JP3042469B2 - 航空機監視システム - Google Patents

航空機監視システム

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JP3042469B2
JP3042469B2 JP9298918A JP29891897A JP3042469B2 JP 3042469 B2 JP3042469 B2 JP 3042469B2 JP 9298918 A JP9298918 A JP 9298918A JP 29891897 A JP29891897 A JP 29891897A JP 3042469 B2 JP3042469 B2 JP 3042469B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は航空機監視システム
に関し、特に二次監視レーダによる空港面上の航空機を
識別し管制誘導を行なう航空機監視システムに関する。
【0002】
【従来の技術】近年航空機の増加に伴い、空港面に存在
する航空機の管制を目的に空港面での航空機の識別方式
が重要になっている。従来この種の航空機識別方式は、
既設の二次監視レーダ(SSR:Secondary
Surveillance Rader)からの質問に
対する航空機のトランスポンダからの応答信号を傍受し
て、航空機の位置を測位し、かつ航空機のコード識別を
行なっている。
【0003】図6はガーブル状態を示す説明図である。
【0004】空港面上で複数の航空機が存在する場合、
SSR送受信装置からの空中線走査ビーム方向は図示の
通りであるため、SSR送受信装置をそのまま使用した
場合、応答信号の重畳(ガーブル)により複数の航空機
のコード識別が不可能となる。
【0005】このような航空機識別方式の一例として、
特開平8−105966号公報記載の「監視レーダ装
置」が知られている。
【0006】この公報では、既設の二次監視レーダ装置
の質問信号に応答して、航空機から送信された応答信号
を傍受するとともに、人工衛星を利用した測位システム
の基準信号を受信し、この基準信号に同期したトリガパ
ルスを用いて同期干渉を擬似的に発生し、傍受した応答
信号により目標データを生成し、これを3局以上の受信
局で受信して航空機の識別情報を得る技術が記載されて
いる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の航空機
監視システムは、レーダビーム走査範囲が固定されてい
るので空港内全体での監視機能が乏しいという欠点を有
している。
【0008】また、レーダ監視機能を航空面の複数場所
に設置する必要があるためシステムの規模拡大による経
済性を損なうという欠点を有している。
【0009】本発明の目的は、広範囲の監視機能に優れ
たビーム走査可能な航空機監視システムを提供すること
にある。
【0010】
【課題を解決するための手段】 本発明の航空機監視シ
ステムは、空港面に存在する航空機を監視する航空機監
視システムにおいて、前記航空機に対して質問および応
答を行なうビーム走査手段を有する送受信局と、この送
受信局への前記航空機の応答を傍受する固定ビーム手段
を有する受信局と、前記送受信局および前記受信局から
のデータを双曲線測位方式で処理し前記航空機の位置お
よび識別番号を表示する処理局とを備えたことを特徴と
している。
【0011】空港面に存在する航空機を監視する航空機
監視システムにおいて、前記航空機に対して質問信号を
任意の範囲でビーム走査し、前記質問信号に対する応答
信号を受信する第1の空中線部と;高い時刻精度の第1
の同期基準信号を受信する第2の空中線部と;前記質問
信号を送信し、前記応答信号の受信と前記第1の同期基
準信号を受けて第1のビデオ信号に変換し、この第1の
ビデオ信号を第1の目標データとして処理し伝送する送
受信装置と;を有する送受信局と;この送受信局が受信
する前記応答信号を傍受する第3の空中線部と;高い時
刻精度の第2の同期基準信号を受信する第4の空中線部
と;傍受した前記応答信号と前記第2の同期基準信号を
受けて第2のビデオ信号に変換し、この第2のビデオ信
号を第2の目標データとして処理し伝送する受信装置
と;を有する受信局と;前記第1および第2の目標デー
タを受け、これらを処理し表示する処理局と;を備えた
ことを特徴としている。
【0012】また、前記受信局を複数設置したことを特
徴としている。
【0013】前記送受信装置が、前記質問信号を第1の
タイミング信号により送信する送信部と、前記応答信号
を前記第1のビデオ信号に変換出力する受信部と、前記
第1の同期基準信号から同期信号を出力するGPS受信
部と、前記同期信号から第1および第2のタイミング信
号を出力する送信制御部と、前記第2のタイミング信号
により前記第1のビデオ信号を前記第1の目標データと
して出力する目標検出部と、前記第1の目標データを伝
送する伝送部とを有したことを特徴としている。
【0014】前記受信装置が、傍受した前記応答信号を
前記第2のビデオ信号に変換出力する受信部と、前記第
2の同期基準信号から同期信号を出力するGPS受信部
と、前記同期信号により前記第2のビデオ信号を前記第
2の目標データとして出力する目標検出部と、前記第2
の目標データを伝送する伝送部とを有したことを特徴と
している。
【0015】前記処理局が、前記第1および第2の目標
データを受信する第1および第2の伝送部と、これら伝
送部が各々出力する目標データを処理する処理部と、こ
の処理部が出力するデータを表示する表示部とを有した
ことを特徴としている。
【0016】前記第2および第4の空中線部が、全測位
衛星システム(GPS)による衛星からの基準信号を受
信することを特徴としている。
【0017】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0018】図1は本発明の航空機監視システムの一つ
の実施の形態を示すブロック図である。
【0019】図1に示す本実施の形態は、航空機(図示
せず)に対して質問信号を送信し、また航空機からの応
答信号を受信する送受信局30と、航空機からの応答信
号を傍受する受信局31と、送受信局30および受信局
31からのデータを処理し表示する処理局32とから構
成されている。
【0020】送受信局30は、空中線装置1と、GPS
空中線11と、送受信装置28とから構成され、送受信
装置28はSSR質問信号12を送信する送信部3と、
SSR応答信号13を受信する受信部5と、GPS空中
線11からのGPS基準信号23を受信するGPS受信
部2と、このGPS受信部2が出力する基準信号15を
受けて送信部3にシステムトリガ信号14を、目標検出
部6にシステムトリガ信号24を出力する送信制御部4
と、システムトリガ信号24を受け受信部5が出力する
ビデオ信号26をターゲットデータ16に変換出力する
目標検出部6と、このターゲットデータ16を処理局3
2に伝送する伝送部7とを有している。
【0021】受信局31は、空中線装置8と、GPS空
中線11aと、受信装置29とから構成され、受信装置
29は送受信局30からの電波を傍受した空中線装置8
からのSSR応答信号19を受信してビデオ信号20に
変換出力する受信部5aと、GPS空中線11aからの
GPS基準信号25を受信するGPS受信部2aと、G
PS受信部2aからのシステムトリガ信号21およびビ
デオ信号20を入力しターゲットデータ22を出力する
目標検出部6aと、このターゲットデータ22を伝送す
る伝送部7aとを有している。
【0022】処理局32は、伝送部7,7aが伝送した
ターゲットデータ16,22を受信する伝送部7b,7
cと、これら伝送部が出力するターゲットデータ17,
18を処理する処理部9と、処理部9が出力するデータ
を表示する表示部10とを有している。
【0023】図2は送受信局および受信局の設置例を示
す説明図である。
【0024】空港面に4箇所受信局31,33,34,
35を設置し、ターミナルビル等に送受信局30を設置
したシステム構成としている。ターミナルビル等に設置
した送受信局30の空中線装置1のビーム走査により、
空港面全体が走査できるようになる。
【0025】次に、図1および図2を参照して本実施の
形態の動作をより詳細に説明する。
【0026】送受信局30の空中線装置1は送信部3で
発生したSSR質問信号12を任意の範囲で走査させな
がら航空面上の航空機に対してビーム送信し、またSS
R質問信号12に対する航空機からのSSR応答信号1
3を受信して受信部5へ送出する。受信部5は受信した
SSR応答信号13をビデオ信号26に変換し、目標検
出部6へ送出する。ここで送信制御部4はGPS受信部
2が出力する基準信号15を受け、ある繰り返し周期を
もつシステムトリガ信号14,24を発生し、各々を送
信部3および目標検出部6へ送出する。目標検出部6は
受信部5からのビデオ信号26を処理し、ターゲットデ
ータ16として伝送部7を介して処理局32へ伝送す
る。
【0027】次に受信局31,33,34,35では、
各々の空中線装置8が送受信局30からのSSR応答信
号13を傍受し、これを航空機のSSR応答信号19と
して受信部5aに出力する。受信部5aはSSR応答信
号19をビデオ信号20に変換し、目標検出部6aに送
出する。ここでGPS受信部2aはGPS空中線11a
からのGPS基準信号25に基づき、送受信局30の送
信繰り返し周波数の周期と同期したシステムトリガ信号
21を発生し目標検出部6aに出力する。システムトリ
ガ信号21の発生にGPS(Global Posit
ioningSystem)を使用しているのは、より
高い時刻精度を得るためである。
【0028】目標検出部6aは受信部5aからのビデオ
信号20とシステムトリガ信号21を用いて、SSR装
置の信号特性である「同期干渉」を擬似的に起こすこと
により目標の検出・処理を行ない、ターゲットデータ2
2として伝送部7aを介して処理局32へ伝送する。
【0029】図3は同期干渉の原理を示す説明図であ
る。
【0030】ここで「同期干渉」とは、同一の送信繰り
返し周期を有する2つ以上のSSR装置が相互の覆域内
に重畳して存在する場合に生じる現象である。
【0031】図3を参照すると、A局SSR装置のSS
R質問信号に対する航空機からのSSR応答信号がA局
及びB局に現れ、またB局SSR装置のSSR質問信号
に対する航空機からのSSR応答信号がB局及びA局に
現れる。このため、A局およびB局では自局のSSR質
問信号に対するSSR応答信号だけでなく他局のSSR
応答信号をも受信するので、それぞれ相手局に偽の目標
を与えることになる。すなわち、A局とB局のシステム
タイミングの繰り返し周期が一致している場合は、1ス
イープ目に見つけたSSR応答信号に対して、2スイー
プ目にゲート(距離による)をかけることにより、その
ゲートに入力したもののみ自局が送信したSSR質問信
号に対する該当航空機のSSR応答信号であると判断で
きる。
【0032】次に処理局32の処理部9は、送受信局3
0および受信局31からの伝送部7,7aを介して伝送
されたターゲットデータ16,22を、処理局32の伝
送部7b,7cを介して受けたターゲットデータ17,
18として双曲線測位方式により処理部9で処理し、航
空機の位置情報および識別番号を得て表示部10に表示
する。
【0033】図4は航空機の位置算出方法を示す図であ
る。また、図5は航空機受信対象範囲を示す図である。
【0034】図4を参照して双曲線測位方式について説
明する。
【0035】送受信局30の空中線装置1から送信され
たSSR質問信号12に対しての航空機からのSSR応
答信号13は、ある時刻差をもって送受信局30、受信
局31で受信される。この時刻差により、受信域として
1本の双曲線を描くことができる。また、送受信局30
の空中線装置1のビーム方位は既知であるため、その方
向に1本の直線を引くことができる。この1本の双曲線
および1本の直線の交点を航空機の位置と判定する方式
が双曲線測位方式である。従って、航空機の送受信局3
0によるSSR応答信号13および受信局31によるS
SR応答信号19にもとづき、受信時刻差により描かれ
る1本の双曲線と、送受信局30の空中線ビーム方位に
よる1本の直線との交点を航空機の位置とする双曲線測
位方式を用いて航空機の位置検出を行なうので、1つの
送受信局30および複数の受信局31で航空機の監視シ
ステムを構築することができる。
【0036】図5に示す通り、送受信局30のビーム走
査範囲と受信局31のビーム走査範囲とが交差して重畳
する範囲が、航空機の受信対象範囲となる。
【0037】上述の様に、送受信局30はビーム走査で
きる空中線装置1を有し、受信局31はビーム方位を固
定した空中線8を有する。そこで空中線装置1および空
中線装置8のビームを交差させ受信対象範囲を限定する
ことにより、この受信範囲内の航空機を探知できる。す
なわち、受信対象範囲を限定することにより、SSR応
答信号13,19の重畳(ガーブル)を回避することが
できる。
【0038】このため送受信局および受信局並びに航空
機が通過する可能性の高いところに1システムを配置す
るようなシステムの装置構成が大規模になることはな
く、送受信局30の空中線ビーム方位を任意の範囲で走
査し、積極的に航空機の捕捉を行なうことができる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の航空機監
視システムは、任意の範囲を単一空中線装置でビーム走
査できるので、空港面の監視対象範囲を拡大できかつ設
置する装置台数が少ないため、監視機能並びにシステム
の経済性に優れるという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の航空機監視システムの一つの実施の形
態を示すブロック図である。
【図2】送受信局および受信局の設置例を示す説明図で
ある。
【図3】同期干渉の原理を示す説明図である。
【図4】航空機の位置算出方法を示す図である。
【図5】航空機受信対象範囲を示す図である。
【図6】ガーブル状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1 空中線装置 2,2a GPS受信部 3 送信部 4 送信制御部 5,5a 受信部 6,6a 目標検出部 7,7a,7b,7c 伝送部 8 空中線装置 9 処理部 10 表示部 11,11a GPS空中線 12 SSR質問信号 13 SSR応答信号 14 システムトリガ信号 15 基準信号 16 ターゲットデータ 17,18 ターゲットデータ 19 SSR応答信号 20 ビデオ信号 21 システムトリガ信号 22 ターゲットデータ 23 GPS基準信号 24 システムトリガ信号 25 GPS基準信号 26 ビデオ信号 28 送受信装置 29 受信装置 30 送受信局 31 受信局 32 処理局 33、34、35 受信局
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空港面に存在する航空機を監視する航空
    機監視システムにおいて、前記航空機に対して質問およ
    び応答を行なうビーム走査手段を有する送受信局と、こ
    の送受信局への前記航空機の応答を傍受する固定ビーム
    手段を有する受信局と、前記送受信局および前記受信局
    からのデータを双曲線測位方式で処理し前記航空機の位
    置および識別番号を表示する処理局とを備えたことを特
    徴とする航空機監視システム。
  2. 【請求項2】 空港面に存在する航空機を監視する航空
    機監視システムにおいて、 前記航空機に対して質問信号を任意の範囲でビーム走査
    し、前記質問信号に対する応答信号を受信する第1の空
    中線部と;高い時刻精度の第1の同期基準信号を受信す
    る第2の空中線部と;前記質問信号を送信し、前記応答
    信号の受信と前記第1の同期基準信号を受けて第1のビ
    デオ信号に変換し、この第1のビデオ信号を第1の目標
    データとして処理し伝送する送受信装置と;を有する送
    受信局と;この送受信局が受信する前記応答信号を傍受
    する第3の空中線部と;高い時刻精度の第2の同期基準
    信号を受信する第4の空中線部と;傍受した前記応答信
    号と前記第2の同期基準信号を受けて第2のビデオ信号
    に変換し、この第2のビデオ信号を第2の目標データと
    して処理し伝送する受信装置と;を有する受信局と;前
    記第1および第2の目標データを受け、これらを処理し
    表示する処理局と;を備えたことを特徴とする航空機監
    視システム。
  3. 【請求項3】 前記受信局を複数設置したことを特徴と
    する請求項1又は請求項2記載の航空機監視システム。
  4. 【請求項4】 前記送受信装置が、 前記質問信号を第1のタイミング信号により送信する送
    信部と、前記応答信号を前記第1のビデオ信号に変換出
    力する受信部と、前記第1の同期基準信号から同期信号
    を出力するGPS受信部と、前記同期信号から第1およ
    び第2のタイミング信号を出力する送信制御部と、前記
    第2のタイミング信号により前記第1のビデオ信号を前
    記第1の目標データとして出力する目標検出部と、前記
    第1の目標データを伝送する伝送部とを有したことを特
    徴とする請求項2又は請求項3記載の航空機監視システ
    ム。
  5. 【請求項5】 前記受信装置が、 傍受した前記応答信号を前記第2のビデオ信号に変換出
    力する受信部と、前記第2の同期基準信号から同期信号
    を出力するGPS受信部と、前記同期信号により前記第
    2のビデオ信号を前記第2の目標データとして出力する
    目標検出部と、前記第2の目標データを伝送する伝送部
    とを有したことを特徴とする請求項2、3又は4記載の
    航空機監視システム。
  6. 【請求項6】 前記処理局が、 前記第1および第2の目標データを受信する第1および
    第2の伝送部と、これら伝送部が各々出力する目標デー
    タを処理する処理部と、この処理部が出力するデータを
    表示する表示部とを有したことを特徴とする請求項2,
    3,4又は5記載の航空機監視システム。
  7. 【請求項7】 前記第2および第4の空中線部が、全測
    位衛星システム(GPS)による衛星からの基準信号を
    受信することを特徴とする請求項2、3、4、5又は6
    記載の航空機監視システム。
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