WO2010007752A1 - 航空機の識別方法、並びにそれを用いた航空機騒音の測定方法及び信号判定方法、航空機の識別装置 - Google Patents

航空機の識別方法、並びにそれを用いた航空機騒音の測定方法及び信号判定方法、航空機の識別装置 Download PDF

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radio wave
measurement
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大橋心耳
山下晃一
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日東紡音響エンジニアリング株式会社
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    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0073—Surveillance aids
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    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H3/00—Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid

Definitions

  • the present invention relates to a technology for automatically identifying an aircraft that is a source of measured aircraft noise in measuring aircraft noise.
  • the noise generated by the aircraft is very large, disturbing the lives of people living near the airfield and the flight path, especially when it is emitted at night, disturbing sleep and greatly affecting health. Therefore, it is important to measure aircraft noise accurately and take countermeasures.
  • noise measurement is performed by local governments and airport managers. Aircraft noise has a wide range of influence, and varies greatly depending on the season, time of day, weather conditions, airport operation mode (difference in runway used and direction of takeoff and landing), etc.
  • To accurately measure aircraft noise It is desirable to have a manned measurement performed by a sound engineer who is familiar with the site and is stationed at the measurement point.
  • Non-patent Document 1 discloses an apparatus and method for identifying whether the generated noise is derived from an aircraft.
  • civilian aircraft radiate continuously and continuously as a technology for identifying the source of observed noise and further identifying the airfield where the aircraft took off and landing.
  • a method of measuring the passing time of the nearest point by collecting the electric field strength peak value in comparison with the change in electric field strength, model identification by signal decoding, and flight altitude data. (Patent Document 1). Also, there is a method of receiving a ground altitude measurement radio wave radiated downward from an aircraft, recording the change in the electric field strength level in a computer, and measuring the closest point passage time according to the peak value occurrence time (Patent Document) 2).
  • the present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to provide an apparatus and a method for identifying an aircraft regardless of military aircraft and civilian aircraft that can solve the above-described problems.
  • the aircraft identification method is an aircraft identification method, comprising: a radio wave reception step for receiving radio waves radiated from an aircraft; a detection step for detecting the radio waves; and an analog signal output from the detection step.
  • An A / D conversion step for converting to a digital signal, an arithmetic processing step for analyzing the digital signal converted by the A / D conversion step, and identifying the aircraft by a difference in radio wave modulation method and / or polarization plane;
  • a recording step for recording a result of the arithmetic processing by the arithmetic processing step.
  • the identification of the aircraft is identification of a military aircraft or a civilian aircraft.
  • the difference in the modulation method is a difference in frequency sweep or pulse modulation method.
  • the radio waves are radio altimeter radio waves, anti-air / ground scanning radio waves, weather radar signals, enemy friendly identification signals, and / or transponder response signals.
  • the frequency band of the radio wave is 4.2 to 4.4 GHz band and / or 8.0 to 10.0 GHz band.
  • the aircraft is identified using an aircraft individual identification code, a squeak code, and / or a barometric altitude of the ACAS signal radio wave included in the transponder response signal.
  • the aircraft is identified by collating with an aircraft information database.
  • the aircraft noise measurement method of the present invention is characterized in that the generation source of aircraft noise is specified using the identification data identified by the aircraft identification method of the present invention.
  • the identification data identified by the aircraft identification method of the present invention is used as an aircraft noise measurement start trigger.
  • the measurement start trigger uses a field intensity level of radio waves radiated in a horizontal direction and / or a downward direction and / or identification data obtained from the radio waves. To do.
  • the signal determination method of the present invention is a signal determination method for determining a noise / analysis target by a computer, and the model of the measurement / analysis target related to noise or vibration is the data identified by the aircraft identification method of the present invention. And generating unknown data that is unknown whether it is a measurement / analysis target, and obtaining an output value of the measurement / analysis target model as a probability value indicating whether the unknown data is a measurement / analysis target It is characterized by.
  • the aircraft identification device according to the present invention is an aircraft identification device, which includes radio wave receiving means for receiving radio waves radiated from an aircraft, detection means for detecting the radio waves, and analog signals output from the detection means.
  • a / D conversion means for converting into a digital signal
  • arithmetic processing means for analyzing the digital signal converted by the A / D conversion means and identifying the aircraft by a difference in radio wave modulation method and / or polarization plane
  • a recording means for recording the result of the arithmetic processing by the arithmetic processing means.
  • the aircraft identification method of the present invention by analyzing the difference in the modulation method and / or polarization plane of the radio wave radiated from the aircraft, automatic identification is performed regardless of whether each aircraft flying above the plane is a civilian aircraft or a military aircraft. It becomes possible to do. It is also possible to use automatic identification data of aircraft for signal determination using a measurement start trigger for noise measurement or statistical processing.
  • the original signal is extracted from the signal modulated by the detection circuit 17, and the electric field strength is calculated from the output voltage of the detection circuit 17 by the integration circuit 18 to perform integration.
  • the high-speed AD converter 19 converts the analog signal obtained via the integration circuit 18 into a digital signal.
  • the computer 20 performs an operation based on the radio wave finally converted into a digital signal to identify the aircraft.
  • the calculation result by the computer 20 is recorded on the recording medium 21, and the calculation result is communicated by the communication device 22.
  • the computer 20 identifies each aircraft by analyzing the characteristics of radio waves that are different for each aircraft. Specifically, it is performed by analyzing the modulation method and / or the polarization plane of the radio wave of each frequency radiated from the aircraft and identifying each aircraft.
  • the radio wave used is preferably a radio wave or signal radiated continuously or frequently during flight by the aircraft. As examples, (1) to (5) are shown below.
  • Radio altimeter radio wave Aircraft needs to accurately grasp the ground distance to ensure safety during flight, and has one to three antennas for measuring the altitude distance on the underside of the aircraft, and sweeps the 4.3 GHz band etc. directly below Or it is flying while always emitting directional radio waves (radio waves of radio altimeter) of the pulse modulation system.
  • radio waves radio waves of radio altimeter
  • civilian aircraft use a frequency sweep method using a plurality of frequencies in the range of 4.2 to 4.4 GHz centering on 4.3 GHz. This is to earn S / N and prevent attenuation.
  • military aircraft use a single frequency pulse system in the band of 4.2 to 4.4 GHz or more.
  • each military aircraft emits a unique single frequency pulse signal (eg, 4.25 GHz, 4.27 GHz, 4.29 GHz, each single frequency). This is to prevent mutual interference. Therefore, by paying attention to the characteristics such as the modulation method of radio waves emitted from such radio altimeters and the difference in polarization plane, it is automatically identified whether the aircraft flying over the air is a civilian aircraft or a military aircraft. Since the radio wave of the radio altimeter has directivity in the vertical direction, the value rapidly increases as the aircraft approaches. Since the radio wave of the radio altimeter has strong directivity, the direction of flight can be determined by installing directional receiving antennas on the front, rear, left and right.
  • Anti-air / ground scanning radio waves Military aircraft radiate anti-air / ground scanning radio waves, such as 8.0 to 10.0 GHz, which have directivity ahead of the flight direction. Also, since military aircraft use different frequency bands depending on the model, the military aircraft is automatically identified from the frequency, modulation method, and / or polarization plane.
  • Weather radar signal An aircraft emits a weather radar signal to detect bad weather areas such as thunderclouds.
  • the reflection from the rain cloud that is, the water droplet, becomes stronger and the attenuation becomes larger as the reflected radio wave frequency is higher.
  • the reflection from the rain or water drop at a farther distance is reduced.
  • 5 GHz band and 9 GHz band radio waves are mainly used, especially when monitoring a long distance, the 3 GHz band is used.
  • the weather radar signal generally has directivity in the propulsion direction. Since the frequency band and modulation method radiated from weather radar etc.
  • the on-board radar type the aircraft flying over the sky is automatically identified by measuring this radio wave, and its frequency band, modulation method, and / or bias It is also possible to specify the type of the weather radar from the wavefront, and further specify the model of the aircraft on which the type is mounted from the type.
  • the military aircraft emits an enemy friendly identification signal (Identification Friend or Foe) to identify an enemy friendly.
  • the enemy friendly identification signal is a radio wave having a frequency specific to the friendly team that is launched in the horizontal direction of the flight direction, and the friendly team is identified by obtaining a prescribed reply. For example, a specific radio wave of 8 to 10 GHz or the like is emitted, and if there is a predetermined reply, it is determined that it is a friendly team, and an enemy ally is distinguished and displayed on a radar screen or the like.
  • the aircraft model is automatically specified. The presence / absence of the signal itself also automatically identifies the aircraft.
  • Transponder response signal Not only civil aircraft such as passenger aircraft, but almost all aircraft including military aircraft such as the Self-Defense Forces, US military aircraft, Cessna aircraft, and small aircraft such as helicopters radiate transponder response signal radio waves.
  • the transponder response signal radio wave is a radio wave having a directivity in the horizontal direction of 1090 MHz, and includes a code (scork code) for identifying each aircraft.
  • the aircraft that is the object of noise measurement is specified.
  • the aircraft is automatically identified from the presence / absence of the signal itself.
  • only one of them may transmit a transponder response signal.
  • ACAS signal radio wave aircraft collision prevention apparatus signal radio wave, 1090 MHz
  • civilian aircraft 99% or more constantly transmit the ACAS signal radio wave / aircraft individual identification code, so the ACAS signal radio wave is received together with the radio altimeter signal radio wave, and the ACAS signal radio wave / aircraft individual identification code is transmitted. If not, the aircraft is identified as not a civilian aircraft (military aircraft).
  • aircraft prepared in advance may be used.
  • Search the information database (recording the relationship between aircraft individual identification codes and military / private aircraft, model, nationality, etc.).
  • This aircraft information database can be expanded by adding the relationship between the aircraft individual identification code obtained from the visual survey, the air band listening or the operation record and the model as needed. In this way, it is identified whether it is a military aircraft or a civilian aircraft, and further, the aircraft model itself is also identified.
  • signals transmitted from the aircraft transponder include Mode-A (squeak code) and Mode-C (barometric altitude).
  • Mode-A salivaak code
  • Mode-C barometric altitude
  • the aircraft transmitting Mode-A / C is overwhelmingly more than the aircraft transmitting the ACAS signal radio wave / aircraft individual identification code, the aircraft not transmitting the aircraft individual identification code.
  • the scork code is assigned from the control for each flight, and the assignment method is performed based on the control rules. It is also possible to estimate the distinction between military aircraft and civilian aircraft from the control rules.
  • the radio waves and signals that can be used by the aircraft are not limited to the above example.
  • an arbitrary radio wave or signal such as a microwave of 1 GHz or more that propagates linearly and can clearly separate the target.
  • the radio waves and signals described above can be used in combination.
  • the radio wave is a ground altitude measurement radio wave (radio wave altimeter radio wave)
  • the radio altimeter receiver can be installed only for frequency sweeping or for pulse according to the measurement purpose.
  • the measurement is limited to civilian aircraft and military aircraft should be excluded from the measurement target, only a 4.3 GHz frequency sweep signal radio wave receiving device may be provided.
  • the receiving antenna may be made common, and only the detection circuit and the subsequent circuits may be separated for frequency sweep and pulse. it can.
  • Embodiment 2 Measurement of aircraft noise using aircraft identification method
  • the radio wave signal any radio wave or signal such as omnidirectionality or directionality in the horizontal direction or the vertical direction as described above can be used.
  • the radiated radio wave has directivity in the downward direction, for example, the maximum noise level is observed immediately after the peak of the radio wave having a high propagation speed is observed.
  • the radio signal used as a trigger has directivity in the horizontal direction, such as anti-air / ground scanning radio waves and weather radar signals, and its electric field strength signal gradually rises as the aircraft approaches.
  • it may have directivity in the direct downward direction, such as a radio wave for measuring the ground altitude, and the electric field strength level may rise rapidly immediately before the aircraft passes directly above.
  • operations related to noise measurement are performed. For example, operations related to aircraft noise measurement such as start of recording of noise, start of video recording, start-up of a device that takes time to start up, alerting a measurer when approaching an aircraft, and the like.
  • recording only when aircraft noise is occurring rather than constantly recording increases the efficiency of noise measurement and saves storage space, etc.
  • since the listening range can be reduced, it is possible to save labor in organizing data.
  • the data acquired by performing arithmetic processing from the characteristics of the specific radio waves radiated by the aircraft, identified by the aircraft identification method shown in the first embodiment, is used for the prediction model formula of the measurement / analysis target Used as sound source known data. Then, it is calculated as a probability value whether or not the unknown sound source data is an aircraft sound, and more specifically whether it is a military aircraft sound or a civilian aircraft sound.
  • Example 1 Aircraft noise and radio field strength measurement example (military aircraft) To measure aircraft noise, aircraft flight route, flight altitude, number of flights, etc., about 1.5 km north of the Atsugi Air Base, Kanagawa Prefecture, which is shared by the US Navy and the JMSDF A measurement point is provided, and a 4.3 GHz band frequency sweep radio wave, 4.3 GHz band pulse radio wave, 9 GHz band frequency sweep radio wave, and 9 GHz band pulse radio wave receiver are installed together with a sound level meter. Through the circuit shown, each field strength level is entered and recorded in a computer.
  • Fig. 2 shows an example of aircraft noise and radio altimeter radio field strength measurements for military aircraft.
  • a frequency sweep type radio altimeter electric field intensity level FS, a pulse type radio altimeter electric field intensity level P, and a noise level fluctuation NL are shown.
  • Data with the maximum noise level and occurrence time recorded on the automatic measuring instrument that satisfies the set conditions are indicated by a circle.
  • the data of automatic measurement results at the time of takeoff of an actual military aircraft between 9:00 and 9:22 on January 19, 2007, and visual observation and air band listening information in the vicinity of the airport are shown below.
  • the C-40A uses a B737-700 aircraft, which is a civil aircraft, for military use.
  • both frequency sweep FS and pulse P radio waves are detected together with a maximum noise level fluctuation NL of 80.0 dB.
  • radio waves of pulse P are detected together with a noise level fluctuation NL of 90.5 dB at maximum.
  • the time substantially coincides with the takeoff information, and a characteristic rapid change in value is observed at the electric field intensity level P of the pulse radio altimeter simultaneously with the noise level fluctuation NL.
  • FIG. 3 shows an example of civil aircraft aircraft noise and radio altimeter radio field strength measurement using the same method as in the first embodiment.
  • the frequency sweep type radio altimeter electric field intensity level FS and noise level fluctuation NL are recorded.
  • the data of the automatic measurement result at the time of takeoff of an actual commercial aircraft between 20:04 and 20:26 on February 11, 2007, and visual observation and air band listening information in the vicinity of the airport are shown below.
  • the radio wave of the frequency sweep FS is detected together with the peak of the noise level fluctuation NL.
  • the private aircraft B767-300 passes through the sky.
  • the radio wave of the frequency sweep FS is detected together with the peak of the noise level fluctuation NL.
  • the radio wave of the frequency sweep FS is detected together with the peak of the noise level fluctuation NL.
  • the time substantially coincides with the high-pass information of the sky, and a characteristic rapid change in value is observed at the electric field altimeter electric field intensity level FS of the frequency sweep method simultaneously with the noise level fluctuation NL. Therefore, it is shown that by using the present invention, it is possible to automatically identify civilian aircraft.
  • FIG. 4 shows an example of measurement of aircraft noise and radio altimeter radio field intensity of civilian aircraft and military aircraft using the same method as in the first embodiment.
  • the noise level fluctuation NL is recorded.
  • the data that satisfies the set conditions and records the maximum noise level and the time of occurrence on the automatic measuring instrument is indicated by a circle.
  • both the 4.3 GHz band pulse radio wave P (4.3 G) and the 9 GHz band pulse radio wave P (9 G) are detected together with the noise level fluctuation NL of 106.9 dB at the maximum.
  • the US Navy EA-6B (Prawler) takes off around 9:48.
  • only the 4.3 GHz pulse radio wave P (4.3 G) is detected together with the noise level NL fluctuation of 108.8 dB at the maximum.
  • pulse radio waves in the 9 GHz band are not detected.
  • the time is almost the same as the takeoff information, and in the case of a civilian aircraft (including the case where it is diverted to a military aircraft), the characteristic value suddenly changes at the same time as the noise level fluctuation NL.
  • the frequency sweep type radio altimeter electric field strength level FS is measured.
  • 4.3 GHz band pulse radio altimeter electric field strength level P (4.3 G) and / or 9 GHz band pulse type anti-air / ground Scanning radio field intensity level P (9G) is measured. Therefore, by using the present invention, it is possible to identify that the sources of the simultaneously observed noise level peaks are civilian aircraft or military aircraft, respectively, and automatic identification of aircraft including civilian aircraft and military aircraft is simultaneously performed. It is shown that it is also possible.
  • Example 4 Discrimination performance
  • the automatic measurement and the status of the received radio wave were used as data, and the measurement performance of the aircraft was confirmed in the vicinity of the airport and the airband listening information to confirm the discrimination performance of the aircraft.
  • a list of measurement results is shown in FIG. 5 (measurement example on January 18, 2007) and FIG. 6 (measurement example on January 19, 2007).
  • the noise level (dB) and the time (seconds) during which a certain level or more of noise has continued for each noise generation time when the maximum noise level is recorded in the automatic measuring device are shown.
  • a threshold value is set for the noise duration according to the situation at each site. For example, it is long when the flight speed is slow like a civilian aircraft, and short when it is a military aircraft.
  • the duration is set longer even for military aircraft. Then, in order not to miss the aircraft noise at each site, if possible, it is set so as not to capture the passing noise of automobiles and motorcycles having a short duration.
  • the single unit / partition type Single aircraft or formations are estimated by visual confirmation or recording all air bands. Further, as the state of the received radio wave, a transponder response signal represented by 1090 MHz, a frequency sweep signal of 4.3 GHz represented by 4.3 GHz C / W, and a pulse signal of 4.3 GHz represented by 4.3 GHz Pulse are shown.
  • airport visual and air band listening information is collected, and the information and the automatic measurement are associated with each other at every take-off and landing time.
  • the runway used indicates north: north-facing runway (takeoff northward or landing northward), south: southward runway (takeoff southward or land southward).
  • Other symbols for take-off and landing are: T: Take-off aircraft, L: Landing aircraft, TG: Touch and go (a type of carrier-based aircraft carrier landing training, flight mode of landing and taking off at the same time)
  • GA Go around (flight form that does not land from the landing posture and moves to take off),
  • LP Landing pass (flight form that passes once over the runway at a high altitude prior to landing).
  • the call sign indicates a call code of the radio wave of the aircraft.
  • the model indicates the measured aircraft model.
  • the number of military machine automatic identification machines is the number of machines that have received a 4.3 GHz band pulse signal simultaneously with noise.
  • the number of privately-identified automatic identification machines is the number of machines that have received a 4.3 GHz frequency sweep signal simultaneously with noise.
  • the automatic measurement result of the present embodiment has an identification rate of 100% for both military aircraft and civilian military aircraft.
  • the fact that the aircraft could be completely distinguished from the civilian aircraft and / or the military aircraft in the measurement of a total of 234 aircrafts means that the usefulness of the aircraft automatic identification method of the present invention is high. support.
  • Example 5 Measured data Measured data on whether or not ACAS signal radio waves / aircraft individual identification codes are transmitted around the Yokota base is shown.
  • the survey site is Nanpei Mizuho (on the north end side of the Yokota runway), and the survey period is from September 15th to November 14th, 2007.
  • the actual measurement data is shown in FIG. Civil aircraft and military aircraft (US Army and Self-Defense Force), and military aircraft indicate the presence / absence of ACAS signal radio wave / aircraft individual identification code transmission and the ratio of individual identification code transmitters for fighter aircraft, transport aircraft, and helicopters.
  • (* 1) 100% of commercial aircraft that took off and landed at Yokota Air Base during the two months of the survey period transmitted ACAS signal radio waves / aircraft individual identification codes.
  • military aircraft have a mixture of aircraft that transmit ACAS signal radio waves / aircraft individual identification codes and aircraft that do not transmit.
  • ACAS signal radio waves ACAS signal radio waves
  • aircraft individual identification codes aircraft that do not transmit.
  • Aircraft information database An example of use as an aircraft information database is shown below. An example of an aircraft information database in a commercial aircraft is shown in FIG. An example of an aircraft information database in a military aircraft is shown in FIG. An example of an aircraft information database in an aircraft that has not transmitted an individual identification code is shown in FIG. In this way, the individual identification code, model, airline, affiliation, classification, etc. are registered in the aircraft information database in advance, the aircraft information database is searched using the received individual identification code, and the model of each aircraft is Identify.
  • FIG. 12 shows the scork code assigned to each radar control engine.
  • IFR aircraft aircraft that flies the instrument
  • the scork codes assigned to domestic and international aircraft are shown in the upper part of FIG.
  • other assigned squeak codes are shown in the lower part of FIG.
  • a local code cork code assigned to an aircraft flying in the controlled airspace with a visual field of view less than 10,000 ft
  • this can be used for a passenger aircraft or a cargo aircraft that takes off from one airport and heads for another airport. Since it is highly unlikely that the aircraft is assigned to a military aircraft or helicopter that is performing landing or turning flight training, it can be estimated with high accuracy that the aircraft is a military aircraft.
  • a scork code in the range of 5201 to 5277 is assigned around Yokota base, it is a squeak code assigned by the Yokota radar control engine, so it is very likely that this is also a military aircraft.
  • the range of squeak codes is determined for domestic and international aircraft, it can be estimated with high accuracy that those within that range are civilian aircraft.
  • the configuration, analysis, and measurement of the above embodiment are examples, and can be appropriately combined and changed without departing from the spirit of the present invention.
  • the present invention can be applied to automatic identification measurement of an object using radio waves radiated from various vehicles such as automobiles and ships, electronic devices, home appliances, factories, and facilities other than aircraft.

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Abstract

　民間機と軍用機を含めた航空機の識別方法を提供する。航空機が放射する電波高度計電波、対空・対地走査電波、気象レーダ信号、敵味方識別信号、及び／又はトランスポンダ応答信号の電波の周波数掃引又はパルスの変調方式及び／又は偏波面の違いを解析することによって、上空を飛行する各航空機の自動識別を行う。そして、民間機と軍用機の飛行空域が重なる場所での航空機騒音の自動測定を行う。また、航空機の自動識別方法を用いて演算処理した航空機の自動識別データを騒音測定の測定開始トリガーや統計処理を用いた信号判定に用いる。

Description

航空機の識別方法、並びにそれを用いた航空機騒音の測定方法及び信号判定方法、航空機の識別装置
　本発明は、航空機騒音の測定において、測定した航空機騒音の発生源の航空機を自動識別する技術に関する。
　航空機が発する騒音は非常に大きく、飛行場や飛行経路近くに住む人々の生活を妨害し、特に、夜間に発せられる場合には睡眠を妨害し健康等に多大な影響を及ぼす。そこで、航空機騒音を精度良く測定して、その対策を講じることは重要である。
　現在、地方自治体や空港管理者等によって騒音測定が行われている。航空機の騒音はその影響範囲が広く、季節や時間帯、気象条件、空港の運用形態（使用する滑走路や離着陸する方向の違い）等によって大きく変動するため、航空機騒音を精度良く測定するには現場を熟知した音響技術者が測定地点に常駐して行う有人測定が望ましい。しかし、通常、最低でも１週間連続、場合によっては通年で測定を行うことも多いため、自動測定装置を用いた無人自動測定に頼らざるを得ない（非特許文献１）。
　航空機騒音の自動測定では、航空機の騒音だけを抽出して測定することは難しいため、発生した騒音が航空機由来かどうかを識別する装置や方法が考案、実用化されている。例えば、複数の飛行場の空域が重なる地域で測定を行う場合、観測された騒音の発生源を特定し、さらに当該航空機が離着陸した飛行場を特定する技術として、民間航空機が常時継続的に放射している水平面無指向性のトランスポンダ応答信号電波を受信して、その電界強度レベル変化、信号解読による機種識別及び飛行高度データと対比して電界強度ピーク値採取時点により至近点通過時刻の測定をする方法がある（特許文献１）。また、航空機から下方に指向放射されている対地高度測定用電波を受信してその電界強度レベル変化をコンピュータに入力記録し、ピーク値発生時点によって至近点通過時刻を測定する方法がある（特許文献２）。
特許１７５０３７４号 特許３６９９７０５号 航空機騒音の自動測定現場における工夫（２００５年１０月、騒音制御２９巻５号）
　しかしながら、軍用機は、民間機と同様の方式で機体識別信号、トランスポンダ応答信号、及び／又は対地高度距離測定電波等を放射しないことがあるため、特許文献１及び２の方法を用いて軍用機の自動騒音測定を行うことは難しく、よって、民間機と軍用機の飛行空域が重なる場所での航空機騒音を自動測定し、民間機と軍用機それぞれの騒音影響を把握することは不可能であった。
　本発明は、斯かる課題に鑑みてなされたもので、上記課題を解決できる軍用機及び民間機を問わず航空機を識別する装置及び方法を提供することを目的とする。
　本発明の航空機の識別方法では、航空機の識別方法であって、航空機から放射された電波を受信する電波受信工程と、前記電波を検波する検波工程と、該検波工程から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換工程と、該Ａ／Ｄ変換工程によって変換されたデジタル信号を解析し、電波の変調方式及び／又は偏波面の違いによって前記航空機の識別を行う演算処理工程と、該演算処理工程による演算処理結果を記録する記録工程とを備えたことを特徴とする。
　本発明の航空機の識別方法では、前記航空機の識別は、軍用機もしくは民間機の識別であることを特徴とする。
　本発明の航空機の識別方法では、前記変調方式の違いは、周波数掃引又はパルスの変調方式の違いであることを特徴とする。
　本発明の航空機の識別方法では、前記電波は電波高度計電波、対空・対地走査電波、気象レーダ信号、敵味方識別信号、及び／又はトランスポンダ応答信号であることを特徴とする。
　本発明の航空機の識別方法では、前記電波の周波数帯域は、４．２～４．４ＧＨｚ帯及び／又は８．０～１０．０ＧＨｚ帯であることを特徴とする。
　本発明の航空機の識別方法では、前記トランスポンダ応答信号に含まれるＡＣＡＳ信号電波の航空機個体識別符合、スコークコード、及び／又は気圧高度を用いて航空機の識別を行うことを特徴とする。
　本発明の航空機の識別方法では、前記航空機の識別は、航空機情報データベースと照合して行うことを特徴とする。
　本発明の航空機騒音の測定方法では、本発明の航空機の識別方法で識別された識別データを用いて、航空機騒音の発生源を特定することを特徴とする。
　本発明の航空機騒音の測定方法では、本発明の航空機の識別方法で識別された識別データを航空機騒音の測定開始トリガーとすることを特徴とする。
　本発明の航空機騒音の測定方法では、前記測定開始トリガーは、水平方向及び／又は下向に指向放射されている電波の電界強度レベル及び／又は電波から得られた識別データを用いることを特徴とする。
　本発明の信号判定方法では、コンピュータにより騒音／分析対象を判定する信号判定方法であって、騒音又は振動に係る測定／分析対象のモデルは、本発明の航空機の識別方法で識別されたデータを用いて作成し、測定／分析対象であるかが未知の未知データを入力し、前記測定／分析対象のモデルの出力値を、前記未知データが測定／分析対象であるかの確率値として得ることを特徴とする。
　本発明の航空機の識別装置では、航空機の識別装置であって、航空機から放射された電波を受信する電波受信手段と、前記電波を検波する検波手段と、該検波手段から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段によって変換されたデジタル信号を解析し、電波の変調方式及び／又は偏波面の違いによって前記航空機の識別を行う演算処理手段と、該演算処理手段による演算処理結果を記録する記録手段とを備えたことを特徴とする。
　本発明の航空機の識別方法によれば、航空機が放射する電波の変調方式及び／又は偏波面の違いを解析することによって、上空を飛行する各航空機が民間機か軍用機かに関わらず自動識別することが可能となる。また、航空機の自動識別データを騒音測定の測定開始トリガーや統計処理を用いた信号判定に用いることも可能となる。
（実施の形態１）航空機の識別
　以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
　図１を参照して、本発明の実施の形態に係る航空機の識別装置１の構成について説明する。
　まず、各航空機から放射された各周波数の電波が地上の測定点で受信アンテナ１１で受信される。
　受信された電波は、高周波増幅回路１２を用いて特定の周波数範囲の選択増幅を行い、バンドパスフィルタ１３を用いて特定の周波数範囲を通過させる。そして、局部発振回路１４で特定の周波数の発振出力を得て、周波数変換回路１５で中間周波数に変換する。さらに、中間周波増幅回路１６で中間周波信号を増幅する。
　次に、検波回路１７で変調された信号から元の信号を取り出して、積分回路１８で検波回路１７の出力電圧から電界強度を演算し積分を行う。
　次に、高速ＡＤ変換器１９で積分回路１８を介して得られたアナログ信号をデジタル信号に変換する。最終的にデジタル信号に変換された電波を基にコンピュータ２０で演算を行い、航空機の識別を行う。
　次に、記録媒体２１でコンピュータ２０による演算結果を記録し、通信装置２２で演算結果の通信を行う。
　コンピュータ２０では、航空機毎に異なる電波の性状を解析することにより、各航空機の識別を行う。具体的には、航空機から放射された各周波数の電波の変調方式及び／又は偏波面の違いを解析し、各航空機を識別することによって行う。使用する電波は、好ましくは航空機が飛行中に常時継続して又は頻繁に放射している電波や信号である。例として、以下に（１）～（５）を示す。
（１）電波高度計電波（対地高度距離測定電波）
　航空機は飛行中の安全確保のため対地距離を正確に把握する必要があり、機体下面に１～３個の対地高度距離測定電波の発信用アンテナを備え、直下方向に４．３ＧＨｚ帯等の掃引又はパルスの変調方式の指向性電波（電波高度計電波）を常時放射しながら飛行している。
　この電波高度計電波として、民間機は４．３ＧＨｚを中心とした４．２～４．４ＧＨｚの範囲で複数の周波数を用いた周波数掃引方式を用いる。これは、Ｓ／Ｎを稼いで減衰を防ぐためである。一方で、軍用機は４．２～４．４ＧＨｚ若しくはそれ以上の帯域における単一周波数のパルス方式を用いる。これは、軍用機は編隊で飛ぶことが多いため、各軍用機毎に固有の単一周波数のパルス信号（例えば、４．２５ＧＨｚ、４．２７ＧＨｚ、４．２９ＧＨｚといった各単一周波数）を放射することによって、相互の混信を防ぐためである。
　そこで、このような電波高度計の発する電波の変調方式や偏波面の違い等の性状に着目することで、上空を飛行している航空機が民間機か軍用機かを自動識別する。なお、電波高度計の電波は鉛直方向に指向性を持つため、航空機が接近すると同時に急激に値が上昇する。電波高度計の電波は強い指向性を持つため、指向性の受信アンテナを前後左右に設置すると飛行方向も判別できる。
（２）対空・対地走査電波
　軍用機は飛行方向の前方に指向性を持つ８．０～１０．０ＧＨｚ等の対空・対地走査電波を放射する。また、軍用機は機種によって異なる周波数帯域を用いるため、周波数、変調方式、及び／又は偏波面から軍用機を自動識別する。
（３）気象レーダ信号
　航空機は雷雲などの悪天候領域を探知するために気象レーダ信号を放射する。気象レーダ信号は、雨雲つまり水滴からの反射は反射電波の周波数が高いほど強くなるとともに減衰も大きくなり、近くの降雨，水滴で反射するとそれより遠いところの降雨，水滴からの反射は少なくなる。主に５ＧＨｚ帯、９ＧＨｚ帯の電波が使用されるが，特に遠距離を監視する場合，３ＧＨｚ帯が使用される。また、気象レーダ信号は、一般に推進方向に指向性を有する。気象レーダ等から放射される周波数帯域や変調方法も搭載レーダ型式によって固有であるため、この電波を計測することによって上空を飛行する航空機を自動識別し、その周波数帯域、変調方式、及び／又は偏波面から気象レーダの型式を、さらにその型式から当該型式を搭載する航空機の機種を特定することも可能である。
（４）敵味方識別信号
　軍用機は敵味方を識別するために敵味方識別信号（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｆｒｉｅｎｄ　ｏｒ　Ｆｏｅ）を放射する。敵味方識別信号は、飛行方向の水平方向に発射する味方軍特有の周波数の電波であって、規定の返信を得ることによって味方軍を判別する。例えば、８～１０ＧＨｚ等の特定の電波を発射して、既定の返信があれば味方軍であると判別し、レーダスクリーン等に敵味方を区別して表示する。この特定の周波数の電波を解析することによって、航空機の機種を自動特定する。また、その信号自体のあり／なしも航空機を自動識別する。
（５）トランスポンダ応答信号
　旅客機などの民間航空機のみならず、自衛隊、米軍機などの軍用機、セスナ機、ヘリコプターなの小型機も含めほとんど全ての航空機は、トランスポンダ応答信号電波を放射する。トランスポンダ応答信号電波は、１０９０ＭＨｚの水平方向に指向性を持つ電波であり、各航空機を識別するコード（スコークコード）が含まれており、同時に測定することによって騒音測定の対象である航空機を特定する。また、その信号自体のあり／なしからも航空機を自動識別する。ただし、軍用機が編隊を組んでいる場合等には、その中の１機しかトランスポンダ応答信号を発信しない場合がある。
　また、トランスポンダから発信している種々の情報に着目することで、軍用機及び民間機等の航空機の識別精度を向上させることも可能である。
　航空機が発信する信号として、ＡＣＡＳ信号電波（航空機衝突防止装置信号電波、１０９０ＭＨｚ）がある。これには、２４ｂｉｔの航空機個体識別符号（航空機固有識別符号ともいう）が含まれている。
　民間機の場合、９９％以上がＡＣＡＳ信号電波／航空機個体識別符号を常時発信しているので、電波高度計信号電波と同時にＡＣＡＳ信号電波も併せて受信し、ＡＣＡＳ信号電波／航空機個体識別符号が発信されていない場合には、当該航空機は民間機ではない（軍用機である）と識別する。
　さらに、軍用機であってもＡＣＡＳ信号電波／航空機個体識別符号を発信している場合があるので、ＡＣＡＳ信号電波／航空機個体識別符号を発信している場合には、予め作成しておいた航空機情報データベース（航空機個体識別符号と軍用機・民間機の区別、機種、国籍等の関係を記録したもの）を検索する。この航空機情報データベースは、目視調査、エアバンド聴取あるいは運航実績等から得た航空機個体識別符号と機種の関係を随時追加することによりデータベースの拡充が可能である。
　このようにして、軍用機か民間機であるかを識別し、さらに、航空機の機種自体の識別も行う。
　また、航空機のトランスポンダから発信している信号としては、ＡＣＡＳ信号電波の他に、Ｍｏｄｅ－Ａ（スコークコード）、Ｍｏｄｅ－Ｃ（気圧高度）がある。
　ここで、ＡＣＡＳ信号電波／航空機個体識別符号を発信している航空機よりも、Ｍｏｄｅ－Ａ／Ｃを発信している航空機の方が圧倒的に多いため、航空機個体識別符号を発信していない航空機や、航空機個体識別符号を発信しているが航空機情報データベースに未登録なため軍用機か民間機の識別ができない航空機であっても、これを用いることで高い確度で識別が可能となる。
　さらに、航空機１機ごと、つまり機体ごとにユニークなＡＣＡＳ信号電波／航空機個体識別符号と異なり、スコークコードは飛行ごとに管制から割り当てられるものであって、割り当て方は管制ルールに基づいて行われるので、その管制ルールから軍用機や民間機の区別を推定することも可能である。
　なお、航空機が使用可能な電波や信号であれば、上記の例に限定されない。例えば、直線的に伝播し、かつ目標を鮮明に分離できる１ＧＨｚ以上のマイクロ波等の任意の電波や信号を用いることが可能である。また、上記に示した電波や信号は、組合わせて使用することも可能である。
　また、電波が対地高度測定用電波（電波高度計電波）の場合、電波高度計受信装置は、測定目的に応じて周波数掃引用又はパルス用のどちらか一方だけ設置することも可能である。例えば、民間航空機に限定し軍用機は測定対象から除外したい測定であれば、４．３ＧＨｚの周波数掃引信号電波受信装置だけ備えればよい。
　また、４．３ＧＨｚ帯域の周波数掃引信号用及びパルス信号用の両方の受信装置を設置する場合、受信アンテナは共通化し、検波回路以降のみを周波数掃引用とパルス用とで別系統とすることもできる。
（実施の形態２）航空機の識別方法を用いた航空機騒音の測定
　実施の形態１に記載した航空機の識別方法を用いて、航空機の接近を検知した場合に航空機騒音の測定における騒音測定開始の際のトリガーとする。電波信号は、上記したような無指向性や水平方向又は鉛直方向への有指向性といった任意の電波や信号を用いることが可能である。
　放射する電波が例えば下方向に指向性を持つ場合には、伝搬速度が速い電波のピークが観測されたすぐ直後に最大騒音レベルが観測される。また、真下には指向性が無く推進方向に指向性があるものもある。このような受信パターンの特徴を利用することによって、騒音の発生を予測して騒音測定のトリガーに用いてもよい。トリガーとして用いる電波信号は、具体的には、対空・対地走査電波や気象レーダ信号等ように水平方向に指向性を持ち、航空機の接近と共に緩やかにその電界強度信号が上昇するものであってもよいし、対地高度測定用電波のように直下方向に指向性を持ち航空機が直上を通過する直前に電界強度レベルが急上昇するものであってもよい。
　さらに、騒音測定開始の際のトリガーと連動して、騒音測定に関連する動作を行う。例えば、騒音の録音開始、ビデオ録画開始、起動に時間がかかる機器の立ち上げ、航空機の接近に際しての測定員の注意を喚起等の航空機騒音測定に関連する操作等が動作としてあげられる。
　特に、航空機騒音の測定において騒音を録音する場合には、常時録音を行うよりも航空機騒音が生じている時に限定して録音を行うことは、騒音測定の効率を高めて、記憶領域等の節約になるだけでなく、聴取範囲を少なくすることが出来るので、データ整理の省力化が可能となる。
（実施の形態３）航空機の識別方法を用いた航空機騒音の判定
　実施の形態１に記載した航空機の識別方法を用いて、ＰＣＴ／ＪＰ２００８／０５８８２５で開示されている統計処理手法を用いた信号判定を行う。この信号判定は、測定／分析対象の予測モデル式に音源未知データを入力し、出力値を音源未知データが測定／分析対象であるかの確率値として得るものである。ここで予測モデル式を作成するためには、音源既知データとして測定されて分析区間が切り出された信号強度の時系列データを必要とする。
　実際の航空機騒音の自動測定では、如何に航空機の騒音だけを抽出するかが重要となるが、実際の現場では、航空機だけでなく自動車、鉄道、工場、鳥や犬、その他様々な生活騒音が混在する。そのような環境で、人間のように目や耳を持たない機械が、騒音計が出力する騒音レベルのデジタル情報のみによって、航空機の騒音だけを抽出し測定することは困難であるが、本発明の識別方法を用いた信号判定を行うことにより高い精度で航空機騒音だけを抽出して測定することが可能になる。
　具体的には、本実施の形態１で示す航空機の識別方法で識別された、航空機が放射する特有の電波の性状から演算処理して取得したデータを、測定／分析対象の予測モデル式に使用する音源既知データとして用いる。そして、音源未知データが航空機音であるか否か、さらに詳細に軍用機音であるか民間機音であるか否かも確率値として算出する。
（実施例１）航空機騒音と電波電界強度測定例（軍用機）
　航空機騒音又は航空機の飛行経路、飛行高度、飛行回数等の把握をするための測定をするために、米海軍と海上自衛隊が共同利用している神奈川県厚木飛行場の北側、約１．５ｋｍ地点に測定点を設け、騒音計と共に４．３ＧＨｚ帯周波数掃引電波、同４．３ＧＨｚ帯パルス電波、９ＧＨｚ帯周波数掃引電波、同９ＧＨｚ帯パルス電波の各受信装置を設置し、電波受信信号を図１に示した回路を介し、それぞれの電界強度レベルがコンピュータに入力及び記録される。
　軍用機の航空機騒音及び電波高度計電波電界強度測定例を図２に示す。周波数掃引方式の電波高度計電界強度レベルＦＳ、パルス方式の電波高度計電界強度レベルＰ、及び騒音レベル変動ＮＬを示す。設定条件を満たし自動測定器に最大騒音レベルと発生時刻が記録されたデータを○印で示す。
　以下に、２００７年１月１９日の９：００～９：２２の間における実際の軍用機の離陸時における自動測定結果のデータ及び空港近傍での目視及びエアバンド聴取情報を示す。
（１）９：００頃に米海軍Ｃ－４０Ａが離陸する。なお、Ｃ－４０Ａは、民間機のＢ７３７－７００型機を軍事転用している。自動測定では、最大８０．０ｄＢの騒音レベル変動ＮＬと共に周波数掃引ＦＳ及びパルスＰの両方の電波が検出される。
（２）９：０３頃に海上自衛隊ＵＳ－１Ａが離陸する。自動測定では、最大７６．９ｄＢの騒音レベル変動ＮＬと共にパルスＰの電波のみが検出される。
（３）９：１１頃に米海軍Ｆ／Ａ－１８Ｆ（スーパーホーネット）が離陸する。自動測定では、最大１０７．１ｄＢの騒音レベル変動ＮＬと共にパルスＰの電波のみが検出される。
（４）９：１６頃に米海軍Ｆ／Ａ－１８Ｆ（スーパーホーネット）が２機連続して離陸する。自動測定では、最大１０４．５ｄＢの騒音レベル変動ＮＬと共に各々のパルスＰの電波のみが検出される。
（５）９：２０頃に海上自衛隊Ｐ－３Ｃが離陸する。自動測定では、最大９０．５ｄＢの騒音レベル変動ＮＬと共にパルスＰの電波が検出される。
　上記のように、離陸情報とほぼ時間が一致して、騒音レベル変動ＮＬと同時に特徴的な急激な値の変化がパルス方式の電波高度計電界強度レベルＰで観察される。従って、本発明を用いることによって、軍用機の航空機の自動識別が可能であることが示される。
（実施例２）航空機騒音と電波電界強度測定例（民間機）
　実施例１と同様の手法を用いて、民間機の航空機騒音及び電波高度計電波電界強度測定例を図３に示す。周波数掃引方式の電波高度計電界強度レベルＦＳ及び騒音レベル変動ＮＬが記録される。
　以下に、２００７年２月１１日の２０：０４～２０：２６の間における実際の民間機の離陸時における自動測定結果のデータ及び空港近傍での目視及びエアバンド聴取情報を示す。
（６）２０：０６～２０：０８に民間機Ｂ７７７－２００型機が上空をハイパス通過する。自動測定では、騒音レベル変動ＮＬのピークと共に周波数掃引ＦＳの電波が検出される。
（７）２０：１０～２０：１２に民間機Ｂ７６７－３００型機が上空をハイパス通過する。自動測定では、騒音レベル変動ＮＬのピークと共に周波数掃引ＦＳの電波が検出される。
（８）２０：２１～２０：２３に民間機Ａ３２０－２００型機が上空をハイパス通過する。自動測定では、騒音レベル変動ＮＬのピークと共に周波数掃引ＦＳの電波が検出される。
　上記のように、上空ハイパス通過情報とほぼ時間が一致して、騒音レベル変動ＮＬと同時に特徴的な急激な値の変化が周波数掃引方式の電波高度計電界強度レベルＦＳで観察される。従って、本発明を用いることによって、民間機の航空機の自動識別が可能であることが示される。
（実施例３）航空機騒音と電波電界強度測定例（民間機及び軍用機）
　実施例１と同様の手法を用いて、民間機及び軍用機の航空機騒音及び電波高度計電波電界強度測定例を図４に示す。周波数掃引方式の電波高度計電界強度レベルＦＳ、４．３ＧＨｚのパルス方式の電波高度計電界強度レベルＰ（４．３Ｇ）、９ＧＨｚ帯のパルス方式の対空・対地走査電波電界強度レベルＰ（９Ｇ）、及び騒音レベル変動ＮＬが記録される。設定条件を満たし自動測定器に最大騒音レベルと発生時刻が記録されたデータを○印で示す。
　以下に、２００７年１月１９日の９：４０～９：５０の間における実際の航空機の離陸時における自動測定結果のデータ及び空港近傍での目視及びエアバンド聴取情報を示す。
（９）９：４０頃に米海軍Ｃ－９が離陸する。なお、Ｃ－９は、民間機のＤＣ－９型機を軍事転用している。自動測定では、最大９４．６ｄＢの騒音レベル変動ＮＬと共に周波数掃引ＦＳの電波のみが検出される。また、パルス電波等は検出されない。
（１０）９：４３頃に米海軍Ｆ／Ａ－１８Ｃ（ホーネット）２機編隊が続けて離陸する。自動測定では、最大１０６．９ｄＢの騒音レベル変動ＮＬと共に各々の４．３ＧＨｚ帯パルス電波Ｐ（４．３Ｇ）と９ＧＨｚ帯パルス電波Ｐ（９Ｇ）の両方が検出される。
（１１）９：４８頃に米海軍ＥＡ－６Ｂ（プラウラー）が離陸する。自動測定では、最大１０８．８ｄＢの騒音レベルＮＬ変動と共に４．３ＧＨｚパルス電波Ｐ（４．３Ｇ）のみが検出される。また、９ＧＨｚ帯のパルス電波等は検出されない。
　上記のように、離陸情報とほぼ時間が一致して、騒音レベル変動ＮＬと同時に特徴的な急激な値の変化が民間機（軍用機に転用される場合を含む）の場合は４．３ＧＨｚ帯周波数掃引方式の電波高度計電界強度レベルＦＳが測定され、一方、軍用機の場合は４．３ＧＨｚ帯パルス方式の電波高度計電界強度レベルＰ（４．３Ｇ）及び／又は９ＧＨｚ帯パルス方式の対空・対地走査電波電界強度レベルＰ（９Ｇ）が測定される。従って、本発明を用いることによって、同時に観測された騒音レベルのピークの発生源がそれぞれ民間機又は軍用機であることが識別可能となり、民間機及び軍用機を含めた航空機の自動識別を同時に行うことも可能であることが示される。
（実施例４）　識別性能
　自動測定及び受信した電波の状況をデータにすると共に、測定員による空港近傍での目視及びエアバンド聴取情報目視観測を行い、航空機の識別性能の確認を行った。測定結果の一覧表を図５（２００７年１月１８日の測定例）及び図６（２００７年１月１９日の測定例）に示す。
　自動測定結果として、自動測定器に最大騒音レベルが記録された騒音発生時刻毎に騒音レベル（ｄＢ）及び一定以上の騒音が継続した時間（秒）を示す。騒音継続時間は、現場ごとの状況に合わせて閾値を設定する。例えば、民間機のように飛行速度が遅い場合は長く、軍用機の場合は短く設定する。また、航空機までの距離が離れていると見かけ上の移動速度が遅くなるので、このような場合は軍用機であっても継続時間は長めに設定する。そして、現場ごとに航空機騒音を取りこぼさないように、更に可能であれば継続時間が短い自動車やバイクの通過騒音を取り込まないように設定する。
　また、単機／編隊の別も示す。単機もしくは編隊は、目視で確認又はエアバンドを全て録音して推定する。
　さらに、受信した電波の状況として、１０９０ＭＨｚで表すトランスポンダ応答信号、４．３ＧＨｚ　Ｃ／Ｗで表す４．３ＧＨｚの周波数掃引信号、４．３ＧＨｚ　Ｐｕｌｓｅで表す４．３ＧＨｚのパルス信号を示す。
　さらに、上記の自動測定と同時に、空港での目視及びエアバンド聴取情報を収集し、離着陸時刻毎に情報と自動測定とを対応付けて示す。使用滑走路は、北：北向きの滑走路（北向きに離陸又は北向きに着陸する）、南：南向きの滑走路（南向きに離陸又は南向きに着陸する）を示す。また、離着陸の別の記号は、Ｔ：離陸機、Ｌ：着陸機、ＴＧ：タッチ・アンド・ゴー（艦載機の空母着艦訓練の一種で、着陸態勢から着地すると同時に離陸する飛行形態）、ＧＡ：ゴー・アラウンド（着陸態勢から着地せず離陸に移る飛行形態）、ＬＰ：ランディング・パス（着陸に先立ち、滑走路上空を高高度で一度通過する飛行形態）を示す。また、コールサインは航空機の無線電波の呼び出し符号を示す。また、機種は測定した航空機の機種を示す。
　図５のＮｏ．２５，２６，４７，８９－９１，９９，１０１，１０６，１０８，１１９及び図６のＮｏ．６，１８，３８，６３，７６では、トランスポンダ応答信号（１０９０ＭＨｚ）が検出されない。これは、特許１７５０３７４号で示した従来技術では、軍用機を含む全ての航空機を識別することは不可能であることを示す。しかしながら、本発明の方法を用いることによって、漏れなく全ての航空機を識別することが可能となる。
　このように、軍用航空機が編隊を組んでいる場合には、その内の１機のみしかトランスポンダ応答信号を発信しない場合等があり、全ての軍用機がトランスポンダ応答信号を発信する訳ではない。これは、例えば、飛行場近くまでは編隊で飛行し旋回時に編隊を解消し１機ごとに着陸、或いはその反対に１機ごとに離陸し上空で編隊になる場合には、トランスポンダ応答信号電波に着目する識別方法だけでは、トランスポンダ応答信号を発していない軍用機通過時の騒音を誤って航空機以外の騒音として識別して、取りこぼす問題があったが、本発明を用いることにより正確に軍用機として識別することが可能になる。
　図５のＮｏ．５，７，２０及び図６のＮｏ．２，１１，７２以外の飛行機では、４．３ＧＨｚの周波数掃引信号が検出されない。これは、特許３６９９７０５号で示した従来技術では、軍用機を含む全ての航空機を識別することは不可能であることを示す。しかしながら、本発明の方法を用いることによって、漏れなく全ての航空機を識別することが可能となる。
　さらに、図５及び図６の測定結果をまとめて図７に示す。軍用機の自動識別機数とは、騒音と同時に４．３ＧＨｚ帯パルス信号を受信できた機数である。また、民間機の自動識別機数とは、騒音と同時に４．３ＧＨｚ帯周波数掃引信号を受信できた機数である。図７に示すように、本実施例の自動測定結果は、軍用機及び民間機型軍用機ともに識別率が１００％である。
　このように、本実施例において、延べ２３４機の測定において全く取りこぼしなく完璧に民間機及び／又は軍用機と識別できたということは、本発明の航空機の自動識別方法の有用性が高いことを裏付ける。
（実施例５）実測データ
　横田基地周辺におけるＡＣＡＳ信号電波／航空機個体識別符号発信の有無の実測データを示す。調査場所は瑞穂町南平（横田基地滑走路北端側方）であり、調査期間は２００７年９月１５日から１１月１４日である。
　実測データを図８に示す。民間機及び軍用機（米軍及び自衛隊）、さらに、軍用機は戦闘機、輸送機、ヘリコプターの別についてのＡＣＡＳ信号電波／航空機個体識別符号発信の有無及び個体識別符号発信機の割合を示す。
　すると、（＊１）より、調査期間中の２ヶ月間に横田基地を離着陸した民間機は、１００％がＡＣＡＳ信号電波／航空機個体識別符号を発信している。また、（＊２）より、軍用機は、ＡＣＡＳ信号電波／航空機個体識別符号を発信している機体と、発信していない機体が混在している。なお、発信している軍用機については、航空機情報データベースと照合することで軍用機及び民間機の識別、さらには航空機の機種自体の識別が可能である。
（実施例６）航空機情報データベース
　航空機情報データベースとして使用する例を以下に示す。民間機における航空機情報データベースの例を図９に示す。軍用機における航空機情報データベースの例を図１０に示す。個体識別符号を発信していない航空機における航空機情報データベースの例を図１１に示す。
　このように、予め、個体識別符号、機種、航空会社、所属、分類等を航空機情報データベースに登録しておき、受信した個体識別符号を用いて航空機情報データベースの検索を行い、各航空機の機種の識別をする。
（実施例７）スコークコードの割り当てルール
　スコークコードの割り当てルールの例を以下に示す。レーダ管制機関別に割り当てられたスコークコードを図１２に示す。ＩＦＲ機（計器飛行する航空機）において、国内線及び国際線航空機に割り当てられたスコークコードを図１３上段に示す。また、その他の割り当てられたスコークコードを図１３下段に示す。
　例えば、ローカルコード（管制空域内のみを有視界で、１０，０００ｆｔ未満を飛行する航空機に割り当てられるスコークコード）である場合、これはある空港を離陸し別の空港に向かう旅客機や貨物機等に割り当てられることはなく、着陸や旋回飛行訓練を行っている軍用機やヘリコプターに割り当てられている可能性が極めて高いことから、当該航空機は軍用機であると高い確度で推定できる。
　同様に、横田基地周辺で５２０１～５２７７の範囲のスコークコードが割り当てられている場合、それは横田レーダ管制機関が割り当てたスコークコードとなっているため、これも軍用機である可能性が極めて高い。一方、国内線及び国際線航空機にはそれぞれスコークコードの範囲が決まっていることから、その範囲にあるものは民間機であると高い確度で推定できる。
　また、ＡＣＡＳ信号電波／航空機個体識別符号やＭｏｄｅ－ＡのスコークコードとＭｏｄｅ－Ｃの飛行高度（気圧高度）情報を併用することで軍用機及び民間機の識別確度をさらに高めることも可能である。
　すなわち、Ｍｏｄｅ－Ｃから飛行する航空機の時々刻々の高度を把握することができるので、上空を複数の空域が重畳している場合に、当該航空機がどの空域を飛行しているかを判別することができる。
　例えば、横田基地周辺の上空は、エリアによっても異なるが、地上から８，０００ｆｔまでが横田空域で、８，０００ｆｔより上が民間機に割り当てられている。したがって、同基地周辺で航空機騒音の自動測定を行っている場合には、８，０００ｆｔ以下を飛行する軍用機と８，０００ｆｔより上を飛行する民間機の両方の騒音が観測されるが、Ｍｏｄｅ－Ｃ気圧高度から当該航空機が飛行している空域が判別できるため、軍用機・民間機の識別が可能となる。
　また、同様に、木更津基地周辺では、羽田空港に着陸する又は羽田空港を離陸した航空機は３，０００ｆｔ以上を飛行し、同基地の航空機やヘリコプターは３，０００ｆｔ以下を飛行することになっているので、受信した気圧高度から軍用機及び民間機の識別が可能である。
　なお、一般的な航空機騒音の評価は、飛行場毎に行われている。これは、飛行場計画段階で行われる環境アセスメントでは、その飛行場の影響を予測しているため、事前事後の影響をアセスメント段階と比較をする上でも飛行場ごとの評価が必要となるからである。
　そこで、本発明を用いることによって、複数の飛行場の空域が重なる地域で測定を行う場合においても、民間機及び軍用機に関わらず、全ての航空機騒音の発生源を特定することが可能となる。上述したように、航空機騒音は民間機及び軍用機に関わらず、自動測定が有効であるため、トランスポンダ応答信号等に含まれている機体識別情報を組合わせて解析することによって、空港の近傍で同様に測定した機体識別情報とを照合することによって騒音を発した航空機が離着陸した飛行場をも特定することも可能になる。
　実際に現在、国内には数多くの空港や飛行場が建設され、航空機騒音が問題となる場所では複数の空港・飛行場の離着陸機が錯綜して飛行する場所が多くなってきている。また、既に軍用機と民間機が共同利用している飛行場も多いが（名古屋空港、那覇空港、新千歳空港、三沢空港、米子空港等）、今後、軍用飛行場を民間飛行場として利用することが検討される飛行場も多い（米軍横田基地、航空自衛隊百里基地）。これより、本発明を用いることによって精度高く軍用機を含めた全航空機騒音を識別すること、及び／又は軍用機と民間機の区別が可能になり、空港・飛行場周辺の騒音測定の自動化が可能となるだけでなく、軍用機・民間機それぞれの騒音影響を区別して把握・評価することも可能となる。
　なお、上記実施の形態の構成、解析及び測定は例であって本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜組合わせ及び変更できることは言うまでもない。
　特に、航空機以外にも自動車や船舶等の各種乗り物、電子機器、家電製品、工場、施設等が放射する電波を用いて、対象物の自動識別測定をすることに応用することもできる。
本実施の形態の航空機の識別装置の構成図である。 航空機騒音と電波高度計電波電界強度測定例（軍用機）を示した図である。 航空機騒音と電波高度計電波電界強度測定例（民間機）を示した図である。 航空機騒音と電波高度計電波電界強度測定例（民間機及び軍用機）を示した図である。 識別性能を示した一覧図（２００７年１月１８日）である。 識別性能を示した一覧図（２００７年１月１９日）である。 識別性能を示した図である。 横田基地周辺における実測データを示した図である。 航空機情報データベース例（民間機）を示した図である。 航空機情報データベース例（軍用機）を示した図である。 航空機情報データベース例（個体識別符号を発信していない航空機）を示した図である。 スコークコード（管制機関別）の割り当てルールを示した図である。 スコークコード（ＩＦＲ機・その他）の割り当てルールを示した図である。
１　　航空機の識別装置
１１　受信アンテナ
１２　高周波増幅回路
１３　バンドパスフィルタ
１４　局部発振回路
１５　周波数変換回路
１６　中間周波増幅回路
１７　検波回路
１８　積分回路
１９　高速ＡＤ変換器
２０　コンピュータ
２１　記録媒体
２２　通信装置
ＦＳ　電波高度計電界強度レベル（周波数掃引）
Ｐ　　電波高度計電界強度レベル（パルス）
Ｐ（４．３Ｇ）　電波高度計電界強度レベル（４．３ＧＨｚ帯パルス）
Ｐ（９Ｇ）　対空・対地走査電波電界強度レベル（９ＧＨｚ帯パルス）
ＮＬ　騒音レベル変動
○印　設定条件を満たし自動測定器に最大騒音レベルと発生時刻が記録されたデータ

Claims (12)

  1. 航空機の識別方法であって、
    　航空機から放射された電波を受信する電波受信工程と、
    　前記電波を検波する検波工程と、
    　該検波工程から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換工程と、
    　該Ａ／Ｄ変換工程によって変換されたデジタル信号を解析し、電波の変調方式及び／又は偏波面の違いによって前記航空機の識別を行う演算処理工程と、
    　該演算処理工程による演算処理結果を記録する記録工程と
    を備えたことを特徴とする航空機の識別方法。
  2. 　前記航空機の識別は、軍用機もしくは民間機の識別であること
    を特徴とする請求項１に記載の航空機の識別方法。
  3. 　前記変調方式の違いは、周波数掃引又はパルスの変調方式の違いであること
    を特徴とする請求項１又は２に記載の航空機の識別方法。
  4. 　前記電波は電波高度計電波、対空・対地走査電波、気象レーダ信号、敵味方識別信号、及び／又はトランスポンダ応答信号であること
    を特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の航空機の識別方法。
  5. 　前記電波の周波数帯域は、４．２～４．４ＧＨｚ帯及び／又は８．０～１０．０ＧＨｚ帯であること
    を特徴とする請求項１乃至４の何れかにに記載の航空機の識別方法。
  6. 　前記トランスポンダ応答信号に含まれるＡＣＡＳ信号電波の航空機個体識別符合、スコークコード、及び／又は気圧高度を用いて航空機の識別を行うことを特徴とする請求項１乃至５の何れかにに記載の航空機の識別方法。
  7. 　前記航空機の識別は、航空機情報データベースと照合して行うことを特徴とする請求項１乃至６の何れかにに記載の航空機の識別方法。
  8. 　請求項１乃至７の何れかに記載の航空機の識別方法で識別された識別データを用いて、航空機騒音の発生源を特定すること
    を特徴とする航空機騒音の測定方法。
  9. 　請求項１乃至７の何れかに記載の航空機の識別方法で識別された識別データを航空機騒音の測定開始トリガーとすること
    を特徴とする航空機騒音の測定方法。
  10. 　前記測定開始トリガーは、水平方向及び／又は下向に指向放射されている電波の電界強度レベル及び／又は電波から得られた識別データを用いること
    を特徴とする請求項９に記載の航空機騒音の測定方法。
  11. コンピュータにより騒音／分析対象を判定する信号判定方法であって、
    　騒音又は振動に係る測定／分析対象のモデルは、請求項１乃至７に記載された航空機の識別方法で識別されたデータを用いて作成し、
    　測定／分析対象であるかが未知の未知データを入力し、
    　前記測定／分析対象のモデルの出力値を、前記未知データが測定／分析対象であるかの確率値として得る
    　ことを特徴とする信号判定方法。
  12. 航空機の識別装置であって、
    　航空機から放射された電波を受信する電波受信手段と、
    　前記電波を検波する検波手段と、
    　該検波手段から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
    　該Ａ／Ｄ変換手段によって変換されたデジタル信号を解析し、電波の変調方式及び／又は偏波面の違いによって前記航空機の識別を行う演算処理手段と、
    　該演算処理手段による演算処理結果を記録する記録手段と
    を備えたことを特徴とする航空機の識別装置。
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