JP5892233B2 - 移動体位置測定システム、中央局及びそれらに用いる質問制御方法並びにそのプログラム - Google Patents

Description

本発明は移動体位置測定システム、中央局及びそれらに用いる質問制御方法並びにそのプログラムに関し、特にマルチラテレーションシステム（ＭＬＡＴ：Ｍｕｌｔｉｌａｔｅｒａｔｉｏｎ）及び当該システムに用いられる送信局の質問制御方法に関する。

ＭＬＡＴは移動体が発信する信号を複数の受信局で受信し、各受信局における受信時刻を用いて、移動体の位置を測位するシステムである。移動体が自発的もしくは別システムにより誘起されて発した信号を各受信局が受信する場合のＭＬＡＴはパッシブ型ＭＬＡＴと呼ばれ、移動体に信号を発生させるための命令信号を自システムが送信する場合のＭＬＡＴはアクティブ型ＭＬＡＴと呼ばれる。

特に航空管制の分野では、既存の航空監視レーダであるＳＳＲ（ＳＳＲ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ Ｒａｄａｒ：二次監視レーダ）モードＳシステムを利用したＭＬＡＴがある（例えば、非特許文献１参照）。

ＳＳＲモードＳシステムが規定の質問信号を送信すると、ＳＳＲモードＳに対応したトランスポンダを有する航空機（移動体に相当する）は応答信号を発するため、ＭＬＡＴシステムの近隣にＳＳＲモードＳシステムが存在する場合は、その応答信号によりパッシブ型ＭＬＡＴが実現される。

またトランスポンダがスキッタ信号、拡張スキッタ信号と呼ばれる、ＳＳＲモードＳシステムで規定される応答信号を自動的に発する場合があり、その場合は、その信号を利用してパッシブ型ＭＬＡＴが実現される（例えば、特許文献１参照）。

ＭＬＡＴシステムにＳＳＲモードＳシステムの質問信号を送信する送信局を具備することで、アクティブ型ＭＬＡＴは実現される。送信局を自システム内に具備することにより、質問信号の送信時刻を認識することができるため、トランスポンダからの応答信号の受信時刻を予想することが可能となり、パッシブ型ＭＬＡＴとは異なった位置測位が可能となり、測位精度の向上に繋がる（例えば、非特許文献２参照）。

具体的に説明すると、パッシブ型ＭＬＡＴでは、受信局間の到達時刻差を求め、航空機と各受信局間の距離差が一定という条件の下に得られる双曲面どうしの交点を求めることで航空機の位置を算出する。３次元の測位を行うには、最低４台の受信局で信号が検出されることが必要となる。

一方、アクティブ型ＭＬＡＴでは、送信局による質問信号送信時刻と各受信局における受信時刻から、送信局-航空機-受信局の距離が一定という条件の下に得られる楕円面を利用して航空機の位置を算出する。

本発明に関連するＳＳＲモードＳシステムにおいては、強い指向性ビームを有したアンテナが機械的に回転することにより周囲360度の監視を可能としている。そのため、送信局はビーム内に航空機が入ったところで質問信号の送信が行われる。したがって、システムが航空機を検知した後に、航空機位置の追尾を行いながら、ビーム内において送信局から遠い位置の航空機から質問信号送信を行うようにスケジューリングすることで実現される（例えば、非特許文献３参照）。

特開２００９−３００１４６号公報

ＭＵＬＴＩＬＡＴＥＲＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ ＨＩＳＴＯＲＹ ＡＮＤ ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥ ＡＴ ＤＡＬＡＬＳ／ＦＴ．ＷＯＲＴＨ ＡＩＲＰＯＲＴ, ＤＩＧＩＴＡＬ ＡＶＩＯＮＩＣＳ ＳＹＳＴＥＭＳ ＣＯＮＦＥＲＥＮＣＥ、２０００．ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ ＤＡＳＣ ＴＨＥ １９ｔｈ、ＶＯＬＵＭＥ １ ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥ ＡＳＳＥＳＳＭＥＮＴ ＯＦ ＭＵＬＴＩＬＡＴＥＲＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭＳ−Ａ ＳＯＬＵＴＩＯＮ ＴＯ ＮＥＸＴＧＥＮ ＳＵＲＶＥＩＬＬＡＮＣＥ、ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ＮＡＶＩＧＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＳＵＲＶＥＩＬＬＡＮＣＥ ＣＯＮＦＥＲＥＮＣＥ（ＩＣＮＳ）、２０１０ 「SSRモードSの開発と監視機能の評価試験」、電子航法研究所報告 No.92 1999．1

上述したＭＬＡＴにおいては、複数の受信局で広いエリアの航空機の送信機(トランスポンダ)から発せされる応答信号を受信するため、通常は無指向性のアンテナが使用され、同様に送信局にも無指向性のアンテナが使用される。

ＭＬＡＴに対し、質問信号送信に本発明に関連するシステムで用いられるビームによる方位角でスケジューリングを適用する場合、航空機が方位角に存在する／しないで質問信号の送信する／しないが決定されてしまい、質問信号が必要な航空機に対してすぐに送信されないという問題が生じる。

また、送信局に無指向性のアンテナが使用される場合、送信される質問信号はエリアに存在する航空機全てに到達する。ＳＳＲモードＳの質問信号には、航空機固有のアドレスを指定することができ、航空機自身のアドレスでない質問信号を航空機のトランスポンダが受信した場合は棄却し、航空機自身のアドレスの質問信号を受信した場合に応答信号を送信する。

したがって、航空機のトランスポンダは、質問信号を区別することができるが、区別するためには全ての質問信号を一度受信し、それをデコードしてアドレスを確認する必要があり、それだけトランスポンダを占有することになる。よって、送信局に無指向性のアンテナを使用すると、全ての航空機トランスポンダに対して影響を与えることになることもあり、ＩＣＡＯ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｉｖｉｌ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ：国際民間航空機関）が発行している国際民間航空条約・第１０附属書（ＩＣＡＯ ＡＮＮＥＸ １０ Ｖｏｌ４ａｍｅｎｄｍｅｎｔ８５ ６．６．３）において、送信局が送信する質問信号によるトランスポンダ占有率の上限に関する規定がある。

すなわち、送信局が送信する単位時間毎の質問信号数には、上限が規定されている。この場合、方位角によるスケジューリングでは、航空機間のプライオリティを考慮することができないため、送信する／送信しないは、各航空機に対して個別に決定することになり、システムとして見ると、まだ質問信号を送信する余裕があるにも関わらず質問送信を制限したり、逆に単位時間の質問信号数が上限を超えているのに、質問信号を送信するという問題が生じる。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、規定される質問信号送信数の上限を守りながら、無用な質問信号を送信することなく、質問信号が必要な航空機に対してすぐに送信することができる移動体位置測定システム、中央局及びそれらに用いる質問制御方法並びにそのプログラムを提供することにある。

本発明による移動体位置測定システムは、移動体からの応答信号を受信する複数の受信局と、前記複数の受信局における前記応答信号の受信時刻を基に前記移動体の位置を測位する中央局とから構成され、前記中央局にて前記複数の受信局の受信時刻から前記移動体の幾何学的位置を計測する移動体位置測定システムであって、
前記応答信号を得るための質問信号を前記移動体に送信する少なくとも１以上の送信装置を含み、
前記中央局は、前記送信装置が送信するべき質問信号及び送信時刻を質問制御情報として決定する質問信号決定手段と、前記質問信号決定手段により決定された前記質問制御情報を前記送信装置に送信する手段とを備え、
前記送信装置は、前記質問制御情報を受信する手段と、受信した前記質問制御情報にて指定された前記送信時刻と前記送信装置が有する時刻とが一致したときに前記質問制御情報にて指定された前記質問信号を送信する手段とを備え、
前記質問信号決定手段は、予め設定された時間幅で区切った時間区間である第１の時間フレーム毎にシステムの状態を決定する手段を含み、
前記システムの状態に基づいて前記送信装置が送信するべき質問信号及び送信時刻を決定している。

本発明による中央局は、移動体からの応答信号を受信する複数の受信局と、前記複数の受信局における前記応答信号の受信時刻を基に前記移動体の位置を測位する中央局とから構成され、前記中央局にて前記複数の受信局の受信時刻から前記移動体の幾何学的位置を計測する移動体位置測定システムを構成する中央局であって、
前記移動体位置測定システムに、前記応答信号を得るための質問信号を前記移動体に送信する少なくとも１以上の送信装置を配設し、
前記送信装置が送信するべき質問信号及び送信時刻を質問制御情報として決定する質問信号決定手段と、前記質問信号決定手段により決定された前記質問制御情報を前記送信装置に送信する手段とを備え、
前記送信装置に、前記質問制御情報を受信する手段と、受信した前記質問制御情報にて指定された前記送信時刻と前記送信装置が有する時刻とが一致したときに前記質問制御情報にて指定された前記質問信号を送信する手段とを設け、
前記質問信号決定手段は、予め設定された時間幅で区切った時間区間である第１の時間フレーム毎にシステムの状態を決定する手段を含み、
前記システムの状態に基づいて前記送信装置が送信するべき質問信号及び送信時刻を決定している。

本発明による送信制御方法は、移動体からの応答信号を受信する複数の受信局と、前記複数の受信局における前記応答信号の受信時刻を基に前記移動体の位置を測位する中央局とから構成され、前記中央局にて前記複数の受信局の受信時刻から前記移動体の幾何学的位置を計測する移動体位置測定システムに用いる質問制御方法であって、
前記移動体位置測定システムに、前記応答信号を得るための質問信号を前記移動体に送信する少なくとも１以上の送信装置を配設し、
前記中央局が、前記送信装置が送信するべき質問信号及び送信時刻を質問制御情報として決定する質問信号決定処理と、前記質問信号決定処理により決定れた前記質問制御情報を前記送信装置に送信する処理とを実行し、
前記送信装置に、前記質問制御情報を受信する手段と、受信した前記質問制御情報にて指定された前記送信時刻と前記送信装置が有する時刻とが一致したときに前記質問制御情報にて指定された前記質問信号を送信する手段とを設け、
前記質問信号決定処理において、予め設定された時間幅で区切った時間区間である第１の時間フレーム毎にシステムの状態を決定する処理が実行され、
前記システムの状態に基づいて前記送信装置が送信するべき質問信号及び送信時刻を決定している。

本発明によるプログラムは、移動体からの応答信号を受信する複数の受信局と、前記複数の受信局における前記応答信号の受信時刻を基に前記移動体の位置を測位する中央局とから構成され、前記中央局にて前記複数の受信局の受信時刻から前記移動体の幾何学的位置を計測する移動体位置測定システムを構成する中央局の中央処理装置に実行させるプログラムであって、
前記移動体位置測定システムに、前記応答信号を得るための質問信号を前記移動体に送信する少なくとも１以上の送信装置を配設し、
前記送信装置が送信するべき質問信号及び送信時刻を質問制御情報として決定する質問信号決定処理と、前記質問信号決定処理により決定された前記質問制御情報を前記送信装置に送信する処理とを含み、
前記送信装置に、前記質問制御情報を受信する手段と、受信した前記質問制御情報にて指定された前記送信時刻と前記送信装置が有する時刻とが一致したときに前記質問制御情報にて指定された前記質問信号を送信する手段とを設け、
前記質問信号決定処理において、予め設定された時間幅で区切った時間区間である第１の時間フレーム毎にシステムの状態を決定する処理を実行させ、
前記システムの状態に基づいて前記送信装置が送信するべき質問信号及び送信時刻を決定させることを特徴とする。

本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、規定される質問信号送信数の上限を守りながら、無用な質問信号を送信することなく、質問信号が必要な航空機に対してすぐに送信することができるという効果が得られる。

本発明の実施の形態によるシステムの構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態による中央局の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態による送信局の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態による受信局の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態によるシステムの動作を説明するためのシーケンスチャートである。 本発明の実施の形態による質問制御情報の生成タイミングを説明するための図である。 本発明の実施の形態による質問信号送信制御を説明するための図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。まず、本発明による移動体位置測定システムについて、ＳＳＲ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ Ｒａｄａｒ：二次監視レーダ）モードＳ信号を用いたＭＬＡＴ（Ｍｕｌｔｉｌａｔｅｒａｔｉｏｎ）システムを例として説明する。

ＳＳＲモードＳシステムでは、航空機（移動体）に搭載されたトランスポンダが質問信号を受信すると、質問信号が指定するアドレスとその航空機に割り当てられたアドレスが一致した場合に、自動で応答信号を返答するシステムである。応答信号には、質問信号で要求された情報や航空機のアドレスといった情報が乗っている。

図１は本発明の実施の形態によるシステムの構成例を示すブロック図であり、図２は本発明の実施の形態による中央局の構成例を示すブロック図である。図３は本発明の実施の形態による送信局の構成例を示すブロック図であり、図４は本発明の実施の形態による受信局の構成例を示すブロック図である。

図１において、本発明の実施の形態によるシステムは、中央局１と、受信局２−Ａ〜２−Ｄと、送信局３とから構成されている。尚、航空機４は、本発明の実施の形態によるシステムの構成要素ではなく、本システムが測位対象とする要素である。

中央局１は、４つの受信局２−Ａ〜２−Ｄから送信される応答信号の受信時刻を受信し、その受信時刻を基に応答信号を発した航空機４の位置を測位し、測定結果を用いて、その航空機４に対して送信する質問信号や送信タイミング等を決定し、送信局３に送信を行うための質問制御コマンドを送信する。

受信局２−Ａ〜２−Ｄは、４つの同一の受信局であり、個別の受信局において、航空機４が発するRF応答信号を受信し、その受信時刻を測定し、中央局４へ送信する。送信局３は、中央局１から送信された質問制御コマンドを受信し、そのコマンドにしたがってＲＦ質問信号を航空機４に送信する。航空機４は、送信局３から送信されたＲＦ質問信号を受信し、質問信号の内容に応じてＲＦ応答信号を受信局２−Ａ〜２−Ｄに送信する。

図２において、中央局１は、受信局データ処理部１−１と、システム状態決定部１−２と、時刻カウンタ１−３と、質問制御情報決定部１−４と、質問制御情報生成部１−５と、質問制御情報送信部１−６とから構成されている。

受信局データ処理部１−１は、受信局２−Ａ〜２−Ｄがそれぞれ受信した応答信号の受信時刻や応答信号を発した航空機のアドレス等を、各受信局２−Ａ〜２−Ｄから受け取り、受信時刻を用いた航空機４の位置の測位、応答信号のデコードを行い、航空機４のアドレス、測位結果、デコード結果を出力する。

システム状態決定部１−２は、時刻カウンター１−３から入力される時刻に対し予め決められた時刻において、受信局データ処理部１−１から入力される航空機のアドレス、測位結果、デコード結果を用いて検知中の各航空機の状態を決定し、全航空機の状態をシステム状態として出力する。

時刻カウンタ１−３は、中央局１の中央局時刻を出力する。質問制御情報決定部１−４は、システム状態決定部１−２からシステム状態、時刻カウンタ１−３から時刻をそれぞれ入力し、システム状態によって、質問信号を送信する時刻、航空機のアドレス、質問信号の種類や数等の質問制御情報を決定して出力する。

質問制御情報生成部１−５は、質問制御情報決定部１−４から入力される質問制御情報を規定のフォーマットに変換し、質問制御情報データを生成する。質問制御情報送信部１−６は、質問制御情報生成部１−５から入力される質問制御情報データを決められたプロトコルを用いて送信局３へ送信する。

図３において、送信局３は、質問制御情報受信部３−１と、ＲＦ質問信号送信部３−２と、時刻カウンタ３−３とから構成されている。

質問制御情報受信部３−１は、中央局１から入力される質問制御情報データを受信してデコードし、質問制御情報の内容を出力する。ＲＦ質問信号送信部３−２は質問制御情報受信部３−１から質問制御情報を入力し、質問制御情報に記載された質問信号の種類や航空機アドレス等を用いて規定のフォーマットに基づいた質問信号を生成し、質問制御情報に記載された送信時刻と時刻カウンタ３−３から入力される時刻とが一致した時に、質問信号をＲＦ信号として航空機４へ送信する。時刻カウンタ３−３は、送信局３の送信局時刻を出力する。

図４においては、４つの受信局２−Ａ〜２−Ｄが全く同じ構成及び動作のものを想定しているので、受信局２として１つのみを記載している。受信局２は、ＲＦ応答信号受信部２−１と、時刻カウンタ２−２と、応答信号情報送信部２−３とから構成されている。

ＲＦ応答信号受信部２−１は、航空機４が発するＲＦ応答信号を受信し、時刻カウンタ２−２から入力される時刻を用いて応答信号の受信時刻を測定し、応答信号をデコードしてモードＳアドレス、モードＡコード、高度、航空機動態情報等の応答信号情報を取り出し、測定受信時刻や応答信号情報を出力する。

時刻カウンタ２−２は、受信局２の受信局時刻を出力する。応答信号情報送信部２−３は、ＲＦ応答信号受信部２−１から測定受信時刻や応答信号情報を入力し、規定のフォーマットに基づいた応答信号情報データを作成し、規定のプロトコルで中央局１へ出力する。

図５は本発明の実施の形態によるシステムの動作を説明するためのシーケンスチャートである。これら図１〜図５を参照して本発明の実施の形態によるシステムの動作について説明する。尚、図５に示す中央局１の処理動作は、図示せぬ中央局のＣＰＵ（中央処理装置）がプログラムを実行することで実現可能である。

航空機４がＭＬＡＴシステムの監視エリアに入った直後は、ＭＬＡＴシステムには検知されておらず、航空機４が発するＲＦ応答信号（図５のＡ１）をＭＬＡＴシステムが受信することで（図５のＡ２）、その航空機４を検知する。応答信号は、航空機４が自発的に発する場合や、付近に他のＳＳＲモードＳシステムがある場合にそのシステムが発した質問信号に対して応答する場合がある。

各受信局２−Ａ〜２−Ｄは、応答信号を受信処理し、応答信号の受信時刻を測定し、モードＳアドレス、モードＡコード、高度、航空機動態情報など応答信号のデコードデータ、また、ＲＦ応答信号の受信レベルや他航空機からの干渉信号による品質劣化情報等の応答信号情報を作成する（図５のＡ２）。各受信局２−Ａ〜２−Ｄは、応答信号の測定受信時刻や応答信号情報を中央局１へ規定のプロトコルで伝送する（図５のＡ３）。

中央局１は、各受信局２−Ａ〜２−Ｄからの応答信号情報や受信時刻を処理することで航空機の状態を決定する（図５のＡ４）。航空機の状態とは、複数の受信局２−Ａ〜２−Ｄからの受信時刻の差を用いてＭＬＡＴ計算して得られる航空機の位置や、飛行方向、飛行速度、飛行高度等の応答信号情報にある情報のことを指している。また、過去の航空機の位置データ等から追尾を行った結果得られた将来の予測位置等も含めることができる。

中央局１は、複数の航空機各々についての受信局データを処理し、各航空機の状態を受信局データが到着したタイミングで決定する（図５のＡ４）。中央局１は、予め決められた時間間隔（以下、時間フレームと呼ぶ）毎の全航空機の状態をまとめてシステムの状態として決定する（図５のＡ５）。

図６は本発明の実施の形態による質問制御情報の生成タイミングを説明するための図である。図６においては、各航空機の状態とシステム状態の決定タイミングの違いの例を示している。Ｃ１に各航空機（図では移動体）の状態の決定タイミングを示す。図６における丸の中の１，２，・・・は、それぞれ航空機＃１、航空機＃２の応答信号の到着タイミングを示している。中央局１における航空機の状態の決定タイミングもほぼ到着タイミングと同じと考えてよい。

Ｃ２にシステム状態の決定タイミングを示した。中央局１は予め決められた時間間隔ごとに全航空機の状態を決定し、システム状態とする。各航空機が応答信号を発する時刻はほぼランダムであり、また、航空機間にも相関はほぼないため、航空機の状態とシステム状態の決定タイミングを一致させることは困難であり、ズレが生じる。そのため、システム状態を決定するタイミングの直前の航空機の状態を使用することでそのズレを最小にする。

中央局１は、図５のＡ５の処理にてシステム状態を決定した後、Ａ６の処理で質問制御情報を決定する。質問制御情報とは、どの航空機に対して、どのような質問信号を、どれだけ、いつ送信局に送信させるかという送信局に対するコマンドのもとになる情報である。

質問制御情報は、図５のＡ５の処理にて決定されたシステム状態に基づいて決定される。中央局１は、決定された質問制御情報を中央局１と送信局３との間にて予め決められたフォーマットにしたがい、質問制御情報データを作成し（図５のＡ７）、送信局３に送信する（図５のＡ８）。

送信局３は、質問制御情報データを受信し、質問制御情報に従ってＲＦ質問信号を送信する（図５のＡ９）。航空機４は、ＲＦ質問信号を受信すると、内容に応じてＲＦ応答信号を送信する（図５のＡ１０）。ＲＦ応答信号は、受信局２−Ａ〜２−Ｄによって受信され処理される（図５のＡ２）。

尚、航空機４は、ＭＬＡTシステムからの質問信号による応答信号だけでなく、自発的に送信する場合、他システムによる質問信号に反応する場合があり、また、Ａ６の質問制御情報決定にて質問信号を送信しないと決定される場合もあるため、必ずしも本フローに従うとは限らない。

図７は本発明の実施の形態による質問信号送信制御を説明するための図である。図７を参照して中央局１と送信局３との時間フレームの関係について説明する。図７のＢ１は、中央局１がシステム状態を決定するための時間フレーム（第１のフレーム）、Ｂ４は送信局３が実際に質問信号を送信するための時間フレーム（第２のフレーム）である。ここで、ｔは整数とし、ｔ−２からｔ＋１はフレーム番号を示している。

Ｂ２は、送信局３が第２のフレームｔ−１で質問信号を送信するための、中央局１によるシステム状態決定、質問制御情報決定、生成、送信との時間関係を示している。第２のフレームｔ−１で質問信号を送信するためには、中央局１が第２のフレームｔ−１より前に質問制御情報決定、生成、送信を終えている必要があるため、システム状態の決定は、図７に示すように、第２のフレームｔ−１の開始時刻からＸｍｓ（但し、Ｘは正の実数）前に行う。

したがって、第２のフレームは、第１のフレームよりもＸｍｓ遅延させる。この遅延時間Ｘは、フレーム番号毎に固定としてもよいが、中央局１が必要とする処理時間によりフレーム番号毎に変動させてもよい。

ここで、中央局１が送信局３の第２のフレームの前に質問制御情報を送信局３に送信するためには、中央局１が送信局３の有する時刻を知っている必要があるが、ＮＴＰ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）やＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）といった従来技術により、中央局１と送信局３との時刻同期がなされているものとする。但し、中央局１と送信局３とが物理的に離なれている場合には、完全に一致させることが困難であり、中央局１が認識する送信局３の第２のフレームと、実際に送信局３が有する第２のフレームとには差が生じるが、その時間差を中央局１側で認識し、時間差を考慮した送信時刻を指定することで、本実施の形態の動作は可能となる。

Ｂ２において、中央局１は、第１のフレームｔ−１の先頭時刻にてシステム状態を決定し、Ｘの間に送信局３へ質問制御情報を送信する。送信局３は、Ｂ４の第２のフレームｔ−１にて質問信号を送信することが可能となる。第２のフレームｔ−１内に、少なくとも１つ以上の航空機に対して質問信号を送信する。

Ｂ３に送信局３が第２のフレームｔで質問信号を送信する場合を示している。Ｂ２と同様に、中央局１は、第１のフレームｔの先頭でシステム状態を決定し、Ｘの間に送信局３へ質問制御情報を送信し、第２のフレームｔで、送信局３は質問信号を送信する。

本実施の形態では、以上のような構成とすることで、複数の航空機の状態を考慮して、航空機間の質問信号送信に対する優先権を考慮することが可能になる。また、本実施の形態では、時間フレーム毎の制御とすることで、質問数の上限を設けることが容易になるという効果もある。

上述したように、本発明は、上記のＭＬＡＴシステムが検知している全ての移動体を考慮するため、質問信号送信に対する移動体間のプライオリティを考慮することができる。そのため、本発明では、できるだけ早く質問信号の送信を必要とする移動体に対して早く送信を行うことが可能となり、移動体の監視能力が向上されるという効果が得られる。また、本発明は、質問数の制限を行うことが容易となるという効果が得られる。

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。この場合、コンピュータプログラムは、記録媒体に記録して提供することも可能であり、また、インターネットその他の通信媒体を介して伝送することにより提供することも可能である。また、記憶媒体には、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭカートリッジ、バッテリバックアップ付きＲＡＭメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性ＲＡＭカートリッジ等が含まれる。また、通信媒体には、電話回線等の有線通信媒体、マイクロ波回線等の無線通信媒体等が含まれる。

上記の実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下の記載に限定されない。

［付記１］
移動体からの応答信号を受信する複数の受信局と、前記複数の受信局における前記応答信号の受信時刻を基に前記移動体の位置を測位する中央局とから構成され、前記中央局にて前記複数の受信局の受信時刻から前記移動体の幾何学的位置を計測する移動体位置測定システムを構成する中央局であって、
前記移動体位置測定システムに、前記応答信号を得るための質問信号を前記移動体に送信する少なくとも１以上の送信装置を配設し、
前記送信装置が送信するべき質問信号及び送信時刻を質問制御情報として決定する質問信号決定手段と、前記質問信号決定手段により決定された前記質問制御情報を前記送信装置に送信する手段とを有し、
前記送信装置に、前記質問制御情報を受信する手段と、受信した前記質問制御情報にて指定された前記送信時刻と前記送信装置が有する時刻とが一致したときに前記質問制御情報にて指定された前記質問信号を送信する手段とを設け、
前記質問信号決定手段は、予め設定された時間幅で区切った時間区間である第１の時間フレーム毎にシステムの状態を決定する手段を含み、
前記システムの状態に基づいて前記送信装置が送信するべき質問信号及び送信時刻を決定し、
前記送信装置が送信するべき質問信号の送信時刻が、自局が前記送信装置に対して規定する時間区間である第２のフレームであることを特徴とする中央局。

［付記２］
前記第１の時間フレームは、全ての時間において同一時間幅を持つことを特徴とする付記１に記載の中央局。

［付記３］
前記システムの状態は、少なくとも１以上の移動体からの少なくとも１以上の応答信号及び前記移動体からの応答信号に重畳されたデータ内容の少なくともいずれか１つに基づいて決定されることを特徴とする付記１または付記２に記載の中央局。

［付記４］
前記移動体の状態は、前記移動体からの応答信号の前記受信局における受信状況、前記受信局における受信品質、計測された前記移動体の幾何学的位置、前記移動体からの応答信号に重畳されたデータ内容、前記移動体の将来の予想位置の少なくともいずれか１つに基づいて決定されることを特徴とする付記３に記載の中央局。

［付記５］
前記第２の時間フレーム内に送信する質問数に対して上限値を設定することを特徴とする付記１に記載の中央局

［付記６］
前記第１の時間フレーム及び前記第２の時間フレームを前記システムが検知している移動体数に応じて変化させることを特徴とする付記１から付記５のいずれかに記載の中央局。

［付記７］
移動体からの応答信号を受信する複数の受信局と、前記複数の受信局における前記応答信号の受信時刻を基に前記移動体の位置を測位する中央局とから構成され、前記中央局にて前記複数の受信局の受信時刻から前記移動体の幾何学的位置を計測する移動体位置測定システムに用いる質問制御方法であって、
前記移動体位置測定システムに、前記応答信号を得るための質問信号を前記移動体に送信する少なくとも１以上の送信装置を配設し、
前記中央局が、前記送信装置が送信するべき質問信号及び送信時刻を質問制御情報として決定する質問信号決定処理と、前記質問信号決定処理により決定された前記質問制御情報を前記送信装置に送信する処理とを実行し、
前記送信装置に、前記質問制御情報を受信する手段と、受信した前記質問制御情報にて指定された前記送信時刻と前記送信装置が有する時刻とが一致したときに前記質問制御情報にて指定された前記質問信号を送信する手段とを設け、
前記質問信号決定処理において、予め設定された時間幅で区切った時間区間である第１の時間フレーム毎にシステムの状態を決定する処理が実行され、
前記システムの状態に基づいて前記送信装置が送信するべき質問信号及び送信時刻を決定し、
前記送信装置が送信するべき質問信号の送信時刻が、前記中央局が前記送信装置に対して規定する時間区間である第２のフレームであることを特徴とする質問制御方法。

［付記８］
前記第１の時間フレームは、全ての時間において同一時間幅を持つことを特徴とする付記７に記載の質問制御方法。

［付記９］
前記システムの状態は、少なくとも１以上の移動体からの少なくとも１以上の応答信号及び前記移動体からの応答信号に重畳されたデータ内容の少なくともいずれか１つに基づいて決定されることを特徴とする付記７または付記８に記載の質問制御方法。

［付記１０］
前記移動体の状態は、前記移動体からの応答信号の前記受信局における受信状況、前記受信局における受信品質、計測された前記移動体の幾何学的位置、前記移動体からの応答信号に重畳されたデータ内容、前記移動体の将来の予想位置の少なくともいずれか１つに基づいて決定されることを特徴とする付記９に記載の質問制御方法。

［付記１１］
前記第２の時間フレーム内に送信する質問数に対して上限値を設定することを特徴とする付記７に記載の質問制御方法。

［付記１２］
前記第１の時間フレーム及び前記第２の時間フレームを前記システムが検知している移動体数に応じて変化させることを特徴とする付記７から付記１１のいずれかに記載の質問制御方法。

この出願は、２０１２年２月１５日に出願された日本出願特願２０１２−０３００５２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

本発明は、ＭＬＡＴ（Ｍｕｌｔｉｌａｔｅｒａｔｉｏｎ：マルチラテレーション）システムや広域で用いられるＷＡＭ［Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ ＭＬＡＴ（Ｍｕｌｔｉｌａｔｅｒａｔｉｏｎ）］システムに適用可能である。

１ 中央局
１−１ 受信局データ処理部
１−２ システム状態決定部
１−３ 時刻カウンタ
１−４ 質問制御情報決定部
１−５ 質問制御情報生成部
１−６ 質問制御情報送信部
２−Ａ〜２−Ｄ 受信局
２−１ ＲＦ応答信号受信部
２−２ 時刻カウンタ
２−３ 応答信号情報送信部
３ 送信局
３−１ 質問制御情報受信部
３−２ ＲＦ質問信号送信部
３−３ 時刻カウンタ
４ 航空機

Claims (19)

1. 応答信号を得るための質問信号を移動体に送信する少なくとも１以上の送信装置と、前記送信装置とは物理的に離れている中央局とを含み、
   前記中央局は、システムの状態に基づいて質問信号の送信時刻、質問信号の種類及び移動体のアドレスを質問制御情報として決定する質問信号決定手段と、前記質問信号決定手段により決定された前記質問制御情報を前記送信装置に送信する手段とを有し、
   前記送信装置は、前記質問制御情報を受信する手段と、受信した前記質問制御情報に記載された前記質問信号の種類及び前記移動体のアドレスを用いて前記質問信号を生成し、前記質問制御情報にて指定された前記送信時刻と前記送信装置が有する時刻とが一致したときに前記質問信号を送信する手段とを有し、
   前記質問信号決定手段は、検知中の移動体の位置、飛行方向、飛行速度、飛行高度状態、将来の予測位置のいずれかの情報である検知中の移動体の状態を決定し、検知中の全移動体の状態をまとめて前記システムの状態として決定する手段を含み、
   前記中央局は、予め設定された時間幅で区切った時間区間である第１の時間フレーム毎に、前記システムの状態の決定、前記質問制御情報の決定及び送信を行い、
   前記送信装置は、第２の時間フレーム毎に前記質問信号を送信し、
   前記第２の時間フレームは、前記第１の時間フレームよりも、フレーム番号毎に固定時間又は変動時間遅延するよう規定される、
   移動体位置測定システム。
2. 前記第１の時間フレームは、全ての時間において同一時間幅を持つことを特徴とする請求項１記載の移動体位置測定システム。
3. 前記システムの状態は、少なくとも１以上の移動体からの少なくとも１以上の応答信号及び前記移動体からの応答信号に重畳されたデータ内容の少なくともいずれか１つに基づいて決定されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の移動体位置測定システム。
4. 前記移動体の状態は、前記移動体からの応答信号の受信局における受信状況、前記受信局における受信品質、計測された前記移動体の幾何学的位置、前記移動体からの応答信号に重畳されたデータ内容、前記移動体の前記将来の予想位置の少なくともいずれか１つに基づいて決定されることを特徴とする請求項３記載の移動体位置測定システム。
5. 前記第２の時間フレーム内に送信する質問数に対して上限値を設定することを特徴とする請求項１記載の移動体位置測定システム。
6. 前記変動時間は、前記中央局が必要とする処理時間に応じて決定されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか記載の移動体位置測定システム。
7. 応答信号を得るための質問信号を移動体に送信する少なくとも１以上の送信装置とは物理的に離れて配設され、
   システムの状態に基づいて質問信号の送信時刻、質問信号の種類及び移動体のアドレスを質問制御情報として決定する質問信号決定手段と、前記質問信号決定手段により決定された前記質問制御情報を前記送信装置に送信する手段とを有し、
   前記送信装置に、前記質問制御情報を受信する手段と、受信した前記質問制御情報に記載された前記質問信号の種類及び前記移動体のアドレスを用いて前記質問信号を生成し、前記質問制御情報にて指定された前記送信時刻と前記送信装置が有する時刻とが一致したときに前記質問信号を送信する手段とを設け、
   前記質問信号決定手段は、検知中の移動体の位置、飛行方向、飛行速度、飛行高度状態、将来の予測位置のいずれかの情報である検知中の移動体の状態を決定し、検知中の全移動体の状態をまとめて前記システムの状態として決定する手段を含み、
   予め設定された時間幅で区切った時間区間である第１の時間フレーム毎に、前記システムの状態の決定、前記質問制御情報の決定及び送信を行い、
   前記送信装置は、第２の時間フレーム毎に前記質問信号を送信し、
   前記第２の時間フレームは、前記第１の時間フレームよりも、フレーム番号毎に固定時間又は変動時間遅延するよう規定される、
   中央局。
8. 前記第１の時間フレームは、全ての時間において同一時間幅を持つことを特徴とする請求項７記載の中央局。
9. 前記システムの状態は、少なくとも１以上の移動体からの少なくとも１以上の応答信号及び前記移動体からの応答信号に重畳されたデータ内容の少なくともいずれか１つに基づいて決定されることを特徴とする請求項７または請求項８記載の中央局。
10. 前記移動体の状態は、前記移動体からの応答信号の受信局における受信状況、前記受信局における受信品質、計測された前記移動体の幾何学的位置、前記移動体からの応答信号に重畳されたデータ内容、前記移動体の前記将来の予想位置の少なくともいずれか１つに基づいて決定されることを特徴とする請求項９記載の中央局。
11. 前記第２の時間フレーム内に送信する質問数に対して上限値を設定することを特徴とする請求項７記載の中央局。
12. 前記変動時間は、前記中央局が必要とする処理時間に応じて決定されることを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれかに記載の中央局。
13. 移動体位置測定システムに、応答信号を得るための質問信号を移動体に送信する少なくとも１以上の送信装置と、前記送信装置とは物理的に離れている中央局とを配設し、
    前記中央局が、システムの状態に基づいて質問信号の送信時刻、質問信号の種類及び移動体のアドレスを質問制御情報として決定する質問信号決定処理と、前記質問信号決定処理により決定された前記質問制御情報を前記送信装置に送信する処理とを実行し、
    前記送信装置に、前記質問制御情報を受信する手段と、受信した前記質問制御情報に記載された前記質問信号の種類及び前記移動体のアドレスを用いて前記質問信号を生成し、前記質問制御情報にて指定された前記送信時刻と前記送信装置が有する時刻とが一致したときに前記質問信号を送信する手段とを設け、
    前記質問信号決定処理において、検知中の移動体の位置、飛行方向、飛行速度、飛行高度状態、将来の予測位置のいずれかの情報である検知中の移動体の状態を決定し、検知中の全移動体の状態をまとめて前記システムの状態として決定する処理が実行され、
    前記質問信号決定処理及び前記送信装置に送信する処理は、予め設定された時間幅で区切った時間区間である第１の時間フレーム毎に実行され、
    前記質問信号の送信は、第２の時間フレーム毎に実行され、
    前記第２の時間フレームは、前記第１の時間フレームよりも、フレーム番号毎に固定時間又は変動時間遅延するよう規定される、
    質問制御方法。
14. 前記第１の時間フレームは、全ての時間において同一時間幅を持つことを特徴とする請求項１３記載の質問制御方法。
15. 前記システムの状態は、少なくとも１以上の移動体からの少なくとも１以上の応答信号及び前記移動体からの応答信号に重畳されたデータ内容の少なくともいずれか１つに基づいて決定されることを特徴とする請求項１３または請求項１４記載の質問制御方法。
16. 前記移動体の状態は、前記移動体からの応答信号の受信局における受信状況、前記受信局における受信品質、計測された前記移動体の幾何学的位置、前記移動体からの応答信号に重畳されたデータ内容、前記移動体の前記将来の予想位置の少なくともいずれか１つに基づいて決定されることを特徴とする請求項１５記載の質問制御方法。
17. 前記第２の時間フレーム内に送信する質問数に対して上限値を設定することを特徴とする請求項１３記載の質問制御方法。
18. 前記変動時間は、前記中央局が必要とする処理時間に応じて決定されることを特徴とする請求項１３から請求項１７のいずれかに記載の質問制御方法。
19. 移動体位置測定システムに、応答信号を得るための質問信号を移動体に送信する少なくとも１以上の送信装置と、前記送信装置とは物理的に離れている中央局とを配設し、
    システムの状態に基づいて質問信号の送信時刻、質問信号の種類及び移動体のアドレスを質問制御情報として決定する質問信号決定処理と、前記質問信号決定処理により決定された前記質問制御情報を前記送信装置に送信する処理とを含み、
    前記送信装置に、前記質問制御情報を受信する手段と、受信した前記質問制御情報に記載された前記質問信号の種類及び前記移動体のアドレスを用いて前記質問信号を生成し、前記質問制御情報にて指定された前記送信時刻と前記送信装置が有する時刻とが一致したときに前記質問信号を送信する手段とを設け、
    前記質問信号決定処理において、検知中の移動体の位置、飛行方向、飛行速度、飛行高度状態、将来の予測位置のいずれかの情報である検知中の移動体の状態を決定し、検知中の全移動体の状態をまとめて前記システムの状態として決定する処理を実行させ、
    前記質問信号決定処理及び前記送信装置に送信する処理は、予め設定された時間幅で区切った時間区間である第１の時間フレーム毎に実行させ、
    前記質問信号の送信は、第２の時間フレーム毎に実行され、
    前記第２の時間フレームは、前記第１の時間フレームよりも、フレーム番号毎に固定時間又は変動時間遅延するよう規定される、
    プログラム。

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