JPS63118679A - 追尾処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、アクティブ・フェーズド・アレイ・レーダ装
置が捕捉した航空機の追尾を行う追尾処理装置に係り、
特に旋回飛行を行っている航空機の追尾技術に関する。

（従来の技術） 周知のように、追尾処理装置は、例えば空港において、
空港監視レーダ装置が捕捉した航空機の表示位置にその
航空機の便名、離着陸等をディジタル表示し、以て適確
な航空管制が行えるようにするために、その航空機の追
尾を行うものである。

即ち、航空機の便名、到着や出発の時刻、飛行コース等
の航跡データが予め航跡バッファに登録してあり、空港
監視レーダが捕捉した航空機の位置データに基づき当該
航空機の次回捕捉時における航跡位置を予測し、その予
測した位置データと実際の位置データとから目標と航跡
の相関を判断して表示画面上の目標の表示位置を特定し
、その表示位置にある航゛空機に対し所要の前記ディジ
タル表示を行うのである。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、前記例で言えば、空港では着陸待ちの航空機
が旋回飛行を続けながら待機することが往々にしである
。このような場合、追尾処理装置の航跡予測は直線によ
る予測であること、また空港監視レーダ装置は航空機の
飛行態様と無関係に一定の時間間隔で電波発射を行って
いることがら、例えば第３図に示す如く追尾を失敗する
ことがある。

第３図において、黒点は旋回飛行している航空機の表示
位置（航空機位置）であり、一定の時間間隔で表示画面
上に表示される。一方、「Δ」印は予測位置であり、例
えば予測位置（イ）は前回捕捉時の位置データに基づく
もので、航空機位置ａと予測位置（イ）間の直線距離が
所定値以内であるので、航空機位置ａに所定の表示が行
える。

そして、次回捕捉時の航空機位置すに対する予測位置（
ロ）を航空機位置ａの位置データに基づき予測位置（イ
）から直線的に予測し、予測位置（ロ）と航空機位置す
間の直線距離が所定値以内であるので、航空機位置すに
所定の表示が行える。

ところが、航空機が位置ａで旋回飛行に入り、位置ｂ、
同Ｃ１同ｄの順（こ旋回するものとすれば、実際の航空
機位置と予測位置間の直線距離が図示の如く次第に増大
し、航空機位置Ｃまでは表示ができるが、航空機位置ｄ
については予測位置（ハ）が所定値以上掛は離れている
ので、両者の位置相関がとれない、つまり追尾を失敗す
るのである。

このような場合、従来は、航空機を特定できないので、
予測位置（ハ）の位置に点滅表示をし、これに気付いた
オペレータがポジション移動を行うようにしている。

このように、従来の追尾処理装置にあっては、航空機が
旋回飛行する場合、当該航空機の位置データ量が充分得
られず、航空機位置と追尾の予測位置とに誤差が生じ、
追尾遅れの増大等により、適確な航空管制が難しいとい
う問題点がある。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、その目的は、航空機が旋回飛行する場合には当該航
空機の位置データ量の増大が図れるようにし、以て適確
な航空管制をなし得る追尾処理装置を提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明の追尾処理装置は次
の如き構成を有する。

即ち、本発明の追尾処理装置は、旋回飛行する航空機の
旋回半径および旋回角速度をアクティブ・フェーズド・
アレイ・レーダ装置が取得した目標位置データに基づき
演算検出する検出部と；前記旋回半径と前記旋回角速度
に基づき前記航空機の次回の航跡予測位置に対する電波
発射までの時間間隔を算出する時間算出部と；　前記算
出した時間間隔の経過後に電波発射が行われるように前
記レーダ装置の電波発射タイミングを制御する制御部へ
指令を発するレーダ・ヒット駆動部と；を備えたことを
特徴とする追尾処理装置である。

（作　用） 次に、前記の如く構成される本発明の追尾処理装置の作
用を説明する。

検出部は、旋回飛行する航空機の旋回半径および旋回角
速度をアクティブ・フェーズド・アレイ・レーダ装置が
取得した目標位置データに基づき演算検出する。

時間算出部は、前記旋回半径と前記旋回角速度に基づき
前記航空機の次回の航跡予測位置に対する電波発射まで
の時間間隔を算出する。

そして、レーダ・ヒット駆動部は、前記算出した時間間
隔の経過後に電波発射が行われるように前記レーダ装置
の電波発射タイミングを制御する制御部へ指令を発する
。

要するに、本発明では、レーダ装置として電波発射間隔
を外部的に制御できるアクティブ・フェーズド・アレイ
・レーダ装置を用い、航空機が旋回飛行する場合には、
電波発射間隔を狭くして当該航空機の位置データ量の増
大を図るのである。

その結果、予測位置間の間隔が狭くなり、つまり予測位
置と航空機の表示位置間の距離を所定値以内にすること
が可能となり、追尾を失敗するようなことをなくすこと
ができるのである。

このように、本発明の追尾処理装置によれば、旋回飛行
する航空機の旋回半径および旋回角速度を検出し、当該
航空機の次回航跡予測位置に対する電波発射の時間間隔
を制御するようにしたので、追尾の追随性を向上でき、
適確な航空管制を容易化できる効果がある。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図は本発明の一実施例に係る追尾処理装置を示す。

この追尾処理装置は、航跡バッファ２と、目標データ・
バッファ３と、追尾処理部４と、検出部である旋回半径
検出部５および旋回角速度検出部６と、時間算出部７と
、航跡予測部８と、レーダ・ヒット駆動部９と、制御部
としての角度発生部１０およびビーム走査部１１と、タ
イミング制御部１２とを基本的に備え、レーダ装置１は
アクティブ・フェーズド・アレイ・レーダ装置からなる
。

タイミング制御部１２は、図示省略したがレーダ装置１
から方位信号等の所要の制御信号が入力しており、この
制御信号に基づき各種のタイミング信号、クロック信号
等を発生し、それらを対応する要素へ送出している。

目標データ・バッファ３は、レーダ装置１が捕捉した航
空機の位置データ（Ｒｉ、θ；）を入力の順序に従って
格納する。

追尾処理部４は、目標データ・バッファ３からの目標位
置データ（Ｒ；、θ「）と、航跡バッファ２からの航跡
予測位置データ（Ｒｐｉ　、θ、；）を入力して追尾処
理（目標と航跡との相関および平滑化位置（ｌｉ、Ｙ二
ｉ）および平滑化速度（文＝；。

９；；）の算出）をし、目標位置データ（Ｒ，、θ；）
の座標変換値（Ｘｉ、Ｙｉ）を旋回半径検出部５および
航跡バッファ２へ出力し、また平滑化位置データ（Ｘ二
＋、Ｙ；＋）および平滑化速度（Ｘ二ｉ、Ｙ二＝）を航
跡予測部８および航跡バッファ２へ出力する。

旋回半径検出部５は、追尾処理部４からの目標位置デー
タ（ｘ、、ｙ、）と航跡バッファ２からの当該航空機の
前回の目標位置データ（Ｘ　；−＋、Ｙ　＋−＋）およ
び前々回の目標位置データ（Ｘ　７−ｚ、　Ｙ　；−２
）を入力し、旋回半径（Ｒｏ）を算出し、データ（ＲＯ
ｌＸ　；　、　Ｙ　ｒ　、　Ｘ　＋　−１・Ｙｉ−１・
Ｘｉ−２・Ｙ＋−ｚ）を旋回角速度検出部６へ出力する
。なお、旋回半径（Ｒｏ）はＲｏ　＝　　（Ｘｉ　　Ｘ
ｏ　）　２＋　（Ｙ；　　Ｙｏ　）　２として求められ
る。ここで、 Ｘ１°Ｘ；−ｚ＋Ｘ＋−＋　＋　　”ｔ　：Ｘ；−２Ｘ
ニーｓｘ３　＝ｘｉ−、＋ｘｉ　　ＩＸ２　＝Ｘｉ−Ｉ
　　Ｘｉｙ、　＝Ｙ、−２＋ｙ＋−１，ｙ、　＝Ｙ；、
−Ｙ、−１３’２　＝ｙ、−、−ｔ−Ｙｉ　　＋　　ｙ
ｚ　＝Ｙｉ−Ｉ　Ｙ＋旋回角速度検出部６は、旋回半径
検出部５からのデータにより、旋回角速度（ω０）を算
出し、データ（Ｒｏ、ω０）を時間算出部７へ出力する
。

なお、旋回角速度（ω０）は ω。　＝＝　−」−一　（ｓ　ｉｎ−１＜）（Ｌ−二二
ン（α−）　　　　５ｉｎ−１（Ｘ゛−−Ｘ　　）　　
ＩＴ（３ＲＯＲ。

として求められる。ここで Ｔｏ　＝　（位置データ（Ｘ、、Ｙ、）の入手時間）−
（位置データ（Ｘｉ−＋、Ｙ＋−＋）の入手時間）時間
算出部７は、旋回角速度検出部６からのデータ（Ｒ，、
ω０）により、次回の当該航跡予測位置に対する電波発
射時間間隔ｔを決定し、航跡予測部８へ出力する。なお
、電波発射時間間隔（１）の決定は次のようにして行う
。

（１）Ｒ１≦Ｒｏ≦Ｒ２の場合 ｔ＝２ニー にω。

ここで　　Ｒ１：下限旋回半径 Ｒ２：上限旋回半径 ｋ　：最適旋回定数 （２）Ｒｏ≦Ｒ１または、ＲＯ≧Ｒ２の場合ｔ＝Ｔ。

ここで Ｒｏ≦Ｒ１−旋回が位置データのバラツキの範囲内であ
ることを示す。

Ｒｏ≧Ｒ２−旋回が直線飛行に近似できることを示す。

航跡予測部８は、時間算出部７からの時間（１）と追尾
処理部４からの平滑化位！（Ｘ；ｉ、Ｙ；ｉ）および平
滑１ヒ速度＜ｋ＝＋、ｉ；ｒ＞とにより、次回の航跡予
測位置データ（Ｒ；ｒ、θハ）を計算し、航跡バッファ
２へ出力するとともに、レーダ　ヒット駆動部９ヘデー
タ（１，θＱ、）を出力する。

レーダ・ヒット駆動部９は、時間（１）後に角度発生部
１０へ航跡予測方位データ（θ二、）を出力する。

角度発生部１０は、通常タイミング制御部１２からのク
ロック信号により、ノースから定期的に発生させる方位
データ（θ）をビーム走査部１１へ出力するが、レーダ
・ヒット駆動部９からの航跡予測方位データ（θ二；）
が入力されると、方位データ（θ）を停止させ、ビーム
走査部１１へ航跡予測方位データ（θＱ、）を出力する
。

また、本動作が完了すると停止させた方位データ（θ）
を再びビーム走査部１１へ出力する。

ビーム走査部１１は、レーダ装置１ヘビーム走査データ
（θ二；またはθ）を出力し、ビーム走査制御を行う。

その結果、第２図に示すように、航空機が位置ａの点で
旋回飛行に移ると、位置ｂ、同Ｃまではレーダ装置１は
方位データくθ）に基づき、即ち従来と同様の間隔で電
波発射を行うが、位置Ｃにおいて対応する予測位百まで
の直線距離が所定値に近くなったので、その後はレーダ
装置１は航跡予測方位データ（θ二；）に従って前記間
隔よりも狭い間隔で電波発射を行うことになる。

この間隔は航空機の旋回内容により変化させることがで
きるので、当該航空機の追尾を確実に行え、その航空機
の表示位置に所定の表示を確実に行えることになる。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明の追尾処理装置によれば、
旋回飛行する航空機の旋回半径および旋回角速度を検出
し、当該航空機の次回航跡予測位置に対する電波発射の
時間間隔を制御するようにしたので、追尾の追随性を向
上でき、適確な航空管制を容易化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る追尾処理装置の構成ブ
ロック図、第２図は旋回飛行する航空機の追尾処理の説
明図、第３図は従来装置による追尾処理の説明図である
。 １・・・・・・レーダ装置（アクティブ・フェーズド・
アレイ・レーダ装置）、　２・・・・・・航跡バッファ
、３・・・・・・目標データ・バッファ、　４・・・・
・・追尾処理部、　５・・・・・・旋回半径検出部、　
６・・・・・・旋回角速度検出部、　７・・・・・・時
間算出部、　８・・・・・・航跡予測部、　９・・・・
・・レーダ・ヒット駆動部、１０・・・・・・角度発生
部、　　１１・・・・・・ビーム走査部、１２・・・・
・・タイミング制御部。 代理人　弁理士　　八　幡　　義　博 ・−−一−・航竜櫂位屓　　　　Δ−・・矛倒ａＸ本ｅ
１月１くよろ、ｉ彪、亙し乙理 第　２　図 従東焚僅にＪろ通１尾免須− 第　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 旋回飛行する航空機の旋回半径および旋回角速度をアク
   ティブ・フェーズド・アレイ・レーダ装置が取得した目
   標位置データに基づき演算検出する検出部と；前記旋回
   半径と前記旋回角速度に基づき前記航空機の次回の航跡
   予測位置に対する電波発射までの時間間隔を算出する時
   間算出部と；前記算出した時間間隔の経過後に電波発射
   が行われるように前記レーダ装置の電波発射タイミング
   を制御する制御部へ指令を発するレーダ・ヒット駆動部
   と；を備えたことを特徴とする追尾処理装置。