JP4679500B2 - ADS-B ground station - Google Patents
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Description
本発明は、飛行中の航空機から発せられる放送型自動従属監視(ADS−B)信号に基づき、地上にてこれら航空機の監視情報を取得する放送型自動従属監視(ADS−B)地上局に関する。 The present invention relates to a broadcast-type automatic dependent monitoring (ADS-B) ground station that acquires monitoring information of these aircraft on the ground based on a broadcast-type automatic dependent monitoring (ADS-B) signal emitted from an aircraft in flight.
飛行中の航空機が自己の位置情報等を定期的に送信し、地上側ではこの情報を受信解読して航空機を実時間かつ連続的に監視する、放送型自動従属監視(Automatic Dependent Surveillance − Broadcast、以下、ADS−Bと表す)が知られている(例えば、非特許文献1参照。)。このADS−Bでは、航空機側から、自機の識別情報、GPS等により取得した位置情報、機上搭載の各種航法器材により取得した針路や速度などの航法情報等を含む、いわゆるADSデータと総称されるデータが、ADS−B信号として放送型のデータ通信手段を用いて定期的に送信され、地上側では、このADS−B信号を受信解読するだけで飛行中の航空機を監視するのに必要な位置情報等の各種情報を取得している。 Aircraft in flight regularly transmits its own location information, etc., and the ground side receives and decodes this information to monitor the aircraft in real time and continuously. (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast, Hereinafter, it is expressed as ADS-B) (for example, see Non-Patent Document 1). This ADS-B is a collective term for so-called ADS data including identification information of its own aircraft, position information acquired by GPS, navigation information such as courses and speeds acquired by various on-board navigation equipment from the aircraft side. Data is periodically transmitted as an ADS-B signal using a broadcast-type data communication means. On the ground side, it is necessary to monitor an aircraft in flight simply by receiving and decoding the ADS-B signal. Various information such as accurate location information is acquired.
また、機上からADS−B信号の送信に用いられる放送型のデータ通信手段としては、拡張スキッタ、VDL−4(VHF Digital Link mode4)、UAT(Universal Access Transceiver)といった方式が国際的に提案されているが、中でも拡張スキッタ方式が有望視されている(例えば、非特許文献2参照。)。これは、拡張スキッタ方式がSSR(Secondary Surveillance Radar)モードSと同一の周波数及び信号形式を用いるものであるため、すでに大型航空機に搭載されているモードSトランスポンダに機能付加することによって、このモードSトランスポンダを共用できることによる。 As broadcast-type data communication means used for transmitting ADS-B signals from the aircraft, systems such as an extended squitter, VDL-4 (VHF Digital Link mode 4), and UAT (Universal Access Transceiver) have been internationally proposed. However, the extended squitter method is particularly promising (see Non-Patent Document 2, for example). This is because the extended squitter method uses the same frequency and signal format as the SSR (Secondary Surveillance Radar) mode S. By adding a function to the mode S transponder already installed in a large aircraft, this mode S This is because the transponder can be shared.
従って、航空機側は拡張スキッタ方式に対応したモードSトランスポンダを用い、地上局側は受信及び解読のための比較的簡易な機器構成で、従来の航空管制レーダと同様な運用を実現できる可能性が見込まれることから、ADS−Bを用いたシステムは、増大する航空交通量に対処し航行の安全性を高めるための監視システムのひとつとして開発評価が進められている。 Therefore, there is a possibility that the aircraft side uses a mode S transponder corresponding to the extended squitter method, and the ground station side can realize the same operation as a conventional air traffic control radar with a relatively simple equipment configuration for reception and decoding. Since it is expected, the system using ADS-B is being developed and evaluated as one of the monitoring systems for dealing with the increasing air traffic volume and enhancing the safety of navigation.
航空機からのADS−B信号を地上側で受信し解読するADS−B地上局の事例を図6に示す。図6は、従来のADS−B地上局の構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 6 shows an example of an ADS-B ground station that receives and decodes an ADS-B signal from an aircraft on the ground side. FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional ADS-B ground station.
図6に示した事例では、このADS−B地上局は、航空機からのADS−B信号を受信する無指向性アンテナ61、受信したADS−B信号を受信処理する受信部62、受信処理後の信号からADS−Bデータを解読しその結果をADS−Bメッセージとして出力する信号処理部63、これらADS−Bメッセージを所定の形式に組み立て編集を行なって監視情報としてのADS−Bレポートを作成するメッセージ処理部64から構成されている。そして、航空機から送信されたADS−B信号は、このADS−B地上局で受信され、受信処理や解読処理等、一連の信号処理を経た後、監視用のADS−Bレポートに組み立てられ、例えば表示装置(図示せず)に表示、あるいは後段の機器に送出される。なお、このような従来のADS−B地上局の事例は、例えば特許文献1等に開示されている。
In the example shown in FIG. 6, the ADS-B ground station includes an
また、この特許文献1には、近年開発が進められているマルチラテレーション機能を持たせたADS−B地上局の事例も記述されている。マルチラテレーションにおいては、航空機からの信号を3箇所以上の地上局で同時に受信し、各局における受信時刻の差から航空機の位置情報を算出する。従って、マルチラテレーション機能を持たせたADS−B地上局では、上述したADS−Bレポートのみならず、機上からのデータに頼ることなく地上側にて独立に算出した航空機の位置情報も監視情報に加えられる。
In addition, this
なお、マルチラテレーションに関する調査・検討等については、例えば非特許文献3に示されている。
ところで、図6のように構成された従来のADS−B地上局では、監視のための情報入力は、すべて航空機から放送型データリンクで送信されるADS−B信号に頼っている。また、受信されたADS−B信号は、すべて飛行中の航空機から発せられた信号であるとして処理される。 By the way, in the conventional ADS-B ground station configured as shown in FIG. 6, all information input for monitoring relies on the ADS-B signal transmitted from the aircraft through the broadcast data link. In addition, all received ADS-B signals are processed as signals originating from an aircraft in flight.
しかしながら、受信された信号の中には、実際の航空機から発せられたものではないADS−B信号が含まれるおそれがある。すなわち、上記した放送型データリンクの仕様は国際的に標準化され、かつ一般に公開されているため、例えば虚偽の放送(スプーフィング)等を含む誤ったADS−B信号が発せられ、これを受信・解読処理してしまうという危険性を内在していた。 However, the received signal may include an ADS-B signal that does not originate from an actual aircraft. That is, since the specifications of the above-mentioned broadcast type data link are internationally standardized and publicly disclosed, an erroneous ADS-B signal including, for example, false broadcasting (spoofing) is generated and received / decoded. There was inherent danger of processing.
そして、このような誤ったADS−B信号が処理されてしまうと、この誤ターゲットと実ターゲットとが混在することになり、航空管制業務に甚大な混乱・被害をきたすことが予想される。このため、地上局側で取得したADS−B監視情報の信頼性をより向上させることが望まれていた。 If such an erroneous ADS-B signal is processed, the erroneous target and the actual target are mixed, and it is expected that the air traffic control business will be greatly disrupted and damaged. For this reason, it has been desired to further improve the reliability of the ADS-B monitoring information acquired on the ground station side.
一方、マルチラテレーション機能を持たせることによって、上述したように、すべてを機上からのデータに頼ることなく監視情報を取得することも可能である。しかしながら、この場合には、少なくとも3局以上のADS−B地上局で構成することが必須であり、加えて各局間の正確な時刻同期に基づくリアルタイム処理や高品質な通信回線等も必要となる。このため、局数の増加に伴って全体の設備規模が大きくなりコスト負担も増大することはもちろん、各地上局単局内においてもその構成が複雑化することが見込まれ、比較的簡易な設備構成により地上局を実現することが困難であった。 On the other hand, by providing a multilateration function, as described above, it is also possible to acquire monitoring information without relying on data from the machine as a whole. However, in this case, it is essential to configure at least three ADS-B ground stations, and in addition, real-time processing based on accurate time synchronization between the stations, high-quality communication lines, and the like are also required. . For this reason, as the number of stations increases, the overall facility scale increases and the cost burden increases, and it is expected that the configuration will be complicated within each ground station single station. It was difficult to realize a ground station.
本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、装置規模の増大を抑えつつ、取得したADS−B監視情報の信頼性を向上させたADS−B地上局を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an ADS-B ground station in which the reliability of acquired ADS-B monitoring information is improved while suppressing an increase in apparatus scale. And
上記目的を達成するために、本発明のADS−B地上局は、航空機からの放送型自動従属監視(Automatic Dependent Surveillance − Broadcast、以下、ADS−Bと表す)信号を地上にて受信し、この受信したADS−B信号から前記航空機に対する監視情報を取得するADS−B地上局において、前記航空機からのADS−B信号を受信しその解読結果に基づき前記航空機の識別情報及び位置情報を含むADS−Bレポートを作成するADS−Bレポート作成手段と、このADS−Bレポートに基づき、自局の監視覆域への新たな進入機に対しては時系列の位置情報を含むトラック情報を新たに作成しながら前記航空機毎に作成された当該機のトラック情報を更新するとともに、これら新たな進入機を含みトラック情報を作成済みの航空機に対して、自局から送信するモードS個別質問の送信実行時刻に達しているか否かの判定を行なうトラック情報管理手段と、このトラック情報管理手段での判定の結果、前記送信実行時刻に達している該当機がある場合には、この該当機の前記トラック情報に基づきこの該当機への所定のモードS個別質問を作成し所定の送信タイミングで送信するモードS質問送信手段と、このモードS個別質問に対する前記該当機からの応答をこの質問送信後の所定の時間幅内に受信してモードS応答メッセージを得るとともに、その受信タイミング及び前記送信タイミングに基づき前記該当機の距離情報を得るモードS応答処理手段と、前記トラック情報管理手段からの前記該当機のトラック情報と、前記モードS応答処理手段からの前記該当機のモードS応答メッセージ及びその距離情報とを比較し、両者が所定の条件で合致しない場合に前記該当機のトラック情報を棄却する比較判定手段とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the ADS-B ground station of the present invention receives a broadcast-type automatic dependent surveillance (hereinafter referred to as ADS-B) signal from an aircraft on the ground. In the ADS-B ground station that acquires monitoring information for the aircraft from the received ADS-B signal, the ADS-B receives the ADS-B signal from the aircraft and includes the identification information and position information of the aircraft based on the decoding result. Based on this ADS-B report creation means for creating a B report and new entry information to the monitored coverage area of its own station, track information including time-series position information is created based on this ADS-B report While updating the track information of the aircraft created for each aircraft, Track information management means for determining whether or not the transmission execution time of the mode S individual question transmitted from the own station has been reached for the aircraft including the approaching aircraft for which track information has been created, and the track information management means As a result of the determination, if there is a corresponding machine that has reached the transmission execution time, a predetermined mode S individual question is created for the corresponding machine based on the track information of the corresponding machine and transmitted at a predetermined transmission timing. Mode S question transmission means for receiving a response from the corresponding machine to the mode S individual question within a predetermined time width after the transmission of the question to obtain a mode S response message, and its reception timing and transmission timing Mode S response processing means for obtaining the distance information of the corresponding machine based on the track information, the track information of the corresponding machine from the track information management means, Comparing with the mode S response message of the corresponding machine from the mode S response processing means and its distance information, and comparing and judging means for rejecting the track information of the corresponding machine when both do not match under a predetermined condition It is characterized by that.
本発明によれば、装置規模の増大を抑えつつADS−B監視情報の信頼性を向上させたADS−B地上局を得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ADS-B ground station which improved the reliability of ADS-B monitoring information can be obtained, suppressing the increase in an apparatus scale.
以下に、本発明に係るADS−B地上局を実施するための最良の形態について、図1乃至図5を参照して説明する。 The best mode for carrying out the ADS-B ground station according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1は、本発明に係るADS−B地上局の第1の実施例の構成を示すブロック図である。本実施例においては、自局の監視覆域へ新たに進入した航空機があった場合の動作を中心に説明する。図1に例示したように、このADS−B地上局は、空中線部11、サーキュレータ12、受信部13、ADS−B信号処理部14、モードS信号処理部15、メッセージ処理部16、トラック情報管理部17、モードS質問作成部18、送信タイミング制御部19、送信部20、及び比較判定部21から構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of an ADS-B ground station according to the present invention. In the present embodiment, the operation when there is an aircraft newly entering the monitored coverage area of the own station will be mainly described. As illustrated in FIG. 1, the ADS-B ground station includes an antenna unit 11, a circulator 12, a
空中線部11は、例えば無指向性の空中線であり、ADS−B信号ならびにモードS個別質問信号及び応答信号を所定の周波数の高周波信号で航空機と授受する。サーキュレータ12は、空中線部11で受信した信号を受信部13に通過させるとともに、送信部20からの送信信号を空中線部11に通過させる。
The antenna unit 11 is, for example, an omnidirectional antenna, and exchanges an ADS-B signal, a mode S individual inquiry signal, and a response signal with a high-frequency signal having a predetermined frequency. The circulator 12 allows the signal received by the antenna unit 11 to pass through the
受信部13は、空中線部11で受信した航空機からのADS−B信号及びモードS個別応答信号に対して増幅、周波数変換、検波等の受信処理を施す。なお、ADS−B信号が拡張スキッタ方式の場合には、ADS−B信号とモードS個別応答信号とは同一の周波数及び信号形式を有しているので、これら2つの信号は、いずれもこの受信部13で共通に受信処理することができる。
The
ADS−B信号処理部14は、受信処理後のADS−B信号からADS−Bデータを解読し、その結果をADS−Bメッセージとして出力する。また、モードS信号処理部15は、受信処理後のモードS個別応答信号を解読しその結果をモードS応答メッセージとして出力する。加えて、モードS個別質問信号の送信タイミング及びその応答としてのモードS個別応答信号の受信タイミングに基づき、自局と対象機との距離情報としてのレンジ情報を取得する。質問送信後の所定の時間内にモードS個別応答信号が受信されなかった場合は、これらモードS応答メッセージ及びレンジ情報の内容は、その旨を示すものとしている。
The ADS-B
メッセージ処理部16は、ADS−B信号処理部14からのADSメッセージを所定の形式に組み立て編集を行ない、ADSレポートを作成する。作成されるADS−Bレポートの一例を図2に示す。この図2に示した事例では、1件のADSレポートは、ADS−B信号を受信した受信時刻、航空機の識別情報としてのディスクリート・ビーコン・コード(Discrete Beacon Code、以下、DBCと表す)、モードSアドレス、位置情報(3次元)としての緯度、経度、及び高度、飛行方位、ならびに飛行速度から構成されている。
The message processing unit 16 assembles and edits the ADS message from the ADS-B
トラック情報管理部17は、メッセージ処理部16からのADS−Bレポートに基づいて、該当機のトラック情報を作成または更新する。トラック情報は、航空機毎に作成されてトラック情報管理部17内に保持されている。トラック情報の保持されていない航空機のADS−Bレポートを受けとった場合には、この航空機を自局の監視覆域への新たな進入機として、この機に対するトラック情報を新たに作成する。 The track information management unit 17 creates or updates the track information of the corresponding machine based on the ADS-B report from the message processing unit 16. The track information is created for each aircraft and held in the track information management unit 17. When an ADS-B report of an aircraft that does not hold track information is received, the aircraft is newly created as a new approaching aircraft to the monitored coverage area of its own station, and track information for this aircraft is newly created.
このトラック情報には、航空機毎の位置情報が時系列に保存されており、その一例を図3に示す。この図3に示した事例では、トラック情報30は、ヘッダ部31及びトラック部32から構成されている。ヘッダ部31は、各トラック情報を識別するためのトラック番号に航空機のモードSアドレス及びDBCを対応づけ、これらに、自局からこの航空機に向けて送信するモードS個別質問の送信実行時刻である、モードS個別質問実行時刻を含めた構成としている。トラック部32には、ADS−Bレポート内の受信時刻と位置情報とが対をなして時系列に複数保存されている。
In this track information, position information for each aircraft is stored in time series, an example of which is shown in FIG. In the example shown in FIG. 3, the
また、トラック情報管理部17は、各トラック情報のヘッダ部31内のモードS個別質問実行時刻の判定を行ない、質問送信の実行時刻に達している航空機があれば、そのトラック情報をモードS質問作成部18、及び比較判定部21に通知するとともに、通知後にモードS個別質問実行時刻を更新する。本実施例においては、上記のトラック情報を新たに作成した進入機に対しては、その作成直後にモードS個別質問の送信実行時刻に達していると判定するものとしている。さらに、トラック情報管理部17は、後述する比較判定部21からの判定結果に基づき、保持しているトラック情報の中から該当するトラック情報を棄却する。
Further, the track information management unit 17 determines the mode S individual question execution time in the header portion 31 of each track information, and if there is an aircraft that has reached the execution time of the question transmission, the track information is indicated as the mode S question. In addition to notifying the creation unit 18 and the
モードS質問作成部18は、トラック情報管理部17から通知されたトラック情報に基づき、対象の航空機に向けた所定のモードS個別質問を作成する。本実施例においては、モードS個別質問として、対象機の識別情報としてのDBCを要求する個別質問(UF=5)を所定の質問フォーマットに従って作成する。送信タイミング制御部19は、このモードS個別質問の送信スケジューリングを行ない、所定の送信タイミングで送信部20に送出するとともに、その送信タイミングをモードS信号処理部15に通知する。送信部20は、これを高周波の送信信号に変換し、サーキュレータ12経由で空中線部11に送出する。
The mode S question creation unit 18 creates a predetermined mode S individual question for the target aircraft based on the track information notified from the track information management unit 17. In this embodiment, as the mode S individual question, an individual question (UF = 5) requesting DBC as identification information of the target machine is created according to a predetermined question format. The transmission
比較判定部21は、トラック情報管理部17からモードS個別質問送信時刻に達している航空機のトラック情報を、またモードS信号処理部15からこの機のモードS応答メッセージ及びレンジ情報をそれぞれ受けとって、両者を比較する。そして、所定の条件で両者が合致するか否かを判定し、その結果をトラック情報管理部17に通知する。本実施例においては、両者が合致していると判定する条件を、トラック情報ヘッダ部31内のDBCとモードS応答メッセージ内のDBCとが一致し、かつトラック部32内の最新の位置情報に基づき算出した対象機までの距離情報とモードS信号処理部15からのレンジ情報との差が、例えば観測誤差程度以内であることとしている。
The
なお、図1において、ADS−Bレポート作成手段には、空中線部11、サーキュレータ12、受信部13、ADS−B信号処理部14、及びメッセージ処理部16が該当する。トラック情報管理手段には、トラック情報管理部17が該当する。モードS質問送信手段には、モードS質問作成部18、送信タイミング制御部19、送信部20、サーキュレータ12、及び空中線部11が該当する。モードS応答処理手段には、空中線部11、サーキュレータ12、受信部13、及びモードS信号処理部15が該当する。比較判定手段には、比較判定部21及びトラック情報管理部17が該当する。
In FIG. 1, the antenna unit 11, the circulator 12, the receiving
次に、前出の図1乃至図3、及び図4のフローチャートを参照して、上述のように構成された本実施例のADS−B地上局の動作について説明する。なお、以下の説明においては、自局の監視覆域への新たな進入機があった場合の動作を中心に取りあげている。 Next, the operation of the ADS-B ground station of the present embodiment configured as described above will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 1 to 3 and FIG. In the following explanation, the operation when there is a new approaching aircraft to the monitored coverage area of the own station is mainly taken up.
図4は、本実施例の動作を説明するためのフローチャートである。まず、航空機からADS−B信号が送信されると(ST401)、このADS−B信号は空中線部11で受信され、サーキュレータ12を経由して受信部13に送られる。受信部13は、このADS−B信号に対して増幅、周波数変換、検波等の受信処理を施す。受信処理後の信号は、ADS−B信号処理部14に送出される(ST402)。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of this embodiment. First, when an ADS-B signal is transmitted from an aircraft (ST401), the ADS-B signal is received by the antenna unit 11 and sent to the receiving
ADS−B信号処理部14は、受信処理後のADS−B信号を解読しその結果をADS−Bメッセージとしてメッセージ処理部16に送り、メッセージ処理部16はこれを編集し、図2に例示したADS−Bレポートを作成する。作成されたADS−Bレポートは、トラック情報管理部17に送出される(ST403)。
The ADS-B
トラック情報管理部17は、このADS−Bレポートを受けとると、受けとったADS−Bレポート内のモードSアドレス及びDBCを有するトラック情報が既に保持されているか否かを検定する(ST404)。その結果、保持されている場合には、このADS−Bレポートは新たな進入機からのものではないと判定し(ST404のN)、既に図3に例示した形式で保持されているトラック情報30内のトラック部32に、所定内容を追記することによって該当するトラック情報を更新し、このADS−Bレポートを後段に出力する(ST405)。
When receiving the ADS-B report, the track information management unit 17 verifies whether or not the track information having the mode S address and DBC in the received ADS-B report is already held (ST404). As a result, if it is held, it is determined that this ADS-B report is not from a new approaching aircraft (N in ST404), and the
一方、保持されていない場合には、このADS−Bレポートを自局の監視覆域へ新たに進入した航空機からのものと判定し(ST404のY)、このADS−Bレポートに基づき図3に例示した形式の新たなトラック情報30を作成する。すなわち、この新たなトラック情報は、ヘッダ部31内に新たなトラック番号を有し、モードSアドレス及びDBC、ならびにトラック部32にはADS−Bレポート内の該当する内容が書き込まれる(ST406)。
On the other hand, if the ADS-B report is not held, it is determined that the ADS-B report is from an aircraft that has newly entered the surveillance coverage area of its own station (Y in ST404), and based on this ADS-B report, FIG.
さらに、トラック情報管理部17は、このような新たな進入機に対しては、ヘッダ部31内のモードS個別質問実行時刻に、例えば現在時刻を設定するなど、自局からこの航空機に向けたモードS個別質問の送信実行時刻に達している旨の判定が行える時刻の設定を行なうことによって自ら実行時刻に達していると判定し、モードS個別質問の実行対象機とする。そして、対象となった航空機(この場合は新たな進入機)のトラック情報がモードS質問作成部18に通知されるとともに、後の判定に備えて比較判定部21にも通知される(S407)。
Further, the track information management unit 17 directs the aircraft from this station to this aircraft, for example, by setting the current time as the mode S individual question execution time in the header unit 31 for such a new approaching aircraft. By setting a time at which it can be determined that the transmission execution time of the mode S individual question has been reached, it is determined that the execution time has been reached by itself, and the mode S individual question is executed. Then, the track information of the target aircraft (in this case, a new approach aircraft) is notified to the mode S question creation unit 18 and also to the
モードS質問作成部18は、トラック情報管理部17からトラック情報が通知されると、このトラック情報内に保持されているモードSアドレスを有する航空機に対してDBCを要求するモードS個別質問(UF=5)を、所定の質問フォーマットに従い作成する(ST408)。作成された個別質問は、送信タイミング制御部19に送られ、送信スケジューリングされた後、所定のタイミングで送信部20から高周波のモードS個別質問信号となって、空中線部11から放射される(ST409)。
When the track information is notified from the track information management unit 17, the mode S question creating unit 18 requests the mode S individual question (UF) for requesting the DBC to the aircraft having the mode S address held in the track information. = 5) is created according to a predetermined question format (ST408). The created individual question is sent to the transmission
この後、モードS個別質問信号を受信した対象機から、モードS個別応答信号が送信される(S410)。このモードS個別応答信号は空中線部11で受信され、ST402のステップと同様に受信部13にて受信処理され、モードS信号処理部15に送出される(ST411)。モードS信号処理部15は、まず、このモードS個別応答信号が、質問送信リトライ時間を含む所定の時間内の応答であることを判定後、次の信号処理を行なう(ST412のY)。
Thereafter, a mode S individual response signal is transmitted from the target machine that has received the mode S individual question signal (S410). This mode S individual response signal is received by the antenna unit 11, received in the receiving
すなわち、モードS個別応答信号は、所定のフォーマットにコード化されており、モードS信号処理部15は、受信部13から受信処理後のモードS個別応答信号をデコードし、モードS応答メッセージを得る。本実施例においては、対象機に対してDBCを要求するモードS個別質問(UF=5)行ない、その応答信号(DF=5)を処理しているので、処理後のモードS応答メッセージ中には、対象機のDBCが含まれる。加えて、送信タイミング制御部19からのモードS個別質問信号の送信タイミングとこのモードS個別応答信号の受信タイミングとの時間差に基づいて、自局と対象機とのレンジ情報を取得する。そして、上記したDBCを含むモードS応答メッセージ及びレンジ情報は、比較判定部21に送出される(ST413)。
That is, the mode S individual response signal is encoded in a predetermined format, and the mode S
比較判定部21は、モードS信号処理部15からのこれらモードS応答メッセージ及びレンジ情報と、ST407のステップにおいてトラック情報管理部17から通知されたトラック情報とを比較し、両者が合致するか否かを判定する。すなわち、この判定により、新たなトラック情報を作成する源となったADS−B信号を発した航空機と、モードS個別質問に応答した航空機とが同一の実ターゲットであるか否かが判定される。
The comparison /
本実施例においては、この判定にあたって、まず、モードS応答メッセージ内のDBCとトラック情報のヘッダ部31内のDBCとを比較し、一致するか否かを判定する。次に、トラック情報のトラック部32内に保存された最新の航空機の位置情報に基づいて、自局からこの航空機までの距離を算出し、その算出結果とモードS信号処理部15からのレンジ情報とが、例えば処理時間と観測誤差に起因する程度の所定範囲内の差で一致するか否かを判定する。(ST414)。
In this embodiment, in making this determination, first, the DBC in the mode S response message is compared with the DBC in the header portion 31 of the track information to determine whether or not they match. Next, based on the latest aircraft position information stored in the
これら2つの判定の結果、いずれもが真である場合に、上記した両者が合致したものとする。すなわち、ADS−B信号を発した航空機とモードS個別質問に応答した航空機とが同一の実ターゲットであると判定される。そして、その判定結果は、比較判定部21からトラック情報管理部17に通知される(ST414のY)。
As a result of these two determinations, if both are true, it is assumed that the above two match. That is, it is determined that the aircraft that issued the ADS-B signal and the aircraft that responded to the mode S individual question are the same actual target. Then, the determination result is notified from the comparison /
トラック情報管理部17は、この比較判定部21からの通知を受けとると、ST406のステップで新たに作成したトラック情報が、実ターゲットと判定された新たな進入機のものであるとして、このトラック情報を引き続き内部に保持し更新に備えるとともに、当該ADS−Bレポートを後段の機器等に出力する(ST415)。そして、これ以降、あらかじめ設定された、例えば数分間隔程度の所定の時間間隔毎にこの航空機に対してモードS個別質問が発せられるように、トラック情報のヘッダ部31内にあるモードS個別質問実行時刻を更新する(ST416)。
Upon receipt of the notification from the comparison /
一方、ST414のステップでの2つの判定の結果、いずれか一方が真でない場合は実ターゲットが存在するとは判定されない(ST414のN)。加えて、自局からのモードS個別質問信号に対して、無応答の場合も含めて所定の時間内に応答がない場合も(ST412のN)、実ターゲットが存在するとは判定されない。従って、トラック情報管理部17は、これらの判定結果を比較判定部21から受けとった場合には、ST406のステップで新たに作成したトラック情報及び当該ADS−Bレポートを棄却する(ST417)。
On the other hand, if one of the results of the two determinations in step ST414 is not true, it is not determined that an actual target exists (N in ST414). In addition, when there is no response to the mode S individual question signal from the own station within a predetermined time including the case of no response (N in ST412), it is not determined that an actual target exists. Therefore, when the track information management unit 17 receives these determination results from the
このようにして取得されたトラック情報及びADS−Bレポートは、監視情報として、例えば自局内の表示装置(図示せず)に表示、あるいは後段の機器に送出される。そして、上述した一連の動作は、動作の終了が指示されるまで継続される(ST418)。 The track information and the ADS-B report acquired in this way are displayed as monitoring information on, for example, a display device (not shown) in the own station or sent to a subsequent device. The series of operations described above continues until an instruction to end the operation is given (ST418).
以上説明したように、本実施例においては、受信したADS−B信号に基づきトラック情報を新たに作成した航空機に対して、このトラック情報の作成直後にDBCを要求するモードS個別質問を行ない、その応答信号を受信解読後、この新たに作成したトラック情報内とモードS個別応答内のそれぞれのDBC、及び距離情報が合致するか否かを判定している。そして、これらが合致した場合には、ADS−B信号を発した航空機とモードS個別質問に応答した航空機とが同一の航空機であるとしてこれを実ターゲットとして扱い、ADS−Bレポートを後段の機器に出力するとともにこの新たに作成したトラック情報を継続して保持している。一方、これらが合致しない場合には誤ターゲットとし、この新たに作成したトラック情報及びADS−Bレポートを棄却している。 As described above, in this embodiment, a mode S individual question for requesting DBC is made immediately after the creation of the track information, with respect to the aircraft in which the track information is newly created based on the received ADS-B signal. After receiving and decoding the response signal, it is determined whether or not the DBC and the distance information in the newly created track information and the mode S individual response match. If they match, it is assumed that the aircraft that issued the ADS-B signal and the aircraft that responded to the mode S individual question are the same aircraft, and this is treated as an actual target. And the newly created track information is continuously held. On the other hand, if they do not match, it is determined as an erroneous target, and the newly created track information and ADS-B report are rejected.
従って、自局の監視覆域への進入機のADS−B監視情報を取得するにあたり、誤ターゲットからと判断されたものを棄却し、実ターゲットからと判断されたADS−B監視情報を継続して保持しているので、誤ターゲットの混在を減らすことができ、取得したADS−B監視情報の信頼性及び安全性を向上させることができる。 Therefore, in acquiring the ADS-B monitoring information of the approaching aircraft to the monitored coverage area of the local station, the ADS-B monitoring information determined to be from the actual target is discontinued and the ADS-B monitoring information determined to be from the actual target is continued. Therefore, the mixture of erroneous targets can be reduced, and the reliability and safety of the acquired ADS-B monitoring information can be improved.
また、本実施例においてはモードSを用いた質問及び応答処理を行なっているので、そのための送受信系及び空中線系を必要とするが、モードS個別質問とその応答のみの利用である。このため、例えばモードSレーダのような、大型の指向性アンテナやサイドローブ抑圧送信系等を必要としない。さらに、拡張スキッタ方式を用いることによって、ADS−B信号の受信処理とモードS応答信号の受信処理とを共通化することができるので、装置の規模を増大させることなく、比較的簡易な装置構成で実現することができる。 In this embodiment, since the question and response process using the mode S is performed, a transmission / reception system and an antenna system are required for this, but only the mode S individual question and its response are used. For this reason, a large directional antenna, a sidelobe suppression transmission system, etc. like a mode S radar are not required, for example. Furthermore, by using the extended squitter method, the ADS-B signal reception process and the mode S response signal reception process can be shared, so that the apparatus configuration is relatively simple without increasing the scale of the apparatus. Can be realized.
図5は、本発明のADS−B地上局の第2の実施例の動作を説明するためのフローチャートである。この第2の実施例について、図1乃至図4に示す第1の実施例の各部と同一の部分は同一の符号で示し、その説明は省略する。この第2の実施例が第1の実施例と異なる点は、トラック情報管理部17にてトラック情報を管理する中で、モードS個別質問を行なう対象の航空機を、第1の実施例では、新たにトラック情報が作成された航空機とし、またその質問送信タイミングをトラック情報が新たに作成された直後としたのに対し、第2の実施例では、既にトラック情報が作成されている航空機を対象として所定の時間間隔でモードS個別質問を送信するようにした点である。以下、図1乃至図5を参照してその相違点のみを説明する。 FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the second embodiment of the ADS-B ground station of the present invention. In the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the track information management unit 17 manages the track information. In contrast to the aircraft in which track information has been newly created and the question transmission timing immediately after the creation of track information, the second embodiment targets aircraft in which track information has already been created. The mode S individual question is transmitted at a predetermined time interval. Hereinafter, only the difference will be described with reference to FIGS.
この第2の実施例のADS−B地上局も、第1の実施例と同様に、図1に例示したブロック図により構成される。 Similarly to the first embodiment, the ADS-B ground station of the second embodiment is also configured by the block diagram illustrated in FIG.
次に、図5のフローチャートを参照して、その動作を説明する。まず、航空機からのADS−B信号により対応するトラック情報が時系列に更新されるとともに、ADS−Bレポートが後段の機器等に出力される。この動作は、例えば、第1の実施例の図4におけるST401〜ST405のステップの一連の動作と同様のものである(ST51)。トラック情報管理部17は、内部に保持している作成済みの各トラック情報内のモードS個別質問実行時刻を参照し(ST52)、質問送信の実行時刻に達している航空機があるか否かを判定する(ST53)。 Next, the operation will be described with reference to the flowchart of FIG. First, corresponding track information is updated in time series by an ADS-B signal from an aircraft, and an ADS-B report is output to a subsequent device or the like. This operation is, for example, the same as the series of operations in steps ST401 to ST405 in FIG. 4 of the first embodiment (ST51). The track information management unit 17 refers to the mode S individual question execution time in each created track information held inside (ST52), and determines whether there is an aircraft that has reached the execution time of the question transmission. Determine (ST53).
判定の結果、該当する航空機がない場合には、ST51のステップからの動作が繰り返される(ST53のN)。一方、実行時刻に達している航空機がある場合には、トラック情報管理部17は、対象の航空機のトラック情報をモードS質問作成部18、及び比較判定部21に通知する(ST53のY)。
As a result of the determination, if there is no corresponding aircraft, the operation from step ST51 is repeated (N in ST53). On the other hand, when there is an aircraft that has reached the execution time, the track information management unit 17 notifies the mode S question creation unit 18 and the
この後は、図4におけるST408〜ST414のステップと同様の一連の動作を行なう。すなわち、DBCを要求するモードS個別質問(UF=5)を作成して対象機へ送信し、所定の応答時間幅の中で対象機からモードS個別応答信号(DF=5)を受信してそのモードSメッセージ及びレンジ情報を得る(ST408〜ST413)。 Thereafter, a series of operations similar to those in steps ST408 to ST414 in FIG. 4 are performed. That is, a mode S individual question (UF = 5) requesting DBC is generated and transmitted to the target machine, and a mode S individual response signal (DF = 5) is received from the target machine within a predetermined response time width. The mode S message and range information are obtained (ST408 to ST413).
これに続けて、比較判定部21は、これらモードSメッセージ及びレンジ情報と、ST53のYのステップでトラック情報管理部17から通知されたトラック情報とを比較し、両者が合致するか否かを判定する。本実施例においては、第1の実施例と同様にDBCの一致の判定を行なうとともに、距離情報については、トラック情報から算出した航空機までの最新の距離情報とST413のステップで得たレンジ情報とが、これらを算出・取得した時刻の差及び観測誤差に起因する程度の所定範囲内の差で一致するかを判定する(ST54)。
Subsequently, the comparison /
これら2つの判定がいずれも真である場合には、該当するトラック情報とモードS応答及びレンジ情報とが合致したものとする。すなわち、このステップで比較の対象としたトラック情報に対応する実ターゲットが存在し移動中であると判定され、その判定結果がトラック情報管理部17に通知される(ST54のY)。 If these two determinations are both true, it is assumed that the corresponding track information matches the mode S response and range information. That is, in this step, it is determined that there is an actual target corresponding to the track information to be compared and is moving, and the determination result is notified to the track information management unit 17 (Y in ST54).
トラック情報管理部17は、この比較判定部21からの通知を受けとると、該当するトラック情報が実ターゲットに対応しているものとして引き続き保持するとともに、以降もこの航空機に対して所定の時間間隔でモードS個別質問が発せられるように、トラック情報のヘッダ部31内にあるモードS個別質問実行時刻を更新し、当該ADS−Bレポートを後段の機器等に出力する(ST55)。
Upon receipt of the notification from the comparison /
一方、ST54のステップでの2つの判定の結果、いずれか一方が真でない場合、及びST411のステップでモードS個別質問信号に対して所定の時間内に応答がない場合は、該当のトラック情報に対応する実ターゲットが存在するとは判定されない(ST54のN及びST411のN)。従って、トラック情報管理部17は、比較判定部21からこのような判定結果を受けとった場合には、該当するトラック情報の保持をやめてADS−Bレポートとともに棄却し、この旨を後段の機器等に通知する(ST56)。
On the other hand, if one of the results of the two determinations in step ST54 is not true, and if there is no response within a predetermined time to the mode S individual question signal in step ST411, the corresponding track information is displayed. It is not determined that the corresponding real target exists (N in ST54 and N in ST411). Therefore, when receiving such a determination result from the
以上説明したように、本実施例においては、受信したADS−B信号に基づきトラック情報を作成済みの航空機に対して所定の時間間隔でDBCを要求するモードS個別質問を行ない、その応答信号を受信解読後、トラック情報内とモードS個別応答内のそれぞれのDBC、及び距離情報が合致するか否かを判定している。そして、これらが合致した場合には、対象の航空機が移動中の実ターゲットとして扱い、トラック情報を継続して保持するとともに、モードS個別質問の実行時刻を更新している。一方、これらが合致しない場合には誤ターゲットとし、該当するトラック情報を棄却している。 As described above, in the present embodiment, a mode S individual question for requesting DBC at a predetermined time interval is made to an aircraft for which track information has been created based on the received ADS-B signal, and the response signal is sent. After receiving and decoding, it is determined whether or not the DBC and the distance information in the track information and the mode S individual response match. If they match, the target aircraft is handled as a moving target, the track information is continuously held, and the execution time of the mode S individual question is updated. On the other hand, if these do not match, the target is wrong and the corresponding track information is rejected.
従って、自局の監視覆域の航空機のADS−B監視情報を取得するにあたり、誤ターゲットと判断されたものを棄却し、実ターゲットかつ移動中と判断されたADS−B監視情報を継続して保持しているので、誤ターゲットの混在を減らすことができ、ADS−B監視情報の信頼性及び安全性を向上させることができる。 Therefore, when acquiring the ADS-B monitoring information of the aircraft in the monitored coverage area of the local station, the ADS-B monitoring information determined to be an actual target and moving is rejected while the one determined to be an erroneous target is rejected. Since it is held, the mixture of erroneous targets can be reduced, and the reliability and safety of the ADS-B monitoring information can be improved.
また、第1の実施例と同様の装置構成により実現することができ、装置の規模を増大させることなく、比較的簡易な装置構成とすることができる。 Further, it can be realized by the same device configuration as that of the first embodiment, and a relatively simple device configuration can be achieved without increasing the scale of the device.
なお、本発明は、上述した実施例のそのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素及びそれらの組み合わせを種々に変形して具体化することができる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by variously modifying the components and combinations thereof without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
11 空中線部
12 サーキュレータ
13 受信部
14 ADS−B信号処理部
15 モードS信号処理部
16 メッセージ処理部
17 トラック情報管理部
18 モードS質問作成部
19 送信タイミング制御部
20 送信部
21 比較判定部
30 トラック情報
31 ヘッダ部
32 トラック部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Antenna part 12
Claims (5)
前記航空機からのADS−B信号を受信しその解読結果に基づき前記航空機の識別情報及び位置情報を含むADS−Bレポートを作成するADS−Bレポート作成手段と、
このADS−Bレポートに基づき、自局の監視覆域への新たな進入機に対しては時系列の位置情報を含むトラック情報を新たに作成しながら前記航空機毎に作成された当該機のトラック情報を更新するとともに、これら新たな進入機を含みトラック情報を作成済みの航空機に対して、自局から送信するモードS個別質問の送信実行時刻に達しているか否かの判定を行なうトラック情報管理手段と、
このトラック情報管理手段での判定の結果、前記送信実行時刻に達している該当機がある場合には、この該当機の前記トラック情報に基づきこの該当機への所定のモードS個別質問を作成し所定の送信タイミングで送信するモードS質問送信手段と、
このモードS個別質問に対する前記該当機からの応答をこの質問送信後の所定の時間幅内に受信してモードS応答メッセージを得るとともに、その受信タイミング及び前記送信タイミングに基づき前記該当機の距離情報を得るモードS応答処理手段と、
前記トラック情報管理手段からの前記該当機のトラック情報と、前記モードS応答処理手段からの前記該当機のモードS応答メッセージ及びその距離情報とを比較し、両者が所定の条件で合致しない場合に前記該当機のトラック情報を棄却する比較判定手段と
を備えたことを特徴とするADS−B地上局。 ADS-B that receives broadcast-type automatic dependent monitoring (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast, hereinafter referred to as ADS-B) signal from the aircraft and acquires monitoring information for the aircraft from the received ADS-B signal In the ground station,
ADS-B report creating means for receiving an ADS-B signal from the aircraft and creating an ADS-B report including identification information and position information of the aircraft based on the decoding result;
Based on this ADS-B report, for the new approaching aircraft to the monitored coverage area of its own station, while creating new track information including time-series position information, the track of the aircraft created for each aircraft Track information management for updating information and determining whether or not the transmission execution time of the mode S individual question transmitted from the own station has been reached with respect to the aircraft including the new approaching aircraft for which track information has been created Means,
As a result of the determination by the track information management means, if there is a corresponding machine that has reached the transmission execution time, a predetermined mode S individual question for the corresponding machine is created based on the track information of the corresponding machine. Mode S question transmission means for transmitting at a predetermined transmission timing;
A response to the mode S individual question from the corresponding machine is received within a predetermined time width after the transmission of the question to obtain a mode S response message, and the distance information of the corresponding machine based on the reception timing and the transmission timing Mode S response processing means for obtaining
The track information of the corresponding machine from the track information management means is compared with the mode S response message and distance information of the relevant machine from the mode S response processing means, and when both do not match under a predetermined condition An ADS-B ground station comprising comparison judgment means for rejecting the track information of the corresponding aircraft.
前記比較判定手段における所定の条件は、前記該当機のトラック情報内の識別情報と、前記該当機からのモードS応答メッセージ内の識別情報とが一致し、かつ
前記該当機のトラック情報内の最新の位置情報に基づき算出した自局から前記該当機までの距離情報と前記モードS応答処理手段からの距離情報との差が所定の範囲以内としたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のADS−B地上局。 The predetermined mode S individual question created in the mode S question transmission means is a question requesting identification information of the corresponding machine,
The predetermined condition in the comparison / determination means is that the identification information in the track information of the corresponding machine matches the identification information in the mode S response message from the corresponding machine, and the latest information in the track information of the corresponding machine. The difference between the distance information from the own station calculated based on the position information of the mobile station and the distance information from the mode S response processing means is within a predetermined range. The ADS-B ground station according to any one of the above.
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