飞机最近点通过时刻等的测定方法技术

本发明专利技术是接收从飞机辐射的对地高度测定用电波，且将其电场强度电平变化输入记录于计算机，根据灵敏表示的峰值发生时刻，与飞行频率无关而正确测定最近点通过时刻。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

Method for measuring the time of the closest point of an aircraft

The present invention is received from the aircraft to the height of radiation was measured by radio waves, and the electric field intensity level input changes recorded in the computer, according to the peak time of the occurrence of sensitive said, has nothing to do with the flight frequency and accurate measurement of the time points. \ue5cf

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于在地面上的一地点，测定飞行通过该地点上空领域的飞机最为接近该地点时的最近点通过时刻的方法，及利用该方法的飞机的飞行位置、飞行方向、飞行航线及飞机噪声等的测定方法。
技术介绍
从地上的一地点正确采用通过该上空领域的飞机最近点通过时刻的事项，是为了提高对该飞机进行各种测定时的测定精度所必须具备的基础条件。以往的最近点通过时刻的测定，是从经由普通飞机噪声测定所获得的噪声能级变化数据，以该数据的峰值采用时刻为基准，除去噪声成分，再考虑气候气象条件等，来推定最近点通过时刻。并且，在上述飞机噪声测定时，接收从该飞机辐射的水平面无定向的1090MHz的应答器(transponder)应答信号电波，比对其电场强度电平变化、依信号解码的机型识别及飞行高度数据，由电场强度峰值采用时刻而可精度良好地进行最近点通过时刻的测定(参照日本特开平4-40646号公报)。在以往的依照上述飞机噪声测定的最近点通过时刻的测定方法中，有考虑复杂的变动因素而进行麻烦的数据分析的必要，而且，该测定精度并不充分，无法满足需要。此外，与噪声测定同时由应答器应答信号电波的电场强度电平的峰值，进行最近点通过时刻测定的方法，虽可达成相当精度的测定，但是，因应答器应答信号电波本身的峰值的时间分布较为平坦，会产生无法获得充分精度的问题。近来的飞机运行显著增加，尤其是，离着陆于机场的飞机，有每天达500架次以上的情况，也有在机场周边领域形成飞行间隔为90秒以下的高飞行密度的情况，因此，产生很严重的机场噪声公害。在如此的高飞行频率的情况，依照上述噪声测定手段进行的最近点通过时刻的测定，因对个别飞机的识别困难而事实上并无意义，此外，在依照应答器应答信号电波接收的手段中，则有几乎不可能采用其电场强度峰值的问题。
技术实现思路
本专利技术是在地面上的测定点接收从飞机向下方向辐射的对地高度测定用电波，且将电场强度电平变化输入计算机的最近点通过时刻的测定方法。飞机于其机体下面具有1～3个对地高度测定用电波发送天线，与正下方向具有灵敏的定向性，虽因机型不同而互异，但是通常边飞行边辐射于前进方向呈30度、与后侧方向呈20度、与左右方向呈50～60度的辐射图形的4.3GHz的扫描信号(军用飞机中为4.3GHz或此以上的频带的脉冲信号)的定向电波。据此，若由地面上一地点接收上述对地高度测定用电波且将其电场强度电平变化输入记录于计算机，即可获得飞机的对地高度测定用电波的辐射图形横切通过该地点间的电场强度电平变化波形，该峰值显示通过与包括飞机的垂直轴(vertical axis)的飞行方向呈直角的垂直平面，可将该时刻看作为最近点通过时刻。在飞机通过测定点正上方时，虽然，电场强度电平变化采用时间也增长，且该峰值强度也变最大，但是，飞机航路从正上方偏向侧面，数据采用时间会缩短，且峰值强度也降低，另外，根据飞行高度不同，采用范围、采用时间及峰值强度等也发生变化。但是，到达峰值之前的上升、下降极为急剧，只要可采用峰值，即可正确进行最近点通过时刻的测定。图9是从成田机场的滑行道北端向北方5km的周围为森林地带的离陆航路正下方，通过接收高度约700m的上升飞机的对地高度测定用电波及应答器应答信号电波，将两者的电场强度电平变化的30分钟间的计算机记录打印出的曲线图，相对于依照本专利技术的对地高度测定用电波的接收峰值极为灵敏，而依照应答器应答信号电波者，则其峰值点范围宽，不甚明确。图10是从成田机场南端向南方20km的着陆航道正下方，对于高度约1500m的下降飞机的与图9情况相同的对比数据，由于该地点位于海岸，上空呈可完全远眺的状态，因此，应答器应答信号电波中来自广范围的大量飞机的信号被重叠接收，而经常被以高电平接收，使得个别的接收信号识别困难，况且，对于该个别的峰值变得完全不明确，而对本专利技术的对地高度测定用电波与图9的情况相同可明确灵敏地采用。上述应答器应答信号的测定例，虽显示任一电波均由无定向的天线进行接收的情况，但是，在以飞行飞机的飞行方向及航行路线大致一定的航道为对象时，只要由单一方向定向天线限定接收领域，即可对每一架飞机采用应答信号，作为接近信息具有用途。但是，作为最近点通过信息，因其峰值幅度平坦，而且，尤其是搭载于飞机上的应答器天线的定向对于正下方形成空白(灵敏度为0)，因此测定精度不充分。本专利技术虽然是利用从飞机上向下方定向辐射的对地高度测定用电波来正确测定最近点通过时刻的方法，但是，也可由正上方向定向天线来接收并限定测定领域，尤其是因该电波相对于飞行方向呈水平极化波，由使用单一方向定向的极化波天线进行接收，可将接收领域限定于沿着主要航道的范围，例如，在具有平行滑行道的机场的情况，由对应于各滑行道的多个极化波天线区分每一滑行道，即可正确自动测量离着陆飞机的通过时刻、通过架次及飞行间隔等。上述单一方向定向的极化波天线的方向特性为已知，例如，λ/2偶极型的极化波天线的定向系数D，是经由如下公式算出，将该方向特性图显示为将定向轴设为长轴的椭圆形(参照图6)D(θ)＝cos(π/2·cosθ)/sinθ据此，由将多个该单一方向定向的λ/2偶极型的极化波天线组合，至少将其中1个极化波天线设为正上方向定向轴，且使定向轴方向及/或接收极化波面互异地设置其他极化波天线，即可在获得飞机的最近点通过时刻同时、获得来自对于该时刻的飞机空间位置的测定点的方位方向的基础数据及仰角数据，还可获得飞机的航行方向的数据。例如，将2个λ/2偶极型的极化波天线(a1，a2)，如图1的天线A、B所示，同时作为正上垂直的定向轴，以相互的接收极化波面垂直的方式使两单元(element)轴水平正交予以组合，若接收飞机的高度测定用电波，则在该飞机最近点通过时刻，两者的信号输出均表示峰值，各自的峰值强度的比率，由该时刻的飞机的空间位置的方位角，显示表1的定向系数值比的特定数值。例如，在极化波天线a1为峰值，而极化波天线a2无感时，飞机位置位于a1的定向轴方向上，在a1、a2的输出值比为1时，显示位于与天线定向轴方向呈45度、135度的其中之一方位角方向上，而在此以外的输出比时，显示根据该比率位于上述以外的方位角上。图6是该情况的两天线a1、a2的方向特性图，表2为显示根据两天线的各自的定向系数值及电波到来方向的两定向系数值的比率的图表，籍此，可获得对于飞机的空间位置的方位角基础数据。再者，以使2个λ/2偶极型的极化波天线a1、a2两者的接收极化波面一致的方式，水平·平行设定其磁极(poll)单元，设定极化波天线a1为正上垂直方向的定向轴，将天线a2设为相对垂直轴向上空方向倾斜30度的定向轴的情况的方向特性图，正如图7所示，而该定向系数值及两系数值的比率，则如表2所示，是由飞机的空间位置决定两系数值的比率。据此，由峰值时刻来对天线a1测定飞机最近点通过时刻，同时，由该时刻的天线a2的输出值及上述峰值输出值的比率，可获得来自该时刻的测定点的对于飞机空间位置的仰角数据。上述2个极化波天线组合的接收装置，主要对于沿特定航道飞行的飞机所通过的通过时刻、通过架次等的测定有用，但是，由组合多个该等2个组合天线，将测定空域扩大，并可实现飞机的飞行航行方向、航行方位角的测定精度的提升。例如，相对于与上述极化波面正交的正上垂直方向定向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞机最近点通过时刻测定方法，其特征在于：在地面上的一地点连续接收自飞行通过其上空领域的飞机向下方定向辐射的对地高度测定用电波，且将其电场强度电平变化输入记录于计算机。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大桥心耳，山下晃一，林直树，
申请(专利权)人：日东纺音响工程株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]