JP2001059869A - レーダ受信信号の比例尺度による物理量観測システム - Google Patents
レーダ受信信号の比例尺度による物理量観測システムInfo
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーダによりターゲットの大きさを正確に観
測することができるレーダ受信信号の比例尺度による物
理量観測システムを提供する。 【解決手段】 ミリ波またはマイクロ波を用いたレーダ
によって得られる受信レーダ映像に別途の手段で得られ
る特定物標の大きさを設定し、予め前記特定物標の反射
断面積が既知となる基準映像を有し、この基準映像の振
幅を基準とし、その他の物標映像の振幅はその距離に対
する振幅に補正し、比例尺度で得て、それを用いてその
他の物標映像の反射断面積を推測する。
測することができるレーダ受信信号の比例尺度による物
理量観測システムを提供する。 【解決手段】 ミリ波またはマイクロ波を用いたレーダ
によって得られる受信レーダ映像に別途の手段で得られ
る特定物標の大きさを設定し、予め前記特定物標の反射
断面積が既知となる基準映像を有し、この基準映像の振
幅を基準とし、その他の物標映像の振幅はその距離に対
する振幅に補正し、比例尺度で得て、それを用いてその
他の物標映像の反射断面積を推測する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に、海上交通分
野における陸上等に設置される海上監視用レーダおよび
船舶用レーダにおける波浪及び又は主に船舶の大きさを
観測するシステムに関するものである。
野における陸上等に設置される海上監視用レーダおよび
船舶用レーダにおける波浪及び又は主に船舶の大きさを
観測するシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーダは、電波を発射し、その反
射波を受信することにより、航空機、船舶などの目標物
体（ターゲット）の検出及び距離、方位、移動速度を観
測する手段としては周知である。
射波を受信することにより、航空機、船舶などの目標物
体（ターゲット）の検出及び距離、方位、移動速度を観
測する手段としては周知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のレーダによって目標物体（ターゲット）の検出
及び距離、方位、移動速度を求めることはできても、タ
ーゲットの大きさを正確に観測することはできなかっ
た。
た従来のレーダによって目標物体（ターゲット）の検出
及び距離、方位、移動速度を求めることはできても、タ
ーゲットの大きさを正確に観測することはできなかっ
た。
【０００４】本発明は、上記問題点を除去し、レーダに
よりターゲットの大きさを正確に観測することができる
レーダ受信信号の比例尺度による物理量観測システムを
提供することを目的とする。
よりターゲットの大きさを正確に観測することができる
レーダ受信信号の比例尺度による物理量観測システムを
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕レーダ受信信号の比例尺度による物理量観測シス
テムにおいて、ミリ波またはマイクロ波を用いたレーダ
によって得られる受信レーダ映像に別途の手段で得られ
る特定物標の大きさを設定する手段と、予め前記特定物
標の反射断面積が既知となる基準映像を有し、この基準
映像の振幅を基準とし、その他の物標映像の振幅はその
距離に対する振幅に補正し、比例尺度で得て、それを用
いてその他の物標映像の反射断面積を推測する手段とを
具備するようにしたものである。
成するために、 〔１〕レーダ受信信号の比例尺度による物理量観測シス
テムにおいて、ミリ波またはマイクロ波を用いたレーダ
によって得られる受信レーダ映像に別途の手段で得られ
る特定物標の大きさを設定する手段と、予め前記特定物
標の反射断面積が既知となる基準映像を有し、この基準
映像の振幅を基準とし、その他の物標映像の振幅はその
距離に対する振幅に補正し、比例尺度で得て、それを用
いてその他の物標映像の反射断面積を推測する手段とを
具備するようにしたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を参照しながら詳細に説明する。
て図を参照しながら詳細に説明する。
【０００７】図１は本発明の実施例を示すレーダ受信信
号の比例尺度による物理量観測システムの機能構成ブロ
ック図である。
号の比例尺度による物理量観測システムの機能構成ブロ
ック図である。
【０００８】この図において、このシステムは、大別す
ると、海上監視レーダ１０、波高計２０、波浪観測部３
０、風向風速計５０から構成される。
ると、海上監視レーダ１０、波高計２０、波浪観測部３
０、風向風速計５０から構成される。
【０００９】その海上監視レーダ１０は、送信機１１、
送受切換器１２、空中線１３、受信部１４、検波器１
５、指示器１６等からなっている。
送受切換器１２、空中線１３、受信部１４、検波器１
５、指示器１６等からなっている。
【００１０】また、波高計２０は、制御演算部２１、無
線送信部２２、空中線２３、波高センサ２４、データ収
録部２５等からなる。
線送信部２２、空中線２３、波高センサ２４、データ収
録部２５等からなる。
【００１１】更に、波浪観測部３０は、海上監視レーダ
１０の検波器１５に接続される波形記憶部３１、積分処
理部３２、波形背面補間部３３、標本化・ＦＦＴ部３
４、信号スペクトル算出部３５、波高計を含む海域か否
かの判断部３６、波高計との相関データか否かの判断部
３７、信号スペクトルと波浪スペクトルの相関部３８、
波高算出部（風向風速を含む）３９を有するとともに、
波高計２０の空中線２３と通信する空中線４０と、波高
データ部４１、波浪スペクトル算出部４２を有する。
１０の検波器１５に接続される波形記憶部３１、積分処
理部３２、波形背面補間部３３、標本化・ＦＦＴ部３
４、信号スペクトル算出部３５、波高計を含む海域か否
かの判断部３６、波高計との相関データか否かの判断部
３７、信号スペクトルと波浪スペクトルの相関部３８、
波高算出部（風向風速を含む）３９を有するとともに、
波高計２０の空中線２３と通信する空中線４０と、波高
データ部４１、波浪スペクトル算出部４２を有する。
【００１２】また、風向風速計５０は、風向風速データ
記憶部５１を有する。
記憶部５１を有する。
【００１３】なお、本発明の処理手段は、従来技術の、
例えば、パーソナルコンピュータで実現でき、そのこと
は、周知であるため、ここでは、この処理の詳細説明は
省略する。
例えば、パーソナルコンピュータで実現でき、そのこと
は、周知であるため、ここでは、この処理の詳細説明は
省略する。
【００１４】また、その他の各手段は、従来技術の例え
ば、海上監視用レーダと同様のため、これらの詳細な説
明も以下省略する。
ば、海上監視用レーダと同様のため、これらの詳細な説
明も以下省略する。
【００１５】以下に、本発明の特徴であるレーダによ
る、例えば、ターゲットである船舶の大きさなどを正確
に観測することができる物理量観測システムについて詳
細に説明する。
る、例えば、ターゲットである船舶の大きさなどを正確
に観測することができる物理量観測システムについて詳
細に説明する。
【００１６】まず、周知の従来技術を用いて簡単に実現
が可能なレーダの受信信号の補正から説明する。
が可能なレーダの受信信号の補正から説明する。
【００１７】一般に（レーダ方程式で）受信電力Ｐｃ
〔Ｗ〕には Ｐｃ＝Ｐｔ・Ｇ2 ・λ2 ・σｃ／（４π）3 ・Ｒ4 ・Ｌ …（１） の関係がある。
〔Ｗ〕には Ｐｃ＝Ｐｔ・Ｇ2 ・λ2 ・σｃ／（４π）3 ・Ｒ4 ・Ｌ …（１） の関係がある。
【００１８】ここで、Ｐｔ：送信電力〔Ｗ〕、Ｇ：空中
線利得〔比〕、λ：電波の波長〔ｍ〕、Ｒ：距離
〔ｍ〕、σｃ：反射断面積（ｍ2 ）、Ｌ：システム損失
〔比〕である。
線利得〔比〕、λ：電波の波長〔ｍ〕、Ｒ：距離
〔ｍ〕、σｃ：反射断面積（ｍ2 ）、Ｌ：システム損失
〔比〕である。
【００１９】このうちレーダ定数をｋとし ｋ≡Ｐｔ・Ｇ2 ・λ2 ／（４π）3 Ｌ …（２） とすると、 Ｐｃ＝ｋ・σｃ／Ｒ4 …（３） となる。
【００２０】いま、反射断面積のσｃを一定とするとレ
ーダからＲｋｍの点Ａと（Ｒ＋ｄ）ｋｍの点Ｂよりの受
信電力ＰｃａとＰｃｂの比を考えてみる。
ーダからＲｋｍの点Ａと（Ｒ＋ｄ）ｋｍの点Ｂよりの受
信電力ＰｃａとＰｃｂの比を考えてみる。
【００２１】ここで、 Ｐｃａ＝ｋ・σｃ／Ｒ4 、Ｐｃｂ＝ｋ・σｃ／（Ｒ＋ｄ）4 …（４） Ｐｃａ／Ｐｃｂ＝（ｋ・σｃ／Ｒ4 ）／〔ｋ・σｃ／（Ｒ＋ｄ）4 〕 ＝（Ｒ＋ｄ）4 ／Ｒ4 ＝（１＋ｄ／Ｒ）4 …（５） 一方、受信機の特性インピーダンスをＺとし、その両端
の電圧をそれぞれＥａ，Ｅｂとすると、 Ｐｃａ／Ｐｃｂ＝（Ｅａ2 ／Ｚ）／（Ｅｂ2 ／Ｚ）＝Ｅａ2 ／Ｅｂ2 …（６） であるから、上記（５）式の関係から、点Ａと点Ｂの受
信電圧の比は、 Ｅａ／Ｅｂ＝（１＋ｄ／Ｒ）2 となり、故に Ｅａ＝Ｅｂ（１＋ｄ／Ｒ）2 …（７） が成り立つ。
の電圧をそれぞれＥａ，Ｅｂとすると、 Ｐｃａ／Ｐｃｂ＝（Ｅａ2 ／Ｚ）／（Ｅｂ2 ／Ｚ）＝Ｅａ2 ／Ｅｂ2 …（６） であるから、上記（５）式の関係から、点Ａと点Ｂの受
信電圧の比は、 Ｅａ／Ｅｂ＝（１＋ｄ／Ｒ）2 となり、故に Ｅａ＝Ｅｂ（１＋ｄ／Ｒ）2 …（７） が成り立つ。
【００２２】すなわち、Ａ点よりｄの距離の電圧Ｅｂの
（１＋ｄ／Ｒ）2 倍がＡ点の電圧となり、上記（７）式
により電圧Ｅｂの減衰を補正することができる。
（１＋ｄ／Ｒ）2 倍がＡ点の電圧となり、上記（７）式
により電圧Ｅｂの減衰を補正することができる。
【００２３】したがって、物標のＡ点から移動した距離
ｄに対応した受信電圧ＥｂをＡ点の電圧とし、その移動
した距離による減衰を除いたものとすることができる。
ｄに対応した受信電圧ＥｂをＡ点の電圧とし、その移動
した距離による減衰を除いたものとすることができる。
【００２４】次に、物標がＡ点よりレーダビーム上Ｒ′
の距離以遠に存在する場合を考える。
の距離以遠に存在する場合を考える。
【００２５】ここで、 レーダとＡ点との距離：Ｒ Ａ点での電圧：Ｅａ Ａ点からＢ点までの距離：Ｒ′ Ａ点から距離Ｒ′の点Ｂでの電圧：Ｅｂ Ｂ点から物標の地点までの距離：ｄ 物標の地点における電圧：Ｅ′ｂ とし、これらの関係を図で示すと図２のようになる。
【００２６】図２の関係から Ｅａ＝Ｅｂ（１＋Ｒ′／Ｒ）2 …（８） また、 Ｅｂ＝Ｅ′ｂ〔１＋ｄ／（Ｒ＋Ｒ′）〕2 …（９） 上記（８）式でＥ′ｂをＢ点の電圧に補正した後、上記
（９）式でＡ点の位置の電圧に換算することにより、観
測位置の受信電圧を基準位置まで移すことができると考
えられる。
（９）式でＡ点の位置の電圧に換算することにより、観
測位置の受信電圧を基準位置まで移すことができると考
えられる。
【００２７】観測位置がＡ点を含むビーム外にある場合
には、Ａ点までの距離Ｒを半径とする円から観測位置ま
での距離をＲ′と考え、上記（８）、（９）式により、
その円周上に観測値を移すことで距離による減衰に対す
る補正が得られる。
には、Ａ点までの距離Ｒを半径とする円から観測位置ま
での距離をＲ′と考え、上記（８）、（９）式により、
その円周上に観測値を移すことで距離による減衰に対す
る補正が得られる。
【００２８】図３はこの概念を示すものである。図３に
おいて、ではＥ′ｂをＥｂに補正し、ではＥｂをＥ
ａに補正する。
おいて、ではＥ′ｂをＥｂに補正し、ではＥｂをＥ
ａに補正する。
【００２９】このようにしてＥａに移されたＥ′ｂによ
る受信電圧から基準地点の受信電圧へ距離補正ができ
る。
る受信電圧から基準地点の受信電圧へ距離補正ができ
る。
【００３０】これらの変換などが従来技術におけるレー
ダ信号処理の限界を示すもので、受信電力の単位はＷ、
反射断面積の単位はｍ2 など物理量の単位に変換して処
理されるのが一般的であり、これがレーダで物理量の、
例えば、物標の大きさを正確に観測できなかった原因で
あった。
ダ信号処理の限界を示すもので、受信電力の単位はＷ、
反射断面積の単位はｍ2 など物理量の単位に変換して処
理されるのが一般的であり、これがレーダで物理量の、
例えば、物標の大きさを正確に観測できなかった原因で
あった。
【００３１】以上は、物標をいずれの位置で観測しても
反射断面積が変化しないと仮定した場合である。
反射断面積が変化しないと仮定した場合である。
【００３２】なお、物標が船舶などの場合にはその姿勢
によって反射断面積が変化することが知られているが
（後述される図４参照）、物標を浮標（ブイ）などに特
定した場合にはいずれの位置で観測しても反射断面積が
変化しないと仮定できる。
によって反射断面積が変化することが知られているが
（後述される図４参照）、物標を浮標（ブイ）などに特
定した場合にはいずれの位置で観測しても反射断面積が
変化しないと仮定できる。
【００３３】図４は物標が船舶などの場合にはその姿勢
によって反射断面積が変化することを説明する図であ
る。
によって反射断面積が変化することを説明する図であ
る。
【００３４】この図において、６１は物標のレーダ映
像、６２はレーダ局、θは物標方位、φは物標の船首船
尾方位、Ｌは物標の大きさである。
像、６２はレーダ局、θは物標方位、φは物標の船首船
尾方位、Ｌは物標の大きさである。
【００３５】 θ≠φのとき物標の大きさＬが観測可
能であり、 逆にθ＝φまたはθ＝φ＋πのときは物標の大きさ
Ｌは観測不能であった。（例えば、船首また船尾のみの
映像が得られた場合等。） 以下、この有効利用などについての説明する。
能であり、 逆にθ＝φまたはθ＝φ＋πのときは物標の大きさ
Ｌは観測不能であった。（例えば、船首また船尾のみの
映像が得られた場合等。） 以下、この有効利用などについての説明する。
【００３６】従来技術ではレーダシステムの諸損失（特
に電波伝播における降雨などによる減衰）によって受信
レベルが常に変動し、物標の大きさ検知に問題があっ
た。
に電波伝播における降雨などによる減衰）によって受信
レベルが常に変動し、物標の大きさ検知に問題があっ
た。
【００３７】次に、この従来技術の問題点などを解決し
て物標の大きさを常に正確に検知することができる、本
発明で用いるレーダ受信信号の比例尺度による物理量観
測について詳細に説明する。
て物標の大きさを常に正確に検知することができる、本
発明で用いるレーダ受信信号の比例尺度による物理量観
測について詳細に説明する。
【００３８】レーダ波の海面の反射率は海面状態の階級
が１つ違う毎にほぼ４ｄＢ程度変化する（関根：レーダ
信号処理技術、社団法人電子情報通信学会、コロナ社、
１９９１より）。
が１つ違う毎にほぼ４ｄＢ程度変化する（関根：レーダ
信号処理技術、社団法人電子情報通信学会、コロナ社、
１９９１より）。
【００３９】一方、固定物標で、例えば、浮標（ブイ）
の反射率などは一般に変化しないと考えてよい。
の反射率などは一般に変化しないと考えてよい。
【００４０】従って、レーダの受信信号尺度としては、
例えば、この浮標（ブイ）などの、反射率が不変な特定
物標からの受信信号を基準とする尺度化とこれによる物
理量の観測などが考えられる。
例えば、この浮標（ブイ）などの、反射率が不変な特定
物標からの受信信号を基準とする尺度化とこれによる物
理量の観測などが考えられる。
【００４１】これにより、レーダによる、例えば、海面
状態の階級観測が可能となる。
状態の階級観測が可能となる。
【００４２】また、レーダによる例えば物標の大きさ観
測が可能となる。
測が可能となる。
【００４３】なお、物標の姿勢によって反射断面積は変
化するが物標の移動方向によってはその大きさが判る
（図４および後記の図５参照）。θ≠φの場合例えば、
基準とする物標の反射断面積をσ0 、そのレーダの受信
信号をＰ0 とすると、レーダ方程式から、基準とする物
標の受信信号Ｐ0 と反射断面積σ0 との関係は関数ｆを
用いて表現すると次の通りになる。
化するが物標の移動方向によってはその大きさが判る
（図４および後記の図５参照）。θ≠φの場合例えば、
基準とする物標の反射断面積をσ0 、そのレーダの受信
信号をＰ0 とすると、レーダ方程式から、基準とする物
標の受信信号Ｐ0 と反射断面積σ0 との関係は関数ｆを
用いて表現すると次の通りになる。
【００４４】Ｐ0 ＝ｆ（σ0 ） なお、受信信号Ｐ0 と反射断面積σ0 は、前記（３）式
からＰ0 ＝σ0 ・ｋ／Ｒ4 の関係となる。すなわち、基
準とする物標の受信信号Ｐ0 は基準とする物標の反射断
面積σ0 に比例する。
からＰ0 ＝σ0 ・ｋ／Ｒ4 の関係となる。すなわち、基
準とする物標の受信信号Ｐ0 は基準とする物標の反射断
面積σ0 に比例する。
【００４５】例えば、任意物標の反射断面積σN を基準
とする物標の反射断面積σ0 のＮ倍であるＮσ0 とする
と、これらの比例関係などは次の通りである。
とする物標の反射断面積σ0 のＮ倍であるＮσ0 とする
と、これらの比例関係などは次の通りである。
【００４６】 ＰN ＝Ｎ・Ｐ0 ＝Ｎ・ｆ（σ0 ）＝ｆ（Ｎ・σ0 ） すなわち、基準とする物標の反射断面積のＮ倍の反射断
面積を持つ任意物標では、基準とする物標の受信信号の
Ｎ倍の受信信号となり、任意物標の受信信号は基準とす
る物標の反射断面積及び又は基準とする物標の受信信号
の無次元の単位（例えば１）で表すことができる。
面積を持つ任意物標では、基準とする物標の受信信号の
Ｎ倍の受信信号となり、任意物標の受信信号は基準とす
る物標の反射断面積及び又は基準とする物標の受信信号
の無次元の単位（例えば１）で表すことができる。
【００４７】このことから、レーダで任意物標の反射断
面積、つまり、その姿勢によってはその大きさが得られ
ることが分かる（例えば、反射断面積１ｍ2 の受信電力
を単位１とした反射断面積が判る）。
面積、つまり、その姿勢によってはその大きさが得られ
ることが分かる（例えば、反射断面積１ｍ2 の受信電力
を単位１とした反射断面積が判る）。
【００４８】すなわち、本発明による（レーダ映像の）
受信電力の比例尺度化の概略は次の通りである。
受信電力の比例尺度化の概略は次の通りである。
【００４９】 まず、物標のレーダ映像の受信電力に
距離補正をする（距離に対する減衰補正をする）（ステ
ップＳ１）。
距離補正をする（距離に対する減衰補正をする）（ステ
ップＳ１）。
【００５０】 次に、物標のレーダ映像の受信電力を
基準物標のレーダ映像の受信電力を単位として換算をす
る（なお、基準物標の反射断面積は既知）（ステップＳ
２）。
基準物標のレーダ映像の受信電力を単位として換算をす
る（なお、基準物標の反射断面積は既知）（ステップＳ
２）。
【００５１】 次に、物標のレーダ映像の大きさ（反
射断面積）を基準物標のレーダ映像の大きさ（反射断面
積）を単位とする無次元量（比例尺度）により得る（ス
テップＳ３）。
射断面積）を基準物標のレーダ映像の大きさ（反射断面
積）を単位とする無次元量（比例尺度）により得る（ス
テップＳ３）。
【００５２】 次に、レーダで海況（Ｓｅａ Ｓｔａ
ｔｅ）および物標の大きさ（反射断面積）などを得る
（ステップＳ４）。
ｔｅ）および物標の大きさ（反射断面積）などを得る
（ステップＳ４）。
【００５３】図５は距離補正の概念図、図６は物標映像
の全面積と大きさの説明図である。
の全面積と大きさの説明図である。
【００５４】図５において、レーダ局６１をＯとして、
Ａは基準物標（反射断面積＝１，例えば１ｍ2 ：距離
Ｒ）、Ｂは任意物標（反射断面積＝Ｎ、例えばＮｍ2 ：
距離Ｒ）、Ｃは任意物標（反射断面積＝Ｘ、例えばＸｍ
2 ：距離Ｒ＋ｒ）、なお、距離の差、降雨などの減衰の
有無に影響されない（全て基準物標との相対比率による
観測のため）。
Ａは基準物標（反射断面積＝１，例えば１ｍ2 ：距離
Ｒ）、Ｂは任意物標（反射断面積＝Ｎ、例えばＮｍ2 ：
距離Ｒ）、Ｃは任意物標（反射断面積＝Ｘ、例えばＸｍ
2 ：距離Ｒ＋ｒ）、なお、距離の差、降雨などの減衰の
有無に影響されない（全て基準物標との相対比率による
観測のため）。
【００５５】図６において、横軸は距離方向、縦軸は方
位方向を示し、映像の全面積ＳはΔＳの総和（ΣΔＳ）
であり、ΔＳは量子化単位の面積であり、Δθ：距離方
向量子化単位×ΔＲ：方位方向量子化単位からなる。な
お、Ｌ1 は映像の距離方向長さである。
位方向を示し、映像の全面積ＳはΔＳの総和（ΣΔＳ）
であり、ΔＳは量子化単位の面積であり、Δθ：距離方
向量子化単位×ΔＲ：方位方向量子化単位からなる。な
お、Ｌ1 は映像の距離方向長さである。
【００５６】次に、基準映像を得るその他の例について
説明する。
説明する。
【００５７】従来技術の「港湾監視用レーダの反射信号
を利用した画像処理による船舶の総トン数の推定の可能
性」（林尚吾：日本航海学会、航海７６号）によると、
船舶のレーダ映像の大きさからその総トン数が推定でき
ることが開示されている。
を利用した画像処理による船舶の総トン数の推定の可能
性」（林尚吾：日本航海学会、航海７６号）によると、
船舶のレーダ映像の大きさからその総トン数が推定でき
ることが開示されている。
【００５８】しかしながら、その観測条件は極めて好条
件であり、前記の問題点で指摘したレーダシステム損
失、例えば、降雨による減衰を如何に補正するかなどの
詳細については明記されていない。
件であり、前記の問題点で指摘したレーダシステム損
失、例えば、降雨による減衰を如何に補正するかなどの
詳細については明記されていない。
【００５９】これを解決するため、別途の手段で監視海
域に存在する各船舶の内で、例えば船舶の大きさが既知
となっている船舶を知り、その大きさが得られると、そ
の他の船舶の大きさも正しく検知できるようにする。す
なわち、本発明は、例えば、別途の手段で入手した特定
船舶の映像に対応する大きさを手動または自動で設定す
ることにより、その映像を基準映像とする点にも特徴が
ある。
域に存在する各船舶の内で、例えば船舶の大きさが既知
となっている船舶を知り、その大きさが得られると、そ
の他の船舶の大きさも正しく検知できるようにする。す
なわち、本発明は、例えば、別途の手段で入手した特定
船舶の映像に対応する大きさを手動または自動で設定す
ることにより、その映像を基準映像とする点にも特徴が
ある。
【００６０】なお、ここで、用語説明を行う。
【００６１】尺度（の種類） 心理量の尺度化を試みたＳ．Ｓ．Ｓｔｅｖｅｎｓによれ
ば、一般にあらゆる尺度には次の４種類のものがある。
ここで、下に挙げるものほど高級な尺度である。
ば、一般にあらゆる尺度には次の４種類のものがある。
ここで、下に挙げるものほど高級な尺度である。
【００６２】 名義尺度（ｎｏｍｉｎａｌ ｓｃａｌ
ｅ） 多くのサンプルにそれぞれ１：１の番号をつけるだけの
ものであるが、日常的には尺度とはあまり言わない。野
球選手の背番号や会社の職員の身分証明書の番号のよう
なものであり、同一性のみがある。
ｅ） 多くのサンプルにそれぞれ１：１の番号をつけるだけの
ものであるが、日常的には尺度とはあまり言わない。野
球選手の背番号や会社の職員の身分証明書の番号のよう
なものであり、同一性のみがある。
【００６３】 順位尺度（序数尺度：ｏｒｄｉｎａｒ
ｙ ｓｃａｌｅ） 大きさとか強さとかの順序に番号をつける場合のよう
に、順位性のみを示す尺度、例えば、鉱物の硬度は順位
のみが指定されているので順位尺度である。物を評定す
るのによく使われる５点評価（５段階評価）、非常に良
い、良い、やや良い、普通・・・などのカテゴリーで判
断させた場合など、そのままのデータは順位尺度であ
る。この尺度では、各カテゴリー間の間隔は保証されて
いないから、評点を加えたり引いたりはできない。
ｙ ｓｃａｌｅ） 大きさとか強さとかの順序に番号をつける場合のよう
に、順位性のみを示す尺度、例えば、鉱物の硬度は順位
のみが指定されているので順位尺度である。物を評定す
るのによく使われる５点評価（５段階評価）、非常に良
い、良い、やや良い、普通・・・などのカテゴリーで判
断させた場合など、そのままのデータは順位尺度であ
る。この尺度では、各カテゴリー間の間隔は保証されて
いないから、評点を加えたり引いたりはできない。
【００６４】 間隔尺度（ｉｎｔｅｒｖａｌ ｓｃａ
ｌｅ） 尺度に等間隔性の保証があるものの、摂氏や華氏の温
度、西暦年号などがこれである。これらは、絶対的な原
点はなく、原点は任意に決められる。加えたり引いた
り、算術平均を出したりすることができる。マンセルの
色票は目で見た色の感覚差が等間隔に並べてあるから間
隔尺度であるが、原点は別にない。
ｌｅ） 尺度に等間隔性の保証があるものの、摂氏や華氏の温
度、西暦年号などがこれである。これらは、絶対的な原
点はなく、原点は任意に決められる。加えたり引いた
り、算術平均を出したりすることができる。マンセルの
色票は目で見た色の感覚差が等間隔に並べてあるから間
隔尺度であるが、原点は別にない。
【００６５】 比例尺度（ｒａｔｉｏ ｓｃａｌｅ） 絶対的な原点がある。重さ、長さなどには零がある。温
度については絶対温度が比例尺度である。この尺度で初
めて加減乗除算がすべて可能となる。
度については絶対温度が比例尺度である。この尺度で初
めて加減乗除算がすべて可能となる。
【００６６】図７は従来技術での尺度と本発明の尺度と
の相違を示す図であり、図７（ａ）は従来技術での尺度
を示す図（加減演算および大小比較は可能）、図７
（ｂ）は本発明での尺度を示す図（加減乗除算など全て
が可能）である。
の相違を示す図であり、図７（ａ）は従来技術での尺度
を示す図（加減演算および大小比較は可能）、図７
（ｂ）は本発明での尺度を示す図（加減乗除算など全て
が可能）である。
【００６７】図７（ａ）においては、横軸に距離、縦軸
に受信電力（単位：物理量）を示し、受信電力の値は距
離に逆比例する。得られる値は対象、観測ごとに常に可
変である。図７（ｂ）においては、横軸に距離、縦軸に
受信電力（単位：無次元量）を示し、受信電力の値は距
離によらず一定である。得られる値は対象、観測ごとに
常に不変である。
に受信電力（単位：物理量）を示し、受信電力の値は距
離に逆比例する。得られる値は対象、観測ごとに常に可
変である。図７（ｂ）においては、横軸に距離、縦軸に
受信電力（単位：無次元量）を示し、受信電力の値は距
離によらず一定である。得られる値は対象、観測ごとに
常に不変である。
【００６８】なお、以下に参考のために表１：基準化し
た平均海面反射係数（ｄＢ／ｍ2 ） 接地角０．１度、水平偏波、表２：基準化した平均海面
反射係数（ｄＢ／ｍ2 ） 接地角０．３度、水平偏波、表３：基準化した平均海面
反射係数（ｄＢ／ｍ2 ） 接地角１．０度、水平偏波、表４：海面状態の階級、風
速、波高、波浪の割合、うねりの割合、表５：レーダの
周波数を挙示する。
た平均海面反射係数（ｄＢ／ｍ2 ） 接地角０．１度、水平偏波、表２：基準化した平均海面
反射係数（ｄＢ／ｍ2 ） 接地角０．３度、水平偏波、表３：基準化した平均海面
反射係数（ｄＢ／ｍ2 ） 接地角１．０度、水平偏波、表４：海面状態の階級、風
速、波高、波浪の割合、うねりの割合、表５：レーダの
周波数を挙示する。
【００６９】
【表１】
【００７０】
【表２】
【００７１】
【表３】
【００７２】
【表４】
【００７３】
【表５】
【００７４】また、参考のため、図８にレーダによる海
況観測図（直径０．９ｍのパラボラアンテナの試算例）
を示す。この図において、横軸は距離（ｋｍ）、縦軸は
受信電力（ｄＢｍ）であり、直径０．９ｍのパラボラア
ンテナのときの海面反射電力が示されている。
況観測図（直径０．９ｍのパラボラアンテナの試算例）
を示す。この図において、横軸は距離（ｋｍ）、縦軸は
受信電力（ｄＢｍ）であり、直径０．９ｍのパラボラア
ンテナのときの海面反射電力が示されている。
【００７５】マイクロ波レーダの場合は、全周波数にお
いてスペクトルの高さが波浪階級に応じて変化する。
いてスペクトルの高さが波浪階級に応じて変化する。
【００７６】本発明では、マイクロ波レーダの反射電力
を波浪スペクトルの予測に拡張することで、波浪全体の
もつエネルギーを把握し、このエネルギーから波高を得
ようとするものである。波浪全体のエネルギーから波高
の算出はロングエットヒギンズ（Ｌｏｎｇｕｅｔｔ Ｈ
ｉｇｇｉｎｓ、１９５２）らの確率論によるもので、こ
の値についてはノイマン（Ｎｅｕｍａｎ、１９５８）ら
が、かなり高い信頼性があるとしている。
を波浪スペクトルの予測に拡張することで、波浪全体の
もつエネルギーを把握し、このエネルギーから波高を得
ようとするものである。波浪全体のエネルギーから波高
の算出はロングエットヒギンズ（Ｌｏｎｇｕｅｔｔ Ｈ
ｉｇｇｉｎｓ、１９５２）らの確率論によるもので、こ
の値についてはノイマン（Ｎｅｕｍａｎ、１９５８）ら
が、かなり高い信頼性があるとしている。
【００７７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００７８】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。
よれば、以下のような効果を奏することができる。
【００７９】（Ａ）波浪（風向・風速を含む）情報提供
による航行安全の一層の向上を図ることができる。
による航行安全の一層の向上を図ることができる。
【００８０】（Ｂ）既設レーダの有効利用による船舶
（大きさを含む）識別に対する経費節減を図ることがで
きる。
（大きさを含む）識別に対する経費節減を図ることがで
きる。
【００８１】（Ｃ）従来の物標の位置、進路、速力に加
えてその大きさも表示し理解し易い具体的情報提供を実
現することができる。
えてその大きさも表示し理解し易い具体的情報提供を実
現することができる。
【図１】本発明の実施例を示すレーダ受信信号の比例尺
度による物理量観測システムの機能構成ブロック図であ
る。
度による物理量観測システムの機能構成ブロック図であ
る。
【図２】基準位置以遠の観測位置を示す図である。
【図３】減衰補正の概念図である。
【図４】物標が船舶などの場合にはその姿勢によって反
射断面積が変化することを示す図である。
射断面積が変化することを示す図である。
【図５】距離補正の概念図である。
【図６】物標映像の全面積と大きさの説明図である。
【図７】従来技術での尺度と本発明の尺度との相違を示
す図である。
す図である。
【図８】レーダによる海況観測図（直径０．９ｍのパラ
ボラアンテナの試算例）を示す図である。
ボラアンテナの試算例）を示す図である。
１０ 海上監視レーダ １１ 送信機 １２ 送受切換器 １３，２３，４０ 空中線 １４ 受信部 １５ 検波器 １６ 指示器 ２０ 波高計 ２１ 制御演算部 ２２ 無線送信部 ２４ 波高センサ ２５ データ収録部 ３０ 波浪観測部 ３１ 波形記憶部 ３２ 積分処理部 ３３ 波形背面補間部 ３４ 標本化・ＦＦＴ部 ３５ 信号スペクトル算出部 ３６ 波高計を含む海域か否かの判断部 ３７ 波高計との相関データか否かの判断部 ３８ 信号スペクトルと波浪スペクトルの相関部 ３９ 波高算出部（風向風速を含む） ４１ 波高データ部 ４２ 波浪スペクトル算出部 ５０ 風向風速計 ５１ 風向風速データ記憶部 ６１ 物標のレーダ映像 ６２ レーダ局
Claims (1)
- 【請求項１】（ａ）ミリ波またはマイクロ波を用いたレ
ーダによって得られる受信レーダ映像に別途の手段で得
られる特定物標の大きさを設定する手段と、（ｂ）予め
前記特定物標の反射断面積が既知となる基準映像を有
し、該基準映像の振幅を基準とし、その他の物標映像の
振幅はその距離に対する振幅に補正し、比例尺度で得
て、それを用いてその他の物標映像の反射断面積を推測
する手段とを具備することを特徴とするレーダ受信信号
の比例尺度による物理量観測システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11237109A JP2001059869A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | レーダ受信信号の比例尺度による物理量観測システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11237109A JP2001059869A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | レーダ受信信号の比例尺度による物理量観測システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001059869A true JP2001059869A (ja) | 2001-03-06 |
Family
ID=17010556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11237109A Withdrawn JP2001059869A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | レーダ受信信号の比例尺度による物理量観測システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001059869A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002318115A (ja) * | 2001-04-23 | 2002-10-31 | Tsuguharu Hirayama | 波高算出装置、波高算出方法及びコンピュータ可読媒体 |
| WO2016079848A1 (ja) * | 2014-11-20 | 2016-05-26 | 三菱電機株式会社 | 状態推定装置 |
| JP2022522170A (ja) * | 2019-02-27 | 2022-04-14 | レオラボズ，インコーポレイテッド． | レーダー断面統計から宇宙物体の姿勢安定性を決定するためのシステム、デバイス、および方法 |
-
1999
- 1999-08-24 JP JP11237109A patent/JP2001059869A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002318115A (ja) * | 2001-04-23 | 2002-10-31 | Tsuguharu Hirayama | 波高算出装置、波高算出方法及びコンピュータ可読媒体 |
| JP4719373B2 (ja) * | 2001-04-23 | 2011-07-06 | 次清 平山 | 波高算出装置、波高算出方法及びコンピュータ可読媒体 |
| WO2016079848A1 (ja) * | 2014-11-20 | 2016-05-26 | 三菱電機株式会社 | 状態推定装置 |
| JPWO2016079848A1 (ja) * | 2014-11-20 | 2017-04-27 | 三菱電機株式会社 | 状態推定装置 |
| US9964408B2 (en) | 2014-11-20 | 2018-05-08 | Mitsubishi Electric Corporation | State estimation device |
| JP2022522170A (ja) * | 2019-02-27 | 2022-04-14 | レオラボズ，インコーポレイテッド． | レーダー断面統計から宇宙物体の姿勢安定性を決定するためのシステム、デバイス、および方法 |
| JP7411671B2 (ja) | 2019-02-27 | 2024-01-11 | レオラボズ，インコーポレイテッド． | レーダー断面統計から宇宙物体の姿勢安定性を決定するためのシステム、デバイス、および方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061107 |