JPH045156B2 - - Google Patents

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JPH045156B2
JPH045156B2 JP58110030A JP11003083A JPH045156B2 JP H045156 B2 JPH045156 B2 JP H045156B2 JP 58110030 A JP58110030 A JP 58110030A JP 11003083 A JP11003083 A JP 11003083A JP H045156 B2 JPH045156 B2 JP H045156B2
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/66—Radar-tracking systems; Analogous systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G—PHYSICS
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    • G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G01S13/904—SAR modes
    • G01S13/9092—SAR modes combined with monopulse techniques

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレーダ制御式攻撃システム、そして特
に海の状態に応じて横揺れ、縦揺れ、及び振れ運
動を生じている並進中の船舶についての高分解能
像を機上プラツトフオームに装備した合成開口レ
ーダ（SAR）によりリアルタイムで発生するた
めの方法及び装置に関するものである。
機上デイスプレー装置での高分解能による船舶
像表示はスタンドオフ指令誘導式ウエポンデリバ
リーを実施するためにその船舶の特定部分に標的
を絞ることを可能にするものである。本発明はこ
のような場合において、海の状態に左右された船
舶標的の高分解能像をリアルタイムで発生すると
ともに、前記のように表示された標的範囲内で指
定された分解能セルの距離及び方位角を正確に測
定し、かつ追跡することによりSAR搭載機から
前記船舶標的に対し空対地ミサイル又は滑空爆弾
の正確な投下を可能にすべく用いられる機上
SARシステムに関するものである。兵器誘導
（ウエポンガイダンス）の態様は、攻撃兵器と、
指定された標的分解能セルとの間の相対距離及び
方位角をゼロに向かつて減少させることに他なら
ない。
現存する機上搭載型−合成開口レーダシステム
は、標的フイールドに関するSARの回転運動効
果により静止した地上標的の高分解能像を生成す
る能力を有する。この場合、距離方向及び交差距
離（方位）方向における高い分解能は、距離分解
能については短パルスレーダ技術を用い、また方
位分解能についてはデイジタル信号ドツプラ処理
を用いて二次元像を生成することにより達せられ
る。しかしながら、海上の船舶に対してこのよう
な周知のSAR処理技術を適用することは海の状
態に応じた船舶の回転運動が生じているため、船
舶像の歪みや不正確な形成を生じて船舶認識を誤
らせ易いものである。
船舶回転運動によつてもたらされる上記のよう
な逆効果を改善するためのシステムは、本発明者
が発明し、かつ「兵器制御のための距離／方位角
船舶像表示を行う方法及び装置」と題した同一人
による同日付の特許願において開示された発明の
要旨を成すものである。この開示発明は船舶を含
む全ての基本散乱体の距離対干渉計測定による方
位角の直接的な作図から、船舶の歪みのない二次
元像を提供するものである。前記発明はこのよう
な無歪み像表示に関する利益を有するものではあ
るが、ある種の適用においては一定の動作的制約
及び欠点を有するものである。例えば前記の技術
は標的船舶が波の高い海面を航行する場合には、
高品質のSAR像を発生することが困難である。
これは信号対雑音比の悪化に基づくものである。
本発明等の高分解能映像システムにおいて、分
解能セルはきわめて小さく、典型的には10×10ft
又は６×6ftである。また、なんらかの干渉又は
ノイズ（海洋条件から発せられるクラツタ信号）
は、対象信号と同じドツプラ周波数を持つにちが
いないというのが一般的に知られた原理である。
したがつて、各セルが小面積であれば、同一周波
数において受信されたクラツタはきわめて小さく
なるため、無視できる。これは高い信号／ノイズ
比が達せられることを意味している。
本発明は前記関連出願に記載された内容に関連
するものであるが、独自の処理回路構成を用いる
ことにより船舶像の品質及び信号対雑音比におけ
る顕著な利益を達成するものである。前記本発明
の利益は所定の送信機及びアンテナパラメータに
ついて、前記関連出願に記載された技術によつて
達せられるものよりも、長距離におけるオペレー
シヨンを可能にするものである。この利益は船舶
標的の高分解能の距離／ドツプラ像を処理し、か
つ表示することによりもたらされる。この場合、
海の状態によつてもたらされた船舶散乱体の回転
運動に基づく固有の歪みは本発明の技術に従つて
除去されるが、これは距離／干渉計測定方位角像
の処理及び表示については適用されない。
当業者が認識している通り、距離／ドツプラ表
現は、映像に対する距離／方位角アプローチを上
回るきわめて実用的な信号対雑音比を有するもの
であるが、これは映像品質の制限が距離／方位角
アプローチに関する角度グリント（輝き）誤差
（angle glint errors）によつてもたらされるから
である。
したがつて、本発明の１つの目的は、機上プラ
ツトフオームに装備した合成開口レーダにより海
の状態に支配された船舶の高分解能像を発生する
ための方法及び装置を提供することである。
本発明の別の目的は、船舶の表示像における所
定の交差距離（方位）分解能を得るために不可欠
な航空機と船舶の回転運動に関する交差見通し線
相対速度を判定するための方法及び装置を提供す
ることである。
本発明の更に別の目的は、海の状態に応じた船
舶回転運動によりもたらされた距離／ドツプラ船
舶像における固有の歪みを提供することである。
この歪み除去はドツプラ生成された距離抜取りデ
ータから得られた干渉計方位角測定値を基準とし
て船舶の距離／ドツプラSAR縮尺像の投影を形
成して、前記標的に対するスタンドオフ指令誘導
型ウエポンデリバリーを実施するために船舶標的
の特定の距離／ドツプラ分解能セルをカーソル設
定し、かつ追跡することにより達せられる。
前記の目的並びにその他の目的及び利益は、以
下に行う好ましい実施例の詳細な説明及び本発明
の実施において明確になるであろう。略述すれ
ば、本発明は干渉計アンテナおよび距離対方位角
デイスプレー装置を有する機上搭載型−合成開口
レーダシステムとの関連において、海の状態に支
配された船舶標的の改良された方位分解能を有す
る距離／ドツプラ像を形成するための方法及び装
置を構成するものである。
本発明の技術によれば、海の状態に支配された
船舶標的についての改善された方位分解能を有す
る距離／ドツプラ像は、船舶標的を含む散乱体か
ら受信した信号を処理して船舶に対するレーダ搭
載機の総合ドツプラ生成による交差見通し線相対
速度の計算値を獲得すると共に、前記計算された
交差見通し線相対速度から距離／ドツプラ像の形
成において連続した積分間隔内で予知的に用いら
れるべき所定のシステムパラメータの値を決定す
ることにより形成されるものである。
改善された方位分解能を有する距離／ドツプラ
形成像は距離対方位角座標枠内において表示さ
れ、これによつて選択された船舶標的セルへの正
確なスタンドオフ指令型兵器誘導を実施する上で
基本的に要求される前記船舶の表示像において、
前記選択された単一の分解能セル中に導入される
カーソルの連続的な自動追跡効果が強められる。
更に本発明によれば、形成された距離／ドツプ
ラ像に固有のアイソドツプ歪み（isodop
distortion：後述）を除去すると共に、船舶標的
の表示された距離／ドツプラ像を中心設定するた
めの技術が提供される。
本発明並びにその背景をよりよく理解するため
に、まずこの分野における最近の技術及びそれに
伴う問題点について簡略に述べることとする。
第１図を参照すると、合成開口レーダによる距
離／ドツプラ像の形成を支配する航空機及び地上
標的の幾何学的関係が示されている。図におい
て、航空機が固定した地上標的領域に関して飛行
しているものとして、それぞれ焦点Ｆに向かつて
引かれた照準線に対し、方位角及び傾角の差が
Δθ及びΔηのところにある散乱体から反射された
信号に関連したドツプラシフトfdは次式により与
えられる。
fd＝２／λ（Vxx＋Vyy＋VzzΔη）(1) ここにλは輻射波長であり、Vxxは見通し線速
度成分、Vyyは交差見通し線速度成分、そして、
Vzzは次に示す通り、Vxx及びVyyと直交したセツ
トを形成するものである。または図示の通り
Vxx及びVyyを含む傾斜面の方位角である。そこ
で、 ｈ／Rp＝sinηp が成立する、ここにｈ＝航空機の高度、Rpは地
上焦点への傾き距離、そしてηpは焦点への傾角で
あり微分後において Δη＝−tanηp／RpΔR (2) ここにΔRは焦点から対象散乱体への傾斜距離
の差である。第(2)式を第(1)式に代入してドツプラ
シフトを算出する。
fd＝２／λ（Vxx＋Vyy−Vzztanηp／RpΔR） (3) 標的面は平坦であるものとする。
現在の技術水準によれば、合成開口レーダ像は
それぞれのドツプラ周波数に従いデイジタル信号
処理技術を用いて焦点Ｆの距離からΔRのところ
に位置する、与えられた距離分解能増分において
受信信号を分類することにより発生されるもので
ある。これはパルスツーパルス法における全ての
入来信号に対して適当な位相補正を適用した後に
おいて実施され、測定されたドツプラ周波数にお
ける見通し線速度成分Vxxの効果を除去するもの
である。これは見通し線速度V〓xxのシステム評価
を基本として達せられる。この結果得られるドツ
プラ周波数は照準線からの方位角に比例し
（第(3)式参照）、これに付加的な定数−2Vzz
（tanηp）ΔR／λRpを加えたものである。関連す
る変数のシステム評価を基礎として各分類された
ドツプラ周波数に一定の量2Vzz（tanηp）ΔR／
λRpを加えることにより、この定数を各距離区分
（range bin）内において除去するならば、第１
図に描かれた地上格子マトリクスを表わす現実的
な距離／方位角マツプが形成されることになる。
第(3)式から明らかな通り、ドツプラ及び方位角の
比例定数は2Vyy／λであり、したがつて、航空
機の交差見通し線速度Vyyの認識は、指定された
ドツプラフイルタ間隔に関連する角度分解能を確
立すべく要求されることになる。
第２図を参照すると、本発明の主題にかかわる
距離／ドツプラ船舶像の形成を左右する航空機と
船舶標的の幾何学的／動的関係が示されている。
図において航行中の船舶は、海の状態に応じて横
揺れ、縦揺れ、及び振れ運動を生じているものと
すればドツプラ生成による船舶回転運動は航空機
から船舶の回転中心に向かう見通し線ベクトルに
いずれも直交し、Vxx及びVzzを含む平面並びに
Vxx及びVyyを含む平面に位置する回転Wzz及び
Wyyの瞬間軸により代表される。船舶散乱体が第
２図の水平データ面に位置するものと仮定した場
合、回転Wzz及びWyyから得られたレーダ監視信
号の付加的ドツプラシフトはそれぞれ2Wzz
Rp／λ、及び−2Wyy（tanηp）ΔR／λによつて与
えられる。したがつて、航空機運動及び船舶運動
の両方を含むドツプラシフト表現式は第(3)式との
類似により次の如く与えられる。
f′d＝２／λ（V′xx＋V′yy−V′zztanηp／RpΔR
）(4) ここに次の如き定義を用いる。
V′xx≡Ｖ (5) V′yy≡Vyy＋WzzRp (6) V′zz≡Vzz＋WyyRp (7) そしてVxx、Vyy及びVzzは航空機及び船舶間の
相対並進速度であり、次の通りである。
Vxx≡（Vxx）Ａ／Ｃ−（Vxx）SHIP (8) Vyy≡（Vyy）Ａ／Ｃ−（Vyy）SHIP (9) Vzz≡（Vzz）Ａ／Ｃ−（Vzz）SHIP (10) 現在の技術に従つた距離／ドツプラ像の形成の
ためにデータをドツプラ処理する上で必要な事項
として真の見通し線速度V′xxのシステム評価値
V〓′xxが用いられ、像の焦点絞り及び中心設定用デ
ータの運動補償が行われ、これによつて航空機及
び船舶の並進運動について補正が行われる。定義
として V〓xx＝V′xx＋εv′xx (11) ここにεv′xxは見通し線速度評価における誤差で
あり、第(4)式は次のようになる。
f′d＝２／λ（−εV′xx＋V′yy−V′zztanηp
／RpΔR） (12) これ以上の補正がなければ、ドツプラ生成され
た船舶像は見通し線速度誤差εv′xxに比例したデイ
スプレーの中心設定ができないものとなる。船舶
速度は概して未知であるため、この誤差源は通常
比較的大きいものと考えられる。更に海が穏やか
な状態から荒れた状態になつたとすれば（第(6)及
び(7)式参照）、 ｜WzzRp｜＞＞｜Vyy｜ ｜WyyRp｜＞＞｜Vzz｜ となる。第（12）式におけるドツプラ生成交差見
通し線速度V′yy及びV′zzはほとんど未知である船
舶の角度回転速度Wzz及びWyyにより大部分決定
されることになる。固定のフイルタ帯域巾に対す
る方位分解能はV′yyに左右されるため、この値に
おける顕著な不確実性は所望のイメージ方位分解
能の達成を困難にし、その結果、像認識を不可能
にするものである。そして、これによる像の水平
（方位）次元における縮尺はやはり未知である。
V′zzにおける不確実性は距離範囲の関数としての
像の歪み（前述の“アイソドツプ”歪み：isodop
distortionに外ならない。）の妥当な除去を阻止
し、波の高い海上において通常大きくなるV′zz値
に対しきわめて困難な状態を現出するものであ
る。
第３Ｂ図は仮想船舶の回転速度が−Wzz及び＋
Wyyとした場合の実際の距離／方位角描写（実線
図示）に関連する距離／ドツプラ像における固有
の“アイソドツプ”歪み（破線図示）を示すもの
である。第３Ａ図はこの条件（εv′xx＝０とする）
において第（12）式の関数から発展した後述第
（17）式の作図であつて、iRは距離セル指数、ifは
ドツプラセル指数であり、第３Ｂ図の距離／ドツ
プラ像のための基本となるものである（負の
軸は第１図において描かれた場合の正ドツプラに
対応して引かれ、航空機運動のみが存在するもの
とする）。同様に第４Ａ及び第４Ｂ図は＋Wzz及
び＋Wyyに対する同様な関係を示すものである。
第４Ｂ図において各項点を１′〜７′で示した
“アイソドツプ”歪み（破線図）に加えて、レー
ダ像は方位角に関するドツプラ勾配の符号変化に
基づき、各硬点を１″〜７″で示すように方位次元
に沿つて反転させたことに注意すべきである。
本発明の目的を達成するための新規の処理技術
は、速度量εv′xx、V′yy及びV′zz、したがつて船舶
の並進及び回転速度をSAR／干渉計システムに
受け入れ可能なデータの実体から決定するもので
ある。
ドツプラセル指数ifは、次のように定義され
る。
if＝f′d／Δf′d （13） ここにΔf′dはデイジタル信号処理において確立
されたドツプラフイルタ帯域幅である。また、ド
ツプラフイルタ帯域幅は合成開口積分時間Ｔに関
連する。この場合、 Δf′d＝１／Ｔ （14） ここに Np＝Tfr （15） である。Npは合成開口を通じて積分されたパル
ス数であり、frはパルス繰返し周波数である。更
に距離セル指数iRは次のように定義される。
iR＝ΔR／RR （16） ここにRRは所望の距離分解能である。第
（13）〜（16）式を第（12）式と結合することに
より、次式を得ることができる。
＝（εv′xx／V′yy）＋（λ／２）（
fr／Np）if／V′yy＋tanηp／Rp（RR）（V′zz／V′yy
）iR（17） この式はドツプラセル指数及び距離セル指数に
おいて方位角を表わすものである。第（17）式は
Δθ＝θp＋Kfif＋KRiRの形を取るものと考られるた
め、第３Ａ及び第４Ａ図における直線群と同様な
直線群を表現している。
船舶のリターン運動を含む全ての距離及びドツ
プラセル指数iR及びifについて、測定された干渉
計方位角Δθを作図すると共に、標準最小二乗法
直線回帰技術を用いてデータの各距離区分に対す
る直線適合を行うことにより得られたデータか
ら、所定の数量セツトを得ることができる。これ
は次のように定義される。
θ0≡（iR＝０においてif＝０に対応した、全距
離区分にわたる）平均方位角切片、 Kf≡（定数iRについてのifに関するΔθの全距離
区分にわたる）平均変化速度、 Kr≡（定数ifについてのiRに関するの全距離
区分にわたる）平均変化速度、 したがつて、第（17）式との類比により次の等
式が得られる。
Θp＝（εv′xx／V′yy） （18） Kf＝（λfr／2NPV′yy） （19） KR＝（tanηp／Rp）（RR）（V′zz／V′yy）（20） これにより３つの速度項ε〓v′xx、V〓′yy及びV〓
′zzが
導かれる。
ε〓v′xx＝Θ0（λfr／2NPKf） （（21） V〓′yy＝（λfr／2NPKf） （22） V〓′zz＝（λRpfrKR／2NPtanη0（RR）Kf）（23） 回帰定数Kf、KR及びθpは次の通り決定され
る： iRによつて指示された距離区分内におけるドツ
プラ対方位角の測定データに対する適合直線の傾
斜（Kf）は、次の標準最小二乗法直線回帰式か
ら導き出される。
（Kf）iR＝Σ（wif）Σ（wif）（if）（
）if−Σ（wif）（if）Σ（wif）（）if／Σ（wi
f）Σ（wif）（if）2−〔Σ（wif）（if）〕2（24） ここにif及び（）ifは、それぞれそのセルルの
ドツプラセル指数及び干渉計方位角であり、wif
はドツプラセル信号パワーに比例した相対的な重
みである。加法は各距離区分iR内で処理された全
てのドツプラフイルタについての演算される。第
（21）〜（23）式において用いるための改善され
た傾きの計算値Kfは全ての距離区分（Ｒ＋１）
にわたる平均を求めることにより、次のようにし
て得られる。
Kf＝（Kf）iR／Ｒ＋１ （25） 同様に各距離区分内においてif＝０での方位角
切片（）iRは次式により与えられる。
〔（）iR〕if=0＝Σ（wif）（if）2Σ（wif）（
）if−Σ（wif）（if）Σ（wif）（if）（）if
／Σ（wif） Σ（wif）（if）2−〔Σ（wif）（if）〕2 （26） 第５図に示した通り、第（21）〜（23）式にお
ける速度項ε〓v′xx、V〓′yy及びV〓′zzの場合の解
法にお
いて用いるためのθ0及びKRの値は ［（Δθ）iRif=0コ対iRを作図し、かつ同様な回帰方程
式を用いて勾配及び切片の値を決定することによ
り見出される。したがつて、 KR＝（Ｒ＋１）Σ（iR）〔（）iRif
=0−Σ（iR）Σ〔（）iRif=0〕／（Ｒ＋１）Σ（iR
）2−〔Σ（iR）〕2（27） θp＝Σ（iR）2Σ〔（）iRif=0〕−
Σ（iR）Σ（iR）〔（）iRif=0〕／（Ｒ＋１）Σ（
iR）2−〔Σ（iR）〕2（28） 本発明によれば、システム見通し線速度ε〓v′xxに
おいて決定された誤差はシステムのV′xx計算値の
連続的な（開口から開口にかけての）更新を許容
し、したがつて、航空機対船舶の総合見通し線速
度についての正確な運動補償用補正を与えること
により映像の方位中心設定誤差を排除することが
できる。更に、第（12）式を参照して各距離区分
iRの分解能セル毎のドツプラ周波数dfに対しiR＝
０、±１、±２、……として ２／λ tanη0／R0（RR）V〓′zziR または等価的に ２／λ tanη0／R0（RR）V〓′zziRＸ（Ｔ） という最も近い単位に丸められたドツプラセル指
数を加えることにより、映像における固有のアイ
ソドツプ歪みを除去し、その結果形成された距
離／ドツプラマトリクスが船舶の真実性の高い距
離／方位角像を表わすようにすることができる。
この態様において、第３Ｂ図の破線で描いた映像
はその真の距離／角度補対像に復元することがで
きる。第４Ｂ図の破線像はアイソドツプ補正後に
おいて同図の実線像に転置される。しかしなが
ら、プロセツサはWzzの符号が距離軸に関しドツ
プラ像の等角写像を生ずるようなものであること
を認識し、その結果、アイソドツプ補正された映
像は船舶標的の真の距離／方位分布と一致するよ
うに逆転される。
第（12）式及び（22）式から決定されたV〓′yyの
既知の値よりドツプラフイルタ帯域幅及びフイル
タ周波数間隔Δf′dは次のように与えられる。
Δf′d＝２／λV〓′yy（）res. （29） ここに（）resは予め指定された方位分解能で
ある。直線方位分解能dazは、 daz＝R0（）res （30） であり、第（29）、（30）及び（22）式より Δf′d＝（2daz／λRp）V〓′yy （31） 及びこれに対応するものと認識して合成開口積分
時間ＴはＴ＝１／Δf′dにより与えられる。またパ
ルス繰返し周波数frは特定されたアレー長さNp及
び方位分解能dazとして次式により与えられる。
fr＝NP／Ｔ＝（2NPdaz／λRp）V〓′yy （32） フイルタ帯域幅積分時間及びパルス繰返し周波
数は現在の評価値V〓′yyにおいて次の開口中で予知
的に用いられる。更に、距離性能は標準的な曲線
適合技術、すなわちフイルタ技術を用いて、多数
の開口を通じて導き出された速度定数を平滑化す
ることにより顕著に拡張することができる。
船舶並進運動は、アンテナの照準と距離区分の
開始が船舶に対して一定の関係性を維持するよう
に追跡されなければならない。各有用な船舶分解
能セルからの干渉計方位角データは、アンテナ方
位制御のためにアレーからアレーにかけて平均化
される。回帰解法から得られ、かつ更新された見
通し線速度は船舶並びに航空機の運動に従つて距
離区分開始トリガーを前進または後退させるよう
に追跡される。そのようにして決定された距離速
度及び方位角速度はシステムコンピユータに導入
され、これによつてアンテナの見通しを、船舶及
び航空機の並進運動の双方に従つて方位及び傾角
方向に操縦することができる。
船舶のマストからなどのように異なつた傾角を
有する船舶散乱体からの復帰信号は、同様な方位
角であつて標的の下端面からのものとの速度差に
基づいて方位角対ドツプラ周波数の直線図からか
なりはずれたデータ点を生成することがあり、そ
の結果回帰アルゴリズムにおいて用いられた勾配
及び切片の値が混乱することになる。このような
点は、全ての受入れ可能なデータ点から形成され
た最小二乗法適合線に関する所定の閾値範囲の外
側におけるデータ点を排除し、その排除後におい
てデータを再適合処理することにより除去するこ
とができる。傾角測定が方位角測定手段に付加さ
れた手段により達成されるものとすれば、その傾
角測定値は前記排除処理における付加的な判別式
として用いることができる。
カーソルは兵器誘導のために表示映像に関して
移動し、特定の距離ドツプラ／分解能セルすなわ
ち指定された標的セルの上に設定される。システ
ムからは距離及び干渉計測定による方位角の妥当
な値を引出して指定された標的セルへの兵器搭載
機の相対的な距離／方位角兵器誘導を可能にする
ものである。これは第（17）式によりアイソドツ
プ補正を行つた後指数iR及びifにおける何らかの
指定された距離／ドツプラセルの平滑化された方
位角が次式により表現できることを認識すること
により行われる。
＝θp＋Kf（if） （33） ここにifはアイソドツプ補正された標的信号を
含むカーソル指定フイルタのドツプラセル指数で
ある。この発明において具体化された技術は通常
的に指定された標的セルに対する干渉計測定のみ
に基づいて得られたものよりも実質的に高い、改
善された方位角精度を提供するものである。これ
はアイソドツプ補正後において第（17）式によ指
定された方位角の計算値＝θp＋Kfifが全ての方
位角測定値を回帰直線中に導入できるという利益
を有するからである。
時間経過と共に、指定された標的セルのカーソ
ル追跡は開口から開口にかけて引き出された航空
機及び船舶間の相対並進運動に基づいたSAR搭
載機に関するその予知的な距離／方位設定（これ
は受け入れ可能な干渉計データを介してデイスプ
レー装置上の距離／ドツプラ座標を参照するもの
である）において達せられる。
しかしながら、カーソル設定が船舶の端部近傍
における分解能セルに対して行われる場合には、
フレームからフレームにかけて１〜２の分解能セ
ル長さにおけるそのセルへのカーソル誤設定が生
ずるおそれがある。これは基本的に船舶の振れ運
動に基づくものと考えられる。しかしながら、こ
のようなカーソル追跡エラーはこのエラーの基本
的属性であるWzzが第(6)式から計算されるという
事実において補償することができる。ここにV′yy
は第（22）式より計算され、航空機対船舶の相対
交差見通し線速度Vyyは航空機慣性測定値及び船
舶並進速度計算値から得られる。Wzzの認識によ
り、距離及び方位カーソル追跡補正値ｄ（ΔR）
及びｄ（az）は前記関連出願において開示した次
の式となる。
ｄ（ΔR）＝−if（dzz）∫Wzzdt ｄ（az）＝−iR（RR）∫Wzzdt ここにif及びiRは初期カーソルドツプラ及び距
離セル指数であり、Wzzdtはzz軸のまわりの回転
角度である。また積分は初期カーソル設定時間よ
りフレームからフレームにかけて実行される。
ここで干渉計を用いた方位角対フイルタドツプ
ラ周波数の対応関係についてのモノパルス技術に
よる一般的測定法を（1962年、アメリカ合衆国の
マクグローヒル社より発行されたメリルI.スコル
ミツク著「レーダシステム序説」に基づいて）説
明する。単一パルスによる、いわゆるモノパルス
技術は２又はそれ以上の同時ビームを用いたもの
である。いくつかのアンテナ位置における振幅の
差は角度誤差に比例している。到達角（一座標に
おいて）は、２個のセパレートアンテナから得ら
れた信号間の位相差を比較することにより決定す
ることができる。振幅比較トラツカーのアンテナ
と同様、位相比較システムにおいて用いられるア
ンテナは軸線からずれていない。アンテナの個々
の照準線は互いに平行して空間中の同じボリユー
ムを照射する（フアーフイールド）放射線を生ず
る。標的エコー信号の振幅は基本的には各アンテ
ナビームから得られたものと同一であるが、位相
は異なつている。
高周波干渉計のセパレートアンテナから得られ
た信号間の位相関係を比較することからなる到達
角の測定は、電波星の位置の正確な測定のために
電波宇宙測定法によつて広く用いられている。電
波宇宙測定において用いられるような干渉計は受
動型であり、そのエネルギー源は標的それ自体か
ら放射されるものである。位相情報を用いて動作
する追跡レーダは能動型干渉計と同様であり、干
渉計レーダと呼ばれるべきものである。それはま
た、同時−位相比較レーダ、又は位相比較モノパ
ルスとも呼ばれている。ここでは後者の用語を用
いることとする。
第７図に示すように、２個のアンテナは距離ｄ
だけ分離している。標的までの距離はＲであり、
アンテナ間隔ｄとの比較において極めて大きいも
のとする。標的への見通し線は２個のアンテナを
結ぶ線の直角二等分線に対して角度θをなしてい
る。アンテナ１から標的までの距離は、 R1＝Ｒ＋ｄ／２sinθ そして、アンテナ２から標的までの距離は、 R2＝Ｒ−ｄ／２sinθ ２アンテナにおけるエコー信号間の位相差はお
よそ Δφ＝2π／λdsinθ ここに、θがsinθθという小角度であれば、
位相差は角度誤差の直線的な関数となり、サーボ
制御ループを介してアンテナを位置決めするため
に用いることができる。
位相比較モノパルスレーダの初期のバージヨン
においては、角度誤差は各アンテナに接続された
受信機の出力間の位相差を測定することにより決
定されていた。アンテナの一つからの出力は、送
信のために用いられるとともに、距離情報を提供
するためにも用いられていた。このような構成に
よれば、所望の開口照射を達成し、かつアンテナ
照準を維持することは困難であつた。レーダオペ
レーシレヨンのより満足すべき方法は、RFにお
ける和及び差パターンを形成するとともに、信号
を通常の振幅比較モノパルスレーダにおける場合
と同様に処理することからなつている。
ミサイル誘導のために適用されるような位相比
較原理の一つの具体化において、２個の固定アン
テナにおける信号間の位相差は、アームの一方に
配置されたサーボ制御型移相器によつて測定され
る。サーボループは２チヤネル間の位相差がゼロ
になるまでその移相器を調整する。ゼロ信号を形
成すべく導入されなければならない相シフト量は
角度誤差の測定値である。
位相及び振幅比較原理は４アンテナビームでは
なく、２アンテナビームによつて二次元角度追跡
を発生するために単一レーダ中に係合することが
できる。一平面内の角度情報（方位角）は位相比
較モノパルス方式におけると同様、２個の並置セ
パレートアンテナにより得られる。この場合、ビ
ームの一つは上向きにわずかに傾けられるが、他
方のビームはわずかに下向きに傾けられ、これに
よつて傾角における振幅比較モノパルスのために
必要な傾きを達成する。したがつて、アンテナパ
ターンの水平投影成分は位相比較方式のパターン
であり、垂直投影成分は振幅比較方式のパターン
である。
振幅比較モノパルストラツカー及び位相比較モ
ノパルストラツカーは、いずれも二つのアンテナ
ビームを（一つの座標追跡について）採用する。
二つのシステムによつて得られた測定値は同一で
はなく、アンテナビームの特性もまた異なつたも
のになる。振幅比較モノパルス方式において、二
つのビームはオフセツト状態、すなわちわずかに
異なつた方向を有する。このパターン型は並置さ
れた２個のフイードホーン（２座標データに対し
ては４個のフイードホーン）を備えた１個の反射
デイツシユを用いることにより発生される。フイ
ードは並置方式でよいため、それらは半波長まで
近接させることができる。このような近接間隔に
より、２個のフイードにおいて受信された信号間
の位相差は無視し得るほど小さくなる。振幅比較
方式における２アンテナ出力間の何等かの振幅差
は、振幅の差に基づくものであり、位相差に基づ
くものではない。他方、位相比較モノパルス方式
においては、振幅差には関知せず、位相差のみが
測定され、したがつて、アンテナビームはオフセ
ツト配置されず、空間中の共通ボリユームを照射
するように指向配置される。２以上のフイードに
より、単一の反射器を照射して空間中の同一ボリ
ユームを照射する各独立したアンテナパターンを
発生させることは困難であるため、セパレート型
のアンテナが必要とされる。
位相比較モノパルス原理に基づく追跡レーダは
以上により確立され、かつ動作するものである
が、この技術は他の角度追跡法などのように広く
用いられているものではない。和信号は比較的高
いサイドローブを有するが、これはセパレートア
ンテナの位相中心間の分離間隔が大きいからであ
る。（これらの高サイドローブは調相アレイにお
いて生成されたものと同様のグレーテイングロー
ブ（grating lobes）よるものである。）この高サ
イドローブの問題は、アンテナ開口を重複させる
ことにより減少し得る。反射器アンテナによれ
ば、これは角度感応性及びアンテナ利得の損失を
もたらすものである。
第６図を参照すると、本発明を実施すべく用い
られたシステムの好ましい実施例のブロツク線図
が示されている。図に示す通り、コヒーレント送
信機１１における電磁エネルギーパルスはエキサ
イタ／周波数合成器１２より引出された基準信号
と同期して発生するものであり、送信アンテナ９
から放射されて海面上を航行する船舶標的を最適
に指向するものである。船舶標的から反射された
信号は２つの分離した受信アンテナ素子からなる
干渉計アンテナ１０によつて受信される。これら
の受信アンテナ素子は送信アンテナ９に対応する
共通照準方向を有する。送信信号と同調（コヒー
レント）したエキサイタ／周波数合成器１２から
の基準信号は受信機１３及び１４に供給され、こ
れによつて干渉計素子により受信された標的信号
が４象限値Ｉ及びＱからなるドツプラシフト成分
に復調される。これらのドツプラシフト成分Ｉ及
びＱはそれぞれ受信機からの瞬時アナログ信号ベ
クトルにおける実数部及び虚数部を表わすもので
ある。これらのアナログ信号成分はＡ／Ｄ変換器
１５及び１６においてシステム距離分解能の要求
に従つたサンプリング速度においてデイジタル化
される。これらのデイジタルサンプルは２つの干
渉計アンテナ素子により受信された信号を個々に
代表するものであり、パルスツーパルス法におい
てバルクメモリー１９にストアされる。同時にア
ンテナ位相中心の並進及び回転運動、並びに船舶
並進運動のための運動補償用補正値が演算され、
かつ運動補償用ユニツト２０内にストアされる。
この演算シーケンスは汎用コンピユータ１７のア
ンテナ位相中心と船舶の追跡点との間の二路見通
し線変位の変化値を計算する手順に従つたもので
ある。この見通し線速度に関する計算は、速度コ
ンピユータ２８及び慣性航行システム１８の測定
値から得られた見通し線速度を回帰適合法に基づ
いて実施するものである。
データが収集されるとコヒーレント積分間隔の
終端において、運動補償ユニツト２０にストアさ
れた補正値はベクトル回転の形においてバルクメ
モリー１９にストアされたタイムシーケンスに加
えられる。このベクトル回転はコヒーレント積分
間隔を通じて干渉計の二半部において受信された
二つのシーケンス代表信号の各パルスにおける、
各距離サンプルに対して行われた二方向運動補償
用位相補正を表わすものである。運動補償用補正
の後、データはフーリエ変換デイジタル信号処理
のためにバルクメモリー１９内に（新しいデータ
が入つてきたものとして）読み込まれる。これに
より各距離区分における所望の方位分解能を達成
するに必要なフイルタリングが行われる。このフ
イルタリングは高速フーリエ変換デイジルタ処理
を行うためのFFTプロセツサ２１及び２２にお
いて実行される。このデイジタル処理は各距離区
分のコヒーレント合成ベクトル和を生成するもの
である。FFTプロセツサ２１及び２２の出力は
セルバイセル法において非コヒーレント積分用距
離／ドツプラマツプ発生器２３に供給される。マ
ツプ発生器２３の出力はアイソドツプ歪み除去の
ため、またスキヤンコンバータ２５において発生
したカーソルビデオ信号を加えられるため、そし
て像強度の倍率設定のためにスキヤンコンバータ
２５に供給された後、船舶標的を表示するための
CRTデイスプレー装置２６に供給される。
FFTプロセツサ２１及び２２において発生し
た距離／ドツプラマツプは、更にドツプラ／方位
角プロセツサ２４に入力される。プロセツサ２４
はセルバイセル法によつて２つのマツプにおける
対応した距離／ドツプラセル出力間の位相比較を
行うものである。この位相比較は前記２つのマツ
プの各分解能セル毎に行われ、周知の干渉計原理
に従つて各分解能セルにおいて受信された信号の
干渉計方位角を生成するものである。周知の干渉
計原理とは、を包囲角、ｄを干渉計基線間隔
すなわち、２個の受信アンテナの中心間隔であ
り、正確な角度測定のための狭いビーム幅を得る
ように設定された距離とし、そして、φを測定さ
れた電気的位相とした場合に、 ＝sin-1［（λ／2πd）φ］に従うものである。
ドツプラ／方位角プロセツサ２４において形成さ
れた各距離範囲内のドツプラ／方位角データ分布
は速度コンピユータ２８に加えられる。ここに定
数Kf、KR及びθ0は第（24）〜（28）式における
本発明の教示に従つて直線回帰技術を適用するこ
とにより決定される。これらの式から３つの速度
項εv′xx、V〓′yy及びV〓′zzが第（21）〜（23）式
で測
定されたと同様にして計算される。これらの後者
の３式において、λ、fr、NP、R0及びRRは動作
定数であり、船舶焦点に対する傾角η0はいずれも
汎用コンピユータ１７から得られた機上搭載−高
度計による高度及び傾斜距離測定値から引き出さ
れる。
速度コンピユータ２８において、このように決
定された値V〓′zzはスキヤンコンバータ２５にスト
アされた距離／ドツプラ像における固有のアイソ
ドツプ歪みを除去するために用いられる。これは
各距離区分の各ドツプラセル指数iRを最近似ドツ
プラセル単位に丸めらえれ次の量だけ均等にシフ
トすることにより行われる。
（２／λ）（tanηp／Rp）（RR）V〓′zziR（Ｔ） ここで、船舶像の真の距離／方位分布を表わす
こととなつたスキヤンコンバータ２５内の距離／
ドツプラ像がCRTデイスプレー装置２６に入力
される。同時に速度コンピユータ２８における回
帰解から導き出された３つの速度項ε〜 v′xx、V′yy
及びV′zzが汎用コンピユータ１７に入力される。
見通し線速度誤差の値ε〓v′xx、は運動補償ユニツ
ト２０内において見通し線速度補正値−εv′xxとし
て用いられる。この結果、すでに述べた通りの運
動補償用位相補正を行うことにより映像の結像及
び中心設定を行う事ができる。
V〓′yyの値は汎用コンピユータ１７によりドツプ
ラフイルタ帯域幅及び間隔と積分時間、ならびに
パルス繰返し周波数を確定するために用いられ
る。これはすでに述べた通り、第（31）及び
（32）式により次の合成開口の形成において用い
られるものである。
アンテナ方位操縦命令は、慣性航行システム１
８からの航空機誘導データ入力及びドツプラ／方
位角プロセツサ２４により提供された種々の船舶
散乱体からの干渉計方位角測定値の平均値を基礎
として、汎用コンピユータ１７において発生され
る。これは連続した開口を通じて汎用コンピユー
タ１７におけるトラツキングフイルタにより平滑
化されたときの全ての干渉計方位角の平均値がゼ
ロ（その電気的照準に関して）に維持されるよう
に行われる。運動補償のために汎用コンピユータ
１７において計算された航空機及び船舶間の相対
的並進運動に基づいた二路見通し線のパルスから
パルスにかけての総合的変位は、Ａ／Ｄ変換器１
５及び１６における距離サンプリングの開始のた
めの正確なタイミングを制御するための基準とし
て作用し、コヒーレント積分間隔にわたるパルス
からパルスへかけての対応する抜取値が船舶の同
一の距離増分を表わすようにする。他の機上セン
サから汎用コンピユータ１７に受入れられる航空
機高度に関連して、見通し線の総合的な時間的変
位は送信アンテナ９及び受信用干渉計アンテナ１
０に対する傾角操作を提供すべく用いられる。
船舶像の所望の分解能セルへのカーソル設定は
汎用コンピユータ１７を通じてオペレータが行う
ビデオ信号指定により達せられ、スキヤンコンバ
ータ２５に供給される。ウエポンデリバリー相に
おける指定された船舶標的分解能セルのカーソル
追跡は汎用コンピユータ１７により、航空機及び
船舶の並進運動についてのその誘導解法から導き
出された時間的な標的セル距離及び方位角の変化
を計算して同様に制御される。ここに前記カーソ
ルビデオ信号は時間の進行と共に妥当な距離／ド
ツプラ分解能セル中に導入される。指定された船
舶標的セルのカーソル追跡に対して、与えられた
船舶回転（振れ）運動からもたらされた実質的な
追跡誤差を除去せよという第２の補正命令は、前
記関連出願において記載した通りの効果を有する
ものである。
アンテナ９及び１０の位置決め及びコヒーレン
ト送信機１１のパルス繰返し周波数（prf）の制
御を行うための制御信号は、汎用コンピユータ１
７から得られる。サブルーチンシーケンスのデー
タ伝送及び開始などのような全てのタスク管理は
レーダデータプロセツサ２７によつて実行され
る。
送信アンテナ及び受信アンテナは、第６図のブ
ロツク線図においてはセパレート型として示した
が、これらの機能は単一の開口中に結合すること
もできる。ブロツク線図中の全ての要素は当業者
によつて製造されるか、または市場的に入手する
ことにより本発明の具体的構成に導入することが
できる。また、第６図においては分離して示した
多くの機能単位は設計経済上の見地から結合する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は合成開口レーダの距離／ドツプラ像の
形成にかかわる航空機及び地上標的の幾何学的関
係を示す図、第２図は距離／ドツプラ像の形成に
かかわる航空機及び船舶標的の幾何学的及び動的
関係を示す図、第３Ａ図は仮想船舶の回転速度を
−Wzz及び＋Wyyとした場合のドツプラ／方位角
の関数関係を示す図、第３Ｂ図は第３Ａ図と同様
の仮想回転速度における距離／ドツプラ像を示す
図、第４Ａ図は仮想船舶の回転速度を＋Wzz及び
−Wyyとした場合のドツプラ対方位角の関数関係
を示す図、第４Ｂ図は第４Ａ図と同様の仮想回転
速度における距離／ドツプラ像を示す図、第５図
は直線回帰適合法によりKR及びθpを決定する状
態を示す図、第６図は本発明の具体的実施例を示
すブロツク線図、第７図は位相比較モノパルスレ
ーダにおける波面の位相関係を示す線図である。 Ｖ……航空機速度、θp……方位角、Ｆ……標点
焦点、Rp……傾斜距離、Wzz，Wyy……船舶回転
成分、ηp……傾角。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 干渉計アンテナ及び距離−対−方位角デイス
    プレーを有する機上搭載型−合成開口レーダシス
    テムとの関連において、海の状態に支配された船
    舶標的の改善された方位分解能を有する距離／ド
    ツプラ像を形成するための方法であつて、 (a) 前記船舶標的を含む散乱体から受信した信号
    を処理して船舶に関するレーダ搭載機の総合ド
    ツプラ生成による交差見通し線速度の計算値を
    得る段階と、 (b) 前記計算された交差見通し線相対速度から距
    離／ドツプラ像の形成における連続した積分間
    隔内で予知的に用いられるべき所定のパラメー
    タの値を決定する段階と、 (c) 距離対方位角座標枠内において、形成された
    船舶標的の距離／ドツプラ像を表示する段階、
    及び (d) 前記形成された距離／ドツプラ像におけるア
    イソドツプひずみを除去する段階、及び前記船
    舶標的の表示された距離／ドツプラ像を中心設
    定する段階、 (e) 前記船舶標的の前記表示像について指定され
    た距離／ドツプラ分解能セルにカーソル設定す
    る段階、及び前記指定された分解能セルの距離
    及び干渉計により決定された方位角を開口から
    開口にかけて追跡する段階、 (f) 前記干渉計アンテナの照準線を調節して船舶
    標的へのレーダ照射を提供する段階、 (g) 距離サンプリング時間を制御し、積分間隔を
    通じてパルスからパルスにかけて対応的にサン
    プリングされた距離サンプルを、前記船舶標的
    の同一の距離増分に対応させる段階、 (h) カーソル位置に対し開口から開口にかけて追
    跡補正を適用することにより、船舶標的の回転
    中心追跡点に対する相対交差見通し線速度及び
    レーダ見通し線の双方に直交した軸のまわりに
    おける船舶の回転を補償する段階、 (i) 前記受信信号を処理する段階であつて、 各距離区分内の各ドツプラフイルタにおい
    て受信信号の方位角を干渉計により測定し、 前記測定された干渉計方位角をすべての距
    離、及びドツプラセル指数についてあらかじ
    め定められたドツプラセル指数及びあらかじ
    め定められた距離セル指数の関数として作図
    し、 距離区分毎に作図されたドツプラ／方位角
    分布に対し、直線を適合させ、さらに 前記適合化処理された直線群から所定の特
    性を引き出しこれらの特性から船舶に関する
    レーダ搭載機の総合ドツプラ生成により交差
    見通し線速度の計算値を得る、 ことからなる段階、を含むことを特徴とする船舶
    標的の距離／ドツプラ像を形成する方法。 ２ 干渉計アンテナ及び距離−対−方位角デイス
    プレーを有する機上搭載型−合成開口レーダシス
    テムとの関連において、海の状態に支配された船
    舶標的の改善された方位分解能を有する距離／ド
    ツプラ像を形成するための方法であつて、 (a) 前記船舶標的を含む散乱体から受信した信号
    を処理して船舶に関するレーダ搭載機の総合ド
    ツプラ生成による交差見通し線速度の計算値を
    得る段階と、 (b) 前記計算された交差見通し線相対速度から距
    離／ドツプラ像の形成における連続した積分間
    隔内で予知的に用いられるべき所定のパラメー
    タの値を決定する段階と、 (c) 距離対方位角座標枠内において、形成された
    船舶標的の距離／ドツプラ像を表示する段階、
    及び (d) 前記形成された距離／ドツプラ像におけるア
    イソドツプひずみを除去する段階、及び前記船
    舶標的の表示された距離／ドツプラ像を中心設
    定する段階、 (e) 前記船舶標的の前記表示像について指定され
    た距離／ドツプラ分解能セルにカーソル設定す
    る段階、及び前記指定された分解能セルの距離
    及び干渉計により決定された方位角を開口から
    開口にかけて追跡する段階、 (f) 前記干渉計アンテナの照準線を調節して船舶
    標的へのレーダ照射を提供する段階、 (g) 距離サンプリング時間を制御し、積分間隔を
    通じてパルスからパルスにかけて対応的にサン
    プリングされた距離サンプルを、前記船舶標的
    の同一の距離増分に対応させる段階、 (h) カーソル位置に対し開口から開口にかけて追
    跡補正を適用することにより、船舶標的の回転
    中心追跡点に対する相対交差見通し線速度及び
    レーダ見通し線の双方に直交した軸のまわりに
    おける船舶の回転を補償する段階、 (i) 前記受信信号を処理する段階であつて、 各距離区分内の各ドツプラフイルタにおい
    て受信信号の方位角を干渉計により測定し、 前記測定された干渉計方位角をすべての距
    離、及びドツプラセル指数についてあらかじ
    め定められたドツプラセル指数及びあらかじ
    め定められた距離セル指数の関数として作図
    し、 距離区分毎に作図されたドツプラ／方位角
    分布に対し、直線を適合させ、さらに 前記適合化処理された直線群から所定の特
    性を引き出しこれらの特性から船舶に関する
    レーダ搭載機の総合ドツプラ生成による交差
    見通し線速度の計算値を得る、 (j) 各距離区分についてのドツプラ／方位角分布
    のすべての受入可能なデータ点から形成された
    適合直線に関しあらかじめ定められた閾値領域
    の外側に位置するデータ点を排除するととも
    に、そのような排除後においてデータに再適合
    させる段階、 を含むことを特徴とする船舶標的の距離／ドツプ
    ラ像を形成する方法。 ３ 干渉計アンテナ及び距離−対−方位角デイス
    プレーを有する機上搭載型−合成開口レーダシス
    テムとの関連において、海の状態に支配された船
    舶標的の改善された方位分解能を有する距離／ド
    ツプラ像を形成するための方法であつて、 (a) 前記船舶標的を含む散乱体から受信した信号
    を処理して船舶に関するレーダ搭載機の総合ド
    ツプラ生成による交差見通し線速度の計算値を
    得る段階と、 (b) 前記計算された交差見通し線相対速度から距
    離／ドツプラ像の形成における連続した積分間
    隔内で予知的に用いられるべき所定のパラメー
    タの値を決定する段階と、 (c) 距離対方位角座標枠内において、形成された
    船舶標的の距離／ドツプラ像を表示する段階、
    及び (d) 前記形成された距離／ドツプラ像におけるア
    イソドツプひずみを除去する段階、及び前記船
    舶標的の表示された距離／ドツプラ像を中心設
    定する段階、 (e) 前記船舶標的の前記表示像について指定され
    た距離／ドツプラ分解能セルにカーソル設定す
    る段階、及び前記指定された分解能セルの距離
    及び干渉計により決定された方位角を開口から
    開口にかけて追跡する段階、 (f) 前記干渉計アンテナの照準線を調節して船舶
    標的へのレーダ照射を提供する段階、 (g) 距離サンプリング時間を制御し、積分間隔を
    通じてパルスからパルスにかけて対応的にサン
    プリングされた距離サンプルを、前記船舶標的
    の同一の距離増分に対応させる段階、 (h) カーソル位置に対し開口から開口にかけて追
    跡補正を適用することにより、船舶標的の回転
    中心追跡点に対する相対交差見通し線速度及び
    レーダ見通し線の双方に直交した軸のまわりに
    おける船舶の回転を補償する段階、 (i) 前記受信信号を処理する段階であつて、 各距離区分内の各ドツプラフイルタにおい
    て受信信号の方位角を干渉計により測定し、 前記測定された干渉計方位角をすべての距
    離、及びドツプラセル指数についてあらかじ
    め定められたドツプラセル指数及びあらかじ
    め定められた距離セル指数の関数として作図
    し、 距離区分毎に作図されたドツプラ／方位角
    分布に対し、直線を適合させ、さらに 前記適合化処理された直線群から所定の特
    性を引き出しこれらの特性から船舶に関する
    レーダ搭載機の総合ドツプラ生成による交差
    見通し線速度の計算値を得る、 (j) 各距離区分についてのドツプラ／方位角分布
    のすべての受入可能なデータ点から形成された
    適合直線に関しあらかじめ定められた閾値領域
    の外側に位置するデータ点を排除するととも
    に、そのような排除後においてデータに再適合
    させる段階、 (k) 前記適合処理された直線群から所定の特性を
    引き出しこれらの特性から(1)船舶の回転中心追
    跡点に対する相対交差見通し線速度、及びレー
    ダ見通し線の両方に直交した方向の総合ドツプ
    ラ生成速度、及び(2)見通し線速度における誤差
    の計算値を得る段階と、 (l) 前記計算された直交方向速度を用いて船舶標
    的の形成された距離／ドツプラ像におけるアイ
    ソドツプひずみを除去する段階、及び (m) 前記見通し線速度における誤差計算値を用
    いて船舶標的の距離／ドツプラ像表示の中心設
    定を行なう段階、 を含むことを特徴とする船舶標的の距離／ドツプ
    ラ像を形成する方法。 ４ 干渉計アンテナ及び距離−対−方位角デイス
    プレーを有する機上搭載型−合成開口レーダシス
    テムとの関連において、海の状態に支配された船
    舶標的の改善された方位分解能を有する距離／ド
    ツプラ像を形成するための方法であつて、 (a) 前記船舶標的を含む散乱体から受信した信号
    を処理して船舶に関するレーダ搭載機の総合ド
    ツプラ生成による交差見通し線速度の計算値を
    得る段階と、 (b) 前記計算された交差見通し線相対速度から距
    離／ドツプラ像の形成における連続した積分間
    隔内で予知的に用いられるべき所定のパラメー
    タの値を決定する段階と、 (c) 距離対方位角座標枠内において、形成された
    船舶標的の距離／ドツプラ像を表示する段階、
    及び (d) 前記形成された距離／ドツプラ像におけるア
    イソドツプひずみを除去する段階、及び前記船
    舶標的の表示された距離／ドツプラ像を中心設
    定する段階、 (e) 前記船舶標的の前記表示像について指定され
    た距離／ドツプラ分解能セルにカーソル設定す
    る段階、及び前記指定された分解能セルの距離
    及び干渉計により決定された方位角を開口から
    開口にかけて追跡する段階、 (f) 前記干渉計アンテナの照準線を調節して船舶
    標的へのレーダ照射を提供する段階、 (g) 距離サンプリング時間を制御し、積分間隔を
    通じてパルスからパルスにかけて対応的に抽出
    された距離サンプルを、前記船舶標的の同一の
    距離増分に対応させる段階、 (h) カーソル位置に対し開口から開口にかけて追
    跡補正を適用することにより、船舶標的の回転
    中心追跡点に対する相対交差見通し線速度及び
    レーダ見通し線の双方に直交した軸のまわりに
    おける船舶の回転を補償する段階、 (i) 前記受信信号を処理する段階であつて、 各距離区分内の各ドツプラフイルタにおい
    て受信信号の方位角を干渉計により測定し、 前記測定された干渉計方位角をすべての距
    離、及びドツプラセル指数についてあらかじ
    め定められたドツプラセル指数及びあらかじ
    め定められた距離セル指数の関数として作図
    し、 距離区分毎に作図されたドツプラ／方位角
    分布に対し、直線を適合させ、さらに 前記適合化処理された直線群から所定の特
    性を引き出しこれらの特性から船舶に関する
    レーダ搭載機の総合ドツプラ生成による交差
    見通し線速度の計算値を得る、 (j) 各距離区分についてのドツプラ／方位角分布
    のすべての受入可能なデータ点から形成された
    適合直線に関しあらかじめ定められた閾値領域
    の外側に位置するデータ点を排除するととも
    に、そのような排除後においてデータに再適合
    させる段階、 (k) 前記適合処理された直線群から所定の特性を
    引き出しこれらの特性から(1)船舶の回転中心追
    跡点に対する相対交差見通し線速度、及びレー
    ダ見通し線の両方に直交した方向の総合ドツプ
    ラ生成速度、及び(2)見通し線速度における誤差
    の計算値を得る段階と、 (l) 前記計算された直交方向速度を用いて船舶標
    的の形成された距離／ドツプラ像におけるアイ
    ソドツプひずみを除去する段階、及び (m) 前記見通し線速度における誤差計算値を用
    いて船舶標的の距離／ドツプラ像表示の中心設
    定を行なう段階、 (n) 実質上改善された方位分解能により、船舶
    標的を含むすべての散乱体から得た距離／ドツ
    プラ像／方位角測定データを用いて指定された
    距離／ドツプラ分解能セルを追跡する段階、 を含むことを特徴とする船舶標的の距離／ドツプ
    ラ像を形成する方法。 ５ 干渉計アンテナ及び距離−対−方位角デイス
    プレーを有する機上搭載型−合成開口レーダシス
    テムとの関連において、海の状態に支配された船
    舶標的の改善された方位分解能を有する距離／ド
    ツプラ像を形成するための方法であつて、 (a) 干渉計アンテナの照準位置を調整することに
    より、船舶標的のレーダ照射を実行する段階
    と、 (b) 距離サンプリング時間を制御することによ
    り、積分時間を通じてパルスからパルスにかけ
    て対応的に抽出されたサンプルを船舶標的の同
    一の距離増分に対応させる段階と、 (c) レーダ搭載機及び船舶のそれぞれの運動に基
    づいた船舶標的を含む散乱体からの受信信号に
    おける位相変動を補償する段階と、 (d) 各距離区分内の各ドツプラフイルタにおいて
    補償された受信信号の方位角を干渉計測定する
    段階と、 (e) 測定された干渉計方位角をすべての距離及び
    ドツプラセル指数についてあらかじめ定められ
    たドツプラセル指数、及びあらかじめ定められ
    た距離セル指数の関数として作図する段階と、 (f) 重み付最小二乗法直線適合技術との関連にお
    いて、各距離区分について作図されたドツプ
    ラ／方位角分布に対し直線を適合させる段階
    と、 (g) 前記適合処理された直線群から導びき出され
    た所定の回帰定数より、(1)船舶に関するレーダ
    搭載機の総合ドツプラ生成による見通し線速
    度、(2)船舶の回転中心トラツキング点に対する
    相対交差見通し線速度及びレーダ見通し線に直
    交する方向における総合ドツプラ生成速度、及
    び(3)見通し線速度誤差の評価値を得る段階と、 (h) 前記測定された交差見通し線相対速度から合
    成開口レーダの積分時間及びパルス繰り返し周
    波数、並びにドツプラフイルタ帯域幅及び間隔
    を含む所定のシステムパラメータの値を距離／
    ドツプラ像の形成における連続した積分間隔内
    で予知的に用いられるように決定する段階と、 (i) 距離対方位角座標枠内において、船舶標的の
    形成された距離／ドツプラ像を表示する段階
    と、 (j) 前記評価された直交方向の速度を用いて船舶
    標的の形成された距離／ドツプラ像におけるア
    イソドツプひずみを除去する段階、及び (k) 見通し線速度における評価誤差を用いて船舶
    標的の表示された距離／ドツプラ像を中心設定
    する段階、 を含むことを特徴とする船舶標的のための像信号
    処理方法。 ６ 前記方法がさらに、船舶標的の表示像におけ
    る指定された距離／ドツプラ分解能セルにカーソ
    ルを設定する段階と、前記指定された分解能セル
    の距離及び干渉計方位角を開口から開口にかけて
    追跡する段階を含むことを特徴とする特許請求の
    範囲第５項記載の方法。 ７ 前記方法がさらに、カーソル位置に対し開口
    から開口にかけて追跡補正を適用することによ
    り、船舶標的の回転中心追跡点に対する相対交差
    見通し線速度及びレーダ見通し線の双方に直交し
    た軸のまわりにおける船舶の回転を補償する段階
    を含むことを特徴とする特許請求の範囲第６項記
    載の方法。 ８ 前記方法がさらに、各距離区分についてのド
    ツプラ／方位角分布のすべての受入可能なデータ
    点から形成された適合直線に関しあらかじめ定め
    られた閾値領域の外側に位置するデータ点を排除
    する段階、及びそのような排除後においてデータ
    に再適合させる段階を含むことを特徴とする特許
    請求の範囲第７項記載の方法。 ９ 前記方法がさらに、実質上改善された方位分
    解能により、船舶標的を含むすべての散乱体から
    得た距離／ドツプラ像方位角測定データを用い
    て、指定された距離／ドツプラ分解能セルを追跡
    する段階を含むことを特徴とする特許請求の範囲
    第８項記載の方法。 １０ ２チヤネル受信機及びドツプラ処理システ
    ムの入力に接続された２部分干渉計アンテナ、並
    びに前記２チヤネル受信機及びドツプラ処理シス
    テムの出力に接続された距離対方位角のためのデ
    イスプレー装置を含む機上搭載型−合成開口レー
    ダシステムとの組合せにおいて、海の状態に支配
    された船舶標的の改善された方位分解能を有する
    距離／ドツプラ像を形成し、かつ表示するための
    像信号処理装置であつて、 (a) 干渉計アンテナの照準を調整することによ
    り、船舶標的へのレーダ照射を実行するための
    手段と、 (b) 距離サンプリング時間を制御することによ
    り、積分時間を通じてパルスからパルスにかけ
    て対応的に抽出されたサンプルを船舶標的の同
    一の距離増分に対応させるための手段と、 (c) レーダ搭載機及び船舶のそれぞれの運動に
    基づいた船舶標的を含む散乱体からの受信信
    号における位相変動を補償するとともに、 見通し線速度の誤差計算値を用いて、船舶
    標的の表示された距離／ドツプラ像の中心設
    定を行う、ための手段と、 (d) 各距離区分内の各ドプラーフイルタにおいて
    補償された受信信号の方位角を干渉計測定する
    ための手段と、 (e) 測定された干渉計方位角をすべての距離及
    びドツプラセル指数についてあらかじめ定め
    られたドツプラセル指数、及びあらかじめ定
    められた距離セル指数の関数として作図し、 重み付最小二乗法直線適合技術との関連に
    おいて、各距離区分について作図されたドツ
    プラ／方位角分布に対し直線を適合させ、 前記適合処理された直線群から導びき出さ
    れた所定の回帰定数より、（）船舶に関す
    るレーダ搭載機の総合ドツプラ生成による見
    通し線速度、（）船舶の回転中心追跡点に
    対する相対交差見通し線速度及びレーダ見通
    し線に直交する方向における総合ドツプラ生
    成速度、及び（）見通し線速度誤差の計算
    値を獲得し、 各距離区分についてのドツプラ／方位角分
    布のすべての受入可能なデータ点から形成さ
    れた適合直線に関しあらかじめ定められた閾
    値領域の外側に位置するデータ点を排除する
    とともに、そのような排除後においてデータ
    に再適合させる、 という一連の操作を実行する手段と、 (f) 前記計算された交差見通し線相対速度から合
    成開口レーダの積分時間及びパルス繰り返し周
    波数、並びにドツプラフイルタ帯域幅及び間隔
    を含む所定のシステムパラメータの値を距離／
    ドツプラ像の形成における連続した積分間隔内
    で予知的に用いられるように決定するための手
    段と、 (g) 距離対方位角座標枠内において、船舶標的の
    形成された距離／ドツプラ像を表示するための
    手段と、 (h) 前記計算された直交方向の速度を用いて船舶
    標的の形成された距離／ドツプラ像におけるア
    イソドツプひずみを除去するための手段、及び (i) 前記指定された標的分解能セルの距離及び
    干渉計方位角を開口から開口にかけて追跡
    し、 カーソル位置に対し開口から開口にかけて
    追跡補正を適用することにより、船舶標的の
    回転中心追跡点に対する相対交差見通し線速
    度及びレーダ見通し線の双方に直交した軸の
    まわりにおける船舶の回転を補償し、さらに 実質上改善された方位分解能により、船舶
    標的を含むすべての散乱体から得た距離／ド
    ツプラ像／方位角測定データを用いて指定さ
    れた距離／ドツプラ分解能セルを追跡する、 という一連の操作を実行する手段、 を含むことを特徴とする船舶標的のための像信号
    処理方法。 １１ ２チヤンネル受信機及びドツプラ処理シス
    テムの入力に接続された２部分干渉計アンテナ、
    並びに前記２チヤンネル受信機及びドツプラ処理
    システムの出力に接続された距離対方位角のため
    のデイスプレー装置を含む機上搭載型−合成開口
    レーダシステムとの組合せにおいて、海の状態に
    支配された船舶標的の改善された方位分解能を有
    する距離／ドツプラ像を形成し、かつ表示するた
    めの像信号処理装置であつて、 (a) 干渉計アンテナの照準位置を調整することに
    より、船舶標的のレーダ照射を形成するための
    手段と、 (b) 距離サンプリング時間を制御することによ
    り、積分時間を通じてパルスからパルスにかけ
    て対応的に抽出されたサンプルを、船舶標的の
    同一の距離増分に対応させるための手段と、 (c) レーダ搭載機及び船舶のそれぞれの運動に基
    づいた船舶標的を含む散乱体からの受信信号に
    おける位相変動を補償するための手段と、 (d) 各距離区分内の各ドツプラフイルタにおいて
    補償された受信信号の方位角を干渉計測定する
    ための手段と、 (e) 測定された干渉計方位角をすべての距離及び
    ドツプラセル指数についてあらかじめ定められ
    たドツプラセル指数、及びあらかじめ定められ
    た距離セル指数の関数として作図するための手
    段と、 (f) 重み付最小二乗法直線適合技術との関連にお
    いて、各距離区分について作図されたドツプ
    ラ／方位角分布に対し直線を適合させるための
    手段と、 (g) 前記適合処理された直線群から導びき出され
    た所定の回帰定数より、(1)船舶に関するレーダ
    搭載機の総合ドツプラ生成による見通し線速
    度、(2)船舶の回転中心トラツキング点に対する
    相対交差見通し線速度及びレーダ見通し線に直
    交する方向における総合ドツプラ生成速度、及
    び(3)見通し線速度誤差の評価値を得るための手
    段と、 (h) 前記測定された交差見通し線相対速度から合
    成開口レーダの積分時間及びパルス繰り返し周
    波数、並びにドツプラフイルタ帯域幅及び間隔
    を含む所定のシステムパラメータの値を距離／
    ドツプラ像の形成における連続した積分間隔内
    で予知的に用いられるように決定するための手
    段と、 (i) 距離対方位角座標枠内において、船舶標的の
    形成された距離／ドツプラ像を表示するための
    手段と、 (j) 前記評価された直交方向の速度を用いて船舶
    標的の形成された距離／ドツプラ像におけるア
    イソドツプひずみを除去するための手段、及び (k) 見通し線速度における評価誤差を用いて船舶
    標的の表示された距離／ドツプラ像を中心設定
    するための手段、 を備えたことを特徴とする船舶標的のための像信
    号処理装置。 １２ 前記装置がさらに、船舶標的の表示像にお
    ける指定された距離／ドツプラ分解能セルにカー
    ソルを設定するための手段と、前記指定された分
    解能セルの距離及び干渉計方位角を開口から開口
    にかけて追跡するための手段を含むことを特徴と
    する特許請求の範囲第１１項記載の装置。 １３ 前記装置がさらに、カーソル位置に対し開
    口から開口にかけて追跡補正を適用することによ
    り、船舶標的の回転中心追跡点に対する相対交差
    見通し線速度及びレーダ見通し線の双方に直交し
    た軸のまわりにおける船舶の回転を補償するため
    の手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第
    １２項記載の装置。 １４ 前記装置がさらに、各距離区分についての
    ドツプラ／方位角分布のすべての受入可能なデー
    タ点から形成された適合直線に関しあらかじめ定
    められた閾値領域の外側に位置するデータ点を排
    除するための手段、及びそのような排除後におい
    てデータに再適合させるための手段を含むことを
    特徴とする特許請求の範囲第１３項記載の装置。 １５ 前記装置がさらに、実質上改善された方位
    分解能による船舶標的からなるすべての散乱体か
    ら得た距離／ドツプラ像方位角測定データを用い
    て、指定された距離／ドツプラ分解能セルを追跡
    するための手段を含むことを特徴とする特許請求
    の範囲第１４項記載の装置。
JP58110030A 1982-06-17 1983-06-17 船舶標的の距離／ドプラー像を形成する方法及びそのための像信号処理装置 Granted JPS5927280A (ja)

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US06/389,368 US4563686A (en) 1982-06-17 1982-06-17 Range/doppler ship imaging for ordnance control
US389368 1982-06-17

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Publication Number Publication Date
JPS5927280A JPS5927280A (ja) 1984-02-13
JPH045156B2 true JPH045156B2 (ja) 1992-01-30

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JP58110030A Granted JPS5927280A (ja) 1982-06-17 1983-06-17 船舶標的の距離／ドプラー像を形成する方法及びそのための像信号処理装置

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EP (1) EP0100141B1 (ja)
JP (1) JPS5927280A (ja)
AU (1) AU562741B2 (ja)
CA (1) CA1213024A (ja)
DE (1) DE3378851D1 (ja)
GR (1) GR78312B (ja)
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