JPH0780480B2 - 地球観測装置 - Google Patents

地球観測装置

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JPH0780480B2
JPH0780480B2 JP63122502A JP12250288A JPH0780480B2 JP H0780480 B2 JPH0780480 B2 JP H0780480B2 JP 63122502 A JP63122502 A JP 63122502A JP 12250288 A JP12250288 A JP 12250288A JP H0780480 B2 JPH0780480 B2 JP H0780480B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 人工衛星に光学センサや電波センサを搭載して地球の映
像を取得,地上に伝送し,地上に於て映像データを受信
して,地球表面上の短期的,長期的な変化及び移動体を
検出する地球観測装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来より米国におけるランドサツト衛星,シーサツト衛
星,わが国における海洋観測衛星等の例にみるように,
地球を広範囲に観測する有効な手段として人工衛星を利
用することが行われている。
第2図は,従来の人工衛星を利用して地球の画像を取得
する装置を示すものであり,図において(1)は地球,
(2)は地球軌道を周回する人工衛星,(3)は地球の
画像を取得するセンサ,(4)はセンサ(3)で取得し
た画像を地上に伝送するための画像データ伝送装置,
(7)は人工衛星からの画像データを受信,再生する地
球局,(5)は地球局(7)を構成する画像データ受信
装置,(6)は再像再生装置である。なお,第2図で
は,人工衛星における他の装置,例えば電源装置,姿勢
制御装置,トラツキング及びテレメトリコマンド装置,
ガスジエツト装置,あるいは構体などを必要とするが,
この発明の説明のためには直接関係がないので省略して
ある。
次に動作について説明する。このような装置において地
球の画像を取得するには,あらかじめ選定した軌道に人
工衛星を飛翔させ(通常,太陽同期軌道とする。),人
工衛星のアーストレースに沿つてセンサA(3)のスオ
ース巾(進行方向に直交するセンサの地表面における視
野巾)分の地球画像を例えば合成開口レーダを用いて検
出し,そのデータを第2図に示す系統によつて地上に伝
送し再生するのである。更に,地球表面上の変化及び移
動体の検出は,目視により人間が行つている。なお,人
工衛星から地上にデータを伝送するには通常電波によつ
ている。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の地球観測装置は以上のように構成されているの
で,地上目標が移動する場合,例えば海上を移動する船
の画像を早く取得したい場合などでは,前回取得した位
置からどこに船が移動したか不明であるから上記のよう
な方法では前回と同じアーストレース上に人工衛星が来
たとき画像を取得しても船の画像は得られないことにな
る。また時間的にほぼ連続的な画像が得られた場合にお
いても,目視により移動目標及び地球表面上の変化を画
像中から検出することは非常に困難であるほか,データ
処理上極めて効率が悪く不経済と言える。さらに光学セ
ンサの場合は,雲があると雲の下の地表面の画像は得ら
れず,画像の取得頻度は天候によつて大幅に影響を受け
る。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので,2つの人工衛星に搭載された広域型合成開口レ
ーダにより撮影された同一地点の画像データ中より,自
動的に移動体,あるいは地球表面上の変化部分を検出す
ると共に,検出部分の高分解画像を自動的に取得するこ
との出来る地球観測装置を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る地球観測装置は,このような従来の問題
点を改善するためになされたもので,別々の人工衛星に
積まれた2台の広域型合成開口レーダにより取得された
同一地点の2枚の画像を地上に於て再生し,両者が重な
り合うよう,観測時の衛星位置,姿勢情報を利用し,必
要な画像変換を施し,両画像間の対応する画素の差を取
り,ノイズ除去を行い,事前に設定されたスレシホール
ドを越える部分を抽出することによつて,地球表面上の
変動部分及び,移動物体を自動的に検出し,速やかにそ
の位置を拡大した画像を取得すべく高分解能合成開口レ
ーダのオフナデイア角を自動的に制御することによつ
て,雲の影響を受けず地球表面上の変動部分及び,目標
物体の移動位置を確認し,その高分解能画像を取得しよ
うとするものである。
〔作用〕
この発明における地球観測装置は,広域型合成開口レー
ダを2台の人工衛星に,高分解能合成開口レーダを一方
の人工衛星に搭載し,進行方向に対して前方を広域型合
成開口レーダで観測するように配置し,地上に於て2台
の人工衛星の広域型合成開口レーダにより一定時間間隔
をおいて取得された同一地点の合成開口レーダ画像を再
生し,両画像が正確に重なり合うよう必要な画像変換を
行つた後,両者の対応する画像間の差を取り,その結
果,変化部分のみが残ることを利用し,地球表面上の変
動部分,或は移動体を自動的に検出すると共にその位置
を決定し,決定位置を人工衛星に伝送し,進行方向に対
し後方をビーム方向とするよう配置した高分解能合成開
口レーダによつて指定された位置の画像を取得し,該当
部分の高分解能画像を取得するものであるから,人間が
介在することなく,雨や雲の影響を受けず自動的,効率
的に地球表面の探索を広範囲に渡つて行うことが出来,
かつその位置近傍の高分解画像を自動的に取得できるこ
とになる。
〔実施例〕
以下,この発明の一実施例を第1図について説明する。
第1図において(2)は軌道上を飛翔する人工衛星A,
(8)は人工衛星A(2)と同一軌道の場合はその後
方,あるいは別の軌道上を飛翔する人工衛星B,(3)は
合成開口レーダAで広域型合成開口レーダ,(9)は合
成開口レーダBで高分解能合成開口レーダ,(13)は合
成開口レーダBのアンテナビーム方向を可変させるため
のビーム方向制御装置,(10)は一定時間をおいて取ら
れた2枚の再生画像が正確に重なり会うよう,必要な画
像変換を施した後,両画像間の差をとり,地球表面上の
変動部分或は,移動物体位置を検出し,高分解能合成開
口レーダで拡大すべき位置を見いだす目標地点検出装
置,(11)は高分解能合成開口レーダに画像取得目標位
置を指令する画像取得指令装置,(12)は画像取得指令
装置(11)からの指令を受けビーム方向制御装置(13)
にコマンドを送出するコマンド装置である。その他は第
2図の装置と同じである。
合成開口レーダA(3)は,広域型合成開口レーダとし
ているから,この範囲の地球(1)の映像を画像データ
伝送装置(4),画像データ受信装置(5)を経由し画
像再生装置(6)において再生できる。再生データを
(10)の目標地点検出装置に送り,一定時間をおいて撮
られた同一地点の2枚の再生画像間の差を取り,一定エ
リア内の変動量が予め定めたスレツシホールドを越えた
部分を自動的に検出し,そのエリアをデイスプレイ等に
表示する。ここで得られる画像は,スオース巾を大きく
取つているため分解能の点では,該当箇所の詳細な認識
に不十分な場合が多いから,上記により目標位置を検出
した後,合成開口レーダB(9)すなわち高分解能合成
開口レーダにより部分的に拡大した映像を撮る。これ
は,検出された目標位置を画像取得指令装置(11)によ
り地球局(7)から人工衛星B(8)のコマンド装置
(12)にあらかじめ決めた信号を送出し,コマンド装置
(12)でこれを解読し,合成開口レーダB(9)のビー
ム方向を指示どおりに向けるよう制御するビーム方向制
御装置(13)にこのコマンド信号を送出することによつ
て実行される。このビーム方向制御は合成開口レーダB
(9)に用いられるアンテナのオフナデイアを可変させ
るか,フエイズアレイアンテナを利用することによつて
実行できる。
また,第1図では人工衛星を構成する他の装置,例えば
電源装置,姿勢制御装置,位置決定装置,テレメトリ装
置などがあるが,この発明の説明のためには直接関係が
ないので省略してある。さらに,ここでは地球観測用の
センサとして合成開口レーダA(3),合成開口レーダ
B(9)について説明してあるが,別途他の観測セン
サ,例えば光学センサを搭載することを妨げるものでは
なく,光学センサを併用すれば,高分解能合成開口レー
ダB(9)の目標制御と同様に光学センサの視線方向を
制御することにより,雨や雲のない天候においては可視
光から赤外に至る種々のスペクトラム画像を得ることが
出来る。また,観測対象は必ずしも地球表面上に限られ
るわけではなく,宇宙空間,他の天体を対象とすること
により,宇宙空間内の人工物体の検出,恒星,惑星,衛
星表面の変化等の検出に用いることが出来る。
〔発明の効果〕
以上のように,この発明によれば地球観測装置を地球表
面上の変化や移動した目標物体の検出を自動的に行いう
るよう構成したので,大幅な省力化が期待できる。ま
た,移動した目標物体を広域型合成開口レーダでサーチ
するから,雨や雲による影響を受けず広いエリアにおい
て捜索できる。更に,位置を特定してから高分解能合成
開口レーダで指定された位置の画像を撮るよう制御する
から,必要な地球表面上の変動部分,或は移動物体の高
分解能画像を取得でき,それだけ人工衛星の寿命内に情
報価値の高い画像の取得頻度を上げられ,経済的な画像
取得システムを構築できる。
なお,上記において,移動目標ばかりではなく固定目標
に対しても,人工衛星の軌道位置,姿勢角は誤差を伴う
ため,合成開口レーダのビーム方向は予め予測した位置
からずれることになるが,このような場合,広域型合成
開口レーダで予め目標位置を確認するから,高分解能合
成開口レーダのビーム方向が,広域型合成開口レーダに
対する成対的な方向精度のみで決まり,人工衛星の姿勢
制御精度達成の困難さを回避できることにもなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は,この発明の一実施例による地球観測装置を示
す図,第2図は従来の人工衛星を利用した地球観測装置
を示す図である。 (1)は地球,(2)は軌道上を飛翔する人工衛星A,
(3)は合成開口レーダA,(4)は画像データ伝送装
置,(5)は画像データ受信装置,(6)は画像再生装
置,(7)は地球局,(8)は人工衛星Aの後方,ある
いは別の軌道上を飛翔する人工衛星B,(9)は合成開口
レーダB,(10)は目標地点検出装置,(11)は画像取得
指令装置,(12)はコマンド装置,(13)はビーム方向
制御装置。 なお,図中,同一符号は同一,または相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】同一軌道を航行する2つの人工衛星におい
    て,広域型合成開口レーダとその画像データを伝送する
    装置を一方の人工衛星に,広域型合成開口レーダ及び
    (狭域型)高分解能合成開口レーダと,それらの画像デ
    ータを伝送する装置と,高分解能合成開口レーダのアン
    テナのビーム方向を可変させるビーム方向制御装置と,
    その制御装置に指示を与える地上からのコマンドを受
    信,解読,送出するコマンド装置をもう一方の人工衛星
    に搭載し,広域型合成開口レーダのみを搭載した人工衛
    星を広域型合成開口レーダ及び高分解能合成開口レーダ
    を搭載した人工衛星よりも進行方向で前方に飛翔させ,
    一定時間間隔をおいて2台の人工衛星に積まれた広域型
    合成開口レーダにより無作意に,あるいはあらかじめ設
    定された地点を含むよう,自動的に生成された観測シー
    ケンスに従つて撮影された地球表面上の同一地点の2枚
    の画像を,画像データ伝送装置により,画像データ受信
    装置,画像再生装置,目標地点検出装置と画像取得指令
    装置より構成される地球局に伝送し,まず画像データ受
    信装置と画像再生装置で,一定時間をおいて取得された
    同一地点の広域型合成開口レーダの画像を再生し,ノイ
    ズ除去後,目標地点検出装置で,その画像間の差を取る
    ことにより地球表面上の変化部分あるいは移動体を自動
    的に見いだし,画像取得指令装置及びコマンド装置を経
    由して,時間的に遅れて飛翔する人工衛星のビーム方向
    制御装置に自動的に指令することによつて高分解能合成
    開口レーダのアンテナビームを目標位置を通過する方向
    に向け,広域型合成開口レーダの部分領域を高分解能合
    成開口レーダで拡大した画像の取得をすることを特徴と
    する地球観測装置。
  2. 【請求項2】異なつた軌道を航行する2つの人工衛星に
    おいて,広域型合成開口レーダとその画像データを伝送
    する装置を一方の人工衛星に,広域型合成開口レーダ及
    び(狭域型)高分解能合成開口レーダと,それらの画像
    データを伝送する装置と,高分解能合成開口レーダのア
    ンテナのビーム方向を可変させるビーム方向制御装置
    と,その制御装置に指示を与える地上からのコマンドを
    受信,解読,送出するコマンド装置をもう一方の人工衛
    星に搭載し,一定時間間隔をおいて2台の人工衛星に積
    まれた広域型合成開口レーダにより無作意に,あるいは
    あらかじめ設定された地点を含むよう,自動的に生成さ
    れた観測シーケンスに従つて撮影された地球表面上の同
    一地点の2枚の画像を,画像データ伝送装置により,画
    像データ受信装置,画像再生装置,目標地点検出装置と
    画像取得指令装置より構成される地球局に伝送し,まず
    画像データ受信装置と画像再生装置で,一定時間をおい
    て取得された同一地点の広域型合成開口レーダの画像を
    再生し,ノイズ除去後,目標地点検出装置で異なつた軌
    道上の人工衛星から撮影された画像データの比較が可能
    となるよう,画像取得時の各々の人工衛星の位置,姿勢
    情報を利用し,両画像が位置的に正確に重なりあうよう
    適切な画像変換を施した後,両画像間の差を取り,地球
    表面上の変化部分あるいは移動体を自動的に見いだし,
    画像取得指令装置及びコマンド装置を経由して,高分解
    能合成開口レーダを搭載した人工衛星のビーム方向制御
    装置に自動的に指令することによつて高分解能合成開口
    レーダのアンテナビームを目標位置を通過する方向に向
    け,広域型合成開口レーダの部分領域を高分解能合成開
    口レーダで拡大した画像の取得をすることを特徴とする
    地球観測装置。
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JP2001122199A (ja) * 1999-10-28 2001-05-08 Mitsubishi Electric Corp 衛星搭載撮像装置

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