JP6288745B1 - Method and apparatus for estimating the navigation performance of an aircraft having a function of performing navigation using GNSS, as well as a method for detecting deterioration of aircraft's aviation performance and an apparatus for monitoring aircraft navigation performance - Google Patents
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Abstract
【課題】 航法にＧＮＳＳを用いた飛行中の航空機の航法性能を地上で推定するとともに、その劣化を検出する。【解決手段】既知点に設置された複数のモニタ局で受信したＧＮＳＳ衛星からの信号をもとに広域における正常なＧＮＳＳ情報を作成し、この広域における正常なＧＮＳＳ情報と、航空機の応答装置から送信される航空機の位置情報とから、航空機の位置に対応した航空機の水平方向の保護レベル（ＨＰＬ）データを求め、このＨＰＬデータをＮＩＣデータに換算することで、航空機の位置における航法性能を表す情報（ＮＩＣデータ推定値）を推定する。さらに、このＮＩＣデータ推定値と、航空機の応答装置から送信されるＮＩＣデータ（実際値）とを比較するとともに判定し、ＮＩＣデータ推定値が正常でＮＩＣデータ実際値が異常の場合、航空機の航法性能の劣化と検出する。【選択図】 図１PROBLEM TO BE SOLVED: To estimate the navigation performance of an aircraft in flight using GNSS for navigation on the ground and detect its deterioration. Normal GNSS information in a wide area is created based on signals from GNSS satellites received by a plurality of monitor stations installed at known points, and the normal GNSS information in the wide area and an aircraft response device are used. The aircraft's horizontal protection level (HPL) data corresponding to the aircraft position is determined from the transmitted aircraft position information, and the HPL data is converted into NIC data to represent the navigation performance at the aircraft position. Information (NIC data estimated value) is estimated. Further, the NIC data estimated value and the NIC data (actual value) transmitted from the aircraft response device are compared and determined. When the NIC data estimated value is normal and the NIC data actual value is abnormal, the navigation of the aircraft Detects performance degradation. [Selection] Figure 1
Description
この発明は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System：全地球的衛星航法システム）（以下、ＧＮＳＳと記す）を用いて航法を行う機能を有する航空機の航法性能の推定方法及びその装置、並びに航法性能の劣化を検出する方法及び航法性能の監視装置に関するものである。 The present invention relates to a method and apparatus for estimating the navigation performance of an aircraft having a function of performing navigation using a GNSS (Global Navigation Satellite System) (hereinafter referred to as GNSS), and deterioration of the navigation performance. And a navigation performance monitoring device.
衛星航法システムは、人工衛星を用いた測位システムで、地球規模の測位サービスを提供するシステムをＧＮＳＳと言い、一定の地域に対して測位サービスを提供するシステムを、地域的衛星航法システム（Regional Navigation Satellite System：以下、ＲＮＳＳと記す）と言う。そして、ＩＣＡＯ（International Civil Aviation Organization：国際民間航空機関）の定義によれば、ＧＮＳＳとは、航空機の航法に利用可能な性能を持つ衛星航法システムの総称で、広い意味では、米国が開発したＧＰＳ（Global Positioning System）、ロシアが開発したＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System）、欧州連合が開発したＧａｌｉｌｅｏ、中国が開発中の北斗（BeiDou Navigation Satellite System）の衛星航法システムの総称である。 A satellite navigation system is a positioning system using artificial satellites, and a system that provides a global positioning service is called GNSS. A system that provides a positioning service to a certain region is referred to as a regional navigation system (Regional Navigation System). Satellite System: hereinafter referred to as RNSS). And, according to the definition of ICAO (International Civil Aviation Organization), GNSS is a general term for satellite navigation systems that can be used for aircraft navigation, and in a broad sense, GPS developed by the United States. (Global Positioning System), GLONASS (Global Navigation Satellite System) developed by Russia, Galileo developed by the European Union, and BeiDou Navigation Satellite System being developed by China.
一方、現時点では、ＲＮＳＳとしては、準天頂衛星システム（Quasi Zenith Satellite System：以下、ＱＺＳＳと記す）とＩＲＮＳＳ（Indian Regional Navigation Satellite System）がある。ＱＺＳＳは、日本が日本周辺（アジア、オセアニア地域）で運用を計画している衛星航法システムであり、ＩＲＮＳＳは、インドが開発中の衛星航法システムである。 On the other hand, at present, RNSS includes a quasi-zenith satellite system (Quasi Zenith Satellite System: hereinafter referred to as QZSS) and an IRNSS (Indian Regional Navigation Satellite System). QZSS is a satellite navigation system that Japan plans to operate around Japan (Asia and Oceania), and IRNSS is a satellite navigation system that India is developing.
航空機の航法では、ある空港から離陸した航空機について、航空路を飛行中から目的の空港に着陸した後の地上走行に至るすべての段階における航空機の位置を、管制官が正確に監視して安全な運行を図る必要がある。航空機の増加に伴い、現行の地上からの監視システム（例えば、ＳＳＲ（Secondary Surveillance Rader：二次監視レーダ）等のモードＳ質問応答システム等）を、管制官と機上のパイロットによる協調的な監視システム（モードＳ拡張スキャッタシステム等）に発展させ、両者間で情報を共有可能な監視システムとしてＡＤＳ−Ｂ（Automatic Dependent Surveillance-Broadcast）が提案され、用いられ始めている。なお、現時点においては、日本国内では未だ、ＡＤＳ−Ｂ装備は義務付けられていない。 Aircraft navigation is a safe way for an aircraft that has taken off from an airport to accurately monitor the position of the aircraft at all stages from flying through the airway to landing on the destination airport. It is necessary to plan operation. As the number of aircraft increases, the current monitoring system from the ground (for example, the mode S question answering system such as SSR (Secondary Surveillance Rader)) is coordinatedly monitored by the controller and the pilot on board. ADS-B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast) has been proposed and started to be used as a monitoring system that can be developed into a system (mode S extended scatter system or the like) and share information between them. At present, ADS-B equipment is not required in Japan.
図７に示すように、ＡＤＳ−Ｂとは、航空機６０が、複数のＧＰＳ衛星６１から取得した位置情報を、絶えず放送型データリンク６２を介して自機（航空機６０）の現在の位置と高度を放送するシステムであり、地上の管制施設６３に加えて、周囲を飛行する他機（航空機６０ａ）にも同様の情報を提供することが出来る。このＡＤＳ−Ｂは、現在使用されている航空機監視レーダ（図示せず）と比較して高機能で、且つ高性能であり、すべての空域で適用可能であるため、将来の航空機監視システムとして期待されている。
As shown in FIG. 7, ADS-B refers to the position information acquired by the
ＡＤＳ−Ｂでは、モードＳと同じ信号を使用して、航空機のカテゴリ情報、対気速度、識別、航空機の旋回、上昇、降下等を知らせる機能がある。又、ＡＤＳ−Ｂが発信している情報（ＡＤＳ−Ｂ情報）としては、航空機のＩＤ番号（モードＳコード）、航空機の位置情報（経度、緯度）、航空機の速度（水平速度、上昇・下降速度）、航空機の高度（ＧＰＳからの情報と気圧高度計情報）、航空機の進行方向、システムの状態、スコークコード（Squawk Code：航空機の識別のためにトランスポンダ（応答装置）に設定する数値で、ＡＴＣコードともいう）がある。このＡＤＳ−Ｂの最大範囲は、通常３７０ｋｍ未満である。なお、ＡＤＳ−Ｂ情報には、航空機の便名及びルート情報は含まれていない。 ADS-B has a function of notifying aircraft category information, airspeed, identification, aircraft turning, ascending, descending, etc., using the same signals as in mode S. Also, as information (ADS-B information) transmitted by ADS-B, aircraft ID number (mode S code), aircraft position information (longitude, latitude), aircraft speed (horizontal speed, up / down) Speed), aircraft altitude (information from GPS and barometric altimeter information), aircraft traveling direction, system status, squawk code (Squawk Code: numerical value set in transponder (responder) for aircraft identification, ATC) Code). The maximum range of this ADS-B is usually less than 370 km. The ADS-B information does not include the flight number and route information of the aircraft.
ＡＤＳ−Ｂは、何種類かのデータリンク（ＳＳＲモードＳ等）を介して航空機及び地上設備と交信している。そのため、航空機が自らの監視情報（ＡＤＳ−Ｂが発信している情報）を多数の管制官等に一括送信するので、従来のモードＳ質問応答システムと比較して、電波の利用効率が飛躍的に向上する。従って、高性能の航法装置があれば、高精度且つ高信頼性の監視情報が得られ、電波の有効利用が可能である。さらに、ＡＤＳ−Ｂは、無指向性のアンテナを用いるなど送受信機器は高信頼性のものを安価に実現出来る等の効果がある。一方、監視情報の信頼性や精度は、情報提供者である航空機に依存するという欠点がある。即ち、航空機がＡＤＳ−Ｂ装備をしなければならないという欠点がある。 ADS-B communicates with aircraft and ground equipment via several types of data links (SSR mode S, etc.). Therefore, since the aircraft transmits its own monitoring information (information transmitted by ADS-B) to a number of controllers, etc., the use efficiency of radio waves is dramatically higher than that of the conventional mode S question answering system. To improve. Therefore, if there is a high-performance navigation device, highly accurate and reliable monitoring information can be obtained, and radio waves can be used effectively. Further, the ADS-B has an effect that, for example, a highly reliable transmission / reception device can be realized at low cost, such as using an omnidirectional antenna. On the other hand, the reliability and accuracy of the monitoring information has a drawback that it depends on the aircraft that is the information provider. In other words, there is a drawback that the aircraft must be equipped with ADS-B.
このように、航空機の航法において、ＧＮＳＳの中で、現在最も多く利用されているＧＰＳを例にとり説明すると、複数のＧＰＳ衛星から発信される電磁波（以下、ＧＮＳＳ情報（ＧＰＳ情報）と記す）を同時に受信することにより、そのＧＮＳＳ情報（ＧＰＳ情報）の到達時間から自機（航空機）の位置を求めて航法に使用する衛星航法が主流となっている。 As described above, in the navigation of an aircraft, taking the GPS that is currently used most frequently as an example in GNSS, electromagnetic waves transmitted from a plurality of GPS satellites (hereinafter referred to as GNSS information (GPS information)) are described. Satellite navigation, which is used for navigation by obtaining the position of the own aircraft (aircraft) from the arrival time of the GNSS information (GPS information) by receiving simultaneously, has become mainstream.
しかし、ＧＮＳＳ（ＧＰＳ）を用いた衛星航法では、ＧＰＳ信号が宇宙空間から地上に到達するまでの間に、そのＧＮＳＳ情報（ＧＰＳ情報）の電力が減衰するため、航空機に到達する際には微弱な電力となっている。そのため、ＧＰＳを用いた衛星航法は、電波干渉を受けやすいという欠点がある。このような欠点があるものの、その航法精度は高く、航空機においては高精度な飛行方式が利用可能であるため、燃料効率や飛行時間の短縮が見込まれ、衛星航法の利用が広がっている。 However, in satellite navigation using GNSS (GPS), the power of the GNSS information (GPS information) is attenuated before the GPS signal reaches the ground from outer space. Power. For this reason, satellite navigation using GPS has the drawback of being susceptible to radio wave interference. Despite these drawbacks, the navigation accuracy is high, and since high-accuracy flight systems can be used in aircraft, fuel efficiency and flight time are expected to be shortened, and the use of satellite navigation is expanding.
しかしながら、衛星航法の現場では、航空機機上においてＧＮＳＳ情報（ＧＰＳ情報）が使用不可となる状況、いわゆる“ＧＮＳＳアウテージ”（“ＧＰＳアウテージ”）が多く報告されるようになってきた。このＧＮＳＳアウテージを引き起こす状況としては、大きく分けて次の２つの状況がある。１つ目は、ＧＮＳＳ情報（ＧＰＳ情報）が受信できない状況、２つ目は、ＧＰＳ等の衛星の配置の劣化が原因で、航空機に搭載されている航空機用ＧＮＳＳ受信機（以下、機上受信機と記す。）が機能を満足しない状況、即ち、例えば機上受信機がＲＡＩＭ（Receiver Autonomous Integrity Monitoring：受信機による完全性の自律的監視）機能を有したＡＢＡＳ（Aircraft-Based Augmentation System）受信機を機上受信機として搭載した航空機の場合、このＲＡＩＭ機能等により、ＧＰＳ等の衛星の配置が悪いために、ＧＮＳＳにより測位して航法を行うには十分な航法精度性能を満足できないと判定される状況である。 However, on the site of satellite navigation, a situation where GNSS information (GPS information) cannot be used on an aircraft, that is, a so-called “GNSS outage” (“GPS outage”) has been frequently reported. Situations that cause this GNSS outage are broadly divided into the following two situations. The first is the situation where GNSS information (GPS information) cannot be received, and the second is the GNSS receiver for aircraft mounted on the aircraft (hereinafter referred to as on-board reception) due to the deterioration of the arrangement of satellites such as GPS. In the situation where the machine receiver does not satisfy the function, for example, the on-board receiver has an RAIM (Receiver Autonomous Integrity Monitoring) function and receives an ABS-based Augmentation System (ABAS) function. In the case of an aircraft equipped with an aircraft as an on-board receiver, the positioning of satellites such as GPS is poor due to this RAIM function, etc., and it is determined that navigation accuracy performance sufficient for positioning and navigation using GNSS cannot be satisfied. Is the situation.
この２つの状況において、警報を発する機能を備えた機上受信器を搭載した航空機であれば、ＧＮＳＳ情報（ＧＰＳ情報）が受信できない状況では「Loss of GNSS」等のワーニングを発することが多く、ＲＡＩＭ機能により機上受信機が機能を満足しないと判定される状況では「Unable RNP（必要な航法精度要件（ＲＮＰ：Required Navigation Performance）が満たされない時に発せられるワーニング）」等のワーニングを発することが多いので、ＧＮＳＳアウテージの原因をある程度大雑把にではあるが推定することも可能ではある。しかしながら、飛行中の航空機のパイロットが飛行中にその原因を特定するのは困難であるとともに、地上の管制施設等の地上側で原因特定を行うにしても、航空機から見たＧＰＳ衛星の配置や、航空機を取り巻く電波の環境は時々刻々変化するため、後日その原因を特定することは、非常に困難である。 In these two situations, if the aircraft is equipped with an on-board receiver equipped with a warning function, warnings such as “Loss of GNSS” are often issued in situations where GNSS information (GPS information) cannot be received. In situations where the RAIM function determines that the on-board receiver does not satisfy the function, a warning such as “Unable RNP (Warning issued when Required Navigation Performance (RNP) is not satisfied)” may be issued. Because there are many, it is possible to estimate the cause of the GNSS outage, although it is somewhat rough. However, it is difficult for pilots of flying aircraft to identify the cause during flight, and even if the cause is identified on the ground side such as a ground control facility, the positioning of GPS satellites as seen from the aircraft Since the radio wave environment surrounding the aircraft changes from time to time, it is very difficult to identify the cause at a later date.
なお、航空機がＧＮＳＳ情報（ＧＰＳ情報）を受信できない原因としては、機上受信機自体の故障、ＧＰＳ等の衛星の配置の劣化、電波干渉（ＲＦＩ：Radio Frequency Interference）（妨害波によるものや、電離層による影響、即ち、シンチレーションを含む伝搬路の電波環境）による受信不良等が考えられる。 The reasons why the aircraft cannot receive GNSS information (GPS information) include failure of the on-board receiver itself, deterioration of the arrangement of satellites such as GPS, radio frequency interference (RFI: Radio Frequency Interference) The influence of the ionosphere, that is, reception failure due to the radio wave environment of the propagation path including scintillation, etc. can be considered.
また、航空機を飛行させる際には、通常は飛行前のフライトプラン作成時点で、飛行しようとする日時・場所でＧＮＳＳが使用不可とならないことを予め確認することが求められており、ＲＡＩＭ予測等を実施することで、飛行中にこれらのワーニングが出ないような飛行ルートが事前に策定されている。しかしながら、ＲＡＩＭ予測等を実施したにもかかわらず、意図しない時間・場所でワーニングが発生する場合があり、この原因を探る必要がある。 Also, when flying an aircraft, it is usually required to confirm in advance that the GNSS will not be unavailable at the date and place of flight at the time of preparation of the flight plan before the flight. By carrying out the above, a flight route has been formulated in advance so that these warnings will not occur during flight. However, even though RAIM prediction is performed, a warning may occur at an unintended time / place, and it is necessary to investigate the cause.
一方、地上の管制施設６３において、現行レーダによる地上監視だけでは航空機６０が“ＧＮＳＳアウテージ”になっていることを認識することが出来ない。従来は、このような事象が発生した場合には、ＧＮＳＳ（ＧＰＳ）を用いた衛星航法からＶＯＲ／ＤＭＥ等の地上航法に変更することで、航法を継続していた。
On the other hand, in the
しかしながら、最近、地上航法で用いる航法装置は、縮退の一途を辿っているのに対し、ＧＮＳＳ（ＧＰＳ）を用いた衛星航法への依存が増大してきている。一方、ＧＮＳＳ情報（ＧＰＳ情報）の周波数に隣接する周波数帯には、ＤＭＥ／ＴＡＣＡＮ等の地上航法や携帯電話等のさまざまな信号周波数を有する電波が混在しており、微弱なＧＮＳＳ情報（ＧＰＳ情報）（信号）は、簡単にこれらの信号周波数を有する電波の干渉を受けてしまう状況にある。そのため、“ＧＮＳＳアウテージ”を監視する装置が必要となっている。 However, recently, navigation devices used for ground navigation have been degenerate, but dependence on satellite navigation using GNSS (GPS) has been increasing. On the other hand, in the frequency band adjacent to the frequency of GNSS information (GPS information), radio waves having various signal frequencies such as ground navigation such as DME / TACAN and mobile phones are mixed, and weak GNSS information (GPS information). ) (Signal) is easily subject to interference of radio waves having these signal frequencies. Therefore, a device for monitoring “GNSS outage” is required.
又、ＩＣＡＯ Ｄｏｃ９８４９「ＧＮＳＳマニュアル」では、ＧＮＳＳのリアルタイムの監視の必要性については記載されているが、コア衛星の監視を主としたもので、航空機を監視することは求めていない。一方、ＩＣＡＯに対し、航空会社からの“ＧＮＳＳアウテージ”の報告はあるが、未だに原因究明は進んでいない状態である。 In addition, ICAO Doc 9849 “GNSS Manual” describes the necessity of real-time monitoring of GNSS, but mainly monitors the core satellites, and does not require monitoring of the aircraft. On the other hand, although there is a report of “GNSS outage” from the airline to ICAO, the cause investigation has not progressed yet.
このように、ＧＮＳＳを用いた航空機における衛星航法の性能（以下、航法性能と記す）は、地上では確認することができなかった。従って、航空機が“ＧＮＳＳアウテージ”に代表される航法性能の劣化に至ったとしても、ＧＮＳＳ衛星の配置に起因する航法性能の劣化であるのか、又は電波干渉（RFI：Radio Frequency Interference）に起因する性能劣化であるか、機上受信機の故障によるものか判別することは出来ない等の問題があり、その原因究明も進んでいない。このように、航法にＧＮＳＳを用いた航空機の航法性能の劣化が生じた場合、地上の管制機関（地上の管制官等）はその状況を把握することができないため、航空管制における対策が立てられないという問題がある。 As described above, the performance of satellite navigation in an aircraft using GNSS (hereinafter referred to as navigation performance) could not be confirmed on the ground. Therefore, even if the aircraft has deteriorated in navigation performance represented by “GNSS Outage”, it is due to the deterioration of navigation performance due to the arrangement of GNSS satellites or due to radio frequency interference (RFI). There is a problem that it is not possible to determine whether it is a performance degradation or a failure of the on-board receiver, and the cause has not been investigated. In this way, when the navigation performance of aircraft using GNSS deteriorates in navigation, ground control agencies (ground controllers, etc.) cannot grasp the situation, so measures for air traffic control are established. There is no problem.
一方、航法にＧＮＳＳを用いた航空機の航法性能の劣化が生じた場合、その原因が機上受信機の故障による場合には、パイロットが予備の機上受信機に切換えれば良く、この切換状態を地上で監視出来るので、問題はない。 On the other hand, when the navigation performance of aircraft using GNSS deteriorates, if the cause is due to the failure of the on-board receiver, the pilot may switch to the spare on-board receiver. Can be monitored on the ground, so there is no problem.
しかしながら、航法性能の劣化（“ＧＮＳＳアウテージ”）の原因が、ＧＮＳＳ衛星の配置に起因する性能劣化であるか、あるいは、電波干渉に起因する性能劣化であるかを、航空機側において、特定することは困難であるため、航法性能の劣化の原因を特定することは、重要な課題であった。 However, the aircraft must identify whether the cause of navigation performance degradation ("GNSS outage") is performance degradation due to GNSS satellite placement or performance degradation due to radio interference. It is difficult to identify the cause of navigation performance degradation.
そして、航法にＧＮＳＳを用いた航空機が、電波干渉の影響を受けているか否かを判断するためには、航空機側においてＧＮＳＳ信号が電波干渉の影響を受けていることを確認する必要があるが、この確認もまた困難であるという問題があった。 In order to determine whether an aircraft using GNSS for navigation is affected by radio wave interference, it is necessary to confirm on the aircraft side that the GNSS signal is affected by radio wave interference. There was a problem that this confirmation was also difficult.
こうした問題の解決方法として、電波干渉を検出するためのアンテナ及び装置を、各航空機に搭載することが考えられる。しかしながら、可能な限り軽量化を図ろうとしている民間航空機に対して、運航上、直接必要の無い装置を搭載することは現実的ではない。そのため、航空機機上で電波干渉の影響を受けているか否かを直接検出する方法が無いという問題もあった。 As a method for solving such a problem, it is conceivable that an antenna and a device for detecting radio wave interference are mounted on each aircraft. However, it is not realistic to install a device that is not directly required for operation on a commercial aircraft that is trying to reduce the weight as much as possible. Therefore, there is also a problem that there is no method for directly detecting whether or not the aircraft is affected by radio wave interference.
請求項１に係る発明は、既知点に設置されるとともに、ＧＮＳＳ衛星から送信されるＧＮＳＳ情報を受信する複数のＧＮＳＳモニタ局と、これら複数のＧＮＳＳモニタ局で受信したＧＮＳＳ情報を集約し、各ＧＮＳＳ情報を比較するとともに、この集約したＧＮＳＳ情報から広域における正常なＧＮＳＳ情報を作成するＧＮＳＳマスタ局と、少なくともＧＮＳＳモニタ局とＧＮＳＳマスタ局を結ぶネットワークとからなる衛星航法システムにおいて、航空機は、航法にＧＮＳＳを用いるとともに、少なくとも航空機の航法性能を表す情報と位置情報（座標、高度）とを送信する応答装置を有し、この航空機から送信される航空機の位置情報（座標、高度）を、既知点に設置された航空機モニタ局で受信し、この航空機モニタ局で受信した航空機の位置情報（座標、高度）と、ＧＮＳＳマスタ局で作成した広域における正常なＧＮＳＳ情報とを、ネットワークを介して航空機航法性能推定マスタ局に送信し、この航空機航法性能推定マスタ局では、広域における正常なＧＮＳＳ情報を用いて、航空機の位置に対応したＧＮＳＳの航法性能を表す情報を算出するとともに、この算出したＧＮＳＳの航法性能を表す情報を用いて航法性能の推定値を算出することにより、航空機の正常な航法性能を表す情報を推定することを特徴とする航空機の航法性能の推定方法である。 The invention according to claim 1 is installed at a known point and aggregates a plurality of GNSS monitor stations that receive GNSS information transmitted from a GNSS satellite, and GNSS information received by the plurality of GNSS monitor stations, In a satellite navigation system comprising a GNSS master station that compares GNSS information and creates normal GNSS information in a wide area from this aggregated GNSS information, and a network that connects at least the GNSS monitor station and the GNSS master station, the aircraft GNSS is used, and it has a response device that transmits at least information representing the navigation performance of the aircraft and position information (coordinates and altitude). The position information (coordinates and altitude) of the aircraft transmitted from this aircraft is known. Received by the aircraft monitor station installed at the point and received by this aircraft monitor station The position information (coordinates, altitude) and normal GNSS information created in the GNSS master station in the wide area are transmitted to the aircraft navigation performance estimation master station via the network. By calculating information representing the navigation performance of the GNSS corresponding to the position of the aircraft using normal GNSS information, and calculating the estimated value of the navigation performance using the information representing the navigation performance of the calculated GNSS, An aircraft navigation performance estimation method characterized by estimating information representing normal navigation performance of an aircraft.
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、航空機から送信される航空機の航法性能を表す情報（航法性能の実際値）と位置情報（座標、高度）は、二次監視レーダのモードＳ質問への応答あるいはＡＤＳ−Ｂ情報から取得する情報である。
The invention according to
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、航空機から送信される航空機の航法性能を表す情報（航法性能の実際値）と推定した航空機の正常な航法性能を表す情報（航法性能の推定値）は、ＮＩＣ（Navigation Integrity Category：ナビゲーション完全性カテゴリ）データを指標として用いたものである。
The invention according to claim 3 is the invention according to
請求項４に係る発明は、既知点に設置されるとともに、ＧＮＳＳ衛星から送信されるＧＮＳＳ情報を受信する複数のＧＮＳＳモニタ局と、これら複数のＧＮＳＳモニタ局で受信したＧＮＳＳ情報を集約し、各ＧＮＳＳ情報を比較するとともに、この集約したＧＮＳＳ情報から広域における正常なＧＮＳＳ情報を作成するＧＮＳＳマスタ局と、少なくともＧＮＳＳモニタ局とＧＮＳＳマスタ局を結ぶネットワークとからなる衛星航法システムにおいて、航空機は、ＧＮＳＳを用いて航法を行う機能を備えているとともに、少なくとも航空機の航法性能を表す情報と位置情報（座標、高度）とを送信する機能とを有する応答装置を備え、既知点に設置されるとともに、航空機から送信される位置情報（座標、高度）を受信する機能を有する航空機モニタ局と、この航空機モニタ局で受信した航空機の位置情報（座標、高度）と、ＧＮＳＳマスタ局で作成した広域における正常なＧＮＳＳ情報とをネットワークを介して受信する機能と、広域における正常なＧＮＳＳ情報を用いて、航空機の位置に対応したＧＮＳＳの航法性能を表す情報を算出する機能と、この算出したＧＮＳＳの航法性能を表す情報を用いて航法性能の推定値を算出する機能と、この算出した航法性能の推定値により、航空機の正常な航法性能を表す情報を推定する機能とを有する航空機航法性能推定マスタ局とを有することを特徴とする航空機の航法性能の推定装置である。
The invention according to
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、航空機から送信される航空機の航法性能を表す情報（航法性能の実際値）と位置情報（座標、高度）は、二次監視レーダのモードＳ質問への応答あるいはＡＤＳ−Ｂ情報から取得する情報である。
The invention according to claim 5 is the invention according to
請求項６に係る発明は、請求項５に係る発明において、航空機から送信される航空機の航法性能を表す情報（航法性能の実際値）と推定した航空機の正常な航法性能を表す情報（航法性能の推定値）は、ＮＩＣデータを指標として用いたものである。
The invention according to
請求項７に係る発明は、既知点に設置されるとともに、ＧＮＳＳ衛星から送信されるＧＮＳＳ情報を受信する複数のＧＮＳＳモニタ局と、これら複数のＧＮＳＳモニタ局で受信したＧＮＳＳ情報を集約し、各ＧＮＳＳ情報を比較するとともに、この集約したＧＮＳＳ情報から広域における正常なＧＮＳＳ情報を作成するＧＮＳＳマスタ局と、少なくともＧＮＳＳモニタ局とＧＮＳＳマスタ局を結ぶネットワークとからなる衛星航法システムにおいて、航空機は、航法にＧＮＳＳを用いるとともに、少なくとも航空機の航法性能を表す情報と位置情報（座標、高度）とを送信する応答装置を有し、この航空機から送信される航空機の航法性能を表す情報と位置情報（座標、高度）を、既知点に設置された航空機モニタ局で受信し、この航空機モニタ局で受信した航空機の航法性能を表す情報（航法性能の実際値）と位置情報（座標、高度）と、ＧＮＳＳマスタ局で作成した広域における正常なＧＮＳＳ情報とを、ネットワークを介して航空機航法性能推定マスタ局に送信し、この航空機航法性能推定マスタ局では、広域における正常なＧＮＳＳ情報を用いて、航空機の位置に対応したＧＮＳＳの航法性能を表す情報を算出するとともに、この算出したＧＮＳＳの航法性能を表す情報を用いて航法性能の推定値を算出することにより、航空機の正常な航法性能を表す情報を推定し、航空機航法性能推定マスタ局で推定した航空機の正常な航法性能を表す情報である航法性能の推定値と、航空機から送信される航空機の航法性能を表す情報である航法性能の実際値とを比較するとともに、航法性能の推定値と航法性能の実際値とをそれぞれ判定し、航法性能の推定値と航法性能の実際値とが相違するとともに、判定した航法性能の推定値が正常で、且つ、判定した航法性能の実際値が異常の場合、航空機の航法性能の劣化と検出することを特徴とする航空機の航法性能の劣化を検出する方法である。
The invention according to
請求項８に係る発明は、請求項７に係る発明において、航空機から送信される航空機の航法性能を表す情報（航法性能の実際値）と位置情報（座標、高度）は、二次監視レーダのモードＳ質問への応答あるいはＡＤＳ−Ｂ情報から取得する情報である。
The invention according to
請求項９に係る発明は、請求項７〜請求項８の何れかに係る発明において、航空機から送信される航空機の航法性能を表す情報（航法性能の実際値）と推定した航空機の正常な航法性能を表す情報（航法性能の推定値）は、ＮＩＣデータを指標として用い、航空機から送信されるＮＩＣデータをＮＩＣデータ実際値とし、広域における正常なＧＮＳＳ情報から、航空機の位置に対応した航空機の水平方向の保護レベル（ＨＰＬ：Horizontal Protection Level）（以下、ＨＰＬと記す）データを求め、この保護レベル（ＨＰＬ）データをＮＩＣデータに換算して、これを航空機の正常なＮＩＣデータ推定値とし、このＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値とを比較するとともに、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値とをそれぞれ判定し、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値とが相違するとともに、判定した航空機のＮＩＣデータ推定値が正常で、且つ、判定したＮＩＣデータ実際値が異常の場合、航空機の航法性能の劣化と検出するものである。
The invention according to claim 9 is the invention according to any one of
請求項１０に係る発明は、請求項９に係る発明において、ＮＩＣデータは、航空機が飛行する経路または空域ごとに指定されるとともに、要求されるＲＮＰ値を満たす場合を正常、満たさない場合を異常と判定されるものである。 The invention according to claim 10 is the invention according to claim 9, wherein the NIC data is specified for each route or airspace on which the aircraft flies, and the case where the required RNP value is satisfied is normal, and the case where it is not satisfied is abnormal It is determined.
請求項１１に係る発明は、請求項９〜請求項１０の何れかに係る発明において、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値とがいずれも正常と判定された場合であっても、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値との差が２以上である場合、又は、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値との差が１であるが瞬間的な差異に収まらない場合には、航空機の航法性能の劣化と検出するものである。 The invention according to claim 11 is the invention according to any one of claims 9 to 10, wherein the NIC data estimation is performed even when both the NIC data estimated value and the NIC data actual value are determined to be normal. If the difference between the actual value and the NIC data actual value is 2 or more, or the difference between the NIC data estimated value and the NIC data actual value is 1 but does not fall within the instantaneous difference, the navigation performance of the aircraft This is to detect the deterioration.
請求項１２に係る発明は、既知点に設置されるとともに、ＧＮＳＳ衛星から送信されるＧＮＳＳ情報を受信する複数のＧＮＳＳモニタ局と、これら複数のＧＮＳＳモニタ局で受信したＧＮＳＳ情報を集約し、各ＧＮＳＳ情報を比較するとともに、この集約したＧＮＳＳ情報から広域における正常なＧＮＳＳ情報を作成するＧＮＳＳマスタ局と、少なくともＧＮＳＳモニタ局とＧＮＳＳマスタ局を結ぶネットワークとからなる衛星航法システムにおいて、航空機は、ＧＮＳＳを用いて航法を行う機能を備えているとともに、少なくとも航空機の航法性能を表す情報と位置情報（座標、高度）とを送信する機能とを有する応答装置を備え、既知点に設置されるとともに、航空機から送信される航空機の航法性能を表す情報と位置情報（座標、高度）を受信する機能を有する航空機モニタ局と、この航空機モニタ局で受信した航空機の航法性能を表す情報（航法性能の実際値）と位置情報（座標、高度）とＧＮＳＳマスタ局で作成した広域における正常なＧＮＳＳ情報とを受信する機能と、ネットワークを介して送信する機能と、広域における正常なＧＮＳＳ情報を用いて、航空機の位置に対応したＧＮＳＳの航法性能を表す情報を算出する機能と、この算出したＧＮＳＳの航法性能を表す情報を用いて航法性能の推定値を算出する機能と、この算出した航法性能の推定値により、航空機の正常な航法性能を表す情報を推定する機能とを有する航空機航法性能推定マスタ局と、航空機航法性能推定マスタ局で推定した航空機の正常な航法性能を表す情報である航法性能の推定値と、航空機から送信される航空機の航法性能を表す情報である航法性能の実際値とを比較する機能と、航法性能の推定値と航法性能の実際値とを判定する機能と、航法性能の推定値と航法性能の実際値とが相違するとともに、判定した航法性能の推定値が正常で、且つ、判定した航法性能の実際値が異常の場合、航空機の航法性能の劣化と検出する機能とを有する航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局とからなることを特徴とする航空機の航法性能の監視装置である。 The invention according to claim 12 is installed at a known point and aggregates a plurality of GNSS monitor stations receiving GNSS information transmitted from a GNSS satellite, and the GNSS information received by the plurality of GNSS monitor stations, In a satellite navigation system comprising a GNSS master station that compares GNSS information and creates normal GNSS information in a wide area from this aggregated GNSS information and a network that connects at least the GNSS monitor station and the GNSS master station, the aircraft And a response device having a function of transmitting at least information representing the navigation performance of the aircraft and position information (coordinates, altitude), and being installed at a known point. Information indicating the navigation performance of aircraft and position information (coordinates, altitude) The aircraft monitor station that has the function to receive the information, the aircraft navigation performance received by this aircraft monitor station (actual values of navigation performance) and position information (coordinates, altitude), and normal in the wide area created by the GNSS master station A function for receiving GNSS information, a function for transmitting via a network, a function for calculating information representing navigation performance of GNSS corresponding to the position of the aircraft using normal GNSS information in a wide area, and this calculation Aircraft navigation having a function of calculating an estimated value of navigation performance using information representing the navigation performance of the GNSS and a function of estimating information representing normal navigation performance of the aircraft based on the calculated estimated value of navigation performance The performance estimation master station, the estimated value of the navigation performance, which is information representing the normal navigation performance of the aircraft estimated by the aircraft navigation performance estimation master station, and the aircraft A function that compares the actual value of the navigation performance, which is information representing the navigation performance of the aircraft transmitted from the system, a function that determines the estimated value of the navigation performance and the actual value of the navigation performance, and the estimated value of the navigation performance and the navigation An aircraft GNSS having a function of detecting the deterioration of the navigation performance of the aircraft and the function of detecting when the estimated value of the determined navigation performance is normal and the determined actual value of the navigation performance is abnormal while the actual performance value is different An aircraft navigation performance monitoring device comprising a monitoring master station.
請求項１３に係る発明は、請求項１２に係る発明において、航空機から送信される航空機の航法性能を表す情報（航法性能の実際値）と位置情報（座標、高度）は、二次監視レーダのモードＳ質問への応答あるいはＡＤＳ−Ｂ情報から取得する情報である。 According to a thirteenth aspect of the invention, in the invention of the twelfth aspect, information (actual value of navigation performance) and position information (coordinates, altitude) indicating the navigation performance of the aircraft transmitted from the aircraft are This is information obtained from the response to the mode S question or the ADS-B information.
請求項１４に係る発明は、請求項１２〜請求項１３の何れかに係る発明において、航空機から送信される航空機の航法性能を表す情報（航法性能の実際値）と推定した航空機の正常な航法性能を表す情報（航法性能の推定値）は、ＮＩＣデータを指標として用い、航空機から送信されるＮＩＣデータをＮＩＣデータ実際値とし、航空機航法性能推定マスタ局は、広域における正常なＧＮＳＳ情報から、航空機の位置に対応した航空機の水平方向の保護レベル（ＨＰＬ）データを求める機能と、この保護レベル（ＨＰＬ）データをＮＩＣデータに換算する機能と、ＮＩＣデータに換算することにより、航空機の正常なＮＩＣデータ推定値を算出する機能とを有し、航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局は、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値とを比較する機能と、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値とを判定する機能と、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値とが相違するとともに、判定したＮＩＣデータ推定値が正常で、且つ、判定したＮＩＣデータ実際値が異常の場合、航空機の航法性能の劣化と検出する機能とを有するものである。 According to a fourteenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the twelfth to thirteenth aspects, information indicating the navigation performance of the aircraft transmitted from the aircraft (actual value of the navigation performance) and the estimated normal navigation of the aircraft Information representing performance (estimated value of navigation performance) uses NIC data as an index, NIC data transmitted from the aircraft is NIC data actual value, and the aircraft navigation performance estimation master station is based on normal GNSS information in a wide area, The function of obtaining the horizontal protection level (HPL) data of the aircraft corresponding to the position of the aircraft, the function of converting the protection level (HPL) data into NIC data, and converting into the NIC data, normal operation of the aircraft The aircraft GNSS monitoring master station has the function of calculating the NIC data estimated value, and the aircraft GNSS monitoring master station calculates the NIC data estimated value and the NIC data actual value. The function for comparing, the function for determining the NIC data estimated value and the NIC data actual value, the NIC data estimated value and the NIC data actual value are different, and the determined NIC data estimated value is normal and determined. When the actual NIC data value is abnormal, it has a function of detecting deterioration of the navigation performance of the aircraft.
請求項１５に係る発明は、請求項１４に係る発明において、航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局は、ＮＩＣデータが、航空機が飛行する経路または空域ごとに指定されるとともに、要求されるＲＮＰ値を満たす場合を正常、満たさない場合を異常と判定する機能を有するものである。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the invention according to the fourteenth aspect, the aircraft GNSS monitoring master station determines that the NIC data is specified for each route or airspace where the aircraft flies and satisfies the required RNP value. It has a function of determining that the normal or not satisfying condition is abnormal.
請求項１６に係る発明は、請求項１４〜請求項１５の何れかに係る発明において、航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局は、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値とがいずれも正常と判定した場合であっても、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値との差が２以上である場合、又は、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値との差が１であるが瞬間的な差異に収まらない場合には、航空機の航法性能の劣化と検出する機能を有するものである。
The invention according to claim 16 is the case where, in the invention according to any one of
請求項１及び請求項４に係る発明は、上記のように構成したので、地上の航法性能推定マスタ局において、空域を飛行中の航空機がＧＮＳＳアウテージになった場合、その現状を把握することが出来るとともに、この航空機の正常な航法性能を表す情報を推定することが出来る。また、航空管制における運航方式の変更等の方針決定にも使用することが出来る。
Since the invention according to claim 1 and
請求項２及び請求項５に係る発明は、上記のように構成したので、請求項１及び請求項４と同様な効果がある。さらに、最近多くの航空機で利用が広がって二次監視レーダのモードＳ質問への応答あるいはＡＤＳ−Ｂ情報から得られる情報を利用することが出来るので、精度の高い航法システムが利用可能となり、燃料効率が良くなり、飛行時間の短縮も見込める。又、推定計算を通してシステム同定することで、ＲＡＩＭ予測のパラメータをチューニングでき、ＲＡＩＭ予測の精度向上に利用することが出来る。
Since the inventions according to
請求項３及び請求項６に係る発明は、上記のように構成したので、請求項１、請求項２及び請求項４、請求項５と同様な効果がある。さらに、ＧＮＳＳ衛星の配置のみで決定されるＮＩＣデータを指標として利用しているので、１つのパラメータであるＨＰＬ（保護レル）を用いることが出来る。
Since the invention according to
請求項７及び請求項１２に係る発明は、上記のように構成したので、航空機がＧＮＳＳアウテージになった場合、即ち、航空機の航法性能の劣化が起こった場合、地上から検出することが出来る。さらに、航空機に電波干渉があったか等その原因特定が可能となる。また、航空管制における運航方式の変更等の方針決定にも使用できる。
Since the invention according to
請求項８及び請求項１３に係る発明は、上記のように構成したので、請求項７及び請求項１２と同様な効果がある。さらに、航空機の航法性能の劣化の原因を特定することが出来る。
Since the inventions according to
請求項９及び請求項１４に係る発明は、上記のように構成したので、請求項７、請求項８及び請求項１２、請求項１３と同様な効果がある。さらに、航空機がＧＮＳＳアウテージになった場合、航空機が電波干渉を受けているか否か等の確認をすることが出来る。
Since the inventions according to
請求項１０及び請求項１５に係る発明は、さらに、航空機の航法性能の劣化の判断基準として長年の実績に基づく現場で得られるＮＩＣデータを利用することが出来るので、信頼性が高くなる。
In the inventions according to
請求項１１及び請求項１６に係る発明は、上記のように構成したので、請求項７〜請求項１１及び請求項１２〜請求項１５と同様な効果がある。さらに、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値がいずれも正常と誤判断された場合でも、航空機の航法性能の劣化を検出するための基準値を決めているので、より信頼性が高くなる。
Since the invention according to claims 11 and 16 is configured as described above, the same effects as those of
既知点に設置されるとともに、ＧＮＳＳ衛星から送信されるＧＮＳＳ情報を受信する複数のＧＮＳＳモニタ局と、これら複数のＧＮＳＳモニタ局で受信したＧＮＳＳ情報を集約し、各ＧＮＳＳ情報を比較するとともに、この集約したＧＮＳＳ情報から広域における正常なＧＮＳＳ情報を作成するＧＮＳＳマスタ局と、少なくともＧＮＳＳモニタ局とＧＮＳＳマスタ局を結ぶネットワークとからなる衛星航法システムにおいて、航空機は、航法にＧＮＳＳを用いるとともに、少なくとも航空機の航法性能を表す情報と位置情報（座標、高度）とを送信する応答装置を有し、この航空機から送信される航空機の航法性能を表す情報と位置情報（座標、高度）を、既知点に設置された航空機モニタ局で受信し、この航空機モニタ局で受信した航空機の航法性能を表す情報（航法性能の実際値）と位置情報（座標、高度）と、ＧＮＳＳマスタ局で作成した広域における正常なＧＮＳＳ情報とを、ネットワークを介して航空機航法性能推定マスタ局に送信し、この航空機航法性能推定マスタ局では、広域における正常なＧＮＳＳ情報を用いて、航空機の位置に対応したＧＮＳＳの航法性能を表す情報を算出するとともに、この算出したＧＮＳＳの航法性能を表す情報を用いて航法性能の推定値を算出することにより、航空機の正常な航法性能を表す情報を推定し、航空機航法性能推定マスタ局で推定した航空機の正常な航法性能を表す情報である航法性能の推定値と、航空機から送信される航空機の航法性能を表す情報である航法性能の実際値とを比較するとともに、航法性能の推定値と航法性能の実際値とをそれぞれ判定し、航法性能の推定値と航法性能の実際値とが相違するとともに、判定した航法性能の推定値が正常で、且つ、判定した航法性能の実際値が異常の場合、航空機の航法性能の劣化と検出する。 A plurality of GNSS monitor stations that are installed at known points and receive GNSS information transmitted from GNSS satellites, and GNSS information received by the plurality of GNSS monitor stations are aggregated, and each GNSS information is compared. In a satellite navigation system including a GNSS master station that creates normal GNSS information in a wide area from aggregated GNSS information and a network that connects at least the GNSS monitor station and the GNSS master station, the aircraft uses GNSS for navigation, and at least the aircraft It has a response device that transmits information representing the navigation performance and position information (coordinates, altitude), and information representing the navigation performance of the aircraft and position information (coordinates, altitude) transmitted from this aircraft to known points. Aircraft received by this aircraft monitor station and received by this aircraft monitor station Information indicating navigation performance (actual values of navigation performance), position information (coordinates, altitude), and normal GNSS information in a wide area created by the GNSS master station are transmitted to the aircraft navigation performance estimation master station via the network. The aircraft navigation performance estimation master station uses normal GNSS information in a wide area to calculate information representing the navigation performance of the GNSS corresponding to the position of the aircraft, and uses information representing the calculated navigation performance of the GNSS. By estimating the navigation performance estimate, information indicating the normal navigation performance of the aircraft is estimated, and the navigation performance estimate is the information indicating the normal navigation performance of the aircraft estimated by the aircraft navigation performance estimation master station. And the actual value of the navigation performance, which is information indicating the navigation performance of the aircraft transmitted from the aircraft, and the estimated value of the navigation performance and the navigation The actual performance value is different from the estimated navigation performance value and the actual navigation performance value. The estimated navigation performance value is normal and the determined actual navigation performance value is abnormal. If it is detected, the navigation performance of the aircraft is degraded.
ＧＮＳＳを用いて航法を行う機能を備えて飛行する航空機が増加するとともに、航空機を取り巻く電波環境や国際情勢の変化に伴い、ＧＮＳＳ衛星の信号による測位が出来ない状態、いわゆる“ＧＮＳＳアウテージ”が多く報告されている。この発明は、このような状況にある航空機を、地上で監視するもので、ＧＮＳＳを用いて飛行中の航空機の航法性能の推定方法及び推定装置を提供することを第１の目的としている。 There are many so-called “GNSS outages” in which the number of aircraft flying with GNSS navigation functions increases, and positioning by signals from GNSS satellites is not possible due to changes in the radio wave environment surrounding the aircraft and the international situation. It has been reported. The first object of the present invention is to monitor an aircraft in such a situation on the ground, and to provide a method and an apparatus for estimating the navigation performance of an aircraft in flight using GNSS.
さらに、この発明は、ＧＮＳＳを用いて航法を行う機能を備えて飛行している航空機から送信される航空機の航法性能を表す情報である航法性能の実際値とこの航空機の正常な航法性能を表す情報である航法性能の推定値とを比較するとともに、航法性能の実際値と航法性能の推定値を判定し、航法性能の実際値と航法性能の推定値とが相違するとともに、判定した航法性能の推定値が正常で、且つ、判定した航法性能の実際値が異常の場合、即ち、ＧＮＳＳ衛星の配置自体は、ＧＮＳＳ衛星を用いた測位の際において問題となる配置ではないのに対し、航空機におけるＧＮＳＳ信号の受信環境が悪く、何らかの電波干渉（ＲＦＩ）が疑われる場合に、航空機の航法性能の劣化と検出することにより、この航空機の航法性能の劣化を検出する方法及び航法性能の監視装置を提供することを第２の目的としている。 Furthermore, the present invention represents an actual value of navigation performance, which is information indicating the navigation performance of an aircraft transmitted from an aircraft flying with a function of performing navigation using GNSS, and the normal navigation performance of this aircraft. Compare the information with the estimated value of navigation performance, determine the actual value of navigation performance and the estimated value of navigation performance, the actual value of navigation performance is different from the estimated value of navigation performance, and the determined navigation performance When the estimated value of the GNSS satellite is normal and the actual value of the determined navigation performance is abnormal, that is, the arrangement of the GNSS satellite itself is not a problem arrangement in positioning using the GNSS satellite. When the reception environment of GNSS signal is poor and any radio interference (RFI) is suspected, the deterioration of the navigation performance of the aircraft is detected by detecting the deterioration of the navigation performance of the aircraft. To provide a monitoring device of the law and navigation performance is the second object.
この発明の実施例を、図１〜図６に基づいて詳細に説明する。
図１〜図６は、この発明の実施例を示すもので、図１はＧＮＳＳを用いて航法を行う機能を備えた航空機の航法性能の推定方法及び推定装置を説明するための模式図、図２はＧＮＳＳを用いて航法を行う機能を備えた航空機の航法性能の劣化を検出する方法及び航法性能の監視装置を説明するためのフロー及び模式図である。
An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
1 to 6 show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a navigation performance estimation method and estimation apparatus for an aircraft having a function of performing navigation using GNSS. 2 is a flow chart and schematic diagram for explaining a method for detecting deterioration in navigation performance of an aircraft having a function of performing navigation using GNSS and a navigation performance monitoring device.
図３は、ＧＮＳＳを用いて航法を行う機能を備えた飛行中の航空機について、発明者がこの発明の航法性能の推定方法を用いて実験を行った際の実験装置の構成を示す概念図である。図４〜図６は、発明者がこの発明の航法性能の推定方法を用いて実験を行った際の実験結果を示す図で、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、航法にＧＮＳＳを用いて飛行中の航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）からそれぞれ送信されているＮＩＣデータ（以下、ＮＩＣデータ実際値と記す）を、発明者が実際に測定した結果を示している。 FIG. 3 is a conceptual diagram showing a configuration of an experimental apparatus when the inventor conducted an experiment using the navigation performance estimation method of the present invention for an aircraft in flight having a function of performing navigation using GNSS. is there. 4 to 6 are diagrams showing experimental results when the inventor conducted experiments using the navigation performance estimation method of the present invention. FIGS. 4 (a), 4 (b), and 4 (c) are navigation diagrams. 3 shows the results of actual measurement of NIC data (hereinafter referred to as NIC data actual values) transmitted from the aircraft 2 (2A, 2B, 2C) in flight using GNSS.
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）の水平方向の保護レベル（ＨＰＬ）の計算値を示す図、図６は図４に示すＮＩＣデータ実際値と、図５に示すＨＰＬをＮＩＣデータに換算したＮＩＣデータ推定値とを比較・判定する図である。なお、この実施例では、ＧＮＳＳ衛星１としてＧＰＳ衛星を用いたので、以下、ＧＮＳＳの代わりに適宜ＧＰＳと記載する。 5A, 5B, and 5C are diagrams showing calculated values of the horizontal protection level (HPL) of the aircraft 2 (2A, 2B, 2C), and FIG. 6 is the actual NIC data shown in FIG. It is a figure which compares and determines the value and the NIC data estimated value which converted HPL shown in FIG. 5 into NIC data. In this embodiment, since a GPS satellite is used as the GNSS satellite 1, hereinafter, it will be appropriately described as GPS instead of GNSS.
図１〜図２において、１（１ａ、１ｂ、１ｃ・・・）は、ＧＰＳ衛星で、測位信号（ＧＰＳ情報）を送信している。２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）は、ＧＮＳＳを用いて航法を行う機能を備えた飛行中の航空機で、ＧＰＳ衛星１（１ａ、１ｂ、１ｃ・・・）から送信される測位信号（ＧＰＳ情報）を、機上受信機（図示せず）で受信し、このＧＰＳ情報により、自機（航空機）の測位を行うとともに、自機（航空機）の航法性能を表す情報である航法性能の実際値を算出している。又、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）は、少なくとも航空機２の航法性能を表す情報と位置情報（座標、高度）とを、二次監視レーダ（ＳＳＲ、図示せず）のモードＳ質問への応答あるいはＡＤＳ−Ｂ情報の一部として、機上送信機（図示せず）により送信する機能を有する応答装置（図示せず）を備えている。
1-2, 1 (1a, 1b, 1c...) Is a GPS satellite and transmits a positioning signal (GPS information). 2 (2A, 2B, 2C...) Is a flying aircraft having a function of performing navigation using GNSS, and positioning signals (1a, 1b, 1c...) Transmitted from GPS satellites 1 (1a, 1b, 1c. GPS information) is received by an on-board receiver (not shown), and positioning of the own aircraft (aircraft) is performed using this GPS information, and the navigation performance of the navigation performance that is information representing the navigation performance of the own aircraft (aircraft) The actual value is calculated. In addition, the aircraft 2 (2A, 2B, 2C,...) Transmits at least information indicating the navigation performance of the
さらに、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）は、航空機２から送信される航空機の航法性能を表す情報（航法性能の実際値）と位置情報（座標、高度）を、二次監視レーダのモードＳ質問への応答あるいはＡＤＳ−Ｂ情報から取得する機能を有している。
Further, the aircraft 2 (2A, 2B, 2C...) Transmits information (actual value of navigation performance) and position information (coordinates, altitude) indicating the navigation performance of the aircraft transmitted from the
３（３ａ、３ｂ、３ｃ・・・）は、既知点に設置されている航空機モニタ局で、二次監視レーダのモードＳ質問への応答あるいはＡＤＳ−Ｂ情報の一部として、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）の応答装置から送信される航法性能を表す情報と位置情報（座標・高度）とを受信可能な機能と、受信した航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）の航法性能を表す情報及び位置情報を、ネットワーク８を介して航空機航法性能推定マスタ局６や航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局７に送信する機能を有している。
3 (3a, 3b, 3c,...) Is an aircraft monitor station installed at a known point, and as a response to the secondary monitoring radar mode S question or as part of the ADS-B information, the aircraft 2 (
４（４ａ、４ｂ、４ｃ・・・）は、ＧＰＳ衛星１（１ａ、１ｂ、１ｃ・・・）から送信されるＧＰＳ情報を受信するＧＮＳＳモニタ局で、ＧＰＳ衛星１（１ａ、１ｂ、１ｃ・・・）から送信されているＧＰＳ情報を受信可能な機能を有しており、受信したＧＰＳ情報を、ネットワーク８を介してＧＮＳＳマスタ局５に送信する機能をも有している。
4 (4a, 4b, 4c...) Is a GNSS monitor station that receives GPS information transmitted from the GPS satellite 1 (1a, 1b, 1c...). ..) Has a function capable of receiving the GPS information transmitted from the terminal, and also has a function of transmitting the received GPS information to the GNSS master station 5 via the
なお、この実施例では、航空機モニタ局３（３ａ、３ｂ、３ｃ・・・）とＧＮＳＳモニタ局４（４ａ、４ｂ、４ｃ・・・）は、互いに独立した構成となっているが、これに限定されるものではなく、航空機モニタ局３（３ａ、３ｂ、３ｃ・・・）の機能とＧＮＳＳモニタ局４（４ａ、４ｂ、４ｃ・・・）の機能を、既存の１つのモニタ局に統合し、それぞれ情報を処理するように構成しても良い。 In this embodiment, the aircraft monitor station 3 (3a, 3b, 3c...) And the GNSS monitor station 4 (4a, 4b, 4c...) Are independent from each other. The function of the aircraft monitor station 3 (3a, 3b, 3c...) And the function of the GNSS monitor station 4 (4a, 4b, 4c...) Are integrated into one existing monitor station. However, each may be configured to process information.
ＧＮＳＳマスタ局５は、複数のＧＮＳＳモニタ局４（４ａ、４ｂ、４ｃ・・・）で受信したＧＮＳＳ情報を集約し、各ＧＮＳＳ情報を比較するとともに、この集約したＧＮＳＳ情報から広域における正常なＧＮＳＳ情報を作成する機能と、この作成した広域における正常なＧＮＳＳ情報を、ネットワーク８を介して航空機航法性能推定マスタ局６へ送信する機能とを有している。
The GNSS master station 5 aggregates GNSS information received by a plurality of GNSS monitor stations 4 (4a, 4b, 4c,...), Compares the GNSS information, and normal GNSS in a wide area from the aggregated GNSS information. It has a function of creating information and a function of transmitting the created normal GNSS information in a wide area to the aircraft navigation performance
６は航空機航法性能推定マスタ局で、航空機モニタ局３（３ａ、３ｂ、３ｃ・・・）でそれぞれ受信した航空機の位置情報（座標、高度）とＧＮＳＳマスタ局５で作成した広域における正常なＧＮＳＳ情報とをネットワーク８を介して受信する機能と、広域における正常なＧＮＳＳ情報を用いて、航空機の位置に対応したＧＮＳＳの航法性能を表す情報を算出する機能と、この算出したＧＮＳＳの航法性能を表す情報を用いて航法性能の推定値を算出する機能と、この算出した航法性能の推定値により、航空機の正常な航法性能を表す情報を推定する機能と、この推定した航空機の正常な航法性能を表す情報（航法性能の推定値）を、ネットワーク８を介して航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局７へ送信する機能とを有している。なお、この航法性能の推定値は、航空機に対し電波干渉等の外的要因がなければ、航空機の現在位置において本来発揮されるべき航空機の航法性能を示している。
航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局７は、航空機モニタ局３（３ａ、３ｂ、３ｃ・・・）でそれぞれ受信した航空機の位置情報（座標、高度）と航空機航法性能推定マスタ局６で推定した航空機の正常な航法性能を表す情報（航法性能の推定値）とをネットワーク８を介して受信する機能と、航空機航法性能推定マスタ局６で推定した航空機の正常な航法性能を表す情報である航法性能の推定値と、航空機から送信される航空機の航法性能を表す情報である航法性能の実際値とを比較する機能と、航法性能の推定値と航法性能の実際値とを判定する機能と、航法性能の推定値と航法性能の実際値とが相違するとともに、判定した航法性能の推定値が正常で、且つ、判定した航法性能の実際値が異常の場合、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）の航法性能の劣化と検出する機能を有している。
The aircraft GNSS
なお、この実施例では、航空機航法性能推定マスタ局６で算出した航空機の位置に対応したＧＮＳＳの航法性能を表す情報は、航空機の水平方向の保護レベル（ＨＰＬ）データを用いている。また、航空機２から送信される航空機の航法性能を表す情報（航法性能の実際値）と、航空機航法性能推定マスタ局６で推定した航空機の正常な航法性能を表す情報（航法性能の推定値）は、ＮＩＣデータをその指標として用いている。
In this embodiment, the information representing the navigation performance of the GNSS corresponding to the position of the aircraft calculated by the aircraft navigation performance
このＮＩＣデータは、ＩＣＡＯにより規定されているもので、航法のインテグリティが確保される範囲を示した指標であり、ＮＩＣデータが経路または空域ごとに指定されたＲＮＰ値を満足しない場合、当該航法を行ってはならない旨規定されている。また、このＮＩＣデータは、モードＳ質問への応答あるいはＡＤＳ−Ｂ情報の一部として、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）の応答装置から送信されている情報の中に含まれている。 This NIC data is defined by ICAO and is an index indicating the range within which navigation integrity is ensured. If the NIC data does not satisfy the RNP value specified for each route or airspace, the navigation It is stipulated that it must not be done. This NIC data is included in the information transmitted from the response device of the aircraft 2 (2A, 2B, 2C,...) As part of the response to the mode S question or the ADS-B information. Yes.
なお、航法性能の判定に用いられるＲＮＰ値は、広域航法（RNAV：aRea NAVigation）の利用に供するために経路または空域ごとに設定されている航法性能要件で、日本においては後述する表２のように６つの航法性能が設定されている。これらの航法性能要件の何れかが経路または空域ごとに指定されており、例えば、「ＲＮＰ４」として指定された経路または空域では、航法性能の指定されたＲＮＰ値は４であり、要求される航法精度としては「４ＮＭ以内」、即ち、誤差としては全飛行時間中少なくとも９５％は±４ＮＭの範囲になければならず、これをＮＩＣデータに換算すると「３以上」となり、この経路または空域を飛行する際にはＮＩＣデータが３以上であることを求められることを示している。この経路または空域ごとに指定されたＲＮＰ値は、航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局７にデータベースとして登録されているとともに、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）のＦＭＳ（Flight Management System：飛行管理装置）（図示せず）にもデータベースとして登録されている。
The RNP value used to determine navigation performance is the navigation performance requirement set for each route or airspace for use in wide area navigation (RNAV: aRea NAVigation). The six navigation performances are set. Any of these navigation performance requirements are specified for each route or airspace. For example, in a route or airspace specified as “RNP4”, the specified RNP value for navigation performance is 4, and the required navigation The accuracy is "within 4 NM", that is, the error must be at least 95% of the total flight time in the range of ± 4 NM. When converted to NIC data, this is "3 or more", and this route or airspace will be flew. This indicates that the NIC data is required to be 3 or more. The RNP value designated for each route or airspace is registered as a database in the aircraft GNSS
従って、この実施例では、航空機航法性能推定マスタ局６は、ＧＮＳＳマスタ局５で作成した広域における正常なＧＮＳＳ情報と、航空機モニタ局３（３ａ、３ｂ、３ｃ・・・）で受信した航空機の位置情報（座標、高度）とから、航空機の位置に対応した航空機の水平方向の保護レベル（ＨＰＬ）データを求める機能と、この保護レベル（ＨＰＬ）データをＮＩＣデータに換算する機能とを有し、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）の位置に対応した航空機の水平方向の保護レベル（ＨＰＬ）データを求めて、このＨＰＬデータをＮＩＣデータに換算することにより、ＮＩＣデータ推定値を算出している。このＮＩＣデータ推定値は、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）の現在位置において、航空機に対し電波干渉等の外的要因がなければ、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）から本来送信されて然るべきＮＩＣデータであり、ＮＩＣデータ推定値により、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）の航法性能を推定している。このＮＩＣデータ推定値は、ネットワーク８を介して航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局７へ送信される。
Therefore, in this embodiment, the aircraft navigation performance
航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局７は、この実施例では、航空機航法性能推定マスタ局６で推定したＮＩＣデータ推定値と、実際に航空機から送信されているＮＩＣデータであるＮＩＣデータ実際値とを比較する機能と、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値とを判定する機能とを有し、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値とが相違するとともに、判定したＮＩＣデータ推定値が正常で、且つ、判定したＮＩＣデータ実際値が異常の場合、さらには、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値とがいずれも正常と判定された場合であっても、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値との差が２以上ある場合、又は、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値との差が１であるが瞬間的な差異に収まらない場合に、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）の航法性能の劣化と検出する機能を有している。
In this embodiment, the aircraft GNSS
換言すれば、航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局７は、航空機航法性能推定マスタ局６で推定したＮＩＣデータ推定値が正常であるのに対し、実際に航空機から送信されているＮＩＣデータ実際値が異常の場合、若しくは、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値とがいずれも正常であったとしても、ＮＩＣデータ推定値と比較して、ＮＩＣデータ実際値が極端に悪い場合や、ＮＩＣデータ実際値が極端に悪い状態ではないが、この状態が長く続く場合に、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）の航法性能の劣化と検出している。なお、この実施例では、航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局７は、データベースに予め登録しているＲＮＰ値をもとに換算したＮＩＣデータの条件を満足する場合には正常、満足しない場合には異常として、ＮＩＣデータ推定値やＮＩＣデータ実際値を判定している。
In other words, the aircraft GNSS
なお、この実施例では、ＧＮＳＳマスタ局５と航空機航法性能推定マスタ局６と航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局７とは、互いに独立した構成となっているが、これに限定されるものではなく、ＧＮＳＳマスタ局５の有する機能と、航空機航法性能推定マスタ局６の有する機能と、航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局７の有する機能とを備えた１つのマスタ局に統合し、この１つのマスタ局で情報を一括で処理するように構成しても良い。
In this embodiment, the GNSS master station 5, the aircraft navigation performance
次に、作用動作について、図１〜図６を参照して説明する。
まず、ＡＤＳ−Ｂ情報としては、航空機のＩＤ番号（モードＳコード、航空機がセットした値でＩＣＡＯが管理している）、航空機の座標（経度、緯度）、速度（水平速度、上昇下降速度）、高度（ＧＰＳからの情報と気圧高度計情報）、航空機の進行方向、システムの状態、スコークコードがある。なお、航空機の便名やルート情報等は含まれていない。
Next, the operation will be described with reference to FIGS.
First, as the ADS-B information, the aircraft ID number (mode S code, the value set by the aircraft is managed by ICAO), the aircraft coordinates (longitude, latitude), and speed (horizontal speed, ascent and descent speed) , Altitude (information from GPS and barometric altimeter information), aircraft direction of travel, system status, and squeak code. Aircraft flight numbers and route information are not included.
前述したように、日本国内では、まだＡＤＳ−Ｂ装備は義務づけられておらず、衛星航法システムを利用する場合には、モードＳ情報（二次監視レーダのモードＳ質問への応答信号）が利用されている。従って、この実施例では、モードＳ情報を利用して実験したが、ＡＤＳ−Ｂ情報を用いても同様である。 As mentioned above, ADS-B equipment is not required in Japan, and mode S information (response signal to mode S question of secondary monitoring radar) is used when using satellite navigation system. Has been. Therefore, in this embodiment, the experiment was performed using the mode S information, but the same applies when using the ADS-B information.
図２に示すように、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）は、航法にＧＮＳＳを用いるとともに、少なくとも航空機の航法性能を表す情報と位置情報（座標、高度）とを送信する応答装置を有している。そこで、ＧＰＳを用いて飛行中の航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）は、ＧＰＳ衛星１（１ａ、１ｂ、１ｃ・・・）からの測位信号（ＧＰＳ情報）を受信して、自機の測位を行うとともに、自機で受信できたＧＰＳ衛星の配置の情報から、自機（航空機）の航法性能を表す情報（航法性能の実際値）としてＮＩＣデータの算出を行う。この実施例では、航空機（自機）の航法性能を表す情報は、ＮＩＣデータを指標として用いており、この算出したＮＩＣデータは、航空機から送信されるＡＤＳ−Ｂ情報やモードＳ情報の一部として組み込まれる。 As shown in FIG. 2, the aircraft 2 (2A, 2B, 2C...) Uses GNSS for navigation, and transmits at least information representing the navigation performance of the aircraft and position information (coordinates, altitude). have. Therefore, the aircraft 2 (2A, 2B, 2C...) In flight using GPS receives a positioning signal (GPS information) from the GPS satellite 1 (1a, 1b, 1c. In addition to positioning the aircraft, NIC data is calculated as information representing the navigation performance of the aircraft (aircraft) (actual value of the navigation performance) from the information on the GPS satellite arrangement received by the aircraft. In this embodiment, the information indicating the navigation performance of the aircraft (own aircraft) uses NIC data as an index, and the calculated NIC data is a part of ADS-B information and mode S information transmitted from the aircraft. Incorporated as.
ＧＮＳＳを用いて測位した自機の位置は、航空機に搭載されている高度センサからの高度情報とともに、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）の位置情報（座標、高度）として、航空機から送信されるＡＤＳ−Ｂ情報やモードＳ情報の一部として組み込まれる。また、算出したＮＩＣデータも同様に、航空機から送信されるＡＤＳ−Ｂ情報やモードＳ情報の一部として組み込まれる。これらの情報は、ＡＤＳ−Ｂ情報の一部として送信する場合は、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）から自動的に送信され、モードＳ情報の一部として送信する場合は、二次監視レーダからのモードＳ質問があった場合に、その応答として、それぞれ航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）から自動的に送信されている。 The position of the aircraft measured using GNSS is the position information (coordinates, altitude) of the aircraft 2 (2A, 2B, 2C...) Along with the altitude information from the altitude sensor mounted on the aircraft. It is incorporated as a part of ADS-B information and mode S information to be transmitted. Similarly, the calculated NIC data is also incorporated as part of ADS-B information and mode S information transmitted from the aircraft. These pieces of information are automatically transmitted from the aircraft 2 (2A, 2B, 2C,...) When transmitted as a part of the ADS-B information, and two times when transmitted as a part of the mode S information. When there is a mode S question from the next monitoring radar, the response is automatically transmitted from the aircraft 2 (2A, 2B, 2C...), Respectively.
ここで、ＧＰＳ衛星１からのＧＰＳ情報は、ＧＰＳ衛星１がどのくらいの性能で情報を送信しているか、ＧＰＳ衛星１の配置はどのくらいか、との２つのパラメータにより決定される。ＮＩＣデータ（ＨＰＬから換算する）とは、航空機２はどのくらいの誤差範囲（現時点では１０−７）で保護レベル（以下、ＨＰＬと記す）円の中にいるかを示す情報で、この情報は航空機毎の（固有の）パラメータを除けばＧＰＳ衛星１の配置のみで決定される。即ち、航空機毎の（固有の）パラメータは最初に登録しておけば良いので、求める際のパラメータは１つである。従って、他の誤差要因、例えば電離層遅延などの誤差要因に依らずに、ＧＰＳ衛星１の配置の１パラメータのみで求めることが出来るので、信頼性が高い。さらに、ＮＩＣデータと同じくＡＤＳ−Ｂ情報に含まれているデータであって、２パラメータの測位精度を表すデータであるＦＯＭ（Figure of Merit）又はＮＡＣＰ（Navigation Accuracy Category for Position）を併用することで、さらに信頼性を高めることが可能である。
Here, the GPS information from the GPS satellite 1 is determined by two parameters such as how much the GPS satellite 1 is transmitting information and how much the GPS satellite 1 is arranged. The NIC data (converted from HPL) is information indicating how much error range (currently 10-7 ) the
航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）からＡＤＳ−Ｂ情報やモードＳ情報の一部として送信される航空機の航法性能を表す情報と位置情報（座標、高度）は、既知点に設置された航空機モニタ局３（３ａ，３ｂ、３ｃ・・・）で受信され（ステップ１）、航空機の航法性能を表す情報として航空機２のＮＩＣデータが取得される（ステップ２）。このＮＩＣデータは、実際に航空機から送信されるＮＩＣデータであるＮＩＣデータ実際値として航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局７へネットワーク８を介して送信される。一方、航空機２の位置情報は、航空機航法性能推定マスタ局６と航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局７へネットワーク８を介して送信される（ステップ３）。
Information indicating the navigation performance of the aircraft and position information (coordinates, altitude) transmitted as a part of ADS-B information and mode S information from the aircraft 2 (2A, 2B, 2C...) Are installed at known points. Received by the aircraft monitor station 3 (3a, 3b, 3c...) (Step 1), and NIC data of the
なお、この実施例の場合、航空機２の位置情報は、航空機モニタ局３（３ａ、３ｂ、３ｃ・・・）から送信されたデータを用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、少なくとも３つの航空機モニタ局３（３ａ、３ｂ、３ｃ・・・）で受信した航空機２からの信号を用いて航空機航法性能推定マスタ局６で航空機２の測位を行っても良いし、別途二次監視レーダ（ＳＳＲ）等の監視データから送信された航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）の位置情報（座標及び高度）を用いても良い。
In this embodiment, the position information of the
一方、ＧＮＳＳ衛星１から送信されるＧＮＳＳ情報は、ＧＮＳＳモニタ局４（４ａ、４ｂ、４ｃ・・・）でそれぞれ受信される（ステップ４）。次いで、これら複数のＧＮＳＳモニタ局４（４ａ、４ｂ、４ｃ・・・）でそれぞれ受信したＧＮＳＳ情報は、ＧＮＳＳマスタ局５で集約するとともに、各ＧＮＳＳ情報を比較する。さらに、ＧＮＳＳマスタ局５では、集約したＧＮＳＳ情報から広域における正常なＧＮＳＳ情報を作成する。この広域における正常なＧＮＳＳ情報は、ネットワーク８を介して航空機航法性能推定マスタ局６に送信される。
On the other hand, the GNSS information transmitted from the GNSS satellite 1 is received by the GNSS monitor stations 4 (4a, 4b, 4c...) (Step 4). Next, the GNSS information received by each of the plurality of GNSS monitor stations 4 (4a, 4b, 4c...) Is aggregated by the GNSS master station 5 and the GNSS information is compared. Furthermore, the GNSS master station 5 creates normal GNSS information in a wide area from the aggregated GNSS information. The normal GNSS information in the wide area is transmitted to the aircraft navigation performance
又、航空機航法性能推定マスタ局６では、広域における正常なＧＮＳＳ情報及びそれぞれの航空機について予め登録されている航空機の性能パラメータ（ステップ６）と、ネットワーク８を介して受信した航空機２の位置情報を用いて、航空機２の位置に対応した航空機２の水平方向の保護レベル（ＨＰＬ）を算出する。
In addition, the aircraft navigation performance
ＨＰＬデータとＮＩＣデータとは、後述する表１に示す関係となっており、この航空機２の水平方向の保護レベル（ＨＰＬ）を、さらにＮＩＣデータに換算してＮＩＣデータ推定値を算出することにより、航空機２の正常な航法性能を表す情報である航法性能の推定値を推定する（ステップ５）。
The HPL data and the NIC data have the relationship shown in Table 1 to be described later. By calculating the NIC data estimated value by further converting the horizontal protection level (HPL) of the
航空機航法性能推定マスタ局６で推定した航空機２の正常な航法性能を表す情報である航法性能の推定値（ＮＩＣデータ推定値）は、上記したように、航空機に対し電波干渉等の外的要因がなければ、航空機の現在位置において本来発揮されるべき航空機の航法性能を示しており、この航法性能の推定値（ＮＩＣデータ推定値）は、ネットワーク８を介して航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局７に送信される。
As described above, the estimated value of the navigation performance (NIC data estimated value), which is information representing the normal navigation performance of the
航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局７では、航空機モニタ局３（３ａ，３ｂ、３ｃ・・・）で受信した航空機２から送信される航空機の航法性能を表す情報である航法性能の実際値（ＮＩＣデータ実際値）と航空機の正常な航法性能を表す情報である航法性能の推定値（ＮＩＣデータ推定値）とを比較するとともに、経路または空域ごとに要求されるＲＮＰ値が予め登録されている航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局７のデータベースから、航空機２の位置において指定されるＲＮＰ値を求め、この航空機２の位置におけるＲＮＰ値をＮＩＣデータの条件に換算し、この航空機２の位置におけるＮＩＣデータの条件を用いて航法性能の推定値と航法性能の実際値とをそれぞれ判定する（ステップ７）。
In the aircraft GNSS
航法性能の推定値（ＮＩＣデータ推定値）と航法性能の実際値（ＮＩＣデータ実際値）とを比較及び判定した結果、航法性能の推定値（ＮＩＣデータ推定値）と航法性能の実際値（ＮＩＣデータ実際値）とが両方とも正常の場合（航空機２の位置において指定されるＲＮＰ値から換算したＮＩＣデータの条件を満たす場合）、航空機２におけるＧＮＳＳの受信環境は、電波干渉等もなく正常で、航空機２の航法性能は正常と判定する（ステップ８）。
As a result of comparing and judging the estimated value of the navigation performance (NIC data estimated value) and the actual value of the navigation performance (NIC data actual value), the estimated value of the navigation performance (NIC data estimated value) and the actual value of the navigation performance (NIC Data actual value) is normal (when the condition of NIC data converted from the RNP value specified at the position of the
航法性能の推定値（ＮＩＣデータ推定値）と航法性能の実際値（ＮＩＣデータ実際値）とが相違するとともに、航法性能の推定値（ＮＩＣデータ推定値）が正常（航空機２の位置において指定されるＲＮＰ値から換算したＮＩＣデータの条件を満たす場合）で、且つ、航法性能の実際値（ＮＩＣデータ実際値）が異常の場合（航空機２の位置において指定されるＲＮＰ値から換算したＮＩＣデータの条件を満たさない場合）、航空機２におけるＧＮＳＳの受信環境は、電波干渉等の何らかの外的要因により悪くなっており、航空機２は当該航法を行ってはならない状態、即ち、航法にＧＮＳＳを用いてはならない状態（ＧＮＳＳアウテージ）となり、航空機２の航法性能は劣化していると検出する（ステップ９）。
The estimated value of the navigation performance (NIC data estimated value) is different from the actual value of the navigation performance (NIC data actual value), and the estimated value of the navigation performance (NIC data estimated value) is normal (specified at the position of the aircraft 2). Of the NIC data converted from the RNP value), and the actual navigation performance value (NIC data actual value) is abnormal (the NIC data converted from the RNP value specified at the position of the aircraft 2). If the condition is not met), the reception environment of the GNSS in the
さらに、航法性能の推定値（ＮＩＣデータ推定値）と航法性能の実際値（ＮＩＣデータ実際値）とがいずれも正常と判定された場合であっても、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値との差が２以上ある場合、又は、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値との差が１であるが瞬間的な差異に収まらない場合、即ち、両方とも正常（航空機２の位置において指定されるＲＮＰ値から換算したＮＩＣデータの条件を満たす場合）であっても、ＮＩＣデータ実際値がＮＩＣデータ推定値よりＮＩＣデータとして２以上悪い場合、又は、ＮＩＣデータ実際値がＮＩＣデータ推定値よりＮＩＣデータとして１悪い状態でしかないものの、その悪い状態が瞬間的な差異に収まらない場合に、ＧＮＳＳアウテージとはなっていないものの、電波干渉等の何らかの外的要因、又は、本来想定されるＧＮＳＳの環境が想定よりも劣化していることにより航空機２におけるＧＮＳＳの受信環境が悪くなっているため、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）の航法性能は劣化していると検出する（ステップ９）。
Furthermore, even if it is determined that both the estimated navigation performance value (NIC data estimated value) and the actual navigation performance value (NIC data actual value) are normal, the NIC data estimated value and the NIC data actual value If there is a difference of 2 or more, or the difference between the NIC data estimated value and the NIC data actual value is 1 but does not fall within the instantaneous difference, that is, both are normal (specified at the position of the aircraft 2) Even if the condition of the NIC data converted from the RNP value is satisfied), if the NIC data actual value is 2 or more worse than the NIC data estimated value as the NIC data, or the NIC data actual value is more than the NIC data estimated value, the NIC data If there is only one bad condition, but the bad condition does not fall within a momentary difference, it is not a GNSS outage, but radio interference Aircraft 2 (2A, 2B, 2C, etc.) because the GNSS reception environment in the
このようにして、航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局７では、航空機モニタ局３（３ａ、３ｂ、３ｃ・・・）から受信した航空機の実際のＮＩＣデータ（ＮＩＣデータ実際値）と、航空機航法性能推定マスタ局６で推定した航空機のＮＩＣデータ推定値（正常なＮＩＣデータ）とを比較するとともに判定して、各航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）が、航法性能の劣化、いわゆる“ＧＮＳＳアウテージ”に陥っているか否かを常時監視している。
In this way, in the aircraft GNSS
以下、発明者が実際に実験した状況について説明する。
現時点における衛星航法の現場では、ＧＮＳＳを用いて飛行している航空機２から送信されているＡＤＳ−Ｂ情報あるいはモードＳ応答信号が、下記の（１）〜（３）の状態の場合には、この航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）は、“ＧＮＳＳアウテージ”（ＧＮＳＳが使用出来ない状態）であり、航空機２は、地上の航法装置、例えば、ＶＯＲやＤＭＥ等を用いて飛行している。
（１）ＮＩＣ−＞劣化
（２）ＳＩＬ（Source Integrity Level） “３”−＞３以外に劣化
（３）ＳＩＬＳＵＰＰ（Source Integrity Level Supplement） “０”−＞０以外
Hereinafter, a situation where the inventor actually experimented will be described.
At the site of satellite navigation at the present time, when the ADS-B information or the mode S response signal transmitted from the
(1) NIC-> Degradation (2) SIL (Source Integrity Level) Degradation other than “3”-> 3 (3) SIL SUPP (Source Integrity Level Supplement) Other than “0”-> 0
従って、航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局７では、この状態を監視しており、“ＧＮＳＳアウテージ”となっている航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）の航法性能を、地上の管制官に報告する。
Therefore, the aircraft GNSS
ここで、“ＧＮＳＳアウテージ”となる原因としては、下記の（１）〜（３）の３つがある。以下、これら３つの原因について検討する。
（１）機上受信機の故障による場合
（２）電波干渉（ＲＦＩ）による場合
（３）ＧＮＳＳ衛星１の配置による場合
Here, there are three causes (1) to (3) as the cause of the “GNSS outage”. Hereinafter, these three causes will be examined.
(1) In case of failure of on-board receiver (2) In case of radio interference (RFI) (3) In case of arrangement of GNSS satellite 1
上記３つの原因のうち、まず、（１）機上受信機の故障による場合について説明する。
航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・）は、通常、安全上の要請により複数の予備の機上受信機を備えており、“ＧＮＳＳアウテージ”が表示された場合には、切換指示が表示されるので、パイロットは予備の機上受信機に切換えれば良い。その結果、“ＧＮＳＳアウテージ”が解消されれば、（１）機上受信機の故障が原因であると判断出来るので、問題は解決される。
Of the above three causes, first, (1) the case of the failure of the on-board receiver will be described.
Aircraft 2 (2A, 2B, 2C,...) Normally has a plurality of spare on-board receivers for safety reasons. When “GNSS OUTAGE” is displayed, a switching instruction is displayed. Therefore, the pilot may be switched to a spare on-board receiver. As a result, if “GNSS outage” is resolved, (1) it can be determined that the failure is due to the on-board receiver, so the problem is solved.
一方、予備の機上受信機に切り換えても“ＧＮＳＳアウテージ”が解消されない場合には、（１）機上受信機の故障が原因ではないことが判明するとともに、（２）電波干渉（ＲＦＩ）による場合、あるいは（３）ＧＮＳＳ衛星１の配置が悪い場合のいずれかが原因であることが判明する。 On the other hand, if the “GNSS outage” is not resolved even after switching to the spare on-board receiver, (1) it will be found that the failure of the on-board receiver is not the cause, and (2) radio wave interference (RFI). Or (3) the GNSS satellite 1 is poorly located.
この場合、残りの（２）電波干渉（ＲＦＩ）による場合、あるいは（３）ＧＮＳＳ衛星１の配置が悪い場合のいずれの場合にあっても、航空機におけるＧＮＳＳ受信状況が悪いために“ＧＮＳＳアウテージ”が引き起こされていることが原因ではあるが、この航空機におけるＧＮＳＳ受信状況が悪くなった原因を地上から直接観測することは困難である。 In this case, the GNSS reception status in the aircraft is poor because the GNSS reception status in the aircraft is “GNSS outage” regardless of whether the remaining (2) is due to radio wave interference (RFI) or (3) the GNSS satellite 1 is poorly positioned. However, it is difficult to directly observe the cause of the poor GNSS reception status on this aircraft from the ground.
そこで、発明者は、間接的に観測出来れば良いのではないかと考えた。即ち、“ＧＮＳＳアウテージ”の原因が、（３）ＧＮＳＳ衛星１の配置が悪い場合によるものであるならば、航空機の位置におけるＧＮＳＳ衛星の配置を地上で求めた場合、同様に悪いと考えられる。一方で、原因が（２）電波干渉（ＲＦＩ）による場合には、地上で求めた航空機の位置におけるＧＮＳＳ衛星の配置は悪くないと考えられる。 Then, the inventor thought that it should just be able to observe indirectly. That is, if the cause of the “GNSS outage” is due to (3) the poor placement of the GNSS satellite 1, it can be considered as bad when the placement of the GNSS satellite at the position of the aircraft is obtained on the ground. On the other hand, when the cause is due to (2) radio wave interference (RFI), it is considered that the arrangement of the GNSS satellites at the position of the aircraft obtained on the ground is not bad.
従って、航空機の位置におけるＧＮＳＳ衛星の配置を地上で求め、航空機の位置におけるＧＮＳＳ衛星１の配置が悪いか否かを判断することにより、間接的に観測することが出来るのではないかと考えた。 Therefore, it was considered that the GNSS satellite arrangement at the aircraft position was found on the ground and it was possible to indirectly observe by determining whether the GNSS satellite 1 arrangement at the aircraft position was bad.
このＧＮＳＳ衛星１の配置の善し悪しの判断については、航空機のＧＮＳＳの航法性能を表す情報であって、求める際のパラメータがＧＮＳＳ衛星１の配置である航空機２の水平方向の保護レベル（ＨＰＬ）を、下記の表１をもとにＮＩＣデータに換算した上で、このＮＩＣデータを用いて行う。
The determination of whether the arrangement of the GNSS satellite 1 is good or bad is information indicating the navigation performance of the aircraft's GNSS, and the horizontal protection level (HPL) of the
表１は、ＮＩＣデータとＨＰＬデータとの関係を示すもので、上記したように、この表１に基づいてＨＰＬデータをＮＩＣデータに換算する。例えば、航空機航法性能推定マスタ局６で計算した航空機２の位置における航空機２のＧＮＳＳの航法性能を表す情報、即ち、航空機２のＨＰＬデータが、３６９ｍ〜１８５ｍの場合には、ＮＩＣデータ（推定値）は７と換算され、ＨＰＬデータが５５５ｍ〜３７０ｍの場合には、ＮＩＣデータは６と換算される。
Table 1 shows the relationship between NIC data and HPL data. As described above, HPL data is converted into NIC data based on Table 1. For example, when the aircraft navigation performance
また、広域航法の利用に供するため、日本では経路または空域ごとに許容される航法性能が指定されており、現在下記の表２に示す６つの航法性能が設定されている。 In addition, in order to use wide-area navigation, in Japan, navigation performance that is allowed for each route or airspace is specified, and currently six navigation performances shown in Table 2 below are set.
表２は、日本で設定されている航法性能を示すもので、例えば、「ＲＮＰ４」として指定された経路または空域では、航法性能の指定されたＲＮＰ値は４であり、要求される航法精度としては「４ＮＭ以内」、即ち、誤差としては全飛行時間中少なくとも９５％は±４ＮＭの範囲になければならず、これをＮＩＣデータに換算すると「３以上」となる。従って、この「ＲＮＰ４」として指定された経路または空域を飛行する際には、ＮＩＣデータが３以上であることを求められることを示している。 Table 2 shows the navigation performance set in Japan. For example, in the route or airspace designated as “RNP4”, the designated RNP value of the navigation performance is 4, and the required navigation accuracy is as follows. “Within 4 NM”, that is, as an error, at least 95% of the total flight time must be in the range of ± 4 NM, which is “3 or more” when converted to NIC data. Therefore, it indicates that the NIC data is required to be 3 or more when flying on the route or airspace designated as “RNP4”.
なお、現状では日本はＡＤＳ−Ｂを義務化してはいないが、米国などにおいては、ＡＤＳ−Ｂが義務化されており、ＡＤＳ−Ｂを義務化している経路または空域では、ＮＩＣデータが７以上であることが求められている。 At present, Japan does not mandate ADS-B, but ADS-B is mandated in the United States, etc., and there are 7 or more NIC data in the route or airspace that mandates ADS-B. It is required to be.
上記したように、航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局７では、このＮＩＣデータが航空機２の飛行している経路または空域において指定されるＲＮＰ値から換算したＮＩＣデータの条件を満たす場合に正常と判定し、満たさない場合には異常と判定する。例えば、上記例のように「ＲＮＰ４」として指定された経路または空域を航空機２が飛行している場合（指定されたＲＮＰ値が４の場合）、この指定されたＲＮＰ値から換算されるＮＩＣデータの条件は「３以上」であるので、ＮＩＣデータが３以上の場合は正常と判定される。同じ例において、ＮＩＣデータが２以下の場合には、上述したように当該航法を行ってはならないとＩＣＡＯにより規定されており、航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局７では、異常と判定され、その際、航空機２がＧＮＳＳを用いて航法を行っていた場合には、いわゆる“ＧＮＳＳアウテージ”となっていることを表わしている。
As described above, the aircraft GNSS
次に、発明者がこの発明の航法性能の推定方法を用いて行った実験について、図３〜図６に基づいて詳細に説明する。図３は、同じ時間帯に付近を飛行中のＧＮＳＳを用いて航法を行う機能を備えた３機の航空機について、発明者がこの発明の航法性能の推定方法を用いて実験を行った際の実験装置の構成を示す概念図である。 Next, experiments conducted by the inventor using the navigation performance estimation method of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 3 shows the results of the experiment conducted by the inventor using the navigation performance estimation method of the present invention for three aircraft equipped with a navigation function using GNSS in the vicinity of the same time zone. It is a conceptual diagram which shows the structure of an experimental apparatus.
図４〜図６は、発明者がこの発明の航法性能の推定方法を用いて実験を行った際の実験結果を示す図で、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、航法にＧＮＳＳを用いて飛行中の航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）からそれぞれ送信されているＮＩＣデータ（以下、ＮＩＣデータ実際値と記す）を、発明者が実際に測定した結果を示している。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）の水平方向の保護レベル（ＨＰＬ）の計算値を示す図、図６は図４に示すＮＩＣデータ実際値と、図５に示すＨＰＬをＮＩＣデータに換算したＮＩＣデータ推定値とを比較・判定する図である。 4 to 6 are diagrams showing experimental results when the inventor conducted experiments using the navigation performance estimation method of the present invention. FIGS. 4 (a), 4 (b), and 4 (c) are navigation diagrams. 3 shows the results of actual measurement of NIC data (hereinafter referred to as NIC data actual values) transmitted from the aircraft 2 (2A, 2B, 2C) in flight using GNSS. 5A, 5B, and 5C are diagrams showing calculated values of the horizontal protection level (HPL) of the aircraft 2 (2A, 2B, 2C), and FIG. 6 is the actual NIC data shown in FIG. It is a figure which compares and determines the value and the NIC data estimated value which converted HPL shown in FIG. 5 into NIC data.
まず、図３を用いて説明する。この実験においては、ＧＮＳＳに用いるＧＮＳＳ衛星として、ＧＰＳ衛星１（１ａ、１ｂ、１ｃ・・・）を用いており、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）は、ＡＤＳ−Ｂ情報を発信可能なモードＳトランスポンダ（応答装置）を搭載しており、ＡＤＳ−Ｂ情報を送信している。 First, it demonstrates using FIG. In this experiment, the GPS satellite 1 (1a, 1b, 1c...) Is used as the GNSS satellite used for the GNSS, and the aircraft 2 (2A, 2B, 2C) can transmit ADS-B information. An S transponder (response device) is mounted, and ADS-B information is transmitted.
図３において、１３は１０９０ＭＨｚの周波数で送信されているモードＳ応答信号やＡＤＳ−Ｂ情報を受信可能な受信機で、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）から送信されているＡＤＳ−Ｂ情報を受信している。ＧＰＳ受信機１４は、ＧＰＳ衛星１（１ａ、１ｂ、１ｃ・・・）から送信されるＧＰＳ情報を受信し、ＰＣ１５は、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）から送信されるＡＤＳ−Ｂ情報からＮＩＣ実際値を取得するとともに、ＧＰＳ情報を用いて航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）のＮＩＣ推定値を求める計算処理を行っている。
In FIG. 3,
まず、図２におけるステップ１と同様に、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）から送信されているＡＤＳ−Ｂ情報を受信機１３で受信し、ＰＣ１５においてこのＡＤＳ−Ｂ情報をデコードして、図２におけるステップ２、ステップ３と同様に、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）のＮＩＣデータ実際値と、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）の位置情報（座標、高度）を取得する。この取得したＮＩＣデータ実際値を図４に示す。
First, as in Step 1 in FIG. 2, the ADS-B information transmitted from the aircraft 2 (2A, 2B, 2C) is received by the
図４は実際の測定結果を示し、（ａ）は航空機２Ａ、（ｂ）は航空機２Ｂ、（ｃ）は航空機２Ｃについて、それぞれ実際に取得したＮＩＣデータ（ＮＩＣデータ実際値）を示すもので、横軸は世界協定時（ＵＴＣ：Universal Time, Cordinated）（ｈ）、縦軸はＮＩＣデータ（指標につき無単位）を示している。
FIG. 4 shows the actual measurement results, (a) shows the
例えば、図４（ａ）に示すように、航空機１２ＡからのＮＩＣデータ実際値は、５：４５（ｈ）〜５：５０（ｈ）頃迄は７であるが、５：５０（ｈ）頃から６に下がり、次いで、５：５３（ｈ）頃迄からは、再び７に上がることがわかる。 For example, as shown in FIG. 4A, the NIC data actual value from the aircraft 12A is 7 from about 5:45 (h) to 5:50 (h), but about 5:50 (h). It turns out that it falls to 6, and then rises again to 7 until around 5:53 (h).
一方、図２におけるステップ４と同様に、ＧＰＳ衛星１（１ａ、１ｂ、１ｃ・・・）から送信されるＧＰＳ情報をＧＰＳ受信機１４で受信する。この受信したＧＰＳ情報のうち、ＧＰＳ衛星１（１ａ、１ｂ、１ｃ・・・）の配置に関するパラメータと、ＰＣ１５で取得した航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）の位置情報（座標、高度）と、予め登録されている航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）の性能パラメータとを用いて、航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）の位置に対応した航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）の水平方向の保護レベル（ＨＰＬ）を算出する。このＰＣ１５で算出したＨＰＬデータを図５に示す。
On the other hand, GPS information transmitted from the GPS satellite 1 (1a, 1b, 1c...) Is received by the
図５は、航空機の位置情報とＧＰＳ情報を用いてＨＰＬデータを計算した結果を示し、（ａ）は航空機２Ａ、（ｂ）は航空機２Ｂ、（ｃ）は航空機２Ｃについて、それぞれのＨＰＬデータを示すもので、横軸は世界協定時（ｈ）、縦軸はＨＰＬデータ（ｍ）を示している。また、この図５において、実線が航空機のＨＰＬデータ、点線はＮＩＣデータの６と７との境界である０．２（ＮＭ）を示している。図４に示す結果もその様になっているが、日本では、一日を通してどの場所でもＮＩＣデータが６〜７を示すことが普通であるので、この図５においては、ＮＩＣデータの６と７との境界を点線で示している。
FIG. 5 shows the results of calculating HPL data using aircraft position information and GPS information. (A) shows
上述したように、ＮＩＣデータとＨＰＬデータとは表１に示す関係があり、この表１に基づいてＨＰＬデータをＮＩＣデータに換算する。このようにして求めた航空機２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）のＮＩＣデータ推定値と、図４に示す取得したＮＩＣデータ実際値とを、図６に併せて示す。 As described above, the NIC data and the HPL data have the relationship shown in Table 1. Based on Table 1, the HPL data is converted into NIC data. FIG. 6 shows the NIC data estimated value of the aircraft 2 (2A, 2B, 2C) obtained in this way and the acquired NIC data actual value shown in FIG.
図６は、ＮＩＣデータ実際値と推定したＮＩＣデータ推定値とを比較評価するための図で、（ａ）は航空機２Ａ、（ｂ）は航空機２Ｂ、（ｃ）は航空機２Ｃについて、それぞれのＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値とを示すもので、実線は推定したＮＩＣデータ推定値を示し、・・・線は、図４に示すＮＩＣデータ実際値を示している。なお、横軸は世界協定時（ｈ）、縦軸はＮＩＣデータ（指標につき無単位）を示している。
6A and 6B are diagrams for comparing and evaluating the actual NIC data value and the estimated NIC data estimated value. FIG. 6A shows an
図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、航空機２Ａ〜航空機２Ｃにつて、いずれも実際のＮＩＣデータ実際値（・・・線で示す）と推定したＮＩＣデータ推定値（実線で示す）とは、ほぼ一致している。例えば、５：４５（ｈ）から推定しているＮＩＣ推定値は７であり、ほぼ同様に、実際のＮＩＣデータ実際値も７である。５：５０（ｈ）頃には、ＮＩＣ推定値及びＮＩＣデータ実際値ともに、６に下がり、又、５：５３（ｈ）頃には、ＮＩＣ推定値及びＮＩＣデータ実際値はともに、７に上がっており、ほぼ両ＮＩＣデータは一致していることが明らかである。図６に示す結果からわかるように、この発明による航法性能の推定方法を用いれば、地上にいながら、飛行中の航空機の航法性能を推定可能である。
As shown in FIGS. 6A to 6C, for the
このように、この発明による航法性能の推定方法を用いれば、地上にいながら、飛行中の航空機の航法性能を推定可能であることから、この推定方法により求めたＮＩＣデータ推定値と、航空機から送信されるＡＤＳ−Ｂ情報やモードＳ情報（モードＳ応答信号）に含まれるＮＩＣデータ（ＮＩＣデータ実際値）とを比較するとともに、判定することで、航空機の航法性能の劣化を検出することが出来る。 Thus, if the navigation performance estimation method according to the present invention is used, it is possible to estimate the navigation performance of an aircraft in flight while on the ground. The deterioration of the navigation performance of the aircraft can be detected by comparing and determining the NIC data (NIC data actual value) included in the transmitted ADS-B information and mode S information (mode S response signal). I can do it.
例えば、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値とが一致するとともに異常の場合（航空機２の位置において指定されるＲＮＰ値から換算したＮＩＣデータの条件を満たさない場合）、ＮＩＣデータ実際値が異常であることから、航空機は“ＧＮＳＳアウテージ”ではあるが、ＮＩＣデータ推定値もまた異常であることから、その原因はＧＮＳＳ衛星の配置が悪いためだと判断することが出来る。しかしながら、上述したように、通常は飛行前のフライトプラン作成時にＲＡＩＭ予測を行っているため、このような状況にはならない筈である。従って、フライトプラン作成時には把握できていなかった（メンテナンス等により）機能を発揮できないＧＮＳＳ衛星があることにより、ＧＮＳＳ衛星の配置が悪くなったと推測することが出来る。
For example, when the NIC data estimated value and the NIC data actual value match and are abnormal (when the condition of the NIC data converted from the RNP value specified at the position of the
また、ＮＩＣデータ推定値が正常（航空機２の位置において指定されるＲＮＰ値から換算したＮＩＣデータの条件を満たす場合）で、ＮＩＣデータ実際値が異常の場合、ＮＩＣデータ実際値が異常であることから、航空機は“ＧＮＳＳアウテージ”であり、ＮＩＣデータ推定値が正常であることから、その原因はＧＮＳＳ衛星の配置が悪いためではなく、電波干渉等の何らかの外的要因により航空機におけるＧＮＳＳの受信環境が悪くなっているために、航空機の航法性能が劣化していると検出することが出来る。
Also, if the NIC data estimated value is normal (when the condition of the NIC data converted from the RNP value specified at the position of the
さらに、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値とがともに正常であったとしても、ＮＩＣデータ実際値がＮＩＣデータ推定値より２以上悪い場合、又は、ＮＩＣデータ実際値がＮＩＣデータ推定値より１悪い状態でしかないものの、その悪い状態が瞬間的な差異に収まらない場合、航空機は“ＧＮＳＳアウテージ”になってはいないものの、電波干渉等の何らかの外的要因、又は、本来想定されるＧＮＳＳの環境が想定よりも劣化していることにより航空機におけるＧＮＳＳの受信環境が悪くなっているために、航空機の航法性能が劣化していると検出することが出来る。 Furthermore, even if both the NIC data estimated value and the NIC data actual value are normal, the NIC data actual value is two or more worse than the NIC data estimated value, or the NIC data actual value is one worse than the NIC data estimated value. If it is only a state, but the bad state does not fall within the instantaneous difference, the aircraft is not a “GNSS outage”, but some external factors such as radio interference, or the GNSS environment that is originally assumed Since the GNSS reception environment in the aircraft has deteriorated due to the deterioration of the GNSS from the assumption, it can be detected that the navigation performance of the aircraft has deteriorated.
なお、この実施例では、ＧＰＳ衛星及びＡＤＳ−Ｂ情報を利用しているが、これに限定されるものではなく、他の衛星、即ちＧＮＳＳ衛星に属する全ての衛星及びモードＳ情報でも同様であり、又、今後開発される他の放送システムであっても適用可能である。 In this embodiment, GPS satellite and ADS-B information are used. However, the present invention is not limited to this, and the same applies to other satellites, that is, all satellites belonging to the GNSS satellite and mode S information. Also, other broadcasting systems developed in the future can be applied.
航法にＧＮＳＳを用いた移動体（車や船舶等）の航法システムに適用可能である。また、ＧＮＳＳを用いた航空機の衛星航法においては、ＧＮＳＳアウテージが大きな課題となっているが、将来的に、地上からのＧＮＳＳアウテージの原因究明の際や、航空機にその原因を知らせるシステムに利用可能である。 The present invention can be applied to a navigation system of a mobile body (car, ship, etc.) using GNSS for navigation. In addition, GNSS outage is a major issue in satellite navigation of aircraft using GNSS, but it can be used in the future to investigate the cause of GNSS outage from the ground and to inform the aircraft of the cause. It is.
ＩＣＡＯでは、航空機へＧＮＳＳサービスを提供する国が責任を持ってＧＮＳＳを監視する必要性を示しているが、この方針にも対応することができる。
ＧＮＳＳの監視については、日本においても発明者の属する研究所が中心となって技術開発を進めてきた経緯があり、ＩＣＡＯにおいて、この発明による監視方法が受け入れられる可能性が十分に見込める。
Although ICAO indicates the need for countries that provide GNSS services to aircraft to monitor GNSS responsibly, this policy can be addressed.
Regarding the monitoring of GNSS, there is a background that the institute to which the inventor belongs has led the development of technology in Japan, and it is fully expected that the monitoring method according to the present invention can be accepted by ICAO.
１（１ａ、１ｂ、１ｃ・・・） ＧＮＳＳ衛星
２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・） 航空機
３（３ａ、３ｂ、３ｃ・・・） 航空機モニタ局
４（４ａ、４ｂ、４ｃ・・・） ＧＮＳＳモニタ局
５ ＧＮＳＳマスタ局
６ 航空機航法性能推定マスタ局
７ 航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局
８ ネットワーク
1 (1a, 1b, 1c ...) GNSS satellite 2 (2A, 2B, 2C ...) Aircraft 3 (3a, 3b, 3c ...) Aircraft monitor station 4 (4a, 4b, 4c ...) GNSS monitor station 5
Claims (16)
これら複数のＧＮＳＳモニタ局で受信したＧＮＳＳ情報を集約し、各ＧＮＳＳ情報を比較するとともに、この集約したＧＮＳＳ情報から広域における正常なＧＮＳＳ情報を作成するＧＮＳＳマスタ局と、
少なくとも前記ＧＮＳＳモニタ局と前記ＧＮＳＳマスタ局を結ぶネットワークとからなる衛星航法システムにおいて、
航空機は、航法にＧＮＳＳを用いるとともに、少なくとも航空機の航法性能を表す情報と位置情報（座標、高度）とを送信する応答装置を有し、
この航空機から送信される航空機の位置情報（座標、高度）を、既知点に設置された航空機モニタ局で受信し、
この航空機モニタ局で受信した航空機の位置情報（座標、高度）と、前記ＧＮＳＳマスタ局で作成した広域における正常なＧＮＳＳ情報とを、前記ネットワークを介して航空機航法性能推定マスタ局に送信し、
この航空機航法性能推定マスタ局では、前記広域における正常なＧＮＳＳ情報を用いて、前記航空機の位置に対応したＧＮＳＳの航法性能を表す情報を算出するとともに、この算出したＧＮＳＳの航法性能を表す情報を用いて航法性能の推定値を算出することにより、航空機の正常な航法性能を表す情報を推定すること
を特徴とする航空機の航法性能の推定方法。 A plurality of GNSS monitor stations installed at known points and receiving GNSS information transmitted from GNSS satellites;
A GNSS master station that aggregates GNSS information received by the plurality of GNSS monitor stations, compares each GNSS information, and creates normal GNSS information in a wide area from the aggregated GNSS information;
In a satellite navigation system comprising at least a network connecting the GNSS monitor station and the GNSS master station,
The aircraft has a response device that uses GNSS for navigation and transmits at least information indicating the navigation performance of the aircraft and position information (coordinates, altitude).
The aircraft position information (coordinates, altitude) transmitted from this aircraft is received by an aircraft monitor station installed at a known point,
The aircraft position information (coordinates, altitude) received by the aircraft monitor station and normal GNSS information in the wide area created by the GNSS master station are transmitted to the aircraft navigation performance estimation master station via the network,
The aircraft navigation performance estimation master station uses the normal GNSS information in the wide area to calculate information representing the navigation performance of the GNSS corresponding to the position of the aircraft, and information representing the calculated navigation performance of the GNSS. A method for estimating the navigation performance of an aircraft, characterized in that information representing the normal navigation performance of the aircraft is estimated by calculating an estimated value of the navigation performance.
を特徴とする請求項１に記載の航空機の航法性能の推定方法。 Information representing the navigation performance of the aircraft (actual value of navigation performance) and position information (coordinates, altitude) transmitted from the aircraft are information acquired from the response to the mode S question of the secondary monitoring radar or ADS-B information. The method for estimating the navigation performance of an aircraft according to claim 1, wherein:
を特徴とする請求項２に記載の航空機の航法性能の推定方法。 Information representing the navigation performance of the aircraft transmitted from the aircraft (actual value of navigation performance) and information representing the estimated normal navigation performance of the aircraft (estimation value of navigation performance) used NIC data as an index. The method for estimating the navigation performance of an aircraft according to claim 2.
これら複数のＧＮＳＳモニタ局で受信したＧＮＳＳ情報を集約し、各ＧＮＳＳ情報を比較するとともに、この集約したＧＮＳＳ情報から広域における正常なＧＮＳＳ情報を作成するＧＮＳＳマスタ局と、
少なくとも前記ＧＮＳＳモニタ局と前記ＧＮＳＳマスタ局を結ぶネットワークとからなる衛星航法システムにおいて、
航空機は、ＧＮＳＳを用いて航法を行う機能を備えているとともに、少なくとも航空機の航法性能を表す情報と位置情報（座標、高度）とを送信する機能とを有する応答装置を備え、
既知点に設置されるとともに、前記航空機から送信される前記位置情報（座標、高度）を受信する機能を有する航空機モニタ局と、
この航空機モニタ局で受信した航空機の位置情報（座標、高度）と、前記ＧＮＳＳマスタ局で作成した広域における正常なＧＮＳＳ情報とを前記ネットワークを介して受信する機能と、前記広域における正常なＧＮＳＳ情報を用いて、前記航空機の位置に対応したＧＮＳＳの航法性能を表す情報を算出する機能と、この算出したＧＮＳＳの航法性能を表す情報を用いて航法性能の推定値を算出する機能と、この算出した航法性能の推定値により、航空機の正常な航法性能を表す情報を推定する機能とを有する航空機航法性能推定マスタ局と
を有することを特徴とする航空機の航法性能の推定装置。 A plurality of GNSS monitor stations installed at known points and receiving GNSS information transmitted from GNSS satellites;
A GNSS master station that aggregates GNSS information received by the plurality of GNSS monitor stations, compares each GNSS information, and creates normal GNSS information in a wide area from the aggregated GNSS information;
In a satellite navigation system comprising at least a network connecting the GNSS monitor station and the GNSS master station,
The aircraft has a function of performing navigation using GNSS, and a response device having a function of transmitting at least information indicating the navigation performance of the aircraft and position information (coordinates, altitude).
An aircraft monitoring station installed at a known point and having a function of receiving the position information (coordinates, altitude) transmitted from the aircraft;
A function of receiving the position information (coordinates and altitude) of the aircraft received by the aircraft monitor station and the normal GNSS information in the wide area created by the GNSS master station via the network; and the normal GNSS information in the wide area A function for calculating information representing the navigation performance of the GNSS corresponding to the position of the aircraft, a function for calculating an estimated value of the navigation performance using the information representing the navigation performance of the calculated GNSS, and this calculation An aircraft navigation performance estimation device comprising: an aircraft navigation performance estimation master station having a function of estimating information representing the normal navigation performance of an aircraft based on the estimated value of navigation performance.
を特徴とする請求項４に記載の航空機の航法性能の推定装置。 Information representing the navigation performance of the aircraft (actual value of navigation performance) and position information (coordinates, altitude) transmitted from the aircraft are information acquired from the response to the mode S question of the secondary monitoring radar or ADS-B information. The apparatus for estimating navigation performance of an aircraft according to claim 4, wherein:
を特徴とする請求項５に記載の航空機の航法性能の推定装置。 Information representing the navigation performance of the aircraft transmitted from the aircraft (actual value of navigation performance) and information representing the estimated normal navigation performance of the aircraft (estimation value of navigation performance) used NIC data as an index. The aircraft navigation performance estimation apparatus according to claim 5, wherein:
これら複数のＧＮＳＳモニタ局で受信したＧＮＳＳ情報を集約し、各ＧＮＳＳ情報を比較するとともに、この集約したＧＮＳＳ情報から広域における正常なＧＮＳＳ情報を作成するＧＮＳＳマスタ局と、
少なくとも前記ＧＮＳＳモニタ局と前記ＧＮＳＳマスタ局を結ぶネットワークとからなる衛星航法システムにおいて、
航空機は、航法にＧＮＳＳを用いるとともに、少なくとも航空機の航法性能を表す情報と位置情報（座標、高度）とを送信する応答装置を有し、
この航空機から送信される航空機の航法性能を表す情報と位置情報（座標、高度）を、既知点に設置された航空機モニタ局で受信し、
この航空機モニタ局で受信した航空機の航法性能を表す情報（航法性能の実際値）と位置情報（座標、高度）と、前記ＧＮＳＳマスタ局で作成した広域における正常なＧＮＳＳ情報とを、前記ネットワークを介して航空機航法性能推定マスタ局に送信し、
この航空機航法性能推定マスタ局では、前記広域における正常なＧＮＳＳ情報を用いて、前記航空機の位置に対応したＧＮＳＳの航法性能を表す情報を算出するとともに、この算出したＧＮＳＳの航法性能を表す情報を用いて航法性能の推定値を算出することにより、航空機の正常な航法性能を表す情報を推定し、
前記航空機航法性能推定マスタ局で推定した航空機の正常な航法性能を表す情報である航法性能の推定値と、前記航空機から送信される航空機の航法性能を表す情報である航法性能の実際値とを比較するとともに、航法性能の推定値と航法性能の実際値とをそれぞれ判定し、
前記航法性能の推定値と前記航法性能の実際値とが相違するとともに、判定した前記航法性能の推定値が正常で、且つ、判定した前記航法性能の実際値が異常の場合、前記航空機の航法性能の劣化と検出すること
を特徴とする航空機の航法性能の劣化を検出する方法。 A plurality of GNSS monitor stations installed at known points and receiving GNSS information transmitted from GNSS satellites;
A GNSS master station that aggregates GNSS information received by the plurality of GNSS monitor stations, compares each GNSS information, and creates normal GNSS information in a wide area from the aggregated GNSS information;
In a satellite navigation system comprising at least a network connecting the GNSS monitor station and the GNSS master station,
The aircraft has a response device that uses GNSS for navigation and transmits at least information indicating the navigation performance of the aircraft and position information (coordinates, altitude).
Receive information and position information (coordinates, altitude) indicating the navigation performance of the aircraft transmitted from this aircraft at an aircraft monitoring station installed at a known point,
Information indicating the navigation performance of the aircraft received by this aircraft monitor station (actual value of navigation performance), position information (coordinates, altitude), and normal GNSS information in the wide area created by the GNSS master station are transmitted to the network. To the aircraft navigation performance estimation master station via
The aircraft navigation performance estimation master station uses the normal GNSS information in the wide area to calculate information representing the navigation performance of the GNSS corresponding to the position of the aircraft, and information representing the calculated navigation performance of the GNSS. To estimate the navigation performance estimate, to estimate information representing the normal navigation performance of the aircraft,
The estimated value of the navigation performance, which is information representing the normal navigation performance of the aircraft estimated by the aircraft navigation performance estimation master station, and the actual value of the navigation performance, which is information representing the navigation performance of the aircraft transmitted from the aircraft. In addition to comparing and determining the estimated value of navigation performance and the actual value of navigation performance,
When the estimated value of the navigation performance is different from the actual value of the navigation performance, the estimated value of the navigation performance is normal, and the determined actual value of the navigation performance is abnormal, the navigation of the aircraft A method for detecting deterioration in navigation performance of an aircraft, characterized by detecting deterioration in performance.
を特徴とする請求項７に記載の航空機の航法性能の劣化を検出する方法。 Information representing the navigation performance of the aircraft (actual value of navigation performance) and position information (coordinates, altitude) transmitted from the aircraft are information acquired from the response to the mode S question of the secondary monitoring radar or ADS-B information. The method for detecting deterioration in navigation performance of an aircraft according to claim 7.
前記航空機から送信されるＮＩＣデータをＮＩＣデータ実際値とし、
前記広域における正常なＧＮＳＳ情報から、前記航空機の位置に対応した航空機の水平方向の保護レベル（ＨＰＬ）データを求め、
この保護レベル（ＨＰＬ）データをＮＩＣデータに換算して、これを前記航空機の正常なＮＩＣデータ推定値とし、
このＮＩＣデータ推定値と前記ＮＩＣデータ実際値とを比較するとともに、ＮＩＣデータ推定値とＮＩＣデータ実際値とをそれぞれ判定し、
前記ＮＩＣデータ推定値と前記ＮＩＣデータ実際値とが相違するとともに、判定した前記航空機のＮＩＣデータ推定値が正常で、且つ、判定した前記ＮＩＣデータ実際値が異常の場合、前記航空機の航法性能の劣化と検出すること
を特徴とする請求項７〜請求項８の何れかに記載のＧＮＳＳを用いた航空機の航法性能の劣化を検出する方法。 Information indicating the navigation performance of the aircraft transmitted from the aircraft (actual value of navigation performance) and information indicating the estimated normal navigation performance of the aircraft (estimation value of navigation performance) use NIC data as an index,
The NIC data transmitted from the aircraft is the NIC data actual value,
From the normal GNSS information in the wide area, obtain horizontal protection level (HPL) data of the aircraft corresponding to the position of the aircraft,
This protection level (HPL) data is converted into NIC data, which is the normal NIC data estimate for the aircraft,
The NIC data estimated value is compared with the NIC data actual value, and the NIC data estimated value and the NIC data actual value are respectively determined.
When the NIC data estimated value is different from the NIC data actual value, the determined NIC data estimated value of the aircraft is normal, and the determined NIC data actual value is abnormal, the navigation performance of the aircraft It detects as deterioration. The method of detecting deterioration of the navigation performance of the aircraft using GNSS in any one of Claims 7-8 characterized by the above-mentioned.
を特徴とする請求項９に記載のＧＮＳＳを用いた航空機の航法性能の劣化を検出する方法。 The NIC data is specified for each route or airspace where the aircraft flies, and when the required RNP value is satisfied, it is determined as normal, and when it is not satisfied, it is determined as abnormal. Of detecting deterioration in navigation performance of aircraft using GNSS.
を特徴とする請求項９〜請求項１０の何れかに記載のＧＮＳＳを用いた航空機の航法性能の劣化を検出する方法。 Even if it is determined that both the NIC data estimated value and the NIC data actual value are normal, the difference between the NIC data estimated value and the NIC data actual value is 2 or more, or The difference between the estimated NIC data value and the actual NIC data value is 1, but when the difference is not within an instantaneous difference, it is detected that the navigation performance of the aircraft is deteriorated. A method for detecting deterioration in navigation performance of an aircraft using the GNSS according to any one of 10.
これら複数のＧＮＳＳモニタ局で受信したＧＮＳＳ情報を集約し、各ＧＮＳＳ情報を比較するとともに、この集約したＧＮＳＳ情報から広域における正常なＧＮＳＳ情報を作成するＧＮＳＳマスタ局と、
少なくとも前記ＧＮＳＳモニタ局と前記ＧＮＳＳマスタ局を結ぶネットワークとからなる衛星航法システムにおいて、
航空機は、ＧＮＳＳを用いて航法を行う機能を備えているとともに、少なくとも航空機の航法性能を表す情報と位置情報（座標、高度）とを送信する機能とを有する応答装置を備え、
既知点に設置されるとともに、前記航空機から送信される前記航空機の航法性能を表す情報と前記位置情報（座標、高度）を受信する機能を有する航空機モニタ局と、
この航空機モニタ局で受信した航空機の航法性能を表す情報（航法性能の実際値）と位置情報（座標、高度）と前記ＧＮＳＳマスタ局で作成した広域における正常なＧＮＳＳ情報とを受信する機能と、前記ネットワークを介して送信する機能と、前記広域における正常なＧＮＳＳ情報を用いて、前記航空機の位置に対応したＧＮＳＳの航法性能を表す情報を算出する機能と、この算出したＧＮＳＳの航法性能を表す情報を用いて航法性能の推定値を算出する機能と、この算出した航法性能の推定値により、航空機の正常な航法性能を表す情報を推定する機能とを有する航空機航法性能推定マスタ局と、
前記航空機航法性能推定マスタ局で推定した航空機の正常な航法性能を表す情報である航法性能の推定値と、前記航空機から送信される航空機の航法性能を表す情報である航法性能の実際値とを比較する機能と、航法性能の推定値と航法性能の実際値とを判定する機能と、前記航法性能の推定値と前記航法性能の実際値とが相違するとともに、判定した前記航法性能の推定値が正常で、且つ、判定した前記航法性能の実際値が異常の場合、前記航空機の航法性能の劣化と検出する機能とを有する航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局とからなること
を特徴とする航空機の航法性能の監視装置。 A plurality of GNSS monitor stations installed at known points and receiving GNSS information transmitted from GNSS satellites;
A GNSS master station that aggregates GNSS information received by the plurality of GNSS monitor stations, compares each GNSS information, and creates normal GNSS information in a wide area from the aggregated GNSS information;
In a satellite navigation system comprising at least a network connecting the GNSS monitor station and the GNSS master station,
The aircraft has a function of performing navigation using GNSS, and a response device having a function of transmitting at least information indicating the navigation performance of the aircraft and position information (coordinates, altitude).
An aircraft monitoring station installed at a known point and having a function of receiving information indicating the navigation performance of the aircraft transmitted from the aircraft and the position information (coordinates, altitude);
A function of receiving information representing the navigation performance of the aircraft received by this aircraft monitor station (actual value of navigation performance), position information (coordinates, altitude), and normal GNSS information in a wide area created by the GNSS master station; A function for transmitting via the network, a function for calculating information representing the navigation performance of the GNSS corresponding to the position of the aircraft using normal GNSS information in the wide area, and the calculated navigation performance of the GNSS An aircraft navigation performance estimation master station having a function of calculating an estimated value of navigation performance using information, and a function of estimating information representing the normal navigation performance of the aircraft based on the calculated estimated value of navigation performance;
The estimated value of the navigation performance, which is information representing the normal navigation performance of the aircraft estimated by the aircraft navigation performance estimation master station, and the actual value of the navigation performance, which is information representing the navigation performance of the aircraft transmitted from the aircraft. The comparison function, the function of determining the estimated value of the navigation performance and the actual value of the navigation performance, the estimated value of the navigation performance and the actual value of the navigation performance are different, and the estimated value of the determined navigation performance Aircraft navigation performance, comprising: an aircraft GNSS monitoring master station having a function of detecting deterioration of the navigation performance of the aircraft and a function of detecting when the determined actual value of the navigation performance is abnormal Monitoring device.
を特徴とする請求項１２に記載の航空機の航法性能の監視装置。 Information representing the navigation performance of the aircraft (actual value of navigation performance) and position information (coordinates, altitude) transmitted from the aircraft are information acquired from the response to the mode S question of the secondary monitoring radar or ADS-B information. The aircraft navigation performance monitoring apparatus according to claim 12, wherein:
前記航空機から送信されるＮＩＣデータをＮＩＣデータ実際値とし、
前記航空機航法性能推定マスタ局は、前記広域における正常なＧＮＳＳ情報から、前記航空機の位置に対応した航空機の水平方向の保護レベル（ＨＰＬ）データを求める機能と、この保護レベル（ＨＰＬ）データをＮＩＣデータに換算する機能と、ＮＩＣデータに換算することにより、前記航空機の正常なＮＩＣデータ推定値を算出する機能とを有し、
前記航空機ＧＮＳＳ監視マスタ局は、前記ＮＩＣデータ推定値と前記ＮＩＣデータ実際値とを比較する機能と、前記ＮＩＣデータ推定値と前記ＮＩＣデータ実際値とを判定する機能と、前記ＮＩＣデータ推定値と前記ＮＩＣデータ実際値とが相違するとともに、判定した前記ＮＩＣデータ推定値が正常で、且つ、判定した前記ＮＩＣデータ実際値が異常の場合、前記航空機の航法性能の劣化と検出する機能とを有すること
を特徴とする請求項１２〜請求項１３の何れかに記載の航空機の航法性能の監視装置。 Information indicating the navigation performance of the aircraft transmitted from the aircraft (actual value of navigation performance) and information indicating the estimated normal navigation performance of the aircraft (estimation value of navigation performance) use NIC data as an index,
The NIC data transmitted from the aircraft is the NIC data actual value,
The aircraft navigation performance estimation master station obtains horizontal protection level (HPL) data of the aircraft corresponding to the position of the aircraft from normal GNSS information in the wide area, and this protection level (HPL) data is obtained from the NIC. A function of converting to data, and a function of calculating a normal NIC data estimate of the aircraft by converting to NIC data;
The aircraft GNSS monitoring master station has a function of comparing the NIC data estimated value with the NIC data actual value, a function of determining the NIC data estimated value and the NIC data actual value, the NIC data estimated value, The NIC data actual value is different, and when the determined NIC data estimated value is normal and the determined NIC data actual value is abnormal, it has a function of detecting that the navigation performance of the aircraft is deteriorated. The aircraft navigation performance monitoring apparatus according to any one of claims 12 to 13, characterized in that:
を特徴とする請求項請求項１４に記載の航空機の航法性能の監視装置。 The aircraft GNSS monitoring master station has a function of determining that the NIC data is specified for each route or airspace where the aircraft flies, and that the case where the required RNP value is satisfied is normal, and the case where the NIC data is not satisfied is abnormal 15. The aircraft navigation performance monitoring apparatus according to claim 14, wherein:
を特徴とする請求項請求項１４〜請求項１５の何れかに記載の航空機の航法性能の監視装置。 The aircraft GNSS monitoring master station determines that the difference between the NIC data estimated value and the NIC data actual value is 2 or more even when both the NIC data estimated value and the NIC data actual value are determined to be normal. Or when the difference between the NIC data estimated value and the NIC data actual value is 1 but does not fall within the instantaneous difference, it has a function of detecting the deterioration of the navigation performance of the aircraft. The aircraft navigation performance monitoring apparatus according to any one of claims 14 to 15, wherein the navigation performance monitoring apparatus according to any one of claims 14 to 15 is characterized.
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