JP7337146B2 - モードs質問及び応答の密度を特徴付ける方法及びこのような方法を実施する二次レーダー - Google Patents

モードs質問及び応答の密度を特徴付ける方法及びこのような方法を実施する二次レーダー Download PDF

Info

Publication number
JP7337146B2
JP7337146B2 JP2021507650A JP2021507650A JP7337146B2 JP 7337146 B2 JP7337146 B2 JP 7337146B2 JP 2021507650 A JP2021507650 A JP 2021507650A JP 2021507650 A JP2021507650 A JP 2021507650A JP 7337146 B2 JP7337146 B2 JP 7337146B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
radar
response
target
mode
responses
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021507650A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021534392A (ja
Inventor
フィリップ ビヨー
Original Assignee
タレス
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by タレス filed Critical タレス
Publication of JP2021534392A publication Critical patent/JP2021534392A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7337146B2 publication Critical patent/JP7337146B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/76Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted
    • G01S13/78Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted discriminating between different kinds of targets, e.g. IFF-radar, i.e. identification of friend or foe
    • G01S13/781Secondary Surveillance Radar [SSR] in general
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/76Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted
    • G01S13/78Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted discriminating between different kinds of targets, e.g. IFF-radar, i.e. identification of friend or foe
    • G01S13/781Secondary Surveillance Radar [SSR] in general
    • G01S13/784Coders or decoders therefor; Degarbling systems; Defruiting systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/91Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for traffic control
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40Means for monitoring or calibrating
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/87Combinations of radar systems, e.g. primary radar and secondary radar
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/933Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of aircraft or spacecraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Description

本発明は、1つ又は複数の二次レーダーの環境でモードS質問の密度を特徴付ける方法に関する。本発明は、このような方法を実施することができるレーダーにも関する。
本発明の分野は、より詳細には航空機の探知に関して二次レーダーの性能が重要である民間及び軍事分野における航空交通管制(ATC)の分野である。
モードSレーダーの性能は、対話する応答機の利用可能性と直接関連する。特に、一次レーダーと異なり、二次レーダーは、
- 1030MHzにおけるモードSアドレスを介する、正確な目標を対象とした選択的質問、
- 1090MHzにおけるモードSアドレスが符号化されている、航空機応答機からの応答
に基づいて対話を確立する点で区別される。
航空機の応答機は、応答機を囲む全レーダーと対話する。応答機の対話能力は、物理的に制限されるが、国際民間航空機関(ICAO)によって定義される最小限に従うべきである。
従って、可能な応答の数の限界(最終的に比較的低い:毎秒16個の長い応答)を超えて、応答機は、選択的レーダー質問に応答できない。ここで、応答機の90%可用性に基づいて二次レーダーの保証探知の確率が通常設定される。しかし、レーダーの質問ローブは、25~50msのオーダー、即ち応答機の仕様の時間基準の1/30のクラスの持続期間を有する。その結果、応答機が例えば長い応答モードで飽和にまさに達している場合、応答機は、従って、飽和の直後にレーダーローブの短い持続期間中に応答しないであろう。従って、目標は、レーダーによって見えない。
更に、領域の過質問の場合、質問が応答機と関係せず、従って応答機の応答速度を消費しなくても、前記応答機は、それにもかかわらず応答機の稼働率を減らす。なぜなら、質問後に応答が生成されるかどうかにかかわらず、質問の処理後、指定の持続期間にわたって応答機が阻止されるからである。これにより、レーダーの有効範囲が減少する。なぜなら、遠い目標に対して、このような目標に対するレーダーの質問の数は、無線予算の理由のためにレーダービームの数に関して当然のようにより制限されるからである。
先行技術によれば、航空機の質問速度を確認する唯一の手段は、解析される地理的領域を介して航空機の飛行中に受信する質問速度を測定するために専用航空機で較正飛行を実行する手段である。この解決策は、高価であり、とりわけ所与の瞬間においてのみ且つ航空機がそこで位置特定されたときにこの航空機の軌道の各位置に対してのみ状況を評価する。
更に、レーダービームが平均5秒のオーダーの回転周期を有することを考えると、この測定に専用の飛行によって実行される測定を回転とレーダービームとの間の単相オフセット状態に対して実行することができるのみである。従って、これは、全ての質問機のために、空間の領域毎に全ての可能な時間的質問の組み合わせを包含しない。
本発明の1つの目的は、上述の欠点を克服することである。このために、本発明の1つの主題は、少なくとも1つの動作二次レーダーの環境でモードS質問及び応答の密度を特徴付ける方法であって、前記環境は、前記レーダーによってカバーされる空域によって定義され、前記環境は、モードS目標によって通過され、モードS目標は、二次レーダーによって発信されるモードS質問に対する応答を発信する目標であり、
- 第1のステップであって、前記レーダーは、
○モードS目標を、前記レーダーによって発信される質問に対するその同期応答又は長ADS-Bスキッタで送信されるその位置によって探知し、且つその位置を特定すること、
○同じモードS目標によって発信され、且つ従って前記レーダーによって誘導されない非同期応答を探知すること、
○それぞれの位置特定された目標について、その非同期応答を、前記レーダーに対する同期応答又は前記ADS-Bスキッタによって与えられた位置に関連付けること
を行う、第1のステップ、
- 第2のステップであって、前記レーダーは、
○前記関連付けに基づいて、様々な所与の期間にわたって前記目標から受信される同期及び非同期応答の数を数えることにより、各目標の応答速度を判定すること、
○前記環境が基本空間セルに分割された状態で、各セルにおいて位置特定された各目標によって受信される同期及び非同期応答の数を数えることにより、セル毎の応答速度を判定することであって、前記速度は、セル毎又はセルのグループ毎にモードS質問及び応答の密度を特徴付ける、判定すること
を行う、第2のステップ
を少なくとも含む方法である。
実装形態の1つの特定の形態において、非同期応答は、各アンテナパターンで受信される非同期応答の探知及び復号を伴う連続処理を通して前記レーダーによって探知され、前記処理は、前記パターンの各々を別々に利用する。前記パターンは、例えば、合計パターン、差分パターン、前制御パターン及び後制御パターンである。
前記レーダーによって誘導されない前記非同期応答は、例えば、
- 任意のタイプの質問機であり得る別の二次レーダーによって誘導される応答、及び/又は
- ADS-B又はTCASスキッタ応答を含む、前記目標によって自動的に生成される応答
である。
前記第2のステップにおいて、前記レーダーは、例えば、非同期応答の発信元を特徴付け、前記発信元は、任意のタイプの質問機であり得る二次レーダーであり、発信元は、以下の特徴:
- 前記発信元の識別、
- 前記発信元のアンテナの回転周期、
- 前記発信元の位置、
- 前記発信元の「オールコール」質問速度、
- 前記発信元の質問ローブの幅、
- 前記発信元によって放射される電力
のうちの少なくとも1つの特徴によって特徴付けられる。
警告信号は、例えば、目標から受信される応答の速度が所与の閾値を超える場合に生成される。
警告信号は、例えば、少なくとも1つのセルの応答速度が所与の閾値を超える場合に生成される。
1つの特定の実施形態において、目標の阻止が、前記目標がモードS質問に対する応答を発信することができないことである状態で、前記第2のステップにおいて、前記レーダーは、目標の阻止速度を、
- この目標の応答機からの応答の欠如を、
○応答機で応答を受信していない質問の同期フルーツを用いて応答を生成するためのその占有、又は
○質問に対する応答の欠如前の期間内でICAO限界を超える応答速度
によって特徴付けること、又は
- 別のシナリオであって、
○複数のセンサーによって発信され、且つこの目標の応答機によって解釈されない質問の重複、
○この目標の応答機であって、その最大応答速度に、最大応答速度がICAO最小限未満であるとしても達している応答機
に対応する別のシナリオを想定すること
のいずれかにより、前記目標からの非同期応答を解析することによって特徴付ける。
前記第1のステップ及び前記第2のステップがマルチレーダー状況において、即ち少なくとも2つの二次レーダーによって実行される状態で、前記少なくとも2つのレーダーの各々によって得られる前記応答速度は、例えば、より正確な総合応答速度を得るために、2つのレーダーからの同期及び非同期応答の全てを考慮して計算され、質問密度は、これらの総合速度によって特徴付けられる。
前記少なくとも2つのレーダーの各々によって得られる前記阻止速度は、例えば、より正確な総合阻止速度を得るために、2つのレーダーからの同期及び非同期応答の全てを考慮して計算される。
前記少なくとも2つのレーダーの各々から得られる情報は、例えば、航空交通管制センターに送信され、且つ前記センターによって利用される。
前記情報は、例えば、ATC監視安全性を高めるために、二次レーダーの全てが過質問、応答機の阻止及び欠陥応答機の領域を除去するように調整されることを可能にするために利用される。
本発明の別の主題は、上述のような方法を実施するレーダーである。
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照して与えられる下記の説明を用いて明らかになるであろう。
モードS二次レーダーの概略的な例を示す。 図1からのレーダーの概略に基づく本発明のハードウェアベースの例示的な実装形態を示す。 本発明を実施する可能なステップを例示する。 二次レーダーの範囲を例示する。 2つの二次レーダーの範囲の重複を例示する。 重複の様々な領域を有する、図5からの重複の拡大図を示す。 図5及び図6の例を参照して、レーダーR1に対するレーダーR2の影響の方位領域を例示する。 前記レーダーR2のビームにおける略同時フルーツの生成を例示する。 レーダーの回転中の前記レーダーR2のビームの旋回を例示する。 対象のレーダーの探知範囲の領域における基本セル毎の応答速度を例示する。
空間の領域毎の質問及び応答の連続知識を最終的に得る主な目的は、特に、下記の通りである。
- レーダーの担当者が、迅速な応答を必要とする既存の競合(フルーツ密度、質問に対する応答の欠如、同じII/SIコードの使用)を探知することができ、
- 同じ地理的領域を共用する複数のレーダーを担当するATCシステムが、
○レーダーの測定相互作用をここで考慮して、領域におけるレーダーのパラメータを適合させることによって全動作を調整し、従って応答機が過質問されるために応答機が阻止される地理的領域を回避することができ、
○気流に応じて変化を調べ、配置の関連性を確保するために、長期間(日、月、年)にわたって旋回を追尾することができ、
○非参照外部質問発信元を探知し、且つその位置を特定することができる。
以下では、非誘導応答は、表現「時間非同期誤応答」に従って「フルーツ」と呼ばれることが想起される。従って、下記の理由から、これらの応答に名前を付ける:
- 非誘導応答は、これらの非誘導応答を拒否するレーダーによって予想されず(「誤」)、
- 非誘導応答は、同じ周波数及び同じメッセージフォーマットを有する、レーダーの同じ探知範囲内の同じ目標から到来する同期応答と非常に類似する応答であり(「応答」)、
- 非誘導応答は、このレーダーの質問に関連付けられない(「時間非同期」)が、しかし、
○別の動作レーダーのもの、又は
○更に故意でない若しくは悪意のある侵入質問機のもの
に関連付けられるか、又は更に目標によって周期的に発信される(例えば、航空機間競合解決の場合、ADS-B_out又はTCASスキッタ)。
本特許の文章において、用語ADS-Bは、航空機から自発的に到来するフルーツを表すために使用される。長ADS-B_out(自動従属監視-同報通信)スキッタは、レーダー質問信号に応じて始動されないが、航空機の発信手段から自動的に発信される、航空機によって供給される位置情報の項目である。
より詳細に後述されるように、本発明による解決策は、他の周囲レーダー及び目標が発信するADS-B_outスキッタでレーダーが管理する目標によって生成されるフルーツを解析することを含む。次に、二次レーダーは、所与の航空機の送信プロットに対して、この目標について良好に探知しているフルーツの特徴を混入する。これらの特徴は、例えば、下記の通りである。
- 特にICAOによって課され、上述された限界に対する目標の状況を評価するための、長さ及びタイプ(フルーツ/スキッタ)によるフルーツの数、
- 特に地理的領域毎に質問速度を評価するための、各フルーツ(限定されたないリスト)についての、
○フルーツの長さ、
○フルーツのタイプ、
○フルーツをレーダーによって受信する場合の航空機の位置、
○スキッタ又は質問レーダーのII/SIコード。
この混入は、同じ航空機の各探知後に行われる。
次に、この情報及びこれらの特徴を受信するレーダー又はシステム保守センターにおいて、飛行中の応答速度の平均及びピークを局所的に規定し、従ってICAOによって課された限界に対する目標の状況を評価するために、この基本情報をこの目標に対して組み合わせる。
地理的領域毎に1090MHzにおける応答速度を設定するために、この情報を、レーダーによって管理される目標から到来する同じタイプの全ての情報と組み合わせ、高い質問で地理的領域を目標にすることもできる。
従って、モードS質問速度の二次元又は三次元地理的マップ(地図製作)は、二次レーダーの探知範囲内において、発信元を問わず様々な測定持続期間に応じて設定される。
更に、質問レーダーの識別を与える、ロックされていない航空機からのフルーツの地理的分布を利用することにより、1090MHzにおける応答速度に潜在的に関与するレーダーの一部を識別することができる。これは、応答速度が非常に高く、比較的迅速な修正応答を必要とする他のレーダーからの探知の欠如を引き起こす場合、特に非常に有用である。
周囲モードS質問機(レーダー、WAMなど)を探知し、その位置を特定し、特徴付ける機能は、
- そのようなものとして例えば動作戦域に発射されるレーダーの軍事使用における機能、
- しかしまた、例えば民間使用において、マルチレーダーATC監視の最適化を可能にする地理的領域毎のフルーツ速度の属性(局所応答機質問速度を減少させるためにいずれのレーダーが作動すべきかを知っている)
であると考えられ得る。
以下では、周囲レーダーという用語は、全てのタイプの質問機を包含するように一般的に使用され得ることが明らかである。
モードS二次レーダーの例示的な概略を示す図1に関して、このようなレーダーの原理が想起される。この原理(ICAO、Annex 10、vol.4によって詳細に定義されるモードSは、質問機と応答機との間でやり取りする)は、
- 選択的質問:
・対象受信者:モードSアドレス(24ビットフィールド)で示す単一目標を示すもの、又は
・発信機の識別子(識別子Code_IC)を示すもの
のいずれかを発信すること、
- 選択的応答:
・発信機の識別子:目標の同じモードSアドレスを示すもの、
・メッセージ:
○DF4:高度を定義する、
○DF5:識別(コードA)を定義する、
○DF20:高度及びBDSレジスタ、要求した質問を介して特に知られている番号を定義する、
○DF21:識別(コードA)及びBDSレジスタ、要求した質問によって他の場所で知られている番号を定義する
に依存する主な内容
を受信すること
を含む。
残りの説明において、本発明による方法に含まれていないにもかかわらず、二次監視レーダーの最も完全な構成に存在するSSR及びIFFプロトコルも処理する能力をレーダーが有していようとなかろうと、モードSプロトコルの態様からレーダーを主に考慮する。
通常の使用中、二次レーダーは、同期モードで動作する。即ち、二次レーダーは、質問を発信して、この質問と一致する応答を待ち、これにより、(方位及び距離に関して)測定によって目標の位置を特定し、(モードSアドレスによって)目標を識別することができる。
このタスクを効果的に実行するために、レーダーに、役割が通常下記の通りである複数のパターン11、12、14、15を有するアンテナ1を搭載する。
- 目標から同期応答を質問して探知する合計パターン11(以下ではSUMで示す)、
- SUMビームで目標の位置を正確に特定する差分パターン12(DIFFで示す)、
- アンテナに面し、主SUMビームに存在せず、二次SUMローブによって質問される目標から到来する応答を阻止して拒否する第1の前制御パターン15(CONT_frontで示す)、
- アンテナの後部(従って必ずしもSUMビームに存在せず、SUM前ローブフルーツによって質問される)における目標から到来する応答を阻止して拒否する第2の後制御パターン14(CONT_backで示す)。
ミッション、従ってレーダーの予想性能により、アンテナは、下記の複数のパターン及び異なる寸法を有し得る。
- 複数のパターン:
・4つのパターン:SUM、DIFF、CONT_Front及びCONT_Back、
・3つのパターン:SUM、DIFF、CONT(CONT_Front及びCONT_Backをアンテナで一緒にする)、
・2つのパターン:SUM、DIFF/CONT(DIFF、CONT_Front及びCONT_Backをアンテナで一緒にする)、
- 異なる寸法:
- 幅に関して:
○高利得を与える微細主ビームを有し、及び方位に関して選択的且つ正確であるために広い幅を有する、
○レーダーの移動度要件に対して中程度又は狭い幅を有する(主にIFFモード)、
- 仰角に関して:
○利得及び地表反射に対する保護を与える広い垂直開口(LVA)タイプの大きい仰角を有する(主に民間ATC)、
○移動度を与える「ビーム」タイプの小さい仰角を有する(主にIFFモード)。
SUM及びDIFFパターンは、通常、2.4度~10度の3dBローブであり得るが、CONT_Front及びCONT_Backパターンは、それぞれ実質的に180度をカバーしようとするものである。
アンテナは、
- 「機械的」及び回転パターンとして知られている固定パターン、
- 固定又は回転「AESA」として知られている電子走査を用いた変動パターン
を有し得る。
下記の文章において、利用されるアンテナの数にかかわらず、アンテナが回転していようと固定されていようと、他の構成を同様に扱うことを知ったうえで最も完全なアンテナ構成、換言すれば4つの回転アンテナパターンについて説明する。しかし、説明を簡略化するために、一例として、残りの説明において、CONT_Front及びCONT_Backの代わりに、CONTを使用することにより、3つのパターンを有する構成を使用することができる。
同じモードSプロトコル(ICAO、Annex 10、vol.4によって詳細に定義されたメッセージ)を用いたADS-Bスキッタ受信機の基本原理は、
- 非誘導の、従って非同期選択的応答:
・発信機の識別子:レーダーに送信されるモードSアドレスと同じ目標のモードSアドレス(24ビットフィールド)を示すもの、
・メッセージのTCフィールド:
○1~4 「航空機識別」、
○5~8 「地表面位置」、
○9~18 「飛行位置(気圧高度(Baro Alt))」、
○19 「飛行速度」、
○20~22 「飛行位置(全地球的航法衛星システムの高さ(GNSS Height))」、
○23 「試験メッセージ」、
○24 「地表面システム状態」、
○25~27 「予約」、
○28 「拡張スキッタAC状態」、
○29 「目標状況及び状態(V.2)」、
○30 「予約」、
○31 「航空機運行状態」
に応じて変わる、メッセージ(DF=17)の内容の性質
を受信すること
を含む。
上述のリストは、一例として与えられ且つ変わる。
従って、通常の使用中、ADS-B_in受信機は、非同期モードで動作する。即ち、ADS-B_in受信機は、目標の位置(方位及び距離)を特定し、目標(モードSアドレス)を識別するレーダーからのモードSメッセージと非常に類似するモードSメッセージを360度にわたってリッスンする。
このタスクを効果的に実行するために、ADS-B_in受信機は、
- 通常構成である、360度をカバーする全方向性アンテナ、又は
- 全体で360度をカバーする、下記の複数の広いパターンアンテナ:
・最も一般的な構成である、180度を超える探知範囲を有する2つの連続アンテナ、
・より稀に、120度を超える探知範囲を有する3つのアンテナ又は90度を超える探知範囲を有する4つのアンテナ
を搭載される。これらのアンテナの役割は、(合計タイプの)単一パターンにより、目標から非同期応答を探知して、上述のフォーマットに従ってこの非同期応答の内容を復号することのみである。
二次レーダー及びADS-B受信機が、略同じメッセージ(応答メッセージの同じ1090MHzの周波数、同じ波形、同じデータ構造)を利用することを考えると、下記のようにレーダーのアンテナの様々なパターンを用いて主にそうすることになるが、単に全方向性アンテナを用いて非同期ADS-Bスキッタをリッスンすることにより、非同期ADS-Bスキッタをリッスンする機能をレーダーに組み込むことは、容易である。
- 全方向性アンテナパターン(CONT)に関連付けられた受信機能を使用するか、又は
- 2つの半全方向性アンテナパターン(CONT_front及びCONT_Back)の1つにそれぞれ関連付けられた2つの受信機を使用する。
より詳細に本発明を説明する前に、図1から、モードSレーダーを形成する要素を説明する。概略図は、下記のようにモードSレーダーの同期動作並びに左側及び右側間の横断矢印による左側及び右側間の同期を示す。
- 左側に、質問の生成による部分100、
- 右側に、関連応答の同期処理による部分200。
主な要素の機能を以下で想定する。
アンテナ1は、4つのパターン(SUM、DIFF、CONT_Front及びCONT_Back)、又は3つのパターン(SUM、DIFF、CONT)、又は2つのパターン(SUM、DIFF/CONT)に従って1030MHzで質問を放射し、1090MHzで戻り応答を放射する。
回転アンテナの場合、回転シール2及びアンテナ引込みケーブルは、
- レーダーの回転部分と固定部分との間の4つのパターンに対して独立に1030MHzで送信され、1090MHzで受信される信号のRF結合、
- アンテナの主ローブの軸の方位位置201の分布
を保証する。
RF処理は、
- 4つのパターンに対して独立に1030MHzで送信され、1090MHzで受信される信号間のRF結合を保証するデュプレクサ又はサーキュレータ3、
- 発信機4であって、
- SUMパターン上の1030MHzにおける質問の送信、
- CONT_Front及びCONT_Backパターンによる1030MHzにおけるSUMローブ以外の応答機の阻止、
- 様々な二次プロトコル(IFF、SSR及びモードS)専用
を保証する発信機4、
- 様々な二次プロトコル(IFF、SSR及びモードS)に対して、4つのパターン(SUM、DIFF、CONT_Front及びCONT_Back)上の1090MHzにおける応答の受信を保証する受信機5
を含む。
リアルタイム処理は、
- 様々な二次プロトコル(IFF、SSR及びモードS)に対する関連質問及びリッスン期間のリアルタイム管理を保証する時空管理6、
- 信号7の処理であって、
・様々な二次プロトコル(IFF、SSR及びモードS)に対する質問に関連付けられたリッスン期間内の応答の処理、
・4つのパターン:
○SUM:主ローブで受信された応答を探知すること、
○DIFF:主SUMローブで受信された応答の位置を方位に関して正確に特定し、場合によりそれを探知すること、
○CONT_Front及びCONT_Back:DIFFの主ローブにおける探知の場合、SUM及びDIFFの二次ローブで受信された応答を拒否すること
の利用によるアンテナの主ローブにおける同期応答の探知及び復号
を保証する処理
を含む。
アンテナの主ローブにおける処理は、
- ローブに存在する目標の管理8であって、
○様々な二次プロトコルIFF、SSR及びモードSに対して次のローブで実行されるトランザクション(質問及び応答)の準備、
○まさに実行されているトランザクションの状態に応じた今後の「ロールコール」期間におけるモードS質問及び応答の配置
を保証する管理8、
- 質問中に使用されるプロトコルに従ってローブで受信された同期応答から様々な二次プロトコルIFF、SSR及びモードSの各々に対するプロットの形成を保証する抽出器9
を含む。
マルチターン処理10は、
- 目標(アンテナランデブー)の位置の予測を保証する探知範囲内の目標で実行されるモードSタスクの管理1001並びに内部及び外部要求と前ターンからのトランザクションの状態とに従ってこれらの位置で実行されるタスクの準備、
- 性能(誤プロットの除去、特に復号データの監視)を向上させ、目標の今後の位置を予測するために目標の追尾を保証する、プロット及び探知範囲内の目標の追尾の関連付け1002
を含む。
ユーザとのインターフェースにより、レーダーは、様々な要求を考慮して、プロット及び目標追尾を見ることができる。
図2は、図1からのレーダーの概略及び本発明に特有の要素を示す、本発明のハードウェアベースの実装形態を例示する。これらの要素を破線で示す。
モードSレーダーの動作は、同期であるが、図2は、本発明に追加された処理動作が発信と関連せず、アンテナの主ローブの軸の方位位置のみを利用することを示す。
要素の大部分は、変わらないままであり、
- モードSレーダーの運用への本発明の不侵入、
- レーダーが、
○広い意味で飛行モードにおいて、
・アンテナ、回転シール、アンテナ引込みケーブル、
○広い意味で処理モードにおいて、
・受信機、信号処理、データ処理など
を利用するのと同じ要素の使用
の両方を満たし、その結果、同じ航空機から到来する同期及び非同期応答を相関させることができる。
主な追加要素又は機能の役割を後述する。
リアルタイム処理6において、時空管理601は、アンテナの主ローブの方位位置及び非同期モードS応答の処理21(この機能は、追加されている(下記を参照されたい))までの時間を送信する。
信号7の処理において、非同期モードS応答の処理21を(質問に関連付けられたリッスン期間と無関係に)追加する。この処理21は、連続的であり、下記のために、4つのパターンSUM、DIFF、CONT_Front及びCONT_Backを別々に加えて利用することにより、非同期応答(フルーツ)の探知及び復号を保証する。
- 受信応答:非同期及び同期の全てを探知すること、
- 任意のタイプの応答(DF0/4/5/11/16/17/18/20/21)、メッセージにおけるデータを復号して、特に(ADSB及びTCASスキッタを含む)これらの応答からモードSアドレスを抽出すること、
- 各復号応答に応答の特徴(探知時間、探知中のアンテナの主ローブの方位、SUM、DIFF、CONT_Front及びCONT_Backで受信される電力並びにフルーツが主ローブで受信された場合の主ローブにおけるフルーツの非指示)を混入すること。
SUM、DIFF、CONT_Frontで測定される電力及びアンテナ方位によっても同期応答が混入される。
主ローブ、より詳細にはモードS抽出器91における処理において、モードSプロットが応答機から応答を得ているか又はいないかにかかわらず、モードSプロットにモードSプロットの同期応答、SUM、DIFF、CONT_Frontで測定される電力及びアンテナ方位(探知時間は、ATCで既に必要な属性である)並びに発信質問をそれぞれ混入する。
マルチターン処理において、プロット及び探知範囲内の目標の追尾の関連付け1002(関連付け及び追尾機)は、モードSアドレスと、SUM、DIFF、CONT_Frontで測定される電力及びアンテナ方位が混入された応答とを用いて追尾跡を送信する。特に、
- フルーツ(非同期応答)を探知範囲の同期プロットに関連付け、
- フルーツ発信元を識別し、
- フルーツ発信元の特徴付け(位置、回転、電力、「オールコール」(AC)質問速度、放射電力、アンテナローブなど)を推定し、
- レーダーの探知範囲内における飛行中、追尾毎の処理を、
○応答速度の様々なタイムスロットに対する特徴付け、
○阻止速度の様々なタイムスロットに対する特徴付け(レーダー質問に対する応答機からの応答の欠如)、
○欠陥応答機に対する事前警告を生成するためのこれらの速度の管理(監視)
を用いて実行し、
- 基本セルに分割された領域により、
○応答速度の様々なタイムスロットに対する特徴付け、
○阻止速度の様々なタイムスロットに対する特徴付け、
○局所過負荷に対する事前警告を生成するために応答速度及び阻止速度の監視
を用いて処理し、
- 周囲質問機であって、
○各質問機の事前位置、
○質問機の特徴付け(回転、電力、「オールコール」(AC)質問速度、放射電力、アンテナローブなど)
を含む周囲質問機を探知するために処理する、応答速度の処理22を追加する。
図3は、本発明による方法の可能なステップを示すことによって本発明の原理を例示する。
有利には、本発明は、特にその動作挙動を変更することなく、レーダーの探知範囲内で航空機に適合する応答機からのモードS応答及び応答の欠如を介して、特徴:
- 1090MHzにおけるスペクトル、
- 応答機、
- 周囲レーダー
を測定するために動作モードS二次レーダー30の既存資源を利用する。特に、追加の生成質問はなく、レーダー環境を受信する受動的リッスンのみがある。
単一レーダーを有するこの手法を、複数の二次レーダーを有する状況に拡張し得、従ってカバーされる表面を増大させ、測定の精度を向上させることができる。「応答の欠如」は、レーダーの質問に対する応答をレーダーが受信しなかったことを意味する。図3の3つのステップを大まかに後述する。
第1のステップ
この第1のステップにおいて、十分な信号レベルで非同期応答を効果的にリッスンする最大時間探知範囲を保証するために、好ましくは最大4つのアンテナパターンを用いてRF探知を動作二次レーダーで実行する。この探知は、下記を含む。
- モードS目標の混入同期応答を介して全ての可能なモードS目標を探知し、且つその位置を特定すること、
○任意選択的に、レーダーの動作探知範囲を超えて本発明のリッスン範囲を拡張し(31)、特に本発明の動作範囲からレーダーの動作範囲を除去することができ、
- フルーツを探知し(32)、モードSレーダーによって誘導されないこれらの応答は、
○同じ空間を共用する別のセンサー(別のレーダー、特にWAM)によって誘導されるか、又は
○特にTCAS又はADS-Bスキッタタイプの目標自体によって自動的に生成される。
この第1のステップにおいて、例えばモードSにおける2つの連続同期探知間で又は旋回毎に(目標識別子として応答機の一意のモードSアドレスに基づいて)生成されているレーダー又はフルーツによるADS-Bによって探知される各目標に対するプロット(モードS及び/又はADS-B)にもフルーツを関連付ける(33)。その後、この関連付けにより、各目標に対して、所与の期間毎に受信される非同期応答及び同期応答の数を数えることができる。
フルーツの探知(33)後、フルーツをプロットに関連付ける方法が知られていないフルーツ(非関連フルーツ)、典型的には、発信レベルが、それにもかかわらず、対象のレーダーにより、本発明によってフルーツが受信されることを可能にするレーダーの探知範囲の動作領域の外の目標から到来するフルーツがある。
選択肢として、質問機のII又はSI識別子(「質問機識別子」を意味するII及び「監視識別子」を意味するSI)に基づいて、フルーツを誘導した発信元により、各目標からのフルーツを分類し得る。本特許の残りでは、用語IIは、II及びSIの両方を表すために使用される。
第2のステップ
この第2のステップにおいて、混入プロット33から、各目標の応答速度及び阻止速度をレーダーによって特徴付ける(35)。
様々な期間にわたって各目標によって生成され、レーダーによって受信される全ての同期応答及び非同期応答を数えることによって目標の応答速度35を測定する。
様々な期間にわたり、このレーダーに対する目標の阻止速度を下記の2つの異なるタイプに従って推定する。
- (応答生成後の不感時間を含む)この目標によって生成されるフルーツを用いて、モードS質問を有するレーダーのローブで目標からの応答の欠如を調整することにより、この目標によって生成される応答に関して。この場合、目標の応答機が応答を生成する処理中である状態で、応答の欠如が明らかに識別されるか、又は
- 応答を生成することなく目標を阻止した目標の質問速度を推定することにより、生成されない応答に関して(拒否質問、従って解釈されない質問の絡み合い、到達応答機の飽和など)。
速度がユーザ定義閾値を超える場合、事前警告を自動的に生成し得る。目標の応答機を用いて潜在的な障害を探知するために、これらの閾値を、
- ICAOによって定義される最小限に関して、又は
- このレーダーの設置中に行われる想定に関して
先験的に定義する。
レーダー探知範囲における1090MHzスペクトル(質問に対するレーダー発信周波数)も特徴付ける。後述されるように、実際に、1090MHzスペクトルのこの特徴付けは、二次レーダーによってカバーされる空域の領域毎の同期応答及び非同期応答の速度を判定すること(36、37)に対応する。
空域を基本三次元「緯度-経度-高度」セルに分割した状態で(例えば、モードSレーダーの動作の動作モードS探知範囲マップと同様の原理に従って)、下記をセル(又はセルのグループ)毎に実行する。
- 各目標によって生成され、このレーダーによって受信される同期応答及び非同期応答の数を数え、これにより、特に例えば下記の所与の単位時間にわたる複数の期間に従って空間における目標の位置に従って応答速度のマップを構成することができる。
○1日:平均値の場合、
○1秒:応答のピークを示す、
- このレーダーからの質問から各目標を阻止する回数を数え、これにより、所与の単位時間(例えば、1日又は1秒)にわたる複数の期間に従って空間における目標の位置に従って阻止速度のマップを構成することができる。
所与の期間毎に、各セルの目標から到来する同期応答及び非同期応答の総数により、二次レーダーによってカバーされる空間における各セルを特徴付ける応答速度を得ることができる。最終的に、この応答速度は、センサー(DF11/4/5/20/21)によって誘導されるか、又はフルーツ(DF0/16/17/18)を生じている質問なしで送信される、フルーツの性質に従って受信フルーツを分離することにより、各セルにおけるモードS質問速度を特徴付ける。換言すれば、応答速度は、方法を実施する二次レーダーを囲む全ての二次レーダーの質問密度を特徴付ける。従って、前記レーダーの環境でモードS質問の密度をマップすることができる。
速度がユーザ定義閾値を超える場合、事前警告を自動的に生成し得る。応答機の過質問を回避するか又は更に阻止することによってATC監視を最適化する目的で、オペレーターが1090MHzスペクトルを調整して、(例えば、範囲、発信電力、BDSデータ抽出タスクに関して)レーダーを局所的に再構成することができるようにこれらの閾値を先験的に定義する。このタスクは、
- ICAOによって定義される最小限に関して、又は
- このレーダーの設置中に行われる想定に関して
自動又は手動であり得る。レーダーの主なフルーツ発信元の各々を、
- そのモードS識別子、
- レーダーに対する地理的位置、
- 回転周期(回転の場合)、
- 「オールコール」質問速度、
- ビームの幅(指向性アンテナの場合)、
- 放射電力など
を推定することによって特徴付ける(38)。
この手法により、民間ATC使用(レーダーは、位置、特徴及び構成に関して理論的に知られている)の両方で設定が変わっていないことを確認することができ(保守中の人為ミスなど)、また軍事ATC使用で動作戦域に発射されるレーダーの二次環境を確認することができる。
第3のステップ/複数のレーダーへの拡張
この第3のステップは、任意選択的であり、特にマルチレーダー状況で適用される。このステップにおいて、各目標の応答速度をマルチレーダーモードで特徴付ける(39、40)か、又は周囲質問機の位置を特定し、それを特徴付ける(34)。実際に、この第3のステップは、複数(少なくとも2つ)のレーダーによって実行された3つの前ステップ35、36、37、38からの結果を編集する。ここで、編集は、再計算を意味し、結果を利用する各レーダーに単に対応していないことが明らかである。
単一レーダー(モノレーダー)の状況で、各目標の応答速度の測定精度は、下記の両方によって制限される。
- レーダーは、空間、従って飛行中の目標の一部のみをカバーするため、レーダーの範囲、
- 特に高い瞬間フルーツ速度の場合、全ての目標によって生成される応答負荷。センサーの復号性能は、低下し、従って目標の応答速度を過小評価する。
複数の二次レーダー(マルチレーダー)を用いた用途では、特に目標の探知範囲空間及び測定精度が向上する。換言すれば、追尾毎の応答速度及び阻止速度の測定、並びに領域毎及びレーダー毎の質問速度の測定、並びに他の質問機の位置の測定が向上する。
詳細には、航空交通管制センター(民間又は軍事ATC)の目的は、本来、非常に長い距離又は全飛行にわたり、従って単一レーダーの探知範囲を超えて順調に進む航空機の追尾を確保することである。
更に、目標から受信される電力及び目標からの(同期及び非同期)応答の重複構成の両方は、レーダーの位置によって異なる。従って、全てのレーダーを介して全ての応答(及び目標からの「応答の欠如」)を考慮すると、応答探知速度を向上させることができ、従って目標の実際の阻止速度として目標の真の応答速度をより良く評価することができる。
1090MHzスペクトルの特徴付けに関して、上述のステップのように、マルチレーダー手法は、探知範囲空間及び目標からの応答の測定精度の両方を向上させることができる。
周囲質問機の位置に関して、より広い探知範囲を考慮すると、複数のレーダーから構成される質問機は、より優れた探知及びセンサーの特徴付けを可能にする。本発明による方法のステップをより詳細に説明する前に、フルーツに関する特定の情報が想起される。
センサーによって受信されるフルーツは、常時、実際の目標及びセンサーの無線探知範囲内の目標から主に到来する。本発明は、上述のステップを実行するためにフルーツの解析を利用する。図4及び図5は、空間におけるこれらのフルーツを特徴付ける。
図4は、所与の高度でレーダーの範囲を例示する。所与の領域で監視を保証するために、(点R1に位置決めされた)二次レーダーは、通常、R1を中心とした第1の円によって定義される探知範囲41の領域内で高い探知確率(99%を超える)を保証するように発信限界を有し、その結果、ICAO規格に従って1030MHzで感度の下限を有する応答機が更に装備されたこの領域41における目標は、モードS質問を正確に解釈することもできる。探知範囲内の目標とのこのレーダーの対話(典型的にはDF4/5/20/21)は、共通探知範囲部分を有する別のレーダーによってフルーツとして認識される。
次に、1030MHzにおける感度基準又は更に基準の最大値を中心に応答機が更に位置決めされた目標は、第1の領域41によって定義される範囲よりも大きい最大送信範囲にわたって正確に解釈(従って応答)し得る。これは、R1も中心とした第1の円及び第2の円によって定義される第2の領域42になり、R1に位置決めされたレーダーは、他の周囲レーダーにDF11フルーツをもたらす。
更に、R1に位置するレーダーは、1030MHzにおける質問を介して誘導する1090MHzにおける同期応答を探知する必要がある。その結果、実際に、1090MHzにおけるレーダーの受信範囲は、SUMビームを介して、探知範囲41又は更に第2の円42によって定義される最大発信範囲よりも大きい。
これは、R1も中心とした第2の円及び第3の円によって定義される第3の領域43になり、この第3の領域43は、関連同期プロットを有することなく、レーダーに対するフルーツ受信領域である。
残りの文章において、領域43は、レーダーに対するフルーツ受信限界であると考えられる。実際に、アンテナパターンの特徴により、レーダーによる高い探知確率を有する非同期応答(フルーツ)を受信する領域は、領域41又は更にCONTビームを介した僅かに小さい領域のオーダーであり得る。
図5は、2つのレーダーを有する構成を例示する。点R2に位置決めされた第2のレーダーは、点R1に位置するレーダーの環境に位置する。この第2のレーダーは、上述の領域41、42、43と同じ特徴を有する3つの領域41’、42’、43’の中心にある(これは、同じ原理であるが、関連する値は、同じでない)。図5に示すように、これらの領域は、重複する。以下では、レーダーの位置決め点を参照してレーダーR1、R2を名付け得る。これらのレーダーR1及びR2は、航空機の応答機における競合を回避するために、異なるII識別子をそれぞれ有するレーダーである。
残りの説明に対して、推論を簡単にするために、2つのレーダーの各々の探知範囲を全方位で均一であると考える。モードS探知範囲マップを使用すると、レーダーの方位の所与のセクターでレーダーの動作探知範囲が減少することがある。対象のセクターと他の方位を区別することによって本発明の原理を適用する場合、本発明の原理は、同じままである。
2つのレーダー間の重複の領域を、領域における目標と各レーダーが使用する対話のタイプによって異なる領域に分割する。有利には、本発明は、方位に関してこれらの領域を定義するためにやり取りされるメッセージのタイプを利用する。
レーダーと航空機の応答機との間でやり取りされる応答のフォーマットは、既知である。応答のタイプは、下記の両方に依存する。
- レーダーのタイプ、
- レーダーに対する目標に領域で割り当てられるタスク。
図6は、上述のR1及びR2の発信及び探知領域41、42、43、41’、42’、43’の重複の領域上の拡大図を示す。
下記の表は、一例として、モードSレーダーの通常動作の場合、図6に例示の重複A、B、C、D、E、Fの領域の1つの領域に目標が属するかどうかにより、R1及びR2のそれぞれのタスクを要約する。
Figure 0007337146000001
従って、レーダーR1は、レーダーR1が関連同期プロットを有しない目標からフルーツを受信できることに留意されたい。
図6では、位置を所与の高度における断面で採用する。例えば、2つのレーダーR1及びR2を通過する垂直断面に応じた様々な高度を考慮すると、同じ手法をとり得る。所与の高度における平面の場合と同じ方法で、本発明は、仰角に関して重複の領域を定義するためにやり取りされるメッセージのタイプを利用する。
上述のフルーツへの空間的手法と一緒にフルーツへの時間的手法を考慮し得る。この時間的手法に対して、回転機械アンテナを有するレーダー、即ち民間ATCの世界の殆ど全てのレーダー又は更に本来ミッションの軍事監視レーダーの大部分の場合を考慮する。
ここで、本発明による方法のステップについて、
- 本発明に関するレーダーアーキテクチャ(図2を参照されたい)、
- 上述のようなフルーツの物理的特徴付け
に基づいてより詳細に説明する。
まず、第1のステップの下記のサブステップ(RF探知、プロットへのフルーツの関連付け33(モードS及び/又はADS-B)及びフルーツ発信元の特徴付け32)を説明する。
RF探知
モードSレーダーの基本アーキテクチャは、
- 選択的方位パターンSUM及びDIFFを用いた同期応答(レーダーによって誘導される)、
- 4つのパターンSUM、DIFF、CONT_Front及びCONT_Backを用いた非同期応答又はフルーツ(レーダーによって誘導されない)
を受信することができる。
本発明は、特に、RF及び応答構造の両方に関してフォーマットが同期応答のフォーマットと同一であるフルーツを利用する。
このフルーツを利用するために、まず、本発明は、特に下記の応答の通常属性を有する非同期応答を修正することにより、(従来のレーダーが通常拒否する)これらの非同期応答を探知して復号するチェーンを従来のモードSレーダーに追加する。
- 探知時間(10μ秒よりも高い精度)、
- アンテナの方位、
- 発信応答機のモードSアドレス、
- メッセージの内容、
- 各アンテナパターンに応じた応答の電力。
目標からレーダーまでの距離により、フルーツを複数のパターンで同時に探知し得、この第1のステップにおいて、多数の探知(同時に)を連結して、フルーツ毎の単一非同期応答メッセージを1つのみ保証する。
この段階で、発信元は、
- 同じ空間を共用する別のセンサー(別のレーダー、特にWAM)によって誘導されるフルーツ、又は
- 目標自体(特に、TCAS、ADS-B)によって自動的に生成されるフルーツ
と区別されない。
本発明の選択肢として、本発明の測定領域を増大するために、レーダーの動作探知範囲(レーダーの保証範囲未満としてユーザによって設定される)をレーダーの最大同期範囲(領域42及び42’を参照されたい)まで拡張し得る。
例えば、下記のプロットの通常属性を有するプロットを生成するために、このように得られた追加同期応答(レーダーの同じ動作質問を有する)をレーダーの探知範囲からの他の同期応答と同じ方法で処理する。
- プロット中心の探知時間、
- 発信応答機のモードSアドレス、
- プロット中心方位、
- プロットからの距離、
- 下記のようにプロットを形成した各応答の場合、
・探知時間(10μ秒よりも高い精度)、
・アンテナの方位、
・質問の成功又は失敗(受信された又は受信されない応答)、
・ローブにおける非指示、
・メッセージの内容、
・各アンテナパターン(SUM、DIFF及びCONT_Front)に応じた応答の電力。
基本的に、長ADS-B(DF17)非同期応答は、(メッセージにおける緯度-経度-高度情報から)方位及び距離に関して目標の位置を確認し、従って選択的質問を用いることなく探知範囲内で目標の位置を特定することができる(TCASのためのこのタイプのスキッタの主要目的)。本発明は、レーダーのモードSプロットと同じ方法でADS-Bプロットを利用する。
プロットへのフルーツの関連付け(モードS及び/又はADS-B)
レーダーの動作又は拡張探知範囲空間において、
- 同期応答(DF4/5/11/20/21)を生成した選択的質問を介したレーダーにより、又は
- ADS-Bモード(長DF17非同期応答)において
位置特定される各目標について、本発明は、
- モードSにおける2つの連続同期探知間(旋回に近い)、又は
- (例えば)旋回毎
で(目標識別子として応答機の一意のモードSアドレスに基づいて)生成したフルーツをこの目標に関連付ける。
フルーツは、本来、非同期であるため、フルーツを探知したとき、例えばフルーツの受信時にレーダーの動作機能(統合レーダー及びADS-B)でレーダーによって確立される目標の軌道から目標の位置を補間することにより、目標の位置を判定する。
その後、フルーツを同期応答として完全に特徴付ける。
フルーツ発信元の特徴付け
この特徴付けを、後述のように、フルーツ発信元の識別、フルーツ発信元のアンテナの回転周期、フルーツ発信元の位置、フルーツ発信元のAC質問速度、フルーツ発信元のアンテナのローブ又はフルーツ発信元の放射電力によって実行する。これらの特徴の全部又は一部を判定することができる。ここで、一例として、レーダーR2をフルーツ発信元と考える。
フルーツ発信元の識別
フルーツをもたらしたレーダーにより(即ち航空機の応答機からの応答をもたらした質問を発信したレーダーにより)、フルーツの分類を得ようとする。この説明を行うために、レーダーR1を、レーダーR2によって混入されると考える。手法は、複数の周囲二次レーダーと同一である。
応答は、タイプ:
- DF11:レーダーのメッセージにレーダーの識別子を基本的に含む(本発明者らの例ではレーダーR2)、
- DF4、DF5、DF20及びDF21:応答の対象受信者を指定しない
であると考える。
従って、図6及び表1を参照して、領域B及びCに対するレーダーの識別子を推定する必要がある。
このために、地理的(空間的)手法及び時間的手法の両方を考慮する。(図6における拡大図から)R1の基準フレームにおけるR2の影響の方位を例示する図7に示すように、レーダーR1の基準フレームにおけるレーダーR2の方位に関して影響を受ける地理的領域が制限される。
R2(DF11_R2で示す)によってもたらされるDF11フルーツは、「開始最大(Start max)」方位71と「終了最大(End max)」方位72との間の目標に位置する一方、DF4、DF5、DF20及びDF21フルーツをもたらす目標は、「開始(Start)」方位73と「終了(End)」方位74との間に必ず位置する。
時間的手法の場合、所与の瞬間に重複の領域を照明するR2のビーム81を考慮する。一例として、図8は、R1によって同期として見られるR1のためにDF4、DF5、DF20及び/又はDF21応答に対応するDF4/5/20/21_R1_S応答並びにR1によってフルーツ(非同期)として見られるR2のためにDF11応答に対応するDF11_R2_F応答を示す。
領域Aにおける目標のDF11_R2フルーツを、(ローブの持続期間にわたって)領域B及びCに存在する目標のDF4、DF5、DF20及びDF21フルーツと略同時にR1によって受信する。
本発明によれば、下記の場合、DF4、DF5、DF20及びDF21フルーツ(フルーツを質問したレーダー(IIコード)に対する応答における情報なし)にR2の質問機のIIコードの推定値を割り当てる。
- DF11_R2を発信した目標が方位「Azimuth_Start_Max_R2」71及び「Azimuth_End_Max_R2」72間にある場合(これは、目標Aのフルーツである)、
- DF4、DF5、DF20及びDF21を発信した目標が方位「Azimuth_Start_R2」73及び「Azimuth_End_R2」74間にある場合(これは、目標B及びCのフルーツである)、及び
- DF4、DF5、DF20及びDF21フルーツが、欧州航空管制局によって推奨される従来のオールコール(AC)及びロールコール(RC)順序付けに応じてDF11_R2フルーツと略同時である場合。
この動作は、例えば、フルーツ発信元を更に識別するために、DF4、DF5、DF20及びDF21フルーツをR1のプロットに関連付けるたびに繰り返される。
フルーツ発信元のアンテナの回転周期
ここで、R2のアンテナの回転速度を推定する。このために、各目標に対して、R1のプロットから得られる目標の移動を考慮しながら、旋回毎に探知されたフルーツ間で経過した時間からR2の回転周期の推定値を各旋回時に計算する。
レーダーの回転速度が通常非常に安定していると考えると、R2の回転周期の全ての推定値を、正確な評価を確認するのに十分長い時間にわたって積分する。
複数の積分時間を同時に使用する:
- 正確な測定値を定期的に得るための、1時間のオーダーの非常に長い持続期間(民間ATCレーダー)、
- 回転速度の任意の変化、質問における順序付け又は更に位置を追跡するために経時的に後に追尾される、正しいが、精度の低い測定値を極めて定期的に得るための、数分のオーダーの長い持続期間(典型的には軍事ATCレーダーの場合)。
フルーツ発信元の位置
ここで、二次レーダーのビームが、空間の制限領域においてのみフルーツをアクティブにするのに十分優れているという事実(図8を参照されたい)を利用することにより、R1に対するR2の少なくとも方位を推定する。従って、R2の略同時フルーツを利用することにより、R2の方向の推定値を設定することができる。これは、R2のフルーツが略同時であると見なされると直ちに実行される。
フルーツ発信元のAC質問速度
ここで、R2の「オールコール」(AC)質問周期を推定する。
DF4、DF5、DF20及びDF21フルーツは、欧州航空管制局によって定義されるELS及びEHS機能を実行するために必要である一方、DF11フルーツは、下記のために単に「残り」である。
- (例えば、探知範囲に入る、離陸時に)新しい航空機を集めるモードSプロトコル、及び
- ロッキング領域(DF11応答のプロトコル阻止)の減少につながる航空機の応答機の有意な許容範囲及び伝搬。
DF11応答は、適合されるAC質問周期から到来する。
R2のAC質問は、非ロッキング領域におけるDF11_R2フルーツをもたらす。
各フルーツは、
- 探知された場合、R1によって日付を付けられ、
- R1のプロットへの関連付け後にR1によってある距離を置いて位置決めされる。
次に、AC周期の様々な推定値を下記の様々な持続期間に応じて蓄積する。
- 固定レーダー(最も一般的な場合)に対して十分な鋭さを有するR2の位置領域を狭くするのに十分長い持続期間、又は
- 非永続質問管理を有する軍事ATCレーダーの場合を管理するためにより短い持続期間。
次に、R2のこれらのAC周期のヒストグラムを生成する。このヒストグラムは、下記の周期で、レーダーR2によって使用されるPR(航空機の応答機に対してレーダーによって要求される応答の確率)の値に応じて複数の相関ピークを示す。
- AC周期。PR=0、即ち応答の確率が1に等しい場合、ピークは、非常に高い値を有する。
- AC周期の2倍。PR=1、即ち応答の確率が0.5である場合、ピーク値は、非常に高い。
ヒストグラムにより、PRF_AC(ACにおけるDF11質問周期)及びR1との重複の領域でR2によって使用される平均PRの両方を確認することができる。
フルーツ発信元のアンテナのローブ
ここで、レーダーR2の質問ローブの幅を推定する。
R2のAC質問は、R2のAC質問(AC_R2)で送信されるPRによって定義される応答速度を誘導することによってビームに存在する、R2のIIコードにロックされない各目標からのDF11_R2フルーツをもたらす。
R1との重複の領域でR2によって使用されるPRは、上述のように既知であると考えられる。
図9に示すように、R2のビーム81が領域Aで目標を質問する場合、これは、R2の効果的な質問ローブの持続期間に対するPRに従って各質問AC_R2に応答する。
領域Aから複数のDF11_R2を発信した各目標に対して、R2の各旋回時、本発明による方法は、
- 各フルーツのR1基準フレームにおける方位を、
○R1による動作に関して計算された目標の軌道を用いたフルーツ時におけるプロットのR1方位、
○フルーツ時におけるアンテナの方位を用いたフルーツ時におけるプロットのR1アンテナ方角、
○R1アンテナ方角とプロットの方角及びプロットの方位との間の差からのフルーツのR1方位
から推定し、
- R2の推定位置を利用することにより、各フルーツのR2方位を計算し、
- R2の1旋回における同じ目標の2つのフルーツ間の最大R2方位差からR2の質問ローブの推定値を計算する。
次に、R2の質問ローブのこれらの様々な推定値を、例えば固定ビームレーダー(最も一般的な場合)に対して十分な鋭さを確認するのに十分長い期間にわたって蓄積する。
R2のAC質問ローブの幅を、
- 発生の主ブロックの方位幅、及び
- PR+1を掛けたR2のAC周期の等価方位
から評価する。
フルーツ発信元の放射電力
この部分では、R2のAC質問を介して放射される電力を近似する。
ここで、第2のステップのサブステップ(レーダーにおける目標毎の応答速度及び阻止速度の特徴付け35並びにレーダーにおける領域毎の1090MHzスペクトルの特徴付け)を説明する。
レーダーにおける目標毎の応答速度及び阻止速度の特徴付け
所与のレーダーに対して、レーダーの特定の特徴に基づいて、
- その動作レーダー探知範囲(通常)、
- 環境の測定探知範囲(本発明の目的で)
を定義することに留意されたい。
図4の例では、動作探知範囲は、環境の測定探知範囲に等しいと考えられることに留意すべきである。
応答機の応答速度を特徴付けるために、例えば測定探知範囲内の全ての目標に対して、レーダーは、
- 目標によって生成される全ての同期応答及び非同期応答を数えることにより、レーダーによって受信される各目標からの応答の総合速度を測定し、
- レーダーによって受信される各目標からの応答の総合速度を、
○(公式規格に応じて)短い又は長い生成応答の長さ、
○応答のタイプ:
・探知範囲内に誘導される、
・探知範囲の外に誘導される、
・誘導されない
によって分析する。
これらの動作を例えば様々な期間にわたって実行する。
応答機の阻止速度に関して、これは、1090MHzスペクトルの輻輳を表す。詳細には、応答機が質問を受信する場合、応答機は、下記によって他の質問に対して阻止される。
- 応答機が応答するかどうか(その後、応答機は、別の質問を処理することができない)、
- 下記の理由で応答機が応答しないかどうか:
○応答機は、対象受信者でない、
○応答機は、レーダーのアンテナローブの範囲内でない、
○質問の復号メッセージが誤りである、
○応答機は、生成応答の最大数に達している。
所与の目標に対して、レーダーは、この目標の(例えば、R2に対する)フルーツを解析することにより、応答機を阻止するかどうかを判定する。下記のように1つの例示的な解析を行う。
- フルーツの1つを、応答機からの応答の欠如を正当化する時間内に受信する。従って、応答機は、正常に占有される。
- フルーツが応答の同期欠如を正当化しない場合、レーダーR1は、応答機の阻止を宣言する(図5~図9の例)。
応答機の正常占有を決定するために、レーダーR1は、例えば、R1及びR2の各質問を応答機で受信する場合、R1及びR2の各質問の位置を計算する。R2の質問後及び応答機がR2の応答を発信した後に応答機に割り当てられる不感時間の終了前にある時間間隔内にR1の質問が応答機に到達した場合、応答機からの応答の欠如を正当化する。
環境の測定探知範囲内の全ての目標に対して、レーダーは、目標によって生成される応答の全ての不当欠如を数えてから、様々な期間にわたってこれらの不当欠如に日付を付けることにより、レーダーによって追尾される目標の阻止速度を測定し得る。
例えば、阻止速度がユーザ定義閾値を超える場合、事前警告を自動的に生成し得る。上述の期間中の応答機の応答速度がICAOの限界を超えない場合、航空機の応答機を用いて潜在的な障害を探知するために、これらの閾値を先験的に定義する。
レーダーにおける領域毎の1090MHzスペクトルの特徴付け
特徴付けは、応答速度及び阻止速度の特徴付けのために説明された場合と非常に類似している。
応答機に注目する代わりに、地理的領域に注目する。以下では、領域によるスペクトルの特徴付けを説明し、その後、領域及び妨害レーダーによるスペクトルのこの特徴付けを説明する。
空域を基本三次元「緯度-経度-高度」セルに分割した状態で(例えば、モードSレーダーの動作の動作モードS探知範囲マップと同様の原理に従って)、下記をセル毎に実行する。
- (セルに存在し、このレーダーによって受信される)各目標によって生成される全ての同期応答及び非同期応答を数え、これにより空間における目標の位置に従って応答速度のマップを構成することができ、
- このレーダーからの質問から各目標を阻止する全ての回数を数え、これにより空間における目標の位置に従って阻止速度のマップを構成することができる。
これらの動作を例えば様々な期間にわたって再度実行する。
ADS-Bスキッタは、同じ応答機によって発信され、従ってICAO限界内で関係を有するようになるため、非同期応答でADS-Bスキッタを考慮することに留意すべきである。
領域及び妨害レーダーによって1090MHzスペクトルの特徴付けるために、上述のフルーツ発信元を特徴付けるサブステップの結果を使用することができる。まず、レーダーR1を特に妨害する各々の他のレーダー(考慮中の例ではレーダーR2)を特徴付け、即ち、他のレーダーは、目標の著しい存在との重複の十分大きい領域を有し、測定を可能にするが、対象をより簡単に正当化する。
各セルに対して、セルにおける総合応答速度を、
- (このセルでフルーツを生成した)このセルで妨害レーダーの各々を識別すること、
- レーダーの各々のために応答速度をセルに関連付けること、
- レーダーの各々に対して生成応答の性質及び速度を指定すること
によって分析する。
各妨害レーダーの特徴もこのセルに関連付け、これらの特徴は、例えば、下記の通りである。
- レーダーR1を妨害するレーダーの位置、
- アンテナの回転速度、
- 質問ローブの幅、
- 「オールコール」質問速度、
- 放射電力。
図10は、上述の例に比べて、3つのレーダーR2、R3及びR4がレーダーR1を妨害し、2つのレーダーR3及びR4がレーダーR1及びR2に追加されている4つの二次レーダーを有する例でレーダー毎の領域毎の応答速度の概要を一例として示す。レーダー探知範囲は、下記のように、幾つかの例示的な領域で重複する(例えば、R1の動作探知範囲における重複)。
- 領域1:R4のみの動作探知範囲、
- 領域2:R4及びR3の発信範囲、
- 領域3:R3の発信範囲及びR2の動作探知範囲、
- 領域4:R3及びR2の発信範囲、
- 領域5:R2のみの動作探知範囲。
より詳細には、図10は、2つの基本空間セル101、102を一例として示す、レーダーR1の探知範囲内の質問速度の地理的マップを示す。非同期応答の発信元を特徴付ける情報によって応答速度情報も補完する。
現実を反映することを望むことなく、概要提示の一例として値を与えるのみである(関連測定時間基準なしの最大値など)。
第1のセル101は、重複の第1の領域(レーダーR1の探知範囲とレーダーR4の探知範囲との間の重複の領域)に位置する。レーダーR1の基準フレームにおいて、このセルは、260°の方位及び190Nmの距離に位置する。このセルの場合、非同期応答を生成する発信元は、レーダーR4である。この発信元に対して得られる特徴は、下記の通りである。
- R1の基準フレームで225°の方位及び280Nmの距離における位置、
- アンテナの回転速度、1走査当たり6秒、
- 120Hzに等しい「オールコール」質問周波数IRF_ACによってここで与えられる「オールコール」質問周期。
このセル101に存在する目標から受信される同期応答及び非同期応答のピーク速度は、下記の通りである。
- DF11の場合、0に等しい、
- DF4の場合、毎秒100に等しい、
- DF5の場合、毎秒15に等しい、
- DF20の場合、毎秒150に等しい、
- DF21の場合、毎秒30に等しい。
セルにおける総合応答速度は、全てのこれらの速度の合計である。
第2のセル102は、重複の別の領域(レーダーR1、R2及びR3の探知範囲間の重複の領域3)に位置する。レーダーR1の基準フレームにおいて、このセルは、130°の方位及び220Nmの距離に位置する。このセルの場合、非同期応答を生成する発信元は、レーダーR2及びレーダーR3である。
発信元R2に対して得られる特徴は、下記の通りである。
- 75°の方位及び310Nmの距離における位置、
- アンテナの回転速度、1走査当たり4秒、
- 100Hzに等しい「オールコール」質問周波数IRF_AC。
R2によって生成される同期応答及び非同期応答のピーク速度は、下記の通りである。
- DF11の場合、毎秒100に等しい、
- DF4の場合、0に等しい、
- DF5の場合、0に等しい、
- DF20の場合、0に等しい、
- DF21の場合、0に等しい。
発信元R3に対して得られる特徴は、下記の通りである。
- 140°の方位及び300Nmの距離における位置、
- アンテナの回転速度、1走査当たり5秒、
- 90Hzに等しい「オールコール」質問周波数IRF_AC。
R3によって生成される同期応答及び非同期応答のピーク速度は、下記の通りである。
- DF11の場合、0に等しい、
- DF4の場合、毎秒80に等しい、
- DF5の場合、毎秒10に等しい、
- DF20の場合、毎秒120に等しい、
- DF21の場合、毎秒20に等しい。
このセル102で移動する目標から到来する同期応答及び非同期応答の総合速度は、全てのこれらの速度の合計である。
単一レーダーにおいて、本発明は、周囲レーダーを探知し、(質問速度を評価する目的なしで)周囲レーダーを特徴付けるために同じ解析を実行することも提案する。
任意選択的な第3のステップのサブステップを説明する。これらのサブステップは、マルチレーダーモードにおける各目標の応答速度及び阻止速度の特徴付け、マルチレーダーモードにおける領域及び妨害による1090MHzスペクトルの特徴付け及びマルチレーダーモードにおける周囲レーダーの位置である。
マルチレーダーモードにおける各目標の応答速度及び阻止速度の特徴付け
モノレーダーモード(上述の例でレーダーR1の例)において、各目標の応答速度の測定の精度は、レーダーの範囲及び全ての目標によって生成される応答負荷の両方によって制限される。
従って、サブステップの目的は、第4のサブステップを実行する各レーダーによって送信される情報を利用することにより、モノレーダーモードにおける上述の特徴付けサブステップ(サブステップの第4のサブステップ)と同じタスクを実行することである。従って、ATCシステムのより高いレベルでこれらの測定値を利用することによって測定の精度を向上させ、この第4のサブステップを実行するレーダーのこのネットワークに妨害レーダーが属する場合、妨害レーダーの識別子を統合することができる。
送信情報は、下記の通りである。
- 各レーダーによって管理される目標の軌道(正常ATC管制センターに対して同じ)、
- 各プロットに対して:
○ローブにおける質問、日付及び状態(この場合、応答へのポインターを有する失敗又は成功)、
○特にタイプ、電力及び内容によって日付記入され特徴付けられる同期応答、
- 各フルーツに対して:タイプ、強度、内容などによって日付記入され特徴付けられる応答。
従って、マルチレーダー手法は、探知範囲のマルチレーダー領域内の各目標に対して、特に、
- この目標に対する各レーダーの質問速度を数え、応答機における受信と同期して日付記入される、ネットワークで別のレーダーによって宣言されたフルーツを統計値から除去することであって、従って、
○応答の範囲又は重複のためにフルーツとして探知されない応答が今回考慮され、
○阻止を宣言したレーダーの質問と同期して別のレーダーの質問に日付記入する場合、想定阻止が確認されるか又は確認されない、除去すること
- ネットワークにおける複数のレーダーによって同時に探知される重複フルーツを除去すること、
- ネットワークにおけるレーダーの特徴の推定値を、民間ATCにおけるこれらのレーダーのインストーラによって知られている値と交換すること
により、より正確且つ確実な方法で応答速度及び阻止速度を構成することができる。
目標毎にこれらのデータを管理すると、修理される必要がある応答機故障を指摘するユーザ定義閾値を応答速度又は阻止速度が超える場合(ICAOによって定義される最小限未満)、事前警告を生成することもできる。
マルチレーダーモードにおける領域及び妨害による1090MHzスペクトルの特徴付け
上述のサブステップのように、マルチレーダー手法は、探知範囲空間及び目標からの応答の測定精度の両方を向上させることができる。
従って、マルチレーダー手法は、様々な期間にわたり、マルチレーダー探知範囲領域内でより正確に且つより確実に下記を構成することができる。
- 応答速度のマップ、
- 各寄与要素(ネットワークにおけるレーダー、ADS-Bなど)に対する応答及び応答速度の性質、
- 阻止速度のマップ。
領域によってこれらのデータを管理すると、特定のセルの応答速度又は阻止速度がユーザ定義閾値を超える場合、事前警告を生成することができる。
更に、この情報を相互相関させると、オペレーターは、応答機の阻止の発信元を識別することができ、従って、オペレーターは、
- 応答速度を局所的に減少するために、ネットワークで特定のレーダーに対する異なる設定ポリシーを構成する(電力、範囲、質問速度などを減少する)ことができるか、又は
- レーダーネットワークに参照されない混入の外部発信元を探すことができる。
典型的には、動作戦域に発射される軍事レーダーの構成において、上述と同じ原理によるマルチレーダー探知及び位置特定手法は、解析空間の探知範囲及び他のレーダーの探知/位置特定速度の両方を増大させることができる。

Claims (13)

  1. 少なくとも1つの動作二次レーダー(R1)の環境(41、42、43)でモードS質問及び応答の密度を特徴付ける方法であって、前記環境は、前記レーダー(R1)によってカバーされる空域によって定義され、前記環境は、モードS目標によって通過され、モードS目標は、二次レーダーによって発信される前記モードS質問に対する応答を発信する目標である、方法において、
    - 第1のステップであって、前記レーダー(R1)は、
    ○モードS目標を、前記レーダー(R1)によって発信される前記質問に対するその同期応答又は長ADS-Bスキッタで送信されるその位置によって探知し、且つその位置を特定すること、
    ○同じモードS目標によって発信され、且つ従って前記レーダー(R1)によって誘導されない非同期応答を探知すること(32)、
    ○それぞれの位置特定された目標について、その非同期応答を、前記レーダー(R1)に対する前記同期応答又は前記ADS-Bスキッタによって与えられた前記位置に関連付けること(33)
    を行う、第1のステップ、
    - 第2のステップであって、前記レーダー(R1)は、
    ○前記関連付けに基づいて、様々な所与の期間にわたって前記目標から受信される同期及び非同期応答の数を数えることにより、各目標の応答速度を判定すること(35)、
    ○前記環境が基本空間セル(101、102)に分割された状態で、各セルにおいて位置特定された各目標によって受信される同期及び非同期応答の数を数えることにより、セル毎の前記応答速度を判定すること(36、37)であって、前記速度は、セル毎又はセルのグループ毎にモードS質問及び応答の前記密度を特徴付ける、判定すること(36、37)
    を行う、第2のステップ
    を含むことを特徴とする方法。
  2. 前記非同期応答は、各アンテナパターン(11、12、13、14)で受信される前記非同期応答の探知及び復号を伴う連続処理(21)を通して前記レーダー(R1)によって探知され(32)、前記処理は、前記パターンの各々を別々に利用することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 前記パターンは、合計パターン(11)、差分パターン(12)、前制御パターン(13)及び後制御パターン(14)であることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
  4. 前記レーダー(R1)によって誘導されない前記非同期応答は、
    - 任意のタイプの質問機であり得る別の二次レーダー(R2、R3、R4)によって誘導される応答、及び/又は
    - ADS-B又はTCASスキッタ応答を含む、前記目標によって自動的に生成される応答
    であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記第2のステップにおいて、前記レーダー(R1)は、非同期応答の発信元(R2、R3、R4)を特徴付け、前記発信元は、任意のタイプの質問機であり得る二次レーダーであり、発信元は、以下の特徴:
    - 前記発信元の識別、
    - 前記発信元のアンテナの回転周期、
    - 前記発信元の位置、
    - 前記発信元の「オールコール」質問速度、
    - 前記発信元の質問ローブの幅、
    - 前記発信元によって放射される電力
    のうちの少なくとも1つの特徴によって特徴付けられることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 警告信号は、目標から受信される応答の速度が所与の閾値を超える場合に生成されることを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 警告信号は、少なくとも1つのセル(101、102)の応答速度が所与の閾値を超える場合に生成されることを特徴とする、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 目標の阻止が、前記目標がモードS質問に対する応答を発信することができないことである状態で、前記第2のステップにおいて、前記レーダー(R1)は、目標の阻止速度を、
    - 前記目標の応答機からの応答の欠如を、
    ○前記応答機で応答を受信していない前記質問の同期フルーツを用いて応答を生成するためのその占有、又は
    ○質問に対する応答の欠如前の期間内でICAO限界を超える応答速度
    によって特徴付けること、又は
    - 別のシナリオであって、
    ○複数のセンサーによって発信され、且つ前記目標の前記応答機によって解釈されない質問の重複、
    ○前記目標の応答機であって、その最大応答速度に、前記最大応答速度がICAO最小限未満であるとしても達している応答機
    に対応する別のシナリオを想定すること
    のいずれかにより、前記目標からの前記非同期応答を解析することによって特徴付けることを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記第1のステップ及び前記第2のステップがマルチレーダー状況において、即ち少なくとも2つの二次レーダーによって実行される状態で、前記少なくとも2つのレーダーの各々によって得られる前記応答速度は、より正確な総合応答速度を得るために、前記2つのレーダーからの前記同期及び非同期応答の全てを考慮して計算され、前記質問密度は、前記総合速度によって特徴付けられることを特徴とする、請求項に記載の方法。
  10. 前記少なくとも2つのレーダーの各々によって得られる前記阻止速度は、より正確な総合阻止速度を得るために、前記2つのレーダーからの前記同期及び非同期応答の全てを考慮して計算されることを特徴とする、請求項8又は9に記載の方法。
  11. 前記少なくとも2つのレーダーの各々から得られる情報は、航空交通管制センターに送信され、且つ前記センターによって利用されることを特徴とする、請求項9又は10に記載の方法。
  12. 前記情報は、ATC監視安全性を高めるために、前記二次レーダーの全てが過質問、前記応答機の阻止及び欠陥応答機の領域を除去するように調整されることを可能にするために利用される、請求項11に記載の方法。
  13. 請求項1~12のいずれか一項に記載の方法を実施することができることを特徴とする二次レーダー。
JP2021507650A 2018-08-30 2019-08-29 モードs質問及び応答の密度を特徴付ける方法及びこのような方法を実施する二次レーダー Active JP7337146B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1800914A FR3085487B1 (fr) 2018-08-30 2018-08-30 Procede de caracterisation de la densite d'interrogations et de reponses mode s et radar secondaire mettant en oeuvre un tel procede
FR18/00914 2018-08-30
PCT/EP2019/073091 WO2020043825A1 (fr) 2018-08-30 2019-08-29 Procede de caracterisation de la densite d'interrogations et de reponses mode s et radar secondaire mettant en œuvre un tel procede

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021534392A JP2021534392A (ja) 2021-12-09
JP7337146B2 true JP7337146B2 (ja) 2023-09-01

Family

ID=65494146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021507650A Active JP7337146B2 (ja) 2018-08-30 2019-08-29 モードs質問及び応答の密度を特徴付ける方法及びこのような方法を実施する二次レーダー

Country Status (10)

Country Link
US (1) US11635508B2 (ja)
EP (1) EP3844529B1 (ja)
JP (1) JP7337146B2 (ja)
KR (1) KR20210048485A (ja)
CN (1) CN112601977A (ja)
BR (1) BR112020026191A2 (ja)
CA (1) CA3108375A1 (ja)
ES (1) ES2943847T3 (ja)
FR (1) FR3085487B1 (ja)
WO (1) WO2020043825A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3090122B1 (fr) * 2018-12-18 2020-11-27 Thales Sa Procédé de mesure de précision azimut et de diagrammes du lobe principal d’antenne d’un radar secondaire, et radar mettant en œuvre un tel procédé
FR3103568B1 (fr) 2019-11-25 2021-12-03 Thales Sa Procede de detection de conflits de code ii/si d'identification de radar mode s avec des radars environnants, et radar secondaire mettant en oeuvre un tel procede
FR3109451B1 (fr) * 2020-04-16 2022-04-08 Thales Sa Méta Radar Secondaire
US12019146B2 (en) * 2021-07-19 2024-06-25 The 28Th Research Institute Of China Electronics Technology Group Corporation Accurate grid locking method for target composite tracking system in terminal area
CN116707578B (zh) * 2023-08-02 2023-10-13 四川九洲空管科技有限责任公司 一种基于时隙规划的s模式点名询问调度方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001056372A (ja) 1999-08-18 2001-02-27 Hiroshi Nobusato 飛行体の位置確認装置
US20070252750A1 (en) 2003-10-10 2007-11-01 Thales Method and Device for Filtering Responses in a Secondary Radar Extractor
JP2008175784A (ja) 2007-01-22 2008-07-31 Toshiba Corp モードs二次監視レーダ
JP2010512528A (ja) 2006-12-12 2010-04-22 テールズ モード「s」での応答の処理中にマルチパス伝搬の影響を軽減するための方法
JP2012220283A (ja) 2011-04-06 2012-11-12 Toshiba Corp 二次監視レーダ及び監視方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4034371A (en) * 1973-05-21 1977-07-05 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus and methods for differentiating between synchronous and asynchronous response signals in secondary radar devices
FR2407487A1 (fr) * 1977-10-26 1979-05-25 Dassault Electronique Procede pour faciliter l'exploitation a un aerodrome de messages radar de reponse recus a partir d'avions et installation pour la mise en oeuvre de ce procede
FR2573541B1 (fr) * 1984-11-20 1986-12-19 Thomson Csf Dispositif de pretraitement pour extracteur radar secondaire
US4896158A (en) * 1988-11-03 1990-01-23 Westinghouse Electric Corp. Beacon fruit filter
JP2663642B2 (ja) 1989-07-28 1997-10-15 日本電気株式会社 2次レーダ装置
US5081457A (en) * 1989-11-30 1992-01-14 Honeywell Inc. Apparatus for reducing synchronous fruit in tcas surveillance systems
US5157615A (en) * 1990-01-09 1992-10-20 Ryan International Corporation Aircraft traffic alert and collision avoidance device
FR2692996B1 (fr) * 1992-06-30 1994-08-26 Thomson Csf Procédé et dispositif de filtrage des réponses dans un extracteur de radar secondaire.
US5825322A (en) * 1993-05-19 1998-10-20 Alliedsignal Inc. Method and apparatus for rotating an electronically-scanned radar beam employing a variable-dwell scanning process
US5459469A (en) * 1994-02-04 1995-10-17 Stanford Telecommunications, Inc. Air traffic surveillance and communication system
US6473027B1 (en) * 2001-05-15 2002-10-29 Northrop Grumman Corporation False reflected target elimination and automatic reflector mapping in secondary surveillance radar
CN1332219C (zh) * 2003-11-18 2007-08-15 电子科技大学 一种二次雷达应答处理的抗干扰方法
US7408498B2 (en) * 2004-09-14 2008-08-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Secondary surveillance radar and its interrogation transmission method
ITTO20070623A1 (it) * 2007-09-03 2009-03-04 Selex Sistemi Integrati Spa Rilevamento di repliche in un radar secondario di sorveglianza
FR2938076B1 (fr) * 2008-10-31 2010-11-12 Thales Sa Procede pour optimiser la gestion du temps radar pour des radars secondaires fonctionnant en mode s
DE102008059424B4 (de) * 2008-11-27 2023-01-19 IAD Gesellschaft für Informatik, Automatisierung und Datenverarbeitung mbH Sekundärradarsystem mit dynamischer Sektorisierung des zu überwachenden Raumes unter Verwendung von Multi-Antennenanordnungen und Verfahren hierzu
FR2965063B1 (fr) * 2010-09-21 2012-10-12 Thales Sa Procede pour allonger le temps d'eclairement de cibles par un radar secondaire
CN102621544A (zh) * 2012-03-23 2012-08-01 四川川大智胜软件股份有限公司 一种局部多个s模式二次监视雷达站的协同询问方法
ITRM20120175A1 (it) * 2012-04-24 2013-10-25 Selex Sistemi Integrati Spa Metodo per la stima e la rimozione del ritardo di multipath di segnali elettromagnetici, in particolare di repliche ssr.
CN102879775B (zh) * 2012-09-20 2014-06-04 陕西长岭电子科技有限责任公司 一种基于二次雷达的询问应答方法
CN103076605A (zh) * 2013-01-06 2013-05-01 中国电子科技集团公司第十研究所 多模式轮询和s模式点名询问的二次雷达航迹录取方法
CN103178999B (zh) * 2013-03-21 2016-01-20 中国电子科技集团公司第二十八研究所 一种ads-b数据收集方法
US9658325B2 (en) * 2014-07-31 2017-05-23 James Francis Harvey Secondary surveillance radar signals as primary surveillance radar
CN104330774B (zh) * 2014-11-15 2017-01-25 安徽四创电子股份有限公司 —种基于fpga的s模式二次雷达解码器
CN104992575B (zh) * 2015-06-27 2017-03-22 安徽四创电子股份有限公司 以ads‑b信息为背景的s模式二次雷达点名询问方法
DK3336580T3 (da) * 2016-12-16 2021-06-07 Thales Man & Services Deutschland Gmbh Fremgangsmåde og ADS-B-basisstation til validering af positionsinformationer indeholdt i en mode S-extended squitter-besked (ADS-B) fra et luftfartøj

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001056372A (ja) 1999-08-18 2001-02-27 Hiroshi Nobusato 飛行体の位置確認装置
US20070252750A1 (en) 2003-10-10 2007-11-01 Thales Method and Device for Filtering Responses in a Secondary Radar Extractor
JP2010512528A (ja) 2006-12-12 2010-04-22 テールズ モード「s」での応答の処理中にマルチパス伝搬の影響を軽減するための方法
JP2008175784A (ja) 2007-01-22 2008-07-31 Toshiba Corp モードs二次監視レーダ
JP2012220283A (ja) 2011-04-06 2012-11-12 Toshiba Corp 二次監視レーダ及び監視方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20210270955A1 (en) 2021-09-02
EP3844529B1 (fr) 2023-03-22
FR3085487A1 (fr) 2020-03-06
KR20210048485A (ko) 2021-05-03
CA3108375A1 (en) 2020-03-05
BR112020026191A2 (pt) 2021-03-30
FR3085487B1 (fr) 2020-07-31
CN112601977A (zh) 2021-04-02
US11635508B2 (en) 2023-04-25
WO2020043825A1 (fr) 2020-03-05
EP3844529A1 (fr) 2021-07-07
JP2021534392A (ja) 2021-12-09
ES2943847T3 (es) 2023-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7337146B2 (ja) モードs質問及び応答の密度を特徴付ける方法及びこのような方法を実施する二次レーダー
CA2385761C (en) False reflected target elimination and automatic reflector mapping in secondary surveillance radar
JP7510747B2 (ja) 疑似ads-b標的を検出し、位置を特定する方法及び、かかる方法を実装する二次レーダシステム
US11867796B2 (en) Secondary radar improving aerial safety via very-long-range ADS-B detection
US20120041620A1 (en) Systems and methods for providing spoof detection
KR102647943B1 (ko) 세컨더리 레이더의 안테나 패턴들을 측정하기 위한 방법 및 이러한 방법을 구현하는 세컨더리 레이더
JP7292099B2 (ja) 二次レーダーを用いて航空機搭載トランスポンダの特定の特徴をライン動作時に測定する方法
US11604269B2 (en) Method for detecting conflicts in the II/SI identification code of a mode S radar with nearby radars, and secondary radar implementing such a method
KR20200075754A (ko) 세컨더리 레이더의 메인 안테나 로브의 방위각 정확도 및 패턴을 측정하는 방법 및 그러한 방법을 구현하는 레이더
US11333750B2 (en) Method and system for tracking non-cooperative objects using secondary surveillance radar
US11320528B1 (en) Monopulse secondary surveillance radar system
KR101925489B1 (ko) 응답전력 기반의 피아 식별 방법 및 이를 지원하는 장치
Fedorov et al. Proposals for improving the quality of radar control of airspace by using the information of the automatic independent cooperative surveillance system ADS-B
Cabalkova et al. Comparison of target detections from active MSPSR system with outputs of MLAT system
Allmann et al. TDOA-based Position Verification of ADS-B Information Using a Sensor Network
Svyd et al. Evaluation of the Responder Capacity of the Indication Channel of Near Navigation Radio Systems
JP2023036375A (ja) 航空管制無線システム
CA3072396A1 (en) Method and system for tracking non-cooperative objects using secondary surveillance radar

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220502

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230228

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20230529

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230719

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230808

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230822

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7337146

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150