JP2011186627A - Ｔｉｓ−ｂ装置及び情報配信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＴＩＳ−Ｂを利用する場合、二次監視レーダや航空機に悪影響を与えることなく信号を配信する。
【解決手段】二次監視レーダからの質問信号に応答して航空機から送信された応答信号を入力し、当該応答信号に含まれる航空機の位置情報から二次監視レーダのアンテナの向きを予測するアンテナ予測手段２１３と、アンテナ予測手段２１３が予測した向きが所定範囲のとき、信号の配信を制限する送信制御手段２１４とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、航空機の位置情報を配信する放送型交通情報サービス（ＴＩＳ−Ｂ）で利用されるＴＩＳ−Ｂ装置及び情報配信方法に関する。

航空機の飛行は、質問信号や応答信号を送受信する二次監視レーダ等のレーダを利用して監視されている（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照）。また、レーダによる監視の他、航空機の飛行の安全を図るための航空機同士の衝突を防止するシステムとして、航空機同士で位置情報を交換する放送型自動従属監視（ＡＤＳ−Ｂ：Automatic Dependent Surveillance-Broadcast）も利用されている。

一方、現状ではＡＤＳ−Ｂ装置に対応する装置を搭載する航空機の数はまだ少ない。そのため、ＡＤＳ−Ｂ装置が各航空機に普及されるまでの間、地上から航空機の位置情報を配信（送信）する放送型交通情報サービス（ＴＩＳ−Ｂ：Traffic information Service-Broadcast）の併用も検討されている。このようなＡＤＳ−Ｂ装置やＴＩＳ−Ｂ装置を利用することで、二次監視レーダによる監視に加え、有用な情報を航空機で効率良く取得することが可能になり、航空機同士の衝突等の危険の回避を高めることが可能となる。

しかしながら、ＡＤＳ−Ｂ装置やＴＩＳ−Ｂ装置で利用される信号の形式は、他装置への干渉等の影響が強い。地上のＴＩＳ−Ｂ装置は、二次監視レーダ等の他の装置と非同期で利用されるため、ＴＩＳ−Ｂ装置から配信する信号が、二次監視レーダに対する航空機の応答信号（以下、単に「航空機の応答信号」とする）と干渉するおそれがある。

特開２００７−２４８２９６号公報

Michael C. Stevens "Secondary Surveillance Radar" 1988, ISBN 0-89006-292-7.

上述したように、ＴＩＳ−Ｂを利用する場合、ＴＩＳ−Ｂ装置から送信される信号が航空機の応答信号と干渉するおそれがある。

したがって本発明は、ＴＩＳ−Ｂを利用する場合、二次監視レーダや航空機に悪影響を与えることなく信号を配信するＴＩＳ−Ｂ装置及び情報配信方法を提供する。

本発明の特徴に係るＴＩＳ−Ｂ装置は、航空機から送信された当該航空機の位置情報を含む信号を入力するとともに、飛行する航空機に関する情報を二次監視レーダから入力すると、航空機の位置情報を含む信号を生成して配信するＴＩＳ−Ｂ装置であって、前記二次監視レーダからの質問信号に応答して航空機から送信された応答信号を入力し、当該応答信号に含まれる前記航空機の位置情報から前記二次監視レーダのアンテナの向きを予測するアンテナ予測手段と、前記アンテナ予測手段が予測した向きが所定範囲のとき、信号の配信を制限する送信制御手段とを備える。

本発明によれば、ＴＩＳ−Ｂを利用する場合、二次監視レーダや航空機に悪影響を与えることなく信号を配信することができる。

本発明の実施形態に係るＴＩＳ−Ｂ装置が利用される環境について説明する概略図である。 本発明の実施形態に係るＴＩＳ−Ｂ装置の構成について説明するブロック図である。 二次監視レーダのアンテナの向きと図２のＴＩＳ−Ｂ装置との関係について説明する図である。

以下に、図面を用いて本発明に係るＴＩＳ−Ｂ装置について説明する。図１に示すように、本発明に係るＴＩＳ−Ｂ装置１は、ＴＩＳ−Ｂ（放送型交通情報サービス）で利用される装置であって、二次監視レーダ２と航空機Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３とが質問応答を行なうとともに、ＡＤＳ―Ｂに対応するＡＤＳ−Ｂ搭載機Ｔ１、Ｔ２がＡＤＳ−Ｂ信号である拡張スキッタを送受信する環境下で使用される。

ＴＩＳ−Ｂ装置１は、図２に示すように、航空機から送信された信号（応答信号、ＡＤＳ−Ｂ信号）を受信して受信信号を処理する受信装置１０と、受信装置１０が受信した信号に含まれる情報と、二次監視レーダ２が取得した情報とからＴＩＳ−Ｂ信号である拡張スキッタを送信信号として生成し、生成したＴＩＳ−Ｂ信号を送信する送信装置２０とを備えている。

受信装置１０は、航空機から送信されたＡＤＳ−Ｂ信号等の応答信号を受信する受信手段１１と、受信手段１１が受信した受信信号を２値化処理する２値化手段１２と、受信信号のうちＡＤＳ−Ｂ信号（拡張スキッタ）を復号処理し、復号結果を送信装置２０に出力する拡張スキッタ処理手段１３と、受信信号のうちモードＳ応答信号を復号処理し、復号結果を送信装置２０に出力するモードＳ応答処理手段１４とを備える。

送信装置２０は、受信装置１０から取得したＡＤＳ−Ｂ信号の復号結果に含まれるＡＤＳ−Ｂ搭載機に関する情報と、二次監視レーダ２から取得した監視情報に含まれる航空機に関する情報とを入力すると送信信号であるＴＩＳ−Ｂ信号（拡張スキッタ）を生成する情報処理部２１と、情報処理部２１で生成されたＴＩＳ−Ｂ信号の送信タイミングを管理する送信管理手段２２と、情報処理部２１で生成されたＴＩＳ−Ｂ信号を送信信号の形式に変換し、送信管理手段２２で管理されるタイミングで出力する送信信号変換手段２３と、送信信号変換手段２３で変換後のＴＩＳ−Ｂ信号を、送信する送信手段２４とを備えている。

この送信装置２０では、通常は所定のタイミング（例えば、０．５秒間隔）でＴＩＳ−Ｂ信号を送信しているが、ＴＩＳ−Ｂ装置１が送信するＴＩＳ−Ｂ信号が航空機の応答信号とで発生する干渉を防止する必要がある。そのため、情報処理部２１は、ＴＩＳ−Ｂ信号と航空機の応答信号が干渉しやすいタイミングでＴＩＳ−Ｂ信号の送信を制御して干渉を防止する。具体的には、情報処理部２１は、図２に示すように、送信信号生成手段２１１、領域決定手段２１２、アンテナ予測手段２１３及び送信制御手段２１４を有している。

送信信号生成手段２１１は、受信装置１０から取得するＡＤＳ−Ｂ信号の復号処理の結果と、二次監視レーダ２から取得する航空機の監視情報（監視している航空機のモードＳアドレスと位置）とを利用して送信するＴＩＳ−Ｂ信号を生成する。具体的には、送信信号生成手段２１１は、ＡＤＳ−Ｂ信号の送信処理の結果からＡＤＳ−Ｂ搭載機の飛行状況を把握し、二次監視レーダ２が監視する航空機の飛行状況を把握する。また、送信信号生成手段２１１は、ＡＤＳ−Ｂ搭載機に対してＡＤＳ−Ｂ未搭載機の飛行状況を配信するため、ＡＤＳ−Ｂ未搭載機に関する情報を含むＴＩＳ−Ｂ信号を生成する。

領域決定手段２１２は、ＴＩＳ−Ｂ装置１の位置情報、二次監視レーダ２のアンテナの位置情報、ＴＩＳ−Ｂ信号の送信の制御に利用する領域、信号の送信の制御方法等を入力すると、入力した情報から干渉防止のためにＴＩＳ−Ｂ信号の送信制御の判断に利用する航空機の飛行領域とアンテナの向きとの関係を求める。

図３に示すようにＴＩＳ−Ｂ装置１と二次監視レーダ２とが位置し、二次監視レーダ２は、航空機Ｔ１〜Ｔ６との間で質問応答を行なっているとする。例えば、二次監視レーダ２のアンテナの方向ＸがＴＩＳ−Ｂ装置１の位置とは全く反対の図３（ａ）に示す状態のとき、二次監視レーダ２は、航空機Ｔ５と質問応答を行っている。したがって、ＴＩＳ−Ｂ装置１からＴＩＳ−Ｂ信号を送信したとしても、二次監視レーダ２では干渉の影響を受ける可能性は低い。

これに対し、図３（ｂ）に示すように、二次監視レーダ２のアンテナの方向ＸがＴＩＳ−Ｂ装置１を向いている状態では、二次監視レーダ２では航空機Ｔ１、Ｔ２と質問応答を行っていると予測できる。したがって、ＴＩＳ−Ｂ装置１がＴＩＳ−Ｂ信号を送信すると、二次監視レーダ２と航空機Ｔ１、Ｔ２との質問応答の信号とＴＩＳ−Ｂ信号とが干渉する可能性が高い。

ＴＩＳ−Ｂ装置１は、この図３（ｂ）の状態のように、二次監視レーダ２が干渉の影響を受けやすいタイミングではＴＩＳ−Ｂ信号の送信を制限する必要がある。そのため、領域決定手段２１２は、ＴＩＳ−Ｂ装置１がＴＩＳ−Ｂ信号を送信すると干渉が生じやすい領域を制限領域として決定し、アンテナ予測手段２１３に出力する。図３（ｂ）に示す例の場合、二次監視レーダ２のアンテナを軸としてαからβの放射状の範囲が制限領域となる。

この制限領域は、固定する必要はなく、対象となる領域を飛行する航空機の数に応じて設定することができる。すなわち、飛行する航空機の数が多い場合、送受信される質問信号や応答信号の数が多いため、干渉が発生しやすいために制限領域は広くする必要がある。一方、飛行する航空機の数が少ない場合、送受信される質問信号や応答信号の数が少ないため、干渉が発生しにくく制限領域を狭くすることができる。

アンテナ予測手段２１３は、領域決定手段２１２で決定された制限領域と、受信装置１０から取得するモードＳ応答信号の復号結果とを利用して二次監視レーダ２のアンテナの向きを予測する。具体的には、受信装置１０から取得したモードＳ応答の復号結果に含まれる航空機の位置情報が領域決定手段２１２で決定された制限領域に存在する場合、領域決定手段２１２は、二次監視レーダ２のアンテナが制限領域に向いている、すなわち、ＴＩＳ−Ｂ装置１の方向を向いていると予測する。一方、復号結果に含まれる位置情報が領域決定手段２１２で決定された制限領域外に存在する場合、領域決定手段２１２は、二次監視レーダ２のアンテナは制限領域に向いていない、すなわち、ＴＩＳ−Ｂ装置１の方向を向いていないと予測する。

送信制御手段２１４は、予測するアンテナの向きに応じて送信信号生成手段２１１による信号の生成を制御して、ＴＩＳ−Ｂ信号の送信を制御する。具体的には、上述したように、送信管理手段２２は、通常は所定のタイミングでＴＩＳ−Ｂ信号を送信しているが、アンテナ予測手段２１３によって二次監視レーダ２のアンテナがＴＩＳ−Ｂ装置１の方向を向いていると判定された場合、送信制御手段２１４は、アンテナの向きが制限領域を外れると予測される所定期間、ＴＩＳ−Ｂ信号の送信を停止させたり、ＴＩＳ−Ｂ信号の送信率を低減（例えば、５０％低減）させるように送信信号生成手段２１１を制御する。

すなわち、航空機がモードＳ応答信号を送信するのは、二次監視レーダ２と航空機との間で質問応答が行われている場合である。また、受信手段１１が制限領域に存在する航空機からモードＳ応答信号を受信した場合、二次監視レーダ２のアンテナは、このＴＩＳ−Ｂ装置１の方向を向いていると判断することが可能であり、このような状態でＴＩＳ−Ｂ信号を送信すると干渉が発生するおそれがある。したがって、送信制御手段２１４は、このような状態のときには、ＴＩＳ−Ｂ信号の送信を制御して干渉を防止する。

上述したように、本発明の実施形態に係るＴＩＳ−Ｂ装置１では、二次監視レーダ２のアンテナがＴＩＳ−Ｂ装置１の方向に向いている場合にＴＩＳ−Ｂ信号の送信を停止したり送信率を低減するように制御する。したがって、二次監視レーダ２と航空機との間で質問応答がされている場合、ＴＩＳ−Ｂ信号によって干渉することを防止することができる。

なお、上述のアンテナ予測手段２１３では、領域決定手段２１２で決定された制限領域に航空機が存在しない場合、二次監視レーダ２のアンテナの方向を判定することはできないが、このような場合にはＴＩＳ−Ｂ装置１がＴＩＳ−Ｂ信号を送信しても干渉が生じる恐れがない。そのため、ＴＩＳ−Ｂ装置１では、ＴＩＳ−Ｂ信号の送信を制限する必要もないため、問題は生じない。

上記のように、本発明を実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例および運用技術が明らかとなる。また、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。

１…ＴＩＳ−Ｂ装置
１０…受信装置
１１…受信手段
１２…値化手段
１３…拡張スキッタ処理手段
１４…応答処理手段
２０…送信装置
２１…情報処理部
２１１…送信信号生成手段
２１２…領域決定手段
２１３…アンテナ予測手段
２１４…送信制御手段
２２…送信管理手段
２３…送信信号変換手段
２４…送信手段

Claims (5)

1. 航空機から送信された当該航空機の位置情報を含む信号を入力するとともに、飛行する航空機に関する情報を二次監視レーダから入力すると、航空機の位置情報を含む信号を生成して配信するＴＩＳ−Ｂ装置であって、
   前記二次監視レーダからの質問信号に応答して航空機から送信された応答信号を入力し、当該応答信号に含まれる前記航空機の位置情報から前記二次監視レーダのアンテナの向きを予測するアンテナ予測手段と、
   前記アンテナ予測手段が予測した向きが所定範囲のとき、信号の配信を制限する送信制御手段と、
   を備えることを特徴とするＴＩＳ−Ｂ装置。
2. 前記アンテナ予測手段は、前記航空機が前記アンテナから当該ＴＩＳ−Ｂ装置を含む所定の放射状の範囲に存在するとき、前記アンテナは当該ＴＩＳ−Ｂ装置の方向を向いていると予測し、
   前記送信制御手段は、前記アンテナ予測手段によって前記アンテナが当該ＴＩＳ−Ｂ装置の方向を向いていると予測されると、信号の配信を制限することを特徴とする請求項１に記載のＴＩＳ−Ｂ装置。
3. 前記送信制御手段は、前記アンテナ予測手段が予測したアンテナの向きが所定範囲のとき、信号の送信を所定期間停止又は信号の送信率を所定期間低減させることを特徴とする請求項１又は２に記載のＴＩＳ−Ｂ装置。
4. 配信する信号の生成に利用する位置情報を含む信号はＡＤＳ−Ｂ信号であって、
   前記アンテナ予測手段がアンテナの向きの予測に利用する応答信号はモードＳ応答信号であって、
   配信する信号はＴＩＳ−Ｂ信号であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載のＴＩＳ−Ｂ装置。
5. 航空機から送信された当該航空機の位置情報を含む信号を入力するとともに、飛行する航空機に関する情報を二次監視レーダから入力すると、航空機の位置情報を含む信号を生成して配信するＴＩＳ−Ｂ装置で利用される情報配信方法あって、
   前記二次監視レーダからの質問信号に応答して航空機から送信された応答信号を入力し、当該応答信号に含まれる前記航空機の位置情報から前記二次監視レーダのアンテナの向きを予測するステップと、
   予測した前記アンテナの向きが所定範囲のとき、信号の配信を制限するステップと、
   を備えることを特徴とする情報配信方法。

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