JP3513057B2 - 広域管制支援システム - Google Patents
広域管制支援システムInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数レーダを使用
して航空管制業務を支援する広域管制支援システムに関
する。
して航空管制業務を支援する広域管制支援システムに関
する。
【０００２】
【従来の技術】（１）複数レーダの相関について
現状の航空管制において、複数のレーダを使用して航空
管制業務を支援する広域管制支援システムとしては、複
数のＡＳＲ（Airport Surveillance Rader）を用いたＡ
ＲＴＳ（Automated Rader Terminal System）と呼ばれ
るシステムが関西進入管制区にて用いられている。ま
た、複数のＡＲＳＲ（Air Route Surveillance Rader）
を用いたＲＤＰ（Rader Data Processing System）と呼
ばれるシステムがエンルート管制にて用いられている。
両システムとも、覆域が重なる部分は、どれか１サイト
のレーダ情報を使用している。
管制業務を支援する広域管制支援システムとしては、複
数のＡＳＲ（Airport Surveillance Rader）を用いたＡ
ＲＴＳ（Automated Rader Terminal System）と呼ばれ
るシステムが関西進入管制区にて用いられている。ま
た、複数のＡＲＳＲ（Air Route Surveillance Rader）
を用いたＲＤＰ（Rader Data Processing System）と呼
ばれるシステムがエンルート管制にて用いられている。
両システムとも、覆域が重なる部分は、どれか１サイト
のレーダ情報を使用している。
【０００３】レーダ観測誤差はレーダサイトと航空機の
相対位置関係で決まるため、レーダが切り替わる際に航
空機の表示位置が不連続になることが予想される。ま
た、あるレーダにおいてコースト状態（航空機の観測デ
ータが得られない状態）が続いた場合、航空機の位置推
定誤差が増加すると共に、コースト状態が復旧した際に
航空機の表示が不連続となることが予想される。それに
加え、現状では覆域、観測周期、観測精度等が異なる異
種レーダの相関（例：ＡＳＲとＡＲＳＲ）はまだ実施さ
れていない。
相対位置関係で決まるため、レーダが切り替わる際に航
空機の表示位置が不連続になることが予想される。ま
た、あるレーダにおいてコースト状態（航空機の観測デ
ータが得られない状態）が続いた場合、航空機の位置推
定誤差が増加すると共に、コースト状態が復旧した際に
航空機の表示が不連続となることが予想される。それに
加え、現状では覆域、観測周期、観測精度等が異なる異
種レーダの相関（例：ＡＳＲとＡＲＳＲ）はまだ実施さ
れていない。
【０００４】（２）位置推定誤差表示について
表１にＡＳＲとＡＲＳＲの観測精度を示す。
【０００５】
【表１】
【０００６】表１に示すように、距離分解能は方位分解
能に対して約一桁程度分解能がある。このため、上記Ａ
ＲＴＳ、ＲＤＰシステムにおいては、航空機の存在範囲
を知る目安として、レーダの方位分解能を示す線分表示
（コントロールスラッシュ）のみを行っており、距離分
解能を示す線分表示は省略している。また、コントロー
ルスラッシュの長さも、レーダのスラントレンジに応じ
て連続的に変化させてはおらず、ＡＲＴＳの場合は一
定、ＲＤＰの場合は２段階変化であり、あくまでも参考
程度としての表示という位置付けである。
能に対して約一桁程度分解能がある。このため、上記Ａ
ＲＴＳ、ＲＤＰシステムにおいては、航空機の存在範囲
を知る目安として、レーダの方位分解能を示す線分表示
（コントロールスラッシュ）のみを行っており、距離分
解能を示す線分表示は省略している。また、コントロー
ルスラッシュの長さも、レーダのスラントレンジに応じ
て連続的に変化させてはおらず、ＡＲＴＳの場合は一
定、ＲＤＰの場合は２段階変化であり、あくまでも参考
程度としての表示という位置付けである。
【０００７】しかしながら、レーダによる航空機位置の
推定誤差はレーダの距離・方位分解能そのものではな
い。位置推定誤差を正確に算出するためには、レーダサ
イトと航空機の相対位置関係から決まるレーダ観測精度
に、予測フィルタ（α−βフィルタ）の平滑化処理によ
る誤差特性を加味する必要がある。それに加え、複数レ
ーダを相関する場合、相関処理の影響も加味する必要が
生じ、位置推定誤差をコントロールスラッシュで表現す
ることは不適切である。
推定誤差はレーダの距離・方位分解能そのものではな
い。位置推定誤差を正確に算出するためには、レーダサ
イトと航空機の相対位置関係から決まるレーダ観測精度
に、予測フィルタ（α−βフィルタ）の平滑化処理によ
る誤差特性を加味する必要がある。それに加え、複数レ
ーダを相関する場合、相関処理の影響も加味する必要が
生じ、位置推定誤差をコントロールスラッシュで表現す
ることは不適切である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
の広域管制支援システムでは、複数レーダの覆域が重な
る領域であってもどれか１サイトのレーダ情報を使用し
ており、レーダが切り替わる際、あるいは、あるレーダ
がコースト状態から復旧した際に航空機表示位置が不連
続になってしまうことがある。そこで、本発明は、複数
レーダの適切な相関処理により、複数レーダの覆域が重
なる領域における航空機表示位置の不連続性を減少させ
ると共に、あるレーダがコースト状態になった場合にお
いて、航空機の位置推定誤差を減少させることのできる
広域管制支援システムを提供することを第１の目的とす
る。
の広域管制支援システムでは、複数レーダの覆域が重な
る領域であってもどれか１サイトのレーダ情報を使用し
ており、レーダが切り替わる際、あるいは、あるレーダ
がコースト状態から復旧した際に航空機表示位置が不連
続になってしまうことがある。そこで、本発明は、複数
レーダの適切な相関処理により、複数レーダの覆域が重
なる領域における航空機表示位置の不連続性を減少させ
ると共に、あるレーダがコースト状態になった場合にお
いて、航空機の位置推定誤差を減少させることのできる
広域管制支援システムを提供することを第１の目的とす
る。
【０００９】ここで、複数レーダの相関処理を行う場
合、従来の航空機位置推定誤差表示の手法をそのまま利
用することは不適切である。そこで、本発明は、第１の
目的に加え、さらに航空機の確率的な存在範囲を視覚的
に把握させることのできる広域管制支援システムを提供
することを第２の目的とする。
合、従来の航空機位置推定誤差表示の手法をそのまま利
用することは不適切である。そこで、本発明は、第１の
目的に加え、さらに航空機の確率的な存在範囲を視覚的
に把握させることのできる広域管制支援システムを提供
することを第２の目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の第１の目的を解決
するために、本発明に係る広域管制支援システムは、複
数レーダの覆域が重なる領域において、複数レーダで推
定した航空機位置を、各々のレーダにおける位置推定誤
差に従って重み付けし、その重み付けに従って複数の航
空機位置情報の相関をとることにより航空機の位置を決
定する。この相関処理により、航空機表示位置の不連続
性を減少させる。
するために、本発明に係る広域管制支援システムは、複
数レーダの覆域が重なる領域において、複数レーダで推
定した航空機位置を、各々のレーダにおける位置推定誤
差に従って重み付けし、その重み付けに従って複数の航
空機位置情報の相関をとることにより航空機の位置を決
定する。この相関処理により、航空機表示位置の不連続
性を減少させる。
【００１１】上記の第２の目的を達成するために、本発
明の係る広域管制支援システムは、航空機位置情報と航
空機の位置推定誤差情報を、２次元あるいは３次元的に
重ねて表示することで、航空機の確率的な存在範囲を視
覚的に把握させる。
明の係る広域管制支援システムは、航空機位置情報と航
空機の位置推定誤差情報を、２次元あるいは３次元的に
重ねて表示することで、航空機の確率的な存在範囲を視
覚的に把握させる。
【００１２】具体的には、複数レーダそれぞれに対応し
て設けられ、対応するレーダの出力情報から航空機情報
として航空機観測位置及び観測時刻を取得し、さらにこ
れらの情報から航空機の位置及び速度を推定し、各航空
機の推定位置、推定速度及び観測時刻からそれぞれの表
示位置、位置推定誤差を算出する複数のレーダ情報処理
手段と、前記複数のレーダ情報処理手段で得られた各航
空機の表示位置について位置推定誤差を基に重み付け
し、各航空機の表示位置を含む覆域を有するレーダを特
定し、特定されたレーダが複数あるときは前記重み付け
に従って対応する航空機表示位置の相関をとることによ
り航空機表示位置を決定する相関処理手段と、この相関
処理手段で得られた各航空機の表示位置を位置推定誤差
と共に表示する表示手段とを具備することを特徴とす
る。
て設けられ、対応するレーダの出力情報から航空機情報
として航空機観測位置及び観測時刻を取得し、さらにこ
れらの情報から航空機の位置及び速度を推定し、各航空
機の推定位置、推定速度及び観測時刻からそれぞれの表
示位置、位置推定誤差を算出する複数のレーダ情報処理
手段と、前記複数のレーダ情報処理手段で得られた各航
空機の表示位置について位置推定誤差を基に重み付け
し、各航空機の表示位置を含む覆域を有するレーダを特
定し、特定されたレーダが複数あるときは前記重み付け
に従って対応する航空機表示位置の相関をとることによ
り航空機表示位置を決定する相関処理手段と、この相関
処理手段で得られた各航空機の表示位置を位置推定誤差
と共に表示する表示手段とを具備することを特徴とす
る。
【００１３】前記複数のレーダ情報処理手段は、前記複
数レーダそれぞれの距離・方位分解能情報とレーダサイ
ト−航空機間の相対位置情報から算出されるレーダ観測
精度、及び予測フィルタの誤差特性を基に前記航空機の
位置推定誤差を決定することを特徴とする。
数レーダそれぞれの距離・方位分解能情報とレーダサイ
ト−航空機間の相対位置情報から算出されるレーダ観測
精度、及び予測フィルタの誤差特性を基に前記航空機の
位置推定誤差を決定することを特徴とする。
【００１４】前記相関処理手段は、前記航空機の位置推
定誤差の逆数に対応する重み付けに従って前記航空機表
示位置の相関をとることを特徴とする。
定誤差の逆数に対応する重み付けに従って前記航空機表
示位置の相関をとることを特徴とする。
【００１５】前記相関処理手段は、前記航空機の位置推
定誤差の逆数に対応する重み付けに従って前記航空機の
位置推定誤差の相関をとることを特徴とする。
定誤差の逆数に対応する重み付けに従って前記航空機の
位置推定誤差の相関をとることを特徴とする。
【００１６】前記表示手段は、前記航空機の表示位置に
その位置推定誤差の情報を重ねて表示することを特徴と
する。
その位置推定誤差の情報を重ねて表示することを特徴と
する。
【００１７】前記表示手段は、前記航空機の位置とその
位置推定誤差の情報を２次元的または３次元的に表示す
ることを特徴とする。
位置推定誤差の情報を２次元的または３次元的に表示す
ることを特徴とする。
【００１８】前記表示手段は、前記位置推定誤差の大き
さをグラデーションまたは色分けして表示することを特
徴とする。
さをグラデーションまたは色分けして表示することを特
徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。
施の形態について詳細に説明する。
【００２０】図１は本発明に係る広域管制支援システム
の全体構成を示すブロック図である。尚、ここでは説明
を簡単にするため、使用するレーダ数を３サイトとし、
それぞれレーダＡ、レーダＢ、レーダＣとする。
の全体構成を示すブロック図である。尚、ここでは説明
を簡単にするため、使用するレーダ数を３サイトとし、
それぞれレーダＡ、レーダＢ、レーダＣとする。
【００２１】図１において、システム時刻設定部１１
は、システム全体で同期の取れた時刻を設定するため
に、基準クロックからシステム時刻情報を生成し、この
システム時刻情報を各レーダＡ〜Ｃの観測時刻や表示時
刻の基準として、航空機検出部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１及び表
示位置算出部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、及び位置誤差算出部Ａ
４、Ｂ４、Ｃ４へ出力する機能を有する。
は、システム全体で同期の取れた時刻を設定するため
に、基準クロックからシステム時刻情報を生成し、この
システム時刻情報を各レーダＡ〜Ｃの観測時刻や表示時
刻の基準として、航空機検出部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１及び表
示位置算出部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、及び位置誤差算出部Ａ
４、Ｂ４、Ｃ４へ出力する機能を有する。
【００２２】航空機検出部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１は、各レー
ダＡ、Ｂ、Ｃからのレーダエコー等のレーダデータの中
から航空機を抽出し、抽出した各航空機の観測位置及び
観測時刻を平滑化処理部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２へ出力する機
能を有する。
ダＡ、Ｂ、Ｃからのレーダエコー等のレーダデータの中
から航空機を抽出し、抽出した各航空機の観測位置及び
観測時刻を平滑化処理部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２へ出力する機
能を有する。
【００２３】平滑化処理部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２は、航空機
検出部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１から入力する各航空機の観測位
置及び観測時刻を基に、α−βフィルタによる平滑化処
理を実行後、各航空機の平滑位置・速度及び観測時刻を
表示位置算出部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３へ出力すると共に、各
航空機の平滑位置及び観測時刻を位置誤差算出部Ａ４、
Ｂ４、Ｃ４へ出力する機能を有する。
検出部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１から入力する各航空機の観測位
置及び観測時刻を基に、α−βフィルタによる平滑化処
理を実行後、各航空機の平滑位置・速度及び観測時刻を
表示位置算出部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３へ出力すると共に、各
航空機の平滑位置及び観測時刻を位置誤差算出部Ａ４、
Ｂ４、Ｃ４へ出力する機能を有する。
【００２４】表示位置算出部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３は、平滑
化処理部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２から入力する各航空機の平滑
位置・速度及び観測時刻を基に、画面表示時刻における
航空機の位置を算出し、相関処理部１２へ出力する機能
を有する。
化処理部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２から入力する各航空機の平滑
位置・速度及び観測時刻を基に、画面表示時刻における
航空機の位置を算出し、相関処理部１２へ出力する機能
を有する。
【００２５】位置誤差算出部Ａ４、Ｂ４、Ｃ４は、平滑
化処理部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２から入力する各航空機の平滑
位置及び観測時刻を基に、α−βフィルタの特性から特
定できる、画面表示時刻における航空機の位置推定誤差
を算出し、相関処理部１２へ出力する機能を有する。
化処理部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２から入力する各航空機の平滑
位置及び観測時刻を基に、α−βフィルタの特性から特
定できる、画面表示時刻における航空機の位置推定誤差
を算出し、相関処理部１２へ出力する機能を有する。
【００２６】相関処理部１２は、表示位置算出部Ａ３、
Ｂ３、Ｃ３から入力する画面表示時刻における航空機の
位置を基に、相関処理するレーダを特定し、航空機位置
及び位置推定誤差の相関処理を行い、表示処理部１３へ
出力する機能を有する。
Ｂ３、Ｃ３から入力する画面表示時刻における航空機の
位置を基に、相関処理するレーダを特定し、航空機位置
及び位置推定誤差の相関処理を行い、表示処理部１３へ
出力する機能を有する。
【００２７】表示処理部１３は、相関処理部１２から入
力する航空機位置及び位置推定誤差の相関処理結果を基
に、画面へ表示するための各種表示処理を行い、表示部
１４へ出力する機能を有する。
力する航空機位置及び位置推定誤差の相関処理結果を基
に、画面へ表示するための各種表示処理を行い、表示部
１４へ出力する機能を有する。
【００２８】表示部１４は、表示処理部１３から入力す
る情報を基に、航空管制のための監視画面として、航空
機の存在範囲としての航空機位置及び位置算出誤差をそ
れぞれ表示する機能を有する。
る情報を基に、航空管制のための監視画面として、航空
機の存在範囲としての航空機位置及び位置算出誤差をそ
れぞれ表示する機能を有する。
【００２９】図１に示す構成における具体的な処理内容
について、以下に説明する。
について、以下に説明する。
【００３０】３台のレーダＡ、Ｂ、Ｃによって行われる
広域管制の一例を図２に示す。本システムでは、図２に
示すように、航空機が通過する過程で、覆域が重なった
部分において２レーダあるいは３レーダの相関処理を行
うものとする。
広域管制の一例を図２に示す。本システムでは、図２に
示すように、航空機が通過する過程で、覆域が重なった
部分において２レーダあるいは３レーダの相関処理を行
うものとする。
【００３１】レーダＡ、Ｂ、Ｃからなる広域管制支援シ
ステムにおいて、レーダ毎に次の（１）〜（４）の処理
を行う。
ステムにおいて、レーダ毎に次の（１）〜（４）の処理
を行う。
【００３２】（１）航空機検出部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１にお
いて、レーダＡ、Ｂ、Ｃからレーダデータを入力し、航
空機データを抽出後、抽出した各航空機の観測位置ＸM
及び観測時刻ｔM を平滑化処理部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２へ出
力する。
いて、レーダＡ、Ｂ、Ｃからレーダデータを入力し、航
空機データを抽出後、抽出した各航空機の観測位置ＸM
及び観測時刻ｔM を平滑化処理部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２へ出
力する。
【００３３】（２）平滑化処理部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２にお
いて、航空機検出部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１から入力する各航
空機の観測位置ＸM 及び観測時刻ｔM を基に次の（１）
式に従って平滑化処理を行い、各航空機の平滑位置Ｘ
S 、平滑速度ＶS 及び平滑観測時刻tM を表示位置算出
部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３へ出力する。
いて、航空機検出部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１から入力する各航
空機の観測位置ＸM 及び観測時刻ｔM を基に次の（１）
式に従って平滑化処理を行い、各航空機の平滑位置Ｘ
S 、平滑速度ＶS 及び平滑観測時刻tM を表示位置算出
部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３へ出力する。
【００３４】
【数１】
【００３５】（３）表示位置算出部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３に
おいて、平滑化処理部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２から入力する各
航空機の平滑位置ＸS 、平滑速度ＶS 及び観測時刻ｔM
を基に、表示部１４へ表示する時刻ｔD における各航空
機の位置ＸD を次の（２）式に従って算出し、相関処理
部１２へ出力する。
おいて、平滑化処理部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２から入力する各
航空機の平滑位置ＸS 、平滑速度ＶS 及び観測時刻ｔM
を基に、表示部１４へ表示する時刻ｔD における各航空
機の位置ＸD を次の（２）式に従って算出し、相関処理
部１２へ出力する。
【００３６】
【数２】
【００３７】（４）位置誤差算出部Ａ４、Ｂ４、Ｃ４に
おいて、平滑化処理部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２から入力する観
測時刻ｔM を基に、表示部１４へ表示する時刻ｔD にお
ける各航空機の位置推定誤差（分散値）σD を次の
（３）式に従って算出し、相関処理部１２へ出力する。
おいて、平滑化処理部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２から入力する観
測時刻ｔM を基に、表示部１４へ表示する時刻ｔD にお
ける各航空機の位置推定誤差（分散値）σD を次の
（３）式に従って算出し、相関処理部１２へ出力する。
【００３８】
【数３】
【００３９】尚、σXX 、σXV 及びσVV の算出方法に
ついては後述する。
ついては後述する。
【００４０】レーダ毎に行われた上記（１）〜（４）の
処理結果を基に、次の（５）〜（８）に示す相関処理、
及び相関処理結果の画面表示を行う。
処理結果を基に、次の（５）〜（８）に示す相関処理、
及び相関処理結果の画面表示を行う。
【００４１】（５）相関処理部１２において、レーダ毎
の表示位置算出部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３から入力する表示位
置ＸD を基に、航空機毎にどのレーダからのデータを用
いて相関処理を行うかを判別する。
の表示位置算出部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３から入力する表示位
置ＸD を基に、航空機毎にどのレーダからのデータを用
いて相関処理を行うかを判別する。
【００４２】（６）航空機毎にどのレーダからのデータ
を用いて相関処理を行うかが決まった後、相関処理部１
２において、各航空機毎に相関処理を行う各レーダの表
示位置算出部から入力する表示位置ＸD 、位置誤差算出
部から入力する位置推定誤差σD を基に、位置及び位置
推定誤差の相関処理を行う。このとき、レーダＡ、Ｂ、
Ｃからの航空機位置情報を、それぞれのレーダにおける
航空機の位置推定誤差情報を基に重み付けし、その重み
付けに従って対応する航空機位置情報の相関をとること
により航空機位置を決定する。
を用いて相関処理を行うかが決まった後、相関処理部１
２において、各航空機毎に相関処理を行う各レーダの表
示位置算出部から入力する表示位置ＸD 、位置誤差算出
部から入力する位置推定誤差σD を基に、位置及び位置
推定誤差の相関処理を行う。このとき、レーダＡ、Ｂ、
Ｃからの航空機位置情報を、それぞれのレーダにおける
航空機の位置推定誤差情報を基に重み付けし、その重み
付けに従って対応する航空機位置情報の相関をとること
により航空機位置を決定する。
【００４３】相関処理の一例を次の（４）及び（５）式
に示す。ここでは航空機の位置推定誤差の逆数に対応す
る重み付けに従って各航空機位置情報、位置推定誤差情
報の相関をとっている。（４）及び（５）式に従って算
出した位置の相関結果ＸAD、位置推定誤差の相関結果σ
AD を表示処理部１３へ出力する。
に示す。ここでは航空機の位置推定誤差の逆数に対応す
る重み付けに従って各航空機位置情報、位置推定誤差情
報の相関をとっている。（４）及び（５）式に従って算
出した位置の相関結果ＸAD、位置推定誤差の相関結果σ
AD を表示処理部１３へ出力する。
【００４４】
【数４】
【００４５】
【数５】
【００４６】（５）及び（６）の一例として、３台のレ
ーダ（レーダＡ、レーダＢ及びレーダＣ）を使用する場
合における相関処理を図３に示す。
ーダ（レーダＡ、レーダＢ及びレーダＣ）を使用する場
合における相関処理を図３に示す。
【００４７】図３において、まず、レーダＡ、Ｂ、Ｃで
観測された航空機の表示位置を、表示位置算出部Ａ３、
Ｂ３、Ｃ３からそれぞれ入力する（Ｓ１）。次に、レー
ダＡ、Ｂ、Ｃで観測された航空機の位置算出誤差を、位
置誤差算出部Ａ４、Ｂ４、Ｃ４からそれぞれ入力する
（Ｓ１′）。そして、レーダＡ、Ｂ、Ｃのいずれかで観
測された航空機ｉ（＝１〜ｎ）を指定して、以下の処理
を実行する（Ｓ２）。
観測された航空機の表示位置を、表示位置算出部Ａ３、
Ｂ３、Ｃ３からそれぞれ入力する（Ｓ１）。次に、レー
ダＡ、Ｂ、Ｃで観測された航空機の位置算出誤差を、位
置誤差算出部Ａ４、Ｂ４、Ｃ４からそれぞれ入力する
（Ｓ１′）。そして、レーダＡ、Ｂ、Ｃのいずれかで観
測された航空機ｉ（＝１〜ｎ）を指定して、以下の処理
を実行する（Ｓ２）。
【００４８】航空機ｉの表示位置ＸD についてレーダ
Ａ、レーダＢ及びレーダＣからの距離を計算し（Ｓ
３）、レーダＡの覆域内か（Ｓ４）、レーダＢの覆域内
か（Ｓ５）、レーダＣの覆域内か（Ｓ６）を順に判断す
る。いずれのステップも該当する場合にはレーダＡ＋レ
ーダＢ＋レーダＣの相関処理を行って位置ＸAD 及び位
置推定誤差σAD を算出する（Ｓ７）。ステップＳ６で
レーダＣの覆域でないと判断された場合には、レーダＡ
＋レーダＢの相関処理を行って位置ＸAD 及び位置推定
誤差σAD を算出する（Ｓ８）。ステップＳ５でレーダ
Ｂの覆域でないと判断された場合には、さらにレーダＣ
の覆域内か判断し（Ｓ９）、レーダＣの覆域内ならばレ
ーダＡ＋レーダＣの相関処理を行って位置ＸAD 及び位
置推定誤差σADを算出し（Ｓ１０）、レーダＣの覆域内
でないと判断された場合にはレーダＡについて位置ＸAD
及び位置推定誤差σAD を算出する（Ｓ１１）。
Ａ、レーダＢ及びレーダＣからの距離を計算し（Ｓ
３）、レーダＡの覆域内か（Ｓ４）、レーダＢの覆域内
か（Ｓ５）、レーダＣの覆域内か（Ｓ６）を順に判断す
る。いずれのステップも該当する場合にはレーダＡ＋レ
ーダＢ＋レーダＣの相関処理を行って位置ＸAD 及び位
置推定誤差σAD を算出する（Ｓ７）。ステップＳ６で
レーダＣの覆域でないと判断された場合には、レーダＡ
＋レーダＢの相関処理を行って位置ＸAD 及び位置推定
誤差σAD を算出する（Ｓ８）。ステップＳ５でレーダ
Ｂの覆域でないと判断された場合には、さらにレーダＣ
の覆域内か判断し（Ｓ９）、レーダＣの覆域内ならばレ
ーダＡ＋レーダＣの相関処理を行って位置ＸAD 及び位
置推定誤差σADを算出し（Ｓ１０）、レーダＣの覆域内
でないと判断された場合にはレーダＡについて位置ＸAD
及び位置推定誤差σAD を算出する（Ｓ１１）。
【００４９】ステップＳ４でレーダＡの覆域でないと判
断された場合、レーダＢの覆域内か（Ｓ１２）、レーダ
Ｃの覆域内か（Ｓ１３）を順に判断し、いずれのステッ
プも該当する場合にはレーダＢ＋レーダＣの相関処理を
行って位置ＸAD 及び位置推定誤差σAD を算出する（Ｓ
１４）。ステップＳ１３でレーダＣの覆域でないと判断
された場合には、レーダＢについて位置ＸAD 及び位置
推定誤差σAD を算出する（Ｓ１５）。ステップＳ１２
でレーダＢの覆域でないと判断された場合には、さらに
レーダＣの覆域内か判断し（Ｓ１６）、レーダＣの覆域
内ならばレーダＣについて位置ＸAD 及び位置推定誤差
σAD を算出し（Ｓ１７）、レーダＣの覆域内でないと
判断された場合には、覆域外のため、位置ＸAD 及び位
置推定誤差σAD の算出処理を実行しない（Ｓ１８）。
断された場合、レーダＢの覆域内か（Ｓ１２）、レーダ
Ｃの覆域内か（Ｓ１３）を順に判断し、いずれのステッ
プも該当する場合にはレーダＢ＋レーダＣの相関処理を
行って位置ＸAD 及び位置推定誤差σAD を算出する（Ｓ
１４）。ステップＳ１３でレーダＣの覆域でないと判断
された場合には、レーダＢについて位置ＸAD 及び位置
推定誤差σAD を算出する（Ｓ１５）。ステップＳ１２
でレーダＢの覆域でないと判断された場合には、さらに
レーダＣの覆域内か判断し（Ｓ１６）、レーダＣの覆域
内ならばレーダＣについて位置ＸAD 及び位置推定誤差
σAD を算出し（Ｓ１７）、レーダＣの覆域内でないと
判断された場合には、覆域外のため、位置ＸAD 及び位
置推定誤差σAD の算出処理を実行しない（Ｓ１８）。
【００５０】以上の航空機ｉに対する処理を航空機１か
ら航空機ｎまで実行し（Ｓ１９）、各航空機の位置ＸAD
及び位置推定誤差σAD を表示処理部１３へ出力し（Ｓ
２０）、一連の処理を終了する。
ら航空機ｎまで実行し（Ｓ１９）、各航空機の位置ＸAD
及び位置推定誤差σAD を表示処理部１３へ出力し（Ｓ
２０）、一連の処理を終了する。
【００５１】（７）表示処理部１３において、相関処理
部１２から位置の相関結果ＸAD 、位置推定誤差の相関
結果σAD を入力し、表示処理を行った後、表示部１４
へ出力する。
部１２から位置の相関結果ＸAD 、位置推定誤差の相関
結果σAD を入力し、表示処理を行った後、表示部１４
へ出力する。
【００５２】（８）表示部１４において、表示処理部１
３からの表示情報を表示する。表示例を図４及び図５に
それぞれ示す。図４は、位置の相関結果ＸAD をシンボ
ルで表すと共に、位置推定誤差の相関結果σAD を２次
元的（水平方向）に表示した表示例である。また、図５
はσAD を３次元的に表示した表示例である。
３からの表示情報を表示する。表示例を図４及び図５に
それぞれ示す。図４は、位置の相関結果ＸAD をシンボ
ルで表すと共に、位置推定誤差の相関結果σAD を２次
元的（水平方向）に表示した表示例である。また、図５
はσAD を３次元的に表示した表示例である。
【００５３】表示の仕方としては、位置推定誤差の大き
さをグラデーションまたは色分けして表示すると、その
内容の把握が容易となる。
さをグラデーションまたは色分けして表示すると、その
内容の把握が容易となる。
【００５４】続いて、本発明の特徴とする航空機位置推
定誤差の算出手順について説明する。
定誤差の算出手順について説明する。
【００５５】レーダで一定の周期毎に観測された目標の
位置は、予測フィルタ（α−βフィルタ）を通過し、観
測位置の平滑化及び速度の推定が行われる。このときの
位置、速度の推定に伴う誤差(分散値)は、次の（６）〜
（８）式で算出した値に整定する。
位置は、予測フィルタ（α−βフィルタ）を通過し、観
測位置の平滑化及び速度の推定が行われる。このときの
位置、速度の推定に伴う誤差(分散値)は、次の（６）〜
（８）式で算出した値に整定する。
【００５６】
【数６】
【００５７】ここで、Ｔはレーダ観測周期である。ま
た、σO はレーダの観測精度であり、距離観測誤差σ
R 、アジマス方向及びエレベーション方向の角度観測誤
差をそれぞれσAZ ，σEL とすると、次の（９）式で算
出できる。
た、σO はレーダの観測精度であり、距離観測誤差σ
R 、アジマス方向及びエレベーション方向の角度観測誤
差をそれぞれσAZ ，σEL とすると、次の（９）式で算
出できる。
【００５８】
【数７】
【００５９】但し、Ｒ，θ，ψは、図６に示す通り極座
標における航空機の観測位置を示す。
標における航空機の観測位置を示す。
【００６０】ここで、航空管制で用いられている代表的
なレーダであるＡＳＲ及びＡＲＳＲの性能諸元を表２に
示す。
なレーダであるＡＳＲ及びＡＲＳＲの性能諸元を表２に
示す。
【００６１】
【表２】
【００６２】上記式（６）〜（９）に、表２に示す各値
（Ｔ，σR ，σAZ 及びＲ・σEL ）を代入する。これに
より、位置分散値σXX 2 、位置速度共分散値σXV 2 及び
速度分散値σVV 2 、すなわち各レーダの位置・速度推定
誤差を算出することができる。
（Ｔ，σR ，σAZ 及びＲ・σEL ）を代入する。これに
より、位置分散値σXX 2 、位置速度共分散値σXV 2 及び
速度分散値σVV 2 、すなわち各レーダの位置・速度推定
誤差を算出することができる。
【００６３】したがって、上記構成による広域管制支援
システムは、複数レーダの覆域が重なった部分におい
て、複数レーダの情報を相関処理することで、航空機位
置表示の不連続性を減少させることが可能となる。ま
た、航空機と複数レーダの相対位置関係によっては、こ
の相関処理によって航空機位置の精度向上が期待でき
る。
システムは、複数レーダの覆域が重なった部分におい
て、複数レーダの情報を相関処理することで、航空機位
置表示の不連続性を減少させることが可能となる。ま
た、航空機と複数レーダの相対位置関係によっては、こ
の相関処理によって航空機位置の精度向上が期待でき
る。
【００６４】その他、航空機の位置推定誤差を２次元あ
るいは３次元的に表示することで、航空機の確率的な存
在範囲をより視覚的に把握することが可能となる。
るいは３次元的に表示することで、航空機の確率的な存
在範囲をより視覚的に把握することが可能となる。
【００６５】上記効果により、本発明を用いれば、複数
レーダを使用した航空管制において、より効果的な航空
機監視情報の提供が可能となる。
レーダを使用した航空管制において、より効果的な航空
機監視情報の提供が可能となる。
【００６６】尚、上記実施形態の説明では、レーダ数を
３としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、
レーダ数を２または３以上としてもよいことは勿論であ
る。
３としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、
レーダ数を２または３以上としてもよいことは勿論であ
る。
【００６７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、複
数レーダの適切な相関処理により、複数レーダの覆域が
重なる領域において、航空機表示位置の不連続性を減少
させると共に、あるレーダがコースト状態になった場合
において、航空機の位置指定誤差を減少させることがで
き、さらに航空機の確率的な存在範囲を視覚的に把握さ
せることのできる広域管制支援システムを提供すること
ができる。
数レーダの適切な相関処理により、複数レーダの覆域が
重なる領域において、航空機表示位置の不連続性を減少
させると共に、あるレーダがコースト状態になった場合
において、航空機の位置指定誤差を減少させることがで
き、さらに航空機の確率的な存在範囲を視覚的に把握さ
せることのできる広域管制支援システムを提供すること
ができる。
【図１】本発明の実施形態に係る広域管制支援システム
の全体構成を示すブロック図
の全体構成を示すブロック図
【図２】同実施形態において、３台のレーダＡ、Ｂ、Ｃ
によって行われる広域管制の一例を示す図。
によって行われる広域管制の一例を示す図。
【図３】同実施形態において、３台のレーダ（レーダ
Ａ、レーダＢ及びレーダＣ）を使用する場合における相
関処理内容を示すフローチャート。
Ａ、レーダＢ及びレーダＣ）を使用する場合における相
関処理内容を示すフローチャート。
【図４】同実施形態の２次元表示例を示す図。
【図５】同実施形態の３次元表示例を示す図。
【図６】同実施形態において、極座標における航空機位
置を示す図。
置を示す図。
１１…システム時刻設定部
１２…相関処理部
１３…表示処理部
１４…表示部
Ａ、Ｂ、Ｃ…レーダ
Ａ１、Ｂ１、Ｃ１…航空機検出部
Ａ２、Ｂ２、Ｃ２…平滑化処理部
Ａ３、Ｂ３、Ｃ３…表示位置算出部
Ａ４、Ｂ４、Ｃ４…位置誤差算出部
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平11−160413（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−185600（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−320686（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−45398（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−43494（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−5431（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−150038（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−23702（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−273516（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G08G 5/00
B64D 47/06
G01S 13/06
G01S 13/87
G01S 13/91
Claims (7)
- 【請求項１】複数レーダそれぞれに対応して設けられ、
対応するレーダの出力情報から航空機情報として航空機
観測位置及び観測時刻を取得し、さらにこれらの情報か
ら航空機の位置及び速度を推定し、各航空機の推定位
置、推定速度及び観測時刻からそれぞれの表示位置、位
置推定誤差を算出する複数のレーダ情報処理手段と、 前記複数のレーダ情報処理手段で得られた各航空機の表
示位置について位置推定誤差を基に重み付けし、各航空
機の表示位置を含む覆域を有するレーダを特定し、特定
されたレーダが複数あるときは前記重み付けに従って対
応する航空機表示位置の相関をとることにより航空機表
示位置を決定する相関処理手段と、 この相関処理手段で得られた各航空機の表示位置を位置
推定誤差と共に表示する表示手段とを具備し、 前記複数のレーダ情報処理手段は、前記複数レーダそれ
ぞれの距離・方位分解能情報とレーダサイト−航空機間
の相対位置情報から算出されるレーダ観測精度、及び予
測フィルタの誤差特性を基に前記航空機の位置推定誤差
を決定することを特徴とする 広域管制支援システム。 - 【請求項２】前記相関処理手段は、前記航空機の位置推
定誤差の逆数に対応する重み付けに従って前記航空機表
示位置の相関をとることを特徴とする請求項１記載の広
域管制支援システム。 - 【請求項３】前記相関処理手段は、前記航空機の位置推
定誤差の逆数に対応する重み付けに従って前記航空機の
位置推定誤差の相関をとることを特徴とする請求項１記
載の広域管制支援システム。 - 【請求項４】前記表示手段は、前記航空機の表示位置に
その位置推定誤差の情報を重ねて表示することを特徴と
する請求項１記載の広域管制支援システム。 - 【請求項５】前記表示手段は、前記航空機の位置とその
位置推定誤差の情報を２次元的に表示することを特徴と
する請求項１記載の広域管制支援システム。 - 【請求項６】前記表示手段は、前記航空機の位置とその
位置推定誤差の情報を３次元的に表示することを特徴と
する請求項１記載の広域管制支援システム。 - 【請求項７】前記表示手段は、前記位置推定誤差の大き
さをグラデーションまたは色分けして表示することを特
徴とする請求項１記載の広域管制支援システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27825299A JP3513057B2 (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | 広域管制支援システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27825299A JP3513057B2 (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | 広域管制支援システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001101600A JP2001101600A (ja) | 2001-04-13 |
| JP3513057B2 true JP3513057B2 (ja) | 2004-03-31 |
Family
ID=17594755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27825299A Expired - Fee Related JP3513057B2 (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | 広域管制支援システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3513057B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3541888B2 (ja) * | 2001-05-09 | 2004-07-14 | 日本電気株式会社 | 目標統合処理装置における処理遅延時間短縮方法及び処理遅延時間短縮システム |
| JP2004325130A (ja) * | 2003-04-22 | 2004-11-18 | Mitsubishi Electric Corp | レーダ装置 |
| JP2009145134A (ja) * | 2007-12-12 | 2009-07-02 | Toshiba Corp | 精測進入レーダシステム |
| JP5004992B2 (ja) * | 2009-04-06 | 2012-08-22 | 三菱電機株式会社 | ネットワークセンサ装置 |
| JP5609032B2 (ja) * | 2009-07-15 | 2014-10-22 | 三菱電機株式会社 | マルチラテレーション装置及び空港面監視システム |
| JP5747442B2 (ja) * | 2010-03-18 | 2015-07-15 | 日本電気株式会社 | 追尾装置、追尾方法、及びコンピュータプログラム |
| JP2022076562A (ja) * | 2020-11-10 | 2022-05-20 | 株式会社デンソー | 空域障害物検知システム |
-
1999
- 1999-09-30 JP JP27825299A patent/JP3513057B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001101600A (ja) | 2001-04-13 |
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