JP2007235649A - Drive controller and driving control method of data relay antenna - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はデータ中継アンテナの駆動制御装置及び駆動制御方法に係り、特に各地上局や移動局から送信された画像などのデータを中継することで、複数ある地上局及び移動局間でのデータ通信を実施するための、移動体に搭載されたデータ中継アンテナの駆動制御装置及び駆動制御方法に関する。 The present invention relates to a data relay antenna drive control apparatus and drive control method, and more particularly to data communication between a plurality of ground stations and mobile stations by relaying data such as images transmitted from each ground station and mobile station. The present invention relates to a drive control device and a drive control method for a data relay antenna mounted on a moving body.
従来から移動体と地上局との間で通信を行うシステムにおいて、アンテナを駆動制御する装置は種々提案されている(例えば、特許文献1乃至4参照)。図7は特許文献1記載の従来のデータ伝送装置の一例のブロック図を示す。このデータ伝送装置は、移動体である例えば航空機から地上の映像を撮影し、得られた画像データを地上の地上局に伝送し、地上局で画像処理を行うデータ伝送システムに用いられ、移動体位置検出器101、移動体姿勢検出器102、地上局位置算出器103、アンテナ駆動制御指令算出器104、アンテナ駆動制御器105、送受信アンテナ106から構成される。
Conventionally, various systems for driving and controlling an antenna have been proposed in a system that performs communication between a mobile unit and a ground station (see, for example,
図7に示す従来のデータ伝送装置では、移動体位置検出器101の出力信号である移動体位置検出信号107と、移動体姿勢検出器102の出力信号である移動体姿勢検出信号108と、地上局位置算出器103の出力信号である地上局位置算出信号109とに基づき、移動体に搭載した送受信アンテナ106の指向方向をどう設定すべきかをアンテナ駆動制御指令算出器104において算出した後、それをアンテナ駆動制御指令信号110として生成する。また、アンテナ駆動制御器105では、アンテナ駆動制御指令信号110と現在のアンテナ指向角を比較し、アンテナ指向角誤差を算出した後にその信号に基づいたアンテナ駆動制御信号111を発生し、送受信アンテナ106の指向角を駆動することで移動体の位置・姿勢が変動する状況下でもアンテナ指向方向の調整を可能としている。
In the conventional data transmission apparatus shown in FIG. 7, a mobile body
また、特許文献2には、成層圏に位置し、静止衛星及び地球との相対位置関係を一定に保つためのレーザ測距測方位装置と、このレーザ測距測方位装置よりレーザ光を上記静止衛星に向けて発射し、静止衛星からの反射レーザ光を受光することにより、静止衛星との距離、方向を検出して、地球上から見ると静止しているような低高度の静止軌道上の所定位置に保持するように調整できるエンジンモータとを備えた電波中継空中基地により、地上に固定された2つの地上無線局間の中継を行うようにした構成の発明が開示されている。
また、特許文献3には、電波不感地帯をもサービスエリアとする移動体通信システムにおいて、時刻毎に中継相手となる地上局の位置情報を事前に計画し、その情報に基づいて対地上局中継アンテナの指向方向を駆動制御することにより対地上局中継を可能とする移動体通信システムが開示されている。
Further, in
また、特許文献4には、受信電界強度のレベルに応じ指向性アンテナを回転制御することで、障害物・遮蔽物の多い環境でも最適な受信状態を得ることが可能なアンテナ制御方式が開示されている。
一方、特許文献5には、ヘリコプター等の飛行体の機体に設置したパラボラアンテナの指向特性、指向方位を制御するアンテナ制御装置において、飛行体の位置、速度、姿勢及び地上局位置を基にアンテナを制御し、地上局との通信を維持、継続して放送局に対する中継を行う発明が開示されている。 On the other hand, Patent Document 5 discloses an antenna control device that controls the directivity and directivity of a parabolic antenna installed on an aircraft body such as a helicopter, based on the position, velocity, attitude, and ground station position of the aircraft. Is controlled to maintain communication with the ground station and continuously relay to the broadcast station.
しかし、特許文献1に記載の図7に示すようなデータ伝送装置では、移動体と地上局との間で1対1通信のみしか実現できないため、本データ伝送装置を複数地上局及び移動局間でのデータ送受信(データ中継)に適用するためには、移動体上に複数のデータ伝送装置を搭載することで地上局や移動局の位置やアンテナ指向角など様々な情報をやりとりする必要があるため、図7の構成でデータ中継を実現することは困難となる、という問題点がある。
However, in the data transmission apparatus as shown in FIG. 7 described in
また、特許文献2に記載された発明では、移動局と地上局または移動局同士の中継を実現することはできない、という問題点がある。また、特許文献3に記載された発明では、地上局が状況に応じ常に移動する場合には、地上局の位置情報を取得することが困難となり、地上局が常に移動する場合には適用できない、という問題点がある。また、特許文献4に記載された発明では、受信レベルに応じてアンテナ指向角制御は実現可能であるが、これだけでは位置・姿勢が時々刻々と変動する移動体に搭載したアンテナにより任意指定された複数地上局間のデータ中継を実現することはできない、という問題点がある。
Further, the invention described in
更に、特許文献5記載の発明は、移動体である中継ヘリコプターに搭載されたアンテナ駆動装置の追尾駆動能力を超える機体の変位に対応可能な構成であるが、パイロットの操縦情報によりアンテナ切換予測制御を実施しており、アンテナ受信強度は制御に使用していないため、適切なアンテナ切換と、高精度のアンテナ指向制御ができない。 Furthermore, the invention described in Patent Document 5 has a configuration that can cope with the displacement of the airframe that exceeds the tracking drive capability of the antenna drive device mounted on the relay helicopter that is a moving object. Since the antenna reception strength is not used for control, appropriate antenna switching and highly accurate antenna directivity control cannot be performed.
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、航空機や自動車などの移動体に搭載し、移動体の位置・速度や姿勢角・角速度や各地上局や移動局の位置及び通信により得られる電波受信強度などに応じて得られるアンテナ指向角度誤差により、各地上局や移動局に対する通信の優先順位を自動判定しながらアンテナ切換とアンテナ指向制御を行うことで、地上にある地上局、又は移動する移動局など複数の地上局及び/又は移動局間で効率的に画像データなどの中継を実施可能とするデータ中継アンテナの駆動制御装置及び駆動制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and is mounted on a moving body such as an aircraft or an automobile, and the radio wave obtained by the position / velocity, attitude angle / angular velocity of the moving body, the position of each ground station or mobile station, and communication. The ground station on the ground or moves by performing antenna switching and antenna directivity control while automatically determining the communication priority for each ground station and mobile station based on the antenna directivity angle error obtained according to the reception strength, etc. It is an object of the present invention to provide a data relay antenna drive control apparatus and drive control method capable of efficiently relaying image data and the like between a plurality of ground stations such as mobile stations and / or mobile stations.
本発明は上記の目的を達成するため、地上にある地上局、又は移動する移動局から送信された画像などのデータを中継することで、複数ある地上局同士、移動局同士又は地上局と移動局間のデータ通信を実施させるために、移動体に搭載されたデータ中継アンテナの駆動制御装置であって、
指向方向が可動自在に構成され、かつ、互いの可動範囲に一部重複する範囲を有する複数のアンテナと、移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度をそれぞれ検出する移動体検出手段と、データ通信を行う前記地上局及び/又は移動局の位置を算出して、地上局/移動局位置信号を出力する地上局/移動局位置算出手段と、データ通信を行う前記地上局及び/又は移動局から送信される電波を別々に受信して、その時の受信電波強度をそれぞれ検出する複数の受信電波強度検出手段と、移動体検出手段から出力された移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度の各検出信号と、地上局/移動局位置算出手段から出力された地上局/移動局位置信号とから、複数のアンテナのうちアンテナ切換時において通信状態を維持するアンテナの優先順位を示すアンテナ優先順位決定信号を生成する優先順位決定手段と、アンテナ優先順位決定信号と、移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度の各検出信号と、地上局/移動局位置信号と、受信電波強度検出手段から出力された受信電波強度検出信号とから、複数のアンテナに対するアンテナ毎のアンテナ駆動指令信号を複数生成するアンテナ駆動制御指令算出手段と、複数のアンテナ駆動指令信号に基づき複数のアンテナ駆動信号を生成して、複数のアンテナに別々に供給し、それら複数のアンテナをその可動範囲が重複する範囲にあるときに、互いに独立して駆動して複数のアンテナの各指向方向を変更するアンテナ駆動制御手段とを有する構成としたものである。
In order to achieve the above object, the present invention relays data such as images transmitted from a ground station on the ground or a moving mobile station, thereby moving between a plurality of ground stations, between mobile stations, or with a ground station. In order to carry out data communication between stations, it is a drive control device of a data relay antenna mounted on a mobile body,
A plurality of antennas that are configured so that their directing directions are movable and have a range that partially overlaps each other, a moving body detecting means that detects the position, velocity, posture angle, and angular velocity of the moving body, and data A ground station / mobile station position calculating means for calculating a position of the ground station and / or mobile station that performs communication and outputting a ground station / mobile station position signal, and the ground station and / or mobile station that performs data communication A plurality of received radio wave intensity detecting means for separately receiving the radio waves transmitted from the mobile station and detecting the received radio wave intensity at that time, and the position, velocity, attitude angle and angular velocity of the moving object output from the moving object detecting means From the detection signals and the ground station / mobile station position signal output from the ground station / mobile station position calculation means, the priority order of the antennas that maintain the communication state at the time of antenna switching is indicated. Priority determination means for generating an antenna priority determination signal, antenna priority determination signal, detection signal of position, velocity, attitude angle and angular velocity of a moving body, ground / mobile station position signal, and received radio wave intensity Antenna drive control command calculation means for generating a plurality of antenna drive command signals for each antenna for a plurality of antennas from the received radio wave intensity detection signal output from the detection means, and a plurality of antenna drive signals based on the plurality of antenna drive command signals Is generated and supplied separately to a plurality of antennas, and when the plurality of antennas are in a range where their movable ranges overlap, they are driven independently of each other to change the directivity directions of the plurality of antennas. And a control means.
この発明では、複数アンテナを搭載する移動体の位置・速度・姿勢角・姿勢角速度情報および地上局/移動局位置情報に基づき、各アンテナ毎に通信可能な地上局及び移動局を選定し、さらに各地上局および移動局との通信に対し優先順位を設定した上で、優先順位決定手段により各アンテナと地上局及び移動局との組み合わせを切り替える必要があるかどうかを決定することで、アンテナ駆動制御指令算出手段で生成するアンテナ駆動制御指令信号の発生を最適化する。その結果、本発明では、移動体位置・速度や姿勢角・角速度と搭載アンテナで受信する受信電波強度及び地上局又は移動局との相対的な位置関係とから中継可能な地上局及び移動局間の優先順位を決定した上で、アンテナ切換に伴う通信瞬断時間が最小となるよう各搭載アンテナの指向方向をそれぞれ制御することができる。 In this invention, based on the position / velocity / attitude angle / attitude angular velocity information and ground station / mobile station position information of a mobile body equipped with a plurality of antennas, a ground station and a mobile station that can communicate with each antenna are selected. After setting the priority for communication with each ground station and mobile station, the priority determination means determines whether it is necessary to switch the combination of each antenna with the ground station and mobile station, thereby driving the antenna. The generation of the antenna drive control command signal generated by the control command calculation means is optimized. As a result, in the present invention, between the ground station and the mobile station that can be relayed from the position / velocity / attitude angle / angular velocity of the moving body, the received radio wave intensity received by the mounted antenna, and the relative positional relationship with the ground station or the mobile station. In addition, the directivity direction of each mounted antenna can be controlled so that the communication interruption time associated with antenna switching is minimized.
また、上記の目的を達成するため、本発明は、地上にある地上局、又は移動する移動局から送信された画像などのデータを中継することで、複数ある地上局同士、移動局同士又は地上局と移動局間のデータ通信を実施させるために、移動体に搭載されたデータ中継アンテナの駆動制御装置であって、
指向方向が可動自在に構成され、かつ、互いの可動範囲に一部重複する範囲を有する複数のアンテナと、移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度をそれぞれ検出する移動体検出手段と、データ通信を行う前記地上局及び/又は移動局の位置を算出して、地上局/移動局位置信号を出力する地上局/移動局位置算出手段と、データ通信を行う前記地上局及び/又は移動局から送信される電波を別々に受信して、その時の受信電波強度をそれぞれ検出する複数の受信電波強度検出手段と、移動体検出手段から出力された移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度の各検出信号と、地上局/移動局位置算出手段から出力された地上局/移動局位置信号とから、複数のアンテナの指向方向を同時に変更するためのアンテナ優先順位決定信号を生成する優先順位決定手段と、アンテナ優先順位決定信号と、移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度の各検出信号と、地上局/移動局位置信号と、受信電波強度検出手段から出力された受信電波強度検出信号とから、複数のアンテナに対するアンテナ毎のアンテナ駆動指令信号を複数生成するアンテナ駆動制御指令算出手段と、複数のアンテナ駆動指令信号に基づき複数のアンテナ駆動信号を生成して、複数のアンテナに別々に供給し、それら複数のアンテナをその可動範囲が重複する範囲にあるときに、互いに独立して駆動して複数のアンテナの各指向方向を同時に変更するアンテナ駆動制御手段とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention relays data such as images transmitted from a ground station on the ground or a moving mobile station, so that a plurality of ground stations, mobile stations or ground In order to carry out data communication between a station and a mobile station, a data relay antenna drive control device mounted on a mobile body,
A plurality of antennas that are configured so that their directing directions are movable and have a range that partially overlaps each other, a moving body detecting means that detects the position, velocity, posture angle, and angular velocity of the moving body, and data A ground station / mobile station position calculating means for calculating a position of the ground station and / or mobile station that performs communication and outputting a ground station / mobile station position signal, and the ground station and / or mobile station that performs data communication A plurality of received radio wave intensity detecting means for separately receiving the radio waves transmitted from the mobile station and detecting the received radio wave intensity at that time, and the position, velocity, attitude angle and angular velocity of the moving object output from the moving object detecting means From each detection signal and the ground station / mobile station position signal output from the ground station / mobile station position calculation means, a superior signal for determining an antenna priority order determination signal for simultaneously changing the directivity directions of a plurality of antennas. Position determination means, antenna priority determination signal, position, velocity, attitude angle and angular velocity detection signals of the moving body, ground / mobile station position signal, and received radio wave intensity output from the received radio wave intensity detection means From the detection signal, an antenna drive control command calculating means for generating a plurality of antenna drive command signals for each antenna for a plurality of antennas, and generating a plurality of antenna drive signals based on the plurality of antenna drive command signals, Antenna driving control means for separately supplying and driving the plurality of antennas independently of each other and simultaneously changing the directivity directions of the plurality of antennas when the movable ranges thereof are in the overlapping range. And
この発明では、データ通信を行う前記地上局及び/又は移動局との通信に対し優先順位を設定せず、地上局及び移動局との通信に用いる搭載アンテナの切換が必要かどうかを移動体の位置、速度、姿勢角、角速度の検出信号と地上局/移動局位置算出信号とに基づき、常に最適化でき、また、搭載アンテナが受信する受信電波強度を利用してアンテナ指向角を補正することで、移動体の位置、速度、姿勢角、角速度の検出誤差に影響されにくいアンテナ駆動制御系が構成できる。 In the present invention, it is determined whether or not it is necessary to switch the mounted antenna used for communication with the ground station and the mobile station without setting a priority for the communication with the ground station and / or the mobile station that performs data communication. It can always be optimized based on the position, velocity, attitude angle, angular velocity detection signals and ground / mobile station position calculation signals, and correct the antenna pointing angle using the received signal strength received by the onboard antenna. Thus, it is possible to configure an antenna drive control system that is not easily affected by detection errors of the position, speed, posture angle, and angular velocity of the moving body.
また、上記の目的を達成するため、地上にある地上局、又は移動する移動局から送信された画像などのデータを中継することで、複数ある地上局同士、移動局同士又は地上局と移動局間のデータ通信を実施させるために、移動体に搭載されたデータ中継アンテナの駆動制御方法であって、
移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度をそれぞれ検出する第1のステップと、データ通信を行う前記地上局及び/又は移動局の位置を算出して、地上局/移動局位置信号を出力する第2のステップと、データ通信を行う前記地上局及び/又は移動局から送信される電波を別々に受信して、その時の受信電波強度をそれぞれ検出する第3のステップと、移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度の各検出信号と地上局/移動局位置信号とから、指向方向が可動自在に構成され、かつ、互いの可動範囲に一部重複する範囲を有する複数のアンテナのアンテナ切換時において通信状態を維持するアンテナの優先順位を示すアンテナ優先順位決定信号を生成する第4のステップと、アンテナ優先順位決定信号と、移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度の各検出信号と、地上局/移動局位置信号と、受信電波強度の検出信号とから、複数のアンテナに対するアンテナ毎のアンテナ駆動指令信号を複数生成する第5のステップと、複数のアンテナ駆動指令信号に基づき複数のアンテナ駆動信号を生成して、複数のアンテナに別々に供給し、それら複数のアンテナをその可動範囲が重複する範囲にあるときに、互いに独立して駆動して複数のアンテナの各指向方向を変更する第6のステップとを含むことを特徴とする。
Moreover, in order to achieve the above object, by relaying data such as images transmitted from a ground station on the ground or a moving mobile station, a plurality of ground stations, mobile stations or ground stations and mobile stations are relayed. A data relay antenna drive control method mounted on a moving body in order to carry out data communication between,
A first step of detecting the position, velocity, attitude angle and angular velocity of the moving body, and the position of the ground station and / or mobile station performing data communication are calculated, and a ground station / mobile station position signal is output. A second step, a third step of separately receiving radio waves transmitted from the ground station and / or mobile station that perform data communication, and detecting a received radio wave intensity at that time, a position of the moving body, Antenna switching of a plurality of antennas whose directional directions are configured to be movable from each of the velocity, attitude angle and angular velocity detection signals and the ground station / mobile station position signal, and which partially overlap each other. A fourth step of generating an antenna priority determination signal indicating the priority of the antenna that maintains the communication state at the time, the antenna priority determination signal, and the position, speed, attitude angle, and angular speed of the moving object A fifth step of generating a plurality of antenna drive command signals for each of the plurality of antennas from each of the detection signals, the ground station / mobile station position signal, and the detection signal of the received radio wave intensity, and a plurality of antenna drive commands A plurality of antenna drive signals are generated based on the signal and supplied separately to the plurality of antennas. When the plurality of antennas are in a range where their movable ranges overlap, they are driven independently of each other to And a sixth step of changing each directivity direction.
この発明では、複数アンテナを搭載する移動体の位置・速度・姿勢角・姿勢角速度情報および地上局/移動局位置情報に基づき、各アンテナ毎に通信可能な地上局を選定し、さらに各地上局との通信に対し優先順位を設定した上で、優先順位決定手段により各アンテナと地上局との組み合わせを切り替える必要があるかどうかを決定することで、アンテナ駆動制御指令信号の発生を最適化する。その結果、本発明では、移動体位置・速度や姿勢角・角速度と搭載アンテナで受信する受信電波強度および地上局との相対的な位置関係とから中継可能な地上局間の優先順位を決定した上で、アンテナ切換に伴う通信瞬断時間が最小となるよう各搭載アンテナの指向方向をそれぞれ制御することができる。 In this invention, based on the position / velocity / attitude angle / attitude angular velocity information and ground station / mobile station position information of a mobile body equipped with a plurality of antennas, a ground station that can communicate with each antenna is selected. Optimize the generation of antenna drive control command signal by setting whether to change the combination of each antenna and the ground station by priority determining means after setting the priority for communication with . As a result, in the present invention, the priority order between relay stations that can be relayed is determined from the position / velocity / attitude angle / angular velocity of the moving body, the received radio wave intensity received by the mounted antenna, and the relative positional relationship with the ground station. In the above, the directivity direction of each mounted antenna can be controlled so that the communication interruption time associated with antenna switching is minimized.
また、上記の目的を達成するため、本発明は、地上にある地上局、又は移動する移動局から送信された画像などのデータを中継することで、複数ある地上局同士、移動局同士又は地上局と移動局間のデータ通信を実施させるために、移動体に搭載されたデータ中継アンテナの駆動制御方法であって、
移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度をそれぞれ検出する第1のステップと、データ通信を行う前記地上局及び/又は移動局の位置を算出して、地上局/移動局位置信号を出力する第2のステップと、データ通信を行う前記地上局及び/又は移動局から送信される電波を別々に受信して、その時の受信電波強度をそれぞれ検出する第3のステップと、移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度の各検出信号と地上局/移動局位置信号とから、指向方向が可動自在に構成され、かつ、互いの可動範囲に一部重複する範囲を有する複数のアンテナの指向方向を同時に変更するためのアンテナ優先順位決定信号を生成する第4のステップと、アンテナ優先順位決定信号と、移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度の各検出信号と、地上局/移動局位置信号と、受信電波強度の検出信号とから、複数のアンテナに対するアンテナ毎のアンテナ駆動指令信号を複数生成する第5のステップと、複数のアンテナ駆動指令信号に基づき複数のアンテナ駆動信号を生成して、複数のアンテナに別々に供給し、それら複数のアンテナをその可動範囲が重複する範囲にあるときに、互いに独立して駆動して複数のアンテナの各指向方向を同時に変更する第6のステップとを含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention relays data such as images transmitted from a ground station on the ground or a moving mobile station, so that a plurality of ground stations, mobile stations or ground In order to carry out data communication between a station and a mobile station, a drive control method for a data relay antenna mounted on a mobile body,
A first step of detecting the position, velocity, attitude angle and angular velocity of the moving body, and the position of the ground station and / or mobile station performing data communication are calculated, and a ground station / mobile station position signal is output. A second step, a third step of separately receiving radio waves transmitted from the ground station and / or mobile station that perform data communication, and detecting a received radio wave intensity at that time, a position of the moving body, Directional directions of a plurality of antennas whose directional directions are movable from the detection signals of velocity, attitude angle and angular velocity and ground station / mobile station position signals, and that partially overlap the movable range. A fourth step of generating an antenna priority determination signal for simultaneously changing the antenna, an antenna priority determination signal, detection signals of position, velocity, attitude angle and angular velocity of the moving object, and ground station / mobile station position A fifth step of generating a plurality of antenna drive command signals for each of the plurality of antennas from the signal and the detection signal of the received radio wave intensity; and generating a plurality of antenna drive signals based on the plurality of antenna drive command signals Supplying separately to a plurality of antennas, and when the plurality of antennas are in a range where their movable ranges overlap, a sixth step of simultaneously driving the plurality of antennas to change the directivity directions of the plurality of antennas; It is characterized by including.
この発明では、複数の地上局及び移動局との通信に対し優先順位を設定せず、地上局及び移動局との通信に用いる搭載アンテナの切換が必要かどうかを移動体の位置、速度、姿勢角、角速度の検出信号と地上局/移動局位置算出信号とに基づき、常に最適化でき、また、搭載アンテナが受信する受信電波強度を利用してアンテナ指向角を補正することで、移動体の位置、速度、姿勢角、角速度の検出誤差に影響されにくいアンテナ駆動制御系が構成できる。 In the present invention, the priority of communication with a plurality of ground stations and mobile stations is not set, and whether the mounted antenna used for communication with the ground stations and mobile stations needs to be switched is determined as to the position, speed, and attitude of the mobile body. It can always be optimized based on the detection signal of angular and angular velocities and the ground station / mobile station position calculation signal, and by correcting the antenna pointing angle using the received radio wave intensity received by the mounted antenna, An antenna drive control system that is not easily affected by position, velocity, attitude angle, and angular velocity detection errors can be configured.
本発明によれば、移動体位置・速度や姿勢角・角速度と搭載アンテナで受信する受信電波強度および地上局又は移動局との相対的な位置関係とから中継可能な地上局間の優先順位を決定した上でアンテナ切換に伴う通信瞬断時間が最小となるよう各搭載アンテナの指向方向をそれぞれ制御するようにしたため、移動中でも確実で効率的、かつ、高速・高精度なデータ中継が実現できる。 According to the present invention, the priority order between the ground stations that can be relayed is determined from the position / velocity of the moving body, the attitude angle / angular velocity, the received radio wave intensity received by the mounted antenna, and the relative positional relationship with the ground station or the mobile station. After deciding, the directivity direction of each mounted antenna is controlled so that the communication interruption time due to antenna switching is minimized, so that reliable, efficient, high-speed and high-accuracy data relay can be realized even while moving .
また、本発明によれば、複数の地上局及び移動局との通信に対し優先順位を設定せず、地上局及び移動局との通信に用いる搭載アンテナの切換が必要かどうかを移動体の位置、速度、姿勢角、角速度の検出信号と地上局/移動局位置算出信号とに基づき、常に最適化でき、また、搭載アンテナが受信する受信電波強度を利用してアンテナ指向角を補正することで、移動体の位置、速度、姿勢角、角速度の検出誤差に影響されにくいアンテナ駆動制御系を構成するようにしたため、確実で高精度なデータ中継が実現できる。 Further, according to the present invention, the priority of communication with a plurality of ground stations and mobile stations is not set, and it is determined whether switching of the mounted antenna used for communication with the ground stations and mobile stations is necessary. Based on the detection signal of velocity, attitude angle, angular velocity, and ground station / mobile station position calculation signal, it can always be optimized, and the antenna pointing angle can be corrected by using the received signal strength received by the mounted antenna. Since the antenna drive control system that is not easily affected by the detection error of the position, speed, attitude angle, and angular velocity of the moving body is configured, reliable and highly accurate data relay can be realized.
図1は本発明になるデータ中継アンテナの駆動制御装置の一実施の形態のブロック図を示す。同図に示すように、このデータ中継アンテナの駆動制御装置は、移動体位置・速度検出器1、移動体姿勢角・角速度検出器2、地上局/移動局位置算出器3、アンテナ駆動制御装置4、n個(nは3以上の整数)の受信電波強度検出器51〜5n、n個のアンテナ駆動制御器71〜7n、n個の搭載アンテナ81〜8nから構成される。また、アンテナ駆動制御装置4は、アンテナ指向局割当並びに優先順位決定器41と、アンテナ駆動制御指令算出器42とからなり、地上に固定された局(以下、地上局)あるいは地上を移動する局(以下、移動局)から送信された画像などのデータを中継することで複数ある地上局間、あるいは移動局間あるいは地上局と移動局とでのデータ通信実施のため、移動体に搭載されたデータ中継アンテナ駆動制御装置である。なお、移動体は空中又は地上を移動する。
FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of a drive control apparatus for a data relay antenna according to the present invention. As shown in the figure, the data relay antenna drive control apparatus includes a mobile body position /
移動体位置・速度検出器1は、例えば全地球測位システム(GPS:Global Positioning System)を構成する人工衛星からのGPS信号を受信して、自装置が位置する緯度・経度情報及びその変化を検出することで、移動体の現在位置と移動速度を検出する。移動体姿勢角・角速度検出器2は、例えばジャイロ、加速度計から構成される。地上局/移動局位置算出器3は、地上局及び移動局の位置を表す緯度情報若しくは任意固定座標系におけるx,y,z値などの情報からアンテナ指向角目標値を運動学的関係から算出するための装置である。なお、搭載アンテナ81〜8nには、ロータリーエンコーダやレゾルバなど公知の方法によって指向角を検出する指向角検出器(図示せず)が各アンテナ駆動軸に設けられており、その指向角検出器によって検出された指向角検出信号161〜16nがアンテナ駆動制御指令算出器42に供給される。
The moving body position /
この実施の形態に係る移動体搭載用データ中継アンテナ駆動制御装置は、図1に示すように、この装置が搭載されている移動体の位置及び速度を移動体位置・速度検出器1で検出して得た移動体位置・速度検出信号10と、この装置が搭載されている移動体の姿勢角及び角速度を移動体姿勢角・角速度検出器2で検出して得た移動体姿勢角・角速度検出信号11と、この装置の通信相手の地上局及び移動局の位置を地上局/移動局位置算出器3で算出して得られた地上局/移動局位置算出信号12とから、アンテナ駆動制御装置4を構成するアンテナ指向局割当並びに優先順位決定器41により、移動体上の搭載アンテナ81〜8nと、通信相手である地上局との組み合わせと共に、各通信に対する優先順位を決定したアンテナ優先順位決定信号9を発生してアンテナ駆動制御指令算出器42に供給し、ここで移動体位置・速度検出信号10と移動体姿勢角・角速度検出信号11と地上局/移動局位置算出信号12と第1局の受信電波強度検出信号131〜第n局の受信電波強度検出信号13nとに基づいて、各アンテナに対する指令信号であるアンテナ駆動指令信号141〜14nを算出する。
As shown in FIG. 1, the mobile relay mounted data relay antenna drive control apparatus according to this embodiment detects the position and speed of the mobile body in which this apparatus is mounted by the mobile body position /
そして、n個のアンテナ駆動制御器71〜7nは、上記のアンテナ駆動指令信号141〜14nに基づき、各々アンテナ駆動信号151〜15nを互いに独立して生成し、対応して設けられた搭載アンテナ81〜8nを互いに独立して駆動する。
The n
次に、図1に示す本実施の形態の動作について、具体例としてヘリコプター(回転翼機)にn=2の場合の2機のアンテナを搭載し、地上固定の地上局と移動局との間で実施するデータ中継について説明する。 Next, with regard to the operation of the present embodiment shown in FIG. 1, as a specific example, a helicopter (rotary wing aircraft) is equipped with two antennas in the case of n = 2, and between the ground fixed ground station and the mobile station. The data relay implemented in will be described.
図2は本発明の実施の形態の一例(実施例1)として、地上に固定された地上局と移動する移動局との間を移動体である回転翼機に搭載された2機のアンテナによってデータ中継する構成を示したものであり、回転翼機21と地上局22と移動局23とによって構成される。図2では、移動体である回転翼機21の進行方向に向かって左側に搭載したアンテナ左舷の可動範囲25Lを回転翼機21の左側に、回転翼機21の進行方向に向かって右側に搭載したアンテナ右舷の可動範囲25Rを回転翼機21の右側に示しており、斜線部はアンテナ右舷の可動範囲25Rとアンテナ左舷の可動範囲25Lとが重なっている部分である。なお、アンテナ左舷とアンテナ右舷は図2には図示していない。
FIG. 2 shows, as an example of the embodiment of the present invention (Example 1), two antennas mounted on a rotorcraft that is a moving body between a ground station fixed on the ground and a moving mobile station. A configuration for data relay is shown, which is composed of a
また、図2中で示したものは、回転翼機21のヨーレート(地面に対して垂直軸回りの角速度)であり、Ψは機体の方位姿勢角を示す。図2では、まずアンテナ左舷が地上局22、アンテナ右舷が移動局23を指向しており、回転翼機21は角速度のヨーレートで旋回している。このとき、回転翼機21の機体左右に搭載したアンテナ左舷とアンテナ右舷の指向方向がそれぞれ斜線部領域に入り、アンテナ左舷とアンテナ右舷とを切り換えても通信遮断無く中継を継続することが可能な状態で、かつ、指向角の値がさらに増加する場合には、アンテナ左舷とアンテナ右舷の指向する地上局や移動局を入れ替えるため、アンテナ切換駆動制御が実施される。
Also, what is shown in FIG. 2 is the yaw rate (angular velocity about the vertical axis with respect to the ground) of the
アンテナを切り換えるのは、アンテナ左舷とアンテナ右舷の各駆動角には限界(制約)があり、また機体自体が通信の妨げになるため、中継を継続するにはアンテナを切り換える必要がある場合があるからである。 Switching antennas has limitations (restrictions) on the driving angles of the antenna port and starboard, and the airframe itself hinders communication, so it may be necessary to switch antennas to continue relaying Because.
図3は図2で機能を示した移動体搭載用データ中継アンテナ駆動制御装置の実施例1のブロック図を示す。同図中、図1と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図3において、地上局受信電波強度検出器30と移動局受信電波強度検出器31は、図1の受信電波強度検出器51、52に相当し、図3のアンテナ左舷駆動制御器34、アンテナ右舷駆動制御器35は、それぞれ図1のアンテナ駆動制御器71、72に相当し、図3の搭載アンテナ左舷36、搭載アンテナ右舷37は、それぞれ図1の搭載アンテナ81、82に相当する。
FIG. 3 is a block diagram of the first embodiment of the data relay antenna drive control device for mounting on a mobile unit whose function is shown in FIG. In the figure, the same components as those in FIG. 3, a ground station received radio
図2のアンテナ切換は、図3のアンテナ指向局割当並びに優先順位決定器41によって決定され、決定された地上局割当並びに優先順位を示すアンテナ優先順位決定信号9は、アンテナ駆動制御指令算出器42へ入力される。
The antenna switching in FIG. 2 is determined by the antenna pointing station allocation and
本実施例では、図2で示すアンテナ切換と共に各々のアンテナに装備した地上局受信電波強度検出器30と移動局受信電波強度検出器31とにより検出する地上局受信電波強度検出信号32と移動局受信電波強度検出信号33とを用いて、移動体位置・速度検出信号10と移動体姿勢角・角速度検出信号11と地上局/移動局位置算出信号12とから生成する指令信号を補正後それぞれアンテナ駆動指令信号141とアンテナ駆動指令信号142として発生することで、移動体位置・速度検出信号10と移動体姿勢角・角速度検出信号11と地上局/移動局位置算出信号12とに含まれる検出誤差成分を補正することが可能となり、搭載アンテナ左舷36と搭載アンテナ右舷37の各地上局に対する指向精度が確保できる。
In the present embodiment, the antenna switching shown in FIG. 2 and the ground station received signal
ここで、本実施の形態の上記の検出誤差成分の補正方法のアルゴリズムについて説明する。地上局受信電波強度検出信号32又は移動局受信電波強度検出信号33が示す、ある時刻nでの受信電波強度をAGC(n)、そのときの搭載アンテナ左舷36又は搭載アンテナ右舷37のアンテナ指向角をθ(n)としたとき、以下の変数を定義する。
Here, an algorithm of the detection error component correction method of the present embodiment will be described. The received radio wave intensity at a certain time n indicated by the ground station received radio wave
よって、アンテナ指向角誤差は、数2の式を評価することで、アンテナ指向角誤差が増加傾向にあるか、減少傾向にあるかを判定できる。なお、時刻n+1での受信電波強度をAGC(n+1)、アンテナ指向角をθ(n+1)とする。
Therefore, the antenna directivity angle error can be determined by evaluating the
次に、図2に示すように、搭載アンテナ左舷36が地上局22、搭載アンテナ右舷37が移動局23と通信している状態で、かつ、図3中のアンテナ指向局割当並びに優先順位決定器41において移動局23との通信が地上局22との通信に対し優先順位が高いと設定された場合の図2及び図3の動作について、図4のフローチャートと共に説明する。 Next, as shown in FIG. 2, the antenna-mounted port 36 is in communication with the ground station 22 and the antenna-mounted starboard 37 is in communication with the mobile station 23, and the antenna pointing station assignment and priority determination unit in FIG. The operation of FIGS. 2 and 3 when the communication with the mobile station 23 is set to have a higher priority than the communication with the ground station 22 at 41 will be described with reference to the flowchart of FIG.
図2中の斜線領域で示したように、回転翼機21のアンテナ左舷可動範囲25Lとアンテナ右舷可動範囲25Rとが重複する領域があるので、通信の遮断無く中継を継続するため、搭載アンテナ左舷36と搭載アンテナ右舷37とが、可動範囲の重複領域にあるときに、図3のアンテナ指向局割当並びに優先順位決定器41は、各地上局との通信を維持するにはアンテナの切換が必要か否かを判断し、アンテナの切換が必要であると判断した場合、まず優先順位が高い方の搭載アンテナ右舷37と移動局23との通信は確保した状態のまま、地上局22との通信に使用していた搭載アンテナ左舷36の指向方向を地上局22から移動局23へ変更するため、図4のフローチャートに従った動作を行う。
As shown by the hatched area in FIG. 2, since there is a region where the antenna port movable range 25L and the antenna starboard
すなわち、まず、搭載アンテナ左舷36に対するアンテナ指向方向指令値を生成し(ステップS1)、これに基づいて搭載アンテナ左舷36をアンテナ左舷駆動制御器34により駆動し(ステップS2)、搭載アンテナ左舷36が移動局23と通信可能な状態となったかどうかを移動局受信電波強度検出器31による受信電波強度が所定の閾値以上であるかどうかにより確認する(ステップS3)。 That is, first, an antenna directivity direction command value for the mounted antenna port 36 is generated (step S1), and on the basis of this, the mounted antenna port 36 is driven by the antenna port drive controller 34 (step S2). Whether the mobile station 23 can communicate with the mobile station 23 is checked by checking whether the received radio wave intensity by the mobile station received radio wave intensity detector 31 is equal to or higher than a predetermined threshold (step S3).
移動局受信電波強度検出器31による受信電波強度が所定の閾値以上であり、移動局23との通信可能な状態となったときは、通信がロックオンする。そこで、アンテナ駆動制御指令算出器42は、ステップS3では通信がロックオンした場合は、移動局との通信可能な状態となったと判断して、今度はもう一方の搭載アンテナ右舷37に対するアンテナ指向方向指令値を生成する(ステップS4)。なお、アンテナ駆動制御指令算出器42はステップS3で搭載アンテナ左舷36のアンテナ指向角検出信号161とアンテナ駆動指令信号141が略一致したときにも駆動制御が終了したと判定し、ステップS4に進んで搭載アンテナ右舷37に対するアンテナ指向方向指令値を生成する。 When the received radio wave intensity by the mobile station received radio wave intensity detector 31 is equal to or greater than a predetermined threshold value and communication with the mobile station 23 is possible, communication is locked on. Therefore, the antenna drive control command calculator 42 determines that communication with the mobile station is possible when communication is locked on in step S3, and this time, the antenna pointing direction with respect to the other mounted antenna starboard 37 is determined. A command value is generated (step S4). The antenna driving control command calculator 42 determines a driving control even when the antenna directivity angle detection signal 16 1 and the antenna drive command signal 14 1 on antenna port 36 are substantially the same in step S3 is finished, step S4 Proceeding to generate an antenna directivity direction command value for the mounted antenna starboard 37.
続いて、搭載アンテナ右舷37に対するアンテナ指向方向指令値により、搭載アンテナ右舷37をアンテナ右舷駆動制御器35により駆動し(ステップS5)、搭載アンテナ右舷37が地上局22と通信可能な状態となったかどうか、すなわち通信ロックオンしたかどうかを地上局受信電波強度検出器30による受信電波強度が所定の閾値以上であるかどうかにより確認する(ステップS6)。地上局22との通信状態を、通信ロックオンによりアンテナ駆動制御指令算出器42において確認すると、切換処理完了とする。なお、アンテナ駆動制御指令算出器42はステップS6で搭載アンテナ右舷37のアンテナ指向角検出信号162とアンテナ駆動指令信号142が略一致したときにも駆動制御が終了したと判定する。
Subsequently, the mounted antenna starboard 37 is driven by the antenna starboard drive controller 35 based on the antenna directivity direction command value for the mounted antenna starboard 37 (step S5), and the mounted antenna starboard 37 has become communicable with the ground station 22. Whether or not the communication lock is turned on is confirmed by whether or not the received radio wave intensity by the ground station received radio
アンテナ切換中は通信が遮断されることから、アンテナ切換時の通信遮断時間を如何に最小とするかがデータ中継において最大の技術課題であるが、本実施例では、搭載アンテナの指向制御を、回転翼機21の位置・姿勢および地上局22、移動局23の位置と時刻毎に搭載アンテナで受信する受信電波強度とから中継可能な地上局22、移動局23の中で優先順位を決定しながら瞬断時間が最小となるようアンテナ指向を制御することで、確実で効率的、かつ、高速高精度なデータ中継が実現可能となる。
Since communication is interrupted during antenna switching, how to minimize the communication interruption time during antenna switching is the biggest technical problem in data relaying. The priority order is determined among the ground station 22 and mobile station 23 that can be relayed from the position / posture of the
次に、あえて地上局22と移動局23との通信に対し優先順位を設定せず、同等の条件下でアンテナ切換を実施することも可能であり、その場合の図3の実施例の動作について、図5のフローチャートと共に、地上局間での通信を例にとって説明する。 Next, it is possible to switch antennas under the same conditions without setting priority for communication between the ground station 22 and the mobile station 23, and the operation of the embodiment of FIG. Referring to the flowchart of FIG. 5, communication between ground stations will be described as an example.
各地上局との通信を維持するため、搭載アンテナ左舷36あるいは搭載アンテナ右舷37に対し、そのどちらか一方のアンテナ指向角が図2中の斜線領域に入った場合には、図3のアンテナ指向局割当並びに優先順位決定器41において、アンテナ駆動角の限界やデータ中継の必要上、地上局との通信に用いる搭載アンテナ左舷36及び搭載アンテナ右舷37のアンテナ切換が必要かどうかを、移動体位置・速度検出信号10と移動体姿勢角・角速度検出信号11と地上局/移動局位置算出信号12とに基づき判定した後、アンテナ駆動制御指令算出器42において、搭載アンテナ左舷36及び搭載アンテナ右舷37に対する各指向角を示すアンテナ左舷駆動指令値、アンテナ右舷駆動指令値(指令信号141、142)をそれぞれ生成する(ステップS11)。
In order to maintain communication with each ground station, when the antenna directivity angle of one of the onboard antenna port 36 or the onboard antenna starboard 37 enters the shaded area in FIG. 2, the antenna orientation of FIG. In the station allocation and
ここで、本実施の形態では、アンテナ駆動制御指令算出器42は、搭載アンテナ左舷36及び搭載アンテナ右舷37がそれぞれ受信する受信電波強度を利用してアンテナ指向角を補正した、アンテナ左舷駆動指令値、アンテナ右舷駆動指令値(指令信号141、142)をそれぞれ生成するようにしたため、搭載する移動体位置・速度検出器1や移動体姿勢角・角速度検出器2の検出誤差に影響されにくく、アンテナ切換時の通信遮断時間を最小にできる。
Here, in the present embodiment, the antenna drive control command calculator 42 corrects the antenna directivity angle using the received radio wave strengths received by the mounted antenna port 36 and the mounted antenna starboard 37, respectively. Since the antenna starboard drive command values (command signals 14 1 and 14 2 ) are generated, they are less affected by detection errors of the mounted mobile body position /
続いて、アンテナ左舷駆動制御器34とアンテナ右舷駆動制御器35とが、それぞれステップS11で生成された、アンテナ左舷駆動指令値とアンテナ右舷駆動指令値とに基づいて、搭載アンテナ左舷36と搭載アンテナ右舷37とを同時駆動し(ステップS12)、搭載アンテナ左舷36と搭載アンテナ右舷37がそれぞれ割り当てられた地上局と通信再開状態になった(通信ロックオンした)ことをアンテナ指向局割当並びに優先順位決定器41において確認し(ステップS13)、確認できた場合は切換処理完了とする。 Subsequently, the antenna port drive controller 34 and the antenna starboard drive controller 35 respectively perform the mounted antenna port 36 and the mounted antenna based on the antenna port drive command value and the antenna starboard drive command value generated in step S11, respectively. The starboard 37 is driven at the same time (step S12), and it is determined that the communication with the ground station to which the mounted antenna port 36 and the mounted antenna starboard 37 are respectively assigned has been resumed (communication lock-on). Confirmation is made by the determiner 41 (step S13), and if it can be confirmed, the switching process is completed.
なお、アンテナ駆動制御指令算出器42はステップS13で、アンテナ左舷駆動指令値とアンテナ右舷駆動指令値とが、それぞれ搭載アンテナ左舷36のアンテナ指向角検出信号161及び搭載アンテナ右舷37のアンテナ指向角検出信号162と略一致したときも、駆動制御が終了したと判定して切換処理を完了する。 The antenna driving control command calculator 42 in step S13, the antenna port drive command value and the antenna starboard drive command value and the antenna directivity angle of the antenna directivity angle detection signal 16 1 and mounting the antenna starboard 37 of each mounting antenna port 36 even when the detection signal 16 2 substantially coincides, to complete the determination to switch processing and the drive control is finished.
また、ステップS12によるアンテナ同時駆動にも拘らず、搭載アンテナ左舷36と搭載アンテナ右舷37のどちらか一方しか通信ロックオン又は駆動制御終了がされなかったときには、地上から地上局情報の更新待ち又は回転翼機21のパイロットのマニュアル操作による調整などにより、必ず搭載アンテナ左舷36と搭載アンテナ右舷37の両方が通信ロックオン又は駆動制御終了されるようにし、必ずデータ中継状態を復帰させるようにする。
In addition, when only one of the mounted antenna starboard 36 and the mounted antenna starboard 37 has been locked in communication or the drive control has been terminated in spite of simultaneous antenna driving in step S12, the ground station information is waited to be updated or rotated from the ground. It is ensured that both the mounted antenna port 36 and the mounted antenna starboard 37 are in communication lock-on or drive control end by the adjustment by manual operation of the pilot of the
以上説明したように、本実施例によれば、移動体である回転翼機21に搭載するアンテナ左舷36とアンテナ右舷37とに対し優先順位を設定する要求があるかどうかに関わらず、地上局との通信に用いる搭載アンテナの切換が必要かどうかを移動体位置・速度検出信号10と移動体姿勢角・角速度検出信号11と地上局/移動局位置算出信号12とに基づき、常に最適化できるため、アンテナ切換に伴うデータ通信中断を最小化しつつ高性能なデータ中継を実現することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, regardless of whether or not there is a request for setting the priority order for the antenna port 36 and the antenna starboard 37 mounted on the
また、本実施の形態では、アンテナ駆動制御指令算出器42において搭載アンテナが受信する受信電波強度を利用してアンテナ指向角を補正することで、搭載する移動体位置・速度検出器1や移動体姿勢角・角速度検出器2の検出誤差に影響されにくいアンテナ駆動制御系が構成できる。
Further, in the present embodiment, the antenna driving control command calculator 42 corrects the antenna directivity angle using the received radio wave intensity received by the mounted antenna, thereby mounting the mobile body position /
特に、ここで示したアンテナ指向局割当並びに優先順位決定器41とアンテナ駆動制御指令算出器42は、複数ある地上局及び移動局に対し最適なデータ中継を実現するという観点に基づく優先順位付けおよび切換を適切に実施するための独自技術であり、特開2002−354462号公報など従来の発明から容易に類推できるものではない。
In particular, the antenna pointing station allocation and priority
なお、図5の説明では地上局間のデータ通信を中継する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、地上局と移動局間、移動局同士間などのデータ通信の中継に適用することもできることは勿論である。 In the description of FIG. 5, an example in which data communication between ground stations is relayed has been described. However, the present invention is not limited to this, and data communication between a ground station and a mobile station, between mobile stations, and the like. Of course, it can also be applied to relaying.
また、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、例えば航空機(固定翼機)や地上を走行する自動車に対するデータ中継アンテナ駆動制御装置などにも適用することができるものである。また、地上局22と移動局23のうち移動局23よりも地上局22との通信を優先するように設定することも可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be applied to, for example, a data relay antenna drive control device for an aircraft (fixed wing aircraft) or an automobile traveling on the ground. It is also possible to set so that communication between the ground station 22 and the mobile station 23 is prioritized for communication with the ground station 22 over the mobile station 23.
1 移動体位置・速度検出器
2 移動体姿勢角・角速度検出器
3 地上局/移動局位置算出器
4 アンテナ駆動制御装置
51〜5n 受信電波強度検出器
71〜7n アンテナ駆動制御器
81〜8n 搭載アンテナ
10 移動体位置・速度検出信号
11 移動体姿勢角・角速度検出信号
12 地上局/移動局位置算出信号
131 第1局受信電波強度検出信号
132 第2局受信電波強度検出信号
13n 第n局受信電波強度検出信号
141〜14n アンテナ駆動指令信号
151〜15n アンテナ駆動信号
161〜16n アンテナ指向角検出信号
21 回転翼機
22 地上局
23 移動局
30 地上局受信電波強度検出器
31 移動局受信電波強度検出器
32 地上局受信電波強度検出信号
33 移動局受信電波強度検出信号
34 アンテナ左舷駆動制御器
35 アンテナ右舷駆動制御器
36 搭載アンテナ左舷
37 搭載アンテナ右舷
41 アンテナ指向局割当並びに優先順位決定器
42 アンテナ駆動制御指令算出器
1 mobile position-
Claims (8)
指向方向が可動自在に構成され、かつ、互いの可動範囲に一部重複する範囲を有する複数のアンテナと、
前記移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度をそれぞれ検出する移動体検出手段と、
データ通信を行う前記地上局及び/又は移動局の位置を算出して、地上局/移動局位置信号を出力する地上局/移動局位置算出手段と、
データ通信を行う前記地上局及び/又は移動局から送信される電波を別々に受信して、その時の受信電波強度をそれぞれ検出する複数の受信電波強度検出手段と、
前記移動体検出手段から出力された前記移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度の各検出信号と、前記地上局/移動局位置算出手段から出力された前記地上局/移動局位置信号とから、前記複数のアンテナのうちアンテナ切換時において通信状態を維持するアンテナの優先順位を示すアンテナ優先順位決定信号を生成する優先順位決定手段と、
前記アンテナ優先順位決定信号と、前記移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度の各検出信号と、前記地上局/移動局位置信号と、前記受信電波強度検出手段から出力された受信電波強度検出信号とから、前記複数のアンテナに対するアンテナ毎のアンテナ駆動指令信号を複数生成するアンテナ駆動制御指令算出手段と、
複数の前記アンテナ駆動指令信号に基づき複数のアンテナ駆動信号を生成して、前記複数のアンテナに別々に供給し、それら複数のアンテナをその可動範囲が前記重複する範囲にあるときに、互いに独立して駆動して前記複数のアンテナの各指向方向を変更するアンテナ駆動制御手段と
を有することを特徴とするデータ中継アンテナの駆動制御装置。 By relaying data such as images transmitted from a ground station on the ground or a moving mobile station, data communication between a plurality of the ground stations, between the mobile stations, or between the ground station and the mobile station is performed. A data relay antenna drive control device mounted on a mobile body,
A plurality of antennas whose directional directions are configured to be movable and having ranges that partially overlap each other's movable ranges;
Mobile object detection means for detecting the position, speed, posture angle and angular velocity of the mobile object,
A ground station / mobile station position calculating means for calculating a position of the ground station and / or mobile station for performing data communication and outputting a ground station / mobile station position signal;
A plurality of received radio wave intensity detecting means for separately receiving radio waves transmitted from the ground station and / or mobile station performing data communication and detecting the received radio wave intensity at that time;
From each detection signal of the position, velocity, attitude angle and angular velocity of the moving object output from the moving object detection means, and the ground station / mobile station position signal output from the ground station / mobile station position calculation means Priority order determination means for generating an antenna priority order determination signal indicating the priority order of the antennas that maintain the communication state during antenna switching among the plurality of antennas;
The antenna priority determination signal, the detection signal of the position, velocity, attitude angle and angular velocity of the moving body, the ground / mobile station position signal, and the received radio wave intensity detection output from the received radio wave intensity detecting means An antenna drive control command calculating means for generating a plurality of antenna drive command signals for each antenna for the plurality of antennas from a signal;
A plurality of antenna drive signals are generated based on the plurality of antenna drive command signals and supplied separately to the plurality of antennas, and the plurality of antennas are independent from each other when the movable range is in the overlapping range. And a drive control unit for the data relay antenna, wherein the drive control unit is configured to change the directivity directions of the plurality of antennas.
指向方向が可動自在に構成され、かつ、互いの可動範囲に一部重複する範囲を有する複数のアンテナと、
前記移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度をそれぞれ検出する移動体検出手段と、
データ通信を行う前記地上局及び/又は移動局の位置を算出して、地上局/移動局位置信号を出力する地上局/移動局位置算出手段と、
データ通信を行う前記地上局及び/又は移動局から送信される電波を別々に受信して、その時の受信電波強度をそれぞれ検出する複数の受信電波強度検出手段と、
前記移動体検出手段から出力された前記移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度の各検出信号と、前記地上局/移動局位置算出手段から出力された前記地上局/移動局位置信号とから、前記複数のアンテナの指向方向を同時に変更するためのアンテナ優先順位決定信号を生成する優先順位決定手段と、
前記アンテナ優先順位決定信号と、前記移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度の各検出信号と、前記地上局/移動局位置信号と、前記受信電波強度検出手段から出力された受信電波強度検出信号とから、前記複数のアンテナに対するアンテナ毎のアンテナ駆動指令信号を複数生成するアンテナ駆動制御指令算出手段と、
複数の前記アンテナ駆動指令信号に基づき複数のアンテナ駆動信号を生成して、前記複数のアンテナに別々に供給し、それら複数のアンテナをその可動範囲が前記重複する範囲にあるときに、互いに独立して駆動して前記複数のアンテナの各指向方向を同時に変更するアンテナ駆動制御手段と
を有することを特徴とするデータ中継アンテナの駆動制御装置。 By relaying data such as images transmitted from a ground station on the ground or a moving mobile station, data communication between a plurality of the ground stations, between the mobile stations, or between the ground station and the mobile station is performed. A data relay antenna drive control device mounted on a mobile body,
A plurality of antennas whose directional directions are configured to be movable and having ranges that partially overlap each other's movable ranges;
Mobile object detection means for detecting the position, speed, posture angle and angular velocity of the mobile object,
A ground station / mobile station position calculating means for calculating a position of the ground station and / or mobile station for performing data communication and outputting a ground station / mobile station position signal;
A plurality of received radio wave intensity detecting means for separately receiving radio waves transmitted from the ground station and / or mobile station performing data communication and detecting the received radio wave intensity at that time;
From each detection signal of the position, velocity, attitude angle and angular velocity of the moving object output from the moving object detection means, and the ground station / mobile station position signal output from the ground station / mobile station position calculation means Priority order determining means for generating an antenna priority order determination signal for simultaneously changing the directivity directions of the plurality of antennas;
The antenna priority determination signal, the detection signal of the position, velocity, attitude angle and angular velocity of the moving body, the ground / mobile station position signal, and the received radio wave intensity detection output from the received radio wave intensity detecting means An antenna drive control command calculating means for generating a plurality of antenna drive command signals for each antenna for the plurality of antennas from a signal;
A plurality of antenna drive signals are generated based on the plurality of antenna drive command signals and supplied separately to the plurality of antennas, and the plurality of antennas are independent from each other when the movable range is in the overlapping range. And an antenna drive control means for simultaneously changing the directivity directions of the plurality of antennas to drive the data relay antenna.
前記移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度をそれぞれ検出する第1のステップと、
データ通信を行う前記地上局及び/又は移動局の位置を算出して、地上局/移動局位置信号を出力する第2のステップと、
データ通信を行う前記地上局及び/又は移動局から送信される電波を別々に受信して、その時の受信電波強度をそれぞれ検出する第3のステップと、
前記移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度の各検出信号と前記地上局/移動局位置信号とから、指向方向が可動自在に構成され、かつ、互いの可動範囲に一部重複する範囲を有する複数のアンテナのアンテナ切換時において通信状態を維持するアンテナの優先順位を示すアンテナ優先順位決定信号を生成する第4のステップと、
前記アンテナ優先順位決定信号と、前記移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度の各検出信号と、前記地上局/移動局位置信号と、前記受信電波強度の検出信号とから、前記複数のアンテナに対するアンテナ毎のアンテナ駆動指令信号を複数生成する第5のステップと、
複数の前記アンテナ駆動指令信号に基づき複数のアンテナ駆動信号を生成して、前記複数のアンテナに別々に供給し、それら複数のアンテナをその可動範囲が前記重複する範囲にあるときに、互いに独立して駆動して前記複数のアンテナの各指向方向を変更する第6のステップと
を含むことを特徴とするデータ中継アンテナの駆動制御方法。 By relaying data such as images transmitted from a ground station on the ground or a moving mobile station, data communication between a plurality of the ground stations, between the mobile stations, or between the ground station and the mobile station is performed. In order to make it possible, a drive control method for a data relay antenna mounted on a mobile body,
A first step of detecting the position, velocity, posture angle and angular velocity of the moving body,
A second step of calculating a position of the ground station and / or mobile station performing data communication and outputting a ground station / mobile station position signal;
A third step of separately receiving radio waves transmitted from the ground station and / or mobile station performing data communication and detecting the received radio wave intensity at that time;
From the detection signals of the position, velocity, attitude angle and angular velocity of the moving body and the ground station / mobile station position signal, a pointing direction is configured to be movable, and a range that partially overlaps the movable range of each other. A fourth step of generating an antenna priority order determination signal indicating the priority order of the antennas that maintain the communication state at the time of antenna switching of the plurality of antennas;
From the antenna priority determination signal, each detection signal of the position, velocity, attitude angle and angular velocity of the moving body, the ground station / mobile station position signal, and the detection signal of the received radio wave intensity, the plurality of antennas A fifth step of generating a plurality of antenna drive command signals for each antenna with respect to
A plurality of antenna drive signals are generated based on the plurality of antenna drive command signals and supplied separately to the plurality of antennas, and the plurality of antennas are independent from each other when the movable range is in the overlapping range. And a sixth step of changing the directivity directions of the plurality of antennas to drive the data relay antenna.
前記移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度をそれぞれ検出する第1のステップと、
データ通信を行う前記地上局及び/又は移動局の位置を算出して、地上局/移動局位置信号を出力する第2のステップと、
データ通信を行う前記地上局及び/又は移動局から送信される電波を別々に受信して、その時の受信電波強度をそれぞれ検出する第3のステップと、
前記移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度の各検出信号と前記地上局/移動局位置信号とから、指向方向が可動自在に構成され、かつ、互いの可動範囲に一部重複する範囲を有する複数のアンテナの指向方向を同時に変更するためのアンテナ優先順位決定信号を生成する第4のステップと、
前記アンテナ優先順位決定信号と、前記移動体の位置、速度、姿勢角及び角速度の各検出信号と、前記地上局/移動局位置信号と、前記受信電波強度の検出信号とから、前記複数のアンテナに対するアンテナ毎のアンテナ駆動指令信号を複数生成する第5のステップと、
複数の前記アンテナ駆動指令信号に基づき複数のアンテナ駆動信号を生成して、前記複数のアンテナに別々に供給し、それら複数のアンテナをその可動範囲が前記重複する範囲にあるときに、互いに独立して駆動して前記複数のアンテナの各指向方向を同時に変更する第6のステップと
を含むことを特徴とするデータ中継アンテナの駆動制御方法。 By relaying data such as images transmitted from a ground station on the ground or a moving mobile station, data communication between a plurality of the ground stations, between the mobile stations, or between the ground station and the mobile station is performed. In order to make it possible, a drive control method for a data relay antenna mounted on a mobile body,
A first step of detecting the position, velocity, posture angle and angular velocity of the moving body,
A second step of calculating a position of the ground station and / or mobile station performing data communication and outputting a ground station / mobile station position signal;
A third step of separately receiving radio waves transmitted from the ground station and / or mobile station performing data communication and detecting the received radio wave intensity at that time;
From the detection signals of the position, velocity, attitude angle and angular velocity of the moving body and the ground station / mobile station position signal, a pointing direction is configured to be movable, and a range that partially overlaps the movable range of each other. A fourth step of generating an antenna priority determination signal for simultaneously changing the directivity directions of the plurality of antennas;
From the antenna priority determination signal, each detection signal of the position, velocity, attitude angle and angular velocity of the moving body, the ground station / mobile station position signal, and the detection signal of the received radio wave intensity, the plurality of antennas A fifth step of generating a plurality of antenna drive command signals for each antenna with respect to
A plurality of antenna drive signals are generated based on the plurality of antenna drive command signals and supplied separately to the plurality of antennas, and the plurality of antennas are independent from each other when the movable range is in the overlapping range. And a sixth step of simultaneously changing the directivity directions of the plurality of antennas to drive the data relay antenna.
In order to perform data communication between the ground stations, between the mobile stations, or between the ground station and the mobile station, the antenna is mounted on the mobile unit in the fourth step. An antenna priority determination signal for simultaneously changing the directivity directions of the two antennas at the time of antenna switching from the detection signals of body position, velocity, attitude angle and angular velocity and the ground station / mobile station position signal The data relay antenna drive control method according to claim 6, wherein the data relay antenna is generated.
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