JP2017142218A - パッシブ測位システム及びマルチセンサシステム - Google Patents

Abstract

【課題】環境条件が厳しい状況でパッシブセンサのみでパッシブ測位を実施すると、３次元情報の生成が困難であり、パッシブセンサとアクティブセンサを混在させた追尾では、３次元を直接観測可能なアクティブセンサと比較して遅延時間が大きいパッシブ測位による３次元の観測情報を加えると追尾品質が低下してしまっていた。
【解決手段】測位で使用するパッシブセンサ以外に、３次元の位置を観測可能なセンサの情報を利用して、パッシブセンサの観測情報間での相関関係を決定することで、同一判定を正しく実施してパッシブ測位を正しく実施する。パッシブセンサとアクティブセンサの追尾処理で、３次元情報を得られていたときの相関関係を利用して、パッシブセンサの観測情報間での相関関係を決定することで、同一判定を正しく実施し、かつ、パッシブ測位で生成した３次元の観測結果も混在させた追尾処理を実施する。
【選択図】図９

Description

本発明は、複数のパッシブセンサの観測情報に加え、異種センサの３次元の観測情報等を利用しつつ、複数パッシブセンサの観測値間の同一判定処理を行って、３次元の位置情報生成し、観測能力等を向上させるパッシブ測位システム及びマルチセンサシステムに関する。

可視光、赤外線等の光波、又は相手の放射した電波を観測するパッシブセンサでは、一般的に観測対象である目標の方位を観測可能である。方位としては、鉛直方向（エレベーション方向）に沿って計測した方位（以下、適宜「ＥＬ」と表記）と、鉛直方向に直行する方向（アジマス方向）に沿って計測した方位（以下、適宜「ＡＺ」と表記）とがある。ただし、パッシブセンサは、目標までの相対距離（「レンジ」とも称される）を直接観測することは困難である。このため、複数のパッシブセンサの観測情報を組み合わせてレンジを算出するという測位処理で情報を得ることが多い。このような測位処理に関する一般的な手法としては、三角測量がある。三角測量では、複数のパッシブセンサの観測位置及び観測方位の情報を使用して、目標の３次元の位置（ＡＺ、ＥＬ、レンジ）が算出される。

例えば、下記特許文献１では複数のパッシブセンサの情報を組み合わせることで測位を実現するシステムが提示されている。また、下記特許文献２〜５では、複数のパッシブセンサを組み合わせることで、観測精度の向上、複数パッシブセンサの観測値間の同一判定処理の向上を行う方法が提示されると共に、パッシブセンサの個数、波長の情報等を活用した改善方法も提示されている。

一方、近年では、航空機等のプラットフォームで、複数のセンサを搭載したマルチセンサシステムの採用が進んでいる。マルチセンサシステムでは、同じプラットフォームに、レーダ等のアクティブセンサ、赤外線のパッシブセンサ、又は受信電波を利用するパッシブセンサを搭載し、複数のセンサを連携させてシステムとして観測能力を向上させている。さらに、ネットワーク機材を搭載して、プラットフォーム外のセンサで観測した情報も利用して、観測能力を向上させ、運用効果を高めるシステムも提案されている。

例えば、下記特許文献６，７では、複数のセンサを搭載したマルチセンサシステムの移動体で、ネットワーク機材も連携させたシステムが提示されている。

特開平９−３１８７２６号公報 特開平９−１０１３６２号公報 特開２０００−２７６１号公報 特開２００１−１１６８４３号公報 特開２００３−１２１５２７号公報 特許第４９２５８４５号公報 特許第５６９７７３４号公報

ところで、上述したマルチセンサシステムにおいて、アクティブセンサであるレーダを含むシステムであれば、レーダによって距離を観測可能である。このため、レーダの測距情報をシステムとして利用し、パッシブセンサの角度情報を組合せた観測システムを構築することが多い。

一方、レーダもセンサであるが故に、１００％の観測は保証されない。レーダでの観測ができない場合、パッシブセンサだけで観測を実施することになり、距離情報は得られないため、距離の観測精度は方位の観測精度と比較して著しく低下するという課題がある。特に、速度については、距離の観測能力が低下することによって速度の観測精度も低下するので、センサシステムの運用能力が低下するという課題があった。

また、マルチセンサシステムにおいて、ネットワーク経由でレンジ情報を入手してパッシブセンサを活用する場合には、情報提供の周期の影響を受けることになる。パッシブセンサの観測周期に対して、ネットワーク経由で距離情報を得られる間隔が長い場合、レーダ観測情報を利用する場合の課題と同様に、距離の観測精度は方位の観測精度と比較して著しく低下し、その結果、速度の観測精度も低下するという課題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内部又は外部からの距離情報を活用するパッシブ測位システムにおいて、距離情報が得られない場合であっても、距離、方位又は速度の観測精度の低下を抑制することができる、パッシブ測位システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係るパッシブ測位システム、複数のパッシブセンサと、３次元位置の観測情報を入力可能な手段と、他センサ活用３次元測位手段とを備える。パッシブ測位システムにおける他センサ活用３次元測位手段は、他のセンサによる３次元位置の観測情報を使用して、複数のパッシブセンサの観測値間の同一判定を実施し、同一であるとの判定結果に基づいて複数のパッシブセンサの観測情報から３次元の位置情報を生成する。

本発明によれば、距離情報が得られない場合であっても、距離、方位又は速度の観測精度の低下を抑制することができるという効果を奏する。

実施の形態１におけるパッシブ測位システムの構成を示すブロック図 実施の形態１における他センサ活用３次元測位手段の動作フローの一例を示すフローチャート 実施の形態１における各種センサからの観測情報の入力タイミングの一例を示す図 パッシブセンサによる測位での課題発生状況の一例を示す図 図４の状況において３次元の観測情報を加えた場合の状況の一例を示す図 実施の形態２におけるパッシブ測位システムの構成を示すブロック図 実施の形態３におけるパッシブ測位システムの構成を示すブロック図 実施の形態４におけるパッシブ測位システムの構成を示すブロック図 実施の形態４における各種センサからの観測情報の入力タイミング及び航跡の生成状況の一例を示す図 実施の形態５におけるパッシブ測位システムの構成を示すブロック図 実施の形態５における品質基準探知棄却機能付３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部の動作フローの一例を示すフローチャート 実施の形態６におけるパッシブ測位システムの構成を示すブロック図 実施の形態７におけるパッシブ測位システムの構成を示すブロック図 実施の形態８におけるパッシブ測位システムの構成を示すブロック図 実施の形態９におけるパッシブ測位システムを含む移動体電子機器システムの構成を示すブロック図 典型的な移動体電子機器システムの構成を比較例として示すブロック図 実施の形態１０におけるパッシブ測位システムを含む移動体電子機器システムの構成を示すブロック図 実施の形態１１におけるパッシブ測位システムを含む移動体電子機器システムの構成を示すブロック図 実施の形態１２におけるパッシブ測位システムを含む移動体電子機器システムの構成を示すブロック図 実施の形態１３におけるパッシブ測位システムを含む移動体電子機器システムの構成を示すブロック図 パッシブセンサによる測位での課題発生状況の他の例を示す図 パッシブセンサによる測位での課題発生状況の他の例を示す図 本実施の形態における各種の制御手段をソフトウェアで実現する際のハードウェア構成の一例を示す図

＜本発明の趣旨及び要旨＞
本発明の趣旨は、複数のパッシブセンサによる２次元の観測情報（方位の観測情報）を組み合わせて、３次元の位置（方位及び距離（レンジ））の情報を生成するパッシブ測位システムを提供することにある。このため、本発明では、複数のパッシブセンサによる２次元の観測情報間の相対関係、すなわちセンサ１のどの観測値とセンサ２のどの観測値を同一と判定するかの決定方法を工夫することで、観測値の同一判定を正しく実施することを目指すものである。

本発明の第１の要旨は、パッシブ測位対象以外の３次元位置の観測情報を用いて相対関係を決定すること（以下、必要に応じ「他センサ３次元データでの相関決定方法」と称する）で、観測値の同一判定を正確に実施して３次元の観測情報を生成するパッシブ測位システムを提供することにある。

本発明の第２の要旨は、３次元の探知データと２次元の探知データを用いた追尾処理結果の航跡において、３次元の情報が有効であった期間の情報を利用して相対関係を決定する方法（以下、必要に応じ「メモリトラック３次元データでの相関決定方法」と称する）を使用して、観測値の同一判定を正確に実施して３次元の観測情報を生成するパッシブ測位システムを提供することにある。

本発明の第３の要旨は、他センサ３次元データでの相関決定方法と、メモリトラック３次元データでの相関決定方法とを組み合わせて相対関係を決定することで、観測値の同一判定を正確に実施して３次元の観測情報を生成するパッシブ測位システムを提供することにある。

本発明の第４の要旨は、パッシブ測位システムを、大規模なマルチセンサシステムに組み込むことで、パッシブ測位による３次元情報生成の効果を反映した移動体電子機器システムを提供することにある。

＜本発明の課題に関する補足説明＞
本発明の課題については、［発明が解決しようとする課題］の項において簡単に説明したが、ここでは更に詳細な説明を加える。

まず、屋外のような観測条件が大きく変化する環境の場合、センサでの観測が環境の影響を受け、目標を必ず観測できるといった保証は無い。また、実際に目標が存在しない場合でも観測結果が出力されるという現象である誤警報が発生する。よって、センサでの観測は、空中、海上又は陸上といった環境の影響を受ける。また、移動体に搭載されたセンサでは、センサが搭載されるプラットフォームの運動によっても、観測が環境の影響を受ける。このため、センサの性能指標として、距離ごとに探知確率及び誤警報確率が設定される。

パッシブセンサは、レーダ等のアクティブセンサと比較して、目標からの赤外線放射又は目標からの送信電波を観測するため、一般に誤警報確率が高くなるという特徴がある。また、パッシブセンサは、天候等（例えば雲があれば光波センサは雲の向こう側は観測困難になる）の影響で目標を探知できないことも多い。よって、パッシブセンサは、雲、雨等の影響で探知確率がアクティブセンサと比較して著しく低下するといった特徴もある。

その一方で、複数のパッシブセンサの情報を組み合わせて測位を実現する場合に利用される三角測量は、目標を１００％観測でき、誤警報も存在しないことが前提となる。また、目標に対して観測源のセンサの個数が多くないと、複数のパッシブセンサ間で対応関係を決定できない。なぜなら、変数の数が目標数、数式の数がセンサの数の方程式を解くことになるため、センサの個数が多くないと解が得られないからである。

例えば、図２１のように、センサ１，２という２つのセンサの観測結果として２目標を検出した場合、誤相関となる同一判定候補が発生する。図２１において、黒塗りの逆三角形のマーカは２つの目標Ｔ１，Ｔ２の存在位置を表し、白抜きの逆三角形のマーカは誤相関となり得る同一判定の候補点である。図２１では、パッシブセンサであるセンサ１とセンサ２とが目標を１００％観測でき、パッシブセンサの観測自体には誤警報も存在しないと仮定したときの例である。センサ１の観測結果が線分１−１と線分１−２であり、センサ２の観測結果が線分２−１と線分２−２である。このとき、三角測量の候補となる対応関係としては、線分１−１と線分２−１とが相関し、線分１−２と線分２−２とが相関する対応関係１と、線分１−１と線分２−２とが相関し、線分１−２と線分２−１とが相関する対応関係２とが発生する。対応関係１と対応関係２は、観測結果のみからは基本的に優位差がないため、どちらの対応関係を選択すべきかの決定ができない。

屋外での観測のように、観測対象の目標数を事前に規定できないケースでは、図２２のように、センサ１，２という２つのセンサで４目標を検出する場合もある。この場合、目標を１００％観測でき、誤警報も存在しないという前提条件であっても、対応関係の組み合せは、線分１−１〜１−４のそれぞれと、線分２−１〜２−４のそれぞれとの交点が２４通りあるため、対応関係の選択の決定がさらに困難になる。

さらに、屋外の観測では前述のように、目標を１００％観測できる保証は無く、誤警報も発生する。この場合の課題については、図４を用いて説明する。図４において、実線は目標に対する観測結果を表し、破線は誤警報となる観測結果を表している。より詳細に説明すると、センサ１から延びる実線の線分１−１及び破線の線分１−２がセンサ１の観測結果であり、センサ２から延びる実線の線分２−２，２−３及び破線の線分２−１，２−４がセンサ２の観測結果である。また、実線は目標に対する観測結果を表し、破線は誤警報となる観測結果を表している。すなわち、図４において、センサ２は目標Ｔ１，Ｔ２の双方を観測できているが、センサ１は目標Ｔ２を観測できていない例としている。また、線分１−２と線分２−４の交点にあるハッチングは雲をイメージしており、物理現象によって発生した誤警報を示している。図４に示す例の場合、三角測量により測位できる候補点が多くあるが、測位してよいのは、線分１−１と線分２−２との組み合わせのみである。他の組み合わせを選択すると、間違った情報を生成することになる。

屋外のように観測条件が厳しい場合、パッシブセンサによる測位は、図４のような状況になるのが一般的である。このため、単純に目標数より多いセンサを準備しても、三角測量の課題を解決することは困難である。また、パッシブセンサは一般に誤警報が多いため、パッシブ測位で致命的な課題となる誤相関をパッシブセンサの観測のみで改善することは困難である。同種のセンサであれば同じ条件で誤警報が発生することが多く、同種のパッシブセンサの観測のみで改善することは、さらに困難になる。このため、パッシブ測位では目標の探知が１００％であることも必要になり、同一判定が解決できることを保証された限られた状況でしか、パッシブ測位を適用できないという課題が常に存在していた。

センサの能力向上としては、パッシブセンサのみで問題を解決する方法が効果を説明し易い。このため、従来技術のように、パッシブ測位の課題はパッシブセンサのみで解決する手段が中心となっていた。しかしながら、上述の通り、同種のパッシブセンサの観測のみで改善することは、非常に困難であり、パッシブセンサのみで問題を解決するという前提は、運用上無理な前提条件であった。すなわち、従来の課題解決のアプローチは、屋外のような観測条件が厳しい場合において、運用上無理な前提条件を課すことが多く、逆に言えば、運用上の前提条件をクリアした方法でパッシブ測位を実現する方法が無いという課題があった。

また、各時刻でのセンサの観測結果である探知データは、基本的に目標の位置、すなわち目標の方位及び距離を観測する。例えばレーダは、自身の方向への接近速度であるドップラ速度を観測できるが、３次元の速度を観測できない。このため、センサを利用するシステムでは、追尾処理を利用する。追尾処理は、時系列で入力される探知データ間で相関・統合を実施し、微分等により速度情報を算出し、結果を航跡として算出する。

移動目標に対して、異なる観測位置のパッシブセンサの情報で三角測量を実施する場合には、相関関係（同一判定）を実施する際に、観測を実施した時刻を合わせる必要がある。このため、パッシブセンサの航跡情報を使って三角測量を実施する。

三角測量等の測位処理で得られる情報は探知データである。このため、パッシブセンサの航跡情報を使って三角測量を実施した場合、航跡を使って探知データを生成する処理になる。センサを利用するシステムで使用する際には、三角測量で得た３次元の探知データを再度追尾処理に入力する必要がある。

パッシブセンサの情報から３次元の情報を生成する場合、情報交換及び情報処理により遅延時間が発生する。また、生成した情報は探知データのため、再度の追尾処理が必要になる。このため、マルチセンサシステムにおいて、３次元の情報を生成する処理では、３次元を観測可能なセンサを活用した方が有利な場合が多くなり、パッシブセンサによる測位情報が使用されていなかった。特に、航空機等の高機動目標に対処する場合には、観測能力の中で遅延時間の比重が増し、追尾処理に遅延時間が大きい探知データを投入することが致命的になることが多いため、マルチセンサシステムでは、パッシブセンサによる測位情報が使用されていなかった。

その一方で、運用の視点から考えると、センサを利用するシステムでは、追尾を開始する距離（運用可能な距離）の性能よりも、追尾の継続（追尾維持）能力が重要なことが多い。例えば、航空機から飛翔体を発射して誘導する場合、誘導完了まで追尾維持を継続できなければ、誘導失敗となる。運用の最終的な目的は、誘導成功であり、目的に直結する追尾維持の能力の比重が高くなる。

追尾維持では、追尾を一定の時間継続する必要があり、目標の機動等に応じて観測で有利、不利となる条件が変化することが多い。このため、３次元のセンサの観測が不利になったときに、他の情報で補完できることが望ましいが、従来のマルチセンサシステムでは、パッシブセンサによる測位情報が使用されていなかった。すなわち、従来では、追尾維持の能力向上を目的として、マルチセンサシステムで、パッシブセンサによる測位情報を利用して追尾を改善できないという課題があった。

＜実施の形態に関する説明＞
次に、本発明の実施の形態に係るパッシブ測位システム及びマルチセンサシステムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により、本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において、パッシブ測位対象の２次元の観測情報を生成するセンサは２個の形態で説明するが、２個に限定されるものではない。また、本発明による方式は、測位対象の２次元の観測情報を生成するセンサについては、２個以上であれば個数の制約は無い方式であり、２個以上あれば効果を発揮可能である。なお、以下の説明では、パッシブ測位対象の２次元の観測情報を生成するセンサは、編隊を組む航空機に搭載した形態で説明するが、航空機以外の移動体に搭載されていてもよい。また、同一の移動体に、測位対象の２次元の観測情報を生成するセンサを２個以上搭載した形態でもよい。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１におけるパッシブ測位システムの構成を示すブロック図である。図１において、パッシブ測位システム１００Ａは、パッシブセンサシステム３００Ａ及び他センサ活用３次元測位手段２００Ａを含み、パッシブ測位システム１００Ｂは、パッシブセンサシステム３００Ｂ及び他センサ活用３次元測位手段２００Ｂを含む。パッシブ測位システム１００Ａは航空機９１１Ａに搭載され、パッシブ測位システム１００Ｂは航空機９１１Ｂに搭載される。航空機９１１Ａ，９１１Ｂには、パッシブ測位システム１００Ａ，１００Ｂに加え、通信手段８０１Ａ，８０１Ｂ及び３次元情報利用手段８１１Ａ，８１１Ｂがそれぞれ搭載されている。また、航空機９１１Ａ，９１１Ｂの外部には、３次元の観測情報を生成する手段として３次元観測システム９２１が存在する。

なお、以下の説明では、理解の容易性を得るため、パッシブ測位システムを編隊内に搭載した例で示す。また、以下の説明では、パッシブ測位対象の２次元の観測情報を生成するセンサが、編隊内の別々の機体に搭載されている例で示す。さらに、航空機は２機であり、２機の航空機は同一構成かつ同一の搭載条件であるとし、それぞれを航空機９１１Ａ及び航空機９１１Ｂとして示す。また、以下の説明において、機体を特に区別する必要が無い場合は、航空機９１１Ａを基準として、その際、機体を示すアルファベットは付与しない。一方、機体を区別して説明する場合には、航空機９１１Ａ，９１１Ｂ、パッシブセンサシステム３００Ａ，３００Ｂのように、構成要素を識別する符号及び機体を示すアルファベットＡ，Ｂを付与する。なお、その際、説明の簡便化のため、構成要素を識別する符号の数字部分を適宜省略する。

図１に戻り、パッシブセンサシステム３００は、パッシブ測位対象である目標における２次元の観測情報を生成するセンサである。なお、実施の形態１では、任意の観測時刻において、パッシブセンサシステム３００が目標の観測方位を出力する例で説明する。

３次元観測システム９２１は、航空機９１１の外部に存在する、３次元の観測情報を生成する手段である。なお、実施の形態１では、編隊内の航空機以外のレーダを用いて３次元の観測情報を生成し、観測結果を通信により一定の周期で送信する例で説明する。

通信手段８０１Ａ，８０１Ｂは、それぞれ航空機９１１Ａ，９１１Ｂの通信手段であり、編隊内の僚機（以下、適宜「編隊僚機」と称する）間では、パッシブ測位対象の２次元の観測情報を通信で相互に交換する。また、通信手段８０１Ａ，８０１Ｂは、３次元観測システム９２１からの３次元の観測情報を受信する。

他センサ活用３次元測位手段２００は、他センサ３次元データでの相関決定方法を用いてパッシブ測位を実施する手段である。他センサ活用３次元測位手段２００は、パッシブセンサシステム３００が生成した２次元の観測情報と、通信手段８０１経由で入手した編隊僚機で生成した２次元の観測情報との相関関係を、通信手段８０１経由で入手した３次元観測システム９２１からの３次元の観測情報で決定する。他センサ活用３次元測位手段２００は、決定した同一判定結果に応じて、パッシブセンサシステム３００が生成した２次元の観測情報と、通信手段８０１経由で入手した編隊僚機で生成した２次元の観測情報とを使用し、三角測量等の手法を適用して３次元の位置情報を生成する。

３次元情報利用手段８１１は、他センサ活用３次元測位手段２００が生成した３次元の観測情報を利用する手段である。

次に、実施の形態１におけるパッシブ測位システムの動作について図１から図５の図面を参照して説明する。図２は、実施の形態１における他センサ活用３次元測位手段の動作フローの一例を示すフローチャートである。図３は、実施の形態１における各種センサからの観測情報の入力タイミングの一例を示す図である。図４は、パッシブセンサによる測位での課題発生状況の一例を示す図である。図５は、図４の状況において３次元の観測情報を加えた場合の状況の一例を示す図である。

まず、図２のフローチャートについて説明する。他センサ活用３次元測位手段２００は、３次元観測センサの入力の有無を判定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１の処理において、３次元観測センサの入力が無ければ、ステップＳ１２に移行し、前回の同一判定結果、すなわち前回の相関処理にて同一と判定された結果を用いて３次元測位を実施する。なお、前回の相関処理において、同一と判定された結果がなければ、３次元測位は実施しない。

一方、ステップＳ１１の処理において、３次元観測センサの入力が有れば、ステップＳ１３に移行し、パッシブセンサ間で相関候補を抽出して相関候補の有無を判定する。ステップＳ１３の処理において、相関候補が無いと判定されれば、ステップＳ１４に移行し、３次元測位の対象外とする。一方、ステップＳ１３の処理において、相関候補が１つでも有ると判定されれば、ステップＳ１５に移行し、さらに当該相関候補が３次元観測の結果と対応するか否かを判定され、対応していればステップＳ１６に移行して３次元測位を実施し、対応していなければステップＳ１４に移行し、入力された３次元観測センサのデータは、３次元測位の対象外とする。

図２のフローにおける要部の処理については、さらに図３から図５の図面を参照して説明する。図３では、航空機Ａに搭載されたパッシブセンサシステムＡの２次元の観測情報と、航空機Ｂに搭載されたパッシブセンサシステムＢの２次元の観測情報とが、観測時刻ｔ０〜ｔ１０において観測され、航空機Ａ，Ｂの外部に存在する３次元観測システム９２１からの３次元の観測情報が、観測事項ｔ０，ｔ１０において観測される例が示されている。

まず、時刻ｔ０では、全ての観測源からの観測情報が得られる。他センサ活用３次元測位手段２００Ａは、図２において、３次元観測センサの入力「有」のフロー、すなわちステップＳ１１からステップＳ１３へ移行して（ステップＳ１１，Ｙｅｓ）、ステップＳ１３の処理を実施する。

他センサ活用３次元測位手段２００Ａは、航空機Ａのパッシブセンサの２次元の観測情報と航空機Ｂのパッシブセンサの２次元の観測情報との対応関係を、３次元観測システム９２１からの３次元の観測情報で判定する。

この判定のイメージを図４及び図５を参照して説明する。なお、図４及び図５において、センサ１を航空機Ａのパッシブセンサとし、センサ２を航空機Ｂのパッシブセンサとする。また、図５において、航空機Ａ，Ｂの外部にある３次元システムの観測結果を一点鎖線の楕円で示している。

図４のように、航空機Ａのパッシブセンサであるセンサ１と、航空機Ｂのパッシブセンサであるセンサ２とでは、同一判定の候補が線分の交点だけ発生する。したがって、目標Ｔ１，Ｔ２の真の目標位置に対応する交点（図中の逆三角形のマーカ）を選択することは困難である。また、３次元情報を生成することを優先して交点を選択した場合、実際には目標の存在しない交点を選択することになり、その場合には実際の目標位置と大きく異なる位置を算出してしまうことにもつながる。

一方、図５において、破線の楕円で示される３次元観測システムの観測による目標位置３−１〜３−３と一致した交点のみを選択する処理とした場合、線分１−１と線分２−２の交点のみが選択される。すなわち、図４及び図５の例の場合、図２のフローにおけるステップＳ１６の処理では、目標Ｔ１のみの３次元測位処理が実施されることになる。このように、実施の形態１のパッシブ測位では、正しい３次元の位置情報を算出することができる。

なお、図４及び図５の例では、目標Ｔ２に対する情報は生成されないが、間違った３次元の情報を生成することもない。すなわち、図４及び図５は、目標Ｔ２を観測してはいけない例であり、目標Ｔ１のみの位置を算出することが、パッシブ測位システムとしては、最良の結果である。

図３に戻り、時刻ｔ１になると、他センサ活用３次元測位手段２００Ａは、３次元観測システム９２１からの３次元の観測情報を得ることができない。このため、他センサ活用３次元測位手段２００Ａは、図２のフローにおいて、３次元観測センサの入力「無」のフロー、すなわちステップＳ１１からステップＳ１２へ移行して、ステップＳ１２の処理を実施する。このとき、他センサ活用３次元測位手段２００Ａは、時刻ｔ０のときの相関関係を利用して、航空機Ａのパッシブセンサの２次元の観測情報と、航空機Ｂのパッシブセンサの２次元の観測情報との対応関係を決定して３次元の観測情報を生成する。

時刻ｔ２から時刻ｔ９でも同様に、時刻ｔ０のときの相関関係を利用して航空機Ａのパッシブセンサの２次元の観測情報と、航空機Ｂのパッシブセンサの２次元の観測情報との対応関係を決定して３次元の観測情報を生成することができる。その結果、時刻ｔ１から時刻ｔ９の各時刻においては、時刻ｔ０の際の３次元の観測結果を利用したパッシブセンサの２次元の観測情報の対応関係を決定して３次元の観測情報を生成することができる。

また、時刻ｔ１０では、時刻ｔ０と同様に、航空機Ａのパッシブセンサの２次元の観測情報と、航空機Ｂのパッシブセンサの２次元の観測情報の対応関係を、他センサ活用３次元測位手段２００Ａが３次元観測システム９２１からの３次元の観測情報で再判定して、３次元の観測情報を生成することができる。その結果、時刻ｔ０及び時刻ｔ１０の各時刻において、３次元観測システム９２１からの３次元の観測情報を使用して、パッシブセンサにおける２次元の観測情報の対応関係を見直すことができる。

したがって、他センサ活用３次元測位手段２００Ａに接続されている３次元情報利用手段８１１Ａでは、時刻ｔ０から時刻ｔ１０の全時刻において、各時刻の最新の観測情報に応じた高い更新レートで３次元の観測情報を継続して入手することが可能となる。

以上説明したように、実施の形態１によれば、パッシブ測位対象以外の３次元位置の観測情報を用いて相対関係を決定することで、パッシブセンサのみでは困難であったパッシブセンサの２次元の観測情報の同一判定を正確に実施することができる。これにより、正しい３次元の観測情報を生成することが可能となる。

また、一般に異種センサでは誤警報が発生する位置や頻度が異なるが、実施の形態１のパッシブ測位システムでは、パッシブ測位対象以外の３次元位置の観測情報を用いて相対関係を決定することで、パッシブセンサの２次元の観測情報の同一判定で、間違った対応関係を選択することを抑制することができる。これにより、間違った位置の３次元の観測情報の生成を抑制することが可能となる。

また、実施の形態１によれば、パッシブセンサの個数や配置、パッシブセンサを搭載した移動体の機動に対して制約を設けずに同一判定を正しく実施することが可能となる。これにより、個数や配置機動といった運用に対する制約がなく、同一判定を正しく実施して３次元の探知データを生成することが可能となる。

また、実施の形態１によれば、外部から通信周期の時間が長い３次元の観測情報を入力される実装においても、搭載センサの高い更新レートで３次元の観測情報を継続して入手することができる。また、この間は直接３次元の観測情報が入力されなくても機体内部において、高い更新レートで３次元の観測情報を継続して入手することができる。

また、実施の形態１によれば、３次元観測システムからの３次元の観測情報の入力周期でパッシブセンサの２次元の観測情報の対応関係を見直すことができる。これにより、対応関係の間違いが発生した場合でも、当該間違いを一定の周期で修正することが可能となる。

なお、実施の形態１の例では、３次元観測システムが航空機の外部に存在する例で説明したが、航空機内に３次元観測システムが搭載されていてもよく、同様の効果が得られる。

実施の形態２．
図６は、実施の形態２におけるパッシブ測位システムの構成を示すブロック図である。図６では、図１に示す実施の形態１の構成において、パッシブセンサ制御手段６１０Ａ，６１０Ｂが追加されている。なお、その他の構成については、実施の形態１と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部については、同一の符号を付して重複する説明は省略する。

パッシブセンサ制御手段６１０は、他センサ活用３次元測位手段２００での、３次元のセンサの観測情報を基準とした２次元観測情報間の相関判定状況に応じて、パッシブ測位で有利になるように、センサ制御を実施する。

例えば、３次元の観測状況が実施の形態１で説明した図５の状況であれば、３次元観測システム９２１の観測による目標位置３−２，３−３に対するセンサ１の観測結果が存在せず、また、目標位置３−３に対するセンサ２の観測結果が存在しない。このため、センサ１に対しては、目標位置３−２，３−３を観測するように制御指示を発出し、センサ２に対しては、目標位置３−３を観測するように制御指示を発出する。図６の構成に従って説明すると、パッシブセンサ制御手段６１０Ａは、パッシブセンサシステム３００Ａに対して、３次元観測システム９２１から通知された目標位置３−２，３−３の方向を捜索するようなセンサ指向制御の指示を発出し、パッシブセンサ制御手段６１０Ｂは、パッシブセンサシステム３００Ｂに対して、３次元観測システム９２１から通知された目標位置３−３の方向を捜索するようなセンサ指向制御の指示を発出する。

図５において、パッシブセンサシステム３００Ａに対応するセンサ１が、目標位置３−２の方向で２次元の観測情報を得ることができれば、目標Ｔ２についてもパッシブ測位で３次元の観測情報を算出可能となる。また、パッシブセンサシステム３００Ａに対応するセンサ１及びパッシブセンサシステム３００Ｂに対応するセンサ２が、目標位置３−３の方向で２次元の観測情報を得ることができれば、目標位置３−３にある目標についてもパッシブ測位で３次元の観測情報を算出可能となる。このため、実施の形態１の目標Ｔ１と同様に、搭載されたパッシブセンサを使用して高い更新レートで３次元の観測情報を継続して入手することが可能になる。

実施の形態３．
図７は、実施の形態３におけるパッシブ測位システムの構成を示すブロック図である。図７では、図１に示す実施の形態１の構成において、アクティブセンサ制御手段６１２Ａ，６１２Ｂが追加されている。なお、その他の構成については、実施の形態１と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部については、同一の符号を付して重複する説明は省略する。

アクティブセンサ制御手段６１２は、他センサ活用３次元測位手段２００での、３次元のセンサの観測情報を基準とした２次元観測情報間の相関判定状況に応じて、パッシブ測位で有利になるように、センサ制御を実施する。

例えば、３次元の観測状況が実施の形態１で説明した図５の状況において、破線の線分１−２，２−４は、パッシブセンサにて定常的に誤警報を発生する状況に依存して出現する。このため、破線の線分１−２，２−４の交点をアクティブセンサで観測させるような制御を行う。制御の結果、アクティブセンサでは目標を観測できないことから、この交点を誤警報と判断し、間違った３次元情報の生成を抑制する。図７の構成に従って説明すると、アクティブセンサ制御手段６１２は、通信手段８０１Ａを通じて３次元観測システム９２１に対して、線分１−２，２−４の交点を捜索するようなセンサ指向制御の指示を発出する。なお、３次元観測システム９２１に対する指示は、航空機Ａに搭載されるアクティブセンサ制御手段６１２Ａが行ってもよいし、航空機Ｂに搭載されるアクティブセンサ制御手段６１２Ｂが行ってもよい。すなわち、アクティブセンサ制御手段６１２Ａ，６１２Ｂのうちの少なくとも一つが行えばよい。

パッシブセンサのみで観測した場合、線分１−２，２−４の交点は継続して観測値が得られるため、目標と誤認される可能性が高くなる。一方、実施の形態３の手法では、アクティブセンサの観測により、誤警報であることを容易に判断することができるので、間違った３次元観測情報の生成を抑制することが可能となる。

なお、図７では、図１に示す実施の形態１の構成にアクティブセンサ制御手段６１２Ａ，６１２Ｂを追加する場合を例示したが、図６に示す実施の形態２の構成にアクティブセンサ制御手段６１２Ａ，６１２Ｂを追加してもよい。このような構成とすれば、実施の形態２の効果も併せ持つシステムとすることができる。

実施の形態４．
図８は、実施の形態４におけるパッシブ測位システムの構成を示すブロック図である。図８において、パッシブ測位システム１１０Ａは、パッシブセンサシステム３００Ａ、アクティブセンサシステム４００Ａ、３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０Ａ及び３次元測位論理センサシステム２１０Ａを含み、パッシブ測位システム１１０Ｂは、パッシブセンサシステム３００Ｂ、アクティブセンサシステム４００Ｂ、３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０Ｂ及び３次元測位論理センサシステム２１０Ｂを含む。パッシブ測位システム１１０Ａは航空機９１１Ａに搭載され、パッシブ測位システム１１０Ｂは航空機９１１Ｂに搭載される。航空機９１１Ａ，９１１Ｂには、パッシブ測位システム１１０Ａ，１１０Ｂに加え、通信手段８０１Ａ，８０１Ｂ及び出力情報利用手段８１２Ａ，８１２Ｂがそれぞれ搭載されている。

３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０は、パッシブセンサの探知データと、アクティブセンサの探知データとに加えて、３次元測位論理センサシステム２１０で生成したパッシブ測位の算出結果である３次元の位置の観測情報も加えて、異種センサの探知データ間の相関・統合処理（「追尾処理」とも称する）を実施して、航跡を生成する機能を具備する。

ここで、パッシブセンサの探知データには、２次元の方位探知データが含まれている。２次元の方位探知データとは、例えば目標方位を表すＡＺ及びＥＬに関するデータである。また、アクティブセンサの探知データには、３次元の位置探知データとドップラデータとが含まれている。３次元の位置探知データとは、例えば目標位置を表すＡＺ、ＥＬ（方位）及びレンジ（距離）に関するデータであり、ドップラデータとは、例えば目標速度を表すドップラ速度のデータである。

上述したパッシブセンサの探知データとアクティブセンサの探知データとを混在させて追尾する技術は、上記特許文献６（特許第４９２５８４５号）で実現済みである。なお、特許文献６に記載されている内容は、本明細書に組み込まれて、本明細書の一部を構成する。

３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０は、ドップラ速度を含まない３次元位置の観測情報、すなわちアクティブセンサの探知データからドップラ速度を除いた３次元の位置探知データによる相関判定条件を追加して、追尾処理を実現する。

３次元測位論理センサシステム２１０は、既存相関関係活用３次元測位手段２１１及び航跡記憶手段２１２を含む。航跡記憶手段２１２は、３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０の処理結果である航跡を記録する。また、通信手段８０１を通じて得た、他のプラットフォームからの航跡（パッシブセンサの航跡を含む）を記録する。

既存相関関係活用３次元測位手段２１１は、航跡記憶手段２１２に保持された情報を使用して、パッシブ測位を実施する。具体的には、３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０での３次元及び２次元の探知データを用いた追尾処理結果の航跡において、３次元の情報が有効であった期間のデータ（「メモリトラック３次元データ」と称される）を利用することで同一であるか否かの判定を実施して相対関係を決定し、３次元の探知データを生成する。

パッシブセンサシステム３００は、上述したパッシブ測位で使用する探知データを出力するセンサであり、上述した２次元の方位探知データを生成して３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０に出力する。

アクティブセンサシステム４００も、上述したパッシブ測位で使用する探知データを出力するセンサであり、上述した３次元の位置探知データとドップラデータとを生成して３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０に出力する。

通信手段８０１は、航空機Ａ，Ｂ間の通信手段であり、実施の形態２では、編隊内の僚機間でのデータ交換を行い、具体的には、パッシブ測位で使用する３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０の処理結果を相互に交換する。

出力情報利用手段８１２は、３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０の出力を利用する手段である。

次に、実施の形態４におけるパッシブ測位システムの動作について図８及び図９の図面を参照して説明する。図９は、実施の形態４における各種センサからの観測情報の入力タイミング及び航跡の生成状況の一例を示す図である。

図９では、航空機Ａ側においては、パッシブセンサシステムＡからの情報と、アクティブセンサシステムＡからの情報と、僚機である航空機Ｂのパッシブセンサからの観測情報とが、航空機Ａの３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０に入力される例が示されている。より詳細に説明すると、航空機Ｂではパッシブセンサでのみしか探知データが得られないが、航空機Ｂのパッシブセンサ得られた観測情報は常時、航空機Ａに入力されている。一方、航空機Ａでは、最初は距離情報が有効なアクティブセンサシステムＡからの情報が入力されているが、途中からはアクティブセンサシステムＡからの情報が途絶え、距離情報がないパッシブセンサシステムＡからの情報のみが入力されている。

このような状況において、まず、アクティブセンサシステムＡからの探知データが入力されている場合、３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０Ａは、従来の機能でアクティブの探知データとパッシブの探知データとを相関・統合して、３次元の航跡を生成する。このとき、航跡記憶手段２１２Ａには、３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０Ａの３次元の航跡情報と、通信手段８０１経由で入力される僚機の３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０Ｂからの２次元の航跡情報（方位情報のみ）とが保持されている。既存相関関係活用３次元測位手段２１１は、航跡記憶手段２１２に保持されている３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０Ａの３次元航跡情報を基準に、３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０Ｂからの２次元航跡情報との対応関係を決定する。つまり、既存相関関係活用３次元測位手段２１１は、３次元の航跡情報を基準に航跡間の同一判定を実施する。

次に、アクティブセンサシステムＡからの探知データが途絶えた場合を説明する。このとき、３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０Ａには、距離情報を有さないパッシブセンサシステムＡからの探知データのみが入力されるため、距離情報が無効な航跡情報（以下「メモリトラック２次元航跡」と称する）を生成する。メモリトラック２次元航跡は、追尾を継続中のため、航跡を識別するための識別子（「航跡ＩＤ」と称される）は、３次元情報を保持していたときの航跡ＩＤが維持され、容易に対応がとれる。メモリトラック２次元航跡は、航跡記憶手段２１２Ａに記録される。

既存相関関係活用３次元測位手段２１１Ａは、航跡記憶手段２１２Ａにメモリトラック２次元航跡が記録されると、航跡ＩＤから、対応する３次元の航跡情報を基準に同一と判定した僚機の２次元航跡情報（以下、適宜「僚機パッシブ航跡」と称する）を特定する。

メモリトラック２次元航跡と僚機パッシブ航跡とは、同一目標からの観測値と判定される。このため、既存相関関係活用３次元測位手段２１１は、２つの２次元航跡、すなわちメモリトラック２次元航跡と僚機パッシブ航跡とを使用し、三角測量の手法を適用して測位を実施し、３次元の探知データを生成する。

既存相関関係活用３次元測位手段２１１Ａは、生成した３次元の位置探知データを、３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０Ａへ出力する。

３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０Ａは、既存相関関係活用３次元測位手段２１１が生成した３次元の位置探知データを使用して相関・統合を実施し、追尾結果として、３次元位置の情報及び速度情報を含む３次元航跡情報を生成する。

３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０Ａは、生成した３次元の航跡情報をレンジメモリトラック３次元航跡として出力する。なお、レンジメモリトラック３次元航跡が生成される際、メモリトラック２次元航跡からの追尾処理が継続されているため、航跡ＩＤはメモリトラック２次元航跡と同様の航跡ＩＤが維持される。レンジメモリトラック３次元航跡は、航跡記憶手段２１２に保持される。

既存相関関係活用３次元測位手段２１１は、航跡記憶手段２１２にレンジメモリトラック３次元航跡が保持されると、航跡ＩＤを使用してメモリトラック２次元航跡が入力された場合と同様の処理を実施し、３次元の位置探知データを生成し、３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０Ａへ出力する。３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０Ａは、既存相関関係活用３次元測位手段２１１が生成した３次元の位置探知データを使用することで、３次元の航跡情報を継続して出力することができる。

出力情報利用手段８１２では、基本的に３次元航跡が入力されれば、生成の手段又は手法は問わない。このため、実施の形態４の手法を採用すれば、３次元の航跡情報を継続して利用することが可能となる。

なお、実施の形態４の構成において、３次元測位論理センサシステム２１０が無いと、アクティブセンサシステム４００から探知データの入力が途絶えた場合、３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０では、途中からパッシブセンサからしか探知データが入力されなくなるため、距離情報が無効な航跡情報であるメモリトラック２次元航跡を生成するのみで、３次元の航跡情報を出力することはできない。

これに対し、実施の形態４では、３次元の位置探知データと２次元の探知データとを用いた追尾処理結果の航跡において、３次元の情報が有効であった期間の情報を利用して相対関係を決定することとしているので、両者の航跡間の同一判定を正確に実施することができ、正しい３次元の観測情報を生成することが可能となる。

また、上記の処理の結果、３次元の情報を提供するセンサの観測が困難になった状況でも、３次元の航跡情報を基準とした２次元の航跡情報による確度が高い相関判定に基づいた３次元の探知データを生成するので、３次元の航跡情報を継続して出力することが可能となる。

なお、実施の形態４では、説明の便宜上、メモリトラック２次元航跡では、３次元の情報を無効とする場合を例示したが、メモリトラック２次元航跡は、アクティブセンサの入力が無くなった場合でも、アクティブセンサの入力が無くなってから一定の時間であれば、３次元の航跡情報として使用することが可能である。したがって、メモリトラック２次元航跡で３次元情報が有効な期間内に、既存相関関係活用３次元測位手段２１１がパッシブ測位にて３次元の情報を生成して出力を開始すれば、出力情報利用手段８１２では、３次元の航跡情報を切れ目なく、継続して得ることが可能となる。

実施の形態５．
図１０は、実施の形態５におけるパッシブ測位システムの構成を示すブロック図である。図１０では、図８に示す実施の形態４の構成において、３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０が品質基準探知棄却機能付３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１１に変更されている。なお、その他の構成については、実施の形態４と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部については、同一の符号を付して重複する説明は省略する。

次に、実施の形態５におけるパッシブ測位システムの動作について、図９、図１０及び図１１の図面を参照して説明する。図１１は、実施の形態５における品質基準探知棄却機能付３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１１の動作フローの一例を示すフローチャートである。

まず、図１１のフローチャートについて説明する。品質基準探知棄却機能付３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１１は、入力された探知データに関する相関対象の航跡を選択する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１の処理において、品質基準探知棄却機能付３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１１は、入力された探知データと選択した航跡の状態とを比較する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２の処理では、入力された探知データの品質向上の可否が判定され、探知データの品質向上が困難もしくは望めない場合には、ステップＳ２３に移行して、入力された探知データを棄却する。一方、ステップＳ２２の処理において、入力された探知データの品質向上が可能である場合には、ステップＳ２４に移行し、入力された探知データを統合して航跡情報を更新する。

次に、図１１のフローにおける要部の処理について補足する。なお、図１１のステップＳ２２における「品質向上の可否の判定」について、実施の形態５では、誘導飛翔体の誘導等で重要な「探知遅延」という指標を基準にして品質を判定する事例で説明する。

品質基準探知棄却機能付３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１１は、パッシブセンサシステム３００、アクティブセンサシステム４００及び既存相関関係活用３次元測位手段２１１うちの少なくとも一つから探知データが入力されると、図１１のフローにおけるステップＳ２１，Ｓ２２の処理を実行する。

次に、例えば図９に示すように、アクティブセンサシステムＡからの入力が途絶えた場合を想定する。このとき、実施の形態４で説明したように、既存相関関係活用３次元測位手段２１１からのパッシブ測位による３次元探知データが、品質基準探知棄却機能付３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１１に入力される状況となる。

ここで、パッシブ測位は、品質基準探知棄却機能付３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１１からのメモリトラック２次元航跡又はレンジメモリトラック３次元航跡を僚機の２次元航跡と組み合わせ、三角測量を適用して探知データを生成する方法である。このため、既存相関関係活用３次元測位手段２１１及び航跡記憶手段２１２Ａを含む３次元測位論理センサシステム２１０は、その名の通り、情報処理で３次元探知データを生成する論理センサである。このため、３次元測位論理センサシステム２１０から出力される探知データは、物理的なセンサであるパッシブセンサシステム３００又はアクティブセンサシステム４００の探知データと比較して、遅延時間が大きくなる。

アクティブセンサシステム４００からの入力が途絶えている状況が続く場合、既存相関関係活用３次元測位手段２１１からのパッシブ測位による３次元探知データは、レンジ情報を提供する唯一のセンサである。このため、パッシブ測位による３次元探知データを「品質向上可」として航跡生成で使用できれば、遅延時間が大きくても追尾の品質向上に貢献可能である。

その一方で、アクティブセンサシステム４００から探知データが再入力された場合を考える。このとき、処理遅延時間から既存相関関係活用３次元測位手段２１１は、ある時刻（「時刻ｔ２０」とする）の観測値を使用し、時刻ｔ２０よりも後のある任意の時刻（「時刻ｔ２２」とする）に品質基準探知棄却機能付３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１１へ探知情報を出力したとする。また、アクティブセンサシステム４００は、時刻ｔ２０よりも後で、時刻ｔ２２よりも前のある任意の時刻（「時刻ｔ２１」とする）に探知データを品質基準探知棄却機能付３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１１へ出力したとする。

このとき、品質基準探知棄却機能付３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１１は、時刻ｔ２１でアクティブセンサシステム４００のレンジ情報を含み、かつ、観測時刻ｔ２１のデータで航跡を更新する。その後、時刻ｔ２２で同じ航跡に対して、「時刻ｔ２０の観測値を使用して生成したパッシブ測位の探知データ」が入力されることになる。

実施の形態５によれば、遅延時間を基準に品質向上を判断するため、時刻ｔ２２で入力された既存相関関係活用３次元測位手段２１１からのパッシブ測位の探知データを棄却する処理となる。その結果、品質基準探知棄却機能付３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１１は、遅延時間が大きい探知情報を追尾処理に投入することを回避できるので、追尾の品質を向上することが可能である。

また、実施の形態５によれば、探知データの棄却は他に有利な情報が入力されたときに限定しているため、パッシブ測位により、実施の形態４のパッシブ測位システムと同様の３次元航跡を維持する能力を得ることも担保可能である。

実施の形態６．
図１２は、実施の形態６におけるパッシブ測位システムの構成を示すブロック図である。図１２では、図８に示す実施の形態４の構成において、既存相関関係活用３次元測位手段２１１が他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段２２１に変更されている。また、図１に示す実施の形態１と同様に、外部から一定の周期で３次元の観測情報を入力する手段である３次元観測システム９２１が図示されている。なお、その他の構成については、実施の形態４と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部については、同一の符号を付して重複する説明は省略する。

他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段２２１には、既存相関関係活用３次元測位手段２１１に対して、２次元航跡間の相関関係を決定する際に、３次元の観測情報を利用する機能が追加されている。

より詳細に説明すると、他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段２２１には、実施の形態４で説明した既存相関関係活用３次元測位手段２１１の機能であるメモリトラックによる相関対象決定方法に加えて、実施の形態１における他センサ活用３次元測位手段２００と同様に外部からの３次元の観測情報も使用する機能も具備されている。すなわち、実施の形態６の他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段２２１は、実施の形態１における他センサ活用３次元測位手段２００の機能と、実施の形態４における既存相関関係活用３次元測位手段２１１の機能とを兼ね備えた構成部である。なお、何れの３次元情報を利用するかは、３次元情報の品質（例えば、観測遅延、観測精度など）で決定する。

ここで、実施の形態６では、外部センサよりも搭載センサの方が、品質が高いと仮定する。したがって、他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段２２１において、メモリトラックによる相関対象決定ができない場合には、外部からの３次元の観測情報を使用して、２次元航跡間の相関関係を決定することになる。

また、実施の形態４の図９の例では、最初にアクティブセンサシステム４００が観測できる前提であったが、最初はパッシブセンサシステム３００のみしか観測できない状況も発生し得る。このような状況の場合、実施の形態４における既存相関関係活用３次元測位手段２１１では、パッシブ測位を実施できない。

一方、実施の形態６における他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段２２１であれば、最初にパッシブセンサシステム３００のみしか観測できない状況であっても、外部からの３次元の観測情報を使用して２次元航跡間の相関関係を決定できるので、３次元の探知データを３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０へ出力することができ、出力情報利用手段８１２にて３次元の航跡情報を得ることができる。

また、パッシブセンサシステム３００のみしか観測できない状況の後、アクティブセンサシステム４００の観測ができる状況となり、その後、観測が途切れた状況は、実施の形態４で説明した状況である。したがって、このような状況の場合には、実施の形態４と同様の手段又は手法で２次元航跡間の相関関係を決定でき、決定に基づいて生成した３次元の探知データを３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０へ出力することが可能となる。

また、３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０は、入力された正しい３次元探知データを使用し、品質の高い３次元情報を基準にした２次元航跡間の同一判定を実施するので、出力情報利用手段８１２は、正しい３次元の航跡情報を得ることが可能となる。

なお、アクティブセンサシステム４００が観測困難な状況が長く続いた場合、外部からの３次元の観測情報を使用して相関関係を検証することも可能である。このような相関関係の検証により、アクティブセンサシステム４００が観測困難な状況において、間違ったパッシブ測位による探知データの生成を抑制することが可能となる。

また、間違ったパッシブ測位による探知データの生成を抑制することにより、誤相関の判定能力を向上することができるので、出力情報利用手段８１２は、誤警報の出力が継続される可能性が低い３次元の航跡情報を得ることが可能となる。

実施の形態７．
図１３は、実施の形態７におけるパッシブ測位システムの構成を示すブロック図である。図１３では、図１２に示す実施の形態６の構成において、パッシブ測位用センサ制御手段６２１Ａ，６２１Ｂが追加されている。なお、その他の構成については、実施の形態６と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部については、同一の符号を付して重複する説明は省略する。

パッシブ測位用センサ制御手段６２１は、他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段２３１でのパッシブ測位処理の状況に応じて、パッシブ測位で有利になるように、センサ制御を実施する。

実施の形態７によれば、パッシブ測位用センサ制御手段６２１が実施の形態２におけるパッシブセンサ制御手段６１０又は実施の形態３におけるアクティブセンサ制御手段６１２と同様のセンサ制御を実施するので、実施の形態２，３と同様の効果を得ることができる。

また、実施の形態７によれば、実施の形態２又は実施の形態３のセンサ制御に加えて、他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段２３１でのパッシブ測位処理の状況に応じたセンサ制御を実施するので、３次元の航跡情報を継続して生成することの効果がより顕在化する。

実施の形態８．
図１４は、実施の形態８におけるパッシブ測位システムの構成を示すブロック図である。図１４では、図１３に示す実施の形態６の構成において、ビーム機動判定手段７１０が追加されている。なお、その他の構成については、実施の形態７と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部については、同一の符号を付して重複する説明は省略する。

ビーム機動判定手段７１０は、３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０の出力から、目標がビーム機動となったことを判断する。ここで、ビーム機動とは、レーダでの観測が困難な相対速度が０に近い機動のことを意味する。

他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段２４１では、ビーム機動判定手段７１０でのビーム機動検出に応じて、パッシブ測位を実施する際の制御対象を変更する。

例えば、他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段２４１は、３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０の出力航跡に対して、レンジ情報等が不安定になっていると判断した場合には、３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０の出力航跡をメモリトラック２次元航跡と見做すことで、パッシブ測位による３次元探知データを生成する。

また、他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段２４１は、パッシブ測位用センサ制御手段６２１を通じて、ビーム機動時でも観測で有利なパッシブセンサシステム３００Ａを指向させる制御を実施する。なお、自機の搭載センサだけでなく、通信手段８０１を通じて僚機のパッシブセンサシステム３００Ｂも指向させることも可能である。

実施の形態８によれば、レーダの観測が不安定になるビーム機動時に、２次元航跡間での三角測量処理と、データ取得のためのパッシブセンサの指向とを積極的に実施することができるので、システム全体での３次元探知データの入力頻度を確保することが可能となる。

なお、追尾処理では特に追尾維持が重要であり、追尾維持は探知データの入力頻度が能力達成の可否を握る。実施の形態８によれば、３次元探知データの入力頻度を増大できるので、３次元における追尾維持能力の向上が可能となる。

実施の形態９．
図１５は、実施の形態９におけるパッシブ測位システムを含む移動体電子機器システムの構成を示すブロック図である。図１６は、典型的な移動体電子機器システムの構成を比較例として示すブロック図である。なお、図１５及び図１６の図面において、図１、図６〜図８、図１０、図１２〜図１４に示される構成部と同一又は同等の構成部については、同一の符号を付して示している。

ここではまず、図１６の構成について説明する。なお、図１６では、編隊を組む航空機のうちの一方の航空機のみ（図１６では、航空機９１２Ａ）を図示している。また、図１６では、航空機９１２Ａに、移動体電子機器システム８７０及び分離飛翔体８５０が搭載され、搭乗員であるパイロット８３０をシステムの構成要素とし、航空機９１２Ａの外部には外部センサ管理機構９３０が存在する例で示している。なお、同様の搭載構成である編隊内の僚機が存在し、機体を区別する場合には実施の形態１などの説明と同様に航空機９１２Ａ、航空機９１２Ｂのように表記する。

図１６において、分離飛翔体８５０は、パイロット８３０の発射指示によって発射され、発射後は航空機９１２から分離して飛翔を開始し、航空機９１２からの誘導に従って目標に向かって飛翔する物体である。

外部センサ管理機構９３０は、広域に配置されたレーダ等の観測情報を収集し、広域のセンサ情報として航空機９１２Ａ，９１２Ｂに３次元の観測情報を入力可能とする構成部である。航空機９１２Ａ，９１２Ｂからの外部センサ管理機構９３０への出力も可能である。

移動体電子機器システム８７０は、パッシブセンサシステム３００、アクティブセンサシステム４００、及び他センサシステム８６０、データ融合手段５００、センサ制御手段６００、出力情報利用手段８１２及び通信手段８０１を含む構成である。

パッシブセンサシステム３００、アクティブセンサシステム４００及び他センサシステム８６０は、航空機９１２Ａの搭載センサである。パッシブセンサシステム３００及びアクティブセンサシステム４００はパッシブ測位で使用され、探知データを出力するセンサである。なお、図１５及び図１６では、パッシブセンサとアクティブセンサを各１個搭載する構成とした。また、他センサシステム８６０は、航跡データを直接使用し、航跡データを出力することができるセンサである。なお、他センサシステム８６０が３次元の情報を生成できる場合、他センサシステム８６０は、パッシブ測位の同一判定で基準とする情報の生成元の１つになる。

パッシブセンサシステム３００は、観測部３１０、探知部３２０、追尾部３３０及び制御部３４０を含み、アクティブセンサシステム４００は、観測部４１０、探知部４２０及び制御部４４０を含み、他センサシステム８６０は、観測部８６１、探知部８６２、追尾部８６３及び制御部８６４を含む構成である。

パッシブセンサシステム３００、アクティブセンサシステム４００及び他センサシステム８６０において、観測部３１０、観測部４１０及び観測部８６１は、空中線、カメラを含むセンサを具備する構成部であり、探知部３２０、探知部４２０及び探知部８６２は、観測結果から探知データを生成する構成部であり、追尾部３３０及び追尾部８６３はセンサ内部の探知データのみで追尾処理を実施する構成部であり、制御部３４０、制御部４４０及び制御部８６４は、センサ制御を実施する構成部である。

なお、レーダ又はＩＲセンサなど、センサの種類により内部の構成及び処理は異なるが、基本的なセンサの処理構成を示すため、各センサシステムで共通の処理ブロックとしている。

また、アクティブセンサシステム４００では追尾部を含まない構成としている。探知データを出力するパッシブセンサシステム３００及びアクティブセンサシステム４００であれば、後述するデータ融合手段５００で追尾処理を実施し、後述するセンサ制御手段６００に従ってセンサ制御を実施する方法でも、追尾システムを実現できる。このため、図１６のパッシブセンサシステム３００のように内部の追尾処理と２重の追尾ループとして実現することも可能であり、図１６のアクティブセンサシステム４００のように１重の追尾ループとして実現することも可能である。図１６は、両者の構成が選択可能であることを示す一例として敢えて双方の形式を提示したものであり、どちらの追尾ループ（１重又は２重）であっても、本発明の要旨を成す。

次に、移動体電子機器システム８７０を構成する主要構成部の機能について、図１６を参照して説明する。まず、データ融合手段５００は、システム全体の相関・統合機能部であり、探知データ相関・統合機能部５３０、航跡相関・統合機能部５４０及び目標管理部５５０を含む。図１６に示すように、探知データ相関・統合機能部５３０には、アクティブセンサの３次元探知データ（方位：ＡＺ、ＥＬ、レンジ、ドップラ速度）と、パッシブセンサの２次元探知データ（方位：ＡＺ、ＥＬ）とが入力される。探知データ相関・統合機能部５３０は、アクティブセンサの３次元探知データと、パッシブセンサの２次元探知データとを相関・統合して航跡を生成する。

なお、センサデータは確率現象で変動するため、３次元探知データのみ、２次元探知データのみが入力される場合も有り得るが、このような場合でも航跡の生成は可能である。ただし、２次元探知データのみが入力された場合には、２次元の航跡情報が出力される。

また、機能的には、通信手段８０１を経由する外部からの探知データの入力も可能である。ただし、一般的に、本発明の趣旨に沿う能力向上への寄与は小さいため、本明細書での詳細な記載は省略する。

航跡相関・統合機能部５４０は、航跡情報を一元化するための手段であり、搭載センサからの航跡情報と、通信手段８０１を経由した外部からの航跡情報とを相関・統合して航跡を生成する。なお、探知データ相関・統合機能部５３０で生成した航跡も相関・統合の対象であることは言うまでもない。

目標管理部５５０は、探知データ相関・統合機能部５３０及び航跡相関・統合機能部５４０で生成した観測情報を「目標情報」として一元管理する手段である。航跡情報だけでなく、センサのステータス、観測状況、遅延時間等の関連情報も「目標情報」と共に記憶して管理する。目標管理部５５０は、「目標情報」を活用するパイロットインタフェース手段８２０及び分離飛翔体制御手段８４０との間のインタフェースも提供する。また、目標管理部５５０は、パイロット操作、分離飛翔体８５０の誘導対象とされている目標情報の管理等、利用先と連携して観測情報に対する付加的な情報を含めて「目標情報」として一元管理する。さらに、目標管理部５５０は、通信手段８０１経由で、編隊内の僚機である航空機９１２Ｂ及び外部センサ管理機構９３０との間の情報交換インタフェースも提供する。

センサ制御手段６００は、搭載センサに対して制御コマンドを発行する手段である。センサ制御手段６００は、データ融合手段５００と連携して、搭載センサに対する連携制御及び自動制御を実現する。また、センサ制御手段６００は、パイロットインタフェース手段８２０も含めて、マニュアル操作及びセミオートセンサ制御を実現する。また、センサ制御手段６００は、運用での優先順位、センサリソース等の制約から、事前に状況に応じたセンサの制御要領を「センサ制御ルール６３０」としてプリセットする。さらに、センサ制御手段６００は、センサ制御の実行中において、データ融合手段５００からの「目標情報」を基準に現在の状況を把握し、現在の状況と「センサ制御ルール６３０」から、搭載センサの制御方法を決定し、決定したセンサ制御方法に応じて、センサ制御コマンドを発行する。

出力情報利用手段８１２は、パイロットインタフェース手段８２０及び分離飛翔体制御手段８４０を含む。パイロットインタフェース手段８２０は、パイロットへのインタフェースを提供する手段であり、目標管理部５５０からの「目標情報」を基準に画面表示、警報音発生等の出力情報を生成する。また、出力情報利用手段８１２は、スイッチボタン等のパイロットからの制御入力を受付、関連する機材へ出力する。

分離飛翔体制御手段８４０は、分離飛翔体８５０へのインタフェースを提供する手段である。目標管理部５５０からの「目標情報」を基準に分離飛翔体８５０に対して、目標の位置等を通知する。分離飛翔体制御手段８４０は、分離飛翔体８５０からの情報をデータ融合手段５００へ出力する。

以上が、移動体電子機器システム８７０の主たる機能である。なお、移動体電子機器システム８７０の動作及び効果は、上記した特許文献１（特許第４９２５８４５号）又は特許文献２（特許第５６９７７３４号）に記載された内容と同一又は同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。

次に、図１５を参照して実施の形態９におけるパッシブ測位システムの構成について説明する。図１５では、図１６に示される典型的な移動体電子機器システムの構成において、パッシブ測位システムの要部を成す３次元測位論理センサシステム２５０が追加され、探知データ相関・統合機能部５３０が３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５３１に変更され、目標管理部５５０が目標管理部５５１に変更され、センサ制御ルール６３０がセンサ制御ルール６３１に変更されている。また、目標管理部５５１には、３次元測位論理センサシステム２５０内の航跡記憶手段２５２にパッシブ測位で必要になる情報を出力する機能と、通信手段８０１を通じてパッシブ測位で必要となる情報を交換する機能とが付加されている。さらに、センサ制御手段６０１及びセンサ制御ルール６３１では、センサ制御手段６００及びセンサ制御ルール６３０のそれぞれに、３次元測位論理センサシステム２５０を制御するための必要な機能が追加されている。これらの機能変更により、３次元測位論理センサシステム２５０とセンサ制御手段６０１との間、及び３次元測位論理センサシステム２５０の航跡記憶手段２５２とデータ融合手段５０１の目標管理部５５１との間には、新たな通信線が付加されている。なお、その他の構成については、図１６と同一又は同等である。

３次元測位論理センサシステム２５０は、他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段２５１及び航跡記憶手段２５２を含む。他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段２５１は、図１２に示した実施の形態６における他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段２２１と同様の機能を具備し、航跡記憶手段２５２は、実施の形態６における航跡記憶手段２１２と同様の機能を具備する。

３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５３１は、図１６に示した探知データ相関・統合機能部５３０に、図８に示した実施の形態４における３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１０のパッシブ測位からの３次元探知データ対応と同様の機能を追加して実現したものである。なお、図１５では、新たな機能が追加された３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５３１と従来からある航跡相関・統合機能部５４０とを含む構成部をデータ融合手段５０１としている。

実施の形態９のパッシブ測位システムの要部を構成する各構成部の機能は上述した通りであり、ここでの更なる詳細な説明は省略する。

実施の形態９によれば、移動体電子機器システムのような複雑なマルチセンサシステムであっても、同一判定の確度が高いパッシブ測位による３次元探知データの活用が可能となる。移動体電子機器システムのような複雑なマルチセンサシステムでは、同一目標に対する３次元航跡データを継続して出力することが特に重要である。実施の形態９によれば、パッシブセンサを利用した３次元の探知データも航跡生成で利用できるようになるので、３次元航跡データを出力し続けることの継続性が向上し、３次元の追尾維持能力の向上が可能となる。

また、実施の形態９では、航空機の機動、航空機の配置、航空機の機数、センサの個数等に関する制約がなく、また、運用者であるパイロットに対する制約事項もない。このため、パイロットが戦術等に応じて有利な機動を選択することが可能なシステムとして構成することが可能となる。

図１６に示した移動体電子機器システムのような複雑なマルチセンサシステムでは、航跡の品質に応じて電波放射を低減するセンサ制御機能が実現済みである。このようなマルチセンサシステムでは、複数のセンサの探知データを組合せることで電波妨害への対抗能力を高めることが可能である。したがって、このようなマルチセンサシステムに実施の形態９の手法を適用すれば、パッシブセンサを利用した３次元の探知データも航跡生成に利用できるので、３次元の追尾品質を維持した上で、電波の放射量をさらに削減するセンサ制御を実現することができ、また、レーダ妨害時に３次元の探知データを得る手段が増加することになるので、電波妨害への対処能力を向上することが可能となる。

実施の形態１０．
図１７は、実施の形態１０におけるパッシブ測位システムを含む移動体電子機器システムの構成を示すブロック図である。図１７では、図１６に示す実施の形態９の構成において、３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５３１が品質基準探知棄却機能付３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５３２に変更されている。なお、その他の構成については、実施の形態９と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部については、同一の符号を付して重複する説明は省略する。

品質基準探知棄却機能付３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５３２は、図１０に示す実施の形態５の品質基準探知棄却機能付３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５１１と同様の機能である。このため、移動体電子機器システムのような複雑なマルチセンサシステムでも、実施の形態５と同様にパッシブ測位による遅延の大きい３次元の探知データを、観測状況に応じて柔軟に利用することが可能となる。

実施の形態１１．
図１８は、実施の形態１１におけるパッシブ測位システムを含む移動体電子機器システムの構成を示すブロック図である。図１８では、図１７に示す実施の形態１０の構成において、パッシブ測位用センサ制御手段６４０がセンサ制御手段６０２の内部に追加されている。なお、その他の構成については、実施の形態９と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部については、同一の符号を付して重複する説明は省略する。

パッシブ測位用センサ制御手段６４０は、図１３に示す実施の形態７のパッシブ測位用センサ制御手段６２１と同様に、探知データ入力対象であるパッシブセンサとアクティブセンサに対して、パッシブ測位が有利になるようにセンサを制御する手段である。また、実施の形態１１では、通信手段８０１を通じて僚機のセンサを制御するための情報交換も実施することができるように構成されている。

実施の形態１１によれば、移動体電子機器システムのような複雑なマルチセンサシステムでも、実施の形態７と同様にパッシブ測位も考慮したセンサ制御を実施すること可能となる。

実施の形態１２．
図１９は、実施の形態１２におけるパッシブ測位システムを含む移動体電子機器システムの構成を示すブロック図である。図１９では、図１８に示す実施の形態１１の構成において、ビーム機動判定手段７２０が移動体電子機器システム８７１の内部に追加されている。なお、その他の構成については、実施の形態１１と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部については、同一の符号を付して重複する説明は省略する。

ビーム機動判定手段７２０は、図１４に示す実施の形態８のビーム機動判定手段７１０と同様に、品質基準探知棄却機能付３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部５３３の出力からビーム機動判定を実施し、判定結果を他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段２７１に伝達する。ビーム機動判定後の動作は、実施の形態８と同様である。

実施の形態１２によれば、移動体電子機器システムのような複雑なマルチセンサシステムでも、実施の形態８と同様にパッシブ測位に対応したビーム機動判定を考慮したパッシブ測位処理及びセンサ制御を実施することが可能となる。

実施の形態１３．
図２０は、実施の形態１３におけるパッシブ測位システムを含む移動体電子機器システムの構成を示すブロック図である。図２０では、図１９に示す実施の形態１２の構成において、他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段２７１が観測条件・他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段２８１に変更され、観測条件判定手段２８３が３次元測位論理センサシステム２８０の内部に追加されている。なお、その他の構成については、実施の形態１２と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部については、同一の符号を付して重複する説明は省略する。

観測条件判定手段２８３は、目標管理部５５２から出力された観測条件及び航跡記憶手段２５２から出力された航跡の算出状況からパッシブセンサのみで同一判定を実施するか否かを判断する機能を有する。

観測条件・他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段２８１は、航跡記憶手段２５２に保持された情報を使用してパッシブ測位を実施すると共に、観測条件判定手段２８３においてパッシブセンサのみで同一判定可と判断された２次元航跡間でパッシブ測位を実施して３次元の観測情報を出力する機能を有する。

例えば、クリアスカイで誤警報がほとんど無く、かつ、複数のパッシブセンサで目標が１個だけ安定して観測されている状況であれば、パッシブセンサのみで同一判定可と判断する。この際、過去の同一判定結果も学習し、パッシブセンサのみで同一判定を実施するか否かを判断してもよい。

実施の形態１３によれば、移動体電子機器システムのような複雑なマルチセンサシステムでも、観測条件が有利な状況であれば、パッシブセンサのみで同一判定を実施し、３次元の観測データを生成する。これにより、３次元の探知データが継続して生成できる状況であれば、パッシブセンサのみで分離飛翔体の発射・誘導を行うといった運用が可能になる。

最後に、本実施の形態における各種の制御手段をソフトウェアで実現する際のハードウェア構成について、図２３を参照して説明する。なお、ここでいう各種の制御手段とは、データ融合手段、センサ制御手段、ビーム機動判定手段、３次元情報利用手段、出力情報利用手段、ならびに３次元測位論理センサシステムを構成する各種の３次元測位手段及び航跡記憶手段などが該当する。

上述した各種の制御手段の機能をソフトウェアで実現する場合には、図２３に示すように、演算を行うＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）９５０、ＣＰＵ９５０によって読みとられるプログラムが保存されるメモリ９６０及び信号の入出力を行うインタフェース９７０を含む構成とすることができる。なお、ＣＰＵ９５０は、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、又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）などと称されるものであってもよい。また、メモリ９６０とは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically EPROM）などの、不揮発性又は揮発性の半導体メモリなどが該当する。

具体的に、メモリ９６０には、各種の制御手段の機能を実行するプログラムが格納されている。ＣＰＵ９５０は、インタフェース９７０、本実施の形態で説明された他のインタフェース及び通信手段を介して、必要な情報の授受を行うことにより、本実施の形態で説明された各種の演算処理を実行する。

なお、図２３に示すＣＰＵ９５０及びメモリ９６０を処理回路に置き換えてもよい。処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。また、前述のハードウェアは、単一の計算装置でもネットワークで接続した複数の計算装置としても実現可能である。専用の計算装置として実装することも、センサシステムの信号処理装置内に３次元測位論理センサシステムを混在させるような実装も可能である。

＜本発明の効果＞
以上の説明の通り、本実施の形態に係るパッシブ測位システムによれば、異種センサの３次元の観測情報を利用することで、誤警報や探知確率等の観測条件の厳しい場合でも、パッシブセンサ間の同一判定を正確に実施できるので、誤相関を低減できるという効果が得られ、また、観測対象の目標よりも少ない個数のパッシブセンサで、パッシブセンサ間の同一判定を正確に実施できるという効果が得られる。

また、本実施の形態に係るパッシブ測位システムによれば、パッシブセンサと異種センサでは、誤警報の発生箇所が一致する確率が低いため、同種のパッシブセンサのみで実現するセンサと比較してパッシブセンサ間の同一判定を正確に実施できるという効果が得られる。

また、本実施の形態に係るパッシブ測位システムによれば、異種センサとしてレーダのようなパッシブセンサよりも誤警報を抑圧できるアクティブセンサを使用することとしたので、パッシブセンサの誤警報の影響を低減してパッシブセンサ間の同一判定を正確に実施できるという効果が得られる。

また、本実施の形態に係るパッシブ測位システムによれば、パッシブセンサ間の同一判定をより正確に実施できるので、パッシブセンサを用いた三角測量等による測位処理を正確に実施できるという効果が得られる。

また、本実施の形態に係るパッシブ測位システムによれば、測位処理結果である３次元の観測情報を正確に算出できるので、誤相関によって目標の存在位置から大きく離れた位置の観測結果を算出するというリスクを低減できるという効果が得られる。これにより、パッシブセンサを利用して確度の高い３次元の観測情報を算出可能なシステムを構成できるという効果が得られる。

また、本実施の形態に係るパッシブ測位システムによれば、異種センサの３次元の観測情報を利用することで、パッシブセンサの個数や配置、パッシブセンサを搭載した移動体の機動に対して制約を設けずに同一判定を正しく実施するシステムを提供可能である。個数や配置機動といった運用に対する制約がなく、同一判定を正しく実施して３次元の探知データを生成できる、パッシブ測位システムを提供できるという効果が得られる。

また、本実施の形態に係るパッシブ測位システムによれば、３次元の探知データと２次元の探知データを用いた追尾処理結果の航跡において、３次元の情報が有効であった期間の情報を利用して相対関係を決定する（メモリトラック３次元データでの相関決定方法）ことで同一判定を正確に実施して３次元の観測情報を生成するシステムを得ることができるという効果が得られる。この結果、３次元を観測可能なセンサの観測が困難になった状況でも、２次元の航跡情報を用いて３次元の情報で相関判定に基づく確度が高い相関判定に基づいた３次元探知データを生成して、３次元の航跡情報を継続して出力できるシステムを得ることができるという効果が得られる。

また、本実施の形態に係るパッシブ測位システムによれば、遅延時間等、新規に入力された探知データの品質と、追尾処理に入力済みの探知データの品質を比較して、３次元と２次元の探知データを用いた追尾処理に投入する探知データを選択することで、処理遅延が大きいパッシブ測位の探知データを追尾処理の状況に応じて使用する追尾処理を実現できる効果がある。追尾維持と追尾品質の双方に対して、最も有利な探知データを選択可能なシステムを実現できるという効果が得られる。

また、本実施の形態に係るパッシブ測位システムによれば、パッシブ測位の機能を移動体電子機器システムのような複雑なマルチセンサシステムへ組込むことで、移動体電子機器システムでも、同一判定の確度が高いパッシブ測位による３次元の探知データを活用できるという効果が得られる。

また、本実施の形態に係るパッシブ測位システムによれば、移動体電子機器システムのような複雑なマルチセンサシステムでは、同一目標に対する３次元航跡データを継続して出力することが特に重要である。本発明のパッシブ測位により、パッシブセンサを利用した３次元の探知データも航跡生成で利用できるようになり、３次元の追尾維持能力を向上できるという効果が得られる。また、この種の移動体電子機器システムでは、航跡の品質に応じて電波放射を低減するセンサ制御機能が実現済みであるため、３次元の追尾品質を維持した上で、電波の放射量をさらに削減するセンサ制御を実現できる効果がある。さらに、この種の移動体電子機器システムでは、複数のセンサの探知データを組合せることで電波妨害への対抗能力を高めることができるので、レーダ妨害時に３次元の探知データを得る手段が増加することで、電波妨害への対処能力を向上できるという効果が得られる。

また、本実施の形態に係るパッシブ測位システムは、航空機の機動や配置、航空機の機数、センサの個数などに制約がなく、運用者であるパイロットに対する制約事項もないので、パイロットが戦術等に応じて有利な機動を選択することが可能なシステムとして構成できるという効果が得られる。

なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１００（１００Ａ，１００Ｂ），１１０（１１０Ａ，１１０Ｂ） パッシブ測位システム、２００（２００Ａ，２００Ｂ） 他センサ活用３次元測位手段、２１０（２１０Ａ，２１０Ｂ） ３次元測位論理センサシステム、２１１（２１１Ａ，２１１Ｂ） 既存相関関係活用３次元測位手段、２１２（２１２Ａ，２１２Ｂ） 航跡記憶手段、２２０ ３次元測位論理センサシステム、２２１ 他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段、２３０ ３次元測位論理センサシステム、２３１ 他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段、２４０ ３次元測位論理センサシステム、２４１ 他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段、２５０ ３次元測位論理センサシステム、２５１ 他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段、２５２ 航跡記憶手段、２６０ ３次元測位論理センサシステム、２６１ 他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段、２７０ ３次元測位論理センサシステム、２７１ 他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段、２８０ ３次元測位論理センサシステム、２８１ 観測条件・他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段、２８３ 観測条件判定手段、３００（３００Ａ，３００Ｂ） パッシブセンサシステム、３１０ 観測部、３２０ 探知部、３３０ 追尾部、３４０ 制御部、４００（４００Ａ，４００Ｂ） アクティブセンサシステム、４１０ 観測部、４２０ 探知部、４４０ 制御部、５００，５０１ データ融合手段、５１０（５１０Ａ，５１０Ｂ） ３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部、５１１ 品質基準探知棄却機能付３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部、５３０ 探知データ相関・統合機能部、５３１ ３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部、５３２ 品質基準探知棄却機能付３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部、５３３ 品質基準探知棄却機能付３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部、５４０ 航跡相関・統合機能部、５５０ 目標管理部、５５１ 目標管理部、５５２ 目標管理部、６００，６０１，６０２ センサ制御手段、６１０（６１０Ａ，６１０Ｂ） パッシブセンサ制御手段、６１２（６１２Ａ，６１２Ｂ） アクティブセンサ制御手段、６２１（６２１Ａ，６２１Ｂ） パッシブ測位用センサ制御手段、６３０ センサ制御ルール、６３１ センサ制御ルール、６３２ センサ制御ルール、６４０ パッシブ測位用センサ制御手段、７１０ ビーム機動判定手段、７２０ ビーム機動判定手段、８０１（８０１Ａ，８０１Ｂ） 通信手段、８１１（８１１Ａ，８１１Ｂ） ３次元情報利用手段、８１２（８１２Ａ，８１２Ｂ） 出力情報利用手段、８２０ パイロットインタフェース手段、８３０ パイロット、８４０ 分離飛翔体制御手段、８５０ 分離飛翔体、８６０ 他センサシステム、８６１ 観測部、８６２ 探知部、８６３ 追尾部、８６４ 制御部、８７１ 移動体電子機器システム、９１１（９１１Ａ，９１１Ｂ），９１２（９１２Ａ，９１２Ｂ） 航空機、９２１ ３次元観測システム、９３０ 外部センサ管理機構、９５０ ＣＰＵ、９６０ メモリ、９７０ インタフェース。

Claims (24)

1. 複数のパッシブセンサと、３次元位置の観測情報を入力可能な手段と、他センサ活用３次元測位手段とを備えて構成されるパッシブ測位システムにおいて、
   前記他センサ活用３次元測位手段は、他のセンサによる３次元位置の観測情報を使用して、複数のパッシブセンサの観測値間の同一判定を実施し、同一であるとの判定結果に基づいて複数のパッシブセンサの観測情報から３次元の位置情報を生成することを特徴とするパッシブ測位システム。
2. パッシブ測位が有利になるようにパッシブセンサを制御するパッシブセンサ制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のパッシブ測位システム。
3. ３次元位置の観測情報を入力するアクティブセンサと、
   パッシブ測位が有利になるように前記アクティブセンサを制御するアクティブセンサ制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のパッシブ測位システム。
4. ３次元位置の観測情報を入力するアクティブセンサと、
   前記パッシブセンサ及び前記アクティブセンサに、情報処理で３次元探知データを生成する論理センサとしての３次元測位論理センサと、
   前記パッシブセンサの探知データ及び前記アクティブセンサの探知データに、前記３次元測位論理センサで生成したパッシブ測位の算出結果である３次元の位置の観測情報を加えて、探知データ間の相関・統合処理を実施する３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のパッシブ測位システム。
5. 前記３次元測位論理センサは、
   前記３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部の処理結果である航跡を保持する航跡記憶手段と、
   前記航跡記憶手段に保持された情報を使用して、パッシブ測位を実施する既存相関関係活用３次元測位手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項４に記載のパッシブ測位システム。
6. 前記航跡記憶手段は、通信手段を通じて得た、他のプラットフォームからの航跡を保持することを特徴とする請求項５に記載のパッシブ測位システム。
7. 前記既存相関関係活用３次元測位手段の処理対象となる航跡には、過去に３次元の観測情報を得ていて、前記アクティブセンサの情報が入力されなくなったことで、前記パッシブセンサの観測情報で２次元の観測情報が有効である第１の航跡が含まれることを特徴とする請求項６に記載のパッシブ測位システム。
8. 前記既存相関関係活用３次元測位手段の処理対象となる航跡には、前記第１の航跡を生成する際に使用したパッシブセンサとは異なるパッシブセンサの観測情報で生成された２次元の観測情報が有効な第２の航跡が含まれることを特徴とする請求項７に記載のパッシブ測位システム。
9. 前記第１の航跡と、前記第２の航跡のうち、前記第１の航跡で３次元の観測情報が有効だったときに、同一目標であった第３の航跡とを使用し、三角測量の原理で、３次元の位置情報を生成することを特徴とする請求項８に記載のパッシブ測位システム。
10. 前記三角測量を実施する時刻は、前記第１の航跡が２次元の観測情報が有効な時刻であることを特徴とする請求項９に記載のパッシブ測位システム。
11. 前記３次元の位置情報が有効なときには、パッシブ測位は実施しない、ことを特徴とする請求項９に記載のパッシブ測位システム。
12. 前記３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部には、前記航跡記憶手段に保持された情報を使用して、パッシブ測位を実施する際に、入力された探知データを追尾処理全体の品質を考慮して棄却するか否かを判定する機能が付加されている
    ことを特徴とする請求項５から１１の何れか１項に記載のパッシブ測位システム。
13. 前記既存相関関係活用３次元測位手段には、他のセンサによる３次元位置の観測情報を使用して、複数のパッシブセンサの観測値間の同一判定を実施する機能が付加されている
    ことを特徴とする請求項５から１２の何れか１項に記載のパッシブ測位システム。
14. 目標がビーム機動となったことを、前記３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部の出力から判断するビーム機動判定手段を備え、
    前記既存相関関係活用３次元測位手段は、ビーム機動検出に応じて、パッシブ測位が有利になるようなセンサ制御をパッシブ測位用センサ制御手段を通じて指示することを特徴とする請求項５から１３の何れか１項に記載のパッシブ測位システム。
15. 複数のパッシブセンサと、３次元位置の観測情報を入力するアクティブセンサと、前記パッシブセンサ及び前記アクティブセンサ以外の搭載センサである他のセンサと、請求項４から１４の何れか１項に記載の３次元測位論理センサと、システム全体の相関・統合機能部であるデータ融合手段と、を含むことを特徴とするマルチセンサシステム。
16. 前記データ融合手段は、
    前記パッシブセンサの探知データ及び前記アクティブセンサの探知データに、前記３次元測位論理センサで生成したパッシブ測位の算出結果である３次元の位置の観測情報を加えて、探知データ間の相関・統合処理を実施して航跡を生成する３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部と、
    前記他のセンサ及び通信手段経由の外部からの航跡情報並びに前記３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部が生成した航跡を相関・統合して航跡を生成する航跡相関・統合機能部と、
    前記探知データ相関・統合機能部及び前記航跡相関・統合機能部が生成した航跡を含む観測情報を目標情報として管理する目標管理部と、
    を備えたことを特徴とする請求項１５に記載のマルチセンサシステム。
17. 前記パッシブセンサ、前記アクティブセンサ、前記他のセンサ及び前記３次元測位論理センサに対して制御コマンドを発行するセンサ制御手段を備え、
    前記センサ制御手段は、前記データ融合手段と連携して、前記パッシブセンサ、前記アクティブセンサ、前記他のセンサ及び前記３次元測位論理センサに対する連携制御及び自動制御を実施することを特徴とする請求項１６に記載のマルチセンサシステム。
18. 前記センサ制御手段は、運用での優先順位及びセンサリソースを含む制約から、事前に状況に応じたセンサの制御要領をセンサ制御ルールとしてプリセットすると共に、センサ制御の実行中において、前記データ融合手段からの目標情報を基準に現在の状況を把握し、当該現在の状況及び前記センサ制御ルールに基づいて前記パッシブセンサ、前記アクティブセンサ、前記他のセンサ及び前記３次元測位論理センサに対する制御コマンドを発行することを特徴とする請求項１７に記載のマルチセンサシステム。
19. 前記目標管理部からの前記目標情報を基準に、パイロットに対する画面表示および警報音発生を含む出力情報を生成するパイロットインタフェース手段を備えたことを特徴とする請求項１６から１８の何れか１項に記載のマルチセンサシステム。
20. 前記目標管理部からの前記目標情報を基準に、分離飛翔体に対して目標の位置を通知すると共に、前記分離飛翔体からの情報を前記データ融合手段へ出力する分離飛翔体制御手段を備えたことを特徴とする請求項１６から１９の何れか１項に記載のマルチセンサシステム。
21. 前記３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部には、前記航跡記憶手段に保持された情報を使用して、パッシブ測位を実施する際に、入力された探知データを追尾処理全体の品質を考慮して棄却するか否かを判定する機能が付加されている
    ことを特徴とする請求項１６から２０の何れか１項に記載のマルチセンサシステム。
22. パッシブ測位が有利になるように前記パッシブセンサ、前記アクティブセンサ、前記他のセンサ又は前記３次元測位論理センサのうちの少なくとも一つを制御するパッシブ測位用センサ制御手段を備えたことを特徴とする請求項１６から２１の何れか１項に記載のマルチセンサシステム。
23. 目標がビーム機動となったことを、前記３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部の出力から判断するビーム機動判定手段を備え、
    前記３次元論理センサは、
    前記３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部の処理結果である航跡を保持する航跡記憶手段と、
    前記航跡記憶手段に保持された情報を使用してパッシブ測位を実施する既存相関関係活用３次元測位手段と、
    ビーム機動検出に応じて、パッシブ測位が有利になるようなセンサ制御を前記パッシブ測位用センサ制御手段を通じて指示する他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段と、
    を備えたことを特徴とする請求項２２に記載のマルチセンサシステム。
24. 前記３次元論理センサは、
    前記３次元測位論理センサ対応探知データ相関・統合機能部の処理結果である航跡を保持する航跡記憶手段と、
    前記目標管理部から出力された観測条件及び前記航跡記憶手段から出力された航跡の算出状況から前記パッシブセンサのみで同一判定を実施するか否かを判断する観測条件判定手段と、
    前記航跡記憶手段に保持された情報を使用してパッシブ測位を実施すると共に、前記観測条件判定手段において前記パッシブセンサのみで同一判定可と判断された２次元航跡間でパッシブ測位を実施して３次元の観測情報を出力する観測条件・他センサ・既存相関関係活用３次元測位手段と、
    を備えたことを特徴とする請求項１６から２２の何れか１項に記載のマルチセンサシステム。

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