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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)による

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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)による干渉の影響
Effects of Personal Private Device for satellite based aircraft approach and 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
DGPS を応用した航空機の進入着陸システムである地上
型 衛 星 航 法 補 強 シ ス テ ム ( Ground Based Augmentation
System: GBAS)は,FAA によりカテゴリーI の実用機が設
計承認されニューアーク・リバティ空港(ニュージャージ
ー州)に設置され運用段階に入った.この試行期間に電波
干渉によるシステムダウンが生じ,その原因は滑走路付近
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 と特定されている[1].
GBAS は各国で導入に向けた活動が活発化しつつあるが,
我が国では電子航法研究所がプロトタイプ装置を開発して
関西国際空港に設置し,飛行実験や長期評価をおこなって
いる[2].しかし,PPD の電波特性や GPS 受信機への影響
などはまだ詳しく分かっていない[3].本稿では,問題の背
景と初期段階として RF 特性を測定したので報告する.
2.PPD 問題の背景
PPD は,カーナビなど GPS 機器によって強制的に自己位
置を監視されている個人が,自己位置の秘匿を目的として
利用する携帯型信号発生機器である.PPD は「GPS ジャマ
ー 」 と い う 名 称 で イ ン タ ー ネ ッ ト に よ り 安 価 ( $20 ~
$200)に販売されているが,国内での流通量は不明である.
一般に,RF 干渉は(1)意図的,(2)未知識,(3)偶発的に分
類可能であり,PPD 問題は(2)に分類される[4].これは,
PPD の電波強度が微弱電波のレベルを十分超えるため,無
免許で電波を空間に発射すれば不法となる.しかし,上記
の目的であれば航空機着陸装置などへの意図的な妨害を意
図している訳ではない.GBAS など高い安全性が要求され
るシステムでは,設計時に厳密な安全管理が行われるが,
PPD に対しても安全リスクを管理する必要があり,もし仮
に今後普及度が高くなれば,設計の変更や設置条件などの
制限が生じる.
3.PPD 特性の測定
PPD の詳細仕様は不明であり,データシート類は添付さ
れていない.このため現在流通している PPD を幾つか入手
図1:PPD 外観(4 種)
し,電波無響室内でその特性を測定した. PPD の一例を図
1に示す.測定機器は変調解析機能付きのスペクトラムア
ラナイザであり,測定項目はスペクトラム,周波数帯域幅,
出力,中心周波数,周波数変移,変移周期などである.測
定結果の例を図 2 に示す.例では L1 の中心周波数が
1576.5MHz,帯域幅(99%)は 12.80MHz,帯域内の出力は
23.8dBm であった.また変調解析の結果,中心周波数の変
移の幅は 12.2MHz,周期は 8.6us であった.
PPD は GPS 信号のキャリア周波数に近い信号を発生させ,
短周期でスイープさせることで GPS 妨害波を生成している
ことがわかった.この方式が採用される理由は,送信周波
数を厳密に制御する必要がなく,スイープ幅に GPS 周波数
を含めば受信機を妨害可能であるため,製品を安価に製造
できるためと思われる.
4.まとめと今後の課題
入手した幾つかの PPD の基本特性を測定した.今後は
GPS 受信機への影響を調査し,離隔距離を算定して GBAS
基準局の設置基準に反映する予定である.また,GBAS 基
準局側に干渉モニターの設置を検討する.更に,具体的に
空港周辺での PPD の普及度を調査する必要があり,その方
法などを検討する予定ある.
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,“航空機着陸システムへの GNSS への応用”,
GPS/GNSS シンポジウム 2012.
3. Thomas Karaus, et.al, "Survey of In-Car Jammers -Analysis and
Modeling of the RF signals and IF samples (suitable for active signal
cancellation), Proc ION-ITM, Sept. 2011.
4. Sam Pullen and Grace Xingxin Gao, "GNSS Jamming in the Name of
Privacy, Potential Threat to GPS Aviation", Inside
GNSS,
March/April 2012.Ryan H. Mitch, et.al, "Signal Characteristics of Civil
GPS Jammers", Proc-ION ITM, Sept. 2011.
図 2:スペクトラム(左)と変調の時間変移(右)の例
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