JP2000155900A - 航空管制における地上衝突予測方法および装置並びにコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
航空管制における地上衝突予測方法および装置並びにコンピュータ読み取り可能な記録媒体Info
- Publication number
- JP2000155900A JP2000155900A JP10331788A JP33178898A JP2000155900A JP 2000155900 A JP2000155900 A JP 2000155900A JP 10331788 A JP10331788 A JP 10331788A JP 33178898 A JP33178898 A JP 33178898A JP 2000155900 A JP2000155900 A JP 2000155900A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aircraft
- vector
- data
- altitude data
- predicted
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Traffic Control Systems (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 実際の地形に則した地上衝突予測を行うこと
ができ、かつ短い処理時間で航空機の地上への接近およ
び衝突を確実に予測することができる航空管制における
地上衝突予測方法および装置並びにコンピュータ読み取
り可能な記録媒体の提供。 【解決手段】 管制対象エリアの３次元標高データを保
持し、かつ航空機の位置および速度ベクトルからこの航
空機の予測到達範囲を設定し、上記航空機の位置および
上記標高データに基づいて差分ベクトルを求め、さらに
この差分ベクトルと上記航空機の速度ベクトルに基づい
て、上記標高データが上記航空機の予測到達範囲内にあ
るかどうかを判定する。
ができ、かつ短い処理時間で航空機の地上への接近およ
び衝突を確実に予測することができる航空管制における
地上衝突予測方法および装置並びにコンピュータ読み取
り可能な記録媒体の提供。 【解決手段】 管制対象エリアの３次元標高データを保
持し、かつ航空機の位置および速度ベクトルからこの航
空機の予測到達範囲を設定し、上記航空機の位置および
上記標高データに基づいて差分ベクトルを求め、さらに
この差分ベクトルと上記航空機の速度ベクトルに基づい
て、上記標高データが上記航空機の予測到達範囲内にあ
るかどうかを判定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、航空機の運航を管
理する航空管制において、３次元の地形データを用いて
航空機の地上への接近及び衝突を予測する航空管制にお
ける地上衝突予測方法および装置並びにコンピュータ読
み取り可能な記録媒体に関する。
理する航空管制において、３次元の地形データを用いて
航空機の地上への接近及び衝突を予測する航空管制にお
ける地上衝突予測方法および装置並びにコンピュータ読
み取り可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】航空管制システムにおいて、地上への接
触事故や墜落事故を防ぐために地上への接近や衝突を予
測し、警告を与えることは非常に重要であり、管制シス
テムの中には従来から衝突予測機能が備えられているも
のも存在する。すなわち、従来の航空管制システムにお
ける地上衝突防止は、管制対象のエリアの最低誘導高度
を規定値として持ち、航空機から送られてくる高度情報
に基づいて、航空機の高度が最低誘導高度を下回ったど
うかを判断することにより衝突予測を行っている。
触事故や墜落事故を防ぐために地上への接近や衝突を予
測し、警告を与えることは非常に重要であり、管制シス
テムの中には従来から衝突予測機能が備えられているも
のも存在する。すなわち、従来の航空管制システムにお
ける地上衝突防止は、管制対象のエリアの最低誘導高度
を規定値として持ち、航空機から送られてくる高度情報
に基づいて、航空機の高度が最低誘導高度を下回ったど
うかを判断することにより衝突予測を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記最
低誘導高度は地形の起伏を表したものではなく、そのエ
リアの最高点に安全性の余裕度を考慮した均一の高度と
なっているため、山間部の空港など、まわりが標高の高
い山に囲まれているような空港周辺の管制には適さない
という問題があった。つまり、この方法では、エリアご
とに均一な最低誘導高度を設定することになるため、山
間部などの地形が込み入っている空港では最低誘導高度
が高く設定されてしまい、効果的な衝突防止と管制の両
立が難しいという問題があった。そのため、３次元の地
形情報に基づいたより精密な衝突防止システムが求めら
れている。これに対して、国土地理院発行の数値地図デ
ータのような３次元の標高データを最低誘導高度の代わ
りに応用することが考えられる。また、従来の航空管制
においては航空機の予測到達範囲を立方体で表していた
が、より詳細な衝突予測を行うためには確率論的に考
え、航空機の位置を中心とした放射状の立体として表す
ことが考えられる。しかしながらその場合、３次元デー
タの衝突予測計算を行わなければならないため、計算量
が膨大になるという問題があった。
低誘導高度は地形の起伏を表したものではなく、そのエ
リアの最高点に安全性の余裕度を考慮した均一の高度と
なっているため、山間部の空港など、まわりが標高の高
い山に囲まれているような空港周辺の管制には適さない
という問題があった。つまり、この方法では、エリアご
とに均一な最低誘導高度を設定することになるため、山
間部などの地形が込み入っている空港では最低誘導高度
が高く設定されてしまい、効果的な衝突防止と管制の両
立が難しいという問題があった。そのため、３次元の地
形情報に基づいたより精密な衝突防止システムが求めら
れている。これに対して、国土地理院発行の数値地図デ
ータのような３次元の標高データを最低誘導高度の代わ
りに応用することが考えられる。また、従来の航空管制
においては航空機の予測到達範囲を立方体で表していた
が、より詳細な衝突予測を行うためには確率論的に考
え、航空機の位置を中心とした放射状の立体として表す
ことが考えられる。しかしながらその場合、３次元デー
タの衝突予測計算を行わなければならないため、計算量
が膨大になるという問題があった。
【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、管制対象エリアにおける
３次元の標高データを保持し、３次元的に表された航空
機の予測到達範囲と各標高データとの相対関係を、航空
機の現在位置および速度ベクトルの２つの諸元から判断
することにより、実際の地形に則した地上衝突予測を行
うものであり、短い処理時間で航空機の地上への接近お
よび衝突を確実に予測することができる航空管制におけ
る地上衝突予測方法および装置並びにコンピュータ読み
取り可能な記録媒体を提供することにある。
で、その目的とするところは、管制対象エリアにおける
３次元の標高データを保持し、３次元的に表された航空
機の予測到達範囲と各標高データとの相対関係を、航空
機の現在位置および速度ベクトルの２つの諸元から判断
することにより、実際の地形に則した地上衝突予測を行
うものであり、短い処理時間で航空機の地上への接近お
よび衝突を確実に予測することができる航空管制におけ
る地上衝突予測方法および装置並びにコンピュータ読み
取り可能な記録媒体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、航
空機の地上への接近、衝突予測を行う航空管制における
地上衝突予測方法において、管制対象エリアの３次元標
高データを保持し、かつ航空機の位置および速度ベクト
ルからこの航空機の予測到達範囲を設定し、上記航空機
の位置および上記標高データに基づいて差分ベクトルを
求め、さらにこの差分ベクトルと上記航空機の速度ベク
トルに基づいて、上記標高データが上記航空機の予測到
達範囲内にあるかどうかを判定することを特徴とする。
本発明の請求項２は、差分ベクトルと速度ベクトルの平
面成分に基づいて標高データが航空機の予測到達範囲内
にあるかどうかを判定する第１の処理と、この第１の処
理によって予測到達範囲内と判定された場合に、上記差
分ベクトルを含む垂直面において上記速度ベクトルの投
射速度ベクトルを求め、この投射速度ベクトルと上記差
分ベクトルに基づいて上記標高データが航空機の予測到
達範囲内にあるかどうかを判定する第２の処理とからな
ることを特徴とする。本発明の請求項３は、航空機の地
上への接近、衝突予測を行う航空管制における地上衝突
予測装置において、管制対象エリアの３次元標高データ
を保持する標高データ記録手段と、航空機の位置、飛行
方向および速度からなる諸元データを入力する諸元デー
タ入力手段と、この諸元データ入力手段からの航空機の
位置に基づいて、その位置を含む地域区画とその地域区
画に隣接する地域区画を抽出する地域区画抽出手段と、
この地域区画抽出手段により抽出された地域区画内の各
標高データごとに、その標高データが上記航空機の予測
到達範囲内に入っているかどうかを判定する判定手段
と、この判定手段によって上記標高データが上記航空機
の予測到達範囲内に入っていると判定された場合に警告
する警告手段とを備えたことを特徴とする。本発明の請
求項４に記載の判定手段は、標高データが航空機の予測
到達範囲の水平面内に入っているかどうかを平面演算で
判断する平面成分判定部と、高さ方向を含めた演算を行
い、上記標高データが上記航空機の予測到達範囲内に入
っているかどうかを判断する垂直成分判定部とからなる
ことを特徴とする。本発明の請求項５は、航空機の地上
への接近、衝突予測処理をコンピュータに実行させるた
めのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な
記録媒体において、管制対象エリアの３次元標高データ
を保持し、かつ航空機の位置および速度ベクトルからこ
の航空機の予測到達範囲を設定し、上記航空機の位置お
よび上記標高データに基づいて差分ベクトルを求め、さ
らにこの差分ベクトルと上記航空機の速度ベクトルに基
づいて、上記標高データが上記航空機の予測到達範囲内
にあるかどうかを判定する処理をコンピュータに実行さ
せることを特徴とする。本発明の請求項６は、差分ベク
トルと速度ベクトルの平面成分に基づいて標高データが
航空機の予測到達範囲内にあるかどうかを判定する第１
の処理と、この第１の処理によって予測到達範囲内と判
定された場合に、上記差分ベクトルを含む垂直面におい
て上記速度ベクトルの投射速度ベクトルを求め、この投
射速度ベクトルと上記差分ベクトルに基づいて上記標高
データが航空機の予測到達範囲内にあるかどうかを判定
する第２の処理とをコンピュータに実行させることを特
徴とする。
空機の地上への接近、衝突予測を行う航空管制における
地上衝突予測方法において、管制対象エリアの３次元標
高データを保持し、かつ航空機の位置および速度ベクト
ルからこの航空機の予測到達範囲を設定し、上記航空機
の位置および上記標高データに基づいて差分ベクトルを
求め、さらにこの差分ベクトルと上記航空機の速度ベク
トルに基づいて、上記標高データが上記航空機の予測到
達範囲内にあるかどうかを判定することを特徴とする。
本発明の請求項２は、差分ベクトルと速度ベクトルの平
面成分に基づいて標高データが航空機の予測到達範囲内
にあるかどうかを判定する第１の処理と、この第１の処
理によって予測到達範囲内と判定された場合に、上記差
分ベクトルを含む垂直面において上記速度ベクトルの投
射速度ベクトルを求め、この投射速度ベクトルと上記差
分ベクトルに基づいて上記標高データが航空機の予測到
達範囲内にあるかどうかを判定する第２の処理とからな
ることを特徴とする。本発明の請求項３は、航空機の地
上への接近、衝突予測を行う航空管制における地上衝突
予測装置において、管制対象エリアの３次元標高データ
を保持する標高データ記録手段と、航空機の位置、飛行
方向および速度からなる諸元データを入力する諸元デー
タ入力手段と、この諸元データ入力手段からの航空機の
位置に基づいて、その位置を含む地域区画とその地域区
画に隣接する地域区画を抽出する地域区画抽出手段と、
この地域区画抽出手段により抽出された地域区画内の各
標高データごとに、その標高データが上記航空機の予測
到達範囲内に入っているかどうかを判定する判定手段
と、この判定手段によって上記標高データが上記航空機
の予測到達範囲内に入っていると判定された場合に警告
する警告手段とを備えたことを特徴とする。本発明の請
求項４に記載の判定手段は、標高データが航空機の予測
到達範囲の水平面内に入っているかどうかを平面演算で
判断する平面成分判定部と、高さ方向を含めた演算を行
い、上記標高データが上記航空機の予測到達範囲内に入
っているかどうかを判断する垂直成分判定部とからなる
ことを特徴とする。本発明の請求項５は、航空機の地上
への接近、衝突予測処理をコンピュータに実行させるた
めのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な
記録媒体において、管制対象エリアの３次元標高データ
を保持し、かつ航空機の位置および速度ベクトルからこ
の航空機の予測到達範囲を設定し、上記航空機の位置お
よび上記標高データに基づいて差分ベクトルを求め、さ
らにこの差分ベクトルと上記航空機の速度ベクトルに基
づいて、上記標高データが上記航空機の予測到達範囲内
にあるかどうかを判定する処理をコンピュータに実行さ
せることを特徴とする。本発明の請求項６は、差分ベク
トルと速度ベクトルの平面成分に基づいて標高データが
航空機の予測到達範囲内にあるかどうかを判定する第１
の処理と、この第１の処理によって予測到達範囲内と判
定された場合に、上記差分ベクトルを含む垂直面におい
て上記速度ベクトルの投射速度ベクトルを求め、この投
射速度ベクトルと上記差分ベクトルに基づいて上記標高
データが航空機の予測到達範囲内にあるかどうかを判定
する第２の処理とをコンピュータに実行させることを特
徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態
を示すブロック図である。この図１において、本実施形
態の地上衝突予測装置は、標高データを記憶した標高デ
ータ記憶部１と、航空機の諸元データを入力する諸元デ
ータ入力部２と、評価対象の地域区画を抽出する地域区
画抽出部３と、水平面成分で標高データが航空機の予測
到達範囲にあるかどうかを判断する水平成分判定部４
と、高度方向で接近を判定する垂直成分判定部５と、接
近を警告する警告表示出力部６とを含む。標高データ記
憶部１は、ある緯・経度における標高データの組み合わ
せを、地域区画ごとに格納している。図２は地域区画の
例を表している。地域区画はある特定の大きさの四角い
エリアであり、４辺がそれぞれ隣接する地域区画の一辺
に接している。また図４は、１つの地域区画の内部を表
している。図４を参照すると、各地域区画は縦横それぞ
れ数個から数十のメッシュに等分され、メッシュの交点
ごとに標高データを持つ。諸元データ入力部２は、管制
対象の航空機の現在位置、飛行方向および速度からなる
諸元データを、航空機やレーダ装置から入力する。地域
区画抽出部３は、図２に示すとおり、諸元データにおい
て入力される航空機の現在位置から、その現在位置を含
む地域区画と、その区画に隣接する地域区画を抽出す
る。水平成分判定部４は、抽出された地域区画内の各標
高データごとに、その標高データが管制対象となる航空
機の予測到達範囲の水平面内に入っているかどうかを２
次元の平面演算で判断し、絞り込みを行う。垂直成分判
定部５は、水平成分判定部４の結果がある閾値を下回っ
た場合に高さ方向を含めた３次元の演算を行い、標高デ
ータが予測到達範囲に入っているかどうかを判断する。
警告表示出力部６は、垂直成分判定部５においてある閾
値を下回った場合に、標高データが航空機の予測到達範
囲に入っていることを警告する。
実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態
を示すブロック図である。この図１において、本実施形
態の地上衝突予測装置は、標高データを記憶した標高デ
ータ記憶部１と、航空機の諸元データを入力する諸元デ
ータ入力部２と、評価対象の地域区画を抽出する地域区
画抽出部３と、水平面成分で標高データが航空機の予測
到達範囲にあるかどうかを判断する水平成分判定部４
と、高度方向で接近を判定する垂直成分判定部５と、接
近を警告する警告表示出力部６とを含む。標高データ記
憶部１は、ある緯・経度における標高データの組み合わ
せを、地域区画ごとに格納している。図２は地域区画の
例を表している。地域区画はある特定の大きさの四角い
エリアであり、４辺がそれぞれ隣接する地域区画の一辺
に接している。また図４は、１つの地域区画の内部を表
している。図４を参照すると、各地域区画は縦横それぞ
れ数個から数十のメッシュに等分され、メッシュの交点
ごとに標高データを持つ。諸元データ入力部２は、管制
対象の航空機の現在位置、飛行方向および速度からなる
諸元データを、航空機やレーダ装置から入力する。地域
区画抽出部３は、図２に示すとおり、諸元データにおい
て入力される航空機の現在位置から、その現在位置を含
む地域区画と、その区画に隣接する地域区画を抽出す
る。水平成分判定部４は、抽出された地域区画内の各標
高データごとに、その標高データが管制対象となる航空
機の予測到達範囲の水平面内に入っているかどうかを２
次元の平面演算で判断し、絞り込みを行う。垂直成分判
定部５は、水平成分判定部４の結果がある閾値を下回っ
た場合に高さ方向を含めた３次元の演算を行い、標高デ
ータが予測到達範囲に入っているかどうかを判断する。
警告表示出力部６は、垂直成分判定部５においてある閾
値を下回った場合に、標高データが航空機の予測到達範
囲に入っていることを警告する。
【０００７】次に、本発明の航空管制における地上接近
・衝突予測方法について、図を参照して説明する。図６
において、諸元データ入力部２から入力される管制対象
の航空機の現在位置に関する情報から、まず評価対象の
地域区画を抽出する（ステップＡ１）。図２を参照する
と、航空機の位置を含む地域区画と、その地域区画を取
り囲む８区画が評価対象の地域区画として抽出される。
・衝突予測方法について、図を参照して説明する。図６
において、諸元データ入力部２から入力される管制対象
の航空機の現在位置に関する情報から、まず評価対象の
地域区画を抽出する（ステップＡ１）。図２を参照する
と、航空機の位置を含む地域区画と、その地域区画を取
り囲む８区画が評価対象の地域区画として抽出される。
【０００８】次に、抽出された地域区画の中の標高デー
タを１つ抽出する（ステップＡ２）。抽出された標高デ
ータに対して、その標高点が航空機の予測到達範囲内に
入るかどうかを判断する。図３を参照すると、航空機の
予測到達範囲３２は、航空機の位置３１からその航空機
の速度ベクトルを中心に、平面、垂直の各方向ごとに角
度の余裕度を考慮した放射状の立体となる。本発明で
は、水平面の形状は航空機の位置を中心とした扇型とし
（図４の４２）、高さ方向は計算量を考慮して、最遠点
を垂直とする三角形（図５の５２）として予測到達範囲
を定義する。また予測到達範囲の航空機の位置からの大
きさは、速度ベクトルの大きさに比例した値となる。
タを１つ抽出する（ステップＡ２）。抽出された標高デ
ータに対して、その標高点が航空機の予測到達範囲内に
入るかどうかを判断する。図３を参照すると、航空機の
予測到達範囲３２は、航空機の位置３１からその航空機
の速度ベクトルを中心に、平面、垂直の各方向ごとに角
度の余裕度を考慮した放射状の立体となる。本発明で
は、水平面の形状は航空機の位置を中心とした扇型とし
（図４の４２）、高さ方向は計算量を考慮して、最遠点
を垂直とする三角形（図５の５２）として予測到達範囲
を定義する。また予測到達範囲の航空機の位置からの大
きさは、速度ベクトルの大きさに比例した値となる。
【０００９】まず、抽出された標高データごとに、その
水平成分が予測到達範囲内にあるかどうかを判断する。
図４を参照すると、標高データＨｉｊ（ｈｘ，ｈｙ，ｈ
ｚ）の平面成分は（ｈｘ，ｈｙ）である。まず、航空機
の位置Ｔ（ｔｘ，ｔｙ，ｔｚ）からみた標高データＨｉ
ｊの差分ベクトルＤを求める（ステップＡ３）。差分ベ
クトルＤは以下の通りとなる。 Ｄ（ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ）＝（ｈｘ−ｔｘ，ｈｙ−ｔｙ，
ｈｚ−ｔｚ） 次に、差分ベクトルＤの水平成分（ｄｘ，ｄｙ）の大き
さが、速度ベクトルＶの水平面成分の大きさの定数倍よ
りも大きいかどうかを判断する（ステップＡ４）。ここ
で定数（第１の規定値）をαとすると、図７のｂ１式に
表す条件式となる。ｂ１の条件式を満たせば、標高デー
タは予測到達範囲の円の外にあるため、それ以降の計算
の対象外とする。なお、上記第１の規定値αは、航空機
がたとえば約２０分間で到達する距離に応じて設定され
ている。
水平成分が予測到達範囲内にあるかどうかを判断する。
図４を参照すると、標高データＨｉｊ（ｈｘ，ｈｙ，ｈ
ｚ）の平面成分は（ｈｘ，ｈｙ）である。まず、航空機
の位置Ｔ（ｔｘ，ｔｙ，ｔｚ）からみた標高データＨｉ
ｊの差分ベクトルＤを求める（ステップＡ３）。差分ベ
クトルＤは以下の通りとなる。 Ｄ（ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ）＝（ｈｘ−ｔｘ，ｈｙ−ｔｙ，
ｈｚ−ｔｚ） 次に、差分ベクトルＤの水平成分（ｄｘ，ｄｙ）の大き
さが、速度ベクトルＶの水平面成分の大きさの定数倍よ
りも大きいかどうかを判断する（ステップＡ４）。ここ
で定数（第１の規定値）をαとすると、図７のｂ１式に
表す条件式となる。ｂ１の条件式を満たせば、標高デー
タは予測到達範囲の円の外にあるため、それ以降の計算
の対象外とする。なお、上記第１の規定値αは、航空機
がたとえば約２０分間で到達する距離に応じて設定され
ている。
【００１０】もしｂ１の条件式を満たさない場合には、
航空機の位置を中心として速度ベクトルの定数倍の長さ
を半径とする円内（航空機の予測到達範囲内）にあるこ
とになる。そこで、次に差分ベクトルＤと速度ベクトル
Ｖとの平面成分の内積を計算し（ステップＡ５）、図４
の４２に示される扇型の予測到達範囲の範囲内にあるか
どうかを判定する（ステップＡ６）。差分ベクトルＤと
速度ベクトルＶとの内積と、差分ベクトルＤと速度ベク
トルＶとのなす角θａとの間には図７のｂ２式で表され
る関係がある。このｂ２式において、ｃｏｓθａが、第
２の規定値βを代入したｃｏｓβよりも小さい場合に
は、角度θａが第２の規定値βよりも大きいことにな
る。したがって、図４の４２に示された扇型の範囲外に
あることになるため、それ以降の計算の対象外とする。
ここで第２の規定値βの値は、扇型の中心の角度が４５
度の場合、図７のｂ３のようになる。
航空機の位置を中心として速度ベクトルの定数倍の長さ
を半径とする円内（航空機の予測到達範囲内）にあるこ
とになる。そこで、次に差分ベクトルＤと速度ベクトル
Ｖとの平面成分の内積を計算し（ステップＡ５）、図４
の４２に示される扇型の予測到達範囲の範囲内にあるか
どうかを判定する（ステップＡ６）。差分ベクトルＤと
速度ベクトルＶとの内積と、差分ベクトルＤと速度ベク
トルＶとのなす角θａとの間には図７のｂ２式で表され
る関係がある。このｂ２式において、ｃｏｓθａが、第
２の規定値βを代入したｃｏｓβよりも小さい場合に
は、角度θａが第２の規定値βよりも大きいことにな
る。したがって、図４の４２に示された扇型の範囲外に
あることになるため、それ以降の計算の対象外とする。
ここで第２の規定値βの値は、扇型の中心の角度が４５
度の場合、図７のｂ３のようになる。
【００１１】一方、図７のｂ２式の値ｃｏｓθａがｃｏ
ｓβよりも大きい場合には、標高データの水平面成分
（ｈｘ、ｈｙ）は扇型で表される予測到達範囲の水平面
内に存在することが判明する。そこで、次に標高データ
の標高値ｈｚが予測到達範囲内にあるかどうかを判断す
るため、航空機の位置Ｔと標高データＨｉｊを結ぶ線を
垂直に切った断面に対して、同様にベクトルの内積演算
を行う。まず、速度ベクトルＶと同じ大きさで、ベクト
ルの方向が差分ベクトルＤを含む垂直面に一致する（垂
直面に投射した）投射速度ベクトルＶｂを求める（ステ
ップＡ７）。投射速度ベクトルＶｂの値は図７のｂ４式
のようになる。次に差分ベクトルＤと投射速度ベクトル
Ｖｂとの３次元の内積を計算し（ステップＡ８）、図５
の予測到達範囲５２の範囲内にあるかどうかを判定する
（ステップＡ９）。差分ベクトルＤと投射速度ベクトル
Ｖｂとの内積と、差分ベクトルＤと投射速度ベクトルＶ
ｂとのなす角θｂとの間には、図７のｂ５式で表される
関係がある。このｂ５式において、ｃｏｓθｂが第３の
規定値γを代入したｃｏｓγよりも小さい場合には、航
空機の予測到達範囲の範囲外にあることが判明し、次の
標高データの判別に移る（ステップＡ１１）。ここで、
第３の規定値γはたとえば１５〜２０度の範囲の値に設
定される。
ｓβよりも大きい場合には、標高データの水平面成分
（ｈｘ、ｈｙ）は扇型で表される予測到達範囲の水平面
内に存在することが判明する。そこで、次に標高データ
の標高値ｈｚが予測到達範囲内にあるかどうかを判断す
るため、航空機の位置Ｔと標高データＨｉｊを結ぶ線を
垂直に切った断面に対して、同様にベクトルの内積演算
を行う。まず、速度ベクトルＶと同じ大きさで、ベクト
ルの方向が差分ベクトルＤを含む垂直面に一致する（垂
直面に投射した）投射速度ベクトルＶｂを求める（ステ
ップＡ７）。投射速度ベクトルＶｂの値は図７のｂ４式
のようになる。次に差分ベクトルＤと投射速度ベクトル
Ｖｂとの３次元の内積を計算し（ステップＡ８）、図５
の予測到達範囲５２の範囲内にあるかどうかを判定する
（ステップＡ９）。差分ベクトルＤと投射速度ベクトル
Ｖｂとの内積と、差分ベクトルＤと投射速度ベクトルＶ
ｂとのなす角θｂとの間には、図７のｂ５式で表される
関係がある。このｂ５式において、ｃｏｓθｂが第３の
規定値γを代入したｃｏｓγよりも小さい場合には、航
空機の予測到達範囲の範囲外にあることが判明し、次の
標高データの判別に移る（ステップＡ１１）。ここで、
第３の規定値γはたとえば１５〜２０度の範囲の値に設
定される。
【００１２】一方、ｂ５式の値ｃｏｓθｂがｃｏｓγよ
りも大きい場合には、標高データは垂直成分すなわち高
さ方向でも予測到達範囲内にあることが判明し、警告表
示を行う（ステップＡ１０）。
りも大きい場合には、標高データは垂直成分すなわち高
さ方向でも予測到達範囲内にあることが判明し、警告表
示を行う（ステップＡ１０）。
【００１３】このように、本実施形態においては、航空
機の予測到達範囲と各標高データの相対関係を判断する
ため、まず水平面の２次元演算により範囲が重なるかど
うかを判断し、次にその結果がある閾値を下回った場合
のみ高度方向の演算を行うことにより、計算の処理時間
を大幅に低減することができる。なお、本実施形態は、
航空管制システムにおける地上衝突予測方法について説
明したが、航空機搭載用の地上衝突予測システムにも応
用することができる。また、本実施形態において、図１
に示す制御部の動作あるいは図６に示すフローチャート
を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可
能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプ
ログラムをコンピュータに読み込ませ、実行することに
より、航空機の地上への接近および衝突の予測を行って
もよい。
機の予測到達範囲と各標高データの相対関係を判断する
ため、まず水平面の２次元演算により範囲が重なるかど
うかを判断し、次にその結果がある閾値を下回った場合
のみ高度方向の演算を行うことにより、計算の処理時間
を大幅に低減することができる。なお、本実施形態は、
航空管制システムにおける地上衝突予測方法について説
明したが、航空機搭載用の地上衝突予測システムにも応
用することができる。また、本実施形態において、図１
に示す制御部の動作あるいは図６に示すフローチャート
を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可
能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプ
ログラムをコンピュータに読み込ませ、実行することに
より、航空機の地上への接近および衝突の予測を行って
もよい。
【００１４】
【発明の効果】本発明の請求項１は、航空機の地上への
接近、衝突予測を行う航空管制における地上衝突予測方
法において、管制対象エリアの３次元標高データを保持
し、かつ航空機の位置および速度ベクトルからこの航空
機の予測到達範囲を設定し、上記航空機の位置および上
記標高データに基づいて差分ベクトルを求め、さらにこ
の差分ベクトルと上記航空機の速度ベクトルに基づい
て、上記標高データが上記航空機の予測到達範囲内にあ
るかどうかを判定することを特徴とするものであるか
ら、地形状況に合わせた詳細な地上への接近、衝突予測
を行うことができる。この結果、より効率的かつ安全な
航空管制を行うことができる。その理由は、管制対象エ
リアにおける３次元の標高データを保持し、３次元的に
表された航空機の予測到達範囲と各標高データとの包含
関係を、航空機の現在位置および速度ベクトルの２つの
諸元から判断するためである。本発明の請求項２は、差
分ベクトルと速度ベクトルの平面成分に基づいて標高デ
ータが航空機の予測到達範囲内にあるかどうかを判定す
る第１の処理と、この第１の処理によって予測到達範囲
内と判定された場合に、上記差分ベクトルを含む垂直面
において上記速度ベクトルの投射速度ベクトルを求め、
この投射速度ベクトルと上記差分ベクトルに基づいて上
記標高データが航空機の予測到達範囲内にあるかどうか
を判定する第２の処理とからなることを特徴とするもの
であるから、航空機の予測到達範囲と標高データの領域
の重なり判定処理を簡略化することができる。その結
果、計算処理時間を短縮することができる。その理由
は、航空機の予測到達範囲と各標高データの包含関係を
判断するために、まず水平面の２次元演算により領域が
重なるかどうかを判断し、次にその結果がある閾値を下
回った場合のみ、高度方向の演算を行うためである。本
発明の請求項３は、航空機の地上への接近、衝突予測を
行う航空管制における地上衝突予測装置において、管制
対象エリアの３次元標高データを保持する標高データ記
録手段と、航空機の位置、飛行方向および速度からなる
諸元データを入力する諸元データ入力手段と、この諸元
データ入力手段からの航空機の位置に基づいて、その位
置を含む地域区画とその地域区画に隣接する地域区画を
抽出する地域区画抽出手段と、この地域区画抽出手段に
より抽出された地域区画内の各標高データごとに、その
標高データが上記航空機の予測到達範囲内に入っている
かどうかを判定する判定手段と、この判定手段によって
上記標高データが上記航空機の予測到達範囲内に入って
いると判定された場合に警告する警告手段とを備えたこ
とを特徴とするものであるから、判定手段によって、地
域区画抽出手段により抽出された地域区画内の各標高デ
ータごとに、その標高データが上記航空機の予測到達範
囲内に入っているかどうかを判定することにより、実際
の地形に則した地上衝突予測を行うことができ、航空機
の地上への接近および衝突を確実に予測することができ
る。本発明の請求項４に記載の判定手段は、標高データ
が航空機の予測到達範囲の水平面内に入っているかどう
かを平面演算で判断する平面成分判定部と、高さ方向を
含めた演算を行い、上記標高データが上記航空機の予測
到達範囲内に入っているかどうかを判断する垂直成分判
定部とからなることを特徴とするものであるから、まず
平面成分判定部によって判定を行い、次いで、この判定
によって航空機の予測到達範囲内とされた標高データに
対してのみ、垂直成分判定部による判定を行うことによ
り、無駄な判定処理を省くことができて処理時間を短縮
することができる。本発明の請求項５は、航空機の地上
への接近、衝突予測処理をコンピュータに実行させるた
めのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な
記録媒体において、管制対象エリアの３次元標高データ
を保持し、かつ航空機の位置および速度ベクトルからこ
の航空機の予測到達範囲を設定し、上記航空機の位置お
よび上記標高データに基づいて差分ベクトルを求め、さ
らにこの差分ベクトルと上記航空機の速度ベクトルに基
づいて、上記標高データが上記航空機の予測到達範囲内
にあるかどうかを判定する処理をコンピュータに実行さ
せることを特徴とするものであるから、コンピュータに
よって航空機の地上への接近および衝突を迅速にかつ確
実に予測することができる。本発明の請求項６は、差分
ベクトルと速度ベクトルの平面成分に基づいて標高デー
タが航空機の予測到達範囲内にあるかどうかを判定する
第１の処理と、この第１の処理によって予測到達範囲内
と判定された場合に、上記差分ベクトルを含む垂直面に
おいて上記速度ベクトルの投射速度ベクトルを求め、こ
の投射速度ベクトルと上記差分ベクトルに基づいて上記
標高データが航空機の予測到達範囲内にあるかどうかを
判定する第２の処理とをコンピュータに実行させること
を特徴とするものであるから、コンピュータによって第
１の処理および第２の処理に分けて判定を行うことによ
り、判定処理の簡略化を図ることができる。
接近、衝突予測を行う航空管制における地上衝突予測方
法において、管制対象エリアの３次元標高データを保持
し、かつ航空機の位置および速度ベクトルからこの航空
機の予測到達範囲を設定し、上記航空機の位置および上
記標高データに基づいて差分ベクトルを求め、さらにこ
の差分ベクトルと上記航空機の速度ベクトルに基づい
て、上記標高データが上記航空機の予測到達範囲内にあ
るかどうかを判定することを特徴とするものであるか
ら、地形状況に合わせた詳細な地上への接近、衝突予測
を行うことができる。この結果、より効率的かつ安全な
航空管制を行うことができる。その理由は、管制対象エ
リアにおける３次元の標高データを保持し、３次元的に
表された航空機の予測到達範囲と各標高データとの包含
関係を、航空機の現在位置および速度ベクトルの２つの
諸元から判断するためである。本発明の請求項２は、差
分ベクトルと速度ベクトルの平面成分に基づいて標高デ
ータが航空機の予測到達範囲内にあるかどうかを判定す
る第１の処理と、この第１の処理によって予測到達範囲
内と判定された場合に、上記差分ベクトルを含む垂直面
において上記速度ベクトルの投射速度ベクトルを求め、
この投射速度ベクトルと上記差分ベクトルに基づいて上
記標高データが航空機の予測到達範囲内にあるかどうか
を判定する第２の処理とからなることを特徴とするもの
であるから、航空機の予測到達範囲と標高データの領域
の重なり判定処理を簡略化することができる。その結
果、計算処理時間を短縮することができる。その理由
は、航空機の予測到達範囲と各標高データの包含関係を
判断するために、まず水平面の２次元演算により領域が
重なるかどうかを判断し、次にその結果がある閾値を下
回った場合のみ、高度方向の演算を行うためである。本
発明の請求項３は、航空機の地上への接近、衝突予測を
行う航空管制における地上衝突予測装置において、管制
対象エリアの３次元標高データを保持する標高データ記
録手段と、航空機の位置、飛行方向および速度からなる
諸元データを入力する諸元データ入力手段と、この諸元
データ入力手段からの航空機の位置に基づいて、その位
置を含む地域区画とその地域区画に隣接する地域区画を
抽出する地域区画抽出手段と、この地域区画抽出手段に
より抽出された地域区画内の各標高データごとに、その
標高データが上記航空機の予測到達範囲内に入っている
かどうかを判定する判定手段と、この判定手段によって
上記標高データが上記航空機の予測到達範囲内に入って
いると判定された場合に警告する警告手段とを備えたこ
とを特徴とするものであるから、判定手段によって、地
域区画抽出手段により抽出された地域区画内の各標高デ
ータごとに、その標高データが上記航空機の予測到達範
囲内に入っているかどうかを判定することにより、実際
の地形に則した地上衝突予測を行うことができ、航空機
の地上への接近および衝突を確実に予測することができ
る。本発明の請求項４に記載の判定手段は、標高データ
が航空機の予測到達範囲の水平面内に入っているかどう
かを平面演算で判断する平面成分判定部と、高さ方向を
含めた演算を行い、上記標高データが上記航空機の予測
到達範囲内に入っているかどうかを判断する垂直成分判
定部とからなることを特徴とするものであるから、まず
平面成分判定部によって判定を行い、次いで、この判定
によって航空機の予測到達範囲内とされた標高データに
対してのみ、垂直成分判定部による判定を行うことによ
り、無駄な判定処理を省くことができて処理時間を短縮
することができる。本発明の請求項５は、航空機の地上
への接近、衝突予測処理をコンピュータに実行させるた
めのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な
記録媒体において、管制対象エリアの３次元標高データ
を保持し、かつ航空機の位置および速度ベクトルからこ
の航空機の予測到達範囲を設定し、上記航空機の位置お
よび上記標高データに基づいて差分ベクトルを求め、さ
らにこの差分ベクトルと上記航空機の速度ベクトルに基
づいて、上記標高データが上記航空機の予測到達範囲内
にあるかどうかを判定する処理をコンピュータに実行さ
せることを特徴とするものであるから、コンピュータに
よって航空機の地上への接近および衝突を迅速にかつ確
実に予測することができる。本発明の請求項６は、差分
ベクトルと速度ベクトルの平面成分に基づいて標高デー
タが航空機の予測到達範囲内にあるかどうかを判定する
第１の処理と、この第１の処理によって予測到達範囲内
と判定された場合に、上記差分ベクトルを含む垂直面に
おいて上記速度ベクトルの投射速度ベクトルを求め、こ
の投射速度ベクトルと上記差分ベクトルに基づいて上記
標高データが航空機の予測到達範囲内にあるかどうかを
判定する第２の処理とをコンピュータに実行させること
を特徴とするものであるから、コンピュータによって第
１の処理および第２の処理に分けて判定を行うことによ
り、判定処理の簡略化を図ることができる。
【図１】 本発明の一実施形態を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】 地域区画の説明図である。
【図３】 航空機の予測到達範囲と位置および速度ベク
トルと標高データを説明する説明図である。
トルと標高データを説明する説明図である。
【図４】 地域区画（標高データの管理単位）内の状態
を説明する説明図である。
を説明する説明図である。
【図５】 垂直面内における航空機の予測到達範囲と位
置および速度ベクトルと標高データを説明する説明図で
ある。
置および速度ベクトルと標高データを説明する説明図で
ある。
【図６】 本発明の一実施形態の動作を説明する流れ図
（フローチャート）である。
（フローチャート）である。
【図７】 関係式を列記した説明図である。
【符号の説明】 １ 標高データ記憶部 ２ 諸元データ入力部 ３ 地域区画抽出部 ４ 水平成分判定部 ５ 垂直成分判定部 ６ 警告表示出力部 ３１、４１、５１ 航空機の位置 ３２、４２、５２ 航空機の予測到達範囲
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１１月１日（１９９９．１１．
１）
１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、航
空機の地上への接近、衝突予測を行う航空管制における
地上衝突予測方法において、管制対象エリアの３次元標
高データを保持し、かつ航空機の位置および３次元速度
ベクトルからこの航空機の３次元での予測到達範囲を設
定し、上記航空機の位置および上記標高データに基づい
て差分ベクトルを求め、さらにこの差分ベクトルと上記
航空機の３次元速度ベクトルに基づいて、上記標高デー
タが上記航空機の３次元での予測到達範囲内にあるかど
うかを判定することを特徴とする。本発明の請求項２
は、差分ベクトルと速度ベクトルの平面成分に基づいて
標高データが航空機の予測到達範囲内にあるかどうかを
判定する第１の処理と、この第１の処理によって予測到
達範囲内と判定された場合に、上記差分ベクトルを含む
垂直面において上記速度ベクトルの投射速度ベクトルを
求め、この投射速度ベクトルと上記差分ベクトルに基づ
いて上記標高データが航空機の予測到達範囲内にあるか
どうかを判定する第２の処理とからなることを特徴とす
る。本発明の請求項３は、航空機の地上への接近、衝突
予測を行う航空管制における地上衝突予測装置におい
て、管制対象エリアの３次元標高データを保持する標高
データ記録手段と、３次元における航空機の位置、飛行
方向および速度からなる諸元データを入力する諸元デー
タ入力手段と、この諸元データ入力手段からの航空機の
位置に基づいて、その位置を含む地域区画とその地域区
画に隣接する地域区画を抽出する地域区画抽出手段と、
この地域区画抽出手段により抽出された地域区画内の各
標高データごとに、その標高データが上記航空機の３次
元での予測到達範囲内に入っているかどうかを判定する
判定手段と、この判定手段によって上記標高データが上
記航空機の３次元での予測到達範囲内に入っていると判
定された場合に警告する警告手段とを備えたことを特徴
とする。本発明の請求項４に記載の判定手段は、標高デ
ータが航空機の予測到達範囲の水平面内に入っているか
どうかを平面演算で判断する平面成分判定部と、高さ方
向を含めた演算を行い、上記標高データが上記航空機の
予測到達範囲内に入っているかどうかを判断する垂直成
分判定部とからなることを特徴とする。本発明の請求項
５は、航空機の地上への接近、衝突予測処理をコンピュ
ータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体において、管制対象エリア
の３次元標高データを保持し、かつ航空機の位置および
３次元速度ベクトルからこの航空機の３次元での予測到
達範囲を設定し、上記航空機の位置および上記標高デー
タに基づいて差分ベクトルを求め、さらにこの差分ベク
トルと上記航空機の３次元速度ベクトルに基づいて、上
記標高データが上記航空機の３次元での予測到達範囲内
にあるかどうかを判定する処理をコンピュータに実行さ
せることを特徴とする。本発明の請求項６は、差分ベク
トルと速度ベクトルの平面成分に基づいて標高データが
航空機の予測到達範囲内にあるかどうかを判定する第１
の処理と、この第１の処理によって予測到達範囲内と判
定された場合に、上記差分ベクトルを含む垂直面におい
て上記速度ベクトルの投射速度ベクトルを求め、この投
射速度ベクトルと上記差分ベクトルに基づいて上記標高
データが航空機の予測到達範囲内にあるかどうかを判定
する第２の処理とをコンピュータに実行させることを特
徴とする。
空機の地上への接近、衝突予測を行う航空管制における
地上衝突予測方法において、管制対象エリアの３次元標
高データを保持し、かつ航空機の位置および３次元速度
ベクトルからこの航空機の３次元での予測到達範囲を設
定し、上記航空機の位置および上記標高データに基づい
て差分ベクトルを求め、さらにこの差分ベクトルと上記
航空機の３次元速度ベクトルに基づいて、上記標高デー
タが上記航空機の３次元での予測到達範囲内にあるかど
うかを判定することを特徴とする。本発明の請求項２
は、差分ベクトルと速度ベクトルの平面成分に基づいて
標高データが航空機の予測到達範囲内にあるかどうかを
判定する第１の処理と、この第１の処理によって予測到
達範囲内と判定された場合に、上記差分ベクトルを含む
垂直面において上記速度ベクトルの投射速度ベクトルを
求め、この投射速度ベクトルと上記差分ベクトルに基づ
いて上記標高データが航空機の予測到達範囲内にあるか
どうかを判定する第２の処理とからなることを特徴とす
る。本発明の請求項３は、航空機の地上への接近、衝突
予測を行う航空管制における地上衝突予測装置におい
て、管制対象エリアの３次元標高データを保持する標高
データ記録手段と、３次元における航空機の位置、飛行
方向および速度からなる諸元データを入力する諸元デー
タ入力手段と、この諸元データ入力手段からの航空機の
位置に基づいて、その位置を含む地域区画とその地域区
画に隣接する地域区画を抽出する地域区画抽出手段と、
この地域区画抽出手段により抽出された地域区画内の各
標高データごとに、その標高データが上記航空機の３次
元での予測到達範囲内に入っているかどうかを判定する
判定手段と、この判定手段によって上記標高データが上
記航空機の３次元での予測到達範囲内に入っていると判
定された場合に警告する警告手段とを備えたことを特徴
とする。本発明の請求項４に記載の判定手段は、標高デ
ータが航空機の予測到達範囲の水平面内に入っているか
どうかを平面演算で判断する平面成分判定部と、高さ方
向を含めた演算を行い、上記標高データが上記航空機の
予測到達範囲内に入っているかどうかを判断する垂直成
分判定部とからなることを特徴とする。本発明の請求項
５は、航空機の地上への接近、衝突予測処理をコンピュ
ータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体において、管制対象エリア
の３次元標高データを保持し、かつ航空機の位置および
３次元速度ベクトルからこの航空機の３次元での予測到
達範囲を設定し、上記航空機の位置および上記標高デー
タに基づいて差分ベクトルを求め、さらにこの差分ベク
トルと上記航空機の３次元速度ベクトルに基づいて、上
記標高データが上記航空機の３次元での予測到達範囲内
にあるかどうかを判定する処理をコンピュータに実行さ
せることを特徴とする。本発明の請求項６は、差分ベク
トルと速度ベクトルの平面成分に基づいて標高データが
航空機の予測到達範囲内にあるかどうかを判定する第１
の処理と、この第１の処理によって予測到達範囲内と判
定された場合に、上記差分ベクトルを含む垂直面におい
て上記速度ベクトルの投射速度ベクトルを求め、この投
射速度ベクトルと上記差分ベクトルに基づいて上記標高
データが航空機の予測到達範囲内にあるかどうかを判定
する第２の処理とをコンピュータに実行させることを特
徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】
【発明の効果】本発明の請求項１は、航空機の地上への
接近、衝突予測を行う航空管制における地上衝突予測方
法において、管制対象エリアの３次元標高データを保持
し、かつ航空機の位置および３次元速度ベクトルからこ
の航空機の３次元での予測到達範囲を設定し、上記航空
機の位置および上記標高データに基づいて差分ベクトル
を求め、さらにこの差分ベクトルと上記航空機の３次元
速度ベクトルに基づいて、上記標高データが上記航空機
の３次元での予測到達範囲内にあるかどうかを判定する
ことを特徴とするものであるから、地形状況に合わせた
詳細な地上への接近、衝突予測を行うことができる。こ
の結果、より効率的かつ安全な航空管制を行うことがで
きる。その理由は、管制対象エリアにおける３次元の標
高データを保持し、３次元的に表された航空機の予測到
達範囲と各標高データとの包含関係を、航空機の現在位
置および速度ベクトルの２つの諸元から判断するためで
ある。本発明の請求項２は、差分ベクトルと速度ベクト
ルの平面成分に基づいて標高データが航空機の予測到達
範囲内にあるかどうかを判定する第１の処理と、この第
１の処理によって予測到達範囲内と判定された場合に、
上記差分ベクトルを含む垂直面において上記速度ベクト
ルの投射速度ベクトルを求め、この投射速度ベクトルと
上記差分ベクトルに基づいて上記標高データが航空機の
予測到達範囲内にあるかどうかを判定する第２の処理と
からなることを特徴とするものであるから、航空機の予
測到達範囲と標高データの領域の重なり判定処理を簡略
化することができる。その結果、計算処理時間を短縮す
ることができる。その理由は、航空機の予測到達範囲と
各標高データの包含関係を判断するために、まず水平面
の２次元演算により領域が重なるかどうかを判断し、次
にその結果がある閾値を下回った場合のみ、高度方向の
演算を行うためである。本発明の請求項３は、航空機の
地上への接近、衝突予測を行う航空管制における地上衝
突予測装置において、管制対象エリアの３次元標高デー
タを保持する標高データ記録手段と、３次元における航
空機の位置、飛行方向および速度からなる諸元データを
入力する諸元データ入力手段と、この諸元データ入力手
段からの航空機の位置に基づいて、その位置を含む地域
区画とその地域区画に隣接する地域区画を抽出する地域
区画抽出手段と、この地域区画抽出手段により抽出され
た地域区画内の各標高データごとに、その標高データが
上記航空機の３次元での予測到達範囲内に入っているか
どうかを判定する判定手段と、この判定手段によって上
記標高データが上記航空機の３次元での予測到達範囲内
に入っていると判定された場合に警告する警告手段とを
備えたことを特徴とするものであるから、判定手段によ
って、地域区画抽出手段により抽出された地域区画内の
各標高データごとに、その標高データが上記航空機の予
測到達範囲内に入っているかどうかを判定することによ
り、実際の地形に則した地上衝突予測を行うことがで
き、航空機の地上への接近および衝突を確実に予測する
ことができる。本発明の請求項４に記載の判定手段は、
標高データが航空機の予測到達範囲の水平面内に入って
いるかどうかを平面演算で判断する平面成分判定部と、
高さ方向を含めた演算を行い、上記標高データが上記航
空機の予測到達範囲内に入っているかどうかを判断する
垂直成分判定部とからなることを特徴とするものである
から、まず平面成分判定部によって判定を行い、次い
で、この判定によって航空機の予測到達範囲内とされた
標高データに対してのみ、垂直成分判定部による判定を
行うことにより、無駄な判定処理を省くことができて処
理時間を短縮することができる。本発明の請求項５は、
航空機の地上への接近、衝突予測処理をコンピュータに
実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読
み取り可能な記録媒体において、管制対象エリアの３次
元標高データを保持し、かつ航空機の位置および３次元
速度ベクトルからこの航空機の３次元での予測到達範囲
を設定し、上記航空機の位置および上記標高データに基
づいて差分ベクトルを求め、さらにこの差分ベクトルと
上記航空機の３次元速度ベクトルに基づいて、上記標高
データが上記航空機の３次元での予測到達範囲内にある
かどうかを判定する処理をコンピュータに実行させるこ
とを特徴とするものであるから、コンピュータによって
航空機の地上への接近および衝突を迅速にかつ確実に予
測することができる。本発明の請求項６は、差分ベクト
ルと速度ベクトルの平面成分に基づいて標高データが航
空機の予測到達範囲内にあるかどうかを判定する第１の
処理と、この第１の処理によって予測到達範囲内と判定
された場合に、上記差分ベクトルを含む垂直面において
上記速度ベクトルの投射速度ベクトルを求め、この投射
速度ベクトルと上記差分ベクトルに基づいて上記標高デ
ータが航空機の予測到達範囲内にあるかどうかを判定す
る第２の処理とをコンピュータに実行させることを特徴
とするものであるから、コンピュータによって第１の処
理および第２の処理に分けて判定を行うことにより、判
定処理の簡略化を図ることができる。
接近、衝突予測を行う航空管制における地上衝突予測方
法において、管制対象エリアの３次元標高データを保持
し、かつ航空機の位置および３次元速度ベクトルからこ
の航空機の３次元での予測到達範囲を設定し、上記航空
機の位置および上記標高データに基づいて差分ベクトル
を求め、さらにこの差分ベクトルと上記航空機の３次元
速度ベクトルに基づいて、上記標高データが上記航空機
の３次元での予測到達範囲内にあるかどうかを判定する
ことを特徴とするものであるから、地形状況に合わせた
詳細な地上への接近、衝突予測を行うことができる。こ
の結果、より効率的かつ安全な航空管制を行うことがで
きる。その理由は、管制対象エリアにおける３次元の標
高データを保持し、３次元的に表された航空機の予測到
達範囲と各標高データとの包含関係を、航空機の現在位
置および速度ベクトルの２つの諸元から判断するためで
ある。本発明の請求項２は、差分ベクトルと速度ベクト
ルの平面成分に基づいて標高データが航空機の予測到達
範囲内にあるかどうかを判定する第１の処理と、この第
１の処理によって予測到達範囲内と判定された場合に、
上記差分ベクトルを含む垂直面において上記速度ベクト
ルの投射速度ベクトルを求め、この投射速度ベクトルと
上記差分ベクトルに基づいて上記標高データが航空機の
予測到達範囲内にあるかどうかを判定する第２の処理と
からなることを特徴とするものであるから、航空機の予
測到達範囲と標高データの領域の重なり判定処理を簡略
化することができる。その結果、計算処理時間を短縮す
ることができる。その理由は、航空機の予測到達範囲と
各標高データの包含関係を判断するために、まず水平面
の２次元演算により領域が重なるかどうかを判断し、次
にその結果がある閾値を下回った場合のみ、高度方向の
演算を行うためである。本発明の請求項３は、航空機の
地上への接近、衝突予測を行う航空管制における地上衝
突予測装置において、管制対象エリアの３次元標高デー
タを保持する標高データ記録手段と、３次元における航
空機の位置、飛行方向および速度からなる諸元データを
入力する諸元データ入力手段と、この諸元データ入力手
段からの航空機の位置に基づいて、その位置を含む地域
区画とその地域区画に隣接する地域区画を抽出する地域
区画抽出手段と、この地域区画抽出手段により抽出され
た地域区画内の各標高データごとに、その標高データが
上記航空機の３次元での予測到達範囲内に入っているか
どうかを判定する判定手段と、この判定手段によって上
記標高データが上記航空機の３次元での予測到達範囲内
に入っていると判定された場合に警告する警告手段とを
備えたことを特徴とするものであるから、判定手段によ
って、地域区画抽出手段により抽出された地域区画内の
各標高データごとに、その標高データが上記航空機の予
測到達範囲内に入っているかどうかを判定することによ
り、実際の地形に則した地上衝突予測を行うことがで
き、航空機の地上への接近および衝突を確実に予測する
ことができる。本発明の請求項４に記載の判定手段は、
標高データが航空機の予測到達範囲の水平面内に入って
いるかどうかを平面演算で判断する平面成分判定部と、
高さ方向を含めた演算を行い、上記標高データが上記航
空機の予測到達範囲内に入っているかどうかを判断する
垂直成分判定部とからなることを特徴とするものである
から、まず平面成分判定部によって判定を行い、次い
で、この判定によって航空機の予測到達範囲内とされた
標高データに対してのみ、垂直成分判定部による判定を
行うことにより、無駄な判定処理を省くことができて処
理時間を短縮することができる。本発明の請求項５は、
航空機の地上への接近、衝突予測処理をコンピュータに
実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読
み取り可能な記録媒体において、管制対象エリアの３次
元標高データを保持し、かつ航空機の位置および３次元
速度ベクトルからこの航空機の３次元での予測到達範囲
を設定し、上記航空機の位置および上記標高データに基
づいて差分ベクトルを求め、さらにこの差分ベクトルと
上記航空機の３次元速度ベクトルに基づいて、上記標高
データが上記航空機の３次元での予測到達範囲内にある
かどうかを判定する処理をコンピュータに実行させるこ
とを特徴とするものであるから、コンピュータによって
航空機の地上への接近および衝突を迅速にかつ確実に予
測することができる。本発明の請求項６は、差分ベクト
ルと速度ベクトルの平面成分に基づいて標高データが航
空機の予測到達範囲内にあるかどうかを判定する第１の
処理と、この第１の処理によって予測到達範囲内と判定
された場合に、上記差分ベクトルを含む垂直面において
上記速度ベクトルの投射速度ベクトルを求め、この投射
速度ベクトルと上記差分ベクトルに基づいて上記標高デ
ータが航空機の予測到達範囲内にあるかどうかを判定す
る第２の処理とをコンピュータに実行させることを特徴
とするものであるから、コンピュータによって第１の処
理および第２の処理に分けて判定を行うことにより、判
定処理の簡略化を図ることができる。
Claims (6)
- 【請求項１】 航空機の地上への接近、衝突予測を行う
航空管制における地上衝突予測方法において、 管制対象エリアの３次元標高データを保持し、かつ航空
機の位置および速度ベクトルからこの航空機の予測到達
範囲を設定し、上記航空機の位置および上記標高データ
に基づいて差分ベクトルを求め、さらにこの差分ベクト
ルと上記航空機の速度ベクトルに基づいて、上記標高デ
ータが上記航空機の予測到達範囲内にあるかどうかを判
定することを特徴とする航空管制における地上衝突予測
方法。 - 【請求項２】 差分ベクトルと速度ベクトルの平面成分
に基づいて標高データが航空機の予測到達範囲内にある
かどうかを判定する第１の処理と、この第１の処理によ
って予測到達範囲内と判定された場合に、上記差分ベク
トルを含む垂直面において上記速度ベクトルの投射速度
ベクトルを求め、この投射速度ベクトルと上記差分ベク
トルに基づいて上記標高データが航空機の予測到達範囲
内にあるかどうかを判定する第２の処理とからなること
を特徴とする請求項１記載の航空管制における地上衝突
予測方法。 - 【請求項３】 航空機の地上への接近、衝突予測を行う
航空管制における地上衝突予測装置において、 管制対象エリアの３次元標高データを保持する標高デー
タ記録手段と、 航空機の位置、飛行方向および速度からなる諸元データ
を入力する諸元データ入力手段と、 この諸元データ入力手段からの航空機の位置に基づい
て、その位置を含む地域区画とその地域区画に隣接する
地域区画を抽出する地域区画抽出手段と、 この地域区画抽出手段により抽出された地域区画内の各
標高データごとに、その標高データが上記航空機の予測
到達範囲内に入っているかどうかを判定する判定手段
と、 この判定手段によって上記標高データが上記航空機の予
測到達範囲内に入っていると判定された場合に警告する
警告手段とを備えたことを特徴とする航空管制における
地上衝突予測装置。 - 【請求項４】 判定手段は、標高データが航空機の予測
到達範囲の水平面内に入っているかどうかを平面演算で
判断する平面成分判定部と、高さ方向を含めた演算を行
い、上記標高データが上記航空機の予測到達範囲内に入
っているかどうかを判断する垂直成分判定部とからなる
ことを特徴とする請求項３記載の航空管制における地上
衝突予測装置。 - 【請求項５】 航空機の地上への接近、衝突予測処理を
コンピュータに実行させるためのプログラムを記録した
コンピュータ読み取り可能な記録媒体において、 管制対象エリアの３次元標高データを保持し、かつ航空
機の位置および速度ベクトルからこの航空機の予測到達
範囲を設定し、上記航空機の位置および上記標高データ
に基づいて差分ベクトルを求め、さらにこの差分ベクト
ルと上記航空機の速度ベクトルに基づいて、上記標高デ
ータが上記航空機の予測到達範囲内にあるかどうかを判
定する処理をコンピュータに実行させるためのプログラ
ムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 【請求項６】 差分ベクトルと速度ベクトルの平面成分
に基づいて標高データが航空機の予測到達範囲内にある
かどうかを判定する第１の処理と、この第１の処理によ
って予測到達範囲内と判定された場合に、上記差分ベク
トルを含む垂直面において上記速度ベクトルの投射速度
ベクトルを求め、この投射速度ベクトルと上記差分ベク
トルに基づいて上記標高データが航空機の予測到達範囲
内にあるかどうかを判定する第２の処理とをコンピュー
タに実行させるためのプログラムを記録した請求項５記
載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33178898A JP3225934B2 (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 航空管制における地上衝突予測方法および装置並びにコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33178898A JP3225934B2 (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 航空管制における地上衝突予測方法および装置並びにコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000155900A true JP2000155900A (ja) | 2000-06-06 |
| JP3225934B2 JP3225934B2 (ja) | 2001-11-05 |
Family
ID=18247656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33178898A Expired - Fee Related JP3225934B2 (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 航空管制における地上衝突予測方法および装置並びにコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3225934B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003036585A1 (fr) * | 2001-10-24 | 2003-05-01 | Electronic Navigation Research Institute | Procede d'affichage de la position d'un aeronef sur un dispositif d'affichage utilise pour le controle de la circulation aerienne |
| WO2006132422A1 (ja) * | 2005-06-08 | 2006-12-14 | Toshio Tuyuki | 航行システム |
| JP2010033349A (ja) * | 2008-07-29 | 2010-02-12 | Toshiba Corp | 接触点算出方法およびプログラム |
| JP2014500556A (ja) * | 2010-12-10 | 2014-01-09 | ザ・ボーイング・カンパニー | 航空機経路適合性の監視 |
| RU2645734C1 (ru) * | 2016-10-04 | 2018-02-28 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Способ радиолокационного обнаружения опасных препятствий при маловысотном полете летательного аппарата |
| CN114202967A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-03-18 | 中国商用飞机有限责任公司 | 适用于拥挤空域的tcas避让方法、系统及其显示和告警机制 |
-
1998
- 1998-11-20 JP JP33178898A patent/JP3225934B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003036585A1 (fr) * | 2001-10-24 | 2003-05-01 | Electronic Navigation Research Institute | Procede d'affichage de la position d'un aeronef sur un dispositif d'affichage utilise pour le controle de la circulation aerienne |
| US7030780B2 (en) | 2001-10-24 | 2006-04-18 | Electronic Navigation Research Institute | Method for displaying position of an aircraft in a display for air traffic control |
| WO2006132422A1 (ja) * | 2005-06-08 | 2006-12-14 | Toshio Tuyuki | 航行システム |
| JP2010033349A (ja) * | 2008-07-29 | 2010-02-12 | Toshiba Corp | 接触点算出方法およびプログラム |
| JP2014500556A (ja) * | 2010-12-10 | 2014-01-09 | ザ・ボーイング・カンパニー | 航空機経路適合性の監視 |
| RU2645734C1 (ru) * | 2016-10-04 | 2018-02-28 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Способ радиолокационного обнаружения опасных препятствий при маловысотном полете летательного аппарата |
| CN114202967A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-03-18 | 中国商用飞机有限责任公司 | 适用于拥挤空域的tcas避让方法、系统及其显示和告警机制 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3225934B2 (ja) | 2001-11-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6421603B1 (en) | Hazard detection for a travel plan | |
| US6021374A (en) | Stand alone terrain conflict detector and operating methods therefor | |
| US8121746B2 (en) | Method and a device for monitoring the minimum flying altitude of an aircraft | |
| US9266621B2 (en) | Display systems and methods for providing displays indicating a required time of arrival | |
| US7363121B1 (en) | System, method and apparatus for searching geographic area using prioritized spatial order | |
| US7698058B2 (en) | System, method and apparatus for searching geographic area using prioritized spatial order | |
| CN1906501B (zh) | 用于航空器涡流安全的集成系统 | |
| EP3492387B1 (en) | Systems and methods for generating avionic displays including forecast sonic boom tolerance threshold exceedance symbology | |
| US10724854B2 (en) | Occupancy grid object determining devices | |
| JPH0850700A (ja) | 航空機用低エネルギー・バランス衝突回避装置 | |
| JPH08273100A (ja) | 特に地上との衝突を防止するための航空機用の衝突回避装置 | |
| JP3019071B2 (ja) | 侵入・衝突予測装置及び方法並びに侵入・衝突予測プログラムを記録した記録媒体 | |
| US10803760B2 (en) | Method and system for rendering and displaying a perspective view of aircraft taxi operation | |
| US10147327B2 (en) | Method for integrating a constrained route(s) optimization application into an avionics onboard system with open architecture of client server type | |
| US10360805B2 (en) | Operation control apparatus of movable body, method of controlling operation of movable body, and computer readable medium | |
| Besada et al. | Drone flight planning for safe urban operations: UTM requirements and tools | |
| JP2000155900A (ja) | 航空管制における地上衝突予測方法および装置並びにコンピュータ読み取り可能な記録媒体 | |
| Fulton | Airspace design: towards a rigorous specification of conflict complexity based on computational geometry | |
| US20170076615A1 (en) | Audiovisual display modes for sense-and-avoid system for aerial vehicles | |
| Chamlou | Future airborne collision avoidance—design principles, analysis plan and algorithm development | |
| Bijjahalli et al. | A unified collision risk model for unmanned aircraft systems | |
| Abramson et al. | The Generic Resolution Advisor and Conflict Evaluator (GRACE) for Unmanned Aircraft Detect-And-Avoid Systems | |
| Borshchova et al. | DAAMSIM: A simulation framework for establishing detect and avoid system requirements | |
| Corraro et al. | A multi-intruder robust collision avoidance system for integration of unmanned vehicles in civil transport | |
| Pienaar et al. | The application of probability flow for conflict detection near airports |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000912 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010731 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070831 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080831 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080831 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090831 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090831 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100831 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110831 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110831 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120831 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130831 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |