DE112016007092B4

DE112016007092B4 - Radarvorrichtung

Info

Publication number: DE112016007092B4
Application number: DE112016007092.6T
Authority: DE
Inventors: Tetsutaro Yamada; Yasushi Obata; Hiroshi Kameda; Tomoyuki KOYANAGI; Taizo Isono; Toshihiko Arioka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2016-08-25
Publication date: 2019-10-10
Anticipated expiration: 2036-08-26
Also published as: MY176108A; JPWO2018037533A1; JP6440912B2; WO2018037533A1; DE112016007092T5; US20190179011A1; US11035953B2

Abstract

Radarvorrichtung, welche aufweist:eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit (4) zum Berechnen einer Geschwindigkeit eines Beobachtungsziels entsprechend jeder von mehreren Zellen, die durch Teilen eines Beobachtungsbereichs in einer Leitstrahlrichtung und einer Azimutrichtung gebildet sind, auf der Grundlage von Empfangssignalen von elektromagnetischen Wellen, die zu dem Beobachtungsbereich hin abgestrahlt und durch das Beobachtungsziel in dem Beobachtungsbereich reflektiert wurden,eine Vorlast-Korrektureinheit (5) zum Durchführen einer Korrektur zum Entfernen einer periodischen Vorlastkomponente aus der Geschwindigkeit des Beobachtungsziels bei jeder Zelle, die von der Geschwindigkeitsberechnungseinheit berechnet wurde;eine Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit (6) zum Bestimmen eines Erfassungsbereichs, in welchem eine Möglichkeit besteht, dass ein Erfassungszielereignis auftritt, auf der Grundlage von einer von Beziehungen zwischen einem Abstand über die Zellen und einer Geschwindigkeitsänderung des Beobachtungsziels oder zwischen dem Abstand über die Zellen, der Geschwindigkeitsänderung des Beobachtungsziels und einer Richtungsbeziehung von Geschwindigkeitsvektoren des Beobachtungsziels zwischen den Zellen;eine Geschwindigkeitsschätzeinheit (7) zum Auswählen und Glätten von Geschwindigkeiten des Beobachtungsziels entsprechend in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zellen aus den Geschwindigkeiten des Beobachtungsziels, die von der Vorlast-Korrektureinheit korrigiert wurden, und Schätzen einer Geschwindigkeit des Beobachtungsziels in dem Erfassungsbereich als einen geglätteten Wert; undeine Ereigniserfassungseinheit (8) zum Bestimmen eines Auftretens des Erfassungszielereignisses in dem Erfassungsbereich auf der Grundlage der Geschwindigkeit des Beobachtungsziels, die von der Geschwindigkeitsschätzeinheit geschätzt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Radarvorrichtung zum Erfassen von Erfassungszielereignissen wie Tsunamis.
STAND DER TECHNIK
In den letzten Jahren wurde, um eine Tsunamiwarnung zuverlässig durchzuführen, erwartet, Tsunamis mit hoher Genauigkeit durch Verwendung einer Radarvorrichtung zu erfassen. In einer Radarvorrichtung werden Funkwellen von der Sendeeinheit zu einer Seeoberfläche ausgestrahlt, die von der Seeoberfläche reflektierten Funkwellen werden von der Empfangseinheit empfangen, und die empfangenen Funkwellen werden analysiert, wodurch eine Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit beobachtet wird.
Es ist zu beachten, dass eine Beobachtungsfläche eines Radars in mehrere Bereiche entlang der Leitstrahlrichtung und der Azimutrichtung geteilt wird und dass jeder geteilte Bereich als eine Zelle bezeichnet wird.
Die Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit wird für jede Zelle beobachtet, und ein Beobachtungsfehler wird jeder beobachteten Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit überlagert aufgrund des Einflusses von thermischem Rauschen der Empfangseinheit oder von durch Winde bewirkten Strömungsgeschwindigkeitsschwankungen. Wenn der Beobachtungsfehler groß ist, weicht die beobachtete Strömungsgeschwindigkeit von der tatsächlichen Strömungsgeschwindigkeit ab, und ein durch fehlerhafte Erfassung eines Tsunamis bewirkter Falschalarm tritt häufig auf, oder es besteht die Möglichkeit, dass ein aufgetretener Tsunami nicht erfasst wird.
Um dieses Problem zu lösen, werden beispielsweise in einer im Nichtpatentdokument 1 beschriebenen Radarvorrichtung unter der Annahme, dass sich ein Tsunami in einer Richtung orthogonal zu tiefen Konturen der Unterwasser-Topografie ausbreitet, Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeiten von jeweiligen Zellen benachbart entlang der gleichen Tiefenkontur hinzugefügt und der Durchschnitt ermittelt. Das heißt, diese Radarvorrichtung berücksichtigt, dass die Wellenfront des Tsunamis entlang der Tiefenkontur der Unterwasser-Topografie verläuft, und unterdrückt Veränderungen der Strömungsgeschwindigkeit aufgrund des Beobachtungsfehlers.
ZITIERUNGSLISTE
NICHTPATENTLITERATUR
Nichtpatentdokument 1: B. Lipa, J. Isaacson, B. Nyden und D. Barrick, „Tsunami Arrival Detection with High Frequency (HF) Radar", Remote Sensing, Band 4, Seiten 1448 - 1461, 2012.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Jedoch breitet sich in dem Fall, in welchem die Unterwasser-Topografie kompliziert ist oder die Quelle eines Tsunamis nahe der Küste ist, der Tsunami nicht notwendigerweise in der Richtung senkrecht zu tiefen Konturen einer Unterwasser-Topografie aus.
In diesem Fall kann die im Nichtpatentdokument 1 beschriebene Radarvorrichtung nicht ordnungsgemäß Veränderungen der beobachteten Strömungsgeschwindigkeit unterdrücken, und kann nicht ordnungsgemäß den Tsunami, der ein Erfassungszielereignis ist, erfassen. Aus diesem Grund tritt häufig ein durch fehlerhafte Erfassung des Tsunamis bewirkter Falschalarm auf, oder es besteht die Möglichkeit, dass der Tsunami nicht erfasst wird, selbst wenn er auftritt.
Es ist beabsichtigt, dass ein oder mehrere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung die vorgenannten Probleme lösen, und es ist eine Aufgabe des einen oder der mehreren Ausführungsbeispiele, eine Radarvorrichtung anzugeben, die in der Lage ist, das Auftreten eines Erfassungszielereignisses mit hoher Genauigkeit zu erfassen.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Eine Radarvorrichtung gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung enthält: eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit, eine Vorlast-Korrektureinheit, eine Erfassungsbereich-Bestimmungseinheit, eine Geschwindigkeitsschätzeinheit und eine Ereigniserfassungseinheit. Die Geschwindigkeitsberechnungseinheit berechnet eine Geschwindigkeit eines Beobachtungsziels entsprechend jeder von mehreren Zellen, die durch Teilen eines Beobachtungsbereichs in einer Leitstrahlrichtung und einer Azimutrichtung gebildet sind, auf der Grundlage von Empfangssignalen von elektromagnetischen Wellen, die zu dem Beobachtungsbereich ausgestrahlt und durch das Beobachtungsziel in dem Beobachtungsbereich reflektiert wurden. Die Vorlast-Korrektureinheit führt eine Korrektur durch, um eine periodische Vorlastkomponente aus der von der Geschwindigkeitsberechnungseinheit berechneten Geschwindigkeit des Beobachtungsziels in jeder Zelle zu entfernen. Die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit bestimmt einen Erfassungsbereich, bei dem die Möglichkeit besteht, dass ein Erfassungszielereignis auftritt, auf der Grundlage von einer von Beziehungen zwischen einem Abstand über den Zellen und einer Geschwindigkeitsänderung des Beobachtungsziels oder zwischen dem Abstand über den Zellen, der Geschwindigkeitsänderung des Beobachtungsziels und einer Richtungsbeziehung von Geschwindigkeitsvektoren des Beobachtungsziels zwischen den Zellen. Die Geschwindigkeitsschätzeinheit wählt Geschwindigkeiten des Beobachtungsziels entsprechend in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zellen aus den Geschwindigkeiten des Beobachtungsziels, die von der Vorlast-Korrektureinheit korrigiert wurden, aus und glättet diese und schätzt eine Geschwindigkeit des Beobachtungsziels in dem Erfassungsbereich als einen geglätteten Wert. Die Ereigniserfassungseinheit erfasst ein Auftreten des Erfassungszielereignisses in dem Erfassungsbereich auf der Grundlage der Geschwindigkeit des Beobachtungsziels, die von der Geschwindigkeitsschätzeinheit geschätzt wird.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung wird ein Erfassungsbereich bestimmt, in welchem eine Möglichkeit besteht, dass ein Erfassungszielereignis auftritt, und eine Geschwindigkeit eines Beobachtungsziels in dem Erfassungsbereich wird geschätzt als ein durch Glätten von Beobachtungszielgeschwindigkeiten entsprechend in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zellen erhaltener Wert. Dann wird auf der Grundlage der geschätzten Geschwindigkeit des Beobachtungsziels ein Auftreten eines Erfassungszielereignisses in dem Erfassungsbereich erfasst. Mit dieser Konfiguration kann das Auftreten des Erfassungszielereignisses mit hoher Genauigkeit erfasst werden.
Figurenliste

1 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Radarvorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Offenbarung illustriert.
2A ist ein Blockschaltbild, das eine Hardwarekonfiguration zum Implementieren einer Funktion der Radarvorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel 1 illustriert.
2B ist ein Blockschaltbild, das eine Hardwarekonfiguration zum Ausführen von Software für die Implementierung der Funktion der Radarvorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel 1 illustriert.
3 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise der Radarvorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel 1 illustriert.
4 ist ein Flussdiagramm, das Einzelheiten der Erfassungsbereichs-Bestimmungsverarbeitung illustriert.
5 ist ein Diagramm, das einen Umriss der Erfassungsbereichs-Bestimmungsverarbeitung illustriert.
6 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Radarvorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Offenbarung illustriert.
7A ist ein Diagramm, das einen Umriss der Verarbeitung zur Änderung der Größe eines Erfassungsbereichs gemäß der Wassertiefe entsprechend jeder Zelle illustriert.
7B ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Wellenhöhe eines Tsunamis und einem Abstand von einer interessierenden Zelle in einem Fall, in welchem die Wassertiefe groß ist, illustriert, und
7C ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Wellenhöhe des Tsunamis und dem Abstand von der interessierenden Zelle in einem Fall, in welchem die Wassertiefe gering ist, illustriert.
8A ist ein Diagramm, das einen Erfassungsbereich enthaltend Zellen mit unterschiedlichen Wassertiefen illustriert.
8B ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Tsunami-Strömungsgeschwindigkeit und der Zeit in dem Fall illustriert, in welchem die Wassertiefe groß ist, und
8C ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Tsunami-Strömungsgeschwindigkeit und der Zeit in dem Fall, in welchem die Wassertiefe gering ist, illustriert.
9 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Radarvorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Offenbarung illustriert.
10 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen Wellenfrontkandidaten eines Tsunamis und Zellen illustriert.
11 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Wellenfrontkandidaten eines Tsunamis und einem Herabsetzungsverhältnis eines Strömungsgeschwindigkeitsvektors illustriert.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Ausführungsbeispiel 1
1 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Radarvorrichtung 1 nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung illustriert, und einen Fall illustriert, in welchem die Radarvorrichtung 1 eine Ozeanradarvorrichtung ist. Es ist zu beachten, dass die Ozeanradarvorrichtung eine Radarvorrichtung zum Erfassen eines auf dem Land auftreffenden Tsunamis ist, indem elektromagnetische Wellen zu einem Beobachtungsbereich gesendet und die auf einer Seeoberfläche in dem Beobachtungsbereich reflektierten elektromagnetischen Wellen empfangen und analysiert werden.
In 1 sendet eine Sendeeinheit 2 die elektromagnetischen Wellen zu dem Beobachtungsbereich. Es besteht keine besondere Beschränkung hinsichtlich des Typs der von der Sendeeinheit 2 gesendeten elektromagnetischen Wellen. Beispielsweise können elektrische Wellen in einem Kurzwellenband von etwa 3 MHz bis 30 MHz oder elektromagnetische Wellen in einem Ultrakurzwellenband von etwa 30 MHz bis 300 MHz verwendet werden.
Eine Empfangseinheit 3 empfängt elektromagnetische Wellen, die durch die Seeoberfläche in dem Beobachtungsbereich reflektiert wurden, aus den von der Sendeeinheit 2 gesendeten elektromagnetischen Wellen. Weiterhin führt die Empfangseinheit 3 eine Verstärkungsverarbeitung von Empfangssignalen der elektromagnetischen Wellen durch, führt weiterhin eine Signalverarbeitung wie eine Frequenzumwandlungsverarbeitung durch, und führt eine A/D-Umwandlung bei den Empfangssignalen nach der Signalverarbeitung durch. Durch die A/D-Umwandlung erhaltene digitale Signale erden von der Empfangseinheit 3 zu einer Strömungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 4 ausgegeben.
Es ist zu beachten, dass in 1 ein Fall illustriert ist, in welchem die Sendeeinheit 2 und die Empfangseinheit 3 getrennte Einheiten sind, aber diese Konfiguration stellt keine Beschränkung dar. Beispielsweise können die Sendeeinheit 2 und die Empfangseinheit 3 miteinander integriert sein, und eine Sende/Empfangs-Einheit mit beiden Funktionen kann in der Radarvorrichtung 1 angeordnet sein.
Die Strömungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 4 berechnet Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeiten, die jeweils jeder von mehreren Zellen entsprechen, auf der Grundlage des von der Empfangseinheit 3 eingegebenen digitalen Signals.
Es ist zu beachten, dass die mehreren Zellen durch Teilen des Beobachtungsbereichs in der Leitstrahlrichtung und der Azimutrichtung gebildet sind, und Strömungsgeschwindigkeiten an der Seeoberfläche, die das Beobachtungsziel ist, werden für die jeweiligen Zellen von der Strömungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 4 berechnet.
Eine Strömungsgeschwindigkeits-Datenbank 4a ist eine Datenbank zum Speichern von von der Strömungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 4 berechneten Strömungsgeschwindigkeitsdaten, und ist in einem Speicherbereich einer Speichervorrichtung wie einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) oder einer Speicherplatte implementiert. Die in der Strömungsgeschwindigkeits-Datenbank 4a gespeicherten Strömungsgeschwindigkeitsdaten können durch eine Gezeitenkorrektureinheit 5 gelesen werden.
Es ist zu beachten, dass die Speichervorrichtung, in der die Stromgeschwindigkeits-Datenbank 4a implementiert ist, eine in der Radarvorrichtung 1 enthaltene Speichervorrichtung sein kann oder eine Speichervorrichtung, die außerhalb der Radarvorrichtung 1 angeordnet ist, sein kann. Das heißt, die Strömungsgeschwindigkeits-Datenbank 4a braucht nur in einer Speichervorrichtung angeordnet zu sein, in der die Strömungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 4 die Daten speichern kann und aus der die Gezeitenkorrektureinheit 5 die Daten lesen kann.
Die Gezeitenkorrektureinheit 5 ist eine Komponente, die die Vorlast-Korrektureinheit verkörpert, und sie führt eine Korrektur zum Entfernen einer periodischen Vorlastkomponente aus jeder der von der Strömungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 4 berechneten Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeiten der jeweiligen Zellen durch. Hier ist die periodische Vorlastkomponente eine sich ändernde Komponente der Strömungsgeschwindigkeit aufgrund einer langperiodischen Wasserpegelveränderung infolge der Gezeiten. Nachfolgend wird diese sich verändernde Komponente als eine Gezeitenkomponente beschrieben.
Beispielsweise zieht die Gezeitenkorrektureinheit 5 die zu jeder der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeiten der jeweiligen Zellen aufgrund des Einflusses der Langzeit-Gezeiten hinzugefügte Gezeitenkomponente auf der Grundlage der von der Strömungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 4 berechneten Strömungsgeschwindigkeiten der jeweiligen Zellen und der aus der Strömungsgeschwindigkeits-Datenbank 4a gelesenen Strömungsgeschwindigkeitsdaten für die jeweiligen Zellen heraus. Nachfolgend führt die Gezeitenkorrektureinheit 5 eine Korrektur zum Subtrahieren der herausgezogenen Gezeitenkomponente von jeder der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeiten der jeweiligen Zellen, die von der Strömungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 4 berechneten wurden, durch.
Eine Erfassungsbereich-Bestimmungseinheit 6 ist eine Komponente zum Bestimmen, anhand des Beobachtungsbereichs, eines Erfassungsbereichs, in welchem eine Möglichkeit besteht, dass ein Tsunami, der ein Erfassungszielereignis ist, auftritt. Hier wird der Erfassungsbereich bestimmt auf der Grundlage von einer von Beziehungen zwischen einem Abstand über den Zellen und einer Geschwindigkeitsänderung des Beobachtungsziels oder zwischen dem Abstand über die Zellen, der Änderung der Geschwindigkeit des Beobachtungsziels und einer Richtungsbeziehung von Geschwindigkeitsvektoren des Beobachtungsziels zwischen den Zellen.
Beispielsweise wählt die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6 aus Zellen, deren Abstand zu einer Zelle, bei der angenommen wird, dass ein Tsunami angekommen ist, innerhalb eines bestimmten Bereichs ist, Zellen aus, deren Dämpfung einer Spitzenströmungsgeschwindigkeit der Seeoberfläche geringer als ein oder gleich einem konstanten Wert ist, und bestimmt einen Bereich enthaltend die ausgewählten Zellen als den Erfassungsbereich.
Alternativ kann die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6 aus Zellen, deren Abstand zu einer Zelle, bei der angenommen wird, dass ein Tsunami angekommen ist, innerhalb eines bestimmten Bereichs ist, Zellen auf der Grundlage der Dämpfung der Spitzenströmungsgeschwindigkeit der Seeoberfläche aufgrund des Abstands zwischen den Zellen und der Dämpfung aufgrund einer Differenz zwischen Richtungen von Seeoberflächen-Geschwindigkeitsvektoren auswählen.
Eine Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7 ist eine Komponente, die die Geschwindigkeitsschätzeinheit verkörpert, und die Strömungsgeschwindigkeit an der Seeoberfläche des Erfassungsbereichs als den Wert schätzt, der durch Glätten von Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeiten, die jeweils einer in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zelle entsprechen, erhalten wird.
Beispielsweise wählt die Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7 Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeiten entsprechend den in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zellen aus den Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeiten der jeweiligen Zellen, die von der Gezeitenkorrektureinheit 5 korrigiert wurden, aus und berechnet das Integral oder den Durchschnitt der Strömungsgeschwindigkeiten in einer Weise, die von Beobachtungsfehlern der Strömungsgeschwindigkeit abhängt. Ein derart geglätteter Wert wird als eine Strömungsgeschwindigkeit der gesamten Seeoberfläche in dem Erfassungsbereich geschätzt. Als eine Folge werden die Beobachtungsfehler der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeiten für jeden durch die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6 bestimmten Erfassungsbereich unterdrückt.
Eine Tsunami-Erfassungseinheit 8 ist eine Komponente, die die Ereigniserfassungseinheit verkörpert und das Auftreten des Tsunamis in dem Erfassungsbereich auf der Grundlage der durch die Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7 geschätzten Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit in dem Erfassungsbereich erfasst.
Beispielsweise vergleicht die Tsunami-Erfassungseinheit 8 die Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit in dem Erfassungsbereich mit einem Schwellenwert und bestimmt, dass der Tsunami in dem Erfassungsbereich aufgetreten ist, wenn die Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit den Schwellenwert überschreitet, oder bestimmt, dass kein Tsunami aufgetreten ist, wenn die Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit geringer als der oder gleich dem Schwellenwert ist.
Eine Anzeigevorrichtung 9 ist eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen von Informationen über den von der Tsunami-Erfassungseinheit 8 erfassten Tsunami und enthält beispielsweise eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) und eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung. Zusätzlich kann die Anzeigevorrichtung 9 beispielsweise eine Verteilung von Strömungsgeschwindigkeitsvektoren an der Seeoberfläche, Erfassungsinformationen über den Tsunami und eine vorhergesagte Ankunftsposition des Tsunamis anzeigen.
2A ist ein Blockschaltbild, das eine Hardwarekonfiguration für die Implementierung der Funktion der Radarvorrichtung 1 illustriert.
2B ist ein Blockschaltbild, das eine Hardwarekonfiguration für die Ausführung von Software zur Implementierung der Funktion der Radarvorrichtung 1 illustriert. In den 2A und 2B strahlt ein Sender 101 elektromagnetische Wellen über eine Antenne 102 aus, und ein Empfänger 103 empfängt elektromagnetische Wellen über die Antenne 102. Die Sendeeinheit 2 in der Radarvorrichtung 1 ist der Sender 101 und die Empfangseinheit 3 ist der Empfänger 103. Zusätzlich ist die Anzeigevorrichtung 9 eine Anzeigevorrichtung 104.
Funktionen der Strömungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 4, der Gezeitenkorrektureinheit 5, der Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6, der Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7 und der Tsunami-Erfassungseinheit 8 in der Radarvorrichtung 1 werden durch eine Verarbeitungsschaltung implementiert. Das heißt, die Radarvorrichtung 1 enthält die Verarbeitungsschaltung zum Durchführen der Operation jeder der Funktionen.
Die Verarbeitungsschaltung kann eine dedizierte Hardware oder eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) zum Ausführen eines aus einem Speicher gelesenen Programms sein.
Wie in 2A illustriert ist, enthalten, wenn die Verarbeitungsschaltung die dedizierte Hardware ist, Beispiele für eine Verarbeitungsschaltung 100 eine einzelne Schaltung, eine zusammengesetzte Schaltung, einen programmierten Prozessor, einen parallel programmierten Prozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein vor Ort programmierbares Gate Array (FPGA) oder eine Kombination von diesen.
Zusätzlich können die Funktionen der Strömungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 4, der Gezeitenberechnungseinheit 5, der Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6, der Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7 und der Tsunami-Erfassungseinheit 8 durch entsprechende Verarbeitungsschaltungen implementiert sein, oder die Funktionen können insgesamt durch eine einzelne Verarbeitungsschaltung implementiert sein.
Wie in 2B illustriert ist, sind, wenn die Verarbeitungsschaltung eine CPU 105 ist, die Funktionen der Strömungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 4, der Gezeitenkorrektureinheit 5, der Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6, der Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7 und der Tsunami-Erfassungseinheit 8 durch Software, Firmware oder eine Kombination aus Software oder Firmware implementiert.
Die Software oder die Firmware ist als ein Programm geschrieben und in einem Speicher 106 gespeichert.
Die CPU 105 liest in dem Speicher 106 gespeicherte Programme und führt diese aus, wodurch die Funktionen der Einheiten implementiert werden. Das heißt, die Radarvorrichtung 1 enthält den Speicher 106 zum Speichern der Programme, durch die die Verarbeitung jeder der Funktionen im Ergebnis ausgeführt wird, wenn sie durch die CPU 105 ausgeführt werden. Zusätzlich bewirken die Programme, dass ein Computer die Prozesse oder Verfahren der Strömungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 4, der Gezeitenkorrektureinheit 5, der Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6, der Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7 und der Tsunami-Erfassungseinheit 8 ausführt.
Beispiele für den Speicher 106 enthalten einen nichtflüchtigen oder flüchtigen Halbleiterspeicher wie einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einen Festwertspeicher (ROM), einen Flashspeicher, einen löschbaren programmierbaren ROM (EPROM) und einen elektrischen EPROM (EEPROM), eine Magnetplatte, eine flexible Disc, eine optische Disc, eine Kompaktdisc, eine Minidisk, eine Digital Versatile Disk (DVD) und dergleichen.
Es ist zu beachten, dass die Funktionen der Strömungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 4, der Gezeitenberechnungseinheit 5, der Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6, der Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7 und der Tsunami-Erfassungseinheit 8 teilweise durch dedizierte Hardware und teilweise durch Software oder Firmware implementiert werden können. Beispielsweise können für die Strömungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 4 und die Gezeitenkorrektureinheit 5 die Funktionen durch die Verarbeitungsschaltung 100 der dedizierten Hardware implementiert werden, und für die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6, die Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7 und die Tsunami-Erfassungseinheit 8 erden die Funktionen durch die CPU 105, die die in dem Speicher 106 gespeicherten Programme ausführt, implementiert.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann die Verarbeitungsschaltung die vorbeschriebenen Funktionen durch die Hardware, Software, Firmware oder eine Kombination hiervon implementieren.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise beschrieben.
3 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise der Radarvorrichtung 1 illustriert, und sie illustriert eine Reihe von Verarbeitungsschritten von der Ausstrahlung der elektromagnetischen Wellen zu der Seeoberfläche, die der Beobachtungsbereich ist, bis zu der Ausführung der Tsunamierfassungsverarbeitung.
Zuerst wird im Schritt ST1 die Sende/Empfangs-Verarbeitung durchgeführt. Bei der Sende/Empfangs-Verarbeitung sendet die Sendeeinheit 2 die elektromagnetischen Wellen zu der Seeoberfläche in dem Beobachtungsbereich.
Wenn beispielsweise elektromagnetische Kurzwellen oder Ultrakurzwellen von der Sendeeinheit 2 an Land zu der Seeoberfläche gesendet werden, wird ein Signal starker Intensität von der Seeoberflächenwelle, die sich in der gleichen Richtung wie der Radarstrahl ausbreitet, zurückgeführt.
Dies folgt daraus, dass aufgrund der Bragg-Resonanzstreuung die Phase einer bei einer bestimmten Seeoberfläche reflektierten elektromagnetischen Welle mit den Phasen von an den benachbarten Seeoberflächen reflektierten elektromagnetischen Wellen übereinstimmt, und die reflektierten elektromagnetischen Wellen die Hälfte der Wellenlänge der gesendeten elektromagnetischen Welle haben.
Die Empfangseinheit 3 ist in der Nähe der Sendeeinheit 2 installiert oder ist integral mit der Sendeeinheit 2 gebildet und empfängt elektromagnetische Wellen, die wie vorstehend beschrieben von der Seeoberfläche reflektiert und zurückgeführt wurden. Dann führt die Empfangseinheit 3 eine Verstärkungsverarbeitung bei den Empfangssignalen der elektromagnetischen Wellen durch, führt weiterhin eine Signalverarbeitung wie eine Frequenzumwandlungsverarbeitung durch, und führt eine A/D-Umwandlung bei den Empfangssignalen durch, die der Signalverarbeitung unterzogen wurden. Das durch die A/D-Umwandlung erhaltene digitale Signal wird von der Empfangseinheit 3 zu der Strömungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 4 ausgegeben.
Als Nächstes wird im Schritt ST2 die Strömungsgeschwindigkeits-Berechnungsverarbeitung durchgeführt. Bei der Strömungsgeschwindigkeits-Berechnungsverarbeitung berechnet die Strömungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 4 die Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit für jede Zelle in dem Beobachtungsbereich durch Anwenden der Fourier-Transformation bei dem von der Empfangseinheit 3 eingegebenen digitalen Signal und Analysieren der Frequenz. Die Die Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeitsdaten für jede Zelle werden von der Strömungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 4 zu der Gezeitenkorrektureinheit 5 und der Strömungsgeschwindigkeits-Datenbank 4a ausgegeben.
Im Schritt ST3 wird die Gezeitenkorrekturverarbeitung durchgeführt. Bei der Gezeitenkorrekturverarbeitung zieht die Gezeitenkorrektureinheit 5 die Gezeitenkomponente, die in der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit enthalten ist, für jede Zelle heraus und führt eine Korrektur durch Subtrahieren der Gezeitenkomponente von der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit für jede Zelle durch. Als ein Gezeitenkomponenten-Extraktionsverfahren kann beispielsweise die Gezeitenkomponente herausgezogen werden durch Verwendung des in dem nachfolgenden Bezugsdokument 1 beschriebenen Kalman-Filters, oder die Gezeitenkomponente kann herausgezogen werden durch Anwenden eines Tiefpassfilters wie einer bewegten Durchschnittsverarbeitung bei den akkumulierten Strömungsgeschwindigkeitsdaten.
(Bezugsdokument 1) JP 2015-4608 A
Zusätzlich kann die Gezeitenkorrektureinheit 5 eine Strömungsgeschwindigkeit berechnen, die durch Subtrahieren der Gezeitenkomponente gemäß der nachfolgenden Gleichung (1) erhalten wird. Hier ist das Suffix i die jeder Zelle zugeteilte Zellennummer, t ist die gegenwärtige Zeit, M ist die Anzahl von Abtastungen für die Durchschnittsbildung, und L ist die Zeit zum Beenden des Durchschnittsbildungsprozesses. Das Symbol u_ik ist die Strömungsgeschwindigkeit an der Seeoberfläche entsprechend einer Zelle mit der Zellennummer i zu der Zeit k, und ist eine Strömungsgeschwindigkeit, die durch die Strömungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 4 berechnet wird. Das Symbol v_i ist ein Wert, der durch Subtrahieren der Gezeitenkomponente von u_it erhalten wird, und ist die Strömungsgeschwindigkeit an der Seeoberfläche entsprechend der Zelle mit der Zellennummer i, deren Gezeitenkomponente korrigiert ist. Es ist zu beachten, dass L einer Spanne für die Nichtverwendung einer Strömungsgeschwindigkeit, die mit einer Tsunamikomponente gemischt ist, bei der Gezeitenkomponenten-Extraktionsverarbeitung entspricht, selbst wenn ein Tsunami zu der gegenwärtigen Zeit t ankommt. $v = u_{i t} - \frac{1}{M} \sum_{k = t - M - L}^{t - 1 - L} u_{i k}$
Im Schritt ST4 wird die Erfassungsbereichs-Bestimmungsverarbeitung durchgeführt. Bei der Erfassungsbereichs-Bestimmungsverarbeitung bestimmt die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6 den Erfassungsbereich anhand des Beobachtungsbereichs. Der Erfassungsbereich ist eine Reihe von Bereichen, in denen eine Möglichkeit besteht, dass ein Tsunami auftritt.
In dem Beobachtungsbereich können ein Erfassungsbereich oder mehrere Erfassungsbereiche vorhanden sein.
Zusätzlich können, wenn mehrere Erfassungsbereiche vorhanden sind, die Erfassungsbereiche einander überlappen.
Es ist zu beachten, dass Einzelheiten der Erfassungsbereichs-Bestimmungsverarbeitung später mit Bezug auf 4 beschrieben werden.
Im Schritt ST5 wird die Strömungsgeschwindigkeits-Schätzverarbeitung durchgeführt. Bei der Strömungsgeschwindigkeits-Schätzverarbeitung schätzt die Stromgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7 die Strömungsgeschwindigkeit an der Seeoberfläche des Erfassungsbereichs als den Wert, der durch Glätten der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeiten, die jeweils einer in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zelle entsprechen, erhalten wird.
Beispielsweise wird, wie in den nachfolgenden Gleichungen (2) und (3) angezeigt ist, ein durch Bilden des Durchschnitts der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeiten in einer Weise, die von den Beobachtungsfehlern der Strömungsgeschwindigkeit abhängt, erhalten wurde, als eine Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit V_i für jeden Erfassungsbereich setzt. Hier ist ein Suffix i eine Bereichsnummer, die jedem Erfassungsbereich zugeteilt ist. D_i stellt einen Satz aus Zellennummern dar, die in dem i-ten Erfassungsbereich enthaltenen Zellen zugeteilt sind, und ein Suffix j ist eine Zellennummer, die einer Zelle eines Elements von D_i zugeteilt ist. C_i ist eine Konstante. Ein Symbol v_j ist eine Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit, die einer Zelle mit der Zellennummer j entspricht, und σ_j ist eine Standardabweichung von Beobachtungsfehlern der Strömungsgeschwindigkeit v_j .
Es ist zu beachten, dass die Standardabweichung σ_j der Beobachtungsfehler für jede Zelle bekannt ist oder vorher anhand der Streuung von Strömungsgeschwindigkeitsdaten vor der Ankunft des Tsunami gemessen wurde.
Zusätzlich kann ein Wert, der durch Integrieren der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeiten in einer Weise, die von den Beobachtungsfehlern der Strömungsgeschwindigkeit abhängt, erhalten wurde, als die Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit V_i für jeden Erfassungsbereich gesetzt werden. $V_{i} = \frac{1}{C_{i}} \sum_{j \in D_{i}} \frac{v_{j}}{σ_{j}^{2}}$
$C_{i} = \sum_{j \in D_{i}} \frac{1}{σ_{j}^{2}}$
Im Schritt ST6 wird die Tsunamierfassungsverarbeitung durchgeführt. Bei der Tsunamierfassungsverarbeitung erfasst die Tsunami-Erfassungseinheit 8 das Auftreten des Tsunamis in dem Erfassungsbereich auf der Grundlage der von der Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7 geschätzten Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit in dem Erfassungsbereich.
Beispielsweise vergleicht die Tsunami-Erfassungseinheit 8 die Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit in dem Erfassungsbereich mit einem Erfassungsschwellenwert, und wenn erfasst wird, dass die Strömungsgeschwindigkeit den Erfassungsschwellenwert überschreitet, bestimmt sie, dass der Tsunami in dem Erfassungsbereich aufgetreten ist.
Es ist zu beachten, dass die Tsunami-Erfassungseinheit 8 bestimmt, dass kein Tsunami aufgetreten ist, wenn kein Erfassungsbereich, in welchem die Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit den Erfassungsschwellenwert überschreitet, und den mehreren Erfassungsbereichen in dem Beobachtungsbereich vorhanden ist, und bestimmt, dass der Tsunami aufgetreten ist, wenn gerade ein Erfassungsbereich vorhanden ist, in welchem die Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit den Erfassungsschwellenwert überschreitet.
Die Anzeigevorrichtung 9 zeigt die Verteilung des von der Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7 geschätzten Strömungsgeschwindigkeitsvektors oder beispielsweise die Erfassungsinformationen über das Auftreten des Tsunamis durch die Tsunami-Erfassungseinheit 8 bei einer Benutzerbetätigung an.
Als Nächstes werden die Einzelheiten der Erfassungsbereichs-Bestimmungsverarbeitung beschrieben.
4 ist ein Flussdiagramm, das die Einzelheiten der Erfassungsbereichs-Bestimmungsverarbeitung illustriert, und eine Reihe von Verarbeitungsschritten im Schritt ST4 von 3 illustriert.
Zuerst wählt die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6 eine in der Bereichsnummer i enthaltene Zelle aus sämtlichen Zellen, die den Beobachtungsbereich teilen, aus (Schritt ST1a). Es ist zu beachten, dass angenommen wird, dass eine Spitzenströmungsgeschwindigkeit eines Tsunamis an der hier ausgewählten Zelle angekommen ist, und Zellen in der Nähe, in denen der Tsunami existiert, werden als Zellen, die zu dem Erfassungsbereich mit der Bereichsnummer i gehören, bestimmt. Nachfolgend wird eine Zelle, von der angenommen wird, dass in dieser die Spitzenströmungsgeschwindigkeit des Tsunamis angekommen ist, als eine interessierende Zelle bezeichnet.
Die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6 wählt eine Zelle mit der Zellennummer j in der Nähe der interessierenden Zelle aus (Schritt ST2a). Beispielsweise wählt die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6 Zellen nacheinander innerhalb eines bestimmten Abstands mit der interessierenden Zelle als Mitte aus. Hier wird jede der Zellen, die auf diese Weise ausgewählt werden, als eine Verarbeitungszielzelle bezeichnet.
Als Nächstes gibt die Erfassungsbereichs-.Bestimmungseinheit 6 die Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeitsdaten entsprechend der interessierenden Zelle und die Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeitsdaten entsprechend der Zelle mit der Zellennummer j von den durch die Gezeitenkorrektureinheit 5 für jede Zelle korrigierten Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeiten ein.
Dann berechnet die Erfassungsbereichs- Bestimmungseinheit 6 einen Dämpfungsfaktor α, der einen Grad der Dämpfung der Spitzenströmungsgeschwindigkeit des Tsunamis, die für die interessierende Zelle angenommen wird, in der Zelle mit der Zellennummer j darstellt.
Nachfolgend bestimmt die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6, ob der Dämpfungsfaktor α kleiner als ein oder gleich einem konstanten Wert ist oder nicht (Schritt ST3a). Es ist zu beachten, dass der konstante Wert nur ein Wert zu sein braucht, der den minimalen Wert der für eine Zelle a angenommenen Streuung des Tsunamis spezifiziert, das heißt, den minimalen Wert der Wellenlänge des Tsunamis, beispielsweise ein Wert von etwa 0,9.
Wenn der Dämpfungsfaktor α größer als der konstante Wert ist (Schritt ST3a: NEIN), dann geht die Verarbeitung zum Schritt ST5a weiter, ohne die Verarbeitung des Schritts ST4a durchzuführen.
Wenn andererseits der Dämpfungsfaktor α kleiner als der oder gleich dem konstanten Wert ist (Schritt ST3a: JA), dann bestimmt die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6, dass die Zelle mit der Zellennummer j zu dem Erfassungsbereich mit der Bereichsnummer i gehört (Schritt ST4a). Im Schritt ST5a prüft die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6, ob alle Zellen in der Nähe der interessierenden Zelle als Verarbeitungszielzellen ausgewählt wurden oder nicht.
Wenn nicht alle Zellen ausgewählt wurden (Schritt ST5a: NEIN), dann wählt die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6 die nächste Zelle in der Nähe der interessierenden Zelle als die Verarbeitungszielzelle aus und wiederholt die vorstehende Reihe von Verarbeitungsschritten vom Schritt ST2a aus.
Wenn alle Zellen in der Nähe der interessierenden Zelle ausgewählt wurden (Schritt ST5a: JA), bestätigt die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6, ob alle Zellen, die zu der Bereichsnummer I gehören, als die interessierende Zelle ausgewählt wurden oder nicht (Schritt ST6a).
Wenn hier eine Zelle vorhanden ist, die nicht als eine interessierende Zelle ausgewählt wurde (Schritt ST6a: NEIN), dann kehrt die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6 zum Schritt ST1a zurück und wiederholt die vorgenannte Reihe von Verarbeitungsschritten vom Schritt ST1a aus mit dieser Zelle als einer interessierenden Zelle.
Wenn alle Zellen als eine interessierende Zelle ausgewählt wurden (Schritt ST6a: JA), dann beendet die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6 die Verarbeitung. Dann geht die Verarbeitung zum Schritt ST5 in 3 weiter.
Es ist zu beachten, dass in 4 ein Fall beschrieben wurde, in welchem der Erfassungsbereich auf der Grundlage des Abstands zwischen der Verarbeitungszielzelle und der interessierenden Zelle und des Dämpfungsfaktors α der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit entsprechend der Verarbeitungszielzelle mit Bezug auf die Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit entsprechend der interessierenden Zelle bestimmt wird. Das heißt, die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6 bestimmt den Erfassungsbereich auf der Grundlage der Beziehung zwischen dem Abstand über die Zellen und der Geschwindigkeitsänderung des Beobachtungsziels.
Zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Beziehung kann die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6 den Erfassungsbereich auf der Grundlage der Beziehung zwischen dem Abstand über die Zellen und der Richtungsbeziehung von Geschwindigkeitsvektoren des Beobachtungsziels über die Zellen bestimmen. Dies wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben.
5 ist ein Diagramm, das einen Überblick über die Erfassungsbereichs-Bestimmungsverarbeitung auf der Grundlage der Beziehung zwischen dem Abstand über Zellen und der Richtungsbeziehung von Geschwindigkeitsvektoren des Beobachtungsziels in den Zellen illustriert. In 5 ist die Radarvorrichtung 1 an Land installiert und beobachtet die Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit. Ein fächerförmiger Bereich, der von der Radarvorrichtung 1 aus gespreizt ist, ist ein Beobachtungsbereich A innerhalb eines Radarüberdeckungsbereichs, und ein individueller Bereich, der durch Teilen des Beobachtungsbereichs A in der Leitstrahlrichtung und der Azimutrichtung erhalten wird, ist eine Zelle. Es ist zu beachten, dass ein Strömungsgeschwindigkeitsvektor auf der Seeoberfläche ein Vektor ist, der von der Mitte der Zelle zu der Radarvorrichtung 1 hin gerichtet ist.
Wenn eine Zelle a als die interessierende Zelle ausgewählt ist, wählt die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6 eine Zelle b, die innerhalb eines bestimmten Abstands von der Zelle a existiert, als die Verarbeitungszielzelle aus. Hier ist der Strömungsgeschwindigkeitsvektor an der Seeoberfläche entsprechend der Zelle a gleich va, und der Strömungsgeschwindigkeitsvektor an der Seeoberfläche entsprechend der Zelle b ist vb.
Nachfolgend projiziert die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6 den Strömungsgeschwindigkeitsvektor vb an der Seeoberfläche entsprechend der Zelle b auf die Zelle a und berechnet einen Projektionsvektor vc der Strömungsgeschwindigkeit.
Als Nächstes berechnet die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6 einen Dämpfungsfaktor α der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit entsprechend der Zelle b mit Bezug auf die Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit entsprechend der Zelle a. Der Dämpfungsfaktor α ist ein Dämpfungsfaktor der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit entsprechend einem Abstand zwischen der interessierenden Zelle und der Verarbeitungszielzelle. Der Dämpfungsfaktor α reflektiert eine Annahme, dass eine physische Erscheinung, bei der die Tsunami-Strömungsgeschwindigkeit nahe der Mitte der interessierenden Zelle groß ist, und dass die Strömungsgeschwindigkeit abnimmt, wenn ein Abstand von der interessierenden Zelle zunimmt.
Es ist zu beachten, dass, wenn eine Wellenlänge eines Tsunamis, die für die interessierende Zelle angenommen wird, lang ist, der Dämpfungsfaktor α klein wird, selbst wenn der Abstand zwischen der interessierenden Zelle und der Verarbeitungszielzelle lang ist.
Andererseits nimmt, wenn angenommen wird, dass eine Wellenlänge eines Tsunamis für die interessierende Zelle kurz ist, der Dämpfungsfaktor α selbst dann zu, wenn der Abstand zwischen der interessierenden Zelle und der Verarbeitungszielzelle kurz ist.
Weiterhin berechnet die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6 einen Dämpfungsfaktor β, der einen Grad der Dämpfung des Strömungsgeschwindigkeitsvektors va aufgrund einer Richtungsdifferenz zwischen dem Strömungsgeschwindigkeitsvektor va und dem Strömungsgeschwindigkeitsvektor vb darstellt.
Die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6 berechnet α × β, das durch Multiplizieren des Dämpfungsfaktors α mit dem Dämpfungsfaktor β erhalten wird, vergleicht α × β mit einem konstanten Wert und bestimmt eine Verarbeitungszielzelle, deren α × β kleiner als der oder gleich dem konstanten Wert ist, als eine zu demselben Erfassungsbereich wie die interessierende Zelle a gehörende Zelle.
Da der Erfassungsbereich auf diese Weise bestimmt wird, sind Zellen mit einem nahen Abstand zwischen den Zellen, aber in denen Richtungen der jeweiligen Strömungsgeschwindigkeitsvektoren stark verschieden voneinander sind, beispielsweise eine Zelle a1 und eine Zelle b1, die in 5 illustriert sind, nicht in demselben Erfassungsbereich enthalten. Wenn eine Spitzenströmungsgeschwindigkeit des Tsunamis in der Zelle a vorhanden ist, und wenn α × β kleiner als der oder gleich dem konstanten Wert zwischen der Zelle a und der Zelle b ist, hat die Spitzenströmungsgeschwindigkeit des Tsunamis in der Zelle b auch etwa den gleichen Wert wie in der Zelle a.
Wie vorstehend beschrieben ist, bestimmt die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6 in der Radarvorrichtung 1 nach dem Ausführungsbeispiel 1 den Erfassungsbereich, bei dem eine Möglichkeit besteht, dass der Tsunami auftritt. Als Nächstes schätzt die Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7 die Strömungsgeschwindigkeit an der Seeoberfläche des Erfassungsbereichs als den Wert, der durch Glätten der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeiten jeweils entsprechend einer in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zelle erhalten wird. Die Tsunami-Erfassungseinheit 8 erfasst das Auftreten des Tsunamis in dem Erfassungsbereich auf der Grundlage der von der Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7 geschätzten Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit.
Mit dieser Konfiguration wird die Genauigkeit des Schätzens der Strömungsgeschwindigkeit verbessert, und die Genauigkeit des Erfassens eines Auftretens eines Tsunamis, eines Erfassungszielereignisses, kann verbessert werden.
Zusätzlich schätzt die Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7 in der Radarvorrichtung 1 nach dem Ausführungsbeispiel 1 die Strömungsgeschwindigkeit an der Seeoberfläche des erfassten Bereichs als den Wert, der durch Integrieren oder Bilden des Durchschnitts der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeiten in einer Weise, die von den Beobachtungsfehlern der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit für die in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zellen abhängt, erhalten wird. Insbesondere führt die Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7 eine gewichtete Durchschnittsbildung der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeiten gemäß der Standardabweichung σ der Beobachtungsfehler der Strömungsgeschwindigkeit durch.
Mit dieser Konfiguration kann die Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit genau geschätzt werden.
Es ist zu beachten, dass bei dem Ausführungsbeispiel 1 ein Fall beschrieben wurde, in welchem das Erfassungszielereignis ein Tsunami ist, jedoch stellt dies keine Beschränkung dar. Es ist auch wirksam für die Erfassung von Wind oder Wolken, die ein Volumenziel sind, dass die Größe der individuellen Zelle überschreitet.
Beispielsweise kann die Funktion der Radarvorrichtung 1 in einem Laserradar zum Beobachten von Windgeschwindigkeit verwendet werden. In diesem Fall sind Windabscheren oder Abwärtsstürzen ein Erfassungszielereignis auf der Grundlage der Beobachtungsinformationen über die Windgeschwindigkeit.
Zusätzlich kann die Funktion der Radarvorrichtung 1 in einem Doppler-Radar für die Beobachtung der Bewegungsgeschwindigkeit von Niederschlagspartikeln in einer Wolke verwendet werden. In diesem Fall ist die Bewegung der Wolke ein Erfassungszielereignis.
Ausführungsbeispiel 2
Bei dem Ausführungsbeispiel 2 wird angenommen, dass die Wassertiefe für jede Zelle bekannt ist, und die Größe eines Erfassungsbereichs wird in der Weise geändert, dass sie von seiner Wassertiefe abhängt.
6 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Radarvorrichtung 1A nach dem Ausführungsbeispiel 2 illustriert, und einen Fall illustriert, in welchem die Radarvorrichtung 1A eine Ozeanradarvorrichtung ist. In 6 sind die gleichen Komponenten wie diejenigen in 1 durch die gleichen Bezugszahlen bezeichnet, und deren Beschreibung wird weggelassen. Die Radarvorrichtung 1A enthält Komponenten ähnlich denjenigen der Radarvorrichtung 1, mit der Ausnahme, dass die Radarvorrichtung 1A eine Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6A, eine Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7A und eine Wassertiefen-Datenbank 10 enthält.
Die Wassertiefen-Datenbank 10 ist eine Datenbank zum Speichern von Wassertiefendaten, die jeweils jeder von mehreren Zellen, die den Beobachtungsbereich teilen, entsprechen, und befindet sich in einem Speicherbereich einer Speichervorrichtung wie eines RAM oder einer Speicherplatte. Die in der Wassertiefen-Datenbank gespeicherten Wassertiefendaten können von der Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6A und der Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7A gelesen werden.
Es ist zu beachten, dass die Speichervorrichtung, in der die Wassertiefen-Datenbank 10 angeordnet ist, eine in der Radarvorrichtung 1A aufgenommene Speichervorrichtung sein kann, oder eine Speichervorrichtung sein kann, die außerhalb der Radarvorrichtung 1A angeordnet ist.
Das heißt, die Wassertiefen-Datenbank 10 braucht nur in einer Speichervorrichtung angeordnet zu sein, aus der die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6A und die Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7A die Daten lesen können.
Die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6A ändert die Größe des Erfassungsbereichs in einer Weise, die von der Wassertiefe entsprechend jeder Zelle abhängt.
7A ist ein Diagramm, das einen Überblick für die Verarbeitung des Änderns der Größe des Erfassungsbereichs in einer Weise, die von der Wassertiefe entsprechend jeder der Zellen abhängt, illustriert. Es ist zu beachten, dass ein in 7A illustriertes Kreissystem eine interessierende Zelle ist, und ein Dreiecksymbol eine der interessierenden Zelle benachbarte Zelle ist. 7B ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Wellenhöhe eines Tsunamis und einem Abstand von einer interessierenden Zelle in einem Fall illustriert, in welchem die Wassertiefe groß ist, und 7C ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Wellenhöhe des Tsunamis und dem Abstand von der interessierenden Zelle in einem Fall zeigt, in welchem die Wassertiefe gering ist.
In 7A ist die Wassertiefe entsprechend einer interessierenden Zelle C1 größer als die Wassertiefe entsprechend einer interessierenden Zelle C2. In diesem Fall ist eine Beziehung zwischen der Wellenhöhe des Tsunamis und einem Abstand von der interessierenden Zelle C1 die in 7B illustrierte Beziehung, und eine Beziehung zwischen der Wellenhöhe des Tsunamis und einem Abstand von der interessierenden Zelle C2 ist die in 7C illustrierte Beziehung.
Hier kann die Wellenlänge λ des Tsunamis durch eine Gleichung λ = TVgh ausgedrückt werden. In dieser Gleichung ist T eine Periode des Tsunamis, g ist die Gravitationsbeschleunigung und h ist eine Wassertiefe.
Daher sind, wie in den 7B und 7C illustriert ist, eine Wellenlänge λ1 eines Tsunamis für eine große Wassertiefe lang und eine Wellenlänge λ2 eines Tsunamis für eine geringe Wassertiefe kurz.
Da die Wellenlänge des Tsunamis wie vorstehend beschrieben gemäß der Wassertiefe variiert, vergrößert die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6A eine Größe B1 eines Erfassungsbereichs A1, zu dem die Zelle mit großer Wassertiefe gehört, und verkleinert eine Größe B2 eines Erfassungsbereichs A2, zu dem die Zelle mit geringer Wassertiefe gehört.
Beispielsweise berechnet die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6A einen Dämpfungsfaktor α, der einen Dämpfungsgrad der für die Zelle C1 angenommenen Spitzenströmungsgeschwindigkeit des Tsunamis in einer benachbarten Zelle darstellt.
Da die Wassertiefe der interessierenden Zelle C1 groß ist die für die interessierende Zelle C1 angenommene Wellenlänge des Tsunamis lang ist, ist der Dämpfungsfaktor α klein, selbst wenn ein Abstand zwischen der interessierenden Zelle C1 und der benachbarten Zelle groß ist.
Daher werden, wenn eine benachbarte Zelle, deren Dämpfungsfaktor α kleiner als der oder gleich dem konstanten Wert ist, im Schritt ST3a von 4 ausgewählt wird, viele Zellen ausgewählt, deren Dämpfungsfaktor α kleiner als der oder gleich dem konstanten Wert ist. Als eine Folge wird die Größe B1 des Erfassungsbereichs A1 vergrößert.
In gleicher Weise berechnet die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6A einen Dämpfungsfaktor α, der ein Verhältnis der Spitzenströmungsgeschwindigkeit der Seeoberfläche entsprechend einer benachbarten Zelle mit Bezug auf die für die Zelle C2 angenommene Spitzenströmungsgeschwindigkeit des Tsunamis ist.
Da die Wassertiefe der interessierenden Zelle C2 niedrig ist und die für die interessierende Zelle C2 angenommene Wellenlänge des Tsunamis kurz ist, nimmt der Dämpfungsfaktor α zu, selbst wenn ein Abstand zwischen der interessierenden Zelle C2 und der benachbarten Zelle kurz ist.
Daher werden, wenn eine benachbarte Zelle, deren Dämpfungsfaktor α kleiner als der oder gleich dem konstanten Wert ist, im Schritt ST3a in 4 ausgewählt wird, weniger Zellen ausgewählt, deren Dämpfungsfaktor α kleiner als der oder gleich dem konstanten Wert ist. Als eine Folge wird die Größe B2 des Erfassungsbereichs A2 verkleinert.
Zusätzlich ist die Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7A eine Komponente, die die Geschwindigkeitsschätzeinheit enthält, und sie schätzt die Strömungsgeschwindigkeit an der Seeoberfläche des Erfassungsbereichs als den Wert, der erhalten wird, indem eine gewichtete Durchschnittsbildung der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeiten gemäß der Wassertiefe jeder in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zelle durchgeführt wird. Das heißt, die Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7A integriert nicht nur einfach oder bildet den Durchschnitt der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeiten entsprechend den Zellen, sondern führt auch eine gewichtete Durchschnittsbildung so durch, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Zelle, deren Wassertiefe groß ist, klein wird, und die Strömungsgeschwindigkeit der Zelle, deren Wassertiefe gering ist, groß wird.
Beispielsweise führt die Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7A eine gewichtete Durchschnittsbildung der Strömungsgeschwindigkeiten gemäß den Wassertiefen und Beobachtungsfehlern entsprechend den nachfolgenden Gleichungen (4), (5) und (6) durch.
Hier ist ein Suffix i eine Bereichsnummer, die jedem Erfassungsbereich zugeteilt ist. D_i stellt einen Satz von Zellennummern dar, die in dem i-ten Erfassungsbereich enthaltenen Zellen zugeteilt sind, und ein Suffix j ist eine Zellennummer, die einer Zelle eines Elements von D_i zugeteilt ist. C_i ist eine Konstante.
Ein Symbol v_j ist eine Strömungsgeschwindigkeit an der Seeoberfläche entsprechend der Zelle mit der Zellennummer j, und v_i ^τ ist eine Strömungsgeschwindigkeit nach der gewichteten Durchschnittsbildung von v_i . Ein Symbol σ_j ist eine Standardabweichung von Beobachtungsfehlern der Strömungsgeschwindigkeit v_j . Ein Symbol h_j zeigt eine Wassertiefe entsprechend der Zelle mit der Zellennummer j an. M_i ist eine Strömungsstärke, wenn Wasser mit der Wassertiefe h_i sich in dem Erfassungsbereich mit der Bereichsnummer i mit der Strömungsgeschwindigkeit v_i ^τ bewegt.
Es ist zu beachten, dass die Standardabweichung σj der Beobachtungsfehler für jede Zelle bekannt ist oder vorher anhand von Veränderungen der Strömungsgeschwindigkeitsdaten vor der Ankunft des Tsunamis gemessen wird. $M_{i} = \frac{1}{C_{i}} \sum_{j \in D_{i}} \frac{v_{j}}{σ_{j}^{2} h_{j}}$
$C_{i} = \sum_{j \in D_{i}} \frac{1}{σ_{j}^{2} h_{j}}$
$v_{j}' = \frac{M_{i}}{h_{i}}$
8A ist ein Diagramm, das einen Erfassungsbereich A3 enthaltend Zellen mit verschiedenen Wassertiefen illustriert. 8B ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Tsunami-Strömungsgeschwindigkeit und der Zeit in dem Fall illustriert, in welchem die Wassertiefe groß ist, und 8C ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Tsunami-Strömungsgeschwindigkeit und der Zeit in dem Fall, in welchem die Wassertiefe gering ist, illustriert. Es ist zu beachten, dass in den 8B und 8C eine ausgezogene Linie d eine von der Strömungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 4 überwachte Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit ist, und eine strichlierte Linie e ist eine echte Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit.
Der Tsunami ist eine Erscheinung, bei der Seewasser mit einer konstanten Strömungsmenge von der Seeseite aus über das Land brandet, und seine Strömungsgeschwindigkeit ist eine physikalische Größe, die durch Teilen der Strömungsmenge durch die Wassertiefe erhalten wird, wie in Gleichung (6) angezeigt ist. Aus diesem Grund ist, wie in den 8B und 8C illustriert ist, eine Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit v₁ in der Zelle, deren Wassertiefe groß ist, kleiner als eine Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit v₂ in der Zelle, deren Wassertiefe gering ist. Als eine Folge ist ein Wert einer Standardabweichung σ₁ der Beobachtungsfehler der Strömungsgeschwindigkeit v₁ größer als ein Wert einer Standardabweichung σ₂ der Beobachtungsfehler der Strömungsgeschwindigkeit v₂ .
Somit führt die Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7A eine gewichtete Durchschnittsbildung der Strömungsgeschwindigkeiten im umgekehrten Verhältnis der Wassertiefe und dem Beobachtungsfehler gemäß den Gleichungen (4), (5) und (6) durch. Als eine Folge wird der Beobachtungsfehler der Strömungsgeschwindigkeit geeignet unterdrückt, und die Erfassungsgenauigkeit des Tsunamis kann verbessert werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, ändert die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6A in der Radarvorrichtung 1A nach dem Ausführungsbeispiel 2 die Größe des Erfassungsbereichs in einer Weise, die von der Wassertiefe entsprechend jeder der Zellen abhängt. Insbesondere wird der Erfassungsbereich, zu dem die Zelle mit großer Wassertiefe gehört, vergrößert, und der Erfassungsbereich, zu dem die Zelle mit geringer Wassertiefe gehört, verkleinert.
Als eine Folge wird in einer Zelle mit einer großen Wassertiefe und einer großen Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit eine Glättung mit den Strömungsgeschwindigkeiten vieler Zellen durchgeführt, so dass die Glättungswirkung der Strömungsgeschwindigkeiten in dem Erfassungsbereich erhöht werden kann.
Zusätzlich schätzt die Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7A in der Radarvorrichtung 1A nach dem Ausführungsbeispiel 2 die Strömungsgeschwindigkeit an der Seeoberfläche des Erfassungsbereichs als den Wert, der erhalten wird, indem eine gewichtete Durchschnittsbildung der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeiten gemäß der Wassertiefe jeder in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zelle durchgeführt wird. Mit dieser Konfiguration können die Beobachtungsfehler der Strömungsgeschwindigkeit geeignet unterdrückt werden.
Ausführungsbeispiel 3
Bei dem Ausführungsbeispiel 1 wurde ein Fall beschrieben, in welchem der Erfassungsbereich auf der Grundlage der Beziehung zwischen dem Abstand zwischen den Zellen, der Änderung bei jeder der Beobachtungszielgeschwindigkeiten, und der Richtungsbeziehung der Beobachtungsziel-Geschwindigkeitsvektoren zwischen den Zellen bestimmt wird.
Andererseits wird bei dem Ausführungsbeispiel 3 ein Erfassungsbereich enthaltend Zellen, die zu einem Wellenfrontkandidaten eines in einem Beobachtungsbereich angenommenen Tsunamis bestimmt auf der Grundlage eines Abstands zwischen dem Wellenfrontkandidaten des Tsunamis und jeder der Zellen.
9 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Radarvorrichtung 1B nach dem Ausführungsbeispiel 3 illustriert, und einen Fall illustriert, in welchem die Radarvorrichtung 1B eine Ozeanradarvorrichtung ist. In 9 sind die gleichen Komponenten wie diejenigen in den 1 und 6 durch die gleichen Bezugszahlen bezeichnet, und deren Beschreibung wird weggelassen. Die Radarvorrichtung 1B enthält Komponenten ähnlich wie die Radarvorrichtung 1A, mit der Ausnahme, dass die Radarvorrichtung 1B eine Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6B, eine Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7B und eine Tsunami-Erfassungseinheit 8A enthält.
Die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6B bestimmt den Erfassungsbereich, der die zu dem Wellenfrontkandidaten des in dem Beobachtungsbereich angenommenen Tsunamis gehörenden Zellen enthält, auf der Grundlage des Abstands zwischen Wellenfrontkandidaten des Tsunamis und jeder der Zellen.
10 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen Wellenfrontkandidaten wa, wb und wc des Tsunamis und den Zellen illustriert. In 10 ist die Anzahl von Bereichen in einem von der Radarvorrichtung 1B gebildeten Strahl gleich d (Bereichsnummer = 1, 2, ..., d), und die Anzahl von Strahlen, die durch die Radarvorrichtung 1B gebildet werden, ist n (Strahlnummer = 1, 2, ..., n). Zu dieser Zeit nimmt die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6B Wellenfrontkandidaten von d x d Stücken an, welches die Anzahl von Kombinationen von Zellen entsprechend Strahlen an beiden Seitenenden eines Radarüberdeckungsbereichs ist.
Zusätzlich kann die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6B gerade Linien setzen, die zwei verschiedene Zellen in allen Zellen innerhalb des Radarüberdeckungsbereichs als Wellenfrontkandidaten verbinden. In diesem Fall wird angenommen, dass die Wellenfrontkandidaten (n x d) x (n x d) Stücke sind, die durch Multiplizieren der Anzahl von Zellen innerhalb des Radarabdeckungsbereichs mit der Anzahl von Zellen innerhalb des Radarabdeckungsbereichs erhalten werden.
Jedoch kann, wenn berücksichtigt wird, dass dies eine riesige Anzahl ist und die Berechnungslast groß wird, die Anzahl der Wellenfrontkandidaten auf die Anzahl von Kombinationen von Zellen an der äußeren Peripherie des Radarüberdeckungsbereichs reduziert werden.
Das heißt, die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6B nimmt Wellenfrontkandidaten von (n + d) × (n + d) Stücken aus Kombinationen von n Zellen, die am weitesten von der Radarvorrichtung 1B entfernt sind, und d Zellen entsprechend den Strahlen an beiden Seitenenden an.
Wenn die Anzahl von Wellenfrontkandidaten wie vorstehend beschrieben angenommen wird, wählt die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6B Zellen nahe eines Wellenfrontkandidaten für jeden Strahl als eine zu dem Wellenfrontkandidaten gehörende Zelle aus.
Beispielsweise wird, da eine Zelle f1 am entferntesten in einem Strahl mit der Strahlnummer n - 2 innerhalb eines bestimmten Abstands von dem Wellenfrontkandidaten wb ist, die Zelle f1 als eine zu dem Wellenfrontkandidaten wb gehörende Zelle ausgewählt.
In gleicher Weise wird, da eine Zelle f2, die die entfernteste in einem Strahl mit der Strahlnummer n - 1 ist, innerhalb des bestimmten Abstands von dem Wellenfrontkandidaten wb ist, die Zelle f2 als eine zu dem Wellenfrontkandidaten wb gehörende Zelle ausgewählt.
Weiterhin wird, da eine Zelle f3, die in einem Strahl mit der Strahlnummer n am weitesten entfernt ist, innerhalb des bestimmten Abstands von dem Wellenfrontkandidaten wb ist, die Zelle f3 als eine zu dem Wellenfrontkandidaten wb gehörende Zelle ausgewählt.
Die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6B wählt Zellen, die wie vorstehend beschrieben zu dem Wellenfrontkandidaten des Tsunamis gehören, aus und bestimmt einen Erfassungsbereich enthaltend die ausgewählten Zellen.
Zusätzlich gibt die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6B die zu dem Wellenfrontkandidaten gehörenden Zellen und einen Winkel θ, der durch einen Normalvektor des Wellenfrontkandidaten und einen Strömungsgeschwindigkeitsvektor an der Seeoberfläche entsprechend jeder in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zelle gebildet ist, zu der Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7B aus.
Die Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7B ist eine konkrete Form der Geschwindigkeitsschätzeinheit und wählt Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeiten entsprechend den in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zellen aus den Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeiten, die von der Gezeitenkorrektureinheit 5 korrigiert wurden, aus.
Die Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7B integriert dann die oder bildet den Durchschnitt der ausgewählten Strömungsgeschwindigkeiten in einer Weise, die von der Wassertiefe und dem Beobachtungsfehler der Strömungsgeschwindigkeit für jede in dem Erfassungsbereich enthaltene Zelle abhängt, und schätzt die Strömungsgeschwindigkeit an der Seeoberfläche des Erfassungsbereichs als den erhaltenen Wert.
Es ist zu beachten, dass, wie vorstehend beschrieben ist, die Strömungsgeschwindigkeiten, die zu integrieren sind oder deren Durchschnitt zu bilden ist, Werte sein können, die in einer Weise korrigiert wurden, die von dem durch den Seeoberflächen-Geschwindigkeitsvektor entsprechend jeder in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zelle und den Normalvektor des Wellenfrontkandidaten des Tsunamis gebildeten Winkel abhängt.
Beispielsweie führt die Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7B eine gewichtete Durchschnittsbildung der Strömungsgeschwindigkeiten gemäß der Wassertiefe und dem Beobachtungsfehler für jeden Erfassungsbereich, zu dem der Wellenfrontkandidat gehört, entsprechend der nachfolgenden Gleichungen (7), (8) und (9) durch.
Hier ist ein Suffix i eine Bereichsnummer, die jedem Erfassungsbereich zugeteilt ist und einer Nummer für jeden Wellenfrontkandidaten entspricht. E_i stellt einen Satz von Zellennummern dar, die zu dem i-ten Wellenfrontkandidaten gehörenden Zellen zugeteilt sind, und ein Suffix j ist eine Zellennummer, die einer Zelle eines Elements E_i zugeteilt ist. C_i ist eine Konstante.
Ein Symbol θ_i ist ein Winkel, der durch einen Normalvektor eines Wellenfrontkandidaten der Bereichsnummer i und einen Strömungsgeschwindigkeitsvektor an einer Seeoberfläche in einem Erfassungsbereich der Bereichsnummer i gebildet ist. Zusätzlich ist θ_j ein Winkel, der durch den Normalvektor des Wellenfrontkandidaten der Bereichsnummer i und den Strömungsgeschwindigkeitsvektor an der Seeoberfläche entsprechend der Zelle mit der Zellennummer j gebildet ist.
ein Symbol v_j ist eine Strömungsgeschwindigkeit an der Seeoberfläche entsprechend der Zelle mit der Zellennummer j, und v_i ^τ ist eine Strömungsgeschwindigkeit nach der gewichteten Durchschnittsbildung von v_i . Ein Symbol σ_j ist eine Standardabweichung von Beobachtungsfehlern der Strömungsgeschwindigkeit v_j . Ein Symbol h_j zeigt eine Wassertiefe entsprechend der Zelle mit der Zellennummer j an. Ein Symbol h_i ^τ stellt eine Wassertiefe einer Zelle dar, in der der Winkel θ_i der kleinste ist.
Cosθ_i ist ein Reduktionsverhältnis des Strömungsgeschwindigkeitsvektors an der Seeoberfläche in dem Erfassungsbereich mit der Bereichsnummer i mit Bezug auf den Normalvektor des Wellenformkandidaten der Bereichsnummer i. Cosθ_j ist ein Reduktionsverhältnis des Strömungsgeschwindigkeitsvektors an der Seeoberfläche entsprechend der Zelle mit der Zellennummer j mit Bezug zu dem Normalvektor des Wellenfrontkandidaten der Bereichsnummer i. Wie in der nachfolgenden Gleichung (7) angezeigt ist, wird durch Multiplizieren der Strömungsgeschwindigkeit v_j mit cosθ_j die Strömungsgeschwindigkeit v_j auf einen Wert entsprechend cosθ_j korrigiert.
Weiterhin ist M_i eine Strömungsmenge, wenn Wasser mit der Wassertiefe h_i ^τ sich mit der Strömungsgeschwindigkeit v_i ^τ in dem Erfassungsbereich mit der Bereichsnummer i bewegt.
Es ist zu beachten, dass die Standardabweichung σ_j der Beobachtungsfehler für jede Zelle bekannt ist oder vorher anhand der Veränderung der Strömungsgeschwindigkeitsdaten vor der Ankunft des Tsunamis gemessen wird. $M_{i} = \frac{1}{C_{i}} \sum_{j \in E_{i}} \frac{cos θ_{j} v_{j}}{σ_{j}^{2} h_{j}}$
$C_{i} = \sum_{j \in D_{i}} \frac{{cos}^{2} θ_{i}}{σ_{j}^{2} h_{j}}$
$v_{i}' = \frac{M_{i}}{h_{i}'}$
Wie vorstehend beschrieben ist, schätzt die Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7B die Strömungsmenge M_i oder die Strömungsgeschwindigkeit v_i ^τ durch Verwendung des durch den Normalvektor des Wellenfrontkandidaten des Tsunamis und jeden der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeitsvektoren entsprechend den Zellen gebildeten Winkels.
11 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Wellenfrontkandidaten wa des Tsunamis und dem Reduktionsverhältnis des Strömungsgeschwindigkeitsvektors illustriert.
In 11 hat ein Strömungsgeschwindigkeitsvektor v_n an der Seeoberfläche entsprechend einer Zelle h_n einen großen Winkel θ_n , der mit einem Normalvektor g_n des Wellenformkandidaten wa gebildet ist, und ist nahezu vertikal zu dem Normalvektor g_n . Da ein Reduktionsverhältnis cosθ_n nahe 0 ist, trägt eine Strömungsgeschwindigkeit an einer Seeoberfläche entsprechend einer derartigen Zelle h_n nicht viel zu der Schätzung der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit v_i ^τ oder zu der Strömungsmenge M_i in dem Erfassungsbereich, zu dem der Wellenfrontkandidat wa gehört, bei.
Andererseits hat ein Strömungsgeschwindigkeitsvektor v₁ an der Seeoberfläche entsprechend einer Zelle h₁ einen kleinen Winkel θ₁ , der mit einem Normalvektor g₁ des Wellenfrontkandidaten wa gebildet ist, und ist nahezu parallel zu dem Normalvektor g₁ . Da ein Reduktionsverhältnis cosθ₁ nahe 1 ist, trägt eine Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit entsprechend einer derartigen Zelle h₁ stark zu der Schätzung der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit v_i ^τ oder der Strömungsmenge M_i in dem Erfassungsbereich, zu dem der Wellenfrontkandidat wa gehört, bei.
Das heißt, durch Verwendung einer Zelle mit einem Strömungsgeschwindigkeitsvektor eines kleineren Winkels θ, der mit dem Normalvektor des Wellenfrontkandidaten gebildet ist, aus den in dem Erfassungsbereich, zu dem der Wellenfrontkandidat gehört, enthaltenen Zellen, wird die Genauigkeit der Schätzung einer Tsunami-Strömungsgeschwindigkeit verbessert.
Die Tsunami-Erfassungseinheit 8A erfasst das Auftreten des Tsunamis in dem Erfassungsbereich auf der Grundlage der von der Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7B geschätzten Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit. Beispielsweise wird ähnlich bei dem Ausführungsbeispiel 1 die von der Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7B geschätzte Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit mit einem Erfassungsschwellenwert verglichen, und wenn die Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit den Erfassungsschwellenwert überschreitet, wird bestimmt, dass der Tsunami in dem Erfassungsbereich aufgetreten ist.
Es ist zu beachten, dass die Tsunami-Erfassungseinheit 8A den Erfassungsschwellenwert in einer Weise ändern kann, die von der Anzahl von in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zellen abhängt. Wenn beispielsweise die Anzahl von in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zellen, das heißt, die Anzahl von zu dem Wellenfrontkandidaten gehörenden Zellen größer als ein konstanter Wert ist, wird der Erfassungsschwellenwert in einen Wert, der kleiner als der vorhergehende Wert ist, geändert.
Als eine Folge ist eine Tsunami-Erfassung entsprechend der Anzahl von in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zellen möglich.
Zusätzlich kann die Tsunami-Erfassungseinheit 8A den Erfassungsschwellenwert in einer Weise ändern, die abhängt von einer Wahrscheinlichkeit des Auftretens des Tsunamis, der mit dem Winkel θ assoziiert ist, der durch jeden der Seeoberflächen-Geschwindigkeitsvektoren gebildet ist, entsprechend den in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zellen und dem Normalvektor des Wellenfrontkandidaten des Tsunamis.
Wenn beispielsweise die Wahrscheinlichkeit des Auftretens des Tsunamis vorher für den Winkel θ erhalten wird, wird der Erfassungsschwellenwert, der mit einer Strömungsgeschwindigkeit mit dem Winkel θ mit einer hohen Auftrittswahrscheinlichkeit des Tsunamis zu vergleichen ist, in einen Wert geändert, der kleiner als der vorhergehende Wert ist.
Als eine Folge wird eine Tsunami-Wellenfront mit einer hohen Wahrscheinlichkeit des Auftretens des Tsunamis leicht erfasst.
Weiterhin kann die Tsunami-Erfassungseinheit 8A die Berechnung eines Wellenhöhenwerts des Tsunamis und die Vorhersage der Ankunft des Tsunamis durchführen auf der Grundlage von Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeitsinformationen entsprechend einer Zelle in einem Strahl orthogonal zu der erfassten Wellenfront des Tsunamis.
Der Strömungsgeschwindigkeitsvektor an der Seeoberfläche entsprechend der Zelle für den zu der Wellenfront des Tsunamis orthogonalen Strahl wird nicht in einer Richtung zu der Radarvorrichtung 1B (Radarsichtrichtung) projiziert, und daher ist die Strömungsgeschwindigkeitsinformation über der Seeoberfläche eine genaue Strömungsgeschwindigkeitsinformation über den Tsunami.
Somit kann, wie in dem folgenden Bezugsdokument 2 beschrieben ist, beispielsweise, wenn eine eindimensionale Gleichung für flaches Wasser von der vorgenannten Strömungsgeschwindigkeitsinformation verwendet wird, der Wellenhöhenwert des Tsunamis genau berechnet werden, und weiterhin kann die Vorhersage der Ankunft des Tsunamis genau durchgeführt werden.
(Bezugsdokument 2) T. Yamada, et al., „Radar Data Assimilation for a Tsunami Simulation Model Using Kalman Filter", International Conference on Space, Aeronautical and Navigational Electronics 2015 (ICSANE 2015), Band 115, Nr. 320, SANE 2015-63, Seiten 75 - 80.
Wie vorstehend beschrieben ist, bestimmt die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6B in der Radarvorrichtung 1B nach dem Ausführungsbeispiel 3 den Erfassungsbereich enthaltend die Zellen, die zu dem Wellenfrontkandidaten des Tsunamis gehören, der in dem Beobachtungsbereich angenommen wird, auf der Grundlage des Abstands zwischen dem Wellenfrontkandidaten des Tsunamis und jeder der Zellen. Die Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7B glättet die Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeiten entsprechend den Zellen, die in dem Erfassungsbereich enthalten sind, und schätzt die Strömungsgeschwindigkeit an der Seeoberfläche in dem Erfassungsbereich als den geglätteten Wert. Die Tsunami-Erfassungseinheit 8A erfasst das Auftreten des Tsunamis in dem Erfassungsbereich auf der Grundlage der von der Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7B geschätzten Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit. Mit dieser Konfiguration wird die Genauigkeit des Schätzens der Strömungsgeschwindigkeit hoch, und die Genauigkeit des Erfassens des Auftretens des Tsunamis, der das Erfassungszielereignis ist, kann verbessert werden.
Zusätzlich führt die Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit 7B in der Radarvorrichtung 1B nach dem Ausführungsbeispiel 3 eine gewichtete Durchschnittsbildung der Seeoberflächengeschwindigkeiten entsprechend den in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zellen gemäß der Wassertiefe h, der Standardabweichung σ der Beobachtungsfehler und dem Winkel θ, der durch den Seeoberflächen-Geschwindigkeitsvektor v und den Normalvektor g des Wellenfrontkandidaten des Tsunamis gebildet wird, durch.
Mit dieser Konfiguration kann die Genauigkeit des Schätzens der Tsunami-Strömungsgeschwindigkeit verbessert werden.
Weiterhin nimmt die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit 6B in der Radarvorrichtung 1B nach dem Ausführungsbeispiel 3 Wellenformkandidaten des Tsunamis in der Anzahl von Kombinationen der Zellen entsprechend den Strahlen an beiden Enden des Radarüberdeckungsbereichs an.
Mit dieser Konfiguration kann angenommen werden, dass der Wellenfrontkandidat keine übermäßige Berechnungslast bewirkt.
Weiterhin ändert die Tsunami-Erfassungseinheit 8A in der Radarvorrichtung 1B nach dem Ausführungsbeispiel 3 den Erfassungsschwellenwert in einer Weise, die von der Anzahl von in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zellen abhängt. Dann erfasst die Tsunami-Erfassungseinheit 8A das Auftreten des Tsunamis in dem Erfassungsbereich auf der Grundlage des Ergebnisses eines Vergleichs zwischen der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit in dem Erfassungsbereich und dem Erfassungsschwellenwert. Mit dieser Konfiguration ist eine Tsunami-Erfassung entsprechend der Anzahl von in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zellen möglich.
Weiterhin ändert die Tsunami-Erfassungseinheit 8A in der Radarvorrichtung 1B nach dem Ausführungsbeispiel 3 den Erfassungsschwellenwert in einer Weise, die von der Wahrscheinlichkeit des Auftretens des Tsunamis assoziiert mit dem Winkel θ, der durch einen Strömungsgeschwindigkeitsvektor an einer Seeoberfläche entsprechend jeder in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zelle und einen Normalvektor eines Wellenformkandidaten des Tsunamis gebildet wird, abhängt. Dann erfasst die Tsunami-Erfassungseinheit 8A das Auftreten des Tsunamis in dem Erfassungsbereich auf der Grundlage des Ergebnisses des Vergleichs zwischen der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeit in dem Erfassungsbereich und dem Erfassungsschwellenwert. Mit dieser Konfiguration wird eine Tsunami-Wellenfront mit einer hohen Wahrscheinlichkeit des Auftretens des Tsunamis leicht erfasst.
Weiterhin führt die Tsunami-Erfassungseinheit 8A in der Radarvorrichtung 1B nach dem Ausführungsbeispiel 3 die Berechnung des Wellenhöhenwerts des Tsunamis und die Vorhersage der Ankunft des Tsunamis durch auf der Grundlage der Seeoberflächen-Strömungsgeschwindigkeitsinformation entsprechend der Zelle in dem zu der erfassten Wellenform des Tsunamis orthogonalen Strahl. Mit dieser Konfiguration kann der Wellenhöhenwert des Tsunamis genau berechnet werden, und weiterhin kann die Vorhersage der Ankunft des Tsunamis genau durchgeführt werden.
Wie in den 5, 7 und 10 illustriert ist, können die Radarvorrichtungen gemäß dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel jeweils die Ankunft der Tsunami-Wellenfront mit hoher Genauigkeit unter Verwendung einer Radarvorrichtung erfassen.
Das heißt, ein weites Feld von Bereichen kann ohne überlappende Radarüberdeckungsbereiche von mehreren Radarvorrichtungen überwacht werden.
Es ist zu beachten, dass innerhalb des Bereichs der Erfindung eine freie Kombination jedes Ausführungsbeispiels, eine Modifikation jeder Komponente jedes Ausführungsbeispiels oder das Weglassen jeder Komponente in jedem Ausführungsbeispiel möglich sind.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Da Radarvorrichtungen nach der vorliegenden Offenbarung das Auftreten eines Erfassungszielereignisses mit hoher Genauigkeit erfassen können, sind die Radarvorrichtungen geeignet für Ozeanradarvorrichtungen zum Erfassen beispielsweise des Auftretens eines Tsunamis.
Bezugszeichenliste
1, 1A, 1B: Radarvorrichtung, 2: Sendeeinheit, 3: Empfangseinheit, 4: Strömungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit, 4a: Strömungsberechnungs-Datenbank, 5: Gezeitenkorrektureinheit, 6, 6A, 6B: Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit, 7, 7A, 7B: Strömungsgeschwindigkeits-Schätzeinheit, 8, 8A: Tsunami-Erfassungseinheit, 9: Anzeigevorrichtung, 10: Wassertiefen-Datenbank, 100: Verarbeitungsschaltung, 101: Sender, 102: Antenne, 103: Empfänger, 104: Anzeigevorrichtung, 105: CPU, 106: Speicher.

Claims

Radarvorrichtung, welche aufweist: eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit (4) zum Berechnen einer Geschwindigkeit eines Beobachtungsziels entsprechend jeder von mehreren Zellen, die durch Teilen eines Beobachtungsbereichs in einer Leitstrahlrichtung und einer Azimutrichtung gebildet sind, auf der Grundlage von Empfangssignalen von elektromagnetischen Wellen, die zu dem Beobachtungsbereich hin abgestrahlt und durch das Beobachtungsziel in dem Beobachtungsbereich reflektiert wurden, eine Vorlast-Korrektureinheit (5) zum Durchführen einer Korrektur zum Entfernen einer periodischen Vorlastkomponente aus der Geschwindigkeit des Beobachtungsziels bei jeder Zelle, die von der Geschwindigkeitsberechnungseinheit berechnet wurde; eine Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit (6) zum Bestimmen eines Erfassungsbereichs, in welchem eine Möglichkeit besteht, dass ein Erfassungszielereignis auftritt, auf der Grundlage von einer von Beziehungen zwischen einem Abstand über die Zellen und einer Geschwindigkeitsänderung des Beobachtungsziels oder zwischen dem Abstand über die Zellen, der Geschwindigkeitsänderung des Beobachtungsziels und einer Richtungsbeziehung von Geschwindigkeitsvektoren des Beobachtungsziels zwischen den Zellen; eine Geschwindigkeitsschätzeinheit (7) zum Auswählen und Glätten von Geschwindigkeiten des Beobachtungsziels entsprechend in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zellen aus den Geschwindigkeiten des Beobachtungsziels, die von der Vorlast-Korrektureinheit korrigiert wurden, und Schätzen einer Geschwindigkeit des Beobachtungsziels in dem Erfassungsbereich als einen geglätteten Wert; und eine Ereigniserfassungseinheit (8) zum Bestimmen eines Auftretens des Erfassungszielereignisses in dem Erfassungsbereich auf der Grundlage der Geschwindigkeit des Beobachtungsziels, die von der Geschwindigkeitsschätzeinheit geschätzt wird.
Radarvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Geschwindigkeitsschätzeinheit konfiguriert ist zum Schätzen der Geschwindigkeit des Beobachtungsziels in dem Erfassungsbereich als einen Wert, der durch Integrieren oder Bilden des Durchschnitts der Geschwindigkeiten des Beobachtungsziels in einer Weise, die von einem Beobachtungsfehler der Geschwindigkeit des Beobachtungsziels entsprechend jeder in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zelle abhängt, erhalten wurde.
Radarvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit konfiguriert ist zum Ändern einer Größe des Erfassungsbereichs in einer Weise, die von einer Wassertiefe entsprechend jeder Zelle abhängt.
Radarvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Geschwindigkeitsschätzeinheit konfiguriert ist zum Schätzen einer Seeoberflächengeschwindigkeit in dem Erfassungsbereich als einen Wert, der durch Durchführen einer gewichteten Durchschnittsbildung von Seeoberflächengeschwindigkeiten gemäß einem Beobachtungsfehler der Strömungsgeschwindigkeit an einer Seeoberfläche, die das Beobachtungsziel ist, und einer Wassertiefe entsprechend jeder in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zelle erhalten wurde.
Radarvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Geschwindigkeitsschätzeinheit konfiguriert ist zum Durchführen einer gewichteten Durchschnittsbildung der Geschwindigkeiten des Beobachtungsziels gemäß einer Standardabweichung von Beobachtungsfehlern der Geschwindigkeit des Beobachtungsziels entsprechend jeder in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zelle.
Radarvorrichtung, welche aufweist: eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit (4) zum Berechnen einer Geschwindigkeit einer Seeoberfläche entsprechend jeder von mehreren Zellen, die durch Teilen eines Beobachtungsbereichs in einer Leitstrahlrichtung und einer Azimutrichtung gebildet wurden, auf der Grundlage von Empfangssignalen von elektromagnetischen Wellen, die zu dem Beobachtungsbereich ausgestrahlt und durch die Seeoberfläche in den Beobachtungsbereich reflektiert wurden; eine Vorlast-Korrektureinheit (5) zum Durchführen einer Korrektur zum Entfernen einer periodischen Vorlastkomponente aus der von der Geschwindigkeitsberechnungseinheit berechneten Geschwindigkeit der Seeoberfläche bei jeder Zelle; eine Erfassungsbereich-Bestimmungseinheit (6B) zum Bestimmen eines Erfassungsbereichs enthaltend Zellen, die zu einem Wellenfrontkandidaten eines Tsunamis, der in dem Beobachtungsbereich angenommen wird, gehören, auf der Grundlage eines Abstands zwischen dem Wellenfrontkandidaten des Tsunamis und jeder Zelle; eine Geschwindigkeitsschätzeinheit (7B) zum Glätten von Geschwindigkeiten der Seeoberfläche entsprechend in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zellen aus den Geschwindigkeiten der Seeoberfläche, die von der Vorlast-Korrektureinheit korrigiert wurden, und zum Schätzen einer Geschwindigkeit der Seeoberfläche in dem Erfassungsbereich als einen geglätteten Wert; und eine Tsunami-Erfassungseinheit (8A) zum Erfassen eines Auftretens des Tsunamis in dem Erfassungsbereich auf der Grundlage der von der Geschwindigkeitsschätzeinheit geschätzten Geschwindigkeit der Seeoberfläche.
Radarvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Geschwindigkeitsschätzeinheit konfiguriert ist zum Durchführen einer gewichteten Durchschnittsbildung der Geschwindigkeiten der Seeoberfläche entsprechend den in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zellen gemäß einer Wassertiefe entsprechend jeder in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zelle, einer Standardabweichung von Beobachtungsfehlern der Strömungsgeschwindigkeit an einer Seeoberfläche entsprechend jeder in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zelle, und einem Winkel, der durch einen Seeoberflächen-Geschwindigkeitsvektor entsprechend jeder in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zelle und einen Normalvektor des Wellenfrontkandidaten des Tsunamis gebildet ist.
Radarvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Erfassungsbereichs-Bestimmungseinheit konfiguriert ist zum Annehmen einer gleichen Anzahl von Wellenfrontkandidaten des Tsunamis wie von Kombinationen von Zellen um Strahlen an beiden Enden eines Radarüberdeckungsbereichs.
Radarvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Tsunami-Erfassungseinheit konfiguriert ist zum Ändern eines Erfassungsschwellenwerts gemäß der Anzahl von Zellen, die in dem Erfassungsbereich enthalten sind, und zum Erfassen eines Auftretens eines Tsunamis in dem Erfassungsbereich auf der Grundlage eines Ergebnisses eines Vergleichs zwischen der Seeoberflächengeschwindigkeit in dem Erfassungsbereich und dem Erfassungsschwellenwert.
Radarvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Tsunami-Erfassungseinheit konfiguriert ist zum Ändern eines Erfassungsschwellenwerts gemäß einer Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Tsunamis assoziiert mit einem Winkel, der durch einen Seeoberflächen-Geschwindigkeitsvektor entsprechend jeder in dem Erfassungsbereich enthaltenen Zelle und einen Normalvektor des Wellenfrontkandidaten eines Tsunamis gebildet ist, und Erfassen eines Auftretens des Tsunamis in dem Erfassungsbereich auf der Grundlage eines Ergebnisses eines Vergleichs zwischen der Seeoberflächengeschwindigkeit in dem Erfassungsbereich und dem Erfassungsschwellenwert.
Radarvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Tsunami-Erfassungseinheit konfiguriert ist zum Durchführen einer Berechnung eines Wellenhöhenwerts des Tsunamis und einer Vorhersage der Ankunft des Tsunamis auf der Grundlage von Informationen über eine Seeoberflächengeschwindigkeit entsprechend einer Zelle um einen Strahl orthogonal zu einer Wellenfront des Tsunamis.