JP2012132707A - 二次監視レーダ - Google Patents

Abstract

【課題】オールコール期間にモードＳ応答の多重検出が発生した場合にも他の航空機の検出率の低下を防止する。
【解決手段】二次監視レーダは、捕捉機リスト記憶部と、指定機リスト記憶部と、送信手段と、判定手段と、更新手段とを備える。送信手段は、オールコール期間には一括質問を送信し、ロールコール期間にはロールコール捕捉機リストおよびロールコール指定機リストに登録される航空機に個別質問を送信する。判定手段は、一括質問に対して受信した応答に含まれるモードＳアドレスがロールコール捕捉機リストに含まれているか否かを判定する。更新手段は、判定手段の結果により、当該航空機のモードＳアドレスを追加して捕捉機リストを更新し、または、当該航空機のモードＳアドレスを追加してロールコール指定機リストを更新する。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、航空機の飛行の監視に利用する二次監視レーダに関する。

航空機の飛行の監視には、モードＳ二次監視レーダ（ＳＳＲモードＳ：Secondary Surveillance Radar Mode S）等のレーダ装置が利用される。モードＳ二次監視レーダは、航空機に搭載されているトランスポンダに質問信号を送信し、トランスポンダから送信される応答信号を受信し、解析して航空機を監視する。

トランスポンダには、処理や送受信する信号が異なるモードＳトランスポンダとＡＴＣＲＢＳトランスポンダとがある。したがって、モードＳ二次監視レーダは、オールコール期間とロールコール期間とを設定し、各トランスポンダを備える航空機を監視する。具体的には、オールコール期間には、モードＳトランスポンダを搭載する航空機に対するモードＳ一括質問とＡＴＣＲＢＳトランスポンダを備える航空機に対するＡＴＣＲＢＳ一括質問とを送信し、各質問に対する応答を受信する。また、モードＳ二次監視レーダは、ロールコール期間には、オールコール期間で捕捉したモードＳトランスポンダを搭載する航空機にモードＳ個別質問を送信し、この質問に対する応答を受信する。

例えば、モードＳ二次監視レーダでは、信号を反射する反射物が存在するとき、同一スキャンのオールコール期間に同一のモードＳアドレスを含む応答を複数受信することがある。また、オールコール期間に、ロールコール期間で捕捉している航空機と同一のモードＳアドレスを含む応答を受信することもある。このような多重検出が発生した場合、モードＳ二次監視レーダでは、その原因に関わらず、無条件で多重検出したモードＳアドレスの航空機をロールコールへ移行することはない。また、ロールコール期間の捕捉対象の航空機と同一のモードＳアドレスを含む応答を受信した場合にも、ロールコールを継続している航空機のロールコール期間での捕捉対象から外す。

したがって、実在の航空機から送信された応答と反射信号である応答とを受信する場合のように実在する航空機からの応答であっても、多重検出が発生した場合にはロールコール期間での捕捉が実施されず、オールコール期間で捕捉し続けることになり、航空管制上必要な高度、識別情報を取得することができない。

多重検出が原因でオールコール期間にモードＳトランスポンダを搭載する航空機を捕捉することとなった場合、ガーブルやインターリブが発生する可能性が高くなる為オールコール期間にて捕捉を継続しているＡＴＣＲＢＳトランスポンダを搭載する航空機の検出率や新規航空機の検出率を低減させるおそれがある。また、フルーツ応答の増加も引き起こすことになる。

Michael C. Stevens "Secondary Surveillance Radar" 1998, ISBN 0-89006-292-7

上述したように、多重検出が原因でモードＳトランスポンダを搭載する航空機をオールコール期間で捕捉することとなった場合、ＡＴＣＲＢＳトランスポンダを搭載する航空機や新規航空機の検出率が低下するおそれがあった。

従って実施形態によれば、モードＳ応答の多重検出を原因とする他の航空機の検出率の低下を防止する二次監視レーダを提供する。

実施形態の二次監視レーダは、オールコール期間に一括質問を送信し、ロールコール期間に個別質問を送信し、一括質問及び個別質問からそれぞれ受信する応答を利用して航空機の飛行を監視する装置であって、捕捉機リスト記憶部と、指定機リスト記憶部と、送信手段と、判定手段と、更新手段とを備える。捕捉機リスト記憶部は、ロールコール期間における個別質問の送信対象である航空機のモードＳアドレスのリストであるロールコール捕捉機リストを記憶する。指定機リスト記憶部は、ロールコール期間における個別質問の送信対象として指定された航空機のモードＳアドレスのリストであるロールコール指定機リストを記憶する。送信手段は、オールコール期間には一括質問を送信し、ロールコール期間にはロールコール捕捉機リストおよびロールコール指定機リストに登録される航空機に個別質問を送信する。判定手段は、一括質問に対して航空機から応答を受信すると、一括質問に対して受信した応答に含まれるモードＳアドレスがロールコール捕捉機リストに含まれているか否かを判定する。更新手段は、判定手段でモードＳアドレスがロールコール捕捉機リストに登録されていないと判定されると、当該航空機のモードＳアドレスを追加して捕捉機リストを更新し、判定手段でモードＳアドレスがロールコール捕捉機リストに登録されていると判定され、かつ、当該航空機をロールコール期間での個別質問の送信対象とする操作が入力されると、当該航空機のモードＳアドレスを追加してロールコール指定機リストを更新する。

実施形態に係るモードＳ二次監視レーダの構成を説明する機能ブロック図である。 図１のモードＳ二次監視レーダでの信号の受信について説明する図である。 図１のモードＳ二次監視レーダにおけるオールコール期間の処理について説明するフローチャートである。

図１を用いて実施形態に係るモードＳ二次監視レーダ１について説明する。モードＳ二次監視レーダ１は、地上局に設置されており、航空機に備えられるトランスポンダとの質問応答に基づいて航空機の飛行を監視する装置である。このモードＳ二次監視レーダ１では、オールコール期間に一括質問を送信し、ロールコール期間に個別質問を送信し、一括質問及び個別質問からそれぞれ受信する応答を利用して航空機の飛行を監視する。

従来のモードＳ二次監視レーダでは、オールコール期間に受信した応答に含まれるモードＳアドレスがロールコール期間における監視対象の航空機（ロールコール捕捉機）のモードＳアドレスと同一の場合や、オールコール期間に同一のモードＳアドレスを含む応答を複数受信した場合には、多重検出として、これらの航空機については、ロールコール期間における監視は中止し、オールコール期間の監視対象としていた。

これに対し、実施形態に係るモードＳ二次監視レーダ１では、オールコール期間に受信した応答に含まれるモードＳアドレスがロールコール捕捉機のモードＳアドレスと同一である多重検出の場合であっても、ロールコール捕捉機の監視は継続する。また、同一のオールコール期間に同一のモードアドレスを含む応答を複数受信した多重検出の場合、先に検出した航空機をロールコール捕捉機として監視する。さらに、モードＳ二次監視レーダ１では、同一のモードＳアドレスの航空機はオールコール期間における監視となるが、仮にロールコール期間での監視を要求する操作が入力された場合には、ロールコール期間での監視対象とする。すなわち、多重検出の場合であっても、同一のモードＳアドレスの複数の航空機をロールコール期間における監視対象とする。

図１に示すように、モードＳ二次監視レーダ１は、アンテナ１１と、アンテナ１１を介して信号を送受信する送受信部１２と、送受信部１２に接続され、質問応答を制御するとともに受信する応答を処理してターゲットレポートを生成及び出力する信号処理部１３と、処理に必要なデータを記憶する記憶部１４を備えている。

送受信部１２は、送受切替器１２１、送信器１２２及び受信器１２３を有し、アンテナ１１を介して質問（質問信号）を送信するとともに、アンテナ１１で受信する応答（応答信号）を信号処理部１３に出力している。

信号処理部１３は、質問の送信制御を制御する送信制御部１３１、モードＳトランスポンダを備える航空機から受信したモードＳ応答を処理するモードＳ応答処理部１３２、ＡＴＣＲＢＳトランスポンダを備える航空機から受信したＡＴＣＲＢＳ応答を処理するＡＴＣＲＢＳ応答処理部１３３、オールコール期間及びロールコール期間をスケジューリングするチャネル管理部１３４、応答に応じてターゲットレポートを生成する監視処理部１３５を有している。

記憶部１４は、ロールコール期間における監視対象の航空機（ロールコール捕捉機）の情報に関するロールコール捕捉機リスト１４１と、指定操作によってロールコール期間の監視対象のとなった航空機（ロールコール指定機）の情報に関するロールコール指定機リスト１４２を記憶している。

具体的には、ロールコール捕捉機リスト１４１は、ロールコール捕捉機のモードＳアドレスと、過去のロールコール期間で取得したロールコール捕捉機の位置情報及び飛行情報等が関連付けられるデータである。

ロールコール指定機リスト１４２は、ロールコール捕捉機と同一のモードＳアドレスの航空機であって、ロールコール期間に個別質問の送信及び応答の受信によって監視することが指定された航空機に関するデータである。すなわち、多重検出された航空機の中で、オペレータ等の操作によって指定された航空機に関するデータである。具体的には、ロールコール指定機リスト１４２は、ロールコール指定機のモードＳアドレスと、ロールコール期間で取得したロールコール指定機の位置情報及び飛行情報等が関連づけられるデータである。

監視処理部１３５は、多重検出の場合の監視に関する処理を実行するため、出力処理手段１３５ａ、判定手段１３５ｂ及び更新手段１３５ｃを備えている。

出力処理手段１３５ａは、送信した一括質問又は個別質問に対して受信した応答の処理結果をモードＳ応答処理部１３２又はＡＴＣＲＢＳ応答処理部１３３から入力すると、入力した応答に含まれるモードＳアドレスを出力装置２に出力させる。また、出力処理手段１３５ａは、オールコール期間に受信した応答に含まれるモードＳアドレスがロールコール捕捉機リスト１４１含まれている場合、すなわち、多重検出が発生した場合、多重検出が発生した旨を出力装置２に出力させてもよい。

判定手段１３５ｂは、オールコール期間に応答を受信することで新たな航空機が検出されると、記憶部１４からロールコール捕捉機リスト１４１を読み出し、受信した応答に含まれるモードＳアドレスと同一のモードＳアドレスがロールコール捕捉機リスト１４１に含まれているか否かを判定する。

更新手段１３５ｃは、判定手段１３５ｂの判定結果を利用してロールコール捕捉機リスト１４１又はロールコール指定機リスト１４２を更新する。具体的には、更新手段１３５ｃは、オールコール期間にロールコール捕捉機リスト１４１に登録されていない航空機から応答を受信すると、この航空機のモードＳアドレスを追加してロールコール捕捉機リスト１４１を更新する。また、更新手段１３５ｃは、出力装置２に出力したロールコール捕捉機と同一のモードＳアドレスの航空機に対してロールコール期間での個別質問の送信対象と指定する操作が入力装置３を介して入力されると、この航空機のモードＳアドレスを追加してロールコール指定機リスト１４２を更新する。

ここで、ロールコール期間にロールコール捕捉機リスト１４１及びロールコール指定機リスト１４２に登録される航空機に対して個別質問を送信しても応答を受信しなくなった場合、更新手段１３５ｃは、応答がない航空機をリスト１４１，１４２から削除する。例えば、航空機がモードＳ二次監視レーダ１の監視空域から移動した場合や、過去に受信した応答が誤検出であってこの誤検出によりロールコール捕捉機やロールコール指定機が設定された場合が考えられる。

また、ロールコール指定機リスト１４２に登録されている航空機についてロールコール期間での質問応答が継続した場合、ロールコール指定機リスト１４２での登録からロールコール捕捉機リスト１４１での登録に変更させるようにしてもよい。

図２に示す例のように、アンテナ１１でオールコール期間に航空機４ａからモードＳアドレス「１１１１」を含む応答＃１を受信し、続いて、航空機４ｂから同一のモードＳアドレス「１１１１」を含む応答＃２を受信したとする。この場合、先に検出された応答＃１により、航空機４ａについてロールコール捕捉機リスト１４１に登録されるため、航空機４ｂについてはロールコール捕捉機リスト１４１には登録されない。その後も、航空機４ｂから同一のモードＳアドレス「１１１１」を含む応答＃２を受信しても、多重検出となるため、ロールコールの監視対象にはならないが、オペレータ等による操作によって、ロールコールの監視対象に指定される。

続いて、図３に示すフローチャートを用いてモードＳ二次監視レーダ１においてオールコール期間における処理の流れを説明する。

モードＳ二次監視レーダ１では、オールコール期間には、送信器１２２が送信制御部１３１の制御によってオールコールの質問を送信する（Ｓ１）。ステップＳ１で送信された質問に対する応答は、受信器１２３で受信されると新たな航空機の検出としてモードＳ応答処理部１３２又はＡＴＣＲＢＳ応答処理部１３３で処理される（Ｓ２）。

出力処理手段１３５ａは、モードＳ応答処理部１３２又はＡＴＣＲＢＳ応答処理部１３３の処理結果を入力すると、出力装置２に出力する（Ｓ３）。例えば、出力装置２が表示装置であって、この表示装置で航空図として表示している場合、出力処理手段１３５ａは、この表示装置で表示している航空図に受信した航空機に関するデータを追加して表示させる。

また、判定手段１３５ｂは、新たに受信した応答のモードＳアドレスとロールコール捕捉機リスト１４１に含まれるモードＳアドレスとを比較し、同一のモードＳアドレスのロールコール捕捉機が存在するか否かを判定する（Ｓ４）。

判定手段１３５ｂで同一のモードＳアドレスのロールコール捕捉機があると判定されると（Ｓ４でＹＥＳ）、この航空機は、次のオールコール期間でも質問応答の対象のオールコールの監視対象となるため、更新手段１３５ｃは、この航空機をロールコール捕捉機リスト１４１に更新する必要はない（Ｓ５）。一方、同一のモードＳアドレスのロールコール捕捉機がないと判定されると（Ｓ４でＮＯ）、更新手段１３５ｃは、この航空機をロールコール捕捉機としてロールコール捕捉機リスト１４１に追加する（Ｓ６）。

ステップＳ５でオールコール捕捉対象機とされた航空機について出力処理手段１３５ａで出力装置２に出力した結果、入力装置３を介して多重検出の結果オールコール期間の監視対象の航空機がロールコール期間での監視対象に変更する操作が入力されると（Ｓ７でＹＥＳ）、更新手段１３５ｃは、この航空機をロールコール指定機としてロールコール指定機リスト１４２に追加する（Ｓ８）。

仮に、ステップＳ８のようにロールコール指定機に設定された航空機が実際に飛行する航空機でなかった場合には、その後のロールコール処理において質問応答が継続されなくなり、ロールコールの監視対象ではなくなるため問題はない。

このように、上述したモードＳ二次監視レーダ１によれば、多重検出の場合でも、応答で得られたデータを利用しないのではなく、先にロールコール捕捉機として登録されていた航空機はロールコールでの監視を継続し、後に検出された航空機は、オールコールで監視される。また、多重検出の場合にオールコールで監視されていた航空機についても、入力装置３を介して選択された場合、ロールコール指定機として登録し、ロールコールの監視対象とすることができる。したがって、オールコール期間で監視するモードＳトランスポンダを備える航空機の数を低減することができるとともに、モードＳトランスポンダを搭載する航空機が監視対象外となることを防止することができるとともに、ＡＴＣＲＢＳトランスポンダの検出率の低減を防止し、オールコール期間における新規な航空機の検出率の低減を防止することが可能になる。

１…モードＳ二次監視レーダ
１１…アンテナ
１２…送受信部
１２１…送受切替器
１２２…送信器
１２３…受信器
１３…信号処理部
１３１…送信制御部
１３２…応答処理部
１３３…ＡＴＣＲＢＳ応答処理部
１３４…チャネル管理部
１３５…監視処理部
１３５ａ…出力処理手段
１３５ｂ…判定手段
１３５ｃ…更新手段
１４…記憶部
１４１…ロールコール捕捉機リスト
１４２…ロールコール指定機リスト
２…出力装置
３…入力装置
４ａ…航空機
４ｂ…航空機

Claims (1)

1. オールコール期間に一括質問を送信し、ロールコール期間に個別質問を送信し、一括質問及び個別質問からそれぞれ受信する応答を利用して航空機の飛行を監視するモードＳ二次監視レーダであって、
   ロールコール期間における個別質問の送信対象である航空機のモードＳアドレスのリストであるロールコール捕捉機リストを記憶する捕捉機リスト記憶部と、
   ロールコール期間における個別質問の送信対象として指定された航空機のモードＳアドレスのリストであるロールコール指定機リストを記憶する指定機リスト記憶部と、
   オールコール期間には一括質問を送信し、ロールコール期間にはロールコール捕捉機リストおよびロールコール指定機リストに登録される航空機に個別質問を送信する送信手段と、
   一括質問に対して航空機から応答を受信すると、一括質問に対して受信した応答に含まれるモードＳアドレスがロールコール捕捉機リストに含まれているか否かを判定する判定手段と、
   判定手段でモードＳアドレスがロールコール捕捉機リストに登録されていないと判定されると、当該航空機のモードＳアドレスを追加して捕捉機リストを更新し、判定手段でモードＳアドレスがロールコール捕捉機リストに登録されていると判定され、かつ、当該航空機をロールコール期間での個別質問の送信対象とする操作が入力されると、当該航空機のモードＳアドレスを追加してロールコール指定機リストを更新する更新手段と、
   を備えることを特徴とする二次監視レーダ。

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