電子航法研究所 研究長期ビジョン
令和元年

電子航法研究所
研究長期ビジョン検討委員会

目次
1. はじめに ............................................................................................................................. 1
2. 電子航法研究所の研究活動の方向性 ............................................................................... 2
2.1 電子航法研究所の理念 ................................................................................................ 22.2 電子航法研究所の将来像 ............................................................................................ 2
2.3 今後の研究活動の方向性 ............................................................................................ 2
3. 航空交通を取り巻く状況 .................................................................................................. 3
3.1 全般............................................................................................................................... 3
3.2 航空の安全性 ............................................................................................................... 3
3.3 航空需要 ....................................................................................................................... 4
航空旅客輸送予測 ................................................................................................. 4
航空貨物輸送予測 ................................................................................................. 5
3.4 環境問題への対応 ........................................................................................................ 5
地球大気への影響 ................................................................................................. 5
騒音規制 ................................................................................................................ 6
3.5 超音速機等の開発 ........................................................................................................ 6
ボーイング社......................................................................................................... 6
エアバス社............................................................................................................. 7
米国ブーム社......................................................................................................... 7
3.6 無人航空機 .................................................................................................................... 7
4. 航空交通管理の世界動向 .................................................................................................. 7
4.1 GANP 改訂状況............................................................................................................. 8
GANP の概要 .......................................................................................................... 8
KPA(Key Performance Area)における目標 ............................................................ 8
4.2 ASBU (Aviation System Block Upgrades) ...................................................................... 9
ASBU の概要 ......................................................................................................... 9
ブロックアップグレードの概要 ........................................................................ 10
5. 将来の航空交通管理........................................................................................................ 12
5.1 【出発前】 ................................................................................................................. 12
5.2 【出発】 ..................................................................................................................... 13
5.3 【巡航】 ..................................................................................................................... 13
5.4 【到着】 ..................................................................................................................... 14
6. 電子航法研究所において実施する研究開発.................................................................. 14
6.1 空域の有効利用に資する技術................................................................................... 15
運航の安全性・信頼性向上に係る技術............................................................. 15i

空域運用の効率化に係る技術 ............................................................................ 16
6.2 空港運用の効率化に資する技術 ............................................................................... 18
6.3 航空交通システムの高度化に資する基盤技術 ........................................................ 20
7. まとめ............................................................................................................................... 21
参考文献................................................................................................................................ 22
付録：電子航法研究所研究長期ビジョン検討委員会 委員名簿 .................................... 23
略語集 ................................................................................................................................... 24
電子航法研究所 研究長期ビジョンロードマップ ........................................................... 26ii

1. はじめに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（ENRI: Electronic Navigation
Research Institute）は、昭和42年の設⽴以来、電⼦航法に係わる研究を⾏う我が国唯⼀の機関として、航空交通の安全性の向上、⾼度化、効率化、環境負荷の軽減等に貢献してきた。
ますます増加しつづける航空交通量に対応するため、電⼦航法研究所が「航空交通システムの中核的研究機関」となり、我が国に適した航空交通システムの実現に向けた課題を把握し、それらの課題を解決するための研究開発を通じ、国⺠⽣活の向上及び科学技術の発展に貢献することが、電⼦航法研究所の重要な責務である。また、グローバルに相互運⽤性が確保された技術標準が策定されるよう、標準化活動に積極的に参画していくことも重要である。
そこで、電⼦航法研究所は2008年（平成20年）7⽉に研究⻑期ビジョン（2008年版）を作成し、2011年（平成23年）3⽉、2015年（平成27年）5⽉に内外の情勢の変化に合わせ改訂して公表した[1-3]。しかし、2015年（平成27年）の研究⻑期ビジョン改訂以降、国際⺠間航空機関 (ICAO:International Civil Aviation Organization) をはじめとして、航空交通分野ではさまざまなプランが策定されている。
ICAOは国際⺠間航空のための調和のとれたグローバルな航空交通システムを実現するという世界共通の⽬標に向かって、各国、各地域、航空会社、航空産業などの各ステークホルダー間の合意による作業計画及び技術開発案である世界航空航法計画(GANP: Global Air Navigation Plan)の第5版を、2016年（平成28年）9⽉のICAO総会において議論・承認した[4]。このGANP第5版には、世界各国、各地域間における調和と相互運⽤性を確保しながら、安全で効率的なATMシステ
ムの実現を⽬指す世界的ATM運⽤コンセプト (GATMOC: Global Air Traffic Management
Operational Concept [5])の実現に必要な具体的段階的な指針であるASBU (Aviation System Block
Upgrades [6]) が含まれている。
現在、ICAOにおいては第6版となるGANPを策定中であり、2019年（令和元年）のICAO総会に向けて、第13回航空航法会議（AN-Conf/13：13th Air Navigation Conference）が2018年（平成30年）10⽉に開催されたところである。
また、我が国においてもCARATS（将来の航空交通システムに関する⻑期ビジョン）が産学官連携のもとに策定されており[7]、現在、当該計画に沿う計画で航空交通システムの⾼度化が実施されている。
このように航空交通を取り巻く環境が変化する中、電⼦航法研究所としても、2019年（令和元年）6⽉に電⼦航法研究所の研究⻑期ビジョンを改訂し、新しい時代に合った研究⻑期ビジョンを作成することとした。なお、本⻑期ビジョンの位置付けは、⻑期ビジョン策定時における航空関連技術の動向および関連研究の⾒通しを⽰すものであって、当研究所における実際の研究計
画⽴案については、本⻑期ビジョンを参考にしつつ、航空交通システムを取り巻く状況の変化を考慮し、機動性かつ柔軟性を持ったものとすることが望まれる。

1

2. 電子航法研究所の研究活動の方向性
2.1 電子航法研究所の理念
電⼦航法研究所は、
昭和４２年の設⽴以来、航空交通システムの近代化に貢献しつづけて来た。
電⼦航法研究所の担う社会的役割としての理念は、電⼦航法研究所と研究員は共に、・航空躍進の礎を担う
・航空交通の安全性・効率性向上、地球環境保全に貢献する
・世界に通じる中核的研究機関を⽬指すとされている。
2.2 電子航法研究所の将来像
現在、数々の新しい技術が世界的に検討されると同時に、新技術の安全性や信頼性、⽇本への導⼊の際の問題点等を研究開発により解決することにより、航空交通の安全性・効率性の向上や⽇本メーカーの海外進出に寄与してきており、この役割は今後も変わることはない。
電⼦航法研究所は、2.1で述べた理念に基づき、研究開発を通じて航空交通の安全性・効率性向上等を実現し、国⺠⽣活をより豊かにするとともに、さらに安全・安⼼な航空交通システムの構築に寄与するものである。
また、研究成果を積極的に広報するだけでなく、産官学の連携を重視し、将来の⽇本の航空産業の育成に貢献していくことが望まれる。
2.3 今後の研究活動の方向性
2.2で述べた将来像を実現するため、電⼦航法研究所と研究員は個々の研究計画を⽴案する際に、出⼝を考慮し、社会実装までのマイルストーンを考慮する必要があるとともに、知的財産権の取得や⾏政への貢献、国際標準策定への貢献等についても考慮する必要がある。
また、限られたリソースを有効に活⽤するため、運航者や⾏政機関等との連携を密にし、真に社会から求められているニーズを的確に把握し、研究開発の優先度を精査して⾏く必要がある。
ただし、電⼦航法研究所は、我が国の電⼦航法に係る唯⼀の研究所として、企業では実施できない⻑期的な視点や学術的必要性の観点からの基礎・基盤研究も重要であることに留意する必要がある。これは、短期的に社会実装が⾏われると考えられなくとも、今後重要性が⾼まると予想される分野については⻑期的な視点から実施が必要となる研究テーマもあるためである。そのため、将来的に発展する可能性のある技術分野等について着⽬し、電⼦航法研究所として⼈材を育成しつつ、研究者が充分に活躍できる機会および研究環境を提供することが望ましい。
さらに、研究活動を効率的に推進するために、産学官や航空交通分野の研究活動を実施している機関等とも連携し、効率的な研究活動を実施する必要がある。
昨今、航空局の航空交通データの公開や電⼦航法研究所の公募型研究の実施などにより、この分野に対して関⼼を⽰す⼤学も多くなってきており、今後、多くの⼤学と共同研究等が⾏える

2

可能性がある。また、同様な研究を⾏っている研究機関に対しては、価値観を共有し、共同研究などを進めることにより、効率的な研究を実施できる可能性がある。このような状況のなか、⼤学や研究機関との共同研究の実施などを含めて連携を強化・拡⼤することにより、最⼤限の研究成果が得られるものと考える。

3. 航空交通を取り巻く状況
3.1 全般航空交通を取巻く状況の推移については、⼀般的に⼊⼿可能な航空需要予測等は 20
年間程度であるが、可能な限り⻑期にわたる予測を取りまとめることとした。
国外においては中国を始めとするアジア諸国の経済発展に伴う航空需要増が⾒込まれている。また、国内においては航空旅客輸送と競合する中央新幹線の整備や、少⼦⾼齢化という社会環境の変化やそれに伴う産業構造の変⾰等、様々な要素が国内航空需要へ影響を及ぼすことが考えられる。
また、無⼈航空機や超⾳速機などの研究・開発が国内外で積極的に⾏われており、今後、これらの分野においても技術⾰新が進んで⾏くと考えられることから、より多様な特性を持つ航空機等が航空交通管制空域を⾶⾏することも想定する必要がある。
3.2 航空の安全性
航空交通の安全性は、航空交通の発展にとって⾮常に重要である。
下記図 3-1、3-2 は定期便の運航における死亡者数、死亡事故数の推移（ICAO Safety
Report 2018 Edition より）であるが、死亡者数、死亡事故数共に減少傾向にある。
しかしながら、増加し続ける航空交通量を鑑み、更なる安全性の確保を⽬指す必要がある。

図 3- 1 定期便の運航における死亡者数の推移 [8]3図 3- 2 定期便の運航における死亡事故数の推移 [8]そのため、ICAO においては、GANP に加えて、航空安全計画（GASP、Doc 10004）グ
ローバル航空保安計画（GASeP、Doc 10118）と呼ばれる、安全とセキュリティに関する
世界的な計画を策定している。
特に GASP での安全戦略は、航空安全の優先順位付けと継続的な改善をサポートしている。 また、GASP は、2030 年までに商業活動における死亡者数をゼロにするという安全上の⽬標を掲げており、死亡者数を継続的に減らし、事故に関連した死亡リスクを減らすことを⽬標としている。
現在 ICAO にて策定中である GANP においても、航空交通サービスに関連する航空
事故をゼロにすること、及び、航空交通サービスに関連する重⼤インシデントを 50%にすることが、野⼼的な⽬標として設定されるところである。
3.3 航空需要
航空旅客輸送予測
ICAOは、2011年から2016年間のGDPやその他の経済指標、旅客動態指標（RKP、
ASK、Load Factor等）をもとに、2032年までの20年間の推定で、全世界の旅客数が年率4.6％で増加し、2042年までの30年間では4.5％の伸びを予測している。また、FAA、
ボーイング社、エアバス社等の予測でも概ね4.5%前後の伸びを予測している。
この需要は、⼀般的に個⼈所得、運賃、⼈⼝、移動距離、便数、季節、代替交通⼿段の有無等の影響を受けるといわれており、特に所得と運賃との関連が強い傾向にある。このことは、昨今の LCC の台頭による潜在的需要が掘り起こされている現象に繋がっていると考えられる。
また、旅客需要は、戦争（⼤きな地域紛争を含む）、テロ、伝染性疾病、⾦融危機といった外的要因により⼤きく変動することがある。しかし、このようなイベントリ
スクによる需要減少は、過去の事例から、当該事象が解消することにより、単年或いは⽐較的短い年数で回復する傾向にあり、⻑期的に⾒ると上述の各機関等の需要予測で⽰される数値と⼤きな乖離はないものと考えられる。

4

図 3-3 旅客輸送量予測 [9]航空貨物輸送予測
ボーイング、エアバスの航空機製造社及び⽇本航空機開発協会(JADC)は貨物輸送量
を、次の表 3-1 に⽰すとおりと予測している。
表 3-1 貨物輸送量予測

予測機関

予測期間

年平均伸び率ボーイング社[10]2019−2038 年

4.2％

エアバス社[11]2018−2037 年

3.4％

JADC[12]2019−2038 年

3.9％

RTK: Revenue Ton Km（有償トン・キロ）

3.4 環境問題への対応
地球大気への影響
近年、地球温暖化問題がクローズアップされるようになり、航空機からのCO2排出量にも注⽬が集まるようになってきた。 国際航空輸送でのCO２排出量は2015年には5億3千万トンで、全世界で排出されるCO２総排出量の約1.6%であるが、今後、航空輸送量の伸びに伴って増加すると予測される。
ICAOは、2010年の第37回ICAO総会で、先進国も途上国も含めた⽬標として、2050
年まで燃料効率を年率2%改善し、2020年以降CO２排出量を増加させないというグロー
バル削減⽬標を決議した。さらにICAOは、2013 年の第38回ICAO総会で、2010年に決議した削減⽬標を達成するために各国があらゆる施策によって包括的に取り組むことを確認し、市場メカニズム（いわゆる排出権取引など）を活⽤した排出量削減制度を2016年中に構築し2020年から適⽤する⽬標を定めた。

5

2016年の第39回ICAO総会では、191カ国が、国際線の温室効果ガス排出規制の枠組みに合意した。この合意は、航空機から排出されるCO２を2020年以降増やさない内容
で、超過分は各エアラインに排出権購⼊を義務づけるものである。本制度に基づく排出権購⼊による温室効果ガス排出削減は、2021年から⾃発的参加国64ヶ国を対象に開始され、2027年以降は、⼀定以下の排出量の国等を除き参加が義務づけられる。
また、機体規模ごとに設けられる排出ガス規制は、航空機の燃料消費率に基づく指標が⼀定値以下になるように義務づける基準として、国際⺠間航空条約（シカゴ条
約）附属書16の第3巻「航空機のCO２排出基準」を新設した。基準の対象は、最⼤離陸重量5.7トンを超えるジェット機及び同8.6トンを超えるプロペラ機であり、対象となる
航空機については、基準を満たさない限り航空機を新規に製造することはできない。
騒音規制
空港周辺の騒⾳問題は、McDonnell Douglas DC-8やBoeing 707が主流であった時代と⽐べると、はるかに低騒⾳な機体が出現しているが、現在でも⼤きな環境問題となっている。多くの主要空港においては、騒⾳対策を⽬的とした機材制限、離発着制限、
夜間運航制限等が課せられている。航空輸送量の伸びにともない、離着陸便数の増加が求められているが、空港周辺の騒⾳問題を解決しつつ、既存空港の離発着制限緩和
や空港拡張等に適応して⾏く必要がある。
こうした状況のなかで、ICAOは、2013年8⽉の第38回ICAO総会において現⾏基準より厳しい騒⾳基準Chapter 14の適⽤を採択した。新基準の適⽤時期と対象は、2018年1⽉1⽇（最⼤離陸重量が55トン未満の航空機は2020年末）以降に型式証明を申請する機体となっている。
3.5 超音速機等の開発
ボーイング社2018 年 6 ⽉ 26 ⽇、⽶国アトランタで開催された AIAA (American Institute of Aeronautics
and Astronautics)の席で、ボーイング社は北⽶と欧州間の北⼤⻄洋を 2 時間、マッハ 5 の速度で⾶⾏する航空機の製造計画のコンセプトを明らかにした。ボーイングは、速度、材料、推進⼒の組み合わせによって、マッハ 5 に対応する航空機を技術的に達成できるだけでなく、2040 年頃には経済的に収益性の⾼いものにすることができると表明している。
また、同社は、速度マッハ 1.2 で、衝撃波が地上に影響しない超⾳速ビジネスジェット機の開発を 2023 年までに⾏うと公表している。

6

エアバス社
エアバス社は、マッハ 4.5 の速度で、3 トンの貨物または 20 ⼈の乗客を搭乗し、⽶国
欧州間 5,600 マイルの距離を 3 時間で⾶⾏する極超⾳速機の特許を申請した。
この極超⾳速機は、ロケットのように垂直⽅向に上昇することで、衝撃⾳が地⾯に到達する前に消散するため、衝撃波が地上には到達することはない。
米国ブーム社
ブーム社の超⾳速機は、現在、プロトタイプの機体ではあるが、座席数 55、マッハ 2.2で⾶⾏し、2020 年代半ばに就航予定である。
3.6 無人航空機
無⼈航空機は、UAV (Unmanned Aerial Vehicle, Unmanned Air Vehicle)と呼ばれることも多いが、国際的にその呼称は様々である。ICAO においては RPAS (Remote Piloted
Aircraft Systems) 、FAA では UAS (Unmanned Aircraft Systems) を使⽤し、欧州では⼀般的に RPAS を含めドローン（Drone）と呼ばれている。
従来は、⽬視範囲内で操縦するラジオコントロール機を想定していたが、技術の進歩と共に、各産業分野の特性にあわせた多⽬的な利活⽤が要望されている。また、⾼性能のマルチコプターが廉価に⼊⼿可能となったこともあり、空撮中の墜落や空港への侵⼊、
有⼈航空機とのニアミスなどの問題が発⽣するようになった。
このような状況を踏まえ、各国では法整備が⾏われてきている。我が国でも、2015 年
12 ⽉ 10 ⽇施⾏の改正航空法で「無⼈航空機」が定義され、⾶⾏ルールが定められた。
また、2016 年（平成 28 年）4 ⽉ 7 ⽇施⾏により、国の重要施設、外国公館や原⼦⼒事業所などの周辺地域の上空でドローン等を⾶⾏させることが禁⽌された。
無⼈航空機を導⼊することによって、さまざまな可能性が開かれたが、同時に独⾃の運⽤上の課題も⽣じている。これらの課題にもかかわらず、無⼈航空機分野は航空写真
から⼩包配達に⾄るまでの幅広い⽤途で、⾮常に⼤きな潜在性を有している。

4. 航空交通管理の世界動向
将来の航空交通管理に向けた新技術の導⼊については、ICAO において GANP やASBU と呼ばれる具体的な⻑期計画が策定されているところである。
各国は、個々の航空事情を考慮し、ASBU で計画されている新技術の導⼊を計画的に進めていくこととなっている。
また、ICAO においては、現在、GANP の改訂作業が⾏われているところである。
⽶国においては NextGen、欧州においては SESAR とよばれる⻑期計画が策定・実施されており、⽇本においても CARATS と呼ばれる⻑期計画が策定・実施されているところである。

7

ここでは、ICAO が策定している現在検討されている最新の GANP の概要及び現⾏
ASBU の詳細について記載する。
4.1 GANP 改訂状況
GANPの概要
国際航空輸送の継続的な成⻑を実現するためには、⾼度でシームレスな世界的航空交通システムが不可⽋である。
GANP（Doc 9750）は、ICAO が策定する⾼度な航空戦略⽂書かつ計画書であり、全世界的な航空交通システムの変⾰を先導し、地域や各国の実施計画を策定する上でも重要な役割を担っている。
また、GANP は航空交通システムの相互運⽤性や調和等を確保しながら、容量拡⼤や効率性向上等の運⽤改善に向けた⽅向性を⽰している。
航空関係者間における意思疎通を向上させ、すべての国や利害関係者とも調和を図るため、GANP の第 6 版[13]では、さまざまなレベルの関係者に合わせた多層構造が提案されている。
次の図 4-1 に⽰す 4 層の多重層の構造は、2 つのグローバルレベルと地域レベル及び国レベルで構成され、地域的、準地域的、国家計画との整合に関わる具体的な枠組みを⽰している。

図 4-1

GANP の多重階層[13]KPA(Key Performance Area)における目標
第 6 版の GANP 改訂においては、11 の分野に渡る、野⼼的な⽬標が設定されている。
これらの⽬標は、安全性や経済性等の基本的な航空交通の原則に加えて、航空航法シ
ステムが航空分野の増⼤し続ける期待を満たすため達成しなければならない。
11 の KPA(Key Performance Area)は下記のとおりである。

8

表 4-1

Key Performance Area ごとの野心的な目標[13]SUMMARY OF THE GANP PERFORMANCE AMBITIONS“A high performing system by 2040 and beyond”
KPA

Ambition

ACCESS AND EQUITY

No aviation community member excluded or treated unfairly
Nominal capacity easily scalable with demand

CAPACITY

Disruptive events do not interrupt service provision and do notsignificantly affect the performance of the system.
No increase of total direct ANS cost while maintaining the safety andquality of service.

COST-EFFECTIVENESS

Significant increase of ANS productivity, irrespective of demand
EFFICIENCYReduction of the gap between the flight efficiency achieved and thedesired optimum trajectory of airspace users.
ANS-induced inefficiencies to be progressively removed to

ENVIRONMENT

contribute to the global ICAO aspirational goals for CO2 emissions.
To benefit from achieved flight efficiency gains.

FLEXIBILITY

To absorb required changes to individual business and operational
trajectories.

INTEROPERABILITY

Essential at an operational and technical level.

PARTICIPATION BY

Pre-agreed level of participation to make the maximum shared use of

THE ATM COMMUNITY

the air navigation services.

PREDICTABILITY

No increase in ANS delivery variability including asset availability.

SAFETYSECURITY

Zero ANS-related accidents and a significant (50%) reduction of
ANS-related serious incidents.
Zero significant disruptions due to cyber incidents.

4.2 ASBU (Aviation System Block Upgrades)
ASBU の概要
ASBU とは、Aviation System Block Upgrades の略であり、運航者が希望する⾶⾏経路を計画した時刻どおりに、最⼩限の制約で安全に運航できるような、「シームレスな世
界規模の ATM システムの構築」を⽬的としている。
また、上記を実現するために「Greener Airports」、「Globally Interoperable Systems andData」、「Optimum Capacity and Flexible Flights」、「Efficient Flight Paths」の 4 つの分野に分類し、各々の具体策のマイルストーンを 6 年ごとのブロックで⽰している。これは、航空交通システムの⾼度化の⽅向性を明⽰することにより、各国のシステム開発計画を整合させることを⽬的とした取組⼿法である。
9

図 4-2 ASBU の構成[6]ブロックアップグレードの概要
ASBU が規定する４分野は次のような目標を設定している。
（CO2、NOX など）の削減、騒⾳の軽減及び空港における安全性向上を⽬的としている。
具体策としては、空港内での航空機の効率的な誘導（出発待ち時間短縮）、滑⾛路利⽤の効率化（出発、到着間隔の縮⼩）、効率的な出発・到着⾶⾏経路の設定（市街地上空の⾶⾏回避）などが挙げられている。
MODULECAPABILITY
APTA

Airport accessibility

WAKE

Wake turbulence
separation

RSEQ

Runway sequencing

SURF

Surface operations

ACDM

Airport collaborativedecision-making

RATS

Remote ATS

REALIZEDOPERATIONAL
CONCEPT

FULL
AMAN/DMAN/SMANTARGETPERFORMANCEBENEFITAIRPORT OPERATIONSFF-ICE
図 4-3
Airport Operations 分野における運用コンセプトとパフォーマンスの向上[6]

FICE

DATM

Digital ATM
information

SWIM

System-wide information
management

AMET

Advanced

FULL FF-ICE

INTEROPERABLESYSTEMS & DATA「Globally Interoperable Systems and Data」分野では、航空機及び航空サービスに関連す
MET information
るすべての関係者（航空管制部⾨、空港会社、航空会社等）間での情報交換を⽬的とFRTO Free-route operations
し、そのためのシステム（SWIM:
System Wide Information Management他）構築に必要
NOPS

Network operations

ASUR

Alternative surveillance

ASEP

Airborne separation

OPFL

Optimum flight levels

ACAS

Airborne collision
avoidance systems

SNET

Safety nets

CDO

Continuous descentoperations

TBO

Trajectory-based
operationsとなる具体策を設定している。
COMPLEXITYMANAGEMENT

10

FULL

GLOBALLYCOLLABORATIVE ATM

AVIATION SYSTEM BLOCK UPGRADESAPPENDIX 2「Airport Operations (Greener Airports)」分野では、 空港及び空港周辺における排出ガス

APTA

Airport accessibility

WAKE

Wake turbulence
separation

RSEQ

Runway sequencing

SURF

Surface operations

ACDM

MODULE
Airportcollaborative
CAPABILITY
decision-making

RATS

Remote ATS

APTA

Airport accessibility

FICE
WAKE

Wake turbulence
FF-ICE
separation

RSEQ
DATM

MODULE
DigitalATM
Runwaysequencing
information
CAPABILITY

System-wide
information
Surface operations
management

APTA
ACDM
AMET

Airport accessibility
collaborative
Advanced
Airport
MET
information
decision-making
Wake turbulence
separation
Remote ATS

WAKE
RATS
FRTO
RSEQ

NOPS
FICE
SURF
ASUR
DATM
ACDM
ASEP
SWIM
RATS
OPFL

APPENDIX 2

FULL
AMAN/DMAN/SMANREALIZEDOPERATIONAL
CONCEPTAIRPORT OPERATIONSREALIZEDFULL
OPERATIONAL
FULL
FF-ICE
AMAN/DMAN/SMAN
CONCEPTTARGETPERFORMANCE
INTEROPERABLE
AIRPORT
OPERATIONSSYSTEMS& DATABENEFITTARGETPERFORMANCEBENEFITAPPENDIX 2

Free-route operations
Runway sequencing

図 4-4

TARGETPERFORMANCEBENEFIT

分野における運用コンセプトとパフォー
Globally Interoperable Systems and Data
FULL

Network
FF-ICE operations
Surface operations
Alternative surveillance
Digital ATM
Airport collaborative
information
decision-making
Airborne separation
System-wide information
management
RemoteOptimumATS
flight levels
Advanced
MET information
Airborne
collision
avoidance systems
FF-ICE

AMAN/DMAN/SMAN

AIRPORT OPERATIONSAPPENDIX 2

FULL FF-ICECOMPLEXITYMANAGEMENT

INTEROPERABLEGLOBALLYSYSTEMS& DATACOLLABORATIVEATM

マンスの向上[6]「Optimum
Capacity and Flexible Flights」分野では、航空機の性能を考慮した最適な発
AMET
ACAS

FICE
着間隔、管制間隔、柔軟な⾶⾏ルートの設定及び安全な⾶⾏を⽬的とした、航空交通
SNET
FRTO

Safetynets operations
Free-route
MODULE
Digital
ATM

CDO
SWIM
ASUR
APTA
AMET
TBO
ASEP

Continuous
descent
System-wide
information
operations
management
Alternative
surveillance
MODULEREALIZEDFULL FF-ICE
CONCEPTREALIZEDOPERATIONALCOMPLEXITYFULL
CONCEPT
MANAGEMENTTRAJECTORY-BASEDOPERATIONS
FULL
AMAN/DMAN/SMAN

DATM
システムの構築に必要となる具体策を設定している。
information
CAPABILITYOPERATIONAL
operations
NOPS Network

Airportaccessibility
CAPABILITY
Advanced
Trajectory-based
MET
information
Airborne
separation
operations
Wake turbulence
WAKE separation
OPFL Continuous
Optimum flightlevels
climb
CCO
APTA
Airportaccessibility
operations
FRTO
Free-route
operations
sequencing
RSEQ Runway
Airborne
collision
turbulence
ACAS Wake
avoidancesystems
WAKE
Remotelypilotedoperations
separation
NOPS
RPAS Network
aircraft operations
systems
SURF Surface
SNET
Safetynets
surveillance
Runway sequencing
RSEQ
ASUR Alternative
Airport collaborative
FULL
ACDM
decision-making
AMAN/DMAN/SMAN
Airborne
separation
ASEP
operations
SURF Surface
COMPLEXITY
Continuous
descent
CDO 6:
FigureThe ASBU
Modules converge over time on their target
operational
operations
RemoteATS
MANAGEMENT
RATS
OPFL Optimum
flight levels improvements
Airportcollaborative
concepts
and performance
ACDM
decision-making
Trajectory-based
TBO
Airborne
collision
operations
FULL
ACAS FF-ICE
avoidancesystems
FICE
Remote ATS
RATS
TRAJECTORY-BASED
Continuous climb
CCO
operations
OPERATIONSSNET Safety
nets
Digital ATM
DATM
FF-ICEFICE information
Remotely piloted
FULL FF-ICE
RPAS aircraft systems
System-wide
information
Continuous descentSWIM
CDO management
operations
Digital ATM
DATM
information
AMET Advanced
FULL FF-ICE
Trajectory-based
MET
information
TBO
System-wide
information
SWIM operations
FULL
Figure 6:management
The ASBU Modules converge over time on their target operational

図 4-5

TARGETPERFORMANCE
INTEROPERABLESYSTEMS& DATABENEFITTARGETPERFORMANCEGLOBALLY
BENEFITEFFICIENTCOLLABORATIVEATM
FLIGHT PATHSAIRPORT OPERATIONSAIRPORT OPERATIONSGLOBALLYCOLLABORATIVE ATM
EFFICIENT
FLIGHT PATHS

INTEROPERABLESYSTEMS & DATA
Optimum Capability and Flexible Flights 分野における運用コンセプトとパフォー

Continuous
climb
concepts
and performance
improvements
Advanced
CCO
FRTO
Free-route
AMET
operations operations
MET information

TRAJECTORY-BASEDOPERATIONSAPPENDIX 2

INTEROPERABLESYSTEMS & DATAEFFICIENTGANP 2016–2030
FLIGHT PATHS

operations
NOPS Network「Efficient
FlightRemotelypiloted Paths」分野では、空港周辺での待機時間短縮など、効率的な⾶⾏計画
RPAS
FRTO

aircraft systems
Free-route operations

ASEP

Airborne separation

ASUR Alternative surveillanceを策定するため、「時間軸を考慮した軌道ベース運⽤（4D-TBO
4D Trajectory based
NOPS Network operations

ASEP
ACAS
OPFL

Airborne separation
MODULE
Airborne
collision
avoidance systems
CAPABILITY
Optimum
flight levels

SNET
ACAS
APTA

Safety nets
Airborne collision
avoidance systems
Airport accessibility
Continuous
Safetyturbulencenets descent
Wake
operations
separation

TBO
RSEQ
CDO
SURF
CCO
TBO
ACDM
RPAS
CCO
RATS
RPAS

Trajectory-based
Runwaysequencing
Continuous
descent
operations
operations
Continuous
climb
Surface operations
operations
Trajectory-based
operations
Airport collaborative
Remotely piloted
decision-making
Continuous
climb
aircraftsystems
operations
Remote ATS
Remotely piloted
aircraft systems

図 4-6

45

COMPLEXITYGLOBALLYCOLLABORATIVE ATMCOMPLEXITYREALIZEDMANAGEMENTOPERATIONAL
CONCEPTGLOBALLYTARGET
COLLABORATIVEATMPERFORMANCEGANP 2016–2030
BENEFIT

45

FULL
FULL
TRAJECTORY-BASED
AMAN/DMAN/SMAN
OPERATIONSFULLTRAJECTORY-BASEDOPERATIONSEFFICIENTAIRPORT
OPERATIONS
GANP
2016–2030
FLIGHT
PATHS

45

Operations）」の実現に必要となる具体策を設定している。
Alternative
surveillance
ASUR 6:
FigureThe ASBU
Modules converge over time on their target
operational
MANAGEMENT
OPFL Optimum flight levels
concepts and performance improvements

AVIATION SYSTEM BLOCK UPGRADES

マンスの向上[6]

SNET
CDO
WAKE

AVIATION AVIATIONSYSTEM BLOCKUPGRADESSYSTEM
BLOCK UPGRADES

SURF
SWIM

REALIZEDOPERATIONAL
CONCEPTRADES
AVIATION SYSTEM BLOCKAVIATIONUPGRADESSYSTEM BLOCK UPGRADESAPPENDIX 2

MODULECAPABILITY

EFFICIENT
FLIGHT PATHS

Efficient Flight Paths 分野における運用コンセプトとパフォーマンスの向上[6]FigureThe ASBU Modules converge over time on their target operational
FICE 6:FF-ICE
concepts and performance improvements
Digital ATM

DATM 6: The ASBU Modules converge over time on their target operational
Figureinformation
FULL FF-ICE
concepts
and performance
System-wide
informationimprovements
SWIM

management

AMET

Advanced
MET information

FRTO

Free-route operations

NOPS

Network operations

ASUR

Alternative surveillance

INTEROPERABLESYSTEMS & DATA11GANP 2016–2030

45

5. 将来の航空交通管理
将来においては、従前の航空機に加えて、性能や⽬的の異なる様々な機体が⾶⾏することが予想され、より多様性に対応できる柔軟な空域管理が必要となるであろう。例えば、⾼⾼度においては⼤型無⼈航空機・超⾳速機・サブオービタル機、低⾼度においては⼩型無⼈航空機やアーバンエアモビリティ機等の考慮が必要となるであろう。
また、航空交通管理⾃体も⾼度化され、軌道ベース運⽤ (TBO: Trajectory BasedOperations)と呼ばれる航空交通管理が実現するであろう。
TBO とは、航空機同⼠の⼲渉や経済性等を考慮し、航空機の⾶⾏軌道を予め調整、決定した上で、当該軌道上を定められた時間どおりに⾶⾏するものであり、様々な施策の導⼊が必要となる。
⾼度化された航空交通管理を実現するためには、更なる技術の⾰新が前提となるが、将来における航空交通管理は、運航フェーズ毎に、下記のとおりと予想される。
5.1 【出発前】
出発前に、運航者は気象情報等運航に係る情報を収集し、⾶⾏効率や悪天域の回避等を考慮した運航者希望⾶⾏経路を作成する。
次に、運航者と管制サービスプロバイダ間で、⾶⾏経路、ウェイポイントの通過時刻
等の軌道調整が実施される。管制サービスプロバイダにおいては、交通流や巡航⾼度、
滑⾛路占有時間等を予測し、最適化された軌道が運航者側に提⽰される。これら、⾶⾏
軌道の調整は協調環境のための⾶⾏情報共有(FF-ICE: Flight and Flow Information for
Collaborative Environment) と呼ばれ、TBO を実現する上で重要な構成要素である。調整の実施には、航空交通情報共有基盤(SWIM)が⽤いられ、調整された軌道は航空⽤空港
⾯移動通信システム (AeroMACS: Aeronautical Mobile Airport Communications System)等の通信技術を⽤い、航空機側に伝送される。
航空機のブロックアウト、離陸時間は秒単位の誤差で管理され、後⽅乱気流の影響を鑑み出発順序付けが⾏われることになる。離陸時刻には出発空港の気象が⼤きな影響を与える場合があるため、積雪などの予測精度の向上も望まれる。その際、空港⾯管理(SMAN: Surface Management)、到着管理(AMAN: Arrival Management)、及び出発管理(DMAN: Departure Management)と呼ばれる技術を⽤いることによりブロックアウトの時
間と出発順序が最適化されている。SMAN を実現する上では、航空機の位置情報はもとより、グランドハンドリング⾞両等の位置情報の取得が不可⽋となるが、⾞両の位置については AeroMACS 等の通信技術を⽤いてリアルタイムで管制サービスプロバイダに送信される。
出発承認については、データリンクを⽤いた出発承認(DCL: Departure Clearance via
DataLink)が⾏われ、出発承認が発出された後の離陸滑⾛路の変更にも対応している。
また、コックピット内ではデータリンクによる地上⾛⾏経路に関する指⽰(D-TAXI:

12

Datalink TAXI)により離陸予定の滑⾛路までの経路が表⽰される。
5.2 【出発】
滑⾛路の末端まで移動した航空機は、管制塔からの離陸許可により離陸するが、管制塔からの離陸許可は AeroMACS を活⽤したインターネットプロトコルによる⾳声通信(VoIP: Voice over Internet Protocol)が⽤いられるようになる。
また、現在の運航において離陸した航空機は、到着機等との間隔確保のため、⽔平⾶
⾏を⾏うことがある。しかしながら、将来の航空交通においては、離陸許可を得た航空機は、継続的な上昇(CCO: Continuous Climb Operations)が可能となる。
管制圏を離れた航空機は、航空機上のフライトマネジメントシステム(FMS: Flight
Management System)に予め指定されたウェイポイントを指定された時間どおりに通過する。
5.3 【巡航】
離陸上昇した航空機は、⾼度化した FMS により⽬的地空港まで決められた軌道を⾶⾏する。
巡航中の航空機からは、航空機の状態や位置情報、各ウェイポイントの通過予想時刻
が地上にダウンリンクされる。
地上においては、航空機からのダウンリンク情報を基に随時、軌道の修正が⾏われ、
航空機側の有する軌道情報との同期が⾏われる。
⾶⾏中の全航空機からは上空の気象情報がリアルタイムで地上に伝送され、それらのデータは、航空機の最適軌道を算出するために利⽤される。
監視システムは、当該航空機のみならず様々な空域利⽤者の状態を即時に観測し、交通状況を把握する。
そして、これら交通状況や気象状況の変化等により、予定されていた軌道を変更する
必要が⽣じた場合、地上側において新しい経路を瞬時に計算し、航空管制官と運航乗務員の間のデータリンク(CPDLC: Controller-Pilot Data Link Communications)により航空機側に伝送される。
管制空域については、交通量に応じて空域の形状が変化する動的運⽤が⾏われ、⼀部の空域においてはフローコリドーと呼ばれる航空交通管理が導⼊される。
フローコリドーは TBO とは異なる概念の航空交通管理であり、⼀部特定の空域に適⽤される可能性がある。フローコリドー内の航空機は間隔を⾃律的に確保し、安全且つ効率的な運航を⾏う。
空域管理の⾼度化は重要であり、セクタレス管制に代表される新たな概念に基づく⼿法の導⼊も考えられる。また、無⼈航空機管理(UTM: UAS Traffic Management)など新たな航空交通管理の概念が検討されているところである。

13

将来においては、これらの新たな概念と既存の空域管理⼿法を融合させ、新しい空域管理に対応した通信基準や空域管理⼿法、情報提供サービスの検討が必要である。
5.4 【到着】
航空機の到着順序は、極⼒、先⾏機が発⽣させる後⽅乱気流が後続機へ影響が少なくなるよう戦略的に⾏われ(AMAN)、先⾏機との間隔は機上での監視情報によって⾃律的に間隔を確保できる(ASAS: Airborne Separation Assurance Systems)。
管制間隔については、発⽣する後⽅乱気流の強さに応じて Super Heavy, Heavy, Medium,
Light の四つのカテゴリーに分類されているが、これを細分化し、管制間隔を最適化することにより到着フェーズの航空機の処理を効率化する後⽅乱気流管制間隔の⾒直し(RECAT: Wake Turbulence Re-categorization)が国際的に導⼊されつつある。将来的には、
先⾏機と後続機の機種の組み合わせ毎に設定する等の更なる細分化や、気象条件に応じてそれらを動的に変化させた運⽤により空港容量の拡⼤を図るといったことが期待される。
ま た 、 空 港 へ の 進 ⼊ 経 路 に つ い て は 、 航 法 性 能 要 件 (RNP: Required Navigation
Performance) に 従 う ⾶ ⾏ か ら 地 上 型 衛 星 補 強 シ ス テ ム (GBAS: Ground-Based
Augmentation System) を⽤いた着陸を⾏うことにより、⽐較的⾃由な進⼊経路や同⼀滑⾛路に複数の着地点を設定した運⽤が可能となる。空港に向けた降下時には、⽔平⾶⾏
をほとんど⾏わず、エンジン推⼒を最⼩とした状態で降下(CDO: Continuous Descent
Operations)を⾏う。
これにより空港周辺の騒⾳軽減や滑⾛路の効率的な運⽤に寄与することが可能となる。

6. 電子航法研究所において実施する研究開発
上記 5.で述べたような、将来の航空交通システムを実現するためには実現しなければならない技術が数多く存在する。
電⼦航法研究所の新しい研究⻑期ビジョンにおいては、今後 20 年間の研究開発⽬標
として「空域の有効利⽤」及び「空港運⽤の効率化」を挙げるとともに「航空交通シス
テムの⾼度化に資する基盤技術」を３つの柱としている。
また、「空域の有効利⽤」については「運航の安全性・信頼性向上」と「空域運⽤の効率化」に便宜上分けてはいるものの、双⽅は同時に確⽴することが不可⽋である。
ここでは、「空域の有効利⽤」（運航の安全性・信頼性向上）及び、「空域の有効利⽤」（空域運⽤の効率化）、「空港運⽤の効率化」、「航空交通システムの⾼度化に資する基盤技術」と⼤きく 4 つのカテゴリーに分類し、現時点において研究開発を推し進めるべきであると思慮される要素技術について、主なものを下記のとおりとりまとめた。
また、電⼦航法研究所の新しい研究⻑期ビジョンのロードマップは別紙の通りである。

14

6.1 空域の有効利用に資する技術
運航の安全性・信頼性向上に係る技術
航空機の運航において最も重要なのは⾔うまでもなく安全性の確保である。
現在、航空機には航空機衝突防⽌装置(ACAS: Airborne Collision Avoidance System)が装備されており、航空機同⼠が接近するとパイロットに回避⾏動を促す。しかしながら、ACAS は最終段階の警告を発するシステムであり、現時点においても、また将来においても、航空管制官により航空機の間隔は常に監視されている必要がある。
将来においては、ドローンや無⼈航空機、超⾼⾼度を⾶⾏する機体が登場することが予想される。航空交通システムはそれらの新しい機体にも対応し、安全性を確保しなけ
ればならない。
そのため、航空管制官により監視が可能な、より⾼精度で広範囲、⾼⾼度まで監視できるシステムの研究開発が必要となるであろう。
さらに、新しく登場すると予想される航空機または無⼈航空機の中には、ATC トラ
ンスポンダを搭載せず、極めて⼩型の航空機または無⼈航空機が登場する可能性がある
ため、それらを監視するための新しい監視技術が求められると考える。
将来の航法システムについては衛星を⽤いたものが主流となるが、安定的な航法シス
テムを確⽴するためには、複数のコア衛星および周波数を利⽤することによる安全性・信頼性の向上が必要である。なお、我が国においては、単独システムで測位が可能となるコア衛星を有しないこともあり、衛星システムの利⽤が不可能となった場合に代替となる航法システム(APNT: Alternate Position, Navigation, and Timing）の構築が重要である。
（代表的な研究課題例）l

マルチコア･マルチ周波数(MCMF: Multi-Core, Multi-Frequency) 全地球測位システ
ム(GNSS: Global Navigation Satellite System)の利⽤技術（中期）
将来の航法システムは、衛星を⽤いた航法が主流となるが、安定的な航法システムを確⽴するためには、複数のコア衛星および周波数を利⽤することによる安全性・信頼性の向上が必要であり、そのための研究を実施して⾏く必要がある。

l

⾼⾼度監視能⼒の確保（中期）
将来、⾼⾼度を⾶⾏するサブオービタル機が⾶⾏することが予想される。そのため、従来の監視システムの能⼒を超える覆域、⾼度の監視技術についての研究を実施して⾏く必要がある。

l

⼩型⾶⾏物体に対する監視性能向上に関する研究（中期）昨今、⼩型無⼈航空機による空撮等が容易に⾏われるようになっているが、空港周辺で⼩型無⼈航空機が使⽤された場合、航空機にとっては⾮常に⼤きな脅威となる。
そのため、ATC トランスポンダを搭載せず、従来の 1 次監視レーダでは監視できない⼩型無⼈航空機等の⾶⾏物体を監視することが必要であり、そのための研究を実施して⾏く必要がある。

15

l

衝突回避技術の⾼度化（中期）
主に、有視界⾶⾏を⾏っている航空機や無⼈航空機による衝突を回避するため、ミ
リ波や画像認識等による先進技術による研究を実施して⾏く必要がある。

l

監視能⼒の多様化に係る技術開発（⻑期）エアライン機などの従来ユーザに加え、異なる⽬的・性能を持った空域利⽤者が増⼤し混在する環境下では、従来型の ATC トランスポンダに依存した監視技術のみ
ならず、多様なセンサを⽤いて監視対象の拡⼤を図る必要がある。併せて、処理すべき航空機数も増⼤するため、⾶躍的な監視容量の拡⼤も必要である。そのため、必要とされる監視性能に合わせたシステムの組み合わせ⽅や情報処理⼿法についての研究を実施して⾏く必要がある。

l

ロバスト性確保のための代替航法システム（短期〜⻑期）
将来の航空航法システムは衛星を活⽤したものが主となる。しかしながら、衛星航法のみに頼った場合、衛星システムの不具合等が発⽣した場合には、安定した航空
交通サービスの提供が困難となる。そのため、衛星システムの利⽤が不可となった
場合においても代替となる航法システム（APNT）の構築が必要であり、そのための研究を実施して⾏く必要がある。

l画像認識による航法システム（⻑期）遠い将来、安定した航空交通サービスを⽬的とし、画像認識を活⽤した航法システムの出現についても考えはじめられており、地上の地形等を認識し航法に活⽤する研究を実施して⾏く必要がある。
空域運用の効率化に係る技術
航空交通システムの将来においては、TBO が実施される。TBO は、予め軌道調整された最適な軌道を航空機が⾶⾏することにより、安全かつ効率的な航空機の運航を実現する運⽤である。
TBO を実現するためには、まず、ウェイポイントと呼ばれる地点に対する機上側と地上側の通過予測時刻を精度よく同期させる必要がある。
また、TBO を実施する上では、軌道を最適化するのはもちろん、交通流予測を⾼度化するとともに、軌道上に予測される悪天域を回避する必要がある。そのため、⾶⾏経路
上の気象情報の取得及び気象予報の⾼度化が重要となる。
また、それらを実現するためには、空地を結ぶ⾼速通信技術の⾼度化が不可⽋である。
航空管制業務については、TBO に対応する管制空域の最適化を⾏うとともに、セク
タレス管制についても視野に⼊れておく必要がある。
将来の航空交通システムにおいては、TBO 以外にもフローコリドーと呼ばれる概念の導⼊が考えられている。フローコリドーとは、決められた空域の中を同⼀⽅向に⾶⾏するというもので、航空機同⼠は⾃律的に間隔を確保するものである。

16

上記以外についても、無⼈航空機や超⾼⾼度を⾶⾏するサブオービタル機等様々な機
体の⾶⾏が予測されるところであるが、これらの動向を注視し、柔軟に研究計画を修正していくことが肝要である。
（代表的な研究課題例）
lウェイポイント通過時刻予測精度の向上（短期）TBO においては、地上及び機上におけるウェイポイント通過予測時刻を精度よく予測することが重要である。また、機上と地上において通過時刻を同期させることも重要であり、これらに係る技術を⾼精度化させる研究を実施して⾏く必要がある。

l

空対空監視能⼒の向上（短期）
空対空の監視システムは単に安全性を向上させるだけでなく、他の航空機の位置情報を把握することにより柔軟な⾼度変更を可能とする。特に、上空通過機が増加傾向にある我が国においては、効率的な運航を実現する上で空対空監視能⼒の向上に係る研究を実施して⾏く必要がある。

l

UTM に係る運航概念及び安全評価⼿法の開発（短期〜中期）
将来、無⼈航空機等様々な機体の⾶⾏が予測されるところであるが、それらの運⽤⼿法や航空交通管理システムに係る研究を実施して⾏く必要がある。また、無⼈航空機と有⼈航空機が混在する環境下においては、運航に係る新たな基準作りが必要になるため、経路設定等に係る安全性評価⼿法の研究についても実施して⾏く必要である。

l

気象情報の活⽤⾼度化（中期）
航空機の運航において、気象情報は重要な情報であり、⾶⾏経路上に悪天空域が存在する場合はその空域を回避する必要がある。正確な気象情報を⼊⼿し有効に活⽤することは、⾶⾏計画や TBO における軌道計算、交通流管理等にとって⾮常に重要であり、それらに係る研究を実施して⾏く必要がある。

l

地対空通信システム（中期）
将来の航空通信はデータ通信が主流となり、取り扱う情報も多岐に渡ると予想されるため、さらに⾼速⼤容量かつ安定した通信システムの研究を実施して⾏く必要がある。

l

TBO に対応した管制空域の最適化（中期〜⻑期）
TBO 導⼊の際においても、増⼤した航空交通量の安全性を確保するためには航空管制業務への負荷が増⼤するものと考えられる。そのため、航空交通量の多い⾼密
度空域や複雑な空域の交通を考慮し、管制空域の動的運⽤を含めた、空域の最適化を⾏う必要がある。また、⻑期的にはセクタレス運⽤の導⼊を考慮しつつ、航空局との⼗分な連携調整の上で研究を実施して⾏く必要がある。

l

TBO に係る軌道の最適化（中期〜⻑期）
将来、TBO 導⼊の際には、運航者が希望する最適な⾶⾏経路を実現し、悪天域を回17避した適切な⾶⾏軌道を設定する必要がある。また、交通流を考慮した効率の良い管制処理を実施するためには軌道の最適化が必要であり、そのための⼿法に係る研究を実施して⾏く必要がある。
l

フローコリドー導⼊に係る⾃律間隔確保技術（⻑期）フローコリドーの導⼊においては、⾃律間隔確保技術を確⽴し、安全性を航空機⾃ら担保する必要がある。そのため、機体側の装備はもとより、コリドー内の航空交通を最適化し、航空機同⼠の安全間隔を確保するための研究を実施して⾏く必要がある。

l

⾼⾼度（FL600 以上）、サブオービタル機および超⾳速機等新たな航空モードの登場に対応する空域利⽤の在り⽅（⻑期）
標記について、常に最新の動向を把握しつつ、⻑期的視野を持って研究を実施して⾏く必要がある。

6.2 空港運用の効率化に資する技術
⽇本の⾸都圏空港の離着陸回数は既に上限に達しており、これ以上の回数増については極めて困難な状況である。
しかしながら、⾸都圏空港への旺盛な需要を鑑み、可能な限り離着陸回数増に向けた研究開発を進めていくことが重要である。
具体的には、航空機の管制間隔の最適化、到着管理、空港⾯の交通管理や出発管理の研究開発により、円滑な空港運⽤はもとより、空港の離着陸回数増が期待される。これ
らの技術については、現在、開発途上であるため、今後、さらに研究開発を進めていく必要がある。
その他、リモートタワーを⽤いた震災対応や、空港運⽤を効率化させるための滑⾛路
異物監視システムを⽤いたランウェイチェックの省⼒化、GBAS を⽤いた着陸⽅式による経路下の騒⾳低減等の技術が期待されている。
また、データリンクによる出発管制承認の⾼度化や地上⾛⾏承認の導⼊が⾒込まれるが、それらに係る研究開発についても推進していくことが必要である。
（代表的な研究課題例）l

空港⾯の異物監視技術の⾼度化（短期）空港⾯異物監視システムによる空港⾯監視技術の⾼度化を計ることにより、ランウェイチェックや滑⾛路上の異物除去に要する時間が減少し、空港運⽤の効率化を実現することが可能になるため、それらに係る研究を実施して⾏く必要がある。

l

リモートタワー技術の⾼度化（短期）
遠隔業務⽀援技術を開発することにより、遠隔による航空交通管理業務や⼤規模震災によるバックアップシステムとして利⽤することが可能となるため、それらに係る研究を実施して⾏く必要がある。

18

l

空港⾯監視技術の⾼度化（短期）現 在 、 空 港 ⾯ の 監 視 技 術 は 空 港 ⾯ 監 視 レ ー ダ(ASDE: Airport Surface Detection
Equipment)に加えてマルチラテレーション(MLAT: Multilateration)の情報を補完しているが、将来の航空交通システムを導⼊に合わせて、更なる⾼精度、⾼信頼性の空
港⾯監視技術について研究を実施して⾏く必要がある。

l

柔軟な進⼊経路を構築するための技術開発（短期〜中期）
空港周辺における運航効率の向上、環境負荷の低減、空港容量の拡⼤を⽬的として、様々な進⼊、着陸⽅式の研究を実施して⾏くことが必要である。例としては、SBAS(Satellite-Based Augmentation System) を 活 ⽤ し た APV (Approach Procedures with
Vertical guidance)進⼊や、GBAS を活⽤した曲線精密進⼊等が挙げられる。

l

有⼈・無⼈航空機の混在環境における離着陸（中期）
将来的に有⼈・無⼈航空機が混在する環境になった場合、混在環境における離着陸については、何らかの新しい基準や技術が必要となるため、それらに係る研究を実施して⾏く必要がある。

l

空港⾯・出発管理の⾼度化(AMAN, SMAN, DMAN)（中期）
出発便の離陸時刻を⾼精度に予測し、到着便の着陸時刻と地上⾛⾏時間の予測をもとにした到着⾛⾏管理を⾏うことにより、空港⾯における交通流の輻輳を解消することが可能となる。効率性と定時性の⾼い空港運⽤を⾏うために、それらの研究を実施して⾏く必要がある。

l

空港⾯における通信システム（中期）
空港⾯における通信システムに関しては、現在、AeroMACS の利⽤が想定されているところである。しかしながら、将来、更なる情報の共有化が進むことが想定されるため、更に⾼速で⼤容量の通信が可能となるシステムに係る研究を実施して⾏く必要がある。

l

先進型地上航法システム（中期）
滑⾛路の視程不良時には，航空機は空港場⾯を移動することは困難である。GBASを⽤いることによって、スポットと滑⾛路間の誘導が可能となり，空港運⽤の効率性向上が期待されるため、それらに係る研究を実施して⾏く必要がある。

l

D-TAXI（中期〜⻑期）
D-TAXI は、スポットから滑⾛路端までのタキシング経路をデータや視覚情報によりパイロットに伝達するシステムである。D-TAXI を実装することにより、聞き間違いや⾔い間違いを防⽌するとともに、管制官とパイロットのワークロードの低減に資することが可能となるため、D-TAXI に係る研究を実施して⾏く必要がある。

l

DCL の⾼度化（中期〜⻑期）
現在実施されている DCL を⾼度化した場合、データリンクにより出発承認を発出するとともに、交通状況や気象状況の変化により離陸滑⾛路が変更された場合には、

19

データリンクにより航空機側に変更情報を発出することが可能となり、管制官とパイロットのワークロードの低減に資することができる。そのため、DCL に係る研究を実施して⾏く必要がある。
l

RECAT の⾼度化（⻑期）現在、航空機の後⽅乱気流の⼤きさに応じた管制間隔が定められているところであるが、この管制間隔を最適化することにより、空港における離着陸容量が増⼤することが期待されている。将来においては、空港周辺の気象条件を加味した上で、動的に管制間隔を変化させることが考えられており、そのための研究を実施して⾏く必要がある。

6.3 航空交通システムの高度化に資する基盤技術
将来の航空交通システムにおいては、TBO やフローコリドー、AMAN、DMAN、SMAN等の新しい運⽤コンセプトにより、より効率的な航空交通システムが実現される。
そのためには、それらを⽀える要素技術についても着実に研究開発を推進し、航空交通システムとして実装することが必要である。
代表的なものとしては SWIM と呼ばれる情報共有基盤が挙げられる。SWIM のコン
セプトは、航空会社や管制機関、グランドハンドリング会社をはじめ官公庁を含めたス
テークホルダー間で運航や⾶⾏計画等の情報を共有し、効率的な航空交通システムを構築しようというものである。
また、新しい運⽤コンセプトを⽤いたシステムを構築するためには、SWIM 以外にも無線通信に係る技術や運航の安全性に係る研究開発を進めて⾏く必要がある。
（代表的な研究課題例）l

航空機の安全性確保に係る技術（中期）
今後、新しい技術を⽤いた航空機が登場することが予想されるが、装備品等についても⾏政側の要請に応じ、安全性の検証等に貢献していくことが必要である。

l

シームレスな航空通信サービスの構築に係る技術（中期）
将来の航空無線通信システムは、複数の通信システムによって⾼速かつ⼤容量な通信サービスが実現される。しかしながら、これらのシステムをパイロットおよび管制官が意識することなく、機上において必要な情報が⼊⼿できるよう、シームレス
な通信サービスが提供されるよう、それらに係る研究を実施して⾏く必要がある。

l

無線関連基礎および応⽤技術（短期〜⻑期）
アンテナや電波伝搬等に係る無線関連技術については、基礎的ながら通信の基礎となる技術であるため、継続的に研究を実施して⾏く必要がある。
例として、フェーズドアレイアンテナやビームフォーミングなどのアンテナ関連技
術、電波伝搬に係るシミュレーション・伝搬測定・モデル化等の技術、電波資源の有効利⽤に資する技術等が挙げられる。

20

l

SWIM に係る技術（短期〜⻑期）
将来の航空交通システムにおいては情報の共有化が最も重要であり、TBO などの新しい運⽤⽅式を実現するため、SWIM という航空交通情報共有基盤が必要となる。
また、地上システム間での情報共有だけではなく、空地統合 SWIM の構築も求められている。SWIM は、航空機の運航に携わるすべてのステークホルダーの情報を共有し、より効率的な航空交通を実現しようという、謂わば、情報共有基盤である。
そのため、ICAO における航空情報、運航情報と気象情報などの標準化に対応し、運航効率化に必要なサービスが提供できる SWIM 構築に必要な関連技術について研究を実施して⾏く必要がある。

l

ATM パフォーマンスの研究（短期〜⻑期）
航空交通システムの⾼度化に係る各施策の実施に際しては、その効果の検証が必要となる。そのため、交通流の構造や特性の把握を⾏い、施策の導⼊が航空交通に及ぼす影響について適切な評価を可能とするための研究を実施して⾏く必要がある。

l

空地⾼速データリンク（⻑期）近い将来、VDL (VHF Data Link)を⽤いた航空管制、運航及び気象に関する情報共有等が実施される⾒通しである。しかしながら、今後、情報の共有化が進むにつれ、
更に⾼速かつ⼤容量な空対地⾼速通信システムが必要となると予想されるため、新しい空対地⾼速通信システムに係る研究を実施して⾏く必要がある。

l

航法システム基盤の⾼度化（⻑期）遠い将来、混雑空域での更なる安全性・効率性の向上を⽬指して、現在の気圧⾼度
ベースの運⽤から幾何⾼度ベースの運⽤に移⾏していく可能性がある。
ま た 、 GPS (Global Positioning System) の RAIM (Receiver Autonomous Integrity
Monitoring)予測の⾼度化や FL600 以上を⾶⾏するサブオービタル機等の運航の際には、電離圏情報等の利⽤も必要になる可能性がある。
それらをはじめとした、航法システムの基盤的な技術についても着実に研究を実施
して⾏く必要がある。

7. まとめ最近の社会状況変化、新たに明らかになった知⾒、技術等を反映するため、現在の研究⻑期ビジョンの⾒直しを⾏った。今回の⾒直しは、CARATS の進捗状況、2016 年 9
⽉発⾏の ICAO GANP をはじめ、2018 年 10 ⽉の AN-Conf/13 の議論を参考に⾒直しを実施したものである。しかしながら、改訂版の GANP については現在、ICAO 事務局で作成中と聞いており、CARATS についても改定予定とのことである。電⼦航法研究所の取り組むべき研究課題はとりまく社会状況等の変化に⼤きく左右されるため、研究⻑期
ビジョンの改訂は今後とも必要に応じて実施していく必要があると考える。

21

参考文献
[1] 電⼦航法研究所

研究⻑期ビジョン検討委員会,「電⼦航法研究所の研究⻑期ビジョン報告書」, 独⽴⾏政法⼈電⼦航法研究所，2008 年 7 ⽉[2] 電⼦航法研究所

研究⻑期ビジョン検討委員会,「電⼦航法研究所の研究⻑期ビジョ

ン(2011 年版)報告書」, 独⽴⾏政法⼈電⼦航法研究所，2011 年 3 ⽉[3] 電⼦航法研究所

研究⻑期ビジョン検討委員会,「電⼦航法研究所研究⻑期ビジョン

報告書」, 国⽴研究開発法⼈電⼦航法研究所，2015 年 5 ⽉[4] ICAO, "Global Air Navigation Plan," Document 9750 Fifth Edition, ICAO, 2016
https://www.icao.int/airnavigation/Documents/GANP-2016-interactive.pdf (2019/7/25 閲覧)[5] ICAO, "Global Air Traffic Management Operational Concept," Document 9854, ICAO, June2005
https://www.icao.int/Meetings/anconf12/Document%20Archive/9854_cons_en%5B1%5D.pdf(2019/7/25 閲覧)[6] ICAO, "The Aviation System Block Upgrade," AN-Conf/12 Working Document, ICAO, July
2016
https://www.icao.int/airnavigation/Documents/ASBU_2016-FINAL.pdf (2019/7/25 閲覧)[7] 将来の航空交通システムに関する研究会,「将来の航空交通システムに関する⻑期ビジョン」，国⼟交通省航空局，2010 年 9 ⽉
https://www.mlit.go.jp/common/000123890.pdf (2019/7/25 閲覧)[8] ICAO, "ICAO Safety Report (2018 Edition)," ICAO, 2018https://www.icao.int/safety/Documents/ICAO_SR_2018_30082018.pdf (2019/7/25 閲覧)[9] ICAO, "ICAO World Civil Aviation Report 2nd Edition," ICAO, 2017[10] Boeing, "Commercial Market Outlook 2019-2038," Boeing, 2019https://www.boeing.com/resources/boeingdotcom/commercial/market/commercial-marketoutlook/assets/downloads/cmo-2019-report-final.pdf (2019/7/25 閲覧)[11] AIRBUS, "Global Market Forecast 2018-2037," AIRBUS, 2018https://www.airbus.com/content/dam/corporate-topics/publications/media-day/GMF-20182037.pdf (2019/7/25 閲覧)[12] ⼀般財団法⼈⽇本航空機開発協会, 「⺠間航空機に関する市場予測 2019-2038」，
⼀般財団法⼈⽇本航空機開発協会，2019 年 3 ⽉
http://www.jadc.jp/files/topics/143_ext_01_0.pdf (2019/7/25 閲覧)[13] ICAO, "Global Air Navigation Plan Strategy," ICAO, 2019https://www4.icao.int/ganpportal/GanpDocument/

22(2019/7/25 閲覧)付録：電子航法研究所研究長期ビジョン検討委員会

委員名簿

委員⻑
研究統括監

松永 博英（2018.4〜2018.8)

特別研究主幹植⽊ 隆央（2018.9〜2019.6)

外部委員
国⽴⼤学法⼈東京⼤学 公共政策⼤学院 特任教授 渋武 容
国⽴研究開発法⼈宇宙航空研究開発機構 航空技術部⾨ 対外業務課⻑ 仲⽥ 貴⽂
国⼟交通省

航空局交通管制部交通管制企画課 管制技術調査官 本江 信夫

所内委員
航空交通管理領域

住⾕

美登⾥，森 亮太

航法システム領域

⽑塚

敦

監視通信領域

⾓張泰之，⼆ツ森 俊⼀

外部オブザーバー
株式会社レイメイ 宮津

義廣（委託調査等実施者）

事務局
研究統括監付
⼆ツ森

俊⼀（2018.4〜2018.6）

⾦⽥ 直樹（2018.7〜2019.6）

23

略語集
ACAS

Airborne Collision Avoidance System

AeroMACS

Aeronautical Mobile Airport Communications System

AIAA

American Institute of Aeronautics and Astronautics

AMAN

Arrival Management

ANC

Air Navigation Commission

AN-Conf/13

13th Air Navigation Conference

APNT

Alternate Position, Navigation, and Timing

APV

Approach Procedures with Vertical guidance

ASAS

Airborne Separation Assurance Systems

ASBU

Aviation System Block Upgrade

ASDE

Airport Surface Detection Equipment

ASK

Available Seat Kilometers

ATC

Air Traffic Control

ATM

Air Traffic Management

BBB

Basic Building Block

CARATS

Collaborative Actions for Renovation of Air Traffic Systems

CCO

Continuous Climb Operations

CDO

Continuous Descend Operations

CPDLC

Controller-Pilot Data Link Communications

D-TAXI

Datalink TAXI

DCL

Departure Clearance via DataLink

DMAN

Departure Management

ENRI

Electronic Navigation Research Institute

FAA

Federal Aviation Administration

FF-ICE

Flight and Flow Information for Collaborative Environment

FL

Flight Level

FMS

Flight Management System

GANP

Global Air Navigation PlanGASeP

Global Aviation Security PlanGASP

Global Aviation Safety PlanGATMOC

Global ATM Operational Concept

GBAS

Ground-Based Augmentation System

GDP

Gross Domestic Product

GNSS

Global Navigation Satellite System

GPS

Global Positioning System

24

ICAO

International Civil Aviation Organization

KPA

Key Performance Area

LCC

Low Cost Carrier

MCMF

Multi-Core, Multi-Frequency

MLAT

Multilateration

NextGenNext Generation Air Transportation System

RAIM

Receiver Autonomous Integrity Monitoring

RECAT

Wake Turbulence Re-categorization

RKP

Revenue Passenger Kilometers

RNP

Required Navigation Performance

RPAS

Remotely Piloted Aircraft Systems

RTK

Revenue Tonne Kilometres

SBAS

Satellite-Based Augmentation System

SESAR

Single European Sky ATM Research

SMAN

Surface Management

SWIM

System Wide Information Management

TBO

Trajectory Based Operations

UAS

Unmanned Aircraft System

UAV

Unmanned Aerial Vehicle

UTM

UAS Traffic Management

VoIP

Voice over Internet Protocol

VDL

VHF Data Link

25

電子航法研究所

研究長期ビジョンロードマップ
2020

別紙

2025

2031
MCMF GNSS 利用技術
衝突回避技術の高度化

運航の安全性・信頼性向上に係る研究開発

高高度監視能力の確保
画像認識による航法システム
ロバスト性確保のための代替航法システム
小型飛行物体に対する監視性能向上

空域の有効利用に資する研究開発

監視能力の多様化に係る技術開発
新たな航空モードに対応する空域利用

UTM空域における運航概念及び安全評価手法の開発

フローコリドー導入に係る自立間隔確保

TBOに対応した管制空域の最適化

空域運用の効率化に係る研究開発

軌道ベース運用に係る軌道の最適化
ポイント通過時刻予測精度向上
気象情報活用の高度化
空対空監視能力の向上
地対空通信システム

空港面の異物監視技術の高度化

空港面の監視技術の高度化

AMAN/SMAN/DMAN
リモートタワー高度化

空港運用の効率化

柔軟な進入経路を構築するための技術開発
空港面通信システム
先進型地上航法システム
D-TAXI, DCL 高度化

有人・無人機の混在環境離着陸
RECAT高度化
情報共有システムに係る技術
シームレスな航空通信

航空交通システムの高度化に資する
基盤技術

空地高速データリンク

航空機の安全性確保に係る技術
ATM パフォーマンス評価
無線関連基礎および応用技術

航法システム基盤の高度化

令和元年度令和元年 7 ⽉ 30 ⽇
編集兼発⾏⼈
発⾏所〒

電⼦航法研究所

研究⻑期ビジョン

発⾏
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
国⽴研究開発法⼈海上・港湾・航空技術研究所
電⼦航法研究所

182-0012
東京都調布市深⼤寺東町 7 丁⽬ 42 番 23
電話 0422-41-3168
ホームページ http://www.enri.go.jp/