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ＧＢＡＳインテグリティの一検討～長期データの収集と解析～
電子航法研究所 通信・航法・監視領域※福島荘之介，齊藤真二，吉原貴之，藤井直樹

Electronic Navigation
Research Institute発表内容• GBASの動向と研究課題（インテグリティ）• GBASテストベット• プロテクションレベル方式• 長期データ収集と解析結果• まとめ

2006電子航法研究所発表会 2006年6月2日

ＧＢＡＳインテグリティの一検討 ～長期データの収集と解析～

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GBASの動向◆ Boeing社， Airbus社の動向

GPS Landing System◇ B737-800,B787,A380,A350へGLS搭載を発表◇ Rockwell-Collins社のMMRを採用◆ FAAの動向◇ Honeywell社，Memphisプロジェクト，検証用プロトタ
イプ開発，2008年CAT-IのIOC，運用検証◇ 有識者グループ（LAAS Integrity Panel：LIP）：検証◆ その他：◇ EUROCONTROL，THALES社 → GBASに注目
R&D活動

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研究課題
◆ 従来研究：飛行実験，測位精度は規定値を満足◇ CAT-I，II，IIIの精度要求（RTCA MASPS）◆ インテグリティの課題◇ 規定値を満足する設計，認証方法

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インテグリティとは？
◆航空機に提供される情報の正確さの指標◆システムが意図した運用に利用してはならないと

き，ユーザにタイムリーに警報を提供するシステムの能力
GBASのSIS（signal-in-space）インテグリティ・リスク
◆タイムリーな警報なしに，異常のない受信機を利用しているユーザにおいて，地上サブシステムの情報により測位誤差が許容値を超える確率として定義

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MASPSの定義 （RTCA-DO245A）
2004.12

2001
SARPs

APV
CAT-I

CATII-IIIb

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GBASインテグリティ検証の手法※フィールド実験データだけから直接検証するのは不可能（FAA-Honeywell）

1. スレット（脅威）モデルの定義（有識者会議）2. モニタ要求の定義（リスクツリー） LIP LAAS Integrity Panel
3. データの収集，解析，計算機シミュレーション
4. モニタ要求の検証 LIP
5. ハードウェア要求の獲得（アンテナ，受信機，処理装置）
6. アルゴリズム記述文書(ADD)の作成 LIP
7. ソフトウェア開発
8. ハードウェアへのインテグレーション
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電子研GBASテストベットの構成
基準局

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GBAS基準アンテナの設置 仙台空港内◆アンテナ間隔：100m以上（マルチパスの独立性）◆アンテナ周辺に障害物がない（棒状，低層建造物）◆ユーザ側：A滑走路エンド
約1km先

1GB/day実験室
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プロテクションレベル（PL）方式
地上側

機上側

ρi

j=1～4

PRC

補正情i

報

VDB

σi (θ)

B
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ρi+ PRCi

P(lat,lon,hig)

VPL
H0 H1

ティ情インテグリ

VAL
LAL

LPL
警報状態

報

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データ収集と解析期間◆データ収集期間：2003.11～2005.2（1年3ヶ月）◆同じ条件（受信機，アンテナ）の３ケースを解析：◇ CASE 1：2003.11.1～11.30 （30日間）◇ CASE 2：2003.12.1～2004.1.5 （26日間）◇ CASE 3：2004.3.6～3.31 （26日間）

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11CASE 1：垂直誤差とVPL
事象1-1：VPL>VAL
2948エポック～25分間
11/7，14，17に発生

原因：共通衛星が4機DOP低下

原因追及

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CASE 1：受信機C/No異常の状況
基準局#3
仰角，C/N0

受信アンテナパターン

時刻
正常C/No：約30～50dB

11/5

11/6

11/7

受信機の間欠異常
修理：RF部分IC交換

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CASE 2：垂直誤差とVPL
事象2-1：VE>VPL
65エポック～32秒間
VPL=1.8m, VE>1.8m
原因調査
事象2-2：VPL大（910.5秒間）
VDOP=6.57
PRN5排除の直後
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14CASE 2：LOF発生時刻の衛星配置
PRN23の昇る時刻

ユーザ側で衛星を排除して再測位

VE=0.38m，正常
VPL=1.96m

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CASE 2：LOF発生時刻のB値
32秒

PRN23

１つの受信機に異常があると仮定した場合のPRCとその受信機を除いたPRCの差
分m
B１＝ 平均（ 補正値 ）1ー 平均（補正値 を除く）
事象2-1：32秒間
衛星n=8，受信機m=4C/No低下なし

B値に大きな差はない
キャリアスムージングのリセットによる2006電子航法研究所発表会 2006年6月2日

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CASE 3：垂直誤差とVPL
事象3-1：VE>VPL
1678エポック～14分間
10日間発生，20秒～2分/回
周期性（1恒星日）
PRN27,21,22の昇る時刻
排除再計算，Ｂ値正常
事象3-2：VPL>VAL（57秒間）
VDOP=9.35
PRN5，6が停止中
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解析結果
◇ 参考：アベイラビリティ
・ CASE 1：99.9074%
・ CASE 2：99.6901%
・ CASE 3：99.9685%■ 現状の方式に依存■ 高アベイラビリティを期待

SARPs規定：99%～99.999%
低下要因：■ VPL>VAL■ 未取得データ

CRCエラー（伝送誤り）
改善可能◆ VPL>VAL事象→受信機のC/No異常◆ VE>VPL事象 →ユーザ側へのマルチパス→ユーザ局側の実験環境の問題
プロバイダーのインテグリティに問題となる事象 →１件もない
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まとめ
◆ インテグリティの研究課題（最近の動向）◆ GBASテストベット，ＰＬ方式◆ 長期データ収集と解析結果（CASE1～3，3ヶ月）■ インテグリティの問題となる事象 → 1件も見つからない■ スレットとなる可能性の事象を発見 → C/No異常◆ インテグリティ検証活動の第一歩
今後の課題：◇ インテグリティ検証活動

2006電子航法研究所発表会 2006年6月2日■スレットモデル定義■モニタ要求定義（リスクツリー）・検証

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