JP2003269957A - 衛星画像の位置補正装置及び位置補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 人間が巨大な衛星画像上の地物を目視によっ
て詳細に検討することなく自動的に衛星画像の位置誤差
の補正が実現でき、かつ海面画像等の地物の存在しない
衛星画像の位置誤差の補正をも可能とする。 【解決手段】 有地物衛星画像を使用して人工衛星の軌
道誤差を計算する軌道誤差計算部と、目標物の存在する
地域を撮影した有地物衛星画像上の特定の地物の緯度経
度により予め位置補正が施されているサンプル地物衛星
画像を保存しているサンプル地物衛星画像データベース
とを有する衛星画像の位置補正装置であって、軌道誤差
計算部は、有地物衛星画像から目標物の存在する地域を
撮影した有地物衛星画像を検索するとともに、サンプル
地物衛星画像データベースから目標物の存在する地域の
サンプル地物衛星画を検索し、これら検索された有地物
衛星画像とサンプル地物衛星画とに存在している同一地
物の位置マッチングを行い両者の位置ずれを計算するこ
とで人工衛星の軌道誤差を算出するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主として人工衛星に
搭載する合成開口レーダ（以下、衛星ＳＡＲ（Ｓｙｎｔ
ｈｅｔｉｃ Ａｐａｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）という。）
及び、人工衛星に搭載する光学センサによって撮影され
た衛星画像から検出された船舶等の目標物における、衛
星画像が持つ位置誤差により生じる目標物の位置誤差を
自動的に低減する位置補正装置及び位置補正方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】衛星ＳＡＲは、衛星に搭載したアンテナ
から送信波を地球表面に放射し、地球表面からの反射波
を衛星に搭載した受信機で受信信号処理した後、地上局
にデータ送信する。地上局では、衛星からそのデータを
受信し、この受信データに必要な信号処理を施して、衛
星ＳＡＲ画像と呼ばれる衛星画像データを作成する。こ
の衛星ＳＡＲ画像は、衛星運用機関によりＣＤ−ＲＯ
Ｍ、磁気テープ等の記録媒体に収納され、又はデータ通
信手段によって利用者に提供されている。

【０００３】また、光学センサは、衛星に搭載したＣＣ
Ｄカメラによって太陽光の反射光を感光し、受信信号処
理した後、地上局にデータを送信する。地上局では、衛
星からそのデータを受信し、この受信データに必要な信
号処理を施して、光学センサ画像と呼ばれる衛星画像デ
ータを作成する。この光学センサ画像は、衛星運用機関
によりＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ等の記録媒体に収納さ
れ、又はデータ通信手段によって利用者に提供されてい
る。

【０００４】ところで、人工衛星の予測軌道と実軌道に
は、ずれが存在するが、これらの人工衛星によって撮影
される衛星ＳＡＲ画像、光学センサ画像等の衛星画像デ
ータに添付される位置情報には予測軌道が使用されるた
め、撮影目標物の位置と実際の撮影位置の間に軌道誤差
が生じる。この軌道誤差によって、衛星画像内の位置誤
差が発生する。

【０００５】衛星運用機関から提供される衛星画像デー
タには、衛星画像の四隅の緯度経度等の位置情報、画像
のピクセル数、ライン数等の情報も含まれており、これ
らの情報から画像中の目標物の位置誤差を計算すること
ができるが、提供される位置情報は予測される衛星軌道
と撮影時刻から自動的に計算された情報を用いている。
したがって、衛星軌道の誤差が大きい場合、この軌道誤
差がそのまま画像中の目標物の位置誤差となってしま
う。

【０００６】従来より、衛星画像の位置誤差を低減する
ものとして、衛星画像内に存在する島、岬、山等の特徴
的な地物（ＧＣＰ（Ｇｒｏｕｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐ
ｏｉｎｔ）とも呼ばれる）を目視により確認し、それら
の緯度経度を確認し、これらを手がかりとして位置誤差
の補正を行っていた。

【０００７】ところが、このような従来の技術では次の
ような問題があった。

【０００８】つまり、従来の技術では、衛星画像上の地
物を目視により確認するためには、人間が巨大な画像デ
ータを詳細に検討し、衛星画像から３点以上の地物位置
を決定し、そこから補正値を計算するために多大な労力
が必要とされるという問題があった。

【０００９】さらに、従来の技術では、海面画像等の地
物の存在しない衛星画像においては、基準となるものが
ないため位置誤差の補正を行うことができない、という
問題があった。

【００１０】そこで、この発明は以上のような従来の技
術の問題点を解決しようとするものであり、人間が巨大
な衛星画像上の地物を目視によって詳細に検討すること
なく自動的に衛星画像の位置誤差の補正が実現でき、か
つ海面画像等の地物の存在しない衛星画像の位置誤差の
補正をも可能とする衛星画像の位置補正装置及び位置補
正方法を提供することを課題としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するため、請求項１に記載の発明は、人工衛星により撮
影された島、岬、山等の特徴的な地物の存在する有地物
衛星画像を使用して前記人工衛星の軌道誤差を計算する
軌道誤差計算部と、目標物の存在する地域を撮影した前
記有地物衛星画像上の特定の地物の緯度経度により予め
位置補正が施されているサンプル地物衛星画像を保存し
ているサンプル地物衛星画像データベースとを有する衛
星画像の位置補正装置であって、前記軌道誤差計算部
は、前記有地物衛星画像から目標物の存在する地域を撮
影した有地物衛星画像を検索するとともに、前記サンプ
ル地物衛星画像データベースから目標物の存在する地域
のサンプル地物衛星画像を検索し、これら検索された有
地物衛星画像とサンプル地物衛星画像とに存在している
同一地物の位置マッチングを行い両者の位置ずれを計算
することで前記人工衛星の軌道誤差を算出するようにし
たことを特徴としている。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１の構成
に加えて、前記有地物衛星画像と海面画像等の地物の存
在しない無地物衛星画像とを読み込む入出力制御部と、
前記無地物衛星画像に含まれている位置情報から目標物
の緯度経度を計算する無地物補正部とを有し、該無地物
補正部で計算した目標物の緯度経度に前記軌道誤差計算
部で計算した軌道誤差を加算することにより目標物の緯
度経度を求めるようにしたことを特徴としている。

【００１３】請求項３に記載の発明は、人工衛星により
撮影された島、岬、山等の特徴的な地物の存在する有地
物衛星画像と、該有地物衛星画像内の地域を撮影した前
記地物の緯度経度により位置補正が予め行われているサ
ンプル地物衛星画像との照合を行い、該サンプル地物衛
星画像と前記有地物衛星画像とに表れている同一地物同
士の対応位置を検出し、該検出された対応位置間の誤差
から前記人工衛星の軌道誤差を求め、該軌道誤差を前記
有地物衛星画像上の目標物の緯度経度に加算することで
衛星画像の位置誤差の補正を行うことを特徴としてい
る。

【００１４】請求項４に記載の発明は、同一周回軌道上
の人工衛星により撮影された衛星画像に含まれている位
置情報を用いて予め計算された軌道誤差を加算すること
によって、海面画像等の地物の存在しない無地物衛星画
像の位置補正を行うことを特徴としている。ここで、同
一周回とは、同じ人工衛星が地球の周りを１回転する間
のことであり、この間の軌道誤差の変動はほとんどない
ものと考えられる。

【００１５】請求項５に記載の発明は、海面画像等の地
物の存在しない無地物衛星画像内に存在する船舶等の目
標物の位置情報により前記無地物衛星画像の撮影時刻に
おける前記目標物の位置を推定し、該推定された推定位
置と前記無地物衛星画像内の前記目標物の位置とを対応
させて位置誤差を求め、該位置誤差を元に人工衛星によ
り撮影された衛星画像の位置補正を行うことを特徴とし
ている。

【００１６】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］以下、この発明
の実施の形態１について図１乃至図９を参照しながら説
明する。

【００１７】図１は、この発明の実施の形態１に係る衛
星画像の位置補正装置の全体構成図である。

【００１８】図中の１及び２は、衛星運用機関からＣＤ
−ＲＯＭ、磁気テープ等の記録媒体にて提供される位置
情報を含む衛星画像である。衛星画像に含まれる位置情
報をメタデータと呼び、このメタデータには衛星画像の
四隅の緯度経度、ピクセル数、ライン数等が含まれる。
１は地物を含む陸地を撮影した人工衛星搭載の光学セン
サによって撮影した有地物衛星画像、２は地物が存在し
ない海面のみを人工衛星搭載の光学センサによって撮影
した無地物衛星画像である。

【００１９】３は、有地物衛星画像１を記録媒体から読
み込み、表示装置４に対して衛星画像を表示すると共
に、無地物衛星画像２中の目標物の補正済み緯度経度５
を出力する入出力制御部である。６は、有地物衛星画像
１の撮影範囲に対応するサンプル地物衛星画像データベ
ース７からサンプル地物衛星画像を読み込み、人工衛星
の軌道誤差を計算する軌道誤差計算部である。８は、無
地物衛星画像２に対して軌道誤差計算部６で算出される
軌道誤差を用いて無地物衛星画像２に含まれる目標物の
位置を補正する無地物補正部である。

【００２０】図２は、この発明の実施の形態１に係る衛
星画像の位置補正装置における軌道誤差計算部の構成図
である。

【００２１】検索部１４は、有地物衛星画像１から衛星
画像に含まれる位置情報を検出する衛星画像位置検索部
９と、予め地物によって位置補正を行ってある地物近辺
を切り出したサンプル地物衛星画像が保存されているサ
ンプル地物衛星画像データベース７と、衛星画像位置検
索部９によって検出された衛星画像の位置情報を元に、
有地物衛星画像１の中に存在する地物を含むサンプル地
物衛星画像をサンプル地物衛星画像データベース７から
検索して抽出するサンプル地物衛星画像検索部１０を有
している。

【００２２】１１は、抽出されたサンプル地物衛星画像
と有地物衛星画像１の地物位置を照合し、画像中の真の
地物位置を決定する地物位置マッチング部である。１２
は、地物位置マッチング部１１によって決定された真の
地物位置と有地物衛星画像１から得られる誤差を含んだ
偽の地物位置との差を算出する位置ずれ計算部である。
１３は、軌道誤差計算部６の出力であるオフセット量で
ある。

【００２３】次に、この発明の実施の形態１に係る衛星
画像の位置補正装置における動作の概要を図３及び図４
に示し、その動作を説明する。

【００２４】図３は、この発明の実施の形態１に係る衛
星画像の位置補正装置の全体の動作概念図である。

【００２５】図中のＧ１は有地物衛星画像、Ｇ２は無地
物衛星画像である。

【００２６】前述の通り、人工衛星の予測される衛星軌
道と真の衛星軌道とは必ずしも一致しておらず、両者に
はずれが生じているのが一般的である。そこで、この発
明では、まず有地物衛星画像Ｇ１中の真の地物位置をサ
ンプル地物衛星画像Ｓとの照合から検知し、有地物衛星
画像Ｇ１に含まれるメタデータから真の地物位置の緯度
経度を計算し、この計算された緯度経度（推定位置）と
サンプル地物衛星画像Ｓを使用して求められた真の地物
の緯度経度との誤差量を計算し、この誤差量をオフセッ
ト量１３として無地物衛星画像Ｇ２の緯度経度を補正す
ることで、地物の存在しない海面画像中の船舶等の目標
物の位置補正を行うこととしている。

【００２７】図４は、軌道誤差計算部６の動作概念図で
ある。

【００２８】まず、有地物衛星画像Ｇ１に含まれるメタ
データから照合すべきサンプル地物衛星画像Ｓをサンプ
ル地物衛星画像データベース７から選択する。このサン
プル地物衛星画像Ｓ内の参照点をずらしながら有地物衛
星画像Ｇ１と照合し、サンプル地物衛星画像Ｓ内の輝度
データと有地物衛星画像Ｇ１内の参照点を中心としたサ
ンプル地物衛星画像Ｓと同じ大きさの領域内に含まれる
輝度データとの相互相関係数を計算し、この相互相関係
数が最大となる参照点を真の地物位置として、有地物衛
星画像Ｇ１上の地物位置を検出する。さらに、この対応
位置における緯度経度を有地物衛星画像Ｇ１のメタデー
タから計算したものと、地物の緯度経度との誤差量を算
出する。この誤差量が軌道誤差計算部６の出力であるオ
フセット量１３となり、このオフセット量１３を元に位
置補正を行うものである。

【００２９】次に、この発明の実施の形態１に係る衛星
画像の位置補正装置の動作を、図５乃至図９に示したフ
ローチャートを参照しながら説明する。

【００３０】図５は位置補正部のフローチャートであ
り、図６は軌道誤差検出部のフローチャートであり、図
７及び図８は地物位置マッチング部のフローチャートで
あり、図９は無地物補正部のフローチャートである。

【００３１】図５に示したフローチャートを参照して、
この発明の実施の形態１に係る衛星画像の位置補正装置
の動作を説明する。

【００３２】まず、有地物衛星画像１より軌道誤差を軌
道誤差計算部６によって算出する（ステップＳ１）。そ
の後、この計算された軌道誤差を用いて、無地物補正部
８において無地物衛星画像２中の目標物の位置補正を行
う（ステップＳ２）。

【００３３】次に、軌道誤差計算部６の動作を図６に示
したフローチャートを参照して説明する。

【００３４】軌道誤差計算部６は、まず、有地物衛星画
像１及び有地物衛星画像１に含まれるメタデータを読み
込み、有地物衛星画像１の四隅の緯度経度情報（ｌａｔ
（ｋ），ｌｏｎ（ｋ））（北西ｋ＝０，北東ｋ＝１，南
西ｋ＝２，南東ｋ＝３）、及び画像の大きさ（ｃｏｌｕ
ｍｎ，ｒｏｗ）を設定する（ステップＳ１１）。

【００３５】次に、サンプル地物衛星画像検索部１０に
おいて、サンプル地物衛星画像データベース７に登録さ
れている地物の緯度経度情報と有地物衛星画像１の四隅
の緯度経度情報を比較し、有地物衛星画像１の範囲内に
含まれる地物を含むサンプル地物衛星画像Ｓを３点抽出
し、サンプル地物衛星画像Ｓに含まれる地物緯度経度を
真の地物緯度経度として設定する（ステップＳ１２）。

【００３６】次に、軌道誤差計算部６において、抽出し
た３点のサンプル地物衛星画像Ｓ中の地物緯度経度が有
地物衛星画像１中のどの位置（ｘ（ｉ），ｙ（ｉ））に
存在するかを数１及び数２によって計算する（ステップ
Ｓ１３）。

【００３７】

【数１】

【００３８】

【数２】

【００３９】次に、図７及び図８を参照して、地物位置
マッチング部１１の動作を説明する。

【００４０】まず、有地物衛星画像１におけるマッチン
グ処理の開始点を有地物衛星画像１中の地物位置（ｘ
（ｉ），ｙ（ｉ））、サンプル地物衛星画像の大きさ
（ＳＡＭＰＬＥ＿ＳＩＺＥ＿Ｘ，ＳＡＭＰＬＥ＿ＳＩＺ
Ｅ＿Ｙ）、マッチング処理範囲（ＳＥＲＣＨ＿ＷＩＤＴ
Ｈ）を元に数３及び数４に従って計算する（ステップＳ
２１）。

【００４１】

【数３】

【００４２】

【数４】

【００４３】次いで、マッチング終了点を同じく数５及
び数６によって計算する（ステップＳ２１）。

【００４４】

【数５】

【００４５】

【数６】

【００４６】次に、サンプル地物衛星画像の輝度の分散
ｖａｒ＿ｓａｍｐｌｅ、有地物衛星画像１におけるマッ
チング処理点を始点としてサンプル地物衛星画像の大き
さ分の範囲内における画素の輝度の分散ｖａｒ＿ｉｍａ
ｇｅを数７乃至数１０に従って計算する（ステップＳ２
２）。

【００４７】

【数７】

【００４８】

【数８】

【００４９】

【数９】

【００５０】

【数１０】

【００５１】さらに、サンプル地物衛星画像と有地物衛
星画像１におけるマッチング処理点を始点としてサンプ
ル地物衛星画像の大きさ分の範囲内にける画素の輝度の
共分散ｃｏｖを数１１に従って計算する（ステップＳ２
３）。

【００５２】

【数１１】

【００５３】次に、このｖａｒ＿ｓａｍｐｌｅ、ｖａｒ
＿ｉｍａｇｅ、ｃｏｖを用いて、サンプル地物衛星画像
と有地物衛星画像１におけるマッチング処理点を始点と
してサンプル地物衛星画像の大きさ分の範囲内において
画素の輝度の相互相関係数を数１２に従って計算する
（ステップＳ２４）。

【００５４】

【数１２】

【００５５】次に、ステップＳ２４の処理が第１回目で
あると判定された場合（ステップＳ２５）、ステップＳ
２４で計算した相互相関係数を最大相互相関係数に設定
し（ステップＳ２６）、有地物衛星画像１における計算
の開始点（ＳＥＡＲＣＨ＿Ｘ，ＳＥＡＲＣＨ＿Ｙ）を
（ｍａｘ＿ｘ，ｍａｘ＿ｙ）にそれぞれ保存する。

【００５６】ステップＳ２４の処理が第２回目以降であ
ると判定された場合（ステップＳ２５）、現在の最大相
互相関係数の値とステップＳ２４で計算した相互相関係
数の値を比較し（ステップＳ２７）、最大相互関係係数
よりも大きい場合、ステップＳ２４で計算した相互相関
係数を最大相互相関係数と置き換えてこの値を最大相互
相関係数とし（ステップＳ２８）、（ＳＥＡＲＣＨ＿
Ｘ，ＳＥＡＲＣＨ＿Ｙ）を（ｍａｘ＿ｘ，ｍａｘ＿ｙ）
にそれぞれ保存する。

【００５７】そして、ステップＳ２２からステップＳ２
８までを計算終了まで繰り返す。

【００５８】１回の繰り返し毎に有地物衛星画像１のマ
ッチング処理の開始点（ＳＥＡＲＣＨ＿Ｘ，ＳＥＡＲＣ
Ｈ＿Ｙ）をＸ方向に１画素ずつずらして計算を行い、Ｓ
ＥＡＲＣＨ＿Ｘがマッチング処理範囲のｘ方向の最大値
よりも大きくなった場合、ｙ方向に１画素ずらし、ＳＥ
ＡＲＣＨ＿Ｘの値を開始点におけるＳＥＡＲＣＨ＿Ｘの
値まで戻して、再びＳＥＡＲＣＨ＿Ｘがマッチング処理
範囲のｘ方向の最大値よりも大きくなるまで計算を行
う。計算終了は計算終了の判断（ステップＳ２９）にお
いて行い、ＳＥＡＲＣＨ＿Ｘ，ＳＥＡＲＣＨ＿Ｙがとも
にそれぞれの最大値以上となった時点で計算終了とす
る。

【００５９】次に、マッチング処理範囲内の全画素につ
いて、前述の処理を行った後、（ｍａｘ＿ｘ，ｍａｘ＿
ｙ）に設定されている値を照合位置（ｘ（ｉ），ｙ
（ｉ））に設定する（ステップＳ３０）。

【００６０】以上のとおり、ステップＳ１４の地物位置
マッチング処理が済んだら、有地物衛星画像１のメタデ
ータとステップＳ３０で設定された照合位置（ｘ
（ｉ），ｙ（ｉ））を用いて、有地物衛星画像１中の偽
の地物緯度経度を数１３及び数１４に従って計算する
（ステップＳ１５）。

【００６１】

【数１３】

【００６２】

【数１４】

【００６３】次に、この偽の地物緯度経度と、先に設定
した真の地物緯度経度との差を数１５及び数１６に従っ
て計算し、誤差を算出する（ステップＳ１６）。

【００６４】

【数１５】

【００６５】

【数１６】

【００６６】次に、抽出した３点の地物に対して、ステ
ップＳ１３からステップＳ１６までをそれぞれ行い、３
点の誤差を算出した後、３点の誤差の平均を数１７及び
数１８に従って計算し、これを軌道誤差とする（ステッ
プＳ１７）。

【００６７】

【数１７】

【００６８】

【数１８】

【００６９】以上の軌道誤差は軌道誤差計算部６によっ
て算出され、その後、無地物補正部８において、無地物
衛星画像２の位置補正を行う。

【００７０】次に、無地物補正部８の動作を図９に示し
たフローチャートを参照して説明する。

【００７１】無地物衛星画像２の中の目標とする地物の
偽の緯度経度（ｌａｔ＿ｆ，ｌｏｎ＿ｆ）を無地物衛星
画像２のメタデータから数１９及び数２０に従って計算
し、設定する（ステップＳ３１）。

【００７２】

【数１９】

【００７３】

【数２０】

【００７４】次に、前述の軌道誤差をステップＳ３１に
おいて設定された目標とする地物の偽の緯度経度に加算
し、目標とする地物の真の緯度経度を算出する（ステッ
プＳ３２）。この緯度経度が、補正された緯度経度とな
り、位置補正部の出力となる。

【００７５】この発明の実施の形態１によれば、画像内
に地物の存在する有地物衛星画像と、衛星画像内の地域
を撮影した地物により位置補正済みのサンプル地物衛星
画像との照合を行い、２つの画像中の地物の対応位置を
検出し、検出された対応点間の座標変換係数を計算し、
衛星画像の位置誤差の補正を行うことができる。

【００７６】また、この発明の実施の形態１によれば、
地物の存在する有地物衛星画像と地物の存在しない無地
物衛星画像を同一周回軌道において撮影し、地物の存在
する有地物衛星画像によって推定される軌道誤差を用い
て、地物の存在しない無地物衛星画像の位置補正を行う
ことができる。

【００７７】なお、この発明の実施の形態１では、サン
プル地物衛星画像と衛星画像の相互相関係数を求めて真
の地物の位置を検知することで軌道誤差を算出したが、
パターン認識等によって地物の位置を検知し、軌道誤差
を算出することによっても同様に正しく位置補正を行う
ことができるのはもちろんである。

【００７８】また、予め軌道誤差データベースを作成し
ておき、これを参照することで無地物位置補正を行うこ
とができるのももちろんである。

【００７９】［実施の形態２］以下、この発明の実施の
形態２について、図１０乃至図１４を参照しながら説明
する。

【００８０】図１０は、この発明の実施の形態２に係る
衛星画像の位置補正装置の全体構成図である。

【００８１】２１は、衛星運用機関からＣＤ−ＲＯＭ、
磁気テープ等の記録媒体にて提供される位置情報を含む
衛星画像である。衛星画像２１に含まれる位置情報をメ
タデータと呼び、このメタデータには衛星画像２１の四
隅の緯度経度、ピクセル数、ライン数等が含まれる。衛
星画像２１は、地物が存在しない範囲を人工衛星搭載の
衛星ＳＡＲ又は光学センサによって撮影した画像であ
る。２２は、複数の観測地点で収集された位置、時刻、
温度、湿度、海流等のデータを一括して管理するシステ
ム（ＤＣＳ（Ｄａｔａ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓ
ｔｅｍ）と呼ばれる。）等によって記録された、衛星画
像２１中に存在する目標物の位置データである。２３
は、衛星画像２１を記録媒体から読み込み、衛星画像撮
影時の目標物の位置を位置データ２２から推定する目標
物位置推定部である。２４は、目標物位置推定部２３に
よって推定された目標物の位置と、衛星画像２１のメタ
データから計算される目標物の位置から衛星画像２１の
補正済み緯度経度を算出し、衛星画像２１中の他の目標
物の位置を補正するＤＣＳ補正部である。２５は、この
発明の実施の形態２に係る衛星画像の位置補正装置の処
理結果であり、衛星画像２１中に存在する他の目標物の
補正された補正済み緯度経度である。

【００８２】この発明の実施の形態２に係る衛星画像の
位置補正装置の動作の概要を図１１の動作概要図を参照
しながら説明する。

【００８３】図１１は、この発明の実施の形態２に係る
衛星画像の位置補正装置の全体の動作概念図である。

【００８４】まず、衛星画像Ｇ２１の中に含まれる目標
物の内の一つであるＡの位置データ２２（Ａ１→Ａ２→
Ａ３→Ａ４、・・・）より、衛星画像Ｇ２１上に目標物
の航跡トラック３０を生成する。この航跡トラック３０
より、衛星撮影時刻ｔｓにおける緯度経度を推定する。
次に、目標物の内の一つであるＡの推定緯度経度Ｅａ
（推定位置）と衛星画像Ｇ２１上のＡの緯度経度Ｇａ
（画像上の位置）を照合し、衛星画像Ｇ２１に含まれる
メタデータより計算したＡの緯度経度Ｇａ（画像上の位
置）と、この推定緯度経度Ｅａ（推定位置）との誤差量
Ｄを算出する。この誤差量Ｄを元に、衛星画像Ｇ２１中
に含まれるＡ以外の他の目標物の位置補正を行うもので
ある。

【００８５】次に、この発明の実施の形態２に係る衛星
画像の位置補正装置の動作を図１２乃至図１４に示すフ
ローチャートを参照しながら説明する。

【００８６】図１２は位置補正部のフローチャートであ
り、図１３は目標物位置推定部のフローチャートであ
り、図１４はＤＣＳ補正部のフローチャートである。

【００８７】まず、衛星画像２１に含まれる目標物の人
工衛星の撮影時刻における緯度経度を位置データ２２を
元に目標物位置推定部２３によって計算する（ステップ
Ｓ３１）。ここで、目標物位置推定部２３では、図１３
に示したように、衛星画像２１に含まれるメタデータを
読み込み、人工衛星の撮影時刻ｔｓ、画像の四隅の緯度
経度（ｌａｔ（ｉ），ｌｏｎ（ｉ））及び画像の大きさ
（ｃｏｌｕｍｎ，ｒｏｗ）を設定する。次に、この衛星
画像２１の撮影地域に含まれる目標物の位置データに保
存されているデータの取得時刻と撮影時刻ｔｓとを比較
し、ｔｓとの差が最も小さい時刻ｔ１、ｔ２に取得され
た２つの緯度経度（ｔ１，ｌａｔ１，ｌｏｎ１）、（ｔ
２，ｌａｔ２，ｌｏｎ２）を抽出する（ステップＳ４
１）。この２つの緯度経度から、撮影時刻ｔｓ（ただ
し、ｔ１＜ｔ２とする）におけるＤＣＳ緯度経度（ｌａ
ｔ＿ｄｃｓ，ｌｏｎ＿ｄｃｓ）を数２１及び数２２に従
って計算する（ステップＳ４２）。

【００８８】

【数２１】

【００８９】

【数２２】

【００９０】ここで得られたＤＣＳ緯度経度（ｌａｔ＿
ｄｃｓ，ｌｏｎ＿ｄｃｓ）を用いて、ＤＣＳ補正部２４
において、衛星画像２１のメタデータより計算される緯
度経度の誤差を計算し、この誤差を用いて、衛星画像２
１中の目標物の位置補正を行う。

【００９１】具体的には、衛星画像２１に含まれるメタ
データより、衛星画像２１中の目標物の位置（ｘ，ｙ）
における緯度経度を数２３及び数２４に従って計算する
（ステップＳ５１）。

【００９２】

【数２３】

【００９３】

【数２４】

【００９４】次に、ステップＳ５１で計算された緯度経
度と目標物位置推定部２３によって計算された目標物の
ＤＣＳ緯度経度（ｌａｔ＿ｄｃｓ，ｌｏｎ＿ｄｃｓ）と
の誤差を数２５及び数２６に従って計算する（ステップ
Ｓ５２）。

【００９５】

【数２５】

【００９６】

【数２６】

【００９７】ここで算出された誤差（ｌａｔ＿ｅｒｒ，
ｌｏｎ＿ｅｒｒ）が、衛星画像２２の位置誤差である。

【００９８】次に、別の目標物ｊの位置（ｘ（ｊ），ｙ
（ｊ））における緯度経度（ｌａｔ＿ｏｆｆ（ｊ），ｌ
ｏｎ＿ｏｆｆ（ｊ））をその目標物が存在する無地物衛
星画像のメタデータを用いて設定する（ステップＳ５
３）。

【００９９】次に、ここで得られた緯度経度（ｌａｔ＿
ｏｆｆ（ｊ），ｌｏｎ＿ｏｆｆ（ｊ））に、数２７及び
数２８に従って位置誤差を加算し、位置補正された緯度
経度（補正済み緯度経度）を算出する（ステップＳ５
４）。

【０１００】

【数２７】

【０１０１】

【数２８】

【０１０２】この発明の実施の形態２によれば、画像内
に地物の存在しない無地物衛星画像において、画像内に
存在する目標物の位置データを基に衛星画像撮影時刻に
おける目標物の位置を推定し、推定位置と衛星画像上の
目標物の位置を対応させて、補正済み緯度経度を計算し、
これを元に衛星画像の位置補正を行うことができる。

【０１０３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、人工衛星により撮影された島、岬、山等
の特徴的な地物の存在する有地物衛星画像を使用して人
工衛星の軌道誤差を計算する軌道誤差計算部と、目標物
の存在する地域を撮影した有地物衛星画像上の特定の地
物の緯度経度により予め位置補正が施されているサンプ
ル地物衛星画像を保存しているサンプル地物衛星画像デ
ータベースとを有する衛星画像の位置補正装置であっ
て、軌道誤差計算部は、有地物衛星画像から目標物の存
在する地域を撮影した有地物衛星画像を検索するととも
に、サンプル地物衛星画像データベースから目標物の存
在する地域のサンプル地物衛星画像を検索し、これら検
索された有地物衛星画像とサンプル地物衛星画像とに存
在している同一地物の位置マッチングを行い両者の位置
ずれを計算することで人工衛星の軌道誤差を算出するよ
うにしたので、衛星画像の位置誤差を補正するための誤
差量が得られることとなる。

【０１０４】請求項２に記載の発明は、有地物衛星画像
と海面画像等の地物の存在しない無地物衛星画像とを読
み込む入出力制御部と、無地物衛星画像に含まれている
位置情報から目標物の緯度経度を計算する無地物補正部
とを有し、該無地物補正部で計算した目標物の緯度経度
に軌道誤差計算部で計算した軌道誤差を加算することに
より目標物の緯度経度を求めるようにしたので、地物の
存在する有地物衛星画像と地物の存在しない無地物衛星
画像を同一周回軌道において撮影し、地物の存在する有
地物衛星画像によって推定される軌道誤差を用いて、地
物の存在しない無地物衛星画像の位置補正を行うことが
できる。これにより、人間が巨大な衛星画像上の地物を
目視によって詳細に検討することなく自動的に衛星画像
の位置誤差の補正が実現でき、かつ海面画像等の地物の
存在しない衛星画像の位置誤差の補正が可能な位置補正
装置が得られる。

【０１０５】請求項３に記載の発明によれば、人工衛星
により撮影された島、岬、山等の特徴的な地物の存在す
る有地物衛星画像と、該有地物衛星画像内の地域を撮影
した前記地物の緯度経度により位置補正が予め行われて
いるサンプル地物衛星画像との照合を行い、該サンプル
地物衛星画像と前記有地物衛星画像とに表れている同一
地物同士の対応位置を検出し、該検出された対応位置間
の誤差から前記人工衛星の軌道誤差を求め、該軌道誤差
を前記有地物衛星画像上の目標物の緯度経度に加算する
ことで衛星画像の位置誤差の補正を行うので、地物の存
在する有地物衛星画像と地物の存在しない無地物衛星画
像を同一周回軌道において撮影し、地物の存在する有地
物衛星画像によって推定される軌道誤差を用いて、地物
の存在しない無地物衛星画像の位置補正を行うことがで
きる。これにより、人間が巨大な衛星画像上の地物を目
視によって詳細に検討することなく自動的に衛星画像の
位置誤差の補正が実現でき、かつ海面画像等の地物の存
在しない衛星画像の位置誤差の補正が可能な位置補正方
法が得られる。

【０１０６】請求項４に記載の発明によれば、同一周回
軌道上の人工衛星により撮影された衛星画像に含まれて
いる位置情報を用いて予め計算された軌道誤差を加算す
ることによって、海面画像等の地物の存在しない無地物
衛星画像の位置補正を行うので、地物の存在する有地物
衛星画像と地物の存在しない無地物衛星画像を同一周回
軌道において撮影し、地物の存在する有地物衛星画像に
よって推定される軌道誤差を用いて、地物の存在しない
無地物衛星画像の位置補正を行うことができる。

【０１０７】請求項５に記載の発明によれば、海面画像
等の地物の存在しない無地物衛星画像内に存在する船舶
等の目標物の位置情報により前記無地物衛星画像の撮影
時刻における前記目標物の位置を推定し、該推定された
推定位置と前記無地物衛星画像内の前記目標物の位置と
を対応させて位置誤差を求め、該位置誤差を元に人工衛
星により撮影された衛星画像の位置補正を行うので、画
像内に地物の存在しない無地物衛星画像において、画像
内に存在する目標物の位置データを基に衛星画像撮影時
刻における目標物の位置を推定し、推定位置と衛星画像
上の目標物の位置を対応させて、位置誤差を計算し、これ
を元に衛星画像の位置補正を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１の全体構成図であ
る。

【図２】 同実施の形態１の軌道誤差計算部の構成図で
ある。

【図３】 同実施の形態１の全体の動作概念図である。

【図４】 同実施の形態１の軌道誤差計算部の動作概念
図である。

【図５】 同実施の形態１の位置補正部のフローチャー
トである。

【図６】 同実施の形態１の軌道誤差計算部のフローチ
ャートである。

【図７】 同実施の形態１の地物位置マッチング部の第
１フローチャートである。

【図８】 同実施の形態１の地物位置マッチング部の第
２フローチャートである。

【図９】 同実施の形態１の無地物補正部のフローチャ
ートである。

【図１０】 同実施の形態２の全体構成図である。

【図１１】 同実施の形態２の全体の動作概念図であ
る。

【図１２】 同実施の形態２の位置補正部のフローチャ
ートである。

【図１３】 同実施の形態２の目標物位置推定部のフロ
ーチャートである。

【図１４】 同実施の形態２のＤＣＳ補正部のフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１ 有地物衛星画像 ２ 無地物衛星画像 ３ 入出力制御部 ４ 表示装置 ５ 補正済み緯度経度 ６ 軌道誤差計算部 ７ サンプル地物衛星画像データベース ８ 無地物補正部 ９ 衛星画像位置検索部 １０ サンプル地物衛星画像検索部 １１ 地物位置マッチング部 １２ 位置ずれ計算部 ２１ 衛星画像 ２２ 位置データ ２３ 目標物位置推定部 ２４ ＤＣＳ補正部 ２５ 補正済み緯度経度

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人工衛星により撮影された島、岬、山等
   の特徴的な地物の存在する有地物衛星画像を使用して前
   記人工衛星の軌道誤差を計算する軌道誤差計算部と、目
   標物の存在する地域を撮影した前記有地物衛星画像上の
   特定の地物の緯度経度により予め位置補正が施されてい
   るサンプル地物衛星画像を保存しているサンプル地物衛
   星画像データベースとを有する衛星画像の位置補正装置
   であって、 前記軌道誤差計算部は、前記有地物衛星画像から目標物
   の存在する地域を撮影した有地物衛星画像を検索すると
   ともに、前記サンプル地物衛星画像データベースから目
   標物の存在する地域のサンプル地物衛星画像を検索し、
   これら検索された有地物衛星画像とサンプル地物衛星画
   像とに存在している同一地物の位置マッチングを行い両
   者の位置ずれを計算することで前記人工衛星の軌道誤差
   を算出するようにしたことを特徴とする衛星画像の位置
   補正装置。
2. 【請求項２】 前記有地物衛星画像と海面画像等の地物
   の存在しない無地物衛星画像とを読み込む入出力制御部
   と、前記無地物衛星画像に含まれている位置情報から目
   標物の緯度経度を計算する無地物補正部とを有し、該無
   地物補正部で計算した目標物の緯度経度に前記軌道誤差
   計算部で計算した軌道誤差を加算することにより目標物
   の緯度経度を求めるようにしたことを特徴とする請求項
   １に記載の衛星画像の位置補正装置。
3. 【請求項３】 人工衛星により撮影された島、岬、山等
   の特徴的な地物の存在する有地物衛星画像と、該有地物
   衛星画像内の地域を撮影した前記地物の緯度経度により
   位置補正が予め行われているサンプル地物衛星画像との
   照合を行い、該サンプル地物衛星画像と前記有地物衛星
   画像とに表れている同一地物同士の対応位置を検出し、
   該検出された対応位置間の誤差から前記人工衛星の軌道
   誤差を求め、該軌道誤差を前記有地物衛星画像上の目標
   物の緯度経度に加算することで前記衛星画像の位置誤差
   の補正を行うことを特徴とする衛星画像の位置補正方
   法。
4. 【請求項４】 同一周回軌道上の人工衛星により撮影さ
   れた衛星画像に含まれている位置情報を用いて予め計算
   された軌道誤差を加算することによって、海面画像等の
   地物の存在しない無地物衛星画像の位置補正を行うこと
   を特徴とする衛生画像の位置補正方法。
5. 【請求項５】 海面画像等の地物の存在しない無地物衛
   星画像内に存在する船舶等の目標物の位置情報により前
   記無地物衛星画像の撮影時刻における前記目標物の位置
   を推定し、該推定された推定位置と前記無地物衛星画像
   内の前記目標物の位置とを対応させて位置誤差を求め、
   該位置誤差を元に人工衛星により撮影された衛星画像の
   位置補正を行うことを特徴とする衛生画像の位置補正方
   法。