【講演資料・目次】『空港運用のさらなる安全と効率化に向けて- 電子航法研究所の最近の活動 -』電子航法研究所
特別研究主幹P1

植木 隆央『欧州が考える将来の航空とEUROCAEによる航空関連システムの標準化』
EUROCAE
技術部長

P9

Ms. Anna von Groote『遠隔型空港業務支援システムの開発』

P29

電子航法研究所 航空交通管理領域
主幹研究員
井上 諭

－

休憩 （15分）－『GBASに関する国際標準化活動への取り組み』

P46

電子航法研究所 航法システム領域
主幹研究員
吉原 貴之

『滑走路異物検出システムに関する研究と国内外の動向について』
電子航法研究所 監視通信領域
上席研究員
米本 成人

P62

http://www.enri.go.jp

電子航法研究所のご紹介
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
Electronic Navigation Research Institute (ENRI)

沿革、業務の概要
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・沿革
昭和36年4月：運輸省（現在の国土交通省） 運輸技術研究所内に電子航法研究室設置
昭和42年7月：運輸省 電子航法研究所（創立51年）
平成13年4月：独立行政法人 電子航法研究所
平成18年4月：非特定独立行政法人（非公務員化）
平成27年4月：国立研究開発法人 電子航法研究所
平成28年4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
・業務の概要電波や電子機器を利用した航法（=「電子航法」）により、より多くの航空機が安全に、円滑に、効率的に運航することができるように航空交通システムの高度化に関する研究開発を実施。

-1-1

組織図（電子航法研究所に関する部分）
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総務部

理事長

総務課

理事

人事課

（電子航法研究所長）

監事

会計課

監事

企画部

研究計画課

研究監
（電子航法分野）

予算額（百万円）
H26

1,530

H27

1,467

H28

1,462

H29

1,426

H30

1,444

電子航法研究所

理事長

1

理事(所長)

1

研究統括監

監事

2

特別研究主幹

研究監

(1)

国際主幹

研究統括監・国際主幹

1

航空交通管理領域

事務職

14

研究職

42
合 計

61

航法システム領域
監視通信領域

注：（）書きは研究職と兼務（平成30年4月1日現在）

岩沼分室

2

電子航法研究所での研究
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航空交通管理（Air Traffic Management)
主に３つの技術で構成
通信（Communication）

航法（Navigation）

監視（Surveillance）

航空機と管制官が音声等のやりとりをする

航空機が自分の位置を知る

管制官が航空機の位置を知る

航空交通システム：ATM及びそれを支えるCNS技術
航空機を安全、円滑、効率的に運航できるようにさまざまなアプローチで航空交通システムの高度化に貢献するための研究を行っています-2-3

主な研究施設①
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電波無響室• 室内で発射されるあらゆる電波を吸収すると共に外来電波を室内に入れない構造• 無線システムの送受信試験、アンテナの送受信特性の測定等に利用• 国内最大級の大きさ

実験用レーダ• 管制用のレーダーの実験を行っています• 本所（調布）と宮城県仙台空港に隣接する
岩沼分室に１つずつ所有• 国内の研究所で管制用の実験用レーダーを持っている唯一の研究所
4

主な研究施設②
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実験用航空機
電子航法研究所では、実際に航空機を用いて、当研究所で試作・開発されたシステム
について実飛行による評価試験を実施。
航空交通システムの試験が可能な
日本で唯一の航空機です
航空機型式：
ビーチクラフトB300型航空機（King Air 350）
登録記号（管制官の呼び名）：JA35EN
愛称：「よつば」
電子航法研究所の岩沼分室がある宮城県岩沼市内の小中学生を対象に募集し、応募総数488通より決定※仙台空港隣接の岩沼分室格納庫に駐機

最大高度：10000m以上（スカイツリーの15倍以上）
最大速度：時速500km以上（自動車の10倍程度）
長さ14.2m、よこ幅17.7m、高さ4.4m
最大離陸重量：6.8t【主な特徴】
・運航用に加えて7種類12個の実験用アンテナ
・実験機材搭載用ラックの設置
・豊富な実験用電源
・飛行情報の取得が可能

-3-

5

国際活動
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電子航法研究所は、アジア地域における中核機関を目指して国際ワークショップを主催するなど、国内のみならず積極的に国際活動に参画
他機関との密接な交流、連携
連携大学、研究機関の例



世界的知名度向上

仏 ニース・ソフィアアンティポリ大学



研究員の研究力、交渉力の大幅向上（University of Nice-Sophia Antipolis）
仏 民間航空学院（Ecole Nationale de l’Aviation Civile）▼EIWACの様子
独 ドイツ航空宇宙センター（Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt）

米国 航空宇宙局研究所（NASA Research Center）
韓国 航空宇宙研究院(Korea Aerospace Research Institute)
6

主なイベント
http://www.enri.go.jp●研究所一般公開（毎年４月）
科学技術週間に周囲の研究所と合同で一般公開を開催。
●研究発表会（毎年６月）
電子航法研究所の１年間の研究内容を発表。
●国際ワークショップ（EIWAC）
電子航法研究所が（２年に一度）主催する国際ワークショップ。
次回は2019年開催予定。
●講演会（東京都内にて開催）
EIWACが開催されない年の秋～冬に開催。

実施時期等については電子航法研究所ホームページに掲載しています。
-4-7

平成３０年度 電子航法研究所講演会
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空港運用のさらなる安全と効率化に向けて- 電子航法研究所の最近の活動 -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
Electronic Navigation Research Institute (ENRI)

航空交通量の推移と今後の予測
http://www.enri.go.jp※交通政策審議会航空分科会基本政策部会とりまとめ 参考資料より

運航便数 2,200

2,092

2,000

実績値

予測値

1,800

1,834

1,713

1660

1,600

1,666

1,671

1,605

1,553

1,393

（千便／年）

1,400

1,303

1,414

1,346
1,285

1,208

1,200

2025年頃：国内空域の管制処理能力を超過

上空通過機

1,000

1,029

国際線

800

400

882
826
755

838
811
774

714

600

実績値
上位ケース
中位ケース
下位ケース

国内線

200
0
1990

1,973

参考値

2000

2010

2020

上位ケース（中位ケースよりさらに高い経済成長率を想定したケース）
中位ケース（日本再興戦略で目標に掲げる経済成長率に基づき設定したケース）
下位ケース（日本再興戦略以前の将来見通しによる経済成長率を想定したケース）

-5-

2025

2030

（年度）
2040

（中位ケース＋約１％）（2010-17年：1.7％，2017-32年：2.0％）（中位ケース△約１％）9

空港運用の効率化に向けて
ＲＥＣＡＴ
ＡＭＡＮ

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ＤＭＡＮ（Ａｒｒｉｖａｌ Ｍａｎａｇｅｒ）（Ｄｅｐａｔｕｒｅ Ｍａｎａｇｅｒ）

管制塔
空港

ＳＭＡＮ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍａｎａｇｅｒ）

本日の講演についてご紹介

http://www.enri.go.jp

遠隔型空港業務支援システムの開発

-6-

11

本日の講演についてご紹介
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GBASに関する国際標準化活動への取り組み

12

本日の講演についてご紹介
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滑走路異物検出システムに関する研究と国内外の動向について

-7-

13

本日の講演についてご紹介
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招待講演
欧州が考える将来の航空とEUROCAEによる航空関連システムの標準化
EUROCAE 技術部長 Ms. Anna von Groote14

http://www.enri.go.jp

ご静聴ありがとうございました

-8-

15

ENRI Conference
The European perspective for futureaviation and standardisation

Anna von Groote, Director Technical Programme
3 December 2018, Tokyo

EUROCAE Governing Bodies
 Founded in 1963 in Lucerne by ECAC
 President and General Assembly Strategic decisions through “Full Members” votes

 Council
 Final decision-making body Technical Advisory Committee (TAC) Technical and operational advisor to the Council and the General
Secretariat

 General Secretariat
 Day to day management and further development of the Association-9-Inputs for Standardisation
Membership
R&D
SESAR, CARATS,
NextGenRegulators(national, EASA)
Organisations(ECTL, ECA,IFATCA, CANSO)

Manufacturers

Service
ProvidersInternational
BodiesICAO

Other SDO
RTCA, SAE

ESO

EUROCAE facts and figures 250+ Members (+10% p.a.) 115 in 2010

 37 active working groups, 5 dormant 26 in 2010 2000+ experts-10-

Most active members

 Non-European
members very
active1000

 Top 10:2 Japaneseorganisations

600

900

921

800
700
500
400
300
200

243
162

100

159

153

144

128

127

120

0
EUROCAE

ENRI

117

101

JRANSA

Actions on the workspace (last 4 months)

EUROCAE process Transparent and open process

Document development approved Consensus driven development
approach

Drafting of document by WG

 Standards validation

EUROCAE Open Consultation

 Open consultation
Comment resolution &Finalisation of draft Worldwide recognition
 Worldwide application

EUROCAE Council approval Open for worldwide participation
 By the industry – for the industry-11-

Publication of EUROCAE Document

European Standards
Coordination Groups

ECSCG
to be shortly available at:www.eascg.eu

www.euscg.eu

www.ecscg.eu

European Standards
Coordination Groups

 EASCG established in 2015 to coordinate the ATMstandardisation activities, essentially stemming from theEuropean ATM Master Plan, in support of Single Sky
implementation.
 EUSCG established in 2017 to coordinate UASstandardisation activities standards linked to the European
regulatory framework and UAS Roadmap
 ECSCG established in 2018 to coordinate the Cyber
Security standardisation activities supporting the regulatory
framework-12-

Tasks Facilitate the sharing of work among the SDOs thus
avoiding the risk of overlapping developments and gaps
 Monitor all relevant processes, resource availability andother related risks and issues
 Provide a forum to manage specific issues and resolutionof conflicts
 Advise the EC and other organisations on
standardisation matters / issues
 International coordination
 Deliverable: Standardisation Rolling Development Plan
(RDP)

Coordination mechanism
Internal Standard Development Process SDO
Monitoring SDP

Feedback loop

Internal task
approval

SDO

Regulatory
framework,
Strategies, Plans,
SESAR

EASCG
EUSCG
ECSCG

SDO

Development
process

Approval
process

SDO

Advisory loop

EASA
Standard

EuropeanCommission
Coordination

International
activities-13-

Global coordination

50 % joint WGs

10 % joint WGs

Global Coordination
 Long-standing, very positive relationshipwith ICAO ANConf/13, October 2018
 AN-Conf/13-WP/55
Industry Standards in Support of ICAO Provisions
 EUROCAE work programme mapped to ICAO GANP, ASBUs, GASP Standards Roundtable ICAO provisions reference EDs
 Currently about 60 instances Expect increase Global coordination through international membership-14-

R&D-standardisation-deployment

R&D

Standardisation
and Regulation

Deployment

Regulation – Standard

 PB & RB regulations by EASA, FAA and ICAO
 Reference to industry standards

 Standardisation reaction to regulation
 Forward looking
 In anticipation of regulatory requirements Referenced by the regulator
 EASA, EU, FAA, ICAO ETSO – MOPS, SW, Environment-15-

ETSO – example
2C501
European Aviation Safety Agency
ETSO-2C501 Date : 24.10.03
Subject: MODE S AIRCRAFT DATA LINK PROCESSOR
1 – Applicability: This ETSO gives the requirements which Mode S Aircraft Data Link
Processors that are manufactured on or after the date of this ETSO must meet inorder to be identified with applicable ETSO marking.
2 – Procedures
2.1 – General: Applicable procedures are detailed in CS-ETSO Subpart A.
3 – Technical Conditions
3.1.1 – MOPS: set forth in EUROCAE document ED-82A dated Nov 1999
3.1.2 – Environmental Standard: See CS-ETSO Subpart A paragraph 2.1
3.1.3 – Computer Software: See CS-ETSO Subpart A paragraph 2.2
4 – Marking: marking is detailed in CS-ETSO Subpart A paragraph 1.2.
5 – Availability of Referenced Document: See CS-ETSO Subpart A paragraph 3

CS-ETSO – Subpart A General
2. ENVIRONMENTAL AND SW STANDARDS TO MEET TECHNICAL CONDITIONS
2.1 Environmental standards: Unless otherwise stated in the paragraph 3.1.2 of the specific
ETSO, the applicable environmental standards are contained in EUROCAE/RTCA document
ED-14D/DO-160D, „Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment“,change 3 dated December 2002.
2.2 Software standards: If the equipment design implementation includes a digital computer,the computer software must be verified and validated in an acceptable manner. Unless statedotherwise in paragraph 3.1.3 of the specific ETSO, one acceptable means of compliance forthe verification and validation of the computer software is outlined in EUROCAE/RTCA
document ED-12B/DO-178B, „Software considerations in Airborne Systems and Equipment
Certification“, dated December 1992. For those applicants who elect to use EUROCAE/RTCA
document ED-12B/DO-178B to demonstrate compliance for the verification and validation of
the computer software, the following requirements must be met:(i) This document defines five levels of software:
Level A, B, C, D, and E. The applicant must declare the level (or levels) to which thecomputer software has been verified and validated.
(ii) If the equipment incorporates more than one software level, appropriate
partitioning of different software level is required.

-16-

Domains of activities

 Avionics

 Security

 Communication

 AIS / MET Navigation
 Surveillance

 UAS &
General Aviation

 ATM Systems

 Miscellaneous Airports

 Fuel cells

 SWIM SpaceSpecific activities
 37 active Working Groups
 Specific activities:
 Cyber Security
 Remote tower
 UAS
 Latest EUROCAE activities-17-

WG-72 Cyber Security
 Published documents
 ED-201 AISS Framework Guidance Document
 ED-202A*

Airworthiness Security Process Specification

 ED-203A

Airworthiness Security Methods and Considerations

 ED-204*

Information Security Guidance for Continuing Airworthiness ER-013 AISS Glossary ER-017 International Aeronautical Information Security Activity Mapping Ongoing work
 ED-205 Security accreditation of ATM systems (Q4/2018)
 ED-201A

AISS Framework Guidance Document

 ED-204A

Information Security Guidance for Continuing Airworthiness ED-xxx Security Event Management* Joint activity with RTCA

WG-72 Cyber Security
 Future activities under discussion
 EUROCAE / EASA workshop 31 May 2017

 Technical Work Programme 2019 Vulnerability management

 Development & production
security

 Incidence response andrecovery management

 Cybersecurity testing Supply chain security

 Risk assessment
methodology

 Forensic analyses andaccident investigation
 Maintenance security-18-

 Cyber resilience
requirements (overarching& per domain)

WG-28/62/98 GNSS
✈WG-28 GBAS✈MOPS ED-114B “MOPS for Global Navigation Satellite
GBAS Ground Equipment to support Category I/II/III
Operations using GPS L1”, exp Q4/2018✈Report on status of GBAS MC MF developments in
SESAR, exp Q4/2019✈WG-62 Galileo✈ED-259 MOPS for GNSS Receiver Using Dual Frequency
GPS/Galileo/SBAS, exp initial: Q4/2018✈ED-259A MOPS for GNSS Receiver
Dual Frequency GPS/Galileo/SBAS,
exp Q4/2020; joint with RTCA

✈WG-98 RLS✈MASPS, exp Q4/2020

WG-83 FOD Detection Systems
 Performance parameters of airport FOD detection
systems
 Work programme ED-235 MASPS for Foreign Object Debris Detection System published Feb 2016

 OSED on Airport FOD Detection Systems
 Open consultation expected to start in Jan 2019

 Next step: ED-235 update if necessary Close link to ICAO, EASA
-19-

WOBAN – WG-96

 WG-96 created 2013
 Joint with RTCA SC-236

 Deliverables
 ED-246 Process Specification for Wireless On-Board
Avionics Networks (published in July 2017)
 ED-260 MASPS for Coexistence of Wireless Avionics
Intra-Communication Systems within 4 200-4 400 MHz(Open consultation)
 ED-xxx MOPS for a Wireless Avionics IntraCommunication System (exp 2021)

Remote and Virtual Towers –WG-100 WG-100 created 2014
 develop standards for Remote Towers
including the whole chain from sensor
to display

 30+ organisations actively contributing
 Coordination
 ICAO, EASA SESAR, SESAR2020 PJ05
 EUROCAE WG-41 A-SMGCS-20-

Remote and Virtual Towers –WG-100 ED-240: MASPS for Remote Tower
Optical Systems
 the only existing technical standard on
Remote Towers
 ED-240 (2016)
 ED-240A (2018)
 target tracking technologies

 ED-240B (planned end of 2020)
 processing and integration of information
produced by existing or emerging
surveillance systems/sensors

Remote and Virtual Towers –WG-100 EASA Guidance Material on theimplementation of the remote tower
concept for single mode of operation(ED Decision 2015-014-R)
 NPA 2017-21: ED-240 / ED-240A ICAO GANP / ASBU RATS

-21-

Remote and Virtual Towers –WG-100 Benefits of RVTs
 Examples of implementation
 Heathrow Airport as remotecontingency tower (since 2009) Operating since 2015 at Örnsköldsvik
Airport (Sweden) from Sundsvall
 Remote Towers technology undergoingpilot projects in US at 2 GA airports
 Japan Other countries and regions

SWIM – WG-104
 ED-254 Arrival Sequence Service
Performance Standard ER-018 SWIM Service Standardisation
Package Proposed work programme & prioritised list of SWIM services for
future standardisation
 Lessons learned from standardisation of AMAN service
 SWIM Service Standardization Template Further activities under discussion
 A-CDM
 …
-22-

UAS – WG-105

WG-106 EFB

 WG-106 Electronic Flight Bag (EFB) Created in 2016

Deliverable: ED-xxx

MOPS for Electronic Flight Bag (EFB) Software
Applications, expected Q4/2018

Support to EASA ETSO
-23-

WG-107 DME/DME WG-107 RNP Reversion based on DME/DME Created 2017
 Kick off meeting: 27 November 2017
 Not joint with RTCA, but RTCA is following the activity

 Deliverable: ED-xxx
MASPS for RNP reversion using
DME/DMEpositioning ED-57A MOPS for DME Ground equipment
 Expected end 2019

WG-108 ATN/IPS WG-108 ATN/IPS Kick off meeting 1-2 February 2018
 Joint with RTCA SC-223

Deliverables: ED-xxx

Guidance material to support end to end certification
process

 ED-xxx

Profile document selecting the most appropriate options
within the IP protocol suite-24-WG-109 RWIS Created Feb 2018 to develop minimum requirements for RWIS to define theperformances expected from the systems and the way of verifyingthat the latter reach them.
 ICAO Global Reporting Format

 Deliverable
 MASPS for Runway Weather Information
Systems with a targeted deadline – 2020

 Kick of meeting 23-24 May 2018 25 participants representing the whole spectrum of stakeholders

New activities
 SESAR 2020
 Next update of the European ATM Master Plan in 2018
under the overall theme of “the digitalisation of aviation
infrastructure” with particular focus on Drones and CNS.

 EASA RMP
 ICAO GASP GANP - ASBUs
 Standards Roundtable EUROCAE TWP-25-

New activities – TWP 2019
 Digitalisation / digital transformation
 Automation - autonomous flying Artificial intelligence Virtualisation: virtual centres, virtual tower,
augmented reality for TWR controllers
 Space Security
 Future airport-related work

EUROCAE RoleStrong reliable partner for Industry
R&D user and regulator

to reach the destination-26-

EUROCAE SymposiumTopics:
 New vehicles and autonomy trends in aviation
 Connectivity and digital services
 Airport developments
 Innovative ATM solutions
 Innovative aircraft systems
 Satellite-based services

For further information…

www.eurocae.net-27-Christian Schleifer-Heingärtner
Phone:+33 1 49 46 19 66 | christian.schleifer@eurocae.net

Anna von Groote
Phone:+33 1 49 46 19 71 | anna.vongroote@eurocae.net-28-

遠隔型空港業務支援システムの開発- リモートタワー研究の取り組みについて -平成３０年１２月３日（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 井上 諭

Copyrights © 2014‐2018 Electronic Navigation Research Institute, All Rights Reserved.

目次•

リモートタワーとは？

•

国際標準化と世界のリモートタワーの取り組み•

日本におけるリモートタワーに関連した動き•

映像システム技術•

監視センサ情報との融合

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-29-

リモートタワーとは？
リモートタワーのコンセプトと特徴

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リモートタワーとは？

※SESAR Operational Concept より

Copyrights © ENRI, All Rights Reserved.

-30-

リモートタワー（デジタルタワー）•

空港のタワー業務を遠隔地に置かれたセンターから運用できるシステム

通信ネットワーク

運用センター

各地のリモート空港

・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（飛行情報 等）・監視センサー情報パネル
・気象情報パネル
・通信端末

・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

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リモートタワーシステムの特徴•

IoT技術を活用した新しい空港管制システム＜空港と管制センターをネットワークで結ぶ新しく効率的な管制業務の仕組み＞•

映像識別（AI）や監視センサー情報を活用した業務支援機能＜AIによる精度の高いターゲット検出および拡張現実技術（AR）による管制官の状況認識を支援する高い安全性と操作性＞•

安全性と経済性を両立する遠隔型空港管制システム＜情報技術を活用した高い安全性と、タワーの立替建設や維持費の圧縮、限られた人的資源の効率的な配置＞

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-31-

国際標準化と世界のリモートタワーの取り組み
欧米をはじめとしたリモートタワー導入に関する動きと技術開発動向について

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リモートタワーオペレーション ( Remote Tower Operation)• リモートタワーはICAO ASBUのBlock 1に（B1‐81 Remote
Operated Aerodrome Control Tower）として示されている•<B1‐81: Remote Operated Aerodrome Control Tower>
The performance objective is to provide safe and cost‐effective ATS to aerodromes,
where dedicated local ATS is no longer sustainable or cost effective, but there is alocal economic and social benefit from aviation※出典：CANSO ICAO update(ICAO ASBU)より

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-32-

国際標準化に向けた動き• ICAO ATMOPS Panel
PANS‐ATM (ICAO Doc.4444)の改訂

7.1.1.2.1 で対応（改訂検討を継続中）• SESAR JU
OSED (Operational Services and Environment Description)の発行
現在進行形：PJ05(Multiple Airport)のValidation• EUROCAE WG‐100
MAPSP ED‐240, ED‐240Aの発行• EASA RMT.0624
Guidance Material の発行
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EUROCAE WG‐100(Remote/Virtual Tower )の取り組み• WG‐100
・2014年から開始（ 現在まで17回開催、欧州以外も含む ）・Activeメンバー： 30～35名程度（ ANSP、メーカー、研究機関、コンサルタント等 ）• MASPS (Minimum Aviation System Performance Specifications)策定
・ED‐240 : Remote Tower Optical Systems (2016年8月発行）
光学センサ（カメラ）に関する要件や技術検証手法（・遅延、・フレームレート、・PTZシステム反応時間、・対象物の検知と認識基準等）
・ED‐240A：Visual Tracking and PTZ Object Following (2018年10月発行）
光学センサ（カメラ）による物体追跡やPTZによる追尾のための要件や技術検証手法（・ターゲットトラッキング表示、・検知、追尾率基準、・ミストラッキング、・ターゲットロス率に関する基準等）
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-33-

EUROCAE WG‐100(Remote/Virtual Tower )の取り組み• 今後のWG‐100
・ED‐240B：
Extension covering the processing and integration of information produced by existingor emerging surveillance systems/sensors, such as PSR, SSR, SMR, WAM/MLAT and/or
ADS‐B, etc.
＞ RT用のカメラを除く監視センサ情報の技術基準とタグやラベリング等の表示表現の基準について検討＞ ドキュメント発行予定時期：2020年の第4四半期

Copyrights © ENRI, All Rights Reserved.

リモートタワー研究（海外事例）• 欧米ではシステムコンセプトは完成済み• 運用に向けてシステムの性能や妥当性の評価が行われている• リモートタワーに取り組んでいる世界のANSP
LFV（スウェーデン）, DFS（ドイツ）, Avinor(ノルウェー）, NATS(英国）
Hungarocontrol（ハンガリー）, SESAR JUプロジェクト（PJ05‐DLR（ドイツ）,ENAV(イタリア）, IAA(アイルランド）, Aena（スペイン）,etc.）
DSNA(フランス）, FAA（アメリカ）, CAA（シンガポール）,
StateATMCo.（ロシア）• 取組んでいる欧米メーカー– SAAB（スウェーデン）– Frequentis（オーストリア）– Searidge （カナダ）& Thales（フランス）– Kongsberg & IndraNavia（ノルウェー）– IANS（ロシア） 他多数
Copyrights © ENRI, All Rights Reserved.

-34-

（例）スウェーデンのリモートタワー•••

LFVはMalmoにリモートタワーセンターを建設しÖrnsköldsvik空港で評価テストを2012年より開始
スウェーデン航空安全局より運用許可が下り、2015年2月よりATCタワーとして実運用を開始
世界最初の実運用リモートタワー

LFV Sundsvall RTC 訪問 2015年
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日本におけるリモートタワーに関連した動き
日本の現状と電子航法研究所における取組の概要
電子航法研究所での研究内容（技術の紹介）

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日本の状況
•日本のリモート業務の歴史
他飛行場援助業務（Remote Air‐Ground communication services）••

ITVモニタで空港をモニタリング⇒小規模空港向け
交通量が少ない⇒マルチタスク（2空港）運用•

高機能化RAGシステム– ITVモニタにパノラマビューを追加– パフォーマンスの向上•

諸外国と同様に近い将来にデジタルシステム導入について検討中…
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リモートタワーを構成する技術•

ビジュアルシステム（パノラマ映像システム）＜タワーから見える視界を再現するための仕組み ＞
 パノラマカメラシステム （３６０°パノラマビュー： 光学 / 高感度 / IR，ハウジング性能）
 PTZカメラシステム（ 望遠機能： 光学 / 高感度 / IR ）
 マルチディスプレイシステム （３６０°パノラマビュー，支援情報AR合成表示）
 ネットワーク転送技術 （ 高圧縮法 / ハイスピードエンコーダー ）？

•監視センサー（ターゲットトラッキング）＜センサー情報を駆使した、視覚補完・業務支援ための仕組み＞
 映像情報ベーストラッキング （映像認識 / 動体検知・認識） 位置情報センサーベーストラッキング （ MLAT, ADS‐B, ASDE等の監視センサー）
 映像と位置情報を合わせた拡張現実型支援情報を提供するシステム（位置センサデータの立体射影とARの補正 ）•HMI（統合型インタフェース）＜ユーザーが使いやすい、ミスを起こしにくい機能とデザイン ＞
 カメラシステムコンソール
 ユーザー中心設計（ユーザー（管制官、運航情報官業務に最適化）
 拡張現実、表示の最適化、統合化された情報・操作パネル設計
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ENRIの実験施設 （岩沼分室（仙台空港隣接）⇔調布実験室）
岩沼分室ネットワーク

MLATセンサー（ENRI OCTPASS)
8チャンネル
位置情報
MLAT端末

VPN回線（光ファイバ）調布実験室
ネットワークPTZカメラ
(360°望遠、 Full HD ~30fps）
ネットワークカメラ（6台-180パノラマ、FullHD~60fps)

気象情報

ターゲット情報

物体認知・追跡
システム
映像表示
システム
カメラ制御
システム

パノラマ表示望遠モニター
支援情報表示＜オペレーション室＞
・パノラマディスプレイ：55インチFullHD×6台：180°ビュー、ターゲット拡張現実合成表示
・望遠カメラ FullHD：22インチディスプレイ ×１ 自動ターゲット追跡機能
・タッチパネル式統合型HMI： ユーザー中心設計の導入（飛行場援助業務用に開発中）• リモートタワーの基本コンセプトから実用技術仕様の検討へ– 日本の空港の運用に対応したシステムスペックを導く
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テストシステム（ENRIでの実験）


プロトタイプシステムをENRI岩沼分室に設置し、システムの性能評価を開始
 テストシステム仕様
 パノラマ映像用カメラ：Full HD / H.264 / 30fps
 通信システム：光回線( 回線帯域：100Mbps） 伝送距離：約300㎞
 監視センサー：MLAT（ENRI OCTPASS) PTZカメラ:Full HD / H264 / 30fps
 AIによる物体識別および物体追跡、
支援情報表示機能

仙台空港隣接（ENRI岩沼分室）
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実験用カメラマルチカメラ（岩沼分室設置）

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リモートタワー制御卓（調布実験室）

PTZカメラ操作、表示

パノラマ映像Copyrights © ENRI, All Rights Reserved.

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映像表示システム技術

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映像システムの特徴
１．可視光カメラ映像とパノラマ表示– （日の出、日の入り・夕暮れ、逆光等の条件でも肉眼より見やすい（光量やコントラストなどを自動調整）– （360°の映像を任意の角度で監視可能）

２．移動体検出技術（視覚支援１）
映像内の移動物体を検出し、ディスプレイに任意に表示することで、注意喚起や見落とし防止に寄与

３．移動体追尾技術（視覚支援２）検出機能と連動し、特定の移動体をPTZカメラで追尾し、ディスプレイ表示可能
制御パネルより、検出ターゲットを選択することで、移動体を監視しやすくなる（ 管制官が双眼鏡で監視するタスクをカバーできる。 ）Copyrights © ENRI, All Rights Reserved.

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研究開発のフォーカス
 リモートタワーの実用化へ向けた技術検討•

カメラシステム 光学カメラの仕様検討
様々な運用条件に対応可能な機器性能の評価、選定を検討する（ 撮像方式、カメラ台数、露光/シャッタースピード、解像度、画素数、フレームレート等の検討、ズーム機能、レスポンス ）• 現在の「ENRIシステム」の要求仕様
光学カメラ共通仕様：レイテンシー：1秒以内* パノラマ用Fixedカメラ： H.264以上 CCTV用ネットワークカメラ(解像度：FULL HD, 画角：横30°×縦60°（1台あたり）)* PTZカメラ
CCTV用ネットワークカメラ＋DCサーボ雲台(解像度：FULL HD, ズームにより画角は可変）（雲台旋回性能：60°/秒以上（EUROCAE仕様）（リアクションタイム：（片道）500ms以内）※ 夜間性能は検討中，赤外線（IR）カメラを試験予定
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パノラマ映像系技術• 映像表示システム構成のバランス•（大画面画像を分割しマルチモニタに表示する構成）＜カメラ設定＞解像度： 200万～500万画素
ビデオフレームレート： 30fps
圧縮率&映像データ帯域： Full HD H.264 、6Mbps
カメラ水平画角： 30°/1台
システム構成：固定カメラ6台(180°)＋PTZ1台・360°14台のカメラ（固定12台＋PTZ2台）
で100Mbps以下にするための仕様＜性能検証結果＞
・映像遅延： 0.6秒以下（岩沼－調布間）
・パケットロス： 0.1% 未満・＜夜間性能＞
・ 高ゲイン時のノイズの許容範囲とカメラ性能のバランス（検討課題）
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映像ターゲットトラッキング技術•

リモートタワーオペレーションで活用される主要技術の一つ– 映像情報を基に航空機や移動体車両などを追跡し、画面上にタグ（ラベル）の支援情報を表示する– 差分による検知及びAI技術による識別を組み合わせることで精度の高いターゲット検出を実現する検知 ＋ 認識・識別 ＝ 精度の高いターゲット検出および追跡
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25

映像情報を基にしたターゲットトラッキング技術• 映像情報を基に物体追跡を行うためには、映像情報から
ソフトウェアにより動きの検出処理をし、移動するターゲットを認識できることが必要• 物体追跡に適したアルゴリズムはどのようなものがあるのか– テンプレートマッチング– パーティクルフィルター– CAMSHIFT– モーションテンプレート– オプティカルフロー– 背景差分法

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映像情報を基にした物体検知の問題点
問題点：前方にある遮蔽物によって分断される– 動く物体が遮蔽物によって隠れてしまった場合には分かれてしまう

２値画像

背景差分法から得られたものを追いかけるだけでなく、物体自らがパスを予測し、追跡を行うアルゴリズムを追加することによって、遮蔽物や物体が重なった場合にも分断せずに追跡することができるようになった

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映像情報を基にした物体検知の問題点•

問題点：複数の物体が重なった場合、それぞれの物体として認識されない– 2個の物体が重なって1個の物体として認識されてしまう

２値画像

追跡したい対象物の情報をもとにカルマンフィルタを用いて推測する
その中からHellinger距離を測定し、最も近いものを選択すると、物体が重なった場合
でも、１つにならず、それぞれにマークをキープできる

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AIを用いた識別機能•

画像学習アルゴリズム

移動体検知で捉えたター
ゲットをAI学習アルゴリズ
ム（ニューラルネットワー
ク）で識別させる
航空機•

航空機、車両、人等を識別し、「誤検知」、「検知ロス」を低減したターゲット
検出表示を実現すると共に「任意のターゲット」の追尾を選択的に正確に行えるようになる車両

人

AIエンジン

検知ターゲット

ターゲット識別•技術要件”Visual Tracking
Range Performance”( VTRP)の定義及び評価検証に有効ターゲット表示
エンジン

PTZ追尾
エンジン

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監視センサ情報との融合

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研究開発のフォーカス•

監視センサトラッキング技術• センサ情報を基にしたラベリングタグ表示（ 飛行計画情報との接続による便名等のラベリングが可能 ）• 監視センサ情報を融合したトラッキング精度向上（ ENRI OCTPASS（MLAT)等のAsterix 10準拠の位置情報を用い映像トラッキングの精度補正、ディスプレイの表示補正に活用 ）• トラッキングに用いる監視センサー情報を活用した空港周辺監視•

現在の「ENRIシステム」の要求仕様
•
•
•
•
•

センサー：MLAT（OCTPASS)センサー 8チャンネル
データ更新レート：1～2 / 秒
Mode A/C/S、ADS-B 対応
合成画面表示の平滑化技術を検証中
映像との位置誤差の検証中
レーダー画面の代替として業務用HMIへの統合
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監視センサ情報を用いるメリット•

着陸前や離陸時など遠方飛行状態および低視程時の状態においてもターゲット検出および追尾性能が可能となる性能向上に寄与•

ラベリング表示（便名、行き先、使用滑走路、ルート等）を用い、オペレータは運用に必要な情報をルックダウンすることなく確認が可能•

悪天、荒天、夜間など低視程時においても航空機や車両の位置確認が可能•

フライトプランとリンクし、航空機や車両のRWYへの誤進入等の状態を検知し、警報を促すサポートシステム機能の拡充

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タワー業務にデジタル技術を用いる効果と可能性•

運用の効率化 （タワー業務のIoT化）– 遠隔地の空港をネットワークで繋ぎ、センターで集中的に運用することによりオペレータの配置や運用の柔軟性が増すとともに、効率的な運用が可能
また、タワーの維持管理や建設費用の圧縮に寄与•

映像機能、AIによる映像処理情報、監視センサ情報による視覚補助、目視強化– カメラによる明るさ調整、AIによる精度の高いターゲット検出、運用に必要な情報がインテグレートされたラベリングタワービューおよび支援機能の提供
・天候や視程環境に左右されない安全な運用環境の構築
・オペレータのワークロード低減•

様々なタワー環境への応用– 空港の遠隔運用だけでなく、既存タワーの業務においても、監視死角エリアの解消や低視程時の目視強化や状況認識支援として活用可能

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• 御清聴ありがとうございました。

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GBASに関する国際標準化活動への取り組み
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 航法システム領域
吉原 貴之

2018/12/3

平成30年度 電子航法研究所講演会

1

発表内容


GBASの概要と国際動向
カテゴリーⅠ（CAT-Ⅰ）
 カテゴリーⅢ（CAT-Ⅲ）

CAT-Ⅲ GBASの国際標準化
国際標準原案と検証作業
 電子航法研究所での研究開発
 ICAOへの検証結果のフィードバック アップデート

電離圏脅威モデルの構築と検証

アジア太平洋地域の磁気低緯度モデル

まとめ

2018/12/3

平成30年度 電子航法研究所講演会

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2

GBASの概要と国際動向
GNSSと航空航法への利用


GNSS（Global Navigation Satellite System）







GNSSへの期待Accuracy、Integrity、Continuity、Availability

GPS単独での利用では不十分


全ての飛行フェーズをサポート（Gate-to-gate）
地上の無線航行支援施設に依存しない → 効率的な経路と運航
将来の4次元航法

航空航法における安全性要件


GPS（米国）GLONASS（ロシア）
Galileo（欧州）Beidou（中国）ユーザー側でGPS衛星の故障が瞬時にわからない

着陸へのGPS利用には補強システムが必要

2018/12/3

3

平成30年度 電子航法研究所講演会

GBASの概要と国際動向
GBAS（Ground-based Augmentation System）


精密進入着陸をサポート






補正情報
インテグリティ情報

GBAS
機上装置

VHF送信局

4式のGPSアンテナ＆受信機

GBASデータ処理装置




GPS衛星

GBAS基準局
カテゴリーⅢまで

VDB（VHF Data Broadcast）
周波数：108~118MHz

国際民間航空機関（ICAO）の標準及び勧告方式（SARPs）


2018/12/3

カテゴリーⅠ：2001年11月発効
カテゴリーⅢ：2018年11月発効

補強情報
GBAS
地上装置

平成30年度 電子航法研究所講演会

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4

GBASの概要と国際動向
GBASの利点
従来システム（ILS）の制限解消
設置コスト

 安定した進入経路（航法システム誤差：1m以下）


周辺障害物件（周辺地形）の影響により進入経路の乱れを生じない

 複数進入経路に対応


機材コスト

1式の地上設備で全ての滑走路端に進入方式を設定可能

ミニマ低下

 設置制限に対応（コース・オフセットが生じない）

 制限区域（クリティカルエリア、センシティブエリア）の保護が不要

管制間隔

将来の運航による利点
運航効率

 自由度の高い進入経路設定が可能（高度運用）

5
2018/12/3

平成30年度 電子航法研究所講演会

GBASの概要と国際動向
カテゴリーⅠ（CAT-I）の国際動向◆ 運用している空港
 ブレーメン空港（ドイツ北部）

2012年2月

世界のGBAS配置

 ニューアーク空港（米国NJ州） 2012年9月
 ヒューストン空港（米国TX州）

2013年4月

 マラガ空港（スペイン）

2014年5月

 シドニー空港（オーストラリア） 2014年5月
 フランクフルト空港（ドイツ）

2014年9月

 チューリッヒ空港（スイス）

2014年10月

 ブリスベン空港（オーストラリア） 2017年5月

Operational
Installed
http://www.flygls.net by Airbus

 ロシア： 120空港のうち一部でサービス開始◆ 運用に向け活動している空港
 東京国際空港
 リオデジャネイロ（ブラジル）
 香港など チェンナイ空港（インド）
2018/12/3

平成30年度 電子航法研究所講演会

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6

GBASの概要と国際動向
機上装備の動向（GLS） CAT-I GBAS
Boeing

GLS装備

主な搭載航空会社（計画も含む）

B737NG

オプション

United，Airberlin，Qantas

B787

標準装備

ANA, JAL, United, …

B747-8標準装備

NCA, Lufthansa

B777X

計画中（標準装備）

Airbus

GLS装備

主な搭載航空会社（計画も含む）

A380

オプション

9 customers

A320

オプション

31 customers

A330

オプション

7 customers

A350

オプション

25 customers

ボーイング社は2030年に737クラス以上のメインライン機の約半数にGLSが搭載されると予測
2018/12/3

Multi-Mode Receiver［J.Willett, “Rockwell-Collins Current GBAS
Relevant Activities,” 10th IGWG, June, 2009 ]7

平成30年度 電子航法研究所講演会

GBASの概要と国際動向
CAT-Ⅲへの進展

GNSS運航への移行CAT-Ⅲ精密進入の技術的実現性の見通しが重要

GBAS：GNSSによるCAT-Ⅲをサポートする唯一の規格

出典：FAA

2018/12/3

平成30年度 電子航法研究所講演会

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8

GBASの概要と国際動向
カテゴリーⅢ（CAT-Ⅲ）の国際動向
GBAS Approach Service Type D （GAST-D）




国際標準









アトランティックシティ空港（米国）
フランクフルト空港（ドイツ）
ツールーズ空港（フランス）
新石垣空港（日本）

研究開発された機上装置ICAO SARPs 改訂： 2018年11月発効
RTCA（航空無線技術委員会） ICD（インターフェイス管理文書）、MOPS（最低運用性
能基準）の改訂： 2017年7月発刊

研究開発された地上装置の評価空港


1周波信号（GPS/L1-C/A）を使用したCAT-Ⅲ GBAS

Honeywell社（大型機用、ビジネス機用）
Thales社（大型機用）

航空機の対応ボーイング社： B777X（オプション）など2020年に計画
エアバス社： SESARの枠組みに協力

2018/12/3

9

平成30年度 電子航法研究所講演会

CAT-Ⅲ GBASの国際標準化
安全性要件の違い（インテグリティ）

200ft（60m）
インテグリティ
1-2×10-7

インテグリティ
1-1×10-9

カテゴリーⅢは着陸から滑走路のロールアウトまでサポート
2018/12/3

平成30年度 電子航法研究所講演会

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10

CAT-Ⅲ GBASの国際標準化
特徴
 CAT-I GBASとの関係

CAT-Ⅲ運用はCAT-Ⅰ運用の安全性要件を包含
 最終的に利用可能なサービスは機上装置に依存CAT-Ⅲ地上装置はCAT-Ⅰ補強メッセージに加えてCAT-Ⅲ
補強メッセージを放送

 GBAS Approach Service Type（GAST）


GAST-DアプローチサービスをA～Dに再整理

サービスタイプ

A

B

C

D

進入方式

（APV-I）（APV-Ⅱ）

CAT-I

CAT-Ⅲ

2018/12/3

11

平成30年度 電子航法研究所講演会

CAT-Ⅲ GBASの国際標準化
GBASと電離圏遅延


電離圏遅延によるレンジ誤差

コード擬似距離を搬送波位相の変化分でスムージング


コード擬似距離：遅れ
搬送波位相擬似距離：進み

電離圏フロントを地上側で検出できない場合が存在
安全性の脅威GNSS衛星電離圏遅延の影響が増大

局所的な遅延量の変化

空間勾配（mm/km）
最大レンジ誤差の目安

航空機速度ｖ（0.07km/s）

dII  ( x  2 v)
dx
空間勾配： 300mm/km
航空機速度v ：0.07km/s
スムージング時定数τ：100秒
2018/12/3

この例では
最大5.1m GNSS基準局 基準局からの距離 X（km）

平成30年度 電子航法研究所講演会

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12

CAT-Ⅲ GBASの国際標準化
CAT-Iにおける電離圏脅威の軽減策


最悪ケースの想定

ジオメトリ・スクリーニング

潜在的なレンジ誤差
地上装置で航空機側の測位結果をシミュレーション
航空機側で許容できない測位誤差を生じる可能性のあるGPS衛星の組合わせを排除

GNSS衛星電離圏フィールドモニタ（IFM）


進入経路に近い場所に設置
潜在的なレンジ誤差の大きさを小さくする

SARPs発効から運用開始まで約10年を必要とした
2018/12/3

GNSS基準局

電離圏
フィールドモニタ13

平成30年度 電子航法研究所講演会

CAT-Ⅲ GBASの国際標準化
CAT-Ⅲにおける電離圏脅威の軽減策
CAT-Ⅰよりも高い安全性要件
地上装置：電離圏異常（空間勾配）を検出するモニタ具備 航空機側：電離圏異常を検出モニタ（DSIGMA等）を具備


GBAS地上装置の役割分担に変更が生じた

GNSS衛星

従来：電離圏異常を含むユー
ザ測位誤差を規定値以内に保証
 最終版：レンジング（測距）誤差が規定値以内であることを
保証


電離圏異常
の検出機能

GNSS基準局
2018/12/3

平成30年度 電子航法研究所講演会

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14

CAT-Ⅲ GBASの国際標準化
安全性保証の概念
航空機における要件
航空機における個別要件

CAT-I
CAT-III（GAST-D）

耐空証明と運用要件

NSE*1レベルの性能

NSE性能におけるGBASの寄与

地上設備

航法支援システム要件（SARPs）

航空機のFTE*2性能

他の機上
航法センサ

位置の次元
GNSS衛星とユーザ間のレンジング（測距）の次元

衛星

標準

機体性能依存部分
GBAS 機上装置*1: 航法システム誤差、*2: 飛行技術誤差
2018/12/3

平成30年度 電子航法研究所講演会

15

CAT-Ⅲ GBASの国際標準化
GAST-D国際標準原案の検証
GAST-D国際標準化作業


ICAO航法システムパネル（NSP）の作業部会（カテゴリーⅡ/Ⅲサブグ
ループ；CSG）で机上検討による実現可能性の検証を完了した
SARPs原案を策定
2016年11月 2018年11月
2010年5月

SARPs原案の策定

運用を含めた検証（机上検討での検証済）（プロトタイプでの実証）

発効

GAST-Dプロトタイプ開発による検証
米国：アトランティックシティ
欧州：フランクフルト（独）、ツールーズ（仏）日本：新石垣空港
2018/12/3

平成30年度 電子航法研究所講演会

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16

CAT-Ⅲ GBASの国際標準化
運用を含めた検証

SARPs原案にもとづく実証実験の必要性
実際に規定されたSARPs原案の要件に基づいてプロトタイプシ
ステムを構築し、それらの妥当性の検証と必要に応じた修正 高い安全性が要求されるシステムの安全性評価は設計検証が一体であるため、プロトタイプ構築により見通しが得られる

電子航法研究所（ENRI）における研究用地上装置開発
検証結果のICAO 作業部会へのフィードバック 日本における安全性評価に係る要件の明確化


電離圏現象の違い：日本は磁気低中緯度、欧米は中高緯度

平成24年3月より開発着手 → 平成25年9月に完了







NECと製造契約を締結
システム安全性設計検証の手順はSAE（Society of Automotive
Engineers, Inc.）準拠
合計23回の設計検証会議

2018/12/3

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平成30年度 電子航法研究所講演会

CAT-Ⅲ GBASの国際標準化
ENRI：電離圏異常への検証に重点化
重点化した検証内容
地上／機上の連携による電離圏異常検出 電離圏空間勾配モニタ等の異常検出モニタ性能と実現性




新石垣空港
GAST-D検証活動で唯一、磁気低緯度地域における検証 プラズマバブル：電離圏の密度の局所的な減少


プラズマバブルによるGPS信号の影響例
2018/12/3

平成30年度 電子航法研究所講演会

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18

CAT-Ⅲ GBASの国際標準化
ENRI：新石垣空港での検証実験


空港環境下での長期安定性試験
安全性設計で仮決めした設定値を実環境下で検証 アベイラビリティを考慮した性能評価と設定値の最適化
 四季を通じたデータ収集で安全性を脅かす事象の発生が
ないか確認




GAST-D SARPs原案の妥当性検証
飛行実験を含む電離圏擾乱下でのインテグリティモニタ性
能評価と実証 滑走路上を含むVDB覆域要件の実現性検証
 サイティング要件（機器の設置要件）の妥当性検証
 電離圏脅威モデルの妥当性検証

2018/12/3

19

平成30年度 電子航法研究所講演会

CAT-Ⅲ GBASの国際標準化
ENRI：研究用地上装置の設置

IFM局（CAT-I機能のため）

GNSS基準局1

光通信ケーブル

データ処理装置15m

2018/12/3

光通信ケーブル

VDB送信機及びアンテナ
平成30年度 電子航法研究所講演会

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394 m

GNSS
基準局2
175 m

122 m
GNSS
基準局4

GNSS
基準局3

20

CAT-Ⅲ GBASの国際標準化
ENRI：GAST-D機上評価装置
PC

VDB電界強度

VDB受信状態の計測


GBASメッセージ

GNSSデータ

時刻同期（2PPS）

GNSS受信機(GBAS用)

電界強度

GAST-D（CAT-Ⅲ）


時刻同期（1PPS）
VDB受信機

異常検出モニタ搭載
測位計算

GAST-C（CAT-Ⅰ）


測位計算

コース偏位

GNSS
GNSS受信機(基準位置測位用) 信号
実験用航空機
VDB信号
コックピットディスプレイ

信号分析器※リアルタイムだけでなく、オフラインでの計算も可能
2018/12/3

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平成30年度 電子航法研究所講演会

CAT-Ⅲ GBASの国際標準化
ENRI：飛行実験

大気光イメージャ

緑: 垂直誤差
青: 垂直保護レベル
赤: 垂直警報限界
DSIGMAモニタ出力の増大

A

DSIGMAモニタ
青: 横方向成分
赤: 垂直成分B

飛行高度
WGS-84楕円体高[ S. Saito et al., proc. of ION GNSS 2015, Tampa, FL, Sept., 2015 ]• 航法性能に関してインテグリティ破綻はないことが確認された• 機上の電離圏異常モニタであるDSIGMAモニタが電離圏擾乱
に反応（大気光イメージャによるプラズマバブル観測との対比）
2018/12/3

平成30年度 電子航法研究所講演会

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22

CAT-Ⅲ GBASの国際標準化
ENRI：ICAOへのフィードバック

検証マトリックス
NSP作業部会（CSG）がSARPs最終案とりまとめ時に運用検証の結果として添付
 SARPs最終案に記載されている各要件に対する検証結果（これまで議論されたWorking Paperの内容）を対応づける一覧表
 米国、欧州、日本の検証結果を全て取り込む

電子航法研究所の実施した主な内容
電離圏擾乱下における飛行実験により地上と機上の連携による電離圏脅威を軽減する技術方式の有効性を実証
 電離圏脅威モデルについて当初想定（500mm/km）を超える空間勾配の存在を提示
 滑走路上の電界強度要件の検証に本研究で実施したシミュ
レーションが有効であること
 最終段階まで議論を継続した電離圏アドホックグループに参加

2018/12/3

平成30年度 電子航法研究所講演会

23

CAT-Ⅲ GBASの国際標準化
SARPs原案からの主な変更点


電離圏レンジ誤差パラメータの追加とサイティング要件の緩和


原案では300mm/km以上の電離圏空間勾配モニタの検出性能要件
とともに、GNSS基準局（中心）が滑走路端まで5km以内という要件が存在したが、電離圏空間勾配モニタにおいて対流圏遅延変動が誤差要因になりうることが示された
滑走路端で保証する電離圏レンジ誤差を表現するパラメータをGBAS
放送メッセージ（タイプ2）に追加するとともに、滑走路端まで5km以内という一律な要件は無くなった

他に、VDBメッセージの認証方法の変更など



航空機側処理（SARPsの範囲外）の変更


2018/12/3

RTCA MOPSで規定する内容であるが、地上／機上の電離圏脅威の軽減という点で重要
電離圏異常モニタの１つにおいて、検定統計量が位置の次元からレンジの次元で判定など
平成30年度 電子航法研究所講演会

-57-

24

電離圏脅威モデルの構築と検証
電離圏脅威モデル

GBASの安全性設計及び検証で電離圏異常の影響の影響範囲を定める必要がある

例えば、GAST-D SARPs原案の技術及び運用検証ではガイダ
ンスマテリアルに記載されている以下の脅威モデルを使用
空間勾配（G）

パラメータ

範囲

幅（w）

25-200 km

変動幅（D）

0-50 m

移動速度（v）

空間勾配上限v < 750 m/s

500 mm/km

750 ≦ v < 1500 m/s

100 mm/km

変動幅（D）
移動速度（v）
幅(w)Moving Wedge Ionospheric Anomaly Model

2018/12/3

平成30年度 電子航法研究所講演会

25

電離圏脅威モデルの構築と検証
ICAO APAC Ionospheric Studies Task Force (ISTF)


アジア太平洋地域（APAC）のGNSS導入に関して、電離圏脅威を回避するための支援を行う目的で2011年7月に設立







2016年7月のAPANPIRG*1 CNS作業部会に最終報告

電離圏データ収集・共有・解析
電離圏特性解析
必要に応じて地域に共通する電離圏脅威モデルを開発
宇宙天気のCNSシステムに対する影響の検討
アジア太平洋地域共通GBAS電離圏脅威モデル
GBAS、SBASおける電離圏脅威に対するガイダンス文書

電子航法研究所も積極的に参画


議長、タスクリーダーなどを担当*1: Asia-Pacific Air Navigation Planning and Implementation Regional Group

2018/12/3

平成30年度 電子航法研究所講演会

-58-

26

電離圏脅威モデルの構築と検証
ISTFの活動概要
会議
実会議 6回
 電話会議 14回




主な成果
8ヶ国・地域・機関からデータ提供
 共通データフォーマットの策定
 GBAS脅威モデルに関して共通解析ツール決定







2018/12/3

LTIAM (Long-Term Ionosphere Anomaly Monitoring)：米国FAA
及び韓国KAISTが開発（2周波観測をベース）
SF-CBCA (Single-Frequency Carrier-Based and CodeAided)： 電子航法研究所が開発（1周波観測をベース）

既存のGBAS電離圏脅威モデルを超える電離圏遅延の空間勾配を検出27

平成30年度 電子航法研究所講演会

電離圏脅威モデルの構築と検証
アジア太平洋地域の磁気低緯度

アジア太平洋地域共通GBAS電離圏脅威モデル
https://www.icao.int/APAC/Documents/edocs/APANPIRG%20Iono%20TM%20GB
AS.pdf

仰角によらず一定値を採用
今後のデータの蓄積により脅威空間の削減の可能性あり

電離圏異常に関するGBAS安全性評価のガイダンス文書


2018/12/3

https://www.icao.int/APAC/Documents/edocs/GBAS%20safety%20assessment%
20guidance.pdf

平成30年度 電子航法研究所講演会

-59-

28

ICAO会議の招致
2015年2月


国土交通省航空局と協力し、２つの会議を沖縄県石垣市で併催
ICAO NSP CSG
 ICAO APAC ISTF/5


新石垣空港のGAST-D地上研究
装置の見学会を実施


ICAO NSP CSG会議

13カ国・機関、約50名が参加

ICAO APAC ISTF/5会議

見学会の様子
2018/12/3

平成30年度 電子航法研究所講演会

29

まとめ


GBASの概要と国際動向






CAT-Ⅲ GBASの国際標準化






ICAO NSP作業部会では2010年5月からSARPs原案の運用検証を開始
電子航法研究所もこれに参画し、唯一、磁気低緯度地域で検証
電離圏擾乱下で飛行実験を実施し、地上／機上の連携で電離圏脅威を軽減するGAST-D基本コンセプトの有効性を実証

電離圏脅威モデルの構築と検証

GNSSでCAT-Ⅲ精密進入までサポートが可能な唯一の規格
CAT-IはICAO SARPsが発効後に電離圏脅威への対策が必要になったため、2012年に運用が開始されるまで約10年要した
CAT-Ⅲ GBAS （GAST-D） SARPsは2018年11年に発効

アジア太平洋地域の磁気低緯度GBAS共通脅威モデル構築

これらの過程で国土交通省航空局と協力し、ICAO会議を招致

2018/12/3

新石垣空港のGAST-D研究装置や飛行実験、電離圏観測等の一連の活動の認知度が向上ICAOへの検証成果の提示や提案がしやすい土壌ができた
平成30年度 電子航法研究所講演会

-60-

30

今後のGBAS標準化活動


GAST-D

磁気低緯度地域における電離圏の影響軽減のためのガイダンス策定等のために電話会議を中心としたアドホックグループへの継続参加

DF / MC*1 GBAS

2周波信号（L1及びL5）、複数コア衛星信号を使用したCAT-Ⅲ
GBAS
ICAO SARPs標準化作業

近年、GAST-D SARPsと同様にDevelopment baseline SARPs（SARPs原案）の策定、それにもとづいた運用検証を経てSARPs最終案とするといった流れが標準的な手順
DFMC SBAS SARPsでも同様の手順で実施（DFMC GBASも同様）

ICAO NSP GBAS作業部会（GWG）での計画


2020年：コンセプト策定
2022年：技術検証済みSARPs原案の策定
2024年：運用検証済みSARPs最終版策定
2026年：DF/MC GBAS SARPs発効*1: DF / MC： Dual Frequency / Multi-Constellation

2018/12/3

平成30年度 電子航法研究所講演会

31

謝辞


GAST-D研究用地上装置の新石垣空港への設置、データ収集につきまして、国土交通省航空局、気象庁那覇航空測候所、沖縄県土木建築部空港課、ならびに石垣市建設部空港課の関係者に多大なるご協力を賜りましたことに深く感謝を申し上げます。

2018/12/3

平成30年度 電子航法研究所講演会

-61-

32

滑走路異物検出システムに関する研究と国内外の動向について
国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所（MPAT）
電子航法研究所（ENRI）
監視通信領域
米本 成人、河村 暁子、二ッ森 俊一、森岡 和行

電子航法研究所

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology© Electronic Navigation Research Institute, 2018

概要
• ENRIにおける空港面異物監視システムの概要– リニアセルレーダーシステム– 高感度カメラ– ハイブリッドセンサーシステム– 成田空港における予備試験と結果• 国際規格の検討状況• まとめ

2
国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology

電子航法研究所-62-© Electronic Navigation Research Institute, 2018

空港面異物監視システム開発の背景-コンコルドの事故（パリ、2000年）• チタン製金属片（42cm x 3cm）
→直前に離陸したDC10より脱落→燃料タンクに穴→墜落→空港面の安全性を向上するため、異物（FOD）検出が必要- Concorde Accident電子航法研究所
Le Monde (France)© Electronic Navigation Research Institute, 2018

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology

空港の安全、および効率的運用• 日常の定期検査：1日2回.
• 様々な障害発生により臨時点検• 発生した障害の98.5%で異物は未発見• 滑走路閉鎖により実運用時間の減少• FODの有無の確認（常時監視）• 効率的な空港運用には障害発生後の臨時点検の迅速化が必要

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology

2015年4月~12月における羽田空港の滑走路閉鎖の統計値
障害

滑走路
閉鎖

異物
検出

滑走路
閉鎖時
間
(分)

鳥衝突

395

3

3221

異物

37

0

420

オイル漏れ

10

5

440

緊急着陸

4

2

25

路面異常

3

2

189

その他

17

2

217

計

466

14

4512

2016年12月21日CARATS情報管理WG資料3より抜粋

電子航法研究所-63-© Electronic Navigation Research Institute, 2018

研究の目標• 小さな金属片を検出できる
滑走路異物検出システムの開発– 微小金属片（1インチ程度）の検出– 滑走路状態の表示– 24時間/365日、あらゆる天候
下での運用– 空港の設置基準、様々な制約への対応

電子航法研究所

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology© Electronic Navigation Research Institute, 2018

FOD検出システムの特長
性能要件

TarsieriFerret

FODetectFOD
finder

我々の目標

センサー方式

レーダー

カメラ

ハイブリッ
ド

レーダー

ハイブリッ
ド

設置場所

滑走路付近

滑走路付近

滑走路脇

車上

滑走路付近

センサーの数

2基/滑走路8~10基/滑走 30~50基/滑
路
走路

1基/台

8-12基/滑走
路

常時監視

〇

〇

〇

×

〇

更新頻度

×
72 秒

×
2~3 分

×
1~4 分

×

10秒以内

FOD撮影

△

〇

〇

×

〇

冗長性

×

×

〇

×

〇

設置コスト

×

△

×

〇

△→〇

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology

電子航法研究所-64-© Electronic Navigation Research Institute, 2018

空港面異物監視システムへの要望
Phase III
滑走路FOD管理
ENRI’s System

空港運用者の要望

Towards 2020
Phase II
異物検出・可視化
FODetect, iFerret
Late 2000s
Phase I
異物検出
Tarsier, FOD finder
Early 2000s

異物検出から滑走路FOD管理へ
電子航法研究所

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology© Electronic Navigation Research Institute, 2018

滑走路異物監視システムの概要• レーダーと高感度カメラにより異物の状況を迅速に把握し、効率的な空港運用をサポート
国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology

電子航法研究所-65-© Electronic Navigation Research Institute, 2018

リニアセルレーダー ( ネットワーク型レーダー)• 一つのレーダーは数百m程度しかカバーできない。
• 監視範囲を広げるため、多数の遠隔アンテナが必要• 将来的な監視範囲の拡張やシステムの高度化に対応• ネットワーク型レーダーシステムの提案→リニアセルレーダーシステム (一列に並んだレーダー)• 中央装置で多数のレーダーシステムと送受信→アナログ信号伝送が有利→ファイバー無線(RoF)を利用したミリ波レーダーシステムを構築
電子航法研究所

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology© Electronic Navigation Research Institute, 2018

リニアセルレーダーシステムの概要
Radar
Frontend
Radar
Frontend
Radar
Frontend
Radar
Frontend

Radar
Frontend
国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology

RoF（Tx）
RoF（Rx）

OpticalSwitchRoF（Tx）

SignalGenerator
Controller

RoF（Rx）
RoF（Tx）

OpticalSwitchReceiver

RoF（Rx）
RoF（Tx）

Indicator

RoF（Rx）

CentralStation

RoF（Tx）
RoF（Rx）• 制御部や信号生成処理部
を共通化することで全体として低コスト化
電子航法研究所-66-© Electronic Navigation Research Institute, 2018

リニアセルレーダーの特長

Antenna
StationConventional
High Power
Radar

Antenna
StationAntenna
StationAntenna
StationAntenna
Station
RoF

RoF

RoF

RoF

RoF
Control System• 比較的良いアジマス精度• 低い消費電力• 周波数再利用が容易• 低いアジマス制度• 高い消費電力• 周波数再利用が困難

電子航法研究所

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology© Electronic Navigation Research Institute, 2018

RoFの信号伝送特性
RoF伝送が優位な条件

RoFと同軸ケーブルの伝送損失(1m)

RoF伝送が効率的な条件高い変換損失高周波、長距離伝送ではRoFが有利
12
国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology

※

-67-

電子航法研究所

使用する機器に依存する値© Electronic Navigation Research Institute, 2018

光2トーン伝送
Popt

Popt

fRF

fRF

Branch A
λc

λ

Popt
2ｘfRF

GND

λc

λ

A
RF input (fRF)
DC biasOptical
Input

λc

180°
Phase
shift
Popt

B
GND

fRF

λ
OpticalOutputfRF

Mach-Zehnder Modulator
Branch Bλc

λ

RoFを通過することで無線周波数が2倍

13
電子航法研究所

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology© Electronic Navigation Research Institute, 2018

ファイバー分散の影響

通常のRoF

光2トーン伝送• 光2トーン伝送でファイバー分散の影響を除去
14
国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology

電子航法研究所-68-© Electronic Navigation Research Institute, 2018

成田空港に設置したFODDS

中央装置
NAAビルに配置し、空港
内光ネットワークに接続

路
面
装
置

4つの路面装置をB滑走路の着陸点を囲むように配置

Reference: http://www.naa.jp/jp/airport/pdf/layout_01.pdf
15
電子航法研究所

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology© Electronic Navigation Research Institute, 2018

FODDSの外観
レーダー表示器

中央装置

カメラ表示器
光入出力
遠隔カメラ
制御器

内部構造

アンテナと
無線回路

無線回路

路面装置(RAU)
国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology

16
電子航法研究所-69-© Electronic Navigation Research Institute, 2018

リニアセルレーダーの構造① Electrical Signal Source

16±1.33GHz FMCW①

③ Laser
Source②② Optical TwoTone Generator③④④ Optical
Amplifier⑤

Central Station⑤Process/ControlSignal
Processor

Display

OpticalDistributor

RAU #4
RAU #3
RAU #2
RAU #1RAU

Tx

X3
96±4GHz

TargetExisting
Optical
Network

Rx

X

32GHz

PD

A/D
17

• 450m離れた1インチの標準反射体（小）を検出できる性能
電子航法研究所

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology© Electronic Navigation Research Institute, 2018

リニアセルレーダーの画面表示例
400 m
60 m

• 4秒おきにデータを定誤警報確率 (CFAR)処理して異物の有無を判定し、連続して検出されたものを抽出して記録
国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology

電子航法研究所-70-© Electronic Navigation Research Institute, 201818

高感度カメラ• カメラの感度は夜間の異物認識のカギ• 夜間性能を向上させた新規開発カメラの性能評価①1CMOS カメラ (既製品)
光学倍率: 最大30倍画素サイズ: Full HD
受光素子: 1/2.8 CMOS sensor x 1②3CMOS カメラ
光学倍率: 最大35倍画素サイズ: Full HD
受光素子: 1/2.86 CMOS sensor x3

電子航法研究所

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology© Electronic Navigation Research Institute, 2018

カメラ性能試験の条件• 夜間の仙台空港滑走路上にサンプルとカメラを設置• カメラとサンプルの距離を変えて映像を取得(200m, 400m, 700m)

Camera700 m

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology

400 m

200 m

電子航法研究所-71-© Electronic Navigation Research Institute, 2018

試験時の環境条件• 滑走路灯は点灯、その他の補助灯火は無し
電子航法研究所

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology© Electronic Navigation Research Institute, 2018

試験サンプル
標準反射体
大（diameter and height: 134 mm）
中（ diameter and height: 62 mm ）小（ diameter and height: 25 mm ）M10 ボルト(Long: 85 mm
Short: 30 mm)

M6 ボルト(53 mm)M8 ボルト(Long: 70 mm
Short: 23 mm)

曲げた金属片（3cm width, 40 cm long）

M4 ボルト(Long 37 mm
Short: 17 mm)• 11種類の試験サンプルを距離を変えて配置し撮影
国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology

電子航法研究所-72-© Electronic Navigation Research Institute, 2018

距離 200 m（1 CMOS）

M10 ボルト（Long 87 mm）• 長い M10 ボルトより大きな物体は検出可能
電子航法研究所

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology© Electronic Navigation Research Institute, 2018

距離 200 m（3 CMOS）
M4 ボルト（Short17 mm）• すべてのサンプルが検出可能
国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology

電子航法研究所-73-© Electronic Navigation Research Institute, 2018

距離 400 m（1 CMOS）

標準反射体（大）• 標準反射体（大、134㎜）のみ検出可能
電子航法研究所

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology© Electronic Navigation Research Institute, 2018

距離 400 m（3 CMOS）

M4 ボルト (short: 17 mm)• すべてのサンプルが検出可能
国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology

電子航法研究所-74-© Electronic Navigation Research Institute, 2018

FOD検出と自動追跡滑走路脇（センサー）
レー
ダー

Auto
Tracking

レーダーデータ

カメラ→レーダーで検出された物
体を瞬時にディスプレイに表示

滑走路の状況表示
方向制御• あらかじめ監視区域を設定する。
• 直前のレーダー測定と比較して、新しく発生した事象を抽出し、2回連続で検出された箇所を特定.
(移動物体、ランダムノイ
ズを除去)• レーダーで抽出された場
所を自動的にカメラで撮
影.

信号処理
&制御

空港ビル（中央装置）
電子航法研究所

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology© Electronic Navigation Research Institute, 2018

夜間撮像性能の評価

標準画角

中間ズーム

iphoneで撮影した風景

最大ズーム• 各色それぞれ積分処理を行うことで、暗い映像から色を再現
国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology

電子航法研究所-75-© Electronic Navigation Research Institute, 2018

検出の一例• 滑走路上の異物を自動で検出、撮影
電子航法研究所

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology© Electronic Navigation Research Institute, 2018

検出結果

標準反射体 (小)• 1inchの金属片を迅速に検出可能
国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology

電子航法研究所-76-© Electronic Navigation Research Institute, 2018

国際規格等の進捗の状況• ICAO Aerodrome Design and Operations Panel2012年頃から、FOD検出システムに関する議論を開始
2016年7月Annex14 Volume Iの改訂（FODの定義と除去義務）• FAA
2007年頃より、FOD検出システム導入に関して各種試験を実施
2009年9月AC150/5220-24 Foreign Object Debris Detection Equipment2010年9月AC150/5210-24 Airport Foreign Object Debris Management• EUROCAE WG-83
2010年ごろから、FOD検出システムに関する議論を開始
20166年2月 ED-235 (MASPS: Minimum Aviation System Performance
Specification)
現在 ED-XXX (OSED: Operational Services and Environmental
Definition) 作成中
電子航法研究所

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology© Electronic Navigation Research Institute, 2018

EUROCAE WG-83の活動• 欧州における技術基準等を作成• メンバー：空港運用者、機器メーカー、管制機関等• 2010年頃に設立
欧州のFOD検出システムに関するMASPS (Minimum Aviation
System Performance Specification)の策定活動• 2012年に議長が交代• 2016年2月 MASPS ED-235発行• 現在 ED-XXX (OSED: Operational Services and Environmental
Definition) 作成中

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology

電子航法研究所-77-© Electronic Navigation Research Institute, 2018

EUROCAE MASPS(ED-235)の概要• 多様なセンシング技術を許容すべく、最低限度の性能要件と評価法を記載• 全4章にて構成
1章
2章

一般事項
システム概要• システム構成• 空港面監視と検出• 警報（Alerting）• ハザード評価• 位置表示• 複数物体検出• データ記録• ユーザーインターフェース

3章
•
•
•
•
•
•

4章
•
•
•
•

システム性能
性能仕様
基本機能
物体検出
位置精度
連続検査
検出時間

試験及び確認
検出すべき物体
検出時間(標準物体で4分以内)
位置精度(5m以内)
誤警報率(100回警報の15%未満)
電子航法研究所

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology© Electronic Navigation Research Institute, 2018

検知率評価の標準物体

4．滑走路端灯

1．ボルト・ナット

2．アスファルト・
コンクリート片
3．タイヤ片5．燃料キャップ

6．曲がった金属片• 6種類の代表的な異物サンプルを用いて検出確率を求める。

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology

電子航法研究所-78-© Electronic Navigation Research Institute, 2018

誤検知・未検知
MASPSの定義
False Alert: 検出の瞬間に監視している場所に物が何もない場合にシステムが発する警報
False Alarm: Alertに基づき運用者がFODを除去するための行動を起こしたが異物がない場合
False Alert rate: 飛行場において設定された単位時間に15％を超えない頻度
Object detection: 良好な天候条件で95%、
ベンダーによって設定された天候下で90%の検知確率
Object detection

異物

ある

ない

正常状態
Object detection rate
>95% in clear weather>90% in adverse weather
condition

誤検知
False Alert Rate <15%/unit time

未検知
サイズが小さい物体は物理現象として検出しづらい。

正常状態

警報
出る

出ない

False Alert Rate

電子航法研究所

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology© Electronic Navigation Research Institute, 2018

単純形状物体の検知率向上 ボルト• 一つのアンテナ局で各種異物の反
射強度測定• 電波の入射角度を変えて測定• 単純形状の物体は鏡面反射の影響
で反射強度が著しく低い角度が存
在

金属片→複数アンテナ局の適切な配置による検出確率向上手法の検討
36
国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology

電子航法研究所-79-© Electronic Navigation Research Institute, 2018

EUROCAE OSED策定の進捗• 自動FOD検出システムを利用した空港のFOD運用管理に関する運用業務環境条件のガイダンス• 現在はWGドラフトが作成され、メンバー内の意見集約中
5章 システムの安全対策• 全8章にて構成
1章
2章
3章

前書き
目的、範囲
運用への取り組み• 安全• セキュリティ

6章• 定期、不定期保守• 試験・校正• リスク分析

4章

検出と対応

• 運用環境• 警報時の対応• データ保全システムの運用保守

7章

訓練• システム運用者• 場面管理者

8章

コンプライアンス

電子航法研究所

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology© Electronic Navigation Research Institute, 2018

国内の検討状況• FAA AC, EUROCAE ED等海外の規格動向を踏まえて検討• CARATS情報管理WGにて導入にかかる検討• 関係各署をメンバーとする勉強会を実施中
システム概要
国際規格の整理
実オペレーションを想定した評価実験

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology

電子航法研究所-80-© Electronic Navigation Research Institute, 2018

まとめ
• 空港面のFOD監視用ハイブリッドセンサーシステムの紹介– 90GHz帯で8GHzの帯域幅により高精度測定が可能– 複数のレーダー画像を合成することで単体よりも平面的な分解能が向上– 夜間のFOD映像取得のため高感度カメラを開発→滑走路上の１インチの金属円柱を検出するために十分な性能を達成• 国際的な各種規定の設定状況を紹介– EUROCAE WG-83の活動内容を紹介• 試験によって、誤検知と未検知を分類するような仕様• 試験に利用される標準物体の寸法は比較的大きい39
電子航法研究所

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology© Electronic Navigation Research Institute, 2018

今後の課題と取り組み• 空港に合わせたセンサー位置設計• 鳥や鏡面反射物体の検出率向上.
• 悪天候時の性能劣化の評価

謝辞• 本研究の一部は総務省の電波資源拡大のための研究開発として実施されました。
• 本研究は日立国際電気、情報通信研究機構、鉄道総合技術研究所との共同研究として実施されました。
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国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
National Institute of Maritime, Port, and Aviation Technology

電子航法研究所-81-© Electronic Navigation Research Institute, 2018

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