Electronic Navigation Research Institute ~ 空港を変える ENRI の技術 2013~ 電子航法研究所の 最近の活動 電子航法研究所講演会 研究企画統括藤井直樹

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2 Electronic Navigation Research Institute ~ 空港を変える ENRI の技術 2013~ 電子航法研究所の 最近の活動 電子航法研究所講演会 研究企画統括藤井直樹

3 平成 25 年 11 月 18 日電子航法研究所講演会 1 今中期 (H23~27) 研究計画の 3 つの柱 1 飛行中の運航高度化に関する研究開発 ( 航空路の容量拡大 ) 空港付近の運航高度化に関する研究開発 ( 混雑空港の処理容量拡大 ) 空地を結ぶ技術及び安全に関する研究開発 ( 安全で効率的な運航の実現 )

4 空港を変える ENRI の技術 2013 本日の講演 航空交通管理のパフォーマンス評価 日本航空グループにおける RNP AR 進入の実施状況 GBAS の研究開発と将来の GLS 運航 新しい運用方式に対応する監視応用 滑走路上の異物探知システムの研究開発 紹介する研究 到着経路を含めた洋上経路の最適化の研究 空港及びその周辺における監視技術の研究 空港面の交通状況に応じた交通管理手法に関する研究 新しい空港空地通信網に関する研究 活動状況報告 電子航法研究所 ATM/CNS に関する国際ワークショップ (EIWAC2013) 導入された実験用航空機の概要 平成 25 年 11 月 18 日電子航法研究所講演会 2

5 到着経路を含めた洋上経路の最適化の研究 背景消費燃料削減と CO2 排出量削減に向け 世界的に UPR ( 利用者設定経路 ) や DARP( 動的経路変更方式 ) といった洋上経路の最適化経路が検討され 導入が行われている 更なる環境負荷の削減に向け 洋上からターミナルまでトータルな経路の最適化の検討が必要とされている 最終達成目標 羽田空港への TA(Tailored Arrival) を提案する 関西空港の昼間の CDO( 連続降下方式 ) を提案する より最適な太平洋編成経路システムの経路生成条件を提案する 燃料消費削減 (CO 2 削減 ) が実現できる 研究の概要と現状 CDO などの調査 分析 * サンフランシスコ空港 TA の調査を行った RW/28LR のみで好天時, 実施は 5% 程度 * 関西空港 CDO の実績を調査 解析中 * 羽田空港の夜間の到着について調査 解析中 深夜でも交通量が少なくない TA 経路を飛行する航空機と間隔を保った出発経路 (CCO) の検討 NOPAC 空域の有効活用の検討 * NOPAC 経路を含む PACOTS トラックの条件緩和を提案 ( 一部導入 ) * TRACK2 付近の UPR の条件緩和を提案中 * ASPIRE Daily Route 認定について便益推定 10/4 に羽田 - サンフランシスコ線が認定 * RNP4 搭載率による便益推定 洋上管制シミュレータの性能向上 * ターミナルまで計算の範囲を拡大するシミュレータの性能向上を行う 到着 洋上経路最適経路の例 35 FIR 境界 出発時 UPR CDO/TA 4000ft 250knot/12000ft 以上 210knot/7000ft 飛行中に DARP DARP 用語の説明 DARP: Dynamic Airborne Reroute Procedure( 動的経路変更方式 ) CDO: Continuous Descent Operation ( 連続降下方式 ) TA: Tailored Arrival ( テイラードアライバル,COD の一種 ) CCO: Continuous Climb Operation( 連続上昇運航 ) NOPAC: 北太平洋,PACOTS: 太平洋上で設定された公示経路 ( 日替わり ) UPR: User Preferred Route( 利用者設定経路 ) ASPIRE: アジア太平洋環境プログラム, 排出削減を目指す地域のグループ ASPIRE Daily Route: 日常的に効率的な運航ができると認定された路線 今後の見通し 現在運用中の関西のCDOの運用時間拡大のための要件を検討し 実施のための提案を行う 羽田空港におけるTA 実施のための要件を検討し 実施のために必要な条件の提示提案を行う 太平洋上の経路の効率性について NOPAC 空域有効活用などの検討を行い 各種国際会議で提案する 平成 25 年 11 月 18 日電子航法研究所講演会 3

6 平成 25 年 11 月 18 日電子航法研究所講演会 4 研究の成果例 FL160 FL150 FL160 関西 CDO の調査 ( 関西空港, 東京管制部, 福岡管制部 ) CDO 判断基準, 制限付の承認, 関連トラフィック, 運用時間拡大の可能性などを調査 Partial CDO や CDO キャンセルの航跡を解析し, 中止の原因特定 昼間の時間の拡大のための条件抽出 例 1: CDO では STORK( 通常 FL290 以下に降下させる ) を通常高度より高く通過が可能なので燃費の節約が期待できる. 南九州, 四国から成田方面に向かう RNAV ルート Y81 を高高度で横切ることになり, 成田到着機との高度間隔が必要となる ( 夜間, 成田到着機は飛行しない ). Y81 に対して, 関西空港移管地点の KARIN までの連続降下可能な条件を検討 Y81 STORK 例 2: 出発機と交差する可能性があったため 7000ft と 4000ft で水平飛行を行った (ARTS データより推測 ) A1 Altitude(feet) M 白 : 航空路黄 : ターミナル境界赤 :CDO 経路 PartialCDO fromrandy B Distance(NM) Speed(knot) Alt Spd 洋上経路の研究 TRACK2 UPR 制限緩和 Trk 2 UPRは現在はTRK2から分岐できない. 合流は禁止で分岐のみ可能とする方式を検討 Trk 2 * 風が異なる日でシミュレーションを行い, ほとんどの場合で便益 ( 燃料削減 ) が見られた. * ロサンゼルス行きの便益が大きい. Fuel(lbs) ロサンゼルス Los Angeles San サンフランシス Francisco Day 1 Day 2 Day 3 Day 4 Day 5 Day 6 Day 7 Day 8 Case 1 Case 2 Case 3

7 空港及びその周辺における監視技術の研究 背景 増大する航空交通量に対応する空港処理能力の増強が必要とされている そのため 空港内の航空機に加え 空港周辺を飛行する航空機についても 監視システムの検出率向上や覆域拡大 耐環境性向上等が望まれている 最終達成目標 空港周辺を監視対象とする広域マルチラテレーション (WAM:Wide Area Multilateration) の開発 干渉に強く高性能な新方式マルチラテレーション (OCTPASS: 光ファイバ接続型受動監視システム ) の実用化 研究成果 1WAM に関する開発では 空港近傍の航空機に対して現用 SSR と比較して 4 倍の更新率を確認 ( 表 1) WAM を使用することで平行滑走路での同時離着陸が可能となる 実験装置に質問機能を活用した改良測位機能を付加するとともに総合的な評価試験を行った 遠方における測位性能が向上 ( 表 2) 設定覆域 (20NM) に対して 1 秒間隔での検出が可能! 2OCTPASS の開発研究では光給電方式を実装した受信部を製作 設置し 総合的な評価試験を実施 従来型のマルチラテレーション (MLAT) 装置よりもマルチパスにも強く少ない受信局数で我が国の性能要件を満たす高精度を実証する評価結果が得られ 設置場の制限が少ない光給電方式についても実用可能性を確認 少ない受信局で性能要件を満たすことを実証し かつ光給電方式の採用により受信局の小型化が見込まれることから MLAT システムに関わる整備コスト及び維持コストの削減が十分期待できる 表 1 検出率 ( 欧州性能要件 :97% 以上 ) 距離 2-10NM 10-20NM 20-30NM 30-40NM 4 秒間隔 100% 100% 100% 93.5% 2 秒間隔 100% 100% 98.7% 79.3% 1 秒間隔 99.5% 98.9% 85.4% 55.9% 表 2 測位誤差 ( 欧州性能要件 :150m 以下 ) 距離 30-40NM 40-50NM 50-60NM 改良方式 80.8m 82.0m 86.7m 従来方式 113m 140m 175m 今後の見通し空港の処理能力を増強させるために必要な監視技術として WAM では高更新率と覆域拡大並びに OCTPAS では耐環境性向上を実現 1 成田空港での 悪天候時にも同時並行着陸を可能とする成田 WAM の整備仕様へ反映され 平成 26 年 10 月から運用開始予定である 2 この技術を用い 海外展開などの実用化を目指す 平成 25 年 11 月 18 日電子航法研究所講演会 5

8 WAM 開発の成果 実環境下での評価試験 現用 SSR と比較して高更新率かつ高精度な監視 WAM SSR GPS WAM 航跡は SSR 航跡と比較して GPS 航跡に近い 高精度 WAM 実験装置と航空路用 SSR との航跡比較結果 OCTPASS 開発の成果 実環境下での評価試験 誤差の大きいスポット地域での低減が顕著 平成 25 年 11 月 18 日電子航法研究所講演会 6

9 空港面の交通状況に応じた交通管理手法に関する研究 背景 空港の容量拡大には効率的な空港面の運航が必要 成田空港の効率的な空港面運用を行うためには空港特性に応じた交通状況分析および交通管理手法が必要 最終達成目標 空港面地上交通データ等から成田空港を走行する航空機の交通流分析を行うことにより地上走行状況を把握する 成田空港のレイアウトに対応したシミュレータを作成する 成田空港の効率的な空港面運用を行うための空港特性に応じた交通管理手法を提案する 研究の概要と現状 空港面の地上交通データ 地上走行データベースによる交通流に関する統計分析 空港面交通シミュレータの機能強化 ( 成田空港のレイアウトへの対応 ) 地上走行データベース 交通管理手法およびシミュレータの調査 空港面の交通状況に応じた交通管理手法の確立 空港面交通シミュレータ画面 ( 成田空港 ) 今後の見通し シミュレータを利用してより効率的な空港面交通管理手法を検討できるようになる 成田空港の空港面レイアウトに対応した地上運航状況の把握により効率的な空港面運用に貢献 将来の空港面レイアウト変更にも対応出来るシミュレータの作成により 様々な経路運用のシミュレーションが検証できるようになる 平成 25 年 11 月 18 日電子航法研究所講演会 7

10 平成 25 年 11 月 18 日電子航法研究所講演会 8 空港面地上交通データを用いた統計分析 データベースを整備し 航空局提供の空港面地上交通データに加えて運航票 (7 日分 ) も取得して統計分析を実施 L 16R 34R 34L 16L B 滑走路 34R A 滑走路周辺の滞留状況 6:00~ 7:00~ 8:00~ 9:00~ 10:00~ 11:00~ 12:00~ 13:00~ 14:00~ 15:00~ 16:00~ 17:00~ 18:00~ 19:00~ 20:00~ 21:00~ 22:00~ 時間帯別出発便の滑走路利用状況 6:00~ 7:00~ 8:00~ 9:00~ 10:00~ 11:00~ 12:00~ 13:00~ 14:00~ 15:00~ 16:00~ 17:00~ 18:00~ 19:00~ 20:00~ 21:00~ 22:00~ 出発便の制御状況 16R :Gate GWY Way 変更 : RLS 管制間隔による離陸時刻制限 : TSATスポット出発時刻制限 EDCT : 出発制御時刻 F :Flow Control A 滑走路 34L 成田空港の出発便の滞留地点の例 < 課題 > 空港特性 ( 走行経路 走行機数 ) に着目した交通流の統計分析 各便の出発 到着時刻情報の補間作業

11 新しい空港空地通信網に関する研究 背景 将来の航空通信量増加に対応するため 空港面で利用可能な高速通信システム (AeroMACS:Aeronautical Mobile Airport Communication System) の国際標準及び勧告方式 (SARPs) が策定中 SARPs 策定参画と SARPs 案の検証のため実環境を想定した性能評価が必要 研究の概要 WiMAX 機能付き計測器により構築した C バンド AeroMACS 基本機能実験システムを仙台空港内に設置 最終達成目標 プロトタイプ開発と高速データリンクの構築 性能評価の解析 検証結果の国際標準規格策定会議等への提案と国際貢献 我が国の利用アプリケーションを想定した評価試験に基づく技術指針の構築 AeroMACS の実現イメージ 実験塔上の送信部から AeroMACS 信号を送出し 測定車の受信部で 仙台空港内で信号を受信し 電波伝搬状況に関する実験を実施 今年度から アプリケーション利用可能な実験用プロトタイプシステムの開発に着手 平成 27 年度に評価を実施 国際民間航空機関 (ICAO) の航空通信パネル (ACP WG-S) に上記実験に基づく解析結果を報告し メンバとして検討作業に参画 国際標準案 (SARPs) の策定作業に寄与 WiMAX: Worldwide Interoperability for Microwave Access AeroMACS: WiMAX 規格をもとに航空用に転用したシステム C バンド : 4~8GHz の周波数帯 今後の見通し AeroMACS 実験用プロトタイプシステムの開発 評価により 今後の国際標準及び勧告方式 (SARPs) の策定に大いに寄与する 空港空地通信に関する C バンドを用いた新しい大容量のデータリンクの開発により 空港面及び空港周辺における CPDLC 通信などに活用され空港効率化に貢献する 平成 25 年 11 月 18 日電子航法研究所講演会 9

12 基礎実験結果 AeroMACS 基本機能実験システム 電波強度解析例 ( > > > ) 航空用技術基準 (RTCA/EUROCAE) の動向 ~ 航空用技術基準 ( 欧米 ) 作業策定開始 標準化作業動向等 2011: 航空用技術基準における仕様プロファイル案策定 : 米国側の基準として策定作業が終了 欧州側の航空機材搭載装置に関する技術基準の策定は継続作業中 国際標準規格 (ICAO SARPs) の動向 ICAO 航空通信パネル (ACP) AeroMACS 専門 WG(-Surface) において SARPs 策定作業開始 , , 同 WG 開催 次回 WG 開催予定 2014 年の初稿 SARPs 案の完成を目指して作業中 SARPs 策定後 技術マニュアル ガイダンスマテリアルの策定が開始 弊所の実験結果を国際標準規格策定作業において報告し検証作業に貢献するとともに 得られた結果を SARPs 案策定後のガイダンスマテリアルやテクニカルマニュアルへの反映を行う 平成 25 年 11 月 18 日電子航法研究所講演会 10

13 EIWAC2013 開催報告 第 3 回 ATM/CNS に関する国際ワークショップ The third ENRI International Workshop on ATM/CNS ~Drafting future sky~ 日本科学未来館にて 平成 25 年 2 月 19 日 ( 火 )~22 日 ( 金 ) ( ワークショップ 3 日間 + テクニカルツアー 1 日 ) 基調講演者として ICAO のナンシー グラハム航空技術局長を招聘 これからの ATM/CNS 技術を討議 延べ参加者は 500 名以上 ( うち外国からは 10 ヶ国 参加者約 80 名 ) にのぼった 次回 (EIWAC2015) 予定 2015 年 11 月 17~19 日 平成 25 年 11 月 18 日電子航法研究所講演会 11

14 実験用航空機の導入 被災した旧実験機に代わる機材として平成 25 年 5 月 31 日に岩沼分室 ( 仙台空港 ) に納入 Hawker Beechcraft 社製 Super King Air 350 (B300) 機体製造番号 FL 年製造 登録記号は JA35EN 愛称は よつば 機種 Airliner B99 ( 被災 ) KingAir350 機体メーカー Beechcraft 社 Hawker Beechcraft 社 耐空類別 N 類 C 類 搭乗人員 15 名 +2 名 9 名 +2 名 ( 実験用改修後 ) 7 名 +2 名 5 名 +2 名 最大高度 25,000 ft 35,000 ft 最高速度 226 kt(cas) 263 kt(ias) 最大飛行距離 1,482 km 3,268 km 発動機 ( メーカー型式出力 ) Pratt & Whitney PT6A hp Pratt & Whitney PT6A-60A 1,050 hp 全長 m m 全幅 m m 全高 4.38 m 4.36 m 最大離陸重量 4,717 kg 6,800 kg 平成 25 年 11 月 18 日電子航法研究所講演会 12

15 実験用航空機の概要 FMS を搭載し RNP0.3 などが可能な高性能な運航能力 実験用機材の搭載が可能で各種実験に対応 運航用のアンテナの他に 以下の実験用のアンテナを搭載 GNSS 受信アンテナ (L1/L2/L5 対応 ) VHF/UHF( 航法用 ) 受信アンテナ VHF( 通信用 ) 送 受信アンテナ UHF(ACAS 用 ) 送 受信アンテナ L バンド送 受信アンテナ SATCOM 送 受信アンテナ C バンド送 受信アンテナ 実験機材を積むラックを搭載 20kg 2 25kg 2 30kg 3 愛称 : よつば 岩沼市内の小中学生より公募 488 通の応募あり 岩沼中学校生からの提案を採用 機内の様子 ( ラック ) 平成 25 年 11 月 18 日電子航法研究所講演会 13

16 電子航法研究所理念 平成 25 年 11 月 18 日電子航法研究所講演会 14

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20 Updated with SESAR s first developments EUROPEAN UNION 2010 THE ROADMAP FOR SUSTAINABLE AIR TRAFFIC MANAGEMENT European ATM Master Plan EDITION 2 Implementation Plan March 2012 Long-term Vision for the Future Air Traffic Systems ~ Changes to Intelligent Air Traffic Systems ~ OCTOBER 2012 Study Group for the Future Air Traffic Systems

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27 - Environmental sustainability Additional emissions Efficiency (2) Closer to Optimum Additional fuel Additional time Late arrival Schedule Delay (Punctuality) Observations (1) Reduce Variability Predictability Time Variable time to complete operation

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38 /1 2013/3 2013/5 2013/7

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41 VAR 7 W (2013) MSA RW25 25NM NM FT FT MAX 210KIAS DOUJI 2.2 (IF) ASONO (IAF) AD elev.632 Contour Intervals MISMI (MAHF) FUMOT (FAF) FT562 RW FUMOT(FAF) : N/ E 4.5 FT VOR/DME KUMAMOTO KUE CH 75X N/ E 700FT MISMI D10.5 KUE R250 D16.0 KUE NOT TO SCALE 4386 MHA 3400 MAX 230KIAS 5223 R ASONO D23.2 KUE VOR/DME KUMAMOTO KUE CH 75X KM NM 248 D28.0 KUE MHA 8000 MAX 210KIAS N/ E 700FT NOT TO SCALE

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45 AIP Japan HAKODATE RJCH-AD INSTRUMENT APPROACH CHART RJCH / HAKODATE RNAV(RNP) Z RWY 30 HAKODATE APP HAKODATE TWR RADAR AVBL GNSS and RF required ATIS For uncompensated Baro-VNAV systems, procedure not authorized below-15 C / above 45 C VAR 9 W(2011) KM CH CH RW CH CH SHIOK (FAF) NM MSA RW30 25NM AD elev. 112 Contour Intervals VOR/DME HAKODATE HWE CH 70X N/ E YHUKA D20.0 HWE R D26.0 HWE MHA 4000 MAX 230KIAS NOT TO SCALE MISSED APPROACH Climb to 4000FT, to CH052, to CH053 via fixed radius turn, to YHUKA and hold. Contact HAKODATE APP. YHUKA (MAHF) 10NM YAGEN (IAF) MAGRO (IF) 3100 Civil Aviation Bureau,Japan (EFF:25 JUL 2013) 27/6/ D27.0 HWE 360 R182 MHA 4000 MAX 200KIAS 002 HAKODATE (HWE) YAGEN D22.6 HWE NOT TO SCALE 2205 SHIOK(FAF) : N/ E YAGEN MAGRO (IAF) (IF) 4000 SHIOK CH050 (FAF) 2500 RW30 CH RDH 50 NM to THR MINIMA THR elev. 151 AD elev. 112 CAT RNP 0.30 DA(H) CMV A B C 522 (371) 1000 D Special Authorization Required

46 RJOK-AD AIP Japan KOCHI INSTRUMENT APPROACH CHART RJOK / KOCHI KANSAI APP For uncompensated Baro-VNAV systems, procedure not authorized below -5above 45 KM VAR 7 W(2012) MSA RW14 25NM NM OK OK481 MAX165KIAS GNSS and RF required RW KOCHI TOWER RNAV(RNP) Y RWY14 RADAR AVBL 1115 ATIS NM NOT TO SCALE VOR/DME KOCHI KRE CH 84X N/ E R138 ANPAN (IAF) ANPAN D11.1KRE 318 D17.0 KRE MHA4000 MAX230KIAS KATUO (IF) TATKY (FAF) KATUO (IF) 4000 TATKY(FAF) : N/ E TATKY (FAF) OK481 OK RW14 ANPAN (IAF/MAHF) 4000 MISSED APPROACH Climb to 4000FT, to ANPAN and hold. Contact KANSAI APP MINIMA THR elev.42 AD elev.29 RNP 0.30 CAT DA(H) CMV A B C D 611(569) RDH NM to THR Special Authorization Required Civil Aviation Bureau,Japan (EFF:25 JUL 2013) 27/6/13

47 VAR 7 W (2013) MSA RW07 25NM RW OB OB753 (MATF) KM NM 1378 OHARA (IAF/MAHF) 4000 VAR 7 W (2013) MSA RW25 25NM OB751 (FAF) OB750 MAX 185KIAS 10NM INARI (IF) OB OB RW OB563 (MATF) OB NM NOT TO SCALE VOR/DME KIBI OYE CH-47X N/ E R096 MHA4000 MAX 230KIAS D18.0 OYE OHARA (MAHF) D12.0 OYE OB751(FAF): N/ E 1 KM OB560 (FAF) NOT TO SCALE VOR/DME KIBI OYE CH-47X N/ E NM R096 MHA4000 MAX 230KIAS 1378 OHARA (IF/MAHF) 4000 D18.0 OYE OHARA (MAHF) D12.0 OYE OB560(FAF): N/ E

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51 平成 25 年度電子航法研究所講演会 GBAS の研究開発と将来の GLS 運航 Electronic Navigation Research Institute 福島荘之介 電子航法研究所航法システム領域

52 内容 1. GBAS の概要と国際動向 2. 国内動向研究開発レビュー 3. 将来の GLS 運航運航技術 用語 GBAS:Ground-Based Augmentation System, 地上型衛星航法補強システム GLS:GBAS Landing System,GBAS 着陸システム 平成 25 年度電子航法研究所講演会

53 1.GBAS の概要と国際動向 平成 25 年度電子航法研究所講演会

54 GBAS のシステム構成 GPS 曲線精密進入 機上サブシステム 精密進入 補強情報データ送信機器 (VDB) データ処理機器 VDB:VHF Data Broadcast 平成 25 年度電子航法研究所講演会 地上サブシステム 基準局機器 3

55 海外動向 運用開始 ( 精密進入カテゴリー I) ブレーメン空港 ( ドイツ北部 ) 2012 年 2 月 ニューアーク空港 ( 米国 NJ 州 ) 2012 年 9 月 ヒューストン空港 ( 米国 TX 州 ) 2013 年 4 月 ロシア Newark Port Authority New York New Jersey United Airlines Honeywell Corporation FAA 準備 計画中 機材設置完了 : マラガ ( スペイン ), シドニー ( 豪 ), 金浦 ( 韓国 ), リオ ( ブラジル ) 計画中 : フランクフルト ( 独 ), チェンナイ ( 印 ), メルボルン ( 豪 ) FAA SDA(System Design Approval) Honeywell(2009.9) 平成 25 年度電子航法研究所講演会 Installed Planned S-CAT I 世界の GBAS 配置 by Airbus 4

56 機上装備の動向 (GLS) Boeing GLS 装備主な搭載航空会社 ( 計画も含む ) B737-NG オプション United*,Airberlin*,Qantas B787 標準装備 ANA, JAL, United, B747-8 標準装備 NCA, Lufthansa B777 計画中 Airbus GLS 装備主な搭載航空会社 ( 計画も含む ) A380 オプション 9 customers A320 オプション 7 customers A330/340 計画中 5 customers A350 計画中 2 customers * United は 66 機 : (60),787(6), * Airberlin は 29 機 :737 Lufthansa, Monarch, comlux, ISRAIR, ETIHAD, Emirates, Air Austral, THAI, Malaysia, Korean, Asiana, CASC, EVA, Qantas ボーイング社は 2030 年に大型商用機の約半数に GLS が搭載されると予測 平成 25 年度電子航法研究所講演会 国内 787 導入状況 : 羽田路線 :30 便 ( 国際線 7 便 ) 成田路線 :16 便 ( 本邦航空会社運航便 ) Multi-Mode Receiver [J.Willett, Rockwell-Collins Current GBAS Relevant Activities, 10 th IGWG, June, 2009 ] 5

57 GBAS の利点 従来システム (ILS) の制限解消 安定した進入経路 ( 航法システム誤差 :1m 以下 ) 周辺障害物件 ( 周辺地形 ) の影響により進入経路の乱れを生じない 複数進入経路に対応 1 式の地上設備で全ての滑走路端に進入方式を設定可能 設置制限によるコース オフセットが生じない 制限区域 ( クリティカル センシティブエリア ) の保護が不要 将来運航による利点 自由度の高い進入経路設定が可能 ( 高度運用 ) 平成 25 年度電子航法研究所講演会

58 最近の ICAO の取り組み (AN-Conf/12) Global Air Navigation Capacity & Efficiency Plan 国と産業界の合意に基づく開発技術を活用するための 15 年間の戦略 Aviation System Block Upgrades 国, 製造者, 運航者, サービス提供者の責務を伴う 5 年毎の計画 PBN GLS 方式による安全性 利便性 効率性の向上 PBN と GLS 方式の活用は, 滑走路進入の信頼性と予測可能性を増加 BLOCK 0(2013~2017 年 ): 現存技術の適用 BLOCK 1(2018~2022 年 ): 近い将来の技術 GLS (CAT I) GLS(CAT II/III) 平成 25 年度電子航法研究所講演会

59 2. 国内動向 ( 研究開発レビュー ) 平成 25 年度電子航法研究所講演会

60 電子航法研究所の GBAS 研究への取り組み 1995 ICAO 国際標準の検討開始 1996 放送型データリンクの研究開始 1998 VHFデータ送信機の開発評価 ( 飛行実験 ) 2001 CAT-I 国際標準発効 (ICAO) データリンク開発評価 2002 GBAS テストベット設置 ( 仙台 ) ~2004 飛行実験 (GBAS 航法誤差の計測 ) GBAS 航法システム誤差 :80 cm(95%) 精度要求飛行評価 2005~ 安全性研究開始 ( 衛星故障モニタなど ) 2008~ GBASプロトタイプ開発 2010~ 関西国際空港に設置 ( 評価実験 ) 安全性要求 要素技術 システム設計 保証技術 平成 25 年度電子航法研究所講演会

61 GBAS 安全性研究への取り組み 課題 国際標準の安全要求を保証したシステム開発 日本独自の脅威 ( 電離圏擾乱 ) を保護する設計 研究成果 安全性評価を適用した設計手法を開発 基本事象 段以上 - インテグリティモニタ, リスク緩和アルゴリズムを開発 - 日本の電離圏脅威モデルを構築,IFM( 電離圏フィールドモニタ ) を考案 安全性要求 ( カテゴリー I) を検証可能なプロトタイプを開発 - 安全性設計 (FTA,ADD,SSA, デザインレビュー ) - 国内電離圏環境でカテゴリー I 安全性要求を達成 - プロトタイプの性能を評価 ( 関西国際空港に設置 ) FTA( 故障木解析 ) の樹形図 ( トップ部分 ) カテゴリー I GBAS の国内での実用化を可能とした FTA: Fault Tree Analysis, ADD: Algorithm Description Document, SSA: System Safety Assessment 平成 25 年度電子航法研究所講演会

62 プロトタイプの設置と性能評価 大規模空港への設置位置の検討 同時マルチパス誤差に対して航空機との離隔距離 関西国際空港への設置 基本性能評価 滑走路走行による放送コース検証 ( 車両実験 ) 経路上の航法システム誤差,VDB 受信強度 誤り率 ( 飛行実験 ) Multi-mode Receiver 平成 25 年度電子航法研究所講演会

63 787 による GLS 実証 航空会社 期間 回数 Boeing 787SROV 2011 年 7 月 6 日 1 ANA 年 10 月 12 日 ~20 日 10 JAL 年 4 月 1 日 ~8 日 9 * VMC 状況下,VFRまたはVisual 飛行 [ 関西国際空港での ANA787 初飛行 ] 相互運用性 : 正常 インタビュー アンケート : GLS のパスは ILS と同様で違和感なく, 非常に安定しており,PAPI とも整合していた データ取得 (AIMS),ILS と比較 [JAL787 によるプルービング飛行とデータ取得 ] [ 関西国際空港 SROV 時 ] 平成 25 年度電子航法研究所講演会

64 カテゴリー III GBAS の研究開発 カテゴリー III,ICAO 国際標準原案が策定 (2010.5) 検証作業段階 ( 米国, 欧州, 日本がプロトタイプ開発 ) 米国は 2016 年にシステム認証の計画 日本は唯一低磁気緯度の検証が可能なため期待 プロトタイプを新石垣空港に設置準備 (2014.3) プラズマバブルが頻発する環境で電離圏脅威への対策を検証 (2014.4~) プラズマバブル撮影画像 平成 25 年度電子航法研究所講演会 電離圏遅延量の分布 ( 日本の経度付近では赤道を挟んで 2 つのピークが生じ, 国内南方と欧米では大きな差が存在する ) プラズマバブルによる電離圏遅延量の変化 13

65 3. 将来の GLS 運航 平成 25 年度電子航法研究所講演会

66 国際 GBAS ワーキンググループ会議 (I-GWG) FAA とユーロコントロールが共同開催する GBAS に関する作業部会 世界の航空当局, 航空サービス機関, 航空会社, 研究機関, 大学, 航空機製造会社, 地上 機上装置製造会社などが参加 GBASの研究開発や実用化に向けた取り組みを議論 第 14 回会合は2013 年 6 月にシアトルで開催 ( 主催 : ボーイング社 ) 本邦から航空局,JAL,ANA,ATEC,NEC, 電子航法研究所が参加 主要議題 CAT-I GBAS の実用化 CAT-III の標準化 開発 高度運用の検討 開発 第 11 回 IGWG 会議 ( 大阪 ) 主催 : 電子航法研究所 平成 25 年度電子航法研究所講演会

67 GLS の特徴を生かした高度な飛行方式 検討候補 : ディスプレースド スレシホールド (DT) 可変 GS 進入 ( 高仰角進入 ) 狭域平行滑走路の同時平行運用 フランクフルト空港の実証実験 米国が検討 (Newark) 曲線進入 [RNP to GLS,TAP(Terminal Area Path)] 平成 25 年度電子航法研究所講演会

68 曲線進入の特徴 (RNP-AR, RNP-GLS, TAP) RNP AR RNP による最終進入 RNP による旋回 経路短縮, 消費燃料削減, 環境負荷低減など効果 RNP AR 対応機材が実施 ( 運航者に対する許可 ) APV 進入のミニマ (e.g 北九州 RWY18 DH 300ft,RVR1400:CAT-D) RNP-GLS GLS TAP GLS による最終進入 幾何高度 GLS による最終進入 RNP による旋回 気圧高度 TAP による旋回 平成 25 年度電子航法研究所講演会 経路短縮, 消費燃料削減, 環境負荷低減など効果 787などRNPおよびGLS 搭載機材が実施可能 GLSカテゴリー I~III 運航が可能 方式設定基準(PANS-OPS) が未開発 諸外国で数例の方式が存在( 民間方式設計会社が活動 ) 実施可能機材でTAPより先に導入されると予測( 中期 ) 経路短縮, 消費燃料削減, 環境負荷低減など効果 RNP AR 非対応機材 (GLS 搭載機材 ) が実施可能 ( 小型機も含む ) GLSカテゴリー I~III 運航が可能 方式設定基準(PANS-OPS) が未開発 787などRNPおよびGLS 搭載機の現行機能ではAPなど未対応 実用化はRNP-GLSより将来となると予測( 長期 ) 17

69 TAP の飛行実証 ( 課題抽出 ) GBASプロトタイプによるTAP 経路の放送 RTCA 文書のフォーマット (TYPE4) を利用 ( 国際標準未開発 ) 関西空港において飛行実証 (JAXA 共同研究 ) GLS 曲線セグメントの課題検討 ( 方式設計 伝送フォーマット ) RF でポンタ消失 IF RF と TF にずれ JAXA トンネルディスプレイ GLS TAP( オーバレイ経路 ) 平成 25 年度電子航法研究所講演会 GLS TAP( 短縮経路 ) 実験用航空機 (JAXA Dornier228) 18

70 関空飛行実証 (GLS と ILS の比較 ) LOC 偏差の比較 GLS 偏差は ±6 フィート未満 GLS 整定時間 (1.7 NM) ILS 整定時間 (3.5NM) 会合後の GLS 偏差は極めて小さい (ILS と GLS のノイズ特性の差に基因 ) GLS は整定時間が短い (ILS は偏差が正負に変化しながら徐々に減衰 ) AFDS の性能向上を示唆 平成 25 年度電子航法研究所講演会 AFDS: Autopilot and Flight Director System 19

71 まとめ 海外空港でGBASカテゴリー I 運用が開始 機上 GLS 装備の拡大 (787,747-8など) 国内でカテゴリー I 可能な安全設計技術開発完了 787トライアル実施( 関西国際空港 ) カテゴリー III 国際標準案が策定, 検証段階 ( 石垣 ) GLS 高度運用技術の検討が開始 曲線進入 (RNP-GLS,TAP) の技術開発 平成 25 年度電子航法研究所講演会

72 謝辞 ご協力頂きました関係各位に深く感謝致します 国土交通省航空局全日本空輸株式会社日本航空株式会社新関西国際空港株式会社 平成 25 年度電子航法研究所講演会

73 新しい運用方式に対応する監視応用 独立行政法人電子航法研究所監視通信領域小瀬木滋

74 あらまし 監視の位置づけ 初期の機上監視応用の概要 ATSA-AIRB, -VSA, -SURF FIM 機上監視応用の標準化動向 RTCA/EUROCAE ICAO 今後の見通しと課題

75 Surveillance: 監視とは ICAO 文書における Surveillance ANNEX 10 Volume IV, Chapter. 1 Definition Surveillance radar. Radar equipment used to determine the position of an aircraft in range and azimuth. 他の ICAO 文書も引用 Doc.4444 PANS-ATM Chapter. 8 ATS Surveillance Systems ATS 用監視の条件等 Doc SOIR 平行滑走路運用における PRM などを記載 Doc.9750 GANP 将来構想における監視の位置づけを記載 Doc Manual on Airborne Surveillance Applications Airborne surveillance application (ASA). A set of operational procedures for controllers and pilots that makes use of the capabilities of airborne surveillance to meet a clearly defined operational goal.

76 航空機の監視とは 航空機等移動体の位置関係の現状を確認する手段 機上監視応用 :ASA Airborne Surveillance Application 航空機位置関係の相互確認 間隔設定 Separation Provision のための状況認識 地上監視応用 :GSA Ground Surveillance Application 航空管制 : 航空機間隔の設定

77 異常接近防止の階層構造 目視回避 ( 操縦者 ) See & Avoid 衝突防止支援 (ACAS) Collision Avoidance 間隔設定 (ATM:GSA/ASAも活用) Separation Provision 交通流量事前調整 (ATM)

78 TCAS の表示通常の運用には不十分 脅威機以外は低頻度監視 方位誤差大 識別情報無し

79 監視システム 独立監視システム = 監視者側が位置等を測定 一次レーダ : ARSR, ASR, ASDE, PAR 二次レーダ : SSR, MSSR, SSR mode S, ACAS MLAT: MLAT, WAM それぞれ5 種類のアーキテクチャ 監視情報のインテグリティは高いが精度はほどほど 従属監視システム = 被監視側が位置等を測定し通報 ADS-B: 1090ES( モードS 拡張スキッタ ), UAT, VDL-4など放送型 ADS-C: 衛星通信を用いるADS-CなどContract 通信型 監視情報の精度もインテグリティも被監視側搭載機器に依存

80 ADS-B/TIS-B 監視方式 ADS-B 未対応機別媒体 ADS-B 機 高性能の航法インフラが前提 ADS-B 対応機 直接の監視不可能 ADS-B/TIS-B による空対空監視 SSR WAM 別媒体 ADS-B による監視 TIS-B による空対空監視補完 航空管制への監視情報提供 監視データ処理

81 ADS-B/TIS-B 機上監視の基本構成 高性能の航法インフラが前提 NAV. Etc. ADS-B-OUT ADS-B-OUT NAV. Etc. ASSAP Airborne Surveillance And Separation Assurance Processing ADS-B-IN / TIS-B-IN ADS-B-IN / TIS-B-IN ASSAP Airborne Surveillance And Separation Assurance Processing CDTI TIS-B-OUT CDTI Aircraft 1 Aircraft 2 Surveillance Systems on ground

82 空港周辺空域の課題 ( 管制 ) 交通量が多い = 効率的な確認, 判断, 連絡が必要 監視すべき機体が多い 通信すべき機体が多い 飛行方向や高度等, 位置関係の調整項目が多い 管制官とパイロットの情報格差を埋めるための通信負荷 状況変化が激しい = 頻繁な現状確認が必要 飛行経路が直線ではない 飛行高度が一定ではない 飛行速度が一定ではない 設定飛行経路が接近 = 高精度な現状確認が必要 平行滑走路の離着陸経路 離着陸経路の交差 作業負荷軽減の手段は? WAM 等対策の可能性 PRM による監視を実現

83 空港面の課題 ( 監視に関連するもの ) 見えない航空機の存在 タワーからの視界を遮る建築物等 ASDE にブラインド MLAT の性能劣化区域 航空機の識別困難 同じ型式, 同じペインティング, 同じ方向に移動する機体 管制官 OCTPASS 等対策の可能性 パイロット空港面監視は可能か?

84 空港周辺の課題 ( 機上 ) 作業負荷軽減の手段は? 着陸準備のため基本的に作業負荷が高い 飛行操作の課題 交通量が多い 目視捕捉すべき機体が多い 航空機の背景 ( 地表 ) によっては目視捕捉が困難 航空機相互の位置関係の変化が激しい 自機の飛行方向, 速度, 高度が一定ではない 見失った相手機の再捕捉が必要になる事例 先行機との目視距離確認は錯覚の影響を配慮 初期捕捉の作業負荷軽減方法は? より正確な位置関係の把握方法は?

85 Airborne Traffic Situational Awareness パイロットへの監視装置提供 機上監視 目視 航空管制 従来の運用方式 + 機上監視追加と改善 目視 現状と同じ運用方式の円滑化と安全性向上

86 ADS-B IN を用いる機上監視の活用 ATSA 目視監視の際の初期捕捉を支援 ATSA: Air Traffic Situational Awareness 基本は目視監視 : PANS-ATM に変更無し パイロットへの ADS-B IN 監視情報提供 目視初期捕捉のための参考情報 相手機監視の維持継続は目視による 飛行フェーズ毎の安全性や性能分析 RTCA/EUROCAE による SPR/INTEROP 文書 Safety, Performance and Interoperability Requirements ATSA-VSA: DO-314 ATSA-AIRB: DO-319 ATSA-SURF: DO-322 ITP: DO-312 着陸経路飛行中空港面洋上等での飛行高度変更支援 本格的応用の前段階 ITP 用機器の流用可能 監視情報に依存し新しい運用手順を持つ本格的な機上監視応用

87 Airborne Spacing JA8801 機上監視を用いる位置関係測定間隔調整 航空管制 監視情報の共有と管制通信の効率化 JA JA8801, keep 5 NM after JA Tokyo ACC, 5NM after JA8804 kept by JA8801( 用語は検討中 ) 情報共有による管制通信方式の円滑化と安全性向上

88 ADS-B IN を用いる機上監視の活用 ASPA-FIM Flight deck Interval Management 以前は Sequencing and Merging などとも呼ばれた 管制官に指示された航空機間隔の実現作業負荷軽減 管制官とパイロットの責任関係は従来通り パイロットに ADS-B IN 監視情報を提供 = 位置関係確認 監視情報提供を前提とした新しい運用手順 ( 通信作業軽減 ) 標準的な管制間隔設定の実現を効率化 安全性や性能分析 ( 改訂中 ) RTCA DO-328 SPR/INTEROP 新しい運用手順を持つ本格的な機上監視応用

89 機上監視応用の標準化動向 RTCA SC-186 / EUROCAE WG-51 ADS-B INの使用方法や運用手順を想定 ATSAはほぼ作業終了,ASPA-FIMを作業中 GSA/ASA Package-1に対応したRFG 会議が事の始まり想定毎にSPR/INTEROP 文書を作成 Safety, Performance and Interoperability Requirements OSED: Operational Service and Environment Description OSA: Operational Service Assessment OPA: Operational Performance Assessment INTEROP: Interoperability ADS-B 媒体に依存しない要件 ( 機能, 性能 ) ADS-B 媒体毎に機器の運用最小性能基準 MOPS 文書を作成 DO-317A DO-??? ATSAやITP 用のADS-B INのMOPS ASPA-FIM 用のADS-B INのMOPS 作成中 運用方式想定から機器要件を導出

90 機上監視応用の標準化動向 ICAO ASP: Aeronautical Surveillance Panel ADS-B 媒体としてモード S 拡張スキッタを標準化 ASTAF: Airborne Surveillance Task Force 機上監視応用関連調査報告作成と必要な ICAO 作業の立案 Doc.9994 Manual on Airborne Surveillance Applications 作成 SASP: Separation and Airspace Safety Panel ITP について RTCA 案を再検討し安全性向上の上で ICAO 標準化 ANNEX2 や PANS-ATM など ICAO 文書改定案作成 ITP サーキュラー作成 OPSP: Operations Panel PANS-OPS 改定案作成 ITP 関連改定を機会に PANS-ATM や PANS-OPS に機上監視の記載 ANConf12 では機上監視応用を含む ASBU に基本合意 実装は地域協定を経るものも有る 2014 年発効か

91 今後の課題と見通し 機上監視応用の追加 CAVS: CDTI Assisted Visual Separation TSAA: Traffic Situational Awareness with Alerting CDO との連携手法 その他,RTCA/EUROCAE は追加提案を検討中 ACAS との整合性 ACAS の TA や RA との整合性の確認 監視性能 ADS-B 監視情報のインテグリティの限界 応用の必要に応じて ACAS 監視情報を用いる補強 通信と監視 役割分担

92 今後の課題と見通し 機器や搭載方式の認証 ITP 関連の認証作業の進展 ICAO の ITP 運用方式標準化 RTCA/EUROCAE による MOPS 当面は DO-260B と DO-317A ITP 用機器を流用する ATSA 運用の導入可能性 FIM はさらに高い機器性能を要する別規格 監視情報への依存度が高い 各国運用方式標準との整合性 ATSA-VSA は欧米で温度差 欧州は Visual Separation を用いる Approach は着陸千回あたり数回 米国は平行滑走路 VSA を認めるが ICAO と欧州は認めない 地域協定の進展状況

93 まとめ 空港周辺の運用課題 パイロットの目視監視における初期捕捉の作業負荷 航空管制における通信作業負荷 機上監視を用いる問題の軽減は数年以内に試験可能 ATSA による初期捕捉の作業負荷軽減 経済的効果が見込めるITP 用機器を流用可能 RTCA/EUROCAEのSPR/INTEROPとMOPS ICAO 標準化も進展 ASPA-FIM による新しい運用方式による作業負荷軽減 新しい機器性能基準を検討中 ICAO も作業リスト (ASBU) に登録 ATSA に始まり,FIM 等に進展するなど将来は段階的改善

94 滑走路上の異物監視システムの 研究開発 監視通信領域 米本成人 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013

95 研究の背景 - コンコルドの事故 - 仏 ル モンド紙より チタン製金属板 (42cm x 3cm) 3 分前に離陸した航空機より脱落 金属板が燃料タンクに穴 墜落 このような異物を早期に発見できるシステムへの要望が高まる 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013

96 日本の繁忙空港 羽田 ( 主として国内線 ) 成田( 主として国際線 ) 両空港では日本の全旅客数の60% が利用 両空港とも 1 日 2 回の定時点検を実施 ( 通常 運用前と運用中のどこか ) その他 バードストライク等により 年間百回以上の臨時点検 -> 実効的な空港運用時間の減少 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013

97 研究の目的 空港運用者のニーズに合わせた滑走路監視システムの開発 評価 本講演の内容 国際的な研究動向 ENRIにおけるミリ波レーダー研究開発 今後の開発の方向性 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013

98 FOD 検出システムの国際動向 英国 シンガポール イスラエル製をはじめとする 評価運用機器の登場 使用するセンサーにより 得手 不得手がある 多様なニーズへの対応 導入後の運用方法の策定の必要性 最低性能基準が必要 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013

99 国際規格化動向 2008 年に FAA は当時のシステムを AC で追認 欧州では EUROCAE 経由で ICAO に規格化を答申 Annex14 Aerodromes に FOD 検出システム導入に対応した修正を行う (2014 年 3 月を目途 ) 新しい自動 FOD 検出システムの運用 その手続きについて策定する (2015 年 3 月を目途 ) EUROCAE では WG-83 を設立し 最低航空システム性能規格 (MASPS) のドラフトを 2014 年 1 月末までに策定予定 AC: Advisory Circular MASPS: Minimum Aviation System Performance Standards 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013

100 EUROCAE MASPS の方向性 空港運用者のニーズを元に高い検知性能を実現する必要性 運用時間中はいつでも どんな材質でも どんな色でも 3 cm以上の基本形状 ( 円柱形 球形 立方体形状 ) の物体を検出できること 検出した FOD のイメージを記録 FOD システムの誤警報規定を設定し 導入後のスムーズな運用を規定 野生動物による警報は誤警報か? 警報でよい 誤警報率はどれくらい? 当面 15% 以下 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013

101 EUROCAE 等議論と要望 英国 Tarsier 各種 FOD センサーの性能要件 シンガポール iferret イスラエル FODetect 米国 FOD finder ENRI 方式の目標 形式レーダー高感度カメラハイブリッドレーダーハイブリッド 測定方法固定式固定式固定式車載式固定式 滑走路当たりセンサー台数 2 個 8~10 個 30~50 ペア 1 個 10 個程度 常時監視〇〇〇 〇 更新頻度 (30 秒未満 ) 72 秒 2~3 分 4 分 10 秒以下 FOD の特長推定 システム冗長性 〇 〇 〇 〇 設置工事費 〇 〇へ 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013

102 空港面異物監視システムの分類 空港運営者の要望 Phase II 異物検出 画像化 FODetect, iferret Phase III 滑走路状態監視 ENRI s System 現在 Phase I 異物検出 Tarsier, FOD finder 2000 年代前半 2000 年代後半 異物監視目的から 滑走路の状態監視へ 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013

103 現在までの研究成果 1 草 異物 異物 トラック 草 レーダーシステム CFRP parabolic reflector (56 g weight, GHz) Primary source (open-ended waveguide) 電源 レーダー レーダーの位置 豪雨の中 50 m 離れた 3 cm程度の金属円柱を検出 更なる探知距離の延長を検討中 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013

104 新しい滑走路監視システム 滑走路上の小さな異物を検出するセンサシステムの研究 直径 3 cm程度の小さな金属片を検出 24 時間 365 日 全天候で運用 設置 性能用件に制約多い RoF: Radio over Fiber 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013

105 光ファイバー接続型ミリ波レーダー 路面装置 RoF(Tx) RoF(Rx) 光切替器 信号源 路面装置 RoF(Tx) RoF(Rx) 制御器 路面装置路面装置 RoF(Tx) RoF(Rx) RoF(Tx) RoF(Rx) 光切替器 受信器表示器中央装置 路面装置 RoF(Tx) RoF(Rx) 高価な中央装置の数を減らして低コスト化 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013

106 従来レーダとの比較 Conventional High Power Radar Antenna Station RoF Antenna Station RoF Antenna Station RoF Control System Antenna Station RoF RoF Antenna Station 低いアジマス精度 高い消費電力 周波数再利用に難 高いアジマス精度 低消費電力 効率的な周波数再利用 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013

107 96GHz RoF レーダー 管制側装置 アナログ RoF 送信 路面側装置 光ファイバー 50m デジタル RoF 受信 送信 反射波 コーナーリフレクター 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013

108 管制側装置 変調器 RoF Tx 信号解析器 X2,BPF X2,BPF 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013

109 路面装置 モニター RoF Rx ミリ波回路 アンプ アンテナ 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013

110 電波無響室内での試験結果 光ファイバーで信号を分配することが可能 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013

111 今後の開発の方向性 空港の最小 RVR 時にも動作可能なレーダー 高感度 ITVカメラ連動型ハイブリッドセンサーシステム 2 種のセンサー情報を元に異物の特徴抽出 滑走路の状態を判定する警報生成アルゴリズムの開発 CAT-III b 空港での確実な動作 ITV: Industrial TeleVision ( 工業用カメラ ) 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013

112 ハイブリッドセンサーシステム できるだけ高速に滑走路全体の情報を入手 10 秒以内 レーダーと高感度 ITV カメラの連動 異物の特徴が分かる画像を取集 ITV: Industrial TeleVision ( 工業用カメラ ) 異物検出 撮影 夜間の画像例 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013

113 警報生成アルゴリズム開発 レーダーデータ 画像データを高速処理 ( 間引 圧縮等 ) 航空機や野生動物を識別するアルゴリズムの開発 滑走路状態の変化の有無を判定するアルゴリズムの開発 データ収集 記録 処理 異物判定 警報 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013

114 CAT-III b 空港での確実な動作 空港によって RVR(Runway Visual Range) の最低値が異なる CAT-II ( 羽田空港 34R, RVR 350m 以上 ) CAT-III b ( 成田空港 16R, RVR 50m 以上 ) 同じ空港でも滑走路によって異なる 限界の低視程時に如何に FOD のイメージを取得するか カメラの距離? 赤外線対応? 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013

115 本日のデモ機 路面側装置試作機 レーダー部カメラ部 空港内ファイバー網イメージ 管制側装置イメージ カメラ映像用モニタ FFT アナライザ 雲台 O/E 数 ~100kHz RoF E/O トリガー信号発生部 (0-3.3V 488Hz) AMP O/E E/O 10GHz 信号発生部 (10~10.83GHz:1ms) 路面側装置 #2 ( 増設可能 ) 10GHz RoF 同軸ケーブル光ファイバ 講演後もしばらく展示しますので是非お立ち寄りください 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013

116 まとめ 空港面異物監視システムの要望と国際動向を概説した 光ファイバー接続型レーダーシステムの概要を紹介した 謝辞 本研究の一部は総務省の電波資源拡大のための研究開発 90GHz 帯リニアセルによる高精度イメージングの研究開発 により実施されました 独立行政法人電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute, 2013