JP2012122833A - 送信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＴＩＳ−Ｂで信号を送信する際に、二次監視レーダやＡＤＳ−Ｂ対応トランスポンダでの信号の送受信への影響を回避する。
【解決手段】ＡＤＳ−Ｂ装置を搭載している航空機に対し、航空機に代わって航空機に関する拡張スキッタを送信する送信装置であって、拡張スキッタ処理手段と、予測手段と、スケジュール手段と、送信手段とを備える。拡張スキッタ処理手段は、航空機から送信された拡張スキッタを受信すると、当該拡張スキッタに受信時刻を関連づける。予測手段は、拡張スキッタ処理手段で関連づけられた受信時刻から、自装置が新たに拡張スキッタを受信する時刻を予測する。スケジュール手段は、予測手段で予測された時刻を利用して、航空機からの拡張スキッタの受信が多い時刻に、自装置からの拡張スキッタの送信を制限するスケジュールを決定する。送信手段は、スケジュール手段で設定されたスケジュールに応じて拡張スキッタを送信する。
【選択図】 図２

Description

本発明の実施形態は、航空機から送信される信号を受信し、受信した信号を利用して航空機に信号を送信する送信装置に関する。

航空機の飛行の安全を図るため、航空機は、質問信号や応答信号を送受信するモードＳ二次監視レーダ（ＳＳＲ：Secondary Surveillance Rader）等のレーダを利用して監視されている。また、航空機同士の衝突を防止するために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。

現在、このＡＤＳ−Ｂに対応するＡＤＳ−Ｂ対応トランスポンダを搭載する航空機も増えつつあるが、まだＡＤＳ−Ｂ対応トランスポンダを搭載する航空機の数は十分ではない。これに対し、ＡＤＳ−Ｂ対応トランスポンダを搭載していない航空機に関する信号を配信するＴＩＳ−Ｂといわれるシステムが着目されている。

一方、ＡＤＳ−Ｂの信号は、モードＳのロング応答を使用しているため、二次監視レーダと航空機間の信号の送受や航空機間のＡＤＳ−Ｂの信号の送受において干渉等の影響が強い。そのため、ＴＩＳ−Ｂが多量の信号を送信すると、二次監視レーダとトランスポンダ間の信号の送受信やＡＤＳ−Ｂ対応トランスポンダ間での信号の送受信に干渉等の悪影響を与えるおそれがあった。

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

したがって本発明は、ＴＩＳ−Ｂで信号を送信する際に、二次監視レーダやＡＤＳ−Ｂ対応トランスポンダでの信号の送受信への影響を回避する送信装置を提供する。

本発明の実施形態に係る送信装置は、ＡＤＳ−Ｂ装置を搭載している航空機に対し、航空機に代わって航空機に関する拡張スキッタを送信する送信装置であって、拡張スキッタ処理手段と、予測手段と、スケジュール手段と、送信手段とを備える。拡張スキッタ処理手段は、航空機から送信された拡張スキッタを受信すると、当該拡張スキッタに受信時刻を関連づける。予測手段は、拡張スキッタ処理手段で関連づけられた受信時刻から、自装置が新たに拡張スキッタを受信する時刻を予測する。スケジュール手段は、予測手段で予測された時刻を利用して、航空機からの拡張スキッタの受信が多い時刻に、自装置からの拡張スキッタの送信を制限するスケジュールを決定する。送信手段は、スケジュール手段で設定されたスケジュールに応じて拡張スキッタを送信する。

実施形態に係る送信装置における信号の送受信について説明する概略図である。 図１の送信装置の構成について説明するブロック図である。 図１の送信装置が送受信する信号について説明する図である。 図１の送信装置における信号の送信のスケジュールについて説明する図である。

以下に、図面を用いて実施形態に係る送信装置について説明する。図１に示すように、実施形態に係る送信装置１は、航空機に搭載されるＡＤＳ−Ｂ対応トランスポンダ３ａ，３ｂで送受信される１０９０ＭＨｚのＡＤＳ−Ｂ信号を受信するＡＤＳ−Ｂ受信装置１０と、ＡＤＳ−Ｂ受信装置１０から受信したＡＤＳ−Ｂ信号及びＡＤＳ−Ｂ信号の受信時刻を入力し、１０９０ＭＨｚのＴＩＳ−Ｂ信号を送信するＴＩＳ−Ｂ送信装置１１を有している。この送信装置１では、ＡＤＳ−Ｂ信号の受信時刻に応じてＴＩＳ−Ｂ信号の送信を制御することで、ＴＩＳ−Ｂ信号による二次監視レーダやＡＤＳ−Ｂ対応トランスポンダ３ａ，３ｂでの信号の送受信への影響を回避する。具体的には、ＡＤＳ−Ｂ対応トランスポンダからのＡＤＳ−Ｂ信号の送信を予測し、ＡＤＳ−Ｂ信号が多く送信されると予測された期間には、ＴＩＳ−Ｂ信号の送信を停止したり、送信数を少なく制御する。

航空機に搭載されるＡＤＳ−Ｂ対応トランスポンダ３ａ，３ｂ間では、衝突防止のため、相互にＡＤＳ−Ｂ信号を送受信している。また、航空機に搭載されるＡＤＳ−Ｂ対応トランスポンダ３ａ，３ｂは、二次監視レーダ２に対する１０３０ＭＨｚの質問に対し、モードＳ応答１０９０ＭＨｚを送信することもある。

送信装置１には、二次監視レーダ２が接続されている。送信装置１は、この二次監視レーダから質問の送信及び応答の受信で得られる航空機に関する監視データを入力する。送信装置１では、ＴＩＳ−Ｂ信号送信の際に、二次監視レーダ２から入力した監視データを利用して送信するＴＩＳ−Ｂ信号を生成する。

図２を用いて、送信装置１について具体的に説明する。送信装置１は、図２に示すように、受信部１０１、２値化処理部１０２、第１時刻管理部１０３及び拡張スキッタ処理部１０４を有するＡＤＳ−Ｂ受信装置１０と、情報処理部１１１、第２時刻管理部１１２、送信管理部１１３、変換部１１４及び送信部１１５を有するＴＩＳ−Ｂ送信装置１１とを備えている。この送信装置１では、同期する第１時刻管理部１０３と第２時刻管理部１１２とをＡＤＳ−Ｂ受信装置１０とＴＩＳ−Ｂ送信装置１１とに有することで、ＡＤＳ−Ｂ対応トランスポンダ３ａ，３ｂによるＡＤＳ−Ｂ信号の送信に合わせてＴＩＳ−Ｂ信号の送信を制御することができる。

《ＡＤＳ−Ｂ受信装置》
ＡＤＳ−Ｂ受信装置１０では、受信部１０１において航空機のトランスポンダから送信された信号を受信する。その後、２値化処理部１０２において受信部１０１が受信した信号を２値化処理する。

第１時刻管理部１０３は、現在時刻を管理する時計等である。拡張スキッタ処理部１０４は、２値化処理部１０２で２値化された信号を入力すると、入力した信号がＡＤＳ−Ｂ信号（拡張スキッタ）であるとき、このＡＤＳ−Ｂ信号を受信部１０１が受信した時刻を時刻管理部１０３から取得する。また拡張スキッタ処理部１０４は、２値化されたＡＤＳ−Ｂ信号を取得した時刻とともにＴＩＳ−Ｂ送信装置１１に出力する。ここで、ＡＤＳ−Ｂ信号の拡張スキッタでは、送信した航空機のモードＳアドレス、位置情報等を含んでいる。

《ＴＩＳ−Ｂ受信装置》
ＴＩＳ−Ｂ送信装置１１は、情報処理部１１１において二次監視レーダ（ＳＳＲ）２から入力する航空機の監視に関する監視データとＡＤＳ−Ｂ受信装置１０から入力するＡＤＳ−Ｂ信号を処理し、送信するＴＩＳ−Ｂ信号（拡張スキッタ）を生成する。図２に示すように、情報処理部１１１は、監視データ入力手段１１１ａ、拡張スキッタ入力手段１１１ｂ、生成手段１１１ｃ、予測手段１１１ｄ及びスケジュール手段１１１ｅを備えている。

監視データ入力手段１１１ａは、二次監視レーダ２から航空機の監視に関する監視データを入力し、生成手段１１１ｃに出力する。また、拡張スキッタ入力手段１１１ｂは、ＡＤＳ−Ｂ受信装置１０から受信したＡＤＳ−Ｂ信号及び受信時刻を入力し、生成手段１１１ｃ及び予測手段１１１ｄに出力する。

生成手段１１１ｃは、入力した監視データ及びＡＤＳ−Ｂ信号に基づいて、送信するＴＩＳ−Ｂ信号を生成し、生成したＴＩＳ−Ｂ信号を送信管理部１１３に出力する。ここで、入力する監視データには、二次監視レーダ２が取得した航空機のモードＳアドレス、位置情報等を含んでいる。また、生成したＴＩＳ−Ｂ信号には、ＡＤＳ−Ｂ信号や監視データに含まれる航空機のモードＳアドレス、ＡＤＳ−Ｂ信号や監視データに含まれる位置情報から推定した航空機の位置情報を含んでいる。

具体的には、生成手段１１１ｃは、監視データ及びＡＤＳ−Ｂ信号に基づいて、ＡＤＳ−Ｂに対応していないトランスポンダや障害物等の影響でＡＤＳ−Ｂ信号を送受信できないと考えられるＡＤＳ−Ｂトランスポンダを特定する。その後、生成手段１１１ｃは、ＡＤＳ−Ｂに対応していないトランスポンダに代わり、監視データの内容から、このトランスポンダを搭載する航空機に関する情報を含むＴＩＳ−Ｂ信号を生成する。また、生成手段１１１ｃは、障害物等の影響で送受信ができないと予測できるＡＤＳ−Ｂ対応トランスポンダに代わり、受信したＡＤＳ−Ｂ信号の内容から、このＡＤＳ−Ｂ対応トランスポンダで送受信が必要なＴＩＳ−Ｂ信号を生成する。

予測手段１１１ｄは、入力したＡＤＳ−Ｂ信号及び受信時刻から、このＡＤＳ−Ｂ信号を送信した航空機が次にＡＤＳ−Ｂ信号を送信する時刻の範囲を予測し、予測結果をスケジュール手段１１１ｅに出力する。ここで、ＡＤＳ−Ｂ対応トランスポンダ３ａ，３ｂでは、通常、ＡＤＳ−Ｂ信号を１秒に２回、送信するように定められている。したがって、予測手段１１１ｄは、ＡＤＳ−Ｂ信号とともに入力した受信時刻から約０．５秒後を基準とした所定範囲に、当該ＡＤＳ−Ｂ信号を送信した航空機から新たなＡＤＳ−Ｂ信号を受信するものと予測する。具体的には、予測手段１１１ｄには、予め予測時間ｔｅが設定されており、予測手段１１１ｄは、過去の受信時刻を基準として（０．５−ｔｅ／２）秒後から（０．５＋ｔｅ／２）秒後の間を新たなＡＤＳ−Ｂ信号の受信時刻の範囲、すなわち、新たなＡＤＳ−Ｂ信号が送受信される時刻の範囲として設定する。

ＴＩＳ−Ｂ送信装置１１では、現在の時刻を管理する時計等の第２時刻管理部１１２を有している。この第２時刻管理部１１２は、第１時刻管理部１０３と同期している必要がある。すなわち、第１時刻管理部１０３では受信する信号の時刻を管理しており、第２時刻管理部１１２では送信する信号の時刻を管理するが、各信号が同期していない場合には、ＡＤＳ−Ｂ信号の受信タイミングに応じたＴＩＳ−Ｂ信号の送信の制御ができないためである。したがって、例えば、ＧＰＳ時計を第１時刻管理部１０３及び第２時刻管理部１１２として利用することが考えられる。

スケジュール手段１１１ｅは、予測手段１１１ｄで予測された将来におけるＡＤＳ−Ｂ信号の受信のタイミングに応じてＴＩＳ−Ｂ信号送信の可否を決定し、送信管理部１１３に出力する。具体的には、スケジュール手段１１１ｅは、ＡＤＳ−Ｂ対応トランスポンダからＡＤＳ−Ｂ信号を受信しないと予測された時刻の範囲では、制限なくＴＩＳ−Ｂ信号の送信を許可することができる。また、スケジュール手段１１１ｅは、ＡＤＳ−Ｂ対応トランスポンダからＡＤＳ−Ｂ信号を受信すると予測された時刻の範囲では、ＴＩＳ−Ｂ信号の送信を制限する。このとき、ＡＤＳ−Ｂ信号の受信数が所定以下の場合には、ＴＩＳ−Ｂ信号の送信数を所定以下に制限するよう制御し、ＡＤＳ−Ｂ信号の受信数が所定以上の場合には、ＴＩＳ−Ｂ信号の送信を禁止するようにスケジュールして送信を制御する。

送信管理部１１３は、スケジュール手段１１１ｅからの送信制御に応じて、生成手段１１１ｃで生成されたＴＩＳ−Ｂ信号を変換部１１４に出力する。また、変換部１１４は、入力したＴＩＳ−Ｂ信号を送信形式（ＩＦ信号）に変換し、送信部１１５に出力する。その後、送信部１１５は、入力したＴＩＳ−Ｂ信号を送信する。

図３及び図４を用いて、ＡＤＳ−Ｂ対応トランスポンダを備える航空機ＴＧ１，ＴＧ２からのＡＤＳ−Ｂ信号（拡張スキッタ）の送信と、ＴＩＳ−Ｂ送信装置１１によるＴＩＳ−Ｂ信号の送信について具体的に説明する。

例えば、航空機ＴＧ１から拡張スキッタＳ１が送信され、その後、航空機ＴＧ２からも拡張スキッタＳ２が送信され、ＡＤＳ−Ｂ受信装置１０がそれぞれの拡張スキッタＳ１，Ｓ２を受信したとする（図４（ａ））。ＡＤＳ−Ｂ受信装置１０では、拡張スキッタ処理部１０４で受信した拡張スキッタＳ１，Ｓ２にそれぞれ受信した時刻ｔ１，ｔ２を添付してＴＩＳ−Ｂ送信装置１１に出力する。

その後、ＴＩＳ−Ｂ送信装置１１では、予測手段１１１ｄで入力した拡張スキッタＳ１，Ｓ２に添付された受信時刻ｔ１，ｔ２に基づいて、次に同一の航空機ＴＧ１，ＴＧ２から新たに拡張スキッタＳ１’，Ｓ２’を受信する時刻の範囲を予測する（図４（ｂ））。例えば、航空機ＴＧ１については、拡張スキッタＳ１の受信時刻ｔ１から０．５秒後を中心とした予測時間ｔｅの範囲が、新たに拡張スキッタＳ１’を受信する予測期間となる。また、航空機ＴＧ２については、拡張スキッタＳ２の受信時刻ｔ２から０．５秒後を中心とした予測時間ｔｅの範囲が、新たに拡張スキッタＳ２’を受信する予測期間となる。

図４（ｃ）に示す例では、スケジュール手段１１１ｅは、予測手段１１１ｄが定めた将来の各拡張スキッタＳ１’，Ｓ２’の受信の予測期間を「送信低減期間」（レベル２）と設定し、送信するＴＩＳ−Ｂ信号の数を低減させる。また、スケジュール手段１１１ｅは、複数の航空機について拡張スキッタＳ１’，Ｓ２’の予測期間が重なる期間を「送信禁止期間」（レベル３）と設定し、ＴＩＳ−Ｂ信号の送信を禁止する。また、それ以外の期間を「送信許可期間」（レベル１）と設定し、ＴＩＳ−Ｂ信号を制限せずに送信する。

すなわち、航空機ＴＧ１，ＴＧ２でＡＤＳ−Ｂ信号（拡張スキッタ）が送受信されると予測する期間に、送信装置１から複数のＴＩＳ−Ｂ信号を送信すると、ＡＤＳ−Ｂ対応トランスポンダ間での信号の送受信を妨げるおそれがある。したがって、スケジュール手段１１１ｅでは、送信低減期間にはＴＩＳ−Ｂ信号の送信数を低減する。また、航空機ＴＧ１，ＴＧ２で複数のＡＤＳ−Ｂ信号が同時に送受信されると予測される期間に、送信装置１からＴＩＳ−Ｂ信号を送信する場合にも、ＡＤＳ−Ｂトランスポンダ間での信号の送受信を妨げるおそれがある。したがって、スケジュール手段１１１ｅでは、送信禁止期間にはＴＩＳ−Ｂ信号の送信を禁止する。

例えば、スケジュール手段１１１ｅは、送信許可期間には常に送信許可信号を出力し、送信低減期間には送信可能な信号数を含む送信許可信号を送信管理部１１３に出力し、送信禁止期間には送信許可信号を出力しないことで、ＴＩＳ−Ｂ信号の送信を制御する。

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…送信装置
２…二次監視レーダ
３ａ，３ｂ…ＡＤＳ−Ｂ対応トランスポンダ
１０…ＡＤＳ−Ｂ受信装置
１０１…受信部
１０２…値化処理部
１０３…時刻管理部，…第１時刻管理部
１０４…拡張スキッタ処理部
１１…ＴＩＳ−Ｂ送信装置
１１１…情報処理部
１１１ａ…監視データ入力手段
１１１ｂ…拡張スキッタ入力手段
１１１ｃ…生成手段
１１１ｄ…予測手段
１１１ｅ…スケジュール手段
１１２…第２時刻管理部
１１３…送信管理部
１１４…変換部
１１５…送信部

Claims (4)

1. ＡＤＳ−Ｂ装置を搭載している航空機に対し、航空機に代わって航空機に関する拡張スキッタを送信する送信装置であって、
   航空機から送信された拡張スキッタを受信すると、当該拡張スキッタに受信時刻を関連づける拡張スキッタ処理手段と、
   前記拡張スキッタ処理手段で関連づけられた受信時刻から、自装置が新たに拡張スキッタを受信する時刻を予測する予測手段と、
   前記予測手段で予測された時刻を利用して、航空機からの拡張スキッタの受信が多い時刻に、自装置からの拡張スキッタの送信を制限するスケジュールを決定するスケジュール手段と、
   前記スケジュール手段で設定されたスケジュールに応じて拡張スキッタを送信する送信手段と、
   を備えることを特徴とする送信装置。
2. ＡＤＳ−Ｂ受信装置と当該ＡＤＳ−Ｂ受信装置と同期するＴＩＳ−Ｂ送信装置とを有し、ＡＤＳ−Ｂ装置を搭載している航空機に対し、航空機に代わって航空機に関する拡張スキッタを送信する送信装置であって、
   前記ＡＤＳ−Ｂ受信装置は、
   時刻を計時する第１時刻管理手段と、
   航空機から送信された拡張スキッタを受信すると、当該拡張スキッタに前記第１時刻管理手段で管理される受信時刻を関連づけて、時刻が関連づけられた拡張スキッタを前記ＴＩＳ−Ｂ送信装置に出力する拡張スキッタ処理手段と、
   を備え、
   前記ＴＩＳ−Ｂ送信装置は、
   前記ＡＤＳ−Ｂ受信装置から入力する拡張スキッタに関連づけられた受信時刻から、前記ＡＤＳ−Ｂ受信装置が新たに拡張スキッタを受信する時刻を予測する予測手段と、
   前記予測手段で予測された時刻を利用して、航空機からの拡張スキッタの受信が多い時刻に、自装置からの拡張スキッタの送信を制限するスケジュールを決定するスケジュール手段と、
   前記第１時刻管理手段と同期して時刻を計時する第２時刻管理手段と、
   前記第２時刻管理手段で計時される時刻と、前記スケジュール手段で決定されたスケジュールに合わせて拡張スキッタを送信する送信手段と、
   を備えることを特徴とする送信装置。
3. 前記ＴＩＳ−Ｂ送信装置は、
   航空機の飛行を監視するレーダ装置と接続され、
   前記レーダ装置から航空機の飛行に関する監視データを入力すると、入力した監視データと前記ＡＤＳ−Ｂ受信装置から入力した拡張スキッタとを比較し、送信する拡張スキッタを生成する生成手段を備える
   ことを特徴とする請求項２に記載の送信装置。
4. 前記スケジュール手段は、前記ＡＤＳ−Ｂ受信装置における拡張スキッタの受回数が所定数以上である期間、拡張スキッタの送信数を制限し、拡張スキッタの受信回数が別の所定数以上である期間、拡張スキッタの送信を停止するスケジュールを決定する
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の送信装置。

Images