JP4851212B2 - Radar reflection prediction map creation method - Google Patents

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Description

本発明は、航空機等からレーダを照射した際のレーダ反射予測図の作成方法に関し、特に、コンピュータにより、定量的に2次元地図上にレーダ反射予測のマーキングを連続的に行う方法に関する。   The present invention relates to a method of creating a radar reflection prediction map when radar is irradiated from an aircraft or the like, and more particularly to a method of continuously performing radar reflection prediction marking quantitatively on a two-dimensional map by a computer.

航空機等の飛行計画を作成する際に、飛行機からレーダを照射した際の地形による反射予測図を作成する作業が発生する。レーダ照射源が固定である場合のレーダ覆域図の作成方法としては、下記特許文献1に開示された技術が存在する。また、航空機に搭載されたレーダからのレーダ到達範囲描画を時系列に切り替えて表示する方法としては、下記特許文献2に開示された技術が存在する。   When creating a flight plan for an aircraft or the like, an operation for creating a reflection prediction map based on topography when radar is irradiated from an airplane occurs. As a method for creating a radar coverage diagram when the radar irradiation source is fixed, there is a technique disclosed in Patent Document 1 below. Further, as a method for switching and displaying a radar range drawing from a radar mounted on an aircraft in time series, there is a technique disclosed in Patent Document 2 below.

しかし、航空機等に搭載された移動するレーダからの反射予測図を、紙地図のような時間情報をもたない表示として表すための適切な技術は存在しなかった。
以下、その実情について説明する。
マッピングレーダ等の搭載している航空機向けに飛行計画の作成を行う場合、航空図などの紙地図上にレーダ波の地形に対する反射予測を手書きでマーキングすることが多い。この場合、紙地図から読み取ることができる情報から、明確な書き込み法を設定することは困難であった。そこで、飛行計画作成者ごとに、感覚的あるいは経験的にレーダ反射予測のマーキングを行うため、定量的な予測図の作成を行うことができなかった。
However, there has been no appropriate technique for representing a reflection prediction map from a moving radar mounted on an aircraft or the like as a display having no time information such as a paper map.
The actual situation will be described below.
When creating a flight plan for an aircraft equipped with a mapping radar or the like, the reflection prediction of the radar wave with respect to the topography is often handwritten on a paper map such as an aerial chart. In this case, it has been difficult to set a clear writing method from information that can be read from a paper map. Therefore, since the radar reflection prediction marking is performed sensorily or empirically for each flight plan creator, it is impossible to create a quantitative prediction map.

図13は、手書きで書き込まれたレーダ反射予測図の一例である。図13では、航空機は図の左側から右側に中央の点線沿いに飛行するものとしている。地図上の等高線から、飛行経路上に2つの山が存在することがわかる。そこで、パイロットが、自分の経験に基づいて、自分の感覚に一致するよう山腹の手前側の標高が高い部分をより濃くなるようにマーキングしており、個人差のあるものであり、また高度な経験と熟練を要するものである。   FIG. 13 is an example of a radar reflection prediction diagram written by hand. In FIG. 13, the aircraft is assumed to fly along the center dotted line from the left side to the right side of the figure. It can be seen from the contour lines on the map that there are two mountains on the flight path. Therefore, the pilot has marked the higher elevation on the front side of the hillside to match his sense based on his experience so that it is darker and more individual. It requires experience and skill.

そこで、パーソナルコンピュータ(PC)等のコンピュータを利用した飛行計画作成ソフトウェア上で反射予測図の作成を実現し、デジタル地図に定量化された反射予測を合成したものをプリントアウトし、飛行計画図として利用する必要性が生じた。   Therefore, we created a reflection prediction map on flight plan creation software using a computer such as a personal computer (PC), printed out a composite of the quantified reflection prediction on a digital map, and used it as a flight plan map. The need to use has arisen.

ところが、レーダ反射をソフトウェアで表現するには、リアルタイムシミュレーションを実行することが一般的である。これは、コクピット内のディスプレイに表示される画像を、シミュレーションによって模擬して表示する手法である。   However, in order to express the radar reflection by software, it is common to execute a real-time simulation. This is a method of displaying an image displayed on a display in a cockpit by simulating by a simulation.

一般的な手法では、表示はレーダ信号の更新レートにより書きかえられ、ビームの走査パターンが3次元空間的に行われるため、これを2次元紙地図上に連続的にマーキングしようとすると、反射が全ての面から3D走査パターンに合わせて帰ってくることと、それぞれのメッシュ領域の反射は航空機の移動と共に反射強度が変化し、最も強い反射でマーキングされてしまうため、最終的に殆どのメッシュが塗りつぶされた状態になってしまう。結果として、飛行計画として必要とされるマーキングが地図上で識別できないことになる。   In a general method, the display is rewritten according to the update rate of the radar signal, and the beam scanning pattern is performed in a three-dimensional space. Returning to the 3D scanning pattern from all sides, and the reflection of each mesh area changes with the movement of the aircraft and the reflection intensity changes, so that most meshes are finally marked. It will be filled. As a result, the markings required as a flight plan cannot be identified on the map.

上記一般的な手法での問題点を、図14及び図15を参照してさらに詳しく説明する。
図14は、航空機の飛行位置が位置A、位置A、位置Aと変化する場合の、飛行線の真下の地表の地点Bにおけるレーダ反射の強弱を、地表を左側の水平方向から見た図と右側の垂直方向から見た図からなる3つの部分図(a)〜(c)で示したものである。垂直方向から見た図の点線で囲った矩形領域は、通常の陰影表示法で表示装置に表示される領域であり、航空機の飛行位置が位置A、位置A、位置Aと変化するのに伴い、航空機の進行方向へ移動する。
Problems in the above general method will be described in more detail with reference to FIGS.
FIG. 14 shows the level of radar reflection at the point B on the ground surface directly below the flight line when the flight position of the aircraft changes to positions A 1 , A 2 , and A 3. These are shown in three partial views (a) to (c) consisting of a right view and a right view. A rectangular area surrounded by a dotted line in the figure viewed from the vertical direction is an area displayed on the display device by a normal shadow display method, and the flight position of the aircraft changes to position A 1 , position A 2 , and position A 3 . As a result, the aircraft moves in the traveling direction.

図14(a)では、航空機は位置Aにあり、地点Bとの距離4は大きく、また水平方向から見た図から、例示された中では反射も浅く、地点Bのレーダ反射は最も陰影濃度が薄い。図14(b)では、航空機は位置Aにあり、地点Bとの距離3は距離4に次ぎ、地点Bのレーダ反射の陰影濃度はより濃くなっている。図14(c)では、航空機は位置Aにあり、地点Bとの距離2は短く反射もほぼ垂直になっており、地点Bのレーダ反射の陰影濃度は最も濃くなっている。 In FIG. 14 (a), the aircraft is at a position A 1, the distance 4 is large and the point B, and from a view from the horizontal direction, shallower reflections in exemplified, radar reflection point B are most shaded The concentration is low. In FIG. 14 (b), the aircraft is at a position A 2, the distance 3 between the point B is next to the distance 4, shading concentration of radar reflection point B has become darker. In FIG. 14 (c), the aircraft is in position A 3, the distance between the point B 2 is almost vertical also reflected short, shading concentration of radar reflection point B has become darkest.

上述のように、通常のレーダエコー表示の場合でレーダ照射源が移動する場合は、図14(a)〜(c)に示すようにその移動に合わせて、地表までのビームの到達距離や反射条件に対応して、地表からの反射の強弱が発生する。   As described above, when the radar irradiation source moves in the case of normal radar echo display, as shown in FIGS. 14 (a) to (c), the reach distance and reflection of the beam to the ground surface in accordance with the movement. Corresponding to the conditions, the intensity of reflection from the ground surface occurs.

したがって、表示領域内の各地点のレーダ反射を摸擬した陰影濃度は、レーダ照射源の移動に伴い常に変化する。通常は表示装置などに、リアルタイムで陰影の変化を表示している。   Therefore, the shadow density simulating the radar reflection at each point in the display area always changes as the radar irradiation source moves. Usually, the change of the shadow is displayed on a display device or the like in real time.

通常の一般的手法により、紙地図上(デジタル地図も同じ)にレーダ反射をマーキングしていく場合、上述のように、レーダ照射領域が地図上を連続的に移動していくイメージとなる。航空機の位置により、地図上の同じ点でも、反射の陰影の濃度が異なるものとなる。これを地図上に表示するためには、照射領域がその点を通過するまでの間、航空機の移動に伴う陰影の変化を地図上の点に重ね塗りしていくため、結局、最もエコーの強い時点の陰影濃度で表現されることとなる。   When radar reflection is marked on a paper map (the same applies to a digital map) by a normal general method, as described above, an image in which the radar irradiation area continuously moves on the map is obtained. Depending on the position of the aircraft, even at the same point on the map, the density of reflection shadows will vary. In order to display this on the map, the change of the shadow accompanying the movement of the aircraft is overlaid on the point on the map until the irradiation area passes that point. It is expressed by the shadow density at the time.

図15は、上記通常の一般的手法によるレーダ反射のマーキング手法を説明する図である。図15(a)は、図14(a)〜(c)の左側の地表を水平方向から見た図を重ね合わせた図であり、図15(b)は、図14(a)〜(c)の右側の地表を垂直方向から見た図を重ね合わせた図である。   FIG. 15 is a diagram for explaining a radar reflection marking method according to the normal general method. Fig.15 (a) is the figure which overlap | superposed the figure which looked at the ground surface of the left side of FIG.14 (a)-(c) from the horizontal direction, FIG.15 (b) is FIG.14 (a)-(c ) Is a diagram obtained by superimposing the diagrams of the right-side surface as viewed from the vertical direction.

地点Bの陰影濃度は、航空機が位置A、位置A、位置Aのときのレーダ反射を重ね合わせたものであり、最も強いエコーにあわせた濃さで陰影が決定される。
他の地点についても同様のことがいえるため、図15(c)に示すように、地図上の陰影を表示する領域の中の殆どの地点が強いエコーを返してきたときの濃度で塗りつぶされてしまうこととなる。
The shadow density at the point B is obtained by superimposing radar reflections when the aircraft is at the position A 1 , the position A 2 , and the position A 3 , and the shadow is determined with a density according to the strongest echo.
Since the same can be said for other points, as shown in FIG. 15 (c), most of the points in the area displaying the shadow on the map are filled with the density when a strong echo is returned. It will end up.

したがって、この手法では、レーダ反射を認識しやすいコントラストで地図上に連続的に表現することはできない。
特開平4−21186号公報 特開2002−23619号公報
Therefore, with this method, the radar reflection cannot be continuously expressed on the map with a contrast that is easy to recognize.
Japanese Patent Laid-Open No. 4-21186 JP 2002-23619 A

本発明は、コンピュータを用いて定量的にレーダ反射予測図を作成しようとしたときに発生する、この塗りつぶし問題を回避し、移動するレーダからの反射予測図を、時間情報をもたない表示として適切に表すための方法を提供することを目的とする。   The present invention avoids this filling problem that occurs when a radar reflection prediction map is quantitatively generated using a computer, and displays a reflection prediction map from a moving radar as a display having no time information. The object is to provide a method for proper representation.

すなわち、本発明は、連続的な時間経過を考慮しながら、塗りつぶされてしまうことなくレーダ反射を2次元地図上の指定された領域にマーキングする、人が頭の中で処理する経験的マーキング手法をプログラムによって実現し、レーダ反射予測を定量的に表現することを目的とする。   That is, the present invention is an empirical marking method for processing in a human head, marking a radar reflection on a specified area on a two-dimensional map without being painted, taking into account continuous time passage. Is realized by a program, and the radar reflection prediction is expressed quantitatively.

本発明によれば、コンピュータにより、飛行する航空機から地表にレーダを照射したときの地表からの反射の強さを予測して地図上にマーキングするレーダ反射予測図作成方法において、コンピュータの演算制御部が、地図データを記憶する地図データベースからマーキング対象の地図データを読み出し、該地図上の各メッシュに対して、入力装置によって入力されたレーダの仕様、照射方向及び飛行機の飛行計画から設定される諸元に基づいて、レーダの照射ビームをただ1つだけ定める処理と、該定められた照射ビームに基づいて各メッシュのマーキングを行う処理とを実行し、前記ただ1つ定めるレーダの照射ビームを、前記レーダの照射角と前記レーダの垂直方向の走査範囲である垂直方向走査線幅内の所定の角度の和で定まる方向の仮想的な扇形面内の照射ビームとし、前記演算制御部が、前記航空機の飛行高度と前記レーダの照射距離により、地図上のマーキングを行うメッシュの範囲を決定するとともにマーキング高度閾値を計算する処理を実行し、前記マーキングを行う処理において、前記演算制御部が、該マーキング高度閾値以上の高度をもつメッシュについてマーキングを行い、前記演算制御部が、前記マーキング高度閾値以上の高度をもつメッシュに対して、前記ただ1つ定めるレーダの照射ビームを照射する前記航空機の仮想的な位置と前記メッシュとの距離を求める処理と、該距離に基づいて前記メッシュの走査線距離方向の輝度を設定する処理と、さらに、前記航空機の仮想的な位置を求める処理と、該求められた位置からメッシュへの位置ベクトルと該メッシュの法線ベクトルのなす角度を計算する処理と、該角度に基づいて前記メッシュにおけるレーダ波の反射率に対する輝度の設定を行う処理と、前記走査線距離方向の輝度と前記レーダ波の反射率に対する輝度に基づいて、前記メッシュの彩色によるマーキングを行う処理とを実行することを特徴とするレーダ反射予測図作成方法が提供される。 According to the present invention, in a radar reflection prediction map creation method for predicting the strength of reflection from the ground surface when a radar is irradiated to the ground surface from a flying aircraft by a computer, the calculation control unit of the computer Reads out map data to be marked from a map database storing map data, and sets various meshes on the map from the radar specifications, the irradiation direction, and the flight plan of the airplane input by the input device. Based on the original, a process for determining only one radar irradiation beam and a process for marking each mesh based on the determined irradiation beam are performed. Direction determined by the sum of the irradiation angle of the radar and a predetermined angle within the vertical scanning line width which is the vertical scanning range of the radar A process in which a virtual fan-shaped irradiation beam is used, and the arithmetic control unit determines a mesh range for marking on the map and calculates a marking altitude threshold based on the flight altitude of the aircraft and the irradiation distance of the radar In the process of performing the marking, the arithmetic control unit performs marking on a mesh having an altitude equal to or higher than the marking altitude threshold, and the arithmetic control unit applies to the mesh having an altitude equal to or higher than the marking altitude threshold. A process for obtaining a distance between the virtual position of the aircraft that irradiates the irradiation beam of the single radar determined and the mesh, and a process for setting the luminance in the scanning line distance direction of the mesh based on the distance. And a process for obtaining a virtual position of the aircraft, and a position vector from the obtained position to the mesh A process of calculating an angle formed by the normal vector of the mesh, a process of setting a luminance with respect to the reflectance of the radar wave on the mesh based on the angle, a luminance in the scanning line distance direction, and a reflection of the radar wave A radar reflection prediction map creation method is provided, which performs a process of marking with the coloring of the mesh based on luminance with respect to a rate .

ある地図上のメッシュにおけるレーダの反射量は、レーダが3次元的に走査線を発するため、航空機の移動に伴い常に変化するが、本発明のレーダ反射予測図作成方法は、3次元走査線を擬似的に2次元扇形に変換することによって、航空機の移動が発生しても各メッシュの反射ビーム(レーダ波)を一本に限定する。これにより、反射量はメッシュごとに固定値が付与されることになる。   The amount of radar reflection on a mesh on a map always changes with the movement of the aircraft because the radar emits a three-dimensional scan line, but the radar reflection prediction map creation method of the present invention uses a three-dimensional scan line. By pseudo-converting into a two-dimensional sector, even if the aircraft moves, the reflected beam (radar wave) of each mesh is limited to one. Thereby, a fixed value is given to the amount of reflection for each mesh.

したがって、本発明のレーダ反射予測図作成方法は、地形メッシュごとのレーダ反射量を固定値として求めることを特徴とする。また、そのようにして求めた反射のマーキングの形状及び、陰影を作成者が想定するイメージと合致させる手法を備えるように構成したことも特徴とするものである。   Therefore, the radar reflection prediction map creating method of the present invention is characterized in that the radar reflection amount for each terrain mesh is obtained as a fixed value. Also, the present invention is characterized in that it is configured to include a method for matching the shape of the reflection marking thus obtained and the shadow with the image assumed by the creator.

また本発明は、2次元扇形に変換して定義した走査線の条件により、各メッシュに割り当てられる航空機の仮想位置を算出し、メッシュからの走査線長を得る。そして、設定された最長の走査線長とメッシュからの走査線長との比較により走査線距離方向に対するマーキング輝度を決定する。更に、算出された航空機の仮想位置により、ビームのベクトル方向を求め、メッシュの法線ベクトルとなす角を反射率に対応させ輝度の設定を行う。これら二つの輝度を各メッシュに重複して設定し、それぞれの輝度の最低閾値と最低マーキング高度を変更することにより、反射予測作成者の想定する図を得ることができる。更に最適とされる設定を作図基準値として設定することにより、定量的出力を得ることが可能となる。   Further, according to the present invention, the virtual position of the aircraft assigned to each mesh is calculated according to the scanning line condition defined by converting into a two-dimensional sector, and the scanning line length from the mesh is obtained. Then, the marking luminance with respect to the scanning line distance direction is determined by comparing the set longest scanning line length with the scanning line length from the mesh. Further, the vector direction of the beam is obtained from the calculated virtual position of the aircraft, and the brightness is set by making the angle formed with the normal vector of the mesh correspond to the reflectance. By setting these two luminances to overlap each mesh and changing the minimum threshold value and the minimum marking height for each luminance, it is possible to obtain a diagram assumed by the reflection prediction creator. Furthermore, it is possible to obtain a quantitative output by setting the optimum setting as the drawing reference value.

本発明では、マーキング対象の地図上の各メッシュに対して、レーダの照射ビームをただ1つだけ定め、該照射ビームに基づいて各メッシュのマーキングを行うことにより、対象領域のレーダ反射予測をプログラムにより決定し表示しても塗りつぶしの問題は発生しない。これにより個人差のない定量的な反射予測のマーキングを適切に行うことが可能となる。また、初期設定のみで、プログラムによって反射予測のマーキングが自動的に決定されるため、地形の複雑性などによる制約を受けず、作図作業時間が大幅に減少されるため、実用的には極めて有用である。   In the present invention, only one radar irradiation beam is determined for each mesh on the map to be marked, and each mesh is marked based on the irradiation beam, so that radar reflection prediction of the target region is programmed. The problem of filling does not occur even if determined and displayed by. Thereby, it is possible to appropriately perform quantitative reflection prediction marking without individual differences. In addition, the reflection prediction marking is automatically determined by the program with only the initial settings, so there is no restriction due to the complexity of the terrain, and the drawing work time is greatly reduced. It is.

更に各メッシュの反射ビームが固定されることにより、そのメッシュへのビーム照射角が限定され、航空機の仮想位置への反射ビームの到達の有無(見通し)の計算を容易にすることができる。   Further, by fixing the reflected beam of each mesh, the beam irradiation angle to the mesh is limited, and it is possible to easily calculate whether or not the reflected beam reaches the virtual position of the aircraft (line of sight).

図1は、本発明によるレーダ反射予測(REP:Radar Echo Prediction)の処理の流れを説明する図である。
まず、最初のステップS10で、レーダの仕様、照射方向及び飛行計画から設定される諸元を入力する。
FIG. 1 is a diagram for explaining a processing flow of radar reflection prediction (REP: Radar Echo Prediction) according to the present invention.
First, in the first step S10, specifications set from radar specifications, irradiation direction, and flight plan are input.

次に、ステップS11では、マーキングを行う地図上の表示領域幅の決定を行う。後に詳細に説明するように、入力諸元と飛行計画による航空機の飛行線に基づいて、レーダ走査線の仮想的な2次元扇形面(仮想扇形面)を設定し、それと海抜高度0メートルの面との関係で決定する。   Next, in step S11, the display area width on the map to be marked is determined. As will be described in detail later, a virtual two-dimensional fan-shaped surface (virtual fan-shaped surface) of the radar scan line is set based on the input specifications and the flight line of the aircraft according to the flight plan, and the surface at an altitude of 0 meters above sea level To determine.

次に、ステップS12で、レーダ照射距離と上記仮想扇形面によりマーキング高度閾値を計算する。マーキング高度閾値以下の高度のメッシュは、以下の計算の対象とする必要がない。   Next, in step S12, a marking altitude threshold is calculated from the radar irradiation distance and the virtual fan-shaped surface. A mesh with an altitude that is below the marking altitude threshold need not be subject to the following calculations.

以上のステップS10からステップS12までの処理が、マーキングを行う2次元的な地図上の領域と飛行計画に基づく初期設定処理であり、以下の処理で対象とする地図上のメッシュを指定するものである。したがって、以下のステップS13〜S16の処理は、上記初期設定で指定されたメッシュごとに繰り返し実行される。   The above processing from step S10 to step S12 is the initial setting processing based on the area on the two-dimensional map to be marked and the flight plan, and designates the target mesh on the map in the following processing. is there. Accordingly, the following steps S13 to S16 are repeatedly executed for each mesh designated by the initial setting.

ステップS13では、走査線距離方向に対する輝度の設定を行い、ステップS14では、レーダ波の反射率に対する輝度の設定を行う。
次に、ステップS15でレーダ波の影になる部分を求めるための見通しの計算を行う。
最後に、ステップS16で、ステップS15で影となることが判明したメッシュを除いて、ステップS13とステップS14で求めた輝度に基づきメッシュの彩色を行う。
In step S13, the luminance is set for the scanning line distance direction, and in step S14, the luminance is set for the reflectance of the radar wave.
Next, a line-of-sight calculation is performed in step S15 to obtain a portion that is a shadow of the radar wave.
Finally, in step S16, the mesh is colored based on the luminance obtained in steps S13 and S14, except for the mesh that was found to be a shadow in step S15.

上記ステップS13からステップS16までの処理をマーキングしようとする地図上のメッシュに対して繰り返すことにより、コンピュータにより定量的なレーダ反射予測図を作成することができる。   By repeating the processes from step S13 to step S16 for the mesh on the map to be marked, a quantitative radar reflection prediction map can be created by the computer.

以下、上記各ステップについて詳細に説明する。
まず、ステップS10では、入力設定諸元として、レーダの実用上の最大到達距離であるレーダ照射距離:R、レーダの水平方向の走査角度である水平方向走査線幅:Ψ、レーダの垂直方向の走査角度である垂直方向走査線幅:θ、レーダの照射角:θ、航空機の飛行高度:h、を入力する。これら入力された諸元はワークエリアあるいはレジスタ等の記憶手段に保持され、その後の処理で読み出され、演算等に用いられる。
Hereinafter, each step will be described in detail.
First, in step S10, as input setting specifications, radar irradiation distance: R, which is the maximum practical reach distance of the radar, horizontal scanning line width: Ψ, which is the horizontal scanning angle of the radar, and radar vertical direction. A vertical scanning line width that is a scanning angle: θ V , a radar irradiation angle: θ, and an aircraft flight altitude: h are input. These input specifications are stored in a storage means such as a work area or a register, read out in subsequent processing, and used for calculation or the like.

次に、ステップS11の表示領域幅の決定について、図2〜図4を参照して説明する。
図2は、いまレーダ反射予測を行い、マーキングをしようとする表示領域を示す図である。図の矩形の点線で囲まれた領域が表示領域である。飛行計画情報から得られる航空機の飛行線がレーダ反射予測域指定線として表示領域の中央を通過するようにマーキングする表示領域を地図から選択し、その表示領域幅Rを決定することにより、地図上のメッシュのうちマーキング対象となるものを1次的に選択する。
Next, the determination of the display area width in step S11 will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a diagram showing a display area in which radar reflection prediction is performed and marking is to be performed. A region surrounded by a rectangular dotted line in the figure is a display region. By line of flight of the aircraft derived from the flight plan information to select the display area for marking so as to pass through the center of the display area as a radar reflector prediction area designation line map, to determine the display area width R W, Map The mesh to be marked among the upper meshes is first selected.

そのために、飛行計画に基づき、地図上にレーダ反射予測域指定線(飛行線)を入力する。
次に、レーダ走査線による仮想的な2次元扇形面の設定を行う。
図3は、仮想扇形面と表示領域幅を説明する図である。先に述べたように、Rは前記ステップS10で設定されたレーダ照射距離、θ、θはそれぞれ同じく設定されたレーダの照射角と垂直方向走査線幅である。図3(a)及び図3(b)は水平方向から見た図である。図3(a)はレーダ照射の方向が水平面より上向きのときで、図3(b)はレーダ照射の方向が水平面より下向きのときである。水平方向に対して時計回り方向の角度を正としたとき、それぞれθ+θ/2≦0°の場合とθ+θ/2>0°の場合である。
図3(a)及び図3(b)に太線で示したθ+θ/2の方向の面をレーダ走査線の仮想扇形面と設定する。そして、この仮想扇形面内のレーダ走査線の反射のみを使用して反射予測を行う。
For this purpose, a radar reflection prediction area designation line (flight line) is input on the map based on the flight plan.
Next, a virtual two-dimensional fan-shaped surface is set by radar scanning lines.
FIG. 3 is a diagram for explaining the virtual sector surface and the display area width. As mentioned earlier, R represents radar irradiation distance was set at step S10, theta, is theta V is likewise set irradiation angle and vertical scanning line width of the radar, respectively. 3A and 3B are views seen from the horizontal direction. FIG. 3A shows the case where the radar irradiation direction is upward from the horizontal plane, and FIG. 3B is the case where the radar irradiation direction is downward from the horizontal plane. When the angle in the clockwise direction with respect to the horizontal direction is positive, θ + θ V / 2 ≦ 0 ° and θ + θ V / 2> 0 °, respectively.
A plane in the direction of θ + θ V / 2 indicated by a thick line in FIGS. 3A and 3B is set as a virtual sector surface of the radar scanning line. Then, the reflection prediction is performed using only the reflection of the radar scanning line in the virtual fan-shaped plane.

上述の説明では、仮想扇形面の方向をθ+θ/2の方向、すなわち実際のレーダ走査線がつくる面の最下面を採用しているが、これは、この面が最も地表に近く、実際の飛行時に飛行高度を下げる場合の警告として適切なマーキングができることと、実際のレーダ反射においても、最下面からの反射が強いことによる。しかし、垂直方向走査線幅の範囲であれば、任意の角度の面を採用することも可能であり、その場合でも、その角度をθとして設定すれば、以下の計算はまったく同様である。 In the above description, the direction of the virtual fan-shaped surface is the direction of θ + θ V / 2, that is, the lowermost surface of the surface formed by the actual radar scanning line, but this surface is closest to the ground surface. This is because appropriate marking can be performed as a warning when the flight altitude is lowered during flight, and the reflection from the lowermost surface is strong even in actual radar reflection. However, if the range of the vertical scan line width, it is also possible to employ any angle of the surface, even in this case, by setting the angle as theta V, the following calculation is quite similar.

次に、上記設定された仮想扇形面による表示領域幅の決定について説明する。
図3(c)は、仮想扇形面を垂直方向から見た図である。図のΨはステップS10で設定された水平方向走査線幅である。RW0は表示領域幅Rの最大値で、R・sin(Ψ/2)に等しい。RWθは、以下詳細に説明するが、レーダの照射ビームが海抜高度0メートル以下まで到達したときの表示領域幅Rである。
Next, determination of the display area width by the set virtual fan-shaped surface will be described.
FIG.3 (c) is the figure which looked at the virtual sector surface from the perpendicular direction. In the figure, Ψ is the horizontal scanning line width set in step S10. R W0 is the maximum value of the display area width R W, equal to R · sin (Ψ / 2) . R Wshita is described in more detail below, a display area width R W when the irradiation beam of the radar has reached advanced 0 meters below sea level.

図3(a)の場合、すなわち仮想扇形面が水平面より上向きのときは、表示領域幅Rは、最大値RW0=R・sin(Ψ/2)と想定する。
図3(b)の場合、すなわち仮想扇形面が水平面より下向きのときであって、航空機の飛行高度が高くレーダ照射距離Rが海抜高度0まで達しないときは、図3(a)の場合と同様に、表示領域幅Rは最大値RW0=R・sin(Ψ/2)と想定する。
Figure 3 In the case of (a), i.e. when the virtual sector faces upward from a horizontal plane, display area width R W assumes the maximum value R W0 = R · sin (Ψ / 2).
In the case of FIG. 3 (b), that is, when the virtual fan-shaped surface is downward from the horizontal plane, and when the flight altitude of the aircraft is high and the radar irradiation distance R does not reach the sea level altitude 0, the case of FIG. Similarly, the display area width R W is assumed as the maximum value R W0 = R · sin (Ψ / 2).

図3(b)に例示されているように、航空機が高度hを飛行中であり、仮想扇形面が地中にもぐっている場合は、照射は海抜高度0までとし、表示領域幅RはRWθに制限される。 As illustrated in FIG. 3 (b), the aircraft is in flight altitude h, or the virtual sector surface is dive into the ground, the irradiation is up Altitude 0, display area width R W is Limited to RWθ .

仮想扇形面の先端から高度hまでの高さをh_Rとするとともに、θ+θ/2をθplusと表記すると、図3(c)から明らかなとおり、h_R=R・sinθplusである。また、斜辺の一致する垂直面上の2つの直角三角形と仮想扇方面上の2つの直角三角形の相似関係から、RW0とRWθの比はh_Rとhの比に等しい。
すると、表示領域幅Rは、RWθ=RW0・h/ h_R=h/ h_R・R・sin(Ψ/2)と求められる。
Assuming that the height from the tip of the virtual fan-shaped surface to the altitude h is h_R and θ + θ V / 2 is expressed as θ plus, as is apparent from FIG. 3C, h_R = R · sin θ plus . Further, from the similar relationship between the two right triangles on the vertical plane where the hypotenuses coincide and the two right triangles on the virtual fan plane , the ratio of R W0 and R is equal to the ratio of h_R and h.
Then, the display area width R W is obtained with R Wθ = R W0 · h / h_R = h / h_R · R · sin (Ψ / 2).

図4は、レーダの照射方向、すなわち仮想扇形面が水平面より下向きのときの飛行高度による表示領域幅Rを示したものである。図4(a)は、航空機の飛行高度とレーダビームの照射角度の関係からビームが海抜高度0の高度0線に達しない場合を示したもので、この場合は表示領域幅はR=RWθで一定である。図4(b)は、ビームが海抜高度以下まで到達する場合で、表示領域幅Rは制限されることを示している。 4, the irradiation direction of the radar, i.e. one in which the virtual sector surface showing a display area width R W due to the flight altitude when downward from the horizontal plane. FIG. 4A shows a case where the beam does not reach the altitude 0 line at the altitude 0 from the relationship between the flight altitude of the aircraft and the irradiation angle of the radar beam. In this case, the display area width is R W = R. It is constant at . FIG. 4 (b), when the beam reaches the following altitude, display area width R W indicates to be limiting.

次に、ステップS12のマーキング高度閾値計算の処理を、図5を参照して説明する。マーキング高度閾値計算の処理は、要は、レーダの照射方向が水平面より上向きであろうが下向きであろうが、レーダビームが到達しない高度のメッシュをマーキングの対象から除くための処理である。   Next, the marking height threshold value calculation process in step S12 will be described with reference to FIG. The processing for calculating the marking altitude threshold is basically processing for excluding from the marking target altitude mesh that the radar beam does not reach, regardless of whether the irradiation direction of the radar is upward or downward from the horizontal plane.

ビームが上向きで、θ+θ/2≦0°のとき、h_R=Rsin|θplus|であるから、マーキング高度閾値h_marking=h+h_Rとなる。ビームが下向きでθ+θ/2>0°のときは、h_marking=h−h_Rとなる。 When the beam is upward and θ + θ V / 2 ≦ 0 °, h_R = Rsin | θ plus |, so the marking altitude threshold value h_marking = h + h_R. When the beam is downward and θ + θ V / 2> 0 °, h_marking = h−h_R.

以上の表示領域幅の決定とマーキング高度閾値計算の処理フローを、図6を参照して説明する。ステップS60〜ステップS65は図1に示した表示領域幅の決定のためのステップS11に、ステップS66〜ステップS68はマーキング高度閾値計算のためのステップS12に対応する。   The processing flow for determining the display area width and calculating the marking height threshold will be described with reference to FIG. Steps S60 to S65 correspond to step S11 for determining the display area width shown in FIG. 1, and steps S66 to S68 correspond to step S12 for calculating the marking height threshold.

まず、ステップS60で、図1のステップS10で入力され、ワークエリアあるいはレジスタ等の記憶手段に保持されている設定諸元を取得する。具体的には、プログラム専用の記憶手段にデータをコピーすることでもよいし、入力された設定諸元が保持される記憶手段のアドレスを単に与えることでもよい。   First, in step S60, setting parameters input in step S10 of FIG. 1 and held in storage means such as a work area or a register are acquired. Specifically, the data may be copied to the storage means dedicated to the program, or the address of the storage means that holds the input setting parameters may be simply given.

ステップS61では、ステップS60で取得された設定諸元のうち、レーダの照射角θとレーダの垂直方向の走査角度である垂直方向走査線幅θにより、θplus =θ+θ/2を求め、その値の正負の判定を行う。意味的には、先に述べたとおり、仮想扇形面内のレーダビームが上向きか下向きかの判定を行うものである。 In step S61, among the setting parameters acquired in step S60, θ plus = θ + θ V / 2 is obtained from the irradiation angle θ of the radar and the vertical scanning line width θ V that is the vertical scanning angle of the radar, Whether the value is positive or negative is determined. Semantically, as described above, it is determined whether the radar beam in the virtual fan-shaped plane is upward or downward.

θ+θ/2≦0°が成立すればステップS65に分岐し、上記設定諸元を用いて表示領域幅Rを最大幅であるR=R・sin(Ψ/2)と決定する。
θ+θ/2≦0°が成立しなければ、ステップS62でh_R=R・sinθplusを計算し、ステップS63でh≧h_Rが成立するか判定する。意味的には、レーダによる照射ビームが海抜高度0メートル以下に到達しているかを判定していることになる。
If θ + θ V / 2 ≦ 0 ° is satisfied branches to step S65, the display area width R W is determined to be the maximum width R W = R · sin (Ψ / 2) by using the set specifications.
If θ + θ V / 2 ≦ 0 ° is not satisfied, h_R = R · sin θ plus is calculated in step S62, and it is determined whether h ≧ h_R is satisfied in step S63. Semantically, it is determined whether the irradiation beam from the radar has reached an altitude of 0 meters or less above sea level.

上記条件が成立すればステップS65に分岐し、表示領域幅Rを最大幅のものとする。成立しなければ、ステップS64で、R=h/ h_R・R・sin(Ψ/2)の式により表示領域幅Rを決定する。 Branches to step S65 if the condition is satisfied, the display area width R W and that of the maximum width. If satisfied, at step S64, it determines a display area width R W by the formula R W = h / h_R · R · sin (Ψ / 2).

以上で表示領域幅Rが決定されるが、その値は、後の処理で用いるため、ワークエリアあるいはレジスタ等の記憶手段に記憶される。同様に、θplusとh_Rも保持される。
上記ステップS65に続いて、ステップS66〜ステップS68により、図1のステップS12、マーキング高度閾値計算が行われる。
While the display area width R W is determined by the above, the value for use in subsequent processing, are stored in the storage means such as a work area or a register. Similarly, θ plus and h_R are also held.
Subsequent to step S65, step S66 to step S68 of FIG. 1 are performed to calculate the marking altitude threshold value.

ステップS66で再びθ+θ/2≦0°の判定が行われ、条件が成立すればステップS68でマーキング高度閾値が式h_marking=h+h_Rで計算され、条件が成立しなければ、ステップS67で式h_marking=h−h_Rで計算される。ここで計算されたマーキング高度閾値も、後の処理で用いるため、ワークエリアあるいはレジスタ等の記憶手段に記憶される。 In step S66, it is determined again that θ + θ V / 2 ≦ 0 °. If the condition is satisfied, the marking altitude threshold is calculated by the equation h_marking = h + h_R in step S68. If the condition is not satisfied, the equation h_marking = Calculated by h−h_R. The marking altitude threshold calculated here is also stored in a storage means such as a work area or a register for use in later processing.

上記表示領域幅の決定により、図2に示した表示領域の幅が定まり、地図上のマーキング対象のメッシュの1次的選択基準が求められる。また上記マーキング高度閾値により、2次的なマーキング対象のメッシュの選択基準が得られることになる。
次に、ステップS13及びステップS14の表示領域上のメッシュに対する輝度の設定について図7〜図10を参照して説明する。
By determining the display area width, the width of the display area shown in FIG. 2 is determined, and a primary selection criterion for the mesh to be marked on the map is obtained. Further, a secondary selection target mesh for marking is obtained by the marking height threshold.
Next, the luminance setting for the mesh on the display area in step S13 and step S14 will be described with reference to FIGS.

図7は、図1のステップS13に対応する走査線距離方向に対する輝度の設定を行う処理のフローであり、図8は図1のステップS14に対応するレーダ波の反射率に対する輝度の設定を行う処理のフローである。図9は、輝度を決定しようとするメッシュとそれに対する航空機の位置を示すx−y平面図と垂直断面図である。図10は、x−y平面上の幾何学的関係を説明する図である。   FIG. 7 is a flow of processing for setting the luminance with respect to the scanning line distance direction corresponding to step S13 in FIG. 1, and FIG. 8 is for setting the luminance with respect to the reflectance of the radar wave corresponding to step S14 in FIG. It is a flow of processing. FIG. 9 is an xy plan view and a vertical sectional view showing a mesh whose luminance is to be determined and the position of the aircraft relative to the mesh. FIG. 10 is a diagram illustrating a geometric relationship on the xy plane.

図7において、ステップS70で、図6のステップ60と同様の入力設定諸元の取得を行いさらに先に求めたマーキング高度閾値h_markingの取得を行う。なお、特に言及していなくとも、先に計算をし、保持されたデータを使う場合には、そのデータを取得しているのは当然である。   In FIG. 7, in step S70, the same input setting parameters as in step 60 of FIG. 6 are acquired, and the marking height threshold h_marking obtained earlier is acquired. It should be noted that even if not specifically mentioned, when the calculation is performed first and the retained data is used, the data is naturally acquired.

次に、ステップS71で、表示領域幅Rの決定された図2の表示領域から、順次メッシュ座標(x1,y1,z1)を選択する。地図上のメッシュ座標については、データベースとして一般に提供されているものがあるので、それを用いることができる。 Next, in step S71, the display area of the determined 2 display area width R W, successively selected mesh coordinates (x 1, y 1, z 1). Some mesh coordinates on the map are generally provided as a database and can be used.

次に、ステップS72で、z1>h_markingが成立するか判定する。これは、意味的には、ステップS71で選択したメッシュの高度がマーキング高度閾値を越えているか判定するものである。ステップS72の条件が成立しなければ、ステップS71の戻って次のメッシュ座標を選択する。なお、図には示していないが、選択するメッシュ座標が存在しなければ、処理を終了することはもちろんである。また、メッシュをどのような順番で選択するかも、当業者であれば各種の方法を採用できることは明らかである。また、これも図に示してはいないが、ステップS13に引き続きステップS16のメッシュ彩色までの処理を実行した後、次のメッシュの処理のため、再びステップS13の走査線距離方向に対する輝度の設定にもどり、図7のステップS71のメッシュの選択を行うことは勿論である。 Next, in step S72, it is determined whether z 1 > h_marking is satisfied. This semantically determines whether the altitude of the mesh selected in step S71 exceeds the marking altitude threshold. If the condition of step S72 is not satisfied, the process returns to step S71 to select the next mesh coordinate. Although not shown in the figure, if there is no mesh coordinate to be selected, the processing is of course ended. In addition, it is obvious to those skilled in the art that various methods can be adopted in what order the meshes are selected. Also, although not shown in the figure, after executing the process up to mesh coloring in step S16 following step S13, the brightness is again set in the scanning line distance direction in step S13 for the next mesh process. It goes without saying that the mesh selection in step S71 of FIG. 7 is performed.

メッシュの高度がマーキング高度閾値を越えており、ステップS72の条件が成立すると、ステップS731で、Rmin_3d=h−z1/sinθplusにより、航空機とメッシュとの距離Rmin_3dを求める。 If the altitude of the mesh exceeds the marking altitude threshold and the condition of step S72 is satisfied, the distance R min — 3d between the aircraft and the mesh is obtained by R min3d = h−z 1 / sin θ plus in step S731.

この演算について、図9を参照して説明する。図9(b)に記載されたB′をいま輝度を設定しようとするメッシュとすると、B′は航空機が図上の位置Aにて照射するレーダビームの仮想扇形面上にある。(以下、メッシュB′に対して、位置Aを航空機の仮想的位置ということもある。)
航空機の飛行高度hにおける水平面である図9(a)のx−y平面上にB′を投影した点をBとすると、直角三角形ABB′の辺BAと辺B′Aの角度はθ+θ/2=θplusであり、辺BB′の長さは、B′の座標が(x1,y1,z1)であることからh−z1に等しい。
This calculation will be described with reference to FIG. If B ′ shown in FIG. 9B is a mesh whose luminance is to be set, B ′ is on the virtual sector surface of the radar beam irradiated by the aircraft at position A in the figure. (Hereinafter, the position A is sometimes referred to as the virtual position of the aircraft with respect to the mesh B ′.)
Assuming that a point B ′ is projected onto the xy plane of FIG. 9A, which is a horizontal plane at the flight altitude h of the aircraft, is B, the angle between the side BA and the side B′A of the right triangle ABB ′ is θ + θ V / 2 = θ plus , and the length of the side BB ′ is equal to h−z 1 because the coordinates of B ′ are (x 1 , y 1 , z 1 ).

したがって、Rmin_3d・sinθplus=h−z1、すなわち、Rmin_3d=h−z1/sinθplusとなる。
レーダの照射源と反射源の距離によって輝度が影響を受けることは明らかであるから、上記Rmin_3dを輝度設定のパラメータとすることができる。0≦Rmin_3d≦Rであるから、例えば輝度k=R/Rmin_3d−1と定義し、10以上の値は10と調整することにより、輝度kの範囲を0から10の間の値とすることができる。
Accordingly, R min3d · sin θ plus = h−z 1 , that is, R min3d = h−z 1 / sin θ plus .
Since it is clear that the luminance is affected by the distance between the radar irradiation source and the reflection source, R min — 3d can be used as a parameter for setting the luminance. Since 0 ≦ R min — 3d ≦ R, for example, it is defined as luminance k 1 = R / R min3d −1, and the value of 10 or more is adjusted to 10 to adjust the range of luminance k 1 to a value between 0 and 10 It can be.

そこで、図7のステップS74においては、輝度kをk=R/Rmin_3d−1、k≦10として求めることができる。
次に、図8により、図1のステップS14に対応するレーダ波の反射率に対する輝度の設定を行う処理のフローを説明するが、その前に、図8の処理フローの前提となる考え方を説明する。
Therefore, in step S74 in FIG. 7, the luminance k 1 can be obtained as k 1 = R / R min3d −1 and k 1 ≦ 10.
Next, FIG. 8 will be used to explain the flow of processing for setting the luminance with respect to the reflectance of the radar wave corresponding to step S14 in FIG. 1, but before that, the concept behind the processing flow in FIG. 8 will be explained. To do.

レーダ波の反射率は、レーダ波の進行方向に対してメッシュの地表面がどの方向を向いているかにより大きな影響を受けることは明らかであるから、レーダ波の反射率に対する輝度の設定を、メッシュにおけるレーダ波の進行方向とメッシュにおける地表面の法線ベクトルの角度で行うのが本発明による手法である。
メッシュにおける法線ベクトルについては、既存の地図データベースにより取得することができる。
It is clear that radar wave reflectivity is greatly affected by the direction of the ground surface of the mesh with respect to the traveling direction of the radar wave. The method according to the present invention is performed based on the traveling direction of the radar wave at the angle and the normal vector angle of the ground surface at the mesh.
The normal vector in the mesh can be obtained from an existing map database.

レーダ波のベクトルについては、図9の航空機の仮想的位置A、すなわち輝度設定を行うメッシュB′が、航空機が照射するレーダビームの仮想扇形面上にあるような関係になる位置Aの座標がメッシュB′に対して求まれば、それらの位置ベクトルの差として簡単に求めることができる。   Regarding the radar wave vector, the virtual position A of the aircraft in FIG. 9, that is, the coordinates of the position A where the mesh B ′ for setting the luminance is on the virtual sector surface of the radar beam irradiated by the aircraft is If it is obtained for the mesh B ′, it can be easily obtained as the difference between the position vectors.

そして、Aの座標を求めるために、図9(a)のx−y平面上の点Bから飛行線に下ろした垂線の足をCとしたときに、BC間の距離であるΔyを求め、それを基に辺ACと辺ABのなす角度φを求めて辺ACの長さを求め、さらに、Bの座標と距離ΔyからCのxy座標を求め、これと辺ACの長さからAの座標を求めているのが図9のステップS80からステップS86の処理の内容である。   Then, in order to obtain the coordinates of A, Δy, which is the distance between BCs, is obtained, where C is the perpendicular foot drawn from the point B on the xy plane in FIG. 9A to the flight line, Based on this, the angle φ between the side AC and the side AB is obtained to obtain the length of the side AC, and further, the xy coordinate of C is obtained from the coordinates of B and the distance Δy, and from this and the length of the side AC, A The coordinates are obtained from the contents of the processing from step S80 to step S86 in FIG.

まず、ステップS80で、反射予測(REP)基準線となる飛行計画情報から得られる航空機の飛行線をメッシュの座標系で表した方程式ax+by+c=0を取得する。これは飛行線上の既知の2つのメッシュ座標などにより求めることができるが、2つのメッシュ座標を入力してコンピュータ内部で計算してもよいし、別途計算を行い、係数a、b、cを入力するようにしてもよい。   First, in step S80, an equation ax + by + c = 0 in which an aircraft flight line obtained from flight plan information serving as a reflection prediction (REP) reference line is expressed in a mesh coordinate system is acquired. This can be obtained from two known mesh coordinates on the flight line, etc., but it may be calculated inside the computer by inputting the two mesh coordinates, or separately calculated and the coefficients a, b, and c are input. You may make it do.

ステップS81では、平面における点と直線の距離の公式により、|Δy|を   In step S81, | Δy | is calculated by the formula of the distance between the point and the straight line on the plane.

により求める。
ステップS82では、AとBの距離Rmin_2dを図7のステップS73で求めたRmin_3dにより、Rmin_2d=Rmin_3d・cosθplusとして求める。
Ask for.
In step S82, the distance Rmin_2d between A and B is determined as Rmin_2d = Rmin_3d · cosθ plus by Rmin_3d determined in step S73 of FIG.

次にステップS83では、図9(a)の直角三角形ABCの辺ABと辺BCのなす角φについて、Δy/Rmin_2d=sinφであるから、角φを、φ=sin-1(Δy/Rmin_2d)として求め、ステップS84で、辺ACの長さ、すなわちAC間の距離|AC|を、|AC|=|Rmin_2d・cosφ|により求める。 Next, in step S83, Δy / R min2d = sinφ for the angle φ formed between the side AB and the side BC of the right triangle ABC in FIG. 9A, so the angle φ is changed to φ = sin −1 (Δy / R min_2d ), and in step S84, the length of the side AC, that is, the distance | AC | between ACs is obtained by | AC | = | R min_2d · cosφ |.

次に、ステップS85で、C点の座標(x, y)をx=a+x、y=b+yにより求める。この演算については、図10を参照して説明する。いま、x−y平面上の点A(x、y)と点C(x、y)を結ぶ直線上のC点に点B(x、y)から垂線を下ろしたとする。すると、点Bを中心とした半径Δyの円と直線ACの接点がCの座標である。円上のC(x、y)における接線の方程式は、
(x−x)(x−x)+(y−y)(y−y)=Δyで与えられ、それを変形すると(x−x)x−x(x−x)+(y−y)y−y(y−y) =Δy
となる。
Next, in step S85, the coordinates (x 2 , y 2 ) of the point C are obtained by x 2 = a + x 1 and y 2 = b + y 1 . This calculation will be described with reference to FIG. Suppose that a perpendicular is dropped from point B (x 1 , y 1 ) to point C on a straight line connecting point A (x 3 , y 3 ) and point C (x 2 , y 2 ) on the xy plane. . Then, the contact point between the circle having the radius Δy centered on the point B and the straight line AC is the coordinates of C. The tangent equation at C (x 2 , y 2 ) on the circle is
(x 2 −x 1 ) (x−x 1 ) + (y 2 −y 1 ) (y−y 1 ) = Δy 2 , and transforming it gives (x 2 −x 1 ) x−x 1 ( x 2 −x 1 ) + (y 2 −y 1 ) y−y 1 (y 2 −y 1 ) = Δy 2
It becomes.

一方、ステップS80で取得した航空機の飛行線をメッシュの座標系で表した方程式はax+by+c=0であるから、係数を比較することによりa=x−x、b=y−y、したがって、x=a+x、y=b+yが得られる。 On the other hand, the equation representing the flight line of the aircraft acquired in step S80 in the mesh coordinate system is ax + by + c = 0, so that by comparing the coefficients, a = x 2 −x 1 , b = y 2 −y 1 , Therefore, x 2 = a + x 1 and y 2 = b + y 1 are obtained.

ステップS86では、ステップS84で求めたAC間の距離とステップS85で求めたC点の座標によりA点の座標を計算する。AC間の距離の式と上記飛行線を表す式の連立方程式により、航空機の仮想的位置A点の座標(x、y)は容易に求めることができる。 In step S86, the coordinates of point A are calculated from the distance between ACs obtained in step S84 and the coordinates of point C obtained in step S85. The coordinates (x 3 , y 3 ) of the virtual position A of the aircraft can be easily obtained by the simultaneous equations of the distance formula between ACs and the formula representing the flight line.

A点の3次元座標(x、y、h)は、ワークエリア、レジスタ等の記憶手段に保持され、後の見通しの計算においても使用される。
ステップS87では、A点の3次元座標(x、y、h)とメッシュB′の座標の差に基づいてレーダの照射方向ベクトルα=(αx、αy、αz)を求める。
The three-dimensional coordinates (x 3 , y 3 , h) of the point A are held in storage means such as a work area and a register, and are also used in later line-of-sight calculations.
In step S87, the irradiation direction vector α = (αx, αy, αz) of the radar is obtained based on the difference between the three-dimensional coordinates (x 3 , y 3 , h) of the point A and the coordinates of the mesh B ′.

ステップS88では、地図データベースからメッシュB′の法線ベクトルを取得する。取得された法線ベクトルをβ=(βx、βy、βz)とする。
ステップS89では、ベクトルαとベクトルβのなす角γを次のようにして計算する。
In step S88, the normal vector of the mesh B ′ is acquired from the map database. Let the acquired normal vector be β = (βx, βy, βz).
In step S89, the angle γ formed by the vector α and the vector β is calculated as follows.

ベクトルαとベクトルβの内積は、ベクトルαの長さを|α|、ベクトルβの長さを|β|、ベクトルαとベクトルβのなす角をγとすると、α・β=|α|・|β|cosγとなる。したがって、γ=cos-1(α・β/|α|・|β|)により、γを計算して輝度設定のパラメータとする。0°≦γ≦90°であり、0°の場合に輝度が大きいのであるから、レーダ波の反射率に対する輝度kを、例えばステップS90のようにk=10(1−sinγ)と調整して、輝度kの場合と同様に0から10の範囲とすることもできる。 The inner product of the vector α and the vector β is expressed as follows: α · β = | α | · where the length of the vector α is | α |, the length of the vector β is | β |, and the angle between the vector α and the vector β is γ. | Β | cosγ. Therefore, γ = cos −1 (α · β / | α | · | β |) is used to calculate γ as a luminance setting parameter. Since 0 ° ≦ γ ≦ 90 ° and the luminance is large in the case of 0 °, the luminance k 2 with respect to the reflectance of the radar wave is adjusted to k 2 = 10 (1-sinγ), for example, as in step S90. Then, it can be in the range of 0 to 10 as in the case of the luminance k 1 .

次に、図11を参照して図1のステップS15の見通し計算について説明する。
ステップS15の見通し計算は、ステップS13,ステップS14で輝度の設定が行われたメッシュB′について順次実行される。すなわち、図8に示した処理の続きとして実行される。
Next, the line-of-sight calculation in step S15 in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
The line-of-sight calculation in step S15 is sequentially executed for the mesh B ′ for which the luminance has been set in steps S13 and S14. That is, it is executed as a continuation of the processing shown in FIG.

図11は、メッシュB′と航空機の仮想的位置Aを含む垂直平面PAB′を示す図である。メッシュB′に対しての見通しを考慮すべきメッシュをB″とすると、直線AB″と水平面のなす角度が、直線AB′と飛行線とのなす角度より小さいようなB″が平面PAB′上に存在すると、メッシュB′はAから見通しできないことになり、ステップS16のメッシュ彩色の対象から外れることになる。 FIG. 11 is a diagram showing a vertical plane PAB ′ including the mesh B ′ and the virtual position A of the aircraft. '"When, linear AB" mesh should consider prospects against B and the angle of the horizontal plane, the straight line AB' mesh B with small such B than an angle formed between the line of flight "plane P AB ' If it exists above, the mesh B ′ cannot be seen from A, and will be excluded from the target of mesh coloring in step S16.

いま選択されたメッシュをB″の座標をB″(xb″、yb″、hb″)とすると、航空機の仮想的位置Aとの距離|AB″|が求められ、また飛行線との高度差Hb″も、h−hb″と求められる。そして、直線AB″と水平面のなす角度をθAB″とすると、sinθAB″はsinθAB″=Hb″/|AB″|として求まる。したがって、θAB″とθplusの大小を比較することにより、見通しできるかを決めることができる。 If the coordinates of B ″ are B ″ (x b ″ , y b ″ , h b ″ ), the distance of the virtual position A of the aircraft | AB ″ | The height difference H b ″ is also obtained as h−h b ″ . When the angle between the straight line AB ″ and the horizontal plane is θ AB ″ , sin θ AB ″ is obtained as sin θ AB ″ = H b ″ / | AB ″ |. Therefore, by comparing the magnitude of θ AB ″ and θ plus , it can be determined whether or not it can be seen.

図1のステップS16では、見通しのできるメッシュについて、ステップS13及びステップS14で設定された輝度に基づいて彩色し、レーダ反射予測のマーキングを実行する。   In step S16 of FIG. 1, the visible mesh is colored based on the luminance set in steps S13 and S14, and marking for radar reflection prediction is executed.

彩色は、走査線距離方向に対する輝度kとレーダ波の反射率の輝度kの組み合わせに基づいて色の濃度を設定することで行うが、例えばkとkの積、あるいはkとkの重み付け和等が採用可能であり、複数のマーキング経験者の感覚と合うように最適なものに調整をしていくことが可能である。上述の例では、kとkの範囲を0から10としたが、彩色を行う輝度に閾値をパラメータとして設け、閾値以上の輝度のメッシュについてのみ彩色してマーキングを行うようにすることもできる。 The coloring is performed by setting the color density based on the combination of the luminance k 1 with respect to the scanning line distance direction and the luminance k 2 of the reflectance of the radar wave. For example, the product of k 1 and k 2 or k 1 weighted sum such as k 2 are possible adopted, it is possible to continue to adjust to the optimum fit and feeling of the plurality of markings experience. In the above example, the range of k 1 and k 2 is set to 0 to 10. However, a threshold value may be provided as a parameter for the luminance to be colored, and marking may be performed by coloring only the mesh having luminance higher than the threshold value. it can.

また、先に求めたマーキング高度閾値とは別に、ステップS16で彩色を行う高度の閾値をパラメータとして設定可能として、該彩色を行う高度の閾値以下の高度のメッシュは彩色を行わないようにすることも可能である。   In addition to the previously determined marking altitude threshold, the altitude threshold for coloring in step S16 can be set as a parameter so that meshes at altitudes below the altitude threshold for coloring are not colored. Is also possible.

さらに、場合によっては、一方の輝度のみを用いることも可能である。
彩色に用いる色については、原色が目立つので好ましいが、それに限られるものではなく、また一色に限る必要もない。
In some cases, it is also possible to use only one luminance.
The colors used for coloring are preferable because the primary colors are conspicuous, but are not limited thereto, and are not limited to one color.

上記のように、本発明によればレーダ反射予測のマーキングにさまざまなオプションが可能であり、それらを反射予測図作成者の想定する図が得られるように設定し、定量的に最適なレーダ反射予測図を作成することができる。   As described above, according to the present invention, various options are possible for marking of radar reflection prediction, and these are set so as to obtain a figure assumed by the reflection prediction map creator, and quantitatively optimal radar reflection can be obtained. Predictive charts can be created.

ステップS16の処理が終了すると、先に述べたとおり、処理対象のメッシュが残っているか判定し、残っていなければマーキングの処理を終了し、残っていればステップS13に戻って次のメッシュを選択して走査線処理方向に対する輝度の設定以下の処理を繰り返す。   When the process of step S16 is completed, as described above, it is determined whether or not the mesh to be processed remains. If not, the marking process is terminated, and if it remains, the process returns to step S13 to select the next mesh. Then, the processing below the setting of the luminance with respect to the scanning line processing direction is repeated.

図12は、上記において詳細に説明した本発明のレーダ反射予測図作成方法が実施される環境とレーダ反射予測図作成に係る飛行計画の運用について説明するものである。
本発明は、パーソナルコンピュータ(PC)等のコンピュータを利用して実施されるものであり、コンピュータの本体である処理装置10とその周辺装置としての入力装置20、地図データベース30、表示装置40、印刷装置50からなるシステム環境において、飛行計画作成の一環として実施される。
FIG. 12 explains the environment in which the radar reflection prediction map creation method of the present invention described in detail above is implemented and the operation of the flight plan related to radar reflection prediction map creation.
The present invention is implemented using a computer such as a personal computer (PC), and includes a processing device 10 as a main body of the computer and an input device 20 as a peripheral device thereof, a map database 30, a display device 40, and printing. This is performed as part of the flight plan creation in the system environment including the device 50.

処理装置10を本発明を実施する機能ブロックにそくして模式的に説明すると、処理装置10は、入力諸元設定エリア11、飛行線データ設定エリア12、メッシュデータ記憶部13、各種ワークエリア14、演算制御部15マーキング地図記憶部16を含んで構成される。   The processing apparatus 10 will be schematically described with reference to functional blocks for carrying out the present invention. The processing apparatus 10 includes an input specification setting area 11, a flight line data setting area 12, a mesh data storage unit 13, various work areas 14, The calculation control unit 15 includes a marking map storage unit 16.

入力諸元設定エリア11は、図1で説明したステップS10で入力装置20から入力される入力諸元を設定する記憶手段であり、レーダの実用上の最大到達距離であるレーダ照射距離:R、レーダの水平方向の走査角度である水平方向走査線幅:Ψ、レーダの垂直方向の走査角度である垂直方向走査線幅:θ、レーダの照射角:θ、航空機の飛行高度:hの値が設定される。 The input item setting area 11 is storage means for setting the input item input from the input device 20 in step S10 described in FIG. 1, and is a radar irradiation distance: R, which is a practical maximum reach distance of the radar. The horizontal scanning line width that is the horizontal scanning angle of the radar: Ψ, the vertical scanning line width that is the vertical scanning angle of the radar: θ V , the irradiation angle of the radar: θ, and the flight altitude of the aircraft: h Is set.

飛行線データ設定エリア12には、飛行計画に基づく飛行線のデータが入力装置20からの入力に基づいて保持される。この飛行線のデータは、飛行予定コースの地図上のメッシュの(x、y)座標を入力し、飛行経路のうちマーキングしようとする領域の直線状の飛行線の方程式の係数を演算して保持してもよいし、予め別途飛行線の方程式の係数を演算しておき、その係数を入力するようにしてもよい。   In the flight line data setting area 12, flight line data based on the flight plan is held based on the input from the input device 20. This flight line data is input by inputting the (x, y) coordinates of the mesh on the map of the planned flight course, and calculating and maintaining the coefficients of the linear flight line equation of the region to be marked in the flight path. Alternatively, the coefficient of the flight line equation may be separately calculated and the coefficient may be input.

1つの飛行計画で複数のレーダ反射予測図を作成する場合は、複数の飛行線のデータを入力し保持しておき、それぞれのデータに基づき順次レーダ反射予測図を作成する。もし途中で入力諸元に変更がなければ2回目以降はステップS11から開始すればよい。   When a plurality of radar reflection prediction maps are created with one flight plan, data of a plurality of flight lines are input and held, and a radar reflection prediction map is sequentially generated based on each data. If there is no change in the input specifications in the middle, the second and subsequent steps may be started from step S11.

メッシュデータ記憶部13には、地図データベース30からマーキング処理を実行する領域のメッシュデータを読み込んで記憶する。読み込むメッシュデータはステップS11の表示領域幅決定で決定された範囲のメッシュについてである。   The mesh data storage unit 13 reads and stores the mesh data of the area where the marking process is executed from the map database 30. The mesh data to be read is for the mesh in the range determined by the display area width determination in step S11.

各種ワークエリア14には演算過程で得られたマーキング高度閾値等のデータと設定された各種パラメータや閾値が記憶され、各種演算処理に用いられる。
演算制御部15は本発明に係る各種演算の実行と処理の制御を実行する。
マーキング地図記憶部16は、本発明によるステップS16の各メッシュの彩色処理結果である彩色する色の濃度を記憶する。
The various work areas 14 store data such as marking altitude threshold values obtained in the calculation process and various parameters and threshold values that are set, and are used for various calculation processes.
The calculation control unit 15 executes various calculations and controls processes according to the present invention.
The marking map storage unit 16 stores the density of the color to be colored, which is the result of the color processing of each mesh in step S16 according to the present invention.

入力装置20は例えばキーボードであり、先に説明したように航空機の飛行高度等の飛行諸元やレーダ諸元を入力する。
地図データベース30は、メッシュの3次元座標とメッシュの法線ベクトルのデータを有するものであればよい。
The input device 20 is, for example, a keyboard, and inputs flight specifications such as the flight altitude of the aircraft and radar specifications as described above.
The map database 30 only needs to have data of the three-dimensional coordinates of the mesh and the normal vector of the mesh.

表示装置40には、マーキング地図記憶部16に記憶された各メッシュの彩色データに基づき、レーダ反射予測がマーキングされた表示領域の地図が表示される。
印刷装置50は、表示装置40に表示される地図と同一のマーキングされた地図を印刷してマーキング済みの紙地図を作成する。
The display device 40 displays a map of the display area where the radar reflection prediction is marked based on the coloring data of each mesh stored in the marking map storage unit 16.
The printing device 50 prints the same marked map as the map displayed on the display device 40 to create a marked paper map.

図12に示した運用例では、まず当初の飛行計画に基づき諸元を入力して本発明によるレーダ反射予測図の作成その他の処理を実行し、その結果を表示装置40の出力あるいは印刷装置50の出力により確認をして計画の訂正が必要であれば当初の飛行計画を訂正して再度データ入力を行ってレーダ反射予測図の作成等を繰り返し、よければ飛行計画を確定してレーダ反射予測図60を紙地図として出力する。出力されたレーダ反射予測図は例えば航空機のナビゲータにより飛行中に機上で参照される。   In the operation example shown in FIG. 12, first, specifications are input based on the original flight plan, the radar reflection prediction map according to the present invention is generated and other processing is performed, and the result is output to the display device 40 or the printing device 50. If there is a need to correct the plan after confirming with the output of, correct the original flight plan, input data again, repeat the creation of the radar reflection prediction map, etc. FIG. 60 is output as a paper map. The output radar reflection prediction map is referred to on the plane during flight by an aircraft navigator, for example.

以上、詳細に説明したとおり、本発明により、定量的なマーキングがなされたレーダ反射予測図を作成することができる。したがって、紙地図として人間の目による利用に限らず、デジタル地図として航空機上のコンピュータに備え、実飛行時における仮想扇形面上の実際のレーダ反射と比較することにより、飛行経路の確認等にも応用可能である。   As described above in detail, according to the present invention, a radar reflection prediction map with quantitative marking can be created. Therefore, it is not limited to use by human eyes as a paper map, but it can also be used as a digital map on a computer on an aircraft for comparison of actual radar reflections on a virtual fan-shaped surface during actual flight, for confirmation of flight paths, etc. Applicable.

(付記1)
コンピュータにより、飛行する航空機から地表にレーダを照射したときの地表からの反射の強さを予測して地図上に該反射の強さをマーキングするレーダ反射予測図作成方法において、
前記マーキング対象の地図上の各メッシュに対して、前記レーダの照射ビームをただ1つだけ定め、
該照射ビームに基づいて前記各メッシュのマーキングを行うこと
を特徴とするレーダ反射予測図作成方法。
(付記2)
前記ただ1つ定めるレーダの照射ビームを、前記レーダの照射角と前記レーダの垂直方向の走査範囲である垂直方向走査線幅内の所定の角度の和で定まる方向の仮想的な扇形面内の照射ビームとすることを特徴とする付記1に記載のレーダ反射予測図作成方法。
(付記3)
前記航空機の飛行高度と前記レーダの照射距離により、地図上のマーキングを行うメッシュの範囲を決定するとともにマーキング高度閾値を計算し、
該マーキング高度閾値以上の高度をもつメッシュについてマーキングを行うことを特徴とする付記2に記載のレーダ反射予測図作成方法。
(付記4)
前記マーキング高度閾値以上の高度をもつメッシュに対して、
前記ただ1つ定めるレーダの照射ビームを照射する前記航空機の仮想的な位置と前記メッシュとの距離を求め、
該距離に基づいて前記メッシュの走査線距離方向の輝度を設定し、
さらに、前記航空機の仮想的な位置を求め、
該求められた位置からメッシュへの位置ベクトルと該メッシュの法線ベクトルのなす角度を計算し、
該角度に基づいて前記メッシュにおけるレーダ波の反射率に対する輝度の設定を行い、
前記走査線距離方向の輝度と前記レーダ波の反射率に対する輝度に基づいて、前記メッシュの彩色によるマーキングを行うこと
を特徴とする付記3に記載のレーダ反射予測図作成方法。
(付記5)
前記航空機の仮想的な位置から前記メッシュへの見通し計算を、前記ただ1つ定めるレーダの照射ビームに基づいて行い、見通しが可能なメッシュについて彩色によるマーキングを行うことを特徴とする付記4に記載のレーダ反射予測図作成方法。
(付記6)
前記走査線距離方向の輝度と前記レーダ波の反射率に対する輝度に閾値を設け、該閾値以上の輝度を有するメッシュについてのみ彩色によるマーキングを行うこと
を特徴とする付記4又は付記5に記載のレーダ反射予測図作成方法。
(付記7)
前記彩色によるマーキングを行うためのメッシュの高度に閾値を設け、該閾値より高い高度のメッシュについてのみ彩色によるマーキングを行うこと
を特徴とする付記4又は付記5に記載のレーダ反射予測図作成方法。
(付記8)
前記仮想的な扇形面は、前記垂直方向走査線幅内の最も下の面とすることを特徴とする付記2に記載のレーダ反射予測図作成方法。
(付記9)
飛行する航空機から地表にレーダを照射したときの地表からの反射の強さを予測して地図上にマーキングするレーダ反射予測図作成方法をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、
コンピュータに、
入力諸元設定エリアに設定されたレーダの到達距離と航空機の飛行高度及び飛行線データ設定エリアに設定された前記航空機の飛行線に基づき地図上のマーキングするメッシュの範囲を決定する表示幅決定ステップと、
前記レーダの到達距離と前記航空機の飛行高度と、前記入力諸元設定エリアに設定されたレーダの照射角とレーダの垂直方向の走査範囲である垂直方向走査線幅内の所定の角度に基づいて前記レーダの到達限界高度であるマーキング高度閾値を計算するマーキング高度閾値計算ステップと、
前記表示幅決定ステップで決定された範囲のメッシュを選択するメッシュ選択ステップと、
前記選択されたメッシュの高度が前記マーキング高度閾値以上であるか判定し、条件が成立しなけば前記メッシュ選択ステップに戻り、条件が成立すれば次のステップに進むメッシュ高度判定ステップと、
前記レーダの照射角と前記所定の角度の和と、前記航空機の飛行高度と前記選択されたメッシュの高度との差に基づいて、航空機が前記飛行線上で前記選択されたメッシュを前記レーダの照射角と前記所定の角度の和でレーダ走査線を照射する前記航空機の仮想的位置と前記選択されたメッシュとの距離を求め、当該距離をパラメータとして前記選択されたメッシュの走査線距離方向に対する輝度の設定を行う走査線距離方向輝度設定ステップと、
前記前記航空機の仮想的位置の座標と前記選択されたメッシュの位置の座標から、前記選択されたメッシュにおけるレーダ走査線のベクトルを求め、当該レーダ走査線のベクトルと前記選択されたメッシュにおける法線ベクトルのなす角度を求め、さらに当該角度をパラメータとして前記選択されたメッシュのレーダ波の反射率に対する輝度の設定を行うレーダ波反射率輝度設定ステップと、
前記航空機の仮想的位置の座標と前記選択されたメッシュの位置の座標により前記航空機の仮想的位置から前記選択されたメッシュへの見通しが可能かの計算を行う見通し計算ステップと、
前記航空機の仮想的位置から前記選択されたメッシュへの見通しが可能であるとき、前記走査線距離方向輝度設定ステップで設定された輝度と前記レーダ波反射率輝度設定ステップで設定された輝度に基づいて前記選択されたメッシュの彩色を行うメッシュ彩色ステップ
を実行させることを特徴とするプログラム。
(付記10)
コンピュータにより、飛行する航空機から地表にレーダを照射したときの地表からの反射の強さを予測して地図上に該反射の強さをマーキングするレーダ反射予測図作成装置において、
前記マーキング対象の地図上の各メッシュに対して、前記レーダの照射ビームをただ1つだけ定め、
該照射ビームに基づいて前記各メッシュのマーキングを行うこと
を特徴とするレーダ反射予測図作成装置。
(Appendix 1)
In a radar reflection prediction map creation method for predicting the strength of reflection from the surface when radar is irradiated to the ground surface from a flying aircraft by a computer, and marking the strength of the reflection on a map,
For each mesh on the marking target map, define only one irradiation beam of the radar,
A radar reflection prediction map creation method, wherein marking of each mesh is performed based on the irradiation beam.
(Appendix 2)
The single determined radar irradiation beam is placed in a virtual fan-shaped plane in a direction determined by the sum of the irradiation angle of the radar and a predetermined angle within a vertical scanning line width that is a scanning range of the radar in the vertical direction. The radar reflection prediction map creation method according to appendix 1, wherein the irradiation beam is an irradiation beam.
(Appendix 3)
The range of the mesh to be marked on the map is determined from the flight altitude of the aircraft and the irradiation distance of the radar, and the marking altitude threshold is calculated,
The radar reflection prediction map creation method according to appendix 2, wherein marking is performed on a mesh having an altitude equal to or higher than the marking altitude threshold.
(Appendix 4)
For meshes with altitudes above the marking altitude threshold,
Determining a distance between the virtual position of the aircraft that irradiates the irradiation beam of the single radar determined and the mesh;
Based on the distance, set the brightness in the scanning line distance direction of the mesh,
Further, a virtual position of the aircraft is obtained,
Calculating an angle formed by a position vector from the obtained position to the mesh and a normal vector of the mesh;
Based on the angle, setting the luminance for the reflectance of the radar wave in the mesh,
4. The radar reflection prediction map creation method according to appendix 3, wherein marking is performed by coloring the mesh based on the luminance in the scanning line distance direction and the luminance with respect to the reflectance of the radar wave.
(Appendix 5)
Item 5. The supplementary note 4, wherein the line-of-sight calculation from the virtual position of the aircraft to the mesh is performed based on the single radar irradiation beam defined, and the mesh that can be lined is marked by coloring. Radar reflection prediction map creation method.
(Appendix 6)
The radar according to appendix 4 or appendix 5, wherein a threshold is provided for the luminance in the scanning line distance direction and the luminance with respect to the reflectance of the radar wave, and marking is performed only on a mesh having a luminance equal to or higher than the threshold. Reflection prediction map creation method.
(Appendix 7)
6. The radar reflection prediction map creation method according to appendix 4 or appendix 5, wherein a threshold is provided at an altitude of a mesh for performing marking by coloring, and marking is performed by coloring only for an altitude higher than the threshold.
(Appendix 8)
The radar reflection prediction map creation method according to appendix 2, wherein the virtual fan-shaped surface is a lowermost surface within the vertical scanning line width.
(Appendix 9)
In a program that causes a computer to execute a radar reflection prediction map creation method that predicts the intensity of reflection from the ground surface when the radar is irradiated from a flying aircraft and marks on the map,
On the computer,
Display width determining step for determining a mesh range to be marked on the map based on the radar reach distance set in the input specification setting area, the flight altitude of the aircraft, and the flight line of the aircraft set in the flight line data setting area When,
Based on the radar reach distance, the flight altitude of the aircraft, the radar irradiation angle set in the input specification setting area, and a predetermined angle within the vertical scanning line width which is the vertical scanning range of the radar A marking altitude threshold calculation step for calculating a marking altitude threshold which is an arrival limit altitude of the radar;
A mesh selection step of selecting a mesh in the range determined in the display width determination step;
It is determined whether the altitude of the selected mesh is equal to or higher than the marking altitude threshold, and if the condition is not satisfied, the process returns to the mesh selection step, and if the condition is met, the mesh altitude determining step proceeds to the next step;
Based on the difference between the irradiation angle of the radar and the predetermined angle, and the difference between the flight altitude of the aircraft and the altitude of the selected mesh, the aircraft irradiates the selected mesh on the flight line with the radar. The distance between the virtual position of the aircraft that irradiates the radar scanning line with the sum of the angle and the predetermined angle and the selected mesh is obtained, and the brightness with respect to the scanning line distance direction of the selected mesh using the distance as a parameter Scanning line distance direction luminance setting step for setting,
From the coordinates of the virtual position of the aircraft and the coordinates of the position of the selected mesh, a vector of the radar scanning line in the selected mesh is obtained, and the vector of the radar scanning line and the normal line in the selected mesh A radar wave reflectance luminance setting step for obtaining an angle formed by the vector, and further setting a luminance with respect to the radar wave reflectance of the selected mesh using the angle as a parameter;
A line-of-sight calculation step for calculating whether a line-of-sight from the virtual position of the aircraft to the selected mesh is possible based on the coordinates of the virtual position of the aircraft and the coordinates of the position of the selected mesh;
Based on the luminance set in the scanning line distance direction luminance setting step and the luminance set in the radar wave reflectance luminance setting step when a line-of-sight from the virtual position of the aircraft is possible And executing a mesh coloring step for coloring the selected mesh.
(Appendix 10)
In a radar reflection prediction map creation device that predicts the strength of reflection from the surface when a radar is irradiated to the ground surface from a flying aircraft by a computer and marks the strength of the reflection on a map,
For each mesh on the marking target map, define only one irradiation beam of the radar,
A radar reflection prediction map creating apparatus, wherein marking of each mesh is performed based on the irradiation beam.

本発明によるレーダ反射予測の処理の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of processing of radar reflection prediction by the present invention. レーダ反射予測を行いマーキングを実行する表示領域を示す図である。It is a figure which shows the display area which performs radar reflection prediction and performs marking. 仮想扇形面と表示領域幅を説明する図である。It is a figure explaining a virtual sector surface and a display area width. 仮想扇形面が水平面より下向きのときの飛行高度による表示領域幅Rを示す図である。Virtual sector surface is a diagram showing a display area width R W due to the flight altitude when downward from the horizontal plane. マーキング高度閾値計算の処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process of marking height threshold value calculation. 表示領域幅の決定とマーキング高度閾値計算の処理フローを説明する図である。It is a figure explaining the processing flow of determination of a display area width, and marking height threshold value calculation. 走査線距離方向に対する輝度の設定を行う処理フローを説明する図である。It is a figure explaining the processing flow which sets the brightness | luminance with respect to a scanning line distance direction. レーダ波の反射率に対する輝度の設定を行う処理フローを説明する図である。It is a figure explaining the processing flow which sets the brightness | luminance with respect to the reflectance of a radar wave. 輝度を決定しようとするメッシュとそれに対する航空機の仮想的位置を示すx−y平面図と垂直断面図である。FIG. 4 is an xy plan view and a vertical sectional view showing a mesh whose luminance is to be determined and a virtual position of the aircraft with respect to the mesh. x−y平面上の幾何学的関係を説明する図である。It is a figure explaining the geometric relationship on an xy plane. マーキング対象のメッシュと航空機の仮想的位置を含む垂直平面を示す図である。It is a figure which shows the vertical plane containing the mesh of marking object, and the virtual position of an aircraft. 本発明が実施される環境について説明する図である。It is a figure explaining the environment where this invention is implemented. 手書きで書き込まれたレーダ反射予測図の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the radar reflection prediction figure written by handwriting. 航空機の飛行位置が変化する場合の、飛行線の真下の地表の地点におけるレーダ反射の強弱を飛行位置ごとに示した図である。It is the figure which showed the strength of the radar reflection in the point of the ground surface right under the flight line for every flight position when the flight position of an aircraft changes. 通常の一般的手法によるレーダ反射のマーキング手法を説明する図である。It is a figure explaining the marking method of the radar reflection by the normal general method.

符号の説明Explanation of symbols

10 処理装置
11 入力諸元設定エリア
12 飛行線データ設定エリア
13 メッシュデータ記憶部
14 各種ワークエリア
15 演算制御部
16 マーキング地図記憶部
20 入力装置
30 地図データベース
40 表示装置
50 印刷装置
60 レーダ反射予測図
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Processing apparatus 11 Input specification setting area 12 Flight line data setting area 13 Mesh data memory | storage part 14 Various work areas 15 Computation control part 16 Marking map memory | storage part 20 Input device 30 Map database 40 Display apparatus 50 Printing apparatus 60 Radar reflection prediction figure

Claims (3)

コンピュータにより、飛行する航空機から地表にレーダを照射したときの地表からの反射の強さを予測して地図上に該反射の強さをマーキングするレーダ反射予測図作成方法において、
前記コンピュータの演算制御部が、
地図データを記憶する地図データベースから前記マーキング対象の地図データを読み出し、該地図上の各メッシュに対して、入力装置によって入力された前記レーダの仕様、照射方向及び前記飛行機の飛行計画から設定される諸元に基づいて、前記レーダの照射ビームをただ1つだけ定める処理と、
該定められた照射ビームに基づいて前記各メッシュのマーキングを行う処理と、
を実行し、
前記ただ1つ定めるレーダの照射ビームを、前記レーダの照射角と前記レーダの垂直方向の走査範囲である垂直方向走査線幅内の所定の角度の和で定まる方向の仮想的な扇形面内の照射ビームとし、
前記演算制御部が、前記航空機の飛行高度と前記レーダの照射距離により、地図上のマーキングを行うメッシュの範囲を決定するとともにマーキング高度閾値を計算する処理を実行し、
前記マーキングを行う処理において、前記演算制御部が、該マーキング高度閾値以上の高度をもつメッシュについてマーキングを行い、
前記演算制御部が、
前記マーキング高度閾値以上の高度をもつメッシュに対して、
前記ただ1つ定めるレーダの照射ビームを照射する前記航空機の仮想的な位置と前記メッシュとの距離を求める処理と、
該距離に基づいて前記メッシュの走査線距離方向の輝度を設定する処理と、
さらに、前記航空機の仮想的な位置を求める処理と、
該求められた位置からメッシュへの位置ベクトルと該メッシュの法線ベクトルのなす角度を計算する処理と、
該角度に基づいて前記メッシュにおけるレーダ波の反射率に対する輝度の設定を行う処理と、
前記走査線距離方向の輝度と前記レーダ波の反射率に対する輝度に基づいて、前記メッシュの彩色によるマーキングを行う処理と、
を実行することを特徴とするレーダ反射予測図作成方法。
In a radar reflection prediction map creation method for predicting the strength of reflection from the surface when radar is irradiated to the ground surface from a flying aircraft by a computer, and marking the strength of the reflection on a map,
The arithmetic control unit of the computer,
The map data to be marked is read from a map database storing map data, and set for each mesh on the map from the specifications of the radar, the irradiation direction, and the flight plan of the airplane input by the input device. A process of determining only one irradiation beam of the radar based on the specifications;
A process for marking each mesh based on the defined irradiation beam;
The execution,
The single determined radar irradiation beam is placed in a virtual fan-shaped plane in a direction determined by the sum of the irradiation angle of the radar and a predetermined angle within a vertical scanning line width that is a scanning range of the radar in the vertical direction. As an irradiation beam,
The calculation control unit executes a process of determining a marking altitude threshold while determining a mesh range for marking on a map based on a flight altitude of the aircraft and an irradiation distance of the radar,
In the process of performing the marking, the arithmetic control unit performs marking on a mesh having an altitude equal to or higher than the marking altitude threshold,
The arithmetic control unit is
For meshes with altitudes above the marking altitude threshold,
A process for obtaining a distance between the virtual position of the aircraft that irradiates the irradiation beam of the radar to be determined and the mesh;
A process of setting the luminance in the scanning line distance direction of the mesh based on the distance;
A process for obtaining a virtual position of the aircraft;
A process of calculating an angle formed by a position vector from the obtained position to the mesh and a normal vector of the mesh;
A process for setting the luminance with respect to the reflectance of the radar wave on the mesh based on the angle;
Based on the luminance in the scanning line distance direction and the luminance with respect to the reflectance of the radar wave, a process of marking by coloring the mesh;
Radar return prediction map creation method, characterized by the execution.
前記演算制御部が、前記航空機の仮想的な位置から前記メッシュへの見通し計算を、前記ただ1つ定めるレーダの照射ビームに基づいて行い、前記マーキングを行う処理において、前記演算制御部が、見通しが可能なメッシュについて彩色によるマーキングを行うことを特徴とする請求項に記載のレーダ反射予測図作成方法。 In the processing in which the calculation control unit performs the line-of-sight calculation from the virtual position of the aircraft to the mesh based on the irradiation beam of the single radar that is defined, the calculation control unit includes: The radar reflection prediction map creation method according to claim 1 , wherein marking is performed by coloring a mesh that can be used. 飛行する航空機から地表にレーダを照射したときの地表からの反射の強さを予測して地図上にマーキングするレーダ反射予測図作成方法をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、
コンピュータに、
入力諸元設定エリアに設定されたレーダの到達距離と航空機の飛行高度及び飛行線データ設定エリアに設定された前記航空機の飛行線に基づき地図上のマーキングするメッシュの範囲を決定する表示幅決定ステップと、
前記レーダの到達距離と前記航空機の飛行高度と、前記入力諸元設定エリアに設定されたレーダの照射角とレーダの垂直方向の走査範囲である垂直方向走査線幅内の所定の角度に基づいて前記レーダの到達限界高度であるマーキング高度閾値を計算するマーキング高度閾値計算ステップと、
前記表示幅決定ステップで決定された範囲のメッシュを選択するメッシュ選択ステップと、
前記選択されたメッシュの高度が前記マーキング高度閾値以上であるか判定し、条件が成立しなければ前記メッシュ選択ステップに戻り、条件が成立すれば次のステップに進むメッシュ高度判定ステップと、
前記レーダの照射角と前記所定の角度の和と、前記航空機の飛行高度と前記選択されたメッシュの高度との差に基づいて、航空機が前記飛行線上で前記選択されたメッシュを前記レーダの照射角と前記所定の角度の和でレーダ走査線を照射する前記航空機の仮想的位置と前記選択されたメッシュとの距離を求め、当該距離をパラメータとして前記選択されたメッシュの走査線距離方向に対する輝度の設定を行う走査線距離方向輝度設定ステップと、
前記航空機の仮想的位置の座標と前記選択されたメッシュの位置の座標から、前記選択されたメッシュにおけるレーダ走査線のベクトルを求め、当該レーダ走査線のベクトルと前記選択されたメッシュにおける法線ベクトルのなす角度を求め、さらに当該角度をパラメータとして前記選択されたメッシュのレーダ波の反射率に対する輝度の設定を行うレーダ波反射率輝度設定ステップと、
前記航空機の仮想的位置の座標と前記選択されたメッシュの位置の座標により前記航空機の仮想的位置から前記選択されたメッシュへの見通しが可能かの計算を行う見通し計算ステップと、
前記航空機の仮想的位置から前記選択されたメッシュへの見通しが可能であるとき、前記走査線距離方向輝度設定ステップで設定された輝度と前記レーダ波反射率輝度設定ステップで設定された輝度に基づいて前記選択されたメッシュの彩色を行うメッシュ彩色ステップ
を実行させることを特徴とするプログラム。
In a program that causes a computer to execute a radar reflection prediction map creation method that predicts the intensity of reflection from the ground surface when the radar is irradiated from a flying aircraft and marks on the map,
On the computer,
Display width determining step for determining a mesh range to be marked on the map based on the radar reach distance set in the input specification setting area, the flight altitude of the aircraft, and the flight line of the aircraft set in the flight line data setting area When,
Based on the radar reach distance, the flight altitude of the aircraft, the radar irradiation angle set in the input specification setting area, and a predetermined angle within the vertical scanning line width which is the vertical scanning range of the radar A marking altitude threshold calculation step for calculating a marking altitude threshold which is an arrival limit altitude of the radar;
A mesh selection step of selecting a mesh in the range determined in the display width determination step;
It is determined whether the altitude of the selected mesh is equal to or higher than the marking altitude threshold, and if the condition is not satisfied, the process returns to the mesh selection step, and if the condition is met, the mesh altitude determining step proceeds to the next step;
Based on the difference between the irradiation angle of the radar and the predetermined angle, and the difference between the flight altitude of the aircraft and the altitude of the selected mesh, the aircraft irradiates the selected mesh on the flight line with the radar. The distance between the virtual position of the aircraft that irradiates the radar scanning line with the sum of the angle and the predetermined angle and the selected mesh is obtained, and the brightness with respect to the scanning line distance direction of the selected mesh using the distance as a parameter Scanning line distance direction luminance setting step for setting,
A radar scanning line vector in the selected mesh is obtained from the virtual position coordinates of the aircraft and the selected mesh position coordinates, and the radar scanning line vector and the normal vector in the selected mesh are obtained. A radar wave reflectance luminance setting step for setting the luminance with respect to the radar wave reflectance of the selected mesh using the angle as a parameter, and
A line-of-sight calculation step for calculating whether a line-of-sight from the virtual position of the aircraft to the selected mesh is possible based on the coordinates of the virtual position of the aircraft and the coordinates of the position of the selected mesh;
Based on the luminance set in the scanning line distance direction luminance setting step and the luminance set in the radar wave reflectance luminance setting step when a line-of-sight from the virtual position of the aircraft is possible And executing a mesh coloring step for coloring the selected mesh.
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