JP2013246027A - 救難信号方位検出装置、救難信号方位検出方法および救難信号方位検出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】位置情報を有していないビーコンからの救難信号であっても、救難信号の到来方位および救難信号の発射位置を迅速に測定することが可能な救難信号方位検出装置を提供する。
【解決手段】ＥＰＩＲＢから送信される救難信号の方位を検出するために受信した無線信号から救難信号の検出用として不要な成分を除去したＩＱ信号を受信部１にて生成し、該ＩＱ信号の周波数の解析結果に基づき受信部１における受信動作の校正を行うとともに、該ＩＱ信号のシンボルレートへの変換結果に基づいて受信部１において受信した無線信号が救難信号であるか否かを解析部１１にて解析し、救難信号であると判定した場合、該救難信号に含まれる救難メッセージを復調し、かつ、方位測定部１６にて測定した該救難信号の到来方位とともに、表示部２０により表示する。同一周波数の救難信号を複数検出した場合は、各救難信号の到来方位から該救難信号の発射位置を特定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、救難信号方位検出装置、救難信号方位検出方法および救難信号方位検出プログラムに関し、特に、ＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）アルゴリズムを用いることにより救難信号（電波）の到来方位を推定する仕組みを有する救難信号方位検出装置、救難信号方位検出方法および救難信号方位検出プログラムに関する。

ＥＰＩＲＢ(Emergency position indicating radio beacon，緊急位置指示無線ビーコン)は、ＩＭＯ（International Maritime Organization，国際海事機関）が推進しているＧＭＤＳＳ(Global Maritime Distress and Safety System，海上における遭難および安全に関する世界的な制度)機器の中でも、遭難時の通報や、船舶情報を送信し、その位置を検出するための重要な機器である。

ＥＰＩＲＢは、固定式のブイであり、特許文献１の特表２００４−５１４１１９号公報「緊急呼出発信器のためのハウジング」にも記載されているように、非常事態が発生して水没した時、自動的に水面に浮上して、周波数４０６．０２８ＭＨｚと１２１．５ＭＨｚとの２つの救難信号を４８時間以上周期的に送信する。４０６．０２８ＭＨｚの遭難信号は、Cospas-Sarsatシステム(Cosmicheskaya Systyema Poiska Avariynich Sudov-Search And Rescue Satellite Aided Tracking,国際的な衛星支援・捜索救助システム)のＬＥＯＳＡＲ衛星（Low altitude Earth Orbit Search and Rescue，低軌道極軌道衛星）にて受信し、該衛星の移動速度および地球の自転速度から得られるドップラー効果により位置を測位することができる。

測位した位置情報と信号の内容とは、地上受信局にて受信した後、運用指令センターに送られ、非常事態の発生、国籍、船名等を解析して警報が発せられる。警報はＳＡＲ活動を行う救助調整センターに中継され、全世界中の何処であっても万全の救助体制が取られる。一方、１２１．５ＭＨｚ遭難信号は、ホーミング信号であり、主に、近距離における方位検出用として用いられ、遭難現場付近に存在している航空機・船舶等からの捜索を容易にしている。

特表２００４−５１４１１９号公報（第２−３頁）

しかしながら、従来の技術は、前述のように、ドップラーシフトによる測位を行うことによって、衛星においてＥＰＩＲＢからの救難信号を受信した時のドップラー周波数を計測し、救難信号が発信された位置の緯度・経度を計算するというものである。このため、ＥＰＩＲＢからの電波を衛星にて受信した際に、電波の周波数のドップラー効果により、衛星との距離が分かるものの、ビーコン位置の候補が２箇所検出されることになる。したがって、検出された２箇所のうち、どちらが、救難信号が発信された本当の位置であるのかを区別するために、別の衛星においても検出するようにし、別の衛星において検出した２つの候補のうち、先の衛星が検出した２つの位置と一致したものを、真の位置とするという識別方法を必要としている。

また、かくのごときドップラーシフトによる測位においては、衛星軌道予測の補正誤差、ビーコン側の周波数安定度不足による誤差等により、精度良く、ビーコン位置を特定することができない可能性がある。さらに、ＬＥＯＳＡＲシステムにおいては、常時、衛星が上空に存在しているわけではないので、最悪の場合、衛星が上空に達して遭難信号を受信するまでに２時間程度のタイムラグが生じるという可能性もある。一方、船舶遭難時においては、迅速な救難活動が必要であることから、前述のような救難信号を受信できないケースを回避することが必須である。

また、１２１．５ＭＨｚのホーミング信号は、発信源を特定するようなＩＤ情報が入力されていないため、ビーコンからの救難信号であるのか、その他の航空機等の信号であるのかを識別することができない。したがって、ホーミング信号を検出したとしても、真の遭難なのか、誤発信であるのかを確認することができない。

（本発明の目的）
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、救難信号を確実に受信することができ、かつ、位置情報を有していないビーコンからの救難信号であっても、救難信号の到来方位および救難信号の発射位置を迅速に測定することが可能な救難信号方位検出装置、救難信号方位検出方法および救難信号方位検出プログラムを提供することを、その目的としている。

前述の課題を解決するため、本発明による救難信号方位検出装置、救難信号方位検出方法および救難信号方位検出プログラムは、主に、次のような特徴的な構成を採用している。

（１）本発明による救難信号方位検出装置は、ＥＰＩＲＢ(Emergency position indicating radio beacon)から送信される救難信号の方位を検出する救難信号方位検出装置であって、無線信号を受信し、前記救難信号の検出用として不要な成分を除去したＩＱ信号を生成する受信部と、生成した前記ＩＱ信号の周波数の解析結果に基づいて、前記受信部における受信動作の校正を行うとともに、前記ＩＱ信号のシンボルレートへの変換結果に基づいて前記受信部において受信した無線信号が救難信号であるか否かを解析し、救難信号であると判定した場合には、該救難信号に含まれている救難メッセージを復調する解析部と、該解析部が救難信号であると判定した信号の到来方位を測定する方位測定部と、前記解析部が復調した前記救難メッセージと前記方位測定部が測定した前記救難信号の到来方位とを表示する表示部とを、少なくとも含んで構成していることを特徴とする。

（２）本発明による救難信号方位検出方法は、ＥＰＩＲＢ(Emergency position indicating radio beacon)から送信される救難信号の方位を検出する救難信号方位検出方法であって、無線信号を受信し、前記救難信号の検出用として不要な成分を除去したＩＱ信号を生成する受信ステップと、生成した前記ＩＱ信号の周波数の解析結果に基づいて、前記受信ステップにおける受信動作の校正を行うとともに、前記ＩＱ信号のシンボルレートへの変換結果に基づいて前記受信ステップにおいて受信した無線信号が救難信号であるか否かを解析し、救難信号であると判定した場合には、該救難信号に含まれている救難メッセージを復調する解析ステップと、該解析ステップ部が救難信号であると判定した信号の到来方位を測定する方位測定ステップと、前記解析ステップが復調した前記救難メッセージと前記方位測定ステップが測定した前記救難信号の到来方位とを表示する表示ステップ部とを、少なくとも含んで構成していることを特徴とする。

（３）本発明による救難信号方位検出プログラムは、少なくとも前記（２）に記載の救難信号方位検出方法を、コンピュータによって実行可能なプログラムとして実施していることを特徴とする。

本発明の救難信号方位検出装置、救難信号方位検出方法および救難信号方位検出プログラムによれば、以下のような効果を奏することができる。

すなわち、本発明においては、ＥＰＩＲＢから周期的に送信されてくる救難信号を常時受信することが可能になるので、ＬＥＯＳＡＲシステムに依存することが不要になり、ＬＥＯＳＡＲシステムが正常に機能していない場合であっても、特に、ビーコンの上空に衛星が存在していなく、ビーコンの位置を特定することができない時間帯においても、救難信号を直接受信して、救難信号の解析、救難信号の到来方位、救難信号の発射位置を測定することが可能になる。

本発明による救難信号方位検出装置のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。 図１に示した救難信号方位検出装置のブロック構成のさらに詳細な構成を説明するためのブロック構成図である。 図１、図２に示した救難信号方位検出装置における受信部１の動作の一例を説明するためのフローチャートである。 図１、図２に示した救難信号方位検出装置における解析部１１の動作の一例を説明するためのフローチャートである。 図１、図２に示した救難信号方位検出装置における方位測定部１６の動作の一例を説明するためのフローチャートである。 図１、図２に示した救難信号方位検出装置における表示部２０の動作の一例を説明するためのフローチャートである。 図２に示すアンテナ素子の配置に関する一例を示す模式図である。 ＥＰＩＲＢから周期的に送信される救難信号のフォーマットを示すテーブルである。 異なる地点において受け取った救難信号それぞれの方位における交点を救難信号の発射位置として特定する様子を説明するための模式図である。

以下、本発明による救難信号方位検出装置、救難信号方位検出方法および救難信号方位検出プログラムの好適な実施形態について添付図を参照して説明する。なお、以下の説明においては、本発明による救難信号方位検出装置および救難信号方位検出方法について説明するが、かかる救難信号方位検出方法をコンピュータにより実行可能な救難信号方位検出プログラムとして実施するようにしても良いし、あるいは、救難信号方位検出プログラムをコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録するようにしても良いことは言うまでもない。

（本発明の特徴）
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。本発明は、ＥＰＩＲＢ(Emergency position indicating radio beacon，緊急位置指示無線ビーコン)から周期的に送信されてくる救難信号に鑑みてなされたものであり、救難信号方位検出装置において、何らかの無線信号を初めて検出した際には、該無線信号の周波数を算出した結果に基づいて、当該救難信号方位検出装置内部の受信部の受信動作の校正を行い、内部の受信部の受信動作の校正が完了した後の２回目以降に検出した無線信号に関して救難信号のフォーマットに一致しているか否かを解析して、該無線信号が救難信号であることを検出した際に、該救難信号に含まれている救難メッセージを復調する解析部と、該救難信号の到来方位を測定する方位測定部と、復調した救難メッセージおよび測定した該救難信号の到来方位を表示するとともに、該救難信号の発射位置を特定し、発射位置の表示を行う表示部と、を少なくとも含んでいることを主要な特徴としている。

ここで、ＥＰＩＲＢからの救難信号を検出するために、救難信号方位検出装置にあらかじめ設けた閾値を超えた振幅の無線信号を検出した際に、救難信号であるか否かを判別するための処理を開始し、検出した無線信号に対して、フーリエ変換を行うことにより、該無線信号の周波数を算出し、算出した周波数に基づいて、無線信号に対して同期検波を行うことにより、該無線信号に含まれる、ビット同期、フレーム同期信号を検出した場合に、該無線信号を救難信号であるものと見做し、救難信号を検出したものと判定することも、本発明の主要な特徴である。

また、本発明においては、救難信号の到来方位の測定するために、ＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）アルゴリズムを用いることにするが、救難信号の到来方位の測定を正確に行うためには、救難信号方位検出装置の受信系の受信動作の校正を行い、相関行列生成の際に、受信する救難信号の周波数に応じて補正を行うことが必要である。したがって、本発明においては、ＥＰＩＲＢからの救難信号は、周期的に送信されてくるバースト信号であることに着目して、救難信号方位検出装置の受信動作の校正を行う校正ステップと、救難信号の解析および検出を行う解析ステップとの２段階に分けて、救難信号を複数回受信することによって、救難信号の到来方位の測定を行うことも特徴の一つとしている。

さらに、本発明においては、救難信号を複数回受信することによって、救難信号の方位の測定を行うために、受信した無線信号をメモリ等の記憶器にあらかじめ定めた一定時間の間バッファリングしておき、救難信号を検出した際に、該メモリ等の記憶器から、検出した救難信号に該当の無線信号を取り出して、相関行列の算出を行い、算出した相関行列と、検出した周波数とに基づいて、ＭＵＳＩＣアルゴリズムによって救難信号の到来方位の測定を行うことも特徴の一つとしている。

さらに、本発明においては、救難信号の発射位置を測定するために、救難信号を受信した地点と該救難信号の到来方位とを、最初の検出時からあらかじめ定めた一定経過時間の間記憶しておき、該一定経過時間が経過するまでの間に、同一周波数の複数の救難信号を検出した場合には、検出した複数の各救難信号ごとの方位の延長線の交点を算出することによって救難信号の発射位置を特定することも特徴の一つとしている。

以上のような仕組みを採用することによって、本発明においては、周期的に送信されてくる救難信号を直接受信しているので、従来のＬＥＯＳＡＲシステムとは異なり、衛星による救難信号検出時に想定されるタイムラグ（２時間程度）を生じることがなく、リアルタイムで救難信号の到来方位および発射位置を測定することができる。

（本発明の実施形態の構成例）
次に、本発明による救難信号方位検出装置の実施形態についてその構成例について、図１および図２を用いて説明する。 図１は、本発明による救難信号方位検出装置のブロック構成の一例を示すブロック構成図であり、図２は、図１に示した救難信号方位検出装置のブロック構成のさらに詳細な構成を説明するためのブロック構成図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態である救難信号方位検出装置は、受信部１、解析部１１、方位測定部１６、および、表示部２０、を少なくとも含んで構成される。

つまり、図１の救難信号方位検出装置においては、周期的に発信されてくる無線信号（救難信号）を受信部１によって受信した後、解析部１１において、受信した無線信号（救難信号）の受信周波数を算出して、算出した結果に基づいて、当該救難信号方位検出装置における受信部１の受信動作の校正を行う。

当該救難信号方位検出装置における受信部１の校正を行った後、再び、無線信号（救難信号）を受信部１によって受信すると、解析部１１において、受信した無線信号に救難信号の同期ビット、同期フレームが含まれているか否かを確認し、救難信号の同期ビット、同期フレームが含まれていた場合には、受信した無線信号を救難信号として検出して、検出した救難信号に関して、解析部１１において救難メッセージの復調を行うとともに、方位測定部１６において救難信号の到来方位を測定する。

しかる後、解析部１１において復調した救難メッセージおよび方位測定部１６において測定した救難信号の到来方位を、表示部２０によって表示する。

さらに、表示部２０は、救難信号を最初に検出した時点からあらかじめ定めた一定経過時間が経過するまでの間、方位測定部１６において測定した救難信号の到来方位と検出した救難信号に該当する無線信号を受信した地点とをメモリ等に記憶しておき、該一定経過時間が経過するまでの間に、方位測定部１６において同一周波数の救難信号の到来方位を複数算出していた場合には、救難信号の発射地点を算出して、算出した救難信号の発射地点を表示する。

つまり、メモリ等に記憶している複数の各救難信号の受信地点それぞれの方位の延長線が互いに交差する交点を算出することによって、該交点に救難信号の発射位置が存在しているものとして表示する。

本実施形態においては、表示部２０に、方位測定部１６において測定した救難信号の到来方位と検出した救難信号に該当する無線信号を受信した地点とを記憶するためのメモリ等を配置している場合について説明するが、本発明は、かかる場合に限るものではない。例えば、かくのごときメモリ等を、救難信号の到来方位を測定する方位測定部１６側に配置しておき、方位測定部１６側において、救難信号を最初に検出した時点からあらかじめ定めた一定経過時間が経過するまでの間、記憶しておくようにしても良い。かかる場合には、該一定経過時間が経過するまでの間に、同一周波数の複数の救難信号の到来方位を測定した場合には、方位測定部１６において、複数の各救難信号の受信地点それぞれにおける救難信号の方位の延長線が互いに交差する交点を算出することにより、救難信号の発射位置を算出し、救難信号の到来方位とともに、表示部２０に対して出力するようにすれば良い。

次に、図１に示した各ブロックのさらに詳細な内部構成について、図２を用いて説明する。図２に示すように、図１に示した救難信号方位検出装置の受信部１は、アンテナ素子２、帯域通過フィルタ３、増幅器４、振幅制御器５、混合器６、低域通過フィルタ７、Ａ/Ｄ変換器８、ＩＱ分離器９、および、デシメーションフィルタ１０を少なくとも含んで構成され、無線信号を受信して、ベースバンドのＩＱ信号を出力する。

また、解析部１１は、受信レベル判定器１２、フーリエ変換器１３、ＰＬＬ１４およびシンボル復調器１５を少なくとも含んで構成され、受信部１において受信した無線信号の周波数を解析して、受信部１の混合器６に関する変換処理の校正を行うとともに、該校正後において受信した無線信号が救難信号に該当しているか否かを解析して、救難信号に該当すると判断した場合は、当該無線信号（救難信号）の復調を行い、無線信号（救難信号）に含まれている救難メッセージを表示部２０に対して出力する。

また、方位測定部１６は、記憶器１７、相関行列生成器１８およびＭＵＳＩＣ演算器１９を少なくとも含んで構成され、解析部１１において救難信号を検出した際に、受信部１において受信していた無線信号のうち、検出された救難信号に該当する無線信号の到来方位を測定して、測定した無線信号（救難信号）の到来方位を表示部２０に対して出力する。

また、表示部２０は、メッセージ出力部２１および方位出力部２２を少なくとも含んで構成され、解析部１１において復調した無線信号（救難信号）のメッセージと、方位測定部１６において測定した無線信号（救難信号）の到来方位とを表示する。さらに、最初の救難信号を検出してから一定経過時間が経過するまでの間に、異なる地点で同一周波数の複数の救難信号を受信した場合には、無線信号（救難信号）の発射地点を算出して、算出した無線信号（救難信号）の発射位置を表示する。

（実施形態の動作の説明）
次に、本発明の一実施形態として図１、図２に示した救難信号方位検出装置の動作の一例について図３のフローチャートを参照しながら説明する。図３は、図１、図２に示した救難信号方位検出装置の動作の一例を説明するためのフローチャートであり、図３（Ａ）は、受信部１の、図３（Ｂ）は、解析部１１の、図３（Ｃ）は、方位測定部１６の、図３（Ｄ）は、表示部２０の、動作の一例をそれぞれ示している。

図３のフローチャートにおいて、まず、受信部１の動作の一例について、図３（Ａ）に基づいて説明する。受信部１を構成するアンテナ素子２により、無線信号を受信して、受信信号として帯域通過フィルタ３に出力する（ステップＳ１）。該アンテナ素子２は、図４に示すように、奇数個の素子（図４の例においては、３個のアンテナ素子２ａ，２ｂ，２ｃからなる３素子の場合を示している）を円形の円周上に等間隔に配置し、円の中心に位置する基準点Ｏから２次元の方位を測定することができるように構成している。ここで、図４は、図２に示すアンテナ素子２の配置に関する一例を示す模式図であり、３個のアンテナ素子２ａ，２ｂ，２ｃを同一円周上に等間隔（１２０°ずつ回転させた間隔）で配置している例を示している。

３個のアンテナ素子２ａ，２ｂ，２ｃそれぞれからの受信信号が入力されると、帯域通過フィルタ３において、該受信信号に対して有効な周波数成分のみを抽出するための帯域制限を行い、受信した３系統の受信信号それぞれに含まれるノイズ等の不要成分を除去して、増幅器４に対して出力する（ステップＳ２）。帯域通過フィルタ３からの受信信号が入力されると、増幅器４において、該受信信号に対してあらかじめ定めた増幅率に基づいて増幅を行い、振幅制御器５に対して出力する（ステップＳ３）。

増幅器４からの受信信号が入力されると、振幅制御器５において、該受信信号に対して、あらかじめ定めた振幅閾値を超えているか否かを判別し、振幅閾値を超えていた場合には、救難信号であるか否かを判別するための有効な無線信号として扱い、後段の処理に適するように、信号の振幅を適切な振幅値に調整を施して、混合器６に対して出力する(ステップＳ４)。しかる後、混合器６において、解析部１１から出力されてくる受信周波数と混合することによって、振幅制御器５からの受信信号に対して、受信信号の周波数を後段の処理に適するように変換処理を行い、低域通過フィルタ７に対して出力する（ステップＳ５）。

混合器６からの受信信号が入力されると、低域通過フィルタ７において、該受信信号に対して、周波数を変換した際に発生した不要波を除去して、Ａ/Ｄ変換器８に対して出力する（ステップＳ６）。しかる後、Ａ/Ｄ変換器８において、低域通過フィルタ７からの受信信号に対して、アナログ信号からディジタル信号に変換する処理を行って、ＩＱ分離器９に対して出力する（ステップＳ７）。

ＩＱ分離器９においては、Ａ/Ｄ変換器８からの受信信号に対して、実数信号（Ｉ信号）と複素数信号（Ｑ信号）とに変換する処理を行って、デシメーションフィルタ１０に対して出力する（ステップＳ８）。ＩＱ分離器９からのＩＱ信号が入力されると、デシメーションフィルタ１０において、該ＩＱ信号に対して、デシメーション処理を施すことにより、該ＩＱ信号の周波数を後段の処理に適するように変換して、解析部１１および方位測定部１６に対して出力する（ステップＳ９）。

次に、受信部１のデシメーションフィルタ１０から３系統のＩＱ信号を受信した解析部１１の動作の一例について図３（Ｂ）のフローチャートを用いて説明する。解析部１１の受信レベル判定器１２においては、受信部１のデシメーションフィルタ１０からの３系統のＩＱ信号のうちいずれか１系統のＩＱ信号に関して振幅を計算しており、デシメーションフィルタ１０からのＩＱ信号の入力の有無を判定し（ステップＳ１１）、ＩＱ信号の入力があったと判定した場合には（ステップＳ１１のＹＥＳ）、その旨をフーリエ変換器１３に対して通知する。つまり、受信した無線信号の振幅が、あらかじめ定めた閾値レベルを超えているか否かを判別し、該閾値レベル以下の場合には、受信した無線信号を無効にし、該閾値レベルを超えていた場合には、救難信号であるか否かを判別するための有効な無線信号として扱って、その旨をフーリエ変換器１３に対して通知するという処理と等価の処理を行う。

フーリエ変換器１３においては、受信レベル判定器１２からの判定結果として、受信部１のデシメーションフィルタ１０からのＩＱ信号が入力されたと判定された場合には、受信部１のデシメーションフィルタ１０からの３系統のＩＱ信号のうちいずれか１系統のＩＱ信号に対してフーリエ変換を行い、ステップＳ１においてアンテナ素子２が受信した受信信号（無線信号）の周波数を算出し、受信部１の混合器６および解析部１１のＰＬＬ１４に対して出力する（ステップＳ１２）。フーリエ変換器１３からの受信信号の受信周波数を受け取った受信部１の混合器６においては、以降、ステップＳ５において、フーリエ変換器１３から受け取った受信信号の受信周波数を使用した変換処理を行うように受信動作が校正されることになる。

一方、ＰＬＬ１４においては、フーリエ変換器１３からの受信信号の受信周波数が入力されると、デシメーションフィルタ１０からのＩＱ信号に対して同期検波を行い、ＩＱ信号の周波数をシンボルレートに変換して、シンボル復調器１５に対して出力する（ステップＳ１３）。ＰＬＬ１４からシンボルレートに変換された出力信号が入力されてくると、シンボル復調器１５において、該出力信号から、図４に示す救難信号のビット同期５２、フレーム同期５３を検出することができたか否かを判定する（ステップＳ１４）。図４は、ＥＰＩＲＢから周期的に送信される救難信号のフォーマットを示すテーブルであり、無変調キャリア５１、ビット同期５２、フレーム同期５３、情報ビット５４、誤り訂正符号５５、および、非常用符号５６から構成されていることを示している。

図４に示す救難信号のビット同期５２、フレーム同期５３を検出することができた場合には（ステップＳ１４のＹＥＳ）、救難信号を検出したものと判定して、該判定結果を方位測定部１６の記憶器１７に対して出力する（ステップＳ１５）。ここで、救難信号のビット同期５２、フレーム同期５３を検出することができた場合とは、ステップＳ５における混合器６の変換処理に関する受信動作が校正された以降においてさらに同一周波数の無線信号を受信した場合である。さらに、ビット同期、フレーム同期を検出することができた場合には（ステップＳ１４のＹＥＳ）、解析部１１のシンボル復調器１５において、図４に示す救難信号の情報ビット５４に含まれている、救難信号のメッセージ（救難メッセージ）を抽出して、表示部２０のメッセージ出力部２１に対して出力する（ステップＳ１６）。

次に、解析部１１のシンボル復調器１５から救難信号を検出した旨の判定結果知を受け取った方位測定部１６の動作の一例について図３（Ｃ）のフローチャートを用いて説明する。方位測定部１６においては、受信部１のデシメーションフィルタ１０からのＩＱ信号を記憶器１７に記憶する動作を行うとともに（ステップＳ２１）、解析部１１のシンボル復調器１５から救難信号を検出した旨の判定結果が通知されてきたか否かを監視している（ステップＳ２２）。

ここで、解析部１１のシンボル復調器１５から救難信号を検出した旨の判定結果を受け取ると（ステップＳ２２のＹＥＳ）、方位測定部１６の記憶器１７に記憶している３系統のＩＱ信号の中から、救難信号に該当する３系統のＩＱ信号を取り出して、相関行列生成器１８に対して出力する（ステップＳ２３）。

救難信号に該当する３系統のＩＱ信号が出力されてくると、相関行列生成器１８において、相関行列を算出して、ＭＵＳＩＣ演算器１９に対して出力する（ステップＳ２４）。ＭＵＳＩＣ演算器１９においては、相関行列生成器１８から出力されてきた相関行列に対して、ＭＵＳＩＣ演算を行い、救難信号の到来方位を算出し、表示部２０の方位出力部２２に対して出力する（ステップＳ２５）。

次に、解析部１１のシンボル復調器１５から救難メッセージ、および、方位測定部１６のＭＵＳＩＣ演算器１９から救難信号の到来方位を受け取った表示部２０の動作の一例について図３（Ｄ）のフローチャートを用いて説明する。まず、解析部１１のシンボル復調器１５から救難メッセージを受け取ると、表示部２０のメッセージ出力部２１において、該救難メッセージを表示する（ステップＳ３１）。

さらに、方位測定部１６のＭＵＳＩＣ演算器１９から救難信号の到来方位を受け取ると、表示部２０の方位出力部２２において、最初の救難信号に該当する無線信号が受信された時点からあらかじめ定めた一定経過時間が経過するまでの間、該救難信号に該当する無線信号を受信した地点と該救難信号の到来方位とを、メモリ等に記憶するとともに、該救難信号の到来方位を表示する（ステップＳ３２）。

次に、表示部２０の方位出力部２２は、前記メモリ等に記憶されている記憶内容を参照することによって、前記一定経過時間が経過するまでの間に、ＥＰＩＲＢから周期的に送信されてくる同一周波数の救難信号を複数受信して、救難信号方位検出装置として異なる複数の地点において、方位測定部１６のＭＵＳＩＣ演算器１９から該救難信号の到来方位に関する情報を複数受け取って表示しているか否かを確認する（ステップＳ３３）。同一周波数の救難信号の到来方位に関する情報を複数受け取って表示していた場合には（ステップＳ３３のＹＥＳ）、図６に示すように、異なる複数の地点において受け取った救難信号それぞれの方位の延長線における交点を算出する（ステップＳ３４）。しかる後、複数の地点において受け取った複数の方位の延長線が互いに交差する交点を、救難信号の発射位置として特定して表示する(ステップＳ３５)。

ここで、図６は、異なる地点において受け取った救難信号それぞれの方位における交点を救難信号の発信地点として特定する様子を説明するための模式図である。図６においては、救難信号方位検出装置を積載している船舶等の進行方向６０の移動に対して、第１地点６１、第２地点６２の２つの地点において救難信号を受け取った場合について、発射位置となる目標６３を特定する様子を示している。つまり、第１地点６１においては、進行方向６０に対して第１方位θ１の延長線上に救難信号の発射地点があり、第２地点６２においては、進行方向６０に対して第２方位θ２の延長線上に救難信号の発射地点があるので、第１方位θ１の延長線と第２方位θ２の延長線とが互いに交差する交点に、目標６３の救難信号の発射位置があるものとして算出することができる。

以上、本発明の好適な実施形態の構成を説明した。しかし、かかる実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることが、当業者には容易に理解できよう。

１ 受信部
２ アンテナ素子
２ａ アンテナ素子
２ｂ アンテナ素子
２ｃ アンテナ素子
３ 帯域通過フィルタ
４ 増幅器
５ 振幅制御器
６ 混合器
７ 低域通過フィルタ
８ Ａ/Ｄ変換器
９ ＩＱ分離器
１０ デシメーションフィルタ
１１ 解析部
１２ 受信レベル判定器
１３ フーリエ変換器
１４ ＰＬＬ
１５ シンボル復調器
１６ 方位測定部
１７ 記憶器
１８ 相関行列生成器
１９ ＭＵＳＩＣ演算器
２０ 表示部
２１ メッセージ出力部
２２ 方位出力部
５１ 無変調キャリア
５２ ビット同期
５３ フレーム同期
５４ 情報ビット
５５ 誤り訂正符号
５６ 非常用符号
６０ 進行方向
６１ 第１地点
６２ 第２地点
６３ 目標
Ｏ 基準点
θ１ 第１方位
θ２ 第２方位

Claims (10)

1. ＥＰＩＲＢ(Emergency position indicating radio beacon)から送信される救難信号の方位を検出する救難信号方位検出装置であって、無線信号を受信し、前記救難信号の検出用として不要な成分を除去したＩＱ信号を生成する受信部と、生成した前記ＩＱ信号の周波数の解析結果に基づいて、前記受信部における受信動作の校正を行うとともに、前記ＩＱ信号のシンボルレートへの変換結果に基づいて前記受信部において受信した無線信号が救難信号であるか否かを解析し、救難信号であると判定した場合には、該救難信号に含まれている救難メッセージを復調する解析部と、該解析部が救難信号であると判定した信号の到来方位を測定する方位測定部と、前記解析部が復調した前記救難メッセージと前記方位測定部が測定した前記救難信号の到来方位とを表示する表示部とを、少なくとも含んで構成していることを特徴とする救難信号方位検出装置。
2. 最初の前記救難信号に該当する無線信号を受信した時点からあらかじめ定めた一定経過時間が経過するまでの間に、同一周波数の複数の救難信号を検出した場合、複数の各前記救難信号それぞれの到来方位と、各前記救難信号それぞれに該当する無線信号を受信した地点とに基づいて、前記救難信号の発射位置を特定して前記表示部により表示することを特徴とする請求項１に記載の救難信号方位検出装置。
3. 前記解析部は、前記ＩＱ信号のシンボルレートへの変換結果として、ＥＰＩＲＢ救難信号のビット同期、フレーム同期が含まれていることを検出した場合に、当該ＩＱ信号に該当する受信信号が救難信号であるものと判定することを特徴とする請求項１または２に記載の救難信号方位検出装置。
4. 前記方位測定部は、前記受信部の受信動作の校正を行った後に、前記解析部において救難信号と判定された前記受信部からの前記ＩＱ信号に関する相関行列を算出することにより、ＭＵＳＩＣアルゴリズムを用いて、前記救難信号の到来方位を算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の救難信号方位検出装置。
5. 前記解析部は、受信した無線信号の振幅が、あらかじめ定めた閾値レベルを超えているか否かを判別し、該閾値レベルを超えていた場合には、救難信号であるか否かを判別するための有効な無線信号として、前記救難信号か否かを判別するための処理を行い、前記閾値レベル以下の場合には、受信した無線信号を無効にすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の救難信号方位検出装置。
6. ＥＰＩＲＢ(Emergency position indicating radio beacon)から送信される救難信号の方位を検出する救難信号方位検出方法であって、無線信号を受信し、前記救難信号の検出用として不要な成分を除去したＩＱ信号を生成する受信ステップと、生成した前記ＩＱ信号の周波数の解析結果に基づいて、前記受信ステップにおける受信動作の校正を行うとともに、前記ＩＱ信号のシンボルレートへの変換結果に基づいて前記受信ステップにおいて受信した無線信号が救難信号であるか否かを解析し、救難信号であると判定した場合には、該救難信号に含まれている救難メッセージを復調する解析ステップと、該解析ステップ部が救難信号であると判定した信号の到来方位を測定する方位測定ステップと、前記解析ステップが復調した前記救難メッセージと前記方位測定ステップが測定した前記救難信号の到来方位とを表示する表示ステップ部とを、少なくとも含んで構成していることを特徴とする救難信号方位検出方法。
7. 最初の前記救難信号に該当する無線信号を受信した時点からあらかじめ定めた一定経過時間が経過するまでの間に、同一周波数の複数の救難信号を検出した場合、複数の各前記救難信号それぞれの到来方位と、各前記救難信号それぞれに該当する無線信号を受信した地点とに基づいて、前記救難信号の発射位置を特定して前記表示ステップにより表示することを特徴とする請求項６に記載の救難信号方位検出方法。
8. 前記解析ステップは、前記ＩＱ信号のシンボルレートへの変換結果として、ＥＰＩＲＢ救難信号のビット同期、フレーム同期が含まれていることを検出した場合に、当該ＩＱ信号に該当する受信信号が救難信号であるものと判定することを特徴とする請求項６または７に記載の救難信号方位検出方法。
9. 前記方位測定ステップは、前記受信ステップの受信動作の校正を行った後に、前記解析ステップにおいて救難信号と判定された前記受信ステップからの前記ＩＱ信号に関する相関行列を算出することにより、ＭＵＳＩＣアルゴリズムを用いて、前記救難信号の到来方位を算出することを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の救難信号方位検出方法。
10. 請求項６ないし９のいずれかに記載の救難信号方位検出方法を、コンピュータによって実行可能なプログラムとして実施していることを特徴とする救難信号方位検出プログラム。

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