JP2008026305A - モードｓ二次監視レーダ - Google Patents

Abstract

【課題】より信頼性の高い検出レポートを生成可能なモードＳ二次監視レーダを提供する。
【解決手段】モードＳトランスポンダ搭載の航空機Ａに向けて質問を送信し、当該質問に対する応答を解読して航空機を特定するモードＳ二次監視レーダにおいて、監視結果の検出レポート作成に必要なモードＡモードは、初期捕捉後の複数回のスキャンによって取得したモードＡコードの同一性が得られたとき、以後のモードＡコード質問（ＵＦ＝５）を行うことなく、その一致したモードＡコードを採用して、当該航空機Ａの検出レポートを作成する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、航空機搭載のモードＳトランスポンダへ送信されたモードＳ質問に対する応答を受信し、その応答信号を解読して航空機を特定するモードＳ二次監視レーダの改良に関する。

航空路や空港周辺空域の航空管制に用いられる航空機監視用レーダは、一次監視レーダ（ＰＳＲ：Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ Ｒａｄａｒ）と二次監視レーダ（ＳＳＲ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ Ｒａｄａｒ）とに大別される。

二次監視レーダ（ＳＳＲ）は、地上に設置されたインタロゲータから航空機搭載のトランスポンダに向けて質問を送信し、これに対する航空機側からの応答を受信して解読することにより当該航空機に関する各種情報を得るものである。

この二次監視レーダの質問には、得ようとする情報の種別によりモードＡ、モードＣ、モードＳに分類される。モードＡは４桁の数値で表される航空機の識別（ＩＤ）情報を得るためのものであり、モードＣは航空機の高度（ＡＬＴ）情報を得るためのものである。

モードＳは、専用一括質問で得られる２４ビットアドレス及び位置情報に加えて、個別質問により、航空機のモードＡコード情報及び高度情報や、航空機の速度情報や進路情報を得ることができるとともに、地対空のデータリンク通信機能も有する。

そこで、モードＳ二次監視レーダは、モードＳ専用一括質問及びモードＳ個別質問を送信し、モードＳトランスポンダ搭載機の初期捕捉とその初期捕捉に続く通常の監視が行われる（例えば、非特許文献１参照）。また、モードＳの質問／応答の信号には、パリティチェック機能が盛り込まれ、１０^−７のビット誤り率で応答信号の解読が可能である。

従来のモードＳ二次監視レーダは、図７に示したように構成されている。すなわち、モードＳ二次監視レーダは、回転走査（スキャン）可能な送受兼用のアンテナ１と、アンテナ１に接続された送受切換器２と、送受切換器２に接続された送信器３及び受信器４と、送信器３及び受信機４に接続され質問／応答をスケジュールする信号処理器５と、信号処理器５に接続された相関処理器６と、相関処理器６に接続された送信制御器７とから構成されている。ここで、送受切換器と送信器３と受信器４と信号処理器５と相関処理器６とにより、いわゆるインタロゲータ（質問器）が形成される。

信号処理器５においてスケジューリングされるモードＳ質問には、モードＳ専用一括質問とモードＳ個別質問とがあり、そのスケジュールされたモードＳ質問は、送信器３、送受切換器２及びアンテナ１を介して、航空機（すなわち、モードＳトランスポンダ搭載機）Ａに向けて送信され、送信された質問は航空機Ａの空中線Ａ１を介して応答器（トランスポンダ）Ａ２で受信される。地上のモードＳ二次監視レーダからのモードＳ質問に対する応答器Ａ２からのモードＳ応答は、折り返し、空中線Ａ１を介してアンテナ１に向けて送信される。

アンテナ１で受信されたモードＳ応答は、送受切換器２、受信器４を順次介して信号処理器５に供給されて解読されるとともに、その解読された応答が自サイト（自ＳＳＲ）の処理対象であるか否か判定され、処理対象とされた応答は相関処理器６に供給される。相関処理器６は、コンピュータからなる演算処理回路６１とメモリ（記憶回路）６２とを備え、メモリ６２に対する記憶と読み出しを伴った演算処理により、当該航空機Ａの検出レポート（すなわち、ターゲットメッセージ）を作成し、送信制御器７に供給する。

上記従来のモードＳ二次監視レーダの動作手順を、図８に示したフローチャートに基づき、図７の構成図及び図９に示した質問／応答のシーケンスを参照して説明する。すなわち、図８に示したように、ＳＳＲ（モードＳ二次監視レーダ）は、モードＳ専用一括質問（ＵＦ＝１１）を一定間隔をもって毎スキャン全周に渡って送信しており（ステップＳ１０１）、航空機Ａ（モードＳトランスポンダ）がこれを受信すると応答を返す。複数スキャン（１スキャン，２スキャン）取得される航空機Ａからの各応答（ＤＦ＝１１）から、モードＳアドレス並びに位置情報を得て、相関処理器６により初期捕捉が行われたか否かを判定する（ステップＳ１０２）。一般には、連続する２スキャンから得られるトラッキングデータと、航空機Ａの位置（距離及び方位）並びに固有のモードＳアドレスの各データの相関から、当該航空機Ａに対する初期捕捉が行われる。

ステップＳ１０２において初期捕捉が行われてＹＥＳと判定されたとき、信号処理器５は初期捕捉に続く次のスキャン（３スキャン）において当該航空機Ａの高度情報並びにモードＡコード情報を取得すべくモードＳ個別質問（ＵＦ＝４，ＵＦ＝５）をスケジュールして送信し、送信されたモードＳ個別質問に対する航空機Ａからの応答により当該航空機Ａの高度を含む位置情報とモードＡコードデータを取得し、相関処理器６の演算処理回路６１に供給する（ステップＳ１０３）。

ステップＳ１０２において初期捕捉が行われずＮＯと判定されるときは常に、ステップＳ１０１におけるモードＳ専用一括質問（ＵＦ＝１１）に対する応答（ＤＦ＝１１）の検出を実行し、複数スキャンに基づく初期捕捉が行われてはじめてステップＳ１０３に移行する。

ステップＳ１０３の後、モードＳ個別質問（ＵＦ＝４）により位置情報と高度情報を取得し、これらの情報と相関処理器６のメモリ６２に記憶されたモードＡコードのデータから当該航空機Ａの検出レポートを作成し、送信制御器７を介して不図示の航空管制システムに向けて送信する（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１０３のスキャン（３スキャン）に続く各スキャン（４スキャン以降）において当該航空機Ａを継続監視するために、ＳＳＲは高度情報を含む位置情報を取得するためのモードＳ個別質問（ＵＦ＝４）を送信し、その送信されたモードＳ個別質問（ＵＦ＝４）に対する航空機Ａからの応答（ＤＦ＝４）を受信して解読し、相関処理器６はその解読した当該航空機Ａの高度を含む位置情報と先に取得してメモリ６２に記憶されたモードＡコードのデータとを用いて当該航空機Ａの検出レポートを生成し、送信制御器７を介して不図示の航空管制システムに向けて送信する（ステップＳ１０６）。

このように、従来のモードＳ二次監視レーダでは、初期捕捉後の最初のスキャン（３スキャン）による監視において取得されたモードＡコードのデータをメモリ６２に記憶し、その後のスキャン（４スキャン以降）における監視では、そのメモリ６２に記憶されたモードＡコードを読み出して検出レポートが作成される。したがって、上記した４スキャン以降のスキャンでは航空機Ａに対するモードＡコード要求質問（ＵＦ＝５）とその応答は省略される。このため、モードＡコード要求質問（ＵＦ＝５）でのモードＳ二次監視レーダ（ＳＳＲ）と航空機Ａとの間のＲＦチャンネルを使用しないで済むようになり、ＲＦチャンネルのデータリンク通信等への利用拡充、さらにはビームドゥエルタイム（Ｂｅａｍ Ｄｗｅｌｌ Ｔｉｍｅ）の利用の効率化が図られる。

なお、上記説明において、初期捕捉後の最初のスキャン（３スキャン）で取得されたモードＡコードはメモリされ、以後のスキャンではメモリされたモードＡコードの読み出し利用が継続される旨説明した。しかしながら、離陸前の航空機に対して予め設定される基本的には変更されないモードＡコードも、当該モードＳ二次監視レーダが初期捕捉後に取得した後で、パイロットによるモードＡコードの変更操作が行われアラート（Ａｌｅｒｔ）状態となってフライトステータス情報が変化したときや、航空機Ａのトラッキングが途中で欠落した際などには、改めてモードＡコードの取得のためのモードＳ個別質問（ＵＦ＝５）が実行される。

また、上記説明のモードＡコードとは、モードＳトランスポンダ搭載機のＩＤすなわち識別番号であるとしたが、航空機識別符号（ＤＢＣ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｂｅａｃｏｎ Ｃｏｄｅ）と称されることもある。

このように、従来のモードＳ二次監視レーダは、複数スキャン（１，２スキャン）による航空機Ａの初期捕捉が成立した後のスキャン（３スキャン）により取得されたモードＡコードはメモリに記憶され、４スキャン以降のスキャンによる当該航空機Ａに対する監視では、フライトステータスが変化しない限り記憶されたモードＡコードが必要な都度に読み出され、モードＳ個別質問（ＵＦ＝４）にて取得される高度情報及び位置情報とともに検出レポート（ターゲットメッセージ）の作成に利用されていた。

しかしながら、モードＡ／Ｃによる監視とは異なり、モードＳ二次監視レーダにおいて検出レポート作成に必要なモードＡコードは、初期捕捉成立後の１スキャンにより取得されメモリに記憶されたデータの読み出しによるものであるから、もしもその記憶されたモードＡコードのデータに誤りがあったとすると、たとえ１０^−７の誤り率を有するＳＳＲにおいても、間違った検出レポートが作成され続けられることとなり、航空管制上大きな支障を与える問題点があった。

これを回避するためには、モードＡコードの取得のためのモードＳ個別質問を、従来のモードＡ／Ｃレーダのように毎スキャン実施するとすれば、誤ったモードＡコードデータが稀に正常として検出されてもそれが長時間に渡って出力されることはなくなる。しかしそのようなシステムの場合、同一モードＳトランスポンダ搭載機との質問／応答数が現行方式の２倍になる。そのため、ＲＦチャネルの占有時間が増加し、今後普及するデータリンクの活用を考慮した場合、データリンク情報の授受に割り当てられるチャネル時間が減少する弊害が考えられ、空地間での十分なユーザーデータの授受に支障を来たす問題点があった。
橋田芳男、大友恒、久慈義則、「航空管制用二次監視レーダＳＳＲモードＳ」、東芝レビューＶｏｌ．５９、Ｎｏ．２（２００４）、５８−６１ページ

この発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、検出レポート作成に必要なモードＡコードのデータの誤検出をより低減し、より信頼性の高いモードＳ二次監視レーダを提供することを目的とする。

この発明は、航空機搭載のモードＳトランスポンダへ質問を送信し、当該質問に対するモードＳトランスポンダからの応答を受信し、その受信内容を解読することにより航空機を特定するモードＳ二次監視レーダであって、モードＳ専用一括質問を送信してモードＳトランスポンダ搭載機を初期捕捉する捕捉手段と、この捕捉手段により初期捕捉された前記モードＳトランスポンダ搭載機に対し、モードＳ個別質問としてＵＦ＝４とＵＦ＝５も送信し、前記モードＳトランスポンダ搭載機からモードＡコードを取得する取得手段と、この取得手段で複数回取得した前記モードＡコード間の同一性の有無を判定する判定手段と、この判定手段において、同一性があると判定されたデータについてメモリに記憶し、以降のスキャンにおける当該航空機の検出レポートには同一性が判定されたモードＡコードに置換したレポートを作成する作成手段とを具備したモードＳ二次監視レーダを特徴とする。

また、この発明は、航空機搭載のモードＳトランスポンダへ質問を送信し、当該質問に対するモードＳトランスポンダからの応答を受信し、その受信内容を解読することにより航空機を特定するモードＳ二次監視レーダであって、モードＳ専用一括質問を送信してモードＳトランスポンダ搭載機を初期捕捉する捕捉手段と、この捕捉手段により初期捕捉された前記モードＳトランスポンダ搭載機に対し、モードＳ個別質問としてＵＦ＝４とＵＦ＝５も送信し、前記モードＳトランスポンダ搭載機からモードＡコードを取得する第１の取得手段と、前記初期捕捉後の当該モードＳトランスポンダ搭載機に対するスキャン数を計数するスキャン計数手段と、前記第１の取得手段によるモードＡコード取得後、前記スキャン計数手段のスキャン計数値があらかじめ設定された最適スキャン数に到達する度に前記モードＳトランスポンダ搭載機に対してモードＳ個別質問としてＵＦ＝４とＵＦ＝５を送信し、前記モードＳトランスポンダ搭載機からモードＡコードを再取得する第２の取得手段と、当該航空機の検出レポートを作成する作成手段とを具備するモードＳ二次監視レーダを特徴とする。

この発明のモードＳ二次監視レーダによれば、初期捕捉後のモードＳトランスポンダ搭載機に対するデータのうちモードＡコードについては、複数スキャンにわたるモードＳ個別質問により取得したモードＡコードのデータの一致、すなわち同一性が得られたデータが最終的に内部メモリに記憶され、以後のスキャンの検出レポートに反映するため、生成される検出レポートはより確かなものとなり、航空機監視の信頼性を大幅に向上させることができる。

また、この発明のモードＳ二次監視レーダによれば、初期捕捉後のモードＳトランスポンダ搭載機に対するデータのうちモードＡコードについては、所定のスキャン数を計数する度に繰り返しモードＳ個別質問によりモードＡコードを再取得して以後のスキャンの検出レポートに反映するため、生成される検出レポートはより確かなものとなり、航空機監視の信頼性を大幅に向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。

（第１の実施の形態）この発明の第１の実施の形態のモードＳ二次監視レーダを図１ないし図３を参照して説明する。なお、図７ないし図９に示した従来のモードＳ二次監視レーダと同一構成には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。

図１に示す第１の実施の形態のモードＳ二次監視レーダは、回転走査（スキャン）可能な送受兼用のアンテナ１と、アンテナ１に接続された送受切換器２と、送受切換器２に接続された送信器３及び受信器４と、送信器３及び受信器４に接続された信号処理器５と、信号処理器５に接続された相関処理器６と、相関処理器６に接続された送信制御器７とから構成され、相関処理器６は、コンピュータからなる演算処理回路６１とメモリ（記憶回路）６２と比較判定回路６３とを備えている。

信号処理器５においてスケジューリングされたモードＳ質問（モードＳ専用一括質問及びモードＳ個別質問）は、送信器３、送受切換器２、及びアンテナ１を介して、航空機Ａに向けて送信され、航空機Ａの空中線Ａ１を介して応答器Ａ２で受信される。このモードＳ質問に対する応答器（トランスポンダ）Ａ２からのモードＳ応答は、折り返し、空中線Ａ１を介してアンテナ１に向けて送信される。

アンテナ１で受信されたモードＳ応答は、送受切換器２、受信器４を順次介して信号処理器５に供給されて解読される。解読された応答が自サイト（自ＳＳＲ）の処理対象であるか否か判定され、処理対象とされた応答は相関処理器６の演算処理回路６１に供給される。

この実施の形態のモードＳ二次監視レーダは、モードＳ専用一括質問の送信による航空機Ａの初期捕捉の後は、複数回のスキャンにおいてＵＦ＝４の高度要求質問だけでなく、ＵＦ＝５のモードＡコード要求のモードＳ個別質問を送信する。そして、航空機ＡトランスポンダＡ２からの応答より得られるモードＡコードにて当該航空機Ａの検出レポートを作成する。これと同時に、毎スキャン取得されるモードＡコードが前スキャンで取得したモードＡコードと一致するか否かを比較判定回路６３で判定する。比較判定の結果、同一性があると判定されれば、その後のスキャンでは、送信器３からは当該航空機Ａに対するモードＡコード取得のためのモードＳ個別質問（ＵＦ＝５）を送信することはない。その代わりに、同一性があるとされてメモリ６２に記憶されたモードＡコードを読み出し、検出レポート（ターゲットレポート）に反映し出力する。

上記モードＳ二次監視レーダの動作手順を、図２のフローチャートに基づき、図１の構成図及び図３に示した質問／応答のシーケンス図を参照しつつ説明する。すなわち、信号処理器５は、図２及び図３に示したように、従来と同様に、モードＳ専用一括質問（ＵＦ＝１１）を毎スキャン（１スキャン，２スキャン）送信し（ステップＳ１０１）、取得した航空機（モードＳトランスポンダ搭載機）Ａからの各応答（ＵＦ＝１１）から、モードＳアドレスと位置情報を得る。そして、相関処理器６により初期捕捉が行われたか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

ステップＳ１０２において初期捕捉が行われＹＥＳと判定されたとき、信号処理器５は、初期捕捉に続く次のスキャン（３スキャン）において、当該航空機Ａの高度情報（ＡＬＴ）並びにモードＡコードデータを取得すべくモードＳ個別質問（ＵＦ＝４，ＵＦ＝５）をスケジュールして送信する。そして信号処理器５は、送信されたモードＳ個別質問に対する航空機Ａからの応答により、当該航空機Ａの高度情報を含む位置情報とモードＡコードデータを取得し、相関処理器６の演算処理回路６１に供給してメモリ６２に記憶する（ステップＳ１０３）。

なお、ステップＳ１０２において、初期捕捉が無くＮＯの場合には、ステップＳ１０１のモードＳ専用一括質問（ＵＦ＝１１）／応答（ＤＦ＝１１）の出力を待つことになる。

ステップＳ１０３の後、相関処理器６の演算処理回路６１は、メモリ６２に記憶したモードＡコードのデータを読み出し、取得した位置情報と高度情報と共に用いて当該航空機Ａの検出レポートを作成し、送信制御器７を介して不図示の航空管制システムに向けて送信する（ステップＳ１０４）。

続くスキャン（４スキャン）において、信号処理器５はステップＳ１０３と同様に、当該航空機ＡのモードＡコードデータを取得すべくモードＳ個別質問（ＵＦ＝５）をスケジュールして送信する。そして信号処理器５は、送信されたモードＳ個別質問に対する航空機Ａからの応答によって当該航空機ＡのモードＡコードデータを取得し、相関処理器６の演算処理回路６１に供給しメモリ６２に記憶する（ステップＳ１１１）。

相関処理器６の演算処理回路６１は、信号処理器５からモードＳ個別質問（ＵＦ＝４）により取得した当該航空機Ａの位置情報と高度情報を受け取ると、メモリ６２に記憶してあるモードＡコードデータを読み出してこれらを用いて当該航空機Ａの検出レポートを作成し、送信制御器７を介して不図示の航空管制システムに向けて送信する（ステップＳ１１２）。

続いて、比較判定回路６３は、演算処理回路６１からデータを受け、前２回のスキャンで取得したモードＡコードが一致し、同一性があるか否かを判定する（ステップＳ１１３）。

ステップＳ１１３において、前２回のスキャンで取得したモードＡコードが一致し、同一性を有しＹＥＳと判定されたときはステップＳ１０５に移行する。ステップＳ１０５では、信号処理器５は図３に示した５スキャン以降のスキャンにより、当該航空機Ａに対し、高度情報（ＡＬＴ）を取得するモードＳ個別質問（ＵＦ＝４）を送信する。そして信号処理器５は、その送信されたモードＳ個別質問（ＵＦ＝４）に対する航空機Ａからの応答（ＤＦ＝４）を解読し、相関処理器６の演算処理回路６１に供給する。

そこで、演算処理回路６１は取得した当該航空機Ａの高度情報を含む位置情報と、直前のスキャンにて取得しメモリ６２に記憶してあるモードＡコードデータとから、当該航空機Ａの検出レポートを生成し、送信制御器７を介して不図示の航空管制システムに向けて送信する動作を繰り返す。なお、ステップＳ１０５の処理は、通常、対象航空機が捕捉されている間において毎スキャン繰り返される。

ステップＳ１１３において、前２回のスキャンで取得したモードＡコードが一致せず、同一性を有さずＮＯと判定されたときは、ステップＳ１１４に移行する。このステップＳ１１４では、次のスキャンにおいてモードＳ個別質問（ＵＦ＝５）により、航空機Ａの位置情報とモードＡコードを改めて取得し、ステップＳ１１２に移行する。

このように、この実施の形態のモードＳ二次監視レーダによれば、初期捕捉後の最初のスキャン（３スキャン）と、それに続くスキャン（４スキャン）との２回にわたる監視で取得したモードＡコードデータをメモリ６２にそれぞれ記憶し、検出レポートも作成する。そして、これと同時に、その後の５スキャン以降のスキャンにおける監視に際しては、前２回のスキャン（３，４スキャン）で取得したモードＡコードデータ間に同一性が得られたときにはじめて、その一致したモードＡコードのデータをメモリ６２から読み出して検出レポートを作成する。したがって、その５スキャン以降のスキャンにおいては、捕捉した当該航空機Ａに対するモードＡコード要求質問（ＵＦ＝５）及びその応答の省略することができ、これによって地対空の信号授受に関わるＲＦチャンネルの占有時間の節減が可能である。また、複数スキャン（３，４スキャン）にわたるモードＳ個別質問により取得したモードＡコードデータ間の一致、すなわち同一性が得られたデータで検出レポートを作成するので、作成される検出レポートはより確かなものとなり、航空機監視の信頼性を大幅に向上させることができる。

すなわち、モードＳ二次監視レーダにおける質問／応答の誤り率は、１０^−７であるが、この実施の形態においては、上記のようにモードＡコードデータは、２回のスキャン間で一致するか否か判定し、一致したときには、それ以降はモードＡコードをスキャンの都度読み出して検出レポートの作成に利用するので、その後に使用されるモードＡコードの誤り率が１０^−１４へと大幅に改善でき、信頼性が向上する。

なお、上記実施の形態においては、初期捕捉後の最初のスキャン（３スキャン）で取得されたモードＡコードデータがメモリされ、以後のスキャンでは、メモリされたモードＡコードデータが読み出され利用されるとした。このモードＡコードは、離陸前の航空機に対して予め付与され基本的には変更されないコードである。しかしながら、モードＳ二次監視レーダが初期捕捉後でこのモードＡコードを取得した後に、パイロットによるモードＡコードの変更操作が行われるとアラート（Ａｌｅｒｔ）状態となりフライトステータス情報が変化するのでモードＳレーダが変更を知ることができる。このようにモードＡコードが変更された場合、また、航空機Ａの追尾が途中で欠落した際などにも、改めてモードＡコードの取得のためのモードＳ個別質問（ＵＦ＝５）が実行されるので、これらの場合にも適用可能である。

また、ここではモードＡコードデータの同一性の判定を２スキャンとした例を示したが、３スキャン以上実施することで、取得されたモードＡコードデータの信頼性をいっそう向上することができる。

さらに、上記実施の形態において、相関処理器６はあたかも演算処理器６１、メモリ６２、比較判定回路６３のハードウェア構成のもとで動作するかのように説明したが、実際にはコンピュータソフトウェア上で実行可能である。

いずれにしても、この実施の形態のモードＳ二次監視レーダによれば、初期捕捉後のモードＡコードのメモリからの読み出しによる検出レポート（ターゲットレポート）の作成を、初期捕捉後のモードＳトランスポンダ搭載機に対する複数スキャンにわたるモードＳ個別質問により取得したモードＡコードのデータの一致を得て行なうので、ＲＦチャネルの占有時間の拡大は抑制されつつ、航空機Ａに関し正確度の高い検出情報を生成し得るものであり、航空管制における航空機の安全確保に貢献できる。

（第２の実施の形態）この発明の第２の実施の形態のモードＳ二次監視レーダについて、図４ないし図６を用いて説明する。この実施の形態のモードＳ二次監視レーダは、モードＳトランスポンダ搭載機を当該覆域にて初めて（或いはコースト後再び）捕捉する場合に、モードＳ専用一括質問（ＵＦ＝１１）にて当該機のモードＳアドレスおよび位置情報を取得し、モードＳ専用一括質問にてトラック生成後、高度情報（ＤＦ＝４）を取得し、またモードＡコードデータ（ＤＦ＝５）を取得した時点からのスキャン計数値があらかじめ設定した最適スキャン数に等しくなったとき、再度モードＡコード取得要求の質問応答（ＵＦ＝５／ＤＦ＝５）を実施してモードＡコードデータを取り直す機能を具備したことを特徴とし、後述する信号処理器５、相関処理器６Ａが捕捉手段、第１、第２の取得手段として機能する。

図４に示すように、この実施の形態のモードＳ二次監視レーダは、第１の実施の形態と共通するアンテナ１と、アンテナ１に接続された送受切換器２、送受切換器２に接続された送信器３及び受信器４、送信器３及び受信器４に接続された信号処理器５、信号処理器５に接続された相関処理器６Ａ、そして相関処理器６Ａに接続された送信制御器７を備えている。そして、相関処理器６Ａは、コンピュータからなる演算処理回路６１Ａとメモリ（記憶回路）６２とを備えている。

さらに、このモードＳ二次監視レーダの特徴として、さらに、相関処理器６Ａのメモリ６２に記憶されている履歴ファイルに基づいてレーダ覆域内のトラフィック量を検出するトラフィック検出器８、そして、メモリ６２の履歴ファイルとトラフィック検出器８の検出したトラフィック量とに基づいてＲＦチャネルをモードＳデータリンク用に割当てる余裕を残したうえで、モードＡコードを再取得する間隔（最適スキャン数）を設定すると共に、スキャン数を計数して当該最適スキャン数に到達する度に信号処理器５にモードＡコード取得指令を指示する最適スキャン数設定器９を備えている。

信号処理器５によるモードＳ質問の送信及びモードＳ応答の受信処理は第１の実施の形態と同様である。ただし、最適スキャン数設定器９がモードＡコード取得指令を与える時には、ＵＦ＝４のモードＳ個別質問による高度要求質問だけでなく、ＵＦ＝５のモードＡコード要求のモードＳ個別質問を送信し、最適スキャン数経過毎に高度情報の取得と共にモードＡコードデータの取得処理を行う点が第１の実施の形態とは異なっている。そして、一度モードＡコードデータを取得すれば次の最適スキャン数経過までは当該モードＡコードデータをメモリ６２に記憶しておき、その後のスキャンでは、送信器３から当該航空機Ａに対するモードＡコード取得のためのモードＳ個別質問（ＵＦ＝５）を送信することはない。その代わりに、メモリ６２に記憶されたモードＡコードを読み出し、検出レポート（ターゲットメッセージ）に反映し出力する。

トラフィック検出器８は、相関処理器６Ａのメモリ６２の履歴ファイルから得られるモードＳターゲット数等の情報から当該レーダの覆域におけるトラフィックをリアルタイムで検出し、さらに、検出したトラフィック状態からモードＳデータリンクに割り当てるロールコール期間とモードＡコード再取得に割り当てるロールコール期間とを算出し、最適スキャン数を周期的に自動計算する。最適スキャン数設定器９は、トラフィック検出器８の算出した最適スキャン数を設定し、当該レーダのスキャン数を計数して最適スキャン数に到達する度に信号処理器５にモードＡコード取得指令を指示する。なお、このように処理が複雑であるので、システムをシンプルにするためには、最適スキャン数設定器９に最適スキャン数をあらかじめ固定的に若しくは可変的にプリセット設定できる構成にしてもよい。その場合には、トラフィック検出器８は不要となる。

この実施の形態のモードＳ二次監視レーダの動作手順を、図５のフローチャートに基づき、図４の構成図及び図６に示した質問／応答のシーケンス図を参照しつつ説明する。すなわち、モードＳ二次監視レーダは初期捕捉として通常、１スキャン目および２スキャン目にモードＳトランスポンダ搭載機ＡのモードＳトランスポンダＡ２に対して、モードＳ専用一括質問（ＵＦ＝１１）を行い、モードＳトランスポンダＡ２からモードＳ応答（ＤＦ＝１１）受けて当該モードＳトランスポンダ搭載機Ａのトラッキングを開始する。この際に得られるターゲット情報は位置情報とモードＳアドレスのみである（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）。

次の３スキャン目からは、予測トラックを用いてモードＳ個別質問として高度要求（ＵＦ＝４）質問およびモードＡコード要求（ＵＦ＝５）質問を行うことで航空管制に必要な高度応答（ＤＦ＝４）およびモードＡコード応答（ＤＦ＝５）を取得し、検出レポート（ターゲットメッセージ）上に高度情報、モードＡコードデータをセットし、レーダ情報処理システムへ送出すると同時に３スキャン目で得られたモードＡコードデータ＝モードＡコード（１）はメモリ６２に保持して次スキャン以降の検出レポートにコピーしてのせる（ステップＳ１２１，Ｓ１２２）。

これに続いて、最適スキャン数設定器９はモードＡコード（１）の取得後のスキャン数の計数を開始する(ステップＳ１２３)。

最適スキャン数設定器９が最適スキャン数到達によるモードＡコードの再取得指示を与えるまでは、毎スキャン、信号処理器５はモードＳ個別質問として高度要求（ＵＦ＝４）質問だけを行って高度応答（ＤＦ＝４）を取得する。そして、相関処理器６Ａは検出レポート上にこの高度情報をのせるとともに、メモリ６２に保持させているモードＡコード（１）を読み出してコピーしてのせて出力する（ステップＳ１０５）。

ステップＳ１２４にて、最適スキャン数設定器９が最適スキャン数に到達したと判定し、信号処理器５にモードＡコードの再取得指令を与えると、ステップＳ１２１からの処理に戻る。再取得されたモードＡコードデータはメモリ６２に順次、モードＡコード（２），（３），…とアップデートされる。

このとき、トラフィック検出器８は、モードＳ二次監視レーダの相関処理器６Ａから当該レーダ覆域のトラフィック情報を受け取り、個々の航空機とデータリンクに必要なロールコール期間を算出し、残りのロールコール期間をモードＡコードデータの再取得のためのロールコールに割り当て、再取得の間隔を計算し、最適スキャン数として最適スキャン数設定器９に設定を行う。なお、トラフィック状態は時間と共に変化するため、トラフィック検出器８は、一定間隔でトラフィック状態の検出をアップデートする。

この実施の形態のモードＳ二次監視レーダによれば、個々のモードＳ二次監視レーダの設置環境に応じて当該空域のトラフィックから算出される必要なデータリンクチャネル容量（監視ロールコール以外のデータリンク用ロールコール期間）を確保できるよう、当該機へのモードＡコード再取得質問間隔を適正値に設定して実施する。そのため、モードＡコードの適切なアップデートによるモードＡコードの信頼性向上とデータリンクチャネル確保とを両立することが可能となる。

なお、最適スキャン設定器９には、当該モードＳ二次監視レーダの設置環境に応じて予め計算された最適スキャン数をプリセットする構成にすることもできる。そしてその場合、トラフィック検出を周期的に行う必要がないため、システムのシンプル化が図れる。

本発明の第１の実施の形態のモードＳ二次監視レーダのブロック図。 上記第１の実施の形態のモードＳ二次監視レーダのモードＡコード取得手順を示したフローチャート。 上記第１の実施の形態のモードＳ二次監視レーダのモードＡコード取得手順を示すシーケンス図。 本発明の第２の実施の形態のモードＳ二次監視レーダのブロック図。 上記第２の実施の形態のモードＳ二次監視レーダのモードＡコード取得手順を示したフローチャート。 上記第２の実施の形態のモードＳ二次監視レーダのモードＡコード取得手順を示すシーケンス図。 従来のモードＳ二次監視レーダのブロック図。 従来のモードＳ二次監視レーダの制御手順を示したフローチャート。 従来のモードＳ二次監視レーダのモードＡコード取得手順を示したシーケンス図。

符号の説明

１ アンテナ
２ 送受切替器
３ 送信器
４ 受信器
５ 信号処理器
６，６Ａ 相関処理器
６１ 演算処理回路
６２ メモリ（記憶回路）
６３ 比較判定回路
７ 送信制御器
８ トラフィック検出器
９ 最適スキャン数設定器

Claims (6)

1. 航空機搭載のモードＳトランスポンダへ質問を送信し、当該質問に対するモードＳトランスポンダからの応答を受信し、その受信内容を解読することにより航空機を特定するモードＳ二次監視レーダにおいて、
   モードＳ専用一括質問を送信してモードＳトランスポンダ搭載機を初期捕捉する捕捉手段と、
   この捕捉手段により初期捕捉された前記モードＳトランスポンダ搭載機に対し、モードＳ個別質問としてＵＦ＝４とＵＦ＝５も送信し、前記モードＳトランスポンダ搭載機からモードＡコードを取得する取得手段と、
   この取得手段で複数回取得した前記モードＡコード間の同一性の有無を判定する判定手段と、
   この判定手段において、同一性があると判定されたデータについてメモリに記憶し、以降のスキャンにおける当該航空機の検出レポートには同一性が判定されたモードＡコードに置換したレポートを作成する作成手段とを具備することを特徴とするモードＳ二次監視レーダ。
2. 前記判定手段で判定する同一性の有無は、前記取得手段における連続した２回以上のスキャンで取得したモードＡコードによることを特徴とする請求項１に記載のモードＳ二次監視レーダ。
3. 前記初期捕捉が成立した後の最初のスキャンにより航空機情報を取得することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモードＳ二次監視レーダ。
4. 前記判定手段において同一性の有無を判定するために前記取得手段において複数回取得するモードＡコードのうちの最初のモードＡコードは、アンテナの複数回のスキャンのうちの最初のスキャンは、前記航空機のフライトステータス情報が変化した後の最初のスキャン、または前記応答によるトラッキングが途中で欠落した後に再取得される最初のスキャンであることを特徴とする請求項１または２に記載のモードＳ二次監視レーダ。
5. 航空機搭載のモードＳトランスポンダへ質問を送信し、当該質問に対するモードＳトランスポンダからの応答を受信し、その受信内容を解読することにより航空機を特定するモードＳ二次監視レーダにおいて、
   モードＳ専用一括質問を送信してモードＳトランスポンダ搭載機を初期捕捉する捕捉手段と、
   この捕捉手段により初期捕捉された前記モードＳトランスポンダ搭載機に対し、モードＳ個別質問としてＵＦ＝４とＵＦ＝５も送信し、前記モードＳトランスポンダ搭載機からモードＡコードを取得する第１の取得手段と、
   前記初期捕捉後の当該モードＳトランスポンダ搭載機に対するスキャン数を計数するスキャン計数手段と、
   前記第１の取得手段によるモードＡコード取得後、前記スキャン計数手段のスキャン計数値があらかじめ設定された最適スキャン数に到達する度に、前記モードＳトランスポンダ搭載機に対してモードＳ個別質問としてＵＦ＝４とＵＦ＝５を送信し、前記モードＳトランスポンダ搭載機からモードＡコードを再取得する第２の取得手段と、
   当該航空機の検出レポートを作成する作成手段とを具備することを特徴とするモードＳ二次監視レーダ。
6. 当該モードＳ二次監視レーダの設置環境に応じてそのトラフィック状況から、モードＳデータリンクに割当可能なロールコール時間を確保した上でモードＡコード取得のための再質問の繰り返し数を算出した値を前記最適スキャン数として設定する最適スキャン数設定手段を備え、
   前記第２の取得手段は、この最適スキャン数設定手段が設定した最適スキャン数に到達する度に前記モードＡコードの再取得を実行することを特徴とする請求項５に記載のモードＳ二次監視レーダ。

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