JP6016529B2 - 合成開口レーダ装置 - Google Patents
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Description
また、非特許文献4に記載の方式では、目標速度のレーダ視線方向に直交する成分を推定することができるものの、演算量の多いFrFTの処理を実行する必要があるため、演算負荷が高いという課題があった。
図1はこの発明の実施の形態1に係る合成開口レーダ装置による観測のジオメトリを示す説明図である。
まず、図1を用いて、この発明の実施の形態1に係る合成開口レーダ装置の観測信号について説明する。
送受信アンテナ1a、受信アンテナ1b、受信アンテナ1cは、例えば同一のプラットフォーム(不図示)に搭載される。このとき、送受信アンテナ1a、受信アンテナ1b、受信アンテナ1cは、プラットフォームの進行方向と平行に並べるものとする。なお、送受信アンテナ1a、受信アンテナ1b、受信アンテナ1cは、同一のプラットフォームに搭載する必要はなく、別々のプラットフォームに搭載してもかまわないが、その場合、各プラットフォームは同じ軌道を、進行方向に一列に並んで移動するものとする。
アンテナを搭載するプラットフォームとしては、航空機、人工衛星、および車両などの移動体を使用するのが良い。以下では、プラットフォームとして航空機を想定し、航空機のジオメトリを念頭に説明を進めるが、本明細書で開示する技術は、航空機に限らず人工衛星および車両などのプラットフォームを用いた観測に適用することが可能であり、プラットフォームの種類を限定するものではない。
ただし、R0[m]は、時刻η=0における送受信アンテナ1aと移動目標100との距離であり、次式(3)で定義される。
また、vc0[m]は次式(4)で定義される。
また、上式(6)の近似は、L12とL13が、送受信アンテナ1aから受信アンテナ1bまでの物理的な距離と、送受信アンテナ1aから受信アンテナ1cまでの物理的な距離をそれぞれ表しているのに対し、d12とd13は、送受信アンテナ1aで送受信を行った場合の位相中心の位置から、送受信アンテナ1aから電波を送信して受信アンテナ1bで当該電波を受信する場合の位相中心の位置までの距離と、受信アンテナ1cで当該電波を受信する場合の位相中心の位置までの距離をそれぞれ表している。
なお、Rη12,cとRη12,xは、η=η12における移動目標100のクロストラック方向の位置とアロングトラック方向(x軸方向)の位置であり、Rη13,cとRη13,xは、η=η13における移動目標100のクロストラック方向の位置とアロングトラック方向(x軸方向)の位置である。
本実施の形態1では、差分R2(η)−R1(η)のうち、ηに関する1次の成分に着目する。
合成開口レーダの観測においてクロスレンジ距離R0は、一般に大きいので、上式(9)の近似の条件が成立することが多い。
また、信号s1(η)は送受信アンテナ1aが(Vrη,0,0)の位置にある時刻における観測信号であり、信号s2(η)と信号s3(η)は、送受信アンテナ1aから電波を送信し、受信アンテナ1bと、受信アンテナ1cで当該電波を受信する場合の位相中心の位置が(Vrη,0,0)の位置にある時刻における観測信号に相当する。信号s2(η)と信号s3(η)は時刻ηにおける観測信号ではなく、それぞれη+η12とη+η13における信号に相当することに特に注意が必要である。換言すると、s1(η)、s2(η)、s3(η)という表現においては、位相中心の位置(Vrη,0,0)を、時刻の変数ηを媒介変数として表現していることになる。
式(12)に式(8)の関係を代入すると、アロングトラック方向の速度成分vx0に関する2次方程式が3つ得られるが、これらは線形従属の関係にあるので、独立な方程式は2つである。変数一つに対して、2つの方程式があるので、最小二乗法などによってvx0の推定値を算出する。
本実施の形態1においては、より一般的な記述となるように、3つのアンテナ開口を用いる形態で説明をしているが、式(16)の結果からも明らかなように、本実施の形態1に係る合成開口レーダ装置による移動目標速度のアロングトラック方向成分推定方式は、アンテナ開口が2つでも原理的に成立する。また、アンテナ開口の数が4つ以上であっても、容易に拡張は可能である。
ただし、cは光速である。
なお、移動目標検出部10における移動目標検出方法は、上記の方法に限る必要はなく、移動目標の信号が検出できれば、どのような方法を採っても良い。
ここでは、電子出願の関係上、アルファベット文字の上にある^記号を、アルファベット文字(ハット)と表記している。
移動目標クロストラック速度推定部11におけるクロストラック成分vc0の推定方法としては、例えば、次のような方法があげられる。まず、移動目標100が検出された画素の画素番号を(mt,nt)とする。目標速度のクロストラック成分をvcと仮定して、次式(23)のように、画素番号(mt,nt)における信号位相差を補正して加算する。その出力電力をPt(vc)とする。vcをさまざまに変化させて、Pt(vc)が最大になるvcをvc0の推定値とする。
図5はこの発明の実施の形態2に係る合成開口レーダ装置の機能構成を示すブロック図である。本実施の形態2に係る合成開口レーダ装置は、上記実施の形態1の移動目標アロングトラック速度推定部13(図2、図3を参照)に代えて、クラッタ抑圧型移動目標アロングトラック速度推定部14を備える。その他の構成は図2と同一のため、同一の符号を付し説明を省略する。
図6において、アジマス窓処理部14a、アジマス解凍部14b、処理パルス番号算出部14cまでの処理は、図3に示した移動目標アロングトラック速度推定部13におけるアジマス窓処理部13a、アジマス解凍部13b、処理パルス番号算出部13cの処理と同一であるため、説明は省略する。
図7はこの発明の実施の形態3に係る合成開口レーダ装置の機能構成を示すブロック図である。本実施の形態3に係る合成開口レーダ装置は、上記実施の形態1の移動目標アロングトラック速度推定部13(図2、図3を参照)に代えて、サブアパーチャ式移動目標アロングトラック速度推定部15を備える。その他の構成は図2と同一のため、同一の符号を付し説明を省略する。
図8において、アジマス窓処理部15a、アジマス解凍部15bまでの処理は、図3に示した移動目標アロングトラック速度推定部13におけるアジマス窓処理部13a、アジマス解凍部13bの処理と同一であるため、説明は省略する。
図11はこの発明の実施の形態4に係る合成開口レーダ装置の機能構成を示すブロック図である。本実施の形態4に係る合成開口レーダ装置は、上記実施の形態1の移動目標アロングトラック速度推定部13(図2、図3を参照)に代えて、サブアパーチャ式クラッタ抑圧型移動目標アロングトラック速度推定部16を備える。その他の構成は図2と同一のため、同一の符号を付し説明を省略する。
図12において、アジマス窓処理部16a、アジマス解凍部16b、処理サブアパーチャ番号算出部16c、サブアパーチャアジマス圧縮部16dまでの処理は、図8に示したサブアパーチャ式移動目標アロングトラック速度推定部15におけるアジマス窓処理部15a、アジマス解凍部15b、処理サブアパーチャ番号算出部15c、サブアパーチャアジマス圧縮部15dの処理と同一であるため、説明は省略する。
Claims (8)
- 観測範囲に照射したパルス信号を複数のアンテナで受信した各受信信号を用いて、各SAR(Synthetic Aperture Radar)画像を再生するSAR画像再生部と、
前記複数のアンテナを搭載したプラットフォームの、少なくとも速度を計測するプラットフォーム運動計測部と、
前記プラットフォーム運動計測部で計測した前記プラットフォームの速度情報を用いて、前記SAR画像再生部の再生した各SAR画像の位置あわせを行うレジストレーション部と、
前記レジストレーション部で位置あわせされた各SAR画像を比較して、前記観測範囲内を移動する移動目標を表す信号を検出する移動目標検出部と、
前記移動目標検出部で検出された前記移動目標を表す信号に基づき、前記移動目標のクロストラック速度を推定する移動目標クロストラック速度推定部と、
前記移動目標クロストラック速度推定部で推定された前記移動目標のクロストラック速度に基づき、前記移動目標のアジマス位置を推定する移動目標位置推定部と、
前記レジストレーション部で位置あわせされた各SAR画像の信号をパルス毎に干渉させて位相差の変化率を算出し、前記移動目標のアロングトラック速度を推定する移動目標アロングトラック速度推定部とを備え、
前記移動目標アロングトラック速度推定部は、
前記レジストレーション部で位置あわせされた各SAR画像に対してアジマス解凍処理を施すアジマス解凍部と、
前記移動目標位置推定部で推定された前記移動目標の位置情報に基づき、前記アジマス解凍部でアジマス解凍処理された各SAR画像の信号のうち、前記移動目標を含む信号の中から前記移動目標に前記パルス信号が当たっている時間内に含まれるパルス番号を設定する番号算出部と、
前記番号算出部で設定されたパルス番号毎に、前記アジマス解凍処理された各信号を干渉させて、位相差を算出する位相差算出部と、
前記位相差算出部で算出されたパルス番号毎の位相差のヒストリから当該位相差の変化率を算出する位相差変化率算出部と、
前記位相差変化率算出部で算出された位相差の変化率をアロングトラック速度に変換し、前記移動目標のアロングトラック速度の推定値を得る位相差変化率速度変換部とを有することを特徴とする合成開口レーダ装置。 - 前記移動目標アロングトラック速度推定部は、
前記レジストレーション部で位置あわせされた各SAR画像から、前記移動目標検出部で検出された前記移動目標を表す信号を切り出して、前記アジマス解凍部へ出力するアジマス窓処理部を有することを特徴とする請求項1記載の合成開口レーダ装置。 - 前記位相差算出部は、前記アジマス解凍処理された各信号の各差分信号を算出し、前記番号算出部で設定されたパルス番号毎に、前記各差分信号を干渉させて、位相差を算出することを特徴とする請求項1記載の合成開口レーダ装置。
- 前記移動目標アロングトラック速度推定部は、
前記レジストレーション部で位置あわせされた各SAR画像から、前記移動目標検出部で検出された前記移動目標を表す信号を切り出して、前記アジマス解凍部へ出力するアジマス窓処理部を有することを特徴とする請求項3記載の合成開口レーダ装置。 - 観測範囲に照射したパルス信号を複数のアンテナで受信した各受信信号を用いて、各SAR(Synthetic Aperture Radar)画像を再生するSAR画像再生部と、
前記複数のアンテナを搭載したプラットフォームの、少なくとも速度を計測するプラットフォーム運動計測部と、
前記プラットフォーム運動計測部で計測した前記プラットフォームの速度情報を用いて、前記SAR画像再生部の再生した各SAR画像の位置あわせを行うレジストレーション部と、
前記レジストレーション部で位置あわせされた各SAR画像を比較して、前記観測範囲内を移動する移動目標を表す信号を検出する移動目標検出部と、
前記移動目標検出部で検出された前記移動目標を表す信号に基づき、前記移動目標のクロストラック速度を推定する移動目標クロストラック速度推定部と、
前記移動目標クロストラック速度推定部で推定された前記移動目標のクロストラック速度に基づき、前記移動目標のアジマス位置を推定する移動目標位置推定部と、
前記レジストレーション部で位置あわせされた各SAR画像をサブアパーチャ画像に分割してアジマス圧縮処理を施した後、前記アジマス圧縮処理を施した各信号を当該サブアパーチャ毎に干渉させて位相差の変化率を算出し、前記移動目標のアロングトラック速度を推定するサブアパーチャ式移動目標アロングトラック速度推定部とを備え、
前記サブアパーチャ式移動目標アロングトラック速度推定部は、
前記レジストレーション部で位置あわせされた各SAR画像に対してアジマス解凍処理を施すアジマス解凍部と、
前記移動目標位置推定部で推定された前記移動目標の位置情報に基づき、前記アジマス解凍部でアジマス解凍処理された各SAR画像の信号のうち、前記移動目標を含む信号の中から前記移動目標に前記パルス信号が当たっている時間内に含まれるサブアパーチャ番号を設定する番号算出部と、
前記番号算出部で設定されたサブアパーチャ番号毎に、前記アジマス解凍処理された各信号に対してアジマス圧縮処理を施すサブアパーチャアジマス圧縮部と、
前記番号算出部で設定されたサブアパーチャ番号毎に、前記サブアパーチャアジマス圧縮部でアジマス圧縮処理された各信号を干渉させて、位相差を算出する位相差算出部と、
前記位相差算出部で算出されたサブアパーチャ毎の位相差のヒストリから当該位相差の変化率を算出する位相差変化率算出部と、
前記位相差変化率算出部で算出された位相差の変化率をアロングトラック速度に変換し、前記移動目標のアロングトラック速度の推定値を得る位相差変化率速度変換部とを有することを特徴とする合成開口レーダ装置。 - 前記サブアパーチャ式移動目標アロングトラック速度推定部は、
前記レジストレーション部で位置あわせされた各SAR画像から、前記移動目標検出部で検出された前記移動目標を表す信号を切り出して、前記アジマス解凍部へ出力するアジマス窓処理部を有することを特徴とする請求項5記載の合成開口レーダ装置。 - 前記位相差算出部は、前記サブアパーチャアジマス圧縮部でアジマス圧縮処理された各信号の各差分信号を算出し、前記番号算出部で設定されたサブアパーチャ番号毎に、前記各差分信号を干渉させて、位相差を算出することを特徴とする請求項5記載の合成開口レーダ装置。
- 前記サブアパーチャ式移動目標アロングトラック速度推定部は、
前記レジストレーション部で位置あわせされた各SAR画像から、前記移動目標検出部で検出された前記移動目標を表す信号を切り出して、前記アジマス解凍部へ出力することを特徴とする請求項7記載の合成開口レーダ装置。
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CN106054153A (zh) * | 2016-05-23 | 2016-10-26 | 武汉大学 | 一种基于分数阶变换的海杂波区目标检测与自适应杂波抑制方法 |
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JP3301292B2 (ja) * | 1995-12-12 | 2002-07-15 | 三菱電機株式会社 | 干渉型高分解能レーダ装置及び高分解能レーダ装置を用いた地形高さ測定方法 |
JPH09257926A (ja) * | 1996-03-25 | 1997-10-03 | Mitsubishi Electric Corp | 標高抽出装置 |
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JP3642141B2 (ja) * | 1997-02-19 | 2005-04-27 | 三菱電機株式会社 | 合成開口レーダ装置および移動目標検出方法 |
JP3216623B2 (ja) * | 1999-01-06 | 2001-10-09 | 日本電気株式会社 | インターフェロメトリsar方法及び装置、並びにインターフェロメトリsarプログラムを記録した記録媒体 |
JP3332000B2 (ja) * | 1999-02-12 | 2002-10-07 | 日本電気株式会社 | Sar装置 |
JP2003227872A (ja) * | 2002-02-05 | 2003-08-15 | Mitsubishi Electric Corp | 合成開口レーダ装置 |
US6856279B2 (en) * | 2002-05-13 | 2005-02-15 | Honeywell International Inc. | Methods and apparatus for determining an interferometric angle to a target in body coordinates |
JP4791137B2 (ja) * | 2005-10-21 | 2011-10-12 | 三菱スペース・ソフトウエア株式会社 | 位置特定装置、画像再生装置、位置特定方法および位置特定プログラム |
JP4943065B2 (ja) * | 2006-06-15 | 2012-05-30 | 三菱電機株式会社 | 画像レーダ装置 |
JP4937791B2 (ja) * | 2007-03-01 | 2012-05-23 | 三菱電機株式会社 | レーダ画像処理装置 |
JP5247077B2 (ja) * | 2007-07-11 | 2013-07-24 | 三菱電機株式会社 | 移動目標検出装置 |
JP5424667B2 (ja) * | 2008-06-02 | 2014-02-26 | 三菱電機株式会社 | 画像レーダ装置 |
JP5737831B2 (ja) * | 2009-06-12 | 2015-06-17 | 三菱電機株式会社 | 移動目標検出装置 |
JP6218207B2 (ja) * | 2012-03-02 | 2017-10-25 | 日本電気株式会社 | 合成開口レーダシステム、進行方向速度算出装置、および進行方向速度推定方法 |
JP5933295B2 (ja) * | 2012-03-05 | 2016-06-08 | 三菱電機株式会社 | 合成開口レーダ装置およびその移動目標検出方法 |
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