JPH05338594A

JPH05338594A - 飛行訓練安全監視装置

Info

Publication number: JPH05338594A
Application number: JP15233992A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Kawase; 護川瀬; Akio Takeuchi; 明雄竹内
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1992-06-11
Filing date: 1992-06-11
Publication date: 1993-12-21

Abstract

(57)【要約】【目的】訓練飛行時、常に僚機の正確な位置、高度を
高高度から超低高度まで監視でき、飛行訓練を安全に実
施できるようにする。【構成】各訓練航空機は、ＧＰＳ衛星からの送信デー
タをＧＰＳアンテナ１１で受信し、信号処理部１２にお
いて、正確な時刻、自機の位置等を解読し、電子計算機
１３に送る。電子計算機１３は、信号処理部１２で得た
データに自機データＰＤを合成し、送信部１６よりサー
キュレータ１８を介して送受信アンテナ１９に送り、他
の訓練航空機に時分割で送信する。他の訓練航空機から
送られてくる飛行データは、送受信アンテナ１９により
受信し、受信部１７で復調して電子計算機１３に入力す
る。電子計算機１３は、僚機から送られてくる飛行デー
タ及び自機の飛行データＰＤを記録部１５に記録すると
共に、自機を中心にした他機の相対高度、相対方位及び
自機の姿勢等を表示部１４に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、航空機の訓練飛行時に
おける安全を監視する飛行訓練安全監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、航空機の飛行訓練を行なう場合、
訓練の安全性を保つために、図７に示すように地上の対
空レーダ１により訓練中の航空機２，３，４，５の位
置、高度を監視するようにしている。即ち、対空レーダ
１により得た訓練航空機２，３，４，５の位置、高度情
報に従って、レーダスコープ上に訓練航空機の機影を表
示させ、それをオペレータが監視するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のよ
うに対空レーダ１により訓練航空機の状態を監視するシ
ステムでは、訓練航空機の位置及び高度の関する情報は
得られるが、訓練航空機の姿勢を判別できないと共に、
機体番号も確認できないという問題があった。また、訓
練航空機５に示すような超低高度飛行訓練時において
は、訓練航空機がレーダ見通し外となり、レーダスコー
プ上に機影を表示できず、飛行状態を監視することがで
きなかった。更に、対空レーダ１による監視では、レー
ダ波の届く範囲下での監視しかできないので、訓練中に
事故が発生した場合、事故機の機影を最後まで追跡でき
ず、その正確な位置を測定できないという問題があっ
た。

【０００４】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、訓練飛行時、常に僚機の正確な位
置、高度を高高度から超低高度まで監視でき、飛行訓練
を安全に実施できる飛行訓練安全監視装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る飛行訓練安
全監視装置は、ＧＰＳを利用した時分割トランシーバを
各訓練航空機に装備し、各訓練航空機間でそれぞれ飛行
データを上記トランシーバにより時分割で送受信し、僚
機の飛行状態を相互に監視するように構成したことを特
徴とする。

【０００６】

【作用】トランシーバは、ＧＰＳ衛星からの送信データ
に基づいて、正確な時刻と、自機の位置等を解読し、自
機データを合成して所定の送信シーケンスタイミングで
僚機に送信する。また、トランシーバは、他の訓練航空
機から送られてくる信号を受信し、自機の飛行データも
合わせて記録する。

【０００７】更にトランシーバは、僚機の飛行データと
自機データとを合わせ、表示計算を行なって飛行安全に
必要な表示コマンド、例えば自機を中心にした他機の相
対高度、相対方位及び自機の姿勢等をディスプレイパネ
ルに表示する。

【０００８】上記のように訓練中、ディスプレイパネル
に自機及び僚機の飛行データが表示されるので、常に僚
機の飛行状態を確認でき、飛行訓練を安全に実施するこ
とができる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。（第１実施例）

【００１０】図１は本発明の第１実施例に係る飛行訓練
安全監視装置の全体構成を示すブロック図である。本発
明に係る飛行訓練安全監視装置は、ＧＰＳ（Global Pos
itioning System ：汎地球測位システム）航法装置を利
用したもので、各訓練航空機に搭載して使用するもので
ある。

【００１１】図１において、１１はＧＰＳアンテナで、
ＧＰＳ衛星（人工衛星）から送られてくる電波を受信
し、信号処理部１２に入力する。この信号処理部１２
は、例えば図２に示す構成を有し、ＧＰＳ衛星からの電
波に基づいて、正確な時刻と、自機の位置、更に必要に
応じて速度、方位等を解読し、電子計算機１３に送る。
この電子計算機１３は、時刻計数部を有し、信号処理部
１２からの時刻情報と照合して常に正確な時刻情報が得
られるようにしている。

【００１２】また、上記電子計算機１３には、表示部
（コックピットに装着されるディスプレイパネル）１
４、デジタル記録部（レコーダ）１５、送信部１６、受
信部１７が接続される共に、自機の各種センサにより計
測した自機データＰＤが入力される。この自機データＰ
Ｄとしては、例えば高度、速度、姿勢角、姿勢角速度、
温度、圧力、加速度、部材歪み、燃料流量、緯度、経度
等がある。

【００１３】上記電子計算機１３は、信号処理部１２か
らのデータと自機データＰＤを合成して送信部１６に送
る。送信部１６は、所定の送信タイミングシーケンスで
送信信号を作成し、サーキュレータ１８を介して送受信
アンテナ１９に送り、他の訓練航空機に送信する。ま
た、送受信アンテナ１９により受信した他の訓練航空機
からの信号は、サーキュレータ１８を介して受信部１７
に送られる。受信部１７は、受信信号を復調して電子計
算機１３に入力する。電子計算機１３は、受信部１７に
より復調した信号と自機データＰＤとを合わせ、表示計
算を行なって表示部１４に表示する。

【００１４】図２は上記信号処理部１２の構成例を示す
ブロック図である。同図において、２１はプリアンプ
で、ＧＰＳアンテナ１１で受信した信号を増幅し、周波
数変換増幅部２２に入力する。この周波数変換増幅部２
２は、入力信号を処理し易い周波数に変換し、増幅して
スペクトル逆拡散復調部２３に出力する。このスペクト
ル逆拡散復調部２３は、入力信号を復調して距離測定部
２４及びドプラ測定部２５に出力する。距離測定部２４
は、入力されたデータからＧＰＳ衛星の位置と、ＧＰＳ
衛星から自機までの距離を測定し、位置計算部２６に出
力する。この位置計算部２６は、ＧＰＳ衛星の位置とＧ
ＰＳ衛星から自機までの距離を用いて幾何学的に自機の
位置（緯度、経度、高さ）を計算する。また、ドプラ測
定部２５は、ＧＰＳ衛星からの送信データのドプラを測
定して移動速度・方位計算部２７に出力する。この移動
速度・方位計算部２７は、ドプラ測定部２５の測定結果
に基づいて自機の移動速度及び方位を測定する。また、
上記信号処理部１２は、時計データ処理部（図示せず）
を有し、衛星時計データに基づいて正確な時刻情報を得
ている。そして、上記信号処理部１２で解読した正確な
時刻情報と、自機の位置、速度、方位に関するデータが
図１における電子計算機１３に送られる。次に上記実施
例の動作を説明する。

【００１５】先ず、ＧＰＳシステムの概略について図３
を参照して説明する。地球３１の周囲に設定した複数の
軌道上を複数のＧＰＳ衛星３２が一定高度、一定周期で
周回している。また、地球３１上には、ＧＰＳ衛星３２
を制御する制御局３３とＧＰＳ衛星３２を監視する複数
のモニタ局３４が設けられている。制御局３３は、各モ
ニタ局３４の監視結果に基づいて衛星制御信号３５をＧ
ＰＳ衛星３２に送信する。ＧＰＳ衛星３２は、地球３１
を周回しながら距離データ、衛星軌道データ、衛星時計
データ等の衛星信号３６をＧＰＳ利用者３７に送信す
る。

【００１６】ＧＰＳ利用者３７は、ＧＰＳ衛星３２から
の送信データに基づいて、自己の位置（緯度、経度、高
さ）、速度、方位、時刻等を測定することができる。測
定に際しては、例えば位置：３０ｍ（Ｃ／Ａコード）速度：０．１ｍ／ｓｅｃ方位：０．２° 時刻：０．１μｓｅｃ程度の高い測定精度が得られる。

【００１７】しかして、航空機の訓練に際しては、各訓
練航空機に図１に示した安全監視装置を搭載する。各訓
練航空機は、上記ＧＰＳ衛星３２からの送信データをＧ
ＰＳアンテナ１１で受信し、信号処理部１２に入力す
る。信号処理部１２は、ＧＰＳ衛星３２からの送信デー
タに基づいて、上記したように正確な時刻と、自機の位
置、速度、方位を解読し、電子計算機１３に送る。

【００１８】電子計算機１３は、信号処理部１２で得た
データに自機データＰＤを合成し、送信部１６に送る。
送信部１６は、正確な時計に従って図４に示す送信シー
ケンスタイミングで送信信号を発生し、サーキュレータ
１８を介して送受信アンテナ１９に送り、他の訓練航空
機に送信する。図４に示す送信シーケンスタイミング
は、４機（Ａ機，Ｂ機，Ｃ機，Ｄ機）での運用例を示し
たもので、１サイクルが５００ｍｓｅｃであり、この１
サイクルの間にＡ機，Ｂ機，Ｃ機，Ｄ機が順次１２４ｍ
ｓｅｃずつ時分割で送信し、それ以外は受信状態とな
る。この場合、各訓練航空機が送信を終了してから次の
訓練航空機が送信を開始するまでに１ｍｓｅｃの間隔を
設けているが、これは電波の到達に要する時間を考慮し
たものである。

【００１９】一方、他の訓練航空機から送られてくる飛
行データは、送受信アンテナ１９により受信し、サーキ
ュレータ１８を介して受信部１７に入力する。受信部１
７は、受信信号を復調して電子計算機１３に入力する。
電子計算機１３は、この僚機から送られてくる飛行デー
タを記録部１５に記録すると共に、自機の飛行データＰ
Ｄも合わせて記録部１５に記録する。これにより訓練航
空機は、常に僚機全ての飛行データを知ることができ
る。

【００２０】また、電子計算機１３は、受信部１７によ
り復調した信号と自機データＰＤとを合わせ、表示計算
を行なって飛行安全に必要な表示コマンドを表示部１４
に表示する。飛行安全に必要な表示コマンドとしては、
自機を中心にした他機の相対高度、相対方位及び自機の
姿勢等がある。

【００２１】この表示部１４の表示例を図５に示す。図
５はＡ機における表示例を示したもので、自機を中心に
表示すると共に、上方が常に自機の飛行方向を示すよう
にし、それを中心に僚機（Ｂ機，Ｃ機，Ｄ機）をそれぞ
れシンボル化して位置及び方向を表示する。この場合、
各機は異なるシンボルとし、容易に識別できるようにし
ている。各機の高度は、例えば色で区分するか、機のシ
ンボルの近くに数字で表示する。また、同心円状に一定
間隔でレンジサークル４０を表示すると共に、各サーク
ル４０の実際の間隔をノーテカル・マイル等で数値表示
し、自機と僚機との距離が直ちに判別できるようにす
る。その他、危険な高度を飛行する場合は、シンボルを
フラッシング等による特殊表示を行ない、パイロットに
注意を促す。この他、機体姿勢を表示するためにシンボ
ルを変形させる等の手段が考えられる。

【００２２】更に、電子計算機１３に予め訓練地域の地
形図を記憶させておき、自機の位置に応じて対応する地
形図情報を読出して表示部１４に表示し、その地形上に
各機のシンボルを表示するようにしても良い。

【００２３】各訓練航空機のパイロットは、上記表示部
１４の表示内容から自機と僚機との関係、僚機の高度、
姿勢、位置等の飛行状態を飛行空域に関係せずに監視で
き、安全に航空機を操縦することができる。

【００２４】なお、上記実施例では、訓練航空機が４機
の場合の表示例について説明したが、多数の航空機によ
り訓練する場合においても、同様にして表示することが
できる。

【００２５】上記実施例によれば、訓練中、表示部１４
に自機及び僚機の飛行データが表示されるので、常に僚
機の飛行状態を確認でき、飛行訓練を安全に実施するこ
とができる。ＧＰＳシステムを利用することにより、超
低高度０フィートまで監視できるので、超低高度飛行訓
練も、安全に実施することができる。また、機体番号に
ついても、予め表示指定することにより、各々の機体が
異なったマークで表示されるので、僚機を確実に識別す
ることができる。

【００２６】更に、各機の記録部１５には自機及び僚機
の飛行データが記録されるので、その記録データを訓練
終了後に分析して訓練効果を評価することができる。ま
た、万一、事故が発生した場合においても、僚機の記録
データを再生することにより、直ちに正確な位置を知る
ことができる。例えば４機の訓練航空機のうち、たとえ
３機が事故で海没したとしても、事故機３機の飛行デー
タが他の１機に保存されるので、事故機の発見、脱出パ
イロットの救助のために正確な事故現場発見が可能とな
る。また、事故原因追及のための飛行データも取得で
き、以後の飛行訓練に役立たせることができる。（第２実施例）

【００２７】次に本発明の第２実施例について図６によ
り説明する。この実施例は、実際の機体を想定し、シス
テム的にまとめたもので、図１におけるＧＰＳアンテナ
１１と送受信アンテナ１９を１本の複合アンテナ４１と
している。また、信号処理部１２、電子計算機１３、送
信部１６、受信部１７をまとめて、トランシーバ４２と
し、このトランシーバ４２に自機データＰＤを入力する
と共に、ディスプレイパネル４３及び記録部１５を接続
している。図１における表示部１４は航空機のコックピ
ットに装着するため、ディスプレイパネル４３とした。
記録部１５は、飛行中の全時間を記録する場合のみ装着
し、事故時のデータ保存を考慮した数分程度の記録だけ
であれば、トランシーバ４２内のメモリに保存する。

【００２８】この第２実施例では、コックピットにディ
スプレイパネル４３及びトランシーバ４２を取付けると
共に、機体上面に複合アンテナ４１を取付けるだけで、
上記第１の実施例と同様の効果を得ることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、各
訓練航空機のディスプレイパネルに自機及び僚機の飛行
データが表示されるので、僚機の飛行状態を飛行空域に
関係なく確認でき、飛行訓練を安全に実施することがで
きる。また、ＧＰＳシステムを利用することにより、高
高度から超低高度まで監視でき、超低高度飛行訓練も、
安全に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る飛行訓練安全監視装
置の構成を示すブロック図。

【図２】図１の信号処理部の詳細を示すブロック図。

【図３】ＧＰＳシステムの概略説明図。

【図４】同実施例における飛行データの送受信シーケン
スタイミングを示す図。

【図５】同実施例における飛行データの表示例を示す
図。

【図６】本発明の第２実施例に係る飛行訓練安全監視装
置を示すブロック図。

【図７】従来の飛行訓練の安全監視システムを示す図。

【符号の説明】

１１…ＧＰＳアンテナ、１２…信号処理部、１３…電子
計算機、１４…表示部、１５…記録部、１６…送信部、
１７…受信部、１８…サーキュレータ、１９…送受信ア
ンテナ、２１…プリアンプ、２２…周波数変換増幅部、
２３…スペクトル逆拡散復調部、２４…距離測定部、２
５…ドプラ測定部、２６…位置計算部、２７…移動速度
・方位計算部、３１…地球、３２…ＧＰＳ衛星、３３…
制御局、３４…モニタ局、３５…衛星制御信号、３６…
衛星信号、３７…ＧＰＳ利用者、４０…レンジサーク
ル、４１…複合アンテナ、４２…トランシーバ、４３…
ディスプレイパネル。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＧＰＳを利用した時分割トランシーバを
各訓練航空機に装備し、各訓練航空機間でそれぞれ飛行
データを上記トランシーバにより時分割で送受信し、僚
機の飛行状態を相互に監視するように構成したことを特
徴とする飛行訓練安全監視装置。