JP2763272B2 - 被管制対象監視システム - Google Patents
被管制対象監視システムInfo
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- Traffic Control Systems (AREA)
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- Radio Relay Systems (AREA)
Description
る航空機や山間を飛行する救難航空機等の被管制対象の
位置を監視するための被管制対象監視システムに関す
る。
地上に設置したレーダ装置により検出して管制施設に送
信するか、または被管制対象側で衛星航法装置により取
得した測位データをVHF通信回線を中継して管制施設
に送信するようにしている。そして、管制施設側で、い
ずれかの方法により送信された被管制対象の測位データ
を受信すると、管制施設に設置された電子計算機が送信
された被管制対象の測位データと測位時刻をもとに、被
管制対象位置の表示装置に出力し、それを監視すること
で行われている。
ない特定区域を飛行する被管制対象、例えば洋上航路を
飛行する航空機については、被管制対象自身が測位した
位置データを、HF通信回線を利用して音声により地上
の中継施設に送信し、中継施設から地上のデータリンク
回線で前記の電子計算機に送信するようになされてい
る。
ータ送信はおよそ1時間に1回程度である。このため、
電子計算機が被管制対象の現在時刻における位置を推測
することになり、その精度は高いとは言えない。
データを送信する時間間隔を短縮するには、中継回線の
不足および中継の負荷に関する対策が必要である。これ
らの課題を解決せずには、複数の被管制対象ごとの飛行
間隔小さくすることはできない。換言すれば、被管制対
象毎の飛行間隔を大きくするよう規定しないと安全性を
維持できず、その洋上航路の運用に大きな制約を与えて
いる。
象の測位データを地上の管制施設に送信するに当たり、
音声を使用しないデータリンク通信を可能にする衛星通
信システムが開発されつつあるが、この衛星通信システ
ムの運用を可能にするためには、それぞれの被管制対象
は衛星通信を可能にする通信手段を整備する必要があ
る。このことは、被管制対象にとって大きな経費負担を
生むことになる。
来では、洋上等の特定区域において、多数の被管制対象
に多大な経費の負担を与えずに、その位置を監視するこ
とができる有効なシステムがなく、今後予想される被管
制対象の増大に早急に対応することが強く望まれてい
る。
されたもので、特定区域内の多数の被管制対象の位置デ
ータを、少ない通信回線で短時間にかつ高精度に取得す
ることができ、しかも被管制対象にかける負担も少ない
被管制対象監視システムを提供することを目的とする。
に第1の発明は、特定区域内の複数の被管制対象の位置
を管制施設側で監視する被管制対象監視システムにおい
て、前記特定区域内で運行中の全被管制対象に予め付与
される識別コードを互いに重複しないように監視サイク
ルの時分割タイムスロットに割り当てて、各タイムスロ
ットをそれぞれ対応する識別コードを持つ被管制対象の
データ送信期間とし、前記複数の被管制対象及び管制施
設は、それぞれ双方で管理している時刻を一致させる時
刻調整手段を備え、前記複数の被管制対象は、前記時刻
調整手段により調整される時刻に基づいて前記タイムス
ロットを管理するタイムスロット管理手段と、衛星航法
装置を用いて少なくとも自己の測位データを取得する測
位データ取得手段と、特定の通信回線を通じて他の被管
制対象から伝送されるタイムスロット毎の測位データを
受信する測位データ受信手段と、前記測位データ取得手
段及び測位データ受信手段で得られる自他別測位データ
をそれぞれ対応するタイムスロットの期間内に前記通信
回線を通じて送信する測位データ送信手段とを備え、前
記管制施設は、前記時刻調整手段により調整される時刻
に基づいて前記タイムスロットを管理するタイムスロッ
ト管理手段と、一定の監視サイクル毎に、前記通信回線
を通じて前記被管制対象からタイムスロット毎に送られ
てくる測位データを受信する測位データ受信手段と、こ
の手段で測位データを受信したとき、そのタイムスロッ
トから対応する識別コードを判別することで受信した測
位データのそれぞれの送信元の被管制対象を把握する送
信元判別手段とを備え、各被管制対象が互いに特定の通
信回線を用いて自己の測位データを送信すると共に、他
の被管制対象から送信される測位データを受信し再送す
ることで、複数の被管制対象の測位データが管制施設に
到達するようにしたことを特徴とする。
手段において、衛星航法装置を用いて航法衛星の管理時
刻を取得し、この管理時刻を基準に時刻調整を行うこと
を特徴とする。
おいて、前記測位データ受信時に送信したタイムスロッ
トに自己及び中継測位データが乗せられているかモニタ
するモニタ手段を備えることを特徴とする。
おいて、監視サイクル毎に測位データ受信、測位データ
送信、送受無しを順に繰り返すことを特徴とする。
の前記測位データ取得手段において、測位データに取得
時刻情報を含めることを特徴とする。
信手段において、被送信測位データを取得時刻情報が最
新のものに更新する機能を有することを特徴とする。
いて、前記測位データ受信手段及び送信元判別手段によ
り一定の監視サイクル毎に得られる前記測位データ及び
その送信元被管制対象に基づいて各被管制対象の位置表
示を行う表示手段とを備えることを特徴とする。
において、前記測位データに取得時刻情報が含まれてい
るとき、受信した測位データの送信元被管制対象の現在
位置をその送信元被管制対象の運行プランを参照して予
測する現在位置予測手段を備え、前記表示手段はその予
測した現在位置を表示することを特徴とする。
では、各被管制対象が互いに特定の通信回線を用いて自
己の測位データを送信すると共に、他の被管制対象から
送信される測位データを受信し再送するため、管制施設
に直接送信できない被管制対象の測位データも他の被管
制対象の中継によって管制施設に到達するようになり、
これによって管制施設側で特定区域内の多数の被管制対
象の位置データを、少ない通信回線で短時間にかつ高精
度に取得することができるようになる。この場合、既存
の通信回線を利用するため、被管制対象にかける負担も
少ない。
れる識別コードを互いに重複しないように対応付けた監
視サイクルの時分割タイムスロットを、対応する識別コ
ードを持つ被管制対象のデータ送信期間として割り当て
ているので、それぞれの被管制対象の測位データ送信は
重ならないようになる。また、それぞれの被管制対象
が、それぞれ自己の測位データを取得すると共に、特定
の通信回線を通じて他の被管制対象からタイムスロット
毎に送信される測位データを受信し、それぞれの測位デ
ータを割り当てられたタイムスロットの期間に同じ通信
回線を通じて送信するので、自己の測位データ送信と共
に他の測位データを再送することができるようになる。
さらに、管制施設が、上記通信回線を通じてタイムスロ
ット毎の測位データを受信すると共に、そのタイムスロ
ットから識別コードを判別し、受信した測位データの送
信元の被管制対象を判別するので、複数の被管制対象の
位置を一定の監視サイクルで把握できるようになる。
れ双方で管理している時刻を一致させる時刻調整手段を
持っているので、双方のタイムスロットの管理が正確に
なり、タイムスロットのずれによる識別コードの誤判定
を防止できるようになる。
整される時刻に基づいてタイムスロットを管理し、衛星
航法装置を用いて少なくとも自己の測位データを取得
し、特定の通信回線を通じて他の被管制対象からタイム
スロット毎の測位データを受信し、それぞれの自他別測
位データを対応するタイムスロットの期間内に同じ通信
回線を通じて送信することで実現することができる。
明の構成において、すでに各被管制対象に搭載されてい
る衛星航法装置を用いて航法衛星の管理時刻を取得し、
この管理時刻を基準に時刻調整を行うようにしているの
で、新たに時刻調整のための装置を搭載する必要がな
く、被管制対象にかける負担を少なくすることができ
る。
明の構成において、測位データ受信時に自己及び中継タ
イムスロットに測位データが乗せられているかをモニタ
することが可能となる。第4の発明によるシステムで
は、第1の発明の構成において、監視サイクル毎に測位
データ受信、測位データ送信、送受無しを順に繰り返す
ようにしているので、互いに送受機能に障害をもたらす
ことがなくなり、しかも使用する通信回線を1回線に特
定することができるようになる。
明の構成において、測位データに取得時刻情報が含まれ
るため、測位データ受信時に取得時刻情報を把握でき、
さらに現時刻との関係から測位時の位置のみならず、現
時刻での位置を予測可能となる。
明の構成において、測位データ送信時に被送信測位デー
タを取得時刻情報が最新のものに更新するため、常に最
新の測位データが中継されるようになる。
明の構成において、時刻調整手段により調整される時刻
に基づいてタイムスロットを管理し、一定の監視サイク
ル毎に、特定の通信回線を通じて被管制対象からタイム
スロット毎に送られてくる測位データを受信すると共
に、そのタイムスロットから対応する識別コードを判別
して受信した測位データのそれぞれの送信元被管制対象
を把握し、一定の監視サイクル毎に得られる測位データ
及びその送信元被管制対象に基づいて各被管制対象の位
置表示を行うことで、第1の発明の管制施設を実現して
いる。第8の発明によるシステムでは、第7の発明の構
成において、管制施設において、測位データに取得時刻
情報が含まれているとき、受信した測位データの送信元
被管制対象の現在位置をその送信元被管制対象の運行プ
ランを参照して予測し、その予測した現在位置を表示す
るようにして、現在時刻における各被管制対象の位置監
視を容易にしている。
設において、測位データに取得時刻情報が含まれている
とき、受信した測位データの送信元被管制対象の現在位
置をその送信元被管制対象の運行プランを参照して予測
し、その予測した現在位置を表示するようにして、現在
時刻における各被管制対象の位置監視を容易にしてい
る。
細に説明する。図1はこの発明に係る被管制対象システ
ムの第1の実施例を示すものである。ここでは、洋上を
飛行する航空機を被管制対象として監視するシステム構
成を示している。
は被管制対象(B)であり、それぞれ洋上航路を飛行
し、管制施設とは直接通信できない位置にある。3は被
管制対象(C)であり、管制施設と直接通信できる位置
にある。4は管制施設、5は航法衛星としてのGPS衛
星(実際に位置データを得るためには3個以上必要であ
るが、ここでは説明を簡単にするために1個で示す)で
ある。
ぞれ被管制対象上サブシステム11,21,31を搭載
する。尚、各サブシステム11,21,31はいずれも
同一構成であるため、ここでは11の構成のみ説明す
る。
11を備え、GPS衛星5からのGPS信号を受信して
GPS時刻および自己の位置データ(以下、測位データ
と称する)を取得する。さらに、このサブシステムは識
別コード発生器112、プロセッサ113、VHF受信
器114およびVHF送信器115を備える(VHFア
ンテナを含む)。
されているトランスポンダ内蔵のSSRコード発生器を
利用したもので、SSRコードをそのまま使用する。プ
ロセッサ113はGPS受信器111で得られた測位デ
ータを所定のフォーマットに編集すると共に、VHF受
信器114から入力された自身の周辺を飛行する他の被
管制対象の位置情報をもとに自身の位置情報を送信する
相手(図1において、被管制対象(A)1の場合には被
管制対象(B)2が該当)を決定し、GPS時刻を基準
に、識別コード発生器112からの識別コードに基づい
て編集データの送信時刻を管理する。
が編集した測位データを対応するタイムスロットで他の
被管制対象または管制施設(図1において、被管制対象
(A)1の場合には被管制対象(B)2が該当)に送信
する。
1、GPSアンテナ42、VHFアンテナ43が配置さ
れる。監視サブシステム41は、VHF受信器411、
目標検出装置412、監視プロセッサ413、表示装置
414を備える。
3で受けた各被管制対象(図ではA)からの測位データ
を受信する。目標検出装置412は、GPSアンテナ4
2で得られたGPS時刻に基づいて時刻を管理し、VH
F受信器411で得られる測位データを入力してその受
信時刻を求め、受信時刻からデータ送信元(被管制対
象)の識別コードを判別し、識別コード、位置データ受
信時刻を対応づけたターゲットレポートを編集して、監
視プロセッサ413へ出力する。
(図示せず)を通じてFDP(飛行計画情報処理システ
ム)、ARTS(ターミナルレーダ情報処理システ
ム)、RDP(航空路レーダ情報処理システム)等の他
施設と通信して監視用データファイルを収集し、監視フ
ァイルを作成して記録する。
標検出装置412で作成されたターゲットレポートを入
力し、監視ファイルとターゲットレポートの相関処理を
行って識別コードに対応する被管制対象の航空機識別符
号を判別特定し、個々の相関処理結果から監視ファイル
の更新処理を行う。このようにして得られた全被管制対
象の航空機識別符号および測位データを所定のフォーマ
ットに編集して表示データを作成し、表示装置414に
出力する。
置され、監視プロセッサ413からの表示データを例え
ばPPI表示して管制官らに提供する。上記構成におい
て、以下その運用について具体的に説明する。
は、その測位データ取得サイクルを少なくとも4秒程度
に収める必要がある(空港監視レーダの監視周期と同等
とする場合)。一方、航空機に搭載されるトランスポン
ダのSSRコード発生器は1桁0〜7の範囲の数値を4
桁(0000〜7777)で設定可能であるため、被管
制対象に搭載される識別コード発生器にこれを利用する
とすれば、4096機の被管制対象に互いに異なる識別
コードを割当可能である。
け渡し)を行う航空機間の飛行間隔を200NMとすれ
ば、その間の電波伝播に要する時間は1ms程度であ
り、各タイムスロットにおけるこの時間はデータ伝送上
に使用できないデッドタイムとして存在することとな
り、各航空機に割り当てられるタイムスロット幅は1m
sよりも長い時間を想定しなければならない。
技術により90ビットのデータを帯域幅25kHzの電
波により伝送するに要する時間は約2.9msであるか
ら、タイムスロット幅を3.9msとすることにより、
電波1波で毎秒256機の航空機を被管制対象として処
理することが可能である。
秒で監視するためには16波が必要となる。また、監視
周期を4秒とすれば、4096機を処理するためには4
波が必要となる。
で監視することとして、SSRコード12ビットのう
ち、上位4ビットにより被管制対象を16のグループに
分割してそれぞれに1波を割り当て、各グループにおい
て、識別コード下位8ビットの若い順に1秒間を256
に分割した各タイムスロットを測位データの送信期間と
して割り当てる。
機の識別コードとしてSSRコードを用い、監視サイク
ルを3[秒/サイクル]とし、GPS時刻を基準に1監
視サイクルを4096個のタイムスロット(1タイムス
ロット=73.2…約0.75ms)に時分割し、分割
した第1タイムスロット乃至第4096タイムスロット
をそれぞれ識別コードの若い順に被管制対象の測位デー
タ送信期間に割り当てる。
1」が付与されている航空機は第1タイムスロットの期
間、「1111」が付与されている航空機は第1111
タイムスロットの期間にそれぞれ測位データを送信す
る。
ことにより、被管制対象(送信元および中継する航空機
を含む)および管制施設のそれぞれの間で識別コードの
データ送受信が不要になる。また、それぞれの間で、送
信時刻を調整しあう必要もない。
GPS時刻を基準としているので、全被管制対象および
管制施設の管理時刻を容易にかつ高精度に一致させるこ
とができ、これによって正確なタイムスロットの割り当
てを実現できる。
する。被管制対象Aは、自己のVHF受信器を通じて被
管制対象Bの送信をモニタすることで、被管制対象Bが
被管制対象Cに対してBの測位データを中継するよう依
頼していることを知り、さらに被管制対象Bが被管制対
象Aよりも管制施設に近い位置を飛行していることを知
ることができる(ステップa)。そこで被管制対象Aで
は測位データを中継依頼する被管制対象をBと決定す
る。
の例では第n+1監視サイクル)の自己のSSRコード
に対応するタイムスロット(図2の例では第3333タ
イムスロット)で、被管制対象Bに宛ててその時の測位
データ(An+1)を送信する(ステップb)。
被管制対象Aからその測位データを受信し、次の第n+
2監視サイクルで被管制対象Cに中継する。この時の送
信タイムスロットは送信元である被管制対象Aに割り当
てられた第3333タイムスロットを使用する(ステッ
プc)。
被管制対象Bが被管制対象Cに対し被管制対象Aの測位
データを中継していることをモニタする(ステップ
d)。第n+3監視サイクルで、被管制対象Cが被管制
対象Aの測位データをさらに他の被管制対象または管制
施設に中継するが、被管制対象Bは自己が中継した被管
制対象Aの測位データを被管制対象Cが受信して他に中
継しているかモニタする(ステップe)。この監視サイ
クルでは、被管制対象Aは被管制対象Bが中継の様子を
モニタしていることに対して障害にならないように、被
管制対象Bに対し、自己の測位データを送信しないよう
にする(ステップf)。
象Aは第n+1監視サイクルと同様に再び被管制対象B
に測位データを送信する。以上のように、3回の監視サ
イクルのなかで、測位データの送信、送信先が次の中継
先に送信することのモニタ、送受無し(休憩)という3
つの動作を行い、それを繰り返すことで測位データの中
継を実現する。
イクルに1回の割合で更新された位置データが管制施設
4に伝えられるので、管制施設4では3秒に1回のデー
タ更新がなされることになる。これは10秒に1回の更
新がなされる現状のRDPよりも高い更新率である。よ
って、本システムをRDPに連結することで、RDPの
システム精度の向上をもたらすことができる。
象Cを通じてA,B,Cの測位データを取得できる。こ
こで、管制施設4では、GPS時刻を利用して被管制対
象A,B,Cと同じようにタイムスロットを管理する。
そして、一定の監視サイクル毎に、VHF回線を通じて
被管制対象Cから測位データを受信すると共に、受信の
あったタイムスロットから対応する識別コードを判別し
て、受信した測位データのそれぞれの送信元被管制対象
を把握し、一定の監視サイクル毎に得られる測位データ
及びその送信元被管制対象に基づいて各被管制対象の位
置表示を行う。
まれているので、受信した測位データの送信元被管制対
象の現在位置をその送信元被管制対象の運行プランを参
照して予測し、その予測した現在位置を表示すること
で、現在時刻における各被管制対象A,B,Cの位置監
視を容易にすることができる。
ステムによれば、洋上の多数の被管制対象の位置データ
を、VHF帯1回線で短時間にかつ高精度に取得するこ
とができる。しかも、被管制対象に衛星通信回線を搭載
させる必要がないので、被管制対象にかける負担も少な
い。
すものである。この実施例は、山間を飛行する救難航空
機の監視を行うものである。尚、図3において図1と同
一部分には同一符号を付して示すことでその説明は省略
する。
Dはレーダの覆域から外れることがしばしばある。そこ
で、被管制対象Eを山間上空に位置させ、被管制対象D
の測位データを上空の被管制対象(E)を通じて、さら
に幹線空路の被管制対象(F)を中継してまたは直接、
管制施設(G)に送られるようにする。この実施例の構
成によれば、救難航空機の有効な監視システムを構築す
ることができる。尚、この発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その他この発明の要旨を変更しない範
囲で種々変形しても同様に実施可能である。
定区域内の多数の被管制対象の位置データを、少ない通
信回線で短時間にかつ高精度に取得することができ、し
かも被管制対象にかける負担も少ない被管制対象監視シ
ステムを提供することができる。
1の実施例の構成を示す図である。
を中継する方法を示す図である。
2の実施例を示す図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 特定区域内の複数の被管制対象の位置を
管制施設側で監視する被管制対象監視システムにおい
て、 前記特定区域内で運行中の全被管制対象に予め付与され
る識別コードを互いに重複しないように監視サイクルの
時分割タイムスロットに割り当てて、各タイムスロット
をそれぞれ対応する識別コードを持つ被管制対象のデー
タ送信期間とし、 前記複数の被管制対象及び管制施設は、それぞれ双方で
管理している時刻を一致させる時刻調整手段を備え、 前記複数の被管制対象は、 前記時刻調整手段により調整される時刻に基づいて前記
タイムスロットを管理するタイムスロット管理手段と、 衛星航法装置を用いて少なくとも自己の測位データを取
得する測位データ取得手段と、 特定の通信回線を通じて他の被管制対象から伝送される
タイムスロット毎の測位データを受信する測位データ受
信手段と、 前記測位データ取得手段及び測位データ受信手段で得ら
れる自他別測位データをそれぞれ対応するタイムスロッ
トの期間内に前記通信回線を通じて送信する測位データ
送信手段とを備え、 前記管制施設は、 前記時刻調整手段により調整される時刻に基づいて前記
タイムスロットを管理するタイムスロット管理手段と、 一定の監視サイクル毎に、前記通信回線を通じて前記被
管制対象からタイムスロット毎に送られてくる測位デー
タを受信する測位データ受信手段と、 この手段で測位データを受信したとき、そのタイムスロ
ットから対応する識別コードを判別することで受信した
測位データのそれぞれの送信元の被管制対象を把握する
送信元判別手段とを備え、 各被管制対象が互いに特定の通信回線を用いて自己の測
位データを送信すると共に、他の被管制対象から送信さ
れる測位データを受信し再送することで、複数の被管制
対象の測位データが管制施設に到達するようにしたこと
を特徴とする被管制対象監視システム。 - 【請求項2】 前記時刻調整手段は、衛星航法装置を用
いて航法衛星の管理時刻を取得し、この管理時刻を基準
に時刻調整を行うことを特徴とする請求項1記載の被管
制対象監視システム。 - 【請求項3】 前記被管制対象は、前記測位データ受信
時に送信したタイムスロットに自己及び中継測位データ
が乗せられているかモニタするモニタ手段を備えること
を特徴とする請求項1記載の被管制対象監視システム。 - 【請求項4】 前記被管制対象は、監視サイクル毎に測
位データ受信、測位データ送信、送受無しを順に繰り返
すことを特徴とする請求項1記載の被管制対象監視シス
テム。 - 【請求項5】 前記測位データ取得手段は、測位データ
に取得時刻情報を含めることを特徴とする請求項1記載
の被管制対象監視システム。 - 【請求項6】 前記測位データ送信手段は、被送信測位
データを取得時刻情報が最新のものに更新する機能を有
することを特徴とする請求項1記載の被管制対象監視シ
ステム。 - 【請求項7】 前記管制施設は、前記測位データ受信手
段及び送信元判別手段により一定の監視サイクル毎に得
られる前記測位データ及びその送信元被管制対象に基づ
いて各被管制対象の位置表示を行う表示手段とを備える
ことを特徴とする請求項1記載の被管制対象監視システ
ム。 - 【請求項8】 前記測位データに取得時刻情報が含まれ
ているとき、前記管制施設は、受信した測位データの送
信元被管制対象の現在位置をその送信元被管制対象の運
行プランを参照して予測する現在位置予測手段を備え、
前記表示手段はその予測した現在位置を表示することを
特徴とする請求項7記載の被管制対象監視システム。
Priority Applications (6)
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1995
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