JP2016206047A - 航法支援装置及び航法支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を抑えることが可能な航法支援装置及び航法支援方法を提供する。【解決手段】航法支援装置１は、航空機からの質問信号を受信する受信部１１と、受信した質問信号に対する応答信号を送信する送信部１２と、受信部１１に監視信号を入力し動作検証を行う監視部１３と、受信部１１からの出力信号を監視し航空機からの質問信号ではない信号に対する応答信号の送信電波の形成を停止する送信停止部１４を有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、航法支援装置及び航法支援方法に関し、特に航空機からの質問信号に対し応答信号を返信する航法支援装置及び航法支援方法に関する。

航法支援装置は、例えばＤＭＥ（ＤｉｓｔａｎｃｅＭｅａｓｕｒｉｎｇＥｑｕｉｐｍｅｎｔ）装置やＴＡＣＡＮ装置（ＴａｃｔｉｃａｌＡｉｒＮａｖｉｇａｔｉｏｎ）などがある。これらの航空機の航法支援装置は、航空機からの質問信号に対し、国際的に決められた応答信号を返信することで、航空機が航法支援装置の地上局との距離、航法支援装置の地上局の方位を測定するのに用いられている。航法支援装置の地上局は、航空機からの質問信号に対し、応答信号を返信するトランスポンダ部を備えている。また航法支援装置の地上局は、高い信頼性が要求されるため、航法支援装置の地上局は、一般に、トランスポンダ部の動作を検証するためのモニタ部を有する。

例えば特許文献１には、モニタ部が、航空機に設置されている質問信号を送信するインタロゲータの送信回路と同じ送信回路を有し、モニタ部は、この送信回路が一定時間毎にトランスポンダ部に対して質問パルスを送出し、トランスポンダ部から正しく応答パルスが返ってきているかどうかを検査することが開示されている。

その他、関連する技術として、例えば特許文献２には、妨害電波を受信していると判定した期間中に、モニタ部から発生されるモニタ質問信号を増幅する距離測定装置またはＴＡＣＡＮ装置が開示されている。また特許文献３には、受信した質問信号を中心周波数として３つの検波出力を算出し、その大小を比較判断することにより、応答信号の送出を決定するＤＭＥ地上装置が開示されている。

特開２０１１−８０８９３号公報 特開２０１１−２０３０４４号公報 特開２００９−０１４３９８号公報

近年、航法支援装置において省電力の要求が高まっている。ＤＭＥ装置またはタカン装置において送信電波を形成することにより消費される電力の割合は比較的多いため、送信電波形成を抑えることができれば省電力が可能となる。しかしながら特許文献１には、一定時間毎にモニタ部からトランスポンダ部に対して送出した質問パルスに対し応答パルスが返ってきたとき、その応答パルスの電波放射を停止する構成は開示されていない。すなわち特許文献１に記載の距離測定装置は、周囲に航空機が無い場合にもモニタ部からの質問パルスに対して電波を送信してしまう。また特許文献２及び３にも、周囲に航空機が無い場合に電波放射を停止する構成は開示されていない。

本発明は、消費電力を抑えることが可能な航法支援装置及び航法支援方法を提供することを目的とする。

本発明の航法支援装置は、航空機からの質問信号を受信する受信部と、受信した質問信号に対する応答信号を送信する送信部と、受信部に監視信号を入力し動作検証を行う監視部と、受信部からの出力信号を監視し航空機からの質問信号ではない信号に対する応答信号の送信電波の形成を停止する送信停止部とを有する。

本発明の航法支援方法は、航空機からの質問信号を受信する受信部と、受信した質問信号に対する応答信号を送信する送信部と、受信部に監視信号を入力し受信部の動作検証を行う監視部と、を有する航法支援装置の航法支援方法であって、受信部からの出力信号を監視し、航空機からの質問信号ではない信号に対する応答信号の送信電波の形成を停止する。

本発明によれば、消費電力を抑えることが可能な航法支援装置及び航法支援方法を提供することができる。

図１は、第１の実施形態の構成を示すブロック図である。 図２は、図１の動作を示すフローチャートである。 図３は、図１の第１の具体例の構成を示すブロック図である。 図４は、図３の動作を説明する図である。 図５は、図３の動作を示すフローチャートである。 図６は、図１の第２の具体例の構成を示すブロック図である。 図７は、図６の動作を示すフローチャートである。

図１は、本発明の第１の実施形態の航法支援装置１の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態の航法支援装置１は、空中線１０と、受信部１１と、送信部１２と、監視部１３と、送信停止部１４と、方向性結合器１５と、サーキュレータ１６を備えている。

受信部１１に、空中線１０により受信された航空機からの質問信号が、方向性結合器１５及びサーキュレータ１６を経由して入力される。

受信部１１は、入力された信号にデコード等の処理を行い、送信部１２に出力する。

監視部１３は、受信部１１の動作を監視するための監視信号を方向性結合器１５に入力する。入力された監視信号は、空中線１０からの信号と結合され、サーキュレータ１６を経由して受信部１１に入力される。監視部１３は、受信部１１によってデコード等の処理がされた信号を監視し、受信部１１が正しく動作しているか検証を行う。

送信停止部１４は、受信部１１から出力を監視する。送信停止部１４は、受信部１１から出力された信号について航空機からの質問信号か判断する。航空機からの質問信号であった場合、送信部１２は、受信部１１から出力された質問信号に対する応答信号の送信電波を形成する。送信部１２が形成した送信電波は、サーキュレータ１６を通り空中線１０から送信される。航空機からの質問信号でなかった場合、送信停止部１４は、その信号に対する応答信号の送信電波の形成を停止する。

図２は、図１の動作を示すフローチャートである。図２に示すように、送信停止部１４は、受信部からの出力信号を監視する（ステップＳ１）。

送信停止部１４は、受信部からの出力信号を検出すると、出力信号が航空機からの質問信号であるか判断する（ステップＳ２）。

出力信号が航空機からの質問信号でなければその信号に対する応答信号の送信電波の形成を停止する（ステップＳ３）。

出力信号が航空機からの質問信号であれば、送信部１２にその信号に対する応答信号の送信電波を形成させる。形成された送信電波は、空中線１０から送信される（ステップＳ４）。

本実施形態によれば、航空機からの質問信号ではない信号に対する応答信号の送信電波の形成が停止されるため電力の消費を抑制することができる。

次に、具体的な構成の例について説明する。図３は、図１の第１の具体例の構成を示すブロック図である。図４は、図３に示した航法支援装置１の動作波形図である。

図３に示すように、受信部１１は、信号レベルがスレシホールドレベルよりも小さいノイズ２０１を受信信号１０１から削除するノイズ削除部１１１と、航空機からの質問信号をデコードするデコード部１１２を備える。図４に示すように、受信信号１０１には常にノイズ２０１がある。ノイズ削除部１１１には、航空機からの質問信号とノイズ２０１を区別するためのスレシホールドレベルが設定されている。ノイズ削除部１１１は、スレシホールドレベル未満の信号をノイズ２０１として入力信号から削除し、スレシホールドレベル以上の信号をデコード部１１２に出力する。

送信部１２は、受信部１１から出力されたデコード信号１０２を元に送信信号１０３を生成する送信パルス発生部１２１と、送信パルス発生部１２１によって生成された送信信号１０３を増幅する高周波増幅器１２２を備える。

増幅された送信信号１０３は、サーキュレータ１６を通り空中線１０から放射される。

監視部１３は、受信監視信号２０３を発生する監視信号発生部１３１と、受信部１１の動作検証を行う受信監視部１３２とを備える。受信監視信号２０３は、航空機質問信号２０２と同じ特性の信号としてよいが、受信部１１の動作検証を行うことができる信号であれば他の信号でもかまわない。監視部１３は、監視信号発生部１３１が発生した受信監視信号２０３を方向性結合器１５に入力する。方向性結合器１５は、空中線１０から入ってくる信号と受信監視信号２０３を結合する。方向性結合器１５により結合された信号は、サーキュレータ１６を通り、受信部１１に入力する。受信監視部１３２は、受信部１１のデコード部１１２から出力される信号をもとに例えば受信感度などの受信部１１の動作検証を行う。

本具体例の送信停止部１４は、航空機質問信号２０２ではない信号を削除する監視信号削除部１４２を備え、送信部１２への入力信号が航空機質問信号２０２ではない信号の場合、その信号を削除することにより応答信号の送信電波形成を停止する。

ゲート信号発生部１４１は、受信監視信号２０３と同期しデコード信号１０２が出力される時間範囲を示す受信監視ゲート信号１０４を生成して監視信号削除部１４２へ送る。

監視信号削除部１４２は、受信監視ゲート信号１０４とデコード信号１０２との論理積により生成されたデコード信号（Ａ）１０５を出力する。

受信監視信号２０３が入力された場合、図４に示すように、スレシホールドより大きくなるようスレシホールドが設定されているので、ノイズ削除部１１１によって削除されない。したがって、図４に示すように、受信監視信号２０３はデコード部１１２によってデコードされ、受信監視信号２０３がデコード信号１０２に現れる。しかし受信監視信号２０３は受信監視信号２０３と同期した受信監視ゲート信号１０４の範囲内にあるので、受信監視ゲート１０４とデコード信号１０２の論理積により生成されたデコード信号（Ａ）１０５には受信監視信号２０３に対応する信号が現れない。したがって、送信パルス発生部１２１によって、受信監視信号２０３のデコード信号１０２からは送信信号１０３が生成されない。

航空機質問信号２０２が受信された場合、図４に示すように、スレシホールドより大きくなるようスレシホールドが設定されているので、ノイズ削除部１１１によって削除されない。したがって、航空機質問信号２０２は、デコード部１１２によってデコードされ、図４に示すように、航空機質問信号２０２がデコード信号１０２に現れる。

航空機質問信号２０２は、受信監視信号２０３と同期した受信監視ゲート信号１０４の範囲内でなければ、受信監視ゲート１０４とデコード信号１０２の論理積により生成されたデコード信号（Ａ）１０５にも航空機質問信号２０２に同期した信号が現れる。したがって、送信パルス発生部１２１によって、デコード信号１０２をもとに送信信号１０３が生成される。

図５は、図３の動作を示すフローチャートである。送信停止部１４は、図５に示すように、受信部１１からの出力信号を監視する（ステップＳ１）。

ゲート信号発生部１４１は、図４に示されるように、受信監視信号２０３の発生タイミングから受信監視信号２０３をデコードした出力信号が出力される時間範囲を示す受信監視ゲート信号１０４を生成する（ステップＳ１１）。

送信停止部１４は、受信部１１からの出力信号を検出すると、受信監視ゲート信号１０４の示す時間範囲内か否か判断する（ステップＳ１２）。

受信部１１からの出力信号が受信監視ゲート信号１０４の示す時間範囲内であれば、送信停止部１４は、航空機質問信号２０２でないと判断し、受信部１１からの出力信号を削除し、送信電波の形成が停止される（ステップＳ１３）。

そうでなければ受信部１１からの出力信号は削除されず、送信部１２に出力される。送信部１２により応答信号の送信電波が形成され、空中線１０から送信される（ステップＳ４）。

本具体例によれば、受信監視ゲート信号１０４とデコード信号１０２との論理積により生成されたデコード信号（Ａ）１０５を送信パルス発生部１２１に入力する。この構成により、受信監視信号２０３に対する応答信号の送信電波の形成を停止することができ、航法支援装置の電力の消費を抑制することができる。

次に、第２の具体例について説明する。図６は、図１の第２の具体例の構成を示すブロック図である。本具体例は、図６に示すように、周囲に航空機がいない場合、送信部に電源の切断を指示する電源制御部１４３を有している点で第１の具体例と異なる。

図７は、図６の動作を示すフローチャートである。

送信停止部１４の電源制御部１４３は、監視信号削除部１４２からの出力信号であるデコード信号（Ａ）１０５を監視して航空機質問信号２０２を検出したか判断し（ステップＳ２１）、検出していない場合、航空機質問信号２０２を所定時間検出していないか判断する（ステップＳ２２）。もし所定時間検出していない場合には、送信部１２の電源を切断するよう送信部１２に指示する（ステップＳ２３）。

ステップＳ２１において航空機質問信号２０２を検出した場合、もし送信部１２の電源が切断されていたら送信部１２の電源を接続する（ステップＳ２４）。

そしてこれ以降は第１の具体例のステップＳ１１からステップＳ１３及びステップＳ４の処理を行う。すなわち図５に示すように、ゲート信号発生部１４１は、図４に示されるような受信監視ゲート信号１０４を生成する（ステップＳ１１）。送信停止部１４は、受信部１１からの出力信号を検出すると、受信監視ゲート信号１０４の示す時間範囲内か否か判断する（ステップＳ１２）。受信部１１からの出力信号が受信監視ゲート信号１０４の示す時間範囲内であれば、送信停止部１４は、航空機質問信号２０２でないと判断する。受信部１１からの出力信号を削除し、送信電波の形成が停止される（ステップＳ１３）。
そうでなければ受信部１１からの出力信号は削除されず、送信部１２に出力される。送信部１２により応答信号の送信電波が形成され、空中線１０から送信される（ステップＳ４）。

航法支援装置は、通常、航空機質問信号２０２を待ち受けている状態でも、所定頻度でスキッタパルスや識別符号パルス列を生成して空中線１０から送信している。本具体例によれば、航空機質問信号２０２を受信していない場合、受信監視信号２０３に対する応答信号の送信電波の形成だけでなく、スキッタパルスも含めあらゆる信号の送信電波の形成も省略することができ、航法支援装置の電力の消費を大幅に抑制することができる。

なお上述の実施形態では、航法支援装置は不揮発性メモリ（不図示）に記憶されているプログラムを実行することで信号判断処理及び送信停止処理等の機能を実現することができる。この場合、航法支援装置が実行するプログラムはコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶してもよく、通信回線を介してサーバからダウンロードするようにしてもよい。また、航法支援装置は内部にコンピュータシステムを有しており、その処理手順はプログラム形式でコンピュータ読取り可能な記録媒体によって記憶されており、コンピュータシステムが当該プログラムを読み出して実行することにより信号判断処理及び送信停止処理等を実現することができる。尚、「コンピュータシステム」とはＣＰＵ、メモリ、周辺機器などのハードウェア、オペレーティングシステム（ＯＳ）などのソフトウェアを包含する。また、「コンピュータシステム」はＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境・表示環境を包含する。

また、「コンピュータ読取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリなどの書込可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭなどの可搬記録媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスクなどの記憶装置を意味する。

また、上述のプログラムは本発明に係る信号判断処理及び送信停止処理等の機能の一部を実現するものであってもよい。或いは、上述のプログラムはコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組合せで本発明の機能を実現するような差分プログラム（又は、差分ファイル）としてもよい。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願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。

例えば、上述の実施形態の具体例において、送信停止部１４は、送信部１２への入力信号が航空機質問信号２０２ではない信号の場合、その信号を削除するとして説明したが、これに限るものではない。例えば送信停止部１４は、送信パルス発生部１２１と高周波増幅器１２２の間に配置され、高周波増幅器１２２への入力信号が航空機質問信号２０２ではない信号の場合、その信号を削除する構成であってもよい。

１ 航法支援装置
１０ 空中線
１１ 受信部
１２ 送信部
１３ 監視部
１４ 送信停止部
１５ 方向性結合器
１６ サーキュレータ
１１１ ノイズ削除部
１１２ デコード部
１２１ 送信パルス発生部
１２２ 高周波増幅器
１３１ 監視信号発生部
１３２ 受信監視部
１４１ ゲート信号発生部
１４２ 監視信号削除部
１４３ 電源制御部

Claims (8)

1. 航空機からの質問信号を受信する受信部と、
   受信した質問信号に対する応答信号を送信する送信部と、
   受信部に監視信号を入力し動作検証を行う監視部と、
   受信部からの出力信号を監視し航空機からの質問信号ではない信号に対する応答信号の送信電波の形成を停止する送信停止部を有する航法支援装置。
2. 前記送信停止部は、前記受信部から前記監視信号に応じて出力された出力信号を削除する監視信号削除部を有する請求項１に記載の航法支援装置。
3. 前記監視信号削除部は、前記監視信号に応じた時間範囲に基づいて前記出力信号を削除する請求項２に記載の航法支援装置。
4. 前記監視信号削除部は、前記監視部から監視信号の発生タイミングを入力し、前記発生タイミングから前記受信部により出力信号が出力される時間範囲を示すゲート信号を発生するゲート信号発生部を有する請求項３に記載の航法支援装置。
5. 前記送信停止部は、航空機からの質問信号を所定時間検出しない場合、前記送信部に対し電源の切断を指示する電源制御部を有する請求項１に記載の航法支援装置。
6. 前記電源制御部は、航空機からの質問信号を検出した場合、前記送信部の電源を接続する請求項５に記載の航法支援装置。
7. 航空機からの質問信号を受信する受信部と、受信した質問信号に対する応答信号を送信する送信部と、受信部に監視信号を入力し動作検証を行う監視部と、を有する航法支援装置の航法支援方法において、
   受信部からの出力信号を監視し、
   航空機からの質問信号ではない信号に対する応答信号の送信電波の形成を停止する航法支援方法。
8. 航空機からの質問信号を受信する受信部と、受信した質問信号に対する応答信号を送信する送信部と、受信部に監視信号を入力し動作検証を行う監視部と、を有する航法支援装置のコンピュータに、
   受信部からの出力信号を監視する処理と、
   航空機からの質問信号ではない信号に対する応答信号の送信電波の形成を停止する処理と、
   を実行させるプログラム。

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