マルチラテレーション装置及びこれを用いた空港面監視システム
【課題】 空港面監視システム内の目標検出装置であるＭＬＡＴ装置は、複数の受信機２で受信しその時間差から目標（航空機）の位置を特定する。このため受信機数が多いと、受信機の組合せ数により多数の検出位置解が発生し、特に１つ以上の検出位置解がマルチパス等により大きく外れると検出位置がばらついてしまう。
【解決手段】航空機５が通過予定である経路のセンターライン位置情報を利用するためセンターラインＤＢ１４に蓄積する。複数の検出位置解から検出位置を特定する際に、基準となるセンターラインから各検出位置解までの距離に応じて重み付けを行ない位置座標を特定する。この結果検出位置のばらつきが押さえられ、検出位置精度が向上する。また、他の目標検出装置が検出した位置座標と統合する以前に早い段階で、ＭＬＡＴ装置１にて検出精度が向上するので、管制官の負担を軽減した空港面監視システムを構築できる。
【解決手段】航空機５が通過予定である経路のセンターライン位置情報を利用するためセンターラインＤＢ１４に蓄積する。複数の検出位置解から検出位置を特定する際に、基準となるセンターラインから各検出位置解までの距離に応じて重み付けを行ない位置座標を特定する。この結果検出位置のばらつきが押さえられ、検出位置精度が向上する。また、他の目標検出装置が検出した位置座標と統合する以前に早い段階で、ＭＬＡＴ装置１にて検出精度が向上するので、管制官の負担を軽減した空港面監視システムを構築できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マルチラテレーション装置などの目標検出装置を併用して空港面上の航空機などの目標を表示装置に表示し監視する空港面監視システムにおいて、多数の受信機を有するマルチラテレーション装置が当該目標の位置座標を精度良く検出する手段に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
目標検出装置であるマルチラテレーション装置においては、航空機のトランスポンダから送信されるＳＳＲ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ Ｒａｄａｒ）応答信号やスキッタ信号等を３箇所以上に設置された多数の受信機で受信する。次に、各受信機間における受信時刻差を各受信機と航空機との距離の差に変換し、この距離差が一定であるという条件からなる双曲線同士の交点を求めることにより航空機の位置座標を算出し、その結果を管制官がモニタする空港面監視システムの表示装置に送る。 マルチラテレーション装置は、悪天候等による監視性能の低下やマルチパスによる監視対象の誤認を防止できる。このため、空港面におけるレーダ監視が及ばない領域の監視等に適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０３６７号広報（第８−１１頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のマルチラテレーション装置においては、以上のように３箇所以上の受信機で受信しその時間差から航空機の位置を特定するので、受信機数が多数の場合、受信機の組合せの数により、多数の検出位置解が発生する。このため、１つ又は複数の解が、マルチパス等により大きく位置が外れた場合、複数解の位置から重心位置を算出する際に検出位置がばらついてしまう傾向がある。また、目標である航空機が誘導路、滑走路などの経路のセンターライン（中心線）を通過するのを前提に設計されているので、検出位置がばらつくと、表示装置の目標表示が経路のセンターラインから外れてしまうため、航空機を監視する管制官にとって違和感のある状態となり、多数の航空機を管制する場合の課題であった。
【０００５】
これに類似した従来例として例えば特許文献１が有る。この例では、マルチラテレーション装置及び空港面探知装置（以降、「ＡＳＤＥ装置」と略す。）など複数の目標検出装置を併用する空港面監視システムにおいて、各目標検出装置の位置検出精度の変化に応じて正確に位置を特定できなかった。この対策として航跡統合装置において、目標検出装置ごとに追尾処理部により検出されたそれぞれの航跡（位置、移動速度、移動方向）情報が同一目標の情報であるか否かを判定する相関処理を実施し、同一目標であり統合対象であると識別された航跡情報を出力する。あらかじめ蓄積していた空港面の基準センターラインから前記航跡情報の位置座標までの垂直距離に基づく重み付けを行い、目標検出装置ごとに前記各航跡情報を統合した位置座標を決定する。この結果、空港面監視システムとして統合した検出位置精度を向上させている。
【０００６】
この発明は前記課題を解消するものであり、空港面監視システムにおける目標検出装置であるマルチラテレーション装置において、多数受信機の組合せ数だけ発生する検出位置候補が多数となり、検出位置がばらついてしまうことを軽減できる、新規のマルチラテレーション装置及びこれを用いた空港面監視システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係わるマルチラテレーション装置は、目標である航空機が滑走路、誘導路などの経路の中心を通過するように設計されており航空機同士の追い抜き、すれ違いがないように設計されていることを利用するために、経路のセンターライン情報をセンターラインデータベース（以降「センターラインＤＢ」という。）にあらかじめ蓄積する。目標処理器において、受信機の組合せ数だけ発生する多数の検出位置解からセンターラインまでの垂直距離を算出し、この垂直距離に応じて算出された各検出位置解に対する重み付けを用いて目標の位置座標を特定する。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のマルチラテレーション装置（以降、略して「ＭＬＡＴ装置」ともいう。）によれば、航空機が通過する経路のセンターラインの情報を用いて複数の検出位置解ごとに重み付けすることにより、検出位置のばらつきが軽減し、実際の目標位置に近い位置座標を表示することが可能になり位置座標の精度が向上する。また、他の目標検出装置が検出した位置座標と統合する以前に、早い段階であるＭＬＡＴ装置において、検出精度を向上できる。この結果、航空管制業務を行う管制官の負担を減らし、より安全な空港面監視システムを構築できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１による空港面監視システムを示すブロック構成図である。
【図２】空港面におけるマルチラテレーション装置の配置関係を説明する配置説明図である。
【図３】図１に示す目標処理器の処理を示すブロック図である。
【図４】空港面におけるセンターラインＡ、センターラインＢから、検出位置解との距離を算出する概念図である。
【図５】空港面におけるセンターラインＡを基準センターラインとして検出位置解の重み付け算出を説明するための統合概念図である。
【図６】この発明の実施の形態１を実施する場合の重心位置を説明する概念図である。
【図７】この発明の実施の形態１を実施しない場合の重心位置を説明する概念図である。
【図８】この発明の実施の形態２による目標処理器の処理を示すブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態３による空港面監視システムを示すブロック構成図である。
【図１０】図９に示す目標処理器の処理を示すブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態３による各ＡＳＤＥ航跡位置から、検出位置解との距離を算出する概念図である。
【図１２】この発明の実施の形態４による空港面監視システムを示すブロック構成図である。
【図１３】図１２に示す目標処理器の処理を示すブロック図である。
【図１４】この発明の実施の形態５による空港面監視システムを示すブロック構成図である。
【図１５】図１４に示す目標処理器の処理を示すブロック図である。
【図１６】この発明の実施の形態６による空港面監視システムを示すブロック構成図である。
【図１７】図１６に示す目標処理器の処理を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１について図１〜図７を用いて説明する。図１は実施の形態１による空港面監視システムを示すブロック構成図、図２は空港面におけるＭＬＡＴ装置１の配置関係を説明する配置説明図、図３は図１に示す目標処理器７の処理を示すブロック図である。
図１において、１は複数の受信機で航空機からの信号を受信しその受信時刻差から航空機の位置を特定するＭＬＡＴ装置、２は航空機が送信するトランスポンダの応答信号やスキッタ信号を受信しタイムスタンプを付与する受信機、３は航空機のトランスポンダへの質問機能を受信機２に付加した送受信機、４は各受信機２、送受信機３が同期するための時刻同期信号を放送する基準送信機、５は検出対象であるトランスポンダを搭載した航空機、６は各受信機２、各送受信機３からのタイムスタンプ情報を含むデータを受信し、受信した時刻差から位置を算出する位置検出器、７はこの位置検出器６が算出した複数の検出位置解から最適な位置を算出する目標処理器である。
【００１１】
８は目標処理器７が算出した位置情報を管制モニタなどに表示する空港面監視システムの表示装置、９は表示装置８を使用して航空機５や車両等の目標を管制する管制官、１０は航空機５などのトランスポンダを搭載する目標に対しての質問信号、１１は基準送信機４が送信し各受信機２、送受信機３が同期するための放送信号、１２はトランスポンダの応答信号である。
図２は空港面におけるＭＬＡＴ装置１の配置関係を説明する配置説明図であり、図において、２０は滑走路、２１は誘導路、２２は空港ターミナルである。
【００１２】
図２において、１３は過去の航跡情報に基づいて、同一目標の予測航跡情報から算出された予測位置付近の相関ゲート内に検出位置情報があるか否かを判定する相関ゲート判定処理部、１４は滑走路、誘導路など航空機５が通過する経路のセンターライン情報を蓄積したセンターラインＤＢである。
ここで、センターラインは、空港面の地図情報であるマップデータなどにおいて航空機が通過すべき経路のセンター座標であり、誤認防止のためペンキを塗るなどして空港面上に実際表示されている中心ラインの座標データである。
【００１３】
１５はセンターライン位置情報を用いて前記相関ゲート内にある検出位置解との垂直距離を算出する垂直距離算出処理部、１６は複数の検出位置解と同一センターラインまでの距離の和が最小になる組合せを算出し基準センターラインを決定するセンターライン距離判定処理部、１７は決定したセンターラインに対する垂直距離に応じて各ＭＬＡＴ検出位置解に重み付けする重み付け決定処理部、１８は決定した重み付けに基づき重心位置を決定する重心位置算出処理部、１９は算出された重心位置と予測位置から平滑された位置を算出する平滑位置算出処理部である。
２５は受信機（Ａ、Ｂ、Ｃ）から得られた検出位置解Ａ、２６は受信機（Ｂ、Ｃ、Ｄ）から得られた検出位置解Ｂ、２７は受信機（Ａ、Ｂ、Ｄ）から得られた検出位置解Ｃ、２８は受信機（Ａ、Ｃ、Ｄ）から得られた検出位置解Ｄである。
【００１４】
次に動作について説明する。図１において、ＭＬＡＴ装置１は、２次監視レーダ又は別に設けた送信機３から各航空機５に対して質問信号を送信し、航空機５の応答装置から送信された応答信号１２を空港面に設置した３局以上の複数の受信機２により受信する。 位置検出器６において、これら複数の受信機２応答信号の受信時刻差を当該各受信機２と航空機の距離差に変換し、距離差が一定である条件からなる双曲線同士の交点を求め、航空機５の位置を検出する。２次監視レーダ又は別に設けた送信機３は、無指向性の空中線を用いて所定周期又はランダムに質問信号を送信しており、各航空機５からの応答信号１２を受信する毎に当該応答信号１２に対応する航空機５の位置情報、識別情報等が検出される。
【００１５】
位置検出器６において、受信機２の組合せ数により検出位置解が多数発生する。例えば、仮に５台の受信機２で航空機５の位置を検出した場合には、検出位置解の数は、１０通りとなる。図３には目標処理器７での処理内容を示す。 図４を用いて相関ゲート判定処理部１３の処理を説明する。相関ゲート判定処理部１３では、位置検出器６から例えば検出位置解Ａ２５、検出位置解Ｂ２６、検出位置解Ｃ２７、検出位置解Ｄ２８を受取り、目標処理器７で管理している航跡の予測位置からの相関ゲート２９内にあり同一目標とみなせるか否かを判定する。 複数の検出位置解が相関ゲート２９内と判定された場合、従来の方法では、その検出位置解を均等に判定し重心位置を算出していたが、この発明による重心位置算出処理は、空港内の滑走路１０、誘導路２１等のセンターライン情報を利用するので、相関ゲート２９内と判定された検出位置解は垂直距離算出処理部１５に入力される。
【００１６】
垂直距離算出処理部１５では、センターラインＤＢ１４から受け取った各センターライン位置から各検出位置解までの垂直距離を算出する。垂直距離の算出方法について、図４を用いて説明する。図は、滑走路２０及び誘導路２１のセンターラインが各１本ある場合であり、どちらを基準センタータインとするのか判定する必要がある。
２３はセンターラインＤＢ１４から得られる滑走路２０のセンターラインＡの位置情報、２４はセンターラインＤＢ１４から得られる誘導路２１のセンターラインＢの位置情報である。 検出位置解Ａ２５からセンターラインＡ２３までの距離がｄ１、センターラインＢ２４までの距離がｄ２である。同様に、検出位置解ＢからセンターラインＡ２３までの距離はｄ３、センターラインＢ２４までの距離はｄ４と算出され、検出位置解Ｃ２７からはセンターラインＡ２３までの距離がｄ５、センターラインＢまでの距離がｄ６である。
検出位置解Ｄは相関ゲート２９の外側であるため、垂直距離算出処理部１５には入力されない。算出されたセンターラインまでの距離情報は位置情報と合わせて、センターライン距離判定部１６に出力される。
【００１７】
センターライン距離判定処理部１６では、受け取った各センターラインまでの距離情報を用いて、基準センターラインを判定する。すなわち、検出位置候補である、検出位置解Ａ２５、検出位置解Ｂ２６、検出位置解Ｃ２７から、候補であるセンターラインのセンターラインＡ２３、センターラインＢ２４までそれぞれの距離の和を算出する。この場合、センターラインＡ２３からの、各検出位置候補への距離の和はｄ１＋ｄ３＋ｄ５、センターラインＢ２４からの、各検出位置候補への距離の和はｄ２＋ｄ４＋ｄ６であり、図４の場合、ｄ１＋ｄ３＋ｄ５の和の方が小さいので、この場合はセンターラインＡ２３が基準センターラインと判定され、重み付け決定処理部１７へ出力される。
【００１８】
重み付け決定処理部１７では、各検出位置解と基準センターラインＡ２３からの距離に応じて、重み付けを図５に示すように決定する。ｄ１＜ｄ３＜ｄ５であるので、重み付けは検出位置解Ａ２５＞検出位置解Ｂ２６＞検出位置解Ｃ２７となる。 例えば、距離に比例して重み付けを決定する場合には、
検出位置解Ａ２５の重み付けは、
【００１９】
【数１】
【００２０】
【数２】
【００２１】
【数３】
【００２２】
となる。比例せずにより基準センターラインに近い方に強く重み付けする場合には、
検出位置解Ａ２５の重み付けは、
【００２３】
【数４】
【００２４】
【数５】
【００２５】
【数６】
【００２６】
重心位置算出処理部１８では、重み付け決定処理部１７で決定された重み付けにより、重心位置を算出する。図６は本発明を実施しない場合であり、重心位置３０は、検出位置解Ａ２５と検出位置解Ｂ２６と検出位置解Ｃ２７の重心位置を算出することになる。
図７は本発明を実施した場合であり、基準センターラインＡ２３に近い検出位置解Ａ２５に重み付けがされており、本発明を実施しない場合と比較して、基準センターラインに近い位置に重心位置３０が算出される。 平滑位置算出処理部１９では、重心位置算出処理部１８で算出された重心位置３０と予測位置から平滑された位置を算出し、目標処理器７から、目標の位置座標として出力される。出力された位置座標は、管制モニタなど空港面監視システムの表示装置に表示され、管制官は表示を見ながら、航空機や車両等の目標を管制する。
【００２７】
ＭＬＡＴ装置１は、３箇所以上の受信機２で受信しその時間差から航空機５の位置を特定するため、多数の検出位置解が発生し、１つの検出位置解がマルチパス等により大きく外れた場合、検出位置がばらついてしまう。本実施の形態では、目標である航空機５が滑走路２０又は誘導路２１など経路のセンターラインを通過するように設計されていることを利用して、各検出位置解のばらつきを、センターラインを基準として重み付けすることにより押さえることができ、位置座標の精度が向上する。 また、各目標検出装置が検出した位置座標を統合する以前に、早い段階であるＭＬＡＴ装置において検出精度が向上するので、航空管制業務を行う管制官の負担を減らし、より安全な空港面監視システムを構築できる効果を奏する。
【００２８】
実施の形態２． 本形態は、実施の形態１と同じ構成である。
但し、図８に示すように、実施の形態１のセンターラインＤＢ１４において、目標処理装置７の平滑位置算出処理部１９から、例えば昨日一日間に出力し終えた位置座標データを受取り記憶しておく。この過去一定期間の位置座標は、航空機５が通過した経路座標であるので、この位置座標を近似したラインをセンターライン情報として蓄積する。
【００２９】
本実施の形態のセンターライン情報を基準として重み付けしても、実施の形態１と同様に検出位置のばらつきを抑える効果を奏する。
実施の形態１の場合は、センターライン情報を管制官などの関係者から入手することが必要である。しかし、本実施の形態であれば、ＭＬＡＴ装置内部の目標処理装置の出力である位置座標データを記憶しておくことにより、簡単にセンターライン情報を取り出せ使用できる効果がある。
【００３０】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３について図９〜図１０を用いて説明する。図９は実施の形態３による空港面監視システムを示すブロック構成図、図１０は図９に示す目標処理器７の処理を示すフローチャートである。 実施の形態３によるＭＬＡＴ装置１は、実施の形態１のようにはセンターライン情報を受け取らない場合である。しかし、目標検出装置として併用されており精度の高いＡＳＤＥ装置３１の航跡（位置）情報を入手し基準とする。多数の検出位置解から基準とするＡＳＤＥ航跡の位置座標までの垂直距離を算出し、算出した垂直距離に応じて各検出位置解に重み付けを行うことにより位置座標を決定する目標処理器７を備えたことを特徴とするものである。決定された前記位置座標は、空港面監視システムの表示装置８に送られ表示される。
【００３１】
３１は、代表的な目標検出装置であるＡＳＤＥ（Airport Surveillance Detection Equipment）装置であり、管制塔などの高所に設置され送信電波を発射し、航空機等の目標物に当たって反射してきた電波を受信し信号処理して目標の航跡（位置、速度、移動方向）情報を出力する。目標検出装置としての精度は一般的にＭＬＡＴ装置１より高いとされている。３２は空中に電波を発射するためのＡＳＤＥアンテナ、３３は送信電波を送信し航空機等の目標物に当たって反射してきた電波を受信するＡＳＤＥ送受信機、３４は受信電波をＡ／Ｄ変換して目標情報を抽出するＡＳＤＥ検出器、３５は相関処理し目標の位置、速度、移動方向の情報をＡＳＤＥ航跡として管理するＡＳＤＥ処理器、３６はＡＳＤＥ航跡情報である。
【００３２】
図１０において、３７はＡＳＤＥ航跡情報３６を受取りデータ管理するＡＳＤＥ航跡サーバーであり、３８は各検出位置解からＡＳＤＥ航跡位置までの距離を算出するＡＳＤＥ航跡距離算出処理部、３９は各検出位置解からＡＳＤＥ航跡位置までの距離から基準となるＡＳＤＥ航跡を判定するＡＳＤＥ航跡距離判定処理部である。
【００３３】
動作について図１０および図１１を用いて説明する。ＡＳＤＥ航跡情報３６のうちＡＳＤＥ位置情報を、ＡＳＤＥ航跡サーバー３７からＡＳＤＥ航跡距離算出処理部３８に出力する。ＡＳＤＥ航跡距離算出処理部３８では、図１１に示す相関ゲート２９に入ったなかに２つのＡＳＤＥ航跡、つまりＡＳＤＥ航跡位置Ａ４０およびＡＳＤＥ航跡位置Ｂ４１がある場合に、各検出位置解からＡＳＤＥ航跡までの距離を算出する。 図１１の場合は、ＡＳＤＥ航跡位置Ａ４０から検出位置解Ａまでの距離はｄ７、ＡＳＤＥ航跡位置Ａ４０から検出位置解Ｂまでの距離はｄ８となる。ＡＳＤＥ航跡位置Ｂ４１から検出位置解Ａまでの距離はｄ９、ＡＳＤＥ航跡位置Ｂ４１から検出位置解Ｂまでの距離はｄ１０となる。算出された距離情報をＡＳＤＥ航跡距離判定処理部３９に出力する。
【００３４】
ＡＳＤＥ航跡距離判定部３９では、２つのＡＳＤＥ航跡から基準となるＡＳＤＥ航跡を算出するため、検出位置解からＡＳＤＥ航跡位置Ａ４０までの距離の和（ｄ７＋ｄ８）と、ＡＳＤＥ航跡位置Ｂ４１（ｄ９＋ｄ１０）までの距離を比較する。図１１の場合、（ｄ７＋ｄ８）＜（ｄ９＋ｄ１０）であるので基準ＡＳＤＥ航跡はＡＳＤＥ航跡位置Ａ４０と算出され、重み付け決定処理部１７に出力される。 重み付け決定処理部１７では、基準ＡＳＤＥ航跡との距離に応じて重み付けを算出する。ＡＳＤＥ航跡の信頼度が高い場合は、距離を比例配分せず、より重点的にＡＳＤＥ航跡に重み付けることにより、基準ＡＳＤＥ航跡に近い検出位置解の重みを多くすることで、より信頼の高い重心位置を算出することができる。
【００３５】
ＭＬＡＴ装置のように、複数個所に設置された多数の受信機で受信しその時間差から航空機の位置を特定する場合、受信機の組合せの数により多数の検出位置解が発生するため、１つ以上の解がマルチパス等により大きく位置が外れた場合、検出位置座標がばらついてしまう。 本発明によると、ＭＬＡＴ装置において、発生する多数の各検出位置解を高精度であるＡＳＤＥ航跡を基準とし重み付けすることにより押さえることができ、検出位置精度及び信頼性が更に向上する。また、各目標検出装置が検出した位置座標を統合する以前に、早い段階であるＭＬＡＴ装置において検出精度が向上するので、航空管制業務を行う管制官の負担を軽減し、より安全な空港面監視システムを構築できる効果を奏する。
【００３６】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４について図１２〜図１３を用いて説明する。図１２は実施の形態４による空港面監視システムを示すブロック構成図、図１３は図１２に示す目標処理器７の処理を示すブロック図である。 図１２において、４２は複数の可視光カメラや赤外線カメラを用いて空港面を監視するカメラ監視装置である。４３は複数の光カメラや赤外線カメラなど空港を撮影するカメラ、４４はカメラ４３で撮影した画像情報から位置を算出する画像検出器、４５は相関処理した航跡情報（位置、速度、移動方向）、ターゲット情報を画像航跡として管理する画像処理器、４６はカメラ航跡情報である。 図１３において、４７はカメラ航跡情報４６を受けてデータ管理するカメラ航跡サーバー、４８は各検出位置解からカメラ航跡位置までの距離を算出するカメラ航跡距離算出処理部、４９は各検出位置解から各カメラ航跡位置までの距離から基準となるカメラ航跡を判定するカメラ航跡距離判定処理部である。
【００３７】
動作については、実施の形態３において目標検出装置である「ＡＳＤＥ」装置を「カメラ」監視装置にほぼ置き換えたものであり、図１2を用いて説明する。 カメラ航跡サーバー４７は、カメラ航跡情報４６のうちカメラ位置情報をカメラ航跡距離算出処理部４８に出力する。カメラ航跡距離算出処理部４８では、相関ゲート２９に入ったなかにカメラ航跡位置が２つ以上ある場合、各検出位置解から各カメラ航跡位置までの距離を算出する。
カメラ航跡距離判定処理部４９では、各検出位置解から各カメラ航跡位置までの距離が最も近いものを基準カメラ航跡と判定する。 重み付け決定処理部１７では、各検出位置解から基準カメラ航跡までの距離に応じて重み付けを算出する。カメラ航跡位置の信頼度が高い場合は、距離を比例配分せず、より重点的に重みを置くことにより、基準カメラ航跡位置に近い検出位置解の重みを多くすることで、より信頼の高い重心位置にすることが可能となる。
【００３８】
本実施の形態もセンターライン情報を入手しない場合である。しかし、他の目標検出装置であるカメラ監視装置４２から受けたカメラ航跡情報４６を、実施の形態３と同じようにＭＬＡＴ装置において各検出位置解の重み付けに使用することで、ＭＬＡＴ装置の検出位置のばらつきを押さえることができ、検出位置の精度が向上する。また、各目標検出装置が検出した位置座標を統合する以前に、早い段階であるＭＬＡＴ装置において検出精度が向上するので、この結果、航空管制業務を行う管制官の負担を軽減し、より安全な空港面監視システムを構築できる効果を奏する。
【００３９】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５について図１４、図１５を用いて説明する。図１４は本実施の形態による空港面監視システムを示すブロック構成図、図１５は図１４に示す目標処理器７の処理を示すブロック図である。 ５０は空港面を監視しているＡＳＤＥ装置やカメラ監視装置以外の、例えばＧＰＳと無線ＬＡＮでデータリンクを利用し、目標である航空機５の航跡情報、ターゲット情報などセンサ航跡情報５１を管理する目標検出装置である。
図１５において、５２はセンサ航跡情報５１を受取りデータ管理するセンサ航跡サーバー、５３は各検出位置解と各センサ航跡位置との距離を算出するセンサ航跡距離算出処理部、５４は各検出位置解と各センサ航跡位置までの距離から基準となるセンサ航跡を判定するセンサ航跡距離判定処理部である。
動作については、実施の形態２における「ＡＳＤＥ」を「センサ」に置き換えたものと同様である。
【００４０】
本実施の形態もセンターライン情報を入手しない場合である。しかし、信頼できる他の目標検出装置がある場合、センサ航跡情報５１をＭＬＡＴ装置において各検出解候補の重み付けに使用することにより、検出位置のばらつきを押さえることができる。また、各目標検出装置が検出した位置座標を統合する以前に、早い段階であるＭＬＡＴ装置において検出精度が向上するので、航空管制業務を行う管制官の負担を軽減し、より安全な空港面監視システムを構築できる効果を奏する。
【００４１】
この発明の実施の形態６について図１６、図１７を用いて説明する。本実施の形態では、目標検出装置としてＭＬＡＴ装置１とＡＳＤＥ装置３１を併用しており、これらを統合処理装置５５により統合している。
図１６は実施の形態６による空港面監視システムを示すブロック構成図、図１７は図１６に示す目標処理器７の処理を示すブロック図である。 図１６において、５５はＭＬＡＴ装置１から受けたＭＬＡＴ航跡５６とＡＳＤＥ装置３１から受けたＡＳＤＥ航跡３６とが同一目標のものか否か相関処理し同一目標を統合する統合処理装置、５６はＭＬＡＴ装置から出力され目標の航跡情報（位置、速度、方向情報）、ターゲット情報が含まれるＭＬＡＴ航跡、５７は統合処理装置５５から出力される統合航跡である。 図１７において、５８は統合航跡５６を受取りデータ管理する統合航跡サーバー、５９は各検出位置解から各統合航跡位置までの距離を算出する統合航跡距離算出処理部、６０は各検出解位置から各統合航跡位置までの距離から基準統合航跡位置を判定する統合航跡距離判定処理部である。
動作は、実施の形態３における「ＡＳＤＥ」を「統合」に置き換えたものと同様である。
【００４２】
本実施の形態はセンターライン情報を入手しない場合である。しかし、空港面の目標検出装置を統合する統合処理装置５５がある場合には、統合航跡情報５７をＭＬＡＴ装置１へフィードバックし、各検出位置解の重み付けの基準とすることで、ＭＬＡＴ装置の検出位置のばらつきを押さえるこができ、検出精度が向上する。この結果、航空管制業務を行う管制官の負担を軽減し、より安全な空港面監視システムを構築できる効果を奏する。
【符号の説明】
【００４３】
１ マルチラテレーション装置（ＭＬＡＴ装置）、２ 受信機、３ 送受信機、
４ 基準送信機、５ 航空機、６ 位置検出器、７ 目標処理器、８ 表示装置、
９ 管制官、
１０ 質問信号、１１ 放送信号、１２ 応答信号、１３ 相関ゲート判定処理部、
１４ センターラインデータベース、１５ 垂直距離算出処理部、
１６ センターライン距離判定処理部、１７ 重み付け決定処理部、
１８ 重心位置算出処理部、１９ 平滑位置算出処理部、２０ 滑走路、２１ 誘導路、
２２ 空港ターミナル ２３ センターラインＡ、２４ センターラインＢ、
２５ 検出位置解Ａ、２６ 検出位置解Ｂ、２７ 検出位置解Ｃ、２８ 検出位置解Ｄ、
２９ 相関ゲート、３０ 重心位置、３１ ＡＳＤＥ装置（空港面探知装置）、
３２ ＡＳＤＥアンテナ、３３ ＡＳＤＥ送受信機、３４ ＡＳＤＥ検出器、
３５ ＡＳＤＥ処理器、３６ ＡＳＤＥ航跡情報、３７ ＡＳＤＥ航跡サーバー、
３８ ＡＳＤＥ航跡距離算出処理部、３９ ＡＳＤＥ航跡距離判定処理部、
４０ ＡＳＤＥ航跡位置Ａ、４１ ＡＳＤＥ航跡位置Ｂ、
４２ カメラ監視装置、４３ カメラ、４４ 画像検出器、４５ 画像処理器、
４６ カメラ航跡情報、４７ カメラ航跡サーバー、４８ カメラ航跡距離算出処理部、
４９ カメラ航跡距離判定処理部、
５０ ＡＳＤＥ装置、カメラ監視装置以外の目標検出装置 、５１ センサ航跡情報、
５２ センサ航跡サーバー、５３ センサ航跡距離算出処理部、
５４ センサ航跡距離判定処理部、５５ 統合処理装置、５６ ＭＬＡＴ航跡情報、
５７ 統合航跡情報、５８ 統合航跡サーバー、５９ 統合航跡距離算出処理部、
６０ 統合航跡距離判定処理部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マルチラテレーション装置などの目標検出装置を併用して空港面上の航空機などの目標を表示装置に表示し監視する空港面監視システムにおいて、多数の受信機を有するマルチラテレーション装置が当該目標の位置座標を精度良く検出する手段に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
目標検出装置であるマルチラテレーション装置においては、航空機のトランスポンダから送信されるＳＳＲ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ Ｒａｄａｒ）応答信号やスキッタ信号等を３箇所以上に設置された多数の受信機で受信する。次に、各受信機間における受信時刻差を各受信機と航空機との距離の差に変換し、この距離差が一定であるという条件からなる双曲線同士の交点を求めることにより航空機の位置座標を算出し、その結果を管制官がモニタする空港面監視システムの表示装置に送る。 マルチラテレーション装置は、悪天候等による監視性能の低下やマルチパスによる監視対象の誤認を防止できる。このため、空港面におけるレーダ監視が及ばない領域の監視等に適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０３６７号広報（第８−１１頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のマルチラテレーション装置においては、以上のように３箇所以上の受信機で受信しその時間差から航空機の位置を特定するので、受信機数が多数の場合、受信機の組合せの数により、多数の検出位置解が発生する。このため、１つ又は複数の解が、マルチパス等により大きく位置が外れた場合、複数解の位置から重心位置を算出する際に検出位置がばらついてしまう傾向がある。また、目標である航空機が誘導路、滑走路などの経路のセンターライン（中心線）を通過するのを前提に設計されているので、検出位置がばらつくと、表示装置の目標表示が経路のセンターラインから外れてしまうため、航空機を監視する管制官にとって違和感のある状態となり、多数の航空機を管制する場合の課題であった。
【０００５】
これに類似した従来例として例えば特許文献１が有る。この例では、マルチラテレーション装置及び空港面探知装置（以降、「ＡＳＤＥ装置」と略す。）など複数の目標検出装置を併用する空港面監視システムにおいて、各目標検出装置の位置検出精度の変化に応じて正確に位置を特定できなかった。この対策として航跡統合装置において、目標検出装置ごとに追尾処理部により検出されたそれぞれの航跡（位置、移動速度、移動方向）情報が同一目標の情報であるか否かを判定する相関処理を実施し、同一目標であり統合対象であると識別された航跡情報を出力する。あらかじめ蓄積していた空港面の基準センターラインから前記航跡情報の位置座標までの垂直距離に基づく重み付けを行い、目標検出装置ごとに前記各航跡情報を統合した位置座標を決定する。この結果、空港面監視システムとして統合した検出位置精度を向上させている。
【０００６】
この発明は前記課題を解消するものであり、空港面監視システムにおける目標検出装置であるマルチラテレーション装置において、多数受信機の組合せ数だけ発生する検出位置候補が多数となり、検出位置がばらついてしまうことを軽減できる、新規のマルチラテレーション装置及びこれを用いた空港面監視システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係わるマルチラテレーション装置は、目標である航空機が滑走路、誘導路などの経路の中心を通過するように設計されており航空機同士の追い抜き、すれ違いがないように設計されていることを利用するために、経路のセンターライン情報をセンターラインデータベース（以降「センターラインＤＢ」という。）にあらかじめ蓄積する。目標処理器において、受信機の組合せ数だけ発生する多数の検出位置解からセンターラインまでの垂直距離を算出し、この垂直距離に応じて算出された各検出位置解に対する重み付けを用いて目標の位置座標を特定する。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のマルチラテレーション装置（以降、略して「ＭＬＡＴ装置」ともいう。）によれば、航空機が通過する経路のセンターラインの情報を用いて複数の検出位置解ごとに重み付けすることにより、検出位置のばらつきが軽減し、実際の目標位置に近い位置座標を表示することが可能になり位置座標の精度が向上する。また、他の目標検出装置が検出した位置座標と統合する以前に、早い段階であるＭＬＡＴ装置において、検出精度を向上できる。この結果、航空管制業務を行う管制官の負担を減らし、より安全な空港面監視システムを構築できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１による空港面監視システムを示すブロック構成図である。
【図２】空港面におけるマルチラテレーション装置の配置関係を説明する配置説明図である。
【図３】図１に示す目標処理器の処理を示すブロック図である。
【図４】空港面におけるセンターラインＡ、センターラインＢから、検出位置解との距離を算出する概念図である。
【図５】空港面におけるセンターラインＡを基準センターラインとして検出位置解の重み付け算出を説明するための統合概念図である。
【図６】この発明の実施の形態１を実施する場合の重心位置を説明する概念図である。
【図７】この発明の実施の形態１を実施しない場合の重心位置を説明する概念図である。
【図８】この発明の実施の形態２による目標処理器の処理を示すブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態３による空港面監視システムを示すブロック構成図である。
【図１０】図９に示す目標処理器の処理を示すブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態３による各ＡＳＤＥ航跡位置から、検出位置解との距離を算出する概念図である。
【図１２】この発明の実施の形態４による空港面監視システムを示すブロック構成図である。
【図１３】図１２に示す目標処理器の処理を示すブロック図である。
【図１４】この発明の実施の形態５による空港面監視システムを示すブロック構成図である。
【図１５】図１４に示す目標処理器の処理を示すブロック図である。
【図１６】この発明の実施の形態６による空港面監視システムを示すブロック構成図である。
【図１７】図１６に示す目標処理器の処理を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１について図１〜図７を用いて説明する。図１は実施の形態１による空港面監視システムを示すブロック構成図、図２は空港面におけるＭＬＡＴ装置１の配置関係を説明する配置説明図、図３は図１に示す目標処理器７の処理を示すブロック図である。
図１において、１は複数の受信機で航空機からの信号を受信しその受信時刻差から航空機の位置を特定するＭＬＡＴ装置、２は航空機が送信するトランスポンダの応答信号やスキッタ信号を受信しタイムスタンプを付与する受信機、３は航空機のトランスポンダへの質問機能を受信機２に付加した送受信機、４は各受信機２、送受信機３が同期するための時刻同期信号を放送する基準送信機、５は検出対象であるトランスポンダを搭載した航空機、６は各受信機２、各送受信機３からのタイムスタンプ情報を含むデータを受信し、受信した時刻差から位置を算出する位置検出器、７はこの位置検出器６が算出した複数の検出位置解から最適な位置を算出する目標処理器である。
【００１１】
８は目標処理器７が算出した位置情報を管制モニタなどに表示する空港面監視システムの表示装置、９は表示装置８を使用して航空機５や車両等の目標を管制する管制官、１０は航空機５などのトランスポンダを搭載する目標に対しての質問信号、１１は基準送信機４が送信し各受信機２、送受信機３が同期するための放送信号、１２はトランスポンダの応答信号である。
図２は空港面におけるＭＬＡＴ装置１の配置関係を説明する配置説明図であり、図において、２０は滑走路、２１は誘導路、２２は空港ターミナルである。
【００１２】
図２において、１３は過去の航跡情報に基づいて、同一目標の予測航跡情報から算出された予測位置付近の相関ゲート内に検出位置情報があるか否かを判定する相関ゲート判定処理部、１４は滑走路、誘導路など航空機５が通過する経路のセンターライン情報を蓄積したセンターラインＤＢである。
ここで、センターラインは、空港面の地図情報であるマップデータなどにおいて航空機が通過すべき経路のセンター座標であり、誤認防止のためペンキを塗るなどして空港面上に実際表示されている中心ラインの座標データである。
【００１３】
１５はセンターライン位置情報を用いて前記相関ゲート内にある検出位置解との垂直距離を算出する垂直距離算出処理部、１６は複数の検出位置解と同一センターラインまでの距離の和が最小になる組合せを算出し基準センターラインを決定するセンターライン距離判定処理部、１７は決定したセンターラインに対する垂直距離に応じて各ＭＬＡＴ検出位置解に重み付けする重み付け決定処理部、１８は決定した重み付けに基づき重心位置を決定する重心位置算出処理部、１９は算出された重心位置と予測位置から平滑された位置を算出する平滑位置算出処理部である。
２５は受信機（Ａ、Ｂ、Ｃ）から得られた検出位置解Ａ、２６は受信機（Ｂ、Ｃ、Ｄ）から得られた検出位置解Ｂ、２７は受信機（Ａ、Ｂ、Ｄ）から得られた検出位置解Ｃ、２８は受信機（Ａ、Ｃ、Ｄ）から得られた検出位置解Ｄである。
【００１４】
次に動作について説明する。図１において、ＭＬＡＴ装置１は、２次監視レーダ又は別に設けた送信機３から各航空機５に対して質問信号を送信し、航空機５の応答装置から送信された応答信号１２を空港面に設置した３局以上の複数の受信機２により受信する。 位置検出器６において、これら複数の受信機２応答信号の受信時刻差を当該各受信機２と航空機の距離差に変換し、距離差が一定である条件からなる双曲線同士の交点を求め、航空機５の位置を検出する。２次監視レーダ又は別に設けた送信機３は、無指向性の空中線を用いて所定周期又はランダムに質問信号を送信しており、各航空機５からの応答信号１２を受信する毎に当該応答信号１２に対応する航空機５の位置情報、識別情報等が検出される。
【００１５】
位置検出器６において、受信機２の組合せ数により検出位置解が多数発生する。例えば、仮に５台の受信機２で航空機５の位置を検出した場合には、検出位置解の数は、１０通りとなる。図３には目標処理器７での処理内容を示す。 図４を用いて相関ゲート判定処理部１３の処理を説明する。相関ゲート判定処理部１３では、位置検出器６から例えば検出位置解Ａ２５、検出位置解Ｂ２６、検出位置解Ｃ２７、検出位置解Ｄ２８を受取り、目標処理器７で管理している航跡の予測位置からの相関ゲート２９内にあり同一目標とみなせるか否かを判定する。 複数の検出位置解が相関ゲート２９内と判定された場合、従来の方法では、その検出位置解を均等に判定し重心位置を算出していたが、この発明による重心位置算出処理は、空港内の滑走路１０、誘導路２１等のセンターライン情報を利用するので、相関ゲート２９内と判定された検出位置解は垂直距離算出処理部１５に入力される。
【００１６】
垂直距離算出処理部１５では、センターラインＤＢ１４から受け取った各センターライン位置から各検出位置解までの垂直距離を算出する。垂直距離の算出方法について、図４を用いて説明する。図は、滑走路２０及び誘導路２１のセンターラインが各１本ある場合であり、どちらを基準センタータインとするのか判定する必要がある。
２３はセンターラインＤＢ１４から得られる滑走路２０のセンターラインＡの位置情報、２４はセンターラインＤＢ１４から得られる誘導路２１のセンターラインＢの位置情報である。 検出位置解Ａ２５からセンターラインＡ２３までの距離がｄ１、センターラインＢ２４までの距離がｄ２である。同様に、検出位置解ＢからセンターラインＡ２３までの距離はｄ３、センターラインＢ２４までの距離はｄ４と算出され、検出位置解Ｃ２７からはセンターラインＡ２３までの距離がｄ５、センターラインＢまでの距離がｄ６である。
検出位置解Ｄは相関ゲート２９の外側であるため、垂直距離算出処理部１５には入力されない。算出されたセンターラインまでの距離情報は位置情報と合わせて、センターライン距離判定部１６に出力される。
【００１７】
センターライン距離判定処理部１６では、受け取った各センターラインまでの距離情報を用いて、基準センターラインを判定する。すなわち、検出位置候補である、検出位置解Ａ２５、検出位置解Ｂ２６、検出位置解Ｃ２７から、候補であるセンターラインのセンターラインＡ２３、センターラインＢ２４までそれぞれの距離の和を算出する。この場合、センターラインＡ２３からの、各検出位置候補への距離の和はｄ１＋ｄ３＋ｄ５、センターラインＢ２４からの、各検出位置候補への距離の和はｄ２＋ｄ４＋ｄ６であり、図４の場合、ｄ１＋ｄ３＋ｄ５の和の方が小さいので、この場合はセンターラインＡ２３が基準センターラインと判定され、重み付け決定処理部１７へ出力される。
【００１８】
重み付け決定処理部１７では、各検出位置解と基準センターラインＡ２３からの距離に応じて、重み付けを図５に示すように決定する。ｄ１＜ｄ３＜ｄ５であるので、重み付けは検出位置解Ａ２５＞検出位置解Ｂ２６＞検出位置解Ｃ２７となる。 例えば、距離に比例して重み付けを決定する場合には、
検出位置解Ａ２５の重み付けは、
【００１９】
【数１】
【００２０】
【数２】
【００２１】
【数３】
【００２２】
となる。比例せずにより基準センターラインに近い方に強く重み付けする場合には、
検出位置解Ａ２５の重み付けは、
【００２３】
【数４】
【００２４】
【数５】
【００２５】
【数６】
【００２６】
重心位置算出処理部１８では、重み付け決定処理部１７で決定された重み付けにより、重心位置を算出する。図６は本発明を実施しない場合であり、重心位置３０は、検出位置解Ａ２５と検出位置解Ｂ２６と検出位置解Ｃ２７の重心位置を算出することになる。
図７は本発明を実施した場合であり、基準センターラインＡ２３に近い検出位置解Ａ２５に重み付けがされており、本発明を実施しない場合と比較して、基準センターラインに近い位置に重心位置３０が算出される。 平滑位置算出処理部１９では、重心位置算出処理部１８で算出された重心位置３０と予測位置から平滑された位置を算出し、目標処理器７から、目標の位置座標として出力される。出力された位置座標は、管制モニタなど空港面監視システムの表示装置に表示され、管制官は表示を見ながら、航空機や車両等の目標を管制する。
【００２７】
ＭＬＡＴ装置１は、３箇所以上の受信機２で受信しその時間差から航空機５の位置を特定するため、多数の検出位置解が発生し、１つの検出位置解がマルチパス等により大きく外れた場合、検出位置がばらついてしまう。本実施の形態では、目標である航空機５が滑走路２０又は誘導路２１など経路のセンターラインを通過するように設計されていることを利用して、各検出位置解のばらつきを、センターラインを基準として重み付けすることにより押さえることができ、位置座標の精度が向上する。 また、各目標検出装置が検出した位置座標を統合する以前に、早い段階であるＭＬＡＴ装置において検出精度が向上するので、航空管制業務を行う管制官の負担を減らし、より安全な空港面監視システムを構築できる効果を奏する。
【００２８】
実施の形態２． 本形態は、実施の形態１と同じ構成である。
但し、図８に示すように、実施の形態１のセンターラインＤＢ１４において、目標処理装置７の平滑位置算出処理部１９から、例えば昨日一日間に出力し終えた位置座標データを受取り記憶しておく。この過去一定期間の位置座標は、航空機５が通過した経路座標であるので、この位置座標を近似したラインをセンターライン情報として蓄積する。
【００２９】
本実施の形態のセンターライン情報を基準として重み付けしても、実施の形態１と同様に検出位置のばらつきを抑える効果を奏する。
実施の形態１の場合は、センターライン情報を管制官などの関係者から入手することが必要である。しかし、本実施の形態であれば、ＭＬＡＴ装置内部の目標処理装置の出力である位置座標データを記憶しておくことにより、簡単にセンターライン情報を取り出せ使用できる効果がある。
【００３０】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３について図９〜図１０を用いて説明する。図９は実施の形態３による空港面監視システムを示すブロック構成図、図１０は図９に示す目標処理器７の処理を示すフローチャートである。 実施の形態３によるＭＬＡＴ装置１は、実施の形態１のようにはセンターライン情報を受け取らない場合である。しかし、目標検出装置として併用されており精度の高いＡＳＤＥ装置３１の航跡（位置）情報を入手し基準とする。多数の検出位置解から基準とするＡＳＤＥ航跡の位置座標までの垂直距離を算出し、算出した垂直距離に応じて各検出位置解に重み付けを行うことにより位置座標を決定する目標処理器７を備えたことを特徴とするものである。決定された前記位置座標は、空港面監視システムの表示装置８に送られ表示される。
【００３１】
３１は、代表的な目標検出装置であるＡＳＤＥ（Airport Surveillance Detection Equipment）装置であり、管制塔などの高所に設置され送信電波を発射し、航空機等の目標物に当たって反射してきた電波を受信し信号処理して目標の航跡（位置、速度、移動方向）情報を出力する。目標検出装置としての精度は一般的にＭＬＡＴ装置１より高いとされている。３２は空中に電波を発射するためのＡＳＤＥアンテナ、３３は送信電波を送信し航空機等の目標物に当たって反射してきた電波を受信するＡＳＤＥ送受信機、３４は受信電波をＡ／Ｄ変換して目標情報を抽出するＡＳＤＥ検出器、３５は相関処理し目標の位置、速度、移動方向の情報をＡＳＤＥ航跡として管理するＡＳＤＥ処理器、３６はＡＳＤＥ航跡情報である。
【００３２】
図１０において、３７はＡＳＤＥ航跡情報３６を受取りデータ管理するＡＳＤＥ航跡サーバーであり、３８は各検出位置解からＡＳＤＥ航跡位置までの距離を算出するＡＳＤＥ航跡距離算出処理部、３９は各検出位置解からＡＳＤＥ航跡位置までの距離から基準となるＡＳＤＥ航跡を判定するＡＳＤＥ航跡距離判定処理部である。
【００３３】
動作について図１０および図１１を用いて説明する。ＡＳＤＥ航跡情報３６のうちＡＳＤＥ位置情報を、ＡＳＤＥ航跡サーバー３７からＡＳＤＥ航跡距離算出処理部３８に出力する。ＡＳＤＥ航跡距離算出処理部３８では、図１１に示す相関ゲート２９に入ったなかに２つのＡＳＤＥ航跡、つまりＡＳＤＥ航跡位置Ａ４０およびＡＳＤＥ航跡位置Ｂ４１がある場合に、各検出位置解からＡＳＤＥ航跡までの距離を算出する。 図１１の場合は、ＡＳＤＥ航跡位置Ａ４０から検出位置解Ａまでの距離はｄ７、ＡＳＤＥ航跡位置Ａ４０から検出位置解Ｂまでの距離はｄ８となる。ＡＳＤＥ航跡位置Ｂ４１から検出位置解Ａまでの距離はｄ９、ＡＳＤＥ航跡位置Ｂ４１から検出位置解Ｂまでの距離はｄ１０となる。算出された距離情報をＡＳＤＥ航跡距離判定処理部３９に出力する。
【００３４】
ＡＳＤＥ航跡距離判定部３９では、２つのＡＳＤＥ航跡から基準となるＡＳＤＥ航跡を算出するため、検出位置解からＡＳＤＥ航跡位置Ａ４０までの距離の和（ｄ７＋ｄ８）と、ＡＳＤＥ航跡位置Ｂ４１（ｄ９＋ｄ１０）までの距離を比較する。図１１の場合、（ｄ７＋ｄ８）＜（ｄ９＋ｄ１０）であるので基準ＡＳＤＥ航跡はＡＳＤＥ航跡位置Ａ４０と算出され、重み付け決定処理部１７に出力される。 重み付け決定処理部１７では、基準ＡＳＤＥ航跡との距離に応じて重み付けを算出する。ＡＳＤＥ航跡の信頼度が高い場合は、距離を比例配分せず、より重点的にＡＳＤＥ航跡に重み付けることにより、基準ＡＳＤＥ航跡に近い検出位置解の重みを多くすることで、より信頼の高い重心位置を算出することができる。
【００３５】
ＭＬＡＴ装置のように、複数個所に設置された多数の受信機で受信しその時間差から航空機の位置を特定する場合、受信機の組合せの数により多数の検出位置解が発生するため、１つ以上の解がマルチパス等により大きく位置が外れた場合、検出位置座標がばらついてしまう。 本発明によると、ＭＬＡＴ装置において、発生する多数の各検出位置解を高精度であるＡＳＤＥ航跡を基準とし重み付けすることにより押さえることができ、検出位置精度及び信頼性が更に向上する。また、各目標検出装置が検出した位置座標を統合する以前に、早い段階であるＭＬＡＴ装置において検出精度が向上するので、航空管制業務を行う管制官の負担を軽減し、より安全な空港面監視システムを構築できる効果を奏する。
【００３６】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４について図１２〜図１３を用いて説明する。図１２は実施の形態４による空港面監視システムを示すブロック構成図、図１３は図１２に示す目標処理器７の処理を示すブロック図である。 図１２において、４２は複数の可視光カメラや赤外線カメラを用いて空港面を監視するカメラ監視装置である。４３は複数の光カメラや赤外線カメラなど空港を撮影するカメラ、４４はカメラ４３で撮影した画像情報から位置を算出する画像検出器、４５は相関処理した航跡情報（位置、速度、移動方向）、ターゲット情報を画像航跡として管理する画像処理器、４６はカメラ航跡情報である。 図１３において、４７はカメラ航跡情報４６を受けてデータ管理するカメラ航跡サーバー、４８は各検出位置解からカメラ航跡位置までの距離を算出するカメラ航跡距離算出処理部、４９は各検出位置解から各カメラ航跡位置までの距離から基準となるカメラ航跡を判定するカメラ航跡距離判定処理部である。
【００３７】
動作については、実施の形態３において目標検出装置である「ＡＳＤＥ」装置を「カメラ」監視装置にほぼ置き換えたものであり、図１2を用いて説明する。 カメラ航跡サーバー４７は、カメラ航跡情報４６のうちカメラ位置情報をカメラ航跡距離算出処理部４８に出力する。カメラ航跡距離算出処理部４８では、相関ゲート２９に入ったなかにカメラ航跡位置が２つ以上ある場合、各検出位置解から各カメラ航跡位置までの距離を算出する。
カメラ航跡距離判定処理部４９では、各検出位置解から各カメラ航跡位置までの距離が最も近いものを基準カメラ航跡と判定する。 重み付け決定処理部１７では、各検出位置解から基準カメラ航跡までの距離に応じて重み付けを算出する。カメラ航跡位置の信頼度が高い場合は、距離を比例配分せず、より重点的に重みを置くことにより、基準カメラ航跡位置に近い検出位置解の重みを多くすることで、より信頼の高い重心位置にすることが可能となる。
【００３８】
本実施の形態もセンターライン情報を入手しない場合である。しかし、他の目標検出装置であるカメラ監視装置４２から受けたカメラ航跡情報４６を、実施の形態３と同じようにＭＬＡＴ装置において各検出位置解の重み付けに使用することで、ＭＬＡＴ装置の検出位置のばらつきを押さえることができ、検出位置の精度が向上する。また、各目標検出装置が検出した位置座標を統合する以前に、早い段階であるＭＬＡＴ装置において検出精度が向上するので、この結果、航空管制業務を行う管制官の負担を軽減し、より安全な空港面監視システムを構築できる効果を奏する。
【００３９】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５について図１４、図１５を用いて説明する。図１４は本実施の形態による空港面監視システムを示すブロック構成図、図１５は図１４に示す目標処理器７の処理を示すブロック図である。 ５０は空港面を監視しているＡＳＤＥ装置やカメラ監視装置以外の、例えばＧＰＳと無線ＬＡＮでデータリンクを利用し、目標である航空機５の航跡情報、ターゲット情報などセンサ航跡情報５１を管理する目標検出装置である。
図１５において、５２はセンサ航跡情報５１を受取りデータ管理するセンサ航跡サーバー、５３は各検出位置解と各センサ航跡位置との距離を算出するセンサ航跡距離算出処理部、５４は各検出位置解と各センサ航跡位置までの距離から基準となるセンサ航跡を判定するセンサ航跡距離判定処理部である。
動作については、実施の形態２における「ＡＳＤＥ」を「センサ」に置き換えたものと同様である。
【００４０】
本実施の形態もセンターライン情報を入手しない場合である。しかし、信頼できる他の目標検出装置がある場合、センサ航跡情報５１をＭＬＡＴ装置において各検出解候補の重み付けに使用することにより、検出位置のばらつきを押さえることができる。また、各目標検出装置が検出した位置座標を統合する以前に、早い段階であるＭＬＡＴ装置において検出精度が向上するので、航空管制業務を行う管制官の負担を軽減し、より安全な空港面監視システムを構築できる効果を奏する。
【００４１】
この発明の実施の形態６について図１６、図１７を用いて説明する。本実施の形態では、目標検出装置としてＭＬＡＴ装置１とＡＳＤＥ装置３１を併用しており、これらを統合処理装置５５により統合している。
図１６は実施の形態６による空港面監視システムを示すブロック構成図、図１７は図１６に示す目標処理器７の処理を示すブロック図である。 図１６において、５５はＭＬＡＴ装置１から受けたＭＬＡＴ航跡５６とＡＳＤＥ装置３１から受けたＡＳＤＥ航跡３６とが同一目標のものか否か相関処理し同一目標を統合する統合処理装置、５６はＭＬＡＴ装置から出力され目標の航跡情報（位置、速度、方向情報）、ターゲット情報が含まれるＭＬＡＴ航跡、５７は統合処理装置５５から出力される統合航跡である。 図１７において、５８は統合航跡５６を受取りデータ管理する統合航跡サーバー、５９は各検出位置解から各統合航跡位置までの距離を算出する統合航跡距離算出処理部、６０は各検出解位置から各統合航跡位置までの距離から基準統合航跡位置を判定する統合航跡距離判定処理部である。
動作は、実施の形態３における「ＡＳＤＥ」を「統合」に置き換えたものと同様である。
【００４２】
本実施の形態はセンターライン情報を入手しない場合である。しかし、空港面の目標検出装置を統合する統合処理装置５５がある場合には、統合航跡情報５７をＭＬＡＴ装置１へフィードバックし、各検出位置解の重み付けの基準とすることで、ＭＬＡＴ装置の検出位置のばらつきを押さえるこができ、検出精度が向上する。この結果、航空管制業務を行う管制官の負担を軽減し、より安全な空港面監視システムを構築できる効果を奏する。
【符号の説明】
【００４３】
１ マルチラテレーション装置（ＭＬＡＴ装置）、２ 受信機、３ 送受信機、
４ 基準送信機、５ 航空機、６ 位置検出器、７ 目標処理器、８ 表示装置、
９ 管制官、
１０ 質問信号、１１ 放送信号、１２ 応答信号、１３ 相関ゲート判定処理部、
１４ センターラインデータベース、１５ 垂直距離算出処理部、
１６ センターライン距離判定処理部、１７ 重み付け決定処理部、
１８ 重心位置算出処理部、１９ 平滑位置算出処理部、２０ 滑走路、２１ 誘導路、
２２ 空港ターミナル ２３ センターラインＡ、２４ センターラインＢ、
２５ 検出位置解Ａ、２６ 検出位置解Ｂ、２７ 検出位置解Ｃ、２８ 検出位置解Ｄ、
２９ 相関ゲート、３０ 重心位置、３１ ＡＳＤＥ装置（空港面探知装置）、
３２ ＡＳＤＥアンテナ、３３ ＡＳＤＥ送受信機、３４ ＡＳＤＥ検出器、
３５ ＡＳＤＥ処理器、３６ ＡＳＤＥ航跡情報、３７ ＡＳＤＥ航跡サーバー、
３８ ＡＳＤＥ航跡距離算出処理部、３９ ＡＳＤＥ航跡距離判定処理部、
４０ ＡＳＤＥ航跡位置Ａ、４１ ＡＳＤＥ航跡位置Ｂ、
４２ カメラ監視装置、４３ カメラ、４４ 画像検出器、４５ 画像処理器、
４６ カメラ航跡情報、４７ カメラ航跡サーバー、４８ カメラ航跡距離算出処理部、
４９ カメラ航跡距離判定処理部、
５０ ＡＳＤＥ装置、カメラ監視装置以外の目標検出装置 、５１ センサ航跡情報、
５２ センサ航跡サーバー、５３ センサ航跡距離算出処理部、
５４ センサ航跡距離判定処理部、５５ 統合処理装置、５６ ＭＬＡＴ航跡情報、
５７ 統合航跡情報、５８ 統合航跡サーバー、５９ 統合航跡距離算出処理部、
６０ 統合航跡距離判定処理部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標から送信される信号を受信する複数の受信機と、これら受信機からの受信信号の異なる組合せから発生する複数の検出位置解を算出し出力する位置検出器と、前記複数の検出位置解から目標位置を特定する目標処理器とで構成される
マルチラテレーション装置において、前記目標処理器が、
前記目標が通過する予定経路の複数のセンターラインを蓄積したセンターラインデータベースと、前記検出位置解が過去の航跡情報に基づいて算出された予測位置に作成された相関ゲート内に有るか否かを判定する相関ゲート判定処理部と、
前記センターラインデータベースから選択された基準センターラインから前記相関ゲート内に有る前記検出位置解までの垂直距離に応じてそれぞれ重み付けする手段と
を備えていることを特徴とするマルチラテレーション装置。
【請求項２】
前記目標処理器が、複数の前記センターライン位置から前記検出位置解までの垂直距離をそれぞれ算出する垂直距離算出処理部と、
前記センターライン位置から前記検出位置解までの垂直距離の和が最小になる組合せを求めて基準センターラインを決定するセンターライン距離判定処理部と
を有することを特徴とする請求項１記載のマルチラテレーション装置。
【請求項３】
前記センターラインデータベースにおいて、
前記センターラインが空港面の地図情報であるマップデータにおいて目標が通過すべき経路のセンター位置情報を近似するラインであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のマルチラテレーション装置。
【請求項４】
前記センターラインデータベースにおいて、前記目標処理器の出力である検出位置情報を前記センターラインデータベースに蓄積しておき、前記検出位置を近似したラインをセンターラインとすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のマルチラテレーション装置。
【請求項５】
目標から送信される信号を受信する複数の受信機と、これら受信機からの受信信号の異なる組合せから発生する複数の検出位置解を算出し出力する位置検出器と、前記複数の検出位置解から目標位置を特定する目標処理器とで構成される
マルチラテレーション装置において、前記目標処理器が、
併用している他の目標検出装置から受け取ったセンサ航跡情報を管理するセンサ航跡サーバーと、前記複数の検出位置解が過去の航跡情報に基づいて算出された予測位置に作成された相関ゲート内に有るか否かを判定する相関ゲート判定処理部と、
前記相関ゲート内に有る検出位置解から基準とする基準センサ航跡位置までの距離に応じてそれぞれ重み付けする手段とを有すること
を特徴とするマルチラテレーション装置。
【請求項６】
前記目標処理器が、前記相関ゲート内にある検出位置解から複数の前記センサ航跡位置までの距離をそれぞれ算出するセンサ航跡距離算出処理部と、
前記センサ航跡位置から前記検出位置解までの距離の和が最小となるセンサ航跡を求め基準センサ航跡を決定するセンサ航跡距離判定処理部を
有することを特徴とする請求項５記載のマルチラテレーション装置。
【請求項７】
前記目標検出装置としてＡＳＤＥ装置を用い、前記センサ航跡位置に代えてＡＳＤＥ装置から出力したＡＳＤＥ航跡位置を、
前記センサ航跡サーバーに代えてＡＳＤＥ航跡サーバーを用いることを
特徴とする請求項５又は請求項６記載のマルチラテレーション装置。
【請求項８】
前記目標検出装置としてカメラ監視装置を用い、前記センサ航跡位置に代えてカメラ監視装置から出力したカメラ航跡位置を、前記センサ航跡サーバーに代えてカメラ航跡サーバーを用いることを特徴とする請求項５又は請求項６記載のマルチラテレーション装置。
【請求項９】
目標から送信される信号を受信する複数の受信機、これら受信機からの受信信号の異なる組合せから発生する複数の検出位置解を算出し出力する位置検出器、及び前記複数の検出位置解から目標位置を特定しＭＬＡＴ航跡情報を出力する目標処理器より構成されるマルチラテレーション装置と、
照射した電波が目標に当たって反射してきた電波信号を信号処理し目標のＡＳＤＥ航跡情報を出力するＡＳＤＥ装置とを備えている空港面監視システムにおいて、
前記ＭＬＡＴ航跡情報と前記ＡＳＤＥ航跡情報とが同一目標のものか否か相関処理し同一目標を統合した統合航跡情報を出力する統合処理装置を設け、
前記マルチラテレーション装置内部の目標処理器が、前記統合処理装置から受けた
統合航跡情報を管理する統合航跡サーバー、前記複数の検出位置解が過去の航跡情報に基づいて算出された予測位置に作成された相関ゲート内に有るか否か判定する相関ゲート判定処理部及び、前記相関ゲート内にある検出位置解から基準となる基準統合航跡位置までの距離に応じてそれぞれ重み付けする手段を有するマルチラテレーション装置を備えていることを特徴とする空港面監視システム。
【請求項１０】
前記マルチラテレーション装置内部の前記目標処理器が、
前記相関ゲート内にある検出位置解から複数の前記統合航跡位置までの距離をそれぞれ算出する統合航跡距離算出処理部と、前記検出位置解から前記統合航跡位置までの距離の和が最小となる統合航跡を求め基準統合航跡を決定する統合航跡距離判定処理部とを有するマルチラテレーション装置を備えたことを特徴とする請求項９記載の空港面監視システム。
【請求項１】
目標から送信される信号を受信する複数の受信機と、これら受信機からの受信信号の異なる組合せから発生する複数の検出位置解を算出し出力する位置検出器と、前記複数の検出位置解から目標位置を特定する目標処理器とで構成される
マルチラテレーション装置において、前記目標処理器が、
前記目標が通過する予定経路の複数のセンターラインを蓄積したセンターラインデータベースと、前記検出位置解が過去の航跡情報に基づいて算出された予測位置に作成された相関ゲート内に有るか否かを判定する相関ゲート判定処理部と、
前記センターラインデータベースから選択された基準センターラインから前記相関ゲート内に有る前記検出位置解までの垂直距離に応じてそれぞれ重み付けする手段と
を備えていることを特徴とするマルチラテレーション装置。
【請求項２】
前記目標処理器が、複数の前記センターライン位置から前記検出位置解までの垂直距離をそれぞれ算出する垂直距離算出処理部と、
前記センターライン位置から前記検出位置解までの垂直距離の和が最小になる組合せを求めて基準センターラインを決定するセンターライン距離判定処理部と
を有することを特徴とする請求項１記載のマルチラテレーション装置。
【請求項３】
前記センターラインデータベースにおいて、
前記センターラインが空港面の地図情報であるマップデータにおいて目標が通過すべき経路のセンター位置情報を近似するラインであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のマルチラテレーション装置。
【請求項４】
前記センターラインデータベースにおいて、前記目標処理器の出力である検出位置情報を前記センターラインデータベースに蓄積しておき、前記検出位置を近似したラインをセンターラインとすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のマルチラテレーション装置。
【請求項５】
目標から送信される信号を受信する複数の受信機と、これら受信機からの受信信号の異なる組合せから発生する複数の検出位置解を算出し出力する位置検出器と、前記複数の検出位置解から目標位置を特定する目標処理器とで構成される
マルチラテレーション装置において、前記目標処理器が、
併用している他の目標検出装置から受け取ったセンサ航跡情報を管理するセンサ航跡サーバーと、前記複数の検出位置解が過去の航跡情報に基づいて算出された予測位置に作成された相関ゲート内に有るか否かを判定する相関ゲート判定処理部と、
前記相関ゲート内に有る検出位置解から基準とする基準センサ航跡位置までの距離に応じてそれぞれ重み付けする手段とを有すること
を特徴とするマルチラテレーション装置。
【請求項６】
前記目標処理器が、前記相関ゲート内にある検出位置解から複数の前記センサ航跡位置までの距離をそれぞれ算出するセンサ航跡距離算出処理部と、
前記センサ航跡位置から前記検出位置解までの距離の和が最小となるセンサ航跡を求め基準センサ航跡を決定するセンサ航跡距離判定処理部を
有することを特徴とする請求項５記載のマルチラテレーション装置。
【請求項７】
前記目標検出装置としてＡＳＤＥ装置を用い、前記センサ航跡位置に代えてＡＳＤＥ装置から出力したＡＳＤＥ航跡位置を、
前記センサ航跡サーバーに代えてＡＳＤＥ航跡サーバーを用いることを
特徴とする請求項５又は請求項６記載のマルチラテレーション装置。
【請求項８】
前記目標検出装置としてカメラ監視装置を用い、前記センサ航跡位置に代えてカメラ監視装置から出力したカメラ航跡位置を、前記センサ航跡サーバーに代えてカメラ航跡サーバーを用いることを特徴とする請求項５又は請求項６記載のマルチラテレーション装置。
【請求項９】
目標から送信される信号を受信する複数の受信機、これら受信機からの受信信号の異なる組合せから発生する複数の検出位置解を算出し出力する位置検出器、及び前記複数の検出位置解から目標位置を特定しＭＬＡＴ航跡情報を出力する目標処理器より構成されるマルチラテレーション装置と、
照射した電波が目標に当たって反射してきた電波信号を信号処理し目標のＡＳＤＥ航跡情報を出力するＡＳＤＥ装置とを備えている空港面監視システムにおいて、
前記ＭＬＡＴ航跡情報と前記ＡＳＤＥ航跡情報とが同一目標のものか否か相関処理し同一目標を統合した統合航跡情報を出力する統合処理装置を設け、
前記マルチラテレーション装置内部の目標処理器が、前記統合処理装置から受けた
統合航跡情報を管理する統合航跡サーバー、前記複数の検出位置解が過去の航跡情報に基づいて算出された予測位置に作成された相関ゲート内に有るか否か判定する相関ゲート判定処理部及び、前記相関ゲート内にある検出位置解から基準となる基準統合航跡位置までの距離に応じてそれぞれ重み付けする手段を有するマルチラテレーション装置を備えていることを特徴とする空港面監視システム。
【請求項１０】
前記マルチラテレーション装置内部の前記目標処理器が、
前記相関ゲート内にある検出位置解から複数の前記統合航跡位置までの距離をそれぞれ算出する統合航跡距離算出処理部と、前記検出位置解から前記統合航跡位置までの距離の和が最小となる統合航跡を求め基準統合航跡を決定する統合航跡距離判定処理部とを有するマルチラテレーション装置を備えたことを特徴とする請求項９記載の空港面監視システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−２１９７８（Ｐ２０１１−２１９７８Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６６７４５（Ｐ２００９−１６６７４５）
【出願日】平成２１年７月１５日（２００９．７．１５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１５日（２００９．７．１５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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