JP2000214254A - 航空機航路監視システム - Google Patents
航空機航路監視システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多数の航空機の航行監視において、自機の航
路確認作業での正確な状況把握、省力化、迅速性の点か
ら自動化、簡素化した航空機航路監視システムの構築が
望まれる。 【解決手段】 航空機に自機位置を測定するＧＰＳ受信
装置と画像検出装置を搭載し、航空機においてＧＰＳ信
号とＧＰＳ補正信号により自機位置（緯度、経度、高
度）情報を取得し、航空機間の通信衛星経由での通信回
線により他機位置情報を取得し、取得した位置情報を地
図情報に入力し、地図での自機、他機の位置の確認と画
像データによる接近物体の確認を行い、監視局では伝送
された航空機位置情報から各航空機の航路把握を行う。
路確認作業での正確な状況把握、省力化、迅速性の点か
ら自動化、簡素化した航空機航路監視システムの構築が
望まれる。 【解決手段】 航空機に自機位置を測定するＧＰＳ受信
装置と画像検出装置を搭載し、航空機においてＧＰＳ信
号とＧＰＳ補正信号により自機位置（緯度、経度、高
度）情報を取得し、航空機間の通信衛星経由での通信回
線により他機位置情報を取得し、取得した位置情報を地
図情報に入力し、地図での自機、他機の位置の確認と画
像データによる接近物体の確認を行い、監視局では伝送
された航空機位置情報から各航空機の航路把握を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、航空機の航路監
視システムに関するものである。
視システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１６は、従来の代表的な航空機の航路
監視システムの概要を示す図で、５７は航空機に搭載さ
れた電波高度計、６１ｂは地上の監視局３と交信を行う
送受信機、６２は得られた情報からの状況分析による判
断の作業である。地上の監視局３において、６０は航空
機の方位、高度情報を得るレーダー装置、６１ａは航空
機との交信を行う送受信機である。空港近辺等における
航空機の航路監視については、レーダー装置６０での機
影による位置と高度の確認が地上の監視局３で行われ、
その情報が送受信機６１ａにより航空機４ａに伝達され
る。航空機４ａでは監視局３からの位置と高度情報と電
波高度計５７の情報を総合的に検討し、航空機の位置把
握、進路の確認、進路妨害予知、他機接触防止、地形障
害物確認等の航路状況の判断６２を行う。
監視システムの概要を示す図で、５７は航空機に搭載さ
れた電波高度計、６１ｂは地上の監視局３と交信を行う
送受信機、６２は得られた情報からの状況分析による判
断の作業である。地上の監視局３において、６０は航空
機の方位、高度情報を得るレーダー装置、６１ａは航空
機との交信を行う送受信機である。空港近辺等における
航空機の航路監視については、レーダー装置６０での機
影による位置と高度の確認が地上の監視局３で行われ、
その情報が送受信機６１ａにより航空機４ａに伝達され
る。航空機４ａでは監視局３からの位置と高度情報と電
波高度計５７の情報を総合的に検討し、航空機の位置把
握、進路の確認、進路妨害予知、他機接触防止、地形障
害物確認等の航路状況の判断６２を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１６に示す従来の技
術においては、航空機の搭乗員により自航空機の位置把
握、進路の確認、進路妨害予知、他機接触防止、地形障
害物確認等の航路状況確認作業を頻繁に行う必要があ
り、自機の航路確認作業に関して、正確な状況把握、省
力化、迅速性の点から問題があり、自動化、簡素化した
航空機航路監視システムの構築が望まれる。
術においては、航空機の搭乗員により自航空機の位置把
握、進路の確認、進路妨害予知、他機接触防止、地形障
害物確認等の航路状況確認作業を頻繁に行う必要があ
り、自機の航路確認作業に関して、正確な状況把握、省
力化、迅速性の点から問題があり、自動化、簡素化した
航空機航路監視システムの構築が望まれる。
【０００４】この発明はこのような課題を改善するため
になされたもので、航空機に自機位置を測定する機器を
搭載し、地図情報と自機位置情報を監視局と航空機間を
通信衛星経由で設置した通信回線により情報伝送し、航
空機内で自機位置把握、他機位置情報取得を行い、取得
した地図情報に自機、他機位置情報を入力し、自機と他
機の位置比較による近接、自機の高度と山、丘等の高度
の比較による衝突回避、自機と他機の位置情報の単位時
間毎の変化分を計算することによる速度情報取得、航路
位置航跡による方向情報取得により、この速度、方位情
報を用いて自機と他機の航路予測を行い近接予測を行う
と同時に、自船の速度、方位情報を用いての予測高度に
よる衝突予測を行うことで、航空機内において航路確
認、航路予測、衝突予測、他機との近接予測が可能とな
り、さらに、航空機に搭載した画像検出装置により、近
接する航空機等の物体の画像データを取得し、自機に対
する距離と方位を抽出することで画像データによる近接
予測、安全高度の確認ができ、また、各航空機からの自
機位置情報、近接警報、近接予測警報、衝突警報、衝突
予測警報の情報を監視局で総合して取得、表示すること
で、航路の安全確保を迅速、正確かつ省力化した航空機
航路監視システムを提案するものである。
になされたもので、航空機に自機位置を測定する機器を
搭載し、地図情報と自機位置情報を監視局と航空機間を
通信衛星経由で設置した通信回線により情報伝送し、航
空機内で自機位置把握、他機位置情報取得を行い、取得
した地図情報に自機、他機位置情報を入力し、自機と他
機の位置比較による近接、自機の高度と山、丘等の高度
の比較による衝突回避、自機と他機の位置情報の単位時
間毎の変化分を計算することによる速度情報取得、航路
位置航跡による方向情報取得により、この速度、方位情
報を用いて自機と他機の航路予測を行い近接予測を行う
と同時に、自船の速度、方位情報を用いての予測高度に
よる衝突予測を行うことで、航空機内において航路確
認、航路予測、衝突予測、他機との近接予測が可能とな
り、さらに、航空機に搭載した画像検出装置により、近
接する航空機等の物体の画像データを取得し、自機に対
する距離と方位を抽出することで画像データによる近接
予測、安全高度の確認ができ、また、各航空機からの自
機位置情報、近接警報、近接予測警報、衝突警報、衝突
予測警報の情報を監視局で総合して取得、表示すること
で、航路の安全確保を迅速、正確かつ省力化した航空機
航路監視システムを提案するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明による航空機
航路監視システムでは、航空機に自機位置を測定するＧ
ＰＳ受信装置を搭載し、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を
受信し、監視局と航空機間に設定された通信回線によ
り、航空機からの自機位置情報を監視局ならびに他航空
機へ、また、監視局から地図情報ならびにＧＰＳ補正信
号を航空機に送信し、航空機においてＧＰＳ信号とＧＰ
Ｓ補正信号により自機位置（緯度、経度、高度）情報を
取得し、航空機間の通信衛星経由での通信回線により他
機位置情報を取得し、取得した位置情報を地図情報に入
力し、地図上での自機、他機の位置の確認を行い、さら
に、自機位置情報と他機位置情報を入力し、他機の接近
を検知するための検出域範囲を設定し、近接検知を行う
と同時に、安全高度を検知するための検出域範囲を設定
し、山岳等への衝突検知を行い、画像検出装置により、
近接する航空機等の物体の画像データを取得し、自機に
対する距離と方位を抽出し、自機に対する近接状況を画
像データから検出するものである。同様の動作を監視局
で行い各航空機の航路把握を行うようにしたものであ
る。
航路監視システムでは、航空機に自機位置を測定するＧ
ＰＳ受信装置を搭載し、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を
受信し、監視局と航空機間に設定された通信回線によ
り、航空機からの自機位置情報を監視局ならびに他航空
機へ、また、監視局から地図情報ならびにＧＰＳ補正信
号を航空機に送信し、航空機においてＧＰＳ信号とＧＰ
Ｓ補正信号により自機位置（緯度、経度、高度）情報を
取得し、航空機間の通信衛星経由での通信回線により他
機位置情報を取得し、取得した位置情報を地図情報に入
力し、地図上での自機、他機の位置の確認を行い、さら
に、自機位置情報と他機位置情報を入力し、他機の接近
を検知するための検出域範囲を設定し、近接検知を行う
と同時に、安全高度を検知するための検出域範囲を設定
し、山岳等への衝突検知を行い、画像検出装置により、
近接する航空機等の物体の画像データを取得し、自機に
対する距離と方位を抽出し、自機に対する近接状況を画
像データから検出するものである。同様の動作を監視局
で行い各航空機の航路把握を行うようにしたものであ
る。
【０００６】第２の発明による航空機航路監視システム
では、自機および、他機の位置情報の単位時間毎の変化
分の計算により速度情報を取得し、航路位置航跡により
方向情報を取得し、この速度、方位情報を用いて自機と
他機の航路予測を行い近接予測、山岳等に対する衝突予
測を行うものである。
では、自機および、他機の位置情報の単位時間毎の変化
分の計算により速度情報を取得し、航路位置航跡により
方向情報を取得し、この速度、方位情報を用いて自機と
他機の航路予測を行い近接予測、山岳等に対する衝突予
測を行うものである。
【０００７】第３の発明による航空機航路監視システム
では、監視局から伝送される地図情報をもとに３次元地
形図を生成し、自機位置情報を当該３次元地形図上に表
示し、飛行状態を立体表示し、さらに、予測航路状態と
安全飛行空域を表示するものである。
では、監視局から伝送される地図情報をもとに３次元地
形図を生成し、自機位置情報を当該３次元地形図上に表
示し、飛行状態を立体表示し、さらに、予測航路状態と
安全飛行空域を表示するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、この発明による航空機航路
監視システムのいくつかの実施の形態を図に基づいて説
明する。
監視システムのいくつかの実施の形態を図に基づいて説
明する。
【０００９】実施の形態１．図１、２、３、４はこの発
明の実施の形態１を示すものである。図１は、この発明
の考え方を示す概念図で、１は通信衛星、２はＧＰＳ信
号を送信するＧＰＳ衛星、３は監視局、４ａ〜４ｎは航
空機である。監視局３と航空機４ａ〜４ｎ間には通信衛
星１を経由して通信回線が設定され、相互の情報伝達を
可能にする。図２は監視局３の機能を示した図で、ＧＰ
Ｓ衛星２からのＧＰＳ信号をアンテナ８経由ＧＰＳ信号
受信機７８で受信し、監視局３の既知の設置位置を位置
情報７９とし、ＧＰＳ信号受信機７８で得た位置情報と
の偏差を求めるＧＰＳ補正信号生成器８０によりＧＰＳ
補正信号８１を発生しアンテナ８から通信衛星１経由し
航空機４ａ〜４ｎに送信する。一方、航空機４ａ〜４ｎ
からの自機位置情報をアンテナ８経由位置情報受信機１
３で受信し、位置情報デコーダー１２で航空機識別番号
１４、時刻情報を含む位置情報１５を抽出し、位置情報
１５をもとに、エリア検索器９により地図情報データベ
ース５から所要の地図情報８４を選定し、地図データエ
ンコーダ６で地図情報５に航空機識別番号１４を付加し
コード化した後、地図データ送信機７からアンテナ８に
より通信衛星１経由航空機４ａ、４ｎに送信する。ま
た、地図位置重ね合せ器１０により地図上に航空機識別
番号１４、時刻情報を含む位置情報１５を監視局表示器
１１により地図上表示を行う。
明の実施の形態１を示すものである。図１は、この発明
の考え方を示す概念図で、１は通信衛星、２はＧＰＳ信
号を送信するＧＰＳ衛星、３は監視局、４ａ〜４ｎは航
空機である。監視局３と航空機４ａ〜４ｎ間には通信衛
星１を経由して通信回線が設定され、相互の情報伝達を
可能にする。図２は監視局３の機能を示した図で、ＧＰ
Ｓ衛星２からのＧＰＳ信号をアンテナ８経由ＧＰＳ信号
受信機７８で受信し、監視局３の既知の設置位置を位置
情報７９とし、ＧＰＳ信号受信機７８で得た位置情報と
の偏差を求めるＧＰＳ補正信号生成器８０によりＧＰＳ
補正信号８１を発生しアンテナ８から通信衛星１経由し
航空機４ａ〜４ｎに送信する。一方、航空機４ａ〜４ｎ
からの自機位置情報をアンテナ８経由位置情報受信機１
３で受信し、位置情報デコーダー１２で航空機識別番号
１４、時刻情報を含む位置情報１５を抽出し、位置情報
１５をもとに、エリア検索器９により地図情報データベ
ース５から所要の地図情報８４を選定し、地図データエ
ンコーダ６で地図情報５に航空機識別番号１４を付加し
コード化した後、地図データ送信機７からアンテナ８に
より通信衛星１経由航空機４ａ、４ｎに送信する。ま
た、地図位置重ね合せ器１０により地図上に航空機識別
番号１４、時刻情報を含む位置情報１５を監視局表示器
１１により地図上表示を行う。
【００１０】図３は各航空機４ａ〜４ｎの動作を示した
図で、通信衛星用アンテナ８３経由地図情報８４を地図
データ受信機２４、他機位置情報３４を他機位置情報受
信機２２、ＧＰＳ補正信号８１をＧＰＳ補正信号受信機
２１で受信する。ＧＰＳ衛星２からのＧＰＳ信号をＧＰ
Ｓ信号受信機２０で受信し、ＧＰＳ補正信号受信機２１
で受信したＧＰＳ補正信号３３によりＧＰＳ信号補正器
２５でＧＰＳ信号を補正し正確な自機位置情報３２を求
める。自機位置情報コード・編集器１７で時刻信号発生
器１８からの時刻情報３０と航空機識別信号発生器１９
からの航空機識別番号３１と自機位置情報３２が編集さ
れ、コード化され、自機位置情報送信機１６から通信衛
星用アンテナ８３経由通信衛星１により監視局３ならび
に他の航空機４ｎに送信される。自機の航空機識別番号
に対応する地図情報取得を地図データ受信機２４で行い
地図データ３６は地図データ保存装置２７に保存すると
同時に地図表示のためにマッピング装置２８に入力され
る。他機位置情報３４は他機位置情報受信機２２を経由
し、他機位置情報デコーダ２６で航空機識別番号と時刻
情報と位置情報が抽出されマッピング装置２８に入力さ
れる。画像検出装置３９で検出された接近する航空機等
の物体の画像データからは、自機に対する接近物への距
離と方位を抽出し、表示機２９に画像データと位置関係
を示す図を表示する。図４はマッピング装置２８を説明
する図で、自機位置情報３２は地図上自機位置設定器３
７で地図情報３６との位置合わせが行われ、自機位置表
示情報５２として表示器２９に地図表示される。同様
に、他機位置情報３４は地図上他機位置設定器３８で地
図情報３６との位置合わせがなされ、他機位置表示情報
５３として表示器２９に地図表示される。距離を近接検
知器４６で検知し近接警戒範囲にある時に近接警報４７
を発生し表示器２９に表示すると同時に自機位置情報編
集器１７に入力、編集され、自機位置情報送信機１６と
通信衛星用アンテナ８３を経て通信衛星１により監視局
３に伝達される。
図で、通信衛星用アンテナ８３経由地図情報８４を地図
データ受信機２４、他機位置情報３４を他機位置情報受
信機２２、ＧＰＳ補正信号８１をＧＰＳ補正信号受信機
２１で受信する。ＧＰＳ衛星２からのＧＰＳ信号をＧＰ
Ｓ信号受信機２０で受信し、ＧＰＳ補正信号受信機２１
で受信したＧＰＳ補正信号３３によりＧＰＳ信号補正器
２５でＧＰＳ信号を補正し正確な自機位置情報３２を求
める。自機位置情報コード・編集器１７で時刻信号発生
器１８からの時刻情報３０と航空機識別信号発生器１９
からの航空機識別番号３１と自機位置情報３２が編集さ
れ、コード化され、自機位置情報送信機１６から通信衛
星用アンテナ８３経由通信衛星１により監視局３ならび
に他の航空機４ｎに送信される。自機の航空機識別番号
に対応する地図情報取得を地図データ受信機２４で行い
地図データ３６は地図データ保存装置２７に保存すると
同時に地図表示のためにマッピング装置２８に入力され
る。他機位置情報３４は他機位置情報受信機２２を経由
し、他機位置情報デコーダ２６で航空機識別番号と時刻
情報と位置情報が抽出されマッピング装置２８に入力さ
れる。画像検出装置３９で検出された接近する航空機等
の物体の画像データからは、自機に対する接近物への距
離と方位を抽出し、表示機２９に画像データと位置関係
を示す図を表示する。図４はマッピング装置２８を説明
する図で、自機位置情報３２は地図上自機位置設定器３
７で地図情報３６との位置合わせが行われ、自機位置表
示情報５２として表示器２９に地図表示される。同様
に、他機位置情報３４は地図上他機位置設定器３８で地
図情報３６との位置合わせがなされ、他機位置表示情報
５３として表示器２９に地図表示される。距離を近接検
知器４６で検知し近接警戒範囲にある時に近接警報４７
を発生し表示器２９に表示すると同時に自機位置情報編
集器１７に入力、編集され、自機位置情報送信機１６と
通信衛星用アンテナ８３を経て通信衛星１により監視局
３に伝達される。
【００１１】図５は近接検知器４６の動作を示した図
で、自機位置Ａ０と他機位置Ａ１、Ａ２、Ａ３の地図平
面における位置関係を示しており、自機位置Ａ０を中心
に近接警戒範囲として半径Ｒ０の距離の円を自機の制動
特性、操舵特性を関数として設定し、その範囲内に存在
する他機Ａ１に対しての近接警報を発生する。同様に、
図６は自機位置Ａ０と他機位置Ａ１、Ａ２、Ａ３の地図
断面における位置関係を示しており、自機位置Ａ０を中
心に近接警戒範囲として半径Ｒ０の距離の円を自機の制
動特性、操舵特性を関数として設定し、その範囲内に存
在する他機Ａ１ならびに山岳Ｍ０に対しての近接警報を
発生する。
で、自機位置Ａ０と他機位置Ａ１、Ａ２、Ａ３の地図平
面における位置関係を示しており、自機位置Ａ０を中心
に近接警戒範囲として半径Ｒ０の距離の円を自機の制動
特性、操舵特性を関数として設定し、その範囲内に存在
する他機Ａ１に対しての近接警報を発生する。同様に、
図６は自機位置Ａ０と他機位置Ａ１、Ａ２、Ａ３の地図
断面における位置関係を示しており、自機位置Ａ０を中
心に近接警戒範囲として半径Ｒ０の距離の円を自機の制
動特性、操舵特性を関数として設定し、その範囲内に存
在する他機Ａ１ならびに山岳Ｍ０に対しての近接警報を
発生する。
【００１２】図７は画像検出装置３９の構成を示した図
で、４０は複数の画像カメラ４１から構成される画像カ
メラ装置、４３は画像カメラ装置４０からの画像データ
の抽出と、画像の大きさ、画像の位置より画像カメラ４
１からの距離、方位を求め、画像カメラ番号を付加する
画像処理器である。距離、方位の求め方は、例えば、あ
らかじめ画像の大きさと距離テーブルを設定し、このテ
ーブルの参照により距離を求め、画像カメラ４１の画面
内での画像の位置から方位を求める。画像カメラ４１と
しては、雲が存在する飛行環境を想定した赤外線カメラ
の採用が有効となる。４４は画像表示処理器で画像処理
器４３からのデータから自機位置を基準とした接近物体
の表示画面でのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の位置を計算し、
表示シーンとして検出した画像データ、自機位置を基準
としたＸ軸−Ｙ軸面の表示、Ｘ軸−Ｚ軸面の表示を作成
し、画像情報４５として選択表示を可能とする。図８は
画像カメラ装置４０の航空機４ａへの取り付け状態を示
したもので、航空機上部と下部に画像カメラ装置４０
ａ、４０ｂを取り付け、航空機に対し全方位の視野が得
られるようにする。
で、４０は複数の画像カメラ４１から構成される画像カ
メラ装置、４３は画像カメラ装置４０からの画像データ
の抽出と、画像の大きさ、画像の位置より画像カメラ４
１からの距離、方位を求め、画像カメラ番号を付加する
画像処理器である。距離、方位の求め方は、例えば、あ
らかじめ画像の大きさと距離テーブルを設定し、このテ
ーブルの参照により距離を求め、画像カメラ４１の画面
内での画像の位置から方位を求める。画像カメラ４１と
しては、雲が存在する飛行環境を想定した赤外線カメラ
の採用が有効となる。４４は画像表示処理器で画像処理
器４３からのデータから自機位置を基準とした接近物体
の表示画面でのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の位置を計算し、
表示シーンとして検出した画像データ、自機位置を基準
としたＸ軸−Ｙ軸面の表示、Ｘ軸−Ｚ軸面の表示を作成
し、画像情報４５として選択表示を可能とする。図８は
画像カメラ装置４０の航空機４ａへの取り付け状態を示
したもので、航空機上部と下部に画像カメラ装置４０
ａ、４０ｂを取り付け、航空機に対し全方位の視野が得
られるようにする。
【００１３】図９は画像カメラ装置４０のＸ軸−Ｙ軸面
での画像カメラ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１
ｅの構成配置と視野範囲を示し、図１０は画像カメラ装
置４０のＸ軸−Ｚ軸面での画像カメラ４１ｂ、４１ｃ、
４１ｄ、４１ｅの構成配置と視野範囲を示す図である。
画像カメラ装置４０は５台の画像カメラ４１ａ、４１
ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅから構成され各視野範囲４
２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅにより全体とし
て半球の視野を構成する。監視局３では位置情報デコー
ダー１２で航空機識別番号１４、時刻情報を含む位置情
報１５と近接警報４７を抽出し、地図位置重ね合せ器１
０により地図上に航空機識別番号１４、時刻情報を含む
位置情報１５と近接警報４７を監視局表示器１１により
地図上での表示を行う。以上の動作により、各航空機に
おいて地図上に自機ならびに他機の位置を正確に表示で
き、自機に対する他機の接近ならびに山岳等への接近を
地図表示上で確認でき、飛行状況を正確に把握できる。
での画像カメラ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１
ｅの構成配置と視野範囲を示し、図１０は画像カメラ装
置４０のＸ軸−Ｚ軸面での画像カメラ４１ｂ、４１ｃ、
４１ｄ、４１ｅの構成配置と視野範囲を示す図である。
画像カメラ装置４０は５台の画像カメラ４１ａ、４１
ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅから構成され各視野範囲４
２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅにより全体とし
て半球の視野を構成する。監視局３では位置情報デコー
ダー１２で航空機識別番号１４、時刻情報を含む位置情
報１５と近接警報４７を抽出し、地図位置重ね合せ器１
０により地図上に航空機識別番号１４、時刻情報を含む
位置情報１５と近接警報４７を監視局表示器１１により
地図上での表示を行う。以上の動作により、各航空機に
おいて地図上に自機ならびに他機の位置を正確に表示で
き、自機に対する他機の接近ならびに山岳等への接近を
地図表示上で確認でき、飛行状況を正確に把握できる。
【００１４】実施の形態２．図１１は、この発明の実施
の形態２を示すブロック図であり、速度・方位検出器４
９で他機位置情報３４ならびに自機位置情報３２の位置
情報の単位時間毎の変化分を計算し、各航空機の速度情
報を取得し、航路位置航跡により方向情報を取得し、こ
の速度、方位情報を用いて自機と他機の航路予測を近接
予測検知器５０で行い近接予測を行う。速度情報算出方
法の１例を自機位置情報３２を例として以下に示す。 自機速度（経度成分）＝（Ｌ１−Ｌ０）／ｔ Ｌ０：自機位置（経度成分）の初期位置 Ｌ１：時間ｔ後の自機位置（経度成分） ｔ：Ｌ０からＬ１への時間 自機速度の緯度、高度成分ならびに他機の速度も上記と
同様の方法で求める。
の形態２を示すブロック図であり、速度・方位検出器４
９で他機位置情報３４ならびに自機位置情報３２の位置
情報の単位時間毎の変化分を計算し、各航空機の速度情
報を取得し、航路位置航跡により方向情報を取得し、こ
の速度、方位情報を用いて自機と他機の航路予測を近接
予測検知器５０で行い近接予測を行う。速度情報算出方
法の１例を自機位置情報３２を例として以下に示す。 自機速度（経度成分）＝（Ｌ１−Ｌ０）／ｔ Ｌ０：自機位置（経度成分）の初期位置 Ｌ１：時間ｔ後の自機位置（経度成分） ｔ：Ｌ０からＬ１への時間 自機速度の緯度、高度成分ならびに他機の速度も上記と
同様の方法で求める。
【００１５】図１２、図１３は近接予測検知機５０の動
作を示した図であり、自機位置Ａ００と他機位置Ａ１０
の地図平面での予測位置関係を示し、自機の基点位置Ａ
００と現在位置Ａ０１から自機速度を計算し、時間ｔ
２，ｔ３，ｔｎでの自機位置Ａ０２、Ａ０３、Ａ０ｎを
計算し、自機予測位置とする。他機に関しても同様の処
理により、他機の基点位置Ａ１０と現在位置Ａ１１から
他機速度を計算し、時間ｔ２，ｔ３，ｔｎでの他機位置
Ａ１２、Ａ１３、Ａ１ｎを計算し、他機予測位置とし、
各自機位置Ａ０２、Ａ０３、Ａ０ｎにおける近接予測警
戒範囲としての半径Ｒ０の円を設定し、各位置での近接
予測警戒範囲に対する他機位置Ａ１２、Ａ１３、Ａ１ｎ
との距離を近接予測検知器５０で比較する。
作を示した図であり、自機位置Ａ００と他機位置Ａ１０
の地図平面での予測位置関係を示し、自機の基点位置Ａ
００と現在位置Ａ０１から自機速度を計算し、時間ｔ
２，ｔ３，ｔｎでの自機位置Ａ０２、Ａ０３、Ａ０ｎを
計算し、自機予測位置とする。他機に関しても同様の処
理により、他機の基点位置Ａ１０と現在位置Ａ１１から
他機速度を計算し、時間ｔ２，ｔ３，ｔｎでの他機位置
Ａ１２、Ａ１３、Ａ１ｎを計算し、他機予測位置とし、
各自機位置Ａ０２、Ａ０３、Ａ０ｎにおける近接予測警
戒範囲としての半径Ｒ０の円を設定し、各位置での近接
予測警戒範囲に対する他機位置Ａ１２、Ａ１３、Ａ１ｎ
との距離を近接予測検知器５０で比較する。
【００１６】図９は自機位置Ａ００と他機位置Ａ１０の
地図断面（高度）での予測位置関係を示し、自機の基点
位置Ａ００と現在位置Ａ０１から自機速度を計算し、時
間ｔ２，ｔ３，ｔｎでの自機位置Ａ０２、Ａ０３、Ａ０
ｎを計算し、自機予測位置とする。他機に関しても同様
の処理により、他機の基点位置Ａ１０と現在位置Ａ１１
から他機速度を計算し、時間ｔ２，ｔ３，ｔｎでの他機
位置Ａ１２、Ａ１３、Ａ１ｎを計算し、他機予測位置と
し、各自機位置Ａ０２、Ａ０３、Ａ０ｎにおける近接予
測警戒範囲としての半径Ｒ０の円を設定し、各位置での
近接予測警戒範囲に対する他機位置Ａ１２、Ａ１３、Ａ
１ｎとの距離を近接予測検知器５０で比較し、他機が近
接予測警戒範囲にある時に近接予測と図８での近接予測
の論理積で近接予測警報５１を発生し表示器２９に表示
すると同時に自機位置情報編集器１７に入力、編集し、
自機位置情報送信機１６と通信衛星用アンテナ８３を経
て通信衛星１により監視局３に伝達する。監視局３では
位置情報デコーダー１２で航空機識別番号１４、時刻情
報を含む位置情報１５、近接警報４７、近接予測警報５
１を抽出し、地図位置重ね合せ器１０により地図上に航
空機識別番号１４、時刻情報を含む位置情報１５、近接
警報４７と近接予測警報５１を監視局表示器１１により
地図上での表示を行う。
地図断面（高度）での予測位置関係を示し、自機の基点
位置Ａ００と現在位置Ａ０１から自機速度を計算し、時
間ｔ２，ｔ３，ｔｎでの自機位置Ａ０２、Ａ０３、Ａ０
ｎを計算し、自機予測位置とする。他機に関しても同様
の処理により、他機の基点位置Ａ１０と現在位置Ａ１１
から他機速度を計算し、時間ｔ２，ｔ３，ｔｎでの他機
位置Ａ１２、Ａ１３、Ａ１ｎを計算し、他機予測位置と
し、各自機位置Ａ０２、Ａ０３、Ａ０ｎにおける近接予
測警戒範囲としての半径Ｒ０の円を設定し、各位置での
近接予測警戒範囲に対する他機位置Ａ１２、Ａ１３、Ａ
１ｎとの距離を近接予測検知器５０で比較し、他機が近
接予測警戒範囲にある時に近接予測と図８での近接予測
の論理積で近接予測警報５１を発生し表示器２９に表示
すると同時に自機位置情報編集器１７に入力、編集し、
自機位置情報送信機１６と通信衛星用アンテナ８３を経
て通信衛星１により監視局３に伝達する。監視局３では
位置情報デコーダー１２で航空機識別番号１４、時刻情
報を含む位置情報１５、近接警報４７、近接予測警報５
１を抽出し、地図位置重ね合せ器１０により地図上に航
空機識別番号１４、時刻情報を含む位置情報１５、近接
警報４７と近接予測警報５１を監視局表示器１１により
地図上での表示を行う。
【００１７】実施の形態３．図１４は、この発明の実施
の形態３を示すブロック図であり、実施の形態２のマッ
ピング装置２８に加えて、自機位置情報３２と他機位置
情報３４ならびに速度・方位検出器４９で他機位置情報
３４ならびに自機位置情報３２の位置情報、高度情報の
単位時間毎の変化分の計算による各航空機の３軸成分の
速度情報をもとに、各航空機の将来時間における予測位
置を時間積分による３軸位置を求めることにより地図位
置予測器５４で求め、地図情報３６による３次元地形図
を３次元地形図発生器５５を生成し、この３次元地形図
の座標軸に各航空機の予測位置を地図位置予測器５４で
重畳し、３次元飛行図５６を表示器２９で表示する。速
度情報算出方法の１例を自機位置情報３６を例として以
下に示す。
の形態３を示すブロック図であり、実施の形態２のマッ
ピング装置２８に加えて、自機位置情報３２と他機位置
情報３４ならびに速度・方位検出器４９で他機位置情報
３４ならびに自機位置情報３２の位置情報、高度情報の
単位時間毎の変化分の計算による各航空機の３軸成分の
速度情報をもとに、各航空機の将来時間における予測位
置を時間積分による３軸位置を求めることにより地図位
置予測器５４で求め、地図情報３６による３次元地形図
を３次元地形図発生器５５を生成し、この３次元地形図
の座標軸に各航空機の予測位置を地図位置予測器５４で
重畳し、３次元飛行図５６を表示器２９で表示する。速
度情報算出方法の１例を自機位置情報３６を例として以
下に示す。
【００１８】図１５は３次元地形図での飛行図の一例を
示した図であり、自機位置Ａ０と他機位置Ａ１の飛行予
測航路を示している。自機の基点位置Ａ００から自機速
度により、時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔｎでの自機位置Ａ
０１、Ａ０２、Ａ０３、Ａ０ｎを計算し、自機予測位置
として表示する。他機に関しても同様の処理により、他
機の基点位置Ａ１０から他機速度より時間ｔ１、ｔ２、
ｔ３、ｔｎでの他機位置Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１
ｎを計算し、他機予測位置として表示する。この図では
ｔ１において自機位置Ａ０１で近接予測警報５８が発生
し、回避空域５９を表示する。
示した図であり、自機位置Ａ０と他機位置Ａ１の飛行予
測航路を示している。自機の基点位置Ａ００から自機速
度により、時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔｎでの自機位置Ａ
０１、Ａ０２、Ａ０３、Ａ０ｎを計算し、自機予測位置
として表示する。他機に関しても同様の処理により、他
機の基点位置Ａ１０から他機速度より時間ｔ１、ｔ２、
ｔ３、ｔｎでの他機位置Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１
ｎを計算し、他機予測位置として表示する。この図では
ｔ１において自機位置Ａ０１で近接予測警報５８が発生
し、回避空域５９を表示する。
【００１９】
【発明の効果】第１の発明によれば、航空機に設けられ
た自機位置測定装置による自機位置情報と、監視局と航
空機間ならびに各航空機間に設定した通信回線経由で取
得する地図情報ならびに他機位置情報により、航空機に
おいて、地図表示上での自機、他機の位置および相対位
置関係が確認でき、近接検出器による高度低下警告なら
びに他機への近接警告発生と画像データを使った確認で
のニアミス回避による航空機経路の安全確認を、地上監
視局の支援なしに各航空機上で行うことができる。
た自機位置測定装置による自機位置情報と、監視局と航
空機間ならびに各航空機間に設定した通信回線経由で取
得する地図情報ならびに他機位置情報により、航空機に
おいて、地図表示上での自機、他機の位置および相対位
置関係が確認でき、近接検出器による高度低下警告なら
びに他機への近接警告発生と画像データを使った確認で
のニアミス回避による航空機経路の安全確認を、地上監
視局の支援なしに各航空機上で行うことができる。
【００２０】第２の発明によれば、自機位置情報と他機
位置情報から３軸方向の速度と方位を計算し、この速度
と方位の情報から自機、他機の予測航路ならびに自機に
対し他機の接近、山岳等に対する高度を予測し、近接予
測警報を発令すると同時に、航空機上で予測位置を地図
上に表示することで、今後の航路状況の事前把握がで
き、ニアミス回避による航空機の航路の安全が確保でき
る。
位置情報から３軸方向の速度と方位を計算し、この速度
と方位の情報から自機、他機の予測航路ならびに自機に
対し他機の接近、山岳等に対する高度を予測し、近接予
測警報を発令すると同時に、航空機上で予測位置を地図
上に表示することで、今後の航路状況の事前把握がで
き、ニアミス回避による航空機の航路の安全が確保でき
る。
【００２１】第３の発明によれば、航空機において高度
情報を含む地図情報から生成した３次元地形図上に現時
点ならびに予測の自機位置情報と他機位置情報を投影
し、航路状況を地図図形との相対表示を行い、山岳、他
機に対するニアミス回避のための回避空域を表示し、航
空機の航路の安全が確保する。
情報を含む地図情報から生成した３次元地形図上に現時
点ならびに予測の自機位置情報と他機位置情報を投影
し、航路状況を地図図形との相対表示を行い、山岳、他
機に対するニアミス回避のための回避空域を表示し、航
空機の航路の安全が確保する。
【図１】 この発明による航空機航路監視システムの実
施の形態１を示す図である。
施の形態１を示す図である。
【図２】 この発明による航空機航路監視システムでの
監視局の形態を示す図である。
監視局の形態を示す図である。
【図３】 この発明による航空機航路監視システムでの
航空機の形態を示す図である。
航空機の形態を示す図である。
【図４】 この発明によるマッピング装置の構成を示す
図である。
図である。
【図５】 この発明によるマッピング装置での近接検知
器の緯度、経度方向処理を示す図である。
器の緯度、経度方向処理を示す図である。
【図６】 この発明によるマッピング装置での近接検知
器の高度方向処理を示す図である。
器の高度方向処理を示す図である。
【図７】 この発明による画像検出装置の構成を示す図
である。
である。
【図８】 この発明による航空機への画像カメラ装置の
取り付けを示す図である。
取り付けを示す図である。
【図９】 この発明による画像カメラ装置のＸ軸−Ｙ軸
面での画像カメラの構成配置と視野範囲を示す図であ
る。
面での画像カメラの構成配置と視野範囲を示す図であ
る。
【図１０】 この発明による画像カメラ装置のＸ軸−Ｚ
軸面での画像カメラの構成配置と視野範囲を示す図であ
る。
軸面での画像カメラの構成配置と視野範囲を示す図であ
る。
【図１１】 この発明によるマッピング装置での近接予
測検知器の動作を示す図である。
測検知器の動作を示す図である。
【図１２】 この発明によるマッピング装置での近接予
測検知器の緯度、経度方向処理を示す図である。
測検知器の緯度、経度方向処理を示す図である。
【図１３】 この発明によるマッピング装置での近接検
知器の高度方向処理を示す図である。
知器の高度方向処理を示す図である。
【図１４】 この発明によるマッピング装置の構成を示
す図である。
す図である。
【図１５】 この発明による３次元地形図表示を示す図
である。
である。
【図１６】 従来の代表的な航空機航路監視システムの
概要を示す図である。
概要を示す図である。
１ 通信衛星、２ ＧＰＳ衛星、３ 監視局、４ａ、４
ｎ 航空機、５ 地図情報データベース、６ 地図デー
タエンコーダ、７ 地図データ送信機、８ アンテナ、
９ エリア検索器、１０ 地図位置重ね合せ器、１１
監視局表示器、１２ 位置情報デコーダー、１３ 位置
情報受信機、１４ 監視局側航空機識別番号、１５ 時
刻情報を含む位置情報、１６ 自機位置情報送信機、１
７ 自機位置情報コード・編集器、１８ 時刻信号発生
器、１９ 航空機識別信号発生器、２０ ＧＰＳ信号受
信機、２１ ＧＰＳ補正信号受信機、２２ 他機位置情
報受信機、２４ 地図データ受信機、２５ ＧＰＳ信号
補正器、２６ 他機位置情報デコーダ、２７ 地図デー
タ保存装置、２８ マッピング装置、２９ 表示器、３
０ 時刻情報、３１ 航空機識別番号、３２ 自機位置
情報、３３ ＧＰＳ補正信号、３４ 他機位置情報、３
６ 地図データ、３７ 地図上自機位置設定器、３８
地図上他機位置設定器、４６ 近接検知機、４７ 近接
警報、４９速度、方位検知器、５０ 近接予測検知機、
５１ 近接予測警報、５２ 地図上自機位置信号、５３
地図上他機位置信号、５４ ３次元地図位置予測器、
５５３次元地形図発生器、５６ ３次元地図上位置信
号、５７ 電波高度計、５８地図上予測位置信号、５９
回避空域、６０ レーダー装置、６１ａ、６１ｂ送受
信機、６２ 判断、７８ ＧＰＳ信号受信機、７９ 監
視局設置の既知の位置情報、８０ ＧＰＳ補正信号生成
器、８１ ＧＰＳ補正信号、８３ 通信衛星用アンテ
ナ、８４ 地図情報。
ｎ 航空機、５ 地図情報データベース、６ 地図デー
タエンコーダ、７ 地図データ送信機、８ アンテナ、
９ エリア検索器、１０ 地図位置重ね合せ器、１１
監視局表示器、１２ 位置情報デコーダー、１３ 位置
情報受信機、１４ 監視局側航空機識別番号、１５ 時
刻情報を含む位置情報、１６ 自機位置情報送信機、１
７ 自機位置情報コード・編集器、１８ 時刻信号発生
器、１９ 航空機識別信号発生器、２０ ＧＰＳ信号受
信機、２１ ＧＰＳ補正信号受信機、２２ 他機位置情
報受信機、２４ 地図データ受信機、２５ ＧＰＳ信号
補正器、２６ 他機位置情報デコーダ、２７ 地図デー
タ保存装置、２８ マッピング装置、２９ 表示器、３
０ 時刻情報、３１ 航空機識別番号、３２ 自機位置
情報、３３ ＧＰＳ補正信号、３４ 他機位置情報、３
６ 地図データ、３７ 地図上自機位置設定器、３８
地図上他機位置設定器、４６ 近接検知機、４７ 近接
警報、４９速度、方位検知器、５０ 近接予測検知機、
５１ 近接予測警報、５２ 地図上自機位置信号、５３
地図上他機位置信号、５４ ３次元地図位置予測器、
５５３次元地形図発生器、５６ ３次元地図上位置信
号、５７ 電波高度計、５８地図上予測位置信号、５９
回避空域、６０ レーダー装置、６１ａ、６１ｂ送受
信機、６２ 判断、７８ ＧＰＳ信号受信機、７９ 監
視局設置の既知の位置情報、８０ ＧＰＳ補正信号生成
器、８１ ＧＰＳ補正信号、８３ 通信衛星用アンテ
ナ、８４ 地図情報。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H180 AA26 CC12 FF05 FF13 FF22 FF32 5J062 AA01 AA06 AA08 AA12 BB03 CC07 FF01 FF02 HH00 HH07 5J070 AA02 AA04 AC01 AC02 AC03 AC06 AC13 AE04 AF01 AF06 AH02 AH14 AH50 AJ13 AK04 AK36 AK40 BB02 BB03 BB04 BB05 BB06 BD08 BF02 BF03 BF04 BF05 BF12 BF13 BG06 BG11 BG24 BG27 BG28
Claims (3)
- 【請求項１】 多数の航空機の航路監視を行う航空機航
路監視システムにおいて、上記航空機に設けられ、自機
位置を測定するＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏ
ｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ 汎地球測位システム）受信機
およびＧＰＳ補正信号受信機と、ＧＰＳ信号を送信する
ＧＰＳ衛星と、監視局と航空機間に設定された通信回線
と、地上の監視局に有し、監視空域に該当する地図情報
を格納した地図情報データベースと、航空機からの自機
位置情報を監視局と航空機間に設定された通信回線を経
由して監視局ならびに他機へ、また、監視局からの航空
機に対する情報を監視局と航空機間に設定された通信回
線を経由して当該航空機に伝送する手段と、航空機の航
路を監視すると同時に自機位置情報と他機位置情報を入
力し、他機の接近を検知するための検出域範囲を設定
し、かつ、安全高度を検知するための検出域範囲を設定
した近接検知器と、航空機に搭載し、近接する航空機等
の物体の画像データを取得し、自機に対する距離と方位
を抽出する画像検出装置とを具備し、さらに航空機は、
地図上に自機、他機の位置、他機の接近、安全高度を表
示し、同時に自機に接近する航空機等の画像情報を表示
する手段を有することを特徴とする航空機航路監視シス
テム。 - 【請求項２】 航空機に設けられ、自機位置情報と他機
位置情報を入力し、航空機の速度と方位を計算し、この
速度と方位の情報から自機に対し他機の接近を予測し、
かつ、山岳等に対する自機の高度予測を行う近接予測検
知器を具備したことを特徴とする請求項１記載の航空機
航路監視システム。 - 【請求項３】 航空機に設けられ、自機位置情報と高度
情報を含む地形情報をもとに、自機位置を原点とした３
次元地形図を生成し、この地形図に他機飛行状態を立体
表示し、この地形図に予測航路状態と安全空域を立体表
示する手段を有することを特徴とする請求項１記載の航
空機航路監視システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11015418A JP2000214254A (ja) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | 航空機航路監視システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11015418A JP2000214254A (ja) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | 航空機航路監視システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000214254A true JP2000214254A (ja) | 2000-08-04 |
Family
ID=11888221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11015418A Pending JP2000214254A (ja) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | 航空機航路監視システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000214254A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004072581A1 (ja) * | 2003-02-17 | 2004-08-26 | Shinobu Ishikawa | 飛行体同士の相互位置確認方法 |
| JP2005517965A (ja) * | 2001-10-11 | 2005-06-16 | サンデル アヴィオニクス， インコーポレイテッド | 予測高度表示方法と装置 |
| WO2006132422A1 (ja) * | 2005-06-08 | 2006-12-14 | Toshio Tuyuki | 航行システム |
| CN103927906A (zh) * | 2014-04-29 | 2014-07-16 | 北京威胜通达科技有限公司 | 基于北斗短报文和4g通信模式的北斗自主导航的方法 |
| JPWO2021005876A1 (ja) * | 2019-07-05 | 2021-01-14 | ||
| US11393347B2 (en) | 2015-09-18 | 2022-07-19 | Moog Inc. | Cellular aerial vehicle traffic control system and method |
-
1999
- 1999-01-25 JP JP11015418A patent/JP2000214254A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005517965A (ja) * | 2001-10-11 | 2005-06-16 | サンデル アヴィオニクス， インコーポレイテッド | 予測高度表示方法と装置 |
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| US11393347B2 (en) | 2015-09-18 | 2022-07-19 | Moog Inc. | Cellular aerial vehicle traffic control system and method |
| JPWO2021005876A1 (ja) * | 2019-07-05 | 2021-01-14 | ||
| WO2021005876A1 (ja) * | 2019-07-05 | 2021-01-14 | ソニー株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法、プログラム及び情報処理システム |
| JP7452543B2 (ja) | 2019-07-05 | 2024-03-19 | ソニーグループ株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法、プログラム及び情報処理システム |
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