JP2018124145A - Radio wave environment investigation system, radio wave environment investigation method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電波を用いた通信や放送などの受信機やその他、様々な機器の動作の妨げになるなど、機器の動作に影響を与える不要電波の有無や発生源の特定を行う電波環境調査に用いられるシステム、方法、プログラムに関する。 This invention is a radio wave environment survey that identifies the presence or source of unwanted radio waves that affect the operation of devices such as receivers for communications and broadcasting using radio waves, and other devices that interfere with the operation of the devices. The present invention relates to a system, a method, and a program used for the computer.
従来、地上に電波受信局を設置する際には電波環境調査を行い、違法に発せされる電波などの不要電波の影響についての評価が行われている。例えば、電波調査（サイトサーベイ）は、指向性アンテナを使用して電波の到来方向を調べる。測定機器及びアンテナを持ち運びつつ、場所を移動しながら測定することで、探している電波の発生源を絞り込むことができる。 Conventionally, when a radio wave receiving station is installed on the ground, a radio wave environment survey is performed to evaluate the influence of unnecessary radio waves such as illegally emitted radio waves. For example, in the radio wave survey (site survey), the direction of arrival of radio waves is checked using a directional antenna. By carrying the measurement device and the antenna and performing the measurement while moving the place, it is possible to narrow down the source of the radio wave that is being searched for.
しかし、地上での電波調査に関しては、調査対象領域は砂漠や山地などであり得、必ずしも人の移動に便利である地域であるとは限らない。また、不要電波が長距離を伝播し得る周波数である場合など、不要電波の発生源を絞り込むことが容易ではない場合がある。そのため、電波調査に要する労力やコストが大きくなり得るという問題があった。 However, regarding the radio wave survey on the ground, the survey target area can be a desert or a mountainous area, and is not necessarily an area convenient for human movement. In addition, there are cases where it is not easy to narrow down the source of unwanted radio waves, such as when the unwanted radio waves have a frequency that can propagate over a long distance. Therefore, there has been a problem that the labor and cost required for the radio wave survey can be increased.
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、人の移動が容易ではない地域での電波調査や、地表の広範囲での電波調査に好適な電波環境調査システム、電波環境調査方法、及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and is suitable for radio wave surveys in areas where movement of people is not easy and radio wave surveys over a wide range of the ground surface, and radio wave environment survey method. And to provide a program.
（１）本発明に係る電波環境調査システムは、飛翔体に搭載した合成開口レーダーによるクロス偏波での受信データを取得し、地上の電波源からの電波成分を含んだ前記受信データをレーダー画像に変換するレーダー画像生成手段と、前記クロス偏波の前記レーダー画像内において、予め定めた基準に基づき、画質が低下した領域を特定し、当該領域を前記電波源の存在が推測される候補領域として検出する電波源検知手段と、を有する。 (1) The radio wave environment investigation system according to the present invention acquires cross-polarization reception data by a synthetic aperture radar mounted on a flying object, and uses the reception data including a radio wave component from a ground radio wave source as a radar image. In the radar image of the cross-polarized wave, a region where the image quality is deteriorated is specified based on a predetermined criterion, and the region is a candidate region where the presence of the radio wave source is estimated Radio wave source detection means for detecting
（２）上記（１）に記載する電波環境調査システムにおいて、前記電波源検知手段は、前記レーダー画像を構成する画素ごとに当該画素に対応する地表領域からのレーダー受信波の周波数スペクトルを求め、レーダー送信波に対して想定される後方散乱波強度に応じて設定される閾値を用いて前記周波数スペクトルにおいて当該閾値を超えるピークの有無を判定し、当該ピークが存在する画素が予め定めた閾値以上の密度で存在する領域を前記候補領域とする構成とすることができる。 (2) In the radio wave environment investigation system described in (1) above, the radio wave source detection unit obtains a frequency spectrum of a radar reception wave from a ground region corresponding to the pixel for each pixel constituting the radar image, The presence or absence of a peak exceeding the threshold in the frequency spectrum is determined using a threshold set according to the intensity of the backscattered wave assumed for the radar transmission wave, and the pixel where the peak exists is equal to or greater than a predetermined threshold. It is possible to adopt a configuration in which an area existing at a density of 1 is used as the candidate area.
（３）上記（１）に記載する電波環境調査システムにおいて、前記合成開口レーダーは、ＶＨのクロス偏波送受信と前記ＶＨとは異なるＨＶのクロス偏波送受信とを交互に行って、前記レーダー画像生成手段は前記ＶＨ及び前記ＨＶそれぞれについて前記レーダー画像を生成し、前記電波源検知手段は、前記レーダー画像を構成する画素ごとに前記ＶＨと前記ＨＶとの間での画素値の相関係数を算出し、当該相関係数が予め定めた閾値未満である画素が予め定めた閾値以上の密度で存在する領域を前記候補領域とする構成とすることができる。 (3) In the radio wave environment investigation system described in (1) above, the synthetic aperture radar alternately performs VH cross-polarization transmission / reception and HV cross-polarization transmission / reception different from the VH, thereby performing the radar image. The generation unit generates the radar image for each of the VH and the HV, and the radio wave source detection unit calculates a correlation coefficient of the pixel value between the VH and the HV for each pixel constituting the radar image. An area in which pixels calculated and having a correlation coefficient less than a predetermined threshold exists at a density equal to or higher than a predetermined threshold can be used as the candidate area.
（４）上記（１）〜（３）に記載する電波環境調査システムにおいて、前記合成開口レーダーは、前記クロス偏波での送受信を行うと共にライク偏波での送受信を行い、前記レーダー画像生成手段は、当該クロス偏波について前記レーダー画像を生成すると共に前記ライク偏波についてのレーダー画像を取得し、当該電波環境調査システムは、さらに、表示装置に表示させる表示画像として、前記ライク偏波の前記レーダー画像にて前記候補領域に対応する位置を識別可能に表した画像を生成する表示画像生成手段を有する構成とすることができる。 (4) In the radio wave environment investigation system described in (1) to (3) above, the synthetic aperture radar performs transmission / reception in the cross polarization and transmission / reception in like polarization, and the radar image generation means Generates the radar image for the cross-polarized wave and acquires the radar image for the like-polarized wave, and the radio wave environment investigation system further provides the display of the like-polarized wave as a display image to be displayed on a display device. A display image generating unit that generates an image in which a position corresponding to the candidate area can be identified in a radar image can be provided.
（５）本発明に係る電波環境調査方法は、飛翔体に搭載した合成開口レーダーによるクロス偏波での受信データを取得し、地上の電波源からの電波成分を含んだ前記受信データをレーダー画像に変換するレーダー画像生成ステップと、前記クロス偏波の前記レーダー画像内において、予め定めた基準に基づき、画質が低下した領域を特定し、当該領域を前記電波源の存在が推測される候補領域として検出する電波源検知ステップと、を有する。 (5) In the radio wave environment investigation method according to the present invention, reception data in a cross polarization by a synthetic aperture radar mounted on a flying object is acquired, and the reception data including a radio wave component from a ground radio wave source is obtained as a radar image. In the radar image generating step for converting into the cross-polarized wave, a region where the image quality is reduced is specified based on a predetermined criterion, and the region is a candidate region where the presence of the radio wave source is estimated And a radio wave source detection step for detecting as follows.
（６）本発明に係るプログラムは、コンピュータを、飛翔体に搭載した合成開口レーダーによるクロス偏波での受信データを取得し、地上の電波源からの電波成分を含んだ前記受信データをレーダー画像に変換するレーダー画像生成手段、及び、前記クロス偏波の前記レーダー画像内において、予め定めた基準に基づき、画質が低下した領域を特定し、当該領域を前記電波源の存在が推測される候補領域として検出する電波源検知手段、として機能させる。 (6) A program according to the present invention acquires cross-polarization reception data from a synthetic aperture radar mounted on a flying object by a computer, and uses the received data including a radio wave component from a ground radio wave source as a radar image. A radar image generating means for converting to the above, and a candidate in which the region where the image quality has deteriorated is specified based on a predetermined criterion in the radar image of the cross-polarized wave, and the presence of the radio wave source is assumed in the region It is made to function as a radio wave source detecting means for detecting as a region.
本発明によれば、飛翔体に搭載した合成開口レーダー（Synthetic Aperture Radar：ＳＡＲ）の画像を用いることで、不要電波の影響があることが推測される地域を効率的に把握することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the area | region where it is estimated that there is an influence of an unnecessary radio wave can be efficiently grasped | ascertained by using the image of the synthetic aperture radar (SAR) mounted in the flying body.
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）である電波環境調査システム２について、図面に基づいて説明する。本システムは、飛翔体に搭載したＳＡＲが地表を走査して取得する受信データを用いて、地上に存在する電波源を検知する。ここで、電波調査の目的は多くの場合、調査を行う主体の側の機器やシステムに影響を与える不要電波の検知であるので、以下、ＳＡＲの送信電波と区別する便宜上、地上の電波源が発する電波を不要電波と称する。 Hereinafter, a radio wave environment investigation system 2 according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described with reference to the drawings. This system detects a radio wave source existing on the ground using reception data acquired by scanning the ground surface by the SAR mounted on the flying object. Here, in many cases, the purpose of the radio wave survey is to detect unnecessary radio waves that affect the device or system on the subject side of the survey. The emitted radio wave is called unnecessary radio wave.
例えば、ＳＡＲの受信データとして地球観測衛星ＡＬＯＳ−２に搭載されたＰＡＬＳＡＲ−２の受信データを利用することができる。ＰＡＬＳＡＲ−２は多偏波での観測が可能であり、例えば、単偏波での観測の他、ＨＨ及びＨＶの同時観測（ＨＨ＋ＨＶ）やＶＶ及びＶＨの同時観測（ＶＶ＋ＶＨ）を行う２偏波の観測を行うことができ、また、水平偏波のパルスと垂直偏波のパルスとを交互に送信してＨＨ＋ＨＶとＶＶ＋ＶＨと交互に行い同一地域を同時期に観測することもできる。 For example, the reception data of PALSAR-2 mounted on the earth observation satellite ALOS-2 can be used as the reception data of SAR. PALSAR-2 can be observed with multiple polarizations. For example, in addition to observation with single polarization, simultaneous polarization of HH and HV (HH + HV) and simultaneous observation of VV and VH (VV + VH) It is also possible to observe the same area at the same time by alternately transmitting HW + HV and VV + VH by alternately transmitting horizontally polarized pulses and vertically polarized pulses.
図１は実施形態に係る電波環境調査システム２の概略の構成を示す模式図である。電波環境調査システム２は、演算処理装置４、記憶装置６、入力装置８及び出力装置１０を含んで構成される。演算処理装置４として、本システムの処理を行う専用のハードウェアを作ることも可能であるが、本実施形態では演算処理装置４は、コンピュータ及び、当該コンピュータ上で実行されるプログラムを用いて構築される。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a radio wave environment investigation system 2 according to the embodiment. The radio wave environment investigation system 2 includes an arithmetic processing device 4, a storage device 6, an
演算処理装置４は、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）からなり、例えば、レーダー画像生成手段１２、電波源検知手段１４及び表示画像生成手段１６として機能する。
The arithmetic processing unit 4 includes a CPU (Central Processing Unit) of a computer, and functions as, for example, a radar
記憶装置６は、演算処理装置４を上記各手段１２，１４，１６などとして機能させるためのプログラム及びその他のプログラムや、本システムの処理に必要な各種データを記憶する。例えば、記憶装置６は、ＳＡＲの受信データや調査地域の地図データなどを保持するために利用される。
The storage device 6 stores a program for causing the arithmetic processing unit 4 to function as each of the
入力装置８は、キーボード、マウスなどであり、ユーザが本システムへの操作を行うために用いる。
The
出力装置１０はディスプレイ、プリンタなどであり、本システムにより検出される電波源の存在領域についての推測結果を画面表示、印刷等によりユーザに示す等に用いられる。また、本システム以外の装置等にデータ出力してもよい。
The
レーダー画像生成手段１２は、ＳＡＲの受信データからレーダー画像を生成する。 The radar image generation means 12 generates a radar image from the SAR received data.
電波源検知手段１４は、クロス偏波の受信データからレーダー画像生成手段１２により生成されたレーダー画像内において画質が低下した領域を特定し、当該領域を電波源の存在が推測される候補領域として検出する。
The radio wave
表示画像生成手段１６は、出力装置１０として設けられる表示装置に表示させる画像を生成する。例えば、表示画像生成手段１６は、ライク偏波のレーダー画像にて電波源の候補領域に対応する位置を識別可能に表した画像を生成する。
The display
図２は電波環境調査システム２による概略の処理フロー図である。 FIG. 2 is a schematic process flow diagram of the radio wave environment investigation system 2.
電波源の存在を調査する地表の対象領域におけるＳＡＲの受信データが演算処理装置４に入力される（ステップＳ１）。例えば、当該入力はユーザの操作に基づいて行われる。例えば、ＳＡＲからの受信データは記憶装置６に予め格納され、演算処理装置４はレーダー画像生成手段１２として機能し、受信データを記憶装置６から読み出す。また、ＳＡＲから受信したデータをリアルタイムでレーダー画像生成手段１２に入力してもよい。
The SAR received data in the target area on the surface where the presence of the radio wave source is investigated is input to the arithmetic processing unit 4 (step S1). For example, the input is performed based on a user operation. For example, the reception data from the SAR is stored in advance in the storage device 6, and the arithmetic processing device 4 functions as the radar image generation means 12 and reads the reception data from the storage device 6. Further, data received from the SAR may be input to the radar
本システムでは電波源の候補領域を検出する処理を行うために、送信と受信とで偏波方向が異なるクロス偏波での受信データがレーダー画像生成手段１２に入力される。具体的には、レーダー画像生成手段１２は、送信が垂直偏波で受信が水平偏波であるＶＨの受信データと、送信が水平偏波で受信が垂直偏波であるＨＶの受信データとを入力される。 In this system, in order to perform processing for detecting a candidate area of a radio wave source, reception data in cross polarization having different polarization directions for transmission and reception is input to the radar image generation means 12. Specifically, the radar image generation means 12 receives VH reception data whose transmission is vertical polarization and reception is horizontal polarization, and HV reception data whose transmission is horizontal polarization and reception is vertical polarization. Entered.
ここで、受信データからレーダー画像を生成する際に、ＳＡＲが受信したデータ、つまり生受信データに対して、各種のフィルタ処理によりノイズを除去する処理が一般に行われる。当該フィルタ処理として通常の観測では、ＳＡＲからの送信波に対する後方散乱波以外の受信電波成分は不要成分として除去する処理が行われる。これに対し、本システムはＳＡＲの送信波とは別に電波を発する電波源を検知することを目的としており、当該電波源が発する不要電波はＳＡＲの受信信号において後方散乱波以外の成分をなす。そのため、本システムは、レーダー画像生成手段１２に入力する上述のクロス偏波の受信データとして、後方散乱波以外の成分を除去していない受信データを取得することが望ましい。
Here, when a radar image is generated from received data, processing for removing noise by various filter processes is generally performed on data received by the SAR, that is, raw received data. In normal observation as the filtering process, a process of removing received radio wave components other than the backscattered wave with respect to the transmitted wave from the SAR as an unnecessary component is performed. On the other hand, this system is intended to detect a radio wave source that emits a radio wave separately from the SAR transmission wave, and the unnecessary radio wave emitted from the radio wave source forms a component other than the backscattered wave in the received signal of the SAR. Therefore, it is desirable that the present system obtains reception data from which components other than the backscattered wave are not removed as the above-described cross polarization reception data input to the radar
また、ステップＳ１にて、演算処理装置４は、出力装置１０の表示画像を生成するために、ライク偏波の受信データ、すなわち、送受信が垂直偏波で行われるＶＶ又は送受信が水平偏波で行われるＨＨの受信データも取得する。
In step S1, the arithmetic processing unit 4 generates like-polarized reception data, that is, VV in which transmission / reception is performed in vertical polarization or transmission / reception in horizontal polarization in order to generate a display image of the
レーダー画像生成手段１２は、取得したクロス偏波の受信データからレーダー画像を生成する（ステップＳ２）。レーダー画像生成手段１２はＶＨのレーダー画像とＨＶのレーダー画像とを位置合わせし、ＶＨ及びＨＶについて地表の同一の観測範囲が写ったレーダー画像を生成する。これにより、両のレーダー画像内の同じ位置の画素は地表の同じ地点に対応する。すなわち、画像を構成する複数の画素を、画像内での水平方向の位置ｉ及び垂直方向の位置ｊで表される二次元座標（ｉ，ｊ）で識別することにすると、ＶＨの画像における画素ＰＶＨ（ｉ，ｊ）とＨＶの画像における画素ＰＨＶ（ｉ，ｊ）とは互いに同じ地点に対応する。 The radar image generation means 12 generates a radar image from the acquired cross polarization received data (step S2). The radar image generation means 12 aligns the VH radar image and the HV radar image, and generates a radar image in which the same observation range of the ground surface is reflected for VH and HV. Thereby, pixels at the same position in both radar images correspond to the same point on the ground surface. That is, if a plurality of pixels constituting an image are identified by two-dimensional coordinates (i, j) represented by a horizontal position i and a vertical position j in the image, the pixels in the VH image P VH (i, j) and the pixel P HV (i, j) in the HV image correspond to the same point.
上述のようにレーダー画像の生成処理ではノイズ処理が行われ得るが、本システムではクロス偏波の受信データからレーダー画像を生成する処理にて、不要電波を除去するノイズ処理は行わない。つまり、一般には、地表からの後方散乱波に基づき地表の性状を表すレーダー画像を生成する際に、地表の性状とは無関係な不要電波は画質劣化の原因となるため、不要電波を除去してレーダー画像を生成するが、本システムではこの不要電波によるレーダー画像の画質低下を利用して電波源の存在する領域を検知する。このノイズ処理に関する点を除けば、レーダー画像生成手段１２におけるレーダー画像の生成処理は基本的に従来と同様の原理で行われる。 As described above, noise processing can be performed in the radar image generation processing, but in this system, noise processing for removing unnecessary radio waves is not performed in the processing for generating a radar image from cross-polarized reception data. In other words, in general, when generating radar images that represent surface properties based on backscattered waves from the ground surface, unnecessary radio waves that are irrelevant to ground surface properties cause image quality degradation. A radar image is generated. In this system, a region where a radio wave source is present is detected by using the image quality deterioration of the radar image due to this unnecessary radio wave. Except for this noise processing, radar image generation processing in the radar image generation means 12 is basically performed according to the same principle as in the prior art.
ちなみに、例えば、受信強度が大きい画素ほど明るく表示するレーダー画像において、不要電波が受信される領域は、地表からの後方散乱波に不要電波の成分が重畳される結果、白濁しコントラストが低下して表示されることが多い。 By the way, for example, in a radar image that displays brighter pixels with higher received intensity, the area where unwanted radio waves are received is clouded and the contrast is reduced as a result of superimposing unwanted radio wave components on the backscattered waves from the ground surface. It is often displayed.
レーダー画像生成手段１２により生成されたＶＨ及びＨＶのレーダー画像のデータは電波源検知手段１４に入力される。 The VH and HV radar image data generated by the radar image generation means 12 is input to the radio wave source detection means 14.
電波源検知手段１４はレーダー画像生成手段１２により生成されたレーダー画像における部分領域ごとに画質を示す指標を算出する（ステップＳ３）。ここではレーダー画像の画素を部分領域とする構成を例として説明するが、部分領域は隣接する複数画素からなる領域とすることもできる。
The radio wave
例えば、電波源検知手段１４は、画質を表す指標値として、レーダー画像を構成する画素ごとにＶＨとＨＶとの間での画素値の相関係数を算出する。ＶＨの画像の画素ＰＶＨ（ｉ，ｊ）での画素値をＳＶＨ（ｉ，ｊ）、またＨＶの画像の画素ＰＨＶ（ｉ，ｊ）での画素値をＳＨＶ（ｉ，ｊ）と表すと、当該画素での画素値の相関係数Ｃ（ｉ，ｊ）は例えば、当該画素を中心とする水平Ｍ画素、垂直Ｎ画素の範囲のＭ×Ｎ個の画素値を用いて次式で定義することができる。なお、Ｍ，Ｎは２以上の自然数であり、また、当該式中、変数に付した＊は、例えば、変数Ｘ＊がＸの複素共役であることを示す。
For example, the radio wave
ここで、ＶＨとＨＶとで同一のアンテナ位置から送受信を行った場合の同一地点の後方散乱係数は、ＶＨとＨＶとで一般に等しくなる。一方、ＳＡＲは垂直偏波のパルスと水平偏波のパルスとを交互に送信して、ＶＨ及びＨＶの受信データを取得する。つまり、ＶＨ及びＨＶの受信データの取得タイミングにはずれが存在し、また、その間にアンテナ位置が変化する。 Here, when transmission / reception is performed from the same antenna position for VH and HV, the backscattering coefficient at the same point is generally equal for VH and HV. On the other hand, the SAR alternately transmits a vertically polarized pulse and a horizontally polarized pulse to acquire VH and HV reception data. That is, there is a difference in the acquisition timing of the VH and HV reception data, and the antenna position changes during that time.
不要電波の成分が存在しない領域では、アンテナ位置の違いの影響はあるものの、同一地点での後方散乱に係るＳＶＨ（ｉ，ｊ）とＳＨＶ（ｉ，ｊ）とは近似的には等しくなることが期待できる。つまり、この場合、当該領域の画素についてはＶＨとＨＶとの間で正の相関関係があり、相関係数Ｃｏｒは比較的大きな値となる。 In the region where there is no unwanted radio wave component, although there is an influence of the difference in antenna position, S VH (i, j) and S HV (i, j) related to backscattering at the same point are approximately equal. Can be expected. That is, in this case, there is a positive correlation between VH and HV for the pixels in the area, and the correlation coefficient Cor is a relatively large value.
一方、不要電波の成分が存在する領域では、不要電波の成分が異なるタイミング間で相関するとは限らない。そのため、この場合、当該領域の画素でのＶＨとＨＶとの間の相関は概して低くなり、相関係数Ｃｏｒは比較的小さな値となることが期待できる。 On the other hand, in an area where unnecessary radio wave components exist, the unnecessary radio wave components do not always correlate between different timings. Therefore, in this case, the correlation between VH and HV at the pixels in the region is generally low, and the correlation coefficient Cor can be expected to be a relatively small value.
つまり画素について相関係数Ｃｏｒに基づいて不要電波の影響の有無を推定できる。また、不要電波の成分が重畳した画素を含む画像領域では画質が低下するので、上述したように相関係数Ｃｏｒを画質を示す指標として用いることができる。 That is, it is possible to estimate the presence or absence of the influence of unnecessary radio waves on the pixel based on the correlation coefficient Cor. In addition, since the image quality is deteriorated in the image region including the pixel on which the component of the unnecessary radio wave is superimposed, the correlation coefficient Cor can be used as an index indicating the image quality as described above.
そこで、電波源検知手段１４は、相関係数Ｃｏｒを用いて、クロス偏波のレーダー画像における画質低下領域を特定し、当該領域を電波源の存在が推測される候補領域として検出する（ステップＳ４）。まず、電波源検知手段１４は相関係数Ｃｏｒを予め定めた基準と比較して、不要電波の影響による画質低下の有無を判定する。具体的には、電波源検知手段１４は、相関係数Ｃｏｒが予め定めた閾値Ｔ１未満である画素は不要電波の影響を受けていると判定する。
Therefore, the radio wave
また、電波源から放射される不要電波の影響は或る程度の拡がりを有した領域で観測されることが期待できる。そこで、電波源検知手段１４は、相関係数Ｃｏｒが閾値Ｔ１未満である画素が予め定めた閾値Ｔ２以上の密度で存在する領域を、不要電波の影響を受けている領域として抽出し、当該領域を電波源の存在が推測される候補領域とする。
Further, it can be expected that the influence of unnecessary radio waves radiated from the radio wave source is observed in an area having a certain extent. Therefore, the radio wave
ちなみに、閾値Ｔ２を用いた画素の密度についての条件により、不要電波とは無関係のノイズ等により相関係数Ｃｏｒが低くなる画素を不要電波の影響を受けた領域として誤検出することを防ぐことができる。 Incidentally, it is possible to prevent erroneous detection of a pixel having a low correlation coefficient Cor due to noise unrelated to unnecessary radio waves as a region affected by unnecessary radio waves, depending on the conditions regarding the pixel density using the threshold value T2. it can.
表示画像生成手段１６は、表示装置に表示させる画像として、ライク偏波のレーダー画像にて、候補領域に対応する位置を識別可能に表した画像を生成する（ステップＳ５）。具体的には、表示画像生成手段１６は、ステップＳ１にて取得したＶＶ又はＨＨの受信データを用いてレーダー画像を生成する。さらに、当該レーダー画像にて候補領域をユーザが識別することができるように表示した画像を生成し、出力装置１０へ出力し表示させる。例えば、表示画像は、ＶＶ又はＨＨのレーダー画像にて、候補領域以外をモノクロで表示し、候補領域に色を付したものとすることができる。
The display image generation means 16 generates an image representing the position corresponding to the candidate region so as to be identifiable in the like polarized radar image as an image to be displayed on the display device (step S5). Specifically, the display
地物が好適に写るＶＶやＨＨのレーダー画像に候補領域を表示することで、例えば、電波源であり得る建物、施設の特定が容易となる。 By displaying the candidate area on the VV or HH radar image in which the feature is suitably captured, for example, it is easy to identify a building or facility that may be a radio wave source.
また、表示画像生成手段１６は、調査地域の地図データを用い、候補領域が表示された地図を表示画像として生成してもよく、当該表示画像においても電波源の建物、施設の把握が容易となる。 Further, the display image generation means 16 may generate a map on which the candidate area is displayed as the display image using the map data of the survey area, and it is easy to grasp the building and facility of the radio wave source in the display image. Become.
上述の構成では、不要電波による画質低下の指標として相関係数Ｃｏｒを用いる例を説明したが、不要電波の影響を受けた画像領域での白濁・コントラスト低下をより直接的に示す指標を用いてもよい。例えば、白濁については明度平均を指標とし、コントラストについては明度分散を指標として用いることができる。 In the above-described configuration, the example in which the correlation coefficient Cor is used as an index of image quality degradation due to unnecessary radio waves has been described. Also good. For example, brightness average can be used as an index for white turbidity, and brightness dispersion can be used as an index for contrast.
また、電波源検知手段１４は、クロス偏波のレーダー画像を構成する画素ごとに当該画素に対応する地表領域からのレーダー受信波の周波数スペクトルを求め、レーダー送信波に対して想定される後方散乱波強度に応じて設定される閾値Ｔ３を用いて、当該周波数スペクトルにおいて閾値Ｔ３を超えるピークの有無を判定し、当該ピークが存在する画素が予め定めた閾値Ｔ４以上の密度で存在する領域を候補領域とする構成とすることもできる。 Further, the radio wave source detection means 14 obtains the frequency spectrum of the radar reception wave from the ground area corresponding to the pixel for each pixel constituting the cross-polarized radar image, and the backscattering assumed for the radar transmission wave The threshold T3 set according to the wave intensity is used to determine the presence / absence of a peak exceeding the threshold T3 in the frequency spectrum, and a region where the pixel where the peak exists exists at a density equal to or higher than a predetermined threshold T4 is selected. It can also be set as the area.
例えば、通常のレーダー画像の生成ではノイズであるとしてフィルタリングされ除去される強度を有するピークを、そのノイズ判定での閾値に対応したＴ３を用いて検出する。当該ピークはランダムノイズでも生じ得るが、当該ピークを有する画素が集中する領域は、ランダムノイズではなく不要電波の影響を受けていると推測され、当該画素の集中領域の検出に好適な閾値Ｔ４が設定される。 For example, a peak having an intensity that is filtered and removed as noise in normal radar image generation is detected using T3 corresponding to the threshold value in the noise determination. The peak can also be generated by random noise, but the region where the pixels having the peak are concentrated is presumed to be affected by unnecessary radio waves instead of random noise, and a threshold T4 suitable for detecting the concentrated region of the pixel is set. Is set.
また、或る電波源からの不要電波による周波数スペクトルのピークの位置は画素間で共通すると考えられるので、ノイズとされるピークの位置が共通する画素が集中する領域を候補領域として抽出してもよい。 Further, since the peak position of the frequency spectrum due to unnecessary radio waves from a certain radio wave source is considered to be common among the pixels, an area where pixels with common noise peak positions are concentrated may be extracted as a candidate area. Good.
なお、一般に、クロス偏波での後方散乱波の強度はライク偏波での後方散乱波の強度より低くなるため、不要電波の成分の影響は基本的にライク偏波のレーダー画像よりクロス偏波のレーダー画像に顕著に表れる。そこで、電波源検知手段１４ではクロス偏波のレーダー画像における画質低下領域を特定し、候補領域を求めている。しかし、閾値Ｔ１や閾値Ｔ３を適切に調整することでライク偏波のレーダー画像を用いても、候補領域を求めることが可能である。
In general, the intensity of backscattered waves with cross-polarized waves is lower than the intensity of backscattered waves with like-polarized waves. Appears prominently in the radar image. Therefore, the radio wave
２ 電波環境調査システム、４ 演算処理装置、６ 記憶装置、８ 入力装置、１０ 出力装置、１２ レーダー画像生成手段、１４ 電波源検知手段、１６ 表示画像生成手段。 2 Radio wave environment investigation system, 4 arithmetic processing device, 6 storage device, 8 input device, 10 output device, 12 radar image generation means, 14 radio wave source detection means, 16 display image generation means.
Claims (6)
前記クロス偏波の前記レーダー画像内において、予め定めた基準に基づき、画質が低下した領域を特定し、当該領域を前記電波源の存在が推測される候補領域として検出する電波源検知手段と、
を有することを特徴とする電波環境調査システム。 Radar image generation means for acquiring reception data in cross polarization by a synthetic aperture radar mounted on a flying object, and converting the reception data including a radio wave component from a ground radio wave source into a radar image;
In the radar image of the cross-polarized wave, based on a predetermined criterion, a region where the image quality is reduced is identified, and a radio wave source detection unit that detects the region as a candidate region where the presence of the radio wave source is estimated,
A radio wave environment investigation system characterized by comprising:
前記電波源検知手段は、前記レーダー画像を構成する画素ごとに当該画素に対応する地表領域からのレーダー受信波の周波数スペクトルを求め、レーダー送信波に対して想定される後方散乱波強度に応じて設定される閾値を用いて前記周波数スペクトルにおいて当該閾値を超えるピークの有無を判定し、当該ピークが存在する画素が予め定めた閾値以上の密度で存在する領域を前記候補領域とすること、を特徴とする電波環境調査システム。 In the radio wave environment investigation system according to claim 1,
The radio wave source detection means obtains a frequency spectrum of a radar reception wave from a ground region corresponding to the pixel for each pixel constituting the radar image, and depends on a backscattered wave intensity assumed for the radar transmission wave. The presence or absence of a peak exceeding the threshold value in the frequency spectrum is determined using a set threshold value, and a region where pixels having the peak exist at a density equal to or higher than a predetermined threshold value is set as the candidate region. Radio wave environment survey system.
前記合成開口レーダーは、ＶＨのクロス偏波送受信と前記ＶＨとは異なるＨＶのクロス偏波送受信とを交互に行って、前記レーダー画像生成手段は前記ＶＨ及び前記ＨＶそれぞれについて前記レーダー画像を生成し、
前記電波源検知手段は、前記レーダー画像を構成する画素ごとに前記ＶＨと前記ＨＶとの間での画素値の相関係数を算出し、当該相関係数が予め定めた閾値未満である画素が予め定めた閾値以上の密度で存在する領域を前記候補領域とすること、
を特徴とする電波環境調査システム。 In the radio wave environment investigation system according to claim 1,
The synthetic aperture radar alternately performs VH cross-polarization transmission / reception and HV cross-polarization transmission / reception different from the VH, and the radar image generation means generates the radar image for each of the VH and the HV. ,
The radio wave source detection means calculates a correlation coefficient of the pixel value between the VH and the HV for each pixel constituting the radar image, and a pixel whose correlation coefficient is less than a predetermined threshold value is calculated. An area that exists at a density equal to or higher than a predetermined threshold is set as the candidate area,
Radio wave environment investigation system characterized by
前記合成開口レーダーは、前記クロス偏波での送受信を行うと共にライク偏波での送受信を行い、前記レーダー画像生成手段は、当該クロス偏波について前記レーダー画像を生成すると共に前記ライク偏波についてのレーダー画像を取得し、
当該電波環境調査システムは、さらに、表示装置に表示させる表示画像として、前記ライク偏波の前記レーダー画像にて前記候補領域に対応する位置を識別可能に表した画像を生成する表示画像生成手段を有すること、
を特徴とする電波環境調査システム。 In the radio wave environment investigation system according to any one of claims 1 to 3,
The synthetic aperture radar performs transmission / reception with the cross polarization and performs transmission / reception with like polarization, and the radar image generation means generates the radar image with respect to the cross polarization and Get radar images,
The radio wave environment investigation system further includes display image generation means for generating an image representing a position corresponding to the candidate area in the radar image of the like polarization as a display image to be displayed on the display device. Having
Radio wave environment investigation system characterized by
前記クロス偏波の前記レーダー画像内において、予め定めた基準に基づき、画質が低下した領域を特定し、当該領域を前記電波源の存在が推測される候補領域として検出する電波源検知ステップと、
を有することを特徴とする電波環境調査方法。 A radar image generation step of acquiring reception data in cross polarization by a synthetic aperture radar mounted on a flying object, and converting the reception data including a radio wave component from a ground radio wave source into a radar image;
In the radar image of the cross-polarized wave, a radio wave source detection step of identifying a region where the image quality is reduced based on a predetermined criterion and detecting the region as a candidate region where the presence of the radio wave source is estimated,
A radio wave environment investigation method characterized by comprising:
飛翔体に搭載した合成開口レーダーによるクロス偏波での受信データを取得し、地上の電波源からの電波成分を含んだ前記受信データをレーダー画像に変換するレーダー画像生成手段、及び、
前記クロス偏波の前記レーダー画像内において、予め定めた基準に基づき、画質が低下した領域を特定し、当該領域を前記電波源の存在が推測される候補領域として検出する電波源検知手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。 Computer
A radar image generating means for acquiring reception data in a cross polarization by a synthetic aperture radar mounted on a flying object, and converting the reception data including a radio wave component from a ground radio wave source into a radar image; and
In the radar image of the cross-polarized wave, a radio wave source detection unit that identifies an area where the image quality is deteriorated based on a predetermined criterion, and detects the area as a candidate area where the existence of the radio wave source is estimated,
A program characterized by functioning as
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