JP5115580B2 - マルチラテレーションシステム、マルチラテレーション受信局の信号処理方法、及びその処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、複数の受信局を備えた航空管制用のマルチラテレーションシステムにおける受信局に係り、特に受信局の出力の出力であるモードＡ応答，及びモードＣ応答を間引く（選択抽出する）ことによりシステムの処理負荷を軽減すると共に、受信局とセンタ局間の回線容量が各受信局のＳＳＲ受信情報全てを送るのに十分でない場合でも、モードＳ受信情報については回線による損失を少なくするようにしたマルチラテレーション用受信局、受信信号処理方法、およびその処理プログラムに関する。

航空管制システムにおける航空機監視用センサーシステムとして、従来より航空管制用レーダ装置が用いられている。
この航空管制用レーダは、通常、一次監視レーダ装置（ＰＳＲ：Ｐrimary Ｓurveillance Ｒader）と二次監視レーダ装置（ＳＳＲ：Ｓecondary Ｓurveillance Ｒader）とを備えて構成されている。

この内、一次監視レーダ装置は、地上から放射されるＲＦ信号（Ｒadio Ｆrequency信号：無線信号）に対する航空機からの反射信号に基づいて航空機の探知及び位置情報の抽出を行うものである。又、二次監視レーダ装置は、自身の質問信号に対する航空機の応答から航空機の探知および位置情報の抽出のほか、各航空機の識別情報であるモードＡ，や航空機に搭載された気圧高度計による高度情報であるモードＣ，を抽出して管制機関に提供し得るように構成されている。

二次監視レーダ装置にはモードＳ機能を含むものがある。このモードＳ機能は、各航空機に付与されたＩＤ（２４ビットアドレス）による個別選択呼出し機能であって、上述したモードＡにおける識別情報及びモードＣにおける高度情報に加えて、進路情報や速度情報等も得ることを、その内容とする実行機能である。

このような二次監視レーダ装置では、モードＳアドレスと呼ばれる識別情報による航空機への個別質問が可能になっているほか、データリンク機能によって地上／航空機間の情報のやりとりが可能になっている。

又、二次監視レーダ装置の上記モードＳ機能を有効にするために、航空機側では、モードＳトランスポンダを実装する必要があり、自身のモードＳコードでの個別質問に対して応答するほか、トランスポンダによっては衝突防止装置のアラーム情報、航空機の飛行パラメータなどを、データリンク機能を用いて地上に送信できる機能を有している。

更に、上記モードＳトランスポンダにかかるシステムにあっては、地上からの質問によらず定期的にモードＳアドレスを放送する機能を有している。この定期的に放送される情報はモードＳスキッタと呼ばれている。

航空管制の分野では、モードＳスキッタやモードＳ機能をもつＳＳＲ地上局（以下「モードＳ地上局」と呼ぶ）からの質問に対するモードＳ応答を、複数の受信局で同時受信する際の時刻差を利用して航空機の三次元位置を特定すると共に、モードＳ応答に含まれる識別情報で当該航空機を特定し、この情報を用いて航空管制を行うマルチラテレーション（Ｍultilateration）システムと呼ばれるシステムが開発されている。

このマルチラテレーションシステムでは、モードＳトランスポンダを搭載していない航空機についても、ＳＳＲ地上局からの質問に対するモードＡ応答及びモードＣ応答（以下、モードＡ／Ｃ応答という）を用いて、現在位置の特定を行っている。

図４（Ａ）（Ｂ）に、従来より知られているマルチラテレーションシステムの基本的な構成を示す。この図４（Ａ）において、マルチラテレーションシステムは、複数の受信局１０１，１０２，…，１０ｎを備えている。
この複数の各受信局１０１，１０２，…，１０ｎは、それぞれＬ帯の無指向性アンテナ１０１Ａ，１０２Ａ，…，１０ＮＡを有し、更に、航空機から送られるモードＳスキッタ，モードＳ応答，及びモードＡ／Ｃ応答に対するデコード機能をも備えている。

又、この各受信局１０１，１０２，…，１０ｎは、当該各受信局１０１，１０２，…，１０ｎで受信される情報を、精度の高い受信時刻情報と共にそれぞれ個別に伝送手段Ｄ（Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎ）を介して、位置情報算出手段１２０に伝送する機能を備えている。

この位置情報算出手段１２０は、各受信局１０１，１０２，…，１０ｎから送られてくるモードＳスキッタ，モードＳ応答，及びモードＡ／Ｃ応答の受信時刻の差を用いて航空機の三次元位置を算出する三次元位置算出機能を有し、各応答信号に含まれる識別情報と共にそれらの情報を管制支援手段１３０に送出するようになっている。

この図４において、符号１３０は位置情報算出手段１２０から送られた情報を管制用表示装置などに表示する管制支援手段を示す。
ここで、上記複数の受信局１０１，１０２，…，１０ｎは目的とする捜索領域に応じてそれぞれ異なった場所に配置されており、これら受信局１０１，１０２，…，１０ｎの厳密な測位情報は、予め位置情報算出手段１２０に格納されている。

図４（Ｂ）に、上記受信局１０１の基本構成を示す。
この図４（Ｂ）において、符号１０１Ａは前述したＬ帯の無指向性アンテナを示す。この受信局１０１は、無指向性アンテナ１０１Ａで捕捉されたモードＳスキッタ，モードＳ応答，及びモードＡ／Ｃ応答を受信し検波する受信・検波手段１１２と、この受信され検波されて得られるビデオ信号から航空機からの情報を解読するＳＳＲ応答デコード手段１１３とを備えている。

この受信局１０１は、更に、デコードされた（解読後の）モードＳスキッタ又はモードＳ応答を伝送回線１１５を介して受信するメッセージ生成手段１１７を備えている。このメッセージ生成手段１１７は、同じくデコードされた（解読後の）モードＡ／Ｃ応答を伝送回線１１６を介して受信する機能を備えている。

上記メッセージ生成手段１１７は、モードＳスキッタ又はモードＳ応答及びモードＡ／Ｃ応答を、受信時刻情報を含んだメッセージに編集する機能を備えている。符号１１８はメッセージ生成手段１１７で形成されたメッセージを図４（Ａ）の位置情報算出手段１２０に伝送するためのインタフェース手段を示す。このインタフェース手段１１８は、図４（Ａ）に開示した伝送手段Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎとの整合用として置かれるインタフェースを示す。
他の受信局１０２，１０３，…，１０ｎも、上述した受信局１０１と同等に構成されている。

今、或る１機の航空機に搭載されたモードＳトランスポンダから定期的に放送されるモードＳスキッタ或いはモードＳ地上局のロールコールに対するモードＳ応答を例にとると、図４（Ａ）（Ｂ）に示したマルチラテレーションシステムの基本的な動作は次のようになる。

即ち、航空機を個別に特定できるモードＳアドレスを有するモードＳスキッタ或いはモードＳ応答は、図４に示した構成から成る複数の受信局１０１，１０２，…，１０ｎで受信される。その後、この受信された複数の受信信号は、各受信局１０１，１０２，…，１０ｎでデコード処理されモードＳコードが抽出される。このモードＳコード情報と精度の高い受信時刻を含むモードＳスキッタ或いはモードＳ応答情報は、受信メッセージとして各受信局１０１，１０２，…，１０ｎから位置情報算出手段１２０に送られる。

位置情報算出手段１２０ではモードＳアドレスにより各受信局１０１，１０２，…，１０ｎから送られてくる受信メッセージを容易に対応づけることができるため、各受信局１０１，１０２，…，１０ｎの精密な設置位置情報に基づいて、同一モードＳスキッタの４箇所以上の受信局１０１，１０２，…，１０ｎでの受信時刻差から、当該航空機の現在位置における三次元位置を算出することができる。

このように、マルチラテレーションシステムでは、モードＳトランスポンダを有する航空機（以下「モードＳ機」という）が、主要な捜索の対象機となる。
一方、実際には、全ての航空機がモードＳトランスポンダを搭載しているわけではないため、隣接するＳＳＲ地上局からのモードＡ／Ｃ質問に対応した航空機からのモードＡ／Ｃ応答から航空機位置を特定することも、航空管制の運用面からは求められる。

但し、自らモードＡ／Ｃ質問をしない受信局では、受信したモードＡ／Ｃ応答から単純に航空機を識別することができない。このため、位置情報算出手段１２０において、例えば全ての応答をモードＡ応答として取扱うと共に、一致がとれる受信メッセージの組だけについて三次元位置算出を行う、といったモードＳ応答とは異なった処理を追加する必要がある。
かかる場合、一般的に、モードＡ／Ｃ応答による位置算出は、モードＳ応答の場合に比べ位置情報算出のための処理量が多くなる。

上述したマルチラテレーションシステムに関連する技術として、以下に示す特許文献１乃至３が知られている。

特許文献１に記載には、従来からあるＡＴＣＲＢＳトランスポンダを搭載する航空機とモードＳトランスポンダを搭載する航空機とが混在する監視空域を監視する二次監視レーダ装置に関するもので、特に、モードＳ専用オールコールに対するＡＴＣＲＢＳトランスポンダの誤応答を確実に除去し得るようにしたものであり、これにより、モードＳトランスポンダを搭載した航空機の安全運行に寄与し得るようにした発明が開示されている。

又、特許文献２には、二次監視レーダ装置に関するものであり、特に、各繰り返し周期内においてモードＳ一括質問／応答、及びモードＡ／Ｃ一括質問／応答の両方の処理ができ、且つモードＳ一括質問信号に誤応答する航空機搭載トランスポンダを検知しないようにし、これによってモードＳ一括質問信号に対する誤応答の弊害を有効に排除し、これにより、モードＳトランスポンダを搭載した航空機の安全運行に寄与し得るようにした発明が開示されている。

更に、特許文献３には、空港面探知レーダ（ＡＳＤＥ）を用いて空港面を走査し、空港面上にある目標の位置情報を算出して表示する空港面監視装置に関するもので、特に、ＡＳＤＥでは位置検出に困難を伴う低空域における航空機の位置の検出に対して、マルチラテレーションの情報を統合することによって補完し、これによって効率的で安全な航空管制の実現可能とした空港面監視システムが開示されている。

特開２００５−０８３８１５号公報 特開２００６−０２９８７２号公報 特開２００７−３３３４２７号公報

航空機のＳＳＲトランスポンダの応答を無指向性のアンテナを持つ複数の受信局で受信するこのようなマルチラテレーションシステムにあっては、モードＳ機とモードＡ／Ｃ機が混在した状態にあっては、モードＳ機の応答数に比べてモードＡ／Ｃ機の応答数が多くなり、システム動作に影響を与える場合が生じる。

ここで、モードＳ機の応答数とモードＡ／Ｃ機の応答数をある条件で比較すると、次のようになる。

今、マルチラテレーションシステムの覆域内のモードＳ機１機を考えると、モードＳスキッタはＳＳＲ地上局の有無に関係なく約１秒に１回、モードＳ応答については空港監視用のモードＳ地上局（アンテナ回転周期は約４秒）Ｋ局（Ｋは整数）が隣接しているとすると、ロールコールへの応答として約４秒にＫ回受信局で受信される。従って、実際のモードＳ機がＬ機（Ｌは整数）とすると、モードＳスキッタ及びモードＳ応答受信総数は、およそ４秒当たりＬ×（Ｋ＋４）となる。

一方、モードＡ／Ｃ機については、ＳＳＲ（二次監視レーダ）地上局のアンテナビームが当該航空機を向いている間、応答が受信されると考えられるので、ＳＳＲ地上局のアンテナビーム幅を２．５度、質問の繰り返し周期を１．４（ミリ秒）とすると、ＳＳＲ地上局１局の質問への応答として１機当たり約２０回程度トランスポンダからの応答があることになる。

隣接する空港監視用のＳＳＲ地上局（モードＡ／Ｃ質問）がＭサイト（Ｍは整数）、モードＡ／Ｃ機がＮ機（Ｎは整数）とすると、４秒当たりのモードＡ／Ｃ応答数は、およそ２０×Ｍ×Ｎとなる。
仮に、モードＳ及びモードＡ／Ｃ地上局数Ｋ，及びＭサイト（Ｍは整数）をそれぞれ４局、モードＳ機及びモードＡ／Ｃ機がそれぞれ３０機存在していた場合の試算をすると、４秒当たりのモードＳ応答数２４０に対し、モードＡ／Ｃ応答は２４００とモードＳ応答の１０倍になる。

隣接するモードＡ／ＣのＳＳＲサイト数やモードＡ／Ｃ機が更に増えると、モードＳ応答数とモードＡ／Ｃ応答数の差はより大きくなる。従って、このような環境下でマルチラテレーションシステムを運用しようとすると、次のような問題が生じる。

即ち、図４（Ａ）の受信局１０１〜１０Ｎから位置情報算出手段１２０に受信情報を伝送する伝送手段Ｄ１〜Ｄｎの伝送容量が、受信局１０１〜１０Ｎで受信する全応答情報を伝送するのに十分でない場合、モードＡ／Ｃ応答が多い状況では、各応答の受信のタイミングによってモードＳスキッタ或いはモードＳ応答情報を送れなくなる場合が出てくる。

このため、これを放置しておくと、モードＳアドレスによって航空機を特定でき確実に位置情報算出に用いられるモードＳスキッタ或いはモードＳ応答情報であっても伝送上に欠落が発生した場合には、システムの検出性能の劣化につながるという課題がある。

更に、位置情報算出手段１２０に多くのモードＡ／Ｃ応答情報が送られると、位置情報算出手段１２０の処理容量によっては、処理負荷の高いモードＡ／Ｃ応答での位置情報算出処理のため、モードＳスキッタやモードＳ応答による位置情報抽出処理が制限されてしまう場合が出てくるという課題もある。

〔発明の目的〕
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、特定のモードＡ／Ｃ応答の受信が除去されることなく各受信局を介して取り込まれるモードＡ／Ｃ応答情報を全体的に減少させると共に、これによりモードＡ／Ｃ応答情報によってモードＳスキッタやモードＳ応答にかかる情報が除去されることを有効に抑制してなるマルチラテレーションシステム、マルチラテレーション受信局の信号処理方法、およびその信号処理プログラムを提供することを、その目的とする。

上記目的を達成するため、本発明にかかるマルチラテレーションシステムは、相互に所定間隔を隔てて地上局として設置され航空機などの目標物が搭載するトランスポンダから送信されるスキッタ信号若しくはＳＳＲ応答信号を受信する複数の受信局と、この複数の受信局で受信された各受信信号の到達時間差から目標物の三次元位置情報を算出すると共に前記受信信号から対応する目標物からの識別情報を得るようにした目標処理装置としてのセンタ局とを備えたマルチラテレーションシステムにあって、

前記各受信局は、受信し取り出された前記ＳＳＲ応答信号をデコードして航空機からの情報を分析するＳＳＲ応答デコード手段と、このＳＳＲ応答デコード手段でデコードされたモードＳスキッタ，モードＳ応答，およびモードＡ／Ｃを含む情報を受信時刻情報と共にメッセージに編集して前記センタ局へ出力するメッセージ生成手段とを備え、
このＳＳＲ応答デコード手段と前記メッセージ生成手段との間に、前記ＳＳＲ応答デコード手段より出力される受信信号から前述したモードＡ／Ｃを経時的に不規則に間引いて前記メッセージ生成手段に送り込むモードＡ／Ｃ信号間引手段を介装したことを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明にかかるマルチラテレーション受信局の信号処理方法は、相互に所定間隔を隔てて地上局として設置され航空機などの目標物が搭載するトランスポンダから送信されるスキッタ信号若しくはＳＳＲ応答信号を受信する複数の受信局と、この複数の受信局で受信された各受信信号の到達時間差から目標物の三次元位置情報を算出すると共に前記受信信号から対応する目標物からの識別情報を得るようにした目標処理装置としてのセンタ局とを備えたマルチラテレーションシステムにあって、

前記各受信局の内の一の受信局で受信し取り出された前記ＳＳＲ応答信号を、ＳＳＲ応答デコード手段がデコードして航空機からの情報を分析し、
このＳＳＲ応答デコード手段でデコードされ分析されて得られたモードＳスキッタ，モードＳ応答，およびモードＡ／Ｃを含む情報の内の前記モードＳスキッタ及びモードＳ応答を含む情報を、ＳＳＲ応答デコード手段がメッセージ生成手段へ転送すると共に、前記モードＡ／Ｃについてはこれを、モードＡ／Ｃ信号間引手段が経時的に不規則に間引いて前記メッセージ生成手段に転送する構成とし、

このＳＳＲ応答デコード手段から直接送り込まれるモードＳスキッタ及びモードＳ応答を含む情報と前記モードＡ／Ｃ信号間引手段から送り込まれる経時的に不規則に間引かれたモードＡ／Ｃ信号とを、前記メッセージ生成手段がメッセージに編集して前記センタ局へ出力する構成としたことを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明にかかるマルチラテレーション受信局用信号処理プログラムは、相互に所定間隔を隔てて地上局として設置され航空機などの目標物が搭載するトランスポンダから送信されるスキッタ信号若しくはＳＳＲ応答信号を受信する複数の受信局と、この複数の受信局で受信された各受信信号の到達時間差から目標物の三次元位置情報を算出すると共に前記受信信号から対応する目標物からの識別情報を得るようにした目標処理装置としてのセンタ局とを備えたマルチラテレーションシステムにあって、

前記各受信局の内の一の受信局で受信し取り出された前記ＳＳＲ応答信号をデコードして航空機からの情報を分析するＳＳＲ応答信号分析処理機能、
このデコードされ分析されて得られたモードＳスキッタ，モードＳ応答，およびモードＡ／Ｃを含む情報の内の前記モードＳスキッタ及びモードＳ応答を含む情報を、メッセージ生成手段へ転送処理すると共に、前記モードＡ／Ｃについてもメッセージ生成用として経時的に不規則に間引き処理する機能、

および前記メッセージ生成用として特定した前記モードＳスキッタ及びモードＳ応答を含む情報と前記経時的に不規則に間引かれたモードＡ／Ｃ信号とを、メッセージの形態に編集して前記センタ局へ出力するメッセージ生成出力処理機能、
を設け、これらの各機能をコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とする。

本発明は上記のように構成したので、これによると、前記各受信局は、航空機からの信号を受信し取り出された前記ＳＳＲ応答信号の情報を分析しモードＳスキッタ，モードＳ応答，およびモードＡ／Ｃを含む情報を受信時刻情報をメッセージに編集して前記センタ局へ出力するに際し、特にモードＡ／Ｃを経時的に不規則に間引いて前記メッセージ生成手段に送り込むようにしたので、特定のモードＡ／Ｃ応答の受信が除去されることなく各受信局を介して取り込まれるモードＡ／Ｃ応答情報を全体的に減少させることができ、これによりモードＡ／Ｃ応答情報によってモードＳスキッタやモードＳ応答にかかる情報が除去されることを有効に抑制することができるという他に類例のない優れたマルチラテレーションシステム、マルチラテレーション受信局の信号処理方法、およびその信号処理プログラム、を提供することができる。

本発明にかかるマルチラテレーションシステムの一実施形態における受信局の一例を示すブロック図である。 図１に開示した実施形態の受信局を含むマルチラテレーションシステム全体を示すブロック図である。 図１に開示した実施形態の動作を示すタイミングチャートである。 関連技術におけるマルチラテレーションシステムの例を示す図で、図４（Ａ）はその受信局を含むマルチラテレーションシステム全体を示すブロック図、図４（Ｂ）はその受信局の一例を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施形態を、図１乃至図３に基づいて説明する。
最初に、基本的な内容について説明し、その後に具体的な内容について説明する。

図１乃至図２において、マルチラテレーションシステムは、相互に所定間隔を隔てて地上局として設置され航空機（目標物）６０，７０が搭載するトランスポンダから送信されるスキッタ信号若しくはＳＳＲ応答信号等の信号６２，６３を受信する複数の受信局１，２，…，Ｎと、この複数の受信局１，２，…，Ｎで受信された各受信信号６２，６３のそれぞれの到達時間差から目標物の三次元位置情報を算出すると共に前記受信信号６２，６３から対応する目標物からの識別情報を得るようにした目標処理装置としての位置情報算出手段（センタ局）１２０とを備えている。

上記各受信局１，２，…，Ｎの内、受信局１は、図１に示すように、航空機（目標物）６０，７０からの信号をアンテナ１ａを介して受信し検波してＳＳＲ応答信号等を取り出す受信・検波手段１１と、この受信・検波手段１１で取り出されたＳＳＲ応答信号等をデコードして航空機６０，７０からの情報を分析するＳＳＲ応答デコード手段１２と、このＳＳＲ応答デコード手段１２でデコードされたモードＳスキッタ，モードＳ応答，およびモードＡ／Ｃを含む情報を受信時刻情報と共にメッセージに編集して前記位置情報算出手段（センタ局）１２０へ出力するメッセージ生成手段１３とを備えている。

このＳＳＲ応答デコード手段１２と前記メッセージ生成手段１３との間には、前記ＳＳＲ応答デコード手段１２より出力される受信信号から前記モードＡ／Ｃをを対象としてこれを経時的に不規則に間引いて前記メッセージ生成手段１３に送り込むモードＡ／Ｃ信号間引手段１４が介装されている。
これにより、航空機６０，７０からの多量のモードＡ／Ｃ信号が適度に間引かれてメッセージ生成手段１３に取り込まれるようになっている。

ここで、前述したＳＳＲ応答デコード手段１２とメッセージ生成手段１３との間には、モードＳ応答にかかる信号を伝送する一方の伝送回路１２Ａと、この一方の伝送回路１２Ａに併設して前記モードＡ／Ｃ応答にかかる信号を伝送する他方の伝送回路１２Ｂとが配設されている。そして、前述したモードＡ／Ｃ信号間引手段１４は、他方の伝送回路１２Ｂ側に配置されている。

又、上記ＳＳＲ応答デコード手段１２は、モードＳ応答にかかる信号とモードＡ／Ｃ応答にかかる信号とを混在することなく分けてメッセージ生成手段１４へ送信する信号振り分け送信機能を備えている。これにより、モードＳ応答にかかる信号及びモードＡ／Ｃ応答にかかる信号に対するその後の各信号処理が円滑に成されるようになっている。

前述したモードＡ／Ｃ信号間引手段１４は、当該モードＡ／Ｃ信号間引手段１４で実行される前記モードＡ／Ｃ応答にかかる信号の間引き処理を、外部入力され且つ経時的に不規則に変化する間引き用のランダムタイミングゲート信号ＲＴに基づいて実行するようになっている。

このモードＡ／Ｃ信号間引手段１４には、実際には前記間引き用のランダムタイミングゲート信号ＲＴを生成する疑似ランダムタイミングゲート信号発生手段１５が併設されている。更に、この疑似ランダムタイミングゲート信号発生手段１５には、前述したランダムタイミングゲート信号生成用で繰り返しの規則的な基準ゲート信号を生成する基準信号生成手段１６が併設されている。そして、この繰り返しの規則的な基準ゲート信号を繰り返しが不規則な信号へ前述した疑似ランダムタイミングゲート信号発生手段が変換（生成）するように構成されている。

ここで、前記基準信号生成手段１６は、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信アンテナ１６Ａと、このＧＰＳ受信アンテナ１６Ａで受信されるＧＰＳ正秒を抽出するＧＰＳ受信・時刻情報抽出手段１６Ｂとを備えて構成されている。そして、このＧＰＳ受信・時刻情報抽出手段１６Ｂが、前記ＧＰＳ正秒に基づいて前記ランダムタイミングゲート信号生成用の基準ゲート信号を生成する基準ゲート信号生成機能を備えている。

符号１８はメッセージ生成手段１３で形成されたメッセージを図２の位置情報算出手段１２０に伝送するためのインタフェース手段を示す。このインタフェース手段１８は、図２に開示した伝送手段Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎとの整合用として置かれるインタフェースを示す。他の受信局２，３，…Ｎも、上述した受信局１０１と同等に構成されている。

〔具体的内容〕
次に、上記実施形態の内容を、更に具体的に説明する。
本実施形態は、前述した目的を達成するため、上述したように、マルチラテレーション受信局１にて捕捉されたモードＡ／Ｃ応答を不規則のタイミングで間引きして送り出すモードＡ／Ｃ応答間引手段１４と、このモードＡ／Ｃ応答間引手段１４の動作を規制する不規則な擬似ランダムタイミングのゲート信号（モードＡ／Ｃ応答を抽出するためのゲート信号）を発生させる擬似ランダムタイミングゲート発生手段１５とを備えている。

又、ＧＰＳ信号のタイミングに基づいてモードＡ／Ｃ応答間引き用のゲート信号の元になる基準ゲート信号を生成する基準信号生成手段（ＧＰＳ受信・時刻抽出手段）１６を設け、この基準ゲート信号に基づいて前述した擬似ランダムタイミングゲート信号ＲＴを形成するように構成されている。

ここで、擬似ランダムタイミングゲート発生手段１５は、例えばＧＰＳ受信機から毎秒１回の時刻タイミング信号（１ＰＰＳ信号：時刻信号）を受け、モードＡ／Ｃ応答を抽出するための時間幅Ｔacのゲート信号Ｇt を発生する（図３参照）。このゲート信号Ｇt の発生タイミングは１ＰＰＳ信号を受信してからＴｄ時間だけ遅らせるものとし、この遅延時間を１ＰＰＳ信号の受信ごとに１−Ｔａｃ時間の間で不規則に変化させる。

近接するＳＳＲ地上局の回転周期が整数秒に近い場合には、１ＰＰＳに同期したゲート信号Ｇt を発生すると特定の領域の航空機からのモードＡ／Ｃ応答が除去されてしまう場合があるが、ゲート信号Ｇt を１ＰＰＳ信号に対し不規則なタイミングで発生させることにより、特定の領域の航空機からのモードＡ／Ｃ応答が除去されることを防ぎつつ各受信局からのモードＡ／Ｃ応答出力を間引くことができる。

これを更に詳述する。
図１に示すように、ＧＰＳ時刻同期システムであるＧＰＳ受信・時刻抽出手段１６Ｂは、ＧＰＳアンテナ１６Ａを介してＧＰＳ信号を受信し、精度の高い時刻信号（例えば１ＰＰＳ信号）を出力する機能を備えている。

又、擬似ランダムタイミングゲート発生手段１５は、構成としてカウンタ，擬似ランダムデータ発生器（乱数発生器），比較器，及びフリップフロップ回路などを含み、１ＰＰＳ信号でクリアされたカウンタの出力が乱数発生器の値と一致した時にゲート信号を立上げ、所定の時間（Ｔｄ）継続した後にそれを立ち下げる働きをする。

遅延時間に相当する擬似ランダムデータは、遅延時間が「１−Ｔａｃ」時間の間に収まるように設定され、前述した各受信局１，２，３，…，Ｎが同じ値を使えるように予めスケジューリングされている。

モードＡ／Ｃ応答間引手段１４は、ＡＮＤゲートであり、当該モードＡ／Ｃ応答抽出ゲート１４がアクティブな時にモードＡ／Ｃ応答をメッセージ生成手段１３に出力する。即ち、間引いて（選択し抽出して）得られたモードＡ／Ｃ応答をメッセージ生成手段１３に出力する。
その他の基本的な構成は、前述した図４に開示した内容と同一となっている。

〔動作説明〕
次に、上記実施形態の全体的な動作を、図３のタイムチャートに基づいて説明する。
まず、前述した図２はマルチラテレーションシステムの動作環境を示す系統図でもある。この図２では、図１に示す受信局１の基本構成図にあって、隣接するＳＳＲサイト５０、モードＡ／Ｃ機６０、モードＡ／Ｃ質問・応答信号６１、モードＳスキッタ又はモードＳ応答信号６２、モードＡ／Ｃ応答信号６３、モードＳ機７０を加えたものである。

実際の環境では、隣接ＳＳＲサイト５０、モードＡ／Ｃ機６０、モードＳ機７０とも複数であるが、説明を簡単にするためにそれぞれ１サイト及び１機ずつとしている。
この図２において、各受信局１，２，…，Ｎでは、モードＳ機７０からのモードＳ応答に加えて隣接ＳＳＲサイト５０からの質問に応答するモードＡ／Ｃ機からの応答信号が、例えば受信局Ｎでは符号６３で表すように受信される。

又、図３に示すタイムチャートにおいて、符号Ｓ１は隣接ＳＳＲサイト５０のノースタイミング信号を示し、符号Ｓ２はモードＡ／Ｃ機６０からのモードＡ／Ｃ応答を受信・検波手段１２で受信検波しＳＳＲ応答デコード手段１２でデコードして得られる信号（モードＡ／Ｃ応答データ）を示す。
又、符号Ｓ３はＧＰＳ受信・時刻抽出手段１６Ｂで抽出されたＧＰＳの１ＰＰＳ信号（時刻信号）を示し、符号Ｓ４は符号Ｓ３に同期したタイミングで生成され出力されるモードＡ／Ｃ抽出ゲート信号（基準ゲート信号）の一例を示す。

更に、符号Ｓ５は擬似ランダムデータを用いて発生タイミングを不規則にさせたモードＡ／Ｃ抽出ゲート信号ＲＴで、擬似ランダムタイミングゲート発生手段１５で生成され出力される不規則ゲート信号の例を示す。

即ち、記号Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８は、記号Ｓ２のＳＳＲ応答が継続的にモードＡ／Ｃ抽出ゲートに入らないタイミングであることを示す矢印である。また、記号Ｔ９は、記号Ｓ２のＳＳＲ応答がモードＡ／Ｃ抽出ゲートに入るタイミングがあることを示す矢印である。

この図３において、受信局１からのモードＡ／Ｃ応答を間引く（抽出する）ために１秒当たりＴａｃ時間幅のモードＡ／Ｃ抽出ゲートＲＴ（不規則な抽出ゲート信号）を発生し、この時間だけモードＡ／Ｃ応答を受信局１から位置情報算出手段１２０に出力する。

実際の環境として、複数の航空機や複数のＳＳＲ地上局を考えると、Ｓ２に示すような応答が全ての時間帯にわたって受信局に入力されることになる。しかしながら、ここでは説明を簡単にするためにモードＡ／Ｃ機１機からの応答を表示している。

この符号Ｓ５に示すように、抽出タイミングをＧＰＳ正秒に対し擬似ランダムにずらせているため、間引かれるモードＡ／Ｃ応答があるものの、タイミングＴ９に示すように何処かのタイミングの抽出ゲートでピックアップされることから、常に規則的に特定のモードＡ／Ｃ応答が除去されるという不都合はない。

今、仮に、ＧＰＳ正秒に同期した抽出ゲートＳ４を適用することを想定する。そして、隣接ＳＳＲサイト５０のアンテナ回転数が１秒の整数倍に近い値とすると、タイミングＴ６〜Ｔ８に示すように、信号Ｓ４は信号Ｓ１に対して、常に同じように、モードＡ／Ｃ抽出ゲートに入らないタイミングで出力される事態が発生する。

この場合、隣接ＳＳＲサイト５０のモードＡ／Ｃ応答について適用すると、ほとんど常にある方位範囲のモードＡ／Ｃ応答が除去されることになる。従って、モードＡ／Ｃ抽出ゲート信号でモードＡ／Ｃ応答を間引くためには、ゲート信号発生の擬似ランダム性が必要になる。ここで、間引くとは、本実施形態では、この時間だけモードＡ／Ｃ応答を特定し受信局１から位置情報算出手段１２０に伝送することを意味する。上述した各内容説明にあっても同様である。

〔実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態にあっては、各受信局１，２，…Ｎで多量に受信されるモードＡ／Ｃ応答について、各受信局１，２，…Ｎが、ＧＰＳ正秒に対し予め定められた擬似的にランダムなタイミングで発生させたモードＡ／Ｃ抽出ゲート信号によりモードＡ／Ｃ応答を選択的に抽出（間引いたモードＡ／Ｃゲート信号を伝送）することにより、特定の航空機からのモードＡ／Ｃ応答を連続的に削除することなくそれぞれの受信局からのモードＡ／Ｃ応答数を削減することができるという特長を有している。

上述した実施形態については、その新規な技術的な内容の要点をまとめると、以下のようになる。尚、本発明は必ずしもこれに限定するものではない。

（付記１）
相互に所定間隔を隔てて地上局として設置され航空機などの目標物が搭載するトランスポンダから送信されるスキッタ信号若しくはＳＳＲ応答信号を受信する複数の受信局と、この複数の受信局で受信された各受信信号の到達時間差から目標物の三次元位置情報を算出すると共に前記受信信号から対応する目標物からの識別情報を得るようにした目標処理装置としてのセンタ局とを備えたマルチラテレーションシステムにあって、
前記各受信局は、受信し取り出された前記ＳＳＲ応答信号をデコードして航空機からの情報を分析するＳＳＲ応答デコード手段と、このＳＳＲ応答デコード手段でデコードされたモードＳスキッタ，モードＳ応答，およびモードＡ／Ｃを含む情報を受信時刻情報と共にメッセージに編集して前記センタ局へ出力するメッセージ生成手段とを備え、
このＳＳＲ応答デコード手段と前記メッセージ生成手段との間に、前記ＳＳＲ応答デコード手段より出力される受信信号から前記モードＡ／Ｃを経時的に不規則に間引いて前記メッセージ生成手段に送り込むモードＡ／Ｃ信号間引手段を介装したことを特徴とするマルチラテレーションシステム。

（付記２）
付記１に記載のマルチラテレーションシステムにおいて、
前記ＳＳＲ応答デコード手段と前記メッセージ生成手段との間に、モードＳ応答にかかる信号を伝送する一方の伝送回路と、この一方の伝送回路に併設して前記モードＡ／Ｃ応答にかかる信号を伝送する他方の伝送回路とを配設し、
前記モードＡ／Ｃ信号間引手段を前記他方の伝送回路側に配置したことを特徴とするマルチラテレーションシステム。

（付記３）
付記２に記載のマルチラテレーションシステムにおいて、
前記モードＡ／Ｃ信号間引手段は、当該モードＡ／Ｃ信号間引手段で実行される前記モードＡ／Ｃ信号の間引き処理を、外部入力され且つ経時的に不規則に変化する間引き用のランダムタイミングゲート信号に基づいて実行するようにしたことを特徴とするマルチラテレーションシステム。

（付記４）
付記３に記載のマルチラテレーションシステムにおいて、
前記モードＡ／Ｃ信号間引手段に、前記間引き用のランダムタイミングゲート信号を生成する疑似ランダムタイミングゲート信号発生手段を併設すると共に、
この疑似ランダムタイミングゲート信号発生手段に、前記ランダムタイミングゲート信号生成用の基準ゲート信号を生成する基準信号生成手段を併設したことを特徴とするマルチラテレーションシステム。

（付記５）
付記４に記載のマルチラテレーションシステムにおいて、
前記基準信号生成手段を、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信アンテナと、この受信されたＧＰＳ正秒を抽出するＧＰＳ受信・時刻情報抽出手段とを備えた構成とすると共に、
前記ＧＰＳ受信・時刻情報抽出手段が、前記ＧＰＳ正秒に基づいて前記ランダムタイミングゲート信号生成用の基準ゲート信号を生成する基準ゲート信号生成機能を備えていることを特徴としたマルチラテレーションシステム。

（付記６）
相互に所定間隔を隔てて地上局として設置され航空機などの目標物が搭載するトランスポンダから送信されるスキッタ信号若しくはＳＳＲ応答信号を受信する複数の受信局と、この複数の受信局で受信された各受信信号の到達時間差から目標物の三次元位置情報を算出すると共に前記受信信号から対応する目標物からの識別情報を得るようにした目標処理装置としてのセンタ局とを備えたマルチラテレーションシステムにあって、
前記各受信局の内の一の受信局で受信し取り出された前記ＳＳＲ応答信号を、ＳＳＲ応答デコード手段がデコードして航空機からの情報を分析し、
このＳＳＲ応答デコード手段でデコードされ分析されて得られたモードＳスキッタ，モードＳ応答，およびモードＡ／Ｃを含む情報の内の前記モードＳスキッタ及びモードＳ応答を含む情報を、ＳＳＲ応答デコード手段がメッセージ生成手段へ転送すると共に、前記モードＡ／Ｃについてはこれを、モードＡ／Ｃ信号間引手段が経時的に不規則に間引いて前記メッセージ生成手段に転送する構成とし、
このＳＳＲ応答デコード手段から直接送り込まれるモードＳスキッタ及びモードＳ応答を含む情報と前記モードＡ／Ｃ信号間引手段から送り込まれる経時的に不規則に間引かれたモードＡ／Ｃ信号とを、前記メッセージ生成手段がメッセージに編集して前記センタ局へ出力する構成としたことを特徴としたマルチラテレーション受信局の信号処理方法。

（付記７）
付記６に記載のマルチラテレーションシステム受信局の信号処理方法において、
前記モードＡ／Ｃ信号間引手段で実行される前記モードＡ／Ｃ信号の間引き処理は、前記モードＡ／Ｃ信号間引手段に外部入力され且つ経時的に不規則に変化する間引き用のランダムタイミングゲート信号に基づいて実行するようにしたことを特徴とするマルチラテレーション受信局の信号処理方法。

（付記８）
付記７に記載のマルチラテレーションシステム受信局の信号処理方法において、
間引き用のランダムタイミングゲート信号は、基準信号生成手段がＧＰＳ信号を受信すると共に当該受信したＧＰＳ信号のタイミングに基づいてモードＡ／Ｃ信号捕捉用の基準ゲート信号を生成し、
この生成された基準ゲート信号を構成する各ゲートパルスの出力タイミングを、疑似ランダムタイミングゲート信号発生手段が不規則に変化させるように出力制御することにより生成したことを特徴とするマルチラテレーション受信局の信号処理方法。

（付記９）
相互に所定間隔を隔てて地上局として設置され航空機などの目標物が搭載するトランスポンダから送信されるスキッタ信号若しくはＳＳＲ応答信号を受信する複数の受信局と、この複数の受信局で受信された各受信信号の到達時間差から目標物の三次元位置情報を算出すると共に前記受信信号から対応する目標物からの識別情報を得るようにした目標処理装置としてのセンタ局とを備えたマルチラテレーションシステムにあって、
前記各受信局の内の一の受信局で受信し取り出された前記ＳＳＲ応答信号をデコードして航空機からの情報を分析するＳＳＲ応答信号分析処理機能、
このデコードされ分析されて得られたモードＳスキッタ，モードＳ応答，およびモードＡ／Ｃを含む情報の内の前記モードＳスキッタ及びモードＳ応答を含む情報をメッセージ生成用とすると共に、前記モードＡ／Ｃについてもメッセージ生成用として経時的に不規則に間引き処理する機能、
及び前記メッセージ生成用として特定した前記モードＳスキッタ及びモードＳ応答を含む情報と前記経時的に不規則に間引かれたモードＡ／Ｃ信号とを、メッセージの形態に編集して前記センタ局へ出力するメッセージ生成出力処理機能、
を設け、これらの各機能をコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とするマルチラテレーション受信局用信号処理プログラム。

（付記１０）
付記９に記載のマルチラテレーションシステム受信局用信号処理プログラムにおいて、
前記モードＡ／Ｃ信号の間引き処理を、外部入力され且つ経時的に不規則に変化する間引き用のランダムタイミングゲート信号に基づいて実行する間引き処理実行機能を設け、 これを前記コンピュータに実現させるようにしたことを特徴とするマルチラテレーション受信局用信号処理プログラム。

一定周期で複数の情報が複数箇所から同時に連続して送られてくる信号集中受信局の信号処理に好適な手法である。

１，２，…Ｎ 受信局
１ａ，２ａ，…Ｎａ Ｌ帯無指向性アンテナ
１１ 受信・検波手段
１２ ＳＳＲ応答デコード手段
１２Ａ 一方の伝送回路
１２Ｂ 他方の伝送回路
１３ メッセージ生成手段
１４ モードＡ／Ｃ信号間引き手段（モードＡ／Ｃ信号選択抽出手段）
１５ 擬似ランダムゲート発生手段
１６ 基準信号生成手段
１６Ａ ＧＰＳアンテナ
１６Ｂ ＧＰＳ受信・時刻抽出手段
６０ モードＡ／Ｃ機
６１ モードＡ／Ｃ質問及び応答
６２ モードＳ応答
６３ モードＡ／Ｃ応答
７０ モードＳ機
１２０ 位置情報抽出手段
１３０ 管制支援手段
Ｓ１ 隣接ＳＳＲサイトのノース信号タイミング
Ｓ２ 隣接ＳＳＲサイトからの質問に対するモードＡ／Ｃ応答例
Ｓ３ ＧＰＳからの時刻信号（１ＰＰＳ信号）
Ｓ４ １ＰＰＳ信号に同期したモードＡ／Ｃ抽出用のゲート信号
Ｓ５ ランダムなタイミングで発生させたモードＡ／Ｃ抽出用のゲート信号
Ｔｄ ＧＰＳ正秒からの遅延時間
Ｔａｃ モードＡ／Ｃ抽出用ゲート信号の時間幅

Claims (10)

1. 相互に所定間隔を隔てて地上局として設置され航空機などの目標物が搭載するトランスポンダから送信されるスキッタ信号若しくはＳＳＲ応答信号を受信する複数の受信局と、この複数の受信局で受信された各受信信号の到達時間差から目標物の三次元位置情報を算出すると共に前記受信信号から対応する目標物からの識別情報を得るようにした目標処理装置としてのセンタ局とを備えたマルチラテレーションシステムにあって、
   前記各受信局は、受信し取り出された前記ＳＳＲ応答信号をデコードして航空機からの情報を分析するＳＳＲ応答デコード手段と、このＳＳＲ応答デコード手段でデコードされたモードＳスキッタ，モードＳ応答，およびモードＡ／Ｃを含む情報を受信時刻情報と共にメッセージに編集して前記センタ局へ出力するメッセージ生成手段とを備え、
   このＳＳＲ応答デコード手段と前記メッセージ生成手段との間に、前記ＳＳＲ応答デコード手段より出力される受信信号から前記モードＡ／Ｃを経時的に不規則に間引いて前記メッセージ生成手段に送り込むモードＡ／Ｃ信号間引手段を介装したことを特徴とするマルチラテレーションシステム。
2. 請求項１に記載のマルチラテレーションシステムにおいて、
   前記ＳＳＲ応答デコード手段と前記メッセージ生成手段との間に、モードＳ応答にかかる信号を伝送する一方の伝送回路と、この一方の伝送回路に併設して前記モードＡ／Ｃ応答にかかる信号を伝送する他方の伝送回路とを配設し、
   前記モードＡ／Ｃ信号間引手段を前記他方の伝送回路側に配置したことを特徴とするマルチラテレーションシステム。
3. 請求項２に記載のマルチラテレーションシステムにおいて、
   前記モードＡ／Ｃ信号間引手段は、当該モードＡ／Ｃ信号間引手段で実行される前記モードＡ／Ｃ信号の間引き処理を、外部入力され且つ経時的に不規則に変化する間引き用のランダムタイミングゲート信号に基づいて実行するようにしたことを特徴とするマルチラテレーションシステム。
4. 請求項３に記載のマルチラテレーションシステムにおいて、
   前記モードＡ／Ｃ信号間引手段に、前記間引き用のランダムタイミングゲート信号を生成する疑似ランダムタイミングゲート信号発生手段を併設すると共に、
   この疑似ランダムタイミングゲート信号発生手段に、前記ランダムタイミングゲート信号生成用の基準ゲート信号を生成する基準信号生成手段を併設したことを特徴とするマルチラテレーションシステム。
5. 請求項４に記載のマルチラテレーションシステムにおいて、
   前記基準信号生成手段を、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信アンテナと、この受信されたＧＰＳ正秒を抽出するＧＰＳ受信・時刻情報抽出手段とを備えた構成とすると共に、
   前記ＧＰＳ受信・時刻情報抽出手段が、前記ＧＰＳ正秒に基づいて前記ランダムタイミングゲート信号生成用の基準ゲート信号を生成する基準ゲート信号生成機能を備えていることを特徴としたマルチラテレーションシステム。
6. 相互に所定間隔を隔てて地上局として設置され航空機などの目標物が搭載するトランスポンダから送信されるスキッタ信号若しくはＳＳＲ応答信号を受信する複数の受信局と、この複数の受信局で受信された各受信信号の到達時間差から目標物の三次元位置情報を算出すると共に前記受信信号から対応する目標物からの識別情報を得るようにした目標処理装置としてのセンタ局とを備えたマルチラテレーションシステムにあって、
   前記各受信局の内の一の受信局で受信し取り出された前記ＳＳＲ応答信号を、ＳＳＲ応答デコード手段がデコードして航空機からの情報を分析し、
   このＳＳＲ応答デコード手段でデコードされ分析されて得られたモードＳスキッタ，モードＳ応答，およびモードＡ／Ｃを含む情報の内の前記モードＳスキッタ及びモードＳ応答を含む情報を、ＳＳＲ応答デコード手段がメッセージ生成手段へ転送すると共に、前記モードＡ／Ｃについてはこれを、モードＡ／Ｃ信号間引手段が経時的に不規則に間引いて前記メッセージ生成手段に転送する構成とし、
   このＳＳＲ応答デコード手段から直接送り込まれるモードＳスキッタ及びモードＳ応答を含む情報と前記モードＡ／Ｃ信号間引手段から送り込まれる経時的に不規則に間引かれたモードＡ／Ｃ信号とを、前記メッセージ生成手段がメッセージに編集して前記センタ局へ出力する構成としたことを特徴としたマルチラテレーション受信局の信号処理方法。
7. 請求項６に記載のマルチラテレーションシステム受信局の信号処理方法において、
   前記モードＡ／Ｃ信号間引手段で実行される前記モードＡ／Ｃ信号の間引き処理は、前記モードＡ／Ｃ信号間引手段に外部入力され且つ経時的に不規則に変化する間引き用のランダムタイミングゲート信号に基づいて実行するようにしたことを特徴とするマルチラテレーション受信局の信号処理方法。
8. 請求項７に記載のマルチラテレーションシステム受信局の信号処理方法において、
   間引き用のランダムタイミングゲート信号は、基準信号生成手段がＧＰＳ信号を受信すると共に当該受信したＧＰＳ信号のタイミングに基づいてモードＡ／Ｃ信号捕捉用の基準ゲート信号を生成し、
   この生成された基準ゲート信号を構成する各ゲートパルスの出力タイミングを、疑似ランダムタイミングゲート信号発生手段が不規則に変化させるように出力制御することにより生成したことを特徴とするマルチラテレーション受信局の信号処理方法。
9. 相互に所定間隔を隔てて地上局として設置され航空機などの目標物が搭載するトランスポンダから送信されるスキッタ信号若しくはＳＳＲ応答信号を受信する複数の受信局と、この複数の受信局で受信された各受信信号の到達時間差から目標物の三次元位置情報を算出すると共に前記受信信号から対応する目標物からの識別情報を得るようにした目標処理装置としてのセンタ局とを備えたマルチラテレーションシステムにあって、
   前記各受信局の内の一の受信局で受信し取り出された前記ＳＳＲ応答信号をデコードして航空機からの情報を分析するＳＳＲ応答信号分析処理機能、
   このデコードされ分析されて得られたモードＳスキッタ，モードＳ応答，およびモードＡ／Ｃを含む情報の内の前記モードＳスキッタ及びモードＳ応答を含む情報をメッセージ生成用とすると共に、前記モードＡ／Ｃについてもメッセージ生成用として経時的に不規則に間引き処理する機能、
   及び前記メッセージ生成用として特定した前記モードＳスキッタ及びモードＳ応答を含む情報と前記経時的に不規則に間引かれたモードＡ／Ｃ信号とを、メッセージの形態に編集して前記センタ局へ出力するメッセージ生成出力処理機能、
   を設け、これらの各機能をコンピュータに実現させるようにしたことを特徴とするマルチラテレーション受信局用信号処理プログラム。
10. 請求項９に記載のマルチラテレーションシステム受信局用信号処理プログラムにおいて、
    前記モードＡ／Ｃ信号の間引き処理を、外部入力され且つ経時的に不規則に変化する間引き用のランダムタイミングゲート信号に基づいて実行する間引き処理実行機能を設け、 これを前記コンピュータに実現させるようにしたことを特徴とするマルチラテレーション受信局用信号処理プログラム。

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