JP2013217663A - 電波発射源推定装置、その推定方法及び推定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で電波の発射源位置を高精度に推定できること。
【解決手段】電波発射源推定装置１は、電波発射源から送信される送信信号の到来方位角を測定する複数のセンサ手段１１と、各センサ手段１１の有効方位角の範囲を夫々登録する登録手段１２と、登録手段１２により登録された各センサ手段１１の有効方位角の範囲を記憶する記憶手段１３と、各センサ手段１１により測定された到来方位角が、記憶手段１３に記憶された各センサ手段１１の有効方位角の範囲内にあるか否かを判定する虚像判定手段１４と、虚像判定手段１４により有効方位角の範囲内にないと判定された各センサ手段１１を除いた他のセンサ手段１１の到来方位角に基づいて、送信信号の電波発射源の位置を推定する電波発射源推定手段１５と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、簡易な構成で電波の発射源位置を高精度に推定できる電波発射源推定装置、その推定方法及び推定プログラムに関するものである。

一般に、複数のセンサ装置を用いて電波の到来方位を測定し、その到来方位の交点を求めることで発射源位置の推定が行われている（例えば、特許文献１参照）。一方で、正確な電波の発射源位置を推定するには、複数の有効なセンサ装置を選択する必要がある。

特開平１０−２０６５１５号公報 特開２００３−２７０３３１号公報

しかしながら、選択したセンサ装置の１つでも、例えば、山やビルなどの障害物によって電波が反射していた場合、その方位角を正確に測定できず、電波の発射源位置を正確に計測できないという問題が生じる。

なお、上記問題に対して方位測定装置毎の推定電波強度に基づいて、測定対象の虚実を判定する虚像除去装置が知られているが（例えば、特許文献２参照）、本願発明とは構成が大きく相違し、その処理も複雑になっている。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、簡易な構成で電波の発射源位置を高精度に推定できる電波発射源推定装置、その推定方法及び推定プログラムを提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、電波発射源から送信される送信信号の到来方位角を測定する複数のセンサ手段と、前記各センサ手段の有効方位角の範囲を夫々登録する登録手段と、前記登録手段により登録された前記各センサ手段の有効方位角の範囲を記憶する記憶手段と、前記各センサ手段により測定された前記到来方位角が、前記記憶手段に記憶された各センサ手段の有効方位角の範囲内にあるか否かを判定する虚像判定手段と、前記虚像判定手段により前記有効方位角の範囲内にないと判定された各センサ手段を除いた他の前記センサ手段の到来方位角に基づいて、前記送信信号の電波発射源の位置を推定する電波発射源推定手段と、を備える、ことを特徴とする電波発射源推定装置である。
他方、上記目的を達成するための本発明の一態様は、電波発射源から送信される送信信号の到来方位角を測定する複数のセンサ手段を備える電波発射源推定装置の推定方法であって、前記各センサ手段の有効方位角の範囲を夫々登録するステップと、前記登録された前記各センサ手段の有効方位角の範囲を記憶するステップと、前記各センサ手段により測定された前記到来方位角が、前記記憶された各センサ手段の有効方位角の範囲内にあるか否かを判定するステップと、前記有効方位角の範囲内にないと判定された各センサ手段を除いた他の前記センサ手段の到来方位角に基づいて、前記送信信号の電波発射源の位置を推定するステップと、を含む、ことを特徴とする電波発射源推定装置の推定方法であってもよい。
また、上記目的を達成するための本発明の一態様は、電波発射源から送信される送信信号の到来方位角を測定する複数のセンサ手段を備える電波発射源推定装置の推定プログラムであって、前記各センサ手段により測定された到来方位角が、前記各センサ手段の有効方位角の範囲内にあるか否かを判定する処理と、前記有効方位角の範囲内にないと判定された各センサ手段を除いた他の前記センサ手段の到来方位角に基づいて、前記送信信号の電波発射源の位置を推定する処理と、をコンピュータに実行させる、ことを特徴とする電波発射源推定装置の推定プログラムであってもよい。

本発明によれば、簡易な構成で電波の発射源位置を高精度に推定できる電波発射源推定装置、その推定方法及び推定プログラムを提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る電波発射源推定装置の機能ブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る電波発射源推定装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る電波発射源推定装置の推定フローを示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る電波発射源推定装置の機能ブロック図である。本実施の形態に係る電波発射源推定装置１において、複数のセンサ手段１１は、電波発射源から送信される送信信号の到来方位角を測定する。登録手段１２は、各センサ手段１１の有効方位角の範囲を夫々登録する。記憶手段１３は、登録手段１２により登録された各センサ手段１１の有効方位角の範囲を記憶する。虚像判定手段１４は、各センサ手段１１により測定された到来方位角が、記憶手段１３に記憶された各センサ手段１１の有効方位角の範囲内にあるか否かを判定する。電波発射源推定手段１５は、虚像判定手段１４により有効方位角の範囲内にないと判定された各センサ手段１１を除いた他のセンサ手段１１の到来方位角に基づいて、送信信号の電波発射源の位置を推定する。これにより、上記のように簡易な構成でありながら虚像を確実に除去することができ、電波発射源の位置を高精度に推定できる。

図２は、本発明の一実施の形態に係る電波発射源推定装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る電波発射源推定装置１は、複数のセンサ装置２と、虚像判定部３と、有効方位角登録部４と、有効方位角記憶部５と、電波発射源推定部６と、を備えている。

複数（少なくとも２つ）のセンサ装置２は、センサ手段１１の一具体例であり、所定時間毎に、電波発射源からの送信される送信信号を夫々受信し、その到来方位角などを測定する。各センサ装置２は、夫々、異なる位置に設置されており、虚像判定部３及び電波発射源推定部６に接続されている。

各センサ装置２は、アンテナ２１と、アンテナ２１に接続された受信機２２と、受信機２２に接続されたＡ／Ｄ変換器２３と、Ａ／Ｄ変換器２３に接続された方位測定部２４と、を有している。

受信機２２は、アンテナ２１を介して受信した電波発射源の送信信号を、例えば中間周波数に変換し、その中間周波数信号をＡ／Ｄ変換器２３に対して出力する。

Ａ／Ｄ変換器２３は、受信機２２から出力された中間周波数信号をデジタル信号に変換し、方位測定部２４に対して出力する。

方位測定部２４は、Ａ／Ｄ変換器２３から出力された送信信号のデジタル信号に基づいて、その送信信号の到来方位角、受信レベルなどを測定する。また、方位測定部２４は、その送信信号の到来方位角の信頼度を周知の信頼度関数等を用いて算出する。各方位測定部２４は、虚像判定部３及び電波発射源推定部６に夫々接続されている。方位測定部２４は、測定した送信信号の到来方位角を虚像判定部３に出力し、測定した送信信号の到来方位角、受信レベル、及び算出した到来方位角の信頼度を電波発射源推定部６に出力する。

有効方位角登録部４は、登録手段１２の一具体例であり、各センサ装置２の有効な方位角の範囲（以下、有効方位角範囲と称す）が、予め登録される。有効方位角登録部４には、例えば、経験のある運用者によって、各センサ装置２の有効方位角範囲が、キーボード、タッチパネル、スイッチなどの入力装置７を介して予め登録される。有効方位角登録部４は、有効方位角記憶部５に接続されており、登録された各センサ装置２の有効方位角範囲を有効方位角記憶部５に出力する。

有効方位角記憶部５は、記憶手段１３の一具体例であり、有効方位角登録部４から出力された各センサ装置２の有効方位角範囲を記憶する。有効方位角記憶部５は、例えば、下記ＲＡＭやＲＯＭなどにより構成されている。有効方位角記憶部５には、虚像判定部３が接続されている。

虚像判定部３は、虚像判定手段１４の一具体例であり、各センサ装置２の到来方位角が有効であるか否かを判定する。虚像判定部３は、例えば、各センサ装置２の方位測定部２４から出力された到来方位角と、有効方位角記憶部５に記憶された各センサ装置２の有効方位角範囲と、を比較し、各センサ装置２の到来方位角が有効方位角範囲内であるか否かを判定する。

虚像判定部３は、各センサ装置２の到来方位角が有効方位角範囲内であるとき、そのセンサ装２の到来方位角を有効と判定する。一方、虚像判定部３は、各センサ装置２の到来方位角が有効方位角範囲外であるとき、そのセンサ装置２の到来方位角を無効と判定する。虚像判定部３は、電波発射源推定部６に接続されており、電波発射源推定部６に対して各センサ装置２の到来方位角の判定結果を出力する。

電波発射源推定部６は、電波発射源推定手段１５の一具体例であり、虚像判定部３から出力された各センサ装置２の到来方位角の判定結果と、各センサ装置２の方位測定部２４から出力された到来方位角、信頼度、及び受信レベルと、に基づいて、送信信号の電波発射源の位置を推定する。

例えば、電波発射源推定部６は、虚像判定部３により無効と判定された各センサ装置２の到来方位角を除いた他のセンサ装置２の到来方位角、信頼度、及び受信レベルと、に基づいて、送信信号の電波発射源の位置を推定する。なお、電波発射源推定部６は、例えば、ＩＴＵが発行しているHandbook Spectrum Monitoring方法等を用いて、送信信号の電波発射源の位置を推定する。より具体的には、電波発射源推定部６は、各センサ装置２からの到来方位角に基づいて、その到来方向を地図上に図示し、その交点を電波発射源の位置として推定する。

なお、電波発射源推定装置１は、例えば、演算処理等と行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵによって実行される演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）、処理データ等を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等からなるマイクロコンピュータを、中心にしてハードウェア構成されている。ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭは、データバスなどを介して相互に接続されている。

次に、本実施の形態に係る電波発射源推定装置による推定方法について、詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る電波発射源推定装置の推定フローを示すブロック図である。

まず、運用管理者などが管理しているセンサ装置２を選択し（ステップＳ１０１）、有効方位角登録部４に、入力装置７を介して選択した各センサ装置２の有効方位角範囲を登録する(ステップＳ１０２)。

有効方位角記憶部５は、有効方位角登録部４に登録された各センサ装置２の有効方位角範囲を記憶する（ステップＳ１０３）。

各センサ装置２の方位測定部２４は、送信信号の到来方位角、受信レベルを所定時間毎に測定し、その信頼度を算出する（ステップＳ１０４）。方位測定部２４は、測定した到来方位角を虚像判定部３に出力し、測定した到来方位角、信頼度、及び受信レベルを電波発射源推定部６に出力する。

電波発射源推定部６は、方位推定部２４から出力された到来方位角、信頼度、及び受信レベルに基づいてHandbook Spectrum Monitoring方法等を用いて、その送信信号の電波発射源の位置を推定し（ステップＳ１０５）、その電波発射源の位置を表示装置８などに表示させる。

虚像判定部３は、各センサ装置２から出力された到来方位角を受ける。また、虚像判定部３は、有効方位角記憶部５に記憶された各センサ装置２の有効方位角範囲を取得する（ステップＳ１０６）。

虚像判定部３は、例えば、各センサ装置２の方位測定部２４から出力された到来方位角と、有効方位角記憶部５に記憶された各センサ装置２の有効方位角範囲と、を比較し、各センサ装置２の到来方位角が有効方位角範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。

虚像判定部３は、全てのセンサ装置２に対して上記判定を行い、各センサ装置２の到来方位角が有効方位角範囲内であると判定したとき（ステップＳ１０７のＹＥＳ）、上記表示装置８は電波発射源の位置の表示を維持する（ステップＳ１０８）。一方、虚像判定部３は、各センサ装置２の到来方位角のうち一部が有効方位角範囲外であると判定したとき（ステップＳ１０７のＮＯ）、その判定結果（各センサ装置２の到来方位角の有効及び無効判定）を電波発射源推定部６に出力する（ステップＳ１０９）。

電波発射源推定部６は、虚像判定部３により無効と判定された各センサ装置２の到来方位角を除いた他のセンサ装置２の到来方位角、信頼度、及び受信レベルと、に基づいて、送信信号の電波発射源の位置を再推定し（ステップＳ１１０）、再推定した電波発射源の位置を表示装置８などに再表示させる（ステップＳ１１１）。

以上、本実施の形態に係る電波発射源推定装置１において、虚像判定部３により無効と判定された各センサ装置２の到来方位角を除いた他のセンサ装置２の到来方位角、信頼度、及び受信レベルと、に基づいて、送信信号の電波発射源の位置を推定する。これにより、上述のように簡易な構成でありながら虚像を確実に除去することができる。すなわち、簡易な構成で電波の発射源位置を高精度に推定できる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、本発明は、図３に示す処理を、ＣＰＵにコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。

また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

上記実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
電波発射源から送信される送信信号の到来方位角を測定する複数のセンサ手段と、
前記各センサ手段の有効方位角の範囲を夫々登録する登録手段と、
前記登録手段により登録された前記各センサ手段の有効方位角の範囲を記憶する記憶手段と、
前記各センサ手段により測定された前記到来方位角が、前記記憶手段に記憶された各センサ手段の有効方位角の範囲内にあるか否かを判定する虚像判定手段と、
前記虚像判定手段により前記有効方位角の範囲内にないと判定された各センサ手段を除いた他の前記センサ手段の到来方位角に基づいて、前記送信信号の電波発射源の位置を推定する電波発射源推定手段と、
を備える、ことを特徴とする電波発射源推定装置。
（付記２）
（付記１）記載の電波発射源推定装置であって、
前記各センサ手段は、送信信号の到来方位角及び受信レベルを測定し、前記到来方位角の信頼度を算出し、
前記電波発射源推定手段は、前記虚像判定手段により前記有効方位角の範囲内にないと判定された各センサ手段を除いた他の前記センサ手段の到来方位角、受信レベル、及び信頼度に基づいて、前記送信信号の電波発射源の位置を推定する、ことを特徴とする電波発射源推定装置。
（付記３）
（付記２）記載の電波発射源推定装置であって、
前記各センサ手段は、アンテナと、該アンテナを介して前記送信信号を受信する受信機と、該受信機により受信された送信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換された送信信号に基づいて、該送信信号の到来方位角を算出する方位測定部と、を有する、ことを特徴とする電波発射源推定装置。
（付記４）
（付記１）乃至（付記３）のうちいずれか記載の電波発射源推定装置であって、
電波発射源推定手段により推定された前記送信信号の電波発射源の位置を表示する表示手段を更に備える、ことを特徴とする電波発射源推定装置。
（付記５）
電波発射源から送信される送信信号の到来方位角を測定する複数のセンサ手段を備える電波発射源推定装置の推定方法であって、
前記各センサ手段の有効方位角の範囲を夫々登録するステップと、
前記登録された前記各センサ手段の有効方位角の範囲を記憶するステップと、
前記各センサ手段により測定された前記到来方位角が、前記記憶された各センサ手段の有効方位角の範囲内にあるか否かを判定するステップと、
前記有効方位角の範囲内にないと判定された各センサ手段を除いた他の前記センサ手段の到来方位角に基づいて、前記送信信号の電波発射源の位置を推定するステップと、
を含む、ことを特徴とする電波発射源推定装置の推定方法。
（付記６）
（付記５）記載の電波発射源推定装置の推定方法であって、
前記各センサ手段は、送信信号の到来方位角及び受信レベルを測定し、前記到来方位角の信頼度を算出し、
前記有効方位角の範囲内にないと判定された各センサ手段を除いた他の前記センサ手段の到来方位角、受信レベル、及び信頼度に基づいて、前記送信信号の電波発射源の位置を推定する、ことを特徴とする電波発射源推定装置の推定方法。
（付記７）
電波発射源から送信される送信信号の到来方位角を測定する複数のセンサ手段を備える電波発射源推定装置の推定プログラムであって、
前記各センサ手段により測定された到来方位角が、前記各センサ手段の有効方位角の範囲内にあるか否かを判定する処理と、
前記有効方位角の範囲内にないと判定された各センサ手段を除いた他の前記センサ手段の到来方位角に基づいて、前記送信信号の電波発射源の位置を推定する処理と、
をコンピュータに実行させる、ことを特徴とする電波発射源推定装置の推定プログラム。

本発明は、電波発射源位置の位置を高精度に推定する電波発射源推定装置に利用可能である。

１ 電波発射源推定装置
２ センサ装置
３ 虚像判定部
４ 有効方位角登録部
５ 有効方位角記憶部
６ 電波発射源推定部
７ 入力装置
８ 表示装置
１１ センサ手段
１２ 登録手段
１３ 記憶手段
１４ 虚像判定手段
１５ 電波発射源推定手段
２１ アンテナ
２２ 受信機
２３ Ａ／Ｄ変換器
２４ 方位測定部

Claims (7)

1. 電波発射源から送信される送信信号の到来方位角を測定する複数のセンサ手段と、
   前記各センサ手段の有効方位角の範囲を夫々登録する登録手段と、
   前記登録手段により登録された前記各センサ手段の有効方位角の範囲を記憶する記憶手段と、
   前記各センサ手段により測定された前記到来方位角が、前記記憶手段に記憶された各センサ手段の有効方位角の範囲内にあるか否かを判定する虚像判定手段と、
   前記虚像判定手段により前記有効方位角の範囲内にないと判定された各センサ手段を除いた他の前記センサ手段の到来方位角に基づいて、前記送信信号の電波発射源の位置を推定する電波発射源推定手段と、
   を備える、ことを特徴とする電波発射源推定装置。
2. 請求項１記載の電波発射源推定装置であって、
   前記各センサ手段は、送信信号の到来方位角及び受信レベルを測定し、前記到来方位角の信頼度を算出し、
   前記電波発射源推定手段は、前記虚像判定手段により前記有効方位角の範囲内にないと判定された各センサ手段を除いた他の前記センサ手段の到来方位角、受信レベル、及び信頼度に基づいて、前記送信信号の電波発射源の位置を推定する、ことを特徴とする電波発射源推定装置。
3. 請求項２記載の電波発射源推定装置であって、
   前記各センサ手段は、アンテナと、該アンテナを介して前記送信信号を受信する受信機と、該受信機により受信された送信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換された送信信号に基づいて、該送信信号の到来方位角を算出する方位測定部と、を有する、ことを特徴とする電波発射源推定装置。
4. 請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の電波発射源推定装置であって、
   電波発射源推定手段により推定された前記送信信号の電波発射源の位置を表示する表示手段を更に備える、ことを特徴とする電波発射源推定装置。
5. 電波発射源から送信される送信信号の到来方位角を測定する複数のセンサ手段を備える電波発射源推定装置の推定方法であって、
   前記各センサ手段の有効方位角の範囲を夫々登録するステップと、
   前記登録された前記各センサ手段の有効方位角の範囲を記憶するステップと、
   前記各センサ手段により測定された前記到来方位角が、前記記憶された各センサ手段の有効方位角の範囲内にあるか否かを判定するステップと、
   前記有効方位角の範囲内にないと判定された各センサ手段を除いた他の前記センサ手段の到来方位角に基づいて、前記送信信号の電波発射源の位置を推定するステップと、
   を含む、ことを特徴とする電波発射源推定装置の推定方法。
6. 請求項５記載の電波発射源推定装置の推定方法であって、
   前記各センサ手段は、送信信号の到来方位角及び受信レベルを測定し、前記到来方位角の信頼度を算出し、
   前記有効方位角の範囲内にないと判定された各センサ手段を除いた他の前記センサ手段の到来方位角、受信レベル、及び信頼度に基づいて、前記送信信号の電波発射源の位置を推定する、ことを特徴とする電波発射源推定装置の推定方法。
7. 電波発射源から送信される送信信号の到来方位角を測定する複数のセンサ手段を備える電波発射源推定装置の推定プログラムであって、
   前記各センサ手段により測定された到来方位角が、前記各センサ手段の有効方位角の範囲内にあるか否かを判定する処理と、
   前記有効方位角の範囲内にないと判定された各センサ手段を除いた他の前記センサ手段の到来方位角に基づいて、前記送信信号の電波発射源の位置を推定する処理と、
   をコンピュータに実行させる、ことを特徴とする電波発射源推定装置の推定プログラム。

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