JP3210351B2 - レーダシステムに関する改良 - Google Patents
レーダシステムに関する改良Info
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- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
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- G01S13/522—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves
- G01S13/524—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves based upon the phase or frequency shift resulting from movement of objects, with reference to the transmitted signals, e.g. coherent MTi
- G01S13/5242—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves based upon the phase or frequency shift resulting from movement of objects, with reference to the transmitted signals, e.g. coherent MTi with means for platform motion or scan motion compensation, e.g. airborne MTI
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- G01S13/524—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves based upon the phase or frequency shift resulting from movement of objects, with reference to the transmitted signals, e.g. coherent MTi
- G01S13/5248—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves based upon the phase or frequency shift resulting from movement of objects, with reference to the transmitted signals, e.g. coherent MTi combining a coherent MTI processor with a zero Doppler processing channel and a clutter mapped memory, e.g. MTD (Moving target detector)
Description
【発明の詳細な説明】 この発明はレーダシステムに係り、とくにレーダシス
テムにより受信された好ましくない信号の抑制に関する
ものであり、ここでいう好ましくない信号は地形上の特
徴とが建物といった固定の対象物から反射したもの（ク
ラッタ）であるが、とくに船舶のような移動するプラッ
トホーム上にレーダがマウントされている場合について
の抑制に関する。
テムにより受信された好ましくない信号の抑制に関する
ものであり、ここでいう好ましくない信号は地形上の特
徴とが建物といった固定の対象物から反射したもの（ク
ラッタ）であるが、とくに船舶のような移動するプラッ
トホーム上にレーダがマウントされている場合について
の抑制に関する。
レーダシステムは電磁信号を送り、それがターゲット
（目標）から反射した後にその信号を受けることによっ
て動作する。しかしながら、例えば航空機といった欲し
ているターゲットからの反射のほかに、欲してはいない
対象物からの別な反射が発生する。こういった欲しては
いない対象物はクラッタと呼ばれていて、丘の斜面とか
崖のような地形の特徴とか、建物や塀といった人工対象
物とか、雨のような気象現象を含んでいる。欲してはい
ない反射はある場合にはターゲットからの反射よりも大
きい。
（目標）から反射した後にその信号を受けることによっ
て動作する。しかしながら、例えば航空機といった欲し
ているターゲットからの反射のほかに、欲してはいない
対象物からの別な反射が発生する。こういった欲しては
いない対象物はクラッタと呼ばれていて、丘の斜面とか
崖のような地形の特徴とか、建物や塀といった人工対象
物とか、雨のような気象現象を含んでいる。欲してはい
ない反射はある場合にはターゲットからの反射よりも大
きい。
欲してはいない反射を抑制して、ターゲットからの信
号だけを保持するための方法は、一般にクラッタ対象物
が静止しているか、あるいはゆっくりと動いているだけ
かの事実に依存している。多くのレーダは移動目標指示
（MTI）とか移動目標検出（MTD）を採用しており、これ
らは受けた信号のドップラシフトを調べることにより
（レーダに向うかそこから遠ざかる）ターゲットの速度
の半径方向成分を判断することに頼っている。著しいド
ップラシフトをもっていない信号を抑制することは高速
で移動している対象物だけがターゲットとして示される
ということを確かなものとする。しかし、これが問題を
完全には解決しておらず、あるターゲットはたとえレー
ダの接線方向に急速に移動していたとしてもゼロ半径方
向速度をもつことがあるからである。こういった好まし
くないターゲットは小さなドップラシフトを示し、それ
故にMTIもしくはMTD方法が使用されたときにだけクラッ
タと一緒に抑制される。
号だけを保持するための方法は、一般にクラッタ対象物
が静止しているか、あるいはゆっくりと動いているだけ
かの事実に依存している。多くのレーダは移動目標指示
（MTI）とか移動目標検出（MTD）を採用しており、これ
らは受けた信号のドップラシフトを調べることにより
（レーダに向うかそこから遠ざかる）ターゲットの速度
の半径方向成分を判断することに頼っている。著しいド
ップラシフトをもっていない信号を抑制することは高速
で移動している対象物だけがターゲットとして示される
ということを確かなものとする。しかし、これが問題を
完全には解決しておらず、あるターゲットはたとえレー
ダの接線方向に急速に移動していたとしてもゼロ半径方
向速度をもつことがあるからである。こういった好まし
くないターゲットは小さなドップラシフトを示し、それ
故にMTIもしくはMTD方法が使用されたときにだけクラッ
タと一緒に抑制される。
別なやり方は、多くのレーダシステムで使用されてい
るMTIとMTDプロセスを補足するものでレーダ受信機の感
度を変えて、強い信号を戻していることが見付けられる
領域はそうでない領域よりも低い感度で調べられるよう
にする。これにはクラッタ地図（マップ）を使用するこ
とを含み、この地図の中では、レーダの担当領域がセル
に分割されて、これらのセルについての背景信号の推定
についてのアレイが記憶される。受けた信号はそこで、
占有しているセルについて記憶してある背景レベルを十
分な因子だけこの信号が越えているときに限り、欲して
いるターゲットからのものとして受理される。もしｓが
受信した信号強度であり、biがセル内に記憶された背景
レベルであるとすると、ｓ＞kTbi（ある一定比kTに対し
て）であれば検出が報告される。
るMTIとMTDプロセスを補足するものでレーダ受信機の感
度を変えて、強い信号を戻していることが見付けられる
領域はそうでない領域よりも低い感度で調べられるよう
にする。これにはクラッタ地図（マップ）を使用するこ
とを含み、この地図の中では、レーダの担当領域がセル
に分割されて、これらのセルについての背景信号の推定
についてのアレイが記憶される。受けた信号はそこで、
占有しているセルについて記憶してある背景レベルを十
分な因子だけこの信号が越えているときに限り、欲して
いるターゲットからのものとして受理される。もしｓが
受信した信号強度であり、biがセル内に記憶された背景
レベルであるとすると、ｓ＞kTbi（ある一定比kTに対し
て）であれば検出が報告される。
地図全体の背景推定はレーダの各走査で修正されて、
この推定は実際に受信される信号レベルに次第に収束す
る。固定した散乱体からの反射はしたがって地図に‘組
込’まれて、終局的には抑制される。移動しているター
ゲットは、これとは違って、一時的に占有しているクラ
ッタ地図セル内に記憶されているレベルを反射が越えた
ときに検出される。もし地図セルが十分に小さければ、
移動しているターゲットは、‘組込み（ビルドイン）’
することと記憶してあるレベルに影響を与えることのた
めに十分とされる長い時間同一のセル内に留まらない。
静止レーダ用のクラッタマップの動作についてはM.I.Sk
olink,Radar Handbook,McGraw Hill Book Company,1978
の文献内に完全に記述されている。
この推定は実際に受信される信号レベルに次第に収束す
る。固定した散乱体からの反射はしたがって地図に‘組
込’まれて、終局的には抑制される。移動しているター
ゲットは、これとは違って、一時的に占有しているクラ
ッタ地図セル内に記憶されているレベルを反射が越えた
ときに検出される。もし地図セルが十分に小さければ、
移動しているターゲットは、‘組込み（ビルドイン）’
することと記憶してあるレベルに影響を与えることのた
めに十分とされる長い時間同一のセル内に留まらない。
静止レーダ用のクラッタマップの動作についてはM.I.Sk
olink,Radar Handbook,McGraw Hill Book Company,1978
の文献内に完全に記述されている。
各クラッタ地図セル内の背景推定は通常は‘αスムー
シング（平滑化）’により累積される。もしbiがｉ番目
のセル内の現在のクラッタ背景レベルであり、現在の走
査の間にセル内で見た最大のレベルがgiであるとする
と、次の走査期間について使用されることになる新しい
背景レベルを計算するために次式が使用される。
シング（平滑化）’により累積される。もしbiがｉ番目
のセル内の現在のクラッタ背景レベルであり、現在の走
査の間にセル内で見た最大のレベルがgiであるとする
と、次の走査期間について使用されることになる新しい
背景レベルを計算するために次式が使用される。
（１−α）bi＋αgi ここでαは小さな数、一般には（1/8）とか（1/16）と
かである。
かである。
クラッタ地図操作についての上記記載はレーダデータ
が受領されるときにはクラッタ地図がすでに設定されて
いることを仮定している。また初期化の問題を考慮する
必要がある。すなわちレーダが最初にスイッチをオンと
されるときに適切なデータでクラッタ地図を充填するこ
とである。もしこれが正しくなく行なわれるとすると、
数多くの誤った検出が最初のいくつかの走査で報告され
ることが可能となり、その原因は低いbiの初期値が条件
ｓ＞kTbiをしばしば適えてしまうことによる。
が受領されるときにはクラッタ地図がすでに設定されて
いることを仮定している。また初期化の問題を考慮する
必要がある。すなわちレーダが最初にスイッチをオンと
されるときに適切なデータでクラッタ地図を充填するこ
とである。もしこれが正しくなく行なわれるとすると、
数多くの誤った検出が最初のいくつかの走査で報告され
ることが可能となり、その原因は低いbiの初期値が条件
ｓ＞kTbiをしばしば適えてしまうことによる。
上述のクラッチ地図についての動作はレーダに関して
静止しているクラッタ散乱体にはっきりと依存してい
る。この理由によりクラッタ地図はこれまでは固定位置
で動作するレーダシステムに限り成功裡に応用されたき
た。船舶とか航空機といった移動しているプラットホー
ム上にマウントされたレーダはそれ自体に対して動いて
いるクラッタを観測することになる。クラッタ対象物は
そのときは一つのクラッタから他のクラッタへ移動する
ことになる。このような散乱体が小さな記憶されている
背景値をもっている新しいクラッタ地図セル内に移動す
るときはいつでも散乱体が方向として報告されることに
なる。結局は、もし散乱体がセル内に留まっていれば、
新しいセル内の背景はこれを回避するためにもち上げら
れることになるが、適応するには数回の走査を必要とす
る。また、散乱体が前にその中に存在していたセルは、
不必要なほど高いしきい値を有する多数回の走査に対し
てとり残されることになり、これが欲しているターゲッ
トの抑制を生じさせることになる。もしレーダの動きが
十分に早くないとすると、このような問題は連続して発
生することになり、いくつもの誤った検出とターゲット
検出のしそこないを生じさせる。
静止しているクラッタ散乱体にはっきりと依存してい
る。この理由によりクラッタ地図はこれまでは固定位置
で動作するレーダシステムに限り成功裡に応用されたき
た。船舶とか航空機といった移動しているプラットホー
ム上にマウントされたレーダはそれ自体に対して動いて
いるクラッタを観測することになる。クラッタ対象物は
そのときは一つのクラッタから他のクラッタへ移動する
ことになる。このような散乱体が小さな記憶されている
背景値をもっている新しいクラッタ地図セル内に移動す
るときはいつでも散乱体が方向として報告されることに
なる。結局は、もし散乱体がセル内に留まっていれば、
新しいセル内の背景はこれを回避するためにもち上げら
れることになるが、適応するには数回の走査を必要とす
る。また、散乱体が前にその中に存在していたセルは、
不必要なほど高いしきい値を有する多数回の走査に対し
てとり残されることになり、これが欲しているターゲッ
トの抑制を生じさせることになる。もしレーダの動きが
十分に早くないとすると、このような問題は連続して発
生することになり、いくつもの誤った検出とターゲット
検出のしそこないを生じさせる。
この発明の目的は上述の問題を克服する改良されたレ
ーダシステムを提供することである。
ーダシステムを提供することである。
この発明によると、移動しているプラットホーム上に
マウントされたレーダシステムを動作する方法が提供さ
れており、この方法はクラッタ地図の同一セル内部に固
定の地形特徴を保持するためにプラットホームの動きを
補償する段階と、クラッタ地図をその座標原点がプラッ
トホームの実際位置の近くに維持するためにクラッタ地
図の中心を定期的に再度とる段階と、クラッタマップの
初期化時間を加速して（初期化期間のテンポを速めるの
意味）、中心を再度とる段階がプラットホームの急速な
動きの間に十分な回数行なえるようにする段階とから成
る。
マウントされたレーダシステムを動作する方法が提供さ
れており、この方法はクラッタ地図の同一セル内部に固
定の地形特徴を保持するためにプラットホームの動きを
補償する段階と、クラッタ地図をその座標原点がプラッ
トホームの実際位置の近くに維持するためにクラッタ地
図の中心を定期的に再度とる段階と、クラッタマップの
初期化時間を加速して（初期化期間のテンポを速めるの
意味）、中心を再度とる段階がプラットホームの急速な
動きの間に十分な回数行なえるようにする段階とから成
る。
この方法はまた、計算負荷を軽減するために検出プロ
セスと組合せてクラッタ地図セル背景レベルを更新する
段階を含むことができる。
セスと組合せてクラッタ地図セル背景レベルを更新する
段階を含むことができる。
この発明はクラッタ地図の操作に組込まれるべき動き
の補償を可能にして、レーダが静止していないときにも
有効に使用できるようにする。
の補償を可能にして、レーダが静止していないときにも
有効に使用できるようにする。
記述されるクラッタ地図は４つの新しい特徴を有して
いて、この特徴はレーダが動いているときにも成功裡に
クラッタ地図が操作されるようにしている。特徴は レーダの動きの補償と、 クラッタ地図についての定期的な再度の中心をとるこ
とと、 再度の中心をとることに続く高速初期化と、 連続する背景レベルの更新とである。
いて、この特徴はレーダが動いているときにも成功裡に
クラッタ地図が操作されるようにしている。特徴は レーダの動きの補償と、 クラッタ地図についての定期的な再度の中心をとるこ
とと、 再度の中心をとることに続く高速初期化と、 連続する背景レベルの更新とである。
船舶の動きの補償は既知の船舶位置を散乱体の位置に
加えてから散乱体が占有しているクラッタ地図セルを判
断している。船舶の位置は連続した基礎に立ってレーダ
に送られる。
加えてから散乱体が占有しているクラッタ地図セルを判
断している。船舶の位置は連続した基礎に立ってレーダ
に送られる。
記憶してある位置のずれ（オフセット）を備えた極座
標でのクラッタ地図はある間隔で再度中心とりがされな
ければならず、それによって極座標の原点が船舶の位置
の近くに保たれる。
標でのクラッタ地図はある間隔で再度中心とりがされな
ければならず、それによって極座標の原点が船舶の位置
の近くに保たれる。
これは２つの地図を維持することによって行なわれ、
その１つは初期化され、他はその間に使用される。いず
れかの地図が再度初期化される都度、それの中心が再度
とられてその原点が現在の船舶の位置と一致する。
その１つは初期化され、他はその間に使用される。いず
れかの地図が再度初期化される都度、それの中心が再度
とられてその原点が現在の船舶の位置と一致する。
頻繁に両方の地図を初期化する必要性が意味するとこ
ろは初期化ができるだけ２〜３回の走査内で実行されな
ければならないということである。本発明は初期化プロ
セスを加速するためのやり方を取入れていて、クラッタ
反射ができるだけ早く地図に‘組入れ’されるようにし
ている。
ろは初期化ができるだけ２〜３回の走査内で実行されな
ければならないということである。本発明は初期化プロ
セスを加速するためのやり方を取入れていて、クラッタ
反射ができるだけ早く地図に‘組入れ’されるようにし
ている。
最後に、観測されたクラッタ戻りが記憶されている背
景レベルに貢献できるようにするプロセスが、ターゲッ
ト検出を判断するためのアルゴリズムと統合されている
ことである。これは関連の計算をもっと効率的にし、レ
ーダ走査当り１度といった特別な更新動作の必要性を除
去している。
景レベルに貢献できるようにするプロセスが、ターゲッ
ト検出を判断するためのアルゴリズムと統合されている
ことである。これは関連の計算をもっと効率的にし、レ
ーダ走査当り１度といった特別な更新動作の必要性を除
去している。
本発明のもっとも明白な利点は望ましくない散乱体が
一つのクラッタ地図セルから他のものへと移動するとき
について上述した問題を除去することである。この移動
はここでは妨げられている。真に静止している対象物は
たとえレーダが移動しても同じクラッタ地図セルを常に
占有することになる。
一つのクラッタ地図セルから他のものへと移動するとき
について上述した問題を除去することである。この移動
はここでは妨げられている。真に静止している対象物は
たとえレーダが移動しても同じクラッタ地図セルを常に
占有することになる。
加速された初期化機構もまたクラッタ地図が特徴から
の反射をより上手に処理することを意味しており、この
特徴は最初はより近い地形の背後に隠れているが、レー
ダの移動に伴って顕在するようなものとする。このよう
にして顕在することになった対象物は素早くクラッタ地
図内に構築がされる。
の反射をより上手に処理することを意味しており、この
特徴は最初はより近い地形の背後に隠れているが、レー
ダの移動に伴って顕在するようなものとする。このよう
にして顕在することになった対象物は素早くクラッタ地
図内に構築がされる。
本発明の実施例をここで添付の図面を参照して記述し
て行く。
て行く。
図１は２つのクラッタ地図を備えた初期化方法を示す。
図２は３つのクラッタ地図を備えた初期化方法を示す。
図３は２つのクラッタ地図を備えた可変平滑化パラメー
タを示す。
タを示す。
図４はこの方法を実施するための装置の構成図である。
本発明による４つの改良を以下に詳述して行く。
レーダの動きの補償 レーダプラットホームの動きについては、プラットホ
ームの出発点を記憶し、座標の原点としてこれを採用す
ることとによって補償がされる。後の時間に、新しいプ
ラットホーム位置が出発点からのずれ（オフセット）と
して計算されて記憶される。反射信号が受信されるとき
はいつも、このずれが散乱体の位置に加えられて、結果
として生れた補正された位置が使われて、クラッタ地図
内のその位置が定義される。
ームの出発点を記憶し、座標の原点としてこれを採用す
ることとによって補償がされる。後の時間に、新しいプ
ラットホーム位置が出発点からのずれ（オフセット）と
して計算されて記憶される。反射信号が受信されるとき
はいつも、このずれが散乱体の位置に加えられて、結果
として生れた補正された位置が使われて、クラッタ地図
内のその位置が定義される。
ずれの記憶は次のようにされる。仮に、船の動きが知
られていて、時刻ｔで（x0（ｔ）,y0（ｔ））と定義さ
れているとする。プラットホームの動きはそこで（ｘ＋
x0（ｔ）,y＋y0（ｔ））をクラッタ地図の位置として用
いることにより計算される。クラッタ地図セル番号が次
に計算でき、これをする方法はその地図で使われている
座標系に依存している。この発明は特定の座標系の使用
する座標系には依存しないが極座標を用いて実現でき
る。クラッタ地図セル番号を計算する例として、ここで
は極座標と直交座標とに対するプロセスを記述して行
く。
られていて、時刻ｔで（x0（ｔ）,y0（ｔ））と定義さ
れているとする。プラットホームの動きはそこで（ｘ＋
x0（ｔ）,y＋y0（ｔ））をクラッタ地図の位置として用
いることにより計算される。クラッタ地図セル番号が次
に計算でき、これをする方法はその地図で使われている
座標系に依存している。この発明は特定の座標系の使用
する座標系には依存しないが極座標を用いて実現でき
る。クラッタ地図セル番号を計算する例として、ここで
は極座標と直交座標とに対するプロセスを記述して行
く。
極座標系のグリッド（網目）は通常等しい方位（アジ
マス）間隔を用いる。レンジ（距離）と間隔とは均一と
されるか、近いレンジすなわち大部分のレジン分解能が
必要とされるところではより小さいものとされる。レン
ジＲと方位角θで位置を与えると、その位置が存在する
クラッタ地図セルのインデックス番号を決めるために次
の計算が必要とされる。
マス）間隔を用いる。レンジ（距離）と間隔とは均一と
されるか、近いレンジすなわち大部分のレジン分解能が
必要とされるところではより小さいものとされる。レン
ジＲと方位角θで位置を与えると、その位置が存在する
クラッタ地図セルのインデックス番号を決めるために次
の計算が必要とされる。
方位セル番号 ｉθ＝［θ′／Δθ］ ここでΔθ
＝セル寸法 レンジセル番号 iR＝［Ｒ′／ΔＲ］ ここでΔＲは
等間隔網目セル寸法 iRは等間隔にたいして RiR-1Ｒ
RiR セル番号 ｉ＝i0＋iRNθ 直交座標では正方形のグリッドが仮定される。グリッ
ド間隔Δについてのセル番号は次のように計算される。
＝セル寸法 レンジセル番号 iR＝［Ｒ′／ΔＲ］ ここでΔＲは
等間隔網目セル寸法 iRは等間隔にたいして RiR-1Ｒ
RiR セル番号 ｉ＝i0＋iRNθ 直交座標では正方形のグリッドが仮定される。グリッ
ド間隔Δについてのセル番号は次のように計算される。
補正された位置 ｘ′＝Rsin θ＋x0（ｔ） ｙ′＝Rcos θ＋y0（ｔ） “x"セル番号 ix＝［ｘ′／Δ］ “y"セル番号 iy＝［ｙ′／Δ］ セル番号 ｉ＝ix＋iyNx これら仕組みのいずれでも、クラッタ散乱体で固定位
置にあるものは常に同じクラッタ地図セル内部に留ま
り、上述の利点を生じさせる。
置にあるものは常に同じクラッタ地図セル内部に留ま
り、上述の利点を生じさせる。
クラッタ地図の定期的な再度中心どり 動きの補償を伴うクラッタ地図はレーダ位置を中心と
して開始されるが、若干の時間後にはもはやこの場合に
対応しなくなる。直交座標成分により配列されたクラッ
タ地図では、地図の縁が重なり合っていることを条件と
したときに、これは深刻ではないにしても、クラッタ地
図は定期的に再度中心どりをしなければならない。大き
な位置のずれがあると、クラッタ地図セルが良質のレジ
ン分解能とクラッタ間の可視度（visibility）とを与え
るための正いい形状をもはやもてないという危険が存在
する。動きの方向の脇にあるセルは回転されて実行的に
レンジが拡張されることになり、これは望ましくないこ
とである。その理由としてセルの縁にあるクラッタ散乱
体は望んでいないレーダ検出につながる隣りのセル内に
今度は入ってしまうことによる。
して開始されるが、若干の時間後にはもはやこの場合に
対応しなくなる。直交座標成分により配列されたクラッ
タ地図では、地図の縁が重なり合っていることを条件と
したときに、これは深刻ではないにしても、クラッタ地
図は定期的に再度中心どりをしなければならない。大き
な位置のずれがあると、クラッタ地図セルが良質のレジ
ン分解能とクラッタ間の可視度（visibility）とを与え
るための正いい形状をもはやもてないという危険が存在
する。動きの方向の脇にあるセルは回転されて実行的に
レンジが拡張されることになり、これは望ましくないこ
とである。その理由としてセルの縁にあるクラッタ散乱
体は望んでいないレーダ検出につながる隣りのセル内に
今度は入ってしまうことによる。
初期化の際には、クラッタ地図内のデータはデータ検
出を判断するのに有用ではないので、本発明は２つのク
ラッタ地図を採用している。その一つは初期化されるこ
ととされていて、他が使用されている。２つのクラッタ
地図を使用するタイミングは図１に示すようなものであ
る。第１のレーダ走査では、地図１はその原点として船
の位置に設定されたものを有している。そこで走査の固
定回数Ｎの間初期化が可能とされている。これが過ぎる
と、地図２が船の位置に設定された原点を有していて、
その間に地図１が使用に供されている。次のＮ回走査の
間に、地図２が初期化される。そこで地図１はリセット
されて、地図２が使用中に初期化が開始され、これが順
々に続いて行く。本発明は２よりも多いクラッタ地図の
使用を排除してはいない。例えば、３つの地図を使用す
る機構が図２に示されている。
出を判断するのに有用ではないので、本発明は２つのク
ラッタ地図を採用している。その一つは初期化されるこ
ととされていて、他が使用されている。２つのクラッタ
地図を使用するタイミングは図１に示すようなものであ
る。第１のレーダ走査では、地図１はその原点として船
の位置に設定されたものを有している。そこで走査の固
定回数Ｎの間初期化が可能とされている。これが過ぎる
と、地図２が船の位置に設定された原点を有していて、
その間に地図１が使用に供されている。次のＮ回走査の
間に、地図２が初期化される。そこで地図１はリセット
されて、地図２が使用中に初期化が開始され、これが順
々に続いて行く。本発明は２よりも多いクラッタ地図の
使用を排除してはいない。例えば、３つの地図を使用す
る機構が図２に示されている。
再度の中心どりに続く高速初期化 図１に示した２つのクラッタ地図を有する機構では、
クラッタ地図を初期することができ、またＮ回走査の終
りにはすでに設定が完了していることが必要とされる。
もしクラッタ地図が一定の受信機雑音レベルで満たされ
ていると、上述した通常のα平滑化は使用前に‘設定’
できるようにするのについても十分であるとは言えなく
なる。そこで、本発明は加速されたα平滑化を採用する
う。これには第１の走査でα＝１を設定して地図がクラ
ッタ値が存在すればともかくもそれで満たされるように
して、Ｎ番目の走査までにその値が例えば（1/16）とい
った適切な値に減らされるようにすることを含んでい
る。αの直線的な変化は図３に示されているが、本発明
はもっと複雑な変化則の使用を除外してはいない。
クラッタ地図を初期することができ、またＮ回走査の終
りにはすでに設定が完了していることが必要とされる。
もしクラッタ地図が一定の受信機雑音レベルで満たされ
ていると、上述した通常のα平滑化は使用前に‘設定’
できるようにするのについても十分であるとは言えなく
なる。そこで、本発明は加速されたα平滑化を採用する
う。これには第１の走査でα＝１を設定して地図がクラ
ッタ値が存在すればともかくもそれで満たされるように
して、Ｎ番目の走査までにその値が例えば（1/16）とい
った適切な値に減らされるようにすることを含んでい
る。αの直線的な変化は図３に示されているが、本発明
はもっと複雑な変化則の使用を除外してはいない。
連続的な背景レベル更新 従来は、セル背景レベルを更新するためのα平滑化は
走査毎に１度実行されていた。本発明では、この計算は
検出報告プロセスと組合されている。これはまた各セル
に対する最大の戻りをもっている最新の更新時間を記憶
することによっても行なえる。セルが参照されて受信し
た信号がターゲット検出を表わすのに十分な大きさのも
のであるかどうかが判断されるときには、最新の更新に
ついての記憶された時間が調べられて、セルに記憶され
ている背景レベルがα平滑化される最初のものに違いな
いことが検討される。このやり方はいずれの地図座標系
にも適用される。これをするためのアルゴリズムは次の
通りである。
走査毎に１度実行されていた。本発明では、この計算は
検出報告プロセスと組合されている。これはまた各セル
に対する最大の戻りをもっている最新の更新時間を記憶
することによっても行なえる。セルが参照されて受信し
た信号がターゲット検出を表わすのに十分な大きさのも
のであるかどうかが判断されるときには、最新の更新に
ついての記憶された時間が調べられて、セルに記憶され
ている背景レベルがα平滑化される最初のものに違いな
いことが検討される。このやり方はいずれの地図座標系
にも適用される。これをするためのアルゴリズムは次の
通りである。
次のように定義する： ｔ＝現在の時刻 ｓ＝現在の受信信号 ｉ＝対象となるクラッタセル番号 bi＝セルｉに記憶された背景レベル gi＝セルｉで見た最大の戻り ti＝giが記憶された時刻 時刻ｔで信号を受信すると、 上のようにセル番号ｉを計算する もしｓ＞kTbiであれば検出を報告する if ｔ−tiが走査時間より短かければ then （tiは現在の走査内にあった） gi:＝max｛gi,s｝ eles （tiは最新の走査内にあった） bi:＝（１−α）bi＋αgi gi:＝ｓ ti:＝ｔ end if （if文終り） 連続的な更新戦略のおかげで、本発明は従来形の回転
レーダに限定されることがない。本発明は多機能レーダ
（MFR）の場合にも応用され、そこではビームを大きな
自由度をもって電子的に走査することができる。地図更
新機構は地図セルが十分なほどにいつも訪問を受けて、
そこにあるデータが有効に保たれることにのみ頼ってい
る。全部のカバー範囲について規則正しい探査を実行す
るためのMFRについての要件はこのことが確保されるこ
ととなる。追跡の際には、ターゲットを含んでいること
が予期される小体積へのレーザ探査の集中が、この体積
内部にもっと高度な品質をもつクラッタ地図データを生
ずることが期待できる。
レーダに限定されることがない。本発明は多機能レーダ
（MFR）の場合にも応用され、そこではビームを大きな
自由度をもって電子的に走査することができる。地図更
新機構は地図セルが十分なほどにいつも訪問を受けて、
そこにあるデータが有効に保たれることにのみ頼ってい
る。全部のカバー範囲について規則正しい探査を実行す
るためのMFRについての要件はこのことが確保されるこ
ととなる。追跡の際には、ターゲットを含んでいること
が予期される小体積へのレーザ探査の集中が、この体積
内部にもっと高度な品質をもつクラッタ地図データを生
ずることが期待できる。
この発明はレーザ信号処理ハードウェアの一部とし
て、適切な処理装置を含んだ１個もしくは数個のボード
という手段によって実現できる。
て、適切な処理装置を含んだ１個もしくは数個のボード
という手段によって実現できる。
一実施例の構成図について図４を参照してここで記述
する。
する。
信号処理ユニット２は中間周波数（IF）でレーダ信号
をライン４上で受領する。処理ユニット２は同相、直交
位相、それにモジュラス信号をそれぞれライン6,8,10上
に生成する。信号はディジタルMTIもしくはMTD検出器12
に加えられ、検出器はMTIもしくはMTD検出をライン14上
に出力する。MTIもしくはMTD検出器４からの正常のレー
ダ信号はライン16を通って動いているプラットホームク
ラッタ地図18に送られ、そこではまたライン22を介して
信号を受け、これが動いているプラットホームの地理的
位置を報告している。正常のレーダ信号は動いているプ
ラットホームクラッタ地図からライン20上へ出力され
る。
をライン４上で受領する。処理ユニット２は同相、直交
位相、それにモジュラス信号をそれぞれライン6,8,10上
に生成する。信号はディジタルMTIもしくはMTD検出器12
に加えられ、検出器はMTIもしくはMTD検出をライン14上
に出力する。MTIもしくはMTD検出器４からの正常のレー
ダ信号はライン16を通って動いているプラットホームク
ラッタ地図18に送られ、そこではまたライン22を介して
信号を受け、これが動いているプラットホームの地理的
位置を報告している。正常のレーダ信号は動いているプ
ラットホームクラッタ地図からライン20上へ出力され
る。
上述したように、動いているプラットホームは船舶で
あるが、これが航空機とか他のどんな輸送手段の形態の
ものであってもよい。
あるが、これが航空機とか他のどんな輸送手段の形態の
ものであってもよい。
フロントページの続き (72)発明者 ベーカー、ジョナサン・ハワード イギリス国、ピーオー31・８エルビー、 アイル・オブ・ワイト、ガーナルド、シ ョアー・ロード１、クリフ・コテージ (56)参考文献 特開 平11−23707（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−43519（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−82548（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−21864（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−212082（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95
Claims (6)
- 【請求項１】移動しているプラットホーム上にマウント
されたレーダシステムを動作する方法であって： クラッタ地図の同一セル内部に固定の地形特徴を保持す
るためにプラットホームの動きを補償する段階と、 クラッタ地図がその座標原点をプラットホームの実際位
置の近くに維持するためにクラッタ地図の中心を定期的
に再度とる段階と、 クラッタ地図の初期化期間のテンポを速めることによ
り、中心を再度とる段階がプラットホームの急速な動き
の間に十分な回数行なえるようにする段階とから成る方
法。 - 【請求項２】さらに計算負荷を軽減するために検出プロ
セスと組合せてクラッタ地図セル背景レベルを更新する
段階を含む請求項１記載の方法。 - 【請求項３】前記補償する段階はさらに、 プラットホーム出発位置を確かめて記憶する段階と、 反射信号を受領すると、出発位置からのずれとしてプラ
ットホームの後の位置を計算し記憶する段階と、 信号を反射した散乱体の位置までの現在のずれを加算す
る段階と、 クラッタ地図内の散乱体の位置を定義するために加算の
結果を用いる段階とを含む請求項１または２記載の方
法。 - 【請求項４】前記クラッタ地図の中心を定期的に再度と
る段階は少くとも２つのクラッタ地図を用い、またさら
に、 第１のクラッタ地図の原点を第１のレーダ走査サイクル
におけるプラットホームの位置に設定する段階と、 レーダ走査サイクルの一定数の間に第１のクラッタ地図
を初期化する段階と、 第１のクラッタ地図が使用されている間に、第２のクラ
ッタ地図の原点をプラットホームの位置に設定する段階
と、 レーダ走査サイクルの次の一定数の間に第２のクラッタ
地図を初期化する段階と、 第２のクラッタ地図が使用されている間に、第２のクラ
ッタ地図を再設定して再初期する段階と、 上記段階を連続して繰返す段階とを含む請求項１ないし
３のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項５】前記初期化期間のテンポを速める段階はα
平滑化アルゴリズムを利用し、またさらに、 α値を第１のレーダ走査サイクルについての正常値より
も実質的に大きな値に設定する段階と、 レーダ走査サイクルの一定数の終りにはα値が正常値に
減らせるようにする段階とを含む請求項４記載の方法。 - 【請求項６】検出プロセスと組合せてクラッタ地図セル
背景レベルを更新する段階はさらに、 クラッタ地図の各セルについての最大の戻りでした最新
の更新の時間を記憶する段階と、 受信した信号がターゲット検出を表わすのに十分に大き
いかどうかを判断するために適切なセルを参照する段階
と、 セル内に記憶された背景レベルが平滑化を受けなければ
ならないかを確かめるために最新の更新の記憶してある
時間を調べる段階とを含む請求項２ないし５のいずれか
１項記載の方法。
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| GB9803906.8 | 1998-02-26 | ||
| PCT/GB1999/000480 WO1999044076A1 (en) | 1998-02-26 | 1999-02-15 | Improvements in or relating to radar systems |
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|---|---|
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ID=10827522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54326799A Expired - Fee Related JP3210351B2 (ja) | 1998-02-26 | 1999-02-15 | レーダシステムに関する改良 |
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|---|---|
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| DE102004010537B4 (de) | 2004-03-04 | 2007-04-05 | Eads Deutschland Gmbh | Verfahren zur Auswertung von Radardaten zum vollautomatischen Erstellen einer Karte gestörter Gebiete |
| WO2006072255A1 (en) * | 2005-01-10 | 2006-07-13 | Navico Danmark A/S | Digital radar system with clutter reduction |
| DE102005023787A1 (de) * | 2005-05-19 | 2006-11-23 | Selex Sistemi Intergrati Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Korrigieren von Wetterdaten sowie Computerprogrammprodukt |
| CN100368822C (zh) * | 2005-12-05 | 2008-02-13 | 国家无线电监测中心 | 无线电发射源定位方法与系统 |
| US7298316B2 (en) * | 2005-12-19 | 2007-11-20 | Chung Shan Institute Of Science And Technology, Armaments Bureau M.N.D. | Apparatus and method for instantly automatic detecting clutter blocks and interference source and for dynamically establishing clutter map |
| GB0701869D0 (en) * | 2007-01-31 | 2007-03-14 | Cambridge Consultants | Adaptive radar |
| CN100451662C (zh) * | 2007-03-30 | 2009-01-14 | 清华大学 | 一种利用极坐标变换估测信号背景的方法 |
| JP5398195B2 (ja) * | 2007-08-31 | 2014-01-29 | 古野電気株式会社 | レーダ装置 |
| FR2938074B1 (fr) * | 2008-11-04 | 2010-12-24 | Thales Sa | Procede de traitement de profils verticaux mesures de la puissance des echos renvoyes suite a une emission de signaux radar. |
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| JP6024229B2 (ja) * | 2012-06-14 | 2016-11-09 | 富士通株式会社 | 監視装置、監視方法、及びプログラム |
| US9348021B2 (en) | 2013-03-14 | 2016-05-24 | Raytheon Company | Methods and apparatus for adaptive motion compensation to remove translational movement between a sensor and a target |
| WO2014174267A1 (en) * | 2013-04-24 | 2014-10-30 | Bae Systems Plc | Wind turbine mitigation in radar systems |
| CN104267388B (zh) * | 2014-09-10 | 2016-07-27 | 中国电子科技集团公司第二十八研究所 | 一种慢速目标杂波图检测方法 |
| JP6531903B2 (ja) * | 2015-06-01 | 2019-06-19 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 物体検出装置 |
| CN105353369B (zh) * | 2015-10-20 | 2017-06-30 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种宽雷达波束下高山地测高方法 |
| CN105353361B (zh) * | 2015-10-27 | 2017-10-27 | 安徽四创电子股份有限公司 | 一种基于dsp和fpga的双波束点迹数据处理装置及其处理方法 |
| US11105892B2 (en) * | 2016-03-23 | 2021-08-31 | Furuno Electric Company Limited | Radar apparatus and method of displaying trail |
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| CN113625267B (zh) * | 2021-08-17 | 2022-01-28 | 中国人民解放军32802部队 | 基于四维稳态杂波图的强杂波背景下低慢小目标检测方法 |
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| US4068231A (en) * | 1976-09-02 | 1978-01-10 | Hughes Aircraft Company | Automatic clutter-mapper |
| GB2055524B (en) * | 1979-03-13 | 1983-03-02 | Secr Defence | Radar systems |
| NL8103178A (nl) * | 1981-07-02 | 1983-02-01 | Hollandse Signaalapparaten Bv | Zoekradarapparaat. |
| JPH02213787A (ja) * | 1989-02-15 | 1990-08-24 | Mitsubishi Electric Corp | クラッタ抑圧装置 |
-
1998
- 1998-02-26 GB GBGB9803906.8A patent/GB9803906D0/en not_active Ceased
-
1999
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- 1999-02-15 CN CNB998024252A patent/CN1195993C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1999-02-15 ES ES99905065T patent/ES2237085T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-02-15 WO PCT/GB1999/000480 patent/WO1999044076A1/en active IP Right Grant
- 1999-02-15 AU AU25365/99A patent/AU750791B2/en not_active Expired
- 1999-02-15 CA CA002315739A patent/CA2315739C/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-02-15 DE DE69924473T patent/DE69924473T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-02-15 JP JP54326799A patent/JP3210351B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-11-23 US US09/447,737 patent/US6307501B1/en not_active Expired - Lifetime
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