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JPWO2017135155A1 - 時刻差計測装置、システム、方法および記録媒体 - Google Patents

時刻差計測装置、システム、方法および記録媒体 Download PDF

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Abstract

ＭＬＡＴシステムにおける送受信局間の時刻差の計測を、ＧＰＳ時刻等の外部からの時刻情報を使用せずに行うことを可能とするため、第一の送受信装置が第一の質問信号を送信する第一の送信時刻と、第二の送受信装置が第二の質問信号を送信する第二の送信時刻と、前記第一の質問信号に対して質問応答装置が送信した第一の応答信号を前記第二の送受信装置が受信した第一の受信時刻と、前記第二の質問信号に対して前記質問応答装置が送信した前記第二の応答信号を前記第一の送受信装置が受信した第二の受信時刻と、に基づいて前記第一の送受信装置と前記第二の送受信装置との間の時刻差を算出する。

Description

本発明は、二つの送受信局間の時刻差を計測する、時刻差計測装置、システム、方法および記録媒体に関する。
ＭＬＡＴ（Multilateration）システムでは、測位対象（トランスポンダ等）が発信するＲＦ（Radio Frequency）信号を、位置が既知である複数の受信局で受信する。そして、各受信局における受信時刻あるいは受信時刻から計算した受信時刻差を用いて、測位対象の位置を測定する。
特に航空管制の分野では、たとえば、非特許文献１に記載の方法のような、航空監視レーダであるＳＳＲ（Secondary Surveillance Radar：二次監視レーダ）システムを利用したＭＬＡＴが利用されている。
ＳＳＲシステムが規定の質問信号を送信すると、航空機に設置されたＳＳＲ対応のトランスポンダが応答信号を発する。ＭＬＡＴシステムの近隣にＳＳＲシステムが存在する場合は、この応答信号を利用することによりパッシブ型ＭＬＡＴを実現できる。また、トランスポンダがスキッタ信号、拡張スキッタ信号と呼ばれる、ＳＳＲシステムの応答信号と同等のフォーマットの信号を自動的に発する場合がある。この信号を利用することによっても、パッシブ型ＭＬＡＴを実現できる（たとえば、非特許文献１参照）。
ＭＬＡＴシステムがＳＳＲシステムの規定の質問信号をＲＦ送信する機能を持つ送信局を有する場合は、トランスポンダに応答信号を出力させることが可能となるアクティブ型ＭＬＡＴを実現できる。この場合、ＭＬＡＴシステムにて質問信号の送信時刻や応答信号の受信時刻を管理することができる。送信と受信に使用するアンテナを共用させた場合の受信局、送信局をまとめて送受信局と呼ぶ。
ＭＬＡＴシステムでは、トランスポンダの三次元位置を求めるために、通常４局以上の送受信局を有する。そして、各送受信局が受信した応答信号の受信時刻を中央局に集め、中央局が送受信局間の受信時刻差（Time Difference Of Arrival：ＴＤＯＡ）を利用したＭＬＡＴアルゴリズムを用いて位置測位を実施する（たとえば、非特許文献１参照）。そのため、ＭＬＡＴシステムでは、各送受信局間の時刻同期が非常に重要である。
ＭＬＡＴシステムにて使用される時刻同期の方法には、大きく分けて三つの方法がある。一つ目は、各送受信局で受信したＲＦ信号をさらに有線等で１か所（中央局）に伝送することで中央局にて時刻管理を実施する方法である（たとえば、非特許文献１参照）。二つ目は、位置が既知である固定局からテスト用のＲＦ信号を送信し、各送受信局と固定局間の距離からわかる理論的な受信時刻を用いる方法である（たとえば、非特許文献１、特許文献１参照）。三つ目は各送受信局にＧＰＳ（Global Positioning System）システムを設置してＧＰＳ時刻を利用して同期する方法である（たとえば、非特許文献１、特許文献２参照）。
米国特許第６０９４１６９号明細書 国際公開第２０１３／１３６６４８号
Ｗ．Ｈ．Ｌ． Ｎｅｖｅｎ、他３名、"Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｍｕｌｔｉｌａｔｅｒａｔｉｏｎ Ｒｅｐｏｒｔ ｏｎ ＥＡＴＭＰ ＴＲＳ １３１／０４ Ｖｅｒｓｉｏｎ１．１"、［ｏｎｌｉｎｅ］、Ａｕｇｕｓｔ ２００５、Ｅｕｒｏｃｏｎｔｒｏｌ、［２０１６年１月１０日検索]、インターネット＜ ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｅｕｒｏｃｏｎｔｒｏｌ．ｉｎｔ／ｓｉｔｅｓ／ｄｅｆａｕｌｔ／ｆｉｌｅｓ／ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ／ｆｉｌｅｓ／ｓｕｒｖｅｉｌｌｌａｎｃｅ−ｒｅｐｏｒｔ−ｗｉｄｅ−ａｒｅａ−ｍｕｌｔｉｌａｔｅｒａｔｉｏｎ−２００５０８．ｐｄｆ＞
一つ目の、中央局にて時刻管理をする方法は、受信局と中央局の間でＲＦ信号を伝送するために光ファイバーなどを利用する必要があり、中央局からそれほど遠くに受信局を設置できない欠点がある。また、二つ目の、固定局を用いる方法は、固定局を設置する場所によっては、受信局にＲＦ信号が届かない場合がある。特に広範囲に受信局を設置するＷＡＭ（Wide Area Multilateration）の場合にはその可能性が高くなる。
以上の問題により、特にＷＡＭシステムの場合、三つ目のＧＰＳ時刻を用いた時刻同期が主に用いられる。しかし、ＧＰＳ時刻を用いた方法では、すべての受信局にＧＰＳ受信機やＧＰＳ用のアンテナを設置する必要があるなど、ＧＰＳシステムを付加することでの煩雑さが増加しコストの増大に繋がる。
本発明の目的は、ＭＬＡＴシステムにおける送受信局間の時刻差の計測を、ＧＰＳ時刻等の外部からの時刻情報を使用せずに行うことを可能とする、時刻差計測装置、システム、方法および記録媒体を提供することにある。
上述の問題を解決するために、本発明の時刻差計測装置は、第一の送受信装置が第一の質問信号を送信する第一の送信時刻と、第二の送受信装置が第二の質問信号を送信する第二の送信時刻と、前記第一の質問信号に対して質問応答装置が送信した第一の応答信号を前記第二の送受信装置が受信した第一の受信時刻と、前記第二の質問信号に対して前記質問応答装置が送信した前記第二の応答信号を前記第一の送受信装置が受信した第二の受信時刻と、に基づいて前記第一の送受信装置と前記第二の送受信装置との間の時刻差を算出する時刻差算出手段を備えることを特徴とする。
また、本発明の管理装置は、第二の送受信装置が第二の質問信号を送信する第二の送信時刻と、前記第二の質問信号の送信先の質問応答装置の識別情報とを時刻差計測装置から受信する送信時刻受信手段と、前記第二の送信時刻と前記質問応答装置の前記識別情報を前記第二の送受信装置へ送信する送信時刻送信手段と、前記第二の送受信装置から、第一の送受信装置が送信した第一の質問信号に対する第一の応答信号を、前記質問応答装置から前記第二の送受信装置が受信した第一の受信時刻を受信する受信時刻受信手段と、前記第一の受信時刻を前記時刻差計測装置へ送信する受信時刻送信手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明の時刻差計測方法は、第一の送受信装置が第一の質問信号を送信する第一の送信時刻と、第二の送受信装置が第二の質問信号を送信する第二の送信時刻と、前記第一の質問信号に対して質問応答装置が送信した第一の応答信号を前記第二の送受信装置が受信した第一の受信時刻と、前記第二の質問信号に対して前記質問応答装置が送信した前記第二の応答信号を前記第一の送受信装置が受信した第二の受信時刻と、に基づいて前記第一の送受信装置と前記第二の送受信装置との間の時刻差を算出することを特徴とする。
また、本発明の管理方法は、第二の送受信装置が第二の質問信号を送信する第二の送信時刻と、前記第二の質問信号の送信先の質問応答装置の識別情報とを時刻差計測装置から受信し、前記第二の送信時刻と前記質問応答装置の前記識別情報を前記第二の送受信装置へ送信し、前記第二の送受信装置から、第一の送受信装置が送信した第一の質問信号に対する第一の応答信号を、前記質問応答装置から前記第二の送受信装置が受信した第一の受信時刻を受信し、前記第一の受信時刻を前記時刻差計測装置へ送信することを特徴とする。
本発明の時刻差計測装置、システム、方法および記録媒体により、ＭＬＡＴシステムにおける送受信局間の時刻差の計測を、ＧＰＳ時刻等の外部からの時刻情報を使用せずに行うことが可能になる。
本発明の第一の実施形態の時刻差計測装置の構成例を示す図である。 本発明の第一の実施形態の時刻差計測装置の動作例を示す図である。 本発明の第二の実施形態の時刻差計測システムの構成例を示す図である。 本発明の第二の実施形態の時刻差計測装置の構成例を示す図である。 本発明の第二の実施形態の送受信装置の構成例を示す図である。 本発明の第二の実施形態の質問応答装置の構成例を示す図である。 本発明の第二の実施形態の時刻差計測装置の動作例を示す図である。 本発明の第二の実施形態の送受信装置の動作例を示す図である。 本発明の第二の実施形態の送受信装置の動作例を示す図である。 本発明の第二の実施形態の質問応答装置の動作例を示す図である。 本発明の第二の実施形態の時刻差計測システムの動作例を示す図である。 本発明の第二の実施形態の各時刻の関係を示す図である。 本発明の第三の実施形態の時刻差計測システムの構成例を示す図である。 本発明の第三の実施形態の時刻差計測装置の構成例を示す図である。 本発明の第三の実施形態の時刻差計測装置の動作例を示す図である。 本発明の第三の実施形態の時刻差計測システムの動作例を示す図である。 本発明の第三の実施形態の時刻差計測システムの構成例を示す図である。 本発明の第三の実施形態の時刻差計測システムの動作例を示す図である。 本発明の第四の実施形態の時刻差計測システムの構成例を示す図である。 本発明の第五の実施形態の時刻差計測システムの構成例を示す図である。 本発明の第五の実施形態の管理装置の構成例を示す図である。 本発明の第五の実施形態の時刻差計測システムの動作例を示す図である。 本発明の各実施形態のハードウェア構成例を示す図である。
［第一の実施形態］
本発明の第一の実施の形態について説明する。
図１に本実施形態の時刻差計測装置１０の構成例を示す。本実施形態の時刻差計測装置１０は、時刻差算出部１１により構成される。
時刻差算出部１１は、第一の送信時刻と、第二の送信時刻と、第一の受信時刻と、第二の受信時刻とに基づいて、第一の送受信装置と第二の送受信装置との間の時刻差を算出する部分である。第一の送信時刻は、第一の送受信装置が第一の質問信号を送信する時刻である。第二の送信時刻は、第二の送受信装置が第二の質問信号を送信する時刻である。第一の受信時刻は、第一の質問信号に対して質問応答装置が送信した第一の応答信号を第二の送受信装置が受信した時刻である。第二の受信時刻は、第二の質問信号に対して質問応答装置が送信した第二の応答信号を第一の送受信装置が受信した時刻である。
このように時刻差計測装置１０を構成することによって、時刻差計測装置１０は、二つの送受信装置が質問応答装置へ送信した質問信号の送信時刻および応答信号の二つの送受信装置での受信時刻に基づいて、二つの送受信装置の間の時刻差を算出する。そのため、ＭＬＡＴシステムにおける送受信局間の時刻差の計測を、ＧＰＳ時刻等の外部からの時刻情報を使用せずに行うことが可能になる。
次に、図２に本実施形態の時刻差計測装置１０の動作の例を示す。
時刻差計測装置１０の時刻差算出部１１は、第一の送信時刻と、第二の送信時刻と、第一の受信時刻と、第二の受信時刻とに基づいて、第一の送受信装置と第二の送受信装置との間の時刻差を算出する（ステップＳ１０１）。
このように時刻差計測装置１０を動作させることによって、時刻差計測装置１０は、二つの送受信装置が質問応答装置へ送信した質問信号の送信時刻および応答信号の二つの送受信装置での受信時刻に基づいて、二つの送受信装置の間の時刻差を算出する。そのため、ＭＬＡＴシステムにおける送受信局間の時刻差の計測を、ＧＰＳ時刻等の外部からの時刻情報を使用せずに行うことが可能になる。
以上で説明したように、本発明の第一の実施形態では、時刻差計測装置１０は、二つの送受信装置が質問応答装置へ送信した質問信号の送信時刻および応答信号の二つの送受信装置での受信時刻に基づいて、二つの送受信装置の間の時刻差を算出する。そのため、ＭＬＡＴシステムにおける送受信局間の時刻差の計測を、ＧＰＳ時刻等の外部からの時刻情報を使用せずに行うことが可能になる。
［第二の実施形態］
次に、本発明の第二の実施の形態について説明する。本実施形態では、第一の実施形態の時刻差計測装置１０についてより具体的に説明する。
まず、図３を用いて、本実施形態の時刻差計測システムの構成例について説明する。本実施形態の時刻差計測システムは、時刻差計測装置２０、第一の送受信装置４０ａ、第二の送受信装置４０ｂおよび質問応答装置５０により構成される。
質問応答装置５０は、規定の質問信号を受信し、その質問信号への応答として規定の応答信号を送信する装置である。たとえば、ＳＳＲシステムにおいて航空機に搭載されるトランスポンダ等が質問応答装置５０に相当する。質問応答装置５０は、通常はＭＬＡＴシステムには含まれず、ＭＬＡＴシステムにより測位される対象である。
送受信装置４０（第一の送受信装置４０ａ、第二の送受信装置４０ｂ）は、質問応答装置５０に対して質問信号を送信し、質問応答装置５０から送信された応答信号を受信する装置である。たとえば、ＭＬＡＴシステムにおける送受信局が送受信装置４０に相当する。
本実施形態では、第一の送受信装置４０ａが質問応答装置５０へ送信した質問信号を第一の質問信号、第二の送受信装置４０ｂが質問応答装置５０へ送信した質問信号を第二の質問信号と呼ぶ。また、質問応答装置５０が第一の質問信号に対して送信した応答信号を第一の応答信号、第二の質問信号に対して送信した応答信号を第二の応答信号と呼ぶ。
時刻差計測装置２０は、第一の送受信装置４０ａと第二の送受信装置４０ｂとの間の時刻差を計測する装置である。たとえば、ＭＬＡＴシステムにおける中央局が時刻差計測装置２０に該当する。通常のＭＬＡＴシステムでは、各送受信局が応答信号を受信した時刻の差によりトランスポンダの位置を測定する。
なお、ＭＬＡＴシステムの場合、各送受信局と中央局は有線にて接続され、トランスポンダと各送受信局は質問信号および応答信号を無線で送受信する。しかし、本実施形態では、各装置間の接続方法は、ＭＬＡＴシステムの方法に限定しない。
次に、図４に時刻差計測装置２０の構成例を示す。時刻差計測装置２０は、時刻差算出部１１、送信時刻送信部２２および受信時刻受信部２３により構成される。
送信時刻送信部２２は、送受信装置４０が送信する質問信号の送信時刻を管理する部分である。たとえば、送信時刻送信部２２は、第一の質問信号の送信時刻（第一の送信時刻）を第一の送受信装置４０ａに送信し、また、第二の質問信号の送信時刻（第二の送信時刻）を第二の送受信装置４０ｂに送信する。
受信時刻受信部２３は、送受信装置４０が受信した応答信号の受信時刻を受信する部分である。なお、ＳＳＲシステムにおいて、トランスポンダが送信する応答信号は、受信先を指定していない。そのため、第一の送受信装置４０ａは、第一の応答信号および第二の応答信号を受信して、それぞれの受信時刻を送信する。また、第二の送受信装置４０ｂも、第一の応答信号および第二の応答信号を受信して、それぞれの受信時刻を送信する。受信時刻受信部２３は、第一の送受信装置４０ａから第一の応答信号の受信時刻と第二の応答信号の受信時刻を受信し、また、第二の送受信装置４０ｂから、第一の応答信号の受信時刻と第二の応答信号の受信時刻を受信する。
時刻差算出部１１は、第一の送信時刻と、第二の送信時刻と、第一の受信時刻と、第二の受信時刻とに基づいて、第一の送受信装置と第二の送受信装置との間の時刻差を算出する部分である。第一の受信時刻は、第一の応答信号を第二の送受信装置が受信した時刻である。第二の受信時刻は、第二の応答信号を第一の送受信装置が受信した時刻である。
次に、図５に送受信装置４０の構成例を示す。送受信装置４０は、送信時刻受信部４１、質問信号送信部４２、応答信号受信部４３および受信時刻送信部４４により構成される。
送信時刻受信部４１は、時刻差計測装置２０から質問信号を送信する時刻を受信する部分である。たとえば、質問信号の送信先の質問応答装置５０の識別情報と質問信号の送信時刻を受信する。
質問信号送信部４２は、時刻差計測装置２０からの指示に従って質問信号を送信する部分である。たとえば、送信時刻受信部４１が受信した送信時刻になると、送信時刻受信部４１が受信した識別情報に該当する質問応答装置５０に対して、質問信号を送信する。
応答信号受信部４３は、質問応答装置５０からの応答信号を受信する部分である。
受信時刻送信部４４は、応答信号受信部４３で受信した応答信号の受信時刻を送信する部分である。このとき、受信時刻とともに、自身（送受信装置４０）の識別情報を送信する。受信時刻を受信した時刻差計測装置２０は、この送受信装置４０の識別情報から、時刻差算出に使用する受信時刻を選択する。
次に、図６に質問応答装置５０の構成例を示す。質問応答装置５０は、質問信号受信部５１および応答信号送信部５２により構成される。
質問信号受信部５１は、送受信装置４０が送信した質問信号を受信する部分である。応答信号送信部５２は、質問信号受信部５１が受信した質問信号に対して応答信号を送信する部分である。
このように時刻差計測装置２０を構成することによって、時刻差計測装置２０は、二つの送受信装置が質問応答装置へ送信した質問信号の送信時刻および応答信号の二つの送受信装置での受信時刻に基づいて、二つの送受信装置の間の時刻差を算出する。そのため、ＭＬＡＴシステムにおける送受信局間の時刻差の計測を、ＧＰＳ時刻等の外部からの時刻情報を使用せずに行うことが可能になる。
次に、図７から図１０を用いて、本実施形態の時刻差計測装置２０を用いた時刻差計測システムの動作の例について説明する。図７は時刻差計測装置２０の動作例、図８および図９は送受信装置４０の動作例、図１０は質問応答装置５０の動作例である。
まず、時刻差計測装置２０は、第一の質問信号を送信する第一の送信時刻を第一の送受信装置４０ａへ送信する。また、時刻差計測装置２０は、第二の質問信号を送信する第二の送信時刻を第二の送受信装置４０ｂへ送信する（図７のステップＳ２０１）。このとき、同じ質問応答装置５０へ質問信号を送信するよう、同じ質問応答装置５０の識別情報を第一の送受信装置４０ａおよび第二の送受信装置４０ｂへ送信する。
送受信装置４０は、時刻差計測装置２０から送信時刻を受信すると（図８のステップＳ３０１でＹＥＳ）、送信時刻の到来を待つ。そして、送信時刻が到来すると（ステップＳ３０２でＹＥＳ）、送信時刻とともに受信した識別情報に該当する質問応答装置５０へ質問信号を送信する（ステップＳ３０３）。このようにして、第一の送受信装置４０ａは第一の送信時刻に第一の質問信号を質問応答装置５０へ送信し、第二の送受信装置４０ｂは第二の送信時刻に第二の質問信号を質問応答装置５０へ送信する。
質問応答装置５０は、質問信号を受信すると（図１０のステップＳ４０１でＹＥＳ）、応答信号を送信する（ステップＳ４０２）。質問応答装置５０がＳＳＲシステムのトランスポンダの場合、質問応答装置５０は受信先を指定せずに応答信号を送信する。したがって、質問応答装置５０が送信する応答信号は、システム内のすべての送受信装置４０が受信可能である。このようにして、質問応答装置５０は、第一の質問信号に対して第一の応答信号を、第二の質問信号に対して第二の応答信号を送信する。
送受信装置４０は、応答信号を受信すると（図９のステップＳ３０４でＹＥＳ）、応答信号の受信時刻を送信する（ステップＳ３０５）。このとき、受信時刻の受信先として時刻差計測装置２０を指定しても良いし、ブロードキャストで送信しても良い。また、送受信装置４０は、受信時刻とともに、自身の識別情報を送信する。このようにして、第一の送受信装置４０ａは第一の応答信号の受信時刻と第二の応答信号の受信時刻を、また、第二の送受信装置４０ｂは第一の応答信号の受信時刻と第二の応答信号の受信時刻を送信する。
時刻差計測装置２０は、第一の送受信装置４０ａから第二の応答信号の受信時刻（第二の受信時刻）と、第二の送受信装置４０ｂから第一の応答信号の受信時刻（第一の受信時刻）を受信するのを待つ（図７のステップＳ２０２）。そして、第一の受信時刻および第二の受信時刻を受信すると、第一の送信時刻、第二の送信時刻、第一の受信時刻および第二の受信時刻に基づいて、第一の送受信装置４０ａと第二の送受信装置４０ｂとの間の時刻差を算出する（ステップＳ２０３）。
時刻差計測装置２０では、第一の送受信装置４０ａと第二の送受信装置４０ｂの時刻を合わせなくても、送受信装置４０間の時刻差を把握しておくことで、ＭＬＡＴシステムでのトランスポンダの測位が可能である。二つの送受信装置４０の時刻を合わせる場合には、時刻差算出部１１から第二の送受信装置４０ｂへ算出した時刻差を送信し、時刻差を受信した第二の送受信装置４０ｂが時刻を補正するようにしても良い。
次に、図１１に本実施形態の時刻差計測システムのシーケンスの例を示す。
時刻差計測装置２０は、第一の送受信装置４０ａに対して第一の送信時刻を送信する（ステップＳ５０１）。第一の送受信装置４０ａは、第一の送信時刻（ｔ＿Ｔａ（１））が到来すると、第一の質問信号を質問応答装置５０へ送信する（ステップＳ５０２）。第一の質問信号を受信した質問応答装置５０は、第一の応答信号を送信する（ステップＳ５０３）。第一の応答信号を受信した第二の送受信装置４０ｂは、第一の応答信号を受信した第一の受信時刻（ｔ＿Ｒｂ（１））を送信し、時刻差計測装置２０が第一の受信時刻を受信する（ステップＳ５０４）。
また、時刻差計測装置２０は、第二の送信時刻を第二の送受信装置４０ｂへ送信する（ステップＳ５０５）。なお、第二の送信時刻の送信は、ステップＳ５０４の後でなくても、ステップＳ５０１からステップＳ５０５までのどこのタイミングで行っても良い。第二の送信時刻を受信した第二の送受信装置４０ｂは、第二の送信時刻（ｔ＿Ｔｂ（２））が到来すると、質問応答装置５０へ第二の質問信号を送信する（ステップＳ５０６）。第二の質問信号を受信した質問応答装置５０は、第二の応答信号を送信する（ステップＳ５０７）。第二の応答信号を受信した第一の送受信装置４０ａは、第二の応答信号を受信した第二の受信時刻（ｔ＿Ｒａ（２））を送信し、時刻差計測装置２０が第二の受信時刻を受信する（ステップＳ５０８）。
そして、時刻差計測装置２０は、第一の送信時刻、第二の送信時刻、第一の受信時刻および第二の受信時刻に基づいて、第一の送受信装置４０ａと第二の送受信装置４０ｂとの間の時刻差を算出する（ステップＳ５０９）。
第二の送受信装置４０ｂの時刻を第一の送受信装置４０ａに合わせる場合には、時刻差計測装置２０は、時刻差を第二の送受信装置４０ｂへ送信する（ステップＳ５１０）。そして、第二の送受信装置４０ｂは受信した時刻差に基づいて、自身の時刻を補正する（ステップＳ５１１）。
次に、本実施形態における時刻差の算出方法について説明する。ここでは、第二の送受信装置４０ｂの時刻を第一の送受信装置４０ａに合わせる場合を例に説明する。
時刻差計測装置２０は、第一の送信時刻ｔ＿Ｔａ（１）、第二の送信時刻ｔ＿Ｔｂ（２）、第一の受信時刻ｔ＿Ｒｂ（１）および第二の受信時刻ｔ＿Ｒａ（２）に基づいて、第一の送受信装置４０ａと第二の送受信装置４０ｂとの間の時刻差ｄＴを算出する。
図１２に、送信時刻および受信時刻の時間関係を示す。横軸は、第一の送受信装置４０ａの時刻と、第二の送受信時刻４０ｂの時刻を示す。第二の送受信装置４０ｂの時刻は、第一の送受信装置４０ａより時刻差ｄＴだけ遅れているとする。ラウンドトリップタイムＴ（１）は、第一の送信時刻ｔ＿Ｔａ（１）から第一の受信時刻ｔ＿Ｒｂ（１）までの時間、ラウンドトリップタイムＴ（２）は、第二の送信時刻ｔ＿Ｔｂ（２）から第二の受信時刻ｔ＿Ｒａ（２）までの時間である。
第一の送受信装置４０ａから見た受信時刻は、第二の送受信装置４０ｂでは、時刻差ｄＴだけ遅れた時刻である。すなわち、図１２では、第一の送受信装置４０ａから見た受信時刻から左に時刻差ｄＴだけずれた時刻が第一の受信時刻ｔ＿Ｒｂ（１）である。同様に、第一の送受信装置４０ａから見た送信時刻から左に時刻差ｄＴだけずれた時刻が第二の送信時刻ｔ＿Ｔｂ（２）である。そのため、送信時刻、受信時刻、ラウンドトリップタイムの関係は、図１２の関係により、式１および式２で示すことができる。
Figure 2017135155

Figure 2017135155
ここで、２回の質問応答に対してラウンドトリップタイムが変わらない、すなわち、式３の条件が成り立つと仮定する。
Figure 2017135155
式３が成立する場合に式１から式２を引くと、式４が得られる。
Figure 2017135155
したがって、時刻差ｄＴは式５で算出できることになる。
Figure 2017135155
この式５は、インターネットなどの有線ネットワークにおいて使用される時刻差補正プロトコルであるＮＴＰ（Network Time Protocol）で用いられる式と同様である。
ＭＬＡＴシステムでは、各送受信局間は無線での見通しがほとんどない。また、ＭＬＡＴシステムの送受信局にはトランスポンダの機能、すなわち、質問信号を受信し、応答信号を出力する機能がない（ＳＳＲシステムの送受信局に準拠）。そのため、各送受信局間で質問信号や応答信号を無線で送受信することができない。そのため、本実施形態では、ＮＴＰのような二つの装置間で直接信号を送受信する方法とは異なり、質問応答装置を介して質問信号と応答信号を送受信する。
次に、式５が算出する時刻差の誤差を小さくする方法について説明する。式５は、式３が成立することを条件にした式である。そのため、式３が成立しない場合には、式５が算出した時刻差は誤差を含むことになる。
式３が成立するには、２回の質問応答の間に、送受信装置４０と質問応答装置５０との距離がほとんど変わっていない必要がある。質問応答装置５０は航空機に搭載された場合、移動する。２回の質問信号送信の間隔が非常に短時間であれば、質問応答装置５０の移動距離がほとんど無視できるため、式３が成立すると考えられる。
図１２において、第一の送受信装置４０ａと質問応答装置５０の間の電波伝搬時間をＴａ＿１Ｗ（ｔ）、第二の送受信装置４０ｂと質問応答装置５０との間の電波伝搬時間をＴｂ＿１Ｗ（ｔ）とする。また、質問応答装置５０が質問信号を受信してから応答信号を送信するまでの遅延時間Ｄ（ｔ）とする。なお、ｔは質問信号の送信順番を示す。また１Ｗは１Ｗａｙの意味である。
このとき、ラウンドトリップタイムＴ（１）およびＴ（２）は、式６および式７で表すことができる。
Figure 2017135155

Figure 2017135155
ここで、質問応答装置５０と送受信装置４０との間の相対位置が固定、あるいは、ほぼ変わらない場合、式８および式９が成り立つ。
Figure 2017135155

Figure 2017135155
式８および式９を成立させるためには、質問応答装置５０の位置がなるべく変わらないよう、第一の送信時刻ｔ＿Ｔａ（１）と第二の送信時刻ｔ＿Ｔｂ（２）の時間間隔を短くする方法が考えられる。
また、質問応答装置５０が質問信号を受信して応答信号を送信するまでの遅延時間であるＤ（１）とＤ（２）は、航空管制のＳＳＲシステムで使用されるトランスポンダの場合、公称値としては固定値であるが、ジッタによる誤差が含まれる。そのため、複数の時点について式５を用いて時刻差ｄＴを求め、それらの平均値を用いる方法、あるいは、移動平均などのフィルタを用いてジッタ誤差を緩和する方法が考えられる。
以上で、本実施形態の時刻差計測装置２０の動作例について説明した。このように時刻差計測装置２０を動作させることによって、時刻差計測装置２０は、二つの送受信装置が質問応答装置へ送信した質問信号の送信時刻および応答信号の二つの送受信装置での受信時刻に基づいて、二つの送受信装置の間の時刻差を算出する。そのため、ＭＬＡＴシステムにおける送受信局間の時刻差の計測を、ＧＰＳ時刻等の外部からの時刻情報を使用せずに行うことが可能になる。
以上で説明したように、本発明の第二の実施形態では、第一の実施形態と同様に、二つの送受信装置が質問応答装置へ送信した質問信号の送信時刻および応答信号の二つの送受信装置での受信時刻に基づいて、二つの送受信装置の間の時刻差を算出する。そのため、ＭＬＡＴシステムにおける送受信局間の時刻差の計測を、ＧＰＳ時刻等の外部からの時刻情報を使用せずに行うことが可能になる。
また、本実施形態は、質問応答装置を介して質問応答を行うため、トランスポンダ機能を持たない送受信装置の間の時刻差を計測することが可能である。
［第三の実施形態］
次に、本発明の第三の実施の形態について説明する。本実施形態は、時刻差計測装置が送受信装置の機能を備え、時刻差計測装置と第二の送受信装置との間の時刻差を計測する形態の例である。
まず、図１３に本実施形態の時刻差計測システムの構成例を示す。本実施形態の時刻差計測システムは、時刻差計測装置３０、第二の送受信装置４０ｂおよび質問応答装置５０を備える。時刻差計測装置３０は、図３の第一の送受信装置４０ａと時刻差計測装置２０の両方の機能を持つ。質問応答装置５０および送受信装置４０ｂは第二の実施形態の質問応答装置５０および送受信装置４０ｂと同様である。本実施形態は、ＭＬＡＴシステムの場合、中央局を介さずに送受信局間で時刻差を計測する場合に相当する。その場合、送受信局間を有線で接続し、受信時刻情報と送信時刻情報をやり取りする。また、本実施形態では、時刻差計測装置３０の時刻を基準として時刻差を計測するものとする。
次に、図１４に時刻差計測装置３０の構成例を示す。時刻差計測装置３０は、時刻差算出部１１、送信時刻送信部２２、受信時刻受信部２３、質問信号送信部４２および応答信号受信部４３により構成される。時刻差算出部１１、送信時刻送信部２２、受信時刻受信部２３、質問信号送信部４２および応答信号受信部４３のいずれも、第二の実施形態と同様の部分である。図５の送受信装置４０が備える送信時刻受信部４１および受信時刻送信部４４については、時刻差計測装置３０自身で送信時刻を生成し、また、時刻差を計測するため、時刻差計測装置３０では不要となる。時刻差計測装置３０では、第一の送信時刻と、第二の送信時刻と、第一の受信時刻と、第二の受信時刻とに基づいて時刻差計測装置３０と第二の送受信装置４０ｂとの間の時刻差を算出する。本実施形態では、第一の送信時刻は、時刻差計測装置３０が第一の質問信号を質問応答装置５０へ送信した時刻、第二の送信時刻は、第二の送受信装置４０ｂが第二の質問信号を質問応答装置５０へ送信した時刻である。また、第一の受信時刻は、第二の送受信装置４０ｂが第一の質問信号に対する第一の応答信号を受信した時刻、第二の受信時刻は、時刻差計測装置３０が第二の質問信号に対する第二の応答信号を受信した時刻である。
このように時刻差計測装置３０を構成することによって、時刻差計測装置３０は、二つの装置が質問応答装置へ送信した質問信号の送信時刻および応答信号の二つの装置での受信時刻に基づいて、二つの装置の間の時刻差を算出する。そのため、ＭＬＡＴシステムにおける送受信局間の時刻差の計測を、ＧＰＳ時刻等の外部からの時刻情報を使用せずに行うことが可能になる。
次に、図１５を用いて、時刻差計測装置３０の動作の例について説明する。
まず、時刻差計測装置３０は、第一の送信時刻を決定し、第一の送信時刻が到来するのを待つ（ステップＳ６０１）。そして、第一の送信時刻になると、質問応答装置５０へ第一の質問信号を送信する（ステップＳ６０２）。第一の質問信号を受信した質問応答装置５０は（図１０のステップＳ４０１）、第一の応答信号を送信する（ステップＳ４０２）。第一の応答信号を受信した第二の送受信装置４０ｂは（図９のステップＳ３０４）、第一の受信時刻を送信する（ステップＳ３０５）。そして、時刻差計測装置３０は第一の受信時刻を受信する。
また、時刻差計測装置３０は、第二の送信時刻を決定し、送受信装置４０ｂへ第二の送信時刻を送信する（図１５のステップＳ６０３）。図１５では、ステップＳ６０１とステップＳ６０２の後に第二の送信時刻を送信しているが、第二の送信時刻の送信は、開始直後からステップＳ６０２の間のどこで行っても良い。
第二の送信時刻を受信した第二の送受信装置４０ｂは（図８のステップＳ３０１）、第二の送信時刻になると（ステップＳ３０２）、質問応答装置５０へ第二の質問信号を送信する（ステップＳ３０３）。
第二の質問信号を受信した質問応答装置５０は（図１０のステップＳ４０１）、第二の応答信号を送信する（ステップＳ４０２）。
第二の応答信号を受信した時刻差計測装置３０は、第二の応答信号の受信時刻を第二の受信時刻とする（図１５のステップＳ６０４）。そして、時刻差計測装置３０は、第一の送信時刻、第二の送信時刻、第一の受信時刻および第二の受信時刻に基づいて、時刻差計測装置３０と第二の送受信装置４０ｂとの間の時刻差を算出する（ステップＳ６０５）。
次に、図１６に本実施形態の時刻差計測システムのシーケンスの例を示す。
時刻差計測装置３０は、第一の送信時刻になると、第一の質問信号を質問応答装置５０へ送信し（ステップＳ７０１）、質問応答装置５０は第一の応答信号を送信する（ステップＳ７０２）。第一の応答信号を受信した第二の送受信装置４０ｂは、第一の受信時刻を時刻差計測装置３０へ送信する（ステップＳ７０３）。
また、時刻差計測装置３０は、第二の送信時刻を第二の送受信装置４０ｂへ送信する（ステップＳ７０４）。第二の送受信装置４０ｂは、第二の送信時刻になると、第二の質問信号を質問応答装置５０へ送信し（ステップＳ７０５）、質問応答装置５０は第二の応答信号を送信する（ステップＳ７０６）。
第一の受信時刻と第二の応答信号を受信した時刻差計測装置３０は、時刻差計測装置３０と第二の送受信装置４０ｂとの間の時刻差を算出する（ステップＳ７０７）。第二の送受信装置４０ｂの時刻を時刻差計測装置３０に合わせて補正する場合には、時刻差計測装置３０は算出した時刻差を第二の送受信装置４０ｂへ送信し（ステップＳ７０８）、第二の送受信装置４０ｂは自身の時刻を補正する（ステップＳ７０９）。
図１７のように、時刻差計測装置３０が第一の送受信装置４０ａの時刻を基準として時刻差計測装置３０と第一の送受信装置４０ａとの間の時刻差を計測する場合には、図１５において、「第一の」と「第二の」を入れ替えることで、時刻差の計測が可能である。
図１８に、この場合の時刻差計測システムのシーケンスの例を示す。
時刻差計測装置３０は、第一の送信時刻を第一の送受信装置４０ａへ送信する（ステップＳ８０１）。第一の送受信装置４０ａは、第一の送信時刻になると、第一の質問信号を質問応答装置５０へ送信し（ステップＳ８０２）、質問応答装置５０は第一の応答信号を送信する（ステップＳ８０３）。
また、時刻差計測装置３０は、第二の送信時刻になると、第二の質問信号を質問応答装置５０へ送信し（ステップＳ８０４）、質問応答装置５０は第二の応答信号を送信する（ステップＳ８０５）。第二の応答信号を受信した第一の送受信装置４０ａは、第二の受信時刻を時刻差計測装置３０へ送信する（ステップＳ８０６）。
第二の受信時刻と第一の応答信号を受信した時刻差計測装置３０は、時刻差計測装置３０と第一の送受信装置４０ａとの間の時刻差を算出する（ステップＳ８０７）。時刻差計測装置３０の時刻を第一の送受信装置４０ａに合わせて補正する場合には、時刻差計測装置３０は算出した時刻差に基づいて自身の時刻を補正する（ステップＳ８０８）。
このように時刻差計測装置３０を動作させることによって、時刻差計測装置３０は、二つの装置が質問応答装置へ送信した質問信号の送信時刻および応答信号の二つの装置での受信時刻に基づいて、二つの装置の間の時刻差を算出する。そのため、ＭＬＡＴシステムにおける送受信局間の時刻差の計測を、ＧＰＳ時刻等の外部からの時刻情報を使用せずに行うことが可能になる。
以上で説明したように、本発明の第三の実施形態では、第一、第二の実施形態と同様に、時刻差計測装置は、二つの装置が質問応答装置へ送信した質問信号の送信時刻および応答信号の二つの装置での受信時刻に基づいて、二つの装置の間の時刻差を算出する。そのため、ＭＬＡＴシステムにおける送受信局間の時刻差の計測を、ＧＰＳ時刻等の外部からの時刻情報を使用せずに行うことが可能になる。
［第四の実施形態］
次に、本発明の第四の実施の形態について説明する。本実施形態は、時刻差計測システム内に送受信装置４０が３台以上存在する場合の例である。
まず、図１９に本実施形態の時刻差計測システムの構成例を示す。本実施形態では、システム内の送受信装置４０が４台となっている。送受信装置を４台としたのは、三次元の移動体の位置を測位するために通常必要な受信装置の数によるものであり、特に４台に限定するものではない。
図１９のように送受信装置４０が３台以上存在する場合には、送受信装置４０の中から基準とする送受信装置４０と、その基準の送受信装置４０に対する時刻差を計測したい送受信装置４０との、２台の送受信装置４０の間で時刻差の計測を行う。
たとえば、図１９の送受信装置４０ａを基準とする場合には、送受信装置４０ａと４０ｂ、送受信装置４０ａと４０ｃ、送受信装置４０ａと４０ｄの組み合わせで時刻差を算出することで、各送受信装置４０間の時刻差を計測することができる。また、送受信装置４０ａと４０ｂ、送受信装置４０ｂと４０ｃ、送受信装置４０ｃと４０ｄのように、基準とする送受信装置４０ａをすべての組み合わせに含めなくても、各送受信装置４０間の時刻差を算出することが可能である。
また、ＭＬＡＴシステムでは、必ずしも全送受信装置の時刻同期がなされている必要はなく、マルチラテレーション計算を実施する際に、送受信装置間の時刻差を考慮すれば、マルチラテレーションの計算は可能である。したがって、各送受信装置４０間の相対時刻差がわかることでマルチラテレーション計算は可能である。
送受信装置４０の組み合わせの決定以外の時刻差計測装置２０、送受信装置４０、質問応答装置５０の構成例および動作例は、第二の実施形態と同様のため、ここでは説明を省略する。また、第三の実施形態のように、いずれかの送受信装置４０について、時刻差計測装置２０と送受信装置４０の機能を合わせた時刻差計測装置３０を使用することも可能である。
以上で説明したように、本発明の第三の実施形態では、第一から第三の実施形態と同様に、二つの送受信装置が質問応答装置へ送信した質問信号の送信時刻および応答信号の二つの送受信装置での受信時刻に基づいて、二つの送受信装置の間の時刻差を算出する。そのため、ＭＬＡＴシステムにおける送受信局間の時刻差の計測を、ＧＰＳ時刻等の外部からの時刻情報を使用せずに行うことが可能になる。
［第五の実施形態］
次に、本発明の第五の実施の形態について説明する。本実施形態では、異なるＭＬＡＴシステム間の送受信装置の時刻差を計測する場合について説明する。
本実施形態では、２つのＭＬＡＴシステムＡ、Ｂが位置的に近接しているような場合を想定する。この場合、別システムの送受信局のデータを利用することで、ＭＬＡＴシステムでの位置測定のカバーエリアを広げることができる。しかし、システムが異なると、システム内の時刻同期方法や受信時刻の測定方法が異なる可能性が高い。したがって、異なるシステムにある送受信局のデータを利用するためには、異なるシステムの送受信局間の時刻同期を取る、あるいは、時刻差を把握しておく必要がある。
図２０に本実施形態の時刻差計測システムの例を示す。この例では、システムＡとシステムＢはそれぞれ送受信装置４０を４つずつ備える。管理装置６０は、システムＢの送受信装置４０を管理する装置であり、ＭＬＡＴシステムの中央局に相当する。本実施形態では、システムＡとシステムＢは独立のシステムであり、また、各システム内の送受信装置４０の間の時刻同期は取れているものとする。各システム間はネットワーク７０で接続されており、時刻差計測装置２０と管理装置６０との間の情報のやり取りは可能であるとする。また各システム内の送受信装置４０は、各システム内の時刻差計測装置２０あるいは管理装置６０のみが制御できるものとする。
また、各システム間はネットワーク７０で接続されているため、ＮＴＰのような時刻同期用のプロトコルを用いた時刻同期方法を使用して時刻同期を行うことも考えられるが、各送受信装置４０にはＮＴＰのソフトウェアを導入していないものとする。なお、通常ＭＬＡＴシステムで必要な時刻同期の精度はＮＴＰで得られる精度（数１０ｍｓ程度）よりも高い精度が必要であるため、ＮＴＰはＭＬＡＴシステムでの時刻同期には適していない。
また、システム間の時刻同期を行う方法には、システムＡおよびシステムＢの全送受信装置にＧＰＳ受信機を搭載し、ＧＰＳ時刻に各送受信装置の時刻を合わせる方法も考えられる。しかし、各システムの構築を実施したメーカーが異なる場合、送受信装置でＧＰＳ受信機からの時刻情報の取得方法が異なる可能性は高く、システム間の送受信装置の時刻がＧＰＳ受信機の精度で一致する可能性は低い。またシステム構築が同一メーカーであってもＧＰＳ受信機が異なると同一の問題が生じる可能性がある。またシステムによっては、ＧＰＳ時刻を用いないシステムもある。
本実施形態では、第四の実施形態と同様に、２つの送受信装置４０の間の時刻差を計測する。図２０の例の場合、質問応答装置５０に同時に電波伝搬が可能である送受信装置４０Ａｄと送受信装置４０Ｂａを利用して時刻差を計測する。システム内の送受信局の時刻同期はされているので送受信装置４０Ａｄと送受信装置４０Ｂａの時刻差がわかれば、各送受信装置４０間の時刻差が把握でき、また、システム間の時刻同期も可能になる。
本実施形態の時刻差計測装置２０、送受信装置４０および質問応答装置５０の構成例は、図４、図５および図６と同様である。
なお、本実施形態では、第一の質問信号は、送受信装置４０Ａｄが質問応答装置５０へ送信した質問信号、第二の質問信号は、送受信装置４０Ｂａが質問応答装置５０へ送信した質問信号である。また、第一の受信時刻は、送受信装置４０Ｂａが第一の応答信号を受信した時刻、第二の受信時刻は、送受信装置４０Ａｄが第二の応答信号を受信した時刻である。
ただし、送受信装置４０Ｂａは時刻差計測装置２０とは異なるシステムの送受信装置４０であるため、送受信装置４０Ｂａと時刻差計測装置２０は管理装置６０を介して情報をやり取りする必要がある。したがって、時刻差計測装置２０の送信時刻送信部２２は、第一の送信時刻を送受信装置４０Ａｄに送信し、第二の送信時刻を管理装置６０へ送信する。また、受信時刻受信部２３は、第二の受信時刻を送受信装置４０Ａｄから受信し、第一の受信時刻を管理装置６０から受信する。
次に、図２１に、管理装置６０の構成例を示す。管理装置６０は、送信時刻受信部６１、送信時刻送信部６２、受信時刻受信部６３および受信時刻送信部６４により構成される。
送信時刻受信部６１は、時刻差計測装置２０から第二の送信時刻を受信する部分である。また、時刻差計測に利用する質問応答装置５０の識別情報も受信する。
送信時刻送信部６２は、第二の送信時刻を送受信装置４０Ｂａへ送信する部分である。また、時刻差計測に利用する質問応答装置５０の識別情報も送信する。この質問応答装置５０の識別情報は、送受信装置４０Ｂａが送信する第二の質問信号の送信先となる。
受信時刻受信部６３は、送受信装置４０Ｂａが第一の応答信号を受信した第一の受信時刻を受信する部分である。受信時刻送信部６４は、第一の受信時刻を時刻差計測装置２０へ送信する部分である。
このように時刻差計測装置２０を構成することによって、時刻差計測装置２０は、二つの送受信装置が質問応答装置へ送信した質問信号の送信時刻および応答信号の二つの送受信装置での受信時刻に基づいて、二つの送受信装置の間の時刻差を算出する。そのため、ＭＬＡＴシステムにおける送受信局間の時刻差の計測を、ＧＰＳ時刻等の外部からの時刻情報を使用せずに行うことが可能になる。
また、本実施形態では、管理装置６０を介して時刻差計測装置２０と送受信装置４０Ｂａが情報をやり取りすることにより、異なるシステム間でも時刻差を計測することが可能になる。
次に、図２２に、本実施形態の時刻同期システムのシーケンス例を示す。
まず、時刻差計測装置２０は、管理装置６０とやり取りして、時刻差の計測に使用する質問応答装置５０の識別情報を管理装置６０と共有する。このとき、使用する質問応答装置５０には、過去の受信データから両送受信装置４０（４０Ａｄ、４０Ｂａ）で同時に応答信号が受信可能な質問応答装置５０を選択する。また、時刻差計測装置２０は、第一の送信時刻と第二の送信時刻を決定し、管理装置６０とその情報を共有する（ステップＳ９０１）。なお、このとき、受信時刻の計測方法、たとえば、応答信号のどの部分（先頭、最後尾等）を受信した時刻を受信時刻とするか、といった情報についても共有しておく。
時刻差計測装置２０は、第一の送信時刻を送受信装置４０Ａｄに送信する（ステップＳ９０２）。そして、送受信装置４０Ａｄは、第一の送信時刻になると第一の質問信号を質問応答装置５０へ送信し（ステップＳ９０３）、質問応答装置５０は第一の応答信号を送信する（ステップＳ９０４）。第一の応答信号を受信した送受信装置４０Ｂａは、第一の受信時刻を管理装置６０へ送信する（ステップＳ９０５）。そして、管理装置６０は、第一の受信時刻を時刻差計測装置２０へ送信する（ステップＳ９０６）。
また、管理装置６０は、第二の送信時刻を送受信装置４０Ｂａに送信する（ステップＳ９０７）。送受信装置４０Ｂａは第二の送信時刻になると第二の質問信号を質問応答装置５０へ送信し（ステップＳ９０８）、質問応答装置５０は第二の応答信号を送信する（ステップＳ９０９）。送受信装置４０Ａｄは第二の応答信号を受信すると、第二の受信時刻を時刻差計測装置２０へ送信する（ステップＳ９１０）。
第一の受信時刻および第二の受信時刻を受信した時刻差計測装置２０は、第一の送信時刻、第二の送信時刻、第一の受信時刻および第二の受信時刻に基づいて時刻差を算出する（ステップＳ９１１）。システムＢの時刻を補正する場合には、時刻差計測装置２０は算出した時刻を管理装置６０へ送信する（ステップＳ９１２）。
以上で説明したように、本発明の第五の実施形態では、第一から第四の実施形態と同様に、二つの送受信装置が質問応答装置へ送信した質問信号の送信時刻および応答信号の二つの送受信装置での受信時刻に基づいて、二つの送受信装置の間の時刻差を算出する。そのため、ＭＬＡＴシステムにおける送受信局間の時刻差の計測を、ＧＰＳ時刻等の外部からの時刻情報を使用せずに行うことが可能になる。
また、本実施形態では、異なるシステムの中央局間で情報をやり取りするため、異なるシステム間の送受信局の時刻差を計測することが可能になる。また、同一質問応答装置への質問信号の送信時刻、応答信号の受信時刻を利用するため、各システムのシステム時刻の生成方法が異なっていても、システム間の時刻差を計測することが可能になる。
なお、本発明の各実施形態は、ＭＬＡＴシステムの送受信局間の時刻差計測に限らず、直接質問信号や応答信号をやり取りできない装置間の時刻差計測全般に適用可能である。
［ハードウェア構成例］
上述した本発明の各実施形態における時刻差計測装置（１０、２０、３０）あるいは管理装置６０を、一つの情報処理装置（コンピュータ）を用いて実現するハードウェア資源の構成例について説明する。なお、時刻差計測装置あるいは管理装置は、物理的または機能的に少なくとも二つの情報処理装置を用いて実現してもよい。また、時刻差計測装置あるいは管理装置は、専用の装置として実現してもよい。また、時刻差計測装置あるいは管理装置の一部の機能のみを情報処理装置を用いて実現しても良い。
図２３は、本発明の各実施形態の時刻差計測装置あるいは管理装置を実現可能な情報処理装置のハードウェア構成例を概略的に示す図である。情報処理装置８０は、通信インタフェース８１、入出力インタフェース８２、演算装置８３、記憶装置８４および不揮発性記憶装置８５およびドライブ装置８６を備える。
通信インタフェース８１は、各実施形態の時刻差計測装置あるいは管理装置が、有線あるいは／および無線で外部装置と通信するための通信手段である。なお、時刻差計測装置あるいは管理装置を、少なくとも二つの情報処理装置を用いて実現する場合、それらの装置の間を通信インタフェース８１経由で相互に通信可能なように接続しても良い。
入出力インタフェース８２は、入力デバイスの一例であるキーボードや、出力デバイスとしてのディスプレイ等のマンマシンインタフェースである。
演算装置８３は、汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）やマイクロプロセッサ等の演算処理装置である。演算装置８３は、たとえば、不揮発性記憶装置８５に記憶された各種プログラムを記憶装置８４に読み出し、読み出したプログラムに従って処理を実行することが可能である。
記憶装置８４は、演算装置８３から参照可能な、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ装置であり、プログラムや各種データ等を記憶する。記憶装置８４は、揮発性のメモリ装置であっても良い。
不揮発性記憶装置８５は、たとえば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、等の、不揮発性の記憶装置であり、各種プログラムやデータ等を記憶することが可能である。
ドライブ装置８６は、たとえば、後述する記録媒体８７に対するデータの読み込みや書き込みを処理する装置である。
記録媒体８７は、たとえば、光ディスク、光磁気ディスク、半導体フラッシュメモリ等、データを記録可能な任意の記録媒体である。
本発明の各実施形態は、たとえば、図２３に例示した情報処理装置８０により時刻差計測装置あるいは管理装置を構成し、この時刻差計測装置あるいは管理装置に対して、上記各実施形態において説明した機能を実現可能なプログラムを供給することにより実現してもよい。
この場合、時刻差計測装置あるいは管理装置に対して供給したプログラムを、演算装置８３が実行することによって、実施形態を実現することが可能である。また、時刻差計測装置あるいは管理装置のすべてではなく、一部の機能を情報処理装置８０で構成することも可能である。
さらに、上記プログラムを記録媒体８７に記録しておき、時刻差計測装置あるいは管理装置の出荷段階、あるいは運用段階等において、適宜上記プログラムが不揮発性記憶装置８５に格納されるよう構成してもよい。なお、この場合、上記プログラムの供給方法は、出荷前の製造段階、あるいは運用段階等において、適当な治具を利用して時刻差計測装置あるいは管理装置内にインストールする方法を採用してもよい。また、上記プログラムの供給方法は、インターネット等の通信回線を介して外部からダウンロードする方法等の一般的な手順を採用してもよい。
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
第一の送受信装置が第一の質問信号を送信する第一の送信時刻と、第二の送受信装置が第二の質問信号を送信する第二の送信時刻と、前記第一の質問信号に対して質問応答装置が送信した第一の応答信号を前記第二の送受信装置が受信した第一の受信時刻と、前記第二の質問信号に対して前記質問応答装置が送信した前記第二の応答信号を前記第一の送受信装置が受信した第二の受信時刻と、に基づいて前記第一の送受信装置と前記第二の送受信装置との間の時刻差を算出する時刻差算出手段
を備えることを特徴とする時刻差計測装置。
（付記２）
前記時刻差算出手段は、前記時刻差を前記第二の送受信装置へ送信する
ことを特徴とする付記１に記載の時刻差計測装置。
（付記３）
前記第二の送信時刻を前記第二の送受信装置に送信する送信時刻送信手段と、
前記第一の受信時刻を前記第二の送受信装置から受信する受信時刻受信手段と
を備えることを特徴とする付記１あるいは付記２に記載の時刻差計測装置。
（付記４）
前記送信時刻送信手段は、前記第一の送信時刻を前記第一の送受信装置へ送信し、
前記受信時刻受信手段は、前記第二の受信時刻を前記第一の送受信装置から受信する
をことを特徴とする付記３に記載の時刻差計測装置。
（付記５）
前記時刻差計測装置は前記第一の送受信装置であり、
前記第一の質問信号を送信する質問信号送信手段と、
前記第二の応答信号を受信する応答信号受信手段と
を備えることを特徴とする付記３に記載の時刻差計測装置。
（付記６）
前記時刻差計測装置は前記第二の送受信装置であり、
前記第一の送信時刻を前記第一の送受信装置に送信する送信時刻送信手段と、
前記第一の応答信号を受信する応答信号受信手段と、
前記第二の質問信号を送信する質問信号送信手段と、
前記第二の受信時刻を前記第一の送受信装置から受信する受信時刻受信手段と
を備えることを特徴とする付記１あるいは付記２に記載の時刻差計測装置。
（付記７）
前記第二の送信時刻を管理装置へ送信する送信時刻送信手段と、
前記第一の受信時刻を前記管理装置から受信する受信時刻受信手段と
を備えることを特徴とする付記１あるいは付記２に記載の時刻差計測装置。
（付記８）
第二の送受信装置が第二の質問信号を送信する第二の送信時刻と、前記第二の質問信号の送信先の質問応答装置の識別情報とを時刻差計測装置から受信する送信時刻受信手段と、
前記第二の送信時刻と前記質問応答装置の前記識別情報を前記第二の送受信装置へ送信する送信時刻送信手段と、
前記第二の送受信装置から、第一の送受信装置が送信した第一の質問信号に対する第一の応答信号を、前記質問応答装置から前記第二の送受信装置が受信した第一の受信時刻を受信する受信時刻受信手段と、
前記第一の受信時刻を前記時刻差計測装置へ送信する受信時刻送信手段と
を備えることを特徴とする管理装置。
（付記９）
付記１から付記６のいずれかに記載の時刻差計測装置と、
前記第一の送受信装置と、
前記第二の送受信装置と、
前記質問応答装置と
を備え、
前記第一の送受信装置は、前記第一の質問信号を前記質問応答装置へ送信し、
前記第二の送受信装置は、前記第二の質問信号を前記質問応答装置へ送信する
ことを特徴とする時刻差計測システム。
（付記１０）
付記７に記載の時刻差計測装置と、
前記第一の送受信装置と、
前記第二の送受信装置と、
前記質問応答装置と、
付記８に記載の管理装置と
を備え、
前記第一の送受信装置は、前記第一の質問信号を前記質問応答装置へ送信し、
前記第二の送受信装置は、前記第二の質問信号を前記質問応答装置へ送信し、
前記管理装置は、前記第一の受信時刻を前記時刻差計測装置へ送信する
ことを特徴とする時刻差計測システム。
（付記１１）
第一の送受信装置が第一の質問信号を送信する第一の送信時刻と、第二の送受信装置が第二の質問信号を送信する第二の送信時刻と、前記第一の質問信号に対して質問応答装置が送信した第一の応答信号を前記第二の送受信装置が受信した第一の受信時刻と、前記第二の質問信号に対して前記質問応答装置が送信した前記第二の応答信号を前記第一の送受信装置が受信した第二の受信時刻と、に基づいて前記第一の送受信装置と前記第二の送受信装置との間の時刻差を算出する
ことを特徴とする時刻差計測方法。
（付記１２）
前記時刻差を前記第二の送受信装置へ送信する
ことを特徴とする付記１１に記載の時刻差計測方法。
（付記１３）
前記第二の送信時刻を前記第二の送受信装置に送信し、
前記第一の受信時刻を前記第二の送受信装置から受信する
ことを特徴とする付記１１あるいは付記１２に記載の時刻差計測方法。
（付記１４）
前記第一の送信時刻を前記第一の送受信装置へ送信し、
前記第二の受信時刻を前記第一の送受信装置から受信する
をことを特徴とする付記１３に記載の時刻差計測方法。
（付記１５）
前記第一の質問信号を送信し、
前記第二の応答信号を受信する
ことを特徴とする付記１３に記載の時刻差計測方法。
（付記１６）
前記第一の送信時刻を前記第一の送受信装置に送信し、
前記第一の応答信号を受信し、
前記第二の質問信号を送信し、
前記第二の受信時刻を前記第一の送受信装置から受信する
ことを特徴とする付記１１あるいは付記１２に記載の時刻差計測方法。
（付記１７）
前記第二の送信時刻を管理装置へ送信し、
前記第一の受信時刻を前記管理装置から受信する
ことを特徴とする付記１１あるいは付記１２に記載の時刻差計測方法。
（付記１８）
第二の送受信装置が第二の質問信号を送信する第二の送信時刻と、前記第二の質問信号の送信先の質問応答装置の識別情報とを時刻差計測装置から受信し、
前記第二の送信時刻と前記質問応答装置の前記識別情報を前記第二の送受信装置へ送信し、
前記第二の送受信装置から、第一の送受信装置が送信した第一の質問信号に対する第一の応答信号を、前記質問応答装置から前記第二の送受信装置が受信した第一の受信時刻を受信し、
前記第一の受信時刻を前記時刻差計測装置へ送信する
ことを特徴とする管理方法。
（付記１９）
コンピュータに、
第一の送受信装置が第一の質問信号を送信する第一の送信時刻と、第二の送受信装置が第二の質問信号を送信する第二の送信時刻と、前記第一の質問信号に対して質問応答装置が送信した第一の応答信号を前記第二の送受信装置が受信した第一の受信時刻と、前記第二の質問信号に対して前記質問応答装置が送信した前記第二の応答信号を前記第一の送受信装置が受信した第二の受信時刻と、に基づいて前記第一の送受信装置と前記第二の送受信装置との間の時刻差を算出する時刻差算出機能
を実現させることを特徴とする時刻差計測プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（付記２０）
前記時刻差算出機能は、前記時刻差を前記第二の送受信装置へ送信する
ことを特徴とする付記１９に記載の時刻差計測プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（付記２１）
コンピュータに、
前記第二の送信時刻を前記第二の送受信装置に送信する送信時刻送信機能と、
前記第一の受信時刻を前記第二の送受信装置から受信する受信時刻受信機能と
を実現させることを特徴とする付記１９あるいは付記２０に記載の時刻差計測プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（付記２２）
前記送信時刻送信機能は、前記第一の送信時刻を前記第一の送受信装置へ送信し、
前記受信時刻受信機能は、前記第二の受信時刻を前記第一の送受信装置から受信する
ことを特徴とする付記２１に記載の時刻差計測プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（付記２３）
コンピュータに、
前記第一の質問信号を送信する質問信号送信機能と、
前記第二の応答信号を受信する応答信号受信機能と
を実現させることを特徴とする付記２１に記載の時刻差計測プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（付記２４）
コンピュータに、
前記第一の送信時刻を前記第一の送受信装置に送信する送信時刻送信機能と、
前記第一の応答信号を受信する応答信号受信機能と、
前記第二の質問信号を送信する質問信号送信機能と、
前記第二の受信時刻を前記第一の送受信装置から受信する受信時刻受信機能と
を実現させることを特徴とする付記１９あるいは付記２０に記載の時刻差計測プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（付記２５）
コンピュータに、
前記第二の送信時刻を管理装置へ送信する送信時刻送信機能と、
前記第一の受信時刻を前記管理装置から受信する受信時刻受信機能と
を実現させることを特徴とする付記１９あるいは付記２０に記載の時刻差計測プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（付記２６）
コンピュータに、
第二の送受信装置が第二の質問信号を送信する第二の送信時刻と、前記第二の質問信号の送信先の質問応答装置の識別情報とを時刻差計測装置から受信する送信時刻受信機能と、
前記第二の送信時刻と前記質問応答装置の前記識別情報を前記第二の送受信装置へ送信する送信時刻送信機能と、
前記第二の送受信装置から、第一の送受信装置が送信した第一の質問信号に対する第一の応答信号を、前記質問応答装置から前記第二の送受信装置が受信した第一の受信時刻を受信する受信時刻受信機能と、
前記第一の受信時刻を前記時刻差計測装置へ送信する受信時刻送信機能と
を実現させることを特徴とする管理プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
この出願は、２０１６年２月１日に出願された日本出願特願２０１６−０１６８０９を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
１０、２０、３０ 時刻差計測装置
１１ 時刻差算出部
２２ 送信時刻送信部
２３ 受信時刻受信部
４０ 送受信装置
４１ 送信時刻受信部
４２ 質問信号送信部
４３ 応答信号受信部
４４ 受信時刻送信部
５０ 質問応答装置
５１ 質問信号受信部
５２ 応答信号送信部
６０ 管理装置
６１ 送信時刻受信部
６２ 送信時刻送信部
６３ 受信時刻受信部
６４ 受信時刻送信部
７０ ネットワーク
８０ 情報処理装置
８１ 通信インタフェース
８２ 入出力インタフェース
８３ 演算装置
８４ 記憶装置
８５ 不揮発性記憶装置
８６ ドライブ装置
８７ 記録媒体

Claims (26)

  1. 第一の送受信装置が第一の質問信号を送信する第一の送信時刻と、第二の送受信装置が第二の質問信号を送信する第二の送信時刻と、前記第一の質問信号に対して質問応答装置が送信した第一の応答信号を前記第二の送受信装置が受信した第一の受信時刻と、前記第二の質問信号に対して前記質問応答装置が送信した前記第二の応答信号を前記第一の送受信装置が受信した第二の受信時刻と、に基づいて前記第一の送受信装置と前記第二の送受信装置との間の時刻差を算出する時刻差算出手段
    を備えることを特徴とする時刻差計測装置。
  2. 前記時刻差算出手段は、前記時刻差を前記第二の送受信装置へ送信する
    ことを特徴とする請求項１に記載の時刻差計測装置。
  3. 前記第二の送信時刻を前記第二の送受信装置に送信する送信時刻送信手段と、
    前記第一の受信時刻を前記第二の送受信装置から受信する受信時刻受信手段と
    を備えることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の時刻差計測装置。
  4. 前記送信時刻送信手段は、前記第一の送信時刻を前記第一の送受信装置へ送信し、
    前記受信時刻受信手段は、前記第二の受信時刻を前記第一の送受信装置から受信する
    をことを特徴とする請求項３に記載の時刻差計測装置。
  5. 前記時刻差計測装置は前記第一の送受信装置であり、
    前記第一の質問信号を送信する質問信号送信手段と、
    前記第二の応答信号を受信する応答信号受信手段と
    を備えることを特徴とする請求項３に記載の時刻差計測装置。
  6. 前記時刻差計測装置は前記第二の送受信装置であり、
    前記第一の送信時刻を前記第一の送受信装置に送信する送信時刻送信手段と、
    前記第一の応答信号を受信する応答信号受信手段と、
    前記第二の質問信号を送信する質問信号送信手段と、
    前記第二の受信時刻を前記第一の送受信装置から受信する受信時刻受信手段と
    を備えることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の時刻差計測装置。
  7. 前記第二の送信時刻を管理装置へ送信する送信時刻送信手段と、
    前記第一の受信時刻を前記管理装置から受信する受信時刻受信手段と
    を備えることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の時刻差計測装置。
  8. 第二の送受信装置が第二の質問信号を送信する第二の送信時刻と、前記第二の質問信号の送信先の質問応答装置の識別情報とを時刻差計測装置から受信する送信時刻受信手段と、
    前記第二の送信時刻と前記質問応答装置の前記識別情報を前記第二の送受信装置へ送信する送信時刻送信手段と、
    前記第二の送受信装置から、第一の送受信装置が送信した第一の質問信号に対する第一の応答信号を、前記質問応答装置から前記第二の送受信装置が受信した第一の受信時刻を受信する受信時刻受信手段と、
    前記第一の受信時刻を前記時刻差計測装置へ送信する受信時刻送信手段と
    を備えることを特徴とする管理装置。
  9. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の時刻差計測装置と、
    前記第一の送受信装置と、
    前記第二の送受信装置と、
    前記質問応答装置と
    を備え、
    前記第一の送受信装置は、前記第一の質問信号を前記質問応答装置へ送信し、
    前記第二の送受信装置は、前記第二の質問信号を前記質問応答装置へ送信する
    ことを特徴とする時刻差計測システム。
  10. 請求項７に記載の時刻差計測装置と、
    前記第一の送受信装置と、
    前記第二の送受信装置と、
    前記質問応答装置と、
    請求項８に記載の管理装置と
    を備え、
    前記第一の送受信装置は、前記第一の質問信号を前記質問応答装置へ送信し、
    前記第二の送受信装置は、前記第二の質問信号を前記質問応答装置へ送信し、
    前記管理装置は、前記第一の受信時刻を前記時刻差計測装置へ送信する
    ことを特徴とする時刻差計測システム。
  11. 第一の送受信装置が第一の質問信号を送信する第一の送信時刻と、第二の送受信装置が第二の質問信号を送信する第二の送信時刻と、前記第一の質問信号に対して質問応答装置が送信した第一の応答信号を前記第二の送受信装置が受信した第一の受信時刻と、前記第二の質問信号に対して前記質問応答装置が送信した前記第二の応答信号を前記第一の送受信装置が受信した第二の受信時刻と、に基づいて前記第一の送受信装置と前記第二の送受信装置との間の時刻差を算出する
    ことを特徴とする時刻差計測方法。
  12. 前記時刻差を前記第二の送受信装置へ送信する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の時刻差計測方法。
  13. 前記第二の送信時刻を前記第二の送受信装置に送信し、
    前記第一の受信時刻を前記第二の送受信装置から受信する
    ことを特徴とする請求項１１あるいは請求項１２に記載の時刻差計測方法。
  14. 前記第一の送信時刻を前記第一の送受信装置へ送信し、
    前記第二の受信時刻を前記第一の送受信装置から受信する
    をことを特徴とする請求項１３に記載の時刻差計測方法。
  15. 前記第一の質問信号を送信し、
    前記第二の応答信号を受信する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の時刻差計測方法。
  16. 前記第一の送信時刻を前記第一の送受信装置に送信し、
    前記第一の応答信号を受信し、
    前記第二の質問信号を送信し、
    前記第二の受信時刻を前記第一の送受信装置から受信する
    ことを特徴とする請求項１１あるいは請求項１２に記載の時刻差計測方法。
  17. 前記第二の送信時刻を管理装置へ送信し、
    前記第一の受信時刻を前記管理装置から受信する
    ことを特徴とする請求項１１あるいは請求項１２に記載の時刻差計測方法。
  18. 第二の送受信装置が第二の質問信号を送信する第二の送信時刻と、前記第二の質問信号の送信先の質問応答装置の識別情報とを時刻差計測装置から受信し、
    前記第二の送信時刻と前記質問応答装置の前記識別情報を前記第二の送受信装置へ送信し、
    前記第二の送受信装置から、第一の送受信装置が送信した第一の質問信号に対する第一の応答信号を、前記質問応答装置から前記第二の送受信装置が受信した第一の受信時刻を受信し、
    前記第一の受信時刻を前記時刻差計測装置へ送信する
    ことを特徴とする管理方法。
  19. コンピュータに、
    第一の送受信装置が第一の質問信号を送信する第一の送信時刻と、第二の送受信装置が第二の質問信号を送信する第二の送信時刻と、前記第一の質問信号に対して質問応答装置が送信した第一の応答信号を前記第二の送受信装置が受信した第一の受信時刻と、前記第二の質問信号に対して前記質問応答装置が送信した前記第二の応答信号を前記第一の送受信装置が受信した第二の受信時刻と、に基づいて前記第一の送受信装置と前記第二の送受信装置との間の時刻差を算出する時刻差算出機能
    を実現させることを特徴とする時刻差計測プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  20. 前記時刻差算出機能は、前記時刻差を前記第二の送受信装置へ送信する
    ことを特徴とする請求項１９に記載の時刻差計測プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  21. コンピュータに、
    前記第二の送信時刻を前記第二の送受信装置に送信する送信時刻送信機能と、
    前記第一の受信時刻を前記第二の送受信装置から受信する受信時刻受信機能と
    を実現させることを特徴とする請求項１９あるいは請求項２０に記載の時刻差計測プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  22. 前記送信時刻送信機能は、前記第一の送信時刻を前記第一の送受信装置へ送信し、
    前記受信時刻受信機能は、前記第二の受信時刻を前記第一の送受信装置から受信する
    ことを特徴とする請求項２１に記載の時刻差計測プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  23. コンピュータに、
    前記第一の質問信号を送信する質問信号送信機能と、
    前記第二の応答信号を受信する応答信号受信機能と
    を実現させることを特徴とする請求項２１に記載の時刻差計測プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  24. コンピュータに、
    前記第一の送信時刻を前記第一の送受信装置に送信する送信時刻送信機能と、
    前記第一の応答信号を受信する応答信号受信機能と、
    前記第二の質問信号を送信する質問信号送信機能と、
    前記第二の受信時刻を前記第一の送受信装置から受信する受信時刻受信機能と
    を実現させることを特徴とする請求項１９あるいは請求項２０に記載の時刻差計測プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  25. コンピュータに、
    前記第二の送信時刻を管理装置へ送信する送信時刻送信機能と、
    前記第一の受信時刻を前記管理装置から受信する受信時刻受信機能と
    を実現させることを特徴とする請求項１９あるいは請求項２０に記載の時刻差計測プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  26. コンピュータに、
    第二の送受信装置が第二の質問信号を送信する第二の送信時刻と、前記第二の質問信号の送信先の質問応答装置の識別情報とを時刻差計測装置から受信する送信時刻受信機能と、
    前記第二の送信時刻と前記質問応答装置の前記識別情報を前記第二の送受信装置へ送信する送信時刻送信機能と、
    前記第二の送受信装置から、第一の送受信装置が送信した第一の質問信号に対する第一の応答信号を、前記質問応答装置から前記第二の送受信装置が受信した第一の受信時刻を受信する受信時刻受信機能と、
    前記第一の受信時刻を前記時刻差計測装置へ送信する受信時刻送信機能と
    を実現させることを特徴とする管理プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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