２次監視レーダ及び信号処理方法
【課題】電波障害時であっても機上からの情報を正しく復号可能にすること。
【解決手段】２次監視レーダ装置は、ターゲットに対して複数の質問を送信する送信部２３と、前記ターゲットから送られてくる前記質問に対する応答を受信する受信部２２と、前記ターゲットの方位及び距離をもとに前記応答のタイミングを予測し、前記タイミングに基づいて前記複数の質問に対する応答の受信判定を行い、前記受信判定において受信できなかった応答を受信するために質問を再送し、前記受信された応答の順番を並べ替え、前記順番に基づいてターゲットレポートを作成する信号処理装置３とを具備する。
【解決手段】２次監視レーダ装置は、ターゲットに対して複数の質問を送信する送信部２３と、前記ターゲットから送られてくる前記質問に対する応答を受信する受信部２２と、前記ターゲットの方位及び距離をもとに前記応答のタイミングを予測し、前記タイミングに基づいて前記複数の質問に対する応答の受信判定を行い、前記受信判定において受信できなかった応答を受信するために質問を再送し、前記受信された応答の順番を並べ替え、前記順番に基づいてターゲットレポートを作成する信号処理装置３とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、航空機に対して個別質問を行うモードＳ用の２次監視レーダ及び信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＩＣＢ（Ground Initiated Comm-B）は、地上局の２次監視レーダ（Secondary Surveillance Rader；ＳＳＲ）から、モードＳトランスポンダを搭載した航空機に対して、機上にて有する情報（ダウンリンクメッセージ）の取得要求を行い、情報取得を図るものである。ＳＳＲからの要求で、機上のトランスポンダ内にある２５６個のバッファ（ＧＩＣＢレジスタ）に格納された５６ビットの情報（ＭＢ）をダウンリンクする。バッファ内には、航空機の予測精度を高める情報 （進行方向、速度等） や管制に利用される情報（ＶＨＦ周波数、航空機登録番号等）が蓄えられている。ＧＩＣＢレジスタ番号は、ＢＤＳコードと呼ばれＳＳＲからこのコード要求を行う（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
ＡＴＣの機上対地上間データリンクシステムにおいて、機上からのデータリンク応答データ（ＭＢ）はＢＤＳに対応した情報であるため、地上側でのＭＢ復号処理は、受信したＭＢがどのＢＤＳに対応しているかが必要になる。ＭＢの中には、ＢＤＳが含まれているものと含まれていないものがある。ＢＤＳが含まれていないＭＢを受信する場合、電波障害で受信できないと個々の質問に対する応答の関係がずれてしまい、正しくＭＢを復号できなくなるという欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−８８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、ＢＤＳが含まれていないＭＢを受信する場合、電波障害等で受信できないと個々の質問に対する応答の関係がずれてしまい、正しくＭＢを復号できなくなるという問題がある。
【０００６】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、電波障害時であっても機上からの情報を正しく復号可能な次監視レーダ及び信号処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の一態様は、ターゲットに対して複数の質問を送信する手段と、前記ターゲットから送られてくる前記質問に対する応答を受信する手段と、前記ターゲットの方位及び距離をもとに前記応答のタイミングを予測する手段と、前記タイミングに基づいて前記複数の質問に対する応答の受信判定を行う手段と、前記受信判定において受信できなかった応答を受信するために質問を再送する手段と、前記受信された応答の順番を並べ替える手段と、前記順番に基づいてターゲットレポートを作成する手段とを具備する２次監視レーダを提供する。
【０００８】
また、この発明の他の態様は、２次監視レーダ装置に用いられる信号処理方法であって、ターゲットに対して複数の質問を送信する過程と、前記ターゲットから送られてくる前記質問に対する応答を受信する過程と、前記ターゲットの方位及び距離をもとに前記応答のタイミングを予測する過程と、前記タイミングに基づいて前記複数の質問に対する応答の受信判定を行う過程と、前記受信判定において受信できなかった応答を受信するために質問を再送する過程と、前記受信された応答の順番を並べ替える過程と、前記順番に基づいてターゲットレポートを作成する過程とを具備する信号処理方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
したがってこの発明によれば、電波障害時であっても機上からの情報を正しく復号可能な２次監視レーダ及び信号処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明に係る２次監視レーダの一実施形態を示す系統図。
【図２】個別質問のシーケンスの一例を示す図。
【図３】信号処理装置の動作を示すフローチャート。
【図４】個別質問スケジューリングのタイミングチャートの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、この発明に係る２次監視レーダ（Secondary Surveillance Rader；ＳＳＲ）の一実施形態を示す系統図である。データリンクの能力があるモードＳのＳＳＲは、地上データリンク装置４から航空機５に対する質問の順番で、航空機５からの受信応答（ターゲットレポート）を地上データリンク装置２に渡すものである。
【００１２】
図１において、ＳＳＲは、空中線１と、送受信装置２と、信号処理装置３とを備える。空中線１は、送受信装置２の送受信切替器２１を介して受信部２２及び送信部２３に接続される。信号処理部３は、上記受信部２２及び送信部２３に接続される送受信インタフェース部３１と、モードＳ応答処理部３２と、チャネル管理部３３と、監視処理部３４とを備える。受信部２２で受信されたモードＳ応答信号は、送受信インタフェース部３１を介してモードＳ応答処理部３２に送られる。モードＳ応答処理部３２は、モードＳ個別応答の判別を行い、モードＳ個別応答を監視処理部３４とチャネル管理部３３とに送出する。チャネル管理部３３は、個別質問応答のスケジューリングを行い、個別質問情報を形成して送受信インタフェース部３１に送る。監視処理部３４は、モードＳ個別応答をもとに、ターゲットレポートの作成、航空機目標の位置予測処理を行う。この位置予測情報はチャネル管理部３３に送出され、次回の個別質問スケジューリングに用いられる。さらに、監視処理部３４は、地上データリンク装置４との間でのメッセージの送受信を制御する。
【００１３】
次に、このように構成されたＳＳＲの動作について説明する。
図２は、個別質問のシーケンスの一例を示す図である。図２に示す通り、例えばｔａｒｇｅｔ−Ａ（航空機５）に対し地上データリンク装置４から３つの質問Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３を行い、ｔａｒｇｅｔ−Ａはその応答としてＲ１，Ｒ２，Ｒ３を返すものとする。しかし、電波障害でＲ２の再送が発生すると、従来は地上データリンク装置４にＲ１，Ｒ３，Ｒ２の順番でＲ２とＲ３が入れ変わってしまうという現象があった。そこで、本実施形態では、この対策として、モードＳ個別質問スケジューリング処理を利用することにした。
【００１４】
図３は、モードＳ個別質問スケジューリング処理の手順を示すフローチャートである。また、図４に個別質問スケジューリングのタイミングチャートの一例を示す。
【００１５】
チャネル管理部３３は、第１スイープにおいて複数のモードＳ個別質問を送信後（ステップＳ１）、ターゲットの方位と距離で各個別質問に対する応答タイミングをそれぞれ予測する（ステップＳ２）。チャネル管理部３３は、上記予測された応答タイミングをもとに、各個別質問に対するモードＳ個別応答が全て正しく受信されたかを判定する（ステップＳ３）。ここで、例えば、図４に示すように、第１スイープでＲ２が受信できなかったと判定した場合は、第２スイープでＲ２について再送処理を行う（ステップＳ４）。チャネル管理部３３は、Ｒ２を受信すると、応答の順番を並び替える（ステップＳ５）。監視処理部３４は、上記順番にしたがってターゲットレポートを作成する（ステップＳ６）。
【００１６】
以上述べたように、上記実施形態は、ターゲットの方位と距離で各個別質問に対する応答タイミングの予測を行うことで、質問対応答を１対１の関係で処理するようにしている。個別質問スケジューリング処理で、質問対応答の対応関係を表す情報を記憶しておき、応答受信処理で、記憶した情報をもとに応答の順番を質問した順番に並び替える処理を追加したものである。
【００１７】
このように構成することで、上記図２に示すように、例えば質問Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３を行い、その応答として航空機５はＲ１，Ｒ２，Ｒ３を返したが、電波障害でＲ２の再送が発生した場合でも、質問対応答は１対１の関係が保たれるので、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の順番にＲ３とＲ２を並び替えることができる。これにより、ＢＤＳが含まれていないＭＢを受信する場合でも、地上データリンク装置４は正しくＭＢを復号することが可能となる。
【００１８】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００１９】
１…空中線、２…送受信装置、２１…送受切替器、２２…受信部、２３…送信部、３１…送受信インタフェース部、３２…モードＳ応答処理部、３３…チャネル管理部、３４…監視処理部、４…地上データリンク装置、５…航空機。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、航空機に対して個別質問を行うモードＳ用の２次監視レーダ及び信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＩＣＢ（Ground Initiated Comm-B）は、地上局の２次監視レーダ（Secondary Surveillance Rader；ＳＳＲ）から、モードＳトランスポンダを搭載した航空機に対して、機上にて有する情報（ダウンリンクメッセージ）の取得要求を行い、情報取得を図るものである。ＳＳＲからの要求で、機上のトランスポンダ内にある２５６個のバッファ（ＧＩＣＢレジスタ）に格納された５６ビットの情報（ＭＢ）をダウンリンクする。バッファ内には、航空機の予測精度を高める情報 （進行方向、速度等） や管制に利用される情報（ＶＨＦ周波数、航空機登録番号等）が蓄えられている。ＧＩＣＢレジスタ番号は、ＢＤＳコードと呼ばれＳＳＲからこのコード要求を行う（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
ＡＴＣの機上対地上間データリンクシステムにおいて、機上からのデータリンク応答データ（ＭＢ）はＢＤＳに対応した情報であるため、地上側でのＭＢ復号処理は、受信したＭＢがどのＢＤＳに対応しているかが必要になる。ＭＢの中には、ＢＤＳが含まれているものと含まれていないものがある。ＢＤＳが含まれていないＭＢを受信する場合、電波障害で受信できないと個々の質問に対する応答の関係がずれてしまい、正しくＭＢを復号できなくなるという欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−８８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、ＢＤＳが含まれていないＭＢを受信する場合、電波障害等で受信できないと個々の質問に対する応答の関係がずれてしまい、正しくＭＢを復号できなくなるという問題がある。
【０００６】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、電波障害時であっても機上からの情報を正しく復号可能な次監視レーダ及び信号処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の一態様は、ターゲットに対して複数の質問を送信する手段と、前記ターゲットから送られてくる前記質問に対する応答を受信する手段と、前記ターゲットの方位及び距離をもとに前記応答のタイミングを予測する手段と、前記タイミングに基づいて前記複数の質問に対する応答の受信判定を行う手段と、前記受信判定において受信できなかった応答を受信するために質問を再送する手段と、前記受信された応答の順番を並べ替える手段と、前記順番に基づいてターゲットレポートを作成する手段とを具備する２次監視レーダを提供する。
【０００８】
また、この発明の他の態様は、２次監視レーダ装置に用いられる信号処理方法であって、ターゲットに対して複数の質問を送信する過程と、前記ターゲットから送られてくる前記質問に対する応答を受信する過程と、前記ターゲットの方位及び距離をもとに前記応答のタイミングを予測する過程と、前記タイミングに基づいて前記複数の質問に対する応答の受信判定を行う過程と、前記受信判定において受信できなかった応答を受信するために質問を再送する過程と、前記受信された応答の順番を並べ替える過程と、前記順番に基づいてターゲットレポートを作成する過程とを具備する信号処理方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
したがってこの発明によれば、電波障害時であっても機上からの情報を正しく復号可能な２次監視レーダ及び信号処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明に係る２次監視レーダの一実施形態を示す系統図。
【図２】個別質問のシーケンスの一例を示す図。
【図３】信号処理装置の動作を示すフローチャート。
【図４】個別質問スケジューリングのタイミングチャートの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、この発明に係る２次監視レーダ（Secondary Surveillance Rader；ＳＳＲ）の一実施形態を示す系統図である。データリンクの能力があるモードＳのＳＳＲは、地上データリンク装置４から航空機５に対する質問の順番で、航空機５からの受信応答（ターゲットレポート）を地上データリンク装置２に渡すものである。
【００１２】
図１において、ＳＳＲは、空中線１と、送受信装置２と、信号処理装置３とを備える。空中線１は、送受信装置２の送受信切替器２１を介して受信部２２及び送信部２３に接続される。信号処理部３は、上記受信部２２及び送信部２３に接続される送受信インタフェース部３１と、モードＳ応答処理部３２と、チャネル管理部３３と、監視処理部３４とを備える。受信部２２で受信されたモードＳ応答信号は、送受信インタフェース部３１を介してモードＳ応答処理部３２に送られる。モードＳ応答処理部３２は、モードＳ個別応答の判別を行い、モードＳ個別応答を監視処理部３４とチャネル管理部３３とに送出する。チャネル管理部３３は、個別質問応答のスケジューリングを行い、個別質問情報を形成して送受信インタフェース部３１に送る。監視処理部３４は、モードＳ個別応答をもとに、ターゲットレポートの作成、航空機目標の位置予測処理を行う。この位置予測情報はチャネル管理部３３に送出され、次回の個別質問スケジューリングに用いられる。さらに、監視処理部３４は、地上データリンク装置４との間でのメッセージの送受信を制御する。
【００１３】
次に、このように構成されたＳＳＲの動作について説明する。
図２は、個別質問のシーケンスの一例を示す図である。図２に示す通り、例えばｔａｒｇｅｔ−Ａ（航空機５）に対し地上データリンク装置４から３つの質問Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３を行い、ｔａｒｇｅｔ−Ａはその応答としてＲ１，Ｒ２，Ｒ３を返すものとする。しかし、電波障害でＲ２の再送が発生すると、従来は地上データリンク装置４にＲ１，Ｒ３，Ｒ２の順番でＲ２とＲ３が入れ変わってしまうという現象があった。そこで、本実施形態では、この対策として、モードＳ個別質問スケジューリング処理を利用することにした。
【００１４】
図３は、モードＳ個別質問スケジューリング処理の手順を示すフローチャートである。また、図４に個別質問スケジューリングのタイミングチャートの一例を示す。
【００１５】
チャネル管理部３３は、第１スイープにおいて複数のモードＳ個別質問を送信後（ステップＳ１）、ターゲットの方位と距離で各個別質問に対する応答タイミングをそれぞれ予測する（ステップＳ２）。チャネル管理部３３は、上記予測された応答タイミングをもとに、各個別質問に対するモードＳ個別応答が全て正しく受信されたかを判定する（ステップＳ３）。ここで、例えば、図４に示すように、第１スイープでＲ２が受信できなかったと判定した場合は、第２スイープでＲ２について再送処理を行う（ステップＳ４）。チャネル管理部３３は、Ｒ２を受信すると、応答の順番を並び替える（ステップＳ５）。監視処理部３４は、上記順番にしたがってターゲットレポートを作成する（ステップＳ６）。
【００１６】
以上述べたように、上記実施形態は、ターゲットの方位と距離で各個別質問に対する応答タイミングの予測を行うことで、質問対応答を１対１の関係で処理するようにしている。個別質問スケジューリング処理で、質問対応答の対応関係を表す情報を記憶しておき、応答受信処理で、記憶した情報をもとに応答の順番を質問した順番に並び替える処理を追加したものである。
【００１７】
このように構成することで、上記図２に示すように、例えば質問Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３を行い、その応答として航空機５はＲ１，Ｒ２，Ｒ３を返したが、電波障害でＲ２の再送が発生した場合でも、質問対応答は１対１の関係が保たれるので、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の順番にＲ３とＲ２を並び替えることができる。これにより、ＢＤＳが含まれていないＭＢを受信する場合でも、地上データリンク装置４は正しくＭＢを復号することが可能となる。
【００１８】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００１９】
１…空中線、２…送受信装置、２１…送受切替器、２２…受信部、２３…送信部、３１…送受信インタフェース部、３２…モードＳ応答処理部、３３…チャネル管理部、３４…監視処理部、４…地上データリンク装置、５…航空機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットに対して複数の質問を送信する手段と、
前記ターゲットから送られてくる前記質問に対する応答を受信する手段と、
前記ターゲットの方位及び距離をもとに前記応答のタイミングを予測する手段と、
前記タイミングに基づいて前記複数の質問に対する応答の受信判定を行う手段と、
前記受信判定において受信できなかった応答を受信するために質問を再送する手段と、
前記受信された応答の順番を並べ替える手段と、
前記順番に基づいてターゲットレポートを作成する手段と
を具備することを特徴とする２次監視レーダ装置。
【請求項２】
２次監視レーダ装置に用いられる信号処理方法であって、
ターゲットに対して複数の質問を送信する過程と、
前記ターゲットから送られてくる前記質問に対する応答を受信する過程と、
前記ターゲットの方位及び距離をもとに前記応答のタイミングを予測する過程と、
前記タイミングに基づいて前記複数の質問に対する応答の受信判定を行う過程と、
前記受信判定において受信できなかった応答を受信するために質問を再送する過程と、
前記受信された応答の順番を並べ替える過程と、
前記順番に基づいてターゲットレポートを作成する過程と
を具備することを特徴とする信号処理方法。
【請求項１】
ターゲットに対して複数の質問を送信する手段と、
前記ターゲットから送られてくる前記質問に対する応答を受信する手段と、
前記ターゲットの方位及び距離をもとに前記応答のタイミングを予測する手段と、
前記タイミングに基づいて前記複数の質問に対する応答の受信判定を行う手段と、
前記受信判定において受信できなかった応答を受信するために質問を再送する手段と、
前記受信された応答の順番を並べ替える手段と、
前記順番に基づいてターゲットレポートを作成する手段と
を具備することを特徴とする２次監視レーダ装置。
【請求項２】
２次監視レーダ装置に用いられる信号処理方法であって、
ターゲットに対して複数の質問を送信する過程と、
前記ターゲットから送られてくる前記質問に対する応答を受信する過程と、
前記ターゲットの方位及び距離をもとに前記応答のタイミングを予測する過程と、
前記タイミングに基づいて前記複数の質問に対する応答の受信判定を行う過程と、
前記受信判定において受信できなかった応答を受信するために質問を再送する過程と、
前記受信された応答の順番を並べ替える過程と、
前記順番に基づいてターゲットレポートを作成する過程と
を具備することを特徴とする信号処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１０３５４９（Ｐ２０１１−１０３５４９Ａ）
【公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５７３０８（Ｐ２００９−２５７３０８）
【出願日】平成２１年１１月１０日（２００９．１１．１０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１０日（２００９．１１．１０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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