JP4724097B2

JP4724097B2 - Ａｄｓ−ｂ検査装置

Info

Publication number: JP4724097B2
Application number: JP2006317705A
Authority: JP
Inventors: 恒大友; 義則久慈
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2026-11-24
Also published as: JP2008130047A

Description

本発明は、航空機から送信されるADS-Bの信頼性を検査するADS-B検査装置に関する。

一般的な航空管制として、図７に示すように、二次監視レーダ装置（SSR：Secondary Surveillance Radar）２０とトランスポンダ＃２Tを備える航空機＃２との間で、送受信される質問信号２０q及び応答信号＃２Taを用いる方法がある。この方法によれば、SSRモードS技術によって、SSR２０とトランスポンダ＃１T，＃２Tとは相互に質問信号及び応答信号を送受信することが可能であり、これによって必要なデータを得て利用している。また、SSR２０では、質問信号２０ｑに対して応答信号＃２Taを受信するまでの時間差から、SSR２０と航空機＃２の距離を求め、航空機＃２０の位置を把握している。

また近年では、図７に示すように、放送型ADS（ADS-B：Automatic Dependent Surveillance-Broadcast）を利用して航空機＃２から送信されるADS-B信号＃２Tads・bが地上の受信機１０によって受信されて、航空管制に用いられることもある。ADS-Bは、航空機が自己の航空機のID、位置、移動方向、上昇率や下降率等を含み、送信先を指定せずにブロードキャスト送信される信号であり、地上局が備える受信機１０や、他の航空機が備える受信機で受信される。ADS-B信号の受信側では、ADS-Bに含まれる位置情報によって、航空機の位置を把握することができる。

また、ADS-B信号は、航空機衝突防止装置（ACAS：Airborne Collision Avoidance System）等によって航空機の衝突防止に使用される（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。すなわち、特許文献１や２に記載の技術では、航空機は他の航空機から送信されるADS-B信号を受信し、周囲の航空機の飛行状況を把握して他の航空機との衝突を防止している。
特許第３６７９７１３号公報特開２００３−１６５４９８号公報

航空機から送信されているADS-B信号は、航空機に備えられる機器の設定ミスや機器の不調によって、信頼性のないこともある。しかしながら、ADS-B信号の受信側では、ADS-B信号の信頼性は検査されておらず、信頼性のないADS-B信号が航空管制やACASに用いられると、管制塔による航空機の誘導の誤りが発生したり、航空機の衝突を招くという問題が生じる。

従って本発明は、上記課題に鑑み、ADS-B信号の信頼性を検査し、検査結果に基づいて各航空機や管制塔に対して注意を喚起することのできるADS-B検査装置を提供する。

本発明の特徴に係るADS-B検査装置は、航空機から送信されるADS-B信号を受信する受信機と、SSRが受信した航空機からの応答信号を取得する第１取得手段と、ADS-B信号に含まれる航空機の位置である第１位置と応答信号に含まれる航空機の位置である第２位置とを比較する第１比較手段と、第１位置と第２位置とが一致しないとき、ADS-B信号の信頼性がないとする検査結果を出力する結果出力手段とを有する。

また、上記ADS-B検査装置は、各時刻において航空機が存在する予定の位置である航空機位置を含むフライトプランデータから、航空機がADS-B信号を送信した時刻における航空機位置を取得する第２取得手段と、第２位置と航空機位置とを比較する第２比較手段とを更に有し、結果出力手段は、第２位置と航空機位置とが一致しないとき、ADS-B信号の信頼性がないとする検査結果を出力することができる。

さらに、上記ADS-B検査装置の結果出力手段は、第１位置と第２位置とが一致し、第２位置と航空機位置とが一致したとき、ADS-B信号の信頼性があるとする検査結果を出力することができる。

また、上記ADS-B検査装置は、結果出力手段からADS-B信号の検査結果が出力されると、航空機の識別子と、ADS-B信号を送信した時刻と、航空機に関するデータを含むレコードを生成し、記憶装置に記憶されているADS-B信号の検査結果が蓄積されるログデータに追加する記録手段を更に有することができる。

さらに、上記ADS-B検査装置は、結果出力手段からADS-B信号の信頼性がないとする検査結果が出力されると、航空機の識別子と、ADS-Bを送信した時刻とを含む警告通知データを送信する警告送信手段を更に有することができる。

本発明によれば、航空機から送信されるADS-B信号の信頼性を検査するADS-B検査装置を提供することができる。

本発明の最良の実施の形態に係るADS-B検査装置１は、図１に示すように、ADS-B信号を受信する受信機１０を備え、SSR２０及び管制装置２１を備える地上局２と、フライトプランデータ３を記憶する記憶装置（図示せず）とに接続されている。また、ADS-B検査装置１の機能構成を図２に示す。

SSR２０は、従来から使用されているSSRであって、質問信号２０qを送信し、送信した質問信号２０qに対して航空機＃２のトランスポンダ＃２Tから送信された応答信号＃２Taを受信する。ここで、SSR２０は、質問信号２０ｑと航空機＃２から受信した応答信号の時間差からSSR２０と航空機＃２との距離を求め、SSR２０の位置を基準にして航空機＃２の位置を特定する。

管制装置２１は、航空機＃１，＃２の管制に用いられる。

フライトプランデータ３は、各航空機＃１，＃２のフライトプラン（飛行計画）に関するデータである。例えば、フライトプランデータ３は、図３に示すように、各航空機の識別子（航空機ID）に各時刻において航空機＃１，＃２が存在する予定の位置（航空機位置）が関連付けられるレコードを有している。

ADS-B検査装置１は、図２に示すように、アンテナ１１０を介して航空機から送信されたADS-B信号を受信する受信機１０と、受信機１０が受信したADS-B信号から航空機の識別子（航空機ID）、航空機の位置、ADS-B信号を送信した時刻、航空機の状態、メッセージ等を解読して出力する解読手段１１と、解読された航空機IDで特定される航空機からSSR２０が受信した応答信号（ターゲットデータ）を取得して出力する第１取得手段１２と、フライトプランデータ３から航空機がADS-B信号を送信した時刻における航空機位置を取得して出力する第２取得手段１３と、ADS-B信号の信頼性を検査する検査部１４と、検査部１４における検査の結果、受信したADS-B信号の信頼性がない場合に警告通知データを管制装置２１に送信する警告送信手段１５、検査結果等を表示装置（図示せず）表示させる表示処理手段１６とを備えている。

図２では警告送信手段１５は管制装置２１と接続され、警告通知データを管制装置２１に送信するようにしているが、管制装置２１ではなく他の航空機等に警告通知データを送信し、信頼性がないADS-B信号が送信されたことを通知して注意を喚起させることもできる。

また、ADS-B検査装置１は、記憶装置にローカルデータ１７及びログデータ１８を記憶しており、表示処理手段１６は、設定や外部から入力される表示操作によってローカルデータ１７やログデータ１８を表示させる。

検査部１４は、ADS-B信号の信頼性を検査するため、ADS-B検査手段１４ａ、第１比較手段１４ｂ、第２比較手段１４ｃ、結果出力手段１４ｄ及び記録手段１４ｅを備えている。ここで、信頼性のないADS-B信号とは、航空機＃１，＃２における機器の設定ミスや機器の不調等によって、正しい情報を含まず、航空管制やACASに用いられた場合に事故等の問題が生じるデータである。

ADS-B検査手段１４ａは、受信機１０によって受信され、解読手段１１で解読されたADS-B信号のフォーマットが予め定められる要件を満たしているか、ADS-B信号の内容が妥当であるかを検査する。フォーマットが所定のフォーマットでない場合、結果出力手段１４ｄは、ADS-B信号が正確でなく、信頼性がないという検査結果を出力する。また、たとえばADS-B信号から解読された内容が、航空機の速度や位置が存在し得ない速度や位置で飛行していることを示す場合、航空機位置が受信機１０の設置場所では到底受信できない位置を示す場合等、結果出力手段１４ｄは、ADS-B信号が不当であり、信頼性がないという検査結果を出力する。

第１比較手段１４ｂは、航空機＃２から受信したADS-B信号に含まれる航空機の位置（第１位置）と、第１取得手段１２がSSR２０から取得したターゲットデータに含まれる航空機の位置（第２位置）とを比較する。第１位置と第２位置が一致しない場合、結果出力手段１４ｄは、ADS-B信号の信頼性がないという検査結果を出力する。

第２比較手段１４ｃは、第２位置と、フライトプランデータ３に含まれる航空機の位置（航空機位置）とを比較する。第２位置と航空機位置が一致しない場合、結果出力手段１４ｄは、ADS-B信号の信頼性がないという検査結果を出力する。

結果出力手段１４ｄは、ADS-B信号の信頼性がない場合、記録手段１４ｅ及び警告送信手段１５に検査結果を出力し、ADS-B信号の信頼性がある場合、記録手段１４ｅに検査結果を出力する。

記録手段１４ｅは、入力した検査結果をローカルデータ１７として記憶装置に記憶させ、また、記憶装置に記憶されているログデータ１８に追加する。

ローカルデータ１７は、新たな検査の結果、信頼性があるとされたADS-B信号に関するデータである。例えば、ローカルデータ１７は、図４に示すように検査対象となったADS-B信号が送信された時刻と、ADS-B信号を送信した航空機航空機の航空機IDと、ADS-B信号を送信した時点における航空機の飛行位置と、航空機に関するデータ等を含んでいる。航空機に関するデータとは、ADS-B信号に含まれた航空機の状態等である。ローカルデータ１７は、新たにADS-B信号を受信する毎に受信したADS-B信号の内容によって更新される。

ログデータ１８は、ADS-B検査装置１におけるADS-B信号の検査の結果に関するデータである。例えば、ログデータ１８は、図５に示すように検査の対象となったADS-B信号が送信された時刻と、ADS-B信号を送信した航空機の航空機IDと、ADS-B信号を送信した時点における航空機の飛行位置と、航空機に関するレコードとが蓄積されるデータである。ここでいう航空機に関するデータとは、例えば、航空機の有無、フライトプランデータ３に含まれる航空機位置と実際の飛行位置との誤差等である。「航空機の有無」は、フライトプランデータ３に、受信したADS-B信号を送信した航空機に関するデータがあるか否かの判定結果である。フライトプランデータ３に、受信したADS-B信号に該当するデータがない場合、「航空機は無」となる。「航空機位置と実際の飛行位置との誤差」は、フライトプランデータ３に含まれる航空機位置とADS-B信号に含まれる飛行位置とを比較することによって求められる。

〈ADS-B検査の処理〉
次に、図６に示すフローチャートを用いてADS-B検査装置１における処理について説明する。まず、受信機１０が航空機＃２から送信されたADS-B信号を受信すると（S１）、解読手段１１は、受信したADS-B信号から航空機ID、ADS-B信号を送信した時刻、航空機＃２の位置、ADS-B信号に含まれるメッセージを解読し、検査部１４に出力する（S２）。

また、第１取得手段１２は、特定された航空機IDで識別される航空機＃２からSSR２０が受信した応答信号（ターゲットデータ）をSSR２０から取得し、検査部１４に出力する（S３）。

さらに、第２取得手段１３は、フライトプランデータ３を取得し、検査部１４に出力する（S４）。ここで、第２取得手段１３は、フライトプランデータ３が記憶される記憶装置から特定された航空機IDで識別される航空機＃２の該当時刻（ADS-Bの送信時刻）に関連付けられる航空機位置を抽出し、検査部１４に出力する。

続いて、ADS-B検査手段１４ａは、ADS-B信号のフォーマットが正確であるか否かを判定し（S５）、フォーマットが正確である場合（S５でYES）、ADS-B検査手段１４ａは、ADS-B信号の内容が妥当であるか否かを判定する（S６）。

ADS-B信号の内容が妥当である場合（S６でYES）、第１比較手段１４ｂは、解読手段１１によって解読されたADS-B信号に含まれる航空機＃２の位置（第１位置）と、第１取得手段１２によって取得されたターゲットデータに含まれる航空機＃２の位置（第２位置）とが一致するか否かを比較する（S７）。

第１位置と第２位置とが一致する場合（S７でYES）、第２比較手段１４ｃは、第２位置と第２取得手段が取得した航空機位置とが一致するか否かを比較する（S８）。

第２位置と、航空機位置とが一致する場合（S８でYES）、記録手段１４ｅは、検査結果出力手段１４ｄからADS-B信号の信頼性があるとする検査結果を入力し、ローカルデータ１７として検査対象となったADS-B信号が送信された時刻と、ADS-B信号を送信した航空機＃２の航空機IDと、航空機に関するデータを記憶装置に記憶させる（S９）。その後、記録手段１４ｅは、ADS-B信号が送信された時刻と、ADS-B信号を送信した航空機＃２の航空機IDと、航空機に関するデータを含むレコードを生成し、ログデータ１８に追加させる（S１０）。

一方、ADS-B検査手段１４ａでADS-B信号のフォーマットが正確でないと判定された場合（S５でNO）、ADS-B信号の内容が妥当でないと判定された場合（S６でNO）、第１比較手段１４ａで第１位置と第２位置とが一致しないと判定された場合（S７でNO）又は第２比較手段１４ｂで第２位置と航空機位置とが一致しないと判定された場合（S８でNO）、結果出力手段１４ｄは、ADS-B信号の信頼性はないとする検査結果を出力し、警告送信手段１５は、航空機IDと、該当時刻と警告通知データを管制装置２１に送信する（S１１）。その後、記録手段１４ｅは、ADS-B信号が送信された時刻と、ADS-B信号を送信した航空機＃２の航空機IDと、航空機に関するデータを含むレコードを生成し、ログデータ１８に追加させる（S１０）。

また、表示処理手段１６は、オペレータ等の設定や操作にしたがって記憶装置に記憶されるローカルデータ１７及びログデータ１８の内容を表示装置に表示される（S１２）。

上述した説明では、航空機＃２を用いて説明したが、ADS-B検査装置１は、他の航空機から受信するADS-B信号であっても同様に信頼性が検査される。さらに、ADS-B検査装置１は、複数の地上局と接続しても同様にADS-B信号の信頼性を検査することができる。

なお、ADS-B検査装置１はハードウェアとして説明したが、一般的なコンピュータに受信機１０を接続させるとともに、CPUに、ADS-B検査プログラムをインストールさせることで、CPUに各処理手段１１〜１５を備えるADS-B検査装置１が実現される。

上記のように、本発明を各実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例および運用技術が明らかとなる。

本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明に記載した事項と自明な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明の最良の実施形態に係るADS-B検査装置について説明する図である。図１で示したADS-B検査装置の機能ブロック図である。図１で示したADS-B検査装置が利用するフライトプランデータの一例である。図１で示したADS-B検査装置に記憶されるローカルデータの一例である。図１で示したADS-B検査装置に記憶されるログデータの一例である。図１で示したADS-B検査装置の機能ブロック図である。従来のSSR及びADS-Bの受信機について説明する図である。

符号の説明

１…ADS-B検査装置
１０…受信機
１１０…アンテナ
１１…解読手段
１２…第１取得手段
１３…第２取得手段
１４…検査部
１４ａ…ADS-B検査手段
１４ｂ…第１比較手段
１４ｃ…第２比較手段
１４ｄ…結果出力手段
１４ｅ…記録手段
１５…警告送信手段
１６…表示処理手段
１７…ローカルデータ
１８…ログデータ
２…地上局
２０…SSR
２１…管制装置
３…フライトプランデータ

Claims

航空機から送信されるADS-B信号を受信する受信機と、
SSRが受信した前記航空機からの応答信号を取得する第１取得手段と、
前記ADS-B信号に含まれる前記航空機の位置である第１位置と前記応答信号に含まれる前記航空機の位置である第２位置とを比較して一致するか否かを判定する第１比較手段と、
前記第１位置と前記第２位置とが一致しないとき、前記ADS-B信号の信頼性がないとする検査結果を出力する結果出力手段と、
を有することを特徴とするADS-B検査装置。
各時刻において前記航空機が存在する予定の位置である航空機位置を含むフライトプランデータから、前記航空機が前記ADS-B信号を送信した時刻における前記航空機位置を取得する第２取得手段と、
前記第１比較手段で、第１位置と第２位置とが一致すると判定されたとき、前記第２位置と前記第２取得手段がフライトプランデータから取得した航空機位置とを比較して一致するか否かを判定する第２比較手段とを更に有し、
前記結果出力手段は、前記第２位置と前記航空機位置とが一致しないとき、前記ADS-B信号の信頼性がないとする検査結果を出力することを特徴とする請求項１記載のADS-B検査装置。
前記結果出力手段は、前記第１位置と前記第２位置とが一致し、前記第２位置と前記航空機位置とが一致したとき、前記ADS-B信号の信頼性があるとする検査結果を出力することを特徴とする請求項２記載のADS-B検査装置。
航空機から送信されるADS-B信号を受信する受信機と、
SSRが受信した前記航空機からの応答信号を取得する第１取得手段と、
各時刻において前記航空機が存在する予定の位置である航空機位置を含むフライトプランデータから、前記航空機が前記ADS-B信号を送信した時刻における前記航空機位置を取得する第２取得手段と、
前記応答信号に含まれる前記航空機の位置である第２位置と前記第２取得手段がフライトプランデータから取得した航空機位置とを比較して一致するか否かを判定する第２比較手段とを更に有し、
前記結果出力手段は、前記第２位置と前記航空機位置とが一致しないとき、前記ADS-B信号の信頼性がないとする検査結果を出力することを特徴とするADS-B検査装置。
前記結果出力手段から前記ADS-B信号の検査結果が出力されると、前記受信機が受信した前記ADS-B信号に含まれる当該航空機の識別子と、前記ADS-B信号を送信した時刻と、前記航空機に関するデータとを含むレコードを生成し、ADS-B信号の検査結果が蓄積されて記憶装置に記憶されるログデータに追加する記録手段を更に有することを特徴とする請求項１又は４記載のADS-B検査装置。
前記結果出力手段から前記ADS-B信号の信頼性がないとする前記検査結果が出力されると、前記受信機が受信した前記ADS-B信号に含まれる航空機の識別子と、前記ADS-B信号を送信した時刻とを含む警告通知データを管制装置に送信する警告送信手段を更に有することを特徴とする請求項１又は４記載のADS-B検査装置。