JP2012063188A - 目標物速度特定装置、目標物速度特定プログラム及び目標物速度特定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない計算量で高精度に目標物の速度を特定することを目的とする。
【解決手段】刻み幅特定部３は、ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と電波の波長λと合成開口時間τと目標物のアジマス方向の予測速度ｖ_ａ’とを用いて表された振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚの関数に、ＳＡＲ画像データの観測条件であるＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と電波の波長λと合成開口時間τとを入力し、予測速度ｖ_ａ’に対応する振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚを計算する。刻み幅特定部３は、振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚが所定の値以上になるアジマス方向の予測速度ｖ_ａ’の範囲を処理装置により特定し、特定した範囲の幅以下の幅を刻み幅Δｖ_ａ１とする。そして、特定処理実行部は、刻み幅Δｖ_ａ１を用いて、目標物のアジマス方向の速度を処理装置により特定する。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば、ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）画像から目標物の速度を特定する技術に関するものである。

特許文献１には、アジマス圧縮後のＳＡＲ画像（アジマス圧縮後データ）から目標物の速度を特定するリフォーカスＩＳＡＲ（Ｉｎｖｅｒｓｅ ＳＡＲ）について記載されている。
リフォーカスＩＳＡＲでは、アジマス圧縮後データを、アジマス圧縮に用いた参照関数を用いて解凍して、アジマス圧縮前のデータに戻す。そして、目標物の予測速度を変化させて、複数の参照関数を生成し、生成した各参照関数を用いてアジマス圧縮前のデータを再びアジマス圧縮して、複数のアジマス圧縮後データを生成する。生成した複数のアジマス圧縮後の画像の中で、最も鮮明な（振幅値の大きい）画像データを得る際に使用した参照関数を特定し、その参照関数を生成する際に使用した目標物の予測速度を、その目標物の速度であると特定する。

特開２００７−２９２５３２号公報

Ｃ． Ｅｌａｃｈｉ ａｎｄ Ｊ． ｖａｎ Ｚｙｌ， Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｏｆ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ， Ｈｏｂｏｋｅｎ， ＮＪ： Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ， ２００６．

リフォーカスＩＳＡＲでは、高精度に目標物の速度を特定するためには、目標物の予測速度の変化幅を小さくして、多くの予測速度に基づく計算をしなければならない。そのため、高精度に目標物の速度を特定する場合、計算量が多くなってしまう。
この発明は、少ない計算量で高精度に目標物の速度を特定することを目的とする。

この発明に係る目標物速度特定装置は、
ＳＡＲにより観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定装置であり、
ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐ、合成開口中心でのＳＡＲと目標物との距離Ｒ_０、ＳＡＲから放射される電波の波長λ、合成開口時間τという観測条件でＳＡＲが観測した目標物のデータを入力するデータ入力部と、
ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と電波の波長λと合成開口時間τと目標物のアジマス方向の予測速度ｖ_ａ’とを用いて表された振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚの関数に、前記データ入力部が入力したデータの観測条件であるＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と電波の波長λと合成開口時間τとを入力し、予測速度ｖ_ａ’に対応する振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚを計算して、前記振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚが所定の値以上になるアジマス方向の予測速度ｖ_ａ’の範囲を処理装置により特定し、特定した範囲の速度幅以下の速度幅を刻み幅Δｖ_ａ１とする刻み幅特定部と、
前記刻み幅特定部が特定した刻み幅Δｖ_ａ１を用いて、目標物のアジマス方向の速度を処理装置により特定する特定処理実行部と
を備えることを特徴とする。

前記刻み幅特定部は、数１に示す振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚの関数に、前記データ入力部が入力したデータの観測条件であるＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と電波の波長λと合成開口時間τとを入力するとともに、目標物の速度ｖ_ａとしてある値を入力し、予測速度ｖ_ａ’に対応する振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚを計算する
ことを特徴とする。

前記刻み幅特定部は、数１に示す関数に基づき、アジマス方向の予測速度毎に振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚの値をプロットして得られるグラフにおいて、頂における振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚが２番目に大きくなる山の前記頂における振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚよりも大きい値を前記所定の値とする
ことを特徴とする。

前記データ入力部は、目標物のデータとして、レンジ圧縮されたレンジ圧縮後データを入力し、
前記特定処理実行部は、
目標物について、レンジ方向の予測速度を入力するとともに、前記刻み幅特定部が特定した刻み幅Δｖ_ａ１毎にアジマス方向の予測速度を入力する予測速度入力部と、
前記予測速度入力部が入力したレンジ方向の予測速度及び複数のアジマス方向の予測速度に基づき、前記アジマス方向の予測速度毎に、前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を処理装置により生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成部と、
前記参照関数生成部が生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力部が入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理部と、
前記アジマス圧縮処理部が生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を処理装置により算出する振幅値算出部と、
前記振幅値算出部が算出した前記目標物の画像の振幅値が最大のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を、前記参照関数生成部が生成したときに使用したアジマス方向の予測速度の前後Δｖ_ａ１／２の範囲内に目標物のアジマス方向の速度が入ると処理装置により特定する速度特定部と
を備えることを特徴とする。

前記予測速度入力部は、前記速度特定部が特定した速度の前後、前記刻み幅Δｖ_ａ１／２の速度範囲について、前記刻み幅Δｖ_ａ１よりも狭い刻み幅Δｖ_ａ２毎にアジマス方向の予測速度を新たに入力し、
前記参照関数生成部は、前記レンジ方向の予測速度と、前記予測速度入力部が新たに入力した複数のアジマス方向の予測速度に基づき、前記アジマス方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
前記アジマス圧縮処理部は、前記参照関数生成部が新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
前記振幅値算出部は、前記アジマス圧縮処理部が新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を新たに算出し、
前記速度特定部は、前記振幅値算出部が新たに算出した前記目標物の画像の振幅値が最大のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を参照関数を、前記参照関数生成部が生成したときに使用したアジマス方向の予測速度を目標物のアジマス方向の速度として特定する
ことを特徴とする。

前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも１つずつ新たに入力し、
前記参照関数生成部は、前記予測速度入力部が新たに入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記速度特定部が特定した目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
前記アジマス圧縮処理部は、前記参照関数生成部が新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
前記振幅値算出部は、前記アジマス圧縮処理部が新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出し、
前記速度特定部は、前記予測速度入力部が入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出部が各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とに基づき、ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と合成開口時間τと目標物のレンジ方向の予測速度ｖ_ｒ’とを用いて表された振幅値Ｖ_０ ^ｖｒｇの関数を用いて、目標物のレンジ方向速度を特定する
ことを特徴とする。

前記速度特定部は、数２に示す振幅値Ｖ_０ ^ｖｒｇの関数を用いて目標物のレンジ方向速度を特定する
ことを特徴とする。

前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度ｖ_ｒ１’と速い速度ｖ_ｒ２’とを入力し、
前記速度特定部は、前記予測速度入力部が入力したレンジ方向の予測速度ｖ_ｒ１’及びｖ_ｒ２’と、レンジ方向の予測速度ｖ_ｒ１’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Ｐ_１と、レンジ方向の予測速度ｖ_ｒ２’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Ｐ_２とを数３に代入することにより、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒを特定する
ことを特徴とする。

前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも２つずつ入力し、
前記速度特定部は、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い少なくとも２つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも２つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ａ_１ｖ_ｒ＋ａ_２（ここで、ａ_１，ａ_２は定数）を算出し、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより速い少なくとも２つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも２つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｂ_１ｖ_ｒ＋ｂ_２（ここで、ｂ_１，ｂ_２は定数）を算出し、一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ａ_１ｖ_ｒ＋ａ_２と一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｂ_１ｖ_ｒ＋ｂ_２とからレンジ方向の速度ｖ_ｒを特定する
ことを特徴とする。

前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも１つずつ含む少なくとも３つのレンジ方向の予測速度を新たに入力し、
前記参照関数生成部は、前記予測速度入力部が新たに入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記速度特定部が特定した目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
前記アジマス圧縮処理部は、前記参照関数生成部が新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
前記振幅値算出部は、前記アジマス圧縮処理部が新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出し、
前記速度特定部は、前記少なくとも３つのレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出部が各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とから所定の方法により２次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｃ_１ｖ_ｒ ^２＋ｃ_２ｖ_ｒ＋ｃ_３（ここで、ｃ_１，ｃ_２，ｃ_３は定数）を算出して、その２次曲線の底におけるレンジ方向の速度を、レンジ方向の速度ｖ_ｒとして特定する
ことを特徴とする。

この発明に係る目標物速度特定装置は、
ＳＡＲにより観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定装置であり、
ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐ、合成開口中心でのＳＡＲと目標物との距離Ｒ_０、合成開口時間τでＳＡＲが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力部と、
レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも１つずつ入力する予測速度入力部と、
前記予測速度入力部が入力した複数のレンジ方向の予測速度と、目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと目標物の速度とに基づき表される前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を処理装置により生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成部と、
前記参照関数生成部が生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力部が入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理部と、
前記アジマス圧縮処理部が生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を処理装置により算出する振幅値算出部と、
前記予測速度入力部が入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出部が各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とに基づき、ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と合成開口時間τと目標物のレンジ方向の予測速度ｖ_ｒ’とを用いて表された振幅値Ｖ_０ ^ｖｒｇの関数を用いて、目標物のレンジ方向速度を特定する速度特定部と
を備えることを特徴とする。

前記速度特定部は、数４に示す振幅値Ｖ_０ ^ｖｒｇの関数を用いて目標物のレンジ方向速度を特定する
ことを特徴とする。

前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度ｖ_ｒ１’と速い速度ｖ_ｒ２’とを入力し、
前記速度特定部は、前記予測速度入力部が入力したレンジ方向の予測速度ｖ_ｒ１’及びｖ_ｒ２’と、レンジ方向の予測速度ｖ_ｒ１’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Ｐ_１と、レンジ方向の予測速度ｖ_ｒ２’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Ｐ_２とを数５に代入することにより、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒを特定することを特徴とする。

前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも２つずつ入力し、
前記速度特定部は、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い少なくとも２つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも２つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ａ_１ｖ_ｒ＋ａ_２（ここで、ａ_１，ａ_２は定数）を算出し、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより速い少なくとも２つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも２つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｂ_１ｖ_ｒ＋ｂ_２（ここで、ｂ_１，ｂ_２は定数）を算出し、一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ａ_１ｖ_ｒ＋ａ_２と一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｂ_１ｖ_ｒ＋ｂ_２とからレンジ方向の速度ｖ_ｒを特定する
ことを特徴とする。

この発明に係る目標物速度特定装置は、
ＳＡＲにより観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定装置であり、
ＳＡＲが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力部と、
レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも１つずつ含む少なくとも３つの予測速度を入力する予測速度入力部と、
前記予測速度入力部が入力した複数のレンジ方向の予測速度と、目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと目標物の速度とに基づき表される前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を処理装置により生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成部と、
前記参照関数生成部が生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力部が入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理部と、
前記アジマス圧縮処理部が生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を処理装置により算出する振幅値算出部と、
前記予測速度入力部が入力した前記少なくとも３つのレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出部が各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とから所定の方法により２次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｃ_１ｖ_ｒ ^２＋ｃ_２ｖ_ｒ＋ｃ_３（ここで、ｃ_１，ｃ_２，ｃ_３は定数）を算出して、その２次曲線の底におけるレンジ方向の速度を、レンジ方向の速度ｖ_ｒとして処理装置により特定する速度特定部と
を備えることを特徴とする。

この発明に係る目標物速度特定プログラムは、
ＳＡＲにより観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定プログラムであり、
ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐ、合成開口中心でのＳＡＲと目標物との距離Ｒ_０、ＳＡＲから放射される電波の波長λ、合成開口時間τという観測条件でＳＡＲが観測した目標物のデータを入力するデータ入力処理と、
ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と電波の波長λと合成開口時間τと目標物のアジマス方向の予測速度ｖ_ａ’とを用いて表された振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚの関数に、前記データ入力処理で入力したデータの観測条件であるＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と電波の波長λと合成開口時間τとを入力し、予測速度ｖ_ａ’に対応する振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚを計算して、前記振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚが所定の値以上になるアジマス方向の予測速度ｖ_ａ’の範囲を特定し、特定した範囲の速度幅以下の速度幅を刻み幅Δｖ_ａ１とする刻み幅特定処理と、
前記刻み幅特定処理で特定した刻み幅Δｖ_ａ１を用いて、目標物のアジマス方向の速度を特定する特定処理実行処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする。

前記刻み幅特定処理では、数６に示す振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚの関数に、前記データ入力処理で入力したデータの観測条件であるＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と電波の波長λと合成開口時間τとを入力するとともに、目標物の速度ｖ_ａとしてある値を入力し、予測速度ｖ_ａ’に対応する振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚを計算する
ことを特徴とする。

前記刻み幅特定処理では、数６に示す関数に基づき、アジマス方向の予測速度毎に振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚの値をプロットして得られるグラフにおいて、頂における振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚが２番目に大きくなる山の前記頂における振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚよりも大きい値を前記所定の値とする
ことを特徴とする。

前記データ入力処理では、目標物のデータとして、レンジ圧縮されたレンジ圧縮後データを入力し、
前記特定処理実行処理では、
目標物について、レンジ方向の予測速度を入力するとともに、前記刻み幅特定処理で特定した刻み幅Δｖ_ａ１毎にアジマス方向の予測速度を入力する予測速度入力処理と、
前記予測速度入力処理で入力したレンジ方向の予測速度及び複数のアジマス方向の予測速度に基づき、前記アジマス方向の予測速度毎に、前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成処理と、
前記参照関数生成処理で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力処理で入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮処理と、
前記アジマス圧縮処理で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出する振幅値算出処理と、
前記振幅値算出処理で算出した前記目標物の画像の振幅値が最大のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を、前記参照関数生成処理で生成したときに使用したアジマス方向の予測速度の前後Δｖ_ａ１／２の範囲内に目標物のアジマス方向の速度が入ると特定する速度特定処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする。

前記予測速度入力処理では、前記速度特定処理で特定した速度の前後、前記刻み幅Δｖ_ａ１／２の速度範囲について、前記刻み幅Δｖ_ａ１よりも狭い刻み幅Δｖ_ａ２毎にアジマス方向の予測速度を新たに入力し、
前記参照関数生成処理では、前記レンジ方向の予測速度と、前記予測速度入力処理で新たに入力した複数のアジマス方向の予測速度に基づき、前記アジマス方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
前記アジマス圧縮処理では、前記参照関数生成処理で新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
前記振幅値算出処理では、前記アジマス圧縮処理で新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を新たに算出し、
前記速度特定処理では、前記振幅値算出処理で新たに算出した前記目標物の画像の振幅値が最大のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を参照関数を、前記参照関数生成処理で生成したときに使用したアジマス方向の予測速度を目標物のアジマス方向の速度として特定する
ことを特徴とする。

前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも１つずつ新たに入力し、
前記参照関数生成処理では、前記予測速度入力処理で新たに入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記速度特定処理で特定した目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
前記アジマス圧縮処理では、前記参照関数生成処理で新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
前記振幅値算出処理では、前記アジマス圧縮処理で新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出し、
前記速度特定処理では、前記予測速度入力処理で入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出処理で各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とに基づき、ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と合成開口時間τと目標物のレンジ方向の予測速度ｖ_ｒ’とを用いて表された振幅値Ｖ_０ ^ｖｒｇの関数を用いて、目標物のレンジ方向速度を特定する
ことを特徴とする。

前記速度特定処理では、数７に示す振幅値Ｖ_０ ^ｖｒｇの関数を用いて目標物のレンジ方向速度を特定する
ことを特徴とする。

前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度ｖ_ｒ１’と速い速度ｖ_ｒ２’とを入力し、
前記速度特定処理では、前記予測速度入力処理で入力したレンジ方向の予測速度ｖ_ｒ１’及びｖ_ｒ２’と、レンジ方向の予測速度ｖ_ｒ１’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Ｐ_１と、レンジ方向の予測速度ｖ_ｒ２’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Ｐ_２とを数８に代入することにより、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒを特定する
ことを特徴とする。

前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも２つずつ入力し、
前記速度特定処理では、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い少なくとも２つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも２つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ａ_１ｖ_ｒ＋ａ_２（ここで、ａ_１，ａ_２は定数）を算出し、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより速い少なくとも２つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも２つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｂ_１ｖ_ｒ＋ｂ_２（ここで、ｂ_１，ｂ_２は定数）を算出し、一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ａ_１ｖ_ｒ＋ａ_２と一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｂ_１ｖ_ｒ＋ｂ_２とからレンジ方向の速度ｖ_ｒを特定する
ことを特徴とする。

前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも１つずつ含む少なくとも３つのレンジ方向の予測速度を新たに入力し、
前記参照関数生成処理では、前記予測速度入力処理で新たに入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記速度特定処理で特定した目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
前記アジマス圧縮処理では、前記参照関数生成処理で新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
前記振幅値算出処理では、前記アジマス圧縮処理で新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出し、
前記速度特定処理では、前記少なくとも３つのレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出処理で各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とから所定の方法により２次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｃ_１ｖ_ｒ ^２＋ｃ_２ｖ_ｒ＋ｃ_３（ここで、ｃ_１，ｃ_２，ｃ_３は定数）を算出して、その２次曲線の底におけるレンジ方向の速度を、レンジ方向の速度ｖ_ｒとして特定する
ことを特徴とする。

この発明に係る目標物速度特定プログラムは、
ＳＡＲにより観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定プログラムであり、
ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐ、合成開口中心でのＳＡＲと目標物との距離Ｒ_０、合成開口時間τでＳＡＲが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力処理と、
レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも１つずつ入力する予測速度入力処理と、
前記予測速度入力処理で入力した複数のレンジ方向の予測速度と、目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと目標物の速度とに基づき表される前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成処理と、
前記参照関数生成処理で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力処理で入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮処理と、
前記アジマス圧縮処理で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出する振幅値算出処理と、
前記予測速度入力処理で入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出処理で各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とに基づき、ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と合成開口時間τと目標物のレンジ方向の予測速度ｖ_ｒ’とを用いて表された振幅値Ｖ_０ ^ｖｒｇの関数を用いて、目標物のレンジ方向速度を特定する速度特定処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする。

前記速度特定処理では、数９に示す振幅値Ｖ_０ ^ｖｒｇの関数を用いて目標物のレンジ方向速度を特定する
ことを特徴とする。

前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度ｖ_ｒ１’と速い速度ｖ_ｒ２’とを入力し、
前記速度特定処理では、前記予測速度入力処理で入力したレンジ方向の予測速度ｖ_ｒ１’及びｖ_ｒ２’と、レンジ方向の予測速度ｖ_ｒ１’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Ｐ_１と、レンジ方向の予測速度ｖ_ｒ２’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Ｐ_２とを数１０に代入することにより、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒを特定することを特徴とする。

前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも２つずつ入力し、
前記速度特定処理では、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い少なくとも２つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも２つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ａ_１ｖ_ｒ＋ａ_２（ここで、ａ_１，ａ_２は定数）を算出し、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより速い少なくとも２つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも２つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｂ_１ｖ_ｒ＋ｂ_２（ここで、ｂ_１，ｂ_２は定数）を算出し、一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ａ_１ｖ_ｒ＋ａ_２と一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｂ_１ｖ_ｒ＋ｂ_２とからレンジ方向の速度ｖ_ｒを特定する
ことを特徴とする。

この発明に係る目標物速度特定プログラムは、
ＳＡＲにより観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定プログラムであり、
ＳＡＲが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力処理と、
レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも１つずつ含む少なくとも３つの予測速度を入力する予測速度入力処理と、
前記予測速度入力処理で入力した複数のレンジ方向の予測速度と、目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと目標物の速度とに基づき表される前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成処理と、
前記参照関数生成処理で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力処理で入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮処理と、
前記アジマス圧縮処理で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出する振幅値算出処理と、
前記予測速度入力処理で入力した前記少なくとも３つのレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出処理で各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とから所定の方法により２次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｃ_１ｖ_ｒ ^２＋ｃ_２ｖ_ｒ＋ｃ_３（ここで、ｃ_１，ｃ_２，ｃ_３は定数）を算出して、その２次曲線の底におけるレンジ方向の速度を、レンジ方向の速度ｖ_ｒとして特定する速度特定処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする。

この発明に係る目標物速度特定方法は、
ＳＡＲにより観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定方法であり、
ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐ、合成開口中心でのＳＡＲと目標物との距離Ｒ_０、ＳＡＲから放射される電波の波長λ、合成開口時間τという観測条件でＳＡＲが観測した目標物のデータを入力するデータ入力工程と、
ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と電波の波長λと合成開口時間τと目標物のアジマス方向の予測速度ｖ_ａ’とを用いて表された振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚの関数に、前記データ入力工程で入力したデータの観測条件であるＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と電波の波長λと合成開口時間τとを入力し、予測速度ｖ_ａ’に対応する振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚを計算して、前記振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚが所定の値以上になるアジマス方向の予測速度ｖ_ａ’の範囲を処理装置により特定し、特定した範囲の速度幅以下の速度幅を刻み幅Δｖ_ａ１とする刻み幅特定工程と、
前記刻み幅特定工程で特定した刻み幅Δｖ_ａ１を用いて、目標物のアジマス方向の速度を処理装置により特定する特定処理実行工程と
を備えることを特徴とする。

この発明に係る目標物速度特定装置では、振幅値の関数に基づき入力する予測速度の刻み幅を設定し、設定した刻み幅に基づき目標物の速度を特定する。これにより、速度の刻み幅を小さくすることなく、少ない計算量で目標物の概ねの速度を特定することができる。

数２０から得られる、目標物のアジマス方向の予測速度ｖ_ａ’と振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚとの関係を示した図。 実施の形態２に係る目標物速度特定装置１の機能を示す機能ブロック図。 実施の形態２に係る目標物速度特定装置１の動作を示すフローチャート。 実施の形態２に係る目標物速度特定装置１の動作を示すフローチャート。 数２２から得られる、目標物のアジマス方向の予測速度ｖ_ｒ’と振幅値Ｖ_０ ^ｖｒｇとの関係を示した図。 実施の形態３に係る目標物速度特定装置１の機能を示す機能ブロック図。 実施の形態３に係る目標物速度特定装置１の動作を示すフローチャート。 レンジ方向の予測速度から計算される振幅値とをプロットした状態を表す図。 数２７における積分部分Ａ（数２８）の積分範囲の説明図。 “τ−｜ｔ−ｔ_Ｒ｜”の説明図。 数３５における積分部分Ｂ（数３６）の積分範囲の説明図。 数５４に示す相対距離Ｒ_ｒ（ｔ）、相対距離Ｒ（ｔ）、相対距離Ｒ_ｓ（ｔ）を示す図。 目標物速度特定装置１のハードウェア構成の一例を示す図。

以下、図に基づき、発明の実施の形態を説明する。
以下の説明において、処理装置は後述するＣＰＵ９１１等である。記憶装置は後述するＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、磁気ディスク９２０等の記憶装置である。入力装置は後述するキーボード９０２、マウス９０３等である。つまり、処理装置、記憶装置、入力装置はハードウェアである。

実施の形態１．
実施の形態１では、目標物がアジマス方向に移動している場合と、レンジ方向に移動している場合とを想定した、アジマス圧縮時におけるマッチドフィルタの数式（振幅値の関数）を簡単に説明する。

ＳＡＲ画像再生処理では、一般に、ＳＡＲによって得られた受信信号を、レンジ圧縮し、アジマス圧縮して画像データを生成する。レンジ圧縮やアジマス圧縮とは、参照関数と、受信信号とをマッチドフィルタへ入力することにより、振幅値（電圧）を計算する処理である。

マッチドフィルタは、数１１により表される。

ここで、Ｖ_０は、振幅値である。ｔは、時刻である。Ｖは、参照関数である。^＊は、複素共役を示す。Ｖ_ｒは、受信信号である。ξは、積分のオペレータ（積分作用素）である。

アジマス圧縮の参照関数は、一般に数１２により表される。

ここで、Ｖ_０ ^ａｚは、振幅値である。ｔは、時刻である。Ａ（ｔ）は、−τ／２≦ｔ≦τ／２であれば１、他の場合には０となる関数である。なお、τは、合成開口時間である。ｊは、虚数単位である。λは、ＳＡＲから放射される電波の波長である。Ｒ（ｔ）は、時刻ｔにおけるＳＡＲと目標物との相対距離である。

目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒ、アジマス方向の速度ｖ_ａ、ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_Ｐはそれぞれ数１３のように定義できる。

数１３では、簡単のため、各速度を定数成分のみ、すなわち等速直線運動と仮定している。一般に車両や船等の運動は等速直線運動が支配的であるため、車両や船等の速度を扱う場合に、この仮定は妥当である。なお、目標物のレンジ方向の速度には、地球の自転の速度等を含めて考えてもよい。また、ＳＡＲ搭載機の移動方向がアジマス方向であるため、ＳＡＲ搭載機の速度とは、ＳＡＲ搭載機のアジマス方向の速度である。
すると、ＳＡＲと目標物との相対距離Ｒ（ｔ）を数１４のように表すことができる。

ここで、Ｒ_０は、合成開口中心におけるＳＡＲと目標物との距離である。また、ａ_０，ａ_１，ａ_２は数１５に示す通りである。

数１４を用いることで、数１２に示すアジマス圧縮の参照関数は、数１４のｔに関連する項のみが重要であるため、数１６のようになる。

受信信号Ｖ_ｒ（ｔ）についても、アジマス圧縮の参照関数と同様に、数１７のように表すことができる。なお、受信信号には、信号の減衰や散乱強度等によって定められるスケールファクタαが含まれる点で、参照関数とは異なる式となっている。

ＳＡＲにより撮像した目標物が移動している場合を考える。この場合、参照関数における目標物の速度と、受信信号における目標物の速度とが一致しない可能性がある。そこで、参照関数における目標物の速度と、受信信号における目標物の速度とを別の変数を用いて表す。

まず、目標物のアジマス方向の速度が異なる場合を考える。ここでは、簡単のため、目標物のレンジ方向の速度は同じであるとする。
数１５に示すように、目標物のアジマス方向の速度ｖ_ａは、ａ_０，ａ_１，ａ_２のうち、ａ_２にのみ含まれる。そこで、ｖ_ａを目標物の真のアジマス方向の速度、ｖ_ａ’を目標物のアジマス方向の予測速度として、数１８のようにａ_２’を定義する。

そして、参照関数における目標物のアジマス方向の速度は予測速度ｖ_ａ’であり、受信信号における目標物のアジマス方向の速度は真の速度ｖ_ａであるとする。すると、数１６に示す参照関数は、数１９のようになる。なお、受信信号は数１７に示すままである。

数１９に示す参照関数Ｖ_０ ^ａｚの複素共役をＶ^＊とし、数１７に示す受信信号Ｖ_ｒを受信信号Ｖ_ｒとして、数１１に示すマッチドフィルタに代入して式変形すると、数２０が得られる。なお、数２０を導く方法については後の実施の形態で説明する。

ここで、ｊは、虚数単位である。ｐは、積分のオペレータである。

次に、目標物のレンジ方向の速度が異なる場合を考える。ここでは、簡単のため、目標物のアジマス方向の速度は同じであるとする。
数１５に示すように、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒは、ａ_０，ａ_１，ａ_２のうち、ａ_１にのみ含まれる。そこで、ｖ_ｒを目標物の真のレンジ方向の速度、ｖ_ｒ’を目標物のレンジ方向の予測速度として、ａ_１’＝ｖ_ｒ’と定義する。
そして、参照関数における目標物のレンジ方向の速度は予測速度ｖ_ｒ’であり、受信信号における目標物のレンジ方向の速度は真の速度ｖ_ｒであるとする。すると、数１６に示す参照関数は、数２１のようになる。なお、受信信号は数１７に示すままである。

数２１に示す参照関数Ｖ_０ ^ａｚの複素共役をＶ^＊とし、数１７に示す受信信号Ｖ_ｒを受信信号Ｖ_ｒとして、数１１に示すマッチドフィルタに代入して式変形すると、数２２が得られる。なお、数２２を導く方法については後の実施の形態で説明する。

数２０と数２２とを得たことにより、少ない計算量で高精度に目標物の速度を特定することが可能になる。

実施の形態２．
実施の形態２では、数２０に基づき、目標物のアジマス方向の速度を、少ない計算量で効率的に特定する方法について説明する。

リフォーカスＩＳＡＲでは、複数のアジマス圧縮の参照関数を生成する際における目標物の予測速度の変化幅を小さくすればするほど、高精度に目標物の速度を特定し得る。一方で、目標物の予測速度の変化幅を小さくすればするほど、計算量が多くなってしまう。
これまで、リフォーカスＩＳＡＲを用いて目標物の速度を特定する際、目標物の予測速度の変化幅をどの程度にすればよいかという指針を得ることができなかった。しかし、数２０を用いることで、リフォーカスＩＳＡＲを用いて目標物の速度を特定する際、目標物の予測速度の変化幅をどの程度にすればよいか決定することができる。

図１は、数２０から得られる、目標物のアジマス方向の予測速度ｖ_ａ’と振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚとの関係を示した図である。図１では、横軸に目標物のアジマス方向の予測速度ｖ_ａ’をとり、縦軸に振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚをとっている。
なお、図１では、振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚの最大値を１に正規化している。また、目標物のアジマス方向の真の速度ｖ_ａを０としている。また、図１では、ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度Ｖ_ｐ、合成開口中心でのＳＡＲと目標物との距離Ｒ_０、ＳＡＲから放射される電波の波長λ、合成開口時間τを所定の値としている。
また、以下の説明において、正のアジマス方向速度は、ＳＡＲ搭載機の進行方向への速度であり、負のアジマス方向速度は、ＳＡＲ搭載機の進行方向と逆方向への速度である。また、正のレンジ方向速度は、ＳＡＲから離れるレンジ方向への速度であり、負のレンジ方向速度は、ＳＡＲへ近づくレンジ方向への速度である。

ここで、目標物のアジマス方向の真の速度ｖ_ａを０以外のどの値としても、図１に示すグラフの形状は変化せず、グラフが横軸方向へ平行移動するだけである。つまり、ＳＡＲ搭載機の速度Ｖ_ｐ、距離Ｒ_０、電波の波長λ、合成開口時間τが決まれば、グラフの形状は定まる。ＳＡＲ搭載機の速度Ｖ_ｐ、距離Ｒ_０、電波の波長λ、合成開口時間τはＳＡＲ画像の観測条件であり、ＳＡＲ画像を撮像する時点において、決まっている情報である。そこで、図１に示すように、目標物のアジマス方向の真の速度ｖ_ａを任意の値として、目標物のアジマス方向の予測速度ｖ_ａ’と振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚとの関係を示したグラフを描く。
次に、描いたグラフにおける最大振幅値が２番目に高い山Ｍ_２の頂Ｔ_２の振幅値Ｖ_２よりも大きい振幅値Ｖ_ａを任意に選択する。例えば、ここでは、最大値の１／２である振幅値０．５をＶ_ａとして選択する。描いたグラフにおいて、振幅値が選択した振幅値Ｖ_ａ以上となる予測速度ｖ_ａ’の範囲を特定し、その速度幅Δｖ_ａを特定する。
この速度幅Δｖ_ａを刻み幅（変化幅）として、目標物の予測速度を変化させて参照関数を生成した場合、少なくとも１つ（高々２つ）の参照関数に基づきアジマス圧縮を行った場合の振幅値はＶ_ａ以上となる。
ここでは、例えば、予測速度ｖ_ｘにおいて振幅値がＶ_ａ以上となったとする。すると、予測速度ｖ_ｘの前後Δｖ_ａ／２の速度範囲に、目標物の速度が入ることが分かる。つまり、速度幅Δｖ_ａを刻み幅として目標物の予測速度を変化させて参照関数を生成することにより、目標物の速度範囲を速度幅Δｖ_ａに絞り込むことができる。
そして、絞り込んだ速度範囲について、細かい刻み幅で予測速度を変化させて、参照関数を生成し、高精度に目標物の速度を特定する。

図２は、実施の形態２に係る目標物速度特定装置１の機能を示す機能ブロック図である。
目標物速度特定装置１は、データ入力部２、刻み幅特定部３、予測速度入力部４、参照関数生成部５、アジマス圧縮処理部６、振幅値算出部７、速度特定部８を備える。なお、予測速度入力部４、参照関数生成部５、アジマス圧縮処理部６、振幅値算出部７、速度特定部８を特定処理実行部と呼ぶ。

図３、図４は、実施の形態２に係る目標物速度特定装置１の動作を示すフローチャートである。目標物速度特定装置１の動作は、大きく２段階に分けられる。１段階目は、図３に示す処理であり、目標物の速度範囲を絞り込む範囲限定処理である。２段階目は、図４に示す処理であり、絞り込んだ速度範囲における目標物の速度を確定する速度確定処理である。

範囲限定処理について説明する。
（Ｓ１：データ入力処理）
データ入力部２は、ＳＡＲが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データ（レンジ圧縮後の画像情報）を入力装置により入力して記憶装置に記憶する。
ここで、データ入力部２は、目標物を撮像した際の観測情報である、ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度Ｖ_ｐ、合成開口中心でのＳＡＲと目標物との距離Ｒ_０、ＳＡＲから放射される電波の波長λ、合成開口時間τも併せて入力する。
なお、レンジ圧縮後データは、アジマス圧縮後のデータを、アジマス圧縮する際に使用した参照関数を用いてアジマス解凍（アジマス圧縮の逆計算）して生成したデータであってもよい。

（Ｓ２：刻み幅特定処理）
刻み幅特定部３は、（Ｓ１）で入力したＳＡＲ搭載機の速度Ｖ_ｐ、距離Ｒ_０、電波の波長λ、合成開口時間τと、数２０とから、上述したように速度幅Δｖ_ａ（以下、Δｖ_ａ１と呼ぶ）を刻み幅として処理装置により計算する。
刻み幅特定部３は、ＳＡＲ搭載機の速度Ｖ_ｐ、距離Ｒ_０、電波の波長λ、合成開口時間τと、任意のアジマス方向の速度ｖ_ａとを数２０に代入することにより、刻み幅を計算してもよい。また、刻み幅特定部３は、図１に基づく説明のように、グラフを描き、描いたグラフから刻み幅を計算してもよい。

（Ｓ３：予測速度入力処理）
予測速度入力部４は、目標物についてのレンジ方向の予測速度と、複数のアジマス方向の予測速度とを処理装置により入力して記憶装置に記憶する。
予測速度入力部４は、レンジ方向の予測速度については、目標物が取り得ると考えられる速度を任意に１つ入力する。一方、予測速度入力部４は、アジマス方向の予測速度については、（Ｓ２）で特定した刻み幅Δｖ_ａ１毎に、目標物が取り得ると考えられる速度範囲における予測速度を入力する。
なお、目標物が取り得ると考えられる速度範囲とは、船、車等、対象としている目標物によって決めればよい。例えば、目標物が１００ｋｍ／ｈの速度がでるのであれば、目標物が取り得ると考えられる速度範囲は±１００ｋｍ／ｈである。したがって、この場合、予測速度入力部４は、±１００ｋｍ／ｈの範囲内の適当な速度をレンジ方向の予測速度として１つ入力する。また、予測速度入力部４は、例えば刻み幅が２０ｋｍ／ｈであれば、±１００ｋｍ／ｈの範囲内の速度を２０ｋｍ／ｈ毎にアジマス方向の予測速度として入力する。つまり、例えば、予測速度入力部４は、−１００，−８０，−６０，・・・，＋６０，＋８０，＋１００ｋｍ／ｈをアジマス方向の予測速度として入力する。

（Ｓ４：参照関数生成処理）
参照関数生成部５は、（Ｓ３）で入力したレンジ方向の予測速度及び複数のアジマス方向の予測速度に基づき、アジマス方向の予測速度毎に、参照関数（例えば、数１６参照）を処理装置により生成する。これにより、複数の参照関数が生成される。

（Ｓ５：アジマス圧縮処理）
アジマス圧縮処理部６は、（Ｓ４）で生成した各参照関数に基づき、（Ｓ１）で入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成する。

（Ｓ６：振幅値算出処理）
振幅値算出部７は、（Ｓ５）で生成した各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を処理装置により算出する。

（Ｓ７：速度特定処理）
速度特定部８は、（Ｓ６）で算出した目標物の画像の振幅値が最大のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を処理装置により特定する。さらに、速度特定部８は、特定した参照関数を生成する場合に使用したアジマス方向の予測速度を処理装置により特定する。そして、速度特定部８は、特定した予測速度の前後Δｖ_ａ１／２の範囲を、目標物のアジマス方向の速度範囲として特定する。

速度確定処理について説明する。
（Ｓ８：予測速度入力処理）
予測速度入力部４は、（Ｓ７）で特定した速度範囲について、刻み幅Δｖ_ａ１よりも狭い刻み幅Δｖ_ａ２毎に複数のアジマス方向の予測速度を入力装置により入力して記憶装置に記憶する。
刻み幅Δｖ_ａ２は、目標物の速度をどの程度の精度で特定したいかに応じて決定すればよい。例えば、刻み幅Δｖ_ａ２は、１ｋｍ／ｈや０．１ｋｍ／ｈ等である。

（Ｓ９：参照関数生成処理）
（Ｓ３）で入力したレンジ方向の予測速度と、（Ｓ８）で入力した複数のアジマス方向の予測速度とに基づき、アジマス方向の予測速度毎に、参照関数（例えば、数１６参照）を処理装置により生成する。これにより、複数の参照関数が生成される。
（Ｓ１０：アジマス圧縮処理）
アジマス圧縮処理部６は、（Ｓ９）で生成した各参照関数に基づき、（Ｓ１）で入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成する。

（Ｓ１１：振幅値算出処理）
振幅値算出部７は、（Ｓ１０）で生成した各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を処理装置により算出する。

（Ｓ１２：速度特定処理）
速度特定部８は、（Ｓ１１）で算出した目標物の画像の振幅値が最大のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を処理装置により特定する。そして、速度特定部８は、特定した参照関数を生成する場合に使用したアジマス方向の予測速度を、目標物のアジマス方向の速度として処理装置により特定する。

以上のように、実施の形態２に係る目標物速度特定装置１では、数２０を用いることで、リフォーカスＩＳＡＲを用いて目標物の速度を特定する際に用いる、目標物の予測速度の刻み幅を決定することができる。
特に、実施の形態２に係る目標物速度特定装置１では、数２０に基づき決定された粗い刻み幅で、粗精度な探索を行うことにより、目標物のアジマス方向の速度範囲を絞り込む。そして、絞り込んだ範囲についてのみ、細かい刻み幅で、高精度な探索を行うことにより、全範囲を高精度な探索を行った場合と同じレベルの精度で、目標物のアジマス方向の速度を特定することができる。つまり、少ない計算量で高精度な速度特定ができる。

なお、上記説明においては、（Ｓ３）で入力するレンジ方向の予測速度は１つであるとした。これは、数２０により描かれるグラフの形状はレンジ方向の速度の影響を受けないため、レンジ方向の予測速度は任意の速度が１つあれば十分なためである。
しかし、ノイズの影響等により、（Ｓ３）で入力したンジ方向の予測速度によっては、正確な速度を特定できないことも考えられる。そこで、（Ｓ３）で複数のレンジ方向の予測速度を入力し、（Ｓ４）や（Ｓ９）で各アジマス方向の速度毎、レンジ方向の速度毎に参照関数を生成してもよい。そして、（Ｓ６）や（Ｓ１１）では、各参照関数に基づき生成されたアジマス圧縮後の画像データにおける目標物の振幅値を計算し、計算した振幅値についてアジマス方向の予測速度毎に平均値を計算してもよい。
これにより、一部のレンジ方向速度の信号に対して影響を与えたノイズ等の影響が小さくなり、速度特定の精度を高くすることができる。

実施の形態３．
実施の形態３では、数２２に基づき、目標物のレンジ方向速度を、少ない計算量で効率的に特定する方法について説明する。

図５は、数２２から得られる、目標物のアジマス方向の予測速度ｖ_ｒ’と振幅値Ｖ_０ ^ｖｒｇとの関係を示した図である。図５では、横軸に目標物のレンジ方向の予測速度ｖ_ｒ’をとり、縦軸に振幅値Ｖ_０ ^ｖｒｇをとっている。
なお、図５では、振幅値Ｖ_０ ^ｖｒｇの最大値を１に正規化している。また、目標物のレンジ方向の真の速度ｖ_ｒを０としている。また、図１では、ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度Ｖ_ｐ、合成開口中心でのＳＡＲと目標物との距離Ｒ_０、ＳＡＲから放射される電波の波長λ、合成開口時間τを所定の値としている。

数２２及び図５から分かるように、数２２は、目標物の予測速度ｖ_ｒ’が目標物の真のレンジ方向速度ｖ_ｒである場合に振幅値Ｖ_０ ^ｖｒｇが最大値となる、絶対値を含む一次関数である。
そこで、目標物の真のレンジ方向速度ｖ_ｒよりも遅い側の一次関数（図５においては、予測速度ｖ_ｒ’が負となる側）と速い側の一次関数（図５においては、予測速度ｖ_ｒ’が正となる側）とを連立させて、振幅値Ｖ_０ ^ｖｒｇが最大値となる目標物の真のレンジ方向速度ｖ_ｒを求める。例えば、図５における予測速度ｖ_ｒ１’の振幅値をＰ_１とし、予測速度ｖ_ｒ２’の振幅値Ｐ_２とすると、振幅値Ｐ_１及びＰ_２は数２３のように表せる。なお、ｖ_ｒ１’＜ｖ_ｒ＜ｖ_ｒ２’である。

そして、数２３から数２４が得られる。

数２４において、αは、任意に設定される値であり、ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_Ｐと距離Ｒ_０と合成開口時間τとは、ＳＡＲ画像の観測条件であるため、予め分かっている。そのため、予測速度ｖ_ｒ１’、振幅値をＰ_１、予測速度ｖ_ｒ２’、振幅値Ｐ_２が分かれば、数２４に基づき、目標物の真のレンジ方向速度ｖ_ｒを計算することができる。

図６は、実施の形態３に係る目標物速度特定装置１の機能を示す機能ブロック図である。図６に示す目標物速度特定装置１は、刻み幅特定部３を備えていない点を除き、図２に示す目標物速度特定装置１と同じ構成である。

図７は、実施の形態３に係る目標物速度特定装置１の動作を示すフローチャートである。
（Ｓ２１：データ入力処理）
データ入力部２は、図３の（Ｓ１）と同様に、ＳＡＲが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力装置により入力して記憶装置に記憶する。

（Ｓ２２：予測速度入力処理）
予測速度入力部４は、目標物についての２つのレンジ方向の予測速度と、アジマス方向の速度とを処理装置により入力して記憶装置に記憶する。
予測速度入力部４は、レンジ方向の予測速度については、真の速度ｖ_ｒよりも遅い速度ｖ_ｒ１’と速い速度ｖ_ｒ２’とを１つずつ入力する。なお、真の速度ｖ_ｒよりも遅い速度とは、真の速度ｖ_ｒよりも速度の値が小さい速度のことである。例えば、真の速度ｖ_ｒが０ｋｍ／ｈであれば、０よりも小さい−１０ｋｍ／ｈや−５０ｋｍ／ｈ等である。一方、真の速度ｖ_ｒよりも速い速度とは、真の速度ｖ_ｒよりも速度の値が大きい速度のことである。例えば、真の速度ｖ_ｒが０ｋｍ／ｈであれば、０よりも大きい１０ｋｍ／ｈや５０ｋｍ／ｈ等である。真の速度ｖ_ｒよりも遅い速度と速い速度とは、例えば、目標物の取り得る速度が±１００ｋｍ／ｈであれば、±１５０ｋｍ／ｈとしてしまえばよい。
予測速度入力部４は、アジマス方向の速度については、実施の形態２等の方法により特定した速度を入力する。なお、アジマス方向の速度について、任意の予測速度を１つ入力してもよいが、正確な速度を入力する方が望ましい。

（Ｓ２３：参照関数生成処理）
参照関数生成部５は、（Ｓ２２）で入力した２つのレンジ方向の予測速度及びアジマス方向の速度に基づき、レンジ方向の予測速度毎に、参照関数（例えば、数１６参照）を処理装置により生成する。これにより、２つの参照関数が生成される。

（Ｓ２４：アジマス圧縮処理）
アジマス圧縮処理部６は、（Ｓ２３）で生成した各参照関数に基づき、（Ｓ２１）で入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し２つのアジマス圧縮後データを処理装置により生成する。

（Ｓ２５：振幅値算出処理）
振幅値算出部７は、（Ｓ２４）で生成した２つのアジマス圧縮後データそれぞれにおける目標物の画像の振幅値を処理装置により算出する。これにより、振幅値Ｐ_１，Ｐ_２が算出される。

（Ｓ２６：速度特定処理）
速度特定部８は、数２４へ、（Ｓ２１）で入力した速度ｖ_ｐ、距離Ｒ_０と、合成開口時間τと、（Ｓ２２）で入力した速度ｖ_ｒ１’、速度ｖ_ｒ２’と、（Ｓ２５）で算出した振幅値Ｐ_１，Ｐ_２とを代入して、真の速度ｖ_ｒを処理装置により計算する。

以上のように、実施の形態３に係る目標物速度特定装置１では、数２２を用いることで、２つの予測速度に基づきアジマス圧縮後の画像データを生成するだけで、目標物のレンジ方向の速度を特定することができる。つまり、少ない計算量で速度特定ができる。

なお、上記説明においては、（Ｓ２２）でレンジ方向の予測速度について、真の速度ｖ_ｒよりも遅い速度と速い速度とを１つずつ入力し、真の速度ｖ_ｒよりも遅い側の一次関数と真の速度ｖ_ｒよりも速い側の一次関数とを連立させて真の速度ｖ_ｒを求めた。
しかし、ノイズの影響等により、レンジ方向の予測速度と、その予測速度から計算される振幅値とをプロットした場合、図５に示すような綺麗な一次関数にはならず、図８に示すようにばらつきが出る可能性がある。そこで、（Ｓ２２）で真の速度ｖ_ｒよりも遅い２つ以上の速度と速い２つ以上の速度とを予測速度として入力してもよい。そして、真の速度ｖ_ｒよりも遅い２つ以上の速度と、これらの各速度から計算される振幅値とから、真の速度ｖ_ｒよりも遅い側の一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ａ_１ｖ_ｒ＋ａ_２（ここで、ａ_１，ａ_２は定数）を最小二乗法等によって計算する。同様に、真の速度ｖ_ｒよりも速い２つ以上の速度と、これらの各速度から計算される振幅値とから、真の速度ｖ_ｒよりも速い側の一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｂ_１ｖ_ｒ＋ｂ_２（ここで、ｂ_１，ｂ_２は定数）を最小二乗法等によって計算する。これにより、各一次関数をより正確に特定することができる。特定した２つの一次関数を連立させて、真の速度ｖ_ｒを計算すればよい。

また、（Ｓ２２）で真の速度ｖ_ｒよりも遅い速度と速い速度とを少なくとも１つずつ含む、３つ以上の予測速度を入力してもよい。そして、３つ以上の予測速度から最小二乗法やスプライン補間等により二次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｃ_１ｖ_ｒ ^２＋ｃ_２ｖ_ｒ＋ｃ_３（ここで、ｃ_１，ｃ_２，ｃ_３は定数）を計算し、計算した二次関数の底における予測速度を、真の速度ｖ_ｒとして特定してもよい。

なお、真の速度ｖ_ｒを求める際、目標物の取り得る速度範囲における振幅値の差が大きいほど、ノイズ等の影響による誤差を小さくできる。例えば、図５では、速度範囲±１００ｋｍ／ｈにおける振幅値は概ね０．８４〜１、すなわち振幅値の差は０．１６である。速度範囲における振幅値の差が小さいということは、一次関数の傾きが緩やかであることになる。そのため、ノイズ等で振幅値に少し誤差が含まれただけで、特定した速度に大きな誤差が発生することになる。
そこで、速度範囲における振幅値の差が大きく、すなわち、一次関数の傾きが急になるようにＳＡＲ搭載機の設計をしてもよい。具体的には、一次関数の傾きを急にするために、数２２におけるＲ_０／ｖ_Ｐ ^２の値が大きくなるように、Ｒ_０を大きく、ｖ_Ｐを小さく設計すればよい。

実施の形態４．
実施の形態４では、数２０と数２２とを導く方法について説明する。

数２０と数２２とはいずれもアジマス圧縮についての式である。ここで、参照関数と、受信信号とをマッチドフィルタへ入力することにより、振幅値（電圧）を計算する処理であるという点においては、レンジ圧縮とアジマス圧縮とは同じである。
そこで、実施の形態４では、まず参考として、第１に、レンジ圧縮について説明する（非特許文献１参照）。そして、第２に、本題であるアジマス圧縮について説明する。特に、第２−１として、目標物の真の速度と、予測速度とに差異がない場合について説明する。第２−２として、目標物のアジマス方向における真の速度と、予測速度とに差異がある場合について説明する。第２−３として、目標物のレンジ方向における真の速度と、予測速度とに差異がある場合について説明する。さらに、第３に、まとめとして、第２−２の結果から数２０を導き、第２−３の結果から数２２を導く。

＜第１．レンジ圧縮＞
実施の形態１で説明したように、マッチドフィルタは数１１により表される。また、レンジ圧縮の参照関数Ｖ（ｔ）は数２５のように表され、受信信号Ｖ_ｒ（ｔ）は数２６のように表される。

ここで、Ｖは、振幅値である。ｔは、時刻である。Ａ（ｔ）は、−τ／２≦ｔ≦τ／２であれば１、他の場合には０となる関数である。なお、τは、合成開口時間である。ｊは、虚数単位である。ｆ_ｃは、中心周波数である。Ｋは、チャープ率である。αは、スケールファクタである。ｔ_Ｒは、ＳＡＲから送信された信号が目標物で反射して戻るまでの遅延時間である。

数２５に示す参照関数Ｖの複素共役をＶ^＊とし、数２６に示す受信信号Ｖ_ｒを受信信号Ｖ_ｒとして、数１１に示すマッチドフィルタに代入すると、数２７となる。

図９は、数２７における積分部分Ａ（数２８）の積分範囲の説明図である。図９に示すように、数２８は、ｔ_Ｒ≧ｔとｔ_Ｒ＜ｔとの２つの場合に分けて計算される。

ｔ_Ｒ≧ｔの場合、数２８は数２９のように計算される。

一方、ｔ_Ｒ＜ｔの場合、数２８は数３０のように計算される。

つまり、ｔ_Ｒ≧ｔとｔ_Ｒ＜ｔとのどちらの場合も結果は同じになる。したがって、数２７を数３１のように変換できる。なお、数３１はｓｉｎｃ関数である。

“τ−｜ｔ−ｔ_Ｒ｜”の物理的な解釈について説明する。
図１０は、“τ−｜ｔ−ｔ_Ｒ｜”の説明図である。図１０に示すように、τ−｜ｔ−ｔ_Ｒ｜は、参照関数と受信信号との相関の程度を表す。観測量である受信信号とは異なり、参照関数は、その開始と終了時刻を任意に定めることができる。そのため、一旦ＳＡＲシステムの相関量が設定されれば、“｜ｔ−ｔ_Ｒ｜”における焦点ｔの位置によって相関量は変化しないので、“τ−｜ｔ−ｔ_Ｒ｜”は定数として扱うことができる。つまり、“τ−｜ｔ−ｔ_Ｒ｜”における“ｔ”を時刻ｔと切り離して考えることができる。
したがって、“τ−｜ｔ−ｔ_Ｒ｜”における“ｔ”を“ｔ_０”とすることで、数３１を数３２のように変換できる。

そして、一般的なＳＡＲシステムでは、参照関数と受信信号とは大部分で相関するため、｜ｔ_０−ｔ_Ｒ｜はτに比べて非常に小さい（｜ｔ_０−ｔ_Ｒ｜＜＜τ）。そのため、数３２を数３３のように変換できる。

＜第２．アジマス圧縮＞
＜第２−１．目標物の真の速度と、予測速度とに差異がない場合＞
第１の説明と同じ流れで計算を進める。
実施の形態１で説明したように、マッチドフィルタは数１１により表される。また、アジマス圧縮の参照関数は数１６のように表され、受信信号は数１７のように表される。
ここで、数１６に示す参照関数におけるａ_０の項は時刻ｔから独立しており、マッチドフィルタにおいては重要でない。そこで、数１６に示す参照関数におけるａ_０の項を除くことにより、数３４が得られる。

なお、受信信号にはａ_０の項の成分が含まれるため、数１７に示す受信信号からはａ_０の項を除かず、そのままとする。

数３４に示す参照関数Ｖ^ａｚの複素共役をＶ^＊とし、数１７に示す受信信号Ｖ_ｒを受信信号Ｖ_ｒとして、数１１に示すマッチドフィルタに代入すると、数３５となる。

図１１は、数３５における積分部分Ｂ（数３６）の積分範囲の説明図である。図１１に示すように、数３６は、０≧ｔと０＜ｔとの２つの場合に分けて計算される。

０≧ｔの場合、数３６は数３７のように計算される。

一方、０＜ｔの場合、数３６は数３８のように計算される。

つまり、０≧ｔと０＜ｔとのどちらの場合も結果は同じになる。したがって、数３５を数３９のように変換できる。

“τ−｜ｔ｜”は、第１の説明で述べた“τ−｜ｔ−ｔ_Ｒ｜”と同様の物理的な解釈ができる。したがって、“τ−｜ｔ｜”における“ｔ”を“ｔ_０”とすることで、数３９を数４０のように変換できる。

そして、一般的なＳＡＲシステムでは、参照関数と受信信号とは大部分で相関するため、｜ｔ_０｜はτに比べて非常に小さい（｜ｔ_０｜＜＜τ）。そのため、数４０を数４１のように変換できる。

＜第２−２．目標物のアジマス方向における真の速度と、予測速度とに差異がある場合＞
実施の形態１で説明したように、目標物のアジマス方向の速度ｖ_ａは、ａ_０，ａ_１，ａ_２のうち、ａ_２にのみ含まれ、ｖ_ａを目標物の真のアジマス方向の速度、ｖ_ａ’を目標物のアジマス方向の予測速度として、数１８のようにａ_２’を定義する。そして、参照関数における目標物のアジマス方向の速度は予測速度ｖ_ａ’であり、受信信号における目標物のアジマス方向の速度は真の速度ｖ_ａであるとする。
すると、数３４に示す参照関数Ｖ^ａｚは、数４２に示す参照関数Ｖ^ｖａｚに変換できる。

以降、第２−１の説明と同じ流れで計算を進める。
まず、数４２に示す参照関数Ｖ^ｖａｚの複素共役を参照関数Ｖ^＊とし、数１７に示す受信信号Ｖ_ｒを受信信号Ｖ_ｒとして、数１１に示すマッチドフィルタに代入すると、数４３となる。

数４３における積分部分Ｃ（数４４）は、図１１に基づき説明した通り、０≧ｔと０＜ｔとの２つの場合に分けて計算される。

Δ＝ａ_２−ａ_２’とし、０≧ｔの場合、数４４は数４５のように計算される。

これは、Δ＜０に対応するものであり、Δ≧０の場合は、数４６のように計算される。

一方、０＜ｔの場合、数４４はΔの符号に応じて数４７、および数４８のように計算される。

次に、ｔの符号に注意すると、数４５と数４７を数４９のように変換できる。

これは、Δ＜０の場合に相当し、Δ≧０の場合は、数４６と数４８を数５０のように変換できる。

ここで、数４９と数５０とそれぞれを数４３の積分値に代入すると、それぞれ数５１と数５２のように変換できる。

ｔ＝０とし、絶対値を取ると、数５１と数５２から数５３が得られる。

＜第２−３．目標物のレンジ方向における真の速度と、予測速度とに差異がある場合＞
実施の形態１で説明したように、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ａは、ａ_０，ａ_１，ａ_２のうち、ａ_１にのみ含まれ、ｖ_ｒを目標物の真のレンジ方向の速度、ｖ_ｒ’を目標物のレンジ方向の予測速度として、ａ_１’＝ｖ_ｒ’と定義する。そして、参照関数における目標物のレンジ方向の速度は予測速度ｖ_ｒ’であり、受信信号における目標物のレンジ方向の速度は真の速度ｖ_ｒであるとする。
すると、受信信号における相対距離Ｒ_ｒ（ｔ）及び参照関数における相対距離Ｒ（ｔ）と、目標物がレンジ方向に移動していない場合におけるＳＡＲと目標物との相対距離Ｒ_ｓ（ｔ）とは、数５４のように表せる。

なお、ここでは、アジマス方向の速度は同じであるとする。特に、ここでは、簡単のため、目標物のアジマス方向の速度は０であるとし、数１５に示すａ_２は、ａ_２＝ｖ_Ｐ ^２／Ｒ_０とする。

図１２は、数５４に示す相対距離Ｒ_ｒ（ｔ）、相対距離Ｒ（ｔ）、相対距離Ｒ_ｓ（ｔ）を示す図である。
図１２に示すように、相対距離Ｒ_ｒ（ｔ）、相対距離Ｒ（ｔ）、相対距離Ｒ_ｓ（ｔ）の底の位置がずれる。なお、相対距離Ｒ_ｒ（ｔ）と相対距離Ｒ（ｔ）とのＲ（ｔ）軸におけるずれ、すなわちレンジ方向におけるずれは定数であり、時刻ｔから独立しているため重要ではない。そこで、ここでは、目標物のレンジ方向における真の速度と、予測速度との差異は、相対距離Ｒ_ｒ（ｔ）と相対距離Ｒ（ｔ）との時刻軸におけるずれ、すなわちアジマス方向におけるずれのみを引き起こすものとして考える。すると、時刻軸におけるずれ量Δｔは、数５５である。

相対距離Ｒ（ｔ）に数５５に示すａ_１’を代入すると、数５６が得られる。

すると、数５５に示す相対距離Ｒ（ｔ）から、数３４に示す参照関数Ｖ^ａｚは、数５７に示す参照関数Ｖ^ｖｒｇに変換できる。

以降、第２−１の説明と同じ流れで計算を進める。
まず、数５７に示す参照関数Ｖ^ｖｒｇの複素共役を参照関数Ｖ^＊とし、数１７に示す受信信号Ｖ_ｒを受信信号Ｖ_ｒとして、数１１に示すマッチドフィルタに代入すると、数５８となる。

数５８における積分部分Ｄ（数５９）は、積分部分Ａ，Ｂ，Ｃと同様の理由から、０≧ｔ＋Δｔと０＜ｔ＋Δｔとの２つの場合に分けて計算される。

０≧ｔ＋Δｔの場合、数５９は数６０のように計算される。

一方、０＜ｔ＋Δｔの場合、数５９は数６１のように計算される。

つまり、０≧ｔ＋Δｔと０＜ｔ＋Δｔとのどちらの場合も結果は同じになる。したがって、数５８を数６２のように変換できる。

“τ−｜ｔ＋Δｔ｜”は、レンジ圧縮における説明で述べた“τ−｜ｔ−ｔ_Ｒ｜”と同様の物理的な解釈ができる。したがって、“τ−｜ｔ＋Δｔ｜”における“ｔ”を“ｔ_０”とすることで、数６２を数６３のように変換できる。

さらに、絶対値をとると数６３を数６４のように変換できる。

そして、ｔ_０＝０とすると、数６４を数６５のように変換できる。

数６５において、数６６に示す部分（Ｅ）によって振幅値の最大値の位置が決定される。しかし、振幅値の最大値の位置はここでは重要ではないので、（Ｅ）を１として数６５を簡単化すると数６７が得られる。

＜第３．まとめ＞
数６８であるため、第２−２の結果である数４８から数２０が得られる。

また、数６９であるため、第２−３の結果である数６７から数２２が得られる。

次に、実施の形態における目標物速度特定装置１のハードウェア構成について説明する。
図１３は、目標物速度特定装置１のハードウェア構成の一例を示す図である。
図１３に示すように、目標物速度特定装置１は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、ＬＣＤ９０１（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、キーボード９０２（Ｋ／Ｂ）、通信ボード９１５、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。磁気ディスク装置９２０（固定ディスク装置）の代わりに、光ディスク装置、メモリカード読み書き装置などの記憶装置でもよい。磁気ディスク装置９２０は、所定の固定ディスクインタフェースを介して接続される。

磁気ディスク装置９２０又はＲＯＭ９１３などには、オペレーティングシステム９２１（ＯＳ）、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１、オペレーティングシステム９２１、ウィンドウシステム９２２により実行される。

プログラム群９２３には、上記の説明において「データ入力部２」、「刻み幅特定部３」、「予測速度入力部４」、「参照関数生成部５」、「アジマス圧縮処理部６」、「振幅値算出部７」、「速度特定部８」等として説明した機能を実行するソフトウェアやプログラムやその他のプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
ファイル群９２４には、上記の説明において「レンジ圧縮後データ」、「刻み幅」、「予測速度」、「参照関数」、「アジマス圧縮後データ」、「振幅値」等情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「データベース」の各項目として記憶される。「データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリなどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのＣＰＵ９１１の動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示のＣＰＵ９１１の動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。

また、上記の説明におけるフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、その他光ディスク等の記録媒体やＩＣチップに記録される。また、データや信号は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体や電波によりオンライン伝送される。
また、上記の説明において「〜部」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」、「〜手段」、「〜機能」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。また、「〜装置」として説明するものは、「〜回路」、「〜機器」、「〜手段」、「〜機能」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。さらに、「〜処理」として説明するものは「〜ステップ」であっても構わない。すなわち、「〜部」として説明するものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、ＲＯＭ９１３等の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。すなわち、プログラムは、上記で述べた「〜部」としてコンピュータ等を機能させるものである。あるいは、上記で述べた「〜部」の手順や方法をコンピュータ等に実行させるものである。

１ 目標物速度特定装置、２ データ入力部、３ 刻み幅特定部、４ 予測速度入力部、５ 参照関数生成部、６ アジマス圧縮処理部、７ 振幅値算出部、８ 速度特定部。

Claims (31)

1. ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定装置であり、
   ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐ、合成開口中心でのＳＡＲと目標物との距離Ｒ_０、ＳＡＲから放射される電波の波長λ、合成開口時間τという観測条件でＳＡＲが観測した目標物のデータを入力するデータ入力部と、
   ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と電波の波長λと合成開口時間τと目標物のアジマス方向の予測速度ｖ_ａ’とを用いて表された振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚの関数に、前記データ入力部が入力したデータの観測条件であるＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と電波の波長λと合成開口時間τとを入力し、予測速度ｖ_ａ’に対応する振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚを計算して、前記振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚが所定の値以上になるアジマス方向の予測速度ｖ_ａ’の範囲を処理装置により特定し、特定した範囲の速度幅以下の速度幅を刻み幅Δｖ_ａ１とする刻み幅特定部と、
   前記刻み幅特定部が特定した刻み幅Δｖ_ａ１を用いて、目標物のアジマス方向の速度を処理装置により特定する特定処理実行部と
   を備えることを特徴とする目標物速度特定装置。
2. 前記刻み幅特定部は、数１に示す振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚの関数に、前記データ入力部が入力したデータの観測条件であるＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と電波の波長λと合成開口時間τとを入力するとともに、目標物の速度ｖ_ａとしてある値を入力し、予測速度ｖ_ａ’に対応する振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚを計算する
   ことを特徴とする請求項１に記載の目標物速度特定装置。
   

   
3. 前記刻み幅特定部は、数１に示す関数に基づき、アジマス方向の予測速度毎に振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚの値をプロットして得られるグラフにおいて、頂における振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚが２番目に大きくなる山の前記頂における振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚよりも大きい値を前記所定の値とする
   ことを特徴とする請求項２に記載の目標物速度特定装置。
4. 前記データ入力部は、目標物のデータとして、レンジ圧縮されたレンジ圧縮後データを入力し、
   前記特定処理実行部は、
   目標物について、レンジ方向の予測速度を入力するとともに、前記刻み幅特定部が特定した刻み幅Δｖ_ａ１毎にアジマス方向の予測速度を入力する予測速度入力部と、
   前記予測速度入力部が入力したレンジ方向の予測速度及び複数のアジマス方向の予測速度に基づき、前記アジマス方向の予測速度毎に、前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を処理装置により生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成部と、
   前記参照関数生成部が生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力部が入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理部と、
   前記アジマス圧縮処理部が生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を処理装置により算出する振幅値算出部と、
   前記振幅値算出部が算出した前記目標物の画像の振幅値が最大のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を、前記参照関数生成部が生成したときに使用したアジマス方向の予測速度の前後Δｖ_ａ１／２の範囲内に目標物のアジマス方向の速度が入ると処理装置により特定する速度特定部と
   を備えることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の目標物速度特定装置。
5. 前記予測速度入力部は、前記速度特定部が特定した速度の前後、前記刻み幅Δｖ_ａ１／２の速度範囲について、前記刻み幅Δｖ_ａ１よりも狭い刻み幅Δｖ_ａ２毎にアジマス方向の予測速度を新たに入力し、
   前記参照関数生成部は、前記レンジ方向の予測速度と、前記予測速度入力部が新たに入力した複数のアジマス方向の予測速度に基づき、前記アジマス方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
   前記アジマス圧縮処理部は、前記参照関数生成部が新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
   前記振幅値算出部は、前記アジマス圧縮処理部が新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を新たに算出し、
   前記速度特定部は、前記振幅値算出部が新たに算出した前記目標物の画像の振幅値が最大のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を参照関数を、前記参照関数生成部が生成したときに使用したアジマス方向の予測速度を目標物のアジマス方向の速度として特定する
   ことを特徴とする請求項４に記載の目標物速度特定装置。
6. 前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも１つずつ新たに入力し、
   前記参照関数生成部は、前記予測速度入力部が新たに入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記速度特定部が特定した目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
   前記アジマス圧縮処理部は、前記参照関数生成部が新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
   前記振幅値算出部は、前記アジマス圧縮処理部が新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出し、
   前記速度特定部は、前記予測速度入力部が入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出部が各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とに基づき、ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と合成開口時間τと目標物のレンジ方向の予測速度ｖ_ｒ’とを用いて表された振幅値Ｖ_０ ^ｖｒｇの関数を用いて、目標物のレンジ方向速度を特定する
   ことを特徴とする請求項５に記載の目標物速度特定装置。
7. 前記速度特定部は、数２に示す振幅値Ｖ_０ ^ｖｒｇの関数を用いて目標物のレンジ方向速度を特定する
   ことを特徴とする請求項６に記載の目標物速度特定装置。
   

   
8. 前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度ｖ_ｒ１’と速い速度ｖ_ｒ２’とを入力し、
   前記速度特定部は、前記予測速度入力部が入力したレンジ方向の予測速度ｖ_ｒ１’及びｖ_ｒ２’と、レンジ方向の予測速度ｖ_ｒ１’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Ｐ_１と、レンジ方向の予測速度ｖ_ｒ２’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Ｐ_２とを数３に代入することにより、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒを特定する
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載の目標物速度特定装置。
   

   
9. 前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも２つずつ入力し、
   前記速度特定部は、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い少なくとも２つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも２つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ａ_１ｖ_ｒ＋ａ_２（ここで、ａ_１，ａ_２は定数）を算出し、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより速い少なくとも２つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも２つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｂ_１ｖ_ｒ＋ｂ_２（ここで、ｂ_１，ｂ_２は定数）を算出し、一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ａ_１ｖ_ｒ＋ａ_２と一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｂ_１ｖ_ｒ＋ｂ_２とからレンジ方向の速度ｖ_ｒを特定する
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載の目標物速度特定装置。
10. 前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも１つずつ含む少なくとも３つのレンジ方向の予測速度を新たに入力し、
    前記参照関数生成部は、前記予測速度入力部が新たに入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記速度特定部が特定した目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
    前記アジマス圧縮処理部は、前記参照関数生成部が新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
    前記振幅値算出部は、前記アジマス圧縮処理部が新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出し、
    前記速度特定部は、前記少なくとも３つのレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出部が各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とから所定の方法により２次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｃ_１ｖ_ｒ ^２＋ｃ_２ｖ_ｒ＋ｃ_３（ここで、ｃ_１，ｃ_２，ｃ_３は定数）を算出して、その２次曲線の底におけるレンジ方向の速度を、レンジ方向の速度ｖ_ｒとして特定する
    ことを特徴とする請求項５に記載の目標物速度特定装置。
11. ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定装置であり、
    ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐ、合成開口中心でのＳＡＲと目標物との距離Ｒ_０、合成開口時間τでＳＡＲが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力部と、
    レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも１つずつ入力する予測速度入力部と、
    前記予測速度入力部が入力した複数のレンジ方向の予測速度と、目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと目標物の速度とに基づき表される前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を処理装置により生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成部と、
    前記参照関数生成部が生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力部が入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理部と、
    前記アジマス圧縮処理部が生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を処理装置により算出する振幅値算出部と、
    前記予測速度入力部が入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出部が各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とに基づき、ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と合成開口時間τと目標物のレンジ方向の予測速度ｖ_ｒ’とを用いて表された振幅値Ｖ_０ ^ｖｒｇの関数を用いて、目標物のレンジ方向速度を特定する速度特定部と
    を備えることを特徴とする目標物速度特定装置。
12. 前記速度特定部は、数４に示す振幅値Ｖ_０ ^ｖｒｇの関数を用いて目標物のレンジ方向速度を特定する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の目標物速度特定装置。
    

    
13. 前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度ｖ_ｒ１’と速い速度ｖ_ｒ２’とを入力し、
    前記速度特定部は、前記予測速度入力部が入力したレンジ方向の予測速度ｖ_ｒ１’及びｖ_ｒ２’と、レンジ方向の予測速度ｖ_ｒ１’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Ｐ_１と、レンジ方向の予測速度ｖ_ｒ２’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Ｐ_２とを数５に代入することにより、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒを特定することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の目標物速度特定装置。
    

    
14. 前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも２つずつ入力し、
    前記速度特定部は、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い少なくとも２つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも２つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ａ_１ｖ_ｒ＋ａ_２（ここで、ａ_１，ａ_２は定数）を算出し、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより速い少なくとも２つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも２つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｂ_１ｖ_ｒ＋ｂ_２（ここで、ｂ_１，ｂ_２は定数）を算出し、一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ａ_１ｖ_ｒ＋ａ_２と一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｂ_１ｖ_ｒ＋ｂ_２とからレンジ方向の速度ｖ_ｒを特定する
    ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の目標物速度特定装置。
15. ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定装置であり、
    ＳＡＲが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力部と、
    レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも１つずつ含む少なくとも３つの予測速度を入力する予測速度入力部と、
    前記予測速度入力部が入力した複数のレンジ方向の予測速度と、目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと目標物の速度とに基づき表される前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を処理装置により生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成部と、
    前記参照関数生成部が生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力部が入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理部と、
    前記アジマス圧縮処理部が生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を処理装置により算出する振幅値算出部と、
    前記予測速度入力部が入力した前記少なくとも３つのレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出部が各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とから所定の方法により２次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｃ_１ｖ_ｒ ^２＋ｃ_２ｖ_ｒ＋ｃ_３（ここで、ｃ_１，ｃ_２，ｃ_３は定数）を算出して、その２次曲線の底におけるレンジ方向の速度を、レンジ方向の速度ｖ_ｒとして処理装置により特定する速度特定部と
    を備えることを特徴とする目標物速度特定装置。
16. ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定プログラムであり、
    ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐ、合成開口中心でのＳＡＲと目標物との距離Ｒ_０、ＳＡＲから放射される電波の波長λ、合成開口時間τという観測条件でＳＡＲが観測した目標物のデータを入力するデータ入力処理と、
    ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と電波の波長λと合成開口時間τと目標物のアジマス方向の予測速度ｖ_ａ’とを用いて表された振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚの関数に、前記データ入力処理で入力したデータの観測条件であるＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と電波の波長λと合成開口時間τとを入力し、予測速度ｖ_ａ’に対応する振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚを計算して、前記振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚが所定の値以上になるアジマス方向の予測速度ｖ_ａ’の範囲を特定し、特定した範囲の速度幅以下の速度幅を刻み幅Δｖ_ａ１とする刻み幅特定処理と、
    前記刻み幅特定処理で特定した刻み幅Δｖ_ａ１を用いて、目標物のアジマス方向の速度を特定する特定処理実行処理と
    をコンピュータに実行させることを特徴とする目標物速度特定プログラム。
17. 前記刻み幅特定処理では、数６に示す振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚの関数に、前記データ入力処理で入力したデータの観測条件であるＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と電波の波長λと合成開口時間τとを入力するとともに、目標物の速度ｖ_ａとしてある値を入力し、予測速度ｖ_ａ’に対応する振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚを計算する
    ことを特徴とする請求項１６に記載の目標物速度特定プログラム。
    

    
18. 前記刻み幅特定処理では、数６に示す関数に基づき、アジマス方向の予測速度毎に振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚの値をプロットして得られるグラフにおいて、頂における振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚが２番目に大きくなる山の前記頂における振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚよりも大きい値を前記所定の値とする
    ことを特徴とする請求項１７に記載の目標物速度特定プログラム。
19. 前記データ入力処理では、目標物のデータとして、レンジ圧縮されたレンジ圧縮後データを入力し、
    前記特定処理実行処理では、
    目標物について、レンジ方向の予測速度を入力するとともに、前記刻み幅特定処理で特定した刻み幅Δｖ_ａ１毎にアジマス方向の予測速度を入力する予測速度入力処理と、
    前記予測速度入力処理で入力したレンジ方向の予測速度及び複数のアジマス方向の予測速度に基づき、前記アジマス方向の予測速度毎に、前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成処理と、
    前記参照関数生成処理で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力処理で入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮処理と、
    前記アジマス圧縮処理で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出する振幅値算出処理と、
    前記振幅値算出処理で算出した前記目標物の画像の振幅値が最大のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を、前記参照関数生成処理で生成したときに使用したアジマス方向の予測速度の前後Δｖ_ａ１／２の範囲内に目標物のアジマス方向の速度が入ると特定する速度特定処理と
    をコンピュータに実行させることを特徴とする請求項１６から１８までのいずれかに記載の目標物速度特定プログラム。
20. 前記予測速度入力処理では、前記速度特定処理で特定した速度の前後、前記刻み幅Δｖ_ａ１／２の速度範囲について、前記刻み幅Δｖ_ａ１よりも狭い刻み幅Δｖ_ａ２毎にアジマス方向の予測速度を新たに入力し、
    前記参照関数生成処理では、前記レンジ方向の予測速度と、前記予測速度入力処理で新たに入力した複数のアジマス方向の予測速度に基づき、前記アジマス方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
    前記アジマス圧縮処理では、前記参照関数生成処理で新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
    前記振幅値算出処理では、前記アジマス圧縮処理で新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を新たに算出し、
    前記速度特定処理では、前記振幅値算出処理で新たに算出した前記目標物の画像の振幅値が最大のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を参照関数を、前記参照関数生成処理で生成したときに使用したアジマス方向の予測速度を目標物のアジマス方向の速度として特定する
    ことを特徴とする請求項１９に記載の目標物速度特定プログラム。
21. 前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも１つずつ新たに入力し、
    前記参照関数生成処理では、前記予測速度入力処理で新たに入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記速度特定処理で特定した目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
    前記アジマス圧縮処理では、前記参照関数生成処理で新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
    前記振幅値算出処理では、前記アジマス圧縮処理で新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出し、
    前記速度特定処理では、前記予測速度入力処理で入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出処理で各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とに基づき、ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と合成開口時間τと目標物のレンジ方向の予測速度ｖ_ｒ’とを用いて表された振幅値Ｖ_０ ^ｖｒｇの関数を用いて、目標物のレンジ方向速度を特定する
    ことを特徴とする請求項２０に記載の目標物速度特定プログラム。
22. 前記速度特定処理では、数７に示す振幅値Ｖ_０ ^ｖｒｇの関数を用いて目標物のレンジ方向速度を特定する
    ことを特徴とする請求項２１に記載の目標物速度特定プログラム。
    

    
23. 前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度ｖ_ｒ１’と速い速度ｖ_ｒ２’とを入力し、
    前記速度特定処理では、前記予測速度入力処理で入力したレンジ方向の予測速度ｖ_ｒ１’及びｖ_ｒ２’と、レンジ方向の予測速度ｖ_ｒ１’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Ｐ_１と、レンジ方向の予測速度ｖ_ｒ２’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Ｐ_２とを数８に代入することにより、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒを特定する
    ことを特徴とする請求項２１又は２２に記載の目標物速度特定プログラム。
    

    
24. 前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも２つずつ入力し、
    前記速度特定処理では、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い少なくとも２つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも２つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ａ_１ｖ_ｒ＋ａ_２（ここで、ａ_１，ａ_２は定数）を算出し、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより速い少なくとも２つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも２つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｂ_１ｖ_ｒ＋ｂ_２（ここで、ｂ_１，ｂ_２は定数）を算出し、一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ａ_１ｖ_ｒ＋ａ_２と一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｂ_１ｖ_ｒ＋ｂ_２とからレンジ方向の速度ｖ_ｒを特定する
    ことを特徴とする請求項２１又は２２に記載の目標物速度特定プログラム。
25. 前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも１つずつ含む少なくとも３つのレンジ方向の予測速度を新たに入力し、
    前記参照関数生成処理では、前記予測速度入力処理で新たに入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記速度特定処理で特定した目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
    前記アジマス圧縮処理では、前記参照関数生成処理で新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
    前記振幅値算出処理では、前記アジマス圧縮処理で新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出し、
    前記速度特定処理では、前記少なくとも３つのレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出処理で各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とから所定の方法により２次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｃ_１ｖ_ｒ ^２＋ｃ_２ｖ_ｒ＋ｃ_３（ここで、ｃ_１，ｃ_２，ｃ_３は定数）を算出して、その２次曲線の底におけるレンジ方向の速度を、レンジ方向の速度ｖ_ｒとして特定する
    ことを特徴とする請求項２０に記載の目標物速度特定プログラム。
26. ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定プログラムであり、
    ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐ、合成開口中心でのＳＡＲと目標物との距離Ｒ_０、合成開口時間τでＳＡＲが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力処理と、
    レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも１つずつ入力する予測速度入力処理と、
    前記予測速度入力処理で入力した複数のレンジ方向の予測速度と、目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと目標物の速度とに基づき表される前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成処理と、
    前記参照関数生成処理で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力処理で入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮処理と、
    前記アジマス圧縮処理で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出する振幅値算出処理と、
    前記予測速度入力処理で入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出処理で各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とに基づき、ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と合成開口時間τと目標物のレンジ方向の予測速度ｖ_ｒ’とを用いて表された振幅値Ｖ_０ ^ｖｒｇの関数を用いて、目標物のレンジ方向速度を特定する速度特定処理と
    をコンピュータに実行させることを特徴とする目標物速度特定プログラム。
27. 前記速度特定処理では、数９に示す振幅値Ｖ_０ ^ｖｒｇの関数を用いて目標物のレンジ方向速度を特定する
    ことを特徴とする請求項２６に記載の目標物速度特定プログラム。
    

    
28. 前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度ｖ_ｒ１’と速い速度ｖ_ｒ２’とを入力し、
    前記速度特定処理では、前記予測速度入力処理で入力したレンジ方向の予測速度ｖ_ｒ１’及びｖ_ｒ２’と、レンジ方向の予測速度ｖ_ｒ１’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Ｐ_１と、レンジ方向の予測速度ｖ_ｒ２’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Ｐ_２とを数１０に代入することにより、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒを特定することを特徴とする請求項２６又は２７に記載の目標物速度特定プログラム。
    

    
29. 前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも２つずつ入力し、
    前記速度特定処理では、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い少なくとも２つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも２つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ａ_１ｖ_ｒ＋ａ_２（ここで、ａ_１，ａ_２は定数）を算出し、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより速い少なくとも２つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも２つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｂ_１ｖ_ｒ＋ｂ_２（ここで、ｂ_１，ｂ_２は定数）を算出し、一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ａ_１ｖ_ｒ＋ａ_２と一次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｂ_１ｖ_ｒ＋ｂ_２とからレンジ方向の速度ｖ_ｒを特定する
    ことを特徴とする請求項２６又は２７に記載の目標物速度特定プログラム。
30. ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定プログラムであり、
    ＳＡＲが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力処理と、
    レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度ｖ_ｒより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも１つずつ含む少なくとも３つの予測速度を入力する予測速度入力処理と、
    前記予測速度入力処理で入力した複数のレンジ方向の予測速度と、目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと目標物の速度とに基づき表される前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成処理と、
    前記参照関数生成処理で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力処理で入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮処理と、
    前記アジマス圧縮処理で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出する振幅値算出処理と、
    前記予測速度入力処理で入力した前記少なくとも３つのレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出処理で各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とから所定の方法により２次関数Ｖ_０ ^ｖｒｇ＝ｃ_１ｖ_ｒ ^２＋ｃ_２ｖ_ｒ＋ｃ_３（ここで、ｃ_１，ｃ_２，ｃ_３は定数）を算出して、その２次曲線の底におけるレンジ方向の速度を、レンジ方向の速度ｖ_ｒとして特定する速度特定処理と
    をコンピュータに実行させることを特徴とする目標物速度特定プログラム。
31. ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定方法であり、
    ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐ、合成開口中心でのＳＡＲと目標物との距離Ｒ_０、ＳＡＲから放射される電波の波長λ、合成開口時間τという観測条件でＳＡＲが観測した目標物のデータを入力するデータ入力工程と、
    ＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と電波の波長λと合成開口時間τと目標物のアジマス方向の予測速度ｖ_ａ’とを用いて表された振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚの関数に、前記データ入力工程で入力したデータの観測条件であるＳＡＲ搭載機の速度ｖ_ｐと距離Ｒ_０と電波の波長λと合成開口時間τとを入力し、予測速度ｖ_ａ’に対応する振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚを計算して、前記振幅値Ｖ_０ ^ｖａｚが所定の値以上になるアジマス方向の予測速度ｖ_ａ’の範囲を処理装置により特定し、特定した範囲の速度幅以下の速度幅を刻み幅Δｖ_ａ１とする刻み幅特定工程と、
    前記刻み幅特定工程で特定した刻み幅Δｖ_ａ１を用いて、目標物のアジマス方向の速度を処理装置により特定する特定処理実行工程と
    を備えることを特徴とする目標物速度特定方法。

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