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技術 衛星通信可否予測装置および衛星通信可否予測プログラム

出願人 日本無線株式会社
発明者 西山尚材高田崇史池山智道
出願日 2015年5月15日 (6年1ヶ月経過) 出願番号 2015-099867
公開日 2016年12月22日 (4年6ヶ月経過) 公開番号 2016-215715
状態 特許登録済
技術分野 無線中継システム 船体構造
主要キーワード 許容最小値 降雨地域 相対風向 船舶データ 相対風速 動揺データ 降雪地域 直線方程式
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年12月22日)のものです。
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図面 (10)

課題

航海中における衛星通信可否予測する。

解決手段

航海中の気象および海象に関する情報と、気象および海象と船舶動揺との関係を示す船舶性能とに基づいて、航海中の船舶の動揺を演算する動揺演算部41と、動揺演算部41で演算された船舶の動揺と、該船舶に設けられた衛星アンテナの性能とに基づいて、航海中における該船舶と衛星との通信の可否を予測する可否予測部42と、を備える。

概要

背景

近年、航海中に予測される気象状態海象状態などに基づいて、所定の評価基準に従って最安全航路最短時間航路、最小燃料消費航路などの最適な航路を選定するウェザールーティング(WR:Weather Routing)が用いられるようになっている。また、このようなウェザールーティングにおいて、過去の海象データ気象データ統計処理した統計データを算出し、統計データと船舶航海性能データとに基づいて航路を選定することで、より適正な航路を選定可能になる、という技術が知られている(例えば、特許文献1)。

一方、航海中においても衛星通信を行う必要があるが、衛星アンテナ周辺障害物によって通信ができなくなる場合がある。このため、静止衛星電波送受信可能な船首方向を、自動的に割り出す技術が知られている(例えば、特許文献2)。この技術は、自と静止衛星との位置データに基づいて静止衛星に対する仰角演算するとともに、衛星アンテナ周辺の障害物の状況を表すブロッキングデータから、仰角に対応する固有のブロッキングデータを抽出する。次に、仰角において静止衛星との間に障害物が存在しない範囲を表す角度範囲を演算し、さらに、自船船首方位データ、衛星方位データおよび角度範囲データに基づいて、静止衛星の方向に障害物が存在しないような船首方位範囲を演算するものである。

概要

航海中における衛星通信の可否を予測する。航海中の気象および海象に関する情報と、気象および海象と船舶の動揺との関係を示す船舶性能とに基づいて、航海中の船舶の動揺を演算する動揺演算部41と、動揺演算部41で演算された船舶の動揺と、該船舶に設けられた衛星アンテナの性能とに基づいて、航海中における該船舶と衛星との通信の可否を予測する可否予測部42と、を備える。

目的

本発明は、航海中における衛星通信の可否を予測することが可能な衛星通信可否予測装置および衛星通信可否予測プログラムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

航海中の気象および海象に関する情報と、気象および海象と船舶動揺との関係を示す船舶性能とに基づいて、航海中の船舶の動揺を演算する動揺演算手段と、前記動揺演算手段で演算された船舶の動揺と、該船舶に設けられた衛星アンテナの性能とに基づいて、航海中における該船舶と衛星との通信可否予測する可否予測手段と、を備えることを特徴とする衛星通信可否予測装置

請求項2

航海中の降雨および降雪に関する情報と、航海中の船舶と衛星との位置関係と、降雨および降雪と電波到達性との関係を示す情報とに基づいて、航海中における前記船舶と衛星との通信の可否を予測する第2の可否予測手段を備える、ことを特徴とする請求項1に記載の衛星通信可否予測装置。

請求項3

衛星の通信混雑状況に関する情報に基づいて、航海中における前記船舶と衛星との通信の可否を予測する第3の可否予測手段を備える、ことを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載の衛星通信可否予測装置。

請求項4

前記可否予測手段は、予め設定された航路複数分割したエリアに対して、前記通信の可否を予測する、ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の衛星通信可否予測装置。

請求項5

コンピュータを、航海中の気象および海象に関する情報と、気象および海象と船舶の動揺との関係を示す船舶性能とに基づいて、航海中の船舶の動揺を演算する動揺演算手段と、前記動揺演算手段で演算された船舶の動揺と、該船舶に設けられた衛星アンテナの性能とに基づいて、航海中における該船舶と衛星との通信の可否を予測する可否予測手段、として機能させるための衛星通信可否予測プログラム

技術分野

0001

本発明は、航海中における船舶と衛星との通信可否予測する衛星通信可否予測装置および衛星通信可否予測プログラムに関する。

背景技術

0002

近年、航海中に予測される気象状態海象状態などに基づいて、所定の評価基準に従って最安全航路最短時間航路、最小燃料消費航路などの最適な航路を選定するウェザールーティング(WR:Weather Routing)が用いられるようになっている。また、このようなウェザールーティングにおいて、過去の海象データ気象データ統計処理した統計データを算出し、統計データと船舶の航海性能データとに基づいて航路を選定することで、より適正な航路を選定可能になる、という技術が知られている(例えば、特許文献1)。

0003

一方、航海中においても衛星通信を行う必要があるが、衛星アンテナ周辺障害物によって通信ができなくなる場合がある。このため、静止衛星電波送受信可能な船首方向を、自動的に割り出す技術が知られている(例えば、特許文献2)。この技術は、自と静止衛星との位置データに基づいて静止衛星に対する仰角演算するとともに、衛星アンテナ周辺の障害物の状況を表すブロッキングデータから、仰角に対応する固有のブロッキングデータを抽出する。次に、仰角において静止衛星との間に障害物が存在しない範囲を表す角度範囲を演算し、さらに、自船船首方位データ、衛星方位データおよび角度範囲データに基づいて、静止衛星の方向に障害物が存在しないような船首方位範囲を演算するものである。

先行技術

0004

特開2013−134089号公報
特開2003−344091号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、航海中の風や波によって船舶は動揺するが、動揺が大きいと衛星アンテナが衛星と電波を適正に送受信することができずに、衛星通信が困難な状態になる場合がある。また、降雨降雪が発生した場合、電波の周波数によっては減衰量が大きくなり、衛星通信が困難な状態になる場合がある。

0006

しかしながら、従来、航海中に衛星通信を正常に行えるか否かを予測する技術がなかったため、突然通信が遮断されたり、必要な時に通信が行えなかったりするケースが生じていた。一方、衛星通信を正常に行えなくなることを予測することができれば、衛星通信を行えなくなる前に予め必要な通信を行っておく、などの措置を講じることができ、より安全、安心航行が可能となる。

0007

本発明は、航海中における衛星通信の可否を予測することが可能な衛星通信可否予測装置および衛星通信可否予測プログラムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

請求項1に記載の発明は、航海中の気象および海象に関する情報と、気象および海象と船舶の動揺との関係を示す船舶性能とに基づいて、航海中の船舶の動揺を演算する動揺演算手段と、前記動揺演算手段で演算された船舶の動揺と、該船舶に設けられた衛星アンテナの性能とに基づいて、航海中における該船舶と衛星との通信の可否を予測する可否予測手段と、を備えることを特徴とする衛星通信可否予測装置である。

0009

この発明では、航海中の気象および海象に関する情報が入力、取得等されると、この情報と船舶性能とに基づいて、動揺演算手段によって航海中に船舶がどのくらい動揺するかが演算される。次に、この動揺と衛星アンテナの性能(揺動に対してどのくらい耐え得るか、追尾性能)とに基づいて、可否予測手段によって航海中の該船舶の衛星アンテナと衛星とによる通信の可否が予測される。

0010

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の衛星通信可否予測装置において、航海中の降雨および降雪に関する情報と、航海中の船舶と衛星との位置関係と、降雨および降雪と電波の到達性との関係を示す情報とに基づいて、航海中における前記船舶と衛星との通信の可否を予測する第2の可否予測手段を備える、ことを特徴とする。

0011

この発明では、航海中の降雨および降雪に関する情報(降雨地域降雨量など)が入力、取得等されると、この情報と航海中の船舶と衛星との位置関係に基づいて、第2の可否予測手段によって船舶と衛星との間に降雨や降雪が存在するか否かが判定される。そして、存在する場合には、降雨や降雪と電波の到達性との関係(雨雪によって電波がどのくらい減衰するか)を示す情報に基づいて、衛星アンテナと衛星との間で電波がどのくらい減衰するかが予測され、航海中の船舶と衛星とによる通信の可否が予測される。

0012

請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の衛星通信可否予測装置において、衛星の通信混雑状況に関する情報に基づいて、航海中における前記船舶と衛星との通信の可否を予測する第3の可否予測手段を備える、ことを特徴とする。

0013

この発明では、衛星の通信混雑状況に関する情報(通信がいつどの程度混雑しているか)が入力、取得等されると、この情報に基づいて、第3の可否予測手段によって航海中の船舶と衛星とによる通信の可否が予測される。例えば、混雑している場合には通信が困難で、混雑していない場合には通信が良好であると予測される。

0014

請求項4に記載の発明は、請求項1から3に記載の衛星通信可否予測装置において、前記可否予測手段は、予め設定された航路を複数分割したエリアに対して、前記通信の可否を予測する、ことを特徴とする。

0015

請求項5に記載の発明は、コンピュータを、航海中の気象および海象に関する情報と、気象および海象と船舶の動揺との関係を示す船舶性能とに基づいて、航海中の船舶の動揺を演算する動揺演算手段と、前記動揺演算手段で演算された船舶の動揺と、該船舶に設けられた衛星アンテナの性能とに基づいて、航海中における該船舶と衛星との通信の可否を予測する可否予測手段、として機能させるための衛星通信可否予測プログラムである。

発明の効果

0016

請求項1および請求項5に記載の発明によれば、航海中に船舶がどのくらい動揺するかが演算され、この動揺による衛星通信の可否が予測される。つまり、航海中に船舶が揺れることで衛星通信を行えなくなるか否かを予測することができる。

0017

請求項2に記載の発明によれば、航海中の降雨や降雪による衛星通信の可否が予測される。つまり、航海中に雨やが降ることで衛星通信を行えなくなるか否かを予測することができる。

0018

請求項3に記載の発明によれば、航海中の衛星の通信混雑状況による衛星通信の可否が予測される。つまり、航海中に衛星が通信混雑することで衛星通信を行えなくなるか否かを予測することができる。

0019

請求項4に記載の発明によれば、航路を複数に分割したエリアに対して、衛星通信の可否が予測される。つまり、どのエリアで衛星通信を行えて、どのエリアで衛星通信を行えないかを予測することができる。

図面の簡単な説明

0020

この発明の実施の形態に係る衛星通信可否予測装置を示す概略構成ブロック図である。
図1の衛星通信可否予測装置の特性データベースに記憶された電波の減衰特性の例を示す図である。
図1の衛星通信可否予測装置のモニタに表示される通信予測の例を示す図である。
図1の衛星通信可否予測装置の第1の予測部の演算処理を示す図である。
図1の衛星通信可否予測装置の動揺演算部による演算結果の例を示す図である。
この発明の実施の形態における降雨の影響を示す説明図である。
図1の衛星通信可否予測装置の第2の予測部による演算処理を示す図である。
図1の衛星通信可否予測装置の処理フローを示すフローチャートである。
図1の衛星通信可否予測装置を陸上局サーバに適用した場合を示す模式図である。

実施例

0021

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

0022

図1図7は、この発明の実施の形態を示し、図1は、この実施の形態に係る衛星通信可否予測装置1を示す概略構成ブロック図である。この衛星通信可否予測装置1は、船舶100や陸上局などに配置され、航海中における船舶100と衛星200との通信の可否を予測する装置であり、主として、データベース21〜25と、予測部3〜6と、モニタ7と、これらを制御等する中央処理部8とを備えている。ここで、この実施の形態では、ウェザールーティングによって選定された推奨航路BTを航海する際の衛星通信の可否を予測・判定する場合について、主として説明する。また、衛星200は、複数存在し、静止衛星でも非静止衛星であってもよい。

0023

ルートデータベース21は、推奨航路BTに関する情報を記憶したデータベースであり、出発地目的地出発日時、到着日時、変針点WP、変針日時、変針針路、変針船速などの航路情報が記憶されている。つまり、船舶100の位置(緯度経度)、針路、速力等がそれぞれ日時に対応して記憶されている。これらの航路情報は、ウェザールーティングを行う装置から受信、取得して記憶してもよいし、外部から入力、記憶してもよいし、あるいは、衛星通信可否予測装置1でウェザールーティングを行って記憶してもよい。

0024

気象海象データベース22は、航海中の気象および海象に関する情報を記憶したデータベースであり、船舶100の航海時周辺で推奨航路BT周辺において、予測される風向風速、降雨地域、降雨量、降雪地域降雪量を含む気象情報や、予測される波の高さ、向き、周期海流流向流速を含む海象情報などが記憶されている。これらの情報は、気象および海象を予測する装置から受信、取得して記憶してもよいし、外部から入力、記憶してもよい。また、推奨航路BT周辺のみならず、全緯度、経度で格子状に分割した全エリアに対して気象情報や海象情報を記憶してもよい。

0025

衛星データベース23は、各衛星200に関する情報を記憶したデータベースであり、各衛星200の時刻と位置との関係を示す位置情報や、電波の送受信が可能な地域の範囲を示すカバレッジエリアの情報、各衛星200の通信混雑状況(地域、時刻ごと混雑度)に関する情報などが記憶されている。これらの情報は、各衛星200を監視、管理する装置から受信、取得して記憶してもよいし、外部から入力、記憶してもよい。

0026

船舶データベース24は、船舶100に関する情報を記憶したデータベースであり、次のような情報が記憶されている。第1に、気象および海象と船舶100の動揺との関係を示す船舶性能、つまり、どのような気象、海象で船舶100がどのように動揺するかを示す情報であり、後述する動揺演算部41で船舶100の動揺を演算するのに必要な情報である。第2に、船舶100に搭載されて衛星200と通信するための衛星アンテナ101の周辺の障害物の状況を、衛星200に対する仰角毎に表すブロッキングデータである。第3に、衛星アンテナ100の性能に関する情報であり、動揺に対する追従性(揺動に対してどのくらい耐え得るか、追尾性能)を含み、追尾可能な動揺の限界値である追尾性能限界値判定閾値などを含む。この追尾性能限界値や判定閾値は、任意に設定、変更可能となっている。

0027

特性データベース25は、上記以外の情報を記憶したデータベースであり、例えば、降雨および降雪と電波の到達性との関係を示す情報が記憶されている。すなわち、図2に示すように、降雨や降雪によって電波がどのくらい減衰するかを、電波の周波数および降雨強度等に応じて示す、電波の減衰特性などが記憶されている。

0028

予測部3〜6は、各条件に従って船舶100と衛星200との通信の可否を予測する演算部(プログラム)であり、この実施の形態では、予め設定された航路つまり推奨航路BTを複数分割した各エリアに対して、通信の可否を予測する。具体的には、図3に示すように、推奨航路BTを各変針点WPで複数に分割したエリアA1〜A6ごとに、つまり、各エリアA1〜A6での日時、位置、針路ごとに、予測部3〜6によって通信の可否を予測する。ここで、予測する通信の可否には、可能(OK)か不可(NG)かの二者に限らず、通信確率(どの程度通信の可能性があるか)も含まれるが、以下では主として可能か不可かの場合について説明する。

0029

初期予測部3は、位置関係による通信の可否を予測する。第1に、カバレッジエリアに基づいて通信の可否を予測する。すなわち、衛星データベース23に記憶された各衛星200のカバレッジエリアと、ルートデータベース21に記憶された船舶100の位置とに基づいて、衛星アンテナ101がカバレッジエリアに含まれるか否かを判定して、通信の可否を予測する。

0030

第2に、ブロッキングデータに基づいて通信の可否を予測する。すなわち、ルートデータベース21に記憶された船舶100の位置、針路と、衛星データベース23に記憶された衛星200の位置と、船舶データベース24に記憶されたブロッキングデータとに基づいて、衛星アンテナ101と衛星200との電波が船舶100上の障害物によって遮断されるか否かを判定して、通信の可否を予測する。

0031

具体的には、船舶100の位置データと衛星200の位置データとに基づいて衛星200に対する仰角を演算し、衛星200の位置データと船舶100の針路(方位)データとに基づいて船舶100から見た衛星200の方位である衛星方位を演算する。次に、仰角に基づいてブロッキングデータから、船舶100で特定される仰角に対応する固有のブロッキングデータを抽出し、この仰角において衛星200との間に障害物が存在しない角度範囲(相対方位)を演算する。さらに、船舶100の針路(方位)データと、船舶100から見た衛星200の衛星方位と、障害物が存在しない角度範囲とに基づいて、衛星200の方向に障害物が存在しないような船首方位範囲を算出する。そして、この船首方位範囲に船舶100の針路・方位が含まれるか否かを判定して、通信の可否を予測する。

0032

予測部4〜6は、外的要因による通信の可否を予測する。第1の予測部4は、動揺演算部(動揺演算手段)41と可否予測部(可否予測手段)42とを備え、航海中の船舶100の揺動に基づいて通信の可否を予測する。

0033

まず、動揺演算部41は、航海中の気象および海象と船舶性能とに基づいて、航海中の船舶100の動揺を演算する。具体的には、図4に示すように、まず、気象海象データベース22に記憶された気象海象データ(例えば、航海時周辺の風向、風速、波の高さ、向き、周期)を、演算対象の日時および船舶100の位置に従って補間する(ステップS1)。つまり、演算対象の日時および船舶位置に近い気象海象データを気象海象データベース22から検索、取得し、この気象海象データを、演算対象の日時に時間軸方向に補間するとともに、演算対象の位置に緯度、経度方向に補間する。これにより、演算対象の日時および船舶位置における気象海象データを取得する。

0034

次に、この演算対象時の気象海象データと、ルートデータベース21に記憶された演算対象時の船舶100の針路と船速とに基づいて、船舶100に対する相対外力を算出する(ステップS2)。つまり、演算対象時の風向、風速と船舶100の針路、船速とに基づいて、船舶100への相対風向相対風速を算出するとともに、演算対象時の波高波向波周期と船舶100の針路、船速とに基づいて、船舶100への遭遇波向、出会風速を算出する。

0035

続いて、算出した相対外力と、船舶データベース24に記憶された船舶性能とに基づいて、船舶100の動揺(振幅、周期)を推定演算する(ステップS3)。この演算の手法は、船舶100の動揺を推定できればどのようなものであってもよいが、例えば、次のいずれかの手法1〜3や、これらの手法1〜3を組み合わせた手法が挙げられる。ここで、演算する動揺や船舶性能中の動揺には、ロール方向、ピッチ方向およびヨー方向の振幅、周期の「平均値確率分布」、「平均値または最大値」が含まれる。

0036

(手法1)
過去の実際の航海において記憶、収集した、相対外力(気象海象データ)とそのときの船舶100の揺れの大きさを示すデータを船舶性能として船舶データベース24に記憶し、ステップS2で算出した相対外力に近似する相対外力に対応する動揺を船舶性能から取得し、必要に応じて補間する。
(手法2)
過去の実際の航海データから推定した動揺パラメータ値を船舶性能として船舶データベース24に記憶し、ステップS2で算出した相対外力(気象海象データ)に近似する相対外力に対応する動揺パラメータ値を船舶性能から取得する。そして、この動揺パラメータ値を適用した動揺方程式で動揺を演算する。
(手法3)
流体力学的に動揺を演算するための各種船体パラメータ値を船舶性能として船舶データベース24に記憶し、ステップS2で算出した相対外力(気象海象データ)と船舶100に類似する船体とに対応する各種船体パラメータ値を船舶性能から取得する。そして、この各種船体パラメータ値を用いて流体力学的に動揺を演算する。

0037

可否予測部42は、動揺演算部41で演算された船舶100の動揺と、船舶データベース24に記憶された衛星アンテナ101の性能とに基づいて、航海中における該船舶100と衛星200との通信の可否を予測する。つまり、船舶100の動揺に耐えて衛星アンテナ101が適正に追従、機能するか否かを判定する。具体的には、図5に示すように、動揺の振幅、周期の「平均値と確率分布」が動揺演算部41で演算された場合、動揺が衛星アンテナ101の追尾性能限界値以下である「追尾可能」の確率(図中の「追尾可能」の面積)が、判定閾値(確率の許容最小値)より大きいか否かによって追尾の可否を判定する。そして、ロール方向、ピッチ方向およびヨー方向のすべてにおいて追尾可能な場合に、衛星通信可能と判定、予測する。

0038

一方、動揺の振幅、周期の「平均値または最大値」が動揺演算部41で演算された場合は、この値が判定閾値(振幅、周期の許容最大値)より小さいか否かによって追尾の可否を判定する。そして、ロール方向、ピッチ方向およびヨー方向のすべてにおいて追尾可能な場合に、衛星通信可能と判定、予測する。

0039

第2の予測部(第2の可否予測手段)5は、航海中の降雨および降雪に関する情報と、航海中の船舶100と衛星200との位置関係と、降雨および降雪と電波の到達性との関係を示す情報(電波の減衰特性)とに基づいて、航海中における船舶100と衛星200との通信の可否を予測する。すなわち、図6に示すように、例えば、船舶100と衛星200との間で電波が伝搬する伝搬経路Lに降雨領域が存在しない場合、船舶100からの電波W1は直線的に減衰して衛星200に達する。一方、伝搬経路Lに降雨領域が存在する場合には、船舶100からの電波W2は、降雨領域において大きく減衰して衛星200に達する。

0040

そして、降雨領域での減衰量が大きいと、衛星200に達した電波強度が所定の通信可能限界に満たずに、船舶100と衛星200との通信が不可能となる。特に、電波の周波数が10GHz以上であると、降雨、降雪による減衰量が大きい。このため、第2の予測部5は、航海中の降雨および降雪に関する情報に基づいて、航海中の衛星通信の可否を予測する。なお、主として降雨の場合を以下に説明するが、降雪についても同様である。

0041

まず、図7に示すように、ルートデータベース21に記憶された船舶100と衛星データベース23に記憶された衛星200の位置とに基づいて、船舶100と衛星200との伝搬経路Lを算出する。つまり、船舶100と衛星200とを通る3次元直線方程式を算出する(ステップS11)。次に、伝搬経路L上に複数の観測点LPの緯度、経度、高さを所定の間隔で、できるだけ細かく設定する(ステップS12)。

0042

続いて、気象海象データベース22に記憶された気象情報から、隣接する観測点LP間における降水区間(距離)と降水量を、降雨データとして伝搬経路L上にわたって取得、算出する(ステップS13)。このとき、伝搬経路Lの日時と気象情報の日時とがずれている場合には、気象情報を時間的に補間して伝搬経路Lの日時に合わせる(ステップS14)。また、雨は以下の高度で降ると考えられ、さらに、雲の高度は最高10km程度と考えられるため、衛星アンテナ101から10kmの高さ範囲において、降雨データを演算する。

0043

次に、演算した降雨データと、特性データベース25に記憶された電波の減衰特性と、電波の周波数とに基づいて、伝搬経路Lでの降雨による電波の全減衰量を算出する(ステップS15)。つまり、隣接する観測点LP間での減衰量をそれぞれ算出し、すべての減衰量を加算して全減衰量を算出する。そして、この全減衰量だけ電波強度が減衰しても、船舶100と衛星200に達する電波強度が所定の通信可能限界値以上である場合に、衛星通信可能と判定、予測し、通信可能限界値未満の場合には衛星通信不可能と判定、予測する。

0044

第3の予測部(第3の可否予測手段)6は、衛星200の通信混雑状況に関する情報に基づいて、航海中における船舶100と衛星200との通信の可否を予測する。すなわち、ルートデータベース21に記憶された船舶100の位置と衛星データベース23に記憶された各衛星200の位置とに基づいて、船舶100と通信すべき衛星200を割り出し、この衛星200の通信混雑状況を衛星データベース23から取得する。そして、通信混雑状況が所定の閾値許容混雑度)以下の場合には、衛星通信可能と判定、予測する。

0045

次に、このような構成の衛星通信可否予測装置1の動作について、図8のフローチャートに従って説明する。

0046

まず、最初のエリアA1に関する情報をデータベース21〜25から取得し(ステップS21)、初期予測部3を起動して、カバレッジエリアに基づく通信の可否(ステップS22)および、障害物に基づく通信の可否(ステップS23)を判定する。続いて、予測部4〜6を起動して、航海中の船舶100の揺動に基づく通信の可否(ステップS24)、航海中の降雨、降雪に基づく通信の可否(ステップS25)、衛星200の通信混雑状況に基づく通信の可否(ステップS26)をそれぞれ判定する。

0047

次に、これらの判定に基づいて、通信可否の予測結果を演算する(ステップ27)。すなわち、所定のルールに従って各ステップS22〜S26の判定結果から、総合的に予測結果を演算する。例えば、カバレッジエリアまたは障害物に基づく判定結果が「不可」の場合には、予測結果を「不可」とする。一方、カバレッジエリアおよび障害物に基づく判定が「可」の場合には、揺動、雨雪および通信混雑状況に基づく各判定結果重み付け優先付けなどして予測結果を算出し、次のような通信確率(受信感度)で表す。
「優」:通信確率が75%以上100%
「良」:通信確率が50%以上〜75%未満
「可」:通信確率が25%以上〜50%未満
「不可」:通信確率が0%以上〜25%未満

0048

ここで、ステップS22〜S26の各判定結果をそのまま予測結果としてもよい。また、各ステップS22〜S26での判定において通信確率(受信感度)を予測して、各通信確率に基づいて予測結果を総合的に演算してもよい。例えば、第1の予測部4において、動揺が衛星アンテナ101の追尾性能限界値以下である「追尾可能」の確率を、通信確率とする。

0049

その後、すべてのエリアA1〜A6に対する予測が終了していない場合(ステップS28で「N」の場合)は、次のエリアA2〜A6に関する情報をデータベース21〜25から取得して(ステップS29)、ステップS22に戻る。一方、予測が終了した場合(ステップS28で「Y」の場合)には、予測結果をモニタ7に表示する(ステップ30)。すなわち、この実施の形態では、図3に示すように、これから進む各エリアA1〜A6の予測結果(通信確率)を彩色で識別表示する。

0050

ここで、図3では、エリアA1、A2が「優」、エリアA3、A6が「良」、エリアA4、A5が「不可」となっている。また、図3中の符号CSは、現在の通信確率と通信可能方位とを示す。さらに、現在の通信確率が「可」または「不可」の場合には、通信確率が「優」または「良」に復旧する時刻を表示する。

0051

このような予測処理は、任意に行うことが可能であり、また、定期的あるいは所定時(気象、海象が変化した場合)に自動的に行うようにしてもよい。

0052

以上のように、この衛星通信可否予測装置1によれば、航海中に船舶100がどのくらい動揺するかが演算され、この動揺による衛星通信の可否が予測される。つまり、航海中に船舶100が揺れることで衛星通信を行えなくなるか否かを予測することができる。

0053

また、航海中の降雨や降雪による衛星通信の可否が予測される。つまり、航海中に雨や雪が降ることで衛星通信を行えなくなるか否かを予測することができる。

0054

さらに、航海中の衛星200の通信混雑状況による衛星通信の可否が予測される。つまり、航海中に衛星200が通信混雑することで衛星通信を行えなくなるか否かを予測することができる。

0055

加えて、カバレッジエリアや障害物による衛星通信の可否が予測される。つまり、衛星アンテナ101と船舶100とが特定の位置関係になることで衛星通信を行えなくなるか否かを予測することができる。

0056

一方、推奨航路BTを複数に分割した各エリアA1〜A6に対して、衛星通信の可否が予測される。つまり、どのエリアA1〜A6で衛星通信を行えて、どのエリアA1〜A6で衛星通信を行えないかを予測することができる。このようにして、いつどこで衛星通信を行えなくなるかを予測することができる。

0057

そして、衛星通信の可否を予測できることで、衛星通信を行えなくなる前に予め必要な通信を行っておく、などの措置を講じることができ、より安全、安心な航行が可能となる。

0058

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、ウェザールーティングによって選定された推奨航路BT上の衛星通信の可否を予測しているが、固定された定期航路上の衛星通信の可否を予測したり、特定の日時、エリア・領域での衛星通信の可否を予測したりしてもよい。また、推奨航路BTを各変針点WPで分割したエリアA1〜A6ごとに予測を行っているが、任意のエリア、時間ごとに予測を行ってもよい。さらに、衛星通信可否予測装置1が配置された船舶100から他の船舶100に予測結果を配信したり、衛星通信可否予測装置1が配置された陸上局から各船舶100に予測結果を配信したりしてもよい。

0059

例えば、図9に示すように、衛星通信可否予測装置1を陸上局サーバ(クラウド)10に適用した場合、船舶100から航路情報を陸上局サーバ10に送信すると、陸上局サーバ10によって衛星通信の可否を予測し、その予測結果を船舶100に送信する。この際、航路情報は、船舶100から受信した出発地や目的地などから推定・ルーティングしてもよいし、運行管理会社の装置から詳細を受信、取得してもよい。ここで、図9中、上記の実施の形態と同等の構成については、同一符号を付することでその説明を省略し、符号NWは、インターネットを示す。

0060

また、各船舶100で航海中の動揺データ(どのような気象、海象でどのように動揺したかを示す情報)を取得して陸上局サーバ10に送信することで、陸上局サーバ10の船舶データベース24の情報を更新蓄積してもよい。これにより、陸上局サーバ10による通信予測の高精度化を図ることが可能となる。また、動揺データを取得できない船舶100に対しても、蓄積した動揺データから類似船の動揺データを抽出、適用することで、ある程度の予測精度を確保することが可能となる。

0061

ところで、汎用のコンピュータに次のような衛星通信可否予測プログラムをインストールして、衛星通信可否予測装置1と同等の機能を備えるようにしてもよい。
コンピュータを、
航海中の気象および海象に関する情報と、気象および海象と船舶100の動揺との関係を示す船舶性能とに基づいて、航海中の船舶100の動揺を演算する動揺演算部(動揺演算手段)41と、
動揺演算部41で演算された船舶100の動揺と、該船舶100に設けられた衛星アンテナ101の性能とに基づいて、航海中における該船舶100と衛星200との通信の可否を予測する可否予測部(可否予測手段)42と、
航海中の降雨および降雪に関する情報と、航海中の船舶100と衛星200との位置関係と、降雨および降雪と電波の到達性との関係を示す情報とに基づいて、航海中における船舶100と衛星200との通信の可否を予測する第2の予測部(第2の可否予測手段)5と、
衛星200の通信混雑状況に関する情報に基づいて、航海中における船舶100と衛星200との通信の可否を予測する第3の予測部(第3の可否予測手段)6、
として機能させるための衛星通信可否予測プログラム。

0062

1衛星通信可否予測装置
21ルートデータベース
22気象海象データベース
23衛星データベース
24船舶データベース
25特性データベース
3初期予測部
4 第1の予測部
41動揺演算部(動揺演算手段)
42 可否予測部(可否予測手段)
5 第2の予測部(第2の可否予測手段)
6 第3の予測部(第3の可否予測手段)
100船舶
101衛星アンテナ
200 衛星
BT推奨航路
WP 変針点

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