JP2003151100A - 航空機全方位衝突回避システム - Google Patents
航空機全方位衝突回避システムInfo
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- JP2003151100A JP2003151100A JP2001386774A JP2001386774A JP2003151100A JP 2003151100 A JP2003151100 A JP 2003151100A JP 2001386774 A JP2001386774 A JP 2001386774A JP 2001386774 A JP2001386774 A JP 2001386774A JP 2003151100 A JP2003151100 A JP 2003151100A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 すべての航空機が、相互に自機の危険空
域内の他機の位置情報を動的に把握して、ニアミスの可
能性を演算し、ニアミスの可能性がある場合には事前に
回避行動がとれるようなシステムを構築する。 【解決手段】 すべての航空機に、全地球測位システム
すなわちＧＰＳを設置、さらに同一周波数のデータ通信
チャンネルと、各航空機ごとに固有のデータ通信時の拡
散符号コードを割り当て、ＧＰＳから得られた位置情
報、及びその他の属性情報を、拡散符号コードによる二
次変調を伴うデータ送信方式によって、予め取り決めた
危険空域範囲に到達可能な出力を有する発信装置によっ
て、データを発信する。
域内の他機の位置情報を動的に把握して、ニアミスの可
能性を演算し、ニアミスの可能性がある場合には事前に
回避行動がとれるようなシステムを構築する。 【解決手段】 すべての航空機に、全地球測位システム
すなわちＧＰＳを設置、さらに同一周波数のデータ通信
チャンネルと、各航空機ごとに固有のデータ通信時の拡
散符号コードを割り当て、ＧＰＳから得られた位置情
報、及びその他の属性情報を、拡散符号コードによる二
次変調を伴うデータ送信方式によって、予め取り決めた
危険空域範囲に到達可能な出力を有する発信装置によっ
て、データを発信する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】ＧＰＳを利用した航空機のニ
アミス防止システムに関する。
アミス防止システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、各航空機が搭載しているレーダー
によるニアミス防止システムにおける、他機の検知範囲
は飛行方向のごく狭い範囲に限られており、レーダー又
は有視界の死角からの他機の接近については検出が困難
である。
によるニアミス防止システムにおける、他機の検知範囲
は飛行方向のごく狭い範囲に限られており、レーダー又
は有視界の死角からの他機の接近については検出が困難
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】すべての航空機が、相
互に自機の危険空域内の他機の位置情報を動的に把握し
て、ニアミスの可能性を演算し、ニアミスの可能性があ
る場合には事前に回避行動がとれるようなシステムを構
築する。
互に自機の危険空域内の他機の位置情報を動的に把握し
て、ニアミスの可能性を演算し、ニアミスの可能性があ
る場合には事前に回避行動がとれるようなシステムを構
築する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】すべての航空機に、全地
球測位システムすなわちＧＰＳを設置、さらに同一周波
数のデータ通信チャンネルと、各航空機ごとに固有のデ
ータ通信時の拡散符号コードを割り当て、ＧＰＳから得
られた位置情報、及びその他の属性情報を、拡散符号コ
ードによる二次変調を伴うデータ送信方式によって、予
め取り決めた危険空域範囲に到達可能な出力を有する発
信装置によって、データを発信する。
球測位システムすなわちＧＰＳを設置、さらに同一周波
数のデータ通信チャンネルと、各航空機ごとに固有のデ
ータ通信時の拡散符号コードを割り当て、ＧＰＳから得
られた位置情報、及びその他の属性情報を、拡散符号コ
ードによる二次変調を伴うデータ送信方式によって、予
め取り決めた危険空域範囲に到達可能な出力を有する発
信装置によって、データを発信する。
【０００５】前項によって受信したデータは、拡散符号
コードパターンによって、他機の所属を特定し、逆拡散
変調によって、位置情報その他属性情報を得る。
コードパターンによって、他機の所属を特定し、逆拡散
変調によって、位置情報その他属性情報を得る。
【０００６】他機の予測航路は２点測位にもとづく一次
関数式ｙ＝ｆ（ｘ）によって求める。
関数式ｙ＝ｆ（ｘ）によって求める。
【０００７】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図もとづいて
説明する。請求項１を実現するために、図１のごとく、
各航空機Ａ０、Ａ１、Ａ２はそれぞれに設置したＧＰＳ
装置によってＧＰＳ衛星Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４からの
基準電波によって，自機の位置情報すなわち緯度、経度
を算出する。
説明する。請求項１を実現するために、図１のごとく、
各航空機Ａ０、Ａ１、Ａ２はそれぞれに設置したＧＰＳ
装置によってＧＰＳ衛星Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４からの
基準電波によって，自機の位置情報すなわち緯度、経度
を算出する。
【０００８】それぞれの航空機Ａ０、Ａ１、Ａ３は算出
した位置情報に、自機内に設置した機器から得られた高
度、速度、設定方位等を含む航路情報、更に上昇、下
降、旋回の姿勢情報及びそれぞれの航空機に付与された
所属標識、無線通話チャンネル等の属性データを添付
し、それらのデータを無線データ伝送装置において、拡
散変調処理をおこなったうえで、図２のごとく飛行中の
それぞれの航空機が有する、予め取り決めたニアミスを
回避するための空域すなわち危険空域に相当する有効電
界Ｃ１、Ｃ２を形成するに十分な出力をもって発信す
る。
した位置情報に、自機内に設置した機器から得られた高
度、速度、設定方位等を含む航路情報、更に上昇、下
降、旋回の姿勢情報及びそれぞれの航空機に付与された
所属標識、無線通話チャンネル等の属性データを添付
し、それらのデータを無線データ伝送装置において、拡
散変調処理をおこなったうえで、図２のごとく飛行中の
それぞれの航空機が有する、予め取り決めたニアミスを
回避するための空域すなわち危険空域に相当する有効電
界Ｃ１、Ｃ２を形成するに十分な出力をもって発信す
る。
【０００９】拡散変調処理をおこなったうえで発信され
た無線データは、それぞれの航空機が有する受信装置に
おいて、図５のごとくデータフレーム部１のヘッダー部
に付与された拡散符号識別ヘッダー２によって拡散符号
パターンデータベース４に連なる拡散符号パターンテー
ブル３から拡散符号パターンを特定して、受信データの
逆拡散変調をおこなって、他機Ａ１の位置情報、航路情
報、姿勢情報、その他の属性情報を得る。
た無線データは、それぞれの航空機が有する受信装置に
おいて、図５のごとくデータフレーム部１のヘッダー部
に付与された拡散符号識別ヘッダー２によって拡散符号
パターンデータベース４に連なる拡散符号パターンテー
ブル３から拡散符号パターンを特定して、受信データの
逆拡散変調をおこなって、他機Ａ１の位置情報、航路情
報、姿勢情報、その他の属性情報を得る。
【００１０】図２において自機Ａ０は自機の周辺危険空
域Ｃ０に進入してきた他機Ａ１のｍ秒前の位置情報Ｐｍ
及び最新の位置情報Ｐｏをコンピュータの一時記憶装置
に登録し、自機Ａ０点を原点、自機の航路をＹ軸とする
座標における点Ｐｍ、Ｐｏを通過する一次関数式ｙ＝
（ｘ）を求め、同式の自機の進行方向Ｙ軸との交点Ｐｎ
すなわち将来ニアミスをおこす可能性のある地点を算出
する。
域Ｃ０に進入してきた他機Ａ１のｍ秒前の位置情報Ｐｍ
及び最新の位置情報Ｐｏをコンピュータの一時記憶装置
に登録し、自機Ａ０点を原点、自機の航路をＹ軸とする
座標における点Ｐｍ、Ｐｏを通過する一次関数式ｙ＝
（ｘ）を求め、同式の自機の進行方向Ｙ軸との交点Ｐｎ
すなわち将来ニアミスをおこす可能性のある地点を算出
する。
【００１１】図３は前記における処理によって得られた
一次関数式ｙ＝（ｘ）グラフＬを交点Ｐｎまでの距離
と、Ｐｏの位置情報を得た時間、他機Ａ１の巡航速度，
自機Ａ０の巡航速度等の動的条件を含めて演算した到達
予測時間を表示するデータ表示窓Ｗと併せて操縦席に設
置されたディスプレイ上に表示した例である。
一次関数式ｙ＝（ｘ）グラフＬを交点Ｐｎまでの距離
と、Ｐｏの位置情報を得た時間、他機Ａ１の巡航速度，
自機Ａ０の巡航速度等の動的条件を含めて演算した到達
予測時間を表示するデータ表示窓Ｗと併せて操縦席に設
置されたディスプレイ上に表示した例である。
【００１２】図３における処理によって自機Ａ０の予定
航路Ｙ軸と他機Ａ１の予定航路Ｌが点Ｐｎにおいて同時
刻に交差すると判断されたときには、図４のごとく自動
又は手動によってディスプレイの表示を水平方向の二次
元画面から点Ｐｎにおける断面の二次元画面に切り替
え、Ｐｍ、Ｐｏ、Ｐｎを他機Ａ１からの高度情報にもと
づき、他機Ａ１の予測航路を自機の垂線をＹ′軸、自機
の高度をＸ′軸とする座標軸における一次関数式ｙ′＝
ｆ（ｘ′）のグラフＬ′を、点Ｐｎにおける予測高度差
を表示する窓Ｗ′と併せてディスプレイに表示する。
航路Ｙ軸と他機Ａ１の予定航路Ｌが点Ｐｎにおいて同時
刻に交差すると判断されたときには、図４のごとく自動
又は手動によってディスプレイの表示を水平方向の二次
元画面から点Ｐｎにおける断面の二次元画面に切り替
え、Ｐｍ、Ｐｏ、Ｐｎを他機Ａ１からの高度情報にもと
づき、他機Ａ１の予測航路を自機の垂線をＹ′軸、自機
の高度をＸ′軸とする座標軸における一次関数式ｙ′＝
ｆ（ｘ′）のグラフＬ′を、点Ｐｎにおける予測高度差
を表示する窓Ｗ′と併せてディスプレイに表示する。
【００１３】水平面において交点Ｐｎが得られ、さらに
断面においても相互の予定航路及び予測航路が危険高度
差以内であると判別された場合には、一時的に自動操縦
モードすなわちオートパイロットを解除し、他機Ａ１の
位置情報、航路情報、姿勢情報等の条件によって最適回
避行動を演算して、その結果を回避行動指針としてディ
スプレイに表示し、自動又は手動により回避行動に移行
して、回避完了後は自動又は手動によってオートパイロ
ットに復帰する。
断面においても相互の予定航路及び予測航路が危険高度
差以内であると判別された場合には、一時的に自動操縦
モードすなわちオートパイロットを解除し、他機Ａ１の
位置情報、航路情報、姿勢情報等の条件によって最適回
避行動を演算して、その結果を回避行動指針としてディ
スプレイに表示し、自動又は手動により回避行動に移行
して、回避完了後は自動又は手動によってオートパイロ
ットに復帰する。
【００１４】前記においてディスプレイに表示された回
避行動指針には、予め登録されている他機Ａ１の無線通
信チャンネルも表示し、併せて、自動的に当該無線チャ
ンネルを設定する。
避行動指針には、予め登録されている他機Ａ１の無線通
信チャンネルも表示し、併せて、自動的に当該無線チャ
ンネルを設定する。
【００１５】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。他
機の航路予測演算においては、２点測位による一次関数
式を用いることにより、演算結果表示間隔を短縮するこ
とが可能であり、他機の旋回情報はｍ秒間隔で連続する
円周上の接線として表示することにより、ディスプレイ
上の構成が単純なものとなり、読み取りが容易である。
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。他
機の航路予測演算においては、２点測位による一次関数
式を用いることにより、演算結果表示間隔を短縮するこ
とが可能であり、他機の旋回情報はｍ秒間隔で連続する
円周上の接線として表示することにより、ディスプレイ
上の構成が単純なものとなり、読み取りが容易である。
【００１６】自機の位置情報を全方位に発信、及び全方
位の他機の位置情報を受信することにより、ニアミスに
関する死角が皆無となる。
位の他機の位置情報を受信することにより、ニアミスに
関する死角が皆無となる。
【００１７】データ通信に際しては同一帯域における符
号拡散方式を採用することにより、同一危険空域内にお
ける複数の他機を検知、識別することが可能である。
号拡散方式を採用することにより、同一危険空域内にお
ける複数の他機を検知、識別することが可能である。
【図１】本システムの全体構成図である。
【図２】自機予定航路及び他機の予測航路の交差例であ
る。
る。
【図３】平面座標を表示したディスプレイの例をしめ
す。
す。
【図４】点Ｐｏにおける断面座標を表示したディスプレ
イの例を示す。
イの例を示す。
【図５】データフレームに付与された符号拡散コード識
別ヘッダーの例を示す。
別ヘッダーの例を示す。
Ａ０ 自機
Ａ１〜Ａ２ 他機
Ｓ１〜Ｓ４ ＧＰＳ基準電波発信衛星
Ｃ０ 自機Ａ０の危険空域又は電界
Ｃ１ 他機Ａ１の危険空域又は電界
Ｘ 座標軸
Ｙ 座標軸または自機の予定航路
Ｌ 他機Ａ１の予測航路
Ｐｍ ｍ秒前の位置情報
Ｐｏ 最新、又は現時点の位置情報
Ｐｎ ｎ秒後の位置情報
Ｗ 点Ｐｎまでの距離または到達時間表示窓
Ｌ′ 点Ｐｎにおける断面内の他機Ａ１の予定航路
Ｗ′ 点Ｐｎにおける高度差表示窓
１ データフレーム
２ 符号拡散コード識別ヘッダー
３ 符号拡散コードパターンテーブル
４ 符号拡散コードデータベース
Claims (5)
- 【請求項１】予め全ての航空機に共通した特定周波数の
電波と、各航空機にそれぞれ固有の符号拡散コードを割
り当て、それぞれの航空機は全地球測位システムすなわ
ちＧＰＳから得たそれぞれの緯度、経度による位置情
報、及びそれぞれの航空機に設置した機器から得られた
高度、速度、設定方位等を含む航路情報、更に上昇、下
降、旋回の姿勢情報及びそれぞれの航空機に付与された
所属標識、無線通話チャンネル等の属性データをデジタ
ル信号に変換し、さらに割り当てられた符号拡散コード
によって拡散変調して、予め定められた時間間隔ですべ
ての航空機が全方位に向け同一出力、又は予め取り決め
た危険空域の半径に相当する距離に到達可能な出力を有
する無線データ伝送装置によって発信し、それぞれの航
空機は符号拡散コードによって変調拡散された他機から
の無線データを受信して、固定長内に納められた航空機
ごとの拡散変調コード識別ヘッダー及びヘッダーテーブ
ルに基づいて逆拡散変調コードを特定、受信したデータ
を逆拡散することにより、他機が任意のタイミングかつ
一定間隔ごとに発信した航空機の所属標識等の属性デー
タ、位置情報、航路情報、姿勢情報等の収集をおこなっ
てコンピュータの一時記憶装置に登録、その登録された
データ中の最新及びｍ秒前の２点における緯度、経度情
報をもとに、それぞれの航空機が自機の緯度、経度を原
点、進路方向をＹ軸とする座標における一次関数式ｙ＝
ｆ（ｘ）すなわち他機の予測航路を算出して、演算結果
をそれぞれの航空機の操縦席に設置したディスプレイ上
に他機の予測航路を直線グラフによって表示可能な衝突
回避システム。 - 【請求項２】請求項１において自機の予定航路と他機の
予測航路が危険空域内において交差した場合には、自機
の現在位置と交点までの距離、及び自機の巡航速度と他
機の最終位置及びその位置にあった時間、並びに巡航速
度によって算出した、交点までの予想到達時間又は到達
時間の重複の有無を操縦席に設置したディスプレイ上に
表示可能な衝突回避システム。 - 【請求項３】請求項１において自機の予定航路と他機の
予測航路が危険空域内において同時刻に交差した場合に
は、他機から送信されてきた最新及びｍ秒前の高度情報
によって、自機の高度をＸ軸とする一次関数式ｙ′＝ｆ
（ｘ′）を求め、高度差の数値情報とともに、操縦席に
設置したディスプレイ上に、自動又は手動切り替えスイ
ッチによって、直線グラフ表示可能な衝突回避システ
ム。 - 【請求項４】最終的に請求項３によって、ニアミスの可
能性が検出された場合には、該当他機の請求項１に記載
したごとき位置情報、航路情報、姿勢情報、所属標識等
の詳細を自動的にディスプレイ上に表示、さらに該当他
機との無線通話チャンネルを自動的に設定可能な衝突回
避システム。 - 【請求項５】請求項１、請求項２、請求項３によって得
られた演算結果によって、自動操縦機能を一時的に解除
し、上昇、下降、旋回等、自動的に回避行動をおこな
い、回避行動終了後、自動操縦機能により原航路復帰可
能な衝突回避システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001386774A JP2003151100A (ja) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | 航空機全方位衝突回避システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001386774A JP2003151100A (ja) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | 航空機全方位衝突回避システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003151100A true JP2003151100A (ja) | 2003-05-23 |
Family
ID=19187973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001386774A Pending JP2003151100A (ja) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | 航空機全方位衝突回避システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003151100A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007115359A1 (en) * | 2006-04-10 | 2007-10-18 | Windbidco Pty Ltd | Display system for controlling aircraft traffic and method |
| JP2008515707A (ja) * | 2004-10-08 | 2008-05-15 | エアバス フランス | 航空機のための回避方法およびシステム |
| JP2009527403A (ja) * | 2006-02-23 | 2009-07-30 | コモンウェルス サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ オーガニゼイション | 衝突状況におけるビークルの操縦を識別するためのシステムおよび方法 |
| KR101098387B1 (ko) | 2010-02-19 | 2011-12-23 | 박장환 | 항공기 충돌방지 통신시스템 |
| CN102568247A (zh) * | 2010-09-25 | 2012-07-11 | 郭建国 | Ads-m收发机载设备及低空航空器空中监管物联网系统 |
| JP2012131484A (ja) * | 2010-12-21 | 2012-07-12 | General Electric Co <Ge> | 飛行経路ベースの探知および防止 |
| KR101274172B1 (ko) | 2011-11-09 | 2013-06-13 | 한국항공우주산업 주식회사 | 충돌 회피 장치 및 충돌 회피 방법 |
| CN104504936A (zh) * | 2014-12-09 | 2015-04-08 | 沈阳航空航天大学 | 一种低成本通用航空飞机导航监视方法和装置 |
| CN105139606A (zh) * | 2015-07-29 | 2015-12-09 | 重庆赛乐威航空科技有限公司 | 一种低空飞行器信息交互系统 |
| CN105243877A (zh) * | 2015-10-18 | 2016-01-13 | 上海圣尧智能科技有限公司 | 一种无人机空管模块及无人机 |
| CN113781846A (zh) * | 2021-09-28 | 2021-12-10 | 中国人民解放军空军工程大学 | 一种水平维度空域冲突检测方法 |
-
2001
- 2001-11-15 JP JP2001386774A patent/JP2003151100A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2008515707A (ja) * | 2004-10-08 | 2008-05-15 | エアバス フランス | 航空機のための回避方法およびシステム |
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| WO2007115359A1 (en) * | 2006-04-10 | 2007-10-18 | Windbidco Pty Ltd | Display system for controlling aircraft traffic and method |
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| KR101274172B1 (ko) | 2011-11-09 | 2013-06-13 | 한국항공우주산업 주식회사 | 충돌 회피 장치 및 충돌 회피 방법 |
| CN104504936A (zh) * | 2014-12-09 | 2015-04-08 | 沈阳航空航天大学 | 一种低成本通用航空飞机导航监视方法和装置 |
| CN105139606A (zh) * | 2015-07-29 | 2015-12-09 | 重庆赛乐威航空科技有限公司 | 一种低空飞行器信息交互系统 |
| CN105243877A (zh) * | 2015-10-18 | 2016-01-13 | 上海圣尧智能科技有限公司 | 一种无人机空管模块及无人机 |
| CN105243877B (zh) * | 2015-10-18 | 2018-07-06 | 上海圣尧智能科技有限公司 | 一种无人机空管模块及无人机 |
| CN113781846A (zh) * | 2021-09-28 | 2021-12-10 | 中国人民解放军空军工程大学 | 一种水平维度空域冲突检测方法 |
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