JP2701025B2 - 受動距離測定方法および装置 - Google Patents

受動距離測定方法および装置

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JP2701025B2
JP2701025B2 JP62040514A JP4051487A JP2701025B2 JP 2701025 B2 JP2701025 B2 JP 2701025B2 JP 62040514 A JP62040514 A JP 62040514A JP 4051487 A JP4051487 A JP 4051487A JP 2701025 B2 JP2701025 B2 JP 2701025B2
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    • G01S3/46—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、方向および距離（range）の受動探知に関
し、特に、移動中のプラットホームと静止した非協働エ
ミッタとの間の距離を受動測定する方法と装置に関す
る。 （従来技術およびその問題点） 低空航空機および海陸運搬クラフトの生存性および軍
事効果は、敵のレーダに向かう防御兵器を、迅速かつ正
確に位置決めして、回避、鎮圧および破壊する能力にか
かっている。 移動中のプラットホームから、静止した地上設置エミ
ッタの位置を受動探知する多くの方法があり、その最も
一般的なものとしては、方位角／仰角測定（AZ/EL）
法、三角測量法、および多航空機到着時間別測定（TDO
A）法がある。これらの方法は、さらに、到着方向（DO
A）を測定するだけのものと、DOA情報と距離情報とを与
えるものとに分けられる。 現用のDOA測定法としては、振幅比較法と位相干渉法
とがあり、前者は通常、360度をカバーする４台の広帯
域直交アンテナから成り、隣接アンテナに入来する信号
の振幅を比較して、DOA情報とするものであるが、両者
の精度は共に、３乃至10度である（「マイクロ波ジャー
ナル（Microwave Journal）」誌、1982年９月号、59乃
至76ページに記載されているエイ・アール・バロン（A.
R.Baron）その他による論文「受動方向探知および信号
発信地探査（Passive Directisn and Signal Locatio
n）」参照。）。 位相干渉法の最も簡単なものは、移動中のプラットホ
ームに、離間設置された一対のアンテナから成り、平面
波が通過するパスレングス（path length）に差がある
ため、両アンテナに対して斜角入来する平面波を一方の
アンテナで他より早く受信する。両アンテナから出され
る信号を処理すると、それらの位相差により、両アンテ
ナに対するDOAを間接測定できる。 干渉計によるDOA測定精度は、アンテナ間隔および方
位角と仰角の関数であり、装置は、0.1乃至１度RMSの操
作精度を有するように構成されている。また、２つ以上
の素子から成る干渉計も知られている。 エミッタ位置探査に関しては、TDOA法が最も正確であ
り、１個のエミッタに照準を合わせる複数（通常３台）
のプラットホームを用いて、各プラットホームレシーバ
の到着時間差を測定し、プラットホームの周知位置と共
に処理して、エミッタの位置を探査する。この方法は複
数のプラットホームと、複雑な距離測定および計時装置
を必要とするため、単一移動プラットホーム方式には適
しない。 AZ/EL法は、信号が到着する方位角と仰角、およびプ
ラットホーム高度を測定することにより、エミッタ位置
を探査し、エミッタが地上レベルにあると想定した、三
角法による関係から、傾斜距離を算出する。距離誤差
は、標的距離および高度の関数であり、プラットホーム
の高度が高い場合に限り、精度が高くなる。また、地形
の関係から、外部情報が得られない場合は、測定誤差が
大きくなる。 AZ/EL位置探査システムは、方位角と仰角情報を与え
る一対の直交位相干渉計から成っている。 三角測量法は、プラットホームが、エミッタに対する
移動路を通過後に２回以上DOA測定を行い、周知の三角
法により、距離を算出する。 また、三角測量法を、振幅比較法または干渉法と組合
せて、DOA情報を測定することもできるが、干渉法を用
いても、精度はせいぜい10乃至１程度しか向上しないた
め、装置の複雑化より、精度向上が優先する場合に限ら
れる。 このため、干渉計ベースのAZ/EL法、または干渉計ベ
ースの三角法を利用する単一移動プラットホーム用の高
精度受動距離測定システムを想定することができるが、
双方共に問題があり、その用途が限定されてしまう。先
ず、特にプラットホーム飛行方向に関する、非常に正確
な航行情報を必要とする。 上記のように、AZ/ELシステムは、プラットホームの
高度およびエミッタ距離に対する依存度が高いため、地
形が引起す誤差を生じ易い。 三角測量法は、相対的に手間取り、実際の相対的位置
幅（true bearing sread）、すなわち測定値間の、エミ
ッタに対する移動プラットホームの路程角度に依存する
ばかりでなく、傍受角が小さい、すなわち、干渉計の視
距離（boresight）に対する角度が大きいと、性能およ
び精度が低下するとともに、何秒間かにわたって、エミ
ッタ信号データを収集しなければならないため、山の多
い地形で、エミッタを走査したり、また低空飛行をする
と、信号が散発的に中断されるため、性能が低下する。 （問題点を解決するための手段） したがって、本発明の目的は、移動中の単一プラット
ホームから、静止した非協働エミッタまでの距離を、受
動測定する方法および装置であって、干渉計ベースシス
テムの高精度を備えるとともに、プラットホーム高度お
よびまたはエミッタ距離に依存せず、従来の三角測定法
より早いばかりでなく、傍受角が小さくても効果的であ
り、所望のプラットホーム飛行方向精度を、現用の演算
装置で容易に達成できるレベルまで下げることができる
方法および装置を提供することにある。 本発明の上記その他の目的および利点は、プラットホ
ーム航路に沿った２点で、DOA角を測定する全解析式（f
ully resolved）短基線干渉計（Short Baseline Interf
eromete）（SBI）、２点間の位相差の正確（precise）
であるがかなりあいまいな（ambiguous）変化を測定す
る微分解析式（differentially resolved）長基線干渉
計（Long Baseline Interferometer）（LBI）、および
フェーズリンキング（phase linking）処理で、SBI測定
値を用いて、LBI測定値のあいまいさを解消する、コン
ピュータを含む信号処理手段を用いる技術によって達成
される。 狭範の実施態様では、本発明は、位相コード化、周波
数コード化、またはランダム周波数ホップ化（random−
frequency−hopped）信号に対しても、機能し得る方法
および装置を提供している。 また、装置が予測可能な高精度で、確実に作動するよ
うにする、誤差モデルおよび最適化判定基準が示されて
いる。 （実施例） 次に、添付図面を参照して、本発明の好適実施例を説
明する。 第１図は、従来の信号プラットホーム受動距離測定方
法に共通する理論モデルを示す基本的相関図である。 移動するプラットホームは、辺R1−R2間の頂点に、エ
ミッタを配した三角形の低辺Ｌを通過する。正弦法を用
いて、エミッタまでの距離R2を導く。 上記の導関数を用いて、角度θ1,θ２測定誤差に対す
る距離誤差Ｅ（R2）感度を求める。 角度差（θ２−θ１）が大きくなるにつれ、距離誤差
Ｅ（R2）が小さくなり、測定点間の時間が長びくにつ
れ、角度差（θ２−θ１）が大きくなることが分かる。 このため、距離誤差を最小にするには、エミッタに対
する角変化、および測定時間を最大にする必要がある。
測定時間を短縮するには、測定精度を高めなければなら
ない。 上式中、最初の２項の分母に、Sin（θ２−θ１）を
有し、第３項にSin2（θ２−θ１）を有しているため、
角変化測定誤差Ｅ（θ２−θ１）は、他項より距離誤差
に大きく影響する。 したがって、角変化測定を改善することにより、
（ａ）所定距離測定時間で精度を高めたり、（ｂ）短時
間で所望距離精度を得ることができる。 第２図は、長さＤを有するとともに、移動するプラッ
トホームの移動線に対して角度αで配向された２素子干
渉計を示す。 入来する電磁波を、平面波で概算できるように受信ア
ンテナ間距離Ｄが、エミッタまでの距離より小さくなる
と、平面波がカバーする路程長（length of path）の差
δによって、一方のアンテナが他のアンテナより早く、
プラットホーム進路に対して角度θでアンテナを打撃す
る平面波を受信する。 受信信号を処理すると、到着時間差、すなわち２πラ
ジアン係数に比例する位相差φが得られる。 δ＝DSinβ、 式中β（α−θ）−π/2 およびλ＝信号波長である。 三角法から Sinβ＝Cos（θ−α）。 したがって、 および 上記微分から、信号到来角変化ｄθに対する位相変化
ｄφが得られる。したがって、 および 上式に関し、プラットホーム移動路に沿った２点で、
それぞれ干渉計による測定を行うとともに、エミッタに
対するプラットホームの角位置変化を、微分方程式で表
わせるに充分程度、前記測定値を近づけ、（θ２−
θ１）をΔθで、またＬをＶΔｔ（Ｖは、測定点間を通
過するプラットホーム速度である）で代入すると、次式
が得られる。 位相で示す到来角導関数を、微分方程式にし、距離を
代入すると、距離Ｒを、時間に対する位相変化率で表わ
す次式が得られる。 上記公式中、干渉計の長さを任意に長くして、エミッ
タに対するプラットホーム移動の結果である位相変化率
を最大にできるため、精度を高めることができる。 しかし、位相測定に固有の２πあいまいさ（ambiguit
y）を無視すると、大きな誤差が生じる。この方法は、
一般に長基線干渉計測定法と呼ばれる。 したがって、単一の長基線干渉計（LBI）を用いるシ
ステムにより、測定値を所望精度にすることができる
が、かなりの制約がある。 干渉計は、係数２π位相を測定できるだけであるた
め、＋πから−πへの遷移を観察するには、位相周波数
測定を行う必要があり、このため、地形の変化に妨害さ
れて、信号が中断されたり、信号伝送が間欠的または短
時間に行われたりすると、性能が低下する。また、レシ
ーバを使用できなくなるため、多くの標的を同時測定
し、新たな動きを捜索する能力が低下する。 上記の説明から、その他は全て等価として、干渉計ア
パーチャ、すなわちアンテナ間の距離Ｄを大きくするこ
とにより、所定の位相誤差ｄφに対して、θを非常に正
確に測定できることがわかる。 また、干渉計は、係数２πに対する位相差を測定する
ため、エミッタに対する角度を正確に測定できる最大視
野は、次式から求められる。 したがって、干渉計に、πラジアン程度の比較的広い
視野を持たせるには、その基線Ｄを、半波長以下程度に
する。 しかし、上記のように、Ｄ値が大きいと、測定精度が
最大になる。このため、単一の干渉計を用いる測定シス
テムの場合は、正確な測定値を算出するに充分程度、基
線Ｄを長くしつつも、相対的に視野が広いシステムで、
測定値をフェーズリンキングできる程度の間隔を置い
て、正確に測定するに充分程度、基線を短かくして、エ
ミッタ位置を測定しなければならない。 しかし、角度θ1,θ２を正確に測定する全解析式SBI
と、エミッタに対する角変化（θ２−θ１）を測定する
微分解析式LBIとを組入れたシステムであれば、何度もL
BI位相を測定せずに、測定点間の角度差（θ２−θ１）
を、非常に正確に測定しつつ、上記矛盾を解消できる。 LBIは、非常に正確であると同時にかなりあいまいな
測定手段であるが、これを、実際角度ではなく、角変化
の測定に限定して使用すれば、その高精度性を活かせ
る。 次に、SBI角測定値と、LBI測定値とを相関づけて、LB
I測定値をフェーズリンキングできるようにすれば、あ
いまいさを許容レベルまで低減できる。 SBIは、地形的妨害により信号損をなくし、レシーバ
を時分割することにより、同時に多数のエミッタの距離
を測定できるようにするとともに、信号獲得機能を果た
せるようにする。 本発明の方法は、SBI機能と、LBI機能とを組合せて、
フェースリンキングすることにより、LBI長さ:SBI長さ
比におおむね比例するSBI単独使用以上に、受動距離測
定精度を高めることができるとともに、所定時間内で高
精度測定したり、短時間で所定精度を達成できる。 第３図は、本発明の基本的等式を得るより一般的な距
離測定相関図である。 移動プラットホームは、エミッタに対する任意航路を
たどり、時間の関数として、高度、飛行方向、横揺れ、
縦揺れ、片揺れ、および位置等の、公知の慣性航法装置
で得られるデータを含む航行データ（NAV）の取得手段
を装備しているものとする。 また、進路に沿って時間T0およびT1に２点で測定し、
２点間の線分Ｌ中間点における、測定等式を引出し、距
離および中間点線分に対するエミッタの角位置 を求める。 これらの中間点値が得られたら、従来の三角法を応用
して、その他任意地点にあるプラットホームの現在位置
からの距離、または緯度経度、UTM座標等の包括的基準
システムにおけるエミッタ位置を計算する。 三角法および得られた距離測定等式を用いることによ
り、２つの定式が得られる。 θ０＝時間ｔ＝T0における線分に対するエミッタ角位
置、 θ１＝時間ｔ＝T1における線分Ｌに対するエミッタ角
位置、＝線分Ｌ中間点におけるエミッタ傾斜距離、 α＝プラットホーム移動線に対するLBI角方位、 N0＝プラットホームLBIの信号サイクル長＝２πD/
λ、 Δφ＝２点T0・T1間における計算されたLBI位相差変
化。 あいまいな２つのLBI位相測定間で発生する２π軸番
数を計算して、フェーズリンキングを達成する。この方
法では、２つのSBI角度を用いて、LBIの正確な位相差範
囲を算定する。誤差バジェット（error budgets）を処
理すると、この幅は、0.999の確率で２πとなる。 次に正確だがあいまいなLBI位相差を、適宜２πイン
クレメントに照合し、次式により、明確な予測位相差Δ
φＰ（サイクル）を求める。 式中 は、測定されたあいまいな位相差、およびｎは、その解
消整数である。 次に、次式から、地点T0・T1間の明確な位相差変化を
求める。 上記で、次式から算出されるプラットホーム一時移動
路に対する地点T0およびT1におけるエミッタ角位置か
ら、エミッタの角位置θ０およびθ１を求める。 式中、β＝プラットホーム移動路に対するSBI角位
置、およびα＝SBI長さ。 次に、オイラー（Euler）角変換を用いて、上記数値
およびLBI位相測定値を修正して、２点におけるプラッ
トホームの横揺れおよび縦揺れを求める。 同様に、２測定点における航行方向に差が出る場合
は、LBI位相変化を示しているためこれを計算して、明
確な位相変化から減算する。 ２点間の直線に対する２測定点におけるプラットホー
ム航行方角H0およびH1、LBI配向角α、および第２測定
点におけるSBI測定角θ１に対し、次式から、航行方向
差の原因となる位相変化ΔφＨを計算する。 ΔφＨ＝N0［Cos（θ１＋α＋H1）−Cos（θ１＋α＋
H0）］、 上式から、θ０およびθ１を用いる式より精度の高い
数値が求められる。 線分Ｌ中間点から、エミッタまでの正確な距離が得
られれば、第２点T1におけるプラットホームエミッタ間
の正確な距離は、次式から求められる。 １機の移動するプラットホームから、レーダ信号の非
協働エミッタまでの距離を受動測定する好適方法は、プ
ラットホーム航路に沿った２連続点において、信号波長
を測定する工程、 SBIにより、２点間の曖昧でない信号位相差を測定す
る工程、 LBIにより、２点間のあいまいな信号位相差を測定す
る工程、 航路装置（NAV）により、２点および２点間における
プラットホームの位置および高度を測定する工程、 NAV測定値から、２点間の直線距離および方向を計算
する工程、 SBI測定値から、２点におけるプラットホーム一時移
動線に対するエミッタの曖昧でない角位置を計算する工
程、 得られたエミッタ角位置から、２点におけるプラット
ホームの横揺れ、縦揺れおよび片揺れに対して修正され
た直線分に対するエミッタの曖昧でない角位置を計算す
る工程、 LBI測定値から、２点間の信号位相差のあいまいな変
化を計算する工程、 得られた角位置およびあいまいな変化から、２点間の
信号位相差の曖昧でない変化を計算する工程、 ２点におけるプラットホーム横揺れ、縦揺れ、および
飛行方向に対して修正された信号位相差の曖昧でない変
化を計算する工程、 得られた信号波長、直線長さ、直線分に対するエミッ
タの２点における角位置、および修正された明確な２点
間位相差変化から、線分中間点からエミッタまでの正確
な斜距離および角位置を計算する工程、および 第２点におけるエミッタまでの正確なプラットホーム
斜距離および角位置を計算する工程から成る。 上式は、線分中間点から、エミッタまでの斜距離を計
算するものであるが、次式から、実測プラットホーム高
度Ａに対して、算定値を修正することにより、直角（Ca
rtesian）座標距離RCおよび角度θＣに変換できる。 第４図は、斜距離と斜角 および直角座標距離RCと角θＣの関係を示す相関図であ
る。 上記分析では、２点T0,T1で、一時的な測定を行うこ
とを想定しているが、実際は、信号反射その他の多重路
誤差により、性能が低下する。 そのため、好適実施例では、誤差源を最少にするため
２点で測定した、１つ以上のパルスの短時間の初期部分
にわたって、関係パラメータを測定するものとし、特
に、例証実施例では、パルスの最初の100ナノ秒にわた
って、信号パラメータを測定するものとする（干渉計に
よる位相周波数測定に用いられている現用位相量子化器
の範ちゅうに入る）。 したがって、確率論的理由により、多数パルスにわた
る関連パラメータ測定値を平均化することにより、 （Ｎは、各点で行う個別パルス測定数である）の関数
で、ノイズ誘発位相誤差を低減できることが分かる。 その結果、好適実施例では、２点の各点で、複数の連
続パルスにわたって、関連パラメータが、平均化される
ものとし、また例証実施例では、各点で、少くとも12個
の連続パルスにわたって、関連パラメータが平均化され
るものとしている。 したがって、本発明方法の代替実施例では、各点で、
信号波長、SBI位相差およびLBI位相差等の関連パラメー
タを、12連続パルスの最初の100ナノ秒にわたって測定
し、平均化する。 誤差モデルの説明 距離測定式を微分し、距離で割ることにより、次の３
つの代表誤差項（その二乗和根が、距離誤差（％）にな
る）から成る理論上の誤差モデルが得られる。 式中、Ｅ（Ｓ）＝SBI RMS位相誤差、 Ｅ（Ｌ）＝LBI RMS位相誤差（振動を含む）、 Ｅ（Ｈ）＝飛行方向誤差、 λ＝波長、 α＝LBIプラットホームノーズオフ角、 β＝SBIプラットホームノーズオフ角、 DS＝SIB長さ、 DL＝LBI長さ、および L ＝プラットホームが通過する２点間直線分の
長さ。 上記モデルから、モンテカルロ（Monte Carlo）シミ
ュレーション法により、シミュレーションモデルを作成
して、本発明によるSBI/LBIシステムの性能を、予測し
て最適化できる。特に、SBI・LBI寸法と装着角度、測定
誤差、およびLBI振動振幅の間には、上首尾のフェーズ
リンキングを達成するため、満たす必要がある次式に示
す重大な関連性がある。 式中、Ｅ（φ）＝RMS位相測定誤差（任意成分）、 （θ）＝SBIバイアス誤差、 AV＝LBI振動振幅、および K ＝フェーズリンキング誤差の可能性を決定す
る定数（８なら、0.1％の誤差率である）。 平均化測定数を変えることにより、Ｅ（φ）値を調整
できる。 上記関係式が満たされない場合は、システムが、従来
の単式干渉計システムと変わらないグロス誤差を生むこ
とになるため、本発明方法は、上記関係を満たすことを
前提としている。 SBI/LBIシステムの実験例 本発明のシステムの精度および性能を査定するため、
実際の飛行テストモデルを作成して飛行テストを行っ
た。 第５図は、被験SBI/LBIシステムのブロック線図であ
るが、該システムは、22.92cm（9.024インチ）長の、４
素子型短基線干渉計（Short Baseline Interferomete
r）アレイ（１）、および361.8cm（142.44インチ）長の
単アンテナ型LBIアレイ（２）から成っており、SIBアレ
イ（１）の第２素子として、基準アンテナを使用した。
また各アレイには、SBI RF−IFコンバータ（３）および
LBI RF−IFコンバータ（４）を接続し、得られたダウン
変換SBI−LBI IF信号を、IFプロセッサ（５）を送っ
た。 手動ローカルオシレータ（６）として、８−12GHzの
ヒューレットパッカード（Hewlett Packard）8645Bシン
セサイザを用い、分岐ネットワーク（6a）を介して、L0
信号を２個のコンバータ（３）（４）に伝送した。 コックピット表示装置（８）を備える市販の慣性航法
装置（NAV）（７）は、８測定／秒の割合で緯度、経
度、横揺れ、縦揺れおよび飛行方向情報を提供した。 インタフェース装置（９）は、IFプロセッサ（５）か
らのパルス測定値、およびNAV（７）からの航行および
飛行姿勢データを緩衝し、入出力（I/O）エクステンダ
（extender）（10）を介して、カラーグラフィック表示
器（12）を備えるデジタルプロセッサ（11）、およびデ
ジタル磁器テープカセットレコーダ（13）にデータ伝送
した。 オシロスコープ（14）を使用し、同調エイドとして、
信号ビデオをモニタした。 インバータ・給電装置（15）（16）および（17）を設
けて、28UDC航空機出力を、コンバータ（３）（４）、N
AV（７）、およびビデオ処理／モニタ装置に適した波形
に変換した。 本システムを、メルリン（Merlin）IV機に搭載したた
め、装備詳細は、最適化より、利用可能空間および便宜
の産物である。 SIBアンテナアレイ（１）を、通常、気象レーダを備
える機首レードームに配備し、LBIアンテナ（２）を、
副操縦士側の窓に配備したが、前者については、縦揺れ
０゜で、機体中心線に対して28.124゜の角度、および後
者については、縦揺れ6.0゜で前記中心線に対して11.2
゜の角度で取付けた。 コンピータ（11）をプログラム編成し、２つの作動モ
ードを作成し、第１モードで、リアルタイム距離解式を
得、その結果を、カラー表示器（12）に表示し、第２モ
ードで、IFプロセッサ（５）およびNAV（７）からの原
始データを、コンピュータ（11）でとらえ、その内部磁
気ディスク媒体に記録した。 各テストの終りに、ディスクから、カセット（13）に
データコピーし、ディスクファイルをイレースして、次
のテスト用の余地を空けた。各飛行の終りに、テープ記
録データを、地上処理した。 SBI/LBI飛行テストは、ニューヨーク州ロングアイラ
ンド（Long Island）にある試験場で行われたものであ
り、ターゲットエミッタの役目もするナイキ（Nike）追
跡レーダで、地上実相をとらえたが、その特徴を以下に
示す。 周波数:8.6GHz、 PRF:500pps、 パルス幅:0.25マイクロ秒、 距離精度:12m、 角度精度:0.1゜。 コンピュータクロックセットに使用る携帯用電池式時
間標準化装置で、機上システムと、追跡レーダクロック
とを同期化した。時間、斜距離、方位角、および仰角か
ら成る地上実相データを、磁気テープに記録したが、そ
の解析値は、次の通りである。 時間:0.2秒、 距離:91.4cm（１ヤード）、 角度:0.01゜。 10乃至50海里（NM）範囲、15乃至90゜オフノーズ角
度、および２゜／秒（回転速度）・±20゜（横揺れ）を
上限とする、航空機動力を含む３通りの異なる軌道を用
いて、６回飛行テストした。 上記３軌道は、それぞれ、「スネーク（snake）」、
「クロージング（closing）」、および「クレセント（c
rescent）」と呼ばれている。「スネーク」は、飛行方
向を正弦曲線状に変化させる軌道であり、それぞれ、２
゜／秒、および１゜／秒の回転速度で、２度スネーク飛
行した。 「クロージグ」は、エミッタに対する距離および角度
を、単調に変化させるほぼ直線的に水平飛行するもので
あり、１度行った。 「クレセント」は、定速（0.5゜／秒）に保つことに
より、エミッタまでの距離をほぼ一定にしたままで、角
度を徐々に変化させるものであり、それぞれ、17NM、40
NM、および48.5NM範囲で３度飛行した。 コンピュータ（11）ディスク容量により、各テスト
は、３分間に限定されたが、それぞれ、SBI（１）位相
（３位相）、LBI（２）位相、および４信号振幅に対し
て、86.800のモノパルス測定値、および航空機の緯度、
経度、横揺れ、縦揺れ、飛行方向に対して、1440のパル
ス測定値を収集した。 各テストの終りに、データを磁気テープにコピーし、
ディスク余地をクリアし、次のテストに備えた。 ２工程に分けて、地上処理を行った。第１工程では、
磁気テープから、モノパルスデータをリードバック（re
ad back）し、パルス測定平均値を計算した。次に、緯
度、経度、横揺れ、縦揺れおよび飛行方向データを、読
出し、パルスデータの到着時間に書込み、平均パルスデ
ータと共に、単一ファイルにマージした。 第２工程では、ファイルデータに、測定式を代入し
て、性能統計を計算した。最後に、測定されたRMS距離
測定誤差を、理論上の誤差モデルと比較し、該モデルの
誤差予測精度を査定した。 テストの概略を、第６図の表に示す。 LBI（２）の測定誤差の算定に使用した路線３に係る
２ケースを別として、13,656距離測定値に対する総RMS
誤差は、8.9％であった（理論的には8.6％）。 コード化信号に対する有効性 周波数掃引、位相コード化、および周波数ホップされ
た信号は、本発明方法に与える影響を理解し、補償しな
い限り、SBI/LBI距離測定精度を低下させる可能性があ
る。 航空機中心線から、30゜の角度で配向された、53.3cm
（20.99インチ）長のSBI、および同様に15゜の角度で配
向された518.2cm（204インチ）長のLBIを用いる、別の
例証システムに対して、上記影響を分析した。 ２相コード化チャープ（chirp）信号の場合、SBI・LB
I測定は、位相測定値に、±180℃の位相「グリッチ（gl
itch）」が入ると乱れる。性能に与える影響は、信号に
対する角度、ビデオ帯域幅、および位相測定値の積分期
に左右される。 しかし、従来システムの最悪な分析結果では、SBIア
レイに対する最悪角度は、０゜であり、LBIについては1
5゜である。０゜信号の場合、SBIの飛行距離差が、約4
5.72cm（18インチ）であり、光は約30cm（１フィート）
ナノ秒で走行するため、位相グリッチ幅は、1.5ナノ秒
になる。立上り時間が35ナノ秒である10MHzビデオフィ
ルタは、この180゜グリッチを約7.7゜に減衰する。 これを、好適実施例の100ナノ秒にわたって平均化す
ると、この値は、約0.12゜に低下して無視できる値にな
る。 相対角度を15゜にしたLBIの場合、飛行距離差は約180
cm（15フィート）であり、10MHビデオフィルタに通し、
100ナノ秒にわたって平均化すると、グリッチは、約11.
14゜の誤差を生む。 プラットホームを約450NM/時間で動かし、約10秒後
に、第2SBI/LBI測定を行うとすると、グリッチに起因す
る測定誤差は、14.09゜になる。得られる位相差の誤差
は、2.95゜で、無視できるものである。 このように、最悪の場合でも、位相コード化信号は、
本発明システムに無視できる程度の影響を与えるにすぎ
ないことが分かる。また、疑似ランダム位相コード化信
号の場合は、好適実施例による12パルス平均化方法で、
誤差がさらに小さくなる。 ±180゜の位相変化が均等にあるとすると、上記誤差
は、さらに６の因数だけ小さくなることが分かる。 周波数掃引信号の場合は、SLB/LBI距離測定性能に与
える影響が最も少ない。 線形掃引FM信号は、２つの異常を引起す。 第１に、各アンテナにおける位相測定を、可変周波数
で行うことになり、そのため、バイアス誤差に影響す
る。 第２は、非常に長い基線を有する干渉計の場合に限ら
れるが、アンテナ間の時分割により、周波数がオフセッ
トする結果、さらに別の位相誤差を引起す。 前者に対しては、上記のように、パルスの初期100ナ
ノ秒にわたって、位相・周波数測定を平均化する。すな
わち、測定路が一致しているため、平均的に位相測定す
ると、同時に周波数も平均的に測定することになり、測
定精度が低下しない。 後者の場合は、パルス内の線形FM信号のスロープに正
比例して、性能が低下する。１マイクロ秒のパルス幅、
および100MHzの線形FMを有する最悪信号の場合は、その
スロープが、100MHz/マイクロ秒になる。 アンテナが離間されており、またアンテナ間隔が広く
なるに従って、遅延が大きくなるため、干渉計の一方の
アンテナが他方より早く信号を受信する。位相検出器で
処理された２つのチャネルは、時間的（したがって周波
数も）にずれているため、位相にずれが生じて、その結
果性能が低下する。 周波数チャープ（chirp）位相ずれφＣは、次式で求
められる。 φＣ＝２πDCos（θ＋α）・Ｃ・CHIRPRATE・tS、 式中、Ｃ＝光速、および ts＝測定時間。 上記の最悪の場合、位相ずれは、SBIについては0.09
゜（無視できる）、LBIについては１゜である。したが
って、本発明によるSBI/LBIシステムは、既存の脅威信
号をしのぐ、上記の最悪ケースを含む全ての敵対環境
で、高精度に機能する。 周波数が広範にわたって変化し、乱パルス周波数パタ
ーンを有する信号の場合は、２つの要件を満たす必要が
ある。すなわち、異なる周波数で発生するパルスを、正
しくフェーズリンキングするとともに、フェーズリンキ
ングしたパルスの周波数の差によって生じる位相誤差を
修正する。 これに対処するため、本発明の好適実施例におけるSB
I/LBIデータ収集工程を、次のように変える。 周波数が変化するレーダを検出したら、多数パルスＮ
の波長およびLBI位相差を測定し、プロセッサに記憶さ
せる（定周波数エミッタの場合は、測定値を平均化し
た）。 第２測定時に、ペアリングによって、所望周波数範囲
ΔＦ内のパルス対を検出する。前記範囲ΔＦに入るに充
分な大きさを有するパルス対が得られたら、あいまいな
実測LBI位相差に、周波数オフセット位相修正を加え、
その結果を平均化してから、フェーズリンキングする。 トレードオフ（tradeoff）を行って、数値ΔＦおよび
記憶処理されるパルス数Ｎを最適化する必要がある。す
なわち、LBIの、周波数オフセット位相修正の結果であ
る位相誤差により、誤差の平均化精度またはフェーズリ
ンキング性が低下しない程度小さく、かつ平均化基準に
合う少くとも12個のパルス対を、高確率で検出できる程
度大きい値ΔＦを探し出す。 このため、先ず、周波数オフセット位相修正アルゴリ
ズムを引出し、当該の特性システムに関する誤差特性、
および満たすべき精度要件を査定する導関数を取り、こ
れら判定基準から、フェーズリンキング性を高め得る、
数値ΔＦおよび測定数Ｎを予測する。 このため、周波数F2で測定されたあいまいな位相値を
φ２とし、F1で測定されたあいまいな位相値をφ１と
し、SBIの単独測定値をθとし、LBI配向をαとすると、
位相修正は、次式で求められる。 式中、Γは、LBIアンテナおよび基準アンテナから、
位相検出器までのケーブル長さに差がある場合に起り得
る位相バイアス項である。ケーブル長さ差はわかるた
め、該項は算出されるが、同一周波数を有するパルスに
は作用しない。 上式の導関数を取り、SBI角測定差項を代入すると、
次の誤差式が得られる。 上記の例証システムの場合、2GHzおよび120゜のノー
ズオフ角で、周波数オフセット修正誤差が最大になる
が、この角度では、SBI角測定誤差は、距離測定精度を
上回る。 距離誤差が、LBI位相測定誤差に対して最も感応する
角度は、82.5゜である。したがって、2GHzで82.5゜とす
ると、次式が成立する Ｅ（φF2−φF1）＝.005ΔFE（φ）、 上記は、モノパルス誤差を表わすが、好適実施例で
は、処理前に12パルスを平均化するため、想定した周波
数ランダム分布では、ΔＦを、−ΔＦから＋ΔＦまで均
一に分布する乱変数として処理できる。 12パルス平均化後の、そのRMS値は、0.167ΔＦにな
り、次式が成立する。 Ｅ（φF2−φF1）＝.000837ΔFE（φ）、 この誤差を、ランダムLBI位相測定誤差の４分の１以
下に保てば、フェーズリンキング性能および距離測定精
度への影響は、無視できる程度小さくなる。 このため、例証システムでは、バイアス誤差を10゜と
すると、ΔＦを約96MHz以下にする必要がある。こうす
ると、バイアス誤差が0.8゜に低下し、他の誤差に比し
て無視できるものになる。 トレードオフの他の要素は、少くとも12個のパルス対
を、高確率で検出するのに要する測定数を求めることで
ある。250MHz帯域幅において、１個のパルス対がΔＦに
入り得る可能性は、次式の通りである。 NXNサーチで、少くとも12個のパルス対を発見できる
可能性は、次式の通りである。 ΔＦ＝96MHzに対するP12を次表に示す。 Ｐ Ｎ 12 12 0.607 13 0.979 14 0.998 したがって、本発明システムの場合、確率0.998で12
個の相対パルスを得るには、２度余計に測定するだけで
よい。11対しか発見できない0.2％の場合は、距離誤差
は1.05だけ増加するが、2GHzで充分なマージンがあるた
め、フィーズリンキングには影響しない。 上記の説明から分かるように、本発明によるSBI/LBI
距離測定法は、振動、マルチパス、レードーム効果、航
空機演習および測定誤差の存在下で有効に作用する。 実測飛行テスト結果と、上記の理論的誤差モデルとの
間には、秀でた相関性がある。すなわち、前記誤差モデ
ルを、現存するあらゆる信号コード化ターゲットエミッ
タに対するシステム性能を予測する有効ツールとしてい
る。 （効 果） 本発明により、地形変化に妨害されず、従来より簡便
かつ正確に、距離測定することができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は、２点受動距離測定に係る相関図である。 第２図は、干渉計技術に係る相関図である。 第３図は、本発明による２点受動距離測定方法を説明す
るための相関図である。 第４図は、本発明による斜距離およびエミッタDOA測定
値と、これらを直角座標距離および角度に変換したもの
との相関図である。 第５図は、飛行テストを行った、SBI/LBIシステムの機
能ブロック線図である。 第６図は、飛行テストの概略を示す表である。 （１）SBI、（２）LBI （３）SBI RF・IFコンバータ、（４）LBI RF・IFコンバ
ータ （５）IFプロセッサ、（６）オシレータ （6a）ネットワーク、（７）NAV （８）コックピット表示器、（９）インタフェース装置 （10）I/Oエクステンダ、（11）デジタルプロセッサ （12）カラーグラフィック表示器 （13）カセットレコーダ、（14）オシロスコープ （15）（16）（17）インバータ・給電装置
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−16595（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−88671（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−289781（ＪＰ，Ａ) 特公 昭57−56701（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許3378842（ＵＳ，Ａ) 米国特許3540052（ＵＳ，Ａ) 「ＮＡＶＩＧＡＴＩＯＮ：Ｊｏｕｒｎ ａｌ ｏｆ Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔ ｅ ｏｆ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ」Ｖｏ ｌ．31，Ｎｏ．２，Ｓｕｍｍｅｒ 1984，Ｐ57−69

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 １．任意時間及び距離毎に分断された航路に沿った複数
    点間を移動するプラットフォームに搭載した長基線干渉
    計（LBI）で、前記複数点間で発生するエミッタ信号の
    位相の曖昧な変化を測定する改良型受動距離測定方法で
    あって、前記プラットフォームに搭載した短基線干渉計
    （SBI）で、前記点における前記位相を曖昧でなく測定
    する工程、及び前記SBIの曖昧でない位相測定値を、前
    記LBIにおける位相測定の変化における曖昧さを解消す
    るために使用する工程とから成ることを特徴とする受動
    距離測定方法。 ２．SBIにより、第１及び第２の点で前記信号の波長、
    及び曖昧でない位相差を測定する工程と、 前記SBI測定値から、前記２点における前記航路に対す
    るエミッタの曖昧でない角位置を計算する工程と、 前記計算された角位置から、前記曖昧でないLBIにおけ
    る位相差の存在する範囲を予測する工程と； 前記予測範囲及び前記曖昧な測定値から、前記２点間に
    おいて、前記信号に発生する２π輪番整数を計算する工
    程と；並びに 前記曖昧な変化と前記計算された２π輪番整数とからの
    前記２点間のLBIにおける曖昧でない位相変化を計算す
    る工程と；から成ることを特徴とする特許請求の範囲第
    （１）項に記載の受動距離測定方法。 ３．寸法、取付角度、測定誤差及び振動振幅を含む前記
    SBIとLBIとの間の関係が、以下の判定基準、即ち、式中、Ｅ（φ）＝RMS位相測定誤差（ランダム成分） DL＝LBI長さ DS＝SBI長さ α＝プラットフォーム中心線からのLBIの方向角 β＝プラットフォーム中心線からのSBIの方向角 （θ）＝SBIバイアス誤差 Av＝LBI振動振幅 λ＝信号波長、および Ｋ＝Ａ定数 を満足することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
    に記載の受動距離測定方法。 ４．移動するプラットフォームから静止した非協働パル
    ス信号エミッタまでの距離を受動測定する方法であっ
    て、 前記プラットフォームの航路に沿った第１及び第２の点
    における前記信号の少なくとも１個のパルスの少なくと
    も一部の波長を測定する工程と； 短基線干渉計（SBI）により、前記第１及び第２の点に
    おける前記信号の少なくとも１個のパルスの少なくとも
    一部における曖昧でない位相差を測定する工程と； 長基線干渉計（LBI）により、前記第１及び第２の点に
    おける前記信号の少なくとも１個のパルスの少なくとも
    一部の曖昧な位相差を測定する工程と； 航法装置（NAV）により、前記点及び点間における前記
    プラットフォームの位置及び飛行姿勢を測定する工程
    と； 前記NAVによる測定値から、前記点間の直線の長さおよ
    び方向を計算する工程と； 前記SBI及びNAVによる測定値から、前記プラットフォー
    ムの横揺れ、縦揺れ及び飛行方向に対して修正された前
    記直線に対する第１及び第２の点における前記エミッタ
    の曖昧でない角位置を計算する工程と； 前記LBIによる測定値から、前記点間における前記信号
    の位相差における曖昧な変化を計算する工程と； 前記計算された角位置、NAVによる測定値及び前記計算
    された曖昧な変化から、前記点における前記プラットフ
    ォームの横揺れ、縦揺れ及び飛行方向に対して修正され
    た前記点間における前記信号の位相における曖昧でない
    変化を計算する工程と； 前記測定された信号波長、計算された直線長さ、前記直
    線に対する計算された前記エミッタの角位置、及び前記
    点間の計算された位相差における曖昧でない変化から、
    前記直線の中間点に対する前記エミッタの斜距離および
    角位置を計算することにより、空間中の他の任意点に対
    する前記エミッタの現在の角位置及び距離を計算する工
    程と；から成ることを特徴とする受動距離測定方法。 ５．前記第１及び第２の点における前記信号波長、曖昧
    でない位相差、及び曖昧な位相差を測定する工程が；さ
    らに、 前記点における前記信号の少なくとも１個のパルス初期
    部に亘って前記数値を測定する工程と、 前記部分に亘って前記数値を平均化する工程と、から成
    ることを特徴とする特許請求の範囲第（４）項に記載の
    受動距離測定方法。 ６．１パルスの少なくとも最初の100ナノ秒に亘って、
    前記数値を平均化することを特徴とする特許請求の範囲
    第（５）項に記載の受動距離測定方法。 ７．前記第１及び第２の点における前記信号波長、曖昧
    でない位相差、及び曖昧な位相差を測定する工程が；さ
    らに、 前記点における前記信号の複数個の連続パルスに亘り前
    記数値を測定する工程、及び 前記複数個のパルスに亘って、前記数値を平均化する工
    程と、から成ることを特徴とする特許請求の範囲第
    （６）項に記載の受動距離測定方法。 ８．前記各点における前記信号の少なくとも12個の連続
    パルスに亘って、前記数値を平均化することを特徴とす
    る特許請求の範囲第（７）項に記載の受動距離測定方
    法。 ９．前記第２の点におけるプラットフォームに対する前
    記エミッタの斜距離及び角位置を計算する工程と、 前記第２点における前記プラットフォームの高度を測定
    する工程、及び 前記エミッタの測定された高度、計算された斜距離及び
    角位置から、前記第２の点における前記プラットフォー
    ムに対するエミッタの直角座標距離及び角位置を計算す
    る工程と、から成ることを特徴とする特許請求の範囲第
    （４）項に記載の受動距離測定方法。 １０．移動するプラットフォームから、エミッタ信号の
    位相を測定する改良された受動距離測定方法であって； 前記プラットフォームに搭載した長基線干渉計（LBI）
    により、航路に沿った複数点間で発生する前記エミッタ
    信号の位相における正確だがしかし曖昧な変化を測定し
    て、前記点から前記エミッタに対する角度の差を求める
    工程と、 前記プラットフォームに搭載した短基線干渉計（SBI）
    により、前記点間で発生する前記エミッタ信号の曖昧で
    ない位相を測定して、前記エミッタから前記点に対する
    角度の差を求める工程と、 前記SBIによる角度測定値を用いて、前記LBIによる角度
    の測定値における曖昧さを解消することにより前記エミ
    ッタに至る距離を求める工程と、から成ることを特徴と
    する受動距離測定方法。 １１．任意時間及び間隔をあけて、分断された航路に沿
    って２つ以上の地点間で発生するエミッタ信号の位相に
    おける正確だがしかし曖昧な変化を測定するべく、移動
    するプラットフォームに搭載された長基線干渉計（LB
    I）を備える改良型受動距離測定装置であって、前記位
    相を曖昧でなく測定するべく、前記プラットフォームに
    搭載された短基線干渉計（SBI）と、前記LBIによる位相
    測定値における変化の曖昧さを解消するための手段と、
    から成ることを特徴とする受動距離測定装置。 １２．前記SBIによる測定値から前記点における前記航
    路に対する前記エミッタの曖昧でない角位置を計算する
    手段と、 前記計算された角位置から、LBIによる曖昧でない位相
    差がある範囲を予測する手段と、 前記予測範囲と前記曖昧な測定値から、前記点間におけ
    る前記信号において発生する２π輪番整数を計算する手
    段と、 前記曖昧な変化と前記計算された２π輪番数から、前記
    点間におけるLBIにおける曖昧でない位相の変化を計算
    する手段と、を備える信号処理手段から成ることを特徴
    とする特許請求の範囲（11）項に記載の受動距離測定装
    置。 １３．寸法、取付角度、測定誤差及び振動振幅を含む前
    記SBIとLBIとの間の関係が、以下の判定基準、即ち、 式中、Ｅ（φ）＝RMS位相測定誤差（ランダム成分） DL＝LBI長さ DS＝SBI長さ α＝プラットフォーム中心線からのLBIの方向角 β＝プラットフォーム中心線からのSBIの方向角 （θ）＝SBIバイアス誤差 Av＝LBI振動振幅 λ＝信号波長、および Ｋ＝Ａ定数 を満足することを特徴とする特許請求の範囲第（11）項
    に記載の受動距離測定装置。 １４．移動するプラットフォームから、静止した非協働
    パルス信号エミッタに至る距離を受動測定する装置であ
    って； 前記プラットフォームの航路に沿った第１及び第２の点
    における前記信号の少なくとも１個のパルスの少なくと
    も一部の波長及び曖昧でない位相差を測定するべく、前
    記プラットフォームに搭載された短基線干渉計（SBI）
    と；、 前記点における前記信号の少なくとも１個のパルスの少
    なくとも一部の曖昧な位相差を測定するべく、前記プラ
    ットフォームに搭載されている前記SBIより長い基線を
    有する長基線干渉計（LBI）と； 前記点及び点間における前記プラットフォームの位置及
    び飛行姿勢を測定する航法（NAV）手段と；さらに 信号処理手段であって； 前記NAV測定値から、前記点間の直線長さ及び方向を計
    算する手段、 前記SBI及びNAV測定値から、前記第１及び第２の点にお
    ける前記プラットフォームの横揺れ、縦揺れ、及び飛行
    方向に対して修正された前記直線に対する前記エミッタ
    の曖昧でない角位置を計算する手段と、 前記LBIによる測定値から、前記点間における前記信号
    の位相差における曖昧な変化を計算する手段と、 前記計算された角位置、前記NAV測定値、及び前記計算
    された曖昧な変化から、前記点における前記プラットフ
    ォームの横揺れ、縦揺れ、及び飛行方向に対して修正さ
    れた前記点間の前記信号の位相差における曖昧でない変
    化を計算する手段と、 前記測定された信号波長、計算された直線長さ、計算さ
    れたエミッタ角位置、前記点間おける位相差の曖昧でな
    い変化から、前記直線の中間点に対する前記エミッタの
    斜距離及び角位置を計算する手段と、を備えることによ
    り、空間中のその他の任意点におけるエミッタの現在の
    角位置及び距離を計算するもの；とから成ることを特徴
    とする受動距離測定装置。 １５．前記点における前記信号の複数の前記パルスの初
    期部分に亘って、前記信号の波長、曖昧でない位相差及
    び曖昧な位相差を測定して平均化する手段から成ること
    を特徴とする特許請求の範囲第（14）項に記載の受動距
    離測定装置。 １６．プラットフォームの高度測定手段から成り、前記
    信号処理手段が、さらに前記測定された高度、及び前記
    第２の点におけるエミッタ斜距離と角位置から、前記第
    ２の点におけるプラットフォームに対するエミッタの直
    角座標距離、及び角位置を計算する手段を備えることを
    特徴とする特許請求の範囲第（14）項に記載の受動距離
    測定装置。 １７．移動するプラットフォームから、エミッタ信号の
    位相を測定する改良型距離測定装置であって： 航路に沿う複数地点間で発生するエミッタ信号の位相に
    おける正確だがしかし曖昧な変化を測定し、前記点から
    前記エミッタに対する正確な角度差を求めるべく、前記
    プラットフォームに搭載された長基線干渉計（LBI）
    と； 前記航路に沿う前記点間で発生するエミッタ信号の曖昧
    でない位相を測定し、前記点からエミッタに対する角度
    を求めるべく、前記プラットフォームに搭載された短基
    線干渉計（SBI）と； 前記SBIによる角度測定値を用いて、前記LBIによる角度
    測定値の曖昧さを解消することによって前記エミッタま
    での距離を求める手段と；から成っていることを特徴と
    する距離測定装置。 １８．任意時間及び距離毎に分断された航路に沿った二
    つ以上の点間に発生するエミッタ信号の位相における精
    密だが曖昧な変化を測定するために移動しているプラッ
    トフォームに搭載された長基線干渉計（LBI）を備えた
    改良型距離測定装置であって： 前記プラットフォームの上に設けられていて、前記位相
    を前記点において曖昧でなく連続的に測定する短基線干
    渉計（SBI）と； 前記航路に関して前記短基線干渉計（SBI）測定値から
    前記点における前記エミッタの曖昧でない角位置を計算
    する手段と； 前記計算された角位置から曖昧でない長基線干渉計（LB
    I）における位相差が存在する範囲を予測する手段と； 前記予測範囲及び前記曖昧な測定値から、前記２点間に
    おいて前記信号に発生する２π輪番整数を計算する手段
    と； 前記曖昧な変化と前記計算された２π輪番整数とから、
    前記２点間における曖昧でないLBIにおける位相の変化
    を計算する手段；とから成ることを特徴とする距離測定
    装置。 １９．寸法、取付角度、測定誤差及び振動の振幅を含む
    前記SBI及びLBIの間の関係が以下の判定基準、即ち、 式中、Ｅ（φ）＝RMS位相測定誤差（ランダム成分） DL＝LBI長さ DS＝SBI長さ α＝プラットフォーム中心線からのLBIの方向角 β＝プラットフォーム中心線からのSBIの方向角 （θ）＝SBIバイアス誤差 Av＝LBI振動振幅 λ＝信号波長、および Ｋ＝Ａ定数 を満足することを特徴とする特許請求の範囲第（18）項
    に記載の装置。 ２０．移動するプラットフォームから静止した非協働的
    なパルス信号エミッタまでの受動距離を測定する装置に
    おいて： 前記プラットフォームの航路に沿う第１及び第２の点に
    おける前記信号の少なくとも一つのパルスの少なくとも
    一部の波長及び曖昧でない位相差を測定するために、前
    記プラットフォームに取り付けられている短基干渉計
    （SBI）と； 前記点における前記信号の少なくとも一つパルスの少な
    くとも一つの部分における曖昧な位相差を測定するため
    に前記プラットフォームに取り付けられている長基干渉
    計（LBI）であって、前記短基干渉計（SBI）よりも長い
    基線を有するものと； 前記点において及びその間における前記プラットフォー
    ムの位置及び高度を測定するナビゲイシヨン装置（NA
    V）と； 信号処理手段 以下を含む 前記ナビゲイシヨン測定値からの前記点の間の直線の長
    さと方向を計算する手段と； 前記第１及び第２の点における前記プラットフォームの
    横揺れ、縦揺れ及び飛行方向のために修正された前記直
    線に関する前記エミッタの曖昧でない角位置を、前記短
    基干渉計（SBI）及びナビゲーシヨン（NAV）測定値から
    計算するための計算手段と； 前記点の間の前記信号の位相差における曖昧な変化を、
    前記長基干渉計（LBI）測定値から計算するための計算
    手段と； 前記計算された角位置、前記ナビゲーシヨン（NAV）測
    定値及び前記計算された曖昧な変化から修正された前記
    点におけるプラットフォームの横揺れ、縦揺れ及び飛行
    方向の、前記点の間の信号の位相差の曖昧でない変化を
    計算するための装置と； 前記信号の測定された波長から前記直線の中点に関する
    前記エミッタの傾斜範囲及び角位置と、前記直線の計算
    された長さと、前記点における前記直線に関する前記エ
    ミッタの計算された角位置と、前記点の間の位相差にお
    ける前記計算された曖昧でない変化と、を計算するため
    の装置であって、それによって、空間における他のいか
    なる点に関しても前記エミッタの現在の角位置および範
    囲を計算し得ることを特徴とする移動するプラットフォ
    ームから静止した非協働的なパルス信号エミッタまでの
    受動距離を測定する装置。 ２１．前記信号の波長の前記値と、前記点における前記
    信号の複数の前記パルスの初期部分に亘る曖昧でない位
    相差と曖昧な位相差とを測定し、かつ前記パルスの前記
    初期部分に亘って前記値を平均化することを特徴とする
    特許請求の範囲第（20）項に記載の装置。 ２２．前記値は、前記点において、最初の100ナノ秒に
    亘って12の連続パルスで平均化されることを特徴とする
    特許請求の範囲第（21）項に記載の装置。 ２３．地上の前記プラットフォームの高度を測定するた
    めの装置をさらに備えており； 前記信号処理装置は、さらに第２の点における前記エミ
    ッタの前記計算された傾斜範囲と角位置の前記測定され
    た高度から前記第２の点における前記プラットフォーム
    に関して、前記エミッタの直角座標距離及び範囲を計算
    する装置を含むことを特徴とする特許請求の範囲第（2
    0）項に記載の装置。 ２４．寸法、取付角度、測定誤差及び振動の振幅を含む
    前記SBI及びLBIの間の関係が以下の判定基準、即ち、 式中、Ｅ（φ）＝RMS位相測定誤差（ランダム成分） DL＝LBI長さ DS＝SBI長さ α＝プラットフォーム中心線からのLBIの方向角 β＝プラットフォーム中心線からのSBIの方向角 （θ）＝SBIバイアス誤差 Av＝LBI振動振幅 λ＝信号波長、および Ｋ＝Ａ定数 を満足することを特徴とする特許請求の範囲第（20）項
    に記載の装置。 ２５．移動中のプラットフォームからのエミッタ信号の
    位相を測定することを含む受動距離測定方法において： 前記点から前記エミッタの方に向かう角度差を確定する
    ために、前記移動しているプラットフォームに搭載され
    ている長基線干渉計（LBI）を使用している通路に沿う
    複数の点の間に生ずる前記エミッタ信号の正確であるが
    曖昧な位相の変化を、前記点から前記エミッタの方に向
    かう角度差を確定するために、連続的に測定する工程
    と； 前記点から前記エミッタの方に向かう角度を確定するた
    めに、前記移動しているプラットフォームに搭載されて
    いる短基線干渉計（SBI）を使用している前記通路に沿
    う前記点の間に発生する前記エミッタ信号の曖昧でない
    位相を連続的に測定する工程と； 前記エミッタに対する予測された範囲を確定するために
    前記SBI角度を使用する工程と； 前記LBIにおける位相の変化における曖昧さを解消する
    ために前記エミッタに対する前記予測された範囲を使用
    する工程と； 前記予測された範囲を精密にするために前記決定された
    LBI位相を利用する工程と；から成ることを特徴とする
    移動中のプラットフォームからのエミッタ信号の位相を
    測定することを含む受動距離測定方法。 ２６．通路に沿う複数の点の間に発生するエミッタ信号
    の位相における正確なしかし曖昧な位相変化を、前記点
    からの前記エミッタの方へ向かう角度の正確な差異を確
    立するべく、連続的に測定するために前記移動中のプラ
    ットフォームに搭載された長基線干渉計（LBI）と； 前記点から前記エミッタの方に向かう角度を確定するた
    めに、前記通路に沿う前記点の間に生じる前記エミッタ
    の曖昧でない位相を連続的に測定するために前記移動中
    のプラットフォームに搭載されている短基線干渉計（SB
    I）と； 前記エミッタに対する予測範囲を確定するために、前記
    SBI角度測定値を使用する装置と； 前記LBIにおける位相の変化の曖昧さを解消するために
    前記エミッタに対する前記予測された範囲を使用する装
    置と； 前記範囲予測を精密にするために前記決定されたLBI位
    相を使用する装置と； からなることを特徴とする移動中のプラットフォームか
    らのエミッタ信号の位相を測定することを含む受動距離
    測定装置。
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