JP3638582B2

JP3638582B2 - 民間航空機の位置認識システム

Info

Publication number: JP3638582B2
Application number: JP2002324645A
Authority: JP
Inventors: 金▲ひょん▼修
Original assignee: 株式会社吉見屋
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2022-11-08
Also published as: JP2004157887A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、民間航空機のパイロットが、管制機関からの管制情報システムによる情報に加えて、リアルタイムで飛行空域（航空路、管制圏、管制区又は特別管制区など）又は／及び制限区域内に於ける自機及び周辺航空機の位置などを把握することができる民間航空機の位置認識システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、管制空域を飛行又は制限区域内を移動する民間航空機には、一般に、管制から離着陸の順序や経路に関する指示情報、気象や緊急時の対処などに関する指示情報が提供され、航空機はこの指示に従い飛行している。
このような管制からの各種情報は、管制官が、飛行計画情報処理システム、航空路レーダ情報処理システム、航空路レーダ、ターミナルレーダ情報処理システムからなる管制情報処理システムに基づいて判断し提供しているものである。
【０００３】
具体的には、前記飛行計画情報処理システム（ＦＤＰ）は、全国の民間航空機の飛行計画を大型電子計算機によって集中的に処理しオンライン管理するものであって、全国の管制に対して運航表の供給や、飛行計画情報の更新及び記録や、後述する航空路レーダ情報処理システム及びターミナルレーダ情報処理システムのための飛行計画情報データベースとして機能するシステムである。
【０００４】
次に、前記航空路レーダ情報処理システム（ＲＤＰ）は、地上で運用されるインタロゲータと航空機搭載のトランスポンダとからなる二次監視レーダ（ＳＳＲ）と、航空路監視レーダ（ＡＲＳＲ）とから構成されており、両レーダ情報を処理したレーダ信号からの情報の検出とデジタル化、位置予測と追尾、レーダ情報と飛行計画情報の照合による航空機の識別情報などの表示を行うものである。
【０００５】
また、前記ターミナルレーダ情報処理システム（ＡＲＴＳ）は、ターミナルレーダ管制用のものであって、航空監視レーダ（ＡＳＲ）からの信号をデジタル化して計算処理を行って、レーダ画面上に航空機の便名、高度、対地速度、担当管制官席、位置予測と追尾、レーダ情報と飛行計画情報の照合などを航空レーダ情報処理システム（ＲＤＰ）と同様に表示するものである。
このような各システムから得られる情報を管制官が個々に判断し、これを航空機のパイロットに伝え、この管制官の誘導に従い航空機が飛行又は移動することによって衝突事故の発生などの事故が防止されている。
【０００６】
ところで、管制官が前記システムの情報を基に判断し且つその指示が航空機に伝達されるまでの間にはある程度時間を要するものであるが、高速で飛行する航空機においては、この時間の間に相当な距離を進んでいる。
従って、仮に管制官が、ある航空機の周辺に他の航空機が近接していることを見つけて回避指示を出す場合、かかる時間差のため、両機が急接近してニアミスを起こす危険性がある。
さらに、航空機は正常に飛行しているにも拘わらず、管制官からの誤った指示によって進行方向を変えた航空機が周辺航空機とニアミスを起こす虞も否定できない。
【０００７】
さらに、航空機の中の一部（例えば、小型セスナなどの小型飛行機）には、管制からの情報提供を受けずに有視界飛行を行っている場合も見受けられるが、有視界飛行に於いては極めて視界が狭いため、同様に周辺航空機とのニアミスが起こる虞がある。
尚、航空機には、自機の正しい位置を認識するため、自動方向探知器（ＡＤＦ）やＶＨＦを使用した超短波全方向式無線標識（ＶＯＲ）などによって地上の定点からの方位線を、距離測定装置（ＤＭＥ）などによって地上の定点からの距離を測り、これら方位線、又は／及び距離の２つ以上の組み合わせによって自機の位置を認識できる補助航法が用いられている場合があるが、かかる航法では周辺飛行機の位置は認識できないため、結局、管制の誘導に頼るか或いはパイロットの目視によって周辺機の状況を認識しなければならない。
【０００８】
本発明は、上記のようなニアミス問題に鑑みてなされたもので、民間航空機のパイロットが、管制官の情報に拠らずとも、自機及び周辺機の位置を認識できる民間航空機の位置認識システムを提供することを課題とし、特に、小型飛行機などの小規模航空機のパイロットでも簡易に利用できる位置認識システムを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、航空機と、当該航空機及び周辺航空機の位置を表示する表示データを作成する管制装置とから構成されており、前記航空機には、ＧＰＳ受信機と、ＧＰＳから得られる当該航空機の位置データを前記管制装置へと送信し、又前記管制装置から送信された表示データを受信する送受信手段と、前記管制装置から受信した表示データの内容を画面上に表示する表示手段とを備えており、前記管制装置には、前記航空機との間でデータを送受信する送受信手段と、前記航空機の位置データに、管制用レーダサイト又は管制情報処理システムから取得した当該航空機の飛行空域又は制限区域内に於ける各航空機の位置データを加えることにより、当該航空機及び周辺航空機の位置を表示できる表示データを作成する表示データ作成手段と、前記表示データを航空機に返送する返送手段とを備えている民間航空機の位置認識システム。
前記航空機の送受信手段として携帯電話を用いることが好ましい。
【００１０】
上記システムによれば、ＧＰＳを利用して航空機の位置が特定され、この位置データに、管制用レーダサイト又は管制情報処理システムから取得した当該航空機の飛行空域又は制限区域内に於ける周辺航空機の位置データを加えることによって作成された当該航空機及び周辺航空機の位置を表示できる表示データが、航空機内の表示手段に表示されるので、当該航空機のパイロットは、視覚を通じて、自機及び周辺機の位置を認識把握することができる。
かかるシステムによれば、管制官を介さすに機械的に処理されるので、判断ミスや指示情報の提供に要する時間的なロスがなく、パイロットが、正確で且つリアルタイム（少なくとも管制官からの情報提供よりは格段に早く）に自機及び周辺航空機の位置を認識することができる。
【００１１】
上記航空機の送受信手段として携帯電話を用いれば、その汎用性から安価で且つ取り扱いも簡便であり、小規模航空機への構築が容易となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
図１に於いて、１は、本発明に係る位置認識システムを示す。
この位置認識システム１は、主として、システムを搭載する本航空機２と、該本航空機２へ管制情報を作成し送信する管制装置３とから構成されており、ＧＰＳ（grobal positioning system）を利用している。
【００１３】
尚、ＧＰＳは、全世界を有効範囲とする衛星を利用した精密衛星航法システムであって、地上約２０，０００ｋｍを周回する２４個のＧＰＳ衛星のうち、４個の衛星からの電波信号の伝達時間を測定して得られた衛星−ユーザ間の距離を半径とした球面を各衛星毎に仮想し、この各仮想球面の交点から位置を特定するシステムである。
【００１４】
本航空機２（以下単に「航空機」という）には、ＧＰＳ衛星５からの距離測定用信号及び軌道データを受信するＧＰＳ受信機２１と、これらを演算処理する装置であって、表示手段Ａ（液晶ディスプレイなど）、送信手段Ｂ及び受信手段Ｃなどのデバイスを備える電子計算機２２（例えば、固定式パソコンや携帯式（ラップトップ）パソコンなど）と、管制装置３への送受信手段として携帯電話２３とが具備されている。
具体的には、このＧＰＳ受信機２１は、送信手段Ｂを介して電子計算機２２に接続されており、この電子計算機２２は、ＧＰＳ受信機２１から送られた前記距離測定用信号及び軌道データを前記ＧＰＳシステム理論に従い処理し、自機の位置データを算出するプログラムが入力されている。
さらに、電子計算機２２には、携帯電話２３が接続されており、この電子計算機２２は、携帯電話２３を介して算出された自機の位置データを管制装置３へと送信し且つ管制装置３から送信された後述する表示データを受信できるようになっている。
【００１５】
携帯電話２３としては、伝搬遅延時間が短く且つ伝搬損失が小さいので飛行中のデータ送受信に利点があるということから、非静止衛星通信によるものが好ましい。非静止衛星通信は、６つの極軌道上（北極と南極を通るもの）であって低軌道（例えば、７６０ｋｍ）に周回衛星６を複数個打ち上げたもので、各周回衛星６は前後左右の衛星６と相互に通信できるようになっており、これらの周回衛星６を経由して通信を行うことによって地球の何れの場所からでも通信できるようになっているものである。
【００１６】
そして、携帯電話２３から発信された電波は、ゲートウェイ７を通じて地上に於ける電話回線網８（航空機２への送受信手段に相当する）に乗せられ、管制装置３へと送信されるようになっている。
【００１７】
管制装置３は、送受信手段Ｄと、表示データ作成手段Ｅと、返送手段Ｆとを備えている。
具体的には、送受信手段Ｄは、電話回線網８によって各種データを航空機２の携帯電話２３へ送受信するための装置であって、例えば、地上の電話回線網に接続されたモデム、ＴＡ、ルータなどの回線接続機器などで構成されている。
【００１８】
表示データ作成手段Ｅは、管制用レーダサイト９（ＳＳＲ、ＡＲＳＲ）に通信手段で接続された電子計算機であって、次の手順で航空機２内の電子計算機２２の表示手段Ａに所定の内容を表示する表示データを作成するようにプログラミングされている。
すなわち、表示データ作成手段Ｅは、送受信手段Ｄを介して受信した航空機２の位置データ（電波）を基に、この飛行空域に於ける周辺航空機の飛行予測などの飛行データを付加した周辺航空機の位置データをレーダサイト９から取得すると共に、前記航空機２の位置データにレーダサイト９から得られた飛行データを付加することによって、表示データが作成される。そして、表示データを受信した航空機２の電子計算機２２の画面には、図２に示すように、レーダ画面上で各航空機位置を表示した場合と同様の表示内容（高度、速度、進行方向、便名などの併記）が表示される。
【００１９】
返送手段Ｆは、表示データを電話回線網８（送受信手段）を介して航空機２の携帯電話２３へ逐次返送するものであり、例えば、表示データが更新される毎に自動的に返送するようになっている。
【００２０】
上記構成からなる本発明の航空機の位置認識システムは、まず、飛行中、所定時間毎にＧＰＳ受信機２１がＧＰＳ衛星５からＧＰＳ信号を受信し、電子計算機２０が自機の位置データを算出すると共に、この位置データが通信可能状態となっている携帯電話２３から衛星６に送られる。そして、このデータが回線網８を経由して管制装置３に受信され、表示データ作成手段Ｅがこれを解析し、この解析を基にレーダサイト９から同飛行空域のレーダ情報（飛行データ）を取得する。さらに、表示データ作成手段Ｅは、得られたレーダ情報に航空機２の位置データを付加することにより、自機２及び周辺航空機２’，…の位置（及び高度、速度、進行方向、便名など）を表示できる表示データを作成する。作成された表示データは、返送手段Ｆ、送受信手段Ｄ、回線網８、ゲートウェイ７、衛星６、携帯電話２３及び受信手段Ｃの順に返送され、図２に示すような画面表示が表示手段Ａに表示される。
【００２１】
このように航空機２内の備えられた表示手段の画面上に、自機２及び周辺航空機２’の位置などが表示されるので、パイロットは、有視界では分からない周辺航空機２’の位置（自機の上下方向、後方向方、及び側方向）を正確に且つリアルタイムに認識把握することができる。
このことは、管制誘導を受けない航空機２、即ち、有視界飛行のみに頼る航空機２の飛行にとって極めて有意義なだけでなく、管制誘導を受ける航空機２にとっても、管制からの指示の適不適をパイロット自身が判断できる判断材料となる。例えば、管制からの指示と航空機２の画面上の表示が食い違う場合には、パイロットは、管制官に対して指示内容を確認する行為を行え、又、仮に周辺航空機２’と急接近した場合にあっては、予めパイロットが周辺航空機２’の飛行位置を把握しているため、飛行予測を行い易く、正確な判断を以てニアミスを回避することができる。
【００２２】
特に、本発明のシステムによれば、航空機２に搭載する電子計算機としては汎用されているパソコン２２を、通信装置としては汎用されている携帯電話２３をそれぞれ用いることができるので、コストも安価であり、又、扱いも簡便であるという利点がある。
【００２３】
尚、本発明の位置認識システムは、飛行中に於ける自機及び周辺機の位置を認識するものに限られず、制限区域内の自機及び周辺機の位置を認識するシステムとして利用することもできる。例えば、地上（飛行場）を移動中の航空機について、上記と同様のシステムを利用すれば、自機及び周辺機の位置を認識することができる。従って、本発明のシステムは、飛行区域内に於ける飛行位置又は／及び制限区域内に於ける存在位置を認識するために利用することができる。
【００２４】
また、上記実施形態では、位置データ及び表示データには、自機及び周辺機の平面的な位置以外に、高度、速度、進行方向、便名などが加えられているが、必ずしもこれら全ての情報を処理しなければならないわけではない。もっとも、飛行中に於ける航空機の認識のためには、位置、高度、速度、進行方向が加えられていることが好ましく、又、制限区域内（地上）を移動中に於ける航空機の認識のためには、位置、進行方向が加えられていることが好ましい。
【００２５】
さらに、本実施形態において、管制装置３の表示データ作成手段Ｅは、管制用レーダサイト９からレーダ情報を取得するようにされているが、例えば、図１に示すように、これに代えて、表示データ作成手段Ｅが、管制の管制情報処理システムの航空レーダ情報処理システム１０（ＲＤＰ）にアクセスするようにしてもよい。このようにしても上記と同様に位置認識システムを構築することができる。
【００２６】
また、本実施形態においては、通信装置として、非静止衛星通信方式の携帯電話を用いているが、静止衛星方式の携帯電話を用いても同様の位置認識システムを構築することができる。
【００２７】
また、衛星を利用する携帯電話ではなく、図３に示すように、次世代携帯電話或いは通常の携帯電話を用いてもよい。
尚、図３において、１１は、（衛星に代わる）携帯電話２３の電波基地を示し、航空機２の携帯電話２３を通じて管制装置３へアクセスすると、電波基地１１で受信された位置データが回線網８を介して管制装置３へ送信され、一方、管制装置３からの表示データはこの逆の手順で航空機２へと送信される。
この方式であれば更に安価であるという利点があるが、電波基地１１のない場所（例えば洋上など）では本発明に係るシステムを利用できない。もっとも、小規模航空機は比較的飛行高度も低いので電波基地との通信も可能であり、且つ小規模航空機は一般に沿岸から相遠くへは離れないので、小規模航空機には特に有意義な方式である。
【００２８】
さらに、上記実施形態に於いては、ＧＰＳ受信機２１を介してＧＰＳ衛星５から得られた信号及び軌道データを、航空機２の電子計算機２２が自機の位置を特定する位置データに演算処理するものであるが、航空機２内でこの処理を行わずに、ＧＰＳ衛星５から得られた信号及び軌道データを送受信手段を介して管制装置３に送信し、管制装置３で位置を特定する処理を行ってもよい。
従って、本発明に於ける位置データとは、自機の位置が特定されたデータ又はＧＰＳ衛星５から得られた未処理のデータの何れも含む概念である。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るシステムを用いれば、パイロットが自機及び周辺機の位置を正確且つリアルタイムに把握することができる。
従って、有視界飛行のパイロットのみならず、管制誘導を受ける民間航空機のパイロットにとっても、状況判断するための正確な情報が増え、よって、本発明は安全飛行又は移動に供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る民間航空機の位置認識システムの一実施形態を示す概略参考図。
【図２】民間航空機内の表示手段に表示データが表示された状態の画面を示す概略参考図。
【図３】本発明に係る民間航空機の位置認識システムの他実施形態を示す概略参考図。
【符号の説明】
１…位置認識システム、２…航空機、３…管制装置、５…ＧＰＳ衛星、６…周回衛星、７…ゲートウェイ、８…管制装置の送受信手段（電話回線網）、９…管制用レーダサイト、２１…ＧＰＳ受信機、２２…電子計算機、２３…航空機の送受信手段（携帯電話）、Ａ…表示手段、Ｂ…送信手段、Ｃ…受信手段、Ｄ…送受信手段、Ｅ…表示データ作成手段、Ｆ…返送手段

Claims

航空機と、前記航空機及び周辺航空機の位置を表示する表示データを作成する管制装置とから構成されており、
前記航空機には、ＧＰＳ受信機と、ＧＰＳから得られる前記航空機の位置データを前記管制装置へと送信し、前記管制装置から送信された表示データを受信する送受信手段と、前記管制装置から受信した表示データの内容を画面上に表示する表示手段とを備えており、
前記管制装置には、前記航空機との間でデータを送受信する送受信手段と、前記航空機の位置データに、管制用レーダサイト又は管制情報処理システムから取得した前記航空機の飛行空域又は制限区域内に於ける周辺航空機の位置データを加えることにより、前記航空機及び周辺航空機の位置を表示できる表示データを作成する表示データ作成手段と、前記表示データを航空機に返送する返送手段とを備えていることを特徴とする民間航空機の位置認識システム。
前記航空機の送受信手段として携帯電話を用いる請求項１記載の民間航空機の位置認識システム。