JP5781018B2

JP5781018B2 - 風計測装置

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Publication number: JP5781018B2
Application number: JP2012130776A
Authority: JP
Inventors: 洋酒巻; 照幸原; 古田　匡; 匡古田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2032-06-08
Also published as: JP2013253910A

Description

本発明は、遠隔点の風を計測する風計測装置に関するものであり、特に、装置もしくは装置を搭載したプラットフォームの動揺による風計測精度劣化を低減する技術に関する。

従来、遠隔点の風を計測する装置として、ドップラーレーダやウィンドプロファイラやドップラーライダやドップラーソーダなどの装置が使用されている。これらの装置は、空間に電磁波や音波を放射し、雨滴や大気乱流などによる反射波を受信して、受信信号のドップラ周波数から大気中の風の風向風速を算出するものである。

以降、ドップラーライダを例に説明を行う。ドップラーライダで直接計測するものは、大気中の風を送信もしくは受信ビーム方向に射影した視線方向成分である。異なる方向の視線方向成分を計測し、それらを用いて例えばＶＡＤ（ＶｅｌｏｃｉｔｙＡｚｉｍｕｔｈＤｉｓｐｌａｙ）法などの演算を行うことで風向風速を算出する。

このような風計測装置は、地上に固定するものの他に、例えば、非特許文献１に示されているように、船や航空機といった移動プラットフォームに搭載するものがある。このような移動プラットフォームは、自発的な移動の他に、風や波などの外界の影響を受けた移動、すなわち、動揺することが一般的である。そのため、例えば、特許文献１に示すように、動揺検知装置を付加し、そこから得られる動揺情報、すなわち、ロール角、ピッチ角、ヨー角などの動揺角や角速度、角加速度情報を用いてプラットフォームが受ける動揺を相殺するようなプラットフォームの動きの制御や、動揺の影響が含まれる計測データに対して動揺による回転・移動量を加味した補正が行われる。

特開２００５−２４１４４１号公報

Ｌ．Ｔｉａｎ，"３ＤＷＩＮＤＲＥＴＲＩＥＶＡＬＦＲＯＭＤＯＷＮＷＡＲＤＣＯＮＩＣＡＬＳＣＡＮＮＩＮＧＡＩＲＢＯＲＮＥＤＯＰＰＬＥＲＲＡＤＡＲ，"３５ｔｈ，ＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＲａｄａｒＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ，２０１１．

しかしながら、動揺の影響が含まれる計測データの補正をする場合、動揺が比較的小さい場合には、動揺情報を用いて動揺分を相殺するような動揺補正を行うことで動揺の影響が低減されるが、動揺が比較的大きい場合には、動揺することにより、所望観測領域を外れ、風の特性の異なる領域を観測する可能性がある。このため、所定観測領域内の風を一様とみなし、当該領域内の視線方向成分を計測する必要があるＶＡＤ処理などにおいては、視線方向成分の精度が劣化することになり、結果として風計測精度が劣化するという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、動揺が比較的大きい場合でも風計測精度の劣化を抑制することのできる風計測装置を得ることを目的とする。

この発明に係る風計測装置は、空間に電磁波もしくは音波を放射し、目標物で反射されて受信される受信信号のドップラ周波数から得られるドップラ速度に基づいて、遠隔点の風向風速を計測する風計測装置であって、受信信号を周波数変換してドップラスペクトルを算出するスペクトル算出部と、ドップラスペクトルをインコヒーレント積分する積分処理部と、積分後のドップラスペクトルから、信号強度とドップラ速度とドップラ速度幅とのうち、少なくとも一つを含むドップラ情報を推定するドップラ情報算出部と、所定アンテナ制御諸元に基づいて、電磁波もしくは音波を放射するためのアンテナを制御し、ビーム走査するとともに、所定時間間隔でビーム走査角情報を出力するアンテナ制御部と、電磁波もしくは音波を放射する放射手段と目標物で反射された信号を受信する受信手段とを保持するプラットフォームの動揺角、角速度、角加速度のうち少なくとも一つを含む動揺情報を検出する動揺検出部と、所定観測領域を、所定アンテナ制御諸元に基づいてアンテナを制御しビーム走査した際に得られる視線方向及び距離情報を算出するビーム方向設定部と、ビーム走査角情報と、動揺情報と、視線方向及び距離情報とを用いて、本来指向している視線方向と、実際に指向している視線方向である動揺後視線方向とを求め、かつ、動揺後視線方向に最も近い本来指向している視線方向を最近視線方向として算出する動揺補正点算出部と、動揺後視線方向の視線方向成分を、最近視線方向に射影し、射影した視線方向成分に基づいてドップラ情報を補正し、動揺補正後ドップラ速度を算出する動揺補正部と、動揺補正後ドップラ速度と、ビーム走査角情報に基づき、所定観測領域の風向と風速のうち少なくとも一方を含む風情報を算出する風情報算出部とを備えたものである。

この発明の風計測装置は、動揺後視線方向に最も近い本来指向している視線方向を最近視線方向として算出し、この最近視線方向に動揺後視線方向の視線方向成分を射影し、射影した視線方向成分に基づいてドップラ情報を補正するようにしたので、動揺補正後の視線方向成分の精度の劣化を低減し、風計測精度を確保することができる。

この発明の実施の形態１による風計測装置を示す構成図である。この発明の風計測装置による風計測を模式的に示す説明図である。動揺の影響を受けた視線方向成分を補正する処理を模式的に示す説明図である。この発明の実施の形態１の風計測装置による動揺補正を模式的に示す説明図である。この発明の実施の形態２による風計測装置を示す構成図である。この発明の実施の形態２の風計測装置による動揺補正を模式的に示す説明図である。この発明の実施の形態３による風計測装置を示す構成図である。この発明の実施の形態３の風計測装置による動揺補正を模式的に示す説明図である。この発明の実施の形態４による風計測装置を示す構成図である。この発明の実施の形態４の風計測装置による動揺補正を模式的に示す説明図である。この発明の実施の形態５による風計測装置を示す構成図である。この発明の実施の形態６による風計測装置を示す構成図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による風計測装置を示す構成図である。
図１に示す風計測装置は、スペクトル算出部１、積分処理部２、ドップラ情報算出部３、アンテナ制御部４、動揺検出部５、ビーム方向設定部６、動揺補正点算出部７、動揺補正部８、風情報算出部９を備えている。

スペクトル算出部１は、受信信号に対してフーリエ変換を行い、スペクトルを得る処理部である。積分処理部２は、スペクトル算出部１から出力された（パワー）スペクトルを所定数分インコヒーレント積分する処理部である。ドップラ情報算出部３は、積分処理部２から出力された積分後のパワースペクトルに対して周波数解析を行い、ドップラ速度、速度幅、信号強度などをドップラ情報として算出する処理部である。アンテナ制御部４は、予め設定した所定観測領域を観測するための仰角、方位角、アンテナ走査速度などの諸元に基づき、アンテナ装置を制御するとともに、所定タイミング毎にアンテナ装置が指向している仰角、方位角などの情報の出力を行う処理部である。動揺検出部５は、例えば、プラットフォームの動揺を検知し出力するジャイロセンサ、プラットフォームの位置を出力するＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）、方位情報を出力する磁気コンパスなどによって構成され、プラットフォームの位置、方位、動揺角などの動揺情報を出力する処理部である。

ビーム方向設定部６は、予め設定した諸元に基づき、後段の風情報算出部９において必要な、所定観測領域内の各視線方向成分の仰角、方位角、観測点位置を算出し、出力する処理部である。動揺補正点算出部７は、アンテナ制御部４からの仰角、方位角情報と、動揺検出部５からのプラットフォームの動揺情報と、ビーム方向設定部６からの所定観測点情報を用いて、動揺の影響を受け実際に観測している観測方位を補正すべき所定観測点を算出し、出力する処理部である。動揺補正部８は、ドップラ情報算出部３から入力された動揺後の視線方向成分（ラジアル速度成分）を、動揺補正点算出部７から入力された補正方向へ射影する処理部である。風情報算出部９は、例えばＶＡＤ法などにより、動揺補正部８から入力された動揺補正後の視線方向成分を用いて、所定観測領域内の風向風速を算出する処理部である。

次に、実施の形態１の動作について説明する。なお、風情報算出部９は、一般的なＶＡＤなどの演算処理を行う処理部であるため、演算方式に関する詳細な説明は省略する。
スペクトル算出部１には、大気中に光パルスを放射し、その後、大気中の風と同様の動きをするエアロゾルからの反射波を受信し、所定サンプリング周波数でＡ／Ｄ変換した後の受信信号が入力される。スペクトル算出部１では、受信信号から所定距離分解能に相当する部分を切り出し、それをフーリエ変換（具体的手段としては、ＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）処理）することにより、パワースペクトルを算出し、積分処理部２へと出力する。

積分処理部２では、スペクトル算出部１から入力されたパワースペクトルを格納し、予め設定した所定数分のパワースペクトルを用いて積分（インコヒーレント積分）処理を行い、積分後のパワースペクトルをドップラ情報算出部３へ出力する。ドップラ情報算出部３では、積分処理部２から入力された積分後のパワースペクトルに対して、モーメント法により、信号強度、ドップラ速度、ドップラ速度幅といったドップラ情報を算出し、動揺補正部８へ出力する。なお、ここでは、モーメント法により視線方向のドップラ情報を得ているが、積分前のパルス間の位相の変化量からドップラ情報を得るパルスペア法などを用いてもよい。

アンテナ制御部４では、予め設定した仰角、方位角及びアンテナ走査速度といったアンテナ走査諸元に基づきアンテナを制御するとともに、所定時間間隔で実際にアンテナが指向している仰角方向、方位角方向からなるビーム走査角情報を検知し、動揺補正点算出部７へ出力する。動揺検出部５では、ジャイロセンサや磁気コンパス、ＧＰＳなどによって検知したプラットフォームの位置、方位、プラットフォームのロール角、ピッチ角、ヨー角及び、各軸方向の角速度、角加速度といった動揺情報を、所定時間間隔毎に動揺補正点算出部７へ出力する。なお、動揺情報の出力間隔は、ドップラ情報算出部３が出力するドップラ情報の出力間隔と同等かそれ以下とする。ビーム方向設定部６では、予め設定したアンテナ走査諸元や風計測装置の諸元（パルス幅、パルス繰り返し周期など）に基づき、風情報算出部９において１回の風情報を算出するのに必要な１回の観測周期における視線方向成分のビーム指向方向や、距離情報を算出し、動揺補正点算出部７へ出力する。

動揺補正点算出部７では、アンテナ制御部４からのビーム走査角情報、動揺検出部５からの動揺情報、ビーム方向設定部６からのビーム指向・距離情報に基づき、動揺によって実際に指向しているビーム方向と、風情報算出部９で必要となる所定ビーム方向との角度差を算出し、その後、最も角度差が小さい方向を選択し、その方位情報と動揺情報を動揺補正部８へ出力する。このとき、角度差は、予め設定した所定のビーム方向と、動揺後実際に指向したビーム方向との内積から求めることができる。

動揺補正部８では、動揺補正点算出部７から入力された補正前後ビーム走査角情報と、ドップラ情報算出部３から入力されたドップラ情報を用いて、動揺後の視線方向成分を、所定方向へ射影することにより、動揺補正後の視線方向成分を計算し、風情報算出部９へ出力する。このとき、視線方向の射影には、例えば、非特許文献１に記載されている３軸（ロール、ピッチ、ヨー角）方向の回転演算と、動揺前後の角度を用いた射影演算を用いる。動揺前後の角度は、動揺補正点算出部７の出力結果から得られる。
最後に、風情報算出部９では、動揺補正後の各視線方向のドップラ速度及び、ビーム走査角を用いて、例えばＶＡＤ演算処理により、所定観測領域の風向風速を算出する。

次に、動揺補正に係る問題点と、実施の形態１による動揺補正の動作を、概念図を用いて説明する。
図２は、風計測装置による風計測の模式図である。同図のように、風計測装置が、ロール、ピッチ、ヨー、サージ、スウェイ、ヒーブといった動揺を受ける状況を仮定する。
図３は、動揺の影響を受けた視線方向成分を補正する処理を模式的に示したものである。
同図において、上段の（ａ）は動揺が比較的小さい場合を現し、下段の（ｂ）は動揺が比較的大きい場合を表す。なお、ここでは説明を簡素化するため、並進運動については省略している。

上段（ａ）のように、動揺が比較的小さい場合には、動揺検出部５から得られる動揺角を用いて動揺分を相殺するように回転・射影することで、動揺の影響を除去した視線方向成分が得られる。しかし、下段（ｂ）のように、動揺が比較的大きい場合には、動揺後、実際に計測した観測方向（観測点）と所望観測方向（観測点）との空間的な距離差が大きくなり、風情報算出の際に仮定する所定観測領域内の風の一様性が成立しなくなり、風推定精度が劣化する可能性がある。更に、動揺後の視線方向と元の視線方向とのなす角が直交する場合には、補正そのものができなくなる。

図４は、実施の形態１による動揺補正の模式図である。同図において、記号（１）〜（８）は、予め設定した視線方向とその取得順序、記号Ａ〜Ｃは、動揺の影響を受け実際に指向した視線方向とその順序である。なお、記号Ｄ以降は省略している。
まず、本来（１）の方向の視線方向成分を得られるべきときに、動揺により視線方向成分Ａが得られたとすると、動揺補正点算出部７において、所定視線方向（１）を動揺角分回転させて視線方向Ａの角度を算出する。次に、視線方向Ａの角度と、予め算出した（１）〜（８）の視線方向の角度それぞれとの内積から、視線方向Ａと、所定視線方向（１）〜（８）それぞれとのなす角を算出する。その後、なす角が最も小さく、視線方向Ａに最も近い所定視線方向成分を抽出する。図４の例では、視線方向（６）が抽出される。その後、視線方向Ａの角度と視線方向（６）の角度が、動揺補正部８へ出力され、動揺補正部８において、速度成分を視線方向（６）に射影することにより、風情報算出部９において必要な視線方向成分を得る。同様に、視線方向Ｂは視線方向（５）へ、視線方向Ｃは視線方向（８）へそれぞれ射影する。

なお、以上の処理により、視線方向（１）〜（８）すべてに対応する視線方向成分が得られなかったとしても、ＶＡＤ処理ではすべての方位の視線方向成分を必要としないため、風情報算出部９では、適切な算出結果が得られる。

このように、実施の形態１では、動揺後の視線方向成分を、所定視線方向のうち、最も近い方向の視線方向成分に射影するように構成されているので、動揺が比較的大きく、動揺後の視線方向と所定視線方向の角度が大きくなった場合でも精度の良い動揺補正ができる。

以上説明したように、実施の形態１の風計測装置によれば、空間に電磁波もしくは音波を放射し、目標物で反射されて受信される受信信号のドップラ周波数から得られるドップラ速度に基づいて、遠隔点の風向風速を計測する風計測装置であって、受信信号を周波数変換してドップラスペクトルを算出するスペクトル算出部と、ドップラスペクトルをインコヒーレント積分する積分処理部と、積分後のドップラスペクトルから、信号強度とドップラ速度とドップラ速度幅とのうち、少なくとも一つを含むドップラ情報を推定するドップラ情報算出部と、所定アンテナ制御諸元に基づいて、電磁波もしくは音波を放射するためのアンテナを制御し、ビーム走査するとともに、所定時間間隔でビーム走査角情報を出力するアンテナ制御部と、電磁波もしくは音波を放射する放射手段と目標物で反射された信号を受信する受信手段とを保持するプラットフォームの動揺角、角速度、角加速度のうち少なくとも一つを含む動揺情報を検出する動揺検出部と、所定観測領域を、所定アンテナ制御諸元に基づいてアンテナを制御しビーム走査した際に得られる視線方向及び距離情報を算出するビーム方向設定部と、ビーム走査角情報と、動揺情報と、視線方向及び距離情報とを用いて、本来指向している視線方向と、実際に指向している視線方向である動揺後視線方向とを求め、かつ、動揺後視線方向に最も近い本来指向している視線方向を最近視線方向として算出する動揺補正点算出部と、動揺後視線方向の視線方向成分を、最近視線方向に射影し、射影した視線方向成分に基づいてドップラ情報を補正し、動揺補正後ドップラ速度を算出する動揺補正部と、動揺補正後ドップラ速度と、ビーム走査角情報に基づき、所定観測領域の風向と風速のうち少なくとも一方を含む風情報を算出する風情報算出部とを備えたので、動揺補正後の視線方向成分の精度の劣化を低減し、風計測精度を確保することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、動揺後のビーム視線方向に最も近い所定ビーム視線方向に速度成分を射影していたが、所定視線方向ではなく、風向風速を一様とみなしている所定観測領域内の最も近い観測方向に射影することもでき、このような例を実施の形態２として説明する。

図５は、実施の形態２を実現するブロック構成図を示したものである。同図において、観測領域設定部１０は、予め設定した所定観測領域を算出し、出力する処理部であり、最近動揺補正点算出部１１は、アンテナ制御部４からのビームの仰角、方位角情報と、動揺検出部５からのプラットフォームの動揺情報と、ビーム方向設定部６からの所定ビーム方向情報と、観測領域設定部１０からの観測領域情報を用いて、動揺の影響を受け実際に観測している観測方向（点）に最も近い観測領域内の観測方向（点）を算出する処理部である。その他の構成は図１に示した実施の形態１と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。

次に、実施の形態２の動作について説明する。なお、実施の形態１と同一部分の処理については説明を省略し、実施の形態１とは異なる部分について説明を行う。
観測領域設定部１０では、予め設定したアンテナ走査諸元や風計測装置の諸元（パルス幅、パルス繰り返し周期など）に基づき、風情報算出部９において１回の風情報を算出するのに必要な１回の観測周期における観測領域を算出し、最近動揺補正点算出部１１に出力する。ＶＡＤの場合、観測領域は円（走査円）によって表される。
次に、最近動揺補正点算出部１１では、アンテナ制御部４からのビーム走査角情報、動揺検出部５からの動揺情報、観測領域設定部１０からの観測領域情報に基づき、動揺によって実際に指向しているビーム方向に最も近い観測領域内のビーム方向を算出し、その方位情報と動揺情報を動揺補正部８へ出力する。

図６は、本実施の形態２による動揺補正の動作を模式的に示したものである。本実施の形態では、動揺後の各視線方向成分を、円で表した所定観測領域上の最も近い観測方向（点）へ射影する。
最も近い観測方向の求め方としては、例えば、レンジビン毎に、動揺後の観測点（レンジビン）から等距離のレンジビンで構成した走査円の円周に下ろした垂線の足を求める方法がある。また、異なる最も近い観測方向の求め方としては、例えば、所定観測領域上に、当初の所定観測方向よりも短い間隔で観測方向を設け、その各々の観測点と、動揺後の視線方向とのなす角が最も小さくなる観測点を抽出する方法がある。

このように、実施の形態２では、動揺後の視線方向成分を、所定観測領域内の最も近い観測点へ射影するように補正するので、両者のなす角が最も小さくなり、補正後の視線方向成分の精度の劣化を最も低減することができ、それにより風向風速推定精度の劣化を最も低減することができる。

以上説明したように、実施の形態２の風計測装置によれば、空間に電磁波もしくは音波を放射し、目標物で反射されて受信される受信信号のドップラ周波数から得られるドップラ速度に基づいて、遠隔点の風向風速を計測する風計測装置であって、受信信号を周波数変換してドップラスペクトルを算出するスペクトル算出部と、ドップラスペクトルをインコヒーレント積分する積分処理部と、積分後のドップラスペクトルから、信号強度とドップラ速度とドップラ速度幅とのうち、少なくとも一つを含むドップラ情報を推定するドップラ情報算出部と、所定アンテナ制御諸元に基づいて、電磁波もしくは音波を放射するためのアンテナを制御し、ビーム走査するとともに、所定時間間隔でビーム走査角情報を出力するアンテナ制御部と、電磁波もしくは音波を放射する放射手段と目標物で反射された信号を受信する受信手段とを保持するプラットフォームの動揺角、角速度、角加速度のうち少なくとも一つを含む動揺情報を検出する動揺検出部と、所定観測領域を、所定アンテナ制御諸元に基づいてアンテナを制御しビーム走査した際に得られる視線方向及び距離情報を算出するビーム方向設定部と、所定アンテナ制御諸元に基づいて所定観測領域を算出し、これを所定観測領域情報として出力する観測領域設定部と、ビーム走査角情報と、動揺情報と、視線方向及び距離情報と、所定観測領域情報とを用いて、本来指向している所定観測領域上の視線方向と、実際に指向している視線方向である動揺後視線方向とを求めると共に、動揺後視線方向に最も近い所定観測領域上の視線方向を最近視線方向として算出する最近動揺補正点算出部と、動揺後視線方向の視線方向成分を、最近視線方向に射影し、射影した視線方向成分に基づいてドップラ情報を補正し、動揺補正後ドップラ速度を算出する動揺補正部と、動揺補正後ドップラ速度と、ビーム走査角情報に基づき、所定観測領域の風向と風速のうち少なくとも一方を含む風情報を算出する風情報算出部とを備えたので、動揺補正後の視線方向成分の精度の劣化を低減し、風計測精度を確保することができる。

実施の形態３．
実施の形態１及び実施の形態２では、動揺後のビーム視線方向（点）に近い所定ビーム視線方向（点）に速度成分を射影していたが、最も近い高度の視線方向成分を射影させることもでき、これを実施の形態３として次に説明する。

図７は、このような実施の形態３を実現するブロック構成図を示したものである。同図において、最近高度動揺補正点算出部１２は、アンテナ制御部４からのビームの仰角、方位角情報と、動揺検出部５からのプラットフォームの動揺情報と、ビーム方向設定部６からの所定視線方向情報を用いて、動揺の影響を受け実際に観測している観測方向（点）に最も近い観測領域内の観測方向（点）で、かつ、高度が最も近い観測点を算出する処理部である。その他の構成は図１に示した実施の形態１と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。

次に、実施の形態３の動作について説明する。
最近高度動揺補正点算出部１２では、アンテナ制御部４からのビーム走査角情報、動揺検出部５からの動揺情報、ビーム方向設定部６からのビーム指向・距離情報に基づき、動揺によって実際に指向しているビーム方向と、風情報算出部９で必要となる所定ビーム方向との角度差を算出し、その後、最も角度差が小さい方向を選択する。また、動揺後の観測値から得られる高度と、所定ビーム方向を観測する際に得られる所定観測点（レンジビン）の高度を算出する。最後に、動揺前後の視線方向と、各高度情報を動揺補正部８へ出力する。

図８は、本実施の形態３による動揺補正の動作を模式的に示したものである。実施の形態１もしくは、実施の形態２では、動揺補正によって各レンジビンの速度成分が、それと対応する最も近いレンジビンへと射影される（破線）。一方、本実施の形態では、実線矢印のように、高度が最も近い点へと射影される。

一般に、風は、鉛直風に比べ水平風が卓越しており、また、水平風は高度によって変化するといわれていることから、高度の近い観測値で補正することにより、風の高度方向の分布をより精度良く再現できる可能性がある。

このように、実施の形態３では、動揺後の視線方向成分を、最も近い所定観測方向で、かつ、最も近い高度の成分を用いて補正を行うので、風の高度方向の分布を精度良く再現でき、動揺がある場合でも所望観測領域の風向風速を正しく推定することができる。

以上説明したように、実施の形態３の風計測装置によれば、空間に電磁波もしくは音波を放射し、目標物で反射されて受信される受信信号のドップラ周波数から得られるドップラ速度に基づいて、遠隔点の風向風速を計測する風計測装置であって、受信信号を周波数変換してドップラスペクトルを算出するスペクトル算出部と、ドップラスペクトルをインコヒーレント積分する積分処理部と、積分後のドップラスペクトルから、信号強度とドップラ速度とドップラ速度幅とのうち、少なくとも一つを含むドップラ情報を推定するドップラ情報算出部と、所定アンテナ制御諸元に基づいて、電磁波もしくは音波を放射するためのアンテナを制御し、ビーム走査するとともに、所定時間間隔でビーム走査角情報を出力するアンテナ制御部と、電磁波もしくは音波を放射する放射手段と目標物で反射された信号を受信する受信手段とを保持するプラットフォームの動揺角、角速度、角加速度のうち少なくとも一つを含む動揺情報を検出する動揺検出部と、所定観測領域を、所定アンテナ制御諸元に基づいてアンテナを制御しビーム走査した際に得られる視線方向及び距離情報を算出するビーム方向設定部と、ビーム走査角情報と、動揺情報と、視線方向及び距離情報とを用いて、本来指向している視線方向または所定観測領域上の視線方向と、実際に指向している視線方向である動揺後視線方向とを求めると共に、動揺後視線方向に最も近い視線方向で、かつ、動揺後視線方向に最も近い高度の視線方向を最近視線方向として算出する最近高度動揺補正点算出部と、動揺後視線方向の視線方向成分を、最近視線方向に射影し、射影した視線方向成分に基づいてドップラ情報を補正し、動揺補正後ドップラ速度を算出する動揺補正部と、動揺補正後ドップラ速度と、ビーム走査角情報に基づき、所定観測領域の風向と風速のうち少なくとも一方を含む風情報を算出する風情報算出部とを備えたので、動揺補正後の視線方向成分の精度の劣化を低減し、風計測精度を確保することができる。

実施の形態４．
実施の形態１〜実施の形態３では、動揺後のビーム視線方向（点）を所定観測領域内の近い方向（点）へ射影していたが、動揺後の各ビーム視線方向に合わせて観測領域を設定し、新たな観測領域内の近い方向（点）へ射影することもでき、これを実施の形態４として次に説明する。

図９は、このような実施の形態４を実現するブロック構成図を示したものである。同図において、新観測領域設定部１３は、アンテナ制御部４からのビームの仰角、方位角情報と、動揺検出部５からのプラットフォームの動揺情報と、ビーム方向設定部６からの所定視線方向情報を用いて、動揺により実際に指向して得た視線方向によって新たな観測領域を設定し、それを動揺補正点算出部７ａへ出力する処理部である。また、動揺補正点算出部７ａは、アンテナ制御部４からの仰角、方位角情報と、動揺検出部５からのプラットフォームの動揺情報と、ビーム方向設定部６からの所定観測点情報と、新観測領域設定部１３からの観測領域情報とを用いて、動揺の影響を受け実際に観測している観測方位を補正すべき所定観測点を算出し、出力する処理部である。その他の構成は図１に示した実施の形態１と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。

次に、実施の形態４の動作について説明する。
新観測領域設定部１３では、アンテナ制御部４からのビームの仰角、方位角情報と、動揺検出部５からのプラットフォームの動揺情報と、ビーム方向設定部６からの所定視線方向情報を用いて、動揺によって実際に指向した方位を蓄積する。その後、１回の風情報（風向風速）を算出するタイミングで、それまで蓄積していた実観測方向に対して、センサ位置を中心とする新たな観測領域（円）を想定し、最も各観測方向に近くなる観測領域を新観測領域として、動揺補正点算出部７ａへ出力する。

図１０は、本実施の形態４による動揺補正の動作を模式的に示したものである。同図において、破線は所定観測領域（円）、一点鎖線は、新観測領域（円）を示す。所定観測領域の視線方向データを取得中に、動揺により、それとは離れた視線方向の観測値が得られたとすると、新観測領域設定部１３では、得られた視線方向成分を、センサ位置を中心とし、仰角の異なる観測領域に対してフィッティングを行い、最もよく合致する観測領域を新観測領域として抽出する。その後、動揺補正点算出部７ａにおいて、実際に指向した視線方向成分と、新観測領域内の視線方向成分とのなす角を算出し、最もなす角が小さい視線方向へ射影して、動揺補正後の視線方向成分を得る。
このとき、新観測領域の抽出の仕方としては、例えば、任意の観測領域と、実視線方向を用いた最小二乗法による方法が考えられる。

このように、実施の形態４では、動揺後に取得した視線方向成分に最も合致する観測領域に各観測値を射影することから、補正量が最小となり、補正後の各視線方向成分の誤差を最小とすることができ、最終的な風情報（風向風速）の精度劣化を低減することができる。

以上説明したように、実施の形態４の風計測装置によれば、空間に電磁波もしくは音波を放射し、目標物で反射されて受信される受信信号のドップラ周波数から得られるドップラ速度に基づいて、遠隔点の風向風速を計測する風計測装置であって、受信信号を周波数変換してドップラスペクトルを算出するスペクトル算出部と、ドップラスペクトルをインコヒーレント積分する積分処理部と、積分後のドップラスペクトルから、信号強度とドップラ速度とドップラ速度幅とのうち、少なくとも一つを含むドップラ情報を推定するドップラ情報算出部と、所定アンテナ制御諸元に基づいて、電磁波もしくは音波を放射するためのアンテナを制御し、ビーム走査するとともに、所定時間間隔でビーム走査角情報を出力するアンテナ制御部と、電磁波もしくは音波を放射する放射手段と、目標物で反射された信号を受信する受信手段とを保持するプラットフォームの動揺角、角速度、角加速度のうち少なくとも一つを含む動揺情報を検出する動揺検出部と、所定観測領域を、所定アンテナ制御諸元に基づいてアンテナを制御しビーム走査した際に得られる視線方向及び距離情報を算出するビーム方向設定部と、ビーム走査角情報と、動揺情報と、ビーム指向・距離情報に基づき、実際に指向している視線方向に対応した新たな観測領域を算出し、これを新観測領域情報として出力する新観測領域設定部と、ビーム走査角情報と、動揺情報と、視線方向及び距離情報と、新観測領域情報とを用いて、実際に指向している視線方向である動揺後視線方向に最も近い新観測領域上の視線方向を最近視線方向として算出する動揺補正点算出部と、動揺後視線方向の視線方向成分を、最近視線方向に射影し、射影した視線方向成分に基づいてドップラ情報を補正し、動揺補正後ドップラ速度を算出する動揺補正部と、動揺補正後ドップラ速度と、ビーム走査角情報に基づき、所定観測領域の風向と風速のうち少なくとも一方を含む風情報を算出する風情報算出部とを備えたので、動揺補正後の視線方向成分の精度の劣化を低減し、風計測精度を確保することができる。

実施の形態５．
以上の実施の形態１〜実施の形態４では、風計測装置は、所定アンテナ走査諸元に基づいてアンテナを走査し、観測値を得ていたが、動揺の状況により、アンテナ走査諸元を変更することもでき、これを実施の形態５として次に説明する。

図１１は、このような実施の形態を実現するブロック構成図を示したものである。同図において、新観測諸元設定部１４は、アンテナ制御部４からのビームの仰角、方位角情報と、動揺検出部５からのプラットフォームの動揺情報と、ビーム方向設定部６からの所定視線方向情報を用いて、動揺により実際に指向して得た視線方向と、所定観測領域との適合性を判定し、動揺後の視線方向成分が所定観測領域内に収まるように新たな観測諸元を算出し、アンテナ制御部４へ出力する処理部である。また、新観測諸元設定部１４は新たな観測諸元を観測領域情報として動揺補正点算出部７ｂに出力するよう構成されている。動揺補正点算出部７ｂは、アンテナ制御部４からの仰角、方位角情報と、動揺検出部５からのプラットフォームの動揺情報と、ビーム方向設定部６からの所定観測点情報と、新観測諸元設定部１４からの観測領域情報とを用いて、動揺の影響を受け実際に観測している観測方位を補正すべき所定観測点を算出し、出力する処理部である。その他の構成は図１に示した実施の形態１と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。

次に、実施の形態５の動作について説明する。
新観測諸元設定部１４は、アンテナ制御部４からのビームの仰角、方位角情報と、動揺検出部５からのプラットフォームの動揺情報と、ビーム方向設定部６からの所定視線方向情報を用いて、各軸方向の動揺成分を算出する。その後、その動揺成分を打ち消すようにビーム指向方向を算出し、それをアンテナ制御部４へ出力する。ここで、動揺成分を打ち消すビーム指向とは、各軸方向の動揺成分（動揺角）の平均もしくは総和が０度もしくは所定値以下となるようなビーム指向である。動揺補正点算出部７ｂでは、新観測諸元設定部１４からの観測領域情報に基づいて動揺補正後の視線方向成分を得るが、アンテナ制御部４で、動揺成分を打ち消すようにビーム指向方向の制御を行うため、高い精度を必要としない場合等では新観測諸元設定部１４の出力を用いなくても良い。

このように、実施の形態５では、動揺の状況に応じて、その影響を打ち消すようなアンテナ制御を行うように構成しているので、視線方向成分の回転・射影による補正量を小さくすることができ、補正に係る誤差を軽減することができる。また、動揺の状況に応じてアンテナ制御を行うように構成しているので、視線方向成分の動揺補正量を動揺の状況によらず概ね一定に保つことができるようになり、風情報（風向風速）算出結果の精度を一定に保つことができるようになる。

以上説明したように、実施の形態５の風計測装置によれば、ビーム走査角情報と、動揺情報と、ビーム指向・距離情報に基づき、実際に指向している視線方向と本来指向している視線方向との視線方向成分の差である動揺成分を算出し、動揺成分を打ち消す方向のビーム指向方向を算出する新観測諸元設定部を備え、アンテナ制御部は、ビーム指向方向に基づいてアンテナを制御するようにしたので、実施の形態１〜４の風計測装置の効果に加えて、視線方向成分の回転・射影による補正量を小さくすることができる。

実施の形態６．
以上の実施の形態１〜実施の形態５では、動揺の大小に係わらず視線方向成分を所定観測領域内のできるだけ近い観測点へ補正することで、風情報算出のための視線方向成分を得ていたが、補正量が多い場合は、完全に動揺成分を相殺できず、視線方向成分の推定に誤差が生じ、その結果、風情報推定結果が劣化する。また、観測領域の空間一様性の仮定が成立しなくなり、その結果、風情報推定結果が劣化する。そこで、得られた動揺情報もしくは、取得した視線方向成分観測値から、風情報算出処理を行うかどうかを判断するようにしてもよく、これを実施の形態６として次に説明する。

図１２は、このような実施の形態６を実現するブロック構成図を示したものである。同図において、絶対動揺成分算出部１５は、アンテナ制御部４からのビーム走査角情報と、動揺検出部５からの動揺情報と、ビーム方向設定部６からのビーム指向・距離情報を用いて、プラットフォームの絶対動揺情報を算出し、視線方向成分有効性判定部１６へ出力する処理部であり、視線方向成分有効性判定部１６は、ドップラ情報算出部３からのドップラ情報と、動揺補正部８からの補正後ドップラ速度・ビーム走査角情報、絶対動揺成分算出部１５からの絶対動揺情報などを用いて、得られた視線方向成分を風情報算出に使用できるかどうかを判定する処理部である。その他の構成は図１に示した実施の形態１と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。

次に、実施の形態６の動作について説明する。
絶対動揺成分算出部１５では、アンテナ制御部４からのビーム走査角情報、動揺検出部５からの動揺情報、ビーム方向設定部６からのビーム指向・距離情報に基づき、動揺によって実際に指向しているビーム方向、すなわち、絶対動揺成分を算出し、視線方向成分有効性判定部１６へ出力する。なお、これは動揺補正点算出部の一部の機能と同様であるため、両者を統一することもできる。

次に、視線方向成分有効性判定部１６では、絶対動揺成分算出部１５から得られる絶対動揺情報や、ドップラ情報算出部３から得られるドップラ情報から動揺の状況を判断し、視線方向成分が風情報算出に使用できる品質かどうかを判定する。

視線方向成分有効性判定の方法としては、絶対動揺情報として得られる動揺角を所定閾値と比較し、閾値を超える場合は、動揺が大きく、視線方向成分の品質が悪いと判断し、風情報算出部９への出力を止める方法がある。

また、異なる視線方向成分有効性判定の方法としては、絶対動揺情報として一視線方向成分を得る間の動揺角の角速度及び／もしくは角加速度を出力するようにして、その値と所定閾値と比較し、閾値を超える場合は、視線方向成分を得る中で動揺の変化が大きかったと判断し、風情報算出部９への出力を止める方法がある。

また、異なる視線方向成分有効性判定の方法としては、絶対動揺情報として得られる並進運動成分を所定閾値と比較し、閾値を超える場合は、観測領域内が拡大し、風の空間一様性の仮定が成立しないと判断し、風情報算出部９への出力を止める方法がある。

また、異なる視線方向成分有効性判定の方法としては、ドップラ情報として得られる信号強度を所定閾値と比較し、閾値を下回る場合は、視線方向成分取得中に、動揺が大きかったため、ドップラ成分が積み上がらず信号強度が低下したと判断し、風情報算出部９への出力を止める方法がある。

また、異なる視線方向成分有効性判定の方法としては、ドップラ情報として得られるドップラ速度幅を所定閾値と比較し、閾値を超える場合は、視線方向成分取得中に、動揺が大きかったため、ドップラ速度幅が拡がったと判断し、風情報算出部９への出力を止める方法がある。

また、異なる視線方向成分有効性判定の方法としては、動揺補正後の視線方向成分の空間的な偏りを用いる方法がある。視線方向成分の空間的な偏りを表す指標としては、例えば、ある高度もしくは距離における視線方向成分の水平面内の重心点を算出し、その重心点位置とセンサ位置とを比較し、所定距離を越える場合は、視線方向成分が観測領域内で偏り、風情報算出結果に誤差が乗る可能性が高いと判断し、風情報算出部９への出力を止める方法がある。

このように、実施の形態６では、絶対動揺成分や、ドップラ情報や、視線方向成分の空間的な偏りにより、得られた視線方向成分を風情報算出に使用するか否かを判定しているので、動揺が大きく、視線方向成分の品質が劣化した場合はそれらを棄却でき、風情報算出結果の精度の劣化を低減することができる。

以上説明したように、実施の形態６の風計測装置によれば、本来指向している視線方向と、実際に指向している視線方向の角度が所定値以上である場合、動揺補正部における補正前のドップラ情報を選択する視線方向成分有効性判定部を備え、かつ、風情報算出部は、所定値以上である場合、動揺補正部から出力される動揺補正後ドップラ速度に代えて、視線方向成分有効性判定部の出力を用いるようにしたので、風情報算出結果の精度の劣化を低減することができる。

また、実施の形態６の風計測装置によれば、動揺検出部で動揺情報を検出するための一視線方向成分を得る間の角速度と角加速度のうち少なくともいずれか一方が所定閾値以上の場合、動揺補正部における補正前のドップラ情報を選択する視線方向成分有効性判定部を備え、かつ、風情報算出部は、所定閾値以上である場合、動揺補正部から出力される動揺補正後ドップラ速度に代えて、視線方向成分有効性判定部の出力を用いるようにしたので、風情報算出結果の精度の劣化を低減することができる。

また、実施の形態６の風計測装置によれば、プラットフォームの並進距離が所定の閾値以上であった場合、動揺補正部における補正前のドップラ情報を選択する視線方向成分有効性判定部を備え、かつ、風情報算出部は、所定の閾値以上である場合、動揺補正部から出力される動揺補正後ドップラ速度に代えて、視線方向成分有効性判定部の出力を用いるようにしたので、風情報算出結果の精度の劣化を低減することができる。

また、実施の形態６の風計測装置によれば、ドップラ情報算出部で求めたドップラ情報の信号強度が所定閾値未満であった場合、動揺補正部における補正前のドップラ情報を選択する視線方向成分有効性判定部を備え、かつ、風情報算出部は、所定閾値未満であった場合、動揺補正部から出力される動揺補正後ドップラ速度に代えて、視線方向成分有効性判定部の出力を用いるようにしたので、風情報算出結果の精度の劣化を低減することができる。

また、実施の形態６の風計測装置によれば、ドップラ情報算出部で求めたドップラ速度幅が所定閾値以上であった場合、動揺補正部における補正前のドップラ情報を選択する視線方向成分有効性判定部を備え、かつ、風情報算出部は、所定閾値以上である場合、動揺補正部から出力される動揺補正後ドップラ速度に代えて、視線方向成分有効性判定部の出力を用いるようにしたので、風情報算出結果の精度の劣化を低減することができる。

また、実施の形態６の風計測装置によれば、動揺補正部における動揺補正後の視線方向成分の空間的偏りが所定閾値以上の場合、動揺補正部における補正前のドップラ情報を選択する視線方向成分有効性判定部を備え、かつ、風情報算出部は、所定閾値以上である場合、動揺補正部から出力される動揺補正後ドップラ速度に代えて、視線方向成分有効性判定部の出力を用いるようにしたので、風情報算出結果の精度の劣化を低減することができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１スペクトル算出部、２積分処理部、３ドップラ情報算出部、４アンテナ制御部、５動揺検出部、６ビーム方向設定部、７，７ａ，７ｂ動揺補正点算出部、８動揺補正部、９風情報算出部、１０観測領域設定部、１１最近動揺補正点算出部、１２最近高度動揺補正点算出部、１３新観測領域設定部、１４新観測諸元設定部、１５絶対動揺成分算出部、１６視線方向成分有効性判定部。

Claims

空間に電磁波もしくは音波を放射し、目標物で反射されて受信される受信信号のドップラ周波数から得られるドップラ速度に基づいて、遠隔点の風向風速を計測する風計測装置であって、
前記受信信号を周波数変換してドップラスペクトルを算出するスペクトル算出部と、
前記ドップラスペクトルをインコヒーレント積分する積分処理部と、
前記積分後のドップラスペクトルから、信号強度とドップラ速度とドップラ速度幅とのうち、少なくとも一つを含むドップラ情報を推定するドップラ情報算出部と、
所定アンテナ制御諸元に基づいて、前記電磁波もしくは音波を放射するためのアンテナを制御し、ビーム走査するとともに、所定時間間隔でビーム走査角情報を出力するアンテナ制御部と、
前記電磁波もしくは音波を放射する放射手段と前記目標物で反射された信号を受信する受信手段とを保持するプラットフォームの動揺角、角速度、角加速度のうち少なくとも一つを含む動揺情報を検出する動揺検出部と、
所定観測領域を、前記所定アンテナ制御諸元に基づいてアンテナを制御しビーム走査した際に得られる視線方向及び距離情報を算出するビーム方向設定部と、
前記ビーム走査角情報と、前記動揺情報と、前記視線方向及び距離情報とを用いて、本来指向している視線方向と、実際に指向している視線方向である動揺後視線方向とを求め、かつ、前記動揺後視線方向に最も近い前記本来指向している視線方向を最近視線方向として算出する動揺補正点算出部と、
前記動揺後視線方向の視線方向成分を、前記最近視線方向に射影し、当該射影した視線方向成分に基づいて前記ドップラ情報を補正し、動揺補正後ドップラ速度を算出する動揺補正部と、
前記動揺補正後ドップラ速度と、前記ビーム走査角情報に基づき、前記所定観測領域の風向と風速のうち少なくとも一方を含む風情報を算出する風情報算出部とを備えたことを特徴とする風計測装置。
空間に電磁波もしくは音波を放射し、目標物で反射されて受信される受信信号のドップラ周波数から得られるドップラ速度に基づいて、遠隔点の風向風速を計測する風計測装置であって、
前記受信信号を周波数変換してドップラスペクトルを算出するスペクトル算出部と、
前記ドップラスペクトルをインコヒーレント積分する積分処理部と、
前記積分後のドップラスペクトルから、信号強度とドップラ速度とドップラ速度幅とのうち、少なくとも一つを含むドップラ情報を推定するドップラ情報算出部と、
所定アンテナ制御諸元に基づいて、前記電磁波もしくは音波を放射するためのアンテナを制御し、ビーム走査するとともに、所定時間間隔でビーム走査角情報を出力するアンテナ制御部と、
前記電磁波もしくは音波を放射する放射手段と前記目標物で反射された信号を受信する受信手段とを保持するプラットフォームの動揺角、角速度、角加速度のうち少なくとも一つを含む動揺情報を検出する動揺検出部と、
所定観測領域を、前記所定アンテナ制御諸元に基づいてアンテナを制御しビーム走査した際に得られる視線方向及び距離情報を算出するビーム方向設定部と、
前記所定アンテナ制御諸元に基づいて前記所定観測領域を算出し、これを所定観測領域情報として出力する観測領域設定部と、
前記ビーム走査角情報と、前記動揺情報と、前記視線方向及び距離情報と、前記所定観測領域情報とを用いて、本来指向している前記所定観測領域上の視線方向と、実際に指向している視線方向である動揺後視線方向とを求めると共に、前記動揺後視線方向に最も近い前記所定観測領域上の視線方向を最近視線方向として算出する最近動揺補正点算出部と、
前記動揺後視線方向の視線方向成分を、前記最近視線方向に射影し、当該射影した視線方向成分に基づいて前記ドップラ情報を補正し、動揺補正後ドップラ速度を算出する動揺補正部と、
前記動揺補正後ドップラ速度と、前記ビーム走査角情報に基づき、所定観測領域の風向と風速のうち少なくとも一方を含む風情報を算出する風情報算出部とを備えたことを特徴とする風計測装置。
空間に電磁波もしくは音波を放射し、目標物で反射されて受信される受信信号のドップラ周波数から得られるドップラ速度に基づいて、遠隔点の風向風速を計測する風計測装置であって、
前記受信信号を周波数変換してドップラスペクトルを算出するスペクトル算出部と、
前記ドップラスペクトルをインコヒーレント積分する積分処理部と、
前記積分後のドップラスペクトルから、信号強度とドップラ速度とドップラ速度幅とのうち、少なくとも一つを含むドップラ情報を推定するドップラ情報算出部と、
所定アンテナ制御諸元に基づいて、前記電磁波もしくは音波を放射するためのアンテナを制御し、ビーム走査するとともに、所定時間間隔でビーム走査角情報を出力するアンテナ制御部と、
前記電磁波もしくは音波を放射する放射手段と前記目標物で反射された信号を受信する受信手段とを保持するプラットフォームの動揺角、角速度、角加速度のうち少なくとも一つを含む動揺情報を検出する動揺検出部と、
所定観測領域を、前記所定アンテナ制御諸元に基づいてアンテナを制御しビーム走査した際に得られる視線方向及び距離情報を算出するビーム方向設定部と、
前記ビーム走査角情報と、前記動揺情報と、前記視線方向及び距離情報とを用いて、本来指向している視線方向または前記所定観測領域上の視線方向と、実際に指向している視線方向である動揺後視線方向とを求めると共に、前記動揺後視線方向に最も近い視線方向で、かつ、前記動揺後視線方向に最も近い高度の視線方向を最近視線方向として算出する最近高度動揺補正点算出部と、
前記動揺後視線方向の視線方向成分を、前記最近視線方向に射影し、当該射影した視線方向成分に基づいて前記ドップラ情報を補正し、動揺補正後ドップラ速度を算出する動揺補正部と、
前記動揺補正後ドップラ速度と、前記ビーム走査角情報に基づき、所定観測領域の風向と風速のうち少なくとも一方を含む風情報を算出する風情報算出部とを備えたことを特徴とする風計測装置。
空間に電磁波もしくは音波を放射し、目標物で反射されて受信される受信信号のドップラ周波数から得られるドップラ速度に基づいて、遠隔点の風向風速を計測する風計測装置であって、
前記受信信号を周波数変換してドップラスペクトルを算出するスペクトル算出部と、
前記ドップラスペクトルをインコヒーレント積分する積分処理部と、
前記積分後のドップラスペクトルから、信号強度とドップラ速度とドップラ速度幅とのうち、少なくとも一つを含むドップラ情報を推定するドップラ情報算出部と、
所定アンテナ制御諸元に基づいて、前記電磁波もしくは音波を放射するためのアンテナを制御し、ビーム走査するとともに、所定時間間隔でビーム走査角情報を出力するアンテナ制御部と、
前記電磁波もしくは音波を放射する放射手段と、前記目標物で反射された信号を受信する受信手段とを保持するプラットフォームの動揺角、角速度、角加速度のうち少なくとも一つを含む動揺情報を検出する動揺検出部と、
所定観測領域を、前記所定アンテナ制御諸元に基づいてアンテナを制御しビーム走査した際に得られる視線方向及び距離情報を算出するビーム方向設定部と、
ビーム走査角情報と、動揺情報と、ビーム指向・距離情報に基づき、実際に指向している視線方向に対応した新たな観測領域を算出し、これを新観測領域情報として出力する新観測領域設定部と、
前記ビーム走査角情報と、前記動揺情報と、前記視線方向及び距離情報と、前記新観測領域情報とを用いて、実際に指向している視線方向である動揺後視線方向に最も近い前記新観測領域上の視線方向を最近視線方向として算出する動揺補正点算出部と、
前記動揺後視線方向の視線方向成分を、前記最近視線方向に射影し、当該射影した視線方向成分に基づいて前記ドップラ情報を補正し、動揺補正後ドップラ速度を算出する動揺補正部と、
前記動揺補正後ドップラ速度と、前記ビーム走査角情報に基づき、所定観測領域の風向と風速のうち少なくとも一方を含む風情報を算出する風情報算出部とを備えたことを特徴とする風計測装置。
ビーム走査角情報と、動揺情報と、ビーム指向・距離情報に基づき、実際に指向している視線方向と本来指向している視線方向との視線方向成分の差である動揺成分を算出し、当該動揺成分を打ち消す方向のビーム指向方向を算出する新観測諸元設定部を備え、
アンテナ制御部は、前記ビーム指向方向に基づいてアンテナを制御することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の風計測装置。
本来指向している視線方向と、実際に指向している視線方向の角度が所定値以上である場合、動揺補正部における補正前のドップラ情報を選択する視線方向成分有効性判定部を備え、
かつ、
風情報算出部は、前記所定値以上である場合、動揺補正部から出力される動揺補正後ドップラ速度に代えて、前記視線方向成分有効性判定部の出力を用いることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の風計測装置。
動揺検出部で動揺情報を検出するための一視線方向成分を得る間の角速度と角加速度のうち少なくともいずれか一方が所定閾値以上の場合、動揺補正部における補正前のドップラ情報を選択する視線方向成分有効性判定部を備え、
かつ、
風情報算出部は、前記所定閾値以上である場合、動揺補正部から出力される動揺補正後ドップラ速度に代えて、前記視線方向成分有効性判定部の出力を用いることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の風計測装置。
プラットフォームの並進距離が所定の閾値以上であった場合、動揺補正部における補正前のドップラ情報を選択する視線方向成分有効性判定部を備え、
かつ、
風情報算出部は、前記所定の閾値以上である場合、動揺補正部から出力される動揺補正後ドップラ速度に代えて、前記視線方向成分有効性判定部の出力を用いることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の風計測装置。
ドップラ情報算出部で求めたドップラ情報の信号強度が所定閾値未満であった場合、動揺補正部における補正前のドップラ情報を選択する視線方向成分有効性判定部を備え、
かつ、
風情報算出部は、前記所定閾値未満であった場合、動揺補正部から出力される動揺補正後ドップラ速度に代えて、前記視線方向成分有効性判定部の出力を用いることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の風計測装置。
ドップラ情報算出部で求めたドップラ速度幅が所定閾値以上であった場合、動揺補正部における補正前のドップラ情報を選択する視線方向成分有効性判定部を備え、
かつ、
風情報算出部は、前記所定閾値以上である場合、動揺補正部から出力される動揺補正後ドップラ速度に代えて、前記視線方向成分有効性判定部の出力を用いることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の風計測装置。
動揺補正部における動揺補正後の視線方向成分の空間的偏りが所定閾値以上の場合、動揺補正部における補正前のドップラ情報を選択する視線方向成分有効性判定部を備え、
かつ、
風情報算出部は、前記所定閾値以上である場合、動揺補正部から出力される動揺補正後ドップラ速度に代えて、前記視線方向成分有効性判定部の出力を用いることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の風計測装置。