衛星航法による航空機着陸システムと PPD（個人用保護デバイス）の干渉実験 Experimental Results of Personal Privacy Device (PPD) for satellite based aircraft landing system 福島荘之介 Sonosuke Fukushima 齊藤真二 Shinji Saitoh 電子航法研究所 Electronic Navigation Research Institute １．はじめに GBAS（Ground – Based Augmentation System: 地上型衛星航法補強システム）は，狭域 DGPS を用いた衛星航法による民間航空機の進入着陸システムである．最近，米連邦航空局（ FAA）は，ニューアーク・リバティ空港に GBAS 地上装置を設置し，運用段階（カテゴリーI）に入った．しかし，運用前の試行期間に電波干渉による複数回のシステムダウンを生じている．後に FAA は，その原因を滑走路付近に配置された GBAS 基準局に近い高速道路を走行する車両に搭載された PPD と特定した[1]．我が国においても，電子航法研究所がプロトタイプ装置を開発しており，GBAS の実用化が期待されている．このため，PPD の影響を調査し，対応を検討する必要がある．本稿では，PPD 信号の RF 特性の測定結果[2]に引き続き，GBAS 基準局に内蔵される GPS 受信機への影響を計測したので，その結果について報告する．２．実験の構成と設定 GBAS 基準局には Novatel Inc.と CMC Electronic が共同開発した L1 24 チャネル GPS 受信機（CMA-4048）が使われる．本受信機は，GBAS 用に開発された唯一のモデルであり航空用途の RTCA DO-278B Level 2, DO-254A Level B 標準に対応する．実験はシールド性能を備えた電波無響室内で実施し，GBAS 基準局付近で PPD 信号が送信される状況を模擬した．実験では，GPS シミュレータを用いてライブ環境と同等のシナリオ（但し，CN0 が時間変動しない設定）で GPS 信号を発生し，ケーブル接続で PPD 信号と混合して GPS 受信機に入力する．PPD 信号は GPS アンテナから 90 cm の位置で送信し，受信後に可変減衰器を通して混合器に入力する．GPS 受信機の出力データを PC で取得し，感度抑圧を示す GPS 衛星信号の CN0 の平均値と擬似距離の誤差を示す CMC （ Code Minus Carrier）の標準偏差を求めた．受けるケースであり，標準偏差は 2.64 m であった．PRN7 は最低仰角の衛星ではなく，補足されている中で最も CN0 が低い衛星である．これらの結果は，減衰量を 50 dB とすれば，シミュレータ信号のみの場合と同等であった．減衰量と実験結果から PPD と GBAS 基準局の離隔距離を検討した．見通し内の自由空間損失は， L = 32.44 + 10 log F + 10 log d (1) であり，L は損失(dB)，F は周波数(MHz)，d は距離(km)となる．90 cm の離隔距離 d に対する伝搬損失を L90 とすると，必要な離隔距離に対応する伝搬損失 Lfs と減衰量 Latt の関係は， L fs = L90 + Latt (2) となる．実験結果から Latt を 50 dB とすれば，式(1)から L90 は 35.47 dB であるため，Lfs は 85.47 dB となり，離隔距離 d は 285 m と求められる．４．まとめ GBAS 基準局受信機への PPD の影響を検討し，入手した PPD を用いた実験により離隔距離を求めた．この結果は，空港内基準局の設置位置選定に寄与できる．今後の課題は，PPD のモニタ手法を検討することにある．参考文献 1. John Warburton and Carmen Tedeschi, "GPS Privacy Jammers and RFI at Newark, Navigation Team AJP-652 Results", 12th International GBAS Working Group Meeting (I-GWG 12), Nov. 2011. 2. 福島荘之介，齊藤真二“衛星航法による航空機着陸システムと PPD（個人用保護デバイス）の干渉実験”，測位航法学会（全国大会）2013 年 4 月．３．実験結果と考察図 1 に CN0 と可変減衰器の減衰量の関係を示す．PPD は入手した 10 台から代表的な PPD を用い，比較のためシミュレータ信号のみの場合も測定した．図 1 は受信された 6 衛星の内，低仰角の PRN26（EL:27.6～36.3°），7 （EL:26.8～28.9°），29（EL:10.9～16.0°）の CN0 が 5 種類の PPD1，2，4，8，9 により影響を受けた結果を示す． PPD9 は 0.25 mW と高出力のため感度抑圧が大きく，減衰量が 19 dB 以下の場合には衛星補足が行われない．また，CMC についても同様に減衰量との関係を把握した．CMC が最大になるのは，PPD2 により PRN7 が影響を図 1：平均 CN0（低仰角衛星）と減衰量の関係