JP2002031682A - Metorological observation device for flight control - Google Patents

Metorological observation device for flight control

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JP2002031682A
JP2002031682A JP2000215025A JP2000215025A JP2002031682A JP 2002031682 A JP2002031682 A JP 2002031682A JP 2000215025 A JP2000215025 A JP 2000215025A JP 2000215025 A JP2000215025 A JP 2000215025A JP 2002031682 A JP2002031682 A JP 2002031682A
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JP
Japan
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wind
distribution
flight
flight path
water droplet
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Application number
JP2000215025A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Katsuyama
靖博 勝山
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To directly observe wind-droplet distribution near a flight path. SOLUTION: A beam orientation direction is calculated with an observation direction calculator 11 using in formation of using runway or the flight path and a beam is formed in the direction using an antenna controller 13 to observe the turbulence. With a signal processor 17, the received signal is FFT-processed, frequency spectrum adding-processed and then velocity calculation-processed or the magnitude calculation-processed. On the other hand, the existence of rainfall or cloud is judged from the observation results of the turbulence. With this judgment, the velocity component is extracted with the velocity calculation process in the case of no rainfall and the magnitude component is extracted with the magnitude calculation process in the case of rainfall. With a wind/ droplet distribution calculator 18, various processing including coordinate conversion is executed for the velocity component (wind velocity information) and the magnitude component (rainfall information) and the wind/droplet distributions in the direction of the beam from the observation direction calculator 11 are calculated. The flight path and the wind/droplet distribution are two or three-dimensionally indicated on a display 19.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、航空機や飛行船の
安全運行のために必要な飛行経路上の風分布あるいは
雨、雲等の水滴分布を直接観測し、表示する飛行管制用
気象観測装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flight control weather observation device for directly observing and displaying a wind distribution or a water droplet distribution such as rain and clouds on a flight path necessary for safe operation of an aircraft or an airship. .

【0002】[0002]

【従来の技術】航空機や飛行船に代表される飛行物体に
おいて、風は、安全飛行に影響を及ぼす重要な因子であ
る。特に離陸・着陸時は最も注意が必要な時である。
2. Description of the Related Art In a flying object represented by an aircraft or an airship, wind is an important factor affecting safe flight. Especially when taking off or landing, it is the time that requires the most attention.

【0003】現在、この風を観測する装置として代表的
なものに、ウインドプロファイラ、境界層レーダがあ
る。但し、現状のウインドプロファイラ及び境界層レー
ダの出力は、天頂方向に代表される一方向の風分布のみ
である。
At present, wind profilers and boundary layer radars are typical devices for observing the wind. However, the current outputs of the wind profiler and the boundary layer radar are only the wind distribution in one direction represented by the zenith direction.

【0004】一方、航空機等の離着陸経路は、数度から
数十度程度の傾きを持った直線経路であり、飛行船の上
昇/下降経路も、多少でも風があると天頂方向からはず
れた経路となる。このため、飛行経路上の風分布は、現
状ではウインドプロファイラあるいは境界層レーダの出
力である天頂方向の風分布から推定することになる。
[0004] On the other hand, the take-off and landing route of an aircraft or the like is a straight route having an inclination of several degrees to several tens degrees. Become. For this reason, the wind distribution on the flight path is currently estimated from the wind distribution in the zenith direction which is the output of the wind profiler or the boundary layer radar.

【0005】しかしながら、航空機や飛行船の離着陸時
に問題となるマイクロバーストは、非常に局所的な現象
であり、航空機や飛行船の安全運行のためには、飛行経
路上の風分布を常に即座に把握できることが求められて
いる。また、飛行船においては、浮力の低下の原因とな
る雨、雲等の水滴が飛行経路上にあるかどうかも常に即
座に把握できることが求められている。
[0005] However, microburst, which is a problem at the time of takeoff and landing of an airplane or an airship, is a very local phenomenon. For safe operation of an airplane or an airship, it is necessary to always be able to immediately grasp the wind distribution on the flight path. Is required. Airships are also required to always be able to immediately grasp whether raindrops, clouds, or other water droplets that cause a decrease in buoyancy are on the flight path.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来では航空機や飛行船の安全運行を維持する上で重要
な、航空機の離着陸経路、あるいは飛行船の上昇/下降
経路近傍の風分布あるいは雨、雲等の水滴を直接観測す
ることのできる装置がなく、飛行経路の風・水滴分布
は、ウインドプロファイラあるいは境界層レーダの出力
である天頂方向の風分布から推定しなければならなかっ
た。このため、航空機や飛行船等の飛行物体の安全運用
を行うための運用者は、ウインドプロファイラあるいは
境界層レーダ以外にも、気象レーダ等の他の観測装置の
出力を併用して判断しており、多大な業務負荷が強いら
れていた。
As described above, conventionally, wind distribution or rain near the takeoff / landing route of an aircraft or the ascending / descending route of an airship, which is important for maintaining the safe operation of an aircraft or an airship, has been described. There is no device that can directly observe water droplets such as clouds, and the distribution of wind and water droplets in the flight path had to be estimated from the wind distribution in the zenith direction, which is the output of a wind profiler or boundary layer radar. For this reason, the operator for safe operation of flying objects such as aircraft and airships, in addition to wind profiler or boundary layer radar, has also determined using the output of other observation devices such as weather radar, A great workload was imposed.

【0007】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたもので、飛行経路近傍の風分布あるいは水滴を直
接観測し、風況把握が極めて認識しやすい形態で表示す
ることができ、これによって飛行物体の安全運用を行う
ための運用者の業務負荷を低減することのできる飛行管
制用気象観測装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problem, and it is possible to directly observe the wind distribution or water droplets near the flight path and to display the wind condition in a form that is extremely easy to recognize. It is an object of the present invention to provide a flight control weather observation device that can reduce the workload of an operator for performing safe operation of a flying object.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る飛行管制用気象観測装置は、ビーム方
向を制御可能な空中線を用いて、飛行物体の飛行経路に
向けて送受信ビームを形成して、受信信号のエコー成分
から飛行経路近傍の風分布あるいは水滴分布を直接観測
し表示することを特徴とする。
To achieve the above object, a meteorological observation apparatus for flight control according to the present invention uses an antenna whose beam direction is controllable to transmit and receive a beam toward a flight path of a flying object. Is formed, and the wind distribution or water droplet distribution near the flight path is directly observed and displayed from the echo component of the received signal.

【0009】上記構成により、被管制飛行物体の飛行経
路近傍の風分布あるいは水滴分布を直接観測し表示する
ことが可能となる。
With the above configuration, it is possible to directly observe and display the wind distribution or water droplet distribution near the flight path of the controlled flying object.

【0010】上記構成において、前記風分布は、前記受
信信号からブラッグ散乱によるエコー成分を観測し、こ
の観測結果から算出することができる。
In the above configuration, the wind distribution can be calculated by observing an echo component due to Bragg scattering from the received signal and by observing the result.

【0011】上記の構成において、前記水滴分布は、前
記受信信号からレイリー散乱によるエコー成分を観測
し、この観測結果から算出することができる。
In the above configuration, the water droplet distribution can be calculated by observing an echo component due to Rayleigh scattering from the received signal and by observing the result.

【0012】上記構成において、前記飛行経路を複数指
定して各飛行経路近傍の風分布あるいは水滴分布を時分
割で直接観測し表示することも可能である。
In the above configuration, it is also possible to designate a plurality of the flight paths and directly observe and display the wind distribution or water droplet distribution in the vicinity of each flight path in a time-division manner.

【0013】上記構成において、前記飛行物体が航空機
であり、航空機の離着陸に使用する滑走路に対して1以
上の飛行経路が特定されている場合には、滑走路を指定
することで、自動的に前記1以上の飛行経路に対応する
ビーム方向を算出して、それぞれのビーム方向に時分割
で送受信ビームを形成し、各飛行経路近傍の風分布ある
いは水滴分布を時分割で直接観測し表示するようにすれ
ば、飛行経路へのビーム方向を直接指定する必要がな
く、運用者の負担を軽減することができる。
In the above configuration, when the flying object is an aircraft and one or more flight paths are specified for a runway used for takeoff and landing of the aircraft, the runway is automatically designated by specifying the runway. The beam directions corresponding to the one or more flight paths are calculated, transmission / reception beams are formed in a time-division manner in the respective beam directions, and the wind distribution or water droplet distribution near each flight path is directly observed and displayed in a time-division manner. By doing so, it is not necessary to directly specify the beam direction to the flight path, and the burden on the operator can be reduced.

【0014】上記構成において、前記飛行経路に最も近
い方向を一次近似により算出し、その方向の風分布ある
いは水滴分布を直接観測し表示することで、曲がりくね
った飛行経路にも対応することができる。
In the above configuration, the direction closest to the flight path is calculated by first-order approximation, and the wind distribution or the water droplet distribution in that direction is directly observed and displayed, whereby it is possible to cope with a meandering flight path.

【0015】上記構成において、前記飛行経路と飛行経
路近傍の風分布あるいは水滴分布を、任意の2方向から
の投影表示を行う、あるいは3次元的に表示すること
で、運用者がその分布を把握しやすくなり、その業務負
担を軽減することができる。
In the above configuration, the operator grasps the flight route and the wind distribution or water droplet distribution in the vicinity of the flight route by projecting display from any two directions or displaying the distribution three-dimensionally. Work can be performed easily, and the work load can be reduced.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0017】ここで、本発明による気象観測装置におい
ては、現状のウインドプロファイラで用いられているU
HF帯あるいは境界層レーダで用いられているL帯より
も高い帯域の周波数を使用することで、小型で高指向性
を有する空中線を使用可能とする。そして、この空中線
によって形成されるビームを任意の方向に指向させ、そ
の方向のブラッグ散乱による反射波から乱流域を特定
し、その乱流域の移動から風向・風速を算出する機能と
組み合わせることで、あらゆる方向に対する風分布を可
能にする。さらに、降雨・雲といった水滴がある場合に
は、レイリー散乱による比較的強い反射波が得られるこ
とを利用して、水滴分布の観測も可能とする。
Here, in the meteorological observation device according to the present invention, the U which is used in the current wind profiler is used.
By using a frequency in a band higher than the HF band or the L band used in boundary layer radar, an antenna having a small size and high directivity can be used. Then, by directing the beam formed by this antenna in an arbitrary direction, specifying a turbulence region from the reflected wave due to Bragg scattering in that direction, and combining with a function of calculating the wind direction and speed from the movement of the turbulence region, Enables wind distribution in all directions. Further, when there are water droplets such as rainfall and clouds, it is possible to observe the distribution of water droplets by utilizing the fact that relatively strong reflected waves are obtained by Rayleigh scattering.

【0018】図1は本発明に係る気象観測装置の全体構
成を示すブロック図である。図1において、観測方向算
出部11は、外部管制機器等から航空機が離着陸で使用
する滑走路や飛行船等の飛行経路を入力し、空中線部1
2から見た航空機の離陸・着陸経路あるいは飛行船の飛
行経路方向を算出して、その方向にビームを指向させる
ためのアジマス角、エレベーション角による指向制御情
報を求めるもので、この指向制御情報は空中線制御部1
3及び風/水滴分布算出部18へそれぞれ出力される。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a weather observation device according to the present invention. In FIG. 1, an observation direction calculation unit 11 inputs a flight path such as a runway or an airship used by an aircraft for takeoff and landing from an external control device or the like, and
2 to calculate the takeoff / landing path of the aircraft or the flight path of the airship, and obtain the directional control information based on the azimuth angle and the elevation angle for directing the beam in that direction. Antenna control unit 1
3 and the wind / water droplet distribution calculation unit 18.

【0019】空中線部12は、空間の任意の方向へビー
ムを形成することが可能なもので、送受信切替部14か
ら入力した送信パルス信号をビーム方向へ電波として送
信すると共に、その反射波を受信し、その受信信号を送
受信切替部14へ出力する機能を有する。
The antenna unit 12 is capable of forming a beam in an arbitrary direction in space. The antenna unit 12 transmits a transmission pulse signal input from the transmission / reception switching unit 14 as a radio wave in the beam direction and receives a reflected wave thereof. And has a function of outputting the received signal to the transmission / reception switching unit 14.

【0020】空中線制御部13は、上記空中線部12に
対し、観測方向算出部11から入力されたアジマス角及
びエレベーション角の方向にビーム方向を指向させる機
能を有する。
The antenna control unit 13 has a function of directing the beam direction to the antenna unit 12 in the directions of the azimuth angle and the elevation angle input from the observation direction calculation unit 11.

【0021】送受信切替部14は、送信部15からの送
信パルス信号を空中線部12へ出力し、空中線部12か
らの受信信号を受信部16へ出力するための信号切替を
行う機能を有する。
The transmission / reception switching unit 14 has a function of outputting a transmission pulse signal from the transmission unit 15 to the antenna unit 12 and performing signal switching for outputting a reception signal from the antenna unit 12 to the reception unit 16.

【0022】送信部15は、観測距離に応じた周期で繰
り返し送信パルス信号を発生し、送受信切替部14へ出
力すると共に、パルス送信タイミングを示すトリガ信号
を生成して受信部16へ出力する機能を有する。
The transmitting unit 15 generates a transmission pulse signal repeatedly at a cycle corresponding to the observation distance, outputs the signal to the transmission / reception switching unit 14, generates a trigger signal indicating the pulse transmission timing, and outputs the signal to the receiving unit 16. Having.

【0023】受信部16は、送信部15からのトリガ信
号の間隔で送受信切替部14からの受信信号を取り込
み、この受信信号に対して周波数変換、増幅等の処理を
行った後、信号処理部17へ出力する機能を有する。
The receiving section 16 takes in the received signal from the transmission / reception switching section 14 at intervals of the trigger signal from the transmitting section 15 and performs processing such as frequency conversion and amplification on the received signal. 17 is provided.

【0024】信号処理部17は、受信部16から入力し
た信号に対して、各種信号処理(FFT処理、周波数ス
ペクトル積算処理、強度算出処理、速度算出処理等)を
行い、速度成分(風速情報)あるいは強度成分(雨量情
報)を抽出後、風/水滴分布算出部18へ出力する機能
を有する。
The signal processing unit 17 performs various kinds of signal processing (FFT processing, frequency spectrum integration processing, intensity calculation processing, speed calculation processing, etc.) on the signal input from the reception unit 16, and generates a speed component (wind speed information). Alternatively, it has a function of extracting the intensity component (rainfall information) and outputting it to the wind / water droplet distribution calculation unit 18.

【0025】風/水滴分布算出部18は、信号処理部1
7から入力した速度成分(風速情報)あるいは強度成分
(雨量情報)と観測方向算出部11から入力した空中線
部12のビーム指向方向(アジマス角、エレベーション
角)からビーム方向の風あるいは水滴分布を算出した
後、表示部19へ出力する機能を有する。
The wind / water droplet distribution calculation unit 18 includes the signal processing unit 1
The wind or water drop distribution in the beam direction from the velocity component (wind speed information) or the intensity component (rainfall information) input from 7 and the beam directing direction (azimuth angle, elevation angle) of the antenna unit 12 input from the observation direction calculation unit 11 is calculated. It has a function of outputting it to the display unit 19 after calculating.

【0026】表示部19は、風/水滴分布算出部18か
ら入力した風/水滴分布情報を基に、航空機が離着陸で
使用する滑走路や飛行船等の飛行経路近傍の風分布ある
いは雨雲等の水滴分布を画面上に表示する機能を有す
る。
The display unit 19 displays a wind distribution near a flight path such as a runway or an airship used by an aircraft for takeoff and landing, or a water droplet such as a rain cloud, based on the wind / water droplet distribution information input from the wind / water droplet distribution calculation unit 18. It has the function of displaying the distribution on the screen.

【0027】上記構成による気象観測装置において、以
下、従来のウインドプロファイラや境界層レーダと比較
しながら、その具体的な処理動作を説明する。
The specific processing operation of the meteorological observation device having the above configuration will be described below in comparison with a conventional wind profiler and boundary layer radar.

【0028】まず、従来のウインドプロファイラや境界
層レーダでは、図2に示すパターンでビーム走査を行っ
ている。すなわち、まずビーム方向を天頂(方位角0
°、仰角90°)に向けて乱流観測を行い、次に天頂か
らわずかに北方向(方位角0°、仰角(90−α)°)
にふって乱流観測を行い、次に天頂からわずかに東方向
(方位角+90°、仰角(90−α)°)にふって乱流
観測を行い、以上3方向それぞれの相対関係から天頂方
向における高度別風分布を得る。そして、このような処
理を周期的に繰り返し、統計的な風分布を得ている。
First, in a conventional wind profiler or boundary layer radar, beam scanning is performed in the pattern shown in FIG. That is, first, the beam direction is set to the zenith (azimuth 0
Turbulence observation toward the zenith, then slightly northward from the zenith (azimuth 0 °, elevation (90-α) °)
Observe turbulence, and then observe turbulence slightly eastward from the zenith (azimuth + 90 °, elevation (90-α) °). Obtains the wind distribution by altitude at. Then, such processing is periodically repeated to obtain a statistical wind distribution.

【0029】これに対し、本装置においては、空中線制
御部13により、図3に示すように、観測方向算出部1
1から指定されたアジマス角及びエレベーション角の方
向にビームを形成する。図3の例では、アジマス角+4
5°及びエレベーション角30°の指定入力(乱流観測
1)と、アジマス角−135°及びエレベーション角6
0°の指定入力(乱流観測2)があった場合を示してい
る。各指定入力に対し、空中線制御部13では、指定方
向にビームを指向させて乱流観測を行い、同一方位角で
仰角方向にわずかにふって乱流観測を行い、その仰角を
維持して指定方位角から+90°回転させて乱流観測を
行い、以上3方向それぞれの乱流観測結果を信号処理部
17に入力する。
On the other hand, in the present apparatus, as shown in FIG.
The beam is formed in the directions of the azimuth angle and the elevation angle designated from 1. In the example of FIG. 3, the azimuth angle + 4
Designation input of 5 ° and elevation angle 30 ° (turbulence observation 1), azimuth angle -135 ° and elevation angle 6
This shows a case where there is a designated input of 0 ° (turbulence observation 2). In response to each designated input, the antenna control unit 13 conducts turbulence observation by directing the beam in the designated direction, performs turbulence observation slightly in the same azimuth angle in the elevation direction, and maintains the elevation angle for designation. Turbulence observation is performed by rotating the azimuth by + 90 °, and the turbulence observation results in each of the above three directions are input to the signal processing unit 17.

【0030】信号処理部17では、図4に示すように、
上記3方向それぞれの受信信号をFFT(高速フーリエ
変換)処理(S1)して時間領域の信号から周波数領域
の信号に変換し、周波数スペクトル積算処理(S2)を
行った後、速度算出処理(S3)または強度算出処理
(S4)を行う。
In the signal processing unit 17, as shown in FIG.
FFT (Fast Fourier Transform) processing (S1) is performed on the received signal in each of the three directions to convert a signal in the time domain into a signal in the frequency domain, and a frequency spectrum integration processing (S2) is performed. ) Or intensity calculation processing (S4).

【0031】一方、図3中に示すように、初回の指定方
向における乱流観測結果から降雨・雲有無判定(S5)
を行う。この判定は、ビーム指向方向に降雨・雲が存在
すれば、そのレイリー散乱により比較的大きなエコー成
分が現れることを利用して、受信強度がある一定値を越
えたことを検出することで、降雨・雲の存在を識別す
る。この降雨・雲有無判定により、降雨・雲が無い時は
速度算出処理(S3)によりピーク値から速度成分を抽
出し、降雨のある時は強度算出処理(S4)により平均
値から強度成分を抽出する。このようにして抽出された
速度成分は風速情報となり、強度成分は雨量情報とな
る。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the presence / absence of rain / cloud presence is determined from the first turbulence observation result in the designated direction (S5).
I do. This determination is based on the fact that if there is rainfall / cloud in the beam direction, a relatively large echo component appears due to Rayleigh scattering, and it is detected that the reception intensity has exceeded a certain value. -Identify the presence of clouds. According to the rain / cloud presence / absence judgment, when there is no rain / cloud, the speed component is extracted from the peak value by the speed calculation process (S3), and when there is rain, the intensity component is extracted from the average value by the intensity calculation process (S4). I do. The speed component extracted in this manner becomes wind speed information, and the intensity component becomes rainfall information.

【0032】風/水滴分布算出部18では、信号処理部
17から入力する速度成分(風速情報)あるいは強度成
分(雨量情報)に対して座標変換を含む各種処理を行
い、観測方向算出部11から与えられる空中線ビーム方
向(アジマス角、エレベーション角)に対する風/水滴
分布を算出する。
The wind / water droplet distribution calculation unit 18 performs various processes including coordinate conversion on the velocity component (wind speed information) or the intensity component (rainfall information) input from the signal processing unit 17. The wind / water droplet distribution for the given antenna beam direction (azimuth angle, elevation angle) is calculated.

【0033】以上のように、本実施形態の気象観測装置
は、現状のウインドプロファイラや境界層レーダが天頂
方向に代表される一方向の風分布しか直接観測できなか
ったのに対して、任意の方向に対する風分布を複数方向
に連続的に高い指向性で直接観測し、表示することが可
能となる。また、現状のウインドプロファイラや境界層
レーダでは不可能であった観測方向に対する雲や雨等の
水滴分布を直接観測し、表示することが可能となる。
As described above, the meteorological observation apparatus of the present embodiment can directly observe only the wind distribution in one direction represented by the zenith direction, whereas the current wind profiler and boundary layer radar can directly observe any wind distribution. It is possible to directly observe and display the wind distribution in a plurality of directions continuously and with high directivity. In addition, it is possible to directly observe and display the distribution of water droplets such as clouds and rain in the observation direction that was impossible with the current wind profiler and boundary layer radar.

【0034】次に、本発明の特徴となる動作例について
説明する。図1に示す構成のうち、本発明の特徴的な動
作を行う観測方向算出部11、風・水滴分布算出部18
及び表示部19について、それぞれの動作例を以下の
(1)〜(3)に示す。
Next, an operation example which is a feature of the present invention will be described. In the configuration shown in FIG. 1, the observation direction calculation unit 11 and the wind / water droplet distribution calculation unit 18 that perform the characteristic operation of the present invention are provided.
The operation examples of the display unit 19 and the display unit 19 are shown in the following (1) to (3).

【0035】(1)観測方向算出部11 空港に設置する場合、各滑走路に応じて航空機の離陸経
路や着陸経路が存在する。観測方向算出部11において
は、現在使用されている滑走路情報を外部機器(管制機
器等)から入力し、空中線部12から見た現在使用され
ている離着陸経路への方向を算出し、空中線ビーム方向
(アジマス角、エレベーション角)として空中線制御部
13及び風・水滴分布算出部18へ出力するものとす
る。また、複数の離着陸経路が使用されている場合は、
時分割にてそれぞれの離着陸経路方向に対する空中線ビ
ーム方向(アジマス角、エレベーション角)を算出し、
空中線制御部13及び風・水滴分布算出部18へ出力す
るものとする。
(1) Observation direction calculation unit 11 When installed at an airport, there are takeoff routes and landing routes for aircraft depending on each runway. The observation direction calculation unit 11 inputs the currently used runway information from an external device (such as a traffic control device), calculates the direction from the antenna unit 12 to the currently used takeoff and landing path, and calculates the antenna beam. The direction (azimuth angle, elevation angle) is output to the antenna control unit 13 and the wind / water droplet distribution calculation unit 18. Also, if multiple takeoff and landing routes are used,
The antenna beam direction (azimuth angle, elevation angle) for each takeoff and landing path direction is calculated by time division,
Output to the antenna control unit 13 and the wind / water droplet distribution calculation unit 18.

【0036】また、航空機の様に直線的に離着陸を行わ
ない飛行船の様な飛行物体の場合、上昇/下降経路を外
部機器(管制機器等)から入力し、空中線部12から見
た飛行経路の直線方向を算出し、その方向を空中線ビー
ム方向(アジマス角、エレベーション角)として空中線
制御部13及び風・水滴分布算出部18へ出力するもの
とする。空中線部12から見た飛行経路の直線方向は、
各飛行経路に対する一次近似(最小二乗法等)で求めた
直線方向とすることが一例として考えられる。
In the case of a flying object such as an airship that does not take off and land in a straight line like an aircraft, the ascending / descending route is input from an external device (control device, etc.) and the flight route as viewed from the antenna unit 12 is input. The linear direction is calculated, and the calculated direction is output to the antenna control unit 13 and the wind / water droplet distribution calculation unit 18 as the antenna beam direction (azimuth angle, elevation angle). The linear direction of the flight path viewed from the antenna 12 is
As an example, a linear direction obtained by a first-order approximation (least square method or the like) for each flight path is considered.

【0037】(2)風・水滴分布算出部18 観測方向算出部11から入力した空中線ビームのアジマ
ス及びエレベーション方向に基づき、その方向の風分布
あるいは雨、雲等の水滴分布を直接観測して求め、表示
部19へ出力する。
(2) Wind / Water Drop Distribution Calculation Unit 18 Based on the azimuth and elevation direction of the antenna beam input from the observation direction calculation unit 11, the wind distribution in that direction or the water droplet distribution of rain, clouds, etc. is directly observed. And outputs it to the display unit 19.

【0038】(3)表示部19 風・水滴分布算出部18から入力する風分布あるいは
雨、雲等の水滴分布を飛行経路と共に2次元あるいは3
次元的に表示する。
(3) Display unit 19 The wind distribution or the water droplet distribution such as rain or cloud input from the wind / water droplet distribution calculating unit 18 is two-dimensional or three-dimensional along with the flight path.
Display dimensionally.

【0039】空港で使用する場合における風分布の表示
例を図5に示す。図5は、飛行場管制に適用した例であ
り、航空機の離陸経路及び着陸経路上の風分布を滑走路
方向と滑走路に垂直な方向の2つの方向から投影表示し
た例である。
FIG. 5 shows a display example of the wind distribution when used at an airport. FIG. 5 shows an example in which the present invention is applied to airfield control, and is an example in which wind distributions on the takeoff route and the landing route of an aircraft are projected and displayed from two directions, a runway direction and a direction perpendicular to the runway.

【0040】次に、飛行船運用時(上昇時)における表
示例を図6及び図7に示す。図6は飛行船運用における
2次元表示の例であり、飛行船の打ち上げ経路近傍の風
分布を南北方向と東西方向に代表される2つの方向から
表示したものである。
FIGS. 6 and 7 show display examples when the airship is operating (ascending). FIG. 6 shows an example of a two-dimensional display in airship operation, in which the wind distribution in the vicinity of the launch path of the airship is displayed from two directions represented by north-south and east-west directions.

【0041】図7は飛行船運用における3次元表示の例
であり、飛行船の打ち上げ経路近傍の風分布を3次元的
に表示したものである。
FIG. 7 shows an example of a three-dimensional display in airship operation, in which the wind distribution near the launch path of the airship is displayed three-dimensionally.

【0042】以上、図5〜図7に示す風分布の表示例か
ら明らかなように、本装置によれば、飛行経路近傍の風
況を運用者が把握しやすい形式にて表示することができ
る。この結果、航空機や飛行船等の飛行物体の安全運用
を行うための運用者の業務負荷を大幅に低減することが
可能となる。
As is clear from the display examples of the wind distributions shown in FIGS. 5 to 7, according to the present apparatus, the wind conditions near the flight path can be displayed in a format that is easy for the operator to grasp. . As a result, it is possible to greatly reduce the work load of an operator for safely operating a flying object such as an aircraft or an airship.

【0043】特に航空機にとって離着陸の時は向かい風
であることが安全上望ましいため、この表示は風向の変
更による離陸・着陸滑走路の変更(ランウェイチェン
ジ)時期の判断に対して非常に有効な情報となる。そし
て、このランウェイチェンジ実施後も、本装置を用いれ
ばランウェイチェンジ実施後の離着陸経路に対応した表
示内容へ即座に変更することが可能なことにより、飛行
経路近傍の風況を常に連続的に把握することが可能とな
る。
In particular, it is desirable for the aircraft to take a headwind at the time of takeoff and landing for safety reasons. Therefore, this display is very useful information for judging the timing of takeoff / landing runway change (runway change) by changing the wind direction. Become. And even after this runway change, this device can be used to immediately change to the display content corresponding to the take-off and landing route after the runway change, so that the wind conditions near the flight route can always be grasped continuously. It is possible to do.

【0044】また、上記風分布だけでなく飛行船の浮力
低下の原因となる雲や降雨の水滴分布を直接観測し表示
することも可能であり、飛行船の安全運用を行うための
業務負荷をさらに大幅に低減することも可能となる。
In addition, it is possible to directly observe and display not only the wind distribution but also the distribution of clouds and raindrops which cause a drop in the buoyancy of the airship, which further increases the work load for the safe operation of the airship. Can also be reduced.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る飛行管
制用気象観測装置によれば、航空機の離陸・着陸経路や
飛行船の上昇/下降経路近傍の風分布あるいは雨、雲等
の水滴分布を直接観測し、飛行経路近傍の風況や雲状等
を運用者が把握しやすい形式にて表示することにより、
航空機や飛行船等の飛行物体の安全運用を行うための運
用者の業務負荷を大幅に低減することが可能となる。特
に、航空機の離着陸においては向かい風であることが安
全上望ましいが、この表示は風向の変更による離陸・着
陸滑走路の変更(ランウェイチェンジ)時期の判断に対
して非常に有効な情報となる。そして、このランウェイ
チェンジ実施後も、観測方向の変更とそれに対応した表
示内容へ即座に変更することが可能なことにより、飛行
経路近傍の風況を常に連続的に把握することが可能とな
る。
As described above, according to the meteorological observation apparatus for flight control according to the present invention, the wind distribution or the distribution of water droplets such as rain and clouds near the takeoff / landing route of an aircraft or the ascent / descent route of an airship. By directly observing and displaying wind conditions and clouds near the flight path in a format that is easy for operators to grasp.
It is possible to greatly reduce the workload of an operator for performing safe operation of flying objects such as aircraft and airships. In particular, it is desirable from the viewpoint of safety that the head wind is a head wind during takeoff and landing of an aircraft. However, this display is very effective information for judging the timing of a takeoff / landing runway change (runway change) due to a change in wind direction. Then, even after the runway change is performed, the observation direction can be changed and the display content corresponding to the change can be immediately changed, so that the wind condition near the flight path can be always continuously grasped.

【0046】飛行船の様な直線的に離着陸を行わない飛
行物体の場合においても、上昇/下降経路に極めて近い
方向の風分布を直接観測し表示することが可能となる。
また、風だけでなく、飛行船の浮力低下の原因となる雨
や雲等の水滴分布を観測することも可能となることか
ら、風分布だけでなく雲や降雨等の水滴分布も把握する
ことが可能となり、飛行船の安全運用を行うための業務
負荷を大幅に低減することが可能となる。
Even in the case of a flying object that does not take off and land linearly, such as an airship, it is possible to directly observe and display the wind distribution in a direction very close to the ascending / descending path.
In addition, since it is possible to observe not only the wind but also the distribution of water droplets such as rain and clouds that cause a decrease in the buoyancy of the airship, it is possible to understand not only the wind distribution but also the distribution of water droplets such as clouds and rainfall. As a result, it is possible to greatly reduce the work load for performing the safe operation of the airship.

【0047】したがって、飛行経路近傍の風分布あるい
は水滴を直接観測し、風況把握が極めて認識しやすい形
態で表示することができ、これによって飛行物体の安全
運用を行うための運用者の業務負荷を低減することので
きる飛行管制用気象観測装置を提供することができる。
Therefore, it is possible to directly observe the wind distribution or water droplets in the vicinity of the flight path and to display the wind condition in an easily recognizable form, whereby the operational load of the operator for performing the safe operation of the flying object can be displayed. It is possible to provide a flight control meteorological observation device capable of reducing the number of times.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る飛行管制用気象観測装置の一実
施形態の全体構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of a flight control weather observation device according to the present invention.

【図2】 同実施形態の装置と比較するための、従来の
ウインドプロファイラまたは境界層レーダのビーム走査
パターンを示す図。
FIG. 2 is a view showing a beam scanning pattern of a conventional wind profiler or boundary layer radar for comparison with the apparatus of the embodiment.

【図3】 同実施形態のビーム走査パターンを示す図。FIG. 3 is a view showing a beam scanning pattern of the embodiment.

【図4】 同実施形態の信号処理部の処理手順を示す
図。
FIG. 4 is an exemplary view showing a processing procedure of a signal processing unit of the embodiment.

【図5】 同実施形態において、空港で使用する場合に
おける風分布の表示例を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a display example of a wind distribution in a case where the wind distribution is used at the airport in the embodiment.

【図6】 同実施形態において、飛行船運用時(上昇
時)における2次元表示の例を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a two-dimensional display during airship operation (when climbing) in the embodiment.

【図7】 同実施形態において、飛行船運用時(上昇
時)における3次元表示の例を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a three-dimensional display during airship operation (when ascending) in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…観測方向算出部 12…空中線部 13…空中線制御部 14…送受信切替部 15…送信部 16…受信部 17…信号処理部 18…風/水滴分布算出部 19…表示部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Observation direction calculation part 12 ... Antenna part 13 ... Antenna control part 14 ... Transmission / reception switching part 15 ... Transmission part 16 ... Reception part 17 ... Signal processing part 18 ... Wind / water droplet distribution calculation part 19 ... Display part

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ビーム方向を制御可能な空中線を用い
て、飛行物体の飛行経路に向けて送受信ビームを形成し
て、受信信号のエコー成分から飛行経路近傍の風分布あ
るいは水滴分布を直接観測し表示することを特徴とする
飛行管制用気象観測装置。
1. A transmitting / receiving beam is formed toward a flight path of a flying object using an antenna whose beam direction is controllable, and a wind distribution or a water droplet distribution in the vicinity of the flight path is directly observed from an echo component of a received signal. A flight control weather observation device characterized by displaying.
【請求項2】 前記風分布は、前記受信信号からブラッ
グ散乱によるエコー成分を観測し、この観測結果から算
出することを特徴とする請求項1記載の飛行管制用気象
観測装置。
2. The weather control device for flight control according to claim 1, wherein the wind distribution is obtained by observing an echo component due to Bragg scattering from the received signal and calculating the result of the observation.
【請求項3】 前記水滴分布は、前記受信信号からレイ
リー散乱によるエコー成分を観測し、この観測結果から
算出することを特徴とする請求項1記載の飛行管制用気
象観測装置。
3. The meteorological observation device for flight control according to claim 1, wherein the water drop distribution is obtained by observing an echo component due to Rayleigh scattering from the received signal and calculating the result of the observation.
【請求項4】 前記飛行経路を複数指定して各飛行経路
近傍の風分布あるいは水滴分布を時分割で直接観測し表
示することを特徴とする請求項1記載の飛行管制用気象
観測装置。
4. The weather control device for flight control according to claim 1, wherein a plurality of said flight paths are designated and a wind distribution or a water droplet distribution near each flight path is directly observed and displayed in a time-division manner.
【請求項5】 前記飛行物体が航空機であり、航空機の
離着陸に使用する滑走路に対して1以上の飛行経路が特
定されているとき、滑走路を指定することで、自動的に
前記1以上の飛行経路に対応するビーム方向を算出し
て、それぞれのビーム方向に時分割で送受信ビームを形
成し、各飛行経路近傍の風分布あるいは水滴分布を時分
割で直接観測し表示することを特徴とする請求項1記載
の飛行管制用気象観測装置。
5. When the flying object is an aircraft and one or more flight paths are specified for a runway used for takeoff and landing of the aircraft, the run object is automatically designated by specifying the runway. Calculate the beam direction corresponding to the flight path, form the transmission and reception beams in time division in each beam direction, directly observe and display the wind distribution or water droplet distribution near each flight path in time division. The flight control weather observation device according to claim 1.
【請求項6】 前記飛行経路に最も近い方向を一次近似
により算出し、その方向の風分布あるいは水滴分布を直
接観測し表示することを特徴とする請求項1記載の飛行
管制用気象観測装置。
6. The flight control meteorological observation device according to claim 1, wherein a direction closest to the flight path is calculated by first-order approximation, and a wind distribution or a water droplet distribution in the direction is directly observed and displayed.
【請求項7】 前記飛行経路と飛行経路近傍の風分布あ
るいは水滴分布を、任意の2方向からの投影表示を行う
ことを特徴とする請求項1記載の飛行管制用気象観測装
置。
7. The flight control weather observation device according to claim 1, wherein the flight path and the wind distribution or water droplet distribution near the flight path are projected and displayed from two arbitrary directions.
【請求項8】 前記飛行経路と飛行経路近傍の風分布あ
るいは水滴分布を3次元的に表示することを特徴とする
請求項1記載の飛行管制用気象観測装置。
8. The meteorological observation device for flight control according to claim 1, wherein the flight route and the wind distribution or water droplet distribution near the flight route are displayed three-dimensionally.
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