JP5444202B2 - Transmitter - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、航空機から送信される信号を受信し、受信した信号を利用して航空機に信号を送信する送信装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a transmission device that receives a signal transmitted from an aircraft and transmits the signal to the aircraft using the received signal.
航空機の飛行の安全を図るため、航空機は、質問信号や応答信号を送受信するモードS二次監視レーダ(SSR:Secondary Surveillance Rader)等のレーダを利用して監視されている。また、航空機同士の衝突を防止するために航空機同士で位置情報を交換する放送型自動従属監視(ADS−B:Automatic Dependent Surveillance-Broadcast)も利用されている。 In order to ensure flight safety of an aircraft, the aircraft is monitored using a radar such as a mode S secondary surveillance radar (SSR) that transmits and receives an inquiry signal and a response signal. In addition, in order to prevent a collision between aircrafts, broadcast-type automatic dependent surveillance (ADS-B) that exchanges position information between aircrafts is also used.
現在、このADS−Bに対応するADS−B対応トランスポンダを搭載する航空機も増えつつあるが、まだADS−B対応トランスポンダを搭載する航空機の数は十分ではない。これに対し、ADS−B対応トランスポンダを搭載していない航空機に関する信号を配信するTIS−Bといわれるシステムが着目されている。 Currently, the number of aircraft equipped with ADS-B compatible transponders corresponding to ADS-B is increasing, but the number of aircraft equipped with ADS-B compatible transponders is not sufficient. On the other hand, a system called TIS-B that distributes a signal related to an aircraft not equipped with an ADS-B compatible transponder has attracted attention.
一方、ADS−Bの信号は、モードSのロング応答を使用しているため、二次監視レーダと航空機間の信号の送受や航空機間のADS−Bの信号の送受において干渉等の影響が強い。そのため、TIS−Bが多量の信号を送信すると、二次監視レーダとトランスポンダ間の信号の送受信やADS−B対応トランスポンダ間での信号の送受信に干渉等の悪影響を与えるおそれがあった。 On the other hand, since the ADS-B signal uses the long response of mode S, the influence of interference or the like is strong in the transmission / reception of the signal between the secondary monitoring radar and the aircraft and the transmission / reception of the ADS-B signal between the aircraft. . For this reason, when TIS-B transmits a large amount of signals, there is a risk of adverse effects such as interference on transmission / reception of signals between the secondary monitoring radar and the transponder and transmission / reception of signals between the ADS-B compatible transponders.
したがって本発明は、TIS−Bで信号を送信する際に、二次監視レーダやADS−B対応トランスポンダでの信号の送受信への影響を回避する送信装置を提供する。 Therefore, the present invention provides a transmission apparatus that avoids the influence on transmission / reception of signals by a secondary monitoring radar or an ADS-B compatible transponder when signals are transmitted by TIS-B.
本発明の実施形態に係る送信装置は、ADS−B装置を搭載している航空機に対し、航空機に代わって航空機に関する拡張スキッタを送信する送信装置であって、拡張スキッタ処理手段と、予測手段と、スケジュール手段と、送信手段とを備える。拡張スキッタ処理手段は、航空機から送信された拡張スキッタを受信すると、当該拡張スキッタに受信時刻を関連づける。予測手段は、拡張スキッタ処理手段で関連づけられた受信時刻から、自装置が新たに拡張スキッタを受信する時刻を予測する。スケジュール手段は、予測手段で予測された時刻を利用して、航空機からの拡張スキッタの受信が多い時刻に、自装置からの拡張スキッタの送信を制限するスケジュールを決定する。送信手段は、スケジュール手段で設定されたスケジュールに応じて拡張スキッタを送信する。 A transmission device according to an embodiment of the present invention is a transmission device that transmits an extended squitter related to an aircraft instead of an aircraft to an aircraft equipped with an ADS-B device, and includes an extended squitter processing unit, a prediction unit, A scheduling unit and a transmission unit. When receiving the extended squitter transmitted from the aircraft, the extended squitter processing means associates the reception time with the extended squitter. The prediction means predicts the time at which the device itself newly receives the extended squitter from the reception time associated by the extended squitter processing means. The schedule means uses the time predicted by the prediction means to determine a schedule for restricting transmission of the extension squitter from the own apparatus at a time when the extension squitter is frequently received from the aircraft. The transmission unit transmits the extended squitter according to the schedule set by the schedule unit.
以下に、図面を用いて実施形態に係る送信装置について説明する。図1に示すように、実施形態に係る送信装置1は、航空機に搭載されるADS−B対応トランスポンダ3a,3bで送受信される1090MHzのADS−B信号を受信するADS−B受信装置10と、ADS−B受信装置10から受信したADS−B信号及びADS−B信号の受信時刻を入力し、1090MHzのTIS−B信号を送信するTIS−B送信装置11を有している。この送信装置1では、ADS−B信号の受信時刻に応じてTIS−B信号の送信を制御することで、TIS−B信号による二次監視レーダやADS−B対応トランスポンダ3a,3bでの信号の送受信への影響を回避する。具体的には、ADS−B対応トランスポンダからのADS−B信号の送信を予測し、ADS−B信号が多く送信されると予測された期間には、TIS−B信号の送信を停止したり、送信数を少なく制御する。
The transmission apparatus according to the embodiment will be described below with reference to the drawings. As illustrated in FIG. 1, a
航空機に搭載されるADS−B対応トランスポンダ3a,3b間では、衝突防止のため、相互にADS−B信号を送受信している。また、航空機に搭載されるADS−B対応トランスポンダ3a,3bは、二次監視レーダ2に対する1030MHzの質問に対し、モードS応答1090MHzを送信することもある。 Between the ADS-B compatible transponders 3a and 3b mounted on the aircraft, ADS-B signals are mutually transmitted and received to prevent collision. Further, the ADS-B compatible transponders 3 a and 3 b mounted on the aircraft may transmit a mode S response 1090 MHz in response to a 1030 MHz question to the secondary monitoring radar 2.
送信装置1には、二次監視レーダ2が接続されている。送信装置1は、この二次監視レーダから質問の送信及び応答の受信で得られる航空機に関する監視データを入力する。送信装置1では、TIS−B信号送信の際に、二次監視レーダ2から入力した監視データを利用して送信するTIS−B信号を生成する。
A secondary monitoring radar 2 is connected to the
図2を用いて、送信装置1について具体的に説明する。送信装置1は、図2に示すように、受信部101、2値化処理部102、第1時刻管理部103及び拡張スキッタ処理部104を有するADS−B受信装置10と、情報処理部111、第2時刻管理部112、送信管理部113、変換部114及び送信部115を有するTIS−B送信装置11とを備えている。この送信装置1では、同期する第1時刻管理部103と第2時刻管理部112とをADS−B受信装置10とTIS−B送信装置11とに有することで、ADS−B対応トランスポンダ3a,3bによるADS−B信号の送信に合わせてTIS−B信号の送信を制御することができる。
The
《ADS−B受信装置》
ADS−B受信装置10では、受信部101において航空機のトランスポンダから送信された信号を受信する。その後、2値化処理部102において受信部101が受信した信号を2値化処理する。
<< ADS-B receiver >>
In the ADS-B receiving
第1時刻管理部103は、現在時刻を管理する時計等である。拡張スキッタ処理部104は、2値化処理部102で2値化された信号を入力すると、入力した信号がADS−B信号(拡張スキッタ)であるとき、このADS−B信号を受信部101が受信した時刻を時刻管理部103から取得する。また拡張スキッタ処理部104は、2値化されたADS−B信号を取得した時刻とともにTIS−B送信装置11に出力する。ここで、ADS−B信号の拡張スキッタでは、送信した航空機のモードSアドレス、位置情報等を含んでいる。
The first
《TIS−B受信装置》
TIS−B送信装置11は、情報処理部111において二次監視レーダ(SSR)2から入力する航空機の監視に関する監視データとADS−B受信装置10から入力するADS−B信号を処理し、送信するTIS−B信号(拡張スキッタ)を生成する。図2に示すように、情報処理部111は、監視データ入力手段111a、拡張スキッタ入力手段111b、生成手段111c、予測手段111d及びスケジュール手段111eを備えている。
<< TIS-B receiver >>
The TIS-
監視データ入力手段111aは、二次監視レーダ2から航空機の監視に関する監視データを入力し、生成手段111cに出力する。また、拡張スキッタ入力手段111bは、ADS−B受信装置10から受信したADS−B信号及び受信時刻を入力し、生成手段111c及び予測手段111dに出力する。
The monitoring
生成手段111cは、入力した監視データ及びADS−B信号に基づいて、送信するTIS−B信号を生成し、生成したTIS−B信号を送信管理部113に出力する。ここで、入力する監視データには、二次監視レーダ2が取得した航空機のモードSアドレス、位置情報等を含んでいる。また、生成したTIS−B信号には、ADS−B信号や監視データに含まれる航空機のモードSアドレス、ADS−B信号や監視データに含まれる位置情報から推定した航空機の位置情報を含んでいる。
The
具体的には、生成手段111cは、監視データ及びADS−B信号に基づいて、ADS−Bに対応していないトランスポンダや障害物等の影響でADS−B信号を送受信できないと考えられるADS−Bトランスポンダを特定する。その後、生成手段111cは、ADS−Bに対応していないトランスポンダに代わり、監視データの内容から、このトランスポンダを搭載する航空機に関する情報を含むTIS−B信号を生成する。また、生成手段111cは、障害物等の影響で送受信ができないと予測できるADS−B対応トランスポンダに代わり、受信したADS−B信号の内容から、このADS−B対応トランスポンダで送受信が必要なTIS−B信号を生成する。
Specifically, based on the monitoring data and the ADS-B signal, the
予測手段111dは、入力したADS−B信号及び受信時刻から、このADS−B信号を送信した航空機が次にADS−B信号を送信する時刻の範囲を予測し、予測結果をスケジュール手段111eに出力する。ここで、ADS−B対応トランスポンダ3a,3bでは、通常、ADS−B信号を1秒に2回、送信するように定められている。したがって、予測手段111dは、ADS−B信号とともに入力した受信時刻から約0.5秒後を基準とした所定範囲に、当該ADS−B信号を送信した航空機から新たなADS−B信号を受信するものと予測する。具体的には、予測手段111dには、予め予測時間teが設定されており、予測手段111dは、過去の受信時刻を基準として(0.5−te/2)秒後から(0.5+te/2)秒後の間を新たなADS−B信号の受信時刻の範囲、すなわち、新たなADS−B信号が送受信される時刻の範囲として設定する。
The predicting means 111d predicts the range of the time when the aircraft that transmitted the ADS-B signal will next transmit the ADS-B signal from the input ADS-B signal and the reception time, and outputs the prediction result to the scheduling means 111e. To do. Here, the ADS-B compatible transponders 3a and 3b are normally set to transmit an ADS-B signal twice per second. Therefore, the predicting
TIS−B送信装置11では、現在の時刻を管理する時計等の第2時刻管理部112を有している。この第2時刻管理部112は、第1時刻管理部103と同期している必要がある。すなわち、第1時刻管理部103では受信する信号の時刻を管理しており、第2時刻管理部112では送信する信号の時刻を管理するが、各信号が同期していない場合には、ADS−B信号の受信タイミングに応じたTIS−B信号の送信の制御ができないためである。したがって、例えば、GPS時計を第1時刻管理部103及び第2時刻管理部112として利用することが考えられる。
The TIS-
スケジュール手段111eは、予測手段111dで予測された将来におけるADS−B信号の受信のタイミングに応じてTIS−B信号送信の可否を決定し、送信管理部113に出力する。具体的には、スケジュール手段111eは、ADS−B対応トランスポンダからADS−B信号を受信しないと予測された時刻の範囲では、制限なくTIS−B信号の送信を許可することができる。また、スケジュール手段111eは、ADS−B対応トランスポンダからADS−B信号を受信すると予測された時刻の範囲では、TIS−B信号の送信を制限する。このとき、ADS−B信号の受信数が所定以下の場合には、TIS−B信号の送信数を所定以下に制限するよう制御し、ADS−B信号の受信数が所定以上の場合には、TIS−B信号の送信を禁止するようにスケジュールして送信を制御する。
The
送信管理部113は、スケジュール手段111eからの送信制御に応じて、生成手段111cで生成されたTIS−B信号を変換部114に出力する。また、変換部114は、入力したTIS−B信号を送信形式(IF信号)に変換し、送信部115に出力する。その後、送信部115は、入力したTIS−B信号を送信する。
The
図3及び図4を用いて、ADS−B対応トランスポンダを備える航空機TG1,TG2からのADS−B信号(拡張スキッタ)の送信と、TIS−B送信装置11によるTIS−B信号の送信について具体的に説明する。
3 and 4, transmission of ADS-B signals (extended squitters) from aircrafts TG1 and TG2 equipped with ADS-B compatible transponders and transmission of TIS-B signals by TIS-
例えば、航空機TG1から拡張スキッタS1が送信され、その後、航空機TG2からも拡張スキッタS2が送信され、ADS−B受信装置10がそれぞれの拡張スキッタS1,S2を受信したとする(図4(a))。ADS−B受信装置10では、拡張スキッタ処理部104で受信した拡張スキッタS1,S2にそれぞれ受信した時刻t1,t2を添付してTIS−B送信装置11に出力する。
For example, it is assumed that the expansion squitter S1 is transmitted from the aircraft TG1, and then the expansion squitter S2 is also transmitted from the aircraft TG2, and the ADS-
その後、TIS−B送信装置11では、予測手段111dで入力した拡張スキッタS1,S2に添付された受信時刻t1,t2に基づいて、次に同一の航空機TG1,TG2から新たに拡張スキッタS1’,S2’を受信する時刻の範囲を予測する(図4(b))。例えば、航空機TG1については、拡張スキッタS1の受信時刻t1から0.5秒後を中心とした予測時間teの範囲が、新たに拡張スキッタS1’を受信する予測期間となる。また、航空機TG2については、拡張スキッタS2の受信時刻t2から0.5秒後を中心とした予測時間teの範囲が、新たに拡張スキッタS2’を受信する予測期間となる。
After that, in the TIS-
図4(c)に示す例では、スケジュール手段111eは、予測手段111dが定めた将来の各拡張スキッタS1’,S2’の受信の予測期間を「送信低減期間」(レベル2)と設定し、送信するTIS−B信号の数を低減させる。また、スケジュール手段111eは、複数の航空機について拡張スキッタS1’,S2’の予測期間が重なる期間を「送信禁止期間」(レベル3)と設定し、TIS−B信号の送信を禁止する。また、それ以外の期間を「送信許可期間」(レベル1)と設定し、TIS−B信号を制限せずに送信する。
In the example shown in FIG. 4 (c), the
すなわち、航空機TG1,TG2でADS−B信号(拡張スキッタ)が送受信されると予測する期間に、送信装置1から複数のTIS−B信号を送信すると、ADS−B対応トランスポンダ間での信号の送受信を妨げるおそれがある。したがって、スケジュール手段111eでは、送信低減期間にはTIS−B信号の送信数を低減する。また、航空機TG1,TG2で複数のADS−B信号が同時に送受信されると予測される期間に、送信装置1からTIS−B信号を送信する場合にも、ADS−Bトランスポンダ間での信号の送受信を妨げるおそれがある。したがって、スケジュール手段111eでは、送信禁止期間にはTIS−B信号の送信を禁止する。
That is, when a plurality of TIS-B signals are transmitted from the
例えば、スケジュール手段111eは、送信許可期間には常に送信許可信号を出力し、送信低減期間には送信可能な信号数を含む送信許可信号を送信管理部113に出力し、送信禁止期間には送信許可信号を出力しないことで、TIS−B信号の送信を制御する。
For example, the
上記のように、本発明を実施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。また、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。 As mentioned above, although this invention was described by embodiment, it should not be understood that the description and drawing which form a part of this indication limit this invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art. Further, the present invention naturally includes various embodiments not described herein.
1…送信装置
2…二次監視レーダ
3a,3b…ADS−B対応トランスポンダ
10…ADS−B受信装置
101…受信部
102…値化処理部
103…時刻管理部,…第1時刻管理部
104…拡張スキッタ処理部
11…TIS−B送信装置
111…情報処理部
111a…監視データ入力手段
111b…拡張スキッタ入力手段
111c…生成手段
111d…予測手段
111e…スケジュール手段
112…第2時刻管理部
113…送信管理部
114…変換部
115…送信部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
航空機から送信された拡張スキッタを受信すると、当該拡張スキッタに受信時刻を関連づける拡張スキッタ処理手段と、
前記拡張スキッタ処理手段で関連づけられた受信時刻から、自装置が新たに拡張スキッタを受信する時刻を予測する予測手段と、
前記予測手段で予測された時刻を利用して、航空機からの拡張スキッタの受信が多い時刻に、自装置からの拡張スキッタの送信を制限するスケジュールを決定するスケジュール手段と、
前記スケジュール手段で設定されたスケジュールに応じて拡張スキッタを送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。 A transmission device that transmits an extended squitter related to an aircraft on behalf of an aircraft to an aircraft equipped with an ADS-B device,
Upon receiving the extended squitter transmitted from the aircraft, an extended squitter processing means for associating the reception time with the extended squitter;
Prediction means for predicting the time at which the device itself newly receives the extended squitter from the reception time associated with the extended squitter processing means;
Schedule means for determining a schedule for restricting transmission of the extended squitter from the own apparatus at a time when the reception of the extended squitter from the aircraft is frequently received using the time predicted by the predicting means;
Transmitting means for transmitting an extended squitter according to the schedule set by the scheduling means;
A transmission device comprising:
前記ADS−B受信装置は、
時刻を計時する第1時刻管理手段と、
航空機から送信された拡張スキッタを受信すると、当該拡張スキッタに前記第1時刻管理手段で管理される受信時刻を関連づけて、時刻が関連づけられた拡張スキッタを前記TIS−B送信装置に出力する拡張スキッタ処理手段と、
を備え、
前記TIS−B送信装置は、
前記ADS−B受信装置から入力する拡張スキッタに関連づけられた受信時刻から、前記ADS−B受信装置が新たに拡張スキッタを受信する時刻を予測する予測手段と、
前記予測手段で予測された時刻を利用して、航空機からの拡張スキッタの受信が多い時刻に、自装置からの拡張スキッタの送信を制限するスケジュールを決定するスケジュール手段と、
前記第1時刻管理手段と同期して時刻を計時する第2時刻管理手段と、
前記第2時刻管理手段で計時される時刻と、前記スケジュール手段で決定されたスケジュールに合わせて拡張スキッタを送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。 A transmission having an ADS-B receiving apparatus and a TIS-B transmitting apparatus synchronized with the ADS-B receiving apparatus, and transmitting an extended squitter relating to the aircraft in place of the aircraft to an aircraft equipped with the ADS-B apparatus A device,
The ADS-B receiver is
First time management means for measuring time;
When an extended squitter transmitted from an aircraft is received, an extended squitter that associates the reception time managed by the first time management means with the extended squitter and outputs the extended squitter associated with the time to the TIS-B transmitter Processing means;
With
The TIS-B transmitter is
Predicting means for predicting a time at which the ADS-B receiving apparatus newly receives an extended squitter from a reception time associated with the extended squitter input from the ADS-B receiving apparatus;
Schedule means for determining a schedule for restricting transmission of the extended squitter from the own apparatus at a time when the reception of the extended squitter from the aircraft is frequently received using the time predicted by the predicting means;
Second time management means for measuring time in synchronization with the first time management means;
A transmission means for transmitting an extended squitter according to the time measured by the second time management means and the schedule determined by the scheduling means;
A transmission device comprising:
航空機の飛行を監視するレーダ装置と接続され、
前記レーダ装置から航空機の飛行に関する監視データを入力すると、入力した監視データと前記ADS−B受信装置から入力した拡張スキッタとを比較し、送信する拡張スキッタを生成する生成手段を備える
ことを特徴とする請求項2に記載の送信装置。 The TIS-B transmitter is
Connected to a radar device that monitors the flight of the aircraft,
When monitoring data relating to aircraft flight is input from the radar device, the input monitoring data is compared with the extended squitter input from the ADS-B receiving device, and generating means for generating an extended squitter for transmission is provided. The transmission device according to claim 2.
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の送信装置。 The scheduling means limits the number of transmissions of the extended squitter during a period when the number of times the extended squitter is received by the ADS-B receiving apparatus is a predetermined number or more, a period during which the number of times the extended squitter is received is another predetermined number The transmission apparatus according to claim 2, wherein a schedule for stopping transmission of the squitter is determined.
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