8. DAPs利用のための有効性評価と課題
監視通信領域

松永 圭左， 古賀 禎

航空交通管理領域

瀬之口 敦

平成25年度（第13回） 電子航法研究所 研究発表会
平成25年6月6-7日
1

- 発表内容 1. DAPｓ (Downlink Aircraft Parameters)の概要－ 航空機動態情報のATCへの利用－ SSRモードSによるDAPｓの概略－ 導入時の問題点

2. DAPs評価試験の内容
3. 試験結果
4. 今後の検討事項
5. まとめ2

1.1 (1) DAPsのATCへの利用
9 SSR（二次監視レーダー）モードS・・・ 監視機能 （３次元位置，識別番号）＋ データリンク機能
9 DAPs (Downlink Aircraft Parameters)

航空機の動態情報（選択高度，速度，等）をダウンリンク

用 途¾ 管制画面表示（状況認識の向上，管制指示の確認）¾ システムツールの入力データ
・ 衝突予測・ トラッキング，軌道予測計算3

1.1 (2) DAPsレーダ表示画面（例）
実際の管制卓レーダー画面 実験システムのレーダー情報表示
画面

航空局

便名
指示高度 気圧高度
対地速度

HPより

便名
モードSアドレス
気圧高度 選択高度
対地速度 対気速度 ヘディング

DAPs

4

1.2 (1) SSRモードSによるDAPsの仕組み
航空機
モードS トランスポンダ
アドレス: 0xXXXXXX

応答

質問 255 個の記憶領域
FMS

BDS レジスタ

高度計

BDS01
BDS02
・・・

気象計
動態情報
…

BDSff

（DAPs）

収集データ
記憶装置

レーダ情報
表示装置

モードS
センサ
GICB
コントローラ（BDSレジスタ）… 接続された機上装置の動態情報を格納

個別質問に要求するBDSを指定

5

1.2 (2) BDSレジスタ概要
BDSコード(Hex)
10/17/18/19
20
40
50
6030

BDSレジスタ（56bit×255）
データ内容
データリンク能力通報
航空機ID（便名）
航空機選択高度意図
トラック・転回通報

利用

EHS対応機

磁方位・速度通報ACAS RA

05

拡張スキッタ・位置（飛行中）44

気象情報（定期情報）

65

拡張スキッタ状態情報（将来利用）
6

1.3 DAPs導入時の問題点
異常なDAPsデータが存在（ICAO作業部会等で報告）
データの信頼性の確保が必要
多数の装置・複雑な構成，機体による多様性

モードS
トランスポンダ
BDSレジスタ
データ集約・形式処理I/F装置

Mode Control Panel
Flight Management System
データバス

種々のセンサ類

気象センサ

航法データ
センサ

⇒ 運用中の機体からのダウンリンクデータをモニタする，
DAPsの有効性評価システムを開発
9 実データを用いた異常データ検出能力の検証
9 異常データ発生頻度の確認

7

- 発表内容 1. DAPｓ (Downlink Aircraft Parameters)の概要－ 航空機動態情報のATCへの利用－ SSRモードSによるDAPｓの概略－ 導入時の問題点

2. DAPs評価試験の内容
3. 試験結果
4. 今後の検討事項
5. まとめ8

2.1 DAPs評価試験の内容¾ MIT-DAPs評価試験 （全44項目）
EHSに必要なBDSレジスタに関する試験
・ 静的情報試験（27項目）・・・ 構成・能力・状態等
・ 動的情報試験（9項目） ・・・ 速度等の値＜新規試験項目＞¾ 追加静的情報試験（22項目）
・ BDS10に関する試験（1項目）・ 将来利用BDS（BDS05/44/65）に関する試験（4項目）
・ レジスタ間の相関事項に関する試験（17項目）¾ 通信・データ処理エラー検出試験（2項目）92.2 静的情報試験（MIT試験，追加試験）の例 － BDS10 －BDS10（データリンク能力通報レジスタ）ビット
内容
ICAO規定
番号

試験
番号

1: 8
10:14
16
17:23
25
33
35

TM13TE02
TE24
TM14
TM15
TM16
TM17

BDSコード
予約領域
ACAS稼働状況
モードSサブネットバージョン
モードS固有サービス能力
便名情報能力SIC（監視識別コード）能力= 0x10= 0= 1= 3,4,5= 1= 1= 1

各ビット／領域値のICAO規定値との適合を確認
10

2.3 DAPs評価試験– 通信・データ処理エラー検出試験 （新規） ―z ゼロBDS
BDSレジスタの全56ビットが’0’z BDSスワップ
同一スキャンで，同一機体からダウンリンクした複数のBDSレジスタ間で，全56ビットが同じ値となる
BDSスワップ発生例

11

- 発表内容 1. DAPｓ (Downlink Aircraft Parameters)の概要－ 航空機動態情報のATCへの利用－ SSRモードSによるDAPｓの概略－ 導入時の問題点

2. DAPs評価試験の内容
3. 試験結果
4. 今後の検討事項
5. まとめ12

3.1 試験に使用した収集データ
覆域 調布SSRモードS実験局

高度：

覆域： 250 NM

・ 10,000 ft

周期： 10 sec

・ 20,000 ft
41

・ 30,000 ft

40

 解析対象データ期間（17ヶ月分）38
Latitude[Degree]

2011年6月～2012年10月

・ 40,000 ft3937363534

機数：

3,192

3332

航跡数：

256,536

31135

136

137

138139140141Longtitude[Degree]

142143144145

ターゲット数： 39,091,727
133.2 (1) 静的情報試験結果 －結果例－
BDS20関連試験項目例<TM23>：<TE12>：

BDSコード（BDS20中）=‘0x20’

BDS20データ有効フラグ（BDS17中）= BDS20実装済みフラグ （BDS18中）
試験回数

試験番号

総回数

異常回数

TM23
TE12405,619
384,281

0
1,274

総機数
3,173
3,187
ICNS2013

機数
異常発生機数全試験異常（２回以上）
0073
514

3.2 (2) 静的情報試験結果

試験20項目（／全試験49項目中）でエラー検出¾ 不適切な機上装置の設定によるエラー
・ 機体で一貫したエラー
・ 偶発的な（情報の設定タイミングに起因する）エラー¾ 機上装置の故障によるエラー¾ 不適切な入力データ（便名情報）によるエラー
・ 入力データ／入力ツールの不具合
15

3.3 通信・データ処理エラー検出試験結果
発生頻度
z ゼロBDS

約 10,000分の1（0.01%）

z BDSスワップ

約 百万分の1

試験
番号

試験内容

TE62 ゼロBDS
TE63 BDSスワップ

試験回数
総回数
異常回数
39,091,727
3,022
39,091,72727

評価試験の有効性が確認できた
16

- 発表内容 1. DAPｓ (Downlink Aircraft Parameters)の概要－ 航空機動態情報のATCへの利用－ SSRモードSによるDAPｓの概略－ 導入時の問題点

2. DAPs評価試験の内容
3. 試験結果
4. 今後の検討事項
5. まとめ17

4. DAPs利用に向けた検討事項 －最終的な対処方法ー

エラー発生原因・・・ 不適切な設定， 不適切なデータ入力，偶発的（通信・データ処理）エラー， 機器故障

評価試験
9 試験項目毎のエラー検出アプリケーションからの性能要件
・・・ 精度， 更新頻度， 許容誤り／欠損率， 等

対処方法
・・・ 異常判定（使用不可）対象の範囲／期間
18

5. まとめz DAPs有効性評価システムを開発－ 静的情報試験（MIT試験項目＋新規試験項目）－ 通信・データ処理エラー検出試験
z 実データを用いた評価を実施
試験によるエラー検出が可能であることを確認
9 ゼロBDS，BDSスワップの存在（発生頻度）
9 発生原因の分析
 今後の課題
原因／性能要件を踏まえた対処方法の開発・検証
19

(Backup slides)20Annex10
Mode S interrogation pulse sequence
データブロック（56 or 112 bit）
DPSK 4Mbit/s

21

Annex10
Mode S reply
データブロック（56 or 112 bit）

パルス位置変調22

Annex10
Mode S formats
interrogation or uplink formats

reply or downlink formats

23

Maximum Update Interval of Registers
BDS code
405060The maximum update Interval [sec]
1.0
1.3
1.3

¾ The maximum update Interval= The time between availability of data that causes a change inRegister and the time that the change is made to Register¾ The parameter data will be expired (status bit and data field
be set to ‘0’) in twice of maximum update interval.
RTCA Do-181E MOPS for Air Traffic Control Radar Beacon System/ Mode Select (ATCRBS/Mode S) Airborne Equipment24