WO2013136648A1 - 広域マルチラテレーションシステム、中央局及びそれらに用いる二次元位置算出方法 - Google Patents

広域マルチラテレーションシステム、中央局及びそれらに用いる二次元位置算出方法 Download PDF

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    • G01S13/91—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for traffic control

Definitions

  • the present invention relates to a wide area multi-lateration system, a central office, and a two-dimensional position calculation method used therein, and more particularly, to a two-dimensional position calculation method in a wide area multi-lateration (WAM) system.
  • WAM wide area multi-lateration
  • the multilateration system receives SSR (Secondary Surveillance Radar) mode A / C response, SSR mode S response, acquisition or extended squitter signal transmitted by the aircraft at four or more receiving stations on the ground.
  • SSR Secondary Surveillance Radar
  • the data is collected in a central station through a communication line, and the geometric position of the aircraft is measured from the difference in reception time between the receiving stations at the central station (see, for example, Patent Document 1).
  • the wide area multi-lateration system uses the SSR mode A / C / S responses and squitter signals received by four or more receiving stations to perform the positioning calculation of the aircraft by the TDOA (Time Difference of Applicability) method.
  • TDOA Time Difference of Applicability
  • the positioning calculation is performed by the TDOA method using the SSR mode A / C / S response and the squitter signal received by four or more receiving stations as described above. Therefore, if an SSR mode A / C / S response or squitter signal is received only at three or less of the receiving stations due to interference, shielding, radio wave reach, etc., position positioning (four unknowns) Cannot be obtained).
  • the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and enable positioning of an aircraft even in an environment where calculation has not been possible in the past, contributing to an improvement in the detection rate of the aircraft and a reduction in the number of stations installed in the system.
  • An object of the present invention is to provide a wide area multilateration system, a central office, and a two-dimensional position calculation method used for them.
  • a wide area multilateration system includes four or more receiving stations that receive a response signal from an aircraft, and a central station that measures the position of the aircraft based on the reception time of the response signal at each of the receiving stations.
  • a wide area multi-lateration system composed of The central station includes positioning means for positioning the two-dimensional position of the aircraft using the response signals received by the three receiving stations and the pressure altitude information of the aircraft included in the response signals.
  • the central station comprises four or more receiving stations that receive response signals from aircraft, and a central station that measures the position of the aircraft based on the reception time of the response signals at each of the receiving stations.
  • a central office used in a wide area multilateration system, Positioning means is provided for positioning the two-dimensional position of the aircraft using the response signals received by the three receiving stations and the pressure altitude information of the aircraft included in the response signals.
  • a two-dimensional position calculation method includes four or more receiving stations that receive response signals from an aircraft, and a central station that measures the position of the aircraft based on the reception time of the response signals at each of the receiving stations.
  • a two-dimensional position calculation method used for a wide area multilateration system comprising: The central station executes a positioning process for positioning the two-dimensional position of the aircraft using the response signals received by the three receiving stations and the atmospheric pressure altitude information of the aircraft included in the response signals.
  • the present invention enables positioning of an aircraft even in an environment that could not be calculated conventionally, and contributes to improving the detection rate of the aircraft and reducing the number of stations installed in the system. The effect that it can do is acquired.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the structural example of the wide area multilateration system by embodiment of this invention. It is a block diagram which shows the structural example of the central station 7 of FIG. It is a figure for demonstrating the positioning calculation by the SSR mode A / C / S response from the four receiving stations, and the squitter signal 6. FIG. It is a figure for demonstrating the positioning calculation by the SSR mode A / C / S response from the 3 receiving stations, and the squitter signal 6.
  • SSR Secondary Surveillance Radar
  • acquisition or extended squitter signal is usually transmitted by the aircraft at four or more receiving stations.
  • the present invention provides a method for calculating the position of the aircraft from only the reception data of the three receiving stations.
  • the SSR mode A / C / S response and squitter signal from the aircraft includes the barometric altitude information measured by the aircraft itself (can be calculated from the mode C or mode S response: ICAO (International Civil Aviation Organization: International Civil Aviation Organization) Issuing International Civil Aviation Convention / Annex 10 (see ICAO ANNEX 10, Vol4amendment 85)].
  • ICAO International Civil Aviation Organization: International Civil Aviation Organization
  • Issuing International Civil Aviation Convention / Annex 10 see ICAO ANNEX 10, Vol4amendment 85
  • the aircraft positioning calculation by using this barometric altitude information, three unknowns of the aircraft's two-dimensional position and signal transmission time and barometric altitude information are obtained in the aircraft positioning calculation. be able to. That is, in the present invention, three unknowns are obtained by using the SSR mode A / C / S responses and squitter signals received by the three receiving stations, and the aircraft positioning calculation is performed by the TDOA (Time Difference Of Applicability) method. Do.
  • TDOA Time Difference Of Applicability
  • the present invention makes it possible to determine the position of the aircraft even in an environment that could not be calculated in the past, thereby contributing to improving the detection rate of the aircraft and reducing the number of stations installed in the system.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a wide area multilateration system according to an embodiment of the present invention.
  • the wide area multilateration system according to the present embodiment includes a plurality of receiving stations (No 1 to No 5) 1 to 5 and a central station 7.
  • the receiving stations (No. 1 to No. 5) 1 to 5 are connected to the central office 7 through communication lines, and have GPS (Global Positioning System) receivers 8-1 to 8-5, and are GPS / GEO (Geostationary Earth). (Orbital) Time synchronization using the GPS time from the satellite 8 is performed.
  • GPS Global Positioning System
  • the receiving stations (No. 1 to No. 5) 1 to 5 receive the SSR mode A / C / S response from the aircraft 11 or the squitter signal 6 via the omnidirectional or wide directional antenna and decode the signal. After that, the arrival time is assigned to the processing data, and the processing data is transmitted to the central office 7 using the communication line.
  • SSR mode A / C responses only responses received at response gates (not shown) in the receiving stations (No. 1 to No. 5) 1 to 5 are processed.
  • the SSR mode S response and the squitter signal are processed regardless of the response gate, and the processing data is transmitted to the central station 7.
  • the central station 7 receives the processing data of the SSR mode A / C / S response and the squitter signal 6 from the receiving stations (No1 to No5) 1 to 5, and the difference in the receiving time of each receiving station (No1 to No5) 1 to 5 Position measurement including the altitude of the aircraft 11 is performed.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the central office 7 of FIG.
  • the central office 7 includes a reception information collection unit 71, a target position positioning unit 72, and a target information analysis unit 73. Since other functions of the central office 7 are not directly related to the present invention, illustration and description thereof are omitted.
  • the target position measurement unit 72 performs target positioning from the collected data (target data) collected from the reception stations (No 1 to No 5) 1 to 5 by the reception information collection unit 71, and the target information analysis unit 73. The information analysis in the positioning data from the target position positioning unit 72 is performed.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the positioning calculation based on the SSR mode A / C / S responses from the four receiving stations and the squitter signal 6.
  • FIG. 4 shows the SSR mode A / C / from the three receiving stations. It is a figure for demonstrating the positioning calculation by S response and the squitter signal 6.
  • FIG. The aircraft positioning calculation method used in the wide area multilateration system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the aircraft 11 transmits the SSR mode A / C / S response and the squitter signal 6 at time t at the position (x, y, z), and the position [(x1, y1, z1), Receiving stations 1 to 4 in (x2, y2, z2), (x3, y3, z3), (x4, y4, z4)] receive the SSR mode A / C / S response and squitter signal 6 from time t1 to t4. Is receiving.
  • the receiving stations (No. 1 to No. 5) 1 to 5 are synchronized with each other by the GPS receivers 8-1 to 8-5. With respect to time synchronization using the GPS receivers 8-1 to 8-5, it is possible to achieve synchronization with high accuracy by performing time synchronization by the method described in Patent Document 4 above.
  • the central station 7 receives the processing data of the SSR mode A / C / S response and the squitter signal 6 from the receiving stations (No 1 to No 5) 1 to 5, and receives each processing data of the receiving station (No 1 to No 5) 1 Position positioning including the altitude of the aircraft 11 is performed by the target position positioning unit 72 from the difference of the reception times of ⁇ 5.
  • the central station 7 may solve the quaternary simultaneous equations using the conventional calculation method shown in FIG. In other words, between the aircraft 11 and each of the receiving stations 1 to 4, The following equation holds.
  • c is the speed of light.
  • the positioning calculation of the aircraft 11 is performed by the following formula.
  • H is the mode C atmospheric pressure altitude [m]
  • c is the speed of light.
  • the z of the target (aircraft 11) position (x, y, z) is replaced with H, and positioning is performed using the equation (2). Calculation is performed.
  • a coordinate system with the receiving station 1 as the coordinate center is used, and the position of the aircraft 11 is represented by x, y, and z.
  • “z” is regarded as altitude
  • the SSR mode A / C / S response sent from the aircraft 11 and the atmospheric pressure altitude H included in the squitter signal 6 Is used to solve the simultaneous equations and obtain the horizontal position (x, y) of the aircraft 11.
  • altitude is always calculated using the barometric altitude H, so there is no need to calculate “z”. Therefore, by using the calculated horizontal position (x, y), the SSR mode A / C / S response, and the barometric altitude H obtained from the squitter signal 6, the position of the aircraft 11 is controlled in the subsequent control system (see FIG. (Not shown).
  • the position of the aircraft 11 cannot be measured unless data is received by four or more receiving stations 1 to 5.
  • data due to the interference and shielding by the mountain 9 and the building 10 and the influence of the reach of radio waves, data cannot be received, and only 3 receiving stations 1 to 3 of the receiving stations 1 to 5 could be received.
  • the position of the aircraft 11 cannot be calculated, and the subsequent control system cannot grasp the presence and position of the aircraft 11.
  • the present embodiment if it is possible to receive from three receiving stations among the receiving stations 1 to 5, the presence and position of the aircraft 11 can be grasped, and the position of the aircraft 11 is included in the subsequent control system. And aircraft information.
  • the atmospheric pressure altitude H has a slight error unlike the “z” of the three-dimensional position (x, y, z) calculated using the four stations because the measurement method is performed by a barometer. .
  • Tracking is performed using the position results of both the positioning calculation by the four receiving stations in the method based on the wide area multilateration system related to the present invention and the positioning calculation by the three receiving stations according to the present embodiment, and the positioning result is smoothed. As a result, a result closer to the actual position of the aircraft 11 can be transmitted to the subsequent control system.

Abstract

　広域マルチラテレーションシステムは、航空機（１１）からの応答信号を受信する４局以上の受信局（１～５）と、受信局（１～５）各々における応答信号の受信時刻を基に航空機（１１）の位置を測位する中央局（７）とから構成される。中央局（７）は、３局の受信局で受信した応答信号と、当該応答信号に含まれる航空機（１１）の気圧高度情報とを用いて航空機（１１）の二次元位置を測位する測位手段を有する。これにより、従来計算できなかった環境においても航空機の位置測位を可能とし、航空機の検出率向上やシステム内での局数の設置数削減に貢献可能な広域マルチラテレーションシステムを提供する。

Description

広域マルチラテレーションシステム、中央局及びそれらに用いる二次元位置算出方法
　本発明は広域マルチラテレーションシステム、中央局及びそれらに用いる二次元位置算出方法に関し、特に広域マルチラテレーション（ＷＡＭ：Ｗｉｄｅ　Ａｒｅａ　Ｍｕｌｔｉｌａｔｅｒａｔｉｏｎ）システムにおける二次元位置算出方法に関する。
　マルチラテレーションシステムは、航空機が送信するＳＳＲ（ＳＳＲ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ　Ｒａｄａｒ：二次監視レーダ）モードＡ／Ｃ応答、ＳＳＲモードＳ応答、捕捉または拡張スキッタ信号を地上の４局以上の受信局で受信し、それらのデータを通信回線を通じて中央局に集め、中央局にて各受信局間の受信時刻の差から航空機の幾何学的位置を計測するシステムである（例えば、特許文献１参照）。
　広域マルチラテレーションシステムでは、航空機の測位計算において、航空機の３次元位置（ｘ，ｙ，ｚ）と信号送出時刻ｔの４つの未知数を解く必要があるため、四元連立方程式とする必要がある。
　すなわち、４局以上の受信局で受信したＳＳＲモードＡ／Ｃ／Ｓ応答、スキッタ信号を用いて、広域マルチラテレーションシステムでは、ＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　Ｏｆ　Ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ）方式により、航空機の測位計算を行う。
　上記のマルチラテレーションを用いた技術としては、空港面探知レーダによる空港面監視を、マルチラテレーションの情報を統合することで補完する技術（例えば、特許文献２参照）、受信局で受信される信号のみでモードＡ応答か、モードＣ応答かを判別する技術（例えば、特許文献３参照）、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）衛星から到来する信号に基づいて複数の受信局同士の高精度の時刻同期を行う技術（例えば、特許文献４参照）等がある。
特開２００９－３００１４６号公報 特開２００７－３３３４２７号公報 特開２０１１－１１２４６５号公報 特開２０１０－２３０４４８号公報
　上述した本発明に関連する広域マルチラテレーションシステムでは、上記のように、４局以上の受信局で受信したＳＳＲモードＡ／Ｃ／Ｓ応答、スキッタ信号を用いて、ＴＤＯＡ方式により、測位計算を行っているため、干渉や遮蔽、電波の到達距離等の影響により、受信局のうち、３局以下でのみＳＳＲモードＡ／Ｃ／Ｓ応答、スキッタ信号を受信した場合、位置測位（４つの未知数の解を得ること）が行えない。
　この場合、受信局の設置数を増やせば、上記の問題を解決することはできるが、実際に受信局を増やすことは、その分、受信局を設置するための用地取得を行い、各受信局と中央局との間に回線を敷設しなければならず、費用がかかるという問題も生ずる。
　そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、従来計算できなかった環境においても航空機の位置測位が可能となり、航空機の検出率向上やシステム内での局数の設置数削減に貢献することができる広域マルチラテレーションシステム、中央局及びそれらに用いる二次元位置算出方法を提供することにある。
　本発明による広域マルチラテレーションシステムは、航空機からの応答信号を受信する４局以上の受信局と、前記受信局各々における前記応答信号の受信時刻を基に前記航空機の位置を測位する中央局とから構成される広域マルチラテレーションシステムであって、
　前記中央局は、３局の受信局で受信した応答信号と、当該応答信号に含まれる前記航空機の気圧高度情報とを用いて前記航空機の二次元位置を測位する測位手段を備えている。
　本発明による中央局は、航空機からの応答信号を受信する４局以上の受信局と、前記受信局各々における前記応答信号の受信時刻を基に前記航空機の位置を測位する中央局とから構成される広域マルチラテレーションシステムに用いる中央局であって、
　３局の受信局で受信した応答信号と、当該応答信号に含まれる前記航空機の気圧高度情報とを用いて前記航空機の二次元位置を測位する測位手段を備えている。
　本発明による二次元位置算出方法は、航空機からの応答信号を受信する４局以上の受信局と、前記受信局各々における前記応答信号の受信時刻を基に前記航空機の位置を測位する中央局とから構成される広域マルチラテレーションシステムに用いる二次元位置算出方法であって、
　前記中央局が、３局の受信局で受信した応答信号と、当該応答信号に含まれる前記航空機の気圧高度情報とを用いて前記航空機の二次元位置を測位する測位処理を実行している。
　本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、従来計算できなかった環境においても航空機の位置測位が可能となり、航空機の検出率向上やシステム内での局数の設置数削減に貢献することができるという効果が得られる。
本発明の実施の形態による広域マルチラテレーションシステムの構成例を示すブロック図である。 図１の中央局７の構成例を示すブロック図である。 ４局の受信局からのＳＳＲモードＡ／Ｃ／Ｓ応答、スキッタ信号６による測位計算を説明するための図である。 ３局の受信局からのＳＳＲモードＡ／Ｃ／Ｓ応答、スキッタ信号６による測位計算を説明するための図である。
　次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。まず、本発明による広域マルチラテレーション（ＷＡＭ：Ｗｉｄｅ　Ａｒｅａ　Ｍｕｌｔｉｌａｔｅｒａｔｉｏｎ）システムに用いられる航空機の測位計算方式について述べる。
　広域マルチラテレーションシステムでは、通常、４局以上の受信局で、航空機が送信するＳＳＲ（ＳＳＲ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ　Ｒａｄａｒ：二次監視レーダ）モードＡ／Ｃ応答、ＳＳＲモードＳ応答、捕捉または拡張スキッタ信号を受信し、航空機の位置を求めているが、本発明は、３局の受信局の受信データのみから航空機の位置を算出するための方法を提供するものである。
　航空機からのＳＳＲモードＡ／Ｃ／Ｓ応答、スキッタ信号には、航空機自身が計測した気圧高度情報［モードＣもしくはモードＳ応答より算出が可能：ＩＣＡＯ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｉｖｉｌ　Ａｖｉａｔｉｏｎ　Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ：国際民間航空機関）が発行している国際民間航空条約・第１０附属書（ＩＣＡＯ　ＡＮＮＥＸ　１０　Ｖｏｌ４ａｍｅｎｄｍｅｎｔ８５参照）］が含まれている。
　本発明では、この気圧高度情報を使用することで、航空機の測位計算にて、航空機の二次元位置及び信号送出時刻と気圧高度情報との３つの未知数が得られるため、三元連立方程式とすることができる。すなわち、本発明では、３局の受信局で受信したＳＳＲモードＡ／Ｃ／Ｓ応答、スキッタ信号を用いて、３つの未知数を得てＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　Ｏｆ　Ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ）方式により、航空機の測位計算を行う。
　これによって、本発明では、従来計算できなかった環境においても航空機の位置測位が可能となり、航空機の検出率向上やシステム内での局数の設置数削減に貢献することができる。
　図１は本発明の実施の形態による広域マルチラテレーションシステムの構成例を示すブロック図である。図１において、本実施の形態による広域マルチラテレーションシステムは、複数の受信局（Ｎｏ１～Ｎｏ５）１～５と、中央局７とから構成されている。
　受信局（Ｎｏ１～Ｎｏ５）１～５は、中央局７に通信回線にて接続されるとともに、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）受信機８－１～８－５を有し、ＧＰＳ／ＧＥＯ（Ｇｅｏｓｔａｔｉｏｎａｒｙ　Ｅａｒｔｈ　Ｏｒｂｉｔａｌ）衛星８からのＧＰＳ時刻を用いた時刻同期を行う。
　また、受信局（Ｎｏ１～Ｎｏ５）１～５は、航空機１１からのＳＳＲモードＡ／Ｃ／Ｓ応答、もしくは、スキッタ信号６を無指向性もしくは広指向性空中線にて受信し、その信号を解読した後、到着した時刻を処理データに付与し、その処理データを通信回線を用いて中央局７に送信する。
　ＳＳＲモードＡ／Ｃ応答については、受信局（Ｎｏ１～Ｎｏ５）１～５内の応答ゲート（図示せず）にて受信した応答のみを処理する。ＳＳＲモードＳ応答及びスキッタ信号については、応答ゲートに関係なく処理し、中央局７に処理データを送信する。
　中央局７は、受信局（Ｎｏ１～Ｎｏ５）１～５からＳＳＲモードＡ／Ｃ／Ｓ応答、スキッタ信号６の処理データを受け取り、各受信局（Ｎｏ１～Ｎｏ５）１～５の受信時刻の差から航空機１１の高度を含む位置測位を行う。
　中央局７と受信局（Ｎｏ１～Ｎｏ５）１～５との間で接続される通信回線上には、ＳＳＲモードＡ／Ｃ／Ｓ応答、スキッタ信号６の処理データ、ＧＰＳ受信データ、システムの制御監視データが流れる。
　図２は図１の中央局７の構成例を示すブロック図である。図２において、中央局７は、受信情報収集部７１と、目標位置測位部７２と、目標情報解析部７３とを備えている。尚、中央局７の他の機能については、本発明に直接関係しないので、その図示及び説明を省略する。
　中央局７では、受信情報収集部７１にて受信局（Ｎｏ１～Ｎｏ５）１～５から収集した収集データ（目標データ）から、目標位置測位部７２にて目標測位を行い、目標情報解析部７３にて目標位置測位部７２からの測位データ内の情報解析を行う。
　図３は４局の受信局からのＳＳＲモードＡ／Ｃ／Ｓ応答、スキッタ信号６による測位計算を説明するための図であり、図４は３局の受信局からのＳＳＲモードＡ／Ｃ／Ｓ応答、スキッタ信号６による測位計算を説明するための図である。これら図１～図４を参照して本発明の実施の形態による広域マルチラテレーションシステムに用いられる航空機の測位計算方式について説明する。
　これら図３及び図４においては、航空機１１が位置（ｘ，ｙ，ｚ）において時刻ｔにＳＳＲモードＡ／Ｃ／Ｓ応答、スキッタ信号６を送信し、位置［（ｘ１，ｙ１，ｚ１），（ｘ２，ｙ２，ｚ２），（ｘ３，ｙ３，ｚ３），（ｘ４，ｙ４，ｚ４）］にある各受信局１～４が時刻ｔ１～ｔ４にＳＳＲモードＡ／Ｃ／Ｓ応答、スキッタ信号６を受信している。
　受信局（Ｎｏ１～Ｎｏ５）１～５間では、各ＧＰＳ受信機８－１～８－５により時刻同期をとる。ＧＰＳ受信機８－１～８－５を用いた時刻同期に関しては、上記の特許文献４に記載の方法によって時刻同期を行うことで、精度良く同期をとることが可能である。
　中央局７は、受信局（Ｎｏ１～Ｎｏ５）１～５からＳＳＲモードＡ／Ｃ／Ｓ応答、スキッタ信号６の処理データを受信情報収集部７１にて受け取り、各受信局（Ｎｏ１～Ｎｏ５）１～５の受信時刻の差から航空機１１の高度を含む位置測位を目標位置測位部７２にて行う。
　このとき、中央局７は、４局以上の受信局１～４からの応答があれば、図３に示す従来の計算方式を用いて四元連立方程式を解けばよい。つまり、航空機１１と各受信局１～４との間には、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 という式が成り立つ。ここで、γｉは航空機１１と各受信局１～４との距離（ｉ＝１～４）、ｔｉ'は受信局1を基準とした受信機間の時刻同期を行った後の信号受信時刻（ｉ＝１～４，ｔ１'＝ｔ１）、ｃは光速である。
　一方、山９やビル１０等による干渉や遮蔽、電波の到達距離等の影響によって受信局１～５のうち３局のみからしか応答がなかった場合は、本実施の形態における計算式、つまり、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 という式により航空機１１の測位計算を行う。ここで、γｉは航空機１１と各受信局１～３との距離（ｉ＝１～３）、ｔｉ'は受信局1を基準とした受信機間の時刻同期を行った後の信号受信時刻（ｉ＝１～３，ｔ１'＝ｔ１）、ＨはモードC気圧高度［ｍ］、ｃは光速である。
　このように、本実施の形態では、３局の受信局１～３による計算の場合、ターゲット（航空機１１）位置（ｘ，ｙ，ｚ）のｚをＨに置き換えて、（２）式により測位計算を行っている。
　図３及び図４では、受信局１を座標中心とした座標系を用いており、航空機１１の位置は、ｘ，ｙ，ｚにて表される。この座標のうち"ｚ"を高度と見立て、航空機１１から送出されるＳＳＲモードＡ／Ｃ／Ｓ応答、スキッタ信号６に含まれている気圧高度Ｈ（モードＣもしくはモードＳのデータに含まれる）を使用することで、連立方程式を解き、航空機１１の水平位置（ｘ，ｙ）を求める。
　航空管制において、高度は常に気圧高度Ｈを利用して行われるため、"ｚ"を算出する必要はない。したがって、算出した水平位置（ｘ，ｙ）と、ＳＳＲモードＡ／Ｃ／Ｓ応答、スキッタ信号６から取得した気圧高度Ｈとを出力とすることで、航空機１１の位置を後段の管制システム（図示せず）に送ればよい。
　本発明に関連する広域マルチラテレーションシステムによる方式では、４箇所以上の受信局１～５にてデータを受信しなければ、航空機１１の位置を計測することができない。すなわち、山９やビル１０による干渉や遮蔽、電波の到達距離等の影響により、データを受信できない状況になり、受信局１～５のうち３局の受信局１～３からしか受信できなかった場合、航空機１１の位置を算出することができず、後段の管制システムが航空機１１の存在及び位置を把握することができない。
　しかしながら、本実施の形態では、受信局１～５のうち３局の受信局から受信することができれば、航空機１１の存在及び位置を把握することができ、後段の管制システムに、航空機１１の位置と航空機情報とを伝えることができるようになる。
　従来は、冗長性を考え、多くの受信局の配置を考える必要があるが、本実施の形態による方法によって、少ない受信局で航空機１１の位置を算出することができる。
　本発明の他の実施の形態としては、以下の方法が考えられる。つまり、気圧高度Ｈは、測定方法が気圧計によって行われるため、４局を用いて計算した３次元位置（ｘ，ｙ，ｚ）の"ｚ"とは異なり、多少の誤差を持つこととなる。
　本発明に関連する広域マルチラテレーションシステムによる方式の４つの受信局による測位計算と、本実施の形態による３つの受信局による測位計算との両方の位置結果を用いて追尾し、測位結果を平滑化することにより、航空機１１の実位置に、より近い結果を後段の管制システムに伝えることができる。
　以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　この出願は、２０１２年３月１４日に出願された日本出願特願２０１２－０５６５６９を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　１～５　受信局（Ｎｏ１～Ｎｏ５）
　　　６　ＳＳＲモードＡ／Ｃ／Ｓ応答、スキッタ信号
　　　７　中央局
　　　８　ＧＰＳ／ＧＥＯ衛星
　　　９　山
　　１０　ビル
　　１１　航空機
　　７１　受信情報収集部
　　７２　目標位置測位部
　　７３　目標情報解析部

Claims (9)

  1. 　航空機からの応答信号を受信する４局以上の受信局と、前記受信局各々における前記応答信号の受信時刻を基に前記航空機の位置を測位する中央局とから構成され、
    　前記中央局は、３局の受信局で受信した応答信号と、当該応答信号に含まれる前記航空機の気圧高度情報とを用いて前記航空機の二次元位置を測位する測位手段を有することを特徴とする広域マルチラテレーションシステム。
  2. 　前記測位手段は、前記航空機が送信するＳＳＲ（ＳＳＲ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ　Ｒａｄａｒ）モードＣ応答信号もしくはＳＳＲモードＳ応答信号に含まれかつ当該航空機自身が計測した気圧高度情報と、３局の受信局で受信したＳＳＲモードＡ／Ｃ／Ｓ応答、スキッタ信号とを用いて３つの未知数を得てＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　Ｏｆ　Ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ）方式により当該航空機の測位計算を行うことを特徴とする請求項１記載の広域マルチラテレーションシステム。
  3. 　前記４局以上の受信局による測位計算と、前記気圧高度情報と前記３局の受信局とによる測位計算との両方の位置結果を用いて前記航空機を追尾し、測位結果を平滑化することを特徴とする請求項１または請求項２記載の広域マルチラテレーションシステム。
  4. 　航空機からの応答信号を受信する４局以上の受信局と、前記受信局各々における前記応答信号の受信時刻を基に前記航空機の位置を測位する中央局とから構成される広域マルチラテレーションシステムに用いる中央局であって、
    　３局の受信局で受信した応答信号と、当該応答信号に含まれる前記航空機の気圧高度情報とを用いて前記航空機の二次元位置を測位する測位手段を有することを特徴とする中央局。
  5. 　前記測位手段は、前記航空機が送信するＳＳＲ（ＳＳＲ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ　Ｒａｄａｒ）モードＣ応答信号もしくはＳＳＲモードＳ応答信号に含まれかつ当該航空機自身が計測した気圧高度情報と、３局の受信局で受信したＳＳＲモードＡ／Ｃ／Ｓ応答、スキッタ信号とを用いて３つの未知数を得てＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　Ｏｆ　Ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ）方式により当該航空機の測位計算を行うことを特徴とする請求項４記載の中央局。
  6. 　前記４局以上の受信局による測位計算と、前記気圧高度情報と前記３局の受信局とによる測位計算との両方の位置結果を用いて前記航空機を追尾し、測位結果を平滑化することを特徴とする請求項４または請求項５記載の中央局。
  7. 　航空機からの応答信号を受信する４局以上の受信局と、前記受信局各々における前記応答信号の受信時刻を基に前記航空機の位置を測位する中央局とから構成される広域マルチラテレーションシステムに用いる二次元位置算出方法であって、
    　前記中央局が、３局の受信局で受信した応答信号と、当該応答信号に含まれる前記航空機の気圧高度情報とを用いて前記航空機の二次元位置を測位する測位処理を実行することを特徴とする二次元位置算出方法。
  8. 　前記測位処理において、前記航空機が送信するＳＳＲ（ＳＳＲ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ　Ｒａｄａｒ）モードＣ応答信号もしくはＳＳＲモードＳ応答信号に含まれかつ当該航空機自身が計測した気圧高度情報と、３局の受信局で受信したＳＳＲモードＡ／Ｃ／Ｓ応答、スキッタ信号とを用いて３つの未知数を得てＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　Ｏｆ　Ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ）方式により当該航空機の測位計算を行うことを特徴とする請求項７記載の二次元位置算出方法。
  9. 　前記中央局が、前記４局以上の受信局による測位計算と、前記気圧高度情報と前記３局の受信局とによる測位計算との両方の位置結果を用いて前記航空機を追尾し、測位結果を平滑化することを特徴とする請求項７または請求項８記載の二次元位置算出方法。
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