JP2821400B2 - 航法支援装置 - Google Patents
航法支援装置Info
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Description
法支援装置に関し、特に地表の障害物等を回避するため
の航法支援装置に関する。
す構成例のごとくレーダ装置から照射されるビームを用
いた測的探知等の応用目的の一部分として、地表の障害
物、山岳を回避するためのモードを有する航法援助シス
テムであり、レーダ装置３０１、電波高度計３０２、及
び航法装置３０３から構成される。これらのシステムか
ら得られる測距データ、位置，姿勢角データ等を用い
て、直接障害物や山岳等をビームの到達する範囲内にお
いて探知することにより危険を回避するものである。ま
た、こうした装置から得られるデータと、あらかじめ準
備した地図データ・ベース３０４との比較照合を行う比
較照合装置３０５により、地図上の正確な飛行航路を算
出し、前方の障害物等の地形回避を行うためのプログラ
ムを有するものもある。
は、レーダ装置からのビームが、グレージング角（伏
角）をもって前方に照射されるものであり、その測距距
離はビームのスラント距離にグレージング角度の余弦を
乗じたものである。さらに、ビームをアジマス角度方向
に走査させることによって側方の有限な角度範囲の測距
離が得られる。こうしたデータに姿勢角等の補正を加え
ることにより、前方の地点における高度情報を算出し、
その結果、地形の勾配が急激に増加してきたり、障害物
等が直接探知された場合には、飛行高度の変更を表示し
たり、自動的に飛行制御を行う航法制御装置３０６を備
えるものである。
置を有する手法においては、電波高度計及び慣性航法装
置により得られる高度データ、自己位置、姿勢角データ
等をあらかじめデータ・ベース化された地図情報と縮
尺、並進、回転等のデータ変換を経てプログラムにより
データの照合を行い、正確な自己位置及び飛行経路を算
出するものである。
よって斜前方及び側方の画像を合成し、その画像情報と
データ・ベースにある地図情報とを重ね合わせ、画像の
相関をとることによって両画像の誤差を最小にするよう
に自己位置の修正を行う方式もある。
従来航法支援装置のように、レーダ装置を用いる手法は
大変高価なものであり、重量、容量等において制限のあ
る飛行体にとって大きな負担となる。また、航空機用の
レーダは、多目的の運用を前提としており、比較的プロ
グラム容量の大きな地形回避等のモードは、ソフトウェ
アの制約においても負荷を増大させる。また、照射ビー
ムを広範囲に走査するにしてもビームの到達範囲内にお
ける地形しか把握できない。
照合を用いる手法は、いかなる地域においても地形高度
の詳細なデータを入手する必要があり、現状では、衛星
からの二次元画像データ及び等高線から読み取ったデジ
タル・マップを利用せざるを得ない。こうしたデータ
は、分解能において不十分であったり、情報が秘の扱い
で管理されているため高解像度な画像データを使用する
ことは極めて困難である。また、合成開口レーダによる
画像は複雑な信号処理と、長い処理時間を要する。いず
れの方式においても、二次元画像データからの正確な高
度情報の抽出は、地形と植生情報の分離、陰影処理、起
伏等の算出処理は精密かつ大量のデータ・ベースを用
い、多くのソフトウェア上の容量を必要とする。
計と慣性航法装置のみを利用し、ビームの前方見通し外
の地形を推定することができる航法支援装置を提供する
ことである。
よって前方の地形まで推定できる航法支援装置を提供す
ることである。
は、上空より地表に対して電波を送信し、その反射信号
を受信するまでの時間により飛行高度を測定する電波高
度計と、位置，速度等の情報を出力する航法装置と、電
波高度計及び航法装置の出力データを記憶するデータ記
憶装置と、電波高度計及び航法装置からの現時点データ
及び前記データ記憶装置からの過去データを入力とし、
地形の特徴を抽出し、現時点の地形を推定する地形推定
装置と、地形推定装置出力より、進行方向の地形を予測
する地形予測装置と、地形予測装置出力に応じて障害物
の回避、飛行高度の変更等の航法制御情報を表示あるい
は飛行制御を行う航法制御装置を備えている。
計出力の高度情報を所定の長さ単位で量子化する高度量
子化器と、航法装置出力の位置情報をこの所定の長さ単
位で量子化する位置量子化器と、高度量子化器及び位置
量子化器とにより所定の長さ単位で区切られた小領域内
に電波高度計出力の高度値が存在する個数を計数する領
域数計数器と、所定の長さを変更しながら領域数計数器
出力値を収集し、所定長に対する領域数計数器出力値よ
り地形のフラクタル次元を算出するフラクタル次元算出
器と、電波高度計出力の高度値と航法装置出力の位置情
報とより地形の起伏スペクトル及びパワースペクトルを
算出する地形スペクトル算出器と、フラクタル次元算出
器出力のフラクタル次元と地形スペクトル算出器出力の
起伏スペクトル，パワースペクトルとより地形の相関性
を算出する相関算出器とを備えると共に、地形の予測を
前記の地形推定装置出力の起伏スペクトル，パワースペ
クトル及びフラクタル次元の相関性に基づき、自己回避
過程（ａｕｔｏｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ ｐｒｏｃｅｓ
ｓ：ＡＲ過程）を用いて行ってもいる。
可能とするように、電波高度計入力信号の信号強度及び
ドップラ周波数を算出する受信信号処理装置を有し、受
信信号強度及びドップラ周波数の分布より、地表の植生
等の地勢を推定する地勢推定器も備えてもよい。
説明する。図１は、本発明の一実施例を示す図である。
同図において、空中線１０１で受信された地表からの反
射信号は、電波高度計１０２において送信から受信まで
の時間を算出することにより、高度情報に変換される。
一方、航法装置１０３からは、位置、速度等の情報が出
力される。電波高度計１０２の出力及び航法装置１０３
の、出力は、地形推定装置１０４を構成する構成要素の
１つであるデータ記憶器１０５に入力される。データ記
憶器１０５の出力は、地形の起伏スペクトル及びパワー
スペクトルを算出する起伏スペクトル算出器１０６に入
力されるとともに、電波高度計１０２からの出力は高度
情報を所定の単位で量子化する高度量子化器１０７に、
他方航法装置１０３からの出力は位置情報を所定の単位
で量子化する位置量子化器１０８に入力される。高度量
子化器１０７及び位置量子化器１０８の出力は、電波高
度計１０２からの出力高度値が、各々の量子化器により
区切られた小領域内に存在する数を計数する領域計数器
１０９に入力される。領域計数器１０９の出力は、上記
の量子化単位の長さと領域数とからフラクタル次元を算
出するフラクタル次元算出器１１０に入力される。フラ
クタル次元算出器１１０の出力及び前記の起伏スペクト
ル算出器１０６の出力は、電波高度計１０２の出力の高
度情報、航法装置１０３の出力の位置、速度情報と共
に、相関算出器１１１に入力され、地形の相関性が算出
される。相関算出結果に基づき、地形予測装置１１２に
おいて、ＡＲ過程モデル等により地形の予測が行われ、
予測結果に基づき航法制御装置１１３において、障害回
避等の航法制御が実施される。
を示す。Ａ点〜Ｂ点は、データ記憶装置に記憶された過
去の高度値である。ここで、高度及び位置（距離）を所
定の長さΔＲ単位で量子化する。この時、このΔＲ単位
で区切られたセルにおいて、高度の値を含むセルの数を
領域数計数器により計数する（図２のハッチング領
域）。次に、ΔＲの値を変えて同様に高度の値を含むセ
ルの数を計数する。このΔＲに対するセル数の計数値Ｎ
（ΔＲ）より、 Ｎ（ΔＲ）・ΔＲD ＝Ｃ（定数） なるＤ（このＤをフラクタル次元と呼ぶ）をフラクタル
次元算出器により算出する。次に、位置に対する高度の
変化より起伏スペクトル及びパワースペクトルをＦＦＴ
手法等により起伏スペクトル算出器１０６にて算出す
る。この起伏スペクトル及びパワースペクトルについ
て、
り、次のＡＲ過程により高度値を次式により予測する。
ｆ（ｘ｜ｘ−Δｘ）の２乗平均値を最小とする条件より
予測値は、
は、（１）式を次のよく知られているＹｕｌｅ−Ｗａｌ
ｋｅｒの式を解くことにより容易に算出可能である。
行中に収集した高度等の飛行データより、地形・地勢を
推定、予測することにより、地図のない未知の場所にお
いても地表の障害回避を可能とする、リアルタイム性に
優れた小型・簡便で航空機等の飛行体に容易に搭載可能
な航法支援装置が得られる。
図。
Claims (2)
- 【請求項１】 航空機等の飛行体に搭載し、上空より地
表に対して電波を送信し、その反射信号を受信するまで
の時間から飛行高度を測定する電波高度計と、位置，速
度等の情報を出力する航法装置と、前記電波高度計及び
前記航法装置の各出力データを記憶するデータ記憶装置
と、前記電波高度計及び前記航法装置からの現時点デー
タ及び前記データ記憶装置からの過去データを入力と
し、地形の特徴を抽出し、現時点の地形を推定する地形
推定装置と、前記地形推定装置出力より、進行方向の地
形を予測する地形予測装置と、前記地形予測装置出力に
応じて障害物の回避、飛行高度の変更等の航法制御情報
を表示あるいは飛行制御を行う航法制御装置を備え、前記地形推定装置が、前記電波高度計出力の高度情報を
所定の長さ単位で量子化する高度量子化器と、前記航法
装置出力の位置情報を前記所定の長さ単位で量子化する
位置量子化器と、前記高度量子化器及び前記位置量子化
器とにより前記所定の長さ単位で区切られた小領域内に
前記電波高度計出力の高度値が存在する個数を計数する
領域数計数器と、前記所定の長さを変更しながら前記領
域数計数器出力値を収集し、前記所定長に対する前記領
域数計数器出力値より地形のフラクタル次元を算出する
フラクタル次元算出器と、前記電波高度計出力の高度値
と前記航法装置出力の位置情報とより地形の起伏スペク
トル及びパワースペクトルを算出する地形スペクトル算
出器と、前記フラクタル次元算出器出力のフラクタル次
元と前記地形スペクトル算出器出力の起伏スペクトル，
パワースペクトルとより地形の相関性を算出する相関算
出器とを備えることを特徴とする航法支援装置 。 - 【請求項２】 航空機等の飛行体に搭載し、上空より地
表に対して電波を送信し、その反射信号を受信するまで
の時間から飛行高度を測定する電波高度計と、位置，速
度等の情報を出力する航法装置と、前記電波高度計及び
前記航法装置の各出力データを記憶するデータ記憶装置
と、前記電波高度計及び前記航法装置からの現時点デー
タ及び前記データ記憶装置からの過去データを入力と
し、地形の特徴を抽出し、現時点の地形を推定する地形
推定装置と、前記地形推定装置出力より、進行方向の地
形を予測する地形予測装置と、前記地形予測装置出力に
応じて 障害物の回避、飛行高度の変更等の航法制御情報
を表示あるいは飛行制御を行う航法制御装置を備えた航
法支援装置において、 地形の予測を地形推定装置出力の起伏スペクトル，パワ
ースペクトル及びフラクタル次元の相関性に基づき、自
己回帰過程（ａｕｔｏｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅｐｒｏｃｅ
ｓｓ：ＡＲ過程）を用いて行うことを特徴とする 航法支
援装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7261365A JP2821400B2 (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | 航法支援装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7261365A JP2821400B2 (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | 航法支援装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09101364A JPH09101364A (ja) | 1997-04-15 |
| JP2821400B2 true JP2821400B2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=17360834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7261365A Expired - Lifetime JP2821400B2 (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | 航法支援装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2821400B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2006125867A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Seiko Epson Corp | 測位システム、端末装置、情報提供装置、端末装置の制御方法、端末装置の制御プログラム |
| WO2017022556A1 (ja) * | 2015-08-04 | 2017-02-09 | コニカミノルタ株式会社 | ガス検知装置及びガス検知方法 |
| RU2764322C1 (ru) * | 2021-09-14 | 2022-01-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения» | Способ минимизации средней высоты полета летательного аппарата, движущегося вблизи неровной поверхности, и устройство для его осуществления |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0695140B2 (ja) * | 1988-10-07 | 1994-11-24 | 三菱電機株式会社 | 地表マッピングレーダ装置 |
| JPH04126697A (ja) * | 1990-09-18 | 1992-04-27 | Toshiba Corp | 飛翔体の自動着陸装置 |
-
1995
- 1995-10-09 JP JP7261365A patent/JP2821400B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09101364A (ja) | 1997-04-15 |
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