JP2012083264A

JP2012083264A - 測位方法

Info

Publication number: JP2012083264A
Application number: JP2010230676A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Amishima; 武網嶋; Hisakazu Maniwa; 久和真庭
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-10-13
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2012-04-26

Abstract

【課題】パルスが周期的に出現する場合を想定して、測角値の残差に加えてＰＲＩ情報（パルス送信周期）を併用することにより、グルーピングおよび測位精度を向上させた測位方法を得る。
【解決手段】移動プラットホームＰから、発信源を有する複数のターゲットＴ１、Ｔ２に関する測角値θ（ｔ_ｋ）（ｋ＝１、２、・・・、Ｋ）を、各発信源にグルーピングして測位するために、発信源からの各パルスに基づく測角値θ（ｔ_ｋ）と、各パルスの送信周期に相当するＰＲＩ情報とを併用したグルーピングを用いることを特徴とした測位方法である。
【選択図】図１

Description

この発明は、移動プラットホーム（移動体）から、発信源を有する複数のターゲットに関する測定量を、各発信源にグルーピングして測位する測位方法に関するものである。

従来から、移動プラットホームから、複数のターゲットに関する測定量を、各ターゲットにグルーピングして測位する測位方法は、種々提案されている（たとえば、非特許文献１参照）。
図１０〜図１２は非特許文献１に示された従来の測位方法を説明する図であり、図１０は測位方法が適用されるシチュエーション例を示す説明図、図１１は従来の測位方法の概要を図式的に示す説明図、図１２は従来の測位方法における指標値最小化処理を示すフローチャートである。

ここでは、複数のターゲットの各発信源から送信される信号素波を「パルス」と称し、パルス送信周期を「ＰＲＩ（ＰｕｌｓｅＲｅｐｅｔｉｔｉｏｎＩｎｔｅｒｖａｌ）」と称するものとする。
まず、図１０において、移動プラットホームＰ（航空機など）から、複数のターゲットＴ１、Ｔ２（海上の船など）に関する測定量を時系列に取得する場合を考える。

図１０においては、各測位時刻ｔ１〜ｔ６のうち、時刻ｔ４で誤検出が発生した場合を示している。
なお、移動プラットホームＰは、ターゲットＴ１、Ｔ２に関する測定量を得る機器（図示せず）を搭載したものであれば、航空機に限らず、車両、船、衛星など、任意のものが適用可能である。同様に、ターゲットＴ１、Ｔ２は、何らかの測定量が得られるものであれば、船に限らず、車両、航空機、衛星など、任意のものが適用可能である。

次に、図１１および図１２を参照しながら、図１０に示したシチュエーション例における従来の測位方法について説明する。
図１１においては、ターゲットＴ１、Ｔ２に関する測定量を、各ターゲットＴ１、Ｔ２からのパルスの到来角度の測角値（ＤＯＡ値）θ（ｔ_１）〜θ（ｔ_６）とした場合を示している。

図１１において、時系列に得られる測定量、すなわち測角値θ（ｔ_１）〜θ（ｔ_６）により、各ターゲットＴ１、Ｔ２の測位を行う場合を考える。
図１１の例では、測角方向に伸びた各法線（矢印参照）の交点が、各ターゲットＴ１、Ｔ２の測位置となるが、実際には、測定量がターゲットＴ１、Ｔ２のいずれからの値であるか未知であることから、何らかの方法により、各測定量をターゲットＴ１、Ｔ２ごとにグルーピングしてから、グループごとにターゲットＴ１、Ｔ２を測位する必要がある。

よって、従来の測位方法においては、測定量の残差が小さくなるように、複数（Ｊ個）のターゲットＴｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｊ）の各々にグルーピングしながら、測位が行われる。
たとえば、Ｊ個のターゲットＴｊに関して、時刻ｔ_ｋ（ｋ＝１、２、・・・、Ｋ）におけるＫ個の測角値θ（ｔ_ｋ）が得られるとすると、測角値の残差の２乗和が最小となるようなグルーピングおよび測位が行われ、具体的には、以下の式（１）のように、指標値が最小となるようなグルーピングおよび測位が行われる。

式（１）において、

は時刻ｔ_ｋにおける角度推定値である。また、

は第ｊターゲットＴｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｊ）の測位置ベクトル、σ_θは測角誤差の標準偏差である。
たとえば、図１１の場合、残差の一例として、まず、第１ターゲットＴ１からの測角値｛θ（ｔ_１）、θ（ｔ_３）、θ（ｔ_６）｝により

を計算する。具体的な計算方法としては、たとえば、以下の式（２）〜式（７）のように、最小２乗解により求めることができる。

式（３）において、

は、移動プラットホームＰの時刻ｔ_ｋにおける位置である。また、式（７）において、

は、ターゲットの測位位置ベクトルである。
次に、時刻ｔ_ｋにおける第１ターゲットＴ１の角度推定値

を以下の式（８）により計算する。

式（８）を、各時刻ｔ_ｋ＝ｔ_１、ｔ_３、ｔ_６について計算する。この場合、第１ターゲットＴ１の測角値残差は、以下の式（９）となる。

式（９）と同様に、第２ターゲットＴ２についても、各時刻ｔ_ｋ＝ｔ_２、ｔ_４、ｔ_５について測角値残差を計算する。
こうして算出された各測角値残差の和が最終的な残差となり、最終的な残差の値を最小化するように、グルーピングおよび測位が行われる。

図１２は式（１）の指標値を最小化するための実際の処理手順を示している。なお、式（１）の最小化には、いろいろな方法が考えられるが、たとえば、図１２のような処理フローに基づく方法が考えられる。
図１２において、まず、初期グループを設定する（ステップＳ１０）。
このとき、各測角値θ（ｔ_ｋ）（ｋ＝１、２、・・・、Ｋ）に対して、ランダムにグループを割り振る。

続いて、割り振った測角値に基づき、各グループの測位値

を計算し（ステップＳ１２）、測角値θによるグループ更新を行う（ステップＳ１３）。
具体的には、ステップＳ１３において、移動プラットホームＰの位置ｘ_ｐ（ｔ_ｋ）および各測位値

から計算した角度推定値

と、各測角値θ（ｔ_ｋ）との残差を求め、各測角値θ（ｔ_ｋ）を、最も残差の小さい測位値

のグループに割り当て直す。

最後に、ステップＳ１３で、すべての測角値θ（ｔ_ｋ）のグループの割り当てが変化しなったか否かにより、収束が完了したか否かを判定する（ステップＳ１４）。
ステップＳ１４において、収束が完了しておらず、グループの割り当てが変化した（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ１２に戻り、新しく割り振られたグループから、上記の処理（ステップＳ１２〜Ｓ１４）を繰り返し実行する。

一方、ステップＳ１４において、収束が完了し、すべての測角値θ（ｔ_ｋ）のグループの割り当てが変化しなかった（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、図１２の処理を終了する。

Ｐｅｉ−ｙｉｈＴｉｎｇａｎｄＲｏｎａｌｄＡ．Ｉｌｔｉｓ，「ＭｕｌｔｉｔａｒｇｅｔＭｏｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｉｎａＤＳＮ」，ＩＥＥＥＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳＯＮＳＹＳＴＥＭＳ，ＭＡＮ，ＡＮＤＣＹＢＥＲＮＥＴＩＣＳ，ＶＯＬ．２１．ＮＯ５，１９９１．

従来の測位方法においては、測角値の残差のみを用いて測位が行われているが、測角値の残差のみでは、必ずしも十分なグルーピングおよび測位性能が得られないという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、パルスが周期的に出現する場合を想定して、測角値の残差に加えてＰＲＩ情報（パルス送信周期）を併用することにより、グルーピングおよび測位精度を向上させた測位方法を得ることを目的とする。

この発明に係る測位方法は、移動プラットホームから、発信源を有する複数のターゲットに関する測定量を、各発信源にグルーピングして測位する測位方法であって、発信源からの各パルスに基づく測定量と、各パルスの送信周期に相当するＰＲＩ情報とを併用したグルーピングを用いるものである。

この発明によれば、パルスの出現に周期性があることを仮定し、この周期情報を併用することにより、グルーピングおよび測位精度を向上させることができる。

この発明の実施の形態１に係る測位方法を示す説明図である。この発明の実施の形態２に係る測位方法を示すフローチャートである。この発明の実施の形態２におけるＰＲＩの残差の計算処理を示す説明図である。この発明の実施の形態３に係る測位方法を示すフローチャートである。この発明の実施の形態４に係る測位方法を示すフローチャートである。この発明の実施の形態４による誤検出方法を示す説明図である。この発明の実施の形態５に係る測位方法を示すフローチャートである。この発明の実施の形態５におけるＰＲＩの残差の計算処理を示す説明図である。この発明の実施の形態６におけるＰＲＩの残差の計算処理を示す説明図である。一般的な測位方法が適用されるシチュエーション例を示す説明図である。従来の測位方法を示す説明図である。従来の測位方法を示すフローチャートである。

実施の形態１．
以下、図１を参照しながら、この発明の実施の形態１について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に係る測位方法を示す説明図である。
図１において、移動プラットホームＰは、各位置ｘ_ｐ（ｔ_ｋ）（ｋ＝１、２、・・・、Ｋ）で受信したパルスに基づき、ターゲットＴｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｊ）の測角値θ（ｔ_ｋ）（ｋ＝１、２、・・・、Ｋ）を取得して測位を行う。

このとき、従来の式（１）とは異なり、ＰＲＩ情報（パルス送信周期の残差）を加えた評価関数を新たに提案して、以下の式（１０）の評価関数を最小化するようなグルーピングおよび測位を行う。

式（１０）において、ＰＲＩｊハットは、第ｊターゲットＴｊのＰＲＩ推定値、σ_ＰＲＩはＰＲＩ測定誤差の標準偏差である。
また、ｔ_ｋ１、ｔ_ｋ２（ｔ_ｋ１＞ｔ_ｋ２）は、時間的に隣接する前後のパルスの出現時刻を意味しており、両者の時刻差「ｔ_ｋ１−ｔ_ｋ２」は、正しくグルーピング（グループ分け）ができていれば、ＰＲＩに近い値となるはずである。

前述の式（１）と上記式（１０）との違いは、式（１）では、測角値θの残差のみを考慮しているのに対し、式（１０）では、測角値θの残差に加え、ＰＲＩの残差の項が追加されている点にある。
たとえば、図１を例にとると、第１ターゲットＴ１のＰＲＩの残差は、以下の式（１１）、式（１２）で計算することができる。

これを、第２ターゲットＴ２に対しても、各時刻ｔ_２、ｔ_４、ｔ_５について行う。
以下、各ターゲットＴ１、Ｔ２に関するＰＲＩの残差の和が最終的なＰＲＩの残差となり、最終的なＰＲＩの残差と測角値の残差との和を最小化するように、グルーピングおよび測位が行われる。

なお、ＰＲＩを推定するためには、上記式（１１）による方法「パルス出現時刻の差を計算して時刻差の平均値を用いる方法」に限られることはなく、たとえば、公知の特許文献（特公昭６２−２６６０３号公報「パルス列検出方法」）に記載のＰＲＩ変換を用いることもできる。

このように、ＰＲＩ情報を併用することにより、測角値θのみを用いた場合に比べて、情報量が増えるので、グルーピングおよび測位精度を向上させることができる。
また、式（１０）では両者の和を用いたが、たとえば、以下の式（１３）のように、重み付け係数α（０≦α≦１）による重み付け和を用いてもよい。

ここで重要な点は、あくまでも、ＰＲＩ情報を併用することにある。
なお、ここでは、測定量として、測角値θを例にとっているが、他の測定量についても同様に適用可能である。
たとえば、測角値θに代えて、到来周波数ＦＯＡ（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＯｆＡｒｒｉｖａｌ）、または、到来時間ＴＯＡ（ＴｉｍｅＯｆＡｒｒｉｖａｌ）を用いてもよい。

また、移動プラットホームＰが２機存在する場合には、２機の各々で受信した受信信号の到来時間差ＴＤＯＡ（ＴｉｍｅＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅＯｆＡｒｒｉｖａｌ）、または、到来周波数差ＦＤＯＡ（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅＯｆＡｒｒｉｖａｌ）などを用いてもよい。

上記測定量を用いる際には、単純に、式（１０）内の測角値θの代わりに、任意の測定量を代入すればよい。
たとえば、到来時間差ＴＤＯＡをΔτ、到来周波数差ＦＤＯＡをΔｆ、到来時間ＴＯＡをτ、到来周波数ＦＯＡをｆとすると、前述の式（１０）は、それぞれ、以下の式（１４）〜式（１７）で置き換えることができる。

式（１４）〜式（１７）において、σ_Δτ、σ_Δｆ、σ_τ、σ_ｆは、それぞれ、到来時間差ＴＤＯＡ（＝Δτ）、到来周波数差ＦＤＯＡ（＝Δｆ）、到来時間ＴＯＡ（＝τ）、到来周波数ＦＯＡ（＝ｆ）の測定誤差標準偏差である。
これらの測定量に基づく測位方法は、式（２）〜式（７）と同様に、連立方程式を立てて、ターゲットＴｊの測位位置ベクトル

について、最小２乗解を計算すればよい。
最小２乗解の計算に関する詳細は、たとえば、公知文献（『ＰＡＵＬＣ．ＣＨＥＳＴＮＵＴ，「ＥｍｉｔｔｅｒＬｏｃａｔｉｏｎＡｃｃｕｒａｃｙＵｓｉｎｇＴＤＯＡａｎｄＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＤｏｐｐｌｅｒ」，ＩＥＥＥＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳＯＮＡＥＲＯＳＰＡＣＥＡＮＤＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＹＳＴＥＭＳＶＯＬ．ＡＥＳ−１８，ＮＯ．２ＭＡＲＣＨ１９８２』、『Ｕ．Ｅｎｇｅｌ，「ＡＧｅｏｌｏｃａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｕｓｉｎｇＴＯＡａｎｄＦＯＡＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ」，ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳＯＦＴＨＥ６ｔｈＷＯＲＫＳＨＯＰＯＮＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧ，ＮＡＶＩＧＡＴＩＯＮＡＮＤＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ２００９（ＷＰＮＣ’０９）』）を参照されたい。

なお、各時刻ｔ_ｋでの測定量が複数種類得られる場合として、たとえば、到来時間差ＴＤＯＡおよび到来周波数差ＦＤＯＡのペアが得られる場合には、以下の式（１８）を用いればよい。

式（１８）において、各係数α、β、γの関係は、α＋β＋γ＝１である。
一方、たとえば、測角値θとして、方位角Ａｚおよび仰角Ｅｌのペアが得られる場合には、以下の式（１９）を用いればよい。

ここで、σ_Ａｚ、σ_Ｅｌは、それぞれ、方位角Ａｚおよび仰角Ｅｌの測定誤差標準偏差である。
なお、上記すべての例において、重み付けは、式（１３）と同様に考えればよい。

以上のように、この発明の実施の形態１（図１）に係る測位方法は、移動プラットホームＰから、発信源を有する複数のターゲットＴ１、Ｔ２に関する測定量（測角値θ）を、各発信源にグルーピングして測位する測位方法であって、発信源からの各パルスに基づく測定量と、各パルスの送信周期に相当するＰＲＩ情報とを併用したグルーピングを用いて、測位を行う。

また、式（１０）のように、ＰＲＩ情報の尤もらしさの指標として、各パルスの出現時刻と各パルスに隣接する前後のパルスの出現時刻との時刻差と、ＰＲＩ推定値（ＰＲＩ情報の推定値）との残差とを用いる。
また、ＰＲＩ情報を併用する際に、式（１３）のように、測定量の残差とＰＲＩ情報の残差との重み付け和を用いる。
また、測定量として、各パルスが到来する方向の測角値θ（ＤＯＡ値）を使用する。

また、移動プラットホームＰは複数存在した場合に、測定量として、複数の移動プラットホームＰの各々で受信されるパルスの到来時間差（ＴＤＯＡ値）を使用する。
または、測定量として、複数の移動プラットホームＰの各々で受信されるパルスの到来周波数差（ＦＤＯＡ値）を使用する。

また、測定量として、各パルスの到来周波数（ＦＯＡ値）、または、各パルスの到来時間（ＴＯＡ値）を使用する。
さらに、ＰＲＩ情報を推定するために、式（１１）のように、各パルスの出現時刻と各パルスに隣接する前後のパルスの出現時刻との時刻差の平均値を使用するか、または、公知のＰＲＩ変換を使用する。

このように、パルスが周期的に出現する場合を想定して、測定量（測角値θ）の残差に加えて、ＰＲＩ情報（パルス送信周期）を併用することにより、グルーピングおよび測位精度を向上させた測位方法を得ることができる。

実施の形態２．
なお、上記実施の形態１（図１）では、特に言及しなかったが、図２および図３に示すように、グルーピングを総当りで設定してもよい。
以下、図２および図３を参照しながら、この発明の実施の形態２について説明する。

図２はこの発明の実施の形態２に係る測位方法の処理手順を示すフローチャートであり、ステップＳ２は、前述（図１２参照）と同様の処理である。
また、図３はこの発明の実施の形態２によるＰＲＩの残差の計算処理を示す説明図である。

この発明の実施の形態２においては、ＰＲＩ情報を併用する方法として、グルーピングを総当りで設定し、それぞれのグルーピングで、測定量とＰＲＩとを併用した評価関数を評価し、最も値が小さいグルーピングを選択する。
ここでは、測定量として測角値θを用いた場合を示しているが、前述のように、任意の測定量を用いることができる。

図２において、まず、所定のグルーピングを設定し（ステップＳ１）、各グループ測位ステップにおいて、前述と同様に、各グループの測角値θを用いて測位を行う（ステップＳ２）。
続いて、測角値θおよびＰＲＩの評価関数を評価する（ステップＳ３）。このとき、測角値θの残差のみでなく、ＰＲＩの残差（図３参照）をも考慮した残差を評価する。

図３においては、ＰＲＩの残差の計算方法として、任意の１つのグループＧ１を対象にした例を示している。
図３において、まず、グループごとに、何らかの方法（たとえば、前述のＰＲＩ変換）を用いて、ＰＲＩを推定する。

次に、各パルスの出現時刻ｔと各パルスに隣接する前後のパルスの出現時刻ｔ_ａ、ｔ_ｂとの時刻差（ｔ−ｔ_ａ、ｔ_ｂ−ｔ）と、ＰＲＩ推定値とを用いて、残差を計算する。
すなわち、数式で表すと、時刻差「ｔ−ｔ_ａ」をＰＲＩ推定値で除算したときの余り（ｍｏｄ値）と、時刻差「ｔ_ｂ−ｔ」をＰＲＩ推定値で除算したときの余り（ｍｏｄ値）とが、それぞれの残差となるので、これらを加算して、最終的なＰＲＩの残差（信号周期残差）を算出する。

以下、図３のように求めたＰＲＩの残差と、測角値θの残差とを加算して、評価関数を計算する。ステップＳ３の処理は、すべてのグループごとに行われる。
次に、すべてのグルーピングについて一連の評価が終了したか否かを判定し（ステップＳ４）、未終了（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、グルーピング設定処理（ステップＳ１）に戻り、新たなグルーピングを設定して、一連の処理（ステップＳ１〜Ｓ４）を繰り返し実行する。

一方、ステップＳ４において、すべてのグルーピングに対する一連の評価が終了した（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、グルーピングの中でも最も評価関数の値が小さい最小グルーピングを選択抽出して（ステップＳ５）、図２の処理を終了する。

以上のように、この発明の実施の形態２（図２、図３）に係る測位方法は、各パルスのグルーピングを総当りで設定し（ステップＳ１）、ＰＲＩ情報を併用した評価関数を評価して（ステップＳ３）、評価関数の値が最小となるようなグルーピングを選択する（ステップＳ４）。
これにより、測角値θのみでなく、ＰＲＩを併用したパルスのグルーピングを選択することができ、高いグルーピングおよび測位精度を得ることができる。

実施の形態３．
なお、上記実施の形態１、２（図１〜図３）では、特に言及しなかったが、図４に示すように、初期グルーピング処理（ステップＳ１１）において、同じＰＲＩを有するパルスごとにグルーピングしてもよい。
以下、図４を参照しながら、この発明の実施の形態３について説明する。

図３はこの発明の実施の形態３に係る測位方法の処理手順を示すフローチャートであり、ステップＳ１２〜Ｓ１４は、前述（図１２参照）と同様の処理である。
この場合、ＰＲＩ情報を併用する方法として、同じＰＲＩを有するパルスごとに初期グルーピングしてから、測定量に基づくグルーピング法を実行する。
なお、ここでは、測定量として測角値θを用いているが、前述と同様に、任意の測定量を用いることができる。

図４において、まず、ＰＲＩに基づき初期グループを設定する（ステップＳ１１）。
このとき、任意の公知方法を用いて、同じＰＲＩを有するパルスにグルーピング（グループ分け）する。一例として、たとえば、前述のＰＲＩ変換を用いて各パルスの周期を推定し、公知のＰＲＩフィルタ（たとえば、特公平１−４７９３６号公報「パルス繰り返し間隔フィルタ」参照）を用いて、各推定ＰＲＩに対応したパルス列を抽出することにより、グループ分けを行う。

次に、各グループの測位処理を行い（ステップＳ１２）、測角値θによるグループ更新処理を行い（ステップＳ１３）、収束判定処理を行う（ステップＳ１４）。
ステップＳ１２〜Ｓ１４においては、前述（図１２）と同様に、収束が完了するまで、グループごとの測位およびグループ更新を繰り返し実行する。

以上のように、この発明の実施の形態３（図４）に係る測位方法は、ＰＲＩ情報ごとのパルス列にグルーピング（グループ分け）する処理を、初期グループの設定（ステップＳ１１）に用いる。
また、所定の周期のパルス列を抽出するために、ＰＲＩフィルタを使用する。
これにより、前述と同様に、測角値θのみでなく、ＰＲＩを併用したパルスのグルーピングを選択することができ、高いグルーピングおよび測位精度を得ることができる。

実施の形態４．
なお、上記実施の形態１〜３（図１〜図４）では、特に言及しなかったが、図５および図６に示すように、たとえば従来方法（ステップＳ１０、Ｓ１２〜Ｓ１４）による収束完了後に、測角値θおよびＰＲＩにより誤検出を判定し（ステップＳ２０、Ｓ２１）、測位処理（ステップＳ２２〜Ｓ２４）を再度実行してもよい。
以下、図５および図６を参照しながら、この発明の実施の形態４について説明する。

図５はこの発明の実施の形態４に係る測位方法の処理手順を示すフローチャートであり、ステップＳ１０、Ｓ１２〜Ｓ１４は、前述（図１２参照）と同様の処理である。また、ステップＳ２２〜Ｓ２４は、ステップＳ１２〜Ｓ１４にそれぞれ対応した処理である。
図６はこの発明の実施の形態４によるＰＲＩの残差の計算処理を示す説明図である。
なお、従来方法の収束後に限らず、他の実施の形態による処理の収束後に誤検出処理を実行してもよい。

この場合、ＰＲＩ情報を併用する方法として、従来方法の収束後に、ＰＲＩによる誤検出検知処理を追加して、測位処理を再度実行する。
ここでは、測定量として測角値θを用いているが、前述と同様に、任意の測定量を用いることができる。

図５において、まず、前述（図１２）と同様の処理（ステップＳ１０、Ｓ１２〜Ｓ１４）により、グループピングおよび測位を行う。
ステップＳ１４において、収束された（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、測角値θによる誤検出判定処理を行う（ステップＳ２０）。

ステップＳ２０においては、各グループで測角値θの残差が所定以上の測定量を、誤検出値と見なして、誤検出グループに移動させる。
ここで、誤検出とは、何らかの影響により正しい値から大きく誤った（外れた）測定量を意味する。誤検出値は、どのターゲットにも属さないので、新たに誤検出グループを用意し、このグループに移動させる。

続いて、ＰＲＩにより誤検出を判定する（ステップＳ２１）。
ステップＳ２１においては、各グループでＰＲＩの残差が所定以上の測定量を、誤検出値と見なして、誤検出グループに移動させる。

なお、ＰＲＩの残差は、前述（図３）の方法により計算可能である。
または、図６のように、グループごとに、ＰＲＩ変換／ＰＲＩフィルタにより、パルス列を検出し、ＰＲＩ変換／ＰＲＩフィルタで選択されなかったパルスは、残差が大きいので、そのグループに属していないものと見なして、誤検出グループに移動するようにしてもよい。

以下、前述（図１２）の処理と同様に、グループごとに測位を行い（ステップＳ２２）、測角値θによりグループを更新した後（ステップＳ２３）、このアルゴリズムが収束したか否かを判定する（ステップＳ２４）。
ステップＳ２４において、収束した（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、図５の処理を終了し、収束していない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ２０に戻り、誤検出判定に関する一連の処理（ステップＳ２０〜Ｓ２４）を再度実行する。

以上のように、この発明の実施の形態４（図５、図６）に係る測位方法は、ＰＲＩ情報を用いた誤検出検知処理（ステップＳ２１）を有するので、前述と同様に、測定量（測角値θ）のみでなく、ＰＲＩ情報を併用したパルスのグルーピングを選択することができ、高いグルーピングおよび測位精度を得ることができる。

実施の形態５．
なお、上記実施の形態１〜４（図１〜図６）では、特に言及しなかったが、図７および図８に示すように、グループ更新時（ステップＳ３３）において、各グループでＰＲＩ推定を行うようにしてもよい。
以下、図７および図８を参照しながら、この発明の実施の形態５について説明する。

図７はこの発明の実施の形態５に係る測位方法の処理手順を示すフローチャートであり、ステップＳ１０、Ｓ１２、Ｓ１４は、前述（図１２参照）と同様の処理である。
また、図８はこの発明の実施の形態５によるＰＲＩの残差の計算処理を示す説明図である。

この場合、グループ更新時（ステップＳ３３）において、各グループでＰＲＩ推定を行い、それぞれのパルスでＰＲＩの残差を計算し、測定量（測角値θ）の残差を合わせて、残差の小さいグループに割り振る。
ここでは、測定量として測角値θを用いているが、前述のように、任意の測定量を用いることができる。

図７において、まず、各測角値θ（ｔ_ｋ）（ｋ＝１、２、・・・、Ｋ）に対して、ランダムにグループを割り振ることにより、初期グループを設定する（ステップＳ１０）。
続いて、割り振った測角値に基づき、各グループの測位値

を計算する（ステップＳ１２）。

次に、測角値θおよびＰＲＩによりグループを更新する（ステップＳ３３）。
このとき、測角値θの残差のみでなく、ＰＲＩの残差も考慮した残差を評価し、残差が最も小さいグループに割り振る。

図８においては、グループＧ１、Ｇ２を例にとり、グループ数が「２」の場合の残差計算例を示している。
図８において、まず、グループごとに、何らかの方法（たとえば、前述のＰＲＩ変換およびＰＲＩフィルタリング）を用いてＰＲＩを推定し、同じ周期を有するパルス列を抽出する。

次に、各パルスを他のグループで得られたパルス列の並びに加え、たとえばグループＧ１に関しては、前述（図３）と同様に、各パルスの出現時刻ｔと各パルスに隣接する前後のパルスの出現時刻ｔ_ａ、ｔ_ｂとの時刻差（ｔ−ｔ_ａ、ｔ_ｂ−ｔ）と、ＰＲＩ推定値との残差ｍｏｄを計算する。

また、グループＧ２に関しては、各パルスの出現時刻ｔと各パルスに隣接する前後のパルスの出現時刻ｔ_ｃ、ｔ_ｄとの時刻差（ｔ−ｔ_ｃ、ｔ_ｄ−ｔ）と、ＰＲＩ推定値との残差を計算する。
すなわち、時刻差「ｔ−ｔ_ｃ」をＰＲＩ推定値（ＰＲＩ_２ハット）で除算したときの余り（ｍｏｄ値）と、時刻差「ｔ_ｄ−ｔ」をＰＲＩ推定値で除算したときの余り（ｍｏｄ値）とが、それぞれの残差となるので、これらを加算して、最終的なＰＲＩの残差（信号周期残差）を算出する。

以下、ステップＳ３３において、図８のようにＰＲＩにより求めた残差と、測角値θの残差とを加算し、残差が最小となるグループに割り振る。
最後に、収束が完了したか否かを判定し（ステップＳ１４）、図７の方法が収束するまでグループごとの測位およびグループ更新（ステップＳ１２、Ｓ３３）を繰り返し実行する。

以上のように、この発明の実施の形態５（図７、図８）に係る測位方法は、グルーピングのグループ更新時（ステップＳ３３）において、グループごとに所定のＰＲＩを有する各パルスをパルス列として抽出し、各パルスを他のグループのパルス列の並びに加えて、加えたパルスの出現時刻ｔと、加えたパルスに隣接する前後のパルスの出現時刻との時刻差により残差を計算する。
これにより、前述と同様に、測角値θのみでなく、ＰＲＩ情報を併用したパルスのグルーピングを選択することができ、高いグルーピングおよび測位精度を得ることができる。

実施の形態６．
なお、上記実施の形態５（図７、図８）では、特に言及しなかったが、ステップＳ３３において、図９に示すように、パルス列として選択されなかったパルスのみに対して、ＰＲＩ情報を併用したグループ更新を行うようにしてもよい。
以下、図７とともに、図９を参照しながら、この発明の実施の形態６について説明する。

図９はこの発明の実施の形態６による残差計算処理（ステップＳ３３）を示す説明図であり、この発明の実施の形態６による処理手順は図７に示した通りである。
この場合、ＰＲＩ情報を併用する方法として、グループ更新時（ステップＳ３３）において、各グループで同じ周期を有するパルス列を抽出した結果、選択されなかったパルスのみにグループ更新を行う。

図７において、前述と同様に、初期グループを設定し（ステップＳ１０）、割り振った測角値θに基づき、各グループの測位値

を計算する（ステップＳ１２）。

続いて、ＰＲＩの残差も考慮した残差を評価して、残差が最も小さいグループに割り振ることにより、測角値θおよびＰＲＩによりグループを更新する（ステップ３３）。
このとき、前述の実施の形態５と異なる点は、各グループで所定のＰＲＩを有するパルス列を抽出し、残ったパルスのみをグループの更新対象とすることにある。

図９において、まず、グループごとに、たとえばＰＲＩ変換およびＰＲＩフィルタリングを用いて、周期的なパルス列の抽出を行う。
次に、パルス列として抽出されなかったパルスは、そのグループに属さないものと見なし、グループ更新の対象とする。

続いて、グループ更新対象のパルスを、他のグループで得られたパルス列の並びに加えて、前後のパルス出現時刻との時刻差とＰＲＩとの残差を計算する。
すなわち、図９内のグループＧ１のパルスは選択されずに、グループＧ２またはグループＧ３に更新され、前述（図８）と同様に残差計算処理が行われる。

以下、ステップＳ３３において、図９のように求められたＰＲＩの残差と、測角値θの残差と加算して、残差が最小となるグループに割り振る。

以上のように、この発明の実施の形態６（図７、図９）に係る測位方法は、グループ更新時（ステップＳ３３）において、グループごとに所定のＰＲＩを有するパルス列の抽出を行い、パルス列として選択されなかったパルスのみに対して、ＰＲＩ情報を併用したグループ更新を行う。
これにより、前述と同様に、測角値θのみでなく、ＰＲＩ情報を併用したパルスのグルーピングを選択することができ、高いグルーピングおよび測位精度を得ることができる。

なお、上記実施の形態１〜６は、一例として述べたものであり、上記各実施の形態を任意に組み合わせて適用することも可能であり、いずれの場合も前述と同様の作用効果を奏することは言うまでもないことである。

Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３グループ、Ｐ移動プラットホーム、Ｔ１、Ｔ２ターゲット。

Claims

移動プラットホームから、発信源を有する複数のターゲットに関する測定量を、各発信源にグルーピングして測位する測位方法であって、
前記発信源からの各パルスに基づく前記測定量と、前記各パルスの送信周期に相当するＰＲＩ情報とを併用したグルーピングを用いることを特徴とする測位方法。
前記ＰＲＩ情報の尤もらしさの指標として、前記各パルスの出現時刻と前記各パルスに隣接する前後のパルスの出現時刻との時刻差と、ＰＲＩ情報の推定値との残差とを用いたことを特徴とする請求項１に記載の測位方法。
前記ＰＲＩ情報を併用する際に、前記測定量の残差と前記ＰＲＩ情報の残差との重み付け和を用いたことを特徴とする請求項１に記載の測位方法。
前記測定量として、前記各パルスが到来する方向の測角値を使用したことを特徴とする請求項１に記載の測位方法。
前記移動プラットホームは複数存在し、前記測定量として、複数の移動プラットホームの各々で受信されるパルスの到来時間差を使用したことを特徴とする請求項１に記載の測位方法。
前記移動プラットホームは複数存在し、前記測定量として、複数の移動プラットホームの各々で受信されるパルスの到来周波数差を使用したことを特徴とする請求項１に記載の測位方法。
前記測定量として、前記各パルスの到来周波数を使用したことを特徴とする請求項１に記載の測位方法。
前記測定量として、前記各パルスの到来時間を使用したことを特徴とする請求項１に記載の測位方法。
前記ＰＲＩ情報を推定するために、前記各パルスの出現時刻と前記各パルスに隣接する前後のパルスの出現時刻との時刻差の平均値を使用したことを特徴とする請求項２に記載の測位方法。
前記ＰＲＩ情報を推定するために、ＰＲＩ変換を使用したことを特徴とする請求項２に記載の測位方法。
前記各パルスのグルーピングを総当りで設定し、前記ＰＲＩ情報を併用した評価関数を評価して、前記評価関数の値が最小となるようなグルーピングを選択することを特徴とする請求項１に記載の測位方法。
ＰＲＩ情報ごとのパルス列にグルーピングする処理を、初期グループの設定に用いたことを特徴とする請求項１に記載の測位方法。
所定の周期のパルス列を抽出するために、ＰＲＩフィルタを使用することを特徴とする請求項１２に記載の測位方法。
前記ＰＲＩ情報を用いた誤検出検知処理を有する請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の測位方法。
グルーピングのグループ更新時に、グループごとに所定のＰＲＩを有する各パルスをパルス列として抽出し、前記各パルスを他のグループのパルス列の並びに加えて、加えたパルスの出現時刻と、加えたパルスに隣接する前後のパルスの出現時刻との時刻差により、残差を計算することを特徴とする請求項１に記載の測位方法。
前記グループ更新時に、前記パルス列として選択されなかったパルスのみに対して、ＰＲＩ情報を併用したグループ更新を行うことを特徴とする請求項１５に記載の測位方法。