モードＳ二次監視レーダ
【課題】正確な航空機ＩＤを取得するとともに、信頼性の高いターゲットレポートを出力して、航空管制の安全性の向上に寄与するモードＳ二次監視レーダを提供する。
【解決手段】本発明の特徴に係るモードＳ二次監視レーダ１は、初期捕捉がされた直後または航空機ＩＤの変更が検知された直後のスキャン内において、航空機ＩＤの送信を要求する質問信号を同一の航空機に対して複数回送信する送信器１３と、航空機ＩＤを含む応答信号を取得すると、航空機に予め定められるモードＳアドレスと、航空機ＩＤとを関連付けてメモリに記憶する記憶処理部１６と、同一のモードＳアドレスに関連付けられる複数の航空機ＩＤがメモリに記憶されると、複数の航空機ＩＤが一致するか否かに応じて、取得した航空機ＩＤが正確か否かを判定する判定部１７と、航空機ＩＤが正確であると判定されると、航空機ＩＤを利用してターゲットレポートを生成する生成部１８とを備えている。
【解決手段】本発明の特徴に係るモードＳ二次監視レーダ１は、初期捕捉がされた直後または航空機ＩＤの変更が検知された直後のスキャン内において、航空機ＩＤの送信を要求する質問信号を同一の航空機に対して複数回送信する送信器１３と、航空機ＩＤを含む応答信号を取得すると、航空機に予め定められるモードＳアドレスと、航空機ＩＤとを関連付けてメモリに記憶する記憶処理部１６と、同一のモードＳアドレスに関連付けられる複数の航空機ＩＤがメモリに記憶されると、複数の航空機ＩＤが一致するか否かに応じて、取得した航空機ＩＤが正確か否かを判定する判定部１７と、航空機ＩＤが正確であると判定されると、航空機ＩＤを利用してターゲットレポートを生成する生成部１８とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モードＳトランスポンダを搭載した航空機を監視するモードＳ二次監視レーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空管制では、地上局のモードＳ二次監視レーダ（ＳＳＲモードＳ）が航空機を監視して生成したターゲットレポートを利用している。モードＳ二次監視レーダは、監視覆域に存在するモードＳトランスポンダを搭載した航空機（モードＳ機）から、位置データ（スラントレンジおよび方位）、高度データ、航空機ＩＤ等を取得してターゲットレポートを生成し、航空管制を実行する管制システムに提供している。このようなプロトコルについては、国際的に統一されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
たとえば、図７に示すように、従来のモードＳ二次監視レーダ２では、チャネル管理部２１からの要求で質問生成部２２が生成した質問信号を送信器２３からアンテナ２４を介してモードＳ機のトランスポンダに送信する。その後、送信した質問信号に対してトランスポンダから応答信号が送信されると、解読部２６は、アンテナ２４を介して受信器２５が受信した応答信号をチャネル管理部２１から要求された期間に対応したリスニングウィンドウを開いて入力する。また、解読部２６は、入力した応答信号を解読して得られた高度データや航空機ＩＤをレポート生成部２７に出力する。高度データや航空機ＩＤを入力したレポート生成部２７は、入力した高度データや航空機ＩＤを含むターゲットレポートを生成して管制システムに提供している。
【０００４】
モードＳ二次監視レーダ２がこれらの情報を取得する手順は、「（１）一括質問／応答による初期捕捉」と、「（２）個別質問／応答（トランザクション）による捕捉」とから構成されている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００５】
図８に示すように、地上局のモードＳ二次監視レーダ２は、まず、モードＳ機のトランスポンダから一括質問／応答による初期捕捉において対象の航空機のモードＳアドレスや位置情報等のデータを得る（第１および第２スキャン）。モードＳ二次監視レーダ２はその後、対象の航空機の追尾を開始すると個別質問／応答による捕捉に移行して対象の航空機の高度情報および航空機ＩＤを取得し（第３スキャン）、以降、対象の航空機の追尾が継続する限り高度情報取得の個別質問／応答による捕捉を継続する（第４および第５スキャンならびにそれ以降のスキャン（図示せず））。
【０００６】
ここで、高度取得トランザクション（ＵＦ＝４／ＤＦ＝４）で取得する高度データは、航空機の飛行に伴って時々刻々と変化する。したがって、モードＳ二次監視レーダ２は、初期捕捉後の全てのスキャン（第３ないし第５スキャンならびにそれ以降のスキャン）において高度データを取得し、各スキャンで取得した高度データをそれぞれターゲットレポートの生成に使用する。
【０００７】
一方、航空機ＩＤは飛行のルートや時刻を示す飛行計画（フライトプラン）に対してユニークに設定される値であり（別称は「ビーコンコード」、「モードＡコード」）、原則として一度設定された航空機ＩＤがフライト中に変更されることはない。したがって、モードＳ二次監視レーダ２は、初期捕捉直後の第３スキャンにおいてＩＤ取得トランザクション（ＵＦ＝５／ＤＦ＝５）を実行して航空機ＩＤを取得するが、その後の第４および第５スキャンならびにそれ以降のスキャンでは航空機ＩＤを取得せずに第３スキャンで取得した航空機ＩＤを繰り返して使用してターゲットレポートを生成している。
【０００８】
稀に管制官指示または緊急事象の発生によって、飛行中の航空機ＩＤが変更されることもあるが、この場合には、毎スキャン取得しているＤＦ＝４応答の中のフライトステータス（ＦＳ）が変化するので、これを検出した場合には、直後のスイープにおいて改めてＩＤ取得トランザクション（ＵＦ＝５／ＤＦ＝５）を実行することにより新しい航空機ＩＤを取得し、それ以降のスキャンでは高度取得トランザクション（ＵＦ＝４／ＤＦ＝４）のみの実行となる。
【０００９】
各スキャン時間は有限であるため、モードＳ二次監視レーダ２が一度取得した航空機ＩＤを繰り返して使用することで、限られたスキャン時間を有効に利用することができる。すなわち、モードＳ二次監視レーダ２では、残りのスキャン時間を他の航空機との質問／応答及びデータ通信に当てることができる。
【００１０】
このように一度取得した航空機ＩＤを繰り返して利用するのは、モードＳ応答にあるＣＲＣ機能によって信頼性の高いデータ取得を実現することができるためである。すなわち、モードＳ二次監視レーダ２では、一度取得した航空機ＩＤを信頼して繰り返して利用している。
【非特許文献１】ＩＣＡＯ、Doc.9684、“Manual of the Secondary Surveillance Radar (SSR) System”、“6.3 Surveillance Protocol”
【非特許文献２】橋田芳男、大友恒、久慈義則、「航空管制用二次監視レーダＳＳＲモードＳ」、東芝レビュー、Vol.59、No.2、2004年、p.58−61
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、モードＳ応答のＣＲＣ機能については、公称の誤り率が１０-7であり、１０-7の確率で発生した誤りを検出できないおそれがある。仮に初期捕捉直後のスキャンに行われるトランザクション（ＵＦ＝５／ＤＦ＝５）において誤りが発生した場合、その後のスキャンでは誤った航空機ＩＤを含むターゲットレポートが生成されて航空管制に利用されると、航空管制の安全性上の問題となる。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、正確な航空機ＩＤを取得するとともに、信頼性の高いターゲットレポートを出力して、航空管制の安全性の向上に寄与するモードＳ二次監視レーダ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】
【００１３】
本発明の特徴に係るモードＳ二次監視レーダは、初期捕捉がされた直後のスキャン内、またはフライトステータスの変化により航空機ＩＤの変更が検知された直後のスキャン内において、飛行に対して割り当てられた航空機ＩＤの送信を要求する質問信号を同一の航空機に対して複数回送信する送信器と、航空機ＩＤを含む応答信号を取得すると、航空機に予め定められるモードＳアドレスと、航空機ＩＤとを関連付けてメモリに記憶させるとともに、同一のモードＳアドレスに関連付けられる複数の航空機ＩＤがメモリに記憶されているとき、複数の航空機ＩＤが一致するか否かに応じて、取得した航空機ＩＤが正確か否かを判定する判定部と、航空機ＩＤが正確であると判定されると、航空機ＩＤを利用してターゲットレポートを生成する生成部とを備えている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、正確な航空機ＩＤを取得できるとともに、信頼性の高いターゲットレポートを出力して、航空管制の安全性の向上に寄与できるモードＳ二次監視レーダを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の最良の実施形態に係るモードＳ二次監視レーダは、モードＳトランスポンダを備える航空機（モードＳ機）を監視し、このモードＳ機の監視の結果をターゲットレポートとして航空管制を行う管制システムに出力する。
【００１６】
図１に示すように、本発明の最良の実施形態に係るモードＳ二次監視レーダ１は、追尾処理部１０から入力した予測トラック情報に従って、質問信号の送信を要求する要求信号を生成するチャネル管理部１１と、チャネル管理部１１から入力した要求信号に従って、質問信号を生成する質問生成部１２と、質問生成部１２から入力した質問信号をアンテナ１４を介してモードＳ機のトランスポンダに送信する送信器１３と、トランスポンダから送信された応答信号をアンテナ１４を介して受信する受信器１５と、受信器１５から入力した応答信号をチャネル管理部１１からの要求に対応した期間リスニングウィンドウを開き解読する解読部１６と、解読部１６から入力した同一スキャン内に取得した複数の航空機ＩＤに基づいて、取得した航空機ＩＤが正確か否かを判定する判定部１７と、解読部１６から入力した高度データおよび判定部１７から入力した正確な航空機ＩＤに基づいて、ターゲットレポートを生成するレポート生成部１８とを有している。
【００１７】
追尾処理部１０は、スキャン単位での航空機に関するデータ（高度データ、位置データ（レンジとアジマス）等）を解読部１６から入力し、入力したデータやアンテナ１４の回転情報である方位信号等から航空機の航跡や飛行速度を求めるとともに、次のスキャンにおける航空機の位置および速度を予測（予測トラック）し、各航空機にユニークに設定されている航空機（機体）を識別するモードＳアドレス（別称、「航空機アドレス」）と、予測した航空機に関するデータ（位置データや速度データ等）とを含む「予測トラック情報」をチャネル管理部１１に出力する。
【００１８】
チャネル管理部１１は、所定のスケジューリングに従って、要求信号を生成して質問生成部１２に出力する。具体的には、チャネル管理部１１は、オールコール期間には一括質問／応答が行われるように要求信号を生成する。また、チャネル管理部１１は、ロールコール期間には個別質問／応答が行われるように追尾処理部１０から入力した予測トラック情報に基づいて要求信号を生成する。例えばロールコール期間においてチャネル管理部１１は、追尾処理部１０から入力した予測トラック情報に基づいて、次のスキャンに対象の航空機に質問信号を送信する送信タイミングをビームドウェルタイム内でスケジューリングし、送信タイミングや送信する位置等を含む要求信号を生成し、質問生成部１２に出力する。更にチャネル管理部１１は予測した応答が解読部１６に正しく入るよう、解読部１６に対してリスニングウィンドウを開く要求を出力する。
【００１９】
質問生成部１２は、チャネル管理部１１から入力した要求信号に従って、質問信号を生成し、要求信号に含まれるタイミングで送信器１３に出力する。例えば、質問生成部１２は、一括質問の送信を要求する要求信号を入力したとき、質問信号として、一括質問を生成する。また、質問生成部１２は、個別質問の送信を要求する要求信号を入力したとき、質問信号として、予測トラック情報に含まれるモードＳアドレスで識別される航空機のトランスポンダに対する個別質問を生成する。
【００２０】
送信器１３は、質問生成部１２から入力した質問信号（一括質問または個別質問）をアンテナ１４を介してモードＳ機のトランスポンダに対して送信する。また、受信器１５は、質問信号に対してトランスポンダから送信された応答信号をアンテナ１４を介して受信し、解読部１６に出力する。このとき、アンテナ１４は、アンテナ１４の回転に関する方位信号を解読部１６に逐次出力する。
【００２１】
解読部１６は、受信器１５から入力した応答信号をチャネル管理部１１からの要求に対応した期間リスニングウィンドウを開き解読し、得られたデータを追尾処理部１０、判定部１７またはレポート生成部１８に出力する。ここで、解読部１６は、応答信号であるＤＦ＝４を解読したとき、得られた高度データ、位置データ、モードＳアドレス等を方位信号とともに追尾処理部１０およびレポート生成部１８に出力する。また、解読部１６は、質問信号であるＤＦ＝５を解読したとき、得られた航空機ＩＤを判定部１７に出力する。なお、ＤＦ＝４，ＤＦ＝５には航空機を識別するモードＳアドレスが含まれており、解読部１６は高度データや航空機ＩＤとともに、このモードＳアドレスを出力する。
【００２２】
判定部１７は、解読部１６から入力した航空機ＩＤをモードＳアドレスとともにメモリ（図示せず）に記憶し、メモリに記憶される航空機ＩＤに基づいてメモリに記憶されている航空機ＩＤが正確であるか否かを判定し、正確であると判定した航空機ＩＤをモードＳアドレスとともにレポート生成部１８に出力する。また、判定部１７は、チャネル管理部１１に判定結果を出力する。
【００２３】
具体的には、判定部１７は、解読部１６から新たに航空機ＩＤとモードＳアドレスとを入力したとき、既にメモリに記憶されている同一のモードＳアドレスに関連付けられる航空機ＩＤと一致すれば、この航空機ＩＤは正確であると判定する。すなわち、対象となる航空機から前回取得した航空機ＩＤと今回取得した航空機ＩＤとが一致するとき、判定部１７は、モードＳ二次監視レーダ１が取得した航空機ＩＤが正確であると判断する。また、前回取得した航空機ＩＤが今回取得した航空機ＩＤと一致しないとき、判定部１７は、モードＳ二次監視レーダ１が取得したいずれかの航空機ＩＤは誤りであると判断する。
【００２４】
チャネル管理部１１では、判定部１７から入力する判定結果に基づいて、要求信号を出力する。すなわち、チャネル管理部１１は、正確でない判定結果を入力したときには同一の航空機から再び航空機ＩＤを取得するようにスケジューリングし、正確である判定結果を入力したときには同一の航空機からの航空機ＩＤの取得を終了するようにスケジューリングする。
【００２５】
レポート生成部１８は、解読部１６から入力したデータ（高度データ、位置データ、モードＳアドレス等）と、判定部１７から入力した航空機ＩＤを含むターゲットレポートを生成し、管制システム（図示せず）に出力する。具体的には、レポート生成部１８は、判定部１７から入力した航空機ＩＤおよびモードＳアドレスをメモリ（図示せず）に記憶し、解読部１６から入力したデータおよびモードＳアドレスをメモリに記憶し、同一のモードＳアドレスに関連付けられる航空機ＩＤおよび高度データを利用してターゲットレポートを生成し、航空管制を行う管制システムに出力する。
【００２６】
図２に示すフローチャートを用いて、モードＳ二次監視レーダ１における処理について具体的に説明する。モードＳ二次監視レーダ１において、第１スキャンおよび第２スキャンで行われる初期捕捉（Ｓ１）については、従来と同一の処理であるため、説明を省略する。
【００２７】
モードＳ二次監視レーダ１では、ステップＳ１の初期捕捉の直後の第３スキャンにおいて、まず、高度取得トランザクションとして、送信器１３は、初期捕捉で捕捉された対象の航空機のトランスポンダに対し、チャネル管理部１１による要求に従って、質問生成部１２で生成された質問信号（ＵＦ＝４）を送信する（Ｓ２）。
【００２８】
受信器１５は、トランスポンダから送信された応答信号（ＤＦ＝４）を受信する（Ｓ３）。その後、レポート生成部１８は、解読部１６で解読して得られたデータをメモリに登録する（Ｓ４）。
【００２９】
続いて、送信器１３は、対象の航空機のトランスポンダに対し、チャネル管理部１１による要求に従って、質問生成部１２で生成された質問信号（ＵＦ＝５）を送信する（Ｓ５）。
【００３０】
その後、受信器１５は、トランスポンダから送信された応答信号（ＤＦ＝５）を受信する（Ｓ６）。その後、判定部１７は、解読部１６で解読して得られた航空機ＩＤおよびモードＳアドレスをメモリに記憶する（Ｓ７）。
【００３１】
メモリに記憶された航空機ＩＤによって航空機ＩＤの判定ができる場合（Ｓ８でＹＥＳ）、すなわち判定に必要な数の航空機ＩＤがメモリに記憶されている場合、判定部１７は、同一のモードＳアドレスに関連付けられる航空機ＩＤが一致するか否かに応じて航空機ＩＤが正確であるか否かを判定する（Ｓ９）。
【００３２】
一方、航空機ＩＤの判定ができない場合（Ｓ８でＮＯ）、すなわち判定に必要な数の航空機ＩＤがメモリに記憶されていない場合、ステップＳ５〜Ｓ７を繰り返して対象の航空機から航空機ＩＤを取得した後、判定部１７は、取得した航空機ＩＤが正確であるか否かを判定する（Ｓ９）。
【００３３】
また、判定部１７が取得した航空機ＩＤが正確でないと判定した場合（Ｓ９でＮＯ）、すなわち同一のモードＳアドレスに関連付けられる航空機ＩＤが一致しない場合にも、ステップＳ５〜Ｓ７を繰り返して対象の航空機から航空機ＩＤを取得した後に、判定部１７が正確であるか否かを再度判定する（Ｓ９）。
【００３４】
取得した航空機ＩＤが正確であると判定された場合（Ｓ９でＹＥＳ）、すなわちメモリにおいて同一のモードＳアドレスに関連付けられる航空機ＩＤが一致した場合、判定部１７はこの航空機ＩＤをレポート生成部１８に出力し、レポート生成部１８は、この航空機ＩＤをメモリに登録する（Ｓ１０）。
【００３５】
その後、レポート生成部１８は、ステップＳ４でメモリに登録されたデータと、ステップＳ１０でメモリに登録された航空機ＩＤを用いてターゲットレポートを生成し、管制システムに出力する（Ｓ１１）。
【００３６】
ステップＳ１０において正確な航空機ＩＤがレポート生成部１８のメモリに登録された後に続いて行われる第４スキャンでは、チャネル管理部１１による要求にしたがって高度取得トランザクション（ＵＦ＝４／ＤＦ＝４）が行われ（Ｓ１２，Ｓ１３）、ステップＳ９において正確であると判定された航空機ＩＤと、ステップＳ１３で受信されて解読されたデータを用いてターゲットレポートを生成し、管制システムに出力する（Ｓ１４）。
【００３７】
第４スキャンの後に続くスキャンでも第４スキャンと同様に対象の航空機に対して追尾が継続する限り（Ｓ１５でＹＥＳ）、ステップＳ１２〜Ｓ１４の処理が繰り返して行われる。具体的には、ステップＳ１３で受信した応答信号（ＤＦ＝４）が連続する複数のスキャン（例えば、連続する２回のスキャン）で欠落したとき、追尾の継続を終了する。なお、連続する欠落の数はモードＳ二次監視レーダ１によって設定することが可能であり、限定されない。
【００３８】
以上は初期捕捉直後のスキャン内での航空機ＩＤ取得について説明したが、フライトステータス（ＦＳ）の変化により航空機ＩＤの変更が検知された場合には、そのスキャン内において、図２の第３スキャンからと同様な手順で新しい航空機ＩＤの取得が実行される。
【００３９】
なお、図２に示す例では、モードＳ二次監視レーダ１は、ステップＳ２およびＳ３において高度データを取得した後にステップＳ５およびＳ６で航空機ＩＤの取得を実行しているが、先に航空機ＩＤを取得した後に高度データを取得する方法でもよい。
【００４０】
たとえば、図３に示すように、モードＳ二次監視レーダ１は、第３スキャンにおいて対象の航空機との間でステップＳ５〜Ｓ７の処理を２回繰り返す。レポート生成部１８は、１回目のＩＤ取得トランザクション１で取得した第１航空機ＩＤと２回目のＩＤ取得トランザクション２で取得した第２航空機ＩＤが一致すれば、この航空機ＩＤをレポート生成部１８のメモリに登録する。また、レポート生成部１８のメモリに航空機ＩＤが登録されたモードＳ二次監視レーダ１においては、その後、対象の航空機との間ではＩＤ取得トランザクションを行わず、第４スキャン以降には登録された航空機ＩＤを使用する。なお、モードＳ二次監視レーダ１では、航空機の追尾が継続する限り第４スキャンと同様の処理が継続するが、図３においては第５スキャン以降については図示を省略している。
【００４１】
一方、図４に示すように、第１航空機ＩＤと第２航空機ＩＤが一致しない場合、モードＳ二次監視レーダ１は、第３スキャン内で３回目のＩＤ取得トランザクション３を実行して対象の航空機から第３航空機ＩＤを取得する。レポート生成部１８は、第２航空機ＩＤと第３航空機ＩＤが一致すると、この航空機ＩＤをメモリに登録する。また、レポート生成部１８のメモリに航空機ＩＤが登録されたモードＳ二次監視レーダ１においては、その後の第４スキャン以降には、登録された航空機ＩＤを使用する。図４のように第１および第２航空機ＩＤが一致せず、第２および第３航空機ＩＤが一致するのは、第１航空機ＩＤに誤りが発生していた場合である。
【００４２】
一方、第２航空機ＩＤに誤りが発生していた場合、第１および第２航空機ＩＤは一致せず、第２および第３航空機ＩＤも一致しない。このように第２航空機ＩＤに誤りが発生していた場合、モードＳ二次監視レーダ１は、同一の第３スキャン内で４回目のＩＤ取得トランザクションを実行して第４航空機ＩＤを取得し、第３および第４航空機ＩＤが一致すれば、レポート生成部１８はこの航空機ＩＤをメモリに登録して使用する。
【００４３】
また、第３および第４航空機ＩＤが一致しない場合には、モードＳ二次監視レーダ１は、第３スキャン内で５回目のＩＤ取得トランザクションを実行する。また、これによっても正確な航空機ＩＤが判断できないときには、モードＳ二次監視レーダ１は、同一の第３スキャン内で正確な航空機ＩＤが判定できるまでＩＤ取得トランザクションを繰り返す。ここでも、モードＳ二次監視レーダ１では、航空機の追尾が継続する限り第４スキャンと同様の処理が継続するが、図４においては第５スキャン以降については図示を省略している。
【００４４】
なお、上述したモードＳ二次監視レーダ１では、連続して取得した２つの航空機ＩＤが一致する場合に正確な航空機ＩＤを判定していたが、連続して取得した３つの航空機ＩＤが全て一致する場合に正確な航空機ＩＤであると判定してもよく、連続して一致する航空機ＩＤの数は限定しない。
【００４５】
上述したように、本発明の最良の実施形態に係るモードＳ二次監視レーダ１においては、初期捕捉直後のスキャン内、またはフライトステータス（ＦＳ）の変化により航空機ＩＤの変更が検知された直後のスキャン内において、ＩＤ取得トランザクションを複数回実行し、連続して取得した複数の航空機ＩＤが全て一致する場合、その航空機ＩＤを正確と判定して登録し、後の処理に利用している。したがって、モードＳ二次監視レーダは、正確と判定された航空機ＩＤのみをターゲットレポートの生成に利用しているため、正確な情報を管制システムに提供することができる。
【００４６】
〈変形例１〉
次に、本発明の変形例１に係るモードＳ二次監視レーダについて説明する。変形例１に係るモードＳ二次監視レーダの構成は、図１を用いて上述したモードＳ二次監視レーダ１と同一の構成であるため、同一の符号を用いて各構成についての説明は省略する。上述した本発明の最良の実施形態に係るモードＳ二次監視レーダ１の判定部１７は、同一のスキャン（第３スキャン）内に連続して取得した複数の航空機ＩＤが連続して一致するか否かで正確な航空機ＩＤを判定していた。一方、変形例１に係るモードＳ二次監視レーダ１では、判定部１７が第３スキャン内で取得した複数の航空機ＩＤのうちの過半数が一致しているか否かで正確な航空機ＩＤを判定する点で異なる。ここで、仮に過半数が一致する航空機ＩＤが取得できないときには、再度航空機ＩＤの取得を判定する。
【００４７】
変形例１に係るモードＳ二次監視レーダ１では、たとえば、図５に示すように、第３スキャン内でＩＤ取得トランザクションを４回繰り返して４つの航空機ＩＤを取得したとき、３つ以上の航空機ＩＤが一致すれば、一致する航空機ＩＤを正確な航空機ＩＤとしてレポート生成部１８に登録する。
【００４８】
たとえば、モードＳ二次監視レーダ１で繰り返すＩＤ取得トランザクションの数（取得する航空機ＩＤの数）はチャネル管理部１１において定められている。なお、ここで繰り返すＩＤ取得トランザクションの数が２回であると正確な航空機ＩＤであるか否かの判定ができないため、ＩＤ取得トランザクションは少なくとも３回以上繰り返すことが要件となる。なお、変形例１に係るモードＳ二次監視レーダ１では、航空機の追尾が継続する限り第４スキャンと同様の処理が継続するが、図５においては第５スキャン以降については図示を省略している。
【００４９】
上述したように、複数取得した航空機ＩＤの過半数が一致するか否かを判定する変形例１に係るモードＳ二次監視レーダ１によっても、正確な航空機ＩＤを使用して信頼性の高いターゲットレポートを生成することができる。
【００５０】
〈変形例２〉
続いて、本発明の変形例２に係るモードＳ二次監視レーダについて説明する。変形例２に係るモードＳ二次監視レーダの構成も図１を用いて上述したモードＳ二次監視レーダ１と同一の構成であるため、同一の符号を用いて各構成についての説明は省略する。上述した本発明の最良の実施形態に係るモードＳ二次監視レーダ１の判定部１７は、同一のスキャン（第３スキャン）内に取得した複数の航空機ＩＤが一致するか否かで正確な航空機ＩＤを判定していた。一方、変形例２に係るモードＳ二次監視レーダ１では、第３スキャン内に連続して一致した複数の航空機ＩＤを取得することができなかった場合、続く第４スキャンでも継続して航空機ＩＤを取得し、判定部１７は異なるスキャンで取得した複数の航空機ＩＤから、正確な航空機ＩＤを判定する。
【００５１】
変形例２に係るモードＳ二次監視レーダ１で、たとえば２つの一致する航空機ＩＤを取得したときにこれをレポート生成部１８に登録するようにしている場合、図６に示すように、第１および第２航空機ＩＤが不一致であって、第３スキャンにおいて対象の航空機との間で３回目のＩＤ取得トランザクションが実行できなかったとする。この場合、チャネル管理部１１は、続く第４スキャンにおいて３回目のＩＤ取得トランザクションで第３航空機ＩＤを取得するように要求信号を生成する。その後、モードＳ二次監視レーダ１では、図６に示すように、第３スキャンで取得した第２航空機ＩＤと第４スキャンで取得した第３航空機ＩＤが一致すれば、レポート生成部１８にはこの航空機ＩＤを登録して使用する。
【００５２】
なお、図６では、２つの航空機ＩＤが一致する場合に、この航空機ＩＤを正確な航空機ＩＤであるとしているが、判定部１７が正確な航空機ＩＤの判断に用いるために取得する航空機ＩＤの数は限定しない。このとき、変形例２に係るモードＳ二次監視レーダ１では、正確な航空機ＩＤが登録された後は、航空機の追尾が継続する限り図６の第５スキャンと同様の処理が継続するが、図６では第５スキャン以降については図示を省略している。
【００５３】
上述したように、同一のスキャン内で取得した航空機ＩＤによって正確な航空機ＩＤを判定できないときには、次のスキャンで取得した航空機ＩＤも利用する変形例２に係るモードＳ二次監視レーダ１によっても、正確な航空機ＩＤを使用して信頼性の高いターゲットレポートを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の最良の実施形態に係るモードＳ二次監視レーダを説明する機能ブロック図である。
【図２】図１のモードＳ二次監視レーダにおける処理を説明するフローチャートである。
【図３】図１のモードＳ二次監視レーダにおける各スキャンのトランザクションの一例を説明する図である。
【図４】図１のモードＳ二次監視レーダにおける各スキャンのトランザクションの他の例を説明する図である。
【図５】変形例１のモードＳ二次監視レーダにおける各スキャンのトランザクションの一例を説明する図である。
【図６】変形例２のモードＳ二次監視レーダにおける各スキャンのトランザクションの一例を説明する図である。
【図７】従来のモードＳ二次監視レーダを説明する機能ブロック図である。
【図８】従来のモードＳ二次監視レーダにおける各スキャンのトランザクションの一例を説明する図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…モードＳ二次監視レーダ
１０…追尾処理部
１１…チャネル管理部
１２…質問生成部
１３…送信器
１４…アンテナ
１５…受信器
１６…解読部
１７…判定部
１８…レポート生成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モードＳトランスポンダを搭載した航空機を監視するモードＳ二次監視レーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空管制では、地上局のモードＳ二次監視レーダ（ＳＳＲモードＳ）が航空機を監視して生成したターゲットレポートを利用している。モードＳ二次監視レーダは、監視覆域に存在するモードＳトランスポンダを搭載した航空機（モードＳ機）から、位置データ（スラントレンジおよび方位）、高度データ、航空機ＩＤ等を取得してターゲットレポートを生成し、航空管制を実行する管制システムに提供している。このようなプロトコルについては、国際的に統一されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
たとえば、図７に示すように、従来のモードＳ二次監視レーダ２では、チャネル管理部２１からの要求で質問生成部２２が生成した質問信号を送信器２３からアンテナ２４を介してモードＳ機のトランスポンダに送信する。その後、送信した質問信号に対してトランスポンダから応答信号が送信されると、解読部２６は、アンテナ２４を介して受信器２５が受信した応答信号をチャネル管理部２１から要求された期間に対応したリスニングウィンドウを開いて入力する。また、解読部２６は、入力した応答信号を解読して得られた高度データや航空機ＩＤをレポート生成部２７に出力する。高度データや航空機ＩＤを入力したレポート生成部２７は、入力した高度データや航空機ＩＤを含むターゲットレポートを生成して管制システムに提供している。
【０００４】
モードＳ二次監視レーダ２がこれらの情報を取得する手順は、「（１）一括質問／応答による初期捕捉」と、「（２）個別質問／応答（トランザクション）による捕捉」とから構成されている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００５】
図８に示すように、地上局のモードＳ二次監視レーダ２は、まず、モードＳ機のトランスポンダから一括質問／応答による初期捕捉において対象の航空機のモードＳアドレスや位置情報等のデータを得る（第１および第２スキャン）。モードＳ二次監視レーダ２はその後、対象の航空機の追尾を開始すると個別質問／応答による捕捉に移行して対象の航空機の高度情報および航空機ＩＤを取得し（第３スキャン）、以降、対象の航空機の追尾が継続する限り高度情報取得の個別質問／応答による捕捉を継続する（第４および第５スキャンならびにそれ以降のスキャン（図示せず））。
【０００６】
ここで、高度取得トランザクション（ＵＦ＝４／ＤＦ＝４）で取得する高度データは、航空機の飛行に伴って時々刻々と変化する。したがって、モードＳ二次監視レーダ２は、初期捕捉後の全てのスキャン（第３ないし第５スキャンならびにそれ以降のスキャン）において高度データを取得し、各スキャンで取得した高度データをそれぞれターゲットレポートの生成に使用する。
【０００７】
一方、航空機ＩＤは飛行のルートや時刻を示す飛行計画（フライトプラン）に対してユニークに設定される値であり（別称は「ビーコンコード」、「モードＡコード」）、原則として一度設定された航空機ＩＤがフライト中に変更されることはない。したがって、モードＳ二次監視レーダ２は、初期捕捉直後の第３スキャンにおいてＩＤ取得トランザクション（ＵＦ＝５／ＤＦ＝５）を実行して航空機ＩＤを取得するが、その後の第４および第５スキャンならびにそれ以降のスキャンでは航空機ＩＤを取得せずに第３スキャンで取得した航空機ＩＤを繰り返して使用してターゲットレポートを生成している。
【０００８】
稀に管制官指示または緊急事象の発生によって、飛行中の航空機ＩＤが変更されることもあるが、この場合には、毎スキャン取得しているＤＦ＝４応答の中のフライトステータス（ＦＳ）が変化するので、これを検出した場合には、直後のスイープにおいて改めてＩＤ取得トランザクション（ＵＦ＝５／ＤＦ＝５）を実行することにより新しい航空機ＩＤを取得し、それ以降のスキャンでは高度取得トランザクション（ＵＦ＝４／ＤＦ＝４）のみの実行となる。
【０００９】
各スキャン時間は有限であるため、モードＳ二次監視レーダ２が一度取得した航空機ＩＤを繰り返して使用することで、限られたスキャン時間を有効に利用することができる。すなわち、モードＳ二次監視レーダ２では、残りのスキャン時間を他の航空機との質問／応答及びデータ通信に当てることができる。
【００１０】
このように一度取得した航空機ＩＤを繰り返して利用するのは、モードＳ応答にあるＣＲＣ機能によって信頼性の高いデータ取得を実現することができるためである。すなわち、モードＳ二次監視レーダ２では、一度取得した航空機ＩＤを信頼して繰り返して利用している。
【非特許文献１】ＩＣＡＯ、Doc.9684、“Manual of the Secondary Surveillance Radar (SSR) System”、“6.3 Surveillance Protocol”
【非特許文献２】橋田芳男、大友恒、久慈義則、「航空管制用二次監視レーダＳＳＲモードＳ」、東芝レビュー、Vol.59、No.2、2004年、p.58−61
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、モードＳ応答のＣＲＣ機能については、公称の誤り率が１０-7であり、１０-7の確率で発生した誤りを検出できないおそれがある。仮に初期捕捉直後のスキャンに行われるトランザクション（ＵＦ＝５／ＤＦ＝５）において誤りが発生した場合、その後のスキャンでは誤った航空機ＩＤを含むターゲットレポートが生成されて航空管制に利用されると、航空管制の安全性上の問題となる。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、正確な航空機ＩＤを取得するとともに、信頼性の高いターゲットレポートを出力して、航空管制の安全性の向上に寄与するモードＳ二次監視レーダ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】
【００１３】
本発明の特徴に係るモードＳ二次監視レーダは、初期捕捉がされた直後のスキャン内、またはフライトステータスの変化により航空機ＩＤの変更が検知された直後のスキャン内において、飛行に対して割り当てられた航空機ＩＤの送信を要求する質問信号を同一の航空機に対して複数回送信する送信器と、航空機ＩＤを含む応答信号を取得すると、航空機に予め定められるモードＳアドレスと、航空機ＩＤとを関連付けてメモリに記憶させるとともに、同一のモードＳアドレスに関連付けられる複数の航空機ＩＤがメモリに記憶されているとき、複数の航空機ＩＤが一致するか否かに応じて、取得した航空機ＩＤが正確か否かを判定する判定部と、航空機ＩＤが正確であると判定されると、航空機ＩＤを利用してターゲットレポートを生成する生成部とを備えている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、正確な航空機ＩＤを取得できるとともに、信頼性の高いターゲットレポートを出力して、航空管制の安全性の向上に寄与できるモードＳ二次監視レーダを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の最良の実施形態に係るモードＳ二次監視レーダは、モードＳトランスポンダを備える航空機（モードＳ機）を監視し、このモードＳ機の監視の結果をターゲットレポートとして航空管制を行う管制システムに出力する。
【００１６】
図１に示すように、本発明の最良の実施形態に係るモードＳ二次監視レーダ１は、追尾処理部１０から入力した予測トラック情報に従って、質問信号の送信を要求する要求信号を生成するチャネル管理部１１と、チャネル管理部１１から入力した要求信号に従って、質問信号を生成する質問生成部１２と、質問生成部１２から入力した質問信号をアンテナ１４を介してモードＳ機のトランスポンダに送信する送信器１３と、トランスポンダから送信された応答信号をアンテナ１４を介して受信する受信器１５と、受信器１５から入力した応答信号をチャネル管理部１１からの要求に対応した期間リスニングウィンドウを開き解読する解読部１６と、解読部１６から入力した同一スキャン内に取得した複数の航空機ＩＤに基づいて、取得した航空機ＩＤが正確か否かを判定する判定部１７と、解読部１６から入力した高度データおよび判定部１７から入力した正確な航空機ＩＤに基づいて、ターゲットレポートを生成するレポート生成部１８とを有している。
【００１７】
追尾処理部１０は、スキャン単位での航空機に関するデータ（高度データ、位置データ（レンジとアジマス）等）を解読部１６から入力し、入力したデータやアンテナ１４の回転情報である方位信号等から航空機の航跡や飛行速度を求めるとともに、次のスキャンにおける航空機の位置および速度を予測（予測トラック）し、各航空機にユニークに設定されている航空機（機体）を識別するモードＳアドレス（別称、「航空機アドレス」）と、予測した航空機に関するデータ（位置データや速度データ等）とを含む「予測トラック情報」をチャネル管理部１１に出力する。
【００１８】
チャネル管理部１１は、所定のスケジューリングに従って、要求信号を生成して質問生成部１２に出力する。具体的には、チャネル管理部１１は、オールコール期間には一括質問／応答が行われるように要求信号を生成する。また、チャネル管理部１１は、ロールコール期間には個別質問／応答が行われるように追尾処理部１０から入力した予測トラック情報に基づいて要求信号を生成する。例えばロールコール期間においてチャネル管理部１１は、追尾処理部１０から入力した予測トラック情報に基づいて、次のスキャンに対象の航空機に質問信号を送信する送信タイミングをビームドウェルタイム内でスケジューリングし、送信タイミングや送信する位置等を含む要求信号を生成し、質問生成部１２に出力する。更にチャネル管理部１１は予測した応答が解読部１６に正しく入るよう、解読部１６に対してリスニングウィンドウを開く要求を出力する。
【００１９】
質問生成部１２は、チャネル管理部１１から入力した要求信号に従って、質問信号を生成し、要求信号に含まれるタイミングで送信器１３に出力する。例えば、質問生成部１２は、一括質問の送信を要求する要求信号を入力したとき、質問信号として、一括質問を生成する。また、質問生成部１２は、個別質問の送信を要求する要求信号を入力したとき、質問信号として、予測トラック情報に含まれるモードＳアドレスで識別される航空機のトランスポンダに対する個別質問を生成する。
【００２０】
送信器１３は、質問生成部１２から入力した質問信号（一括質問または個別質問）をアンテナ１４を介してモードＳ機のトランスポンダに対して送信する。また、受信器１５は、質問信号に対してトランスポンダから送信された応答信号をアンテナ１４を介して受信し、解読部１６に出力する。このとき、アンテナ１４は、アンテナ１４の回転に関する方位信号を解読部１６に逐次出力する。
【００２１】
解読部１６は、受信器１５から入力した応答信号をチャネル管理部１１からの要求に対応した期間リスニングウィンドウを開き解読し、得られたデータを追尾処理部１０、判定部１７またはレポート生成部１８に出力する。ここで、解読部１６は、応答信号であるＤＦ＝４を解読したとき、得られた高度データ、位置データ、モードＳアドレス等を方位信号とともに追尾処理部１０およびレポート生成部１８に出力する。また、解読部１６は、質問信号であるＤＦ＝５を解読したとき、得られた航空機ＩＤを判定部１７に出力する。なお、ＤＦ＝４，ＤＦ＝５には航空機を識別するモードＳアドレスが含まれており、解読部１６は高度データや航空機ＩＤとともに、このモードＳアドレスを出力する。
【００２２】
判定部１７は、解読部１６から入力した航空機ＩＤをモードＳアドレスとともにメモリ（図示せず）に記憶し、メモリに記憶される航空機ＩＤに基づいてメモリに記憶されている航空機ＩＤが正確であるか否かを判定し、正確であると判定した航空機ＩＤをモードＳアドレスとともにレポート生成部１８に出力する。また、判定部１７は、チャネル管理部１１に判定結果を出力する。
【００２３】
具体的には、判定部１７は、解読部１６から新たに航空機ＩＤとモードＳアドレスとを入力したとき、既にメモリに記憶されている同一のモードＳアドレスに関連付けられる航空機ＩＤと一致すれば、この航空機ＩＤは正確であると判定する。すなわち、対象となる航空機から前回取得した航空機ＩＤと今回取得した航空機ＩＤとが一致するとき、判定部１７は、モードＳ二次監視レーダ１が取得した航空機ＩＤが正確であると判断する。また、前回取得した航空機ＩＤが今回取得した航空機ＩＤと一致しないとき、判定部１７は、モードＳ二次監視レーダ１が取得したいずれかの航空機ＩＤは誤りであると判断する。
【００２４】
チャネル管理部１１では、判定部１７から入力する判定結果に基づいて、要求信号を出力する。すなわち、チャネル管理部１１は、正確でない判定結果を入力したときには同一の航空機から再び航空機ＩＤを取得するようにスケジューリングし、正確である判定結果を入力したときには同一の航空機からの航空機ＩＤの取得を終了するようにスケジューリングする。
【００２５】
レポート生成部１８は、解読部１６から入力したデータ（高度データ、位置データ、モードＳアドレス等）と、判定部１７から入力した航空機ＩＤを含むターゲットレポートを生成し、管制システム（図示せず）に出力する。具体的には、レポート生成部１８は、判定部１７から入力した航空機ＩＤおよびモードＳアドレスをメモリ（図示せず）に記憶し、解読部１６から入力したデータおよびモードＳアドレスをメモリに記憶し、同一のモードＳアドレスに関連付けられる航空機ＩＤおよび高度データを利用してターゲットレポートを生成し、航空管制を行う管制システムに出力する。
【００２６】
図２に示すフローチャートを用いて、モードＳ二次監視レーダ１における処理について具体的に説明する。モードＳ二次監視レーダ１において、第１スキャンおよび第２スキャンで行われる初期捕捉（Ｓ１）については、従来と同一の処理であるため、説明を省略する。
【００２７】
モードＳ二次監視レーダ１では、ステップＳ１の初期捕捉の直後の第３スキャンにおいて、まず、高度取得トランザクションとして、送信器１３は、初期捕捉で捕捉された対象の航空機のトランスポンダに対し、チャネル管理部１１による要求に従って、質問生成部１２で生成された質問信号（ＵＦ＝４）を送信する（Ｓ２）。
【００２８】
受信器１５は、トランスポンダから送信された応答信号（ＤＦ＝４）を受信する（Ｓ３）。その後、レポート生成部１８は、解読部１６で解読して得られたデータをメモリに登録する（Ｓ４）。
【００２９】
続いて、送信器１３は、対象の航空機のトランスポンダに対し、チャネル管理部１１による要求に従って、質問生成部１２で生成された質問信号（ＵＦ＝５）を送信する（Ｓ５）。
【００３０】
その後、受信器１５は、トランスポンダから送信された応答信号（ＤＦ＝５）を受信する（Ｓ６）。その後、判定部１７は、解読部１６で解読して得られた航空機ＩＤおよびモードＳアドレスをメモリに記憶する（Ｓ７）。
【００３１】
メモリに記憶された航空機ＩＤによって航空機ＩＤの判定ができる場合（Ｓ８でＹＥＳ）、すなわち判定に必要な数の航空機ＩＤがメモリに記憶されている場合、判定部１７は、同一のモードＳアドレスに関連付けられる航空機ＩＤが一致するか否かに応じて航空機ＩＤが正確であるか否かを判定する（Ｓ９）。
【００３２】
一方、航空機ＩＤの判定ができない場合（Ｓ８でＮＯ）、すなわち判定に必要な数の航空機ＩＤがメモリに記憶されていない場合、ステップＳ５〜Ｓ７を繰り返して対象の航空機から航空機ＩＤを取得した後、判定部１７は、取得した航空機ＩＤが正確であるか否かを判定する（Ｓ９）。
【００３３】
また、判定部１７が取得した航空機ＩＤが正確でないと判定した場合（Ｓ９でＮＯ）、すなわち同一のモードＳアドレスに関連付けられる航空機ＩＤが一致しない場合にも、ステップＳ５〜Ｓ７を繰り返して対象の航空機から航空機ＩＤを取得した後に、判定部１７が正確であるか否かを再度判定する（Ｓ９）。
【００３４】
取得した航空機ＩＤが正確であると判定された場合（Ｓ９でＹＥＳ）、すなわちメモリにおいて同一のモードＳアドレスに関連付けられる航空機ＩＤが一致した場合、判定部１７はこの航空機ＩＤをレポート生成部１８に出力し、レポート生成部１８は、この航空機ＩＤをメモリに登録する（Ｓ１０）。
【００３５】
その後、レポート生成部１８は、ステップＳ４でメモリに登録されたデータと、ステップＳ１０でメモリに登録された航空機ＩＤを用いてターゲットレポートを生成し、管制システムに出力する（Ｓ１１）。
【００３６】
ステップＳ１０において正確な航空機ＩＤがレポート生成部１８のメモリに登録された後に続いて行われる第４スキャンでは、チャネル管理部１１による要求にしたがって高度取得トランザクション（ＵＦ＝４／ＤＦ＝４）が行われ（Ｓ１２，Ｓ１３）、ステップＳ９において正確であると判定された航空機ＩＤと、ステップＳ１３で受信されて解読されたデータを用いてターゲットレポートを生成し、管制システムに出力する（Ｓ１４）。
【００３７】
第４スキャンの後に続くスキャンでも第４スキャンと同様に対象の航空機に対して追尾が継続する限り（Ｓ１５でＹＥＳ）、ステップＳ１２〜Ｓ１４の処理が繰り返して行われる。具体的には、ステップＳ１３で受信した応答信号（ＤＦ＝４）が連続する複数のスキャン（例えば、連続する２回のスキャン）で欠落したとき、追尾の継続を終了する。なお、連続する欠落の数はモードＳ二次監視レーダ１によって設定することが可能であり、限定されない。
【００３８】
以上は初期捕捉直後のスキャン内での航空機ＩＤ取得について説明したが、フライトステータス（ＦＳ）の変化により航空機ＩＤの変更が検知された場合には、そのスキャン内において、図２の第３スキャンからと同様な手順で新しい航空機ＩＤの取得が実行される。
【００３９】
なお、図２に示す例では、モードＳ二次監視レーダ１は、ステップＳ２およびＳ３において高度データを取得した後にステップＳ５およびＳ６で航空機ＩＤの取得を実行しているが、先に航空機ＩＤを取得した後に高度データを取得する方法でもよい。
【００４０】
たとえば、図３に示すように、モードＳ二次監視レーダ１は、第３スキャンにおいて対象の航空機との間でステップＳ５〜Ｓ７の処理を２回繰り返す。レポート生成部１８は、１回目のＩＤ取得トランザクション１で取得した第１航空機ＩＤと２回目のＩＤ取得トランザクション２で取得した第２航空機ＩＤが一致すれば、この航空機ＩＤをレポート生成部１８のメモリに登録する。また、レポート生成部１８のメモリに航空機ＩＤが登録されたモードＳ二次監視レーダ１においては、その後、対象の航空機との間ではＩＤ取得トランザクションを行わず、第４スキャン以降には登録された航空機ＩＤを使用する。なお、モードＳ二次監視レーダ１では、航空機の追尾が継続する限り第４スキャンと同様の処理が継続するが、図３においては第５スキャン以降については図示を省略している。
【００４１】
一方、図４に示すように、第１航空機ＩＤと第２航空機ＩＤが一致しない場合、モードＳ二次監視レーダ１は、第３スキャン内で３回目のＩＤ取得トランザクション３を実行して対象の航空機から第３航空機ＩＤを取得する。レポート生成部１８は、第２航空機ＩＤと第３航空機ＩＤが一致すると、この航空機ＩＤをメモリに登録する。また、レポート生成部１８のメモリに航空機ＩＤが登録されたモードＳ二次監視レーダ１においては、その後の第４スキャン以降には、登録された航空機ＩＤを使用する。図４のように第１および第２航空機ＩＤが一致せず、第２および第３航空機ＩＤが一致するのは、第１航空機ＩＤに誤りが発生していた場合である。
【００４２】
一方、第２航空機ＩＤに誤りが発生していた場合、第１および第２航空機ＩＤは一致せず、第２および第３航空機ＩＤも一致しない。このように第２航空機ＩＤに誤りが発生していた場合、モードＳ二次監視レーダ１は、同一の第３スキャン内で４回目のＩＤ取得トランザクションを実行して第４航空機ＩＤを取得し、第３および第４航空機ＩＤが一致すれば、レポート生成部１８はこの航空機ＩＤをメモリに登録して使用する。
【００４３】
また、第３および第４航空機ＩＤが一致しない場合には、モードＳ二次監視レーダ１は、第３スキャン内で５回目のＩＤ取得トランザクションを実行する。また、これによっても正確な航空機ＩＤが判断できないときには、モードＳ二次監視レーダ１は、同一の第３スキャン内で正確な航空機ＩＤが判定できるまでＩＤ取得トランザクションを繰り返す。ここでも、モードＳ二次監視レーダ１では、航空機の追尾が継続する限り第４スキャンと同様の処理が継続するが、図４においては第５スキャン以降については図示を省略している。
【００４４】
なお、上述したモードＳ二次監視レーダ１では、連続して取得した２つの航空機ＩＤが一致する場合に正確な航空機ＩＤを判定していたが、連続して取得した３つの航空機ＩＤが全て一致する場合に正確な航空機ＩＤであると判定してもよく、連続して一致する航空機ＩＤの数は限定しない。
【００４５】
上述したように、本発明の最良の実施形態に係るモードＳ二次監視レーダ１においては、初期捕捉直後のスキャン内、またはフライトステータス（ＦＳ）の変化により航空機ＩＤの変更が検知された直後のスキャン内において、ＩＤ取得トランザクションを複数回実行し、連続して取得した複数の航空機ＩＤが全て一致する場合、その航空機ＩＤを正確と判定して登録し、後の処理に利用している。したがって、モードＳ二次監視レーダは、正確と判定された航空機ＩＤのみをターゲットレポートの生成に利用しているため、正確な情報を管制システムに提供することができる。
【００４６】
〈変形例１〉
次に、本発明の変形例１に係るモードＳ二次監視レーダについて説明する。変形例１に係るモードＳ二次監視レーダの構成は、図１を用いて上述したモードＳ二次監視レーダ１と同一の構成であるため、同一の符号を用いて各構成についての説明は省略する。上述した本発明の最良の実施形態に係るモードＳ二次監視レーダ１の判定部１７は、同一のスキャン（第３スキャン）内に連続して取得した複数の航空機ＩＤが連続して一致するか否かで正確な航空機ＩＤを判定していた。一方、変形例１に係るモードＳ二次監視レーダ１では、判定部１７が第３スキャン内で取得した複数の航空機ＩＤのうちの過半数が一致しているか否かで正確な航空機ＩＤを判定する点で異なる。ここで、仮に過半数が一致する航空機ＩＤが取得できないときには、再度航空機ＩＤの取得を判定する。
【００４７】
変形例１に係るモードＳ二次監視レーダ１では、たとえば、図５に示すように、第３スキャン内でＩＤ取得トランザクションを４回繰り返して４つの航空機ＩＤを取得したとき、３つ以上の航空機ＩＤが一致すれば、一致する航空機ＩＤを正確な航空機ＩＤとしてレポート生成部１８に登録する。
【００４８】
たとえば、モードＳ二次監視レーダ１で繰り返すＩＤ取得トランザクションの数（取得する航空機ＩＤの数）はチャネル管理部１１において定められている。なお、ここで繰り返すＩＤ取得トランザクションの数が２回であると正確な航空機ＩＤであるか否かの判定ができないため、ＩＤ取得トランザクションは少なくとも３回以上繰り返すことが要件となる。なお、変形例１に係るモードＳ二次監視レーダ１では、航空機の追尾が継続する限り第４スキャンと同様の処理が継続するが、図５においては第５スキャン以降については図示を省略している。
【００４９】
上述したように、複数取得した航空機ＩＤの過半数が一致するか否かを判定する変形例１に係るモードＳ二次監視レーダ１によっても、正確な航空機ＩＤを使用して信頼性の高いターゲットレポートを生成することができる。
【００５０】
〈変形例２〉
続いて、本発明の変形例２に係るモードＳ二次監視レーダについて説明する。変形例２に係るモードＳ二次監視レーダの構成も図１を用いて上述したモードＳ二次監視レーダ１と同一の構成であるため、同一の符号を用いて各構成についての説明は省略する。上述した本発明の最良の実施形態に係るモードＳ二次監視レーダ１の判定部１７は、同一のスキャン（第３スキャン）内に取得した複数の航空機ＩＤが一致するか否かで正確な航空機ＩＤを判定していた。一方、変形例２に係るモードＳ二次監視レーダ１では、第３スキャン内に連続して一致した複数の航空機ＩＤを取得することができなかった場合、続く第４スキャンでも継続して航空機ＩＤを取得し、判定部１７は異なるスキャンで取得した複数の航空機ＩＤから、正確な航空機ＩＤを判定する。
【００５１】
変形例２に係るモードＳ二次監視レーダ１で、たとえば２つの一致する航空機ＩＤを取得したときにこれをレポート生成部１８に登録するようにしている場合、図６に示すように、第１および第２航空機ＩＤが不一致であって、第３スキャンにおいて対象の航空機との間で３回目のＩＤ取得トランザクションが実行できなかったとする。この場合、チャネル管理部１１は、続く第４スキャンにおいて３回目のＩＤ取得トランザクションで第３航空機ＩＤを取得するように要求信号を生成する。その後、モードＳ二次監視レーダ１では、図６に示すように、第３スキャンで取得した第２航空機ＩＤと第４スキャンで取得した第３航空機ＩＤが一致すれば、レポート生成部１８にはこの航空機ＩＤを登録して使用する。
【００５２】
なお、図６では、２つの航空機ＩＤが一致する場合に、この航空機ＩＤを正確な航空機ＩＤであるとしているが、判定部１７が正確な航空機ＩＤの判断に用いるために取得する航空機ＩＤの数は限定しない。このとき、変形例２に係るモードＳ二次監視レーダ１では、正確な航空機ＩＤが登録された後は、航空機の追尾が継続する限り図６の第５スキャンと同様の処理が継続するが、図６では第５スキャン以降については図示を省略している。
【００５３】
上述したように、同一のスキャン内で取得した航空機ＩＤによって正確な航空機ＩＤを判定できないときには、次のスキャンで取得した航空機ＩＤも利用する変形例２に係るモードＳ二次監視レーダ１によっても、正確な航空機ＩＤを使用して信頼性の高いターゲットレポートを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の最良の実施形態に係るモードＳ二次監視レーダを説明する機能ブロック図である。
【図２】図１のモードＳ二次監視レーダにおける処理を説明するフローチャートである。
【図３】図１のモードＳ二次監視レーダにおける各スキャンのトランザクションの一例を説明する図である。
【図４】図１のモードＳ二次監視レーダにおける各スキャンのトランザクションの他の例を説明する図である。
【図５】変形例１のモードＳ二次監視レーダにおける各スキャンのトランザクションの一例を説明する図である。
【図６】変形例２のモードＳ二次監視レーダにおける各スキャンのトランザクションの一例を説明する図である。
【図７】従来のモードＳ二次監視レーダを説明する機能ブロック図である。
【図８】従来のモードＳ二次監視レーダにおける各スキャンのトランザクションの一例を説明する図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…モードＳ二次監視レーダ
１０…追尾処理部
１１…チャネル管理部
１２…質問生成部
１３…送信器
１４…アンテナ
１５…受信器
１６…解読部
１７…判定部
１８…レポート生成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視空域内を飛行する航空機を監視するモードＳ二次監視レーダであって、
初期捕捉がされた直後のスキャン内、またはフライトステータスの変化により航空機ＩＤの変更が検知された直後のスキャン内において、航空機ＩＤの送信を要求する質問信号を同一の航空機に対して複数回送信する送信器と、
前記航空機に備えられるトランスポンダから送信された前記航空機ＩＤを含む応答信号を取得すると、前記航空機に予め定められるモードＳアドレスと、前記航空機ＩＤとを関連付けてメモリに記憶させるとともに、前記モードＳアドレスに関連付けられる航空機ＩＤが前記メモリに複数記憶されているとき、複数の前記航空機ＩＤが一致するか否かに応じて、取得した前記航空機ＩＤが正確か否かを判定する判定部と、
前記航空機ＩＤが正確であると判定されると、前記航空機ＩＤを利用してターゲットレポートを生成する生成部と、
を備えることを特徴とするモードＳ二次監視レーダ。
【請求項２】
前記判定部は、前記メモリにおいて前記モードＳアドレスと関連付けられるとともに、前記同一の航空機から連続して取得した複数の前記航空機ＩＤが全て一致するとき、前記航空機ＩＤが正確であると判定することを特徴とする請求項１記載のモードＳ二次監視レーダ。
【請求項３】
前記判定部は、前記メモリにおいて前記モードＳアドレスと関連付けられる３個以上の航空機ＩＤのうち、半数以上の航空機ＩＤが一致するとき、前記航空機ＩＤが正確であると判定することを特徴とする請求項１記載のモードＳ二次監視レーダ。
【請求項４】
前記判定部において同一のスキャン内に取得した複数の前記航空機ＩＤによって正確な航空機ＩＤを判定できないとき、前記送信器に対し、前記航空機から再度航空機ＩＤを取得するための質問信号を前記同一のスキャン内に送信させるスケジューリング部を更に有し、
前記判定部は、以前に取得した前記航空機ＩＤと新たに取得した前記航空機ＩＤとで正確な航空機ＩＤを判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載のモードＳ二次監視レーダ。
【請求項５】
前記判定部において同一のスキャン内に取得した複数の前記航空機ＩＤによって正確な航空機ＩＤを判定できないとき、前記送信器に対し、前記航空機から再度航空機ＩＤを取得するための質問信号を次のスキャンで送信させるスケジューリング部を更に有し、
前記判定部は、前のスキャンで取得した前記航空機ＩＤと、次のスキャンにおいて取得した前記航空機ＩＤとによって正確な航空機ＩＤを判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載のモードＳ二次監視レーダ。
【請求項１】
監視空域内を飛行する航空機を監視するモードＳ二次監視レーダであって、
初期捕捉がされた直後のスキャン内、またはフライトステータスの変化により航空機ＩＤの変更が検知された直後のスキャン内において、航空機ＩＤの送信を要求する質問信号を同一の航空機に対して複数回送信する送信器と、
前記航空機に備えられるトランスポンダから送信された前記航空機ＩＤを含む応答信号を取得すると、前記航空機に予め定められるモードＳアドレスと、前記航空機ＩＤとを関連付けてメモリに記憶させるとともに、前記モードＳアドレスに関連付けられる航空機ＩＤが前記メモリに複数記憶されているとき、複数の前記航空機ＩＤが一致するか否かに応じて、取得した前記航空機ＩＤが正確か否かを判定する判定部と、
前記航空機ＩＤが正確であると判定されると、前記航空機ＩＤを利用してターゲットレポートを生成する生成部と、
を備えることを特徴とするモードＳ二次監視レーダ。
【請求項２】
前記判定部は、前記メモリにおいて前記モードＳアドレスと関連付けられるとともに、前記同一の航空機から連続して取得した複数の前記航空機ＩＤが全て一致するとき、前記航空機ＩＤが正確であると判定することを特徴とする請求項１記載のモードＳ二次監視レーダ。
【請求項３】
前記判定部は、前記メモリにおいて前記モードＳアドレスと関連付けられる３個以上の航空機ＩＤのうち、半数以上の航空機ＩＤが一致するとき、前記航空機ＩＤが正確であると判定することを特徴とする請求項１記載のモードＳ二次監視レーダ。
【請求項４】
前記判定部において同一のスキャン内に取得した複数の前記航空機ＩＤによって正確な航空機ＩＤを判定できないとき、前記送信器に対し、前記航空機から再度航空機ＩＤを取得するための質問信号を前記同一のスキャン内に送信させるスケジューリング部を更に有し、
前記判定部は、以前に取得した前記航空機ＩＤと新たに取得した前記航空機ＩＤとで正確な航空機ＩＤを判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載のモードＳ二次監視レーダ。
【請求項５】
前記判定部において同一のスキャン内に取得した複数の前記航空機ＩＤによって正確な航空機ＩＤを判定できないとき、前記送信器に対し、前記航空機から再度航空機ＩＤを取得するための質問信号を次のスキャンで送信させるスケジューリング部を更に有し、
前記判定部は、前のスキャンで取得した前記航空機ＩＤと、次のスキャンにおいて取得した前記航空機ＩＤとによって正確な航空機ＩＤを判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載のモードＳ二次監視レーダ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−９８１３７（Ｐ２００９−９８１３７Ａ）
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４７８７７（Ｐ２００８−２４７８７７）
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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