JP5025452B2 - Secondary monitoring radar equipment - Google Patents
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本発明は、オールコール期間とロールコール期間とを設定して、航空機を捕捉するモードS二次監視レーダに関する。 The present invention relates to a mode S secondary monitoring radar that captures an aircraft by setting an all-call period and a roll call period.
航空管制では、モードS二次監視レーダ(SSRモードS:Secondary Surveillance Radar Mode S)で監視された各航空機の飛行に関する情報(ターゲットレポート)を利用している。図4に示すように、モードS二次監視レーダ1aは、航空機に搭載されているトランスポンダ2(2a,2b)に対して質問を送信するとともに、送信した質問に応答してトランスポンダ2から送信される応答を受信し、受信した応答を解読して監視空域を飛行する航空機を監視し、ターゲットレポートを出力している。
In air traffic control, information (target report) on the flight of each aircraft monitored by a Mode S secondary surveillance radar (SSR mode S: Secondary Surveillance Radar Mode S) is used. As shown in FIG. 4, the mode S
具体的に、モード二次監視レーダ1aでは、図5に示すように、アンテナ11、送受信部12および信号処理部13aを備えている。アンテナ11は、送受信部12と接続され、送受切替器121を介して送信器122から入力する信号をトランスポンダ2に送信し、トランスポンダ2から受信する信号を送受切替器121を介して受信器123に出力する。
Specifically, the mode
信号処理部13aは、送信器122を介して信号の送信を制御する送信制御部131と、受信器123が受信した信号の供給を受けて処理を実行するモードS応答処理部132およびATCRBS応答処理部133と、信号の送受信等のタイミングを管理するチャネル管理部134と、各応答処理部132,133から供給される信号を利用してターゲットレポートを生成する監視処理部135と、各処理のタイミングを制御するタイミング信号発生部136とを備えている。
The
モードS二次監視レーダ1aが監視する航空機に搭載されるトランスポンダ2には、図4にも示すように、処理や送受信する信号の異なるモードSトランスポンダ2aとATCRBSトランスポンダ2bとがある。モードS二次監視レーダ1aは、これらの処理が異なるトランスポンダ2を捕捉するため、モードS応答処理部132およびATCRBS応答処理部133を有するとともに、図6(a)に示すように、「オールコール期間TA」と「ロールコール期間TR」に区別して、各期間で異なる処理を実行している。このモードS二次監視レーダ1aとトランスポンダ2との質問応答の送受信タイミングおよび質問応答のフォーマット等は国際的に統一された規格に基づいて実行されている(例えば、非特許文献1参照)。
As shown in FIG. 4, the transponder 2 mounted on the aircraft monitored by the mode S
具体的には、モードS二次監視レーダ1aは、図6に示すように、オールコール期間TA(TA1,TA2)には、モードSトランスポンダ2aおよびATCRBSトランスポンダ2bに対してそれぞれオールコール質問Qa(Qa1,Qa2)を送信し、所定のリスニングウィンドウWaの期間に受信するオールコール応答Aa(Aa1,Aa2)を検出する。
Specifically, as shown in FIG. 6, the mode S
また、モードS二次監視レーダ1aは、図6に示すように、ロールコール期間TR(TR1)には、ロールコール期間TRの捕捉対象として設定されている各モードSトランスポンダ2aに対して個別にロールコール質問Qr(Qr1,Qr2)を送信し、各ロールコール質問Qrに対して定められた所定のリスニングウィンドウWr(Wr1,Wr2)の期間に受信するロールコール応答Ar(Ar1,Ar2)を検出する。
In addition, as shown in FIG. 6, the mode S
ここで、図6(c)に示すように、オールコール応答AaのリスニングウィンドウWaは、各ロールコール応答ArのリスニングウィンドウWrよりも広く設定されている。これは、モードS二次監視レーダ1aでは、ロールコール期間TRに受信するロールコール応答Arの受信タイミングを予測することができるのに対し、オールコール期間TAには、覆域内に存在する航空機のオールコール応答Aaを受信することがあるためである。
Here, as shown in FIG. 6C, the listening window Wa of the all call response Aa is set wider than the listening window Wr of each roll call response Ar. This is because the mode S
モードS二次監視レーダ2では、図6で示すように質問Qa,Qrに対して受信する応答Aa,Arを利用して航空機を監視しているが、質問Qa,Qrを送信しても航空機から送信される応答Aa,Arを検出しにくいことがある。また、質問Qa,Qrに対して応答Aa,Arを送信しているのか不明な航空機も存在する。 In the mode S secondary monitoring radar 2, the aircraft is monitored using the responses Aa and Ar received with respect to the questions Qa and Qr as shown in FIG. 6, but even if the questions Qa and Qr are transmitted, the aircraft is monitored. It may be difficult to detect the responses Aa and Ar transmitted from. There are also aircraft in which it is unknown whether responses Aa and Ar are transmitted in response to questions Qa and Qr.
オールコール期間には、一のリスニングウィンドウWaの期間に複数の航空機からオールコール応答Aaを受信する。そのため、受信する複数のオールコール応答Aaが重畳し、オールコール応答Aaを検出できないこともある(例えば、特許文献1参照)。これに対して、特許文献1では、オールコール期間におけるオールコール応答Aaの重畳に対して、ロールコール期間にオールコール応答を実行して航空機を捕捉する技術が記載されている。 During the all-call period, all-call responses Aa are received from a plurality of aircraft during the period of one listening window Wa. For this reason, a plurality of all-call responses Aa to be received may be superimposed, and the all-call responses Aa may not be detected (for example, see Patent Document 1). On the other hand, Patent Document 1 describes a technique for capturing an aircraft by executing an all-call response during a roll call period in response to a superposition of an all-call response Aa during the all-call period.
一方、ロールコール期間には、原則として、一のリスニングウィンドウWrの期間に一の航空機のみからロールコール応答Arを受信する。したがって、ロールコール応答Arの重畳が問題となることはない。しかし、ロールコール応答Arの受信タイミングであるリスニングウィンドウWrの期間は比較的短く設定されているため、何らかの原因でこのリスニングウィンドウWrの期間でロールコール応答Arを受信できないと航空機を検出することが困難になる。
上述したように、航空機からのロールコール応答Arを検出できない場合、モードS二次監視レーダ1aでは、飛行の状況を監視できない航空機が発生したとき、航空機管制に支障をきたすおそれもある。
As described above, when the roll call response Ar from the aircraft cannot be detected, the mode S
従って本発明は、必要な航空機との質問応答を可能とし、モードSトランスポンダ2aを備える航空機(モードS機)の捕捉を確実にするモードS二次監視レーダを提供する。
Accordingly, the present invention provides a Mode S secondary surveillance radar that enables question answering with the required aircraft and ensures acquisition of an aircraft (Mode S aircraft) with
本発明の特徴に係るモードS二次監視レーダは、オールコール期間とロールコール期間とを設定して、航空機を捕捉するモードS二次監視レーダであって、オールコール期間にロールコール質問を送信する送信手段と、ロールコール質問に対応したロールコール応答を受信する受信手段と、予めオールコール期間に設定されたタイミングで受信したロールコール応答を解読する解読手段とを備える。 The mode S secondary monitoring radar according to the feature of the present invention is a mode S secondary monitoring radar that captures an aircraft by setting an all call period and a roll call period, and transmits a roll call question during the all call period. Transmitting means for receiving, a receiving means for receiving a roll call response corresponding to the roll call question, and a decoding means for decoding the roll call response received at a timing set in advance in the all call period.
本発明によれば、従来の監視方法では監視が困難であったモードS機を監視することができる。 According to the present invention, it is possible to monitor the mode S machine, which is difficult to monitor with the conventional monitoring method.
本発明の最良の実施形態に係るモードS二次監視レーダは、図4を用いて上述した場合と同様に、地上局に設置されており、航空機に備えられるトランスポンダ2との質問応答に基づく航空機の監視結果を航空管制に利用するターゲットレポートとして出力する。 As in the case described above with reference to FIG. 4, the mode S secondary monitoring radar according to the best embodiment of the present invention is installed in the ground station and is based on an interrogation with the transponder 2 provided in the aircraft. Is output as a target report to be used for air traffic control.
図1に示すように、本発明の最良の実施形態に係るモードS二次監視レーダ1は、図5を用いて上述したモードS二次監視レーダ1aと比較して、アンテナ11および送受信部12を備えている点では同一であるが、信号処理部13aに代えて信号処理部13を備え、さらに入力部14を備えている点で異なる。
As shown in FIG. 1, the mode S secondary monitoring radar 1 according to the best embodiment of the present invention has an
信号処理部13は、図5で上述した送信制御部131、モードS応答処理部132、ATCRBS応答処理部133、チャネル管理部134、監視処理部135およびタイミング信号発生部136に加え、監視処理部135にモード選択信号を供給する選択部137と、監視処理部135にモードSアドレスを設定する設定部138とを備えている。選択部137が監視処理部135に供給するモード選択信号と、設定部138が監視処理部135に供給するモードSアドレスは、オペレータの操作にしたがって、入力部14からそれぞれ選択部137および設定部138に入力される。
In addition to the
本発明の最良の実施形態に係るモードS二次監視レーダ1は、オールコール期間TAでオールコール質問応答を実行する「第1モード」、または、オールコール期間TAでロールコール質問応答を実行する「第2モード」のいずれかを選択することができる。第1モードが選択されているモードS二次監視レーダ1では、図5を用いて上述した従来の場合と同様にオールコール期間TAにオールコール質問応答を実行し、ロールコール期間TRにロールコール質問応答を実行する。また、第2モードが選択されているモードS二次監視レーダ1では、図2に示すように、オールコール期間TAにロールコール質問応答を実行し、ロールコール期間TRにもロールコール質問応答を実行する。すなわち、モードS二次監視レーダ1では、第2モードが選択されているとき、オールコール質問応答は実行されず、ロールコール質問応答のみを実行する。 The mode S secondary monitoring radar 1 according to the preferred embodiment of the present invention executes a “first mode” in which an all-call question answering is performed in the all-call period TA, or a roll-call question answering in the all-call period TA. One of the “second modes” can be selected. In the mode S secondary monitoring radar 1 in which the first mode is selected, the all-call question answering is executed during the all-call period TA and the roll call is performed during the roll call period TR as in the conventional case described above with reference to FIG. Perform question answering. Further, in the mode S secondary monitoring radar 1 in which the second mode is selected, as shown in FIG. 2, the roll call question response is executed during the all call period TA, and the roll call question response is also performed during the roll call period TR. Execute. That is, in the mode S secondary monitoring radar 1, when the second mode is selected, the all call question answer is not executed, but only the roll call question answer is executed.
信号処理部13は、タイミング信号発生部136によって作成されるタイミング信号に基づいてモードS二次監視レーダ1における各動作を実行している。
The
チャネル管理部134は、タイミング信号発生部136からのタイミング信号に基づき、ビームドエルタイムTにおけるオールコール期間TAおよびロールコール期間TRの割り当てを設定するとともに、各応答A(Aa,Ar)についてのウィンドウ(以下、これを「リスニングウィンドウ」とする)W(Wa,Wr)のスケジューリングを実行する。また、チャネル管理部134は、割り当てた各期間Ta,Trに関するスケジュール情報を送信制御部131に供給するとともに、各期間において応答を検出するためのリスニングウィンドウWのスケジュール情報をそれぞれモードS応答処理部132またはATCRBS応答処理部133に供給する。
Based on the timing signal from the
送信制御部131は、チャネル管理部134からの各期間に関するスケジュール情報およびタイミング信号発生部136からのタイミング信号に基づいて、予め生成してメモリ(図示せず)に記憶している質問を読み出して送信器122に供給し、送受切替器121およびアンテナ11を介してトランスポンダ2に送信する。具体的には、送信制御部131は、第1モード選択時のオールコール期間TAにはオールコール質問(モードSオールコール質問Qa1およびモードA/Cオールコール質問Qa2)を送信し、第2モード選択時のオールコール期間TAには、ロールコール質問(モードSロールコール質問Qr)を送信する。また、送信制御部131は、ロールコール期間TRには第1モードであっても第2モードであっても、ロールコール質問Qrを送信する。
The
受信器123は、アンテナ11および送受切替器121を介してトランスポンダ2から送信された応答Aを受信する。また、受信器123は、受信したモードS応答(モードSオールコール応答Aa1およびモードSロールコール応答Ar)をモードS応答処理部132に供給し、ATCRBS応答(モードA/Cオールコール応答Aa2)をATCRBS応答処理部133に供給する。
The
モードS応答処理部132は、受信器123から供給されたモードS応答Aa1,Arを対応するリスニングウィンドウWで検出し、処理する。このモードS応答処理部132には、監視処理部135から第1モード又は第2モードの選択が操作されており、モードS応答処理部132は、モードに従って処理を実行する。
The mode S
従って、第1モード選択時のオールコール期間TAには、モードS応答処理部132は、モードSオールコール応答Aa1が供給される。モードSオールコール応答Aa1が供給されたモードS応答処理部132は、モードSオールコール応答Aa1をデコードし、自サイトIDとモードSオールコール応答のPIフィールドとが一致するか否かを判定し、一致するとき、モードSオールコール応答Aa1を処理対象の信号として監視処理部135に供給する。一方、一致しないとき、モードS応答処理部132は、モードSオールコール応答Aa1を処理対象外の信号として破棄する。
Therefore, the mode S
また、第2モード選択時のオールコール期間TAには、モードS応答処理部132は、モードSロールコール応答Arが供給される。さらに、ロールコール期間TRには、第1モード選択時であっても第2モード選択時であっても、モードS応答処理部132は、モードSロールコール応答Arが供給される。モードSロールコール応答Arが供給されたモードS応答処理部132は、予測モードアドレスと、モードSロールコール応答のモードSアドレス(応答モードSアドレス)とが一致するか否かを判定し、一致するとき、モードSロールコール応答Arを処理対象の信号として監視処理部135に供給する。一方、一致しないとき、モードS応答処理部132は、モードSロールコール応答Arを処理対象外の信号として破棄する。
Further, during the all call period TA when the second mode is selected, the mode S
なお、第2モード選択時にオールコール期間TAでモードSロールコール応答を検出するリスニングウィンドウWaは、第1モードで設定される通常のオールコール期間TAのリスニングウィンドウWaと同一である。したがって、図2からも分かるように、第2モード選択時にオールコール期間TA設定されるリスニングウィンドウWaは、ロールコール期間TRに設定されるリスニングウィンドウWrよりも広く設定されている。 Note that the listening window Wa for detecting the mode S roll call response in the all call period TA when the second mode is selected is the same as the listening window Wa for the normal all call period TA set in the first mode. Therefore, as can be seen from FIG. 2, the listening window Wa set for the all call period TA when the second mode is selected is set wider than the listening window Wr set for the roll call period TR.
ATCRBS応答処理部133は、受信器123から供給されたATCRBS応答(モードA/Cオールコール応答)Aa2を対応するリスニングウィンドウWaで検出し、処理する。
The ATCRBS
具体的には、第1モード選択時のオールコール期間TAには、ATCRBS応答処理部133は、ATCRBS応答Aa2が供給される。ATCRBS応答Aa2が供給されたATCRBS応答処理部133は、ATCRBS応答Aa2をデコードし、処理対象であると判定されたとき、ATCRBS応答Aa2を監視処理部135に供給する。一方、ATCRBS応答処理部133は、処理対象外のATCRBS応答Aa2を破棄する。
Specifically, during the all call period TA when the first mode is selected, the ATCRBS
なお、第2モード選択時のオールコール期間TA及びロールコール期間TRには、ATCRBS応答処理部133は、ATCRBS応答Aa2は供給されないため、処理を実行することはない。
In the all call period TA and the roll call period TR when the second mode is selected, the ATCRBS
監視処理部135は、モードS応答処理部132またはATCRBS応答処理部133から供給された応答に基づいてターゲットレポートを作成し、出力する。監視処理部135には、入力部14からの操作に基づいて選択部137からモード選択信号が供給されるとともに、設定部138からモードSアドレスが供給される。監視処理部135は、選択部137からモード選択信号が供給されると、供給されるモード選択信号にしたがってモードを選択するとともに、送信制御部131及びモードS応答処理部132に選択されたモードを設定する。また、監視処理部135は、設定部138から供給されるモードSアドレスを送信制御部131及びモードS応答処理部132に供給する。
The
監視処理部135によって第2モードが選択されるとともに、監視処理部135からモードSアドレスが供給された送信制御部131では、供給されたモードSアドレスで識別されるトランスポンダ2aに対してオールコール期間TAに送信するモードSロールコール質問Qrを生成する。また、監視処理部135によって第2モードが選択されるとともに、監視処理部135からモードSアドレスが供給されたモードS応答処理部132は、オールコール期間TAに受信するモードSロールコール応答Arの判定で利用する予測モードSアドレスとして、供給されたモードSアドレスを利用して判定する。
In the
図3に示すフローチャートを用いて、本発明に係るモードS二次監視レーダ1における処理について説明する。図3は、一のスイープにおけるモードS質問応答についての処理を説明するフローチャートである。 Processing in the mode S secondary monitoring radar 1 according to the present invention will be described using the flowchart shown in FIG. FIG. 3 is a flowchart for explaining the process for the mode S question response in one sweep.
オールコール期間TAが開始され、モードS二次監視レーダ1が第1モードが選択されているとき(S001でYES)、送信器122は、送信制御部131の制御によってモードSオールコール質問Qaを送信する(S002)。受信器123は、モードSオールコール応答Aa1を受信すると、モードS応答処理部132に供給する(S003)。モードS応答処理部132は、リスニングウィンドウWaを介して供給されたモードSオールコール応答Aa1を検出する(S004)。
When the all call period TA is started and the mode S secondary monitoring radar 1 has selected the first mode (YES in S001), the
続いて、モードS応答処理部132は、自サイトIDと検出したモードSオールコール応答Aaに含まれるPIフィールドが一致するか否かを判定することで、モードSオールコール応答AaがステップS002で送信したモードSオールコール質問Qaに対して送信された応答であるか否かを判定する(S005)。
Subsequently, the mode S
自サイトIDとPIフィールドが一致するとき(S005でYES)、モードS応答処理部132は、ステップS003で供給されたモードSオールコール応答Aaを処理対象の応答として監視処理部135に供給する(S006)。また、監視処理部135は、ステップS006で供給されたモードSオールコール応答Aaを利用してターゲットレポートを生成し、出力する(S007)。一方、自サイトIDとPIフィールドが一致しないとき(S005でNO)、モードS応答処理部132は、モードSオールコール応答Aaを処理対象外の応答として監視処理部135に供給せずに破棄する(S008)。
When the local site ID and the PI field match (YES in S005), the mode S
これに対し、オールコール期間TAが開始され、モードS二次監視レーダ1が第2モードが選択されているときには(S001でNO)、モードS二次監視レーダ1では、ロールコール期間TRにおける処理と同様の処理が実行される。具体的には、はじめに、送信制御部131がモードSロールコール質問Qrを送信する(S009)。受信器123は、モードSロールコール応答Arを受信すると、モードS応答処理部132に供給する(S010)。モードS応答処理部132は、リスニングウィンドウWaを介して供給されたモードSロールコール応答Arを検出する(S011)。
On the other hand, when the all call period TA is started and the second mode is selected for the mode S secondary monitoring radar 1 (NO in S001), the mode S secondary monitoring radar 1 performs processing in the roll call period TR. The same processing is executed. Specifically, first, the
続いて、モードS応答処理部132は、予測モードSアドレスと検出したモードSロールコール応答Arに含まれるモードSアドレス(応答モードSアドレス)とが一致するか否かを判定することで、モードSロールコール応答ArがステップS009で送信されたモードSロールコール質問Qrに対して送信された応答であるか否かを判定する(S012)。
Subsequently, the mode S
予測モードSアドレスと応答モードSアドレスが一致するとき(S012でYES)、モードS応答処理部132は、ステップS010で供給されたモードSロールコール応答Arを処理対象の応答として監視処理部135に供給する(S013)。また、監視処理部135は、ステップS013で供給されたモードSロールコール応答Arを利用してターゲットレポートを生成し、出力する(S014)。一方、予測モードSアドレスと応答モードSアドレスが一致しないとき(S012でNO)、モードS応答処理部132は、モードSロールコール応答Arを処理対象外の応答として監視処理部135に供給せずに破棄する(S015)。
When the predicted mode S address matches the response mode S address (YES in S012), the mode S
ロールコール期間では、ステップS101〜S107において、従来と同様にモードSロールコール質問Qrの送信処理やターゲットレポートの生成処理等が行なわれる。ロールコール期間におけるステップS101〜S107の処理は、上述したステップS009〜S015の処理と同様であるため、説明を省略する。 In the roll call period, transmission processing of the mode S roll call question Qr, generation processing of the target report, and the like are performed in steps S101 to S107 as in the conventional case. Since the processing in steps S101 to S107 during the roll call period is the same as the processing in steps S009 to S015 described above, description thereof will be omitted.
ただし、ステップS009で送信されるモードSロールコール質問Qrの送信対象は設定部138によって設定されたモードSアドレスで特定される航空機であり、ステップS101で送信されるモードSロールコール質問Qrの送信対象は予めロールコール期間TRでの捕捉対象として定められている航空機である。
However, the transmission target of the mode S roll call question Qr transmitted in step S009 is an aircraft specified by the mode S address set by the
なお、モードA/C質問応答に関する処理については、ここでは説明を省略する。 In addition, about the process regarding mode A / C question response, description is abbreviate | omitted here.
上述したように、本発明によれば、選択部137に第2モードが選択された場合、オールコール期間TAにオールコール質問応答を実行せずに、設定部138によって設定された特定のモードSアドレスに対してモードSロールコール質問Qrを送信する。これにより、通常のリスニングウィンドウWrよりも広く設定されるリスニングウィンドウWaでモードSロールコール応答Arを検出することができるため、従来の方法では検出されにくかったモードSロールコール応答Arの状態を解析しやすくなる。
As described above, according to the present invention, when the second mode is selected by the
1…二次監視レーダ
11…アンテナ
12…送受信部
121…送受切替器
122…送信器(送信手段)
123…受信器(受信手段)
13…信号処理部
131…送信制御部(送信手段)
132…モードS応答処理部(解読手段)
133…ATCRBS応答処理部
134…チャネル管理部
135…監視処理部
136…タイミング信号発生部
137…選択部(選択手段)
138…設定部
14…入力部
2a…モードSトランスポンダ
2b…ATCRBSトランスポンダ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
123 ... Receiver (receiving means)
13: Signal processing unit 131: Transmission control unit (transmission means)
132... Mode S response processing unit (decoding means)
133 ... ATCRBS
138 ... Setting
Claims (1)
外部からモードSアドレスを入力する入力部と、
オールコール期間においてオールコール質問応答を実行する第1モード又はオールコール期間においてロールコール質問応答を実行する第2モードのいずれかを選択する選択手段と、
前記第1モードが選択されているとき、オールコール期間にオールコール質問を送信し、前記第2モードが選択されているとき、オールコール期間に前記モードSアドレスで識別される航空機に対してロールコール質問を送信する送信手段と、
前記オールコール質問に対応するオールコール応答又は前記ロールコール質問に対応するロールコール質問を受信する受信手段と、
前記第1モードが選択されているとき、予めオールコール期間に設定されたタイミングで受信した前記オールコール応答を解読し、前記第2モードが選択されているとき、予めオールコール期間に設定されたタイミングで前記モードSアドレスで識別される航空機から受信した前記ロールコール応答を解読する解読手段と、
を備えることを特徴とするモードS二次監視レーダ。 A mode S secondary surveillance radar that captures an aircraft by setting an all-call period and a roll-call period,
An input unit for inputting a mode S address from the outside;
Selecting means for selecting either a first mode for executing an all-call question answering in an all-call period or a second mode for executing a roll-call question answering in an all-call period;
When the first mode is selected, an all-call question is transmitted during the all-call period, and when the second mode is selected , a roll is performed for the aircraft identified by the mode S address during the all-call period. A transmission means for sending a call question;
Receiving means for receiving an all call response corresponding to the all call question or a roll call question corresponding to the roll call question;
When the first mode is selected, the all-call response received at the timing set in advance in the all-call period is decoded, and when the second mode is selected, the all-call period is set in advance. Decoding means for decoding the roll call response received from the aircraft identified by the mode S address at a timing;
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