JP5863165B2 - Aircraft noise monitoring method and aircraft noise monitoring device - Google Patents

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Description

本発明は、航空交通管制(ATC:Air Traffic Control)における二次監視レーダ(SSR)から放射された質問信号に対して、航空機から発せられた応答信号を用いて航空機騒音を監視する方法及びその装置に関するものである。   The present invention relates to a method for monitoring aircraft noise using a response signal emitted from an aircraft in response to an interrogation signal radiated from a secondary surveillance radar (SSR) in air traffic control (ATC). It relates to the device.

従来、空港周辺等の航空機騒音の識別には、3軸相関法により音の到来方向(仰角及び方位角)を捉えて騒音源の航空機を特定する音響式の識別法がある(例えば、特許文献1参照。)。この音響式識別法に加えて、航空機から発せられる応答信号の電波を受信する電波式識別法を用いることにより、騒音源の識別性能をより向上することができる。   Conventionally, in the identification of aircraft noise around airports and the like, there is an acoustic identification method that identifies the noise source aircraft by capturing the arrival direction (elevation angle and azimuth angle) of sound by a three-axis correlation method (for example, Patent Documents). 1). In addition to this acoustic identification method, the noise source identification performance can be further improved by using a radio wave identification method for receiving radio waves of response signals emitted from aircraft.

これまでの電波式識別法では、航空機から発せられるトランスポンダ応答信号の電波強度の大きさから航空機騒音データの分析処理を行っている(例えば、特許文献2参照。)。具体的には、コンピュータに取り込んだ騒音信号の経時変化と航空機が発するトランスポンダ応答信号の電波強度の経時変化をそれぞれ表示し、そこからオペレータの判断又はプログラムの自動処理で航空機以外の不要な騒音データを削除していき、最終的に予め設定した騒音評価値への寄与の度合い以下になるまでこれらを繰り返し行う。これにより、応答信号の電波強度が大きい時に得られた騒音データは、最終的に航空機騒音であると判断することができる。   In the conventional radio wave identification method, analysis processing of aircraft noise data is performed from the magnitude of the radio wave intensity of the transponder response signal emitted from the aircraft (see, for example, Patent Document 2). Specifically, the time-dependent change in the noise signal captured by the computer and the time-dependent change in the radio field intensity of the transponder response signal generated by the aircraft are displayed, and from there, unnecessary noise data other than for the aircraft is determined by the operator's judgment or automatic program processing. Are repeatedly performed until the degree of contribution to the noise evaluation value set in advance is not more than the final value. Thereby, the noise data obtained when the radio wave intensity of the response signal is large can be finally determined as aircraft noise.

特開平7−43203号公報JP 7-43203 A 特開2006−138831号公報JP 2006-138831 A

上述した電波式識別法は、特定の航空機が単独で飛行する測定環境下では、ある程度有効であると考えられる。しかし、観測地域で同時期に複数の航空機が飛行している場合、それぞれが独自に応答信号を発しているため、受信した応答信号の電波強度だけでは電波発信源を特定することができず、騒音源と電波発信源との照合に誤りが生じてしまうという問題がある。   The radio wave identification method described above is considered to be effective to some extent in a measurement environment where a specific aircraft flies alone. However, when multiple aircraft are flying at the same time in the observation area, each of them emits its own response signal, so it is not possible to identify the radio wave source from the received signal strength alone. There is a problem that an error occurs in collation between the noise source and the radio wave transmission source.

また測定環境によっては、空港設備等の遮蔽物の影響により、近傍の航空機から発せられた応答信号よりも、遠方の航空機から発せられた応答信号の電波強度が大きくなる場合がある。この場合、近傍を飛行する航空機の騒音を観測しても、同時期に受信した応答信号の電波強度が極端に弱いと、両者の照合を正しく判断することは難しくなる。あるいは、遠方を飛行する航空機から比較的強い電波強度で応答信号を受信しても、同時期にそれほど大きな騒音が観測されなければ、やはり両者の照合を正しく判断することは困難となる。   Depending on the measurement environment, the radio signal intensity of a response signal generated from a distant aircraft may be larger than that of a response signal generated from a nearby aircraft due to the influence of a shield such as an airport facility. In this case, even if the noise of an aircraft flying in the vicinity is observed, if the radio wave intensity of the response signal received at the same time is extremely weak, it is difficult to correctly determine the comparison between the two. Alternatively, even if a response signal is received with a relatively strong radio field intensity from an aircraft flying in the distance, it is difficult to correctly determine the comparison between the two unless a large noise is observed at the same time.

たとえ電波強度が充分であったとしても、受信環境によっては応答信号にノイズが混じることがあり、その影響が電波発信源と騒音源との照合をさらに難しくしているという問題もある。   Even if the radio wave intensity is sufficient, noise may be mixed in the response signal depending on the reception environment, and the effect of this makes it difficult to collate the radio wave source and the noise source.

そこで本発明は、音響式に加えて電波式識別法を用いた航空機騒音の識別性能を向上させることを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to improve the identification performance of aircraft noise using a radio wave identification method in addition to an acoustic method.

上記の課題を解決するため、本発明は以下の解決手段を採用する。
すなわち本発明は、不特定数の二次監視レーダ(SSR)から放射される質問信号に対して、不特定数の航空機から発せられた応答信号を受信し、そこから各種の演算処理を行って、特定の航空機から発せられた応答信号群のみを抽出するものである。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following solutions.
That is, the present invention receives response signals emitted from an unspecified number of aircraft in response to interrogation signals radiated from an unspecified number of secondary surveillance radars (SSRs), and performs various arithmetic processes therefrom. Only the response signal group emitted from a specific aircraft is extracted.

一般に、二次監視レーダ等からの質問信号は、フライトごとに割り振られた機体識別コードを問い合わせる「mode A」、及び現状の高度を問い合わせる「mode C」の組み合わせを含めて放射されている。このため航空機から発せられる応答信号の電波には、高度情報(mode C)や機体識別コード(mode A)等の航空機に固有の情報が含まれている。   In general, a question signal from a secondary monitoring radar or the like is radiated including a combination of “mode A” for inquiring an aircraft identification code allocated for each flight and “mode C” for inquiring about the current altitude. For this reason, information specific to the aircraft such as altitude information (mode C) and airframe identification code (mode A) is included in the radio wave of the response signal emitted from the aircraft.

ただし、飛行場周辺には不特定数の航空機が航行することがあるため、観測点で受信された応答信号には不特定数の航空機から発せられたものが無作為に含まれている。また、質問信号を放射する二次監視レーダ(SSR)が複数基ある場合、それぞれのレーダに呼応して応答信号が発せられている。   However, since an unspecified number of aircraft may navigate around the airfield, the response signals received at the observation point randomly include signals emitted from the unspecified number of aircraft. When there are a plurality of secondary monitoring radars (SSRs) that emit question signals, response signals are generated in response to the respective radars.

それらの中から特定の二次監視レーダ(SSR)の質問信号に対する特定の航空機による応答信号群を抽出するため、本発明は応答信号の時間間隔に着目する。一般に、航空機から発せられる応答信号はパルス状であり、その時間間隔は質問信号の時間間隔をトレースしている。したがって、同じ時系列上では多種多様な時間間隔で応答信号が混在していても、その中で特定の二次監視レーダ(SSR)の質問信号は常に一定の時間間隔を保持していることから、その時間間隔を用いて応答信号をフィルタリングすれば、特定の二次監視レーダ(SSR)から発せられた質問信号に対する航空機から発せられた応答信号群のみを正しく抽出することが可能になる。   In order to extract a group of response signals from a specific aircraft to a specific secondary surveillance radar (SSR) interrogation signal, the present invention focuses on the time interval of the response signal. Generally, the response signal emitted from the aircraft is pulsed, and the time interval traces the time interval of the interrogation signal. Therefore, even if response signals are mixed at various time intervals on the same time series, the question signal of a specific secondary monitoring radar (SSR) always holds a constant time interval. If the response signal is filtered using the time interval, it is possible to correctly extract only the response signal group emitted from the aircraft with respect to the interrogation signal emitted from the specific secondary monitoring radar (SSR).

本発明の航空機騒音監視装置は、受信部、時間間隔算出部、頻度算出部及びフィルタ部の構成を有する。これら構成により、本発明の航空機騒音監視方法を実行することができる。   The aircraft noise monitoring apparatus according to the present invention includes a receiving unit, a time interval calculating unit, a frequency calculating unit, and a filter unit. With these configurations, the aircraft noise monitoring method of the present invention can be executed.

先ず受信部は、二次監視レーダ(SSR)からの質問信号に対して、不特定数の航空機から発せられた応答信号を受信するステップを実行する。
次に時間間隔算出部は、所定時間内に受信された複数の応答信号について、互いの時間間隔を算出するステップを実行する。
また頻度算出部は、時間間隔算出部により算出された複数通りの時間間隔について、個別の頻度を算出するステップを実行する。
そしてフィルタ部は、頻度算出部により算出された頻度が最大となる特定の時間間隔を用いて、所定時間内に受信された複数の応答信号の中から特定の応答信号群をフィルタリングするステップを実行する。
First, a receiving part performs the step which receives the response signal emitted from the unspecified number of aircraft with respect to the inquiry signal from a secondary surveillance radar (SSR).
Next, the time interval calculation unit executes a step of calculating mutual time intervals for a plurality of response signals received within a predetermined time.
The frequency calculation unit executes a step of calculating individual frequencies for a plurality of time intervals calculated by the time interval calculation unit.
The filter unit performs a step of filtering a specific response signal group from among a plurality of response signals received within a predetermined time using a specific time interval at which the frequency calculated by the frequency calculation unit is maximized. To do.

これにより、同一の時系列上では応答信号が多種多様な時間間隔で混在していても、その中で最も頻度が高い時間間隔をおいて規則的に配列された応答信号を目的とする応答信号群として特定し、これらを正確に抽出することができる。   As a result, even if response signals are mixed at various time intervals on the same time series, the response signals intended for response signals regularly arranged at the most frequent time intervals among them They can be identified as a group and extracted accurately.

上記のフィルタ部は、所定時間内に受信された複数の応答信号のうち、特定の時間間隔をおいて受信された応答信号のペアを抽出するステップをさらに実行する。
また航空機騒音監視装置は、情報算出部の構成をさらに備えている。
The filter unit further executes a step of extracting a pair of response signals received at specific time intervals from a plurality of response signals received within a predetermined time.
The aircraft noise monitoring apparatus further includes a configuration of an information calculation unit.

フィルタ部により抽出された応答信号群は、特定の航空機から発せられた「mode A」又は「mode C」の情報である。一般に、航空機の二次監視レーダシステムで用いられる「mode A」と「mode C」の質問信号は、「A,A,C,A,A,C,・・・」のパターンか、「A,C,A,C,・・・」のパターンに分けられるため、応答信号のパターンもこれらのいずれかとなる。   The response signal group extracted by the filter unit is information of “mode A” or “mode C” emitted from a specific aircraft. In general, the interrogation signals of “mode A” and “mode C” used in the secondary surveillance radar system of an aircraft have a pattern of “A, A, C, A, A, C,. Since the pattern is divided into “C, A, C,.

したがって、フィルタリング後の応答信号については、以下のステップを実行することで「mode A」又は「mode C」の判定が可能となる。modeの判定を行うため、航空機騒音監視装置は、モード判定部の構成を備えている。
モード判定部は、フィルタ部によるフィルタリング後の応答信号の中で、特定の時間間隔をおいて受信された応答信号のペアが互いに同じ内容である場合、これら応答信号を機体識別コード情報であると判定するステップを実行する。
Therefore, the response signal after filtering can be determined as “mode A” or “mode C” by executing the following steps. In order to determine the mode, the aircraft noise monitoring apparatus includes a mode determination unit.
In the response signal after filtering by the filter unit, when the pair of response signals received at a specific time interval have the same content, the mode determination unit determines that these response signals are airframe identification code information. The determining step is executed.

上記のように応答信号のパターンは、「A,A,C,A,A,C,・・・」又は「A,C,A,C,・・・」であるため、ペアで抽出された応答信号が同じ内容を示す場合、それは「mode A」であると容易に判定することができる。   As described above, the response signal pattern is “A, A, C, A, A, C,...” Or “A, C, A, C,. If the response signals indicate the same content, it can easily be determined as “mode A”.

またモード判定部は、フィルタ部によるフィルタリング後の応答信号の中で、特定の時間間隔をおいて受信された応答信号のペアが互いに同じ内容でなく、一方の応答信号が前記機体識別コード情報であると判定済みである場合、他方の応答信号を高度情報であると判定するステップを実行する。   In addition, the mode determination unit includes a pair of response signals received after a specific time interval in the response signals after filtering by the filter unit, and one response signal is the aircraft identification code information. If it is determined that there is, the step of determining that the other response signal is altitude information is executed.

すなわち、応答信号のペアが「A,C」又は「C,A」のいずれかであり、この中で既に「mode A」と判定されているものがあれば、残りは「mode C」であると容易に判定することができる。   In other words, if the pair of response signals is either “A, C” or “C, A”, and there is one that has already been determined as “mode A”, the rest is “mode C”. Can be easily determined.

またモード判定部は、フィルタ部によるフィルタリング後の応答信号の中で、特定の時間間隔をおいて受信された応答信号のペアが互いに同じ内容でなく、いずれの応答信号も前記機体識別コード情報であると判定されていない場合、応答信号のペアをバッファに蓄積するステップと、蓄積されたペアの応答信号について、それぞれの内容の時間的な変化を監視し、変化が現れない方を機体識別コード情報であると判定し、変化が現れた方を高度情報であると判定するステップをさらに実行してもよい。   In addition, the mode determination unit does not have the same pair of response signals received at specific time intervals in the response signal after filtering by the filter unit, and any response signal is the aircraft identification code information. If it is not determined that there is a step, the response signal pair is stored in the buffer, and the time-dependent changes in the content of the stored response signals of the pair are monitored. The step of determining that the information is information and determining that the change has occurred may be further executed.

通常、観測点において騒音が発生するのは、比較的低い高度で航空機が飛行しているときである。この場合、航空機は空港周辺において離着陸状態であるため、航空機の高度(mode Cの応答信号)が連続的に変化しているという特徴がある。一方の機体識別コード情報(mode Aの応答信号)は、フライトごとに一定であり、変化しないという特徴がある。したがって、変化する方を高度情報とし、変化しない方については機体識別コード情報であると容易に判定することができる。   Normally, noise is generated at an observation point when an aircraft is flying at a relatively low altitude. In this case, since the aircraft is in a take-off and landing state around the airport, there is a feature that the altitude (mode C response signal) of the aircraft changes continuously. One aircraft identification code information (mode A response signal) is constant for each flight and has the characteristic of not changing. Therefore, it is possible to easily determine that the changing direction is altitude information, and the non-changing direction is body identification code information.

さらに航空機騒音監視装置は、騒音測定部及び整合部としての構成を備えてもよい。騒音測定部は、航空機を騒音源として観測点に到来した騒音を測定するステップを実行する。また整合部は、フィルタ部によるフィルタリング後の応答信号と、騒音測定部により測定された航空機騒音の結果とを整合させるステップを実行する。   Furthermore, the aircraft noise monitoring apparatus may include a configuration as a noise measuring unit and a matching unit. The noise measuring unit executes a step of measuring noise that has arrived at an observation point using an aircraft as a noise source. The matching unit executes a step of matching the response signal after filtering by the filter unit and the result of the aircraft noise measured by the noise measuring unit.

応答信号をペアにすることで、ノイズの影響を除去することができる。
また、当該時刻における応答信号の状況を精度よく把握することができる。
The effect of noise can be removed by pairing the response signals.
In addition, it is possible to accurately grasp the status of the response signal at the time.

以上のように本発明の航空機騒音監視方法及び航空機騒音監視装置によれば、監視対象の地域で管制用のレーダや航空機が複数(不特定数)存在していても、そこから抽出した特定の応答信号群の情報を用いて航空機騒音の識別精度を向上することができる。   As described above, according to the aircraft noise monitoring method and the aircraft noise monitoring apparatus of the present invention, even if there are a plurality (unspecified number) of control radars and aircraft in the monitored area, the specific noise extracted from the radar The identification accuracy of aircraft noise can be improved using the information of the response signal group.

飛行場内に航空機騒音監視装置を設置した場合の一実施形態を示す概要図である。It is a schematic diagram showing one embodiment at the time of installing an aircraft noise monitoring device in an airfield. 航空機騒音監視装置の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of an aircraft noise monitoring apparatus. 複数の航空機から発せられる応答信号のパターンを時系列で示した図である。It is the figure which showed the pattern of the response signal emitted from several aircraft in time series. 所定時間内に受信された全ての応答信号を時系列に並べた例を示す図である。It is a figure which shows the example which arranged all the response signals received within the predetermined time in time series. 複数通りの時間間隔から得られたヒストグラムの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the histogram obtained from several kinds of time intervals. タイムゲートを用いて応答信号をフィルタリングした場合の一例を示した図である。It is the figure which showed an example at the time of filtering a response signal using a time gate. 観測ユニットにより実行される騒音監視処理の手順例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of a procedure of the noise monitoring process performed by the observation unit. モード判定処理の内容を詳細に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the mode determination process in detail. コードの時間的な変化傾向の分析例を示す図である。It is a figure which shows the example of an analysis of the time change tendency of a code | cord | chord. 時刻データと騒音データとを整合させた場合の例を示す図である。It is a figure which shows the example at the time of making time data and noise data match.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、飛行場内に航空機騒音監視装置を設置した場合の一実施形態を示す概要図である。ここで飛行場は、本実施形態において航空機騒音を監視する対象地域(測定環境)の一例である。飛行場(又はその周辺)のような対象地域においては、航空機の航行に伴って上空から航空機騒音が発生する。なお、本実施形態でいう「航空機騒音」には、航空機が離陸時又は着陸時に発する騒音(飛行騒音以外)も含まれるものとする。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment when an aircraft noise monitoring device is installed in an airfield. Here, the airfield is an example of a target area (measurement environment) for monitoring aircraft noise in the present embodiment. In a target area such as an airfield (or its surroundings), aircraft noise is generated from the sky as the aircraft navigates. The “aircraft noise” referred to in the present embodiment includes noise (other than flight noise) generated when an aircraft takes off or landing.

図1に示されているように、航空機騒音監視装置は、飛行場内の観測点にマイクロホン−アンテナユニット10を設置した状態で使用することができる。またマイクロホン−アンテナユニット10には、観測ユニット100が接続されている。   As shown in FIG. 1, the aircraft noise monitoring apparatus can be used with a microphone-antenna unit 10 installed at an observation point in an airfield. An observation unit 100 is connected to the microphone-antenna unit 10.

〔環境条件〕
ここで、対象地域となる飛行場には、例えば複数箇所に管制塔CT1,CT2が設けられており、各管制塔CT1,CT2に付帯して、複数基の二次監視レーダSSR1,SSR2が設置されているものとする。各二次監視レーダSSR1,SSR2は、二次監視レーダ(SSR:Secondary Servayllance Rader)システムに対応した強指向性のアンテナを有している。また飛行場では、不特定数の航空機AP1
,AP2がそれぞれのフライトプランに則って航行している。
〔Environmental condition〕
Here, for example, control towers CT1 and CT2 are provided at a plurality of locations in an airfield as a target area, and a plurality of secondary monitoring radars SSR1 and SSR2 are installed along with the control towers CT1 and CT2. It shall be. Each of the secondary monitoring radars SSR1 and SSR2 has a strong directivity antenna corresponding to a secondary monitoring radar (SSR) system. At the airfield, an unspecified number of aircraft AP1
AP2 is navigating according to their flight plans.

〔質問信号〕
各二次監視レーダSSR1,SSR2は、質問信号として「mode A」及び「mode C」の電波を放射している。「mode A」は、各航空機AP1,AP2に対してATCコードあるいはスクォーク(スコーク)を問い合わせるものである。また「mode C」は、各航空機AP1,AP2に対して、現状の飛行高度を問い合わせるものである。この他に「mode S」があるが、本実施形態では「mode S」を用いないため省略する。
[Question signal]
Each of the secondary monitoring radars SSR1 and SSR2 emits radio waves of “mode A” and “mode C” as question signals. “Mode A” inquires each aircraft AP1 and AP2 about an ATC code or a squeak (squeak). “Mode C” inquires each aircraft AP1 and AP2 about the current flight altitude. There is “mode S” in addition to this, but since “mode S” is not used in the present embodiment, it is omitted.

〔質問信号パターン〕
一方の二次監視レーダSSR1は、例えば以下のパターンで質問信号を放射している。以下、適宜「mode A」を単に「A」、「mode C」を単に「C」と略記する。
(1)A,A,C,A,A,C,・・・
また他方の二次監視レーダSSR2は、例えば以下のパターンで質問信号を放射しているものとする。
(2)A,C,A,C,A,C,・・・
[Question signal pattern]
One secondary monitoring radar SSR1 radiates an inquiry signal in the following pattern, for example. Hereinafter, “mode A” is simply abbreviated as “A”, and “mode C” is simply abbreviated as “C”.
(1) A, A, C, A, A, C, ...
Further, it is assumed that the other secondary monitoring radar SSR2 emits a question signal in the following pattern, for example.
(2) A, C, A, C, A, C, ...

〔ATCコード(機体識別コード情報)〕
各航空機AP1,AP2は、航空交通管制(ATC:Air Traffic Control)の二次監視レーダシステムに対応したATCトランスポンダ応答装置(以下、「応答装置」という。)を搭載している。ATCコード(ユニークコード)は航空機AP1,AP2のフライトごとに管制官により指定され、各航空機AP1,AP2の操縦士が応答装置に入力する。
[ATC code (aircraft identification code information)]
Each aircraft AP1, AP2 is equipped with an ATC transponder response device (hereinafter referred to as “response device”) corresponding to a secondary monitoring radar system of air traffic control (ATC: Air Traffic Control). The ATC code (unique code) is designated by the controller for each flight of the aircraft AP1 and AP2, and the pilot of each aircraft AP1 and AP2 is input to the response device.

〔飛行高度〕
飛行高度を示す情報はQNE(圧力補正無しの高度)であり、これは100ft単位で更新される。QNEは地上局のコンピュータによりQNH(圧力補正された高度)に変換される。
[Flight altitude]
The information indicating the flight altitude is QNE (altitude without pressure correction), which is updated in units of 100 ft. QNE is converted to QNH (pressure corrected altitude) by the ground station computer.

〔応答信号パターン〕
各航空機AP1,AP2の応答装置は、各二次監視レーダSSR1,SSR2からの質問信号(1030MHz帯)を受信すると、予め決められた遅延時間をおいて応答信号(1090MHz帯)を送信する。このとき応答信号のパターンは質問信号のパターンに合致している。
このため、一方の二次監視レーダSSR1からの質問信号に対する応答信号は以下のパターンとなる。
(1)A,A,C,A,A,C,・・・
また、他方の二次監視レーダSSR2からの質問信号に対する応答信号は以下のパターンとなる。
(2)A,C,A,C,A,C,・・・
[Response signal pattern]
When the response devices of the aircrafts AP1 and AP2 receive the interrogation signals (1030 MHz band) from the secondary monitoring radars SSR1 and SSR2, they transmit a response signal (1090 MHz band) with a predetermined delay time. At this time, the pattern of the response signal matches the pattern of the question signal.
For this reason, the response signal to the interrogation signal from one secondary monitoring radar SSR1 has the following pattern.
(1) A, A, C, A, A, C, ...
The response signal to the interrogation signal from the other secondary monitoring radar SSR2 has the following pattern.
(2) A, C, A, C, A, C, ...

〔航空機騒音監視装置の構成〕
図2は、航空機騒音監視装置の構成を概略的に示すブロック図である。航空機騒音監視装置は、マイクロホン−アンテナユニット10のレーダ受信アンテナ12を通じて各航空機AP1,AP2から発せられる応答信号を受信することができる。また航空機騒音監視装置は、マイクロホン−アンテナユニット10の騒音計測用マイクロホン14、及び音の到来方向識別用マイクロホン16を用いて各航空機AP1,AP2に由来する航空騒音を観測することができる。
[Configuration of aircraft noise monitoring device]
FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the aircraft noise monitoring apparatus. The aircraft noise monitoring apparatus can receive response signals emitted from the aircrafts AP1 and AP2 through the radar receiving antenna 12 of the microphone-antenna unit 10. In addition, the aircraft noise monitoring apparatus can observe aviation noise originating from each aircraft AP1, AP2 using the noise measurement microphone 14 of the microphone-antenna unit 10 and the sound arrival direction identification microphone 16.

上記の観測ユニット100は、例えば図示しない中央演算処理装置(CPU)や半導体メモリ(ROM、RAM)、ハードディスクドライブ(HDD)、入出力インタフェース、液晶ディスプレイ等を備えたコンピュータ機器で構成されている。観測ユニット100は、そのハードウェア資源をソフトウェア制御により複数の機能要素として機能させている。また複数の機能要素は、主に応答信号の処理系統と騒音測定系統とに分かれている。以下、観測ユニット100内部で実現されている機能要素について説明する。   The observation unit 100 is configured by computer equipment including a central processing unit (CPU), a semiconductor memory (ROM, RAM), a hard disk drive (HDD), an input / output interface, a liquid crystal display, and the like (not shown). The observation unit 100 causes its hardware resources to function as a plurality of functional elements under software control. The plurality of functional elements are mainly divided into a response signal processing system and a noise measurement system. Hereinafter, functional elements implemented in the observation unit 100 will be described.

〔応答信号処理系統〕
応答信号処理系統には、レーダ受信アンテナ12に通じる受信部20や目的信号群抽出部22等の機能要素が含まれる。なお目的信号群抽出部22には、一時メモリ24及び時間間隔分析部26(時間間隔算出部)が含まれている。
[Response signal processing system]
The response signal processing system includes functional elements such as the receiving unit 20 and the target signal group extracting unit 22 that communicate with the radar receiving antenna 12. The target signal group extraction unit 22 includes a temporary memory 24 and a time interval analysis unit 26 (time interval calculation unit).

受信部20は、レーダ受信アンテナ12を通じて受信した応答信号(1090MHz帯)をパルス形式に復調し、所定ビット長(例えば13ビット)のフレームを生成する。生成されたフレームは、パルス形式の応答信号として一時メモリ24に蓄積される。   The receiving unit 20 demodulates the response signal (1090 MHz band) received through the radar receiving antenna 12 into a pulse format, and generates a frame having a predetermined bit length (for example, 13 bits). The generated frame is stored in the temporary memory 24 as a response signal in a pulse format.

一時メモリ24には、所定時間内(例えば1秒間)に受信された応答信号が時系列順に蓄積される。時間間隔分析部26は、蓄積された応答信号の全てについて相互の時間間隔を算出する。   In the temporary memory 24, response signals received within a predetermined time (for example, 1 second) are accumulated in chronological order. The time interval analysis unit 26 calculates a mutual time interval for all of the accumulated response signals.

応答信号処理系統には、さらにヒストグラム作成部28(頻度算出部)、フィルタ部30等の機能要素が含まれている。ヒストグラム作成部28は、時間間隔分析部26で算出された複数通りの時間間隔を統計データとして、ヒストグラムを作成する。なおヒストグラムは可視的なものである必要はなく、物理メモリ空間上でヒストグラムとして認識可能なものであればよい。   The response signal processing system further includes functional elements such as a histogram creation unit 28 (frequency calculation unit) and a filter unit 30. The histogram creation unit 28 creates a histogram using a plurality of time intervals calculated by the time interval analysis unit 26 as statistical data. Note that the histogram need not be visible, and may be any that can be recognized as a histogram in the physical memory space.

フィルタ部30は、ヒストグラム上で最も頻度が高い時間間隔をタイムゲート(篩の目)として、一時メモリ24に蓄積された応答信号から当該時間間隔でペアを作れない応答信号を除去する。これにより、タイムゲートにマッチする特定の応答信号群だけが残り、その他の応答信号は全て篩い落とされる。   The filter unit 30 removes a response signal that cannot be paired from the response signal stored in the temporary memory 24 from the response signal stored in the temporary memory 24 using the time interval having the highest frequency on the histogram as a time gate. As a result, only the specific response signal group that matches the time gate remains, and all other response signals are screened out.

応答信号処理系統の末端部分には、モード決定部34(モード判定部)や平均強度出現回数算出部32(情報算出部)、時刻データ作成部36(データ配列作成部)等の機能要素が含まれている。モード決定部34は、フィルタリング後の応答信号群を分析し、個々の応答信号を「mode A」又は「mode C」に分類する。   The terminal portion of the response signal processing system includes functional elements such as a mode determination unit 34 (mode determination unit), an average intensity appearance number calculation unit 32 (information calculation unit), and a time data creation unit 36 (data array creation unit). It is. The mode determination unit 34 analyzes the response signal group after filtering, and classifies each response signal as “mode A” or “mode C”.

また平均強度出現回数算出部32は、フィルタリング後の応答信号群について、「mode A」又は「mode C」の内容別に電波強度の平均(平均強度)及び出現回数を算出する。   In addition, the average intensity appearance number calculation unit 32 calculates the average (average intensity) and the number of appearances of the radio wave intensity according to the contents of “mode A” or “mode C” for the response signal group after filtering.

そして時刻データ作成部36は、算出された「mode A」及び「mode C」の平均強度及び出現回数について、これらを受信時刻(例えば1秒間)ごとに配列した時刻データを作成する。   Then, the time data creation unit 36 creates time data in which the calculated average intensities and appearance counts of “mode A” and “mode C” are arranged for each reception time (for example, 1 second).

〔騒音測定系統〕
次に騒音測定系統には、騒音計測用マイクロホン14に通じて騒音測定部38が含まれている。ここで騒音計測用マイクロホン14は、騒音計測用のマイクロホンであり、音の到来方向識別用マイクロホン16は4つのマイクロホンは3軸相関法による上空音識別用のものである。
[Noise measurement system]
Next, the noise measurement system includes a noise measurement unit 38 that communicates with the noise measurement microphone 14. Here, the noise measurement microphone 14 is a noise measurement microphone, and the sound arrival direction identification microphone 16 has four microphones for identifying the sky sound by the three-axis correlation method.

騒音測定部38は、3軸相関法により航空機AP1,AP2(音源)の仰角θ及び方位角δを算出し、観測点を基準とした3軸の観測空間(ベクトル空間)内で騒音の到来方向ベクトル(単位ベクトル)を算出する。また騒音測定部38は、算出した到来方向ベクトルの値(軌跡)により、観測点を基準として航空機AP1,AP2(音源)の移動方向(どの方角からどの方角へ向かったか)を算出する。そして騒音測定部38は、観測点での騒音レベルがある閾値を超えた場合(騒音イベント発生時)、その時刻と仰角θ及び方位角δを関連付けて保存する。   The noise measurement unit 38 calculates the elevation angle θ and the azimuth angle δ of the aircrafts AP1 and AP2 (sound sources) by the three-axis correlation method, and the noise arrival direction in the three-axis observation space (vector space) with the observation point as a reference. A vector (unit vector) is calculated. Further, the noise measurement unit 38 calculates the moving direction (from which direction to which direction) the aircraft AP1, AP2 (sound source) with reference to the observation point, based on the calculated value (trajectory) of the arrival direction vector. When the noise level at the observation point exceeds a certain threshold (when a noise event occurs), the noise measuring unit 38 stores the time, the elevation angle θ, and the azimuth angle δ in association with each other.

〔時刻データと騒音データの整合〕
観測ユニット100には、整合部40の機能要素が含まれている。整合部40は、信号処理系統で作成された時刻データと騒音測定系統で作成された騒音データとの整合(関連付け)をとる。そして整合部40は、整合した騒音データ及び時刻データから航空機騒音が観測された時刻に対応した「mode A」及び「mode C」の情報を取得する。
[Alignment of time data and noise data]
The observation unit 100 includes functional elements of the matching unit 40. The matching unit 40 matches (associates) the time data created by the signal processing system with the noise data created by the noise measurement system. Then, the matching unit 40 acquires information on “mode A” and “mode C” corresponding to the time when the aircraft noise was observed from the matched noise data and time data.

取得された情報はデータメモリ42に保存され、さらに出力部44にて出力される。出力部44は、上記の液晶ディスプレイや外部インタフェース等の構成を含む。外部インタフェースにコンピュータ等を接続することで、データメモリ42に保存された情報をコンピュータ等で利用することが可能となる。   The acquired information is stored in the data memory 42 and further output from the output unit 44. The output unit 44 includes the liquid crystal display, the external interface, and the like. By connecting a computer or the like to the external interface, the information stored in the data memory 42 can be used by the computer or the like.

以上は、航空機騒音監視装置の構成例と機能についての説明であるが、以下に観測ユニット100により行われる応答信号処理について具体例を挙げて説明する。   The above is a description of configuration examples and functions of the aircraft noise monitoring apparatus, but the response signal processing performed by the observation unit 100 will be described below with a specific example.

〔運用条件〕
例えば図1において、管制塔CT1の二次監視レーダSSR1は、370pps(pulse per second)でA,A,C,A,A,C,・・・のパターンの質問信号を放射しているとする。一方、管制塔CT2の二次監視レーダSSR2は、474.3ppsでA,C,A,C,・・・のパターンの質問信号を放射しているとする。
[Operating conditions]
For example, in FIG. 1, it is assumed that the secondary monitoring radar SSR1 of the control tower CT1 emits a question signal having a pattern of A, A, C, A, A, C,... At 370 pps (pulse per second). . On the other hand, it is assumed that the secondary monitoring radar SSR2 of the control tower CT2 emits a question signal having a pattern of A, C, A, C,... At 474.3 pps.

ここで各二次監視レーダSSR1,SSR2は、東西南北の全方位(360°)をスキャンするため、非常に指向性の鋭いアンテナを3〜5秒周期で1回転させている。したがって各航空機AP1,AP2は、各二次監視レーダSSR1,SSR2のアンテナと相対した瞬間に質問信号を受信し、かつ、予め決められた時間遅れ3.5μsで応答信号を発している。   Here, each of the secondary monitoring radars SSR1 and SSR2 scans all directions (360 °) in the east, west, south, and north directions, and rotates a very directional antenna once every 3 to 5 seconds. Accordingly, the aircrafts AP1 and AP2 receive the interrogation signal at the moment when they are opposed to the antennas of the secondary monitoring radars SSR1 and SSR2, and issue a response signal with a predetermined time delay of 3.5 μs.

ここで、各航空機AP1,AP2が応答する時間は、各二次監視レーダSSR1,SSR2の指向性角度と回転周期から計算することができ、一般的には、概ね30〜50msの時間内で応答することができる。つまり、二次監視レーダSSR1に対する応答数は11〜18回程度となり、二次監視レーダSSR2に対する応答数は14〜24回程度となる。   Here, the response time of each aircraft AP1, AP2 can be calculated from the directivity angle and the rotation period of each secondary monitoring radar SSR1, SSR2, and generally the response time is approximately within 30 to 50 ms. can do. That is, the number of responses to the secondary monitoring radar SSR1 is about 11 to 18 times, and the number of responses to the secondary monitoring radar SSR2 is about 14 to 24 times.

〔応答信号送信パターン〕
図3は、上記の運用条件で航空機AP1,AP2から発せられる応答信号のパターンを時系列で示した図である。
[Response signal transmission pattern]
FIG. 3 is a diagram showing, in time series, response signal patterns generated from aircrafts AP1 and AP2 under the above operating conditions.

〔AP1−SSR1〕
例えば図3中(A)に示されているように、航空機AP1は、ある時刻m1に二次監視レーダSSR1と相対し、その瞬間から質問信号(AACAAC・・・)を有効に受信できる時間内で11〜18パルスの応答信号(AACAAC・・・)を発している。次に航空機AP1が二次監視レーダSSR1と相対するのは、回転周期T1後の時刻m5であり、この瞬間から航空機AP1は再び11〜18パルスの応答信号(AACAAC・・・)を発することになる。
[AP1-SSR1]
For example, as shown in FIG. 3A, the aircraft AP1 is opposed to the secondary monitoring radar SSR1 at a certain time m1, and within a time period during which the interrogation signal (AACAAC...) Can be effectively received from that moment. 11 to 18 response signals (AACAAC...) Are generated. Next, the aircraft AP1 is opposed to the secondary monitoring radar SSR1 at time m5 after the rotation period T1, and from this moment, the aircraft AP1 again issues a response signal (AACAAC...) Of 11 to 18 pulses. Become.

〔AP1−SSR2〕
一方で航空機AP1は、別の時刻m3に二次監視レーダSSR2とも相対し、その瞬間から質問信号(ACAC・・・)を有効に受信できる時間内で14〜24パルスの応答信号(ACAC・・・)を発する。そして、次に航空機AP1が二次監視レーダSSR2と相対するのは回転周期T2後の時刻m7であり、この瞬間から航空機AP1は再び14〜24パルスの応答信号(ACAC・・・)を発することになる。
[AP1-SSR2]
On the other hand, the aircraft AP1 is also opposed to the secondary monitoring radar SSR2 at another time m3, and the response signal of 14 to 24 pulses (ACAC... Within the time when the interrogation signal (ACAC...) Can be effectively received from that moment.・) Is issued. The aircraft AP1 then faces the secondary monitoring radar SSR2 at time m7 after the rotation period T2, and the aircraft AP1 again issues a response signal (ACAC...) Of 14 to 24 pulses from this moment. become.

〔AP2−SSR2〕
別の航空機AP2については以下のようになる。
すなわち、図3中(B)に示されているように、航空機AP2は、ある時刻m2に二次監視レーダSSR2の方と相対し、その瞬間から質問信号(ACAC・・・)を有効に受信できる時間内で14〜24パルスの応答信号(ACAC・・・)を発している。そして、次に航空機AP2が二次監視レーダSSR2と相対するのは、回転周期T2後の時刻m6であり、この瞬間から航空機AP2は再び14〜24パルスの応答信号(ACAC・・・)を発することになる。
[AP2-SSR2]
Another aircraft AP2 is as follows.
That is, as shown in FIG. 3B, the aircraft AP2 is opposed to the secondary monitoring radar SSR2 at a certain time m2, and effectively receives the interrogation signal (ACAC...) From that moment. A response signal (ACAC...) Of 14 to 24 pulses is generated within a possible time. Next, the aircraft AP2 faces the secondary monitoring radar SSR2 at time m6 after the rotation period T2, and from this moment, the aircraft AP2 again generates a response signal (ACAC...) Of 14 to 24 pulses. It will be.

〔AP2−SSR1〕
一方で航空機AP2は、別の時刻m4に二次監視レーダSSR1とも相対し、その瞬間から質問信号(AACAAC・・・)を有効に受信できる時間内で11〜18パルスの応答信号(AACAAC・・・)を発する。図3には示されていないが、次に航空機AP2が二次監視レーダSSR1と相対するのは回転周期T1後であり、その瞬間から航空機AP2は再び11〜18パルスの応答信号(AACAAC・・・)を発することになる。
[AP2-SSR1]
On the other hand, the aircraft AP2 is also opposed to the secondary monitoring radar SSR1 at another time m4, and the response signal of 11 to 18 pulses (AACAAC,...) Within the time when the interrogation signal (AACAAC...) Can be effectively received from that moment.・) Is issued. Although not shown in FIG. 3, the aircraft AP2 next faces the secondary monitoring radar SSR1 after the rotation period T1, and from that moment, the aircraft AP2 again responds with a response signal (AACAAC.・) Will be issued.

〔応答信号の配列〕
図4は、所定時間内(例えば1秒間)に受信された全ての応答信号を時系列に並べた例を示す図である。このような応答信号S〜Sの配列は、上記の一時メモリ24に蓄積された1秒間ごとの応答信号を並べた結果(13ビットのコードと時刻、及び強度を含む)を表している。
[Response signal array]
FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which all response signals received within a predetermined time (for example, 1 second) are arranged in time series. Such an array of response signals S 1 to S p represents a result (including a 13-bit code, time, and intensity) in which the response signals stored every one second stored in the temporary memory 24 are arranged. .

〔時間間隔の算出〕
上記のように時間間隔分析部26は、全ての応答信号S〜Sについて、相互の時間間隔tmnを算出する。例えば図4中(A)に示されているように、先頭の応答信号Sであれば、他の全ての応答信号S〜Sと(いわゆる「総当たり」)の時間間隔t12,t13,t14,・・・t1pを算出する。また図4中(B)に示されているように、2番目の応答信号Sであれば、他の全ての応答信号S,S〜Sとの時間間隔t21,t23,t24,・・・t2(p-1)を算出する。また図4中(C)に示されているように、3番目の応答信号Sであれば、他の全ての応答信号S,S,S〜Sとの時間間隔t31,t32,t34,・・・t3(p-2)を算出する。特に図示していないが、以下同様に応答信号S〜Sまで、全ての時間間隔tmnを算出する。
[Calculation of time interval]
Time interval analyzer 26 as described above, for all the response signals S 1 to S p, calculates the time interval t mn of each other. For example, as shown in figure 4 (A), if the head of the response signal S 1, the time interval t 12 of all the other response signal S 2 to S p and (so-called "brute force"), t 13 , t 14 ,... t 1p are calculated. As also shown in FIG. 4 (B), 2 th response signal if S 2, all other response signals S 1, S 3 the time interval between ~S p t 21, t 23, t 24 ,... t 2 (p−1) are calculated. As also shown in FIG. 4 (C), 3-th response signal if S 3, any other response signals S 1, S 2, S 4 ~S p and the time interval t 31, t 32 , t 34 ,... t 3 (p−2) are calculated. Although not particularly shown, to similarly response signal S 4 to S p or less, and calculates all the time intervals t mn.

〔ヒストグラム作成〕
図5は、算出した時間間隔から得られたヒストグラムの例を示す図である。ここでは便宜上、可視化して示しているが、上記のようにヒストグラム作成部28は、メモリ空間上で認識可能なヒストグラムを作成する。また便宜上、ここでは個々の時間間隔を1秒間の受信パルス数(pps)で表している。
[Create histogram]
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a histogram obtained from the calculated time interval. Here, for the sake of convenience, the visualization is shown, but as described above, the histogram creation unit 28 creates a histogram that can be recognized in the memory space. For convenience, each time interval is represented by the number of received pulses per second (pps).

〔タイムゲート決定〕
次に、得られたヒストグラムから、最も頻度が高い(受信数が多い)時間間隔tgateを算出し、この算出した時間間隔tgateをフィルタリング用のタイムゲートとする。例えば、ここでは最頻値である「370pps」がタイムゲートの第1候補となり、次に頻度が高い「474.3pps」は第2候補となる。
[Time gate decision]
Next, from the obtained histogram, a time interval t gate having the highest frequency (the number of receptions is large) is calculated, and the calculated time interval t gate is set as a time gate for filtering. For example, the mode value “370 pps” is the first candidate for the time gate, and the next highest frequency “474.3 pps” is the second candidate.

〔フィルタリング〕
図6は、タイムゲートを用いて応答信号をフィルタリングした場合の一例を示した図である。すなわち上記のフィルタ部30は、最も頻度が高い時間間隔tgateをタイムゲートとして、目的とする応答信号群をフィルタリングする。なお、仕様により第1候補と第2候補の両方を扱う場合もあるが、本実施形態では、第1候補のみを使用する。
〔filtering〕
FIG. 6 is a diagram showing an example when the response signal is filtered using a time gate. That is, the filter unit 30 filters a target response signal group using the most frequently occurring time interval t gate as a time gate. Although both the first candidate and the second candidate may be handled depending on the specification, in the present embodiment, only the first candidate is used.

例えば、図6中(A)に示す1秒間に受信された全ての応答信号S〜Sについて、図6中(B)〜(D)に示す時間間隔tgateをタイムゲートとしてペアとなり得る応答信号の組を抽出してフィルタリングすると、図6中(B),(D)に示すように、目的の応答信号群だけが残り(例えばS,S,S)、図6中(C)に示すように、その他の応答信号は除去される。また応答信号をペアにすることで、ノイズを除去することができる。 For example, all of the response signal S 1 to S p received per second shown in FIG. 6 (A), the can be a pair of time intervals t Gate shown in FIG. 6 (B) ~ (D) as a time gate When a set of response signals is extracted and filtered, only the target response signal group remains (for example, S 1 , S 4 , S 6 ), as shown in FIGS. As shown in C), the other response signals are removed. Moreover, noise can be removed by pairing response signals.

〔地上騒音観測処理〕
図7は、航空機騒音監視装置の観測ユニット100により実行される騒音監視処理の手順例を示すフローチャートである。また以下の説明により、航空機騒音監視方法に用いられる各ステップの内容が明らかとなる。なお観測ユニット100は、騒音監視処理を1秒ごとの時間割り込みで実行することができる。
[Ground noise observation processing]
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure example of noise monitoring processing executed by the observation unit 100 of the aircraft noise monitoring apparatus. Further, the contents of each step used in the aircraft noise monitoring method will be clarified by the following description. Note that the observation unit 100 can execute the noise monitoring process with a time interruption every second.

ステップS10:観測ユニット100は、受信部20において応答信号受信処理を実行する。この処理では、上記のように1秒間ごとの応答信号を受信する。   Step S10: The observation unit 100 executes a response signal reception process in the reception unit 20. In this process, a response signal is received every second as described above.

ステップS20:次に観測ユニット100は、目的信号群抽出部22においてデータ整列処理を実行する。この処理では、受信した応答信号に時刻と強度を関連付けて一時メモリ24に蓄積し、時系列にデータを整列させる(図4)。   Step S20: Next, the observation unit 100 executes data alignment processing in the target signal group extraction unit 22. In this processing, time and intensity are associated with the received response signal and stored in the temporary memory 24, and the data is aligned in time series (FIG. 4).

ステップS30:また観測ユニット100は、時間間隔分析部26において時間間隔分析処理を実行する。この処理では、上記のように全ての応答信号S〜Sについて、相互の時間間隔tmnを算出する(図4)。 Step S30: The observation unit 100 executes time interval analysis processing in the time interval analysis unit 26. In this process, all of the response signal S 1 to S p as described above, to calculate the time interval t mn cross (Fig. 4).

ステップS40:次に観測ユニット100は、ヒストグラム作成部28においてヒストグラム処理を実行する。この処理では、上記のように複数通りの時間間隔tmnからヒストグラムを作成する。 Step S40: Next, the observation unit 100 executes histogram processing in the histogram creation unit 28. In this process, a histogram is created from a plurality of time intervals t mn as described above.

ステップS50:そして観測ユニット100は、フィルタ部30においてフィルタ処理を実行する。この処理では、上記のように最大の頻度である時間間隔tgateを算出し、これをタイムゲートとして目的の応答信号群をフィルタリングする(図6)。このときフィルタ部30は、全ての応答信号の中から、時間間隔tgateに一致する応答信号のペアを抽出する。 Step S50: The observation unit 100 executes filter processing in the filter unit 30. In this process, the time interval t gate which is the maximum frequency is calculated as described above, and the target response signal group is filtered using this as a time gate (FIG. 6). At this time, the filter unit 30 extracts a pair of response signals matching the time interval t gate from all the response signals.

ステップS60:観測ユニット100は、平均強度出現回数算出部32においてペア情報算出処理を実行する。この処理では、フィルタリング後の応答信号のうち、内容(コード)が同じであるペアの電波強度の平均及び出現回数を算出する。   Step S60: The observation unit 100 executes pair information calculation processing in the average intensity appearance number calculation unit 32. In this process, the average and number of appearances of the radio field strengths of pairs having the same content (code) among the response signals after filtering are calculated.

ステップS70:また観測ユニット100は、モード決定部34において、モード判定処理を実行する。この処理では、ペアで抽出された応答信号について、それぞれ「mode A」又は「mode C」のいずれに該当するかを判定する。なおモード判定処理の詳細については、別のフローチャートを用いてさらに後述する。   Step S70: In addition, the observation unit 100 executes mode determination processing in the mode determination unit 34. In this process, it is determined whether the response signals extracted in pairs correspond to “mode A” or “mode C”, respectively. The details of the mode determination process will be further described later using another flowchart.

ステップS80:また観測ユニット100は、時刻データ作成部36においてデータ配列処理を実行する。この処理では、モード判定済みの応答信号について、それぞれの受信時刻と「mode A」又は「mode C」の別、電波強度及び出現回数を配列した時刻データを作成する。   Step S80: The observation unit 100 executes data arrangement processing in the time data creation unit 36. In this process, time data is generated for the response signal for which the mode has been determined, by arranging the reception time and “mode A” or “mode C”, the radio wave intensity and the number of appearances.

ステップS90:そして観測ユニット100は、整合部40において整合処理を実行する。この処理では、上記のように時刻データと騒音データとの整合を取り、観測された航空機騒音の「mode A」及び「mode C」の情報を取得する。   Step S90: Then, the observation unit 100 executes the matching process in the matching unit 40. In this processing, time data and noise data are matched as described above, and information on “mode A” and “mode C” of observed aircraft noise is acquired.

〔モード判定処理〕
図8は、モード判定処理の内容を詳細に示すフローチャートである。観測ユニット100のモード決定部34は、以下の手順を通じてフィルタリング後の応答信号が「mode A」又は「mode C」のいずれのコードに該当するかを判定する。また適宜、判定済みの応答信号について、コードの違いにより「A,A,A,・・・」又は「C,C,C,・・・」等のラベリングを行う。以下、手順に沿って説明する。
[Mode judgment processing]
FIG. 8 is a flowchart showing details of the mode determination process. The mode determination unit 34 of the observation unit 100 determines whether the response signal after filtering corresponds to a code “mode A” or “mode C” through the following procedure. Further, the determined response signal is labeled as “A 1 , A 2 , A 3 ,...” Or “C 1 , C 2 , C 3 ,. Hereinafter, it demonstrates along a procedure.

ステップS100:モード決定部34は、抽出したペアの応答信号が同じコード(例えば13ビットコード)を有するものであるかを確認する。抽出された応答信号のペアは理論上、「A,A」、「A,C」又は「C,A」のいずれかとなるため、ペアのコードが同じ場合、それは「A,A」のペアである(Yes→ステップS102へ)。   Step S100: The mode determination unit 34 confirms whether the extracted pair of response signals have the same code (for example, 13-bit code). The extracted response signal pair is theoretically one of “A, A”, “A, C”, or “C, A”, so if the pair codes are the same, it is a pair of “A, A”. Yes (Yes → go to step S102).

ステップS102:したがってモード決定部34は、コードが同じペアを「mode A」と判定する。
ステップS104:またモード決定部34は、コード内容別(機体識別コード情報別)に「A,A,A,・・・」としてラベリングする。ラベリングしたコードは適宜、図示しない内部メモリに保存され、必要に応じて参照することができる。
Step S102: Therefore, the mode determination unit 34 determines a pair having the same code as “mode A”.
Step S104: Further, the mode determination unit 34 labels as “A 1 , A 2 , A 3 ,...” For each code content (for each machine identification code information). The labeled code is appropriately stored in an internal memory (not shown) and can be referred to as necessary.

ステップS106:この段階で、未だフィルタリング後のデータを全て抽出していなければ(No)、モード決定部34はステップS100に戻る。
ステップS100:そしてモード決定部34は、次に抽出したペアのコードが同じであるかを確認する。ペアのコードが同じでない場合(No)、モード決定部34はステップS108に進む。
Step S106: If all the data after filtering has not been extracted yet at this stage (No), the mode determination unit 34 returns to Step S100.
Step S100: The mode determination unit 34 checks whether the next extracted pair of codes are the same. When the codes of the pairs are not the same (No), the mode determination unit 34 proceeds to step S108.

ステップS108:コードが同じでないペアは、「A,C」又は「C,A」のいずれかである。したがって、いずれか一方が「mode A」であり、既に「A,A,A,・・・」としてラベリングされているものであれば、他方のコードは「mode C」である(Yes→ステップS110へ)。 Step S108: The pair whose codes are not the same is either “A, C” or “C, A”. Therefore, if either one is “mode A” and already labeled as “A 1 , A 2 , A 3 ,...”, The other code is “mode C” (Yes (→ Go to step S110).

ステップS110:したがってモード決定部34は、「A,A,A,・・・」とペアのコードを「mode C」と判定する。
ステップS102:そしてモード決定部34は、コードの内容別(高度情報別)に「C,C,C,・・・」としてラベリングする。ラベリングしたコードは、上記のように図示しない内部メモリに保存され、必要に応じて参照することができる。
Step S110: Therefore, the mode determination unit 34 determines that the code paired with “A 1 , A 2 , A 3 ,...” Is “mode C”.
Step S102: The mode determination unit 34 labels “C 1 , C 2 , C 3 ,...” For each code content (altitude information). The labeled code is stored in an internal memory (not shown) as described above and can be referred to as necessary.

以上のようにして、1秒間の応答信号について「A,A,A,・・・」又は「C,C,C,・・・」のラベリングを行い、全データを抽出し終えると(ステップS106)、モード決定部34は呼び出し元の騒音監視処理(図7)に復帰する。 As described above, “A 1 , A 2 , A 3 ,...” Or “C 1 , C 2 , C 3 ,. When finished (step S106), the mode determination unit 34 returns to the caller's noise monitoring process (FIG. 7).

〔AC,CAの場合〕
以上のように、応答信号が「A,A,C,A,A,C・・・」のパターンであれば、コードが同じペアから「mode A」を判定し、そこから「mode C」も判定することができる。これに対し、応答信号が「A,C,A,C・・・」のパターンの場合、コードが同じペアがないため、抽出したペアから「mode A」又は「mode C」の判定を行うことができない。この場合、モード決定部34は以下の手順を実行する。
[In case of AC, CA]
As described above, if the response signal is a pattern of “A, A, C, A, A, C...”, “Mode A” is determined from the same pair of codes, and “mode C” is also determined therefrom. Can be determined. On the other hand, when the response signal is a pattern of “A, C, A, C...”, Since there is no pair having the same code, determination of “mode A” or “mode C” is performed from the extracted pair. I can't. In this case, the mode determination unit 34 executes the following procedure.

ステップS100:すなわちモード決定部34は、新たに抽出したペアのコードが同じでないことを確認すると(No)、次にステップS108に進む。   Step S100: That is, when the mode determination unit 34 confirms that the newly extracted pair of codes are not the same (No), the process proceeds to step S108.

ステップS108:上記のように、コードが同じでないペアは、「A,C」又は「C,A」のいずれかであるが、ペアの中に「A,A,A,・・・」としてラベリングされているものがないため、現段階で「mode A」又は「mode C」を判定することができない(No→ステップS114へ)。 Step S108: As described above, a pair whose codes are not the same is either “A, C” or “C, A”, but “A 1 , A 2 , A 3 ,. "Mode A" or "mode C" cannot be determined at this stage because there is nothing labeled as "" (No → to step S114).

ステップS114:この場合、モード決定部34はペアのコードをひとまずバッファに記憶する。
ステップS116:そしてモード決定部34は、記憶したコードの時間的な変化傾向を分析する。
Step S114: In this case, the mode determination unit 34 temporarily stores the pair of codes in the buffer.
Step S116: The mode determination unit 34 analyzes the temporal change tendency of the stored code.

ステップS118:変化傾向の分析には相当数のサンプルが必要となるので、数組程度のサンプルでは変化傾向が顕著に表れない。したがってモード決定部34は、現状のサンプル数で充分に変化傾向を分析できない場合(No)、ステップS106に進んで全データを抽出済みか確認する。未だ全データを抽出していなければ(ステップS106:No)、モード決定部34はステップS100に戻って処理を継続する。   Step S118: Since a considerable number of samples are required for the analysis of the change tendency, the change tendency does not appear remarkably in several sets of samples. Therefore, if the change tendency cannot be analyzed sufficiently with the current number of samples (No), the mode determination unit 34 proceeds to step S106 and checks whether all data has been extracted. If all data has not yet been extracted (step S106: No), the mode determination unit 34 returns to step S100 and continues the process.

そして、次に抽出したペアのコードも同じでなく(ステップS100:No)、かつ、ペアの中に「A,A,A,・・・」としてラベリングされているものがない場合(ステップS108:No)、モード決定部34は次のペアもバッファに記憶する。 Then, the code of the next extracted pair is not the same (step S100: No), and there is no pair labeled as “A 1 , A 2 , A 3 ,... Step S108: No), the mode determination unit 34 also stores the next pair in the buffer.

なお、ステップS106で1秒間の全データを抽出済みである場合(Yes)、ここで呼び出し元の騒音監視処理(図7)に復帰するが、ペアのコードが「A,C」又は「C,A」であり、ペアの中に「A,A,A,・・・」としてラベリングされているものがない場合、次回の呼び出しでもステップS100(No)→ステップS108(No)→ステップS114の手順が実行される。 If all the data for one second has been extracted in step S106 (Yes), the process returns to the caller's noise monitoring process (FIG. 7), but the pair code is “A, C” or “C, A ”, and if there is no label labeled“ A 1 , A 2 , A 3 ,... ”In the pair, the next call will also step S100 (No) → step S108 (No) → step The procedure of S114 is executed.

このようにして、相当数のサンプルがバッファに記憶されてくると、コードの時間的な変化傾向が明らかになってくる。   In this way, when a considerable number of samples are stored in the buffer, the temporal change tendency of the code becomes clear.

〔変化傾向分析例〕
図9は、コードの時間的な変化傾向の分析例を示す図である。縦軸の「データ」は、「mode A」であれば機体識別コード情報であり、「mode C」であれば高度情報であるが、バッファに記憶した時点ではmodeが不明であるため、ひとまずペアのコードは「データ(13ビット値)」として認識される。
[Change trend analysis example]
FIG. 9 is a diagram illustrating an analysis example of the temporal change tendency of the code. “Data” on the vertical axis is aircraft identification code information if it is “mode A”, and altitude information if it is “mode C”, but since the mode is unknown at the time of storage in the buffer, it is a pair for the time being. Is recognized as “data (13-bit value)”.

ある程度のサンプル数(数組〜数十組)を時系列に記憶すると、値に変化が現れないコードが「mode A」であり、変化が現れるコードが「mode C」であると容易に判定することができる。   When a certain number of samples (several to several tens) are stored in time series, it is easily determined that the code whose value does not change is “mode A” and the code where the change appears is “mode C”. be able to.

〔図8:モード判定処理を参照〕
ステップS120:コードの時間的な変化傾向の分析が終了すると(ステップS118:Yes)、モード決定部34は、「mode A」及び「mode C」について、それぞれコードの内容別(機体識別コード情報別、高度情報別)に「A,An+1,An+2,・・・」、「C,Cn+1,Cn+2,・・・」としてラベリングする。
このようにしてラベリングを行うと、モード決定部34は呼び出し元の騒音監視処理(図7)に復帰する。
[See Figure 8: Mode determination process]
Step S120: When the analysis of the temporal change tendency of the code is completed (Step S118: Yes), the mode determination unit 34 sets each of “mode A” and “mode C” according to the code contents (by the machine identification code information). , Classified by altitude information) as “A n , A n + 1 , A n + 2 ,...”, “C n , C n + 1 , C n + 2 ,.
When labeling is performed in this manner, the mode determination unit 34 returns to the caller noise monitoring process (FIG. 7).

〔データ整合例〕
図10は、時刻データと騒音データとを整合させた場合の例を示す図である。なお、図10中(A)は時刻データの構造例を示し、図10中(B)は騒音データの構造例を示している。
[Data alignment example]
FIG. 10 is a diagram illustrating an example in which time data and noise data are matched. 10A shows an example of the structure of time data, and FIG. 10B shows an example of the structure of noise data.

上記のように時刻データは、1秒間ごとの応答信号から作成されており、例えば「時刻」、「コード(mode A又はmode C)」、「電波強度」、「出現回数」等を配列した構造を有する。また騒音データは、上記のように騒音イベント発生時に作成され、例えば「時刻」、「仰角」、「方位角」等を配列した構造を有している。   As described above, the time data is created from the response signal every second, and for example, a structure in which “time”, “code (mode A or mode C)”, “radio wave intensity”, “number of appearances”, etc. are arranged Have The noise data is created when a noise event occurs as described above, and has a structure in which, for example, “time”, “elevation angle”, “azimuth angle”, and the like are arranged.

騒音データには、「仰角」及び「方位角」が含まれるため、これらの情報をもとに観測点からみた騒音源の到来方向を知ることができる。このとき、騒音イベントの発生時刻が合わせて記録されているため、この時刻に整合する時刻データから「mode A」及び「mode C」の情報を取得すれば、「機体識別コード情報」や「高度情報」から騒音源(航空機AP1,AP2等の固有情報)との照合の精度向上を図ることができる。   Since the noise data includes “elevation angle” and “azimuth angle”, it is possible to know the direction of arrival of the noise source from the observation point based on such information. At this time, since the occurrence time of the noise event is recorded together, if the information of “mode A” and “mode C” is acquired from the time data that matches this time, “airframe identification code information” and “altitude The accuracy of collation with noise sources (specific information such as aircraft AP1, AP2) can be improved from "information".

本発明は上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施することができる。一実施形態では、飛行場を対象地域としているが、航空機騒音監視方法及び航空機騒音監視装置は、飛行場以外でも利用することができる。   The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented with various modifications. In one embodiment, the airfield is the target area. However, the aircraft noise monitoring method and the aircraft noise monitoring apparatus can be used outside the airfield.

また、観測ユニット100の構成は一例であり、複数の機能要素を1つに統合したり、あるいは1つの機能要素を複数に分割して観測ユニット100を構成してもよい。   The configuration of the observation unit 100 is an example, and the observation unit 100 may be configured by integrating a plurality of functional elements into one, or dividing one functional element into a plurality of functions.

10 マイクロホン−アンテナユニット
12 レーダ受信アンテナ
14 騒音計測用マイクロホン
16 音の到来方向識別用マイクロホン
20 受信部
22 目的信号群抽出部
24 一時メモリ
26 時間間隔分析部
28 ヒストグラム作成部
30 フィルタ部
32 平均強度出現回数算出部
34 モード決定部
36 時刻データ作成部
38 騒音測定部
40 整合部
100 観測ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Microphone-antenna unit 12 Radar receiving antenna 14 Noise measurement microphone 16 Sound direction-of-arrival identification microphone 20 Reception unit 22 Target signal group extraction unit 24 Temporary memory 26 Time interval analysis unit 28 Histogram creation unit 30 Filter unit 32 Appearance of average intensity Number calculation section 34 Mode determination section 36 Time data creation section 38 Noise measurement section 40 Matching section 100 Observation unit

Claims (8)

不特定数の二次監視レーダ(SSR)からの質問信号に対して、不特定数の航空機から発せられた応答信号を受信するステップと、
所定時間内に受信された複数の応答信号について、互いの時間間隔を算出するステップと、
算出された複数通りの時間間隔について、個別の頻度を算出するステップと、
算出された頻度が最大となる特定の時間間隔を用いて、前記所定時間内に受信された複数の応答信号の中から特定の応答信号群をフィルタリングするステップと
フィルタリング後の応答信号と測定された航空機騒音の結果とを整合させるステップと
を有する航空機騒音監視方法。
Receiving a response signal from an unspecified number of aircraft in response to an interrogation signal from an unspecified number of secondary surveillance radars (SSRs);
Calculating a mutual time interval for a plurality of response signals received within a predetermined time; and
Calculating individual frequencies for the calculated time intervals;
Filtering a specific group of response signals from among a plurality of response signals received within the predetermined time using a specific time interval at which the calculated frequency is maximized ;
An aircraft noise monitoring method comprising: matching the filtered response signal with the measured aircraft noise result .
請求項1に記載の航空機騒音監視方法において、
前記フィルタリングするステップは、
前記所定時間内に受信された複数の応答信号のうち、前記特定の時間間隔をおいて受信された応答信号のペアを抽出するステップ
を含む航空機騒音監視方法。
The aircraft noise monitoring method according to claim 1,
The filtering step includes:
An aircraft noise monitoring method comprising: extracting a pair of response signals received at the specific time interval from a plurality of response signals received within the predetermined time.
請求項に記載の航空機騒音監視方法において、
フィルタリング後の応答信号の中で、前記特定の時間間隔をおいて受信された応答信号のペアが互いに同じ内容である場合、これら応答信号を機体識別コード情報であると判定するステップと、
フィルタリング後の応答信号の中で、前記特定の時間間隔をおいて受信された応答信号のペアが互いに同じ内容でなく、一方の応答信号が前記機体識別コード情報であると判定済みである場合、他方の応答信号を高度情報であると判定するステップと
をさらに有する航空機騒音監視方法。
The aircraft noise monitoring method according to claim 2 ,
In the response signals after filtering, when the response signal pairs received at the specific time interval have the same content, the response signals are determined to be body identification code information; and
In the response signal after filtering, when the response signal pair received at the specific time interval is not the same as each other, and it is determined that one response signal is the body identification code information, The aircraft noise monitoring method further comprising the step of determining that the other response signal is altitude information.
請求項3に記載の航空機騒音監視方法において、
フィルタリング後の応答信号の中で、前記特定の時間間隔をおいて受信された応答信号のペアが互いに同じ内容でなく、いずれの応答信号も前記機体識別コード情報であると判定されていない場合、応答信号のペアをバッファに蓄積するステップと、
蓄積されたペアの応答信号について、それぞれの内容の時間的な変化を監視し、変化が現れない方を機体識別コード情報であると判定し、変化が現れた方を高度情報であると判定するステップ
をさらに有する航空機騒音監視方法。
In the aircraft noise monitoring method according to claim 3,
In the response signal after filtering, when the response signal pair received at the specific time interval is not the same as each other, and it is not determined that any response signal is the aircraft identification code information, Storing a pair of response signals in a buffer;
The accumulated response signals of the pair are monitored for changes in their contents over time, and those that do not change are determined to be aircraft identification code information, and those that have changed are determined to be altitude information. An aircraft noise monitoring method further comprising a step.
不特定数の二次監視レーダ(SSR)からの質問信号に対して、不特定数の航空機から発せられた応答信号を受信する受信部と、
前記受信部により所定時間内に受信された複数の応答信号について、互いの時間間隔を算出する時間間隔算出部と、
前記時間間隔算出部により算出された複数通りの時間間隔について、個別の頻度を算出する頻度算出部と、
前記頻度算出部により算出された頻度が最大となる特定の時間間隔を用いて、前記所定時間内に受信された複数の応答信号の中から特定の応答信号群をフィルタリングするフィルタ部と
航空機の騒音を測定する騒音測定部と、
前記フィルタ部によるフィルタリング後の応答信号と前記騒音測定部により測定された航空機騒音の結果とを整合させる整合部と
を備えた航空機騒音監視装置。
In response to an interrogation signal from an unspecified number of secondary surveillance radars (SSR), a receiving unit that receives response signals emitted from an unspecified number of aircraft;
A time interval calculation unit for calculating a mutual time interval for a plurality of response signals received within a predetermined time by the receiving unit;
A frequency calculation unit that calculates individual frequencies for a plurality of time intervals calculated by the time interval calculation unit;
A filter unit for filtering a specific response signal group from among a plurality of response signals received within the predetermined time using a specific time interval at which the frequency calculated by the frequency calculation unit is maximized ;
A noise measurement unit for measuring aircraft noise;
An aircraft noise monitoring apparatus comprising: a matching unit that matches a response signal after filtering by the filter unit and a result of aircraft noise measured by the noise measurement unit .
請求項に記載の航空機騒音監視装置において、
前記フィルタ部は、
前記所定時間内に受信された複数の応答信号のうち、前記特定の時間間隔をおいて受信された応答信号のペアを抽出することを特徴とする航空機騒音監視装置。
In the aircraft noise monitoring apparatus according to claim 5 ,
The filter unit is
An aircraft noise monitoring apparatus, wherein a pair of response signals received at the specific time interval is extracted from a plurality of response signals received within the predetermined time.
請求項に記載の航空機騒音監視装置において、
前記フィルタ部によるフィルタリング後の応答信号の中で、前記特定の時間間隔をおいて受信された応答信号のペアが互いに同じ内容である場合、これら応答信号を機体識別コード情報であると判定するモード判定部をさらに備え、
前記モード判定部は、
前記フィルタ部によるフィルタリング後の応答信号の中で、前記特定の時間間隔をおいて受信された応答信号のペアが互いに同じ内容でなく、一方の応答信号が前記機体識別コード情報であると判定済みである場合、他方の応答信号を高度情報であると判定することを特徴とする航空機騒音監視装置。
The aircraft noise monitoring device according to claim 6 ,
A mode in which, in the response signals after filtering by the filter unit, when response signal pairs received at the specific time interval have the same contents, these response signals are determined to be body identification code information. A determination unit;
The mode determination unit
Among the response signals after filtering by the filter unit, it is determined that the pairs of response signals received at the specific time interval are not the same as each other, and one response signal is the body identification code information If so, an aircraft noise monitoring apparatus characterized in that the other response signal is determined to be altitude information.
請求項に記載の航空機騒音監視装置において、
前記モード判定部は、
前記フィルタ部によるフィルタリング後の応答信号の中で、前記特定の時間間隔をおいて受信された応答信号のペアが互いに同じ内容でなく、いずれの応答信号も前記機体識別コード情報であると判定されていない場合、応答信号のペアをバッファに蓄積し、蓄積されたペアの応答信号について、それぞれの内容の時間的な変化を監視し、変化が現れない方を機体識別コード情報であると判定し、変化が現れた方を高度情報であると判定することを特徴とする航空機騒音監視装置。
The aircraft noise monitoring device according to claim 7 ,
The mode determination unit
Among the response signals after filtering by the filter unit, it is determined that the pairs of response signals received at the specific time interval do not have the same contents, and any response signal is the body identification code information. If not, the response signal pair is stored in the buffer, the time-dependent changes in the contents of the stored response signals are monitored, and it is determined that the change does not appear is the machine identification code information. An aircraft noise monitoring apparatus characterized by determining that a change has occurred as altitude information.
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