学, 野島俊雄, 二ッ森俊一,

掲載文献

河村暁子, 米本成人.“大規模 FDTD 解析を用いた(1) T. Hikage, K. Yahagi, M. Shirafune, T. Nojima, S.
Yonemoto.

機外 WAIC システムの 4.4 GHz 帯電波伝搬特性推“Numerical estimation of WAIC-band propagation

定,” 2017 年電気・情報関係学会北海道支部連合大characteristics in aircraft cabin using large-scale FDTD

会，p.123, Oct. 2017.

Futatsumori,A.

Kohmura,andN.

analysis,” Proceedings of 2016 IEEE AP-S Symposium(9) 関口徹也, 日景隆, 山本学, 野島俊雄, 二ッ森俊一,

on Antennas and Propagation and URSI CNC/USNC

河村暁子, 米本成人.“大規模 FDTD 解析を用いた

Joint Meeting, TH-UB.5P.6, June, 2016.

4.4GHz 帯 WAIC システムのための機内-機外伝搬特性推定,”電子情報通信学会技術研究報告．Jan.2018,(2) 矢萩幹人，白船雅巳，日景隆，山本学，野島俊雄，
二ッ森俊一，河村暁子，米本成人．“A320型航空機

vol. 117, no. 382, AP2017-172, pp. 121-124.

モデルを用いたWAIC周波数帯機内電波伝搬特性の(10) S. Futatsumori, K. Morioka, A. Kohmura, N. Yonemoto,

推定，”2016年電子情報通信学会ソサイエティ大会，

T. Hikage, T. Sekiguchi, M. Yamamoto, T. Nojima.

B-1-24，p. 24, Sept. 2016.

“Analysis of radar altimeter interference due to WirelessAvionics(3) K. Yahagi, M. Shirafune, T. Hikage, M. Yamamoto, T.

Intra-Communication

SystemsbyUsing

Nojima, S. Narahashi, S. Futatsumori, A. Kohmura andLarge-Scale FDTD Method - Investigation on Airbus

N. Yonemoto. “Large-scale FDTD analysis of 4.4

A320 class passenger aircraft-,” Proceedings of the 2018

GHz-band propagation characteristics in aircraft cabin,”

International Applied Computational Electromagnetics

Proceeding of the International Symposium on Antennas

Society (ACES) Symposium, pp. 1-2, March, 2018.

and Propagation (ISAP2016), 3B1-3, pp.566-567, Oct.

(11) 関口徹也, 日景隆, 山本学, 野島俊雄, 二ッ森俊一,
河村暁子, 米本成人.“大規模 FDTD 解析を用いた

2016.
(4) 白船雅巳, 日景隆, 山本学, 野島俊雄, 二ッ森俊一,

4.4 GHz 帯機外 WAIC システム設計のための伝搬特河村暁子, 米本成人.“大規模FDTDシミュレーショ

性推定,” 2018 年電子情報通信学会総合大会講演論

ン を 用 い た 航 空 機 GPS 装 置 へ の 干 渉 経 路 損 失 推

文集，Mar.2018, p.5.

ー122ー

ミリ波帯による高速移動用バックホール技術の研究開発【競争的資金】

1.

担当領域

監視通信領域

担 当 者○米本 成人，金田 直樹，河村 暁子，二ッ森 俊一，森岡 和行

研究期間

平成 26 年度～平成 30 年度

はじめに用した場合の実パケット送受可能な通信システムの構築で現行の新幹線や，近い将来導入が予定されているリニアある。光逓倍型のファイバー無線にソフトウェア無線機を

モーターカーは移動速度が大きく，
1000 人程度の乗客が一接続し通信試験を行った。図 1 に基地局側と車上局側のシ列車に集中することから，公衆網を利用した既存の移動体

ステム外観を示す。BPSK 変調で UDP パケットを生成し，通信システムでは，乗客が満足する回線速度を実現するこ

10mW の送信出力で送信した。送受信アンテナには標準ホとは困難である。今後，スマートフォンやクラウドコンピ

ーンアンテナを用いて，10m 伝搬後のパケット誤り率を測ューティングが社会基盤として益々重要性を増してくるた

定したところ，2.47x10-4 であった。これらシステムにエラめ，高速鉄道の車中でも安定したブロードバンド環境の需ー訂正機能を付加すれば，エラーフリー通信が可能なレベ

要は非常に高い。

ルの誤り率であり，本方式を用いてパケット通信ができる

そのためには車内の通信をまとめて，高速鉄道と地上をことを実証した。

接続するためのバックホール回線が重要となる。この回線として，Gbps (bit per second)級の高速通信を実現するために，マイクロ波帯に比較して広帯域な周波数割り当てが行われているミリ波帯の利用が検討されている。一方で周波数が高い分，伝搬減衰が大きくなるため，それらを補償する技術が求められている。
本研究ではミリ波と光無線の技術を活用して，200km/h
以上の高速鉄道に対して Gbps 級の通信を実現する技術を

a) ファイバー無線接続型基地局

複数の研究機関で分担して研究開発する。その中で，電子航法研究所では光逓倍による通信技術の開発を担当してい
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」の一環として実施され，平成 26 年度から平成 30 年度までの5 年計画である。年度別の主たる実施事項は以下のとおりである。
平成 26 年度 逓倍に適したミリ波帯位相変調信号生成b) 10m 離れたところに配置した車上局
図１ 通信試験装置の外観の技術開発
平成 27 年度 逓倍に適したミリ波帯多値変調信号生成

本研究は株式会社日立国際電気，国立研究開発法人情報の技術開発
平成 28 年度 光逓倍を用いた通信方式の検証

通信研究機構，公益財団法人鉄道総合技術研究所，株式会

平成 29 年度 光逓倍器によるミリ波通信システムの構

社 KDDI 研究所，早稲田大学との共同研究として実施された。

築試験
平成 30 年度 光逓倍ミリ波通信システムの実証試験

掲載文献
3.

(1) 金田直樹，米本成人，川西哲也.“光 2 逓倍により生

研究成果
平成 29 年度の実施事項は，90GHz 帯で光逓倍方式を使ー123ー成した 96GHz 信号のシンボルレートと信号品質の関係，”信学技報．2017 年 5 月, vol. 117，no. 23，
MWP2017-7，pp. 37-41.
(2) Atsushi Kanno, Pham Tien Dat, Naokatsu Yamamoto,Tetsuya Kawanishi, Naruto Yonemoto, Vo Nguyen Quoc
Bao, Tan Hanh, Le Quoc Cuong, Kenichi Kashima,
Nobuhiko Shibagaki. “Radio Over Fiber Signal Generation
And

Distribution

And

Its

Application

To

Train

Communication Network,” The 12th Conference on Lasers
and Electro-Optics Pacific Rim, P4-017, Singapore, 31
July - 4 August, 2017.
(3) Naoki Kanada, Naruto Yonemoto, Tetsuya Kawanishi.
“EVM Evaluation For Wideband Radio Over Fiber System
At 96GHz,” The 12th Conference on Lasers andElectro-Optics Pacific Rim, P4-010, Singapore, 31 July - 4
August, 2017.
(4) 金田直樹，米本成人，川西哲也.“光 2 逓倍による 1G
シンボル/秒伝送時の位相誤差評価，”2017 年電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集，C14-4，2017
年 9 月.
(5) Naoki Kanada, Naruto Yonemoto, Tetsuya Kawanishi.
“Vector Signal Generation by Optical Frequency Doubler
for MMW Train Communication Systems,” 2017 IEEE
Conference on Antenna Measurements & Applications,MB1.3, Tsukuba, Japan, December 4-6, 2017.
(6) Naoki Kanada, Naruto Yonemoto, Tetsuya Kawanishi.
“Vector Signal Generation and Transmission by Radio overFiber System with Frequency Doubling at 96 GHz,” SPIE
Photonics West, Paper 10559-12, January, 2018.

ー124ー新世代ネットワーク実現に向けた欧州との連携による共同研究開発および実証【競争的資金】

担当領域

監視通信領域

担 当 者○米本 成人，角張 泰之，河村 暁子，二ッ森 俊一，森岡 和行

研究期間

平成 26 年度～平成 29 年度
波数を 2 逓倍することで 60GHz の ASK 信号を生成する仕

１．はじめに次世代（5G）無線通信においては，Gbps (bit per second)組みとした。中央装置で生成した光信号を遠隔アンテナ局

を超える伝送速度が要求されることから，無線信号のキャで電波に変換した場合の無線スペクトルを図 2 に示す。全リア周波数をミリ波帯とすることが有望な候補となってい4 組の基地局を製作し，電波無響室，吹田スタジアム等にる。高密度ユーザー集中環境では，多数の端末への無線信て実証試験を行った。これらの機器を用いて通信実験を行号の競合・干渉や不要反射の影響が生じ，現在のマイクロった結果，実スループットとして 940Mbps の速度で通信可

波 800MHz～2GHz を用いた無線通信では，これらの影響を能となった。また，これらの信号を活用した端末の位置推抑えることが難しい。しかし，5G 無線の本命であるミリ波定試験を行った。WiFi や携帯電話等に比べて広帯域の無線帯では，自由空間伝搬減衰が大きいものの，回折が少なく信号を用いることで，スタジアムを模擬した空間において直進性が高いため，高利得アンテナ等で電波を集中させる

10cm 以下の精度で位置が推定できることも実証した。

ことが比較的容易となる。しかしながら，このような通信システムを構築するとき，従来のマイクロ波無線通信シス
テムにはない新しい空間的な電波管理機能が必要とされている。
本研究ではミリ波と光無線の技術を活用して，スタジア
ム等の高密度に多数の通信ユーザーが集中している環境でGbps 級の通信を実現する技術を日本と欧州の 13 機関が連携して研究開発する。その中で，電子航法研究所はミリ波
端末の位置を推定し，高利得アンテナで端末にピンポイン
トに電波を送信するための 60GHz 帯 RoF トランシーバー

図 1 60GHz ファイバー無線接続型通信機概要の開発と端末位置推定技術の開発を担当している。

２．研究の概要
本研究は欧州連合の共同研究開発プロジェクト（Horizon2020）の日欧共同研究の 1 課題であり，平成 26 年 10 月から平成 29 年 9 月までの 36 カ月計画である。年度別の主たる実施事項は以下のとおりである。
平成 26 年度 利用シナリオの検討
平成 27 年度 60GHz RoF レシーバーの技術検討
平成 28 年度 60GHz 端末の位置推定
平成 29 年度 通信評価試験

図 2 60GHz 送信時の無線スペクトル

掲載文献

３．研究成果平成 29 年度の実施事項は，通信評価実験である。60GHz(1) Naruto Yonemoto. “ENRI’s contribution in RAPID,”の端末と通信可能なファイバー無線接続型基地局を構築し，RAPID kick-off and 1st project meeting, Brussels, Belgium,

通信試験を行った。実験機器の概要を図１に示す。通信機

Oct. 2014.

は 1000base-X のデジタル信号で ASK 変調した光信号にさ(2) Naruto Yonemoto. “RAPID 5G,” MWP/APMP2014

らに 30GHz の周波数で強度変調をかけて，光領域で無線周ー125ー

brochure, Oct. 2014.

(3) 角張泰之，米本成人，河村暁子，二ッ森俊一，森岡和合のためのフォトニックベース無線リンク，”レーザ

行.“60GHz 信号を用いた移動端末位置推定の基礎検ー学会学術講演会第 37 回年次大会，光通信 4，光ファ

討，”信学技報．2015 年 1 月，vol. 114，no. 434，

イバ無線技術，2017 年 1 月．

MWP2014-84 ，pp.229-232．

(13) 角張泰之，米本成人．“RoF 接続型リモートレシーバ(4) 角張泰之，米本成人，河村暁子，二ッ森俊一，森岡和”信学技報．
を使用した移動端末位置推定の基礎実験，

行.“60GHz 信号による TDOA 測位の検討，”2015 年

2017 年 5 月，vol. 117，no. 23，MWP2017-6，pp. 31-36.

電子情報通信学会総合大会講演論文集，C-14-18，2015(14) 村田博司，井上敏之，池田研介，角張泰之，米本成人，

年 3 月．

戸田裕之，柴垣信彦，眞野浩．“スタジアムにおける(5) 池田研介，角張泰之，戸田裕之，米本成人，井上敏之，

5G 無線通信のためのフォトニックベースヘテロジー

塩見英久，村田博司，柴垣信彦，眞野浩．“マイクロニアス無線システム，”
信学技報．
2017 年 7 月，
vol. 117，

波・ミリ波融合通信のためのフォトニックベース無線

no. 143，MWP2017-20，pp. 65-69．

リンクの基礎検討，”信学技報．2015 年 7 月，vol. 115，

(15) 米本成人，角張泰之．“複数セルの動的割当のためのno. 145，MWP2015-39，pp. 159-164.

波長制御光ネットワークの検討，”信学技報．2017 年
7 月，vol. 117，no. 143，MWP2017-22，pp. 75-79.

(6) 村田博司，井上敏之，塩見英久，池田研介，角張泰之，
戸田裕之，米本成人，柴垣信彦，眞野浩．“高密度ユ(16) Naruto Yonemoto, Yasuyuki

Kakubari,

Yui

Otagaki,ーザ集中環境下における次世代無線通信のためのフHiroshi Murata, Kensuke Ikeda. “MMW Remote Antennaォトニックベースミリ波リンクの基礎検討，”2015 年

System of Vector Network Analyzer for Propagation

電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集，

Measurement in Stadium,” 2017 IEEE Conference on

C-14-7，2015 年 9 月．

Antenna Measurements & Applications, TB3.3.

(7) 角張泰之，米本成人.“60GHz 信号による TDOA 測位(17) Yasuyuki Kakubari, Naruto Yonemoto. “MMW Mobileの検討(2)，”2015 年電子情報通信学会ソサイエティ大Terminal Positioning using Remote Receivers,” 2017 IEEE

会講演論文集，C-14-12，2015 年 9 月．

Conference on Antenna Measurements & Applications,MB1.4.

(8) 米本成人，角張泰之.“60GHz 端末位置推定のためのRoF 受信システムの構築，”信学技報．2015 年 11 月，(18) Hiroshi Murata, Yui Otagaki, Naruto Yonemoto, Yasuyuki
Kakubari, Kensuke Ikeda, Nobuhiko Shibagaki, Hiroyuki

vol. 115，no. 336，MWP2015-54，pp. 11-14.

Toda, Hiroshi Mano, Usman Habib, Nathan Gomes.

(9) 井上敏之，村田博司，池田研介，角張泰之，米本成人，
戸田裕之.“5G 無線通信のためのフォトニック技術を“Millimeter-Wave

用いたミリ波信号の生成と空間多重信号の分離・検Photonic-Based

出，”2016 年電子情報通信学会ソサイエティ大会講演

Network in Dense User Environment,”

論文集，BCS-1-6，2016 年 9 月．

Conference on Antenna Measurements & Applications,(10) Toshiyuki Inoue, Kensuke Ikeda, Yasuyuki Kakubari,Communication
RemoteAntennas

Systemfor

Using

Configurable

2017

IEEE

TC3.5.

Naruto Yonemoto, Nobuhiko Shibagaki. “Millimeter-Wave(19) Mattias Steeg, Naruto Yonemoto, Jonas Tebart, Andreas

Wireless Signal Generation and Detection Using Photonic

Stohr. “Substrate-Integrated Waveguide PCB Leaky-Wave

Technique for Mobile Communication Systems,” 2016

Antenna Design providing Multiple Steerable Beams in theIEEE International Topical Meeting on Microwave

V-band,” Electronics, 6, 107, MDPI, 2017.

Photonics (MWP), TuM1.8, Long Beach, CA, USA, 31(20) 米本成人，角張泰之．
“動的セル配置が可能な RoF 波

Oct.-3 Nov. 2016.

長制御型ミリ波通信システム，”信学技報．2018 年 1(11) 井上敏之，村田博司，角張泰之，米本成人，池田研介，
柴垣信彦，戸田裕之，眞野浩.“アレイアンテナ電極

月，vol. 117，no. 409，MWP2017-94，pp. 251-255.
(21) 角張泰之，米本成人．“RoF 接続型リモートレシーバ

電気光学変調器を用いたミリ波無線 Gb/s データ伝送，”を使用した移動端末位置推定実験，”信学技報．2018

信学技報．
2017 年 1 月，
vol. 116，
no. 391，
MWP2016-86，

年 1 月，vol. 117，no. 409，MWP2017-91，pp. 235-240.
(22) Hiroshi Murata, Hiroyuki Toda, Naruto Yonemoto,pp. 219-222.
(12) 池田研介，村田博司，井上敏之，米本成人，角張泰之，Yasuyuki Kakubari, Nobuhiko Shibagaki, Kensuke Ikeda,

柴垣信彦，戸田裕之，眞野浩.“マイクロ波・ミリ波融Hiroshi Mano. “Photonic-based heterogeneous wirelessー126ーlinks for 5G network in dense user environment,” SPIE
Photonics West, Paper 10559-9.

ー127ー樹脂系複合材料を用いた次世代航空機における電磁環境両立性解析技術の研究【競争的資金】

担当領域

監視通信領域

担 当 者○二ッ森 俊一

研究期間

平成27年度～平成29年度(3カ年)

1．はじめに樹脂系複合材は，アルミニウム合金と比較して比強度が高く，高性能かつ機体の軽量化による運用コスト低減が達成できるため，民間航空機分野においてもその応用が進んでいる。航空機の内外における電磁環境特性について，アルミニウム合金を主要構造材として用いた従来の航空機では，これまでの膨大な測定実験結果に基づき，
携帯電話およびスマートフォン等の機内持ち込み携帯電子機器（PED）の影響評価手法および機内使用ガイドラ
図 1． CFRP 繊維電子顕微鏡写真（1,300 倍）イン等が確立され，実施主任者らは既存の航空機に対する電磁環境両立性（EMC）の評価を実施している。

Reverberation chamber

しかし，炭素繊維強化プラスチック（CFRP）積層板等の樹脂系複合材を主要構造として用いた航空機における1.45 mNetwork analyzer

電磁環境特性は，詳細な電磁界伝搬特性等が明らかとな
Computerっていないため，詳細な調査検討が必要である。また将来，樹脂系複合材およびPED等の無線機器の使用は航空

1.8 m
2.1 m

宇宙分野のみならず，自動車，鉄道など多くの分野での応用が期待されている。これまでに樹脂系複合材の電磁界特性の測定評価を行っているが，さらに，CFRP積層板で構成された構造体の電磁環境の高精度推定法とEMC

図 2．電磁界特性評価のためのリバブレーションチャンバを用いた測定系概観評価手法が必要となっている。
(2)
2．研究の概要

小型航空機干渉経路損失測定および数値モデル化
電子航法研究所の小型双発航空機ビーチクラフト

本研究の目的は，CFRP積層板等（図1）の樹脂系複合B300型機を用いた干渉経路損失測定から，実航空機

材を主要構造として用いた構造体において，航空機等をの機内外電磁界特性およびEMI特性を取得する。測具体例として，電磁干渉（EMI）影響を定量的に評価す定結果から，従来アルミニウム金属製航空機の数値

るための数値解析基礎技術と，将来の樹脂系複合材の広解析モデルを構築し，時間領域差分法（FDTD）を範な利用に向けたEMC技術を確立することである。本研

用いた数値解析推定技術の確立を目指す。

究は3カ年計画であり，平成27年度から平成29年度まで，(3)

次の3項目について研究を進めた。
(1)

CFRP積層板を主要構造とした航空機の電磁環境および干渉経路損失の数値解析推定技術

統計的均一電磁界評価系を用いたCFRP積層板電磁CFRP積層板を主要構造材として用いた航空機内に界特性の詳細評価・定量化技術

おいて，機内のPEDから放射される電磁波について，

CFRP構造体内部で，統計的均一電磁界環境を実現

小型航空機を数値モデル化しFDTD法に基づく数値

可能なリバブレーションチャンバ（図2）を用いた解析を行う。これらの結果を用い，EMI定量化に向内部電磁界分布評価および構造体Q値等，その詳細

けた解析技術確立を目指す。

特性の定量化を行う。

ー128ー

Log periodic antenna

あることを確認した。一方，内部に電磁界損失媒体が存
Human phantom

在しない場合，3 GHzを超えるとQ値はCFRP積層板の面積に比例して減少する（図4）が，電磁界損失媒体が存在

Stirrer

する場合は，CFRP積層板による影響はほぼ観測されなかった（図5）。さらに，ビーチクラフトB300型機を用い

Log periodic antennaた干渉経路損失測定および電磁界数値解析を実施した。

4．まとめ
樹脂系複合材を用いた次世代航空機における電磁界特図 3．負荷装加リバブレーションチャンバの内部状況性を明らかにするための検討を行い，CFRP構造体の詳細

8000

な電磁界特性を明らかにした。
Aluminium
CFRP

Quality factor

6000

掲載文献
(1) S.

4000

Futatsumori, K. Morioka, A. Kohmura, N.

Yonemoto. “Investigation of microwave electromagnetic
field characteristics inside carbon fiber reinforced plastic

2000

structures -fundamental electro- magnetic characteristics
of composite materials for aircrafts-,” Proceedings of the

0

1

2

3
4
Frequency (GHz)5International Conference on Space, Aeronautical and6

Navigational

図 4．無負荷リバブレーションチャンバ構造体 Q 値（全金属製と 5 面 CFRP 積層板の比較）

2016(ICSANE2016),

SANE2016- 88, pp. 195-198, Nov. 2016.
(2) 二ッ森 俊一，森岡 和行，河村 暁子，米本 成人.

8000“電磁界損失媒体が航空機内部電磁界特性に与える

Aluminium with phenol walls and absorbers
CFRP with phenol walls and absorbers

影響-人体ファントムを設置した電波反射箱の構造

6000
Quality factor

Electronics

体 Q 値測定評価-，”2017 年電子情報通信学会総合大会，B-4-40, p. 318, 2017 年 3 月．

4000

(3) S.

Futatsumori.

electromagnetic

2000“Measurement
field

of

characteristics

microwave
insidethereverberation chamber based on carbon fiber reinforced
0

plastic structure,” Proceedings of the 2017 Progress in
1

2

3
4
Frequency (GHz)56Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2017),

図 5．負荷装加リバブレーションチャンバ構造体 Q 値（内部フェノール材および電波吸収体設置の比較）

4A_11, p.1733, May. 2017.
(4) S. Futatsumori. “Comparison of stored electromagnetic
field energy between carbon fiber reinforced plastic and3．研究成果
実験と数値解析の両面から検討を行い，CFRP構造体に

all-metallic structures -evaluation of microwave quality

ついて従来金属製構造体と同等の電磁界特性となる条件

factors using a reverberation chamber-,” Proceedings ofおよび異なる電磁界特性となる条件を明らかにした（図the 2017 International Symposium on Electromagnetic
Compatibility (EMC Europe 2017), pp.1-4, Sept. 2017.

3）。具体的には，平織材および擬似等方性CFRP積層板
では，厚みが0.3 mm程度でもアルミニウム板と同等の遮(5) S. Futatsumori, T. Hikage. “Microwave electromagnetic

蔽特性（50 dB程度）となることを確認した。また，壁面

field characteristic evaluations in aircrafts containingの一部をCFRP積層板で構成した構造体内部に蓄えられlossy materials based on quality factor of a reverberation

る電磁界エネルギー（Q値）を測定評価し，3 GHz以下でchamber,” Proceedings of the 2017 Internationalはアルミニウム製構造体内部の電磁界特性とほぼ同等で

Symposium on Antennas and Propagation (ISAP2017),
pp. 1-2, Nov. 2017.

ー129ー次世代航空通信向けマルチユーザMIMO信号処理技術の開発及び航空機縮尺モデルを用いた評価【競争的資金研究】担当領域

監視通信領域

担 当 者〇森岡 和行

研究期間

平成27年度～平成30年度

１．はじめにマ ル チ ユ ー ザ MIMO (Multiple Inputs and Multiple
Outputs)システムは，複数の端末と基地局の間で同時に無線伝送を行うことにより，システム全体の周波数利用
効率を向上させる技術であり，近年盛んに研究が行われている。商用システムではLTE-Advanced，WiMAX2等において本技術の導入が行われている。航空通信分野におい て も ， WiMAX 規 格 に 基 づ く 次 世 代 航 空 通 信 技 術
AeroMACS(Aeronautical Mobile Airport Communications
System)の検討が行われており，将来的にマルチユーザ
MIMO技術の導入も期待される。

図1. 様々な符号を用いた周波数利用効率評価を用いることにより, 直交符号を用いた場合に比べて周２．研究の概要

波数利用効率が大幅に改善している様子が分かる。さら本研究はJSPS科研費 15K18073の助成により行われている。平成28年度は, 高い信頼性が求められる航空無線
通 信 に 適 し た MIMO 方 式 で あ る , Continuous Phase
Modulation-Multiple Inputs Multiple Outputs (CPM-MIMO)
方式を提案し, 送信アンテナ数が2及び4の場合についてに, 提案方式は, 同程度の周波数利用効率を実現できる「Toepliz Code」や「GOTC-O(2,2)」と比較してブロック長が短いという特徴があり, 復号遅延を小さくできるという利点がある。
４．おわりに評価を実施した。平成29年度は，CPM-MIMO方式を8送信アンテナの場合に拡張するとともに, MIMOの符号化方式として非直交符号を適用することによって周波数利用効率を改善できることを示した。

今年度は, 送信アンテナ数が8の場合のCPM-MIMOについて検討し, 非直交符号を適用することによって周波数利用効率を改善できることを示した。次年度は，ソフ
トウエア無線を用いた評価システムを構築し，提案方式

３．研究成果の有効性評価等を実施する予定である。

CPM-MIMO方式の8送信アンテナの場合についてシミュレーションを実施し, MIMO符号化として用いる符号

掲載文献(1) K.Morioka, S.Yamazaki, D.Asano. “Study on Spectralの直交性を犠牲にすることで送信レートを向上し, 結果

Efficiency for STBC-CPM with Two and Four Transmitと し て 周 波 数 利 用 効 率 (NSE: Normalized Spectral

Antennas,” Proc. of the IEEE International Symposium

Efficiency)が改善されることを確認した。図1に周波数利on Signal and Information Technology (ISSPIT 2017),

用効率の比較結果を示す。図中の「OSTBC」はMIMO符
号化として用いる符号が直交符号の場合を示しており,

2017.
(2) 山崎, 森岡. “マルチアンテナシステムの基礎と動その他比較として準直交符号である「Toepliz Code」を用いた場合, その発展形である「GOTC-O (Group Orthogonal

向,” 電気学会電子・情報・システム部門大会, 2017.
(3) 森岡, 金田, 二ッ森, 河村, 米本, 住谷. “プログToeplitz Code)」を用いた場合を示している。なお, 図中「GOTC-O」の後の数値は, 符号作成の際のグループ化率を示している. また,「Q-GOTC」は提案する非直交符号を用いた場合の結果を示している。図より, 提案方式

ー130ー

ラマブルSoCと広帯域トランシーバを用いた再構成
可能な統合型航空通信端末に関する一検討,” 電子
情報通信学会総合大会， 2018.

携帯端末の電波直接探知による海上衝突予防に関する基礎的研究【競争的研究】

担当領域

監視通信領域

担 当 者

○古賀 禎

研究期間

平成 27 年度～平成 29 年度

１．はじめに近年これまでの海上における航行安全に関する施策や，
レーダ・ AIS (Automatic Identification System)・ ECDIS(Electronic Chart Display and Information System : 電子海図情報表示装置)・BNWAS (Bridge Navigational Watch
Alarm System : 船橋航海当直警報装置)等の航海支援機器の義務化，登録船舶数及び輻輳海域交通量の減少もあ

図 1. 電波発信源探知システムの構成

り，船舶の事故は漸減の傾向である。一方，衝突事故に
３．研究成果関しては，下げ止まりの傾向であり平成 25 年度の事故隻数は前年より増加に転じた。衝突事故を起こしている

平成 29 年度は，平成 28 年度までに構築した携帯電波

船種としては，大半が 20 総トン未満の小型船舶である源探知システムの構築およびフィールド実験を行った。

漁船とプレジャーボートで約 6 割弱を占めている。

（１）システムの構築

AIS の搭載が義務化されているのは，例えば内航船で現在の携帯電話は，複数の周波数帯の電波を並行しては 500 総トン以上の船舶(外航船 300 総トン以上，旅客船利用している。本研究では周波数帯は，伝搬損失が少なは全て)のみであり，約 6,000 隻の内航船に占める割合はく，移動体通信の海岸付近で広く使用されている

2 割以下に過ぎない。また，約 36 万隻にのぼる小型船舶

800MHz 帯を選択した。800MHz は２つの通信方式，第は AIS 搭載義務の対象外である。小型船舶は電波を透過

３ 世 代 移 動 通 信 シ ス テ ム (W-CDMA,3G) お よ び

しやすい FRP 製であることが多く，荒天時等の海面反LTE(Long Time Evolution，3.9G/4G) が存在する。
試作した電波発信源探知システムの構成を図 1 に示す。

射や雨雪反射によって，船体からのレーダエコーが埋没してしまうことがある。

800MHz の信号をバンドパスフィルタ(BPF)，ローノイズ

２．研究の概要

アンプ(LNA)によって増幅後，オシロスコープに入力する。RF 信号を 6.25Gsps で AD 変換し，PC に転送する。

本研究では，広く普及している携帯端末に着目した。
小型船舶では，より大きな商船等に装備される国際
VHF 無線電話は一般的では無いが故に，唯一の通信手段として操船者自身が携帯端末を所持することが非常に多い。携帯端末での交信中の発信電波や，移動中に複数の基地局セルから構成される位置エリアを越えた際，及び一定時間毎，また電波が弱まったときに発信される「位置登録」電波を受信し，電波の到来方位を探知する。
電波の強度や，複数位置からの方位等から，電波発信源の位置範囲を特定，PC の地図上にマッピングし，航行中の見張り支援に資する。
また，探知した携帯端末の位置範囲を周辺の船舶と共有して目標の位置精度を上げることや，仮想の AIS ター
ゲットとして，レーダや ECDIS 上に重畳して表示し，※ 国土地理院「地理院地図」を使用

航海機器が増えることによる船員の方々の見張りの負担

図 2．実験フィールドを減らすことについても，検討を行う。

ー131ー

図 3. 受信アレイアンテナ
PC 上では，MATLAB を利用して，複数アンテナの受信

図 4. 角度測位実験の結果

信号から電波の到来方位を導出する。到来方向推定は，において目標値の 16 方位(22.5 度)以内に収まった。

Beam Former アルゴリズムを実装した。

3G (W-CDMA) 携帯端末についてもの同様の手順で実（２）フィールド実験験を試みたが，目標の電波を安定して受信することがで電波発信源探知システムの性能を評価するため，フィきなかった。W-CDMA では，携帯基地局の近傍の携帯ールド実験を実施した。実環境により近い環境とするた

電話出力により，遠方にある携帯電話の信号の抑圧を防め，海に隣接する港湾空港技術研究所の敷地内で実験をぐため，("遠近問題"と呼ばれる)，携帯基地局近傍に携帯行った。図 2 に実験フィールドの写真を示す。

電話がある場合，送信出力を低下させる。実験場所付近

図 2 上の写真は計測車の受信アンテナから携帯端末のには，携帯基地局が存在するため，携帯からの電波出力発信源(目標)の方向を見たパノラマ写真，下は航空写真が弱かったものと推定される。

である。放射線の中心に計測車を配置した。等距環の間

４．まとめ

隔は 50m である。

本研究では，通信中の携帯端末の電波を，受信装置単携帯電話を，海岸線に沿って西方(画像左側)に移動し，独で探知し，船舶同士の衝突を予防するための基礎的なその到来方向を計測車に設置した到来方向推定システム実験を行った。そして，LTE 端末の場合，距離 250m (12kt

により測定した。

で 40sec.)において，方位精度±10° で携帯端末からのフィールド実験に用いたアレイアンテナを図 3 に示

電波の到来方位を導出できることを確認した。方位精度す。6 本のモノポール(ホイップ)アンテナが確認できるが，は目標値である 16 方位を満たした。探知距離は目標値

実際に受信信号の処理に利用したものは 4 本である。ア370m に対し 67% 程度達成した。

ンテナ高さは，地上面からアンテナ基部まで 4.7m，標高

今後は，受信アンテナの配置や，海上での出力等を考は 2.5m であった。

慮し，より遠距離で目標の位置も含めて探知できる様，

LTE 携帯端末の結果について記述する。計測車から携検討を深めたいと考えている。

帯電話を移動して計測を行った。距離が 250m 地点までの信号を検出可能であった。次に，250m の位置におい

掲載文献て，受信信号から方位を導出した。携帯電話は静止し，[1]古賀禎，疋田賢次郎．“海上における電波発信源探知

受信側アンテナを水平回転(0～72 度，12 度毎)させ，到システムの基礎実験，”2018 年電子情報通信学会総合大来方位を推定した。結果を図 4 に示す。グラフの横軸が会，2018．

目標の真方位，縦軸が測定方位となる。0 度付近では，[2]疋田賢次郎.“海上における携帯端末の電波探知によ真方位と測定方位は一致する。一方，アンテナの正面かる衝突予防の可能性について，”マリン IT ワークショッ

ら目標方位が離れていくと，バイアス方位誤差およびジ

プ 2018 にいがた，2018．

ッタ誤差が大きくなる。72 度付近では，バイアス誤差 5.2
度，ジッタ誤差の標準偏差 2.5 度となるが，全ての方位

ー132ーハイブリッド簡易高速電磁界計算による電磁波可視化と実証実験による民間航空解析支援【競争的資金】

担当領域

監視通信領域

担 当 者〇本田 純一

研究期間

平成 28 年度～平成 30 年度

1. はじめに
電磁波散乱を含めた電波伝搬特性の解析は，無線システ
ムの構成や機器性能要件等の算出のみに関わらず，すでに構築されたシステムで発生する検出率低下等の原因を突き止め，その解決方法を提示する上でも重要な研究に位置づけられる。航空分野では様々な無線システムが利用されており，またマルチパス等による機器性能低下が散見されるが，運用者には目に見えない電波を直観的に把握することが難しく，物理的な観点からの解決が後手に回ることが
図 1：測定の様子と結果多い。
本研究は，航空分野で利用される，もしくは利用を期待される無線システムについて，環境に応じて解析手法を選

3.2 ローカライザー電波の測定

択もしくは組み合わせたハイブリッド計算手法を開発し，LOC 電波の実環境における特性を確認するために，信号

運用者に電波の振る舞いを把握できるように可視化する測定を行った。実験にはスペクトラムアナライザーとことを目的とする。また，精度の検証を行うために，他のGBAS 用の受信機を用いた簡易な測定系とした。本測定で研究テーマによる実験結果等を参照して，提案手法の妥当は，LOC のメインビームの外側で測定したこともあり、受性についても検証する。

信した信号が安定していなかった。このため，測定系を見直した上で次年度に再測定とし，改めて計算結果との比較を行う予定である。

2. 研究の概要
本研究は三カ年計画であり，本年度は下記を実施した。
①

簡易レイ・トレーシング法の計器着陸システム（ILS）

4. まとめ
本年度は，ハイブリッド簡易高速電磁界計算アルゴリズへの解析応用②

FDTD 法, PO 法の基本プログラミングの実施

ムの開発継続と ILS LOC について実環境で信号測定を実③

ローカライザー電波の測定施した。数値計算では，レイ・トレーシング法の GS への適用を目指した。計算精度については引き続き検証を進め

3. 研究成果

る予定である。測定は所内の資産を活用したが，値の安定3.1 計器着陸システムへの応用性等に疑問が残るため，測定系を見直した上で次年度に再

前年度に引き続き，簡易レイ・トレーシング法の ILS へ実験とする。

の応用を試みた。今年度はグライドスロープ（GS）への適用を進めた。性能検証も同時に進めており，国内外の当この研究は，日本学術振興会における科学研究費助成事
業若手(B)(16K18072)の資金助成を受けて実施された。

該システム解析用のソフトウェアと計算結果を比較しな
がら精度検証を行った。本分野では GS アンテナ前方の地

所外発表

形を二次元に限定した解析が多いが，本研究では二次元の(1)

J. Honda, H. Tajima, H. Yokoyama. “Influences of

解析精度を検証しつつ三次元モデルへの適用を目指した

ILS Localizer Signal over Complicated Terrain,”

改良を進めている。

Proc. the 2017 11th Int. Conf. on Complex,
Intelligent,andSoftwareIntensive

System(CISIS), pp.128-138, Torino, Italy, July 2017.

ー133ー航空需要に対応する海上設置型ローカライザーの設置条件に関する研究

1.

担当領域

監視通信領域

担 当 者○本田 純一，田嶋 裕久

研究期間

平成 28 年度～平成 30 年度

はじめに【競争的資金】を実施した。昨年度に引き続き，関連研究の動向調査と遮計器着陸装置（ILS）は，航空機が空港に安全に着陸するために重要な役割を果たしている。その中でも，ローカ

蔽フェンスによる回折波の解析を実施した。今後も，海面からの影響について数値解析を実施する予定である。

ライザ（LOC）は，航空機に滑走路中心線からの左右の誤

この研究は，日本学術振興会における科学研究費助成事

差を知らせる装置として多くの空港で運用されている。し

業基盤研究(C)(16K06364)の資金助成を受けて実施された。

かし，日本のように地形的・経済的に空港内への施設の用地確保が困難になる場合には，沿岸部の空港では，海上に用地を確保し LOC を設置することも今後考えられる。本
研究は，このような将来構想を想定し，海上設置型の LOCについて，その設置条件に関する研究を実施する。
2. 研究の概要
本研究は三カ年計画であり，本年度は昨年同様に下記について実施した。
①

関連研究の動向調査②

電磁界解析手法の取りまとめ③

遮蔽フェンスによる電磁波散乱解析

3.

研究成果

図 1：遮蔽フェンスの最適配置に関するモデル図．

海上設置型 LOC では，機体や建物だけでなく海上からの散乱波成分も干渉の要因として考えられる。そこで，不要な電波を遮蔽するための一措置として考えられる遮蔽フェンスの最適な設置方法について検討した。本件については，モーメント法を使って遮蔽フェンスによる電磁界散乱の計算を実施した。図 1 は遮蔽フェンスのモデルになる。
左図はワイヤーモデルを採用した通常の配置を想定したフェンスのモデルで，右図は配置を変化させたときのモデルとなる。
図 2 は x=20m としたときの電界強度のハイトパターンを示す。この計算は，LOC が x=20m，y=0m とフェンスに正対して離した状況を想定し，z=-2.5m で電界強度が最小となるようにワイヤの高さを最適化した結果である。本結果のように，フェンスの設置方式によって，干渉をどのように抑えることができるか計算から明らかにすることが
できる。
4.

まとめ
海上設置型 LOC について，その設置条件に関する研究

ー134ー

図 2：電界強度のハイトパターンの例．

新しい空地伝搬測定手法としての航空機監視情報放送の活用【競争的資金】

担当領域

監視通信領域

担 当 者〇長縄 潤一研究期間

平成 29 年度～平成 31 年度を実装した。本受信機は標準化された信号解読方式を実

１．はじめに装している。また，定性的な議論に基づき測定対象の伝

空地電波伝搬メカニズムの解明およびモデル化は航空
機監視システムを下支えする研究課題である。例えば，搬特性として受信電力強度に着目した。

放送型自動従属監視（ADS-B）や広域マルチラテレーシ

３．２

SDRとADS-B/WAM実験システムの比較

ョン（WAM）の受信局配置を決める際（覆域設計）に

前述のSDRおよびADS-B/WAM実験システムが収集しは，受信電力を予測するために適切な伝搬損失モデルがたデータを比較して，信号解読方式や回路構成が受信電求められる。従来，空地電波伝搬の測定には実験用の航力測定に与える影響を調べた。

空機を用いた飛行実験が行われてきた。飛行実験は精度

３．３

受信電力のモデル化の基礎検討の高いデータが得られる一方で，コストが高く，実験条

受信電力変動のモデル化方法の基礎検討を行った。図1

件が限られるという課題があった。一方，ADS-B対応のの到着機の受信電力変動（自由空間からの変化量）につ

航空機が近年増加しており，それらが放送するADS-B信

いて仲上ライス分布およびdB値の正規分布をあてはめ

号を地上で受信して，空地伝搬研究に活用することが期た結果を図2に示す。測定結果との良好な一致を確認でき待される。これにより，低コストで多様な飛行経路や機た。引き続き，その他の航空機へモデルを適用し，パラ体のデータが得られ，従来の飛行実験を補完することがメータ分布推定を進める。

できる。特に電子航法研究所の整備している
ADS-B/WAM実験システムではADS-B信号を長期間収集

４．まとめ
ADS-B 信号を活用した電波伝搬測定に向けて，今年度しており，電波伝搬の観点からの分析が待たれる。

は測定・評価環境の構築，実験システムとの比較，モデル化の基礎検討を行った。今後は，さらなる提案手法の２．研究の概要

有効性評価と電波伝搬モデルの評価・検討を進める予定

本研究では新たな電波伝搬測定の手法として在空機
ADS-B信号の活用を提案し，提案手法の有効性を評価すである。

るとともに，その応用を通じて実用的・学術的な知見を得ることを目指す研究である。JSPS科研費17K14688の助成により，平成29年度から平成31年度までの3ヶ年計画で，以下の項目について研究を進めている。
(1) 測定可能な伝搬特性とその精度評価を通じた提案手法の有効性の評価(2) 各種伝搬損失モデルの評価および新たなモデルの提図1案を通じた覆域設計に適する知見の導出

測定対象の航跡(3) 各種モデルの評価に基づく伝搬メカニズム上の考察
累積確率分布を通じた伝搬メカニズムに関する知見の導出

３．研究の成果
平成29年度は主に前述の(1)および(2)の項目について
以下の検討を行った。
３．１

図2

測定・評価環境の構築

ソフトウェア無線機(SDR)を用いたADS-B信号受信機

ー135ー

受信電力変動の分布

海洋分野の点検におけるドローン技術活用に関する研究【競争的資金研究】

担当領域

監視通信領域，航空交通管理領域

担 当 者○河村 暁子，平林 博子

研究期間

平成 29 年度～平成 31 年度

１．はじめに港湾のインフラ点検効率化の実現に資することである。そ本研究は，国土交通省総合政策局技術政策課が公募し委の目的達成のため，具体的には，以下の３つの施設におい託する交通運輸技術開発推進制度において，一般財団法人てドローンを用いた点検および効果と課題抽出を実施する。

日本海事協会を研究代表者とし、株式会社 ClassNK コン

a. 大型貨物船の貨物タンク・貨物倉の内部点検への応用検

サルティングサービス，国立研究開発法人 海上・港湾・航討

空技術研究所，ブルーイノベーション株式会社が共同研究

b. 海上風車の風車ブレードの点検への応用検討機関として参画するものである。

c. 防波堤全面に設置される消波ブロックの沈下量測定へ

電子航法研究所（以下、当所とする）は，平成 28 年に運の応用検討

輸系の 3 研究所の統合により発足した海上・港湾・航空技

本研究は，上記 3 施設におけるドローンを用いた点検の術研究所の一部として，本競争的資金研究に参画する。こ

検討および効果と課題の抽出ののち，点検用ドローンに求のような 3 研究所にまたがる合同の研究プロジェクトは，

められる運用方法案や機体機能要件の策定を経て，点検事

統合以来 初の取り組みである。

業者向けのガイドライン策定を達成目標としている。

当所では，
平成 22 年度から所内研究において実験用無人

当所は，小型無人航空機の利用に関する社会的枠組みを

航 空 機 の 研 究 テ ー マ を 実 施 し ， ICAO に お け る

決定する数多くの会議メンバーである専門家の立場から，aRPAS( Remotely Piloted Aircraft System: 遠隔操縦航空機シ~ c 研究全体を通じ，航空法等制度の観点から調査及び整ステム）のための規格策定にも関わってきた。近年は，特理を実施する。

にドローンをはじめとする小型航空機の急速な普及に伴い，監視通信領域において「無人航空機を含む飛行環境形成の３．研究成果要素技術に関する研究」，航空交通管理領域では「無人機の当所は，今回提案する点検手法が航空法上許可承認を必

円滑運行のためのシミュレーション技術の構築に関する研要とする飛行であるかについて a ~ c それぞれのケースに

究」（いずれも基盤的研究）を実施しており，監視通信およ

ついて検証を行った。特に洋上風車ブレードの点検においび航空交通管理の両面から小型無人航空機の運行を支えるてドローン本体と操縦者の距離が離れている場合には目視技術を研究している。

内飛行とならないことなどに注意が必要であるという課題が見つかった。

２．研究の概要
加速する人口減少による人手不足のなかで，新しいイン

４．まとめ

フラ維持管理ツールが求められている。ドローンは GNSS

本研究はドローンを用いた船舶，海洋風車，港湾施設にを利用することであらかじめ設定した飛行経路を自動で飛おけるインフラ維持点検について検討を行い，次年度の実行でき，安価に導入・運用できる等のメリットがあり，物証実験ののち最終年にガイドライン策定を予定している。

流，災害対応，インフラ維持管理等の分野で利活用が検討されている。インフラ維持管理分野では，一部の橋梁やトンネルの点検においてドローンが活用され始めており，他の構造物・施設でもドローンによる点検への期待が高まっている。本課題では，船舶，海洋風車，港湾施設におけるインフラ維持点検について検討を行う。
本研究の目的は，わが国でも今後，ドローンを用いた海洋・港湾分野でのインフラ維持管理の課題を明らかにし，手法を規定することにより，人口減少社会における海洋・ー136ー

広大な農地の短時間観測を可能とする固定翼自律 UAV を用いた映像伝送技術の研究開発【競争的研究】

担当領域

監視通信領域

担 当 者○古賀 禎，本田 純一，上羽 正純（国立室蘭工業大学），北沢 祥一（国立室蘭工業大学）

研究期間

平成 29 年度～平成 31 年度

１．はじめに
UAV機

近年,農業分野においては，ICT 技術を用いた効率化，省力化，軽労化の検討が進んでいる。ここでは，マルチコプタ型ドローンを用いた生育状況の監視が行われており，無人機の農地監視は今後も拡大が予想される。マル
チコプタ型ドローンは容易に利用できる一方，速度や飛回転
台座

行時間の制限により，広い農地を効率的に監視することが難しい。広大な農地を抱える地域では，短時間で効率

図１

良く監視可能なシステムが求められている。特に，北海測定状況と結果

道は一農家あたりの農地が全国平均の 14 倍以上もある

複数の 5.7 GHz のアンテナを設置してアンテナパターン

ことから，効率的な監視が必要となる。

を測定した。図１左に測定状況，図 1 右に 3 次元的アン

広大な農地の監視には固定翼 UAV による監視が有効

テナパターンの測定結果を示す。測定の結果，安定的にであるが，これを実現するためには，固定翼 UAV を自送信できるアンテナの設置位置が明らかになった。

律的に飛行する技術，および遠距離を飛行する固定翼

3.1.2 シミュレーション

UAV から安定的に画像を伝送する技術が必要となる。

電波無響室における測定は確度の高い検証ができる一電子航法研究所（以下、当所とする）では，前述の課方，測定に時間を要する。伝搬特性の解析を効率的に行題に検討するため，国立大学法人室蘭工業大学と共同でうため，シミュレーションによる精度の高いパターン算総務省戦略的情報通信研究開発推進事業（SCOPE）によ

出方法について検討した[1]。レイ・トレーシング法を用る研究を開始した。

いた数値解析を実施し，実験結果と比較した。その結果，

２．研究の概要

概ね振幅の変動については測定と類似する結果が得られ

本研究開発では，総重量 10 ㎏以下，定常速度 25 m/s

た。一方，機体に搭載された金属部品の影響については，の固定翼自律 UAV を用いて，最大伝送距離 1.5km，情報

今後，精度を高める必要がある。

伝送速度 10 Mbps の映像伝送システムの実現を目指す。

3.2 5.7 GHz 映像伝送システムの設計

３．研究成果5.7 GHz 映像伝送システムの設計を行った。通信方式

平成 29 年度は，３つの基礎的な技術課題（5.7 GHz 帯

は，当所で開発した 5.1 GHz AeroMACS 技術を参考とし

映像伝送技術，安全飛行のための遠隔監視制御技術，総た。また，ソフトウェア受信機を用いたシステムを構築

合実証実験）の研究を実施した。当所は，5.7 GHz 帯映

し，実装や改良を容易にする。

像伝送技術を分担している。ここでは，RF 伝搬特性の解

４．まとめ

析およびシステム設計を行った。
3.1

平成 29 年度は，5.7 GHz 帯映像伝送技術として，RFRF 伝搬特性解析

特性の解析およびシステム設計を行った。平成 30 年度は，

固定翼 UAV は，飛行状態の変化などにより，RF 伝搬

映像伝送システムの試作予定である。

特性が大きく変化することが予想される。安定的な画像

掲載文献

伝送のためには，伝搬特性の把握が重要となる。そこで，[1]本田他.“固定翼 UAV からの放射パターンの計算結

電波無響室での測定およびシミュレーションを実施し果，”電子情報通信学会総合大会,2018 年 3 月.

5.7GHz の RF 伝搬特性を解析した。

[2]古賀他.”追尾アンテナ，飛翔体，追尾アンテナ装置，”3.1.1 電波無響室における測定特許願 2018-001478

当 所 の 電 波 無 響 室 に お い て 実 寸 大 UAV にー137ー90GHz 帯協調制御型リニアセルレーダーシステムの研究開発【競争的資金】

1.

担当領域

監視通信領域

担 当 者○米本 成人，河村 暁子，二ッ森 俊一，森岡 和行，金田 直樹

研究期間

平成 29 年度～平成 31 年度
アルゴリズムの開発

はじめに

平成 30 年度 2 次元位置推定精度向上のためのアンテナ

近年，航空機の安全な離発着を実現するために，滑走路面に落下したボルトなど異物を監視するためミリ波帯レー装置設計，試作

ダーを用いた異物検知システムの検討が欧米を中心に進ん

複数レーダー信号処理アルゴリズムの実でいる。ミリ波帯レーダーにおいて，微小な対象を高精度装で検知するためには広い周波数帯域が必要となる。ところ

平成 31 年度 協調型リニアセルシステムの性能評価

が，複数の滑走路を有する拠点空港では，このような異物

2 次元位置推定精度の評価

検知システムを複数台同時に運用する必要がある。さらには，主要鉄道ターミナルやその他の重要インフラにも

3.

研究成果

90GHz の電波を使用するシステムの適用が検討されてい平成 29 年度は，同時に複数個所で信号受信ができる機構る。そのような背景の中，既存の距離分解能は維持しつつの構築と，異なる場所に設置した複数のアンテナ局のデー

小規模なエリアで複数の同一レーダーシステムを運用する

タを処理して異物の 2 次元位置を算出するアルゴリズムの際の相互の干渉抑制を実現する技術が望まれている。加え構築を行った。検証システムを図１に示す。2 つのアンテて，空港外の他業務と周波数帯域の共用を可能とする技術

ナ局を用いて測定される 3 つの伝搬パラメータを用いて伝の開発が不可欠となっている。

搬距離を計算した。この得られた距離を用いて、連立方程本研究開発では，精密に同期がとれた電波発射技術，機式から交点を算出し、2 次元位置を推定した。図 2 に 9 か械可動部によらない電子的な手法による高度なビーム制御所で測定した異物の位置の推定結果を示す。物理的に電波技術，スペクトラム制御技術を開発し，同一施設内で複数を走査することなく，異物の 2 次元位置が算出できることの 90GHz 帯のレーダーシステムの共用を実現する。これ
により，3cm 程度の距離分解能力を維持するための限られた周波数帯域の中で，同一施設内で，複数の異物検知や監視のためのシステムの共用を可能とし，電波の有効利用に資することを目的とする。
電子航法研究所は，離れた場所にある複数の受信設備で得られたデータをもとに，物体の２次元的な位置を精度よく計算する信号処理技術を確立するための研究開発につい

図 1 原理検証システムの外観て担当する。これらの技術を実現するため，滑走路上の重1.15

要部分を取り囲むように複数個配置されたアンテナ装置を

,R

R
1

R
3

R
3

用いて，異なる角度で取得した情報を複合処理し，二次元

R
R

2
1
2

1.1

的位置精度を向上させる技術を開発する。
1.05

研究の概要

y (m)

2.

1

本研究は総務省の「電波資源拡大のための研究開発」の一環として実施され，平成 29 年度から平成 31 年度までの0.95

3 年計画である。年度別の主たる実施事項は以下のとおり
である。

0.9
0.9

0.95

1

1.05

1.1

1.15

x (m)

平成 29 年度 同時複数受信処理機構の開発
複数レーダーデータによる 2 次元位置推定ー138ー

図 2 9 か所に配置した異物の 2 次元位置推定値

を原理的に確認した。
本研究は株式会社日立国際電気，国立研究開発独立行政法人情報通信研究機構，早稲田大学との共同研究として実
施された。

掲載文献
(1) 米本成人，河村暁子，二ッ森俊一，森岡和行，金田直樹.“90GHz 帯を活用した高精度異物検出レーダー，”
信学技報．
2017 年 10 月，vol. 117，no. 246，RCS2017-201，
pp. 181-185.
(2) Shunichi Futatsumori, Kazuyuki Moroika, Akiko Kohmura,
Norihiko

Miyazaki,NarutoYonemoto.

“Feasibility

Evaluation of Interference Mitigation Methodology for
Optically-Connected Millimeter-Wave Radar Based on
Common Transmission Signal,” 2017 IEEE Conference on
Antenna Measurements & Applications, TA1.5, Tsukuba,
Japan, December 4-6, 2017.
(3) Naruto Yonemoto, Akiko Kohmura, Shunichi Futatsumori,Kazuyuki Morioka, Naoki Kanada. “90 GHz Foreign
Objects and Debris Detection Radar Connected by Radioover Fiber,” The 20th International Symposium on Wireless
Personal Multimedia Communications (WPMC2017),
Yogyakarta, Indonesia, December 17-20, 2017.
(4) 米本成人，河村暁子，二ッ森俊一，森岡和行，金田直樹.“散乱信号受信による異物の 2 次元座標推定，”
信学技報．
2018 年 1 月，vol. 117，
no. 409，MWP2017-95，
pp. 257-261.
(5) 米本成人，河村暁子，二ッ森俊一，森岡和行.“滑走路異物検知用光ファイバ接続ミリ波レーダシステム，”
電子情報通信学会誌．2018 年 2 月，Vol. 101，No.2，
pp146-152.
(6) 米本成人，河村暁子，二ッ森俊一，森岡和行，金田直樹.“90GHz 帯光ファイバー接続型ミリ波レーダーを用いた滑走路上の異物探知システム，”信学技報．
2018 年 2 月，vol. 117，no. 458，SRW2017-71，pp. 31-36.

ー139ー

４

研究所報告

当研究所の平成29年度における研究所報告は、発行されなかった。
No

発行年月

論

文

名

発行なし

ー141ー

領

域

名

著

者

５

受託研究

当研究所の平成29年度における受託研究は下記のとおりである。
件

名

委

託

元

実施主任者

成田国際空港向け「GBAS導入要件調査」に係る技術支援（一財）航空保安無線システム協会

福島

荘之介

AS365搭載機器の経路損失試験（株）ウェザーニューズ

河村暁子

KODIAK100水陸両用機搭載機器の経路損失試験（株）ウェザーニューズ

河村暁子

平成29年度運輸多目的衛星の航空安全通信サービス及び運用の管理に係る作業におけるMSASサービスの性能保証に係る作業支 （一財）航空保安無線システム協会
援

麻生

貴広

準天頂衛星を利用したＳＢＡＳ整備に係る認証作業における安（一財）航空保安無線システム協会
全性評価技術支援麻生貴広

平成29年度将来の航空交通システムに関する長期ビジョンの実（株）三菱総合研究所
現のための計画の策定等に関する調査分析支援

岡恵

洋上空域における衝突危険度推定に係る支援作業森亮太

RNAV運航に求められる衛星航法補強システムに関する要件調査（一財）航空保安無線システム協会
の技術支援

麻生

貴広

JA21RH機搭載機器の経路損失試験

ナビコムアビエーション（株）

河村暁子

広域マルチラテレーション（WAM)整備の技術支援（株）三菱総合研究所

宮崎則彦

増設平行滑走路に係る運用要件調査に関する実機における航跡（一財）航空交通管制協会
解析支援

天井

治

危機管理時における航空交通容量等に関する調査支援

平林

博子

岡

恵

（一財）航空交通管制協会（株）レイメイ

平成29年度運航効率の業績指標作成に係るデータ計測調査分析（一財）航空保安研究センター
支援
火山観測用可搬型レーダー干渉計実験

アルウェットテクノロジー（株）

ー142ー

二ッ森

俊一

６

共同研究

当研究所の平成29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
日本電気株式会社

研究課題

契約期間

WAMにおけるモードA/C機測位に関する共同研究

H24.2.24 ～ H30.3.31

ヘリコプタの障害物警報システムに関する共同研究（その２）

H26.4.1 ～ H30.3.31

ステルス技術の研究

H26.6.10 ～ H30.3.31

ミリ波帯による高速移動用バックホール技術の研究開発

H26.8.22 ～ H31.3.31（国研）宇宙航空研究開発機構
監視通信領域
北海道放送株式会社
監視通信領域

金沢工業大学（国研）情報通信研究機構
公益財団法人鉄道総合技術研究所

監視通信領域株式会社ＫＤＤＩ研究所
株式会社日立製作所
大阪大学
学校法人同志社大学
監視通信領域

一般財団法人電力中央研究所

高密度ユーザ集中環境下におけるフォトニックネットワーク技術を用 H26.10.1 ～ H29.9.30
いた次世代無線技術の研究

株式会社日立製作所
コーデンテクノインフォ株式会社
航法システム領域 電気通信大学

プラズマバブルの衛星航法への影響に関する共同研究

H26.11.12 ～ H30.3.31

宇宙天気現象が衛星航法に与える影響に関する共同研究

H27.4.1 ～ H30.3.31

航法システム領域 タイ王国モンクット王工科大学ラカバン

Ionospheric TEC Characterization Program

H27.3.31 ～ H32.3.31

監視通信領域

琉球大学

低緯度域におけるADS-B信号伝搬に関する研究

監視通信領域

名古屋大学

ADS-Bを用いた航空交通管理に関する研究及び電離圏擾乱がADS-B放送
H27.7.1 ～ H30.3.31
位置に与える影響の研究

監視通信領域

釧路工業高等専門学校

ADS-B信号の高性能受信技術の研究

H27.7.29 ～ H30.3.31

航空交通管理領域 東北大学

予防安全のための状況認識支援に関する研究

H27.8.20 ～ H30.3.31

監視通信領域

室蘭工業大学高速無人航空機監視システムの研究

H27.8.4 ～ H30.3.31

監視通信領域

新潟大学

バイスタティック測位方式による航空機監視技術の基礎的研究

H27.9.16 ～ H30.3.31

航空交通管理領域 東京大学

目立ちやすさの定量化とユーザーインターフェース評価への応用

H27.10.8 ～ H30.3.31

監視通信領域

北海道大学

アレーアンテナを用いた航空機発信情報の整合性検証技術の研究

H27.10.19 ～ H30.3.31

監視通信領域

首都大学東京ADS-B情報を用いた航空機における軌道予測精度の向上技術の研究

H27.10.26 ～ H31.3.31

監視通信領域

金沢工業大学

航空機監視情報を用いた飛行特性の抽出分析技術の研究

H27.10.28 ～ H31.3.31

監視通信領域海上保安大学校

海上保安業務に資する航空機監視データ利用法に関する研究

H27.11.5 ～ H31.3.31

監視通信領域

鹿児島大学

火山噴火が航空機監視システムに与える影響についての研究

H27.11.17 ～ H31.3.31（国研）情報通信研究機構
航法システム領域 京都大学
名古屋大学
2015

H27.5.1 ～ H30.3.31

航法システム領域 （国研）防災科学技術研究所

GNSS受信信号から得られる積雪観測量の長期評価と利用に関する研究 H27.11.27 ～ H29.6.30

監視通信領域

光逓倍による無線通信の高速化に関する研究

H27.12.8 ～ H31.3.31

航法システム領域 京都大学

航空機の安全運航に資する次世代気象センサーに関する研究

H27.12.18 ～ H31.3.31

航法システム領域 気象研究所

SSRモードS気象データによる数値予報の精度向上と航空機の安全運航 H27.12.24 ～ H31.3.31に関わる気象予測情報の高度利用に関わる研究

航法システム領域 （国研）宇宙航空研究開発機構

GBASの利用性向上に係わる研究開発（その３）

監視通信領域

日本無線株式会社

光ファイバ接続型受動型監視システムの遠隔クロック同期技術の基礎 H28.5.25 ～ H31.3.31
的研究

監視通信領域（国研）情報通信研究機構

レーダー反射断面積の高精度測定に関する研究

H28.5.27 ～ H33.3.31

航空交通管理領域 東京大学

最適な飛行方式設計に関する研究

H28.6.1 ～ H30.3.31

監視通信領域

地上デジタル放送波を利用したバイスタティックレーダシステムに関 H28.7.21 ～ H33.3.31
する研究

早稲田大学

福岡工業大学ー143ー

H28.4.1 ～ H30.3.31

実施領域

相手方

研究課題

契約期間

気象庁気象研究所
航空交通管理領域

避雷飛行支援システムの研究開発

H28.8.1 ～ H30.3.31

航法システム領域 東北大学

受信型航空機動態情報を用いた短期気象予測精度の向上技術の研究

H28.8.17 ～ H31.3.31

航法システム領域 日本電気株式会社

準天頂衛星システムを用いた高精度衛星測位補強技術の開発及び実証 H28.10.31 ～ H30.3.31
実験

監視通信領域

AeroMACS実験（国研）宇宙航空研究開発機構

アビコム・ジャパン株式会社

航法システム領域 三菱電機株式会社

H28.12.13 ～ H31.3.31

後方乱気流検出装置による高頻度かつ複合的な観測データ収集に関す H28.12.15 ～ H31.3.31
る研究（国研）情報通信研究機構
公益財団法人鉄道総合技術研究所
監視通信領域

90GHz帯リニアセルによる高精度イメージング技術の実証研究

H29.3.31 ～ H30.3.31

航空機内WiFi用VHF帯空地通信に関する研究

H29.4.3 ～ H31.3.31

早稲田大学
株式会社日立国際電気監視通信領域株式会社NTTドコモ

航空交通管理領域 関西エアポート株式会社

関西空港における航空機地上走行の課題に関するシミュレーション調 H29.4.25 ～ H32.3.31
査

航法システム領域 （国研）宇宙航空研究開発機構

日本の空港における航空機着陸時の安全管制間隔基準の策定に関する H29.4.21 ～ H30.3.31
研究航空交通管理領域 首都大学東京

機械学習を用いた航空交通データ分析の研究

H29.5.25 ～ H31.3.31

監視通信領域

日本電気株式会社

FF-ICE／1の導入に向けた国際検証実験に関する研究開発

H29.5.10 ～ H30.3.31

監視通信領域

日本無線株式会社

高性能気象レーダ情報の情報共有基盤（SWIM）での利用技術について
H29.6.5 ～ H31.3.31の研究

航法システム領域 古野電気株式会社

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 ～ H32.3.31

監視通信領域有限会社アイ・アール・ティー

ドローンの受動型検知技術に関する基礎研究

H29.7.24 ～ H32.8.31

監視通信領域

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基礎研究

H29.10.6 ～ H31.3.31

Es層によるVHF帯異常伝播による航空航法・通信への影響に関する研究H29.8.22 ～ H32.3.31

注意喚起の画面表示色が航空管制業務における気づきに与える影響

H29.11.1 ～ H30.3.31

GBAS電波共用のための屋外検証に関する研究

H29.10.12 ～ H30.3.20

導電性皮膜を施したプラスチック材料の電波特性評価

H29.11.8 ～ H33.3.31

航法システム領域 電気通信大学
早稲田大学
航空交通管理領域
東北大学
航法システム領域 日本電気株式会社
金沢工業大学
監視通信領域株式会社フジワラ
監視通信領域はこだて未来大学

滑走路監視のための信号処理に関する研究

H29.12.7 ～ H33.3.31

監視通信領域

高知工科大学

超広帯域光変調器を用いた計測システムの研究

H29.12.22 ～ H35.3.31

監視通信領域株式会社高田RF技術研究所

薄膜基板による高性能ベースバンドモジュール設計製造技術の研究開
H30.2.7 ～ H32.3.31
発

ー144ー

７

研究発表

(1)第17回研究発表会（平成29年6月8日9日）

1. WAM受信局配置設計に向けた検出率予測モデル
監視通信領域

9

長縄

潤一

宮崎

裕己

田嶋

裕久

2. ADS-B方式高度維持性能監視の評価結果
監視通信領域

3

航空交通管理領域

天井

治

松岡

猛

10 航空機位置情報を用いた出発走行時間の予測手法
松永

圭左

宮崎

裕己

SWIMのコンセプトによる監視情報ドメイン構築に関する検討
監視通信領域
呂 暁東
古賀

禎

住谷

泰人

塩見

格一

航空交通管理領域

山田

泉

青山

久枝

住谷

美登里

11 進入経路上における管制間隔の気象影響評価
航法システム領域

航空交通管理領域

吉原

貴之

藤井

直樹

瀬之口

敦

12 地上型衛星航法補強システムの可搬性能評価装置

4 空港面異物監視システムの異物検知性能評価
監視通信領域

関西国際空港へのRNP AR進入方式導入の可能性

米本

成人

河村

航法システム領域

齊藤

真二

暁子

齋藤

享

二ッ森

俊一

吉原

貴之

森岡

和行

福島

荘之介

毛塚

5 ヘリコプタ前方障害物監視用ミリ波レーダの研究開発
監視通信領域

河村

暁子

二ッ森

享

俊一

吉原

貴之

森岡

和行

坂井

丈泰

米本

成人

航法システム領域

14 スポラディックＥ層が航空通信・航法に与える影響の評価

河村暁子

電気通信大学大学院情報理工研究科

細川

敬祐

二ッ森

俊一

電気通信大学 宇宙・電磁環境研究センター

冨澤

一郎

森岡

和行

電気通信大学 宇宙・電磁環境研究センター

坂井

純

米本

成人

航法システム領域

齋藤享

7 洋上管制運用効率化のための経路設計に関する考察
航空交通管理領域

13 アジア太平洋地域ＧＢＡＳ電離圏脅威モデル
齋藤

6 小型無人航空機の現状と監視通信における今後の展望
監視通信領域平林

15 飛行検査データを活用したＤＭＥの誤差解析

博子

航法システム領域

マーク・ブラウン
福島

8

幸子

福岡FIRにおける2013年から2030年の空港需要予測
航空交通管理領域

敦

マーク・ブラウン
平林

博子

ー145ー

毛塚

敦

齊藤

真二

麻生

貴広

福島

荘之介

（２）所外発表
表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

Development of MC/MF GBAS ground experimental system(複数衛星系・複数周波数対応GBASの開発)

齋藤享
吉原貴之

平成29年4月

18th International GBAS Working Group

GBAS ground performance evaluation tool
(GBAS地上性能評価装置)

齊藤真二
齋藤享
吉原貴之

平成29年4月

18th International GBAS Working Group

Measurement Results of the Compatibility between V-Low
Multimedia broadcast and GBAS VDB(マルチメディア放送とGBAS VDBの共用性に関する計測結果)

福島荘之介
齊藤真二

平成29年4月

18th International GBAS Working Group平成29年4月

18th International GBAS Working Group

GBAS interoperability trials and multi-constellation/multifrequency ground mockup evaluation(GBAS相互運用性試験及び複数衛星系・複数周波数GBAS地上モックアップの評価)T. Feuerle（ Braunschweig工科大)M. Stanisak（ Braunschweig工科大)平成29年4月
齋藤享
吉原貴之
A. Lipp（EUROCONTROL)

18th International GBAS Working Group

GBAS ionospheric threat model for ICAO APAC region(ICAOアジア太平洋地域GBAS電離圏脅威モデル)

齋藤享
ICAO APEC ISTF

平成29年4月

18th International GBAS Working GroupENRI STATUS REPORT(電子航法研究所のステータス報告)

福島荘之介
齋藤享
齊藤真二
吉原貴之
毛塚敦

平成29年4月

18th International GBAS Working Group

Comparison of GAST-D results from Ishigaki(石垣におけるGAST-D試験結果の比較)

M. Stanisak（ Braunschweig工科大)齋藤享
平成29年4月
T. Feuerle（ Braunschweig工
科大)
吉原貴之

18th International GBAS Working Group福島荘之介
Shallow intermediate segment design for RNP to xLS navigation
森亮太
database
井出祐（ANA)(RNP to xLS航法データのための緩く降下する中間セグメントの設田村恵一（ANA)計)
中西善信（長崎大学）

A Forecast of Airport Demand in Fukuoka FIR from 2013 to 2030 ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ(福岡FIRにおける2013年から2030年の空港需要予測)
平林博子

平成29年4月

Airside Simulation and Performance
Assessment Group(ASPAG)

Status of Japanese QZSS and SBAS Programs(日本のQZSS及びMSASの現状)

坂井丈泰

平成29年4月

APEC GIT/22（アジア太平洋経済協力
22回GNSS整備会合）

中期コンフリクト検出技術の必要性と課題

平林博子

平成29年4月

航空交通管制協会 「航空管制」2017年第2号

Simulation Study for the Examination of the Operational
Effect of the Reduced Separation Application between in Ocean
Control Airspace
平林博子(洋上管制空域において短縮航空機間間隔適用の運用効果を検討する
ためのシミュレーション)

平成29年4月

IPACG PM19

虎谷大地
空港周辺空域における上昇機のための最適な回避軌道に関する研究 上野誠也（横浜国立大学）
樋口丈浩（横浜国立大学）

平成29年4月

日本航空宇宙学会

第48期年会講演会

ＲＴＣＡの活動に参加して小瀬木滋

平成29年4月

日本航空宇宙学会

第48期年会講演会

CARATS and CNS Upgrade in Japan(日本におけるCNSへの取り組み)中島徳顕

平成29年4月

IEEE Integrated Communications
Navigation and Surveillance

AeroMACS Field Trial at Haneda Airport(羽田空港におけるAeroMACS地上試験について)

大内康博（アビコムジャパン）
川口英文（アビコムジャパン）
稲垣敏幸（アビコムジャパン）
平成29年4月
森岡和行
米本成人
住谷泰人

IEEE Integrated Communications
Navigation and Surveillance

Detection Probability Estimation Model for Wide Area
Multilateration(広域マルチラテレーションのための検出率推定モデル)

長縄潤一
宮崎裕己
田嶋裕久

平成29年4月

IEEE Integrated Communications
Navigation and Surveillance

航空用無線通信システムの現状

住谷泰人

平成29年4月

電子情報通信学会(RCS)研究会

次世代SBASで利用するGPS航法メッセージの検討

北村光教
麻生貴広
坂井丈泰
星野尾一明

平成29年4月

電子情報通信学会 論文誌 B

指尖脈波データの解析から導き出す精神健康度とその応用

雄山真弓(カオテック)
海津成男(CDC）
丹羽時彦(関西学院大学)
苗鉄軍(CCI)
塩見格一
今西明(いすゞ自動車)

平成29年4月

サイエンス・テクノロジー社

ー146ー

無線通信システム

第

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

AeroMACS Field Trial at Haneda Airport for Next Generation
Mobile IP-data Network(次世代モバイルＩＰネットワークに向けた羽田空港におけるAeroMACSフィールド実験)

花谷昌一（アビコムジャパン）
大内康廣（アビコムジャパン）
川口英文（アビコムジャパン）
稲垣利幸（アビコムジャパン） 平成29年5月
森岡和行
米本成人
住谷泰人

ICAO Communication Panel Working
Group(Ⅰ）-Internetworking

Concern of Current ASEPS Lateral Model(現行のASEPS横方向モデルに関する懸念)

森亮太

平成29年5月

ICAO SASP-WG/29

Further Investigation of Gross Navigation Error(GNEに関するさらなる分析)森亮太

平成29年5月

ICAO SASP-WG/29

International and Regional Coordination for FF-ICE/1
Validation(国際・地域連携によるFF-ICE/1の検証)

呂暁東

平成29年5月

ICAO

VHF帯空港面電磁界解析手法の提案

加藤涼(青山学院大）須賀良介(青山学院大）毛塚敦
橋本修(青山学院大）平成29年5月

電子情報通信学会 論文誌 CJapan：The Latest Update on Quasi-Zenith Satellite System(QZSS) Program(日本：準天頂衛星システム計画の最新の状況)

坂井丈泰
小暮聡（内閣府）
他9名（いずれも内閣府）

平成29年5月

ION Pacific PNT 2017（2017年米国航法学会太平洋PNT会議）

Long baseline precise ionospheric gradient measurements andits application to GBAS
(長基線精密電離圏空間勾配の計測とGBASへの応用)

吉原貴之
齋藤享
齊藤真二

平成29年5月

ION Pacific PNT 2017（2017年米国航法学会太平洋PNT会議）

FOD Detection System for Runway-A Hybrid Sensor System(滑走路用異物検出システム―ハイブリッドセンサーシステム)

米本成人

平成29年5月

日立国際電気主催専門セミナー

RoF接続型リモートレシーバを使用した移動端末位置推定の基礎実験

角張泰之
米本成人

平成29年5月

電子情報通信学会

MWP研究会

平成29年5月

電子情報通信学会

MWP研究会

平成29年5月

DLR-ENRI Collaborative Research
Meeting

平成29年5月

DLR-ENRI Collaborative Research
Meeting

金田直樹
光2逓倍により生成した96GHz信号のシンボルレートと信号品質の関
米本成人
係
川西哲也（早稲田大学）
虎谷大地
ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ
伊藤恵理
Extended Arrival Management Collaborating with 4 Dimensional 伊藤恵理
Trajectory Management
ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ(4次元軌道管理と協調した拡張型到着管理システムに関する研究) 虎谷大地
Applying Merging Optimization Method to Extended AMAN
(合流最適化手法のE-AMANへの応用)

SWIM

Task

Force/1

Flight Trajectory Optimization for 4-D Trajectory BasedOperations(4次元軌道ベース運用を目指した航空機の軌道最適化)

ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ

平成29年5月

DLR-ENRI Collaborative Research
Meeting

ENRI's R&D topics related to air traffic flow andmeteorological conditions(航空交通流と気象状況に関連したENRIの研究開発トピック)

吉原貴之
瀬之口敦
藤井直樹

平成29年5月

ICAO APAC事務所

須賀良介（青山学院大）A Study on Phase Improvement of Focusing Dielectric Lens Horn
阿部優樹（青山学院大）Antenna Using Dielectric Slab加藤涼（青山学院大）(誘電体スラブを用いた集束型レンズホーンアンテナの位相特性の改
毛塚敦
善）橋本修（青山学院大）平成29年5月

IEEE MTT-S

Flight Trajectory Optimization for Potential Benefits
Estimation in a Future Japanese ATM System
ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ(軌道最適化を用いた日本の将来の航空交通システムにおける潜在的 ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ
便益推定)

平成29年5月

BADA User Conference 2017

RNP to xLSのための中間セグメントの設計法に関する検討

平成29年5月

CARATS PBN検討WG会議

平成29年5月

CARATS 高規格RNAV検討SG会議

長岡栄
平林博子
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ

平成29年5月

日本航海学会

Measurement of Microwave Electromagnetic Field
Characteristics inside the Reverberation Chamber based on
Carbon Fiber Reinforced Plastic Structure
二ツ森俊一(炭素繊維強化プラスチック製リバブレーションチャンバ内のマイク
ロ波電磁界特性の測定)

平成29年5月

38th Progress In Electromagnetics
Research Symposium

Study of scale-sizes of ionospheric TEC gradients associated齋藤享with plasma bubbles
吉原貴之(プラズマバブルに伴う電離圏勾配の空間スケールに関する研究)

平成29年5月

JPGU-AGU Joint Meeting 2017

福島荘之介

RNP-ARと従来方式が混在する運用方式の実現可能性に関する研究の概要と進捗状況その5
天井治～関西国際空港を対象とした航空管制リアルタイムシミュレーショ
ンの実験結果～航空管制における航空交通の複雑性の指標について

ー147ー

MET/ATMセミナー

航空宇宙研究会

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

Overview and Status Goals for Collaborations(協調のための状況とゴールの概要)

平林博子
河村暁子

平成29年5月

NASA幹部-空域統合情報交換

アカラコリドー複線化による衝突リスク低減効果の確認結果

天井治

平成29年5月

航空局

航空関連情報共有ワーキンググループ2016年度活動概要

中島徳顕

平成29年5月

JUTM研究会

関西空港でのContinuous Descent Operations(CDO)拡大のための到
福島幸子
着管理

平成29年5月

土木学会土木計画学研究委員会
航空交通データ活用ワークショップ

Realtime three-dimensional ionospheric tomography andvalidation by MU radar(リアルタイム3次元電離圏トモグラフィ―とそのMUレーダーによる検証)

齋藤享
山本衛（京都大学生存権研究所）
齊藤昭則（京都大学理学部）

平成29年5月

15th International Workshop on
Scientific and Technical Aspects of
MST Radar

航空管制官の認知的能力に関する基礎的検討

青山久枝
狩川大輔（東北大学大学院工学 平成29年6月
研究科）

ASPA-IMトライアル報告伊藤恵理

平成29年6月

ASPA-IMの研究開発動向伊藤恵理

平成29年6月

ASPA-IMの実用化に向けて伊藤恵理

平成29年6月

ICAO,RTCA/EUROCAEにおけるIM検討状況

大津山卓哉

平成29年6月

Development of a Pushback Time Assignment Algorithm
Considering Uncertainty
森亮太(不確定性を考慮した上でのプッシュバック時間指定アルゴリズムの構築)
DFMC SBAS Experiment Using Quasi-Zenith Satellite
System(QZSS)
坂井丈泰(準天頂衛星システムを用いたDFMC SBASの実験)

空域調整準備室

日本人間工学会第58回大会
CARATS ATM検討WG H29第1回監視アドホッ
ク２会合
CARATS ATM検討WG H29第1回監視アドホッ
ク２会合
CARATS ATM検討WG H29第1回監視アドホッ
ク２会合
CARATS ATM検討WG H29第1回監視アドホック２会合

平成29年6月

Journal of Air Transportation

平成29年6月

SBAS Interoperability Working Group(IWG) 32nd Meeting

Status of DFMC SBAS prototype system(DFMC SBASプロトタイプシステムの開発状況)

北村光教

平成29年6月

SBAS Interoperability Working Group(IWG) 32nd Meeting

FOD Detection System for Runway-A Hybrid Sensor System(滑走路用異物検出システム―ハイブリッドセンサーシステム)

米本成人

平成29年6月

クアラルンプール国際空港セミナー資料

MC/MF GBAS development in JAPAN(日本におけるMC/MF GBASの開発について)

齋藤享
吉原貴之

平成29年6月

ICAO NSP 第2回合同ワーキンググループ
会議（JWGs/2）

Results of GBAS interoperability trials in Ishigaki,Japan(石垣におけるGBAS相互運用性試験結果)

齋藤享
Mirko Stanisak(Braunschweig
工科大)
吉原貴之
Thomas Feuerle(Braunschweig 平成29年6月
工科大)Andreas Lipp(EUROCONTROL)
Pierre Ladoux(仏・DSNA)ICAO NSP 第2回合同ワーキンググループ
会議（JWGs/2）

Actions of NSP for Space Weather Information Service(宇宙天気情報サービスに対する航法システムパネルの対応について)齋藤享
石井守（情報通信研究機構）

平成29年6月

ICAO NSP 第2回合同ワーキンググループ
会議（JWGs/2）

MSAS Status and Future Plan
(MSASの状況と将来計画)

坂井丈泰
田代英明（航空局）

平成29年6月

ICAO NSP 第2回合同ワーキンググループ
会議（JWGs/2）

Evaluation Results of Passive Acquisition Technique(受動捕捉技術の評価結果)

宮崎裕己

平成29年6月

ICAO APANPIRG SURICG第2回会合

Status Update on Measurements Based on RF Measurement
Guidance Material(無線信号計測ガイダンスマテリアルに基づいた計測の更新)

宮崎裕己
大津山卓哉

平成29年6月

ICAO監視パネル(SP)第5回TSG会議

H29年度のATM検討WG関連研究紹介

福島幸子
岡恵

平成29年6月

第28回CARATS

第18回国際GBAS WG会議（I-GWG18）の概要報告

福島荘之介

平成29年6月

ATEC 新進入方式WG会議

産業現場と安全研究をつなぐために～実務者と研究者の本音トーク～

青山久枝

平成29年6月

第145回ヒューマンインタフェース学会研究会

次世代着陸システム（GBAS)の概要

毛塚敦
福島荘之介
吉原貴之
齋藤享
齊藤真二

平成29年6月

NPO法人 航空・鉄道安全推進機構

DISHA2016全インドセミナー参加記

小瀬木滋

平成29年6月(財）航空保安無線システム協会

管制官の近接認知閾値と飛行計画を用いた管制難度指標の比較

長岡栄
平林博子
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ

平成29年6月

電子情報通信学会

飛航管制的祕密世界(航空管制の秘密の世界（日本語版「空の旅を科学する」の中国語繁 伊藤恵理
体字版）)

平成29年6月

飛航管制的祕密世界ー148ー

ATM検討WG

安全性(SSS)研究会

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

日本における航空管制と交通ネットワークの現状と展望について

古賀禎

平成29年6月

室蘭工業大学大学院博士前期課程 生産
システム工学系専攻 航空宇宙総合コース講義「生産システム工学概論」

Influences of ILS Localizer Signal over Complicated Terrain(複雑地形上におけるILSローカライザー信号の影響)

本田純一
田嶋裕久
平成29年7月
横山尚志（日本航空コンシェル
D&T）

The 11th International Conference on
Complex,Intelligent,and Software
Intensive Systems

森岡和行
長縄潤一
金田直樹
実験用航空機とAeroMACSプロトタイプシステムを用いた高速移動時
二ツ森俊一
における基本通信性能評価
河村暁子
米本成人
住谷泰人

平成29年7月

電子情報通信学会
ロニクス研究会

宇宙・航行エレクト

GPSのセキュリティ

坂井丈泰

平成29年7月

日本信頼性学会誌

7月号

洋上における航空機の管制間隔とその安全性評価

森亮太

平成29年7月

日本信頼性学会誌

7月号

航空管制業務における「動的な」信頼性と安全性

狩川 大輔(東北大学大学院工学研究科)
平成29年7月
青山 久枝

日本信頼性学会誌

7月号

管制側の保有データとENRIの取り組み

森亮太

平成29年7月

第3回OIS研究会

航空管制にみるレジリエンス

青山久枝

平成29年7月

日本学術会議総合工学委員会

FF-ICE/1検証実験の進捗状況

呂暁東

平成29年7月

CARATS第27回情報管理検討WG

AeroMACS Field Trial at HANEDA Airport(AeroMACS 羽田空港での実証実験について)

大内康廣（アビコムジャパン）
川口英文（アビコムジャパン）
稲垣敏幸（アビコムジャパン）
平成29年7月
森岡和行
米本成人
住谷泰人

データリンク・フォーラム東京2017

Anomalous propagation of VOR/ILS LOC by Sporadic E layer(スポラディックE層によるVOR/ILS LOCの異常伝播)齋藤享
細川敬祐（電気通信大学）
冨澤一郎（電気通信大学）
坂井純（電気通信大学）

平成29年7月

第21回APANPIRG CNS-SG会議

Further analysis of ionospheric gradient for GBAS in Japan(日本におけるGBASのための更なる電離圏勾配解析)

齋藤享
中村真帆

平成29年7月

第21回APANPIRG CNS-SG会議

Status of ISTF technical paper publication(電離圏問題検討タスクフォースの技術論文出版状況について)

齋藤享
吉原貴之

平成29年7月

第21回APANPIRG CNS-SG会議

Modeling an Air Traffic Control Difficulty Index Based on a
Distance in Time-Space Domain of Aircraft Trajectory(航空機軌道の時空間距離に基づく航空管制難度指標のモデル化)

長岡栄
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ

平成29年7月

21st Conference of the In'l
Federation of Operational ResearchSocieties(IFORS2017)

複数セルの動的割当のための波長制御光ネットワークの検討

米本成人
角張泰之

平成29年7月

電子情報通信学会

Designing the Remote Aerodrome Flight Information Service
井上諭
Systems Interface based on Human Centred Design Approach
福地悠人（千葉工業大学）(人間中心設計に基づく遠隔型飛行場援助業務システムインタフェー
山崎和彦（千葉工業大学）
スの設計)

平成29年7月

Applied Human Factor and Ergonomics

二ツ森俊一
森岡和行
3Dプリンタを用いて構築するW帯ミリ波レーダ用高利得リフレクトア 河村暁子
レイアンテナの電磁界数値解析および特性評価
坂本信弘
曽我登美雄
米本成人

平成29年7月

電子情報通信学会 エレクトロニクス
シュミレーション研究会

本田純一
マルチラテレーションシステムを利用した1090MHz帯信号環境の評価
角張泰之
手法
大津山卓哉

平成29年7月

電子情報通信学会技術研究報告

平成29年7月

日本気象学会機関紙「天気」

平成29年7月

生体電磁環境に関する検討会 先進的な無線システムに関するワーキンググルー
プ（第6回）

平成29年8月

GNSS Summer School 2017(主催：測位航法学会）

SSR（二次監視レーダ）モードSによる気象データのダウンリンク

民間航空分野における先進的な無線システムの研究開発

GNSS Summer School Class B: GNSS Positioning Program(GNSSサマースクール クラスB: GNSS測位プログラム)

瀬之口敦
吉原貴之
古賀禎
瀬古弘（気象庁気象研究所）
二ツ森俊一

坂井丈泰

ー149ー

MWP研究会

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

小菅義夫
古賀禎
距離和とドップラー和を観測値とするマルチスタティックレーダに 宮崎裕己
よる位置及び速度推定
呂暁東
秋田学(電気通信大学)
稲葉敬之(電気通信大学）

平成29年8月

電子情報通信学界論文誌B

EVM Evalution for wideband radio over fiber system withfrequency doubling at 96GHz(光２逓倍による96GHz広帯域システムのEVM評価)

金田直樹
米本成人
川西哲也（早稲田大学）

平成29年8月

Conference on Lasers and ElectroOptics/Pacific Rim(CLEO-PR)

PSTEPサマースクール陸別2017航空航法システム

齋藤享

平成29年8月

PSTEPサマースクール陸別2017

DMEの誤差解析における飛行検査データの活用

毛塚敦
齊藤真二
麻生貴広
福島荘之介

平成29年8月

一般財団法人 航空振興財団 航法小委
員会
航空保安システム技術委員会平成29年度
調査報告書

羽田空港34L/R滑走路進入時のTCAS RAについての検討

白川昌之
瀬之口敦

平成29年8月

航空局安全部航空交通管制安全室主催
羽田同時平行ILS進入時のRA発生状況報告
会

二ッ森俊一
森岡和行
Investigation on Circular Polarization for 76GHz Helicopter
河村暁子
Collision Avoidance Radar to Improve Detection Performance of
宮崎則彦
High-Voltage Power
米本成人(円偏波を用いた76GHzヘリコプタ衝突防止レーダの高圧送電線検出
Capucine Amiel（Ecole
能力向上)
Nationale de l'Aviation
Civile）

平成29年8月

European Microwave Week 2017

Evaluation of extreme ionospheric Total Electron Content(TEC) gradient associated with plasma bubbles for GNSS齋藤享
Ground-based Augmentation System(GBAS)
吉原貴之(プラズマバブルに伴う極めて大きな電離圏全電子数勾配のGBASのための評価)

平成29年8月

American Geophysical Union

P. Abadi(名大・インドネシア
航空宇宙庁）
大塚雄一（名古屋大学）
Equinoctial asymmetry in the zonal distribution of
scintillation as observed by GPS receivers in Indonesia
塩川和夫（名古屋大学）
平成29年8月(インドネシアにおけるGPS受信機観測によるシンチレーションの東 A. Husin（インドネシア航空宇宙庁）
西分布の春秋非対称性について)
H. Liu（九州大学）
齋藤享

American Geophysical Union

IIH&V Validation #1 Lab Exercise-Report from Japan(FF-ICE/1検証実験の報告)

呂暁東

平成29年8月

IIH&V Validation #1 Lab Exercise

光ファイバ接続型受動型一次レーダによる航空機監視手法

本田純一
渡邊優人
大津山卓哉

平成29年8月

電子情報通信学会
宇宙・航行エレクトロニクス研究会

成田空港の出発時刻調整による空港面交通の混雑緩和の検証

住谷美登里
青山久枝
山田泉

平成29年8月

電子情報通信学会
宇宙・航行エレクトロニクス研究会

平成29年8月

電子情報通信学会
宇宙・航行エレクトロニクス研究会

平成29年8月

電子情報通信学会
宇宙・航行エレクトロニクス研究会

平成29年8月

42nd International Conference on
Infrared,Millimeter,and Terahertz
Waves

長縄潤一
広域マルチラテレーションにおける信号検出状況を考慮した測位誤
宮崎裕己
差分布のモデル化
田嶋裕久
航空機監視信号環境の飛行実験による測定結果

大津山卓哉
本田純一

二ツ森俊一
Airport Field Evaluation of Optically-Connected 96 GHz
柴垣信彦（日立国際電気）
Millimeter-Wave Radar System for Runway Foreign Object Debris 佐藤洋介（日立国際電気）
Detection
加島謙一（日立国際電気）(滑走路異物探知用光ファイバ接続型96GHzミリ波レーダの空港環境 森岡和行
評価試験)
河村暁子
米本成人
WAM受信局配置に向けた性能予測モデル

長縄潤一
宮崎裕己
田嶋裕久

平成29年8月

航空保安システム技術委員会
管制システム小委員会

DFMC SBAS Experiment Using Quasi-Zenith Satellite
System(QZSS)(準天頂衛星システムを用いたDFMC SBASの実験)坂井丈泰

平成29年8月

GSA訪問調査

平成29年9月

EMCEurope2017

平成29年9月

航空無線第93号

Stored Electromagnetic Field Energy Comparison Between Carbon
Fiber Reinforced Plastic Structures and All Metallic
Structures -Evaluation of Microwave Quality Factors Using a
Reverberation Chamber二ツ森俊一(炭素繊維強化プラスチック製構造体と全金属製構造体における蓄積
エネルギーの比較 -リバブレーションチャンバを用いたマイクロ波
Ｑ値の評価-)
平成29年度(第17回)電子航法研究所研究発表会の概要について

小瀬木滋

ー150ー

航空交通

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

長縄潤一

平成29年9月

航空無線第93号

河村

平成29年9月

航空無線第93号

毛塚敦

平成29年9月

航空無線第93号

平林博子

平成29年9月

航空無線第93号

航空業務用無線通信システム

北折潤
山康博

平成29年9月

電子情報通信学会通信ソサイエティマガ
ジンNo.42

Report on ISADS 2017
(第13回自律分散システム国際会議への報告)

呂暁東

平成29年9月

IEICE Communications Society GLOBAL
NEWSLETTER

A Study for Additional-time in Japanese Terminal
Airspace(KPI08)(日本のターミナル空域における滞留時間の検討)

岡恵
蔭山康太

平成29年9月

パフォーマンス・ベンチマークWG

光ファイバ無線を用いた受動型一次監視レーダの開発

大津山卓哉
本田純一
渡邊優人

平成29年9月

電子情報通信学会
究会

光応用電磁界計測研

航空機監視システムと光ファイバ無線の応用

角張泰之
古賀禎

平成29年9月

電子情報通信学会
究会

光応用電磁界計測研

An Analysis of ATM Resource Demand in Fukuoka FIR for 2030
(福岡FIRにおけるATM資源の需要の分析について)

ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ
平林博子

平成29年9月

APISAT 2016 Special Issue of
Aerospace Technology Japan

航空管制業務における異常に対する気づき能力向上のための訓練
ツールの開発

堀口聖友
青山久枝
中村陽一
平成29年9月
狩川大輔（東北大学大学院工学研究科）

ヒューマンインタフェースシンポジウム
2017

飛行場管制業務におけるレジリエンスの分析

青山久枝
狩川大輔（東北大学大学院工学 平成29年9月
研究科）

ヒューマンインタフェースシンポジウム
2017

光ファイバ無線を用いた航空機監視システムの楕円測位実験

角張泰之
古賀禎
本田純一
松永圭左
宮崎裕己

平成29年9月

電気学会
部門大会

2017年電子・情報・システム

マルチアンテナシステムの基礎と動向

山崎悟史
森岡和行

平成29年9月

電気学会
部門大会

2017年電子・情報・システム

WAM受信局配置設計に向けた性能予測モデル

小型無人機の現状と監視通信における今後の展望

飛行検査データを活用したDMEの誤差解析

洋上管制運用効率化のための経路設計に関する考察

暁子

吉原貴之
瀬之口敦
毛塚敦
航空機監視レーダ（SSRモードS)から得られる気象観測情報の特性評
平成29年9月
齋藤享
価について
古賀禎
古本淳一（京都大学生存圏研究所）

第11回MUレーダー/赤道大気レーダーシン
ポジウム

齋藤享
リアルタイム電離圏トモグラフィーのMUレーダー非干渉散乱観測に 山本衛（京都大学生存圏研究よる検証所）
齊藤昭則（京都大学）

平成29年9月

第11回MUレーダー・赤道大気レーダーシ
ンポジウム

航空交通管理のための合流最適化手法

虎谷大地

平成29年9月

計測自動制御学会

セクタ型アンテナを用いた測角によるADS-B偽航跡対策の検討

長縄潤一
田嶋裕久
宮崎裕己
古賀禎

平成29年9月

電子情報通信学会
2017年ソサイエティ大会

光2逓倍による1Gシンボル/秒伝送時の移送誤差評価

金田直樹
米本成人
川西哲也(早稲田大学)

平成29年9月

電子情報通信学会
2017年ソサイエティ大会

渡邊優人
光ファイバ接続型パッシブレーダにおけるクラッタ抑圧に関する実
本田純一
験的検討
大津山卓哉

平成29年9月

電子情報通信学会
2017年ソサイエティ大会

小菅義夫
古賀禎
宮崎裕己
ドップラー及びバイアス誤差を有する距離観測値からの測位・測速呂暁東
秋田学(電気通信大学）
稲葉敬之(電気通信大学）

平成29年9月

電子情報通信学会
2017年ソサイエティ大会

平成29年9月

電子情報通信学会
2017年ソサイエティ大会

バイアス誤差を同時推定するTDOA測位方式の評価

宮崎裕己
小菅義夫
田中俊幸（長崎大学）

ー151ー

制御理論合宿2017

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

小型無人航空機のRoFを用いた位置推定の基礎検討

河村暁子
角張泰之
森岡和行
二ツ森俊一
米本成人

平成29年9月

電子情報通信学会
2017年ソサイエティ大会

VHF帯空港面電磁界解析手法の有効性の測定評価

阿部優樹（青山学院大）黒田哲史（青山学院大）須賀良介（青山学院大）平井翔太郎（青山学院大）毛塚敦
橋本修（青山学院大）平成29年9月

電子情報通信学会
2017年ソサイエティ大会

平成29年9月

電子情報通信学会
2017年ソサイエティ大会

平成29年9月

電子情報通信学会
2017年ソサイエティ大会

航空管制リアルタイムシミュレーション実験による関西国際空港へ
天井治のRNP AR進入方式導入可能性の調査

平成29年9月

電子情報通信学会
2017年ソサイエティ大会

第2部：100年史「電子情報通信技術100年間の発展」(B)6.1電波航法 小瀬木滋

平成29年9月

電子情報通信学会100年誌

Effects on Optimal Merging Trajectories due to Trade-off
Between Criterion and Terminal Time
(評価関数と終端時間の間のトレードオフが合流最適化に及ぼす影響)平成29年9月

SICE Annual Conference 2017

福島荘之介
Geometric Approach for RNP Transition to xLS Procedure Design
森亮太(RNP to xLS飛行方式設計のための幾何的アプローチ)
齊藤真二

平成29年9月

The 36th IEEE/AIAA Digital Avionics
Systems Conference(DASC2017)

ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ
伊藤恵理
虎谷大地
Jendrick Westphal(Jeppesen
GmbH)
Hendrik Schoniger(Jeppesen
GmbH)
Feasibility Study on Efficient Arrival Operations via the
福島荘之介
Integration of Fixed-Flight Path Angle Descent and GBAS
齋藤享
Landing System(固定降下角運用とGBAS着陸システムを統合した高効率な到着方式に 吉原貴之
Thomas Feuerle(Tech.Uni.of
関する一検討)Braunschweig)
Mirko Stanisak(Tech.Uni.of
Braunschweig)
Per
M.Schachtebeek(Tech.Uni.of
Braunschweig)

平成29年9月

The 36th IEEE/AIAA Digital Avionics
Systems Conference(DASC2017)

Modeling Runway Assignment Strategy by Human Controllers
using Machine Learn(管制官による滑走路割り当てのモデル化に関する一検討)

中村陽一
森亮太
青山久枝
平成29年9月
Hyuntae Jung(Korea Aerospace
University)

The 36th IEEE/AIAA Digital Avionics
Systems Conference(DASC2017)

電離圏と航空CNS齋藤享

平成29年9月

ICAO宇宙天気情報勉強会

MMBB Method for the ATCOs' Workload Measurement(航空管制官作業負担計測のためのMMBB法)

平林博子
蔭山康太

平成29年9月

ATFM Workshop

Development of Prototype Dual-frequency Multi-constellation
SBAS for MSAS
(2周波マルチコンステレーションSBASのプロトタイプ開発)

北村光教
麻生貴広
坂井丈泰
星野尾一明

平成29年9月

ION GNSS+ 2017

齋藤享
Ionosphere Monitoring and GNSS Correction by a Real-time
山本衛（京都大学生存圏研究
Ionospheric Tomography System in Japan所）
平成29年10月(日本におけるリアルタイム電離圏トモグラフィーシステムを用いた
齊藤昭則（京都大学理学部）
電離圏監視及びGNSS補正)
C. H. Chen(台湾国立成功大）ION GNSS+ 2017

Proposal of Necessary Processes for Route Configuration
Change of NOPAC(NOPACの経路再編へ向けての必要なプロセスの提案)

ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ
平林博子

平成29年9月

IPACG43(Informal Pacific ATC co-ordinatiny
group)

FF-ICE/1検証実験の報告（電子航法研究所）

呂暁東

平成29年9月

CARATS第28回情報管理検討WG

阿部優樹（青山学院大）帯状ゾーニングによる集束型誘電体レンズホーンアンテナの集束性 須賀良介（青山学院大）に関する一検討毛塚敦
橋本修（青山学院大）ミリ波レーダを用いたヘリコプタ障害物監視支援技術の研究開発

二ツ森俊一
森岡和行
河村暁子
宮崎則彦
米本成人

虎谷大地
伊藤恵理

齋藤享
S. Sunda(印・AAI)
J. Lee（韓・KAIST)
S. Pullen(米・Stanford大）Ionospheric delay gradient model for GBAS in the Asia-PacificS. Supriadi(インドネシア航空
region
平成29年10月
宇宙庁）(アジア太平洋地域GBAS電離圏勾配モデル)
吉原貴之
M. Terkildsen(豪・気象局）
F. Lecat(ICAO)ICAO APANPIRG ISTF(ICAO)ー152ー

GPS Solutions

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

ICAO Manual on Airborne Surveillance Applications(3 sections
on the description,environment,benefit of A-IM)
伊藤恵理(ICAO機上監視マニュアル(A-IMの定義、環境、便益の3セクショ
大津山卓哉
ン）)

平成29年10月

ICAO AIRB WG

Status Update on ENRI MSPSR Development(ENRIのMSPSR開発におけるステータスアップデート)

本田純一
宮崎裕己
大津山卓哉

平成29年10月

ICAO SP-ASWG/6

Status Update on Optical Fiber Connected Passive Primary
Surveillance Radar(光ファイバ接続型受動型一次レーダのステータスアップデート)

本田純一
大津山卓哉

平成29年10月

ICAO SP-ASWG/6

Measurement-Based Evaluation on Detection Probability ofExtended Squitter for Air-to-Ground Surveillance(空地監視のための拡張スキッタ検出確率の測定評価)

長縄潤一
宮崎裕己
田嶋裕久

平成29年10月

IEEE Transactions on VehicularTechnology

Pilot Control Modeling with Stochastic Periodical Discrete
Movement(確率的周期的離散的パイロット操舵のモデル化)

森亮太

平成29年10月

IEEE Transactions on Aerospace andElectronic Systems

航空輸送の安全向上の方法について--安全規格から安全管理への変遷--

長岡栄

平成29年10月

IEICE Fundamentals Review、Vol.II、
No.2、pp.103-109

Regional Demonstration and Validation for B1-SWIM(B1-SWIM実現のための地域実証実験について)呂暁東

平成29年10月

ICAO Interregional Workshop on
Service improvent through integrationof ATM,MET and ATM Informations
Services

人が守る航空安全--航空管制におけるレジリエンス--

青山久枝

平成29年10月

電子航法研究所

DFMC SBAS Trial with QZSS L5S Signal(準天頂衛星L5S信号によるDFMC SBAS実験)坂井丈泰

平成29年10月

9th Multi-GNSS Asia Conference(第9回
マルチGNSSアジア会議

齋藤享
Anomalous propagation of VHF NAV signals by sporadic E layer 細川敬介（電気通信大学）(スポラディックE層によるVHF NAV信号の異常伝播)
冨澤一郎（電気通信大学）
坂井純（電気通信大学）

平成29年10月

第4回ICAO航法システムパネル会議

ILS LOC measurements for simultaneous transmission of ILS
localizers at both ends of runways and GBAS VDB(ILSローカライザ双方向送信とGBAS VDB の同時供用のためのシ
ミュレーションのためのILS LOC電界強度測定)

齋藤享
堀本大（航空局）

平成29年10月

第4回ICAO航法システムパネル会議

Actions of NSP for Space Weather Information Service(宇宙天気情報サービスに対するNSPの対応について)

齋藤享
石井守（NICT)

平成29年10月

第4回ICAO航法システムパネル会議

PRN Assignment for non-GEO SBAS
(非静止衛星SBASへのPRN割当て)

坂井丈泰
田代英明（航空局）

平成29年10月

第4回ICAO航法システムパネル会議
NSP/4 DS2会合

SBAS Ephemeris Clock Correction(SBASエフェメリスのクロック補正)

坂井丈泰
田代英明（航空局）

平成29年10月

第4回ICAO航法システムパネル会議
NSP/4 DS2会合

PRN Assignment for non-GEO SBAS
(非静止衛星SBASへのPRN割当て)

坂井丈泰
城哲也（航空局）

平成29年10月

第4回ICAO航法システムパネル会議
NSP/4

Update on Measurements Based on RF Measurement GM
宮崎裕己(無線信号計測ガイダンスマテリアルに基づいた拡張スキッタ計測結
大津山卓哉
果)

平成29年10月

ICAO監視パネル（SP）第6回ASWG会議

ICAO Doc9994 参考文献

大津山卓哉

平成29年10月

ICAO Surveillance Panel Airborne
Surveillance Working GroupA Review on the Expansion of Restricted Continuous Descent
Operations at Kansai International Airport(関西国際空港における制限付き連続降下運航の拡大について)

福島幸子
平林博子
岡恵
ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ
虎谷大地

平成29年10月

2017 Asia-Pacific International
Symposium on Aerospace Technology

An Analysis of Major Cross-Border Air Traffic Flows in the
Fukuoka FIR(福岡FIRにおける主なFIR間航空交通流の分析について)

ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ
平林博子

平成29年10月

2017 Asia-Pacific International
Symposium on Aerospace Technology

Continuous Climb Operation using Stochastic Optimal Control
Theory(確率論的最適制御理論を用いた継続上昇運航)

上野誠也（横浜国立大学）
平林博子

平成29年10月

2017 Asia-Pacific International
Symposium on Aerospace Technology

Investigating Aircraft Speed Control Logics for IntervalManagement targeting Arrival Traffic to Tokyo International ﾘｰﾃﾞﾙ･ﾃｨﾓ
Airport伊藤恵理(IM速度制御測の東京国際空港に到着する航空交通流への適応に向け 高橋正樹（慶應義塾大学）
た検討)

平成29年10月

2017 Asia-Pacific International
Symposium on Aerospace Technology

Tuning the Temporal Parameter of ATC Difficulty Metrics Using
Controllers' Cognitive Thresholds and Trajectory Change Point 長岡栄
Information
平林博子(管制官の認知閾値と軌道変更点情報を用いたATC難度測定基準の時 ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ間パラメータの調整)

平成29年10月

2017 Asia-Pacific International
Symposium on Aerospace Technology

Wind Classification for Route Design(効率的な飛行経路のための気象パターン分類)

平成29年10月

2017 Asia-Pacific International
Symposium on Aerospace Technology

リスト

中村陽一
蔭山康太

ー153ー

安全に関する勉強会

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

Experimental System of ADS-B Height Monitoring in Japan(日本でのADS-B高度監視用試験システム)松永圭左

平成29年10月

Altimetry System Error (ASE）
Workshop

日本における電離圏脅威モデル最適化のための電離圏勾配解析

中村真帆
齋藤享
吉原貴之

平成29年10月

地球電磁気・地球惑星圏学会
会及び講演会

90GHzを活用した高精度異物検出レーダー

米本成人
河村暁子
二ツ森俊一
森岡和行
金田直樹

平成29年10月

電子情報通信学会 RCS研究会

ADS-B方式高度維持性能監視の評価結果

松永圭左

平成29年10月

航空交通管制協会機関紙『航空管制』（2017-No.4）

SWIM Concept-Oriented Information Integration for Air
Traffic Surviellance(航空監視のためのSWIMによる情報融合)

呂暁東
古賀禎

平成29年10月

IEEE

平成29年10月

第3回日EU包括的宇宙対話

伊藤恵理
ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ
虎谷大地
ﾘｰﾃﾞﾙ･ﾃｨﾓ

平成29年10月

ASPAG会議

Robust Transportation System Model and Optimization in Social
長岡慎介(東京理科大学)
System伊藤恵理(堅牢な輸送システムモデルの構築と社会システムにおける最適化の都築怜理(東京大学)
実現)

平成29年10月

ASPAG会議

Dual-Frequency Multi-Constellation SBAS Experiment Using QZSS坂井丈泰
(QZSSを使用したDFMC SBASの実験)
Research on the Energy-saving Arrivals targeting to Tokyo
International Airport(東京国際空港におけるエネルギー効率のよい到着の研究)

GCCE

第142回総2017

7機体制QZSSの測位精度性能に関する基礎検討(その2）

伊藤憲
坂井丈泰

平成29年10月

日本航空宇宙学会
連合講演会

第61回宇宙科学技術

次世代SBASの規格化動向

坂井丈泰
麻生貴広
北村光教
星野尾一明

平成29年10月

日本航空宇宙学会
連合講演会

第61回宇宙科学技術

次世代SBASのプロトタイプ開発状況

北村光教
麻生貴広
坂井丈泰
星野尾一明

平成29年10月

日本航空宇宙学会
連合講演会

第61回宇宙科学技術

次世代SBASのプロトタイプを用いた初期的評価

麻生貴広
北村光教
坂井丈泰
星野尾一明

平成29年10月

日本航空宇宙学会
連合講演会

第61回宇宙科学技術

大津山卓哉
An Analysis of Signal Environment on 1030/1090 MHz
長縄潤一
Aeronautical L-band Systems
本田純一(航空用Ｌバンドシステムに使われる1030/1090MHz信号環境の解析)
宮崎裕己

平成29年10月

2017 International Symposium on
Antennas and Propagation

Microwave Electromagnetic Field Characteristic Evaluations in
Aircraft Containing Lossy Materials Based on a Quality Factor 二ツ森俊一
of ａ Reverberation Chamber
日景隆（北海道大学大学院情報 平成29年10月(リバブレーションチャンバＱ値を用いた電磁界損失媒体存在時の航 科学研究科）
空機内におけるマイクロ波電磁界特性評価)

2017 International Symposium on
Antennas and Propagation

Optical Fiber Connected Passive Primary Surveillance Radarusing Two Redeiver Units(2受信機を使用した光ファイバ接続型受動型一次レーダ)

本田純一
渡邊優人
大津山卓哉

平成29年10月

2017 International Symposium on
Antennas and Propagation

DAPsから推定した風向・風速の評価について（続報）瀬之口敦

平成29年10月

平成29年度CARATS監視アドホック1会議

齋藤享
吉原貴之
坂井丈泰
複数衛星系・複数周波数GNSS信号に対するプラズマバブルの影響評
大塚雄一（名古屋大学）
平成29年10月
価細川敬祐（電気通信大学）
Ednofri（インドネシア航空宇宙庁）

2nd GEOlab-RISH Joint Workshop on
GNSS and SAR Technologies for
Atmospheric Sensing

DMEの誤差解析における飛行検査データの活用

毛塚敦

平成29年10月

航空振興2017年秋号

A Study of Signal Environment for 1030/1090 MHz Aircraft
Surveillance Frequency during Flight Experiments(飛行機実験による1030/1090MHz航空監視周波数の信号環境測定)

大津山卓哉
本田純一

平成29年11月

Progress In Electromagnetics Research
Symposium

An Ad-Hoc Mesh Network for Flight-deck Interval Management of 金谷一朗（長崎県立大学ｼｰﾎﾞﾙﾄ
Airplanes校）
平成29年11月(FIMのためのメッシュネットワーク)
伊藤恵理

The 4th International Conference on
Internet(IOV2017)

航空機監視応用システム(ASAS)と地上の連携による到着管理につい 伊藤恵理て
大津山卓哉

第55回飛行機シンポジウム

平成29年11月

ー154ー

表題名

発表者

平林博子
福島幸子
航跡データ解析を用いた関西国際空港における継続降下運航運用拡
岡恵
大の可能性に関する一考察
ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ
虎谷大地

発表年月

発表機関・刊行物

平成29年11月

第55回飛行機シンポジウム

中期的軌道予測についての一考察

白川昌之
瀬之口敦
平林博子

平成29年11月

第55回飛行機シンポジウム

Preliminary Study on Interval Management for Improving
Aircraft Speed Command Behavior(IM速度制御則の改善を向かい先行研究)

ﾃｨﾓ･ﾘｰﾃﾞﾙ
伊藤恵理
立川智章(東京理科大学)
高橋正樹(慶應義塾大学)

平成29年11月

第55回飛行機シンポジウム

TAPに対応した実験用GBAS機上装置

齊藤真二

平成29年11月

第55回飛行機シンポジウム

継続降下運航実施に必要な間隔の設定方法の検討

福島幸子
平林博子
岡恵
ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ
虎谷大地

平成29年11月

第55回飛行機シンポジウム

航跡データを使用した羽田空港到着機の飛行時間予測誤差の分析

岡恵
蔭山康太
武市昇（首都大学東京）

平成29年11月

第55回飛行機シンポジウム

準ミリ波レーダを用いたヘリコプタ全周監視支援技術の基礎実験

二ツ森俊一
森岡和行
河村暁子
宮崎則彦
米本成人

平成29年11月

第55回飛行機シンポジウム

地上における航空機の航法性能監視

麻生貴広
北村光教
毛塚敦
齊藤真二
坂井丈泰

平成29年11月

第55回飛行機シンポジウム

山田泉
空港面の混雑緩和のためのスポット出発時刻調整の適用条件に関す
青山久枝
る考察
住谷美登里

平成29年11月

第55回飛行機シンポジウム

航空管制リアルタイムシミュレーション実験のための航空交通密度
天井治の解析

平成29年11月

第55回飛行機シンポジウム

平成29年11月

第55回飛行機シンポジウム

平成29年11月

第55回飛行機シンポジウム

無人航空機運行に必要な情報の検討

中島徳顕
平林博子
平成29年11月
虎谷大地
保理江裕己（ANAﾎｰﾙﾃﾞｨﾝｸﾞｽ）

第55回飛行機シンポジウム

Passive Aircraft Surveillance by Two Optical -FiberConnected Passive Radars(2基の光接続型パッシブレーダによる航空機監視に関する研究)

渡邊優人
本田純一
大津山卓哉

平成29年11月

電子情報通信学会
ロニクス研究会

宇宙・航行エレクト平成29年11月

電子情報通信学会

論文誌B

航空交通管理部門委員会の10周年について

福田豊
長岡栄
中島徳顕
福島幸子
張替正敏（JAXA)
又吉直樹（JAXA)

蔭山康太
シミュレーション・モデルにおける航空管制セクタ滞在時間の検証 秋永和夫
平林博子

小菅義夫
古賀禎
高距離,高ドップラー分解能レーダにおける複数反射点目標の速度, 宮崎裕己
位置推定呂暁東
稲葉敬之(電気通信大学)
秋田学(電気通信大学）
Raytracing analysis of DME ranging error variation due toatmospheric change(大気の変化によるDMEの測距誤差変動のレイトレーシング解析)

毛塚敦
吉原貴之
藤井直樹

平成29年11月

2017 International Symposium on
Antennas and Propagation

A Study for Additional-time in Japanese Terminal Airspace(KPI08)-Updated(日本のターミナル空域における滞留時間の検討－続報)

岡恵
蔭山康太

平成29年11月

パフォーマンス・ベンチマークWG

情報の誘目性が航空管制タスクに与える影響

吉田悠(東京大学大学院）
青山久枝
井上諭
菅野太郎(東京大学大学院工学 平成29年11月
系研究科）
古田一雄(東京大学大学院工学系研究科）

ヒューマンインタフェース学会

無人航空機と航空機運航の融合の可能性について

平林博子

平成29年11月

第22回 GPS/GNSSシンポジウム2017

DFMC SBASの規格化動向

坂井丈泰
麻生貴広
北村光教

平成29年11月

第22回 GPS/GNSSシンポジウム2017

ー155ー

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

坂井丈泰
麻生貴広
北村光教

平成29年11月

第22回 GPS/GNSSシンポジウム2017

GPS/GNSS観測から得られる電離圏変動データを用いた地震起因の津中村真帆
波即時検知の可能性と課題について

平成29年11月

第22回 GPS/GNSSシンポジウム2017

1.5GHz帯の携帯電話基地局によるGPSメカニズムの考察

平成29年11月

第22回 GPS/GNSSシンポジウム2017

平成29年11月

The 5th ENRI International Workshop
on ATM/CNS(EIWAC2017）

A Conceptual Approach for Efficient Arrival Operations Via
the Integration of Fixed-Flight Path Angle Descent and GBAS
Landing System
ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ(固定降下角運用とGBAS着陸システムを統合した高効率な到着方式の概念検討)

平成29年11月

The 5th ENRI International Workshop
on ATM/CNS(EIWAC2017）

ADS-B latency estimation technology for surveillance
performance assessment(監視性能評価のためのADS-Bの遅延推定技術)

平成29年11月

The 5th ENRI International Workshop
on ATM/CNS(EIWAC2017）

Analysis of Positive and Negative Effects of Salience on the
ATC Task Performance
吉田悠(東京大学大学院）(誘目性が航空管制タスクのパフォーマンスに与える影響の分析)

平成29年11月

The 5th ENRI International Workshop
on ATM/CNS(EIWAC2017）

Coordinated Validation for SWIM Concept-Oriented Operation to
Achieve Interoperability
呂暁東(相互運用性を実現するためのSWIMコンセプトに基づいた連携検証実験)

平成29年11月

The 5th ENRI International Workshop
on ATM/CNS(EIWAC2017）

Development of a CAT-Ⅲ GBAS(GAST-D)ground subsystemprototype and its performance evaluation with a long term吉原貴之
data ｓｅｔ(カテゴリーⅢ GBASの地上サブシステムの開発と長期データを用いた性能評価)

平成29年11月

The 5th ENRI International Workshop
on ATM/CNS(EIWAC2017）

Discussion of Space Weather in ICAO and Related Research
Activity in Japan(ICAOにおける宇宙天気の議論と日本における関連研究活動)

齋藤享

平成29年11月

The 5th ENRI International Workshop
on ATM/CNS(EIWAC2017）

GBAS Interoperability and Multi-Constellation / MultiFrequency Trials
齋藤享(GBASの相互運用性とマルチコンステレーション／多周波への試み)

平成29年11月

The 5th ENRI International Workshop
on ATM/CNS(EIWAC2017）

HF-START：APPLICATION in aid of ｒａｄｉｏ communications /Navigation(HF-START：無線通信／航法援助への応用)

齋藤享

平成29年11月

The 5th ENRI International Workshop
on ATM/CNS(EIWAC2017）

Interoperability of ENRI GAST-D Prototype with Different
Airboｒne Software Implementations(ENRIのGAST-Dプロトタイプと異なる機上ソフトウェアの相互運用
性)

齋藤享

平成29年11月

The 5th ENRI International Workshop
on ATM/CNS(EIWAC2017）

Jamming and Spoofing Protection for ADS-B Mode S ReceiverThrough Array Signal Processing
長縄潤一(ADS-BモードS受信機に向けたアレー信号処理によるジャミングおよび成りすましの防護)平成29年11月

The 5th ENRI International Workshop
on ATM/CNS(EIWAC2017）

Simulation Techniques for Small Unmanned Aircraft Systems(ｓ虎谷大地UAS)Trajectories Including Signal Propagation
平林博子(小型無人航空機のための通信を考慮した軌道シミュレーション技河村暁子
術)

平成29年11月

The 5th ENRI International Workshop
on ATM/CNS(EIWAC2017）

Estimation of 3-dimensional Location and Velocity Using Range 小菅義夫
with Bias Error and Doppler Measurement
古賀禎(ドップラーとバイアス誤差を有する距離を観測地とする3次元の位 宮崎裕己
置、速度推定）呂暁東

平成29年11月

The 5th ENRI International Workshop
on ATM/CNS(EIWAC2017）平成29年11月

電子情報通信学会
研究会

Study on Focusing Property of Centrally Grooved Focusing Type 阿部優樹（青山学院大）Dielectric Lens Horn Antenna
須賀良介（青山学院大）(グルービングを有する集束型誘電体レンズホーンアンテナの集束性 毛塚敦
能に関する検討)橋本修（青山学院大）平成29年11月

Progress In Electromagnetics Research
Symposium

Fundamental investigations on helicopter all-around obstacle
detection using quasi-millimeter-wave radar system Experiments based on a low-transmitting power radar system
and a multicopter(準ミリ波レーダを用いたヘリコプタ全周監視技術の基本検討-小電力レーダシステムとマルチコプタを用いた基礎実験-)

二ツ森俊一
森岡和行
河村暁子
宮崎則彦
米本成人

平成29年11月

International Conference onSpace,Aeronautical and Navigation
Electronics 2017

Analysis of DME Ranging Error due to Multipath using Flight
Inspection Data
(飛行検査データを用いたDMEのマルチパス誤差解析)

夏美仪
毛塚敦
齊藤真二

平成29年11月

International Conference onSpace,Aeronautical and Navigation
Electronics 2017

Predicting Trajectories with Course Change Points for
Calculating Proximity-based Air Traffic Control Difficulty
長岡栄Indices
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ
(近接に基づく航空管制難度指数の計算のためのコース変更点のある軌道の予測)

平成29年11月

International Conference onSpace,Aeronautical and Navigation
Electronics 2017

Advanced Multilateration System OCTPASS(先進型マルチラテレーションシステムOCTPASS)

平成29年11月

DSHA2017(CNSセミナー）/Airports
Authority Officers Association India

準天頂衛星L5S信号によるDFMC SBAS実験

L1への電波干渉の経験と干渉 福島荘之介
齊藤真二

The perspective of the role of R＆D toward the future sky(将来の航空に向けた研究開発の役割に関する展望）

航空交通のオープンデータとその活用

工藤正博

角張泰之
小菅義夫
古賀禎

岡恵
福田豊

角張泰之
宮崎裕己

ー156ー

システム数理と応用

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

DFMC SBAS Experiment via QZSS L5S Signal(準天頂衛星システムL5S信号によるDFMC SBAS実験)坂井丈泰

平成29年11月

EUROCAE WG-62（欧州民間航空電子機器機
構第62作業部会）

PRN Assignment for SBAS IGSO
(傾斜地球同期軌道衛星によるSBASに対するPRNの割当て)

坂井丈泰

平成29年11月

EUROCAE WG-62（欧州民間航空電子機器機
構第62作業部会）

A Flight Procedure Design Method for RNP to xLS with Shallow 福島荘之介
Segment
森亮太(緩い降下セグメントをもつRNP to xLS飛行方式の設計法)
齊藤真二

平成29年11月

航空と環境ワークショップ

Fuel Saving by Gradual Climb Procedure(低い上昇率による燃料消費削減)

森亮太

平成29年11月

SESAR Innovation DaysDAPsデータの信頼性評価

松永圭左平成29年11月

航空交通管制システム小委員会

5GHz Ground-to-Air Communication Link by AeroMACS in Highspeed Movement Scenarios(高速移動シナリオにおける5GHz帯地対空通信リンクの評価)

森岡和行
長縄潤一
金田直樹
二ツ森俊一
河村暁子
米本成人
住谷泰人

平成29年12月

IEEE Asia-Pacific Conference on
Communications

Feasibility Evaluation of Interference Mitigation Methodology 二ツ森俊一
for Optically-Connected Millimeter-Wave Radar Based on Common 森岡和行
Transmission Signal
河村暁子(共通送信信号を用いる光ファイバ接続型ミリ波レーダにおける相互 宮崎則彦
干渉回避法の実現可能性評価)
米本成人

平成29年12月

2017 IEEE Conference on Antenna
Measurements & Applications

Relationship between Receiving Antenna Pattern and Aircraft 本田純一
Position using DTTB Signal Delays
渡邊優人(地上ディジタル放送波遅延信号による航空機位置と受信アンテナ特 牧田芳男
大津山卓哉
性の関係)

平成29年12月

2017 IEEE Conference on Antenna
Measurements & Applications

Vector Signal Generation by Optical Frequency Doubler for MMW 金田直樹
米本成人
Train Communication Systems(光２逓倍によるミリ波帯列車無線用のベクトル信号生成)川西哲也（早稲田大学）

平成29年12月

2017 IEEE Conference on Antenna
Measurements & Applications

長縄潤一
ADS-B Anti-Spoofing Performance of Monopulse Technique with
田嶋裕久
Sector Antennas
宮崎裕己(セクタ型アンテナによるモノパルス測角を用いたADS-B成りすまし
古賀禎
対策の性能)
Camille Chomel(ENAC)

平成29年12月

2017 IEEE Conference on Antenna
Measurements & Applications

長縄潤一
Antenna Configuration Mitigating Ground Reflection Fading on 森岡和行
本田純一
Airport Surface for AeroMACS(AeroMACSのための空港面における大地反射フェージングを低減する 金田直樹
アンテナ構成)米本成人
住谷泰人

平成29年12月

2017 IEEE Conference on Antenna
Measurements & Applications

MMW Mobile Terminal Positioning using Remote Receiver(リモート受信機を使用したミリ波携帯端末測位の検討)

平成29年12月

2017 IEEE Conference on Antenna
Measurements & Applications

平成29年12月

2017 IEEE Conference on Antenna
Measurements & Applications

平成29年12月

2017 IEEE Conference on Antenna
Measurements & Applications

平成29年12月

2017 IEEE Conference on Antenna
Measurements & Applications

平成29年12月

IEEE International Symposium on
Signal Processing and Information
Technology

角張泰之
米本成人

An Overview of Scattering Measurements of Scaled Dynamic Wind Robert Geise（IEMC/TUBS）
Turbines in the Context of Navigation Systems
Achim Enders（IEMC/TUBS）(航法システム状況における縮小可動風力発電機の散乱測定の概要) 米本成人

Field Trials for Air-to-Ground Direct Using LTE on VHF Band
(VHF帯LTEを用いた空対地直接通信のフィールド試験)

矢田達郎（NTTﾄﾞｺﾓ)
山本吉亮（NTTﾄﾞｺﾓ)
君島健太（NTTﾄﾞｺﾓ)
大西亨明（NTTﾄﾞｺﾓ)
米本成人
森岡和行
住谷泰人

米本成人
MMW Antenna Remoting System of Vector Network Analyzer for大田垣祐衣（大阪大学）
Propagation Measurement in Stadium
角張泰之(スタジアムの伝搬測定のためのベクトルネットワークアナライザの池田研介（電中研）
ミリ波アンテナ遠隔システム)村田博司（大阪大学）
Study on Spectral Efficiency for STBC-CPM with Two and FourTransmit Antennas(STBC-CPMシステムの周波数利用効率に関する一検討)

森岡和行
山崎悟史（沼津高専）
アサノ・デービッド（信州大学）

An Ad-Hoc Mesh Network for Flight-deck Interval Management of 金谷一朗(長崎県立大学ｼｰﾎﾞﾙﾄ
Airplanes校)
平成29年12月(FIMのためのメッシュネットワーク)
伊藤恵理
항공기 감시 시스템과 그 고도화 사례(航空機監視システムとその高度化事例)

角張泰之

A Study on Modeling Techniques for Fuel Burn Estimation based ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ
on Flight Simulator Experiment Data
虎谷大地
(フライトシミュレータ実験データに基づいた燃料消費量の推定方法 福島幸子
に関する一検討)
平林博子

ー157ー

Springer nature

平成29年12月

先端社 自動化技術（Automation
Systems)

平成29年12月

Winter Simulation Conference 2017

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

虎谷大地
Design Methodology to Simulate Continuous Descent Operations
ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ
at Kansai International Airport
福島幸子(関西国際空港における継続降下運航シミュレーションの設計手法)
平林博子

平成29年12月

Winter Simulation Conference 2017

The Experiment on DFMC SBAS via QZSS L5S Signal(準天頂衛星システムL5S信号によるDFMC SBASの実験)坂井丈泰

平成29年12月

12th International Committee on GNSS
2017（国連ICG/12）

CARATSオープンデータの概要説明

岡平成29年12月

恵施策検討での活用事例②CARATS Open Dataを用いた機械学習による
岡 恵
軌道予測
Statistical Data of Deviation Angle
森亮太(逸脱角の統計データ)

平成29年12月

CARATSオープンデータ活用促進フォーラ
ム
CARATSオープンデータ活用促進フォーラム

平成29年12月

ICAO SASP-WG/30

民間航空分野における先進的な無線システムの研究開発（まとめ） 二ツ森俊一

平成29年12月

生体電磁環境に関する検討会 先進的な無線システムに関するワーキンググルー
プ（第8回）

井上諭
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ
角張泰之

平成29年12月

日本機械学会遠隔型空港業務支援システムの開発

交通・物流部門

Mattias Steeg(デュイスブルグ
Substrate-Integrated Waveguide PCB Leaky-Wave Antenna Design
エッセン大学)
providing Multiple Steerable Beams in the V-band
米本成人
平成29年12月(V帯の複数ビーム走査可能な基板内蔵導波管プリント基板漏波アン
Jonas Tebert (
〃
)
テナ設計)
Andreas Stohr(
〃
)

MDPI

PRN Assignment for SBAS IGSO
(傾斜地球同期軌道衛星によるSBASに対するPRNの割当て)

坂井丈泰

平成29年12月

日米GPS会合TWG（技術作業部会）

小型無人航空機の監視に関する現状とこれから

河村暁子

平成29年12月

航空振興財団

R＆D Challenges Toward Integrated ATM Information Management 仲田貴文
(統合ATM情報管理に向けた研究開発への挑み)
呂暁東

平成29年12月

The Second Global Air NAVIGATION
Industry Symposium

The Status of Dual-Frequency Multi-Constellation SBAS Trial
by Japan(日本によるDFMC SBAS実験の状況)

坂井丈泰

平成29年12月

International Symposium on GNSS 2017（2017年国際GNSSシンポジウム）

羽田空港RNAV同時平行進入(16L/R)時における進入機相互間の位置関 瀬之口敦
係により生じるTCAS-RA動作の検討について
白川昌之

平成29年12月

第3回羽田空港同時平行RNAV進入方式導入に係る検討会議

第2回航法小委員会

Real-time ionospheric monitoring by three-dimensional
tomography over Japan(日本上空における3次元トモグラフィーによる電離圏リアルタイム
監視)齋藤享
鈴木翔大（京大生存圏研）
山本衛（京大生存圏研）
Chia-Hun Chen(台湾国立成功
大）齊藤昭則（京大理）平成29年12月

Institute of Navigation

2周波SBASについて

坂井丈泰

平成29年12月

QBIC海外展開WG

次世代SBASの実証実験

坂井丈泰

平成29年12月

航空無線

90 GHz Foreign Objects and Debris Detection Radar Connectedby Radio over Fiber(ファイバー無線で接続された90GHz異物検出レーダー)

米本成人
河村暁子
二ツ森俊一
森岡和行
金田直樹

平成29年12月

International Symposium on Wireless
Personal Multimedia Communications

小瀬木滋

平成29年12月

東京大学

本田純一
大津山卓哉

平成29年12月

電子情報通信学会
IEICE Communications Express

坂井丈泰

平成29年12月

アドバンスト・コックピット研究会

An Efficient Route Design using Wind Patterns Classification 中村陽一
(気象パターン分類を利用した効率的な運用に関する一検討)蔭山康太

平成30年1月

AIAA Modeling and Simulation
Technologies Conference

Merging Optimization Method Considering Minimum Time
Separation Based on Wake Turbulence Category
虎谷大地(後方乱気流カテゴリに基づく最小時間間隔を考慮した合流最適化手 伊藤恵理
法)平成30年1月

AIAA SCITECH

Propagation Analysis For Hotspot Service from Ceiling in
Stadium(スタジアムの天井からのホットスポットサービスのための伝搬解析)

米本成人
村田博司（大阪大学）
眞野浩（ｺｰﾃﾞﾝﾃｸﾉｲﾝﾌｫ）

平成30年1月

IEEE 802.11ay study group

DFMC SBAS Prototype System GPS, Galileo, and QZSS
(GPS, Galileo, QZSSに対応したDFMC SBASのプロトタイプ機)

北村光教

平成30年1月

SBAS Interoperability Working Group(IWG) 33rd Meeting

PRN Assignment for SBAS IGSO
(傾斜地球同期軌道衛星によるSBASに対するPRNの割当て)

坂井丈泰

平成30年1月

SBAS Interoperability Working Group(IWG) 33rd Meeting

平成30年1月

映像情報メディア学会放送技術研究会

航空技術・政策・産業特論 ENRIでの研究(航空管制・通信)
ATM/CNS
Optical-ｆiber-connected passive primary surveillance radarfor aeronautical surveillance(航空監視のための光ファイバ接続型パッシブ一次レーダ)
SBASの最近の状況について

本田純一
2つの受信機から構成されたDTTB遅延信号を用いた航空機監視システ 大津山卓哉
ム
渡邊優人
牧田芳男

ー158ー

航空技術・政策・産業特論

表題名

発表者

Study on observations of Earth's atmosphere to support civil
aviation operation
吉原貴之(民間航空機の運航を支援するための地球大気観測に関する研究)
Introduction of our R&D in Japan麻生貴広(日本での研究開発の紹介)
航空保安大学校

第67回総合特別研修講義

発表年月

発表機関・刊行物

平成30年1月

京都大学情報学研究科通信情報システム
専攻2017年度7回談話会

平成30年1月

ユーロコントロール及びDSNA

技術開発と評価試験

住谷泰人

平成30年1月

国土交通省航空局

CARATS これまでの施策の意思決定・実現にかかる研究開発成果(動的ターミナル空域の運用・ポイントマージ）

蔭山康太

平成30年1月

CARATS研究開発推進分科会

CARATS これまでの施策の意思決定・実現にかかる研究開発成果(精密かつ柔軟な出発及び進入方式・衛星航法による(曲線)精密進
入）

福島荘之介

平成30年1月

CARATS研究開発推進分科会

平成30年1月

CARATS研究開発推進分科会

平成30年1月

電子情報通信学会

MWP研究会

散乱信号受信による異物の2次元座標推定

米本成人
河村暁子
二ッ森俊一
森岡和行
金田直樹

平成30年1月

電子情報通信学会

MWP研究会

動的セル配置が可能なRof波長制御ミリ波通信システム

米本成人
角張泰之

平成30年1月

電子情報通信学会

MWP研究会

平成30年1月

電子情報通信学会
ロニクス研究会

宇宙・航行エレクト電子情報通信学会
ロニクス研究会
電子情報通信学会
ロニクス研究会

宇宙・航行エレクト

平成30年1月

電子情報通信学会
ロニクス研究会

宇宙・航行エレクト

平成30年1月

第7回測位技術懇話会

CARATS これまでの施策の意思決定・実現にかかる研究開発成果
宮崎裕己(平行滑走路における監視能力の向上）[招待講演]RoF接続型リモートレシーバを使用した移動端末位置推定 角張泰之
実験
米本成人

小菅義夫
古賀禎
ドップラーとバイアス誤差を有する距離観測値によるTOA測位，測速 宮崎裕己
呂暁東
稲葉敬之(電通大）
航空交通管理(ATM)の性能指標に関する調査
受動型二次監視レーダ受信データからの航跡抽出法
TSOA及びTDOA測位間での監視覆域拡大の比較
準天頂衛星による次世代SBAS実証実験

長岡栄
ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ
北折潤
塩見格一（福井医療大学）
宮崎裕己
小菅義夫
田中俊幸（長崎大学）
坂井丈泰

平成30年1月
平成30年1月

Chiu-Mei Wu（National Cheng
Kung University, Taiwan）
Evaluation of Quasi-Zenith Satellite System L5S Signal
坂井丈泰
平成30年1月(準天頂衛星システムL5S信号の評価)
Shau-Shiun Jan（National
Cheng Kung University,
Taiwan）
Avoiding Improper Modeling in SBAS Ionospheric Correction
坂井丈泰with Shrunk Observations
北村光教
平成30年1月(SBAS電離圏補強における観測データの縮小による不適切な電離圏モ 麻生貴広
デルの回避)
星野尾一明

宇宙・航行エレクト

Institute Of Navigation,
International Technical Meeting (ION
ITM 2018)

Institute Of Navigation,
International Technical Meeting (ION
ITM 2018)

Study of the spatial scale of plasma bubbles for ionospheric中村真帆
threat model for GBAS
齋藤享
(日本における電離圏脅威モデル最適化のための電離圏勾配空間ス
吉原貴之
ケール解析)

平成30年2月

Institute Of Navigation,
International Technical Meeting (ION
ITM 2018)

Preliminary results of impacts of ionospheric scintillations 齋藤享
on GAST-D ground integrity monitors
Sabine(GAST-D地上インテグリティモニタに対する電離圏シンチレーション Zureikat(ENRI/ENAC/Swift)の影響に関する初期解析結果)
吉原貴之

平成30年2月

Institute Of Navigation,
International Technical Meeting (ION
ITM 2018)

北村光教
Development of DFMC SBAS Prototype System Using L1 and L5
麻生貴広
Band Signals of GPS, Galileo, and QZSS
坂井丈泰
(GPS, Galileo, QZSSに対応したDFMC SBASのプロトタイプ機の開発)
星野尾一明

平成30年2月

Institute Of Navigation,
International Technical Meeting (ION
ITM 2018)

ADS-B GNSS Geometric Height Reference Determination(ADS-BのGNSS幾何高度基準の判別)

平成30年1月RASMAG-MAWG/5（監視機関第5回作業部会
会合）

平成30年1月

SPIE Photonics West松永圭左

Vector Signal Generation and Transmission by Radio over Fiber 金田直樹
System with Frequency Doubling at 96 GHz
米本成人(光2逓倍による 96GHz ベクトル変調信号の生成と伝送)
川西哲也(早稲田大学）
Investigation of RF Measurement Methods Which Should Be
Included in GM(ガイダンスマテリアルに含むべきRF計測方法の調査)

宮崎裕己
大津山卓哉
長縄潤一

平成30年1月

ICAO監視パネル(SP)第6回TSG会議

滑走路異物検知用光ファイバ接続ミリ波レーダシステム

米本成人
河村暁子
二ツ森俊一
森岡和行

平成30年2月

電子情報通信学会誌

PRN Assignment for IGSO SBAS
(IGSO SBASへのPRN割当て)

坂井丈泰
城哲也（航空局）

平成30年2月

ICAO DS2(ICAO DS2会合）

平成30年2月

日本航空宇宙学会誌

監視システムの信号環境と測定

大津山卓哉
本田純一
長縄潤一
宮崎裕己

平成30年2月

航空振興財団会

EIWAC；その位置づけと第5回(2017年)のトピックから

小瀬木滋

平成30年2月(一社)航空保安無線システム協会

空港周辺空域における上昇機のための最適な回避軌道に関する研究 虎谷大地

ー159ー

Vol.101

No.2

2月号

航空管制システム小委員

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

SSRモードSによる気象データの取得、評価および活用について

瀬之口敦
吉原貴之
古賀禎
瀬古弘(気象研究所)
小泉耕(気象研究所)

平成30年2月

第12回航空気象研究会

Mitigation Criteria of AeroMACS against the interference
signal level from the various radio system using co-ro
adjacent channel in 5 GHz Band
(5GHz帯域の同一チャンネルまたは隣接するチャンネルを使用する
AeroMACSのさまざまな無線システムからの干渉信号レベルに対する
軽減基準)

米本成人
森岡和行
金田直樹
河村暁子
住谷泰人

平成30年2月

ICAO FSMP WG

Coordinates誌からのインタビューへの回答

坂井丈泰

平成30年2月

Coordinates(雑誌）Fixed Flight Path (FPA) Descent Procedures(固定降下角運用方式(Boeing テストパイロットブリーフィング)

ﾅｳﾞｨﾝﾀﾞ･ｷﾄﾏﾙ･ﾋﾞｸﾗﾏｼﾝﾊ
虎谷大地
伊藤恵理

平成30年2月

Boeing ecoDemonstrator
歩報告会議

到来電波測定による位置推定技術の応用

角張泰之

平成30年2月

GPSハッキング：GPSのセキュリティ

坂井丈泰

平成30年2月

電子航法研究所における航空航法・気象のためのMUレーダーの利用

齋藤享
吉原貴之

平成30年2月

GPS運用状況の分析：故障及びメンテナンスの傾向

三宅千華
坂井丈泰
麻生貴広

平成30年2月

空港面の混雑緩和のためのスポット出発時刻調整の適用条件に関す
山田泉る考察

平成30年2月

広域大気光観測によるプラズマバブル研究齋藤享

平成30年2月

次世代SBASのためのエフェメリスメッセージ坂井丈泰

平成30年2月

プログラム進IEEE MTT-S関西チャプタ「マイクロ波/ミ
リ波センシング技術の最新動向-ITS,IoTの発展を支える測距
測位技術-」ワーク
セキュリティコンテスト
SECCON 2017
（主催：日本ネットワークセキュリティ協会）
京都大学生存圏ミッションシンポジウム
電子情報通信学会
ロニクス研究会

宇宙・航行エレクト

第5回首都圏空港の協調的運用WG成田分科会
低廉光学機器による超高層大気ネット
ワーク計測に関する研究集会
測位航法学会Aircraft Electoromagnetic Field estimation for Wireless
二ツ森俊一
Avionics Intra-Communication Band Using Large-Scale FDTD
日景隆（北海道大学大学院情報 平成30年2月
Analysis(大規模FDTD数値解析に基づく航空機内データ通信機器から放射され 科学研究科）
る電磁界分布推定)

EUROCAE WG-96/RTCA SC-236 Joint
Plenary #7

みんなでつくるAI時代

伊藤恵理

平成30年2月

CCCメディアハウス

誘導路等の交通の実態把握のための航空機位置情報の活用

山田泉

平成30年2月

港湾空港技術振興会
平成29年度第2回 官民技術交流会

米本成人
河村暁子
90GHｚ帯光ファイバー接続型ミリ波レーダーを用いた滑走路上の異二ツ森俊一
物探知システム森岡和行
金田直樹

平成30年2月

電子情報通信学会（SRW)研究会

軌道予測における誤差要因の検討

岡恵

平成30年3月

CARATS 航空交通流時間管理WG

準天頂衛星みちびきによる高精度衛星測位システム

坂井丈泰

平成30年3月

応用科学学会バイアス誤差を同時推定するTDOA測位方式

宮崎裕己
小菅義夫
田中俊幸（長崎大学）

平成30年3月

電子情報通信学会

短距離無線通信

講演会

論文誌B

二ツ森俊一
森岡和行
Analysis of Radar Altimeter Interference due to Wireless
河村暁子
Avionics Intra-Communication System by Using Large-Scale FDTD
米本成人
Method
日景隆（北海道大学大学院情報 平成30年3月-Investigation on Airbus A320 Class Passenger Aircraft科学研究科）(大規模FDTD数値解析を用いた航空機内データ通信機器から航空機電関口徹也（ 〃 ）波高度計への干渉解析-A320型航空機における検討-)
山本学（ 〃 ）野島俊雄（ 〃 ）2018 International Applied
Computation Electromagnetics Society
Symposium

DFMC SBAS Experiments and Potential Applications(DFMC SBASの実験及び潜在的な応用)

坂井丈泰

平成30年3月

ICG WG-B APP-SG(国際ICG 作業部会B ア
プリケーションサブグループ）

到来電波測定による位置推定技術とRadio over Fiberの利用

角張泰之

平成30年3月（株）情報機構次世代「5G」無線通信技
術動向セミナー

DFMC SBAS Augmentation Service from the Zenith(DFMC SBASによる天頂からの補強サービス)

坂井丈泰

平成30年3月

Munich Satellite Navigation Summit（ミュンヘン衛星航法サミット）

DFMC SBAS Experiment Status(DFMC SBAS実験の状況)

坂井丈泰

平成30年3月

日欧政府間会合

DFMC SBAS Proposal for Joint Experiment(DFMC SBASに関する共同実験の提案)

坂井丈泰

平成30年3月

日欧政府間会合

Data Analysis of RNP 4 Capable Aircraft Ratio in NOPAC
Airspace of Fukuoka FIR(福岡FIR NOPAC空域におけるRNP4許可機率のデータ分析)

平林博子

平成30年3月

IPACG PM21

平成30年3月

IPACG PM21

Flight Altitude Distributions in NOPAC Airspace within
Fukuoka FIR(福岡FIR NOPAC空域における飛行高度分布)

ﾏｰｸ･ﾌﾞﾗｳﾝ

航空機搭載レーダーとX帯気象レーダーの共用検討方針提案

米本成人
二ツ森俊一

平成30年3月

総務省情報通信審議会 情報通信技術分
科会陸上無線通信委員会気象レーダー

DFMC SBAS Experiment Status(DFMC SBAS実験の状況)

坂井丈泰

平成30年3月

RTCA SC-159（RTCA特別委員会159）

ー160ー

表題名

発表者

発表年月

発表機関・刊行物

PRN Assignment for SBAS IGSO
(傾斜地球同期軌道衛星によるSBASに対するPRNの割当て)

坂井丈泰

平成30年3月

RTCA SC-159（RTCA特別委員会159）

Development of Enhanced MLAT Prototype in Sendai Airport(仙台空港における改良型MLATプロトタイプの開発)

角張泰之

平成30年3月日・ベトナム航空セミナー

EIWAC；その位置づけと第5回(2017年)のトピックから

小瀬木滋

平成30年3月

航空無線第95号

CAT-Ⅲ GBASと国際動向

吉原貴之

平成30年3月

航空無線第95号

RNPとGBASを接続する新しい進入方式の研究動向

福島荘之介

平成30年3月

航空無線第95号

航空交通分野における運用データの活用

岡恵

平成30年3月

日本船舶海洋工学会
ショップ

CRM EVALUATION IN JAPAN(日本におけるCRMの評価)

三上賢司(航空局管制課)
森亮太

平成30年3月

ICAO IFPP/14-3

平成30年3月

電子情報通信学会

2018年総合大会

平成30年3月

電子情報通信学会

2018年総合大会

平成30年3月

電子情報通信学会

2018年総合大会

平成30年3月

電子情報通信学会

2018年総合大会

平成30年3月

電子情報通信学会

2018年総合大会

平成30年3月

電子情報通信学会

2018年総合大会

平成30年3月

電子情報通信学会

2018年総合大会

平成30年3月

電子情報通信学会

2018年総合大会

プログラマブルSoCと広帯域トランシーバを用いた再構成可能な統合
森岡和行
型航空通信端末に関する一検討

平成30年3月

電子情報通信学会

2018年総合大会

二ツ森俊一
森岡和行
76GHz小電力ミリ波レーダを用いた森林環境における超高圧送電線の河村暁子
反射電力特性宮崎則彦
米本成人

平成30年3月

電子情報通信学会

2018年総合大会

空港面における波長に対して小さな建物間からの放射電磁界解析

平井翔太郎（青山学院大学）
須賀良介（青山学院大学）
毛塚敦
橋本修（青山学院大学）

平成30年3月

電子情報通信学会

2018年総合大会

QZSS L5S信号による次世代SBASの実験

坂井丈泰
北村光教
麻生貴広

平成30年3月

電子情報通信学会

2018年総合大会

無人航空機運行に必要な情報の検討中島徳顕

平成30年3月

Japan Drone 2018

Estimation of 1090 MHz Signal Environment on Airport Surface
本田純一
by using Multilateration System
角張泰之(マルチラテレーションシステムを利用した空港面1090MHz信号環境
大津山卓也
の推定)

平成30年3月

電子情報通信学会

宮崎裕己
SSR Mode S DAPs Validation and Evaluation conducted by ENRI
松永圭左(電子航法研究所で実施された二次監視レーダモードSDAPｓの評価及
瀬之口敦
び検証)
古賀禎

平成30年3月

ICAO APANPIRG
ｓ WG/1

海洋分野の点検におけるドローン技術活用に関する研究

河村暁子
平林博子

平成30年3月

国土交通省技術政策課

ミリ波応用技術

米本成人

平成30年3月

S＆T出版株式会社

米本成人
森岡和行
90GHz帯協調制御型リニアセルレーダーシステムの研究開発成果報告
金田直樹
書
河村暁子
二ツ森俊一

平成30年3月

総務省総合通信基盤局基幹・衛星移動通
信課

金田直樹
米本成人
平成29年
河村暁子
二ツ森俊一
森岡和行

平成30年3月

総務省総合通信基盤局電波部移動通信課
新世代移動通信システム推進室

関西国際空港への深夜便に対するRNP AR進入方式とILS進入方式との天井治混合運用の可能性について
7機体制QZSSの衛星配置についての初期検討（その2）ADS-Bデータを用いた航空機高度維持性能監視の誤差要因分析

伊藤憲
坂井丈泰
松永圭左
宮崎裕己
古賀禎
疋田賢次郎(海上技術研究所)

海上における電波発信源探知システムの基礎実験

福島荘之介
齊藤真二
本田純一
固定翼UAVからの放射パターンの計算結果
古賀禎
電子情報通信学会総合大会Welcome Partyにおける電子航法研究所紹 二ッ森俊一
介
小瀬木滋
計器着陸システムと隣接デジタル放送の共用検討

小菅義夫
古賀禎
宮崎裕己
呂東暁
稲葉敬之(電気通信大学）

ドップラー併用の速度初期値が不要なTDOA

ミリ波帯による高速移動用バックホール技術の研究開発
成果報告書

ー161ー

東部支部ワーク2018年総合大会

SURICG

Mode

S

DAP

８

知的財産権

当研究所の平成28年度末(H29.3.31)において有効な知的財産権は下記のとおりである。
(1) 登録済
①日本国内
発
明
の
名
称
発 明 者
出願(国際)年月日
田中修一
地形表示機能を備えた搭載用航法装置
H9.6.5
二瓶子朗
滑走路予約システム
塩見格一
H9.6.9
航空交通シミュレータ
塩見格一
H9.12.22
管制用通信システム
塩見格一
H10.12.18
田中修一
無線通信ネットワークシステム
H10.6.4
二瓶子朗
音声による疲労・居眠り検知装置及び記録媒体
塩見格一
H10.10.5
飛行場管制支援システム
塩見格一
H11.12.17
受動型ＳＳＲ装置
塩見格一
H10.10.30
ＳＳＲ装置及び航空機二次監視網
塩見格一
H10.10.30
空港管制用操作卓 意匠登録
塩見格一
H10.7.31
空港管制用操作卓 類似意匠登録
塩見格一
H10.7.31
レーダ受信画像信号のクラッタ抑圧方法及び装置
加来信之
H11.4.8
管制通信発出システム
塩見格一
H11.3.19
航空機等の進入コースの変動を防止する積層構造体
横山尚志
H11.9.17
管制装置システム
塩見格一
H11.12.8
受動型ＳＳＲ装置
塩見格一
H11.11.10
航空管制用ヒューマン・マシン・インターフェース
塩見格一
H11.12.7
装置
ＣＰＤＬＣメッセージ作成システム
塩見格一
H12.3.30
航空路管制用航空機順序・間隔付けヒューマン・イン
塩見格一
H12.3.30
タフェース
ＣＰＤＬＣ／ＡＩＤＣ共用管制卓及び同ヒューマン・
塩見格一
H12.3.30
インタフェース
航空管制用管制指示入力装置
塩見格一
H12.3.30
ターゲット選択操作装置
塩見格一
H12.3.24
田中修一
無線ネットワーク測位システム
H12.6.6
二瓶子朗
田中修一
無線ネットワーク制御システム
H12.6.6
二瓶子朗
ＧＰＳ及びその補強システムを用いた航法システムに
福島荘之介
H12.7.26
おけるアベイラビリティ取得方法及びその装置
複数チャンネルを利用した無線ネットワークシステム
田中修一
H12.11.13
及びその制御装置二瓶子朗
心身診断システム
塩見格一
H13.9.14
田中修一
無線ネットワークシステム
H13.8.8
二瓶子朗
田中修一
無線通信ネットワークシステム
H13.8.8
二瓶子朗
田中修一
無線ネットワークを利用した移動局測位システム
H13.8.8
二瓶子朗
田中修一
無線ネットワークシステム
H13.8.8
二瓶子朗
音声処理装置塩見格一
H13.9.25
航空管制用表示装置における航空機位置表示方法
塩見格一
H13.10.24
目標検出システム
加来信之
H13.12.10
誘電率の測定方法及び誘電率測定装置
横山尚志
H13.9.6
ＩＬＳのグライドパスのＧＰ進入コース予測方法及び横山尚志
H13.9.6
ＩＬＳのグライドパスのＧＰ進入コース予測装置
岡田和男
白川昌之
塩見格一
移動体測位方法及び移動体誘導方法
小瀬木滋
H14.3.29
田嶋裕久
住谷泰人
米本成人
米本成人
電波反射体を用いた測定装置
H14.6.28
塩見格一
操作卓 意匠塩見格一
H14.10.15
画面情報表示方法、システム及びコンピュータプログ
塩見格一
H15.1.24
ラム
無線ネットワークシステム、移動局および移動局の制二瓶子朗
H14.11.19
御方法
無線通信ネットワークシステム
二瓶子朗
H15.3.28
無線通信ネットワークシステムおよび無線ネットワー
二瓶子朗
H14.11.19
クシステムの制御方法
移動局及び移動局側通信制御方法及び基地局及び基地
金田直樹
H15.6.3
局側通信制御方法及び通信ｼｽﾃﾑ
塩見格一
就寝中の身体反応情報検出システム
塩見格一
H15.8.25
ー162ー

登録番号

登録年月日

3054685

H12.4.14

2892336
38993913041284

H11.2.26
H19.1.12
H12.3.3

3474107

H15.9.19

315148930868283041278299171010753541075354(1)3091880
330068135886273783761
3277194

H13.1.26
H12.7.14
H12.3.3
H11.10.15
H12.4.7
H12.6.16
H12.7.28
H14.4.19
H16.8.27
H18.3.24
H14.2.15

3646860

H17.2.18

4210772

H20.11.7

4192252

H20.10.3

4192253

H20.10.3

43901183743949

H21.10.16
H17.12.2

3453547

H15.7.18

3428945

H15.5.16

3412011

H15.3.28

3462172

H15.8.15

3764663

H18.1.27

4716472

H23.4.84716473

H23.4.84640720

H22.12.10

4640721H22.12.103512398357968536135213680113

H16.1.16
H16.7.30
H16.11.5
H17.5.27

3752169

H17.12.16

3826191

H18.7.14

3623211

H16.12.3

1189989

H15.9.26

4412701

H21.11.27

4097254

H20.3.21

4141876

H20.6.20

4097133

H20.3.21

3746773

H17.12.2

3780273

H18.3.10

発
明
の
名
称
操作卓 意匠
脇机 意匠
カオス論的指標値計算システム PCT出願(日本国内)
カオス論的指標値計算システム PCT出願(日本国内分
割）
移動局及び移動局側通信制御方法及び基地局及び基地
局通信制御方法及び通信システム
電波装置
航空管制用インタフェース装置、その表示制御方法およびコンピュータプログラム
大脳評価装置 PCT出願(日本国内）
航空管制業務支援システム、航空機の位置を予測する
方法及びコンピュータプログラム
誘電率の測定方法及び誘電率測定装置（分割出願）
心身状態判定システム PCT出願(日本国内）
電波反射体を用いた測定装置（分割出願）
電波反射体を用いた移動体の航法方法（分割出願）
航空管制卓（意匠）
全方向性を有する誘電体レンズ装置。
高周波信号のデジタルＩＱ検波方法
航空管制支援システム
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（分割出願）
誘電体レンズを用いた電磁波の反射器、発生器及び信号機ドライバーの発話音声収集システム
移動体の測位方法及びその測位装置
航空管制システム及び航空管制システムで用いられる
携帯情報端末航空路管制用管制卓における順序・間隔付けヒューマ
ンインタフェース装置
移動局監視システムのための監視連携装置およびその方法
飛行計画表示装置
飛行計画表示装置（分割出願）
音声中の非発話音声の判別処理方法
無線航法システムにおける信頼性指示装置
衛星航法システムにおける衛星軌道情報の伝送方法及びそれらの装置
リフレクトアレイ及びミリメートル波レーダー(アレイ型反射板とミリ派レーダ) PCT出願(日本国内）
外部雑音改善型発話音声分析システム
天頂対流圏遅延量の推定値の算出方法
ミリ波レーダ組み込み型ヘッドランプ
衛星航法システムにおける電離層遅延量の補正方法及びその装置
全方向性を有する誘電体レンズ装置を用いた電磁波の反射器を有するアンテナ
作業適正判定システム
作業監視システム
ＧＰＳ衛星信号の品質監視機能を有するＧＰＳ衛星信号品質監視方法及びＧＰＳ衛星信号の品質監視機能を備えたＧＰＳ衛星信号品質監視装置
衛星航法システムにおける測位誤差の補正方法及びその装置
衛星航法システムにおける電離圏異常を検出する方法
及びその装置
直線偏波の制御方法及びその装置
直線偏波の制御方法及びその装置（分割出願）
RTK測位計算に利用する衛星の選択方法及びその装置
自律神経の状態評価システム

発 明 者
塩見格一
塩見格一
塩見格一
塩見格一

出願(国際)年月日
H15.11.18
H15.11.18
H15.12.26

登録番号1226782
12213664317898

登録年月日
H16.11.19
H16.9.17
H21.6.5

H15.12.26

4989618

H24.5.11

金田直樹
塩見格一
米本成人

H16.3.3

4107432

H20.4.11

H16.5.18

3845426

H18.8.25

塩見格一

H16.3.29

3888688

H18.12.8

塩見格一
塩見格一
金田直樹
横山尚志
塩見格一
米本成人
塩見格一
米本成人
塩見格一
塩見格一
米本成人
田嶋裕久
古賀禎
小瀬木滋
塩見格一
金田直樹
塩見格一

H16.4.28

4500955

H22.4.30

H18.10.134355833

H21.8.14

H13.9.6
H16.2.23

39888284505619H19.7.27
H22.5.14

H14.6.28

3772191

H18.2.24

H14.6.28

3840520

H18.8.18

H16.5.20
H16.8.19

1242705
3822619

H17.4.28
H18.6.30

H16.9.15

3874295

H18.11.2

H17.2.4

4148420

H20.7.4

H15.6.3

3997549

H19.8.17

米本成人

H17.1.18

3995687

H19.8.10

塩見格一
古賀禎
田嶋裕久
塩見格一
金田直樹
塩見格一
金田直樹

H16.12.13

4296300

H21.4.24

H17.2.214736083

H23.5.13

H17.6.214625954

H22.11.19

H17.6.214590559

H22.9.24

二瓶子朗

H17.12.15

4703390

H23.3.18

三垣充彦
三垣充彦
塩見格一
坂井丈泰

H18.2.9
H18.2.9
H18.3.30
H18.12.11

4193195
473610347520284348453

H20.10.3
H23.5.13
H23.6.3
H21.7.31

坂井丈泰

H18.12.13

4613334

H22.10.29

H20.10.27

5023277

H24.6.29

H19.3.30

5050180

H24.8.3

H20.7.95419031

H25.11.29

H22.5.11

4919179

H24.2.10

H19.9.25

4644792

H22.12.17

山本憲夫
米本成人
山田公男
塩見格一
武市昇
坂井丈泰
福島荘之介
伊藤憲
米本成人
河村暁子
坂井丈泰
米本成人
河村暁子
塩見格一
塩見格一

H20.10.28

4812824

H23.9.2

H20.10.31
H20.10.31

50355674936147

H24.7.13
H24.3.2

齊藤真二

H21.6.45305395

H25.7.5

坂井丈泰

H22.3.25

5305413

H25.7.5

藤田征吾

H22.8.20

5305416

H25.7.5

H23.4.26

5376470

H25.10.4

H23.4.26

5376470

H26.8.22

H23.10.18
H23.7.20

50133855812265

H24.6.15
H27.10.2

米本成人
河村暁子
二ツ森俊一
米本成人
河村暁子
二ツ森俊一
山田英輝
塩見格一

ー163ー

発
明
の
名
称
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

出願(国際)年月日

登録番号

登録年月日

坂井丈泰

H26.1.25

5818178

H27.10.9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

米本成人
河村暁子
二ツ森俊一
森岡和行

H27.6.11

6195278

H29.8.25

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、並びに航空機の航法
性能の劣化を検出する方法及び航空機の航法性能の監麻生H29.4.7

6288745

H30.2.16

出願(国際)年月日
H10.3.25

登録番号6,144,915

登録年月日
H12.11.7

塩見格一

H10.2.24

6,064,939

H12.5.16

塩見格一

H10.2.26

538960

H17.12.20

滑走路予約システム：アメリカ

塩見格一

H9.6.9受動型ＳＳＲ装置

塩見格一

H11.10.29

塩見格一

H11.10.29

塩見格一

H12.12.7

塩見格一

H14.4.10

10-722457

H19.5.21

塩見格一

H14.4.10

158325

H24.3.30

塩見格一

H14.10.231450331

H17.12.28

塩見格一
塩見格一
塩見格一

H14.11.11
H14.11.11
H14.11.11

H18.6.26
H23.11.17
H19.7.31

塩見格一

H16.4.28

②海外
発
明
の
名
称
飛行場管制支援システム：アメリカ
自動従属監視環境下における進入管制区航空機個別誘導システム:アメリカ
自動従属監視環境下における進入管制区航空機個別誘導システム：韓国

PCT出願(アメリカ国内）

ＳＳＲ装置及び航空機二次監視網
国内）

PCT出願(アメリカ

管制装置システム：アメリカ
カオス論的ヒューマンファクタ評価装置 ＰＣＴ出願（韓国）
カオス論的ヒューマンファクタ評価装置 PCT出願(イスラエル国内)
航空管制用表示装置における航空機位置表示方法(EP国内)
心身診断システム ＰＣＴ出願(韓国)
心身診断システム PCT出願(ｲﾝﾄﾞ国内)
心身診断システム PCT出願(ｼﾝｶﾞﾎﾟｰﾙ国内)

発

明

者

貴広

発 明 者
塩見格一

US 6,282,487
B1
US 6,344,820
B1
US 6,337,652
B1
US 6,573,888
B2

H13.8.28
H14.2.5
H14.1.8
H15.6.3

カオス論的脳機能診断装置
カオス論的脳機能診断装置
ル）
カオス論的脳機能診断装置

ＰＣＴ出願（韓国）
ＰＣＴ出願（シンガポー

塩見格一

H16.5.10

10-0596099
249868104430
US 7,363,226B210-0699042

塩見格一

H14.11.12

104553

H18.11.12

PCT出願(インド国内）

塩見格一

H14.11.12

H18.11.6

カオス論的脳機能診断装置

PCT出願(ｱﾒﾘｶ国内)

塩見格一

H14.11.12

202992
US 7,678,047
B2

塩見格一

H15.2.26

塩見格一

H16.4.28

塩見格一

H16.2.23

心身状態判定システム PCT出願(EP国内）
移動局及び移動局側通信制御方法及び基地局及び装置
通信システム PCT出願(EP国内）
移動局及び移動局側通信制御方法及び基地局及び装置
通信システム PCT出願(アメリカ国内)
移動局及び移動局側通信制御方法及び基地局及び基地
局側通信制御方法及び通信ｼｽﾃﾑ PCT出願(アメリカ国
内）
移動局及び移動局側通信制御方法及び基地局及び基地
局側通信制御方法及び通信ｼｽﾃﾑ PCT出願(カナダ国内）
移動局及び移動局側通信制御方法及び基地局及び基地
局側通信制御方法及び通信ｼｽﾃﾑ PCT出願(インド国内）
画面情報表示方法、システム及びコンピュータプログ
ラム (アメリカ国内)

塩見格一
金田直樹
塩見格一
金田直樹
塩見格一

H16.2.23

US 7,988,629
B2
US 7,737,859
B21607043

H16.8.17

1722587

H23.5.11

H16.8.17

US 7,974,600
B2

H23.7.5

金田直樹
塩見格一

H16.6.1

US 7,640,014
B2

H21.12.29

金田直樹
塩見格一

H16.6.1

2,526,734

H21.12.29

金田直樹
塩見格一

H16.6.1

224596

H20.10.21

塩見格一

H16.1.26

電波装置

米本成人

H17.3.9

米本成人

H17.7.27

心身診断システム

PCT出願(ｱﾒﾘｶ国内)

カオス論的診断感度増感装置
国内)
大脳評価装置PCT出願(シンガポール

PCT出願（アメリカ国内）

心身状態判定システム

PCT出願(アメリカ国内）

アメリカ

誘電体レンズを用いた装置

PCT出願(アメリカ国内）

アレイ型反射板とミリ波レーダ内）

PCT出願(アメリカ国

ミリ波レーダ組み込み型ヘッドランプ

山本憲夫
米本成人
山田公男
米本成人
河村暁子

ー164ー

106483

US 7,091,994
B2
US 7,446,730
B2
US 8,471,757
B2

H20.4.22
H19.3.16

H22.3.16
H18.10.31
H23.8.2
H22.6.15
H24.9.26

H18.8.15
H20.11.4
H25.6.25

H18.10.27

US 7,719,463
B2

H22.5.18

H22.5.11

US 8,803,728

H26.8.12

発

明

の

名

称

天頂対流圏遅延量の算出方法及び衛星測位信号の対流
圏遅延量の補正方法 PCT出願(アメリカ国内）
RTK測位計算に利用する衛星の選択方法及びその装置

発 明 者
武市昇
坂井丈泰
福島荘之介
伊藤憲
山田英輝

ー165ー

出願(国際)年月日

登録番号

登録年月日

H19.12.28

US 8,665,146
B2

H26.3.4

H24.4.9

US 9,417,327
B2

H28.8.16

(2) 出願中
①日本国内
発明者

出願年月日

出願番号

衛星航法システムにおける測位誤差の補正方法及びその装置

坂井丈泰

H28.1.23

2016-011162

探索システム、探索演算装置及び探索方法

塩見格一

H28.9.19

2016-182464

無線技術を利用した人文字、サイネージ

米本成人
角張泰之

H29.9.28

2017-188308

衛星航法システムの誤差補正の方法及び装置

坂井

H29.10.3

2017-170437

発明者

出願(国際)年月日

出願番号

発明の名称

丈泰

②海外
発明の名称
カオス論的ヒューマンファクタ評価装置

PCT出願(EP国内）

塩見格一

H14.4.10

020717089.3

カオス論的ヒューマンファクタ評価装置

PCT出願(インド国内)

塩見格一

H15.10.15

1634/CHENP/2003

カオス論的脳機能診断装置

PCT出願(イスラエル国内）

塩見格一

H16.5.20

161892

カオス論的脳機能診断装置

PCT出願(EP国内）

塩見格一

H16.5.20

020780070

カオス論的診断感度増感装置

PCT出願(インド国内）

塩見格一

H15.2.26

2094/CHENP/2004

カオス論的診断感度増感装置

PCT出願(アメリカ国内）

塩見格一

H15.2.26

10/508785

カオス論的診断感度増感装置

PCT出願(イスラエル国内）

塩見格一

H15.2.26

164174

カオス論的診断感度増感装置

PCT出願(EP国内）

塩見格一

H15.2.26

03744980.8

H16.6.1

040745474.9

H16.6.1

03239/CHENP/2005

移動局及び移動局側通信制御方法及び基地局及び基地局側通信制御
方法及び通信ｼｽﾃﾑ PCT出願(EPC加盟国内）
移動局及び移動局側通信制御方法及び基地局及び基地局側通信制御
方法及び通信ｼｽﾃﾑ PCT出願(インド国内）

ー166ー

金田直樹
塩見格一
金田直樹
塩見格一

第 ３ 部
現
況

ー167ー

１

平成29年度に購入した主要機器

CDO実施判断支援ﾂｰﾙ

１式

高精度基準FM信号生成装置およびﾘﾓｰﾄ受信装置

１式

映像処理用高速ｻｰﾊﾞｰ １式
航空機追尾ｱﾝﾃﾅ １式
遠隔型空港業務支援ｼｽﾃﾑ評価装置（調整作業） １式
ﾍﾞｸﾄﾙ信号発生器 １式
GNSSｼﾐｭﾚｰﾀ １式
岩沼分室ASDEﾀﾜｰﾏﾙﾁﾊﾟﾉﾗﾏｶﾒﾗ １式
ｵｼﾛｽｺｰﾌﾟ １式
広域ﾏﾙﾁﾗﾃﾚｰｼｮﾝ実験装置ｾｸﾀ型空中線（測角精度向上に関する改修） １式
航法信号解析器 １式
近接航空機検出ｼｽﾃﾑ用受信機 １式
複数衛星系・複数周波数対応GNSSｼﾝﾁﾚｰｼｮﾝ受信機 １式
後方乱気流検出装置の更新用水冷装置 １式
光ﾌｧｲﾊﾞ無線接続型1090MHｚﾘﾓｰﾄ受信処理部（構成品） 受信検波部 ４式
ｺｯｸﾋﾟｯﾄﾃﾞｨｽﾌﾟﾚｲ（経路表示機能改修） １式
ﾏﾙﾁﾃﾞｨｽﾌﾟﾚｲ用ｽﾀﾝﾄﾞ １式
D-band Photomixer １式
ｼｸﾞﾅﾙｼﾞｪﾈﾚｰﾀ １式
ｿﾌﾄｳｪｱ無線受信機 １式
26.5GHz Comb Generator １式
深層学習用ﾜｰｸｽﾃｰｼｮﾝ １式
気象・運航ﾃﾞｰﾀﾍﾞｰｽ用ﾌｧｲﾙｻｰﾊﾞ １式
ﾎﾞｰﾄﾞCPU １式
光ﾌｧｲﾊﾞ無線接続型1090MHｚﾘﾓｰﾄ受信処理部（構成品） 受信ｽﾃｰｼｮﾝ ４式
複数衛星系・複数周波数対応GNSS受信機 ２式
ｿﾌﾄｳｪｱ無線機 １式
ﾊｰﾓﾆｯｸﾐｷｻ ３式ー168ー

２ 主要施設及び機器
１ 電波無響室

３ ネットワークシステム

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

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

３

刊行物

当研究所の発行する刊行物は、下記のとおりである。
電子航法研究所報告（不定期刊行）
電子航法研究所 研究長期ビジョン報告書（不定期刊行）
電子航法研究所研究発表会講演概要（年刊）
電子航法研究所年報（年刊）
電子航法研究所要覧〈案内〉（年刊）

４

行事等

当研究所の平成29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〔平成29年4月23日（日）〕平成29年度科学技術週間に基づき、当研究所の各施設を公開した。（来場者数延べ7,677名）
第1回研究交流会 『DSNA/DTIおよびNASAとの研究交流会』〔平成29年5月17日（水）〕DSNA/DTI (フランス民間航空総局航空航法局研究開発部) の Jean-Marc Loscos氏 に"DSNA & DTI
the French Air Navigation Services Provider" について，NASA(アメリカ航空宇宙
William C. Johnson氏 "Cohesive ARMD Full UAS Integration Strategy" について講演いただき、
航空交通管理および無人機の空域統合について討議を行った。

研究発表会〔平成29年6月8日（木）～9日（金）〕平成29年度（第17回）電子航法研究所研究発表会を海上技術安全研究所講堂において開催した。
（2日間来場者数述べ432名）
第80回出前講座〔平成29年6月17日（土）〕NPO法人

航空・鉄道安全推進機構

１．次世代航空機着陸システム（GBAS）の概要（電子航法研究所 航法システム領域

主幹研究員

毛塚

敦）

第5回ATM/CNSに関する国際ワークショップ（EIWAC2017）〔平成29年11月14日（火）～16日（木）〕コングレスクエア中野にて開催し、3日間でのべ約592名が来場した。

第81回出前講座〔平成29年12月11日（月）〕日本電気株式会社

１．電子航法研究所研究長期ビジョン（海上・港湾・航空技術研究所 企画部 研究計画課 金原 章夫）
２．「ＦＵＬＬ ４Ｄ」の運用方式ならびにフリールーティング空域における軌道ベース運用に関する研究（電子航法研究所 航空交通管理領域 契約研究員 長岡 栄）
３．ＳＷＩＭによる航空交通情報システムの基礎技術の研究（電子航法研究所 監視通信領域 主幹研究員 呂 暁東）
４．遠隔型空港業務支援システムの実用化研究（電子航法研究所 航空交通管理領域 主幹研究員 井上 諭）

第82回出前講座〔平成30年1月15日（月）〕国土交通省

航空保安大学校

１．電子航法研究所の概要（海上・港湾・航空技術研究所 企画部 研究計画課 金原
２．マルチスタティックレーダによる航空機監視と性能評価に関する研究（電子航法研究所 監視通信領域 主幹研究員 大津山
３．無人航空機について（電子航法研究所 監視通信領域 主幹研究員 河村

ー171ー

章夫）
卓哉）
暁子）

第83回出前講座〔平成30年2月20日（火）〕

国土交通省

大阪航空局

鹿児島空港事務所

１．電子航法研究所の概要（海上・港湾・航空技術研究所 企画部 研究計画課 岩元 崇宏）
２．滑走路異物検出システムの研究 －ハイブリッドセンサーシステム－（電子航法研究所 監視通信領域 上席研究員 米本 成人）
３．ＧＢＡＳの動向と技術（電子航法研究所 航法システム領域 上席研究員 福島 荘之介）
４．ＳＢＡＳ －ＧＮＳＳを用いた運航－（電子航法研究所 航法システム領域 主任研究員 麻生 貴広）

平成29年度評議員会〔平成30年3月5日（月）〕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「空港面の交通状況に応じた交通管理手法に関する研究」「マルチスタティックレーダによる航空機監視と性能評価に関する研究」「GNSSを利用した曲線経路による精密進入着陸方式等の高度な飛行方式の研究」
事前評価課題「PBNとGBASを活用した高度な計器進入方式に関する研究」
中間評価課題「次世代GNSSに対応したアベイラビリティの高い航法システムに関する研究」

ー172ー

５

職員表彰

◎ 理事長表彰（平成29年12月7日）
特別齋藤享（航法システム領域）

坂井

丈泰（航法システム領域）

吉原

貴之（航法システム領域）「国際民間航空機関（ICAO）アジア太平洋地域（APAC）電離圏
問題検討タスクフォース（ISTF）における「電離圏脅威モデルの策定」について，主導的に活動」

二ッ森

俊一（監視通信領域）「『LabVIEWとNI FlexRIOを用いた滑走路異物探知用ミリ波レーダの研究開発』で"ナショナルインスツルメンツ Engineering
Impact Award2016 (Aerospace and Defence)"を受賞。また『ヘリコプタ衝突防止用小電力76GHzミリ波レーダシステム -研究進
捗と飛行実験に向けた性能評価-』を発表し"ICSANE2015 Young
Scientist Award"及び『ヘリコプタ障害物探知用76 GHz帯小電力ミリ波レーダにおける送電線探知性能向上のためのアンテナ
偏波特性検討 ～ 円偏波による送電線レーダ反射断面積特性評
価 ～』で"電子情報通信学会宇宙・航行エレクトロニクス研究
会若手奨励賞"を受賞」

本田純一（監視通信領域）「IEEE AINA（International Conference on Advanced
Information Networking and Applications）において『Positional Estimation of Obstacles and Aircraft by
Using ISDB-T Signal Delay』を発表し"Best Paper Award"を受賞。また「映像情報メディア学会において『ISDB‐Tパッシブ測位における固定物体抑圧の実験結果』を発表し"優秀研究発表賞"を受賞」

ビクラマシンハ

ナヴィンダ

キトマル（航空交通管理領域）「日本航空宇宙学会において『軌道最適化による旅客定期便の運航効率に関する検討』を発表し"論文賞"を受賞」◎ 電子航法研究所所長表彰（平成30年3月17日）
特別中村

陽一（航空交通管理領域）「日本航空宇宙学会において『A Self-separation Algorithm
using Relative Speed for a High-density Air Corridor』を発表し"奨励賞"を受賞」

長縄潤一（監視通信領域）「2017 Integrated Communication, Navigation, &Surveillance Conferenceにおいて『Detection Probability
Estimation Model for Wide Area Multilateration』を発表し"Best Paper in Session 2B - Navigation Systems"を受賞」

ー173ー