JP4620976B2 - 信号伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、移動体に搭載されるＧＰＳ受信機を有する送信装置から送信される位置情報データを含むマイクロ周波数帯の信号を、受信装置の回転アンテナによって受信し、受信した位置情報データに基づき制御装置で回転アンテナの方向調整を行う信号伝送システムにおいて、送信装置の高度低下による受信信号レベル低下の判断を容易にする信号伝送システムに関する。

移動体に搭載されるＧＰＳ受信機を有する送信装置から送信される位置情報データを含むマイクロ周波数帯の信号を、受信装置の回転アンテナによって受信し、受信した位置情報データに基づき制御装置で回転アンテナの方向調整を行う信号伝送システムにおいて、従来は、受信した位置情報データと内蔵する高度データデータベースに基づき送信装置の位置および前記回転アンテナの位置の２点間の標高断面図および線分をディスプレイに装置に表示するとともに、線分が標高断面図に遮断された場合に線分の色，太さ，線種の表示形態を異なった表示とするようにしている（例えば、特許文献１参照）。

この従来の信号伝送システムによれば、ディスプレイ装置で、常に３次元的に信号伝送状況を監視し、表示状況が異なることで、異常状態の発生をすぐ判断することができる。また、線分が標高断面図に遮断されていない状態から表示画面の監視をし続けることで、異常状態となることを予測することができる。

そのような場合にはただちにヘリコプター上の送信装置のオペレータと無線で交信し、送信装置の高度を確保するように的確な指示を出すことで、短時間のうちに安定な受信信号レベルを維持したり戻したりすることができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−９４３２９号公報

従来の信号伝送システムにおいては、送信装置の位置および回転アンテナの位置の２点間の線分すなわち送信される位置情報を含むマイクロ周波数帯の信号の直接波についてふれている。しかしながら送信されるマイクロ周波数帯の信号には、直接波に対して直角方向成分の一次フレネルゾーンが存在している。

送信点Ｔと受信点Ｒと間の一次フレネルゾーンの概要を図８に示す。

この送信点Ｔに位置する送信装置が移動を継続して送信点Ｔが送信装置の高度低下により下がり、その結果一次フレネルゾーンの少なくとも一部が標高断面図で遮断されても受信信号レベルの低下となるが、そのことについては何もふれていない。

また送信装置が移動し所定時間後に一次フレネルゾーンが標高断面図に接触するかどうかを予測し接触すると予測した場合に注意を示すことができれば、この場合ただちにヘリコプター上の送信装置のオペレータと無線で交信し、送信装置の高度を確保するように的確な指示を出すことができ、安定な受信信号レベルを確保することができるが、このことについても何もふれていない。

本発明の目的は、送信装置が移動し所定時間後に一次フレネルゾーンが標高断面図に接触するかどうかを予測し接触すると予測した場合に注意を示す表示をする信号伝送システムを提供することにある。

本発明の他の目的は、送信装置が移動し一次フレネルゾーンの少なくとも一部が標高断面図で遮断された場合に危険を示す表示をする信号伝送システムを提供することにある。

本発明は、移動体に搭載されるＧＰＳ受信機を有する送信装置から送信される位置情報データを含むマイクロ周波数帯の信号を、受信装置の回転アンテナによって受信し、受信した前記位置情報データに基づき制御装置で前記回転アンテナの方向調整を行う信号伝送システムにおいて、受信した前記位置情報データと内蔵する高度データデータベースに基づき前記送信装置の位置および前記回転アンテナの位置の２点間の標高断面図および前記２点間の前記送信装置から送信される信号の直接波と一次フレネルゾーンを表示する手段と、前記送信装置が移動し所定時間後に前記一次フレネルゾーンが前記標高断面図に接触するかどうかを予測し接触すると予測した場合に注意を示す危険度を表示する手段を備えることを特徴とする。

また本発明は、移動体に搭載されるＧＰＳ受信機を有する送信装置から送信される位置情報データを含むマイクロ周波数帯の信号を、受信装置の回転アンテナによって受信し、受信した前記位置情報データに基づき制御装置で前記回転アンテナの方向調整を行う信号伝送システムにおいて、受信した位置情報と内蔵する高度データデータベースに基づき前記送信装置の位置および前記回転アンテナの位置の２点間の標高断面図および前記２点間の前記送信装置から送信される信号の直接波と一次フレネルゾーンを表示する手段と、前記送信装置が移動し前記一次フレネルゾーンの少なくとも一部が前記標高断面図で遮断された場合に危険を示す危険度を表示する手段を備えることを特徴とする信号伝送システム。

本発明はさらに、前記危険度を表示する手段は、前記一次フレネルゾーンが前記標高断面図から離れていることを示す正常を示す危険度と前記直接波が前記標高断面図で遮断された場合に異常を示す危険度との少なくともいずれかをさらに表示することを特徴とする。

本発明によれば、送信装置が移動し所定時間後に一次フレネルゾーンが標高断面図に接触するかどうかを予測し接触すると予測した場合に注意を示す表示をする信号伝送システムを得ることができる。また本発明によれば、送信装置が移動し一次フレネルゾーンの少なくとも一部が標高断面図で遮断された場合に危険を示す表示をする信号伝送システムを得ることができる。

本発明による信号伝送システムの実施の形態について、図１〜図７を用いて詳述する。

図７は本発明による信号伝送システムの実施の形態の構成を示す図である。

ヘリコプターに搭載される送信装置１は、所要の位置に移動しつつ、複数のＧＰＳ衛星のそれぞれから送信される電波をＧＰＳ受信機１１で受信し、受信したＧＰＳ信号を使用して、現在位置を常に計測する位置計測部１２を備えている。位置計測部１２には、ＧＰＳ受信機１１で受信した複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号が入力される。

位置計測部１２は、ＧＰＳ受信機１１から入力されるＧＰＳ信号から現在位置の緯度、経度、高度などの位置情報について常に演算を行ない、算出した位置情報を位置データ加工変調部１３へ出力する。

位置データ加工変調部１３は、位置計測部１２から入力される緯度、経度、高度などの位置情報の所要のデータを所定のデータ配列に加工し、所定のデータ配列に加工した位置データで、別途、音声信号入力端子１４から入力される音声信号を、例えばＭＳＫ変調し、位置データで変調された音声信号をＦＰＵの送信機１５へ出力する。

ＦＰＵの送信機１５は、位置データ加工変調部１３から入力される位置データで変調された音声信号と、別途映像信号入力端子１６から入力される映像信号とで、マイクロ周波数帯の信号を変調して送信信号とし、マイクロ周波数帯の送信信号をアンテナ１７から、受信基地局の受信装置２へ送信する。

受信装置２は、ＦＰＵの送信機１５からアンテナ１７を介して送信されてきた送信信号をパラボラアンテナ（回転アンテナ）２１で受信する。パラボラアンテナ２１は、送信装置１から送信されてきた送信信号を受信し、受信信号をＦＰＵの受信機２２へ出力する。ＦＰＵの受信機２２は、パラボラアンテナ２１から入力される受信信号から映像信号、位置データで変調された音声信号を復調する。

ＦＰＵの受信機２２で復調された映像信号、位置データで変調された音声信号は、受信基地局の受信装置２と放送局のマスターとの間を結ぶ専用回線で、マスターの映像処理センターに設置されている遠隔監視制御装置３へ伝送される。

映像処理センターに設置されている遠隔監視制御装置３では、受信装置２から専用回線で伝送されてきた映像信号、位置データで変調された音声信号をそのまま映像信号出力端子３１、音声信号出力端子３２を介して他の回路へ出力するとともに、位置データで変調された音声信号が位置データ復調抽出部３３に入力される。

位置データ復調抽出部３３は、受信装置２から専用回線で伝送されてきた位置データで変調された音声信号から位置データを復調し、復調した位置データから緯度、経度、高度のデータを抽出し、抽出した緯度、経度、高度のデータを蓄積するとともに２次元位置データ表示処理部３４および高度データ表示処理部３５および危険度データ表示処理部３６へ出力する。

２次元位置データ表示処理部３４は、位置データ復調抽出部３３から入力される緯度、経度、高度のデータから、ヘリコプターに搭載される送信装置１の現在位置の座標計算処理を行ない、座標計算処理により算出した送信装置１の現在位置のデータを蓄積するとともにディスプレイ装置３７へ出力する。ディスプレイ装置３７は、２次元位置データ表示処理部３４から入力された送信装置１の現在位置のデータに基づき、受信装置２を中心とした地図、パラボラアンテナ２１の指向する方位線、刻々と伝送されてくる送信装置１の現在位置を表示する。

２次元位置データ表示処理部３４で座標計算処理された送信装置１の現在位置のデータは、制御監視処理部３８で処理され、パラボラアンテナ２１の位置と方位と仰角あるいは俯角を制御する制御信号が形成され、データ通信処理部３９、２３を介して制御処理部２４へ伝送される。制御処理部２４は、制御監視処理部３８から伝送されてきた制御信号にもとづき、パラボラアンテナ２１の位置と方位と仰角あるいは俯角を制御する。

高度データ表示処理部３５は、位置データ復調抽出部３３から入力される緯度、経度、高度のデータから、送信装置１の位置と受信装置２の位置とを結ぶ２点の緯度、経度および２点間を結ぶ線分すなわち直接波および一次フレネルゾーンの緯度、経度を演算により求めて蓄積する。つぎに、得られた２点の緯度、経度の地点の高度データを、内蔵する国土地理院から発行されている高度データデータベースから求め、２点間の標高断面図のデータを作成するとともに蓄積し、２点間の標高断面図と直接波と一次フレネルゾーンを、ディスプレイ装置３７で表示する。

危険度データ表示処理部３６は、高度データ表示処理部３５で蓄積された直接波および一次フレネルゾーンの緯度、経度のデータと、標高断面図のデータを入力とし、一次フレネルゾーンの緯度、経度のデータと、標高断面図のデータを比較し、送信装置の移動にともない刻々移動する送信装置から送信される直接波や一次フレネルゾーンの緯度、経度のデータが、標高断面図のデータと重なるかどうかを判断し、また重ならない場合は送信装置が移動し所定時間後に一次フレネルゾーンが標高断面図に接触するかどうかを予測し、その結果を危険度としてディスプレイ装置３７で表示する。

危険度データ表示処理部３６は、図６に示す危険度と表示内容の対応表を備え、危険度を判断および予測した際の危険度に応じて、図６の対応表に基づいた表示をする。

図６の例においては、一次フレネルゾーンが標高断面図より離れている場合、「正常」の文字で且つ緑色で点灯して表示する。また送信装置が移動し所定時間後に一次フレネルゾーンが標高断面図に接触すると予測される場合は、「注意」の文字で且つ黄色で点灯して表示する。一次フレネルゾーンの少なくとも一部が標高断面図で遮断された場合は、「危険」の文字で且つ赤色で点滅して表示する。直接波が標高断面図で遮断された場合は、「異常」の文字で且つ赤色で点灯して表示する。

図２から図５は、図７のデイスプレイ装置３７の画面に表示された具体例を示す図である。図２から図５において、Ｒは受信点、ｈ１は受信点高さ（ｍ）、Ｔは送信点、ｈ２は送信点高さ（ｍ）である。送信点Ｔに位置する送信装置がヘリコプターの上下動にともなって上下動し、したがって送信点Ｔにおける直接波４１と一次フレネルゾーン４２の送信点高さｈ２が上下動し、標高断面図４３に対して離れたり近づいたりする。状況に応じて危険度の表示４４における表示内容が変わる。

図２は一次フレネルゾーン４２が標高断面図４３より離れている場合であり、この場合、危険度の表示４４は「正常」の文字で且つ緑色で点灯して表示する。

図３は一次フレネルゾーン４２と直接波４１が下動した場合で、この場合、送信装置が移動し所定時間後に一次フレネルゾーン４２が標高断面図４３に接触するかどうかを予測する。その結果接触すると予測した場合、危険度の表示４４は「注意」の文字で且つ黄色で点灯して表示する。

図４は一次フレネルゾーン４２と直接波４１がさらに下動し、一次フレネルゾーン４２が標高断面図で遮断された場合であり、この場合、危険度の表示４４は「危険」の文字で且つ赤色で点滅して表示する。

図５は一次フレネルゾーン４２と直接波４１がさらに下動し、直接波４１が標高断面図で遮断された場合であり、この場合、危険度の表示４４は「異常」の文字で且つ赤色で点灯して表示する。

次に、図３のところで説明した、送信装置が移動し所定時間後に一次フレネルゾーン４２が標高断面図４３に接触するかどうかを予測するための具体的説明を、図１を用いて説明する。

図１において、４１ａ，４２ａは送信点が図２と同じ位置における直接波４１，一次フレネルゾーン４２を示し、４１ｂ，４２ｂは送信点が図３と同じ位置Ｔにおける直接波４１，一次フレネルゾーン４２を示し、４１ｃ，４２ｃは送信点がさらに下動した所定時間（Δｔ２）後の送信点ＴＢの予測位置を示す。

位置情報は任意の時間間隔で取得することができるため、前回取得した高度データと現在の高度データから経過時間（Δｔ１）と移動量（Δｈ１）を算出できる。移動予測を行う所定時間（Δｔ２）を任意に設定する。所定時間（Δｔ２）経過後の移動量Δｈ２を次の式１で求める。

次に、送信点Ｔの送信点高ｈ２と、式１で求めた移動量Δｈ２とから、所定時間（Δｔ２）経過後の送信点ＴＢの予測送信点高さｈ３を、次の式２で求める。

次に送信点ＴＢと受信点Ｒの２点間の直接波４１ｃおよびその一次フレネルゾーン４２ｃのデータを取得する。そして一次フレネルゾーン４２ｃのデータが標高断面図４３のデータと重なることにより、一次フレネルゾーン４２ｃが標高断面図４３に接触するかどうかを判断する。

図１においては、一次フレネルゾーン４２ｃが標高断面図４３に接触するので、危険度の表示４４は「注意」の文字で且つ黄色で点灯して表示する。

本実施の形態によれば、移動体に搭載される送信装置から受信装置へ送信される信号の直接波と一次フレネルゾーンと、標高断面図との相対関係をディスプレイ装置に表示するとともに両者の相対関係を危険度として異なる表示をする。

特に送信装置が移動し所定時間後に一次フレネルゾーンが標高断面図に接触するかどうかを予測し接触すると予測した場合に「注意」を示す危険度を表示し、また送信装置が移動し一次フレネルゾーンの少なくとも一部が標高断面図で遮断された場合に「危険」を示す危険度を表示する。

したがって、危険度の表示をみることにより、「注意」を示す危険度の表示の場合には、ヘリコプター上の送信装置のオペレータと無線で交信し、送信装置の高度を確保するように的確な指示を出すことで、安定な受信信号レベルを確保することができ、また「危険」を示す危険度の表示の場合には、ヘリコプター上の送信装置のオペレータと無線で交信し、送信装置の高度を上げるように的確な指示を出すことで、一旦受信信号レベルの低下となってもすぐに安定な受信信号レベルに戻すことができる。

本発明による信号伝送システムにおいて、送信装置が移動し所定時間後に一次フレネルゾーンが標高断面図に接触するかどうかを予測するための具体的説明に供する図である。 本発明による信号伝送システムにおけるデイスプレイ装置に表示する表示例で、一次フレネルゾーンが標高断面図より離れている場合の表示図である。 本発明による信号伝送システムにおけるデイスプレイ装置に表示する表示例で、送信装置が移動し所定時間後に一次フレネルゾーンが標高断面図に接触するかどうかを予測し接触すると予測した場合の表示図である。 本発明による信号伝送システムにおけるデイスプレイ装置に表示する表示例で、一次フレネルゾーンが標高断面図で遮断された場合の表示図である。 本発明による信号伝送システムにおけるデイスプレイ装置に表示する表示例で、直接波が標高断面図で遮断された場合の表示図である。 本発明による信号伝送システムの実施の形態の構成の危険度データ表示処理部が備える危険度と表示内容の対応表の例を示す図である。 本発明による信号伝送システムの実施の形態の構成を示す図である。 送信点と受信点と間の一次フレネルゾーンの概要を示す図である。

符号の説明

１…送信装置、１１…ＧＰＳ受信機、１２…位置計測部、１３…位置データ加工変調部、１４…音声信号入力端子、１５…ＦＰＵの送信機、１６…映像信号入力端子、１７…アンテナ、２…受信装置、２１…パラボラアンテナ（回転アンテナ）、２２…ＦＰＵの受信機、２３…データ通信処理部、２４…制御処理部、３…遠隔監視制御装置、３１…映像信号出力端子、３２…音声信号出力端子、３３…位置データ復調抽出部、３４…２次元位置データ表示処理部、３５…高度データ表示処理部、３６…危険度データ表示処理部、３７…ディスプレイ装置、３８…制御監視処理部、３９…データ通信処理部、４１…直接波、４２…一次フレネルゾーン、４３…標高断面図、４４…危険度の表示。

Claims (2)

1. 移動体に搭載されるＧＰＳ受信機を有する送信装置から送信される位置情報データを含むマイクロ周波数帯の信号を、受信装置の回転アンテナによって受信し、受信した前記位置情報データに基づき制御装置で前記回転アンテナの方向調整を行う信号伝送システムにおいて、
   受信した前記位置情報データと内蔵する高度データデータベースに基づき前記送信装置の位置および前記回転アンテナの位置の２点間の標高断面図および前記２点間の前記送信装置から送信される信号の直接波と一次フレネルゾーンを表示する手段であって、
   前記送信装置が移動し所定時間後に前記一次フレネルゾーンが前記標高断面図に接触するかどうかを予測し接触すると予測した場合に注意の文字を表示するとともに、前記送信装置がさらに移動して前記一次フレネルゾーンの少なくとも一部が前記標高断面図で遮断された場合に危険の文字を表示する手段を備えることを特徴とする信号伝送システム。
2. 請求項１記載の信号伝送システムにおいて、前記表示する手段は、更に、前記一次フレネルゾーンが前記標高断面図から離れているときに正常の文字を表示することを特徴とする信号伝送システム。

Images