JP2009145134A - Precision approach radar system - Google Patents

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靖博 勝山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a precision approach radar system capable of performing timely and effective guidance control to an aircraft under landing approach, and reducing an operation load for the guidance control. <P>SOLUTION: Each observation position of the aircraft acquired repeatedly is smoothed by using a prediction filter, and a prediction position after elapse of a prescribed time width is calculated, and the newest smoothed position and the prediction position are symbolized and displayed. As for the prediction position, a standard deviation to the prediction position is calculated as its position error, and the result is displayed in piles two-dimensionally on the periphery of the symbolized prediction position as a probabilistic existence range of the aircraft. In addition, when calculating the position error, not only observation accuracy of the radar but also a processing error characteristic of the prediction filter are taken into consideration as error factors. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、着陸進入路に沿った航空機の位置情報を取得しながら、これら取得した位置情報に基づき将来位置を予測し表示する精測進入レーダシステムに関する。   The present invention relates to a precision approach radar system that predicts and displays a future position based on acquired position information while acquiring position information of an aircraft along a landing approach path.

精測進入レーダは、着陸態勢に入った航空機の3次元位置を取得し、そのレーダエコーを着陸進入路に沿った高低(Elevation、以下ELと表す)面、及び方位(Azimuth、以下AZと表す)面の2つの表示画面に表示している。すなわち、進入中の航空機の高度と距離がEL画面に、またその方位と距離がAZ画面に、それぞれレーダエコーにより滑走路を基準として相対的に表示される(例えば、特許文献1参照。)。   The precision approach radar acquires the three-dimensional position of the aircraft that has entered the landing posture, and expresses the radar echo along the landing approach path (Elevation, hereinafter referred to as EL) and direction (Azimuth, hereinafter referred to as AZ). ) Is displayed on two display screens. That is, the altitude and distance of the approaching aircraft are displayed on the EL screen, and the azimuth and distance are displayed on the AZ screen relative to each other using the radar echo as a reference (see, for example, Patent Document 1).

従来、これらの表示には、残像特性を持ったCRT等を用いてアナログビデオ信号に変換されたレーダエコーを表示していたが、近年ではレーダ信号に対するデジタル処理技術の進歩により、レーダエコー中から不要な反射成分等を除去するとともに、対象の航空機を抽出してこれをシンボル形式にて表示するなど、視認性を向上させた画面表示が可能になった。また、シンボル表示に加え、観測位置のばらつきを知る目安となる表示として、例えばコントロールスラッシュと呼ばれるレーダの角度分解能に対応した線分を角度方向に表示したり、あるいは、レーダにより観測した航空機の位置に対して予測フィルタによる平滑化処理等を施すなど、レーダ情報に対して種々の情報処理、信号処理が施されている。例えば特許文献1においては、進入誘導中の目標機と着陸進入路のグライドパスとの高度差を算出し表示画面上に具体的な数値として表示している。
特開平5−11041号公報(第3ページ、図2)
Conventionally, in these displays, radar echoes converted into analog video signals using a CRT or the like having afterimage characteristics have been displayed, but recently, due to advances in digital processing techniques for radar signals, In addition to removing unnecessary reflection components and the like, the target aircraft can be extracted and displayed in a symbol format, enabling screen display with improved visibility. In addition to symbol display, as a reference to know the variation in observation position, for example, a line corresponding to the angular resolution of the radar called control slash is displayed in the angle direction, or the position of the aircraft observed by the radar The radar information is subjected to various information processing and signal processing such as smoothing processing using a prediction filter. For example, in Patent Document 1, an altitude difference between a target aircraft that is approaching guidance and a glide path on a landing approach road is calculated and displayed as a specific numerical value on a display screen.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-11041 (3rd page, FIG. 2)

精測進入レーダを用いた着陸誘導管制においては、管制官はこれら表示を監視しながら、航空機を着陸進入路に沿って飛行させ、滑走路に誘導する。誘導にあたっては、レーダによる観測位置と着陸進入路との差異に基づき航空機側に対して飛行方向の誘導指示を行ない、その指示に基づき進入を継続する航空機の将来位置を予測しながら、さらに誘導指示を繰り返す。すなわち、着陸直前の短時間の中で航空機の将来位置を連続して的確に予測する必要があり、これを支援するための信号処理、情報処理等が望まれる。   In landing guidance control using a precision approaching radar, the controller monitors the display while flying the aircraft along the landing approach path and guides it to the runway. For guidance, the aircraft side is instructed in the direction of flight based on the difference between the observation position by the radar and the landing approach, and further guidance is given while predicting the future position of the aircraft that will continue to enter based on the instruction. repeat. That is, it is necessary to continuously and accurately predict the future position of the aircraft within a short time immediately before landing, and signal processing, information processing, and the like for supporting this are desired.

しかしながら、従来の精測進入レーダシステムにあっては、レーダによる最新の観測位置に種々の信号処理を施した後、その表示画面に航空機の位置を表示したものであり、信号処理及び表示処理分の時間遅れをともなう。しかも、シンボル表示にした場合には、ピンポイントの位置として画面内に表示されてしまう上、この表示位置に対する真の位置のばらつきの範囲も提供されていない。加えて、ばらつきの重要な要因となる、レーダ自身の距離方向及び角度方向の観測精度、及び信号処理中における誤差、特に予測フィルタによる平滑化処理での誤差等が反映されたものとはなっていない。このため、時間経過とともに航空機の位置も変化していく中で、このような画面表示から航空機の将来位置を予測することは容易ではなかった。従って、航空機に対する誘導指示も必ずしもタイムリーで効率的なものとはならない上、航空機に対する誘導指示を行ないながらその将来位置の予測を交互に繰りかえすという誘導管制業務自体、その業務負荷が軽いものではなかった。さらに、業務遂行にあたっては高度のスキルや経験を伴うとともに、長期間の運用訓練等も必要としていた。   However, in the conventional precision approach radar system, the latest observation position by the radar is subjected to various signal processing, and then the aircraft position is displayed on the display screen. With a time delay of. In addition, in the case of symbol display, it is displayed on the screen as the pinpoint position, and the range of the true position variation with respect to this display position is not provided. In addition, the accuracy of observation in the distance direction and the angle direction of the radar itself and errors during signal processing, particularly errors in smoothing processing by a prediction filter, which are important factors of dispersion, are reflected. Absent. For this reason, it is not easy to predict the future position of the aircraft from such a screen display while the position of the aircraft changes with time. Therefore, guidance instructions for aircraft are not always timely and efficient, and the guidance control operation itself, which repeatedly predicts the future position while giving guidance instructions to the aircraft, is not light in workload. It was. In addition, business execution was accompanied by advanced skills and experience, as well as long-term operational training.

本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、着陸進入中の航空機に対してタイムリーで効率的な誘導管制を行なうとともに、その誘導管制の業務負荷を軽減する精測進入レーダシステムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and performs a precise approach approach radar that performs timely and efficient guidance control on an aircraft that is approaching landing and reduces the work load of the guidance control. The purpose is to provide a system.

上記目的を達成するために、本発明の精測進入レーダシステムは、航空機の位置情報を取得して着陸進入路に沿った高低面及び方位面の表示画面にこれら位置情報を表示する精測進入レーダシステムにおいて、観測したレーダエコーから前記航空機を検出しその観測位置を観測時刻とともに時系列に取得する航空機検出手段と、この時系列に取得した前記航空機の観測位置を予測フィルタを用いて平滑化しながら、最新の観測時刻における前記航空機の平滑位置及び速度を算出する平滑手段と、この平滑手段での算出結果に基づき、前記最新の観測時刻からあらかじめ設定された時間幅経過後の予測時刻における前記航空機の予測位置及び予測位置誤差を算出する予測手段と、この予測手段による前記航空機の予測位置及び予測位置誤差を、前記最新の観測時刻における観測位置または平滑位置とともにそれぞれの位置に対応する前記高低面及び方位面の表示画面上の表示位置に表示する表示手段とを有することを特徴とする。   To achieve the above object, the precision approach radar system according to the present invention obtains position information of an aircraft and displays the position information on the display screens of elevation and azimuth along the landing approach path. In the radar system, aircraft detection means for detecting the aircraft from the observed radar echo and acquiring the observation position in time series together with the observation time, and smoothing the observation position of the aircraft acquired in time series using a prediction filter However, the smoothing means for calculating the smooth position and speed of the aircraft at the latest observation time, and based on the calculation result of the smoothing means, the prediction time after the preset time width has elapsed from the latest observation time. Predicting means for calculating the predicted position and predicted position error of the aircraft, and the predicted position and predicted position error of the aircraft by the predicting means, And having a display means for displaying together with the observation position or smooth position in the serial latest observation time to the display position on the display screen of the elevation plane and azimuth plane corresponding to each position.

本発明によれば、着陸進入中の航空機に対してタイムリーで効率的な誘導管制を行なうことができるとともに、その誘導管制の業務負荷を軽減することのできる精測進入レーダシステムを得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a precision approaching radar system capable of performing timely and efficient guidance control on an aircraft that is approaching landing and reducing the work load of the guidance control. it can.

以下に、本発明に係る精測進入レーダシステムを実施するための最良の形態について、図1乃至図4を参照して説明する。   The best mode for carrying out the precision approach approach radar system according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1は、本発明に係る精測進入レーダシステムの一実施例の構成を示すブロック図である。この図1に例示した精測進入レーダシステムは、レーダ部11、目標検出部12、平滑化処理部13、予測位置算出部14、位置誤差算出部15、表示処理部16、操作表示部17、及びシステム時刻発生部18から構成されている。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of one embodiment of a precision approach radar system according to the present invention. The precise approach radar system illustrated in FIG. 1 includes a radar unit 11, a target detection unit 12, a smoothing processing unit 13, a predicted position calculation unit 14, a position error calculation unit 15, a display processing unit 16, an operation display unit 17, And a system time generator 18.

レーダ部11は、所定の仰角範囲及び方位角範囲にくり返しパルス状のレーダ信号を送受信してそのレーダエコーを取得する。目標検出部12は、レーダエコーの中から目標としての航空機を検出し、時間経過に沿ってその観測位置と観測時刻を順次取得する。平滑化処理部13は、目標検出部12からの観測位置及び観測時刻に基づき、例えばα−βフィルタ等の予測フィルタにより観測位置の平滑化処理を行ない、航空機の各観測時刻における平滑位置及び速度を算出する。   The radar unit 11 repeatedly transmits and receives pulsed radar signals within a predetermined elevation angle range and azimuth angle range, and acquires radar echoes. The target detection unit 12 detects the target aircraft from the radar echo, and sequentially acquires the observation position and the observation time as time elapses. Based on the observation position and observation time from the target detection unit 12, the smoothing processing unit 13 smoothes the observation position using a prediction filter such as an α-β filter, for example, and smoothes the smooth position and speed at each observation time of the aircraft. Is calculated.

これら平滑化処理での結果をもとに、予測位置算出部14は観測時刻から所定の時間幅経過した予測時刻における航空機の予測位置を、また予測位置誤差算出部15はその予測位置誤差をそれぞれ算出する。このときの観測時刻から予測時刻までの時間幅は、あらかじめ各部に設定しておくことも、あるいは操作員が設定することも可能としている。本実施例においては、操作員による設定を後述の操作表示部17から受けとるように構成している。表示処理部16は、予測位置算出部14、及び位置誤差算出部15での算出結果、ならびに目標検出部12での観測位置または平滑化処理部13での平滑位置を含む表示画面を編集するための各種の表示処理を行なって表示データを生成し、操作表示部17に送出する。操作表示部17は、表示処理部16からの表示データを表示画面に表示するとともに、操作員等による観測時刻から予測時刻までの時間幅の入力操作を受けつけ、その内容を予測位置算出部14及び位置誤差算出部15に送出する。システム時刻発生部18は、システム時刻情報を生成しシステム内の各部に送出する。   Based on the results of these smoothing processes, the predicted position calculation unit 14 indicates the predicted position of the aircraft at the predicted time after a predetermined time span from the observation time, and the predicted position error calculation unit 15 indicates the predicted position error. calculate. The time span from the observation time to the predicted time at this time can be set in advance for each part or can be set by an operator. In the present embodiment, the setting by the operator is received from the operation display unit 17 described later. The display processing unit 16 edits a display screen including the calculation results of the predicted position calculation unit 14 and the position error calculation unit 15 and the observation position in the target detection unit 12 or the smooth position in the smoothing processing unit 13. Various display processes are performed to generate display data, which are sent to the operation display unit 17. The operation display unit 17 displays the display data from the display processing unit 16 on the display screen, accepts an input operation of a time width from an observation time to an estimated time by an operator or the like, and stores the contents as the predicted position calculating unit 14 and It is sent to the position error calculator 15. The system time generation unit 18 generates system time information and sends it to each unit in the system.

操作表示部17における表示画面の一例をモデル化して図2に示す。この図2に示した事例では、この表示画面は2つの面、すなわち航空機のEL面の位置を表示するEL画面21とAZ面を表示するAZ画面22により構成され、それぞれの画面には距離目盛を表すレンジマーカ23に加え、着陸進入路としてEL画面21にはグライドパスカーソル24が、またAZ画面22にはコースラインカーソル25がそれぞれ表示されている。航空機の位置はそれぞれの画面にシンボル化して表示されており、本実施例では最新の平滑位置シンボル26を塗りつぶした四角形とし、これに便名を表すタグ26aが付されている。また、それ以前の平滑位置シンボル27が白抜きの四角形により表示されている。観測時刻から所定の時間幅経過した予測時刻における予測位置シンボル28は「*」にシンボル化され、それぞれの画面に2次元の範囲として算出した予測位置誤差範囲29(29ELまたは29AZ)と重ね合わせて表示されている。後述するが、本実施例においては、この2次元の範囲は、予測位置に対する標準偏差に基づいたものとしている。 An example of a display screen in the operation display unit 17 is modeled and shown in FIG. In the example shown in FIG. 2, this display screen is composed of two planes, that is, an EL screen 21 that displays the position of the EL plane of the aircraft, and an AZ screen 22 that displays the AZ plane. In addition to the range marker 23 indicating, a glide path cursor 24 is displayed on the EL screen 21 as a landing approach path, and a course line cursor 25 is displayed on the AZ screen 22. The position of the aircraft is symbolized and displayed on each screen, and in this embodiment, the latest smooth position symbol 26 is a square filled with a tag 26a representing the flight number. Further, the previous smooth position symbol 27 is displayed by a white square. The predicted position symbol 28 at the predicted time after a predetermined time width from the observation time is symbolized as “*” and overlapped with the predicted position error range 29 (29 EL or 29 AZ ) calculated as a two-dimensional range on each screen. They are also displayed. As will be described later, in this embodiment, the two-dimensional range is based on the standard deviation with respect to the predicted position.

次に、前出の図1及び図2、ならびに図3のフローチャート及び図4の説明図を参照して、上述のように構成された本実施例の精測進入レーダシステムの動作について説明する。図3は、図1に例示した本発明に係る精測進入レーダシステムの一実施例の動作を説明するためのフローチャートである。   Next, the operation of the precision approaching radar system of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. 1 and 2, the flowchart of FIG. 3, and the explanatory diagram of FIG. FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment of the precision approach radar system according to the present invention illustrated in FIG.

まず、観測時刻と予測時刻との時間幅(tP−S)の設定を含む各種の初期設定が、例えば操作員等により操作表示部17を通じてなされる(ST301)。次に、レーダ部11から所定の仰角範囲及び方位角範囲の覆域にパルス状のレーダ信号がくり返し送信され、受信されたレーダエコーは、順次目標検出部12に送出される。レーダ部11の主要な性能諸元の代表的な一例を表1に示す(ST302)。

Figure 2009145134
First, various initial settings including the setting of the time width (t PS ) between the observation time and the predicted time are made through the operation display unit 17 by an operator or the like, for example (ST301). Next, a pulsed radar signal is repeatedly transmitted from the radar unit 11 to the coverage of a predetermined elevation angle range and azimuth angle range, and the received radar echo is sequentially transmitted to the target detection unit 12. A typical example of main performance specifications of the radar unit 11 is shown in Table 1 (ST302).
Figure 2009145134

目標検出部12では、レーダ部11から順次送られてくるこれらレーダエコーの中から目標としての航空機を検出し、その観測位置Xと観測時刻tとを取得する。レーダ覆域内に航空機が存在する場合には、例えばレーダ部11の捜索周期T毎に順次、その観測位置Xと観測時刻tが時系列に取得され、平滑化処理部13に送出される(ST303)。 The target detection unit 12 detects the aircraft as a target from these radar echoes sequentially sent from the radar unit 11, acquires and the observation position X M and measurement time t M. When there is an aircraft in the radar coverage, for example, the observation position X M and the observation time t M are acquired in time series sequentially for each search cycle T of the radar unit 11 and sent to the smoothing processing unit 13. (ST303).

平滑化処理部13では、これら時間経過に沿って順次取得される観測位置Xに対して、予測フィルタを用いて平滑化処理を実行する。予測フィルタとしてα−βフィルタを適用した場合を例示すると、次の式(1)〜式(3)により平滑化処理が行なわれる。

Figure 2009145134
The smoothing processing unit 13, with respect to the observation position X M sequentially acquired along these time to carry out the smoothing process using the prediction filter. When a case where an α-β filter is applied as the prediction filter is exemplified, smoothing processing is performed by the following equations (1) to (3).
Figure 2009145134

すなわち、目標検出部12から最新の観測位置が順次送られてくるたび毎に、前回の予測位置に基づき式(1)により今回の観測位置に対する平滑位置が、また式(2)により平滑速度が算出される。あわせて式(3)により次の観測時刻における予測位置がそれぞれ算出される。そして算出された最新の観測時刻における平滑位置及び平滑速度は、その観測時刻とともに予測位置算出部14及び位置誤差算出部15に送出される(ST304)。   That is, each time the latest observation position is sequentially sent from the target detection unit 12, the smooth position with respect to the current observation position is calculated based on the previous predicted position based on the previous predicted position, and the smoothing speed is calculated based on the expression (2). Calculated. In addition, the predicted position at the next observation time is calculated by Equation (3). Then, the calculated smooth position and smooth speed at the latest observation time are sent to the predicted position calculation unit 14 and the position error calculation unit 15 together with the observation time (ST304).

次に、予測位置算出部14では、最新の観測時刻からST301のステップで設定した時間幅(tP−S)経過後の予測時刻における予測位置を、平滑処理部13で算出された平滑位置及び平滑速度に基づき、次の式(4)により算出する。なお、この式(4)では、航空機の位置及び速度を、x、y、及びz軸の3軸からなる直交座標系で表現されてものとしている。算出された予測時刻における予測位置は、表示処理部16に送出される(ST305)。

Figure 2009145134
Next, the predicted position calculation unit 14 calculates the predicted position at the predicted time after the elapse of the time width (t P−S ) set in step ST301 from the latest observation time, and the smoothed position calculated by the smoothing unit 13 and Based on the smoothing speed, the following equation (4) is used for calculation. In this equation (4), it is assumed that the position and speed of the aircraft are expressed by an orthogonal coordinate system including three axes of x, y and z axes. The predicted position at the calculated predicted time is sent to the display processing unit 16 (ST305).
Figure 2009145134

これとあわせて位置誤差算出部15では、予測位置算出部14において算出された予測時刻における予測位置に対する予測位置誤差を算出する。本実施例においては、この予測位置誤差は、表1に例示されたレーダ部11の観測精度と、平滑化処理部13における予測フィルタであるα−βフィルタの誤差特性とに基づき、式(5)により統計量の分散値として算出している。

Figure 2009145134
At the same time, the position error calculation unit 15 calculates a predicted position error for the predicted position at the predicted time calculated by the predicted position calculation unit 14. In the present embodiment, the predicted position error is calculated based on the observation accuracy of the radar unit 11 exemplified in Table 1 and the error characteristic of the α-β filter that is a prediction filter in the smoothing processing unit 13 (5). ) To calculate the variance of statistics.
Figure 2009145134

ここで、式(5)における平滑位置分散値σXX 、平滑位置速度共分散値σXV 、及び平滑速度分散値σVV の算出手順について以下に詳述する。レーダ部11で捜索周期T毎に取得された航空機の観測位置は、順次平滑化処理部13に送られてα−βフィルタにより平滑化処理が施される。そして、この時の平滑化処理に伴う誤差の分散値は、それぞれ次の式(6)、式(7)、及び式(8)で算出した値に整定する。

Figure 2009145134
Here, the calculation procedure of the smooth position variance value σ XX 2 , the smooth position velocity covariance value σ XV 2 , and the smooth velocity speed variance value σ VV 2 in Equation (5) will be described in detail below. The observation position of the aircraft acquired by the radar unit 11 for each search cycle T is sequentially sent to the smoothing processing unit 13 and smoothed by the α-β filter. Then, the variance value of the error accompanying the smoothing process at this time is set to the values calculated by the following equations (6), (7), and (8).
Figure 2009145134

ここに、Tはレーダ部11の捜索周期であり、例えば表1中のTに対応する。α、及びβは、α−βフィルタのフィルタ定数である。また、σ はレーダ部11の観測精度であり、例えば表1中のσRを距離観測誤差、σAZを方位方向、σELを仰角方向の角度観測誤差とすると、極座標系で表現されたこれら観測誤差を、次の式(9)により直交座標系に変換することにより算出できる。なお、R、θ、及びφは、図4に示すように、極座標における航空機の観測位置を表す。

Figure 2009145134
Here, T is a search cycle of the radar unit 11 and corresponds to T in Table 1, for example. α and β are filter constants of the α-β filter. Further, σ O 2 is the observation accuracy of the radar unit 11. For example, if σR in Table 1 is a distance observation error, σAZ is an azimuth direction, and σEL is an angle observation error in the elevation direction, these observations expressed in a polar coordinate system. The error can be calculated by converting it into an orthogonal coordinate system by the following equation (9). Note that R, θ, and φ represent aircraft observation positions in polar coordinates, as shown in FIG.
Figure 2009145134

このように、予測時刻における予測位置誤差を表す分散値は、式(9)によるレーダ部11の観測精度による分散σ と平滑化処理部13でのα−βフィルタによる影響とを考慮した平滑位置分散σXX 、平滑位置速度共分散σXV 、及び平滑速度分散σVV を、それぞれ式(6)〜式(8)により算出し、これらの算出結果を用いて式(5)に基づき算出される。すなわち、レーダの観測精度と予測フィルタの特性との両方が考慮されたものとなっている。そして、算出された予測時刻における予測位置誤差は、表示処理部16に送出される(ST306)。 Thus, the variance value representing the predicted position error at the predicted time takes into account the variance σ O 2 due to the observation accuracy of the radar unit 11 according to Equation (9) and the influence of the α-β filter in the smoothing processing unit 13. Smooth position variance σ XX 2 , smooth position velocity covariance σ XV 2 , and smooth velocity velocity variance σ VV 2 are calculated by equations (6) to (8), respectively, and using these calculation results, equation (5) Calculated based on That is, both the radar observation accuracy and the prediction filter characteristics are considered. Then, the predicted position error at the calculated predicted time is sent to the display processing unit 16 (ST306).

表示処理部16では、予測位置算出部14、及び位置誤差算出部15からの予測結果、ならびに平滑化処理部13での平滑位置を受けとり、これらを含む図2に例示した表示画面を編集する。この図2に例示した表示画面の編集にあたっては、レンジマーカ23、ならびに着陸進入路に該当するグライドパスカーソル24及びコースラインカーソル25は、例えばあらかじめ用意された描画データ等に基づき編集を行なう。最新の平滑位置シンボル26、それ以前の平滑位置シンボル27、及び予測位置シンボル28の各シンボルについては、各部から受けとったそれぞれの航空機の位置を表示画面座標上での対応する表示位置に変換する処理を行ない、その位置に該当する各シンボルを表示するための編集を行なう。   The display processing unit 16 receives the prediction results from the predicted position calculation unit 14 and the position error calculation unit 15 and the smoothed position in the smoothing processing unit 13, and edits the display screen illustrated in FIG. In editing the display screen illustrated in FIG. 2, the range marker 23, the glide path cursor 24 and the course line cursor 25 corresponding to the landing approach road are edited based on, for example, drawing data prepared in advance. For each of the latest smooth position symbol 26, the previous smooth position symbol 27, and the predicted position symbol 28, the process of converting the position of each aircraft received from each part into the corresponding display position on the display screen coordinates And edit to display each symbol corresponding to that position.

また、予測位置誤差範囲29(29EL及び29AZ)については、式(5)に基づき算出した予測位置分散値を、EL画面21及びAZ画面22の各表示面に投影するようにして各表示面での2次元の成分を求め、さらに本実施例においては、これを標準偏差に置き換えてその値を予測位置を中心とする範囲として予測位置シンボル29に重ね合わせるように表示するための編集を行なう。また、この2次元の範囲内をその値の大きさに応じてグラデーションまたは色分けすることもでき、より視認性を向上させた編集も可能にしている。そして、これらの表示処理により生成された表示データは操作表示部17に送出され、操作表示部17はこれを表示する(ST307)。 In addition, for the predicted position error range 29 (29 EL and 29 AZ ), the predicted position variance value calculated based on the equation (5) is projected onto each display surface of the EL screen 21 and the AZ screen 22 to display each display. In this embodiment, editing is performed so as to superimpose the value on the predicted position symbol 29 as a range centered on the predicted position. Do. The two-dimensional range can also be gradation or color-coded according to the size of the value, enabling editing with improved visibility. The display data generated by these display processes is sent to the operation display unit 17, and the operation display unit 17 displays it (ST307).

この後、操作員等により操作表示部17から設定変更等の操作がなされると(ST308のY)、これら操作は操作表示部17により受け付けられ、その内容が反映されながら(ST309)、動作終了が指示されるまで、上述したST302からの動作が繰り返される(ST310)。   Thereafter, when an operation such as setting change is performed from the operation display unit 17 by an operator or the like (Y in ST308), these operations are accepted by the operation display unit 17 and the contents are reflected (ST309), and the operation ends. Until the above is instructed, the operation from ST302 described above is repeated (ST310).

以上説明したように、本実施例においては、くり返し取得される航空機の観測位置を、予測フィルタを用いて平滑化するとともに、所定時間幅経過後の予測位置を算出し、これら最新の平滑化位置と予測位置とをシンボル化して表示している。また、予測位置に対しては、その位置誤差として予測位置に対する標準偏差を算出し、これを航空機の確率的な存在範囲としてシンボル化された予測位置の周囲に2次元に重ね合わせて表示している。さらに、位置誤差を算出する際には、その誤差要因としてレーダの観測精度のみならず、予測フィルタにおける処理誤差特性も考慮に加え、信頼性を高めている。   As described above, in the present embodiment, the observation position of the aircraft obtained repeatedly is smoothed using the prediction filter, the predicted position after the lapse of the predetermined time width is calculated, and these latest smoothed positions are calculated. And the predicted position are symbolized and displayed. In addition, for the predicted position, a standard deviation with respect to the predicted position is calculated as a position error, and this is superimposed and displayed in two dimensions around the predicted position symbolized as the stochastic existence range of the aircraft. Yes. Further, when calculating the position error, not only the radar observation accuracy but also the processing error characteristic in the prediction filter is taken into consideration as an error factor, thereby improving the reliability.

これにより、着陸進入中の航空機について、平滑化された最新の位置、ならびに所定時間経過後の予測位置及び予測位置に対する確率的な存在範囲を、同時且つより視覚的に把握することが可能になるとともに、将来位置に対する先見情報が提供されるので、着陸進入中の航空機に対してタイムリーで効率的な誘導管制を行なうことができるとともに、その誘導管制の業務負荷を軽減することのできる精測進入レーダシステムを得ることができる。   This makes it possible to simultaneously and more visually grasp the latest smoothed position, the predicted position after a predetermined time, and the probable presence range for the predicted position for an aircraft that is approaching landing. At the same time, foresight information on the future position is provided, so that it is possible to perform timely and efficient guidance control on the aircraft that is approaching landing, and precise measurement that can reduce the work load of the guidance control. An approach radar system can be obtained.

なお、本発明は、上記した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合せてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above-described embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

本発明に係る精測進入レーダシステムの一実施例を示すブロック図。1 is a block diagram showing an embodiment of a precision approach radar system according to the present invention. 表示画面の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of a display screen. 図1に例示した精測進入レーダシステムの動作を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating operation | movement of the precise measurement approach radar system illustrated in FIG. 極座標における航空機位置を説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating the aircraft position in a polar coordinate.

符号の説明Explanation of symbols

11 レーダ部
12 目標検出部
13 平滑化処理部
14 予測位置算出部
15 位置誤差算出部
16 表示処理部
17 操作表示部
18 システム時刻発生部
11 radar unit 12 target detection unit 13 smoothing processing unit 14 predicted position calculation unit 15 position error calculation unit 16 display processing unit 17 operation display unit 18 system time generation unit

Claims (5)

航空機の位置情報を取得して着陸進入路に沿った高低面及び方位面の表示画面にこれら位置情報を表示する精測進入レーダシステムにおいて、
観測したレーダエコーから前記航空機を検出しその観測位置を観測時刻とともに時系列に取得する航空機検出手段と、
この時系列に取得した前記航空機の観測位置を予測フィルタを用いて平滑化しながら、最新の観測時刻における前記航空機の平滑位置及び速度を算出する平滑手段と、
この平滑手段での算出結果に基づき、前記最新の観測時刻からあらかじめ設定された時間幅経過後の予測時刻における前記航空機の予測位置及び予測位置誤差を算出する予測手段と、
この予測手段による前記航空機の予測位置及び予測位置誤差を、前記最新の観測時刻における観測位置または平滑位置とともにそれぞれの位置に対応する前記高低面及び方位面の表示画面上の表示位置に表示する表示手段とを有することを特徴とする精測進入レーダシステム。
In the precise approach radar system that acquires the position information of the aircraft and displays these position information on the display screen of the elevation and azimuth plane along the landing approach path,
Aircraft detection means for detecting the aircraft from the observed radar echo and acquiring the observation position in time series together with the observation time;
Smoothing means for calculating the smooth position and speed of the aircraft at the latest observation time while smoothing the observation position of the aircraft acquired in time series using a prediction filter;
Prediction means for calculating the predicted position and predicted position error of the aircraft at the predicted time after the passage of a preset time width from the latest observation time based on the calculation result in the smoothing means;
A display for displaying the predicted position and predicted position error of the aircraft by the prediction means together with the observation position or the smooth position at the latest observation time at the display position on the display screen of the elevation surface and the azimuth surface corresponding to each position. And a precision approach radar system.
さらに操作員から入力される前記予測手段における前記観測時刻から予測時刻までの時間幅の指定操作を受け付ける操作入力手段を有し、
前記予測手段はこの操作入力手段で受け付けた経過時間に基づく予測時刻における前記航空機の予測位置及び予測位置誤差を算出することを特徴とする請求項1に記載の精測進入レーダシステム。
Furthermore, it has an operation input means for accepting a designation operation of a time width from the observation time to the prediction time in the prediction means input from an operator,
2. The precise approach radar system according to claim 1, wherein the prediction unit calculates a predicted position and a predicted position error of the aircraft at a predicted time based on an elapsed time received by the operation input unit.
前記予測手段における予測位置誤差は、前記精測進入レーダシステムの観測精度及び前記予測フィルタの誤差特性に基づき算出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の精測進入レーダシステム。   3. The precision approach radar system according to claim 1, wherein the predicted position error in the prediction means is calculated based on an observation accuracy of the precision approach radar system and an error characteristic of the prediction filter. 前記表示手段は、前記高低面及び方位面の表示画面上における前記航空機の予測位置の表示位置に前記予測位置誤差を2次元の範囲として重ねて表示することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の精測進入レーダシステム。   2. The display unit according to claim 1, wherein the display unit displays the predicted position error as a two-dimensional range superimposed on a display position of the predicted position of the aircraft on the display screen of the elevation surface and the azimuth surface. 4. The precise approach radar system according to any one of items 3 to 3. 前記表示手段は、前記予測位置誤差を2次元に表示した範囲内をその予測位置誤差の値に応じてグラデーションまたは色分けして表示することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の精測進入レーダシステム。   5. The display unit according to claim 1, wherein the display unit displays a range in which the predicted position error is displayed in two dimensions by gradation or color coding according to the value of the predicted position error. The precision approach radar system described in the paragraph.
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