JPH0989558A - Earth shape measuring device - Google Patents

Earth shape measuring device

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JPH0989558A
JPH0989558A JP25105595A JP25105595A JPH0989558A JP H0989558 A JPH0989558 A JP H0989558A JP 25105595 A JP25105595 A JP 25105595A JP 25105595 A JP25105595 A JP 25105595A JP H0989558 A JPH0989558 A JP H0989558A
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earth
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image
satellite
image pickup
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Hisayuki Mukai
久幸 迎
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To determine the whole surface area of the earth as three-dimensional information by matching images of the same place on the earth obtained by a plurality of observation satellites, and computing elevation on the surface of the earth. SOLUTION: A camera 1a of an observation satellite 6a sends the surface image data of the earth 12, picked up in response to the timing signal of a clock 2a, to a signal processing circuit 5, and the clock 2a sends generated time information to the signal processing circuit 5. A navigation satellite signal receiver 3 sends the position information of a navigation satellite 11 to the circuit 5, and an angle detector 4 sends the angle data in the sight line direction of the camera 1a to the circuit 5. The circuit 5 adds identification information and the like to the received information and data and transmits them to an earth station. An observation satellite 6b sends in the same way to the earth station 10, and an image data base 7 of the station 10 records and controls image-position-angle data and auxiliary information. An earth shape analyzer 8 extracts an image data pair of the same place on the earth from the image data of the cameras 1a, 1b in the base 7, aligns corresponding places in the pair so as to be matched, and computes the elevation of the earth surface using satellite position coordinates, a sight line direction, and parallax.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は通常回転楕円体に
近似される地球表面の形状を実測して、単一の座標系上
の座標位置として数値化することにより地球の長径や偏
平度合い、大陸間の距離及び地球表面の起伏等の形状を
定量化し、近似楕円体と実形状の相違を定量化し、地球
表面全体の地形情報を生成する地球形状計測装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention measures the shape of the surface of the earth, which is usually approximated to a spheroid, and digitizes it as coordinate positions on a single coordinate system to determine the major axis of the earth, the degree of flatness, and the continent. The present invention relates to an earth shape measuring device that quantifies the distance between the earth and the shape of the earth surface such as undulations, and the difference between the approximate ellipsoid and the actual shape to generate topographic information of the entire earth surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】図17は従来の地球形状計測方法を説明
するための図であり、図において12は地球、13は回
転楕円体、91aは第1の北極付近の点A1、91bは
第2の北極付近の点A2、92aは第1の赤道付近の点
B1、92bは第2の赤道付近の点B2、93aは第1
の2地点間の距離L1、93bは第2の2地点間の距離
L2、94aは第1の地球中心と2地点の成す角度θ
1、94bは第2の地球中心と2地点の成す角度θ2で
あり、L1はA1−A2間の距離、L2はB1−B2間
の距離、θ1は地球中心とA1,A2の成す角、θ2は
地球中心とB1,B2の成す角である。初期の地球形状
測定においては地球12を回転楕円体13と同一と見な
して、子午線の長さを赤道から北極まで、例えば緯度一
度ごとに測ることにより地球形状を測定していた。緯度
はその地点での鉛直線と赤道面とのなす角なので、図に
おいてθ1=θ2となる時にL1がL2よりも小さけれ
ば赤道付近の方が曲率半径が小さいことがわかる。地球
表面の一地点の緯度を知るには、その地点の天頂と赤道
との間の角度を測る。赤道の方向を測るのは難しいの
で、赤緯が既知の恒星が子午線を通過するときにその星
と天頂との間の角度、すなわち天頂距離を測定する。経
度を知るには地球12が自転していることを利用して、
まず経度ゼロの地点を定め、ある星がその地点での子午
線を通過する時刻を測り、次にその同じ星が測定地点で
子午線を通過する時刻を知ることにより両者の差から経
度を求める。なお実際には地球12は回転楕円体13の
上に表面の大小規模の起伏が加わった形状をしており、
各国で地形図を作成する場合には、回転楕円体13の寸
法値を仮定して準拠楕円体と称して地球形状の基本とし
ている。
2. Description of the Related Art FIG. 17 is a diagram for explaining a conventional earth shape measuring method. In the figure, 12 is the earth, 13 is a spheroid, 91a is a point A1 near the first North Pole, and 91b is a second point. Points A2, 92a near the North Pole of the first point are points B1 near the first equator, points 92b are points B2 near the second equator, and points 93a are the first points.
Between the two points L1 and 93b is the distance L2 between the second two points, and 94a is the angle θ between the first earth center and the two points.
Reference numerals 1 and 94b are angles θ2 formed between the second earth center and two points, L1 is a distance between A1 and A2, L2 is a distance between B1 and B2, θ1 is an angle between the earth center and A1 and A2, and θ2 Is the angle between the center of the earth and B1 and B2. In the initial earth shape measurement, the earth 12 was regarded as the same as the spheroid 13, and the shape of the earth was measured by measuring the length of the meridian from the equator to the North Pole, for example, at each latitude. Since the latitude is the angle between the vertical line at that point and the equatorial plane, it can be seen that if L1 is smaller than L2 when θ1 = θ2, the radius of curvature near the equator is smaller. To determine the latitude of a point on the earth's surface, measure the angle between the zenith at that point and the equator. Because it is difficult to measure the direction of the equator, we measure the angle between the star and the zenith, or the zenith distance, of a star with a known declination as it passes through the meridian. To know the longitude, using the fact that the earth 12 rotates,
First, a point with zero longitude is determined, the time when a star passes the meridian at that point is measured, and then the longitude is obtained from the difference between the two by knowing the time when the same star passes the meridian at the measurement point. Actually, the earth 12 has a shape in which large and small undulations of the surface are added to the spheroid 13,
When a topographic map is created in each country, the dimensional value of the spheroid 13 is assumed, and it is referred to as a reference ellipsoid, which is the basis of the earth shape.

【0003】図18は従来の地球形状計測装置のひとつ
である衛星三角測量装置を示す図であり、図において1
2は地球、34は測地衛星、35aは第1の基準点、3
5bは第2の基準点、36はカメラ、37は測地点であ
る。
FIG. 18 is a diagram showing a satellite triangulation device which is one of conventional earth shape measuring devices.
2 is the earth, 34 is the geodetic satellite, 35a is the first reference point, 3
5b is a second reference point, 36 is a camera, and 37 is a measurement point.

【0004】次に原理について図19を用いて説明す
る。図19は衛星三角測量の原理図であり、図において
12は地球、34は測地衛星、38は測地衛星の軌道、
39は距離が既知の直線、40は距離が未知の直線、4
1は時刻t1における測地衛星の位置s1、42は時刻
t2における測地衛星の位置s2、35aは第1の基準
点A、35bは第2の基準点B、37は測定点Xであ
る。測地衛星34は暗いながらも太陽光を反射している
のでカメラで測地衛星34を捕えることができる。図示
していないタイミング装置によって、背景の星の位置と
比較して観測時刻における測地衛星34の赤経と赤緯と
を決めることができる。位置座標が既知の2地点即ち第
1の基準点A35aと第2の基準点B35bから測地点
X37の位置を決める場合、図において測地衛星34が
S1の位置において、第1の基準点A35a、第2の基
準点B35b、測定点X37で同時観測をすることによ
り、AS1、BS1、XS1の方向が決まる。ABの長
さは既知であるから、3角形ABS1が決まる。次に測
地衛星34がS2の位置において、再度同時観測をすれ
ば、測地点X37の位置はXS1とXS2の交点として
幾何学的に決まるので測地点X37の位置座標がわか
る。この原理を繰り返し実施することにより地球表面各
地の相対位置を計測することにより地球形状を計測す
る。
Next, the principle will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a principle diagram of satellite triangulation, in which 12 is the earth, 34 is a geodetic satellite, 38 is the orbit of the geodetic satellite,
39 is a straight line whose distance is known, 40 is a straight line whose distance is unknown, 4
1 is the position s1 of the geodetic satellite at time t1, 42 is the position s2 of the geodetic satellite at time t2, 35a is the first reference point A, 35b is the second reference point B, and 37 is the measurement point X. Since the geodetic satellite 34 reflects sunlight even though it is dark, the geodetic satellite 34 can be captured by a camera. A timing device (not shown) can determine the right ascension and declination of the geodetic satellite 34 at the observation time by comparing with the position of the background star. When determining the position of the surveying point X37 from two points whose position coordinates are known, that is, the first reference point A35a and the second reference point B35b, in the figure, the geodetic satellite 34 is located at the position S1, the first reference point A35a, and the first reference point A35a. The directions of AS1, BS1, and XS1 are determined by simultaneously observing at the reference point B35b of 2 and the measurement point X37. Since the length of AB is known, the triangle ABS1 is determined. Next, if the geodetic satellite 34 performs the simultaneous observation again at the position of S2, the position of the measuring point X37 is geometrically determined as the intersection of XS1 and XS2, so that the position coordinates of the measuring point X37 can be known. By repeating this principle, the earth shape is measured by measuring the relative positions of various parts of the earth's surface.

【0005】図20は従来の別の地球形状計測装置のひ
とつである空中三角測量装置を示す図である。図におい
て43は航空機、36はカメラ、31は対空標識、44
はカメラの視野範囲、12は地球である。図において航
空機43に搭載したカメラ36で地表の空中写真を撮影
し、異なる位置から撮像した同一地域の複数の空中写真
の重複部分を立体視することにより標高計算をする。標
高計算においては写真の視野範囲内の相対的な高度差が
わかるだけなので、予め地上に位置座標既知の対空標識
31を設置し、空中写真を撮像するカメラの視野範囲4
4にこの対空標識31を撮影しておき、標高計算の基準
として使用する。
FIG. 20 is a diagram showing an aerial triangulation device which is another conventional earth shape measuring device. In the figure, 43 is an aircraft, 36 is a camera, 31 is an anti-aircraft sign, 44
Is the field of view of the camera, and 12 is the earth. In the figure, an aerial photograph of the ground surface is photographed by a camera 36 mounted on an aircraft 43, and an altitude calculation is performed by stereoscopically viewing overlapping portions of a plurality of aerial photographs of the same area taken from different positions. In the altitude calculation, since only the relative height difference within the visual field range of the photograph is known, the anti-aircraft sign 31 whose position coordinates are known in advance is set on the ground, and the visual field range 4 of the camera that captures the aerial photograph.
The image of the anti-aircraft sign 31 is taken at 4 and used as a reference for calculating the altitude.

【0006】図21は従来の別の地球形状計測装置のひ
とつを示す図である。図において6は観測衛星、30は
高度計、12は地球である。図において観測衛星6に搭
載した高度計30で地上と観測衛星6の間の距離を測定
する。上記高度計30としては地上に向かってレーザ光
を発信し、反射波を受信するまでの時間を測定するレー
ザレーダが知られている。観測衛星6の軌道は解析的に
把握できるので地球表面の位置と標高が測定可能とな
る。
FIG. 21 is a diagram showing one of other conventional earth shape measuring devices. In the figure, 6 is an observation satellite, 30 is an altimeter, and 12 is the earth. In the figure, the altimeter 30 mounted on the observation satellite 6 measures the distance between the ground and the observation satellite 6. As the altimeter 30, there is known a laser radar that emits a laser beam toward the ground and measures the time until the reflected wave is received. Since the orbit of the observation satellite 6 can be analytically grasped, the position and altitude of the earth surface can be measured.

【0007】次にこの発明による画像データとの対比の
ために、地表画像を撮像する従来の撮像機による画像デ
ータの構造について図22を用いて説明する。図22は
従来のラインセンサ方式による撮像機による画像データ
の構造例を示す図である。図において22は画像デー
タ、23は画像ヘッダ、27は各画素データをそれぞれ
示す。ラインセンサによる撮像機では衛星進行方向に対
して直交する横一列に複数の画素が並び、横1列の各画
素データを同一撮影タイミングで取得する。撮像を規定
時間間隔で繰り返すと時間進行に応じて衛星位置が前進
するので進行方向の画像が取得でき、2次元の画像デー
タが取得できることになる。
Next, for comparison with the image data according to the present invention, the structure of image data by a conventional image pickup device for picking up a ground image will be described with reference to FIG. FIG. 22 is a diagram showing an example of the structure of image data obtained by a conventional line sensor type imaging device. In the figure, 22 is image data, 23 is an image header, and 27 is each pixel data. In an imager using a line sensor, a plurality of pixels are arranged in a horizontal row orthogonal to the satellite traveling direction, and each pixel data in the horizontal row is acquired at the same shooting timing. When the image pickup is repeated at the specified time interval, the satellite position advances according to the time progress, so that the image in the traveling direction can be acquired and the two-dimensional image data can be acquired.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】偏平楕円形状が西洋梨
状に変形したような地球表面形状を定量的に把握するこ
とは地球物理の多くの現象解明に役立つ重要なテーマで
あり、また測地学においても地球表面形状を単一の座標
系上できめ細かく測定することが課題となっていた。こ
れに対して従来の地球形状計測装置では地上で測定機を
用いて計測する場合には測定機を設置した地点の位置は
高精度で測定可能であるが、それ以外の場所は計測でき
ないため、地球表面の起伏を3次元情報として定量化で
きなかった。また測定点数を増やすに応じて設備や機器
の必要数量が増加するため、地球表面全域のデータを取
得するには膨大なコストと労力がかかるという課題があ
った。また測定機設置場所確保が難しいため地球表面を
網羅するデータ量を取得するのは困難であった。また極
地域や未開地域等では計測設備が導入できないため計測
できない領域が残るという課題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] Quantitative understanding of the earth's surface shape, such as a flat elliptical shape deformed into a pear shape, is an important theme that helps clarify many phenomena in geophysics, and geodesy. In the same way, it was a problem to measure the surface shape of the earth in a single coordinate system. On the other hand, in the conventional earth shape measurement device, when measuring with a measuring device on the ground, the position of the point where the measuring device is installed can be measured with high accuracy, but other locations can not be measured, The undulation of the earth's surface could not be quantified as three-dimensional information. In addition, since the required number of facilities and equipment increases as the number of measurement points increases, there has been a problem that enormous cost and labor are required to acquire data on the entire surface of the earth. In addition, it was difficult to obtain a data volume covering the earth's surface because it was difficult to secure a place to install a measuring instrument. In addition, there is a problem that an unmeasurable region remains in polar regions or undeveloped regions because measurement equipment cannot be introduced.

【0009】また地上の相対距離既知の2点間距離基準
として他の1点の位置を計測する従来の三角測量では海
洋を挟むほど長距離の測定はできないため、異なる大陸
同士の2点間距離や大陸と島国間の2点間距離が測定で
きず大陸間や島国の相対位置が決定できないという課題
があった。
Further, conventional triangulation, which measures the position of another point as a reference point between two points with known relative distances on the ground, cannot measure a long distance enough to sandwich the ocean, so the distance between two points between different continents. There was a problem that the distance between two points between the continent and the island country could not be measured, and the relative position between the continent and the island country could not be determined.

【0010】鉛直方向を基準とする測定方法では、鉱床
の存在等に起因する重力の偏りのために鉛直方向自体が
場所に依存して異方性をもつので安定した基準にならな
いという課題があった。
The measurement method based on the vertical direction has a problem that the vertical direction itself has anisotropy depending on the location due to the bias of gravity due to the presence of the deposit, etc. It was

【0011】また空中三角測量のように互いに異なる位
置から撮像された画像データの視差を利用した立体視に
より標高を解析する手法では、1画面内の相対的な標高
差のみを計算するため、当該画面内に位置と標高が既知
の対空標識がないと、絶対座標がわからないという課題
があった。
Further, in the method of analyzing the altitude by stereoscopic vision using the parallax of the image data taken from different positions such as aerial triangulation, only the relative altitude difference within one screen is calculated. There is a problem that the absolute coordinates cannot be known unless there is an anti-aircraft sign whose position and altitude are known on the screen.

【0012】高度計による計測の場合、照射するビーム
が広い場合は地表の平均的高度は計測可能だが小規模な
起伏に対応した高分解能測定はできず、逆に照射するビ
ームを狭く絞ると地球表面全域のデータを取得するため
の軌道間隔が狭まり過ぎるため、適正軌道を飛行する衛
星の実現が難しくなり、かつ衛星の寿命範囲内に地球表
面全域を網羅するのが困難なため、高精度で地球観測を
実施することができないという課題があった。
In the case of altimeter measurement, if the irradiation beam is wide, the average altitude of the ground surface can be measured, but high-resolution measurement corresponding to small undulations cannot be performed. Since the orbit interval for acquiring data for the entire area is too narrow, it is difficult to realize a satellite that flies in an appropriate orbit, and it is difficult to cover the entire surface of the earth within the life span of the satellite. There was a problem that observations could not be carried out.

【0013】また地球自転を時刻決定の基準として経度
を測定すると地球自転軸の運動に伴う自転速度の変動に
より時刻絶対精度が不十分になるという課題があった。
また衛星は秒速数kmで飛翔するため時刻精度が悪いと
位置精度が高くできないという課題があった。
Further, when the longitude is measured with the earth rotation as a reference for determining the time, there is a problem that the absolute time accuracy becomes insufficient due to the fluctuation of the rotation speed due to the movement of the earth rotation axis.
In addition, since the satellite flies at a speed of several kilometers per second, if the time accuracy is poor, the position accuracy cannot be increased.

【0014】地球の楕円形状を定式化した楕円体が複数
提案されており、各国で採用している楕円体が異なり、
長半径で1kmに及ぶ相違があるので、地図の相対位置
合わせをしたくても、単一座標系で位置合わせをする基
準が得られないという課題がった。
A plurality of ellipsoids that have formalized the elliptical shape of the earth have been proposed. Different ellipsoids are adopted in each country,
Since there is a difference of 1 km in the long radius, there is a problem that even if the relative position of the map is desired, the reference for the position adjustment in the single coordinate system cannot be obtained.

【0015】また地球表面全域に亘りデータ取得するの
は膨大な時間と労力を要するため実現が難しく、更に過
去のデータと比較可能な状態でデータ保管する装置がな
いため、データを複数回取得して統計処理をしたり地球
規模の経年変化現象を捉えることが難しいという課題が
あった。また測定技術の進歩に伴いデータを更新する場
合、その都度膨大なデータを取得し直す必要があり実現
性に難点があった。
Further, acquiring data over the entire surface of the earth requires a huge amount of time and labor and is difficult to realize. Further, since there is no device for storing data in a state that can be compared with past data, data is acquired multiple times. There is a problem that it is difficult to perform statistical processing and catch global aging phenomena. In addition, when data is updated with the advancement of measurement technology, it is necessary to re-acquire a huge amount of data each time, and there is a difficulty in realization.

【0016】航空機や衛星からの測定による場合、航空
機や衛星の揺れや姿勢変動があっても関連情報が残って
いないので後で補正処理する手段がないという課題があ
った。特にラインセンサを用いて画像を取得する場合、
全ての撮像タイミングにおける衛星の位置や姿勢情報が
わからないので、撮像中に衛星の姿勢変動が起こると画
像の幾何歪が補正不能となり解消不能の誤差要因になる
という課題があった。
In the case of measurement from an aircraft or satellite, there is a problem that there is no means for performing a correction process later because no relevant information remains even if the aircraft or satellite sways or changes in attitude. Especially when acquiring an image using a line sensor,
Since the satellite position and attitude information at all imaging timings are not known, there is a problem that if the attitude of the satellite changes during imaging, geometric distortion of the image cannot be corrected and becomes an irresolvable error factor.

【0017】また熱帯から亜熱帯地方にかけての赤道付
近や、北極と南極付近の極地方は地球形状を把握する上
で重要な地域であるが、従来衛星画像データを立体視す
る装置では光学センサを用いていたため、雲に覆われた
地域や太陽光反射の少ない高緯度から極地方にかけては
実用に耐えるデータを取得できないという課題があっ
た。
The equatorial region from the tropics to the subtropical region and the polar regions near the North Pole and the South Pole are important regions for grasping the shape of the earth. Conventionally, a device for stereoscopically viewing satellite image data uses an optical sensor. Therefore, there was a problem that data that could be used practically could not be obtained from cloudy areas or high latitudes with little sunlight reflection to polar regions.

【0018】立体視する上で特徴点の見つけにくい海洋
や砂漠地域の高度データを取得できないという課題があ
った。
There is a problem in that it is impossible to obtain altitude data of the ocean or the desert area where it is difficult to find a characteristic point in stereoscopic viewing.

【0019】また画像データの視差で標高絶対値を算出
するには、搭載する衛星や航空機の揺れや位置測定誤差
及び視線方向の角度誤差の影響が大きいため、算出結果
の誤差が大きすぎて実用に耐えないという課題があっ
た。
In order to calculate the absolute value of the altitude based on the parallax of the image data, there is a large influence of the swaying and position measurement error of the satellite or the aircraft mounted and the angle error of the line of sight. There was a problem that I could not endure.

【0020】宇宙から取得した地球画像データを立体視
する従来の衛星画像取得技術を流用しただけでは、単独
の衛星で衛星寿命で制約される時間内に膨大な地球表面
の全データを網羅するのが難しく地球全域の形状を測定
できないという課題があった。
Only by utilizing the conventional satellite image acquisition technology for stereoscopically viewing the earth image data acquired from space, a single satellite can cover a vast amount of all data on the surface of the earth within the time limited by the satellite life. However, there was a problem that it was difficult to measure the shape of the whole earth.

【0021】そのため地球形状を単一座標系上で地球表
面全域に亘り3次元情報として定量化でき、かつ膨大な
計測データを効果的に収集、維持、管理可能な地球形状
計測装置が待望されていた。
Therefore, an earth shape measuring apparatus capable of quantifying the earth shape on a single coordinate system over the entire surface of the earth as three-dimensional information and effectively collecting, maintaining, and managing a huge amount of measurement data is desired. It was

【0022】この発明は上記のような課題を改善するた
めになされたものであり、宇宙から見た地球表面画像デ
ータを利用することにより地球表面全域を3次元情報と
して定量化できる地球形状計測装置を提供する。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and an earth shape measuring apparatus capable of quantifying the entire earth surface as three-dimensional information by utilizing earth surface image data viewed from space. I will provide a.

【0023】また単一座標系上で各国地図を数十m程度
の精度で整合した地形図を生成可能な地球形状計測装置
を提供する。
Further, there is provided an earth shape measuring device capable of generating a topographic map in which each country's map is aligned with accuracy of about several tens of meters on a single coordinate system.

【0024】地上に設備がなくても宇宙から見た画像デ
ータだけで計測可能なので人間活動の及ばない地域のデ
ータもくまなく計測可能である。
Even if there is no equipment on the ground, it is possible to measure only the image data seen from space, so that it is possible to measure all the data in the area where human activity does not reach.

【0025】また一式の装置を構築すればその他の地上
設備が必要なく、しかも処理を大部分自動化できるので
膨大なデータを処理可能な地球形状計測装置を提供す
る。
Further, if a set of devices is constructed, other ground equipment is not required, and the processing can be largely automated, so that an earth shape measuring device capable of processing enormous data is provided.

【0026】航法衛星を運用している単一の座標系によ
り地球表面位置座標を計測できる地球形状計測装置を提
供する。
Provided is an earth shape measuring device capable of measuring earth surface position coordinates by a single coordinate system operating a navigation satellite.

【0027】また周波数安定度の高く相互調整された原
子時計を用いて時刻管理するので時間と場所によらず共
通の時刻基準で軽装可能な地球形状計測装置を提供す
る。
Further, since the time is managed by using the atomic clocks having a high frequency stability and mutually adjusted, the earth shape measuring device which can be lightly mounted on a common time reference regardless of time and place is provided.

【0028】幾何学的特徴のみを用いて標高を解析する
ので局地的な重力偏差の影響を受けない地球形状計測装
置を提供する。
Since the elevation is analyzed using only the geometrical features, the earth shape measuring apparatus which is not affected by the local gravity deviation is provided.

【0029】また位置座標既知の2点からの三角測量の
原理で地表を測定するので地表面の絶対座標を測定可能
な地球形状計測装置を提供する。
Further, the earth surface is measured by the principle of triangulation from two points whose position coordinates are known, so that an earth shape measuring device capable of measuring the absolute coordinates of the ground surface is provided.

【0030】画像データ、撮像位置、角度の情報を画像
データベース化することにより異なる撮像機で取得した
データを地球形状解析機で処理可能となるため、複数の
衛星を利用可能となり、地球全域の膨大な観測データを
取得可能な地球形状計測装置を提供する。
By converting the image data, the imaged position, and the information on the angle into an image database, the data obtained by different imagers can be processed by the earth shape analyzer, so that it becomes possible to use a plurality of satellites, and an enormous amount of the entire earth can be used. Provide an earth shape measuring device capable of acquiring various observation data.

【0031】また時刻、位置、角度の測定精度を向上
し、かつ値を校正手段を講じることで地球規模に対して
十分高い精度の地球形状計測装置を提供する。
Further, the present invention provides an earth shape measuring device with sufficiently high accuracy on a global scale by improving the measurement accuracy of time, position, and angle, and taking measures for correcting the values.

【0032】画像データに撮像タイミングの時刻歴を添
付しており、撮像時刻における衛星位置と視線方向情報
を検証できるので、姿勢変動を補正可能な地球形状計測
装置を提供する。
Since the time history of the image pickup timing is attached to the image data and the satellite position and line-of-sight direction information at the image pickup time can be verified, the earth shape measuring apparatus capable of correcting the attitude variation is provided.

【0033】またマイクロ波を用いた合成開口レーダに
よれば雲に覆われたり太陽光照射のない地域の画像取得
が可能なため、地球楕円形状を特徴的に示す赤道付近や
極地方の地形データを効果的に取得可能な地球形状計測
装置を提供する。
Further, according to the synthetic aperture radar using microwaves, it is possible to acquire an image of an area covered with clouds or without sunlight irradiation. To provide an earth shape measuring device capable of effectively acquiring the information.

【0034】発射したレーザの反射波が到達するまでの
時間を測定して距離を測定するレーザーレーダの測定デ
ータを地球形状データベースに記録することにより海や
砂漠等広範囲に渡り特徴物がなく平坦な地域の形状を観
測できるとともに、陸域においても広範囲の平均的標高
が把握できるので地球概略形状を把握するのに有効な地
球形状計測装置を提供する。
By recording the measurement data of the laser radar, which measures the time until the reflected wave of the emitted laser arrives and measures the distance, in the earth shape database, there is no characteristic over a wide area such as the sea or the desert, and the surface is flat. To provide an effective earth shape measuring device for grasping the rough shape of the earth since it is possible to observe the shape of the region and also to grasp the average altitude over a wide area even on land.

【0035】また画像データベースと地球形状データベ
ースの2つのデータベースを生成し地上校正点の追加、
画像取得技術や解析技術の進歩に応じてデータを更新可
能な地球形状計測装置を提供する。
Also, two databases, an image database and an earth shape database, are generated and ground calibration points are added,
Provide an earth shape measuring device capable of updating data according to the progress of image acquisition technology and analysis technology.

【0036】地球表面上の同一地点を観測する頻度を高
められるのでデータ蓄積による統計的処理が可能にな
り、データの信憑性が増すと共に地球規模の経年変化現
象と捉えることが可能な地球形状計測装置を提供する。
Since the frequency of observing the same point on the surface of the earth can be increased, statistical processing by data accumulation becomes possible, the credibility of the data is increased, and the earth shape measurement can be regarded as a global secular change phenomenon. Provide a device.

【0037】[0037]

【課題を解決するための手段】この発明の実施の形態1
による地球形状計測装置は地球表面を指向する撮像機、
時計、信号処理回路、角度検出機、航法衛星信号受信機
を具備する観測衛星、画像データベース、上記画像デー
タベースの情報から地表面の位置及び標高を解析する地
球形状解析機、上記地球形状解析機の出力により地球表
面の位置座標と地球形状を記録する地球形状データベー
ス、及び航法衛星とにより構成したものである。
Embodiment 1 of the present invention
The earth shape measuring device by
An observation satellite equipped with a clock, a signal processing circuit, an angle detector, a navigation satellite signal receiver, an image database, an earth shape analyzer that analyzes the position and altitude of the ground surface from the information in the image database, and an earth shape analyzer It is composed of an earth shape database that records the position coordinates of the earth surface and the earth shape by output, and a navigation satellite.

【0038】また観測衛星に撮像機を搭載し、撮像機の
視線方向と鉛直方向とが成す角度が互いに異なる複数の
観測衛星で取得した地球上の同一場所の画像の組を地球
形状解析機で整合させ、衛星位置座標と視線方向及び視
差を利用して地球表面の位置及び標高を解析するもので
ある。
An image pickup device is mounted on the observation satellite, and a set of images at the same place on the earth acquired by a plurality of observation satellites whose angles formed by the line-of-sight direction and the vertical direction of the image pickup device are different from each other are set by the earth shape analyzer. The position and altitude of the earth's surface are analyzed using the satellite position coordinates, the line-of-sight direction, and the parallax.

【0039】時刻安定度の高い原子時計を用いて航法衛
星と観測衛星、地上局の間で時刻管理し、かつ画像デー
タと衛星位置データ、視線角度データを互いに時刻管理
したものである。
The time management is performed between the navigation satellite, the observation satellite, and the ground station using an atomic clock having high time stability, and the image data, the satellite position data, and the line-of-sight angle data are time-controlled with respect to each other.

【0040】また観測衛星が航法衛星信号受信機を具備
し、航法衛星で採用する座標系上の位置を明確に測定す
るものである。
Further, the observation satellite is equipped with a navigation satellite signal receiver to clearly measure the position on the coordinate system adopted by the navigation satellite.

【0041】地上に画像データベースと地球形状データ
ベースを具備し、画像データベースには画像データ及び
観測衛星の位置データと角度データを時刻情報と共に記
録し、かつ地球形状データベースには地球表面の位置座
標と地球形状を記録したものである。
An image database and an earth shape database are provided on the ground. Image data and position data and angle data of observation satellites are recorded together with time information in the image database, and the earth shape database stores the position coordinates of the earth surface and the earth. The shape is recorded.

【0042】また地球表面位置座標のデータベースとし
て地球上単一場所に複数の座標データを対応付け可能な
位置座標インデックスと複数のデータを保存する領域を
確保したものである。
Further, as a database of earth surface position coordinates, a position coordinate index capable of associating a plurality of coordinate data with a single place on the earth and an area for storing a plurality of data are secured.

【0043】更に観測衛星の軌道として搭載する撮像機
で地球表面をくまなく撮像可能な軌道を飛行することに
より地球全球のデータを取得可能としたものである。
Further, the data of the entire globe of the earth can be acquired by flying in an orbit capable of taking an image of the entire surface of the earth with an image pickup device mounted as the orbit of the observation satellite.

【0044】また、この発明の実施の形態2による地球
形状計測装置は地球表面を指向する撮像機、時計、信号
処理回路、角度検出機、航法衛星信号受信機を具備する
観測衛星、画像データベース、上記画像データベースの
情報から地表面の位置及び標高を解析する地球形状解析
機、上記地球形状解析機の出力により地球表面の位置座
標と地球形状を記録する地球形状データベース、及び航
法衛星とにより構成していることは実施の形態1と同様
であるが、上記撮像機として視線方向と鉛直方向とが成
す角度が互いに異なる複数の撮像機を有しかつ互いに異
なる撮像機で取得した地球上の同一場所の画像の組を地
球形状解析機で整合させ、衛星位置座標と視線方向及び
視差を利用して地球表面の位置及び標高を解析するもの
である。
Further, the earth shape measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention is an observation satellite equipped with an image pickup device for pointing the surface of the earth, a clock, a signal processing circuit, an angle detector, a navigation satellite signal receiver, an image database, An earth shape analyzer that analyzes the position and elevation of the ground surface from the information in the image database, an earth shape database that records the position coordinates and the earth shape of the earth surface by the output of the earth shape analyzer, and a navigation satellite. This is the same as that of the first embodiment, but as the image pickup device, the image pickup device has a plurality of image pickup devices whose angles formed by the line-of-sight direction and the vertical direction are different from each other, and the same place on the earth obtained by the different image pickup devices. The image shape set is matched by an earth shape analyzer, and the position and altitude of the earth surface are analyzed by utilizing satellite position coordinates, line-of-sight direction and parallax.

【0045】この発明の実施の形態3による地球形状計
測装置は地球表面を指向する撮像機、時計、信号処理回
路、角度検出機、航法衛星信号受信機を具備する観測衛
星、画像データベース、上記画像データベースの情報か
ら地表面の位置及び標高を解析する地球形状解析機、上
記地球形状解析機の出力により地球表面の位置座標と地
球形状を記録する地球形状データベース、及び航法衛星
とにより構成していることは実施の形態1と同様である
が、撮像機の視線方向変更機を具備し、視線方向と鉛直
方向とが成す角度が互いに異なる位置で取得した地球上
の同一場所の画像の組を地球形状解析機で整合させ、衛
星位置座標と視線方向及び視差を利用して地球表面の標
高を解析するものである。
An earth shape measuring apparatus according to Embodiment 3 of the present invention is an observation satellite equipped with an image pickup device for pointing the surface of the earth, a clock, a signal processing circuit, an angle detector, a navigation satellite signal receiver, an image database, and the above image. It is composed of an earth shape analyzer that analyzes the position and elevation of the ground surface from database information, an earth shape database that records the position coordinates and earth shape of the earth surface by the output of the earth shape analyzer, and a navigation satellite. This is the same as that of the first embodiment, but a set of images at the same place on the earth, which are equipped with a line-of-sight direction changing device of an imaging device and are acquired at positions where the angles formed by the line-of-sight direction and the vertical direction are different from each other, are used. The altitude of the earth's surface is analyzed using the satellite position coordinates, the line-of-sight direction, and the parallax by using a shape analyzer.

【0046】また、この発明の実施の形態4による地球
形状計測装置は撮像機としてイメージングレーダを用い
たものである。
The earth shape measuring apparatus according to the fourth embodiment of the present invention uses an imaging radar as an image pickup device.

【0047】この発明の実施の形態5による地球形状計
測装置は高度計を具備したものである。
The earth shape measuring apparatus according to the fifth embodiment of the present invention is equipped with an altimeter.

【0048】また、この発明の実施の形態6による地球
形状計測装置は信号処理部において全ての撮像タイミン
グの時刻を画像データに付加して地上に伝送し、画像デ
ータと共に画像データベースに記録したものである。
Further, the earth shape measuring apparatus according to the sixth embodiment of the present invention is such that the signal processing section adds the times of all the image pickup timings to the image data and transmits it to the ground, and records it in the image database together with the image data. is there.

【0049】この発明の実施の形態7による地球形状計
測装置は地球表面に予め航法衛星により位置座標計測済
みの対空標識を設置し、地球形状データベースに位置座
標を記録したものである。
The earth shape measuring apparatus according to the seventh embodiment of the present invention is one in which an anti-aircraft sign whose position coordinate has been measured by a navigation satellite is installed on the surface of the earth and the position coordinates are recorded in the earth shape database.

【0050】また、この発明の実施の形態8による地球
形状計測装置は地球形状解析機が整合処理部を具備し、
かつ整合処理部において同一場所の画像で視線方向が異
なる互いに異なる種類の撮像機で取得された画像を解析
するものである。
In the earth shape measuring apparatus according to the eighth embodiment of the present invention, the earth shape analyzer has a matching processing section,
In addition, the matching processing unit analyzes images acquired by different types of image pickup devices having different line-of-sight directions in images at the same location.

【0051】この発明の実施の形態9による地球形状計
測装置は地球形状解析機に整合処理部を具備し、かつ同
一場所の3式以上の画像を同時に解析し、地表対応点の
整合を自動的に解析する処理部を付加したものである。
The earth shape measuring apparatus according to the ninth embodiment of the present invention is equipped with a matching processing unit in the earth shape analyzer, and simultaneously analyzes three or more images at the same place to automatically match the corresponding points on the ground surface. A processing unit for analyzing is added.

【0052】[0052]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1を示す構
成図であり、図において1aは地球表面を指向する第1
の撮像機、1bは撮像機の視線方向と鉛直方向とが成す
角度が第1の撮像機1aと異なる第2の撮像機、2aは
第1の時計、2bは上記第1の時計2aと時刻合わせし
た第2の時計、3は航法衛星信号受信機、4は角度検出
機、5は信号処理回路、6aは上記第1の撮像機1aで
地球表面をくまなく撮像可能な軌道を飛行する第1の観
測衛星、6bは上記第2の撮像機1bで地球表面をくま
なく撮像可能な軌道を飛行する第2の観測衛星、7は画
像データ及び観測衛星の位置データと角度データを時刻
情報と共に記録する画像データベース、8は上記画像デ
ータベース7の情報から地表面の位置及び標高を解析す
る地球形状解析機、9は上記地球形状解析機8の出力に
より地球表面の位置座標と地球形状を記録する地球形状
データベース、10は地上局、11は航法衛星、12は
地球であり、上記第1の観測衛星6aは第1の撮像機1
a、第1の時計2a、航法衛星信号受信機3、角度検出
機4、信号処理回路5を搭載し、また第2の観測衛星6
bは第2の撮像機1b、第2の時計2b、航法衛星信号
受信機3、角度検出機4、信号処理回路5を搭載してい
る。
Embodiment 1. FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. In FIG.
Image pickup device 1b, a second image pickup device 2b whose angle formed by the line-of-sight direction and the vertical direction of the image pickup device is different from that of the first image pickup device 1a, 2a is a first clock, and 2b is the first clock 2a and time. A second clock which is combined, 3 is a navigation satellite signal receiver, 4 is an angle detector, 5 is a signal processing circuit, and 6a is a first imager 1a which flies in an orbit capable of capturing an image of the entire surface of the earth. 1 is an observation satellite, 6b is a second observation satellite that flies in an orbit that allows the second imager 1b to take an image of the entire surface of the earth, and 7 is image data and position data and angle data of the observation satellite along with time information. An image database to be recorded, 8 is an earth shape analyzer for analyzing the position and elevation of the ground surface from the information of the image database 7, and 9 is an output of the earth shape analyzer 8 for recording the position coordinates and the earth shape of the earth surface. Earth shape database, 1 Ground station 11 navigation satellites, 12 is the earth, the first observation satellites 6a is first imager 1
a, a first clock 2a, a navigation satellite signal receiver 3, an angle detector 4, a signal processing circuit 5, and a second observation satellite 6
Reference numeral b shows a second image pickup device 1b, a second clock 2b, a navigation satellite signal receiver 3, an angle detector 4, and a signal processing circuit 5.

【0053】図において第1の観測衛星6aの中で、第
1の撮像機1aは第1の時計2aの発生する撮像タイミ
ング信号に応じて地球12の表面を撮像し、画像データ
を信号処理回路5に送信する。また第1の時計2aは撮
像タイミング信号を発生した時刻情報を信号処理回路5
に送信する。航法衛星信号受信機3は第1の時計2aの
発生するタイミング信号に応じて航法衛星11の信号を
受信してその時刻の衛星の位置情報を信号処理回路5に
送信する。また角度検出機4は第1の時計2aの発生す
るタイミング信号に応じてその時刻の第1の撮像機1a
の視線方向の角度データを信号処理回路5に送信する。
この際第1の撮像機1aの視線方向が第1の観測衛星6
aに対して固定されていれば角度データは観測衛星6a
の姿勢変動角を示すことになり、また第1の撮像機1a
が視線方向変更機能を有する場合は角度データは観測衛
星6aの姿勢変動角と視線方向変更角の合計を示すこと
になる。また角度検出機4としてジャイロや恒星センサ
を使用することで十分精度の高い角度管理が可能とな
る。信号処理回路5では受信した時刻情報、画像デー
タ、位置データ、角度データに識別情報等の付帯情報を
付加した後に地上に伝送可能なフォーマットに処理し、
図示されていない送信機を介して地上局10に伝送す
る。図示していないデータ中継衛星を介しても伝送可能
であることはいうまでもない。なお第1の時計2aで生
成するタイミング信号は撮像タイミングと位置情報取得
タイミング及び角度情報取得タイミングの3通りである
が、それぞれの時刻が正確に記録されていれば互いに同
期している必要はなく、それぞれの時刻情報が信号処理
回路5において対応する画像データまたは位置データま
たは角度データと共に記録される。また撮像タイミング
は画像取得を開始するタイミングと撮像を繰り返すイン
ターバルに基づき第1の時計2aにおいて設定される。
また位置情報取得タイミング及び角度情報取得タイミン
グは地球表面位置座標を解析する際に要求される位置精
度と角度精度を満足するのに十分な頻度で第1の時計2
aにおいて設定される。
In the figure, in the first observation satellite 6a, the first image pickup device 1a picks up an image of the surface of the earth 12 according to the image pickup timing signal generated by the first clock 2a, and outputs the image data to the signal processing circuit. Send to 5. Further, the first clock 2 a outputs the time information at which the imaging timing signal is generated to the signal processing circuit 5.
Send to The navigation satellite signal receiver 3 receives the signal of the navigation satellite 11 according to the timing signal generated by the first clock 2a and transmits the position information of the satellite at that time to the signal processing circuit 5. In addition, the angle detector 4 responds to the timing signal generated by the first timepiece 2a to detect the first image pickup device 1a at that time.
The angle data of the line-of-sight direction is transmitted to the signal processing circuit 5.
At this time, the line-of-sight direction of the first imaging device 1a is the first observation satellite 6
If it is fixed with respect to a, the angle data will be the observation satellite 6a.
Of the first image pickup device 1a.
Has a function of changing the line-of-sight direction, the angle data indicates the sum of the attitude variation angle of the observation satellite 6a and the angle of change of the line-of-sight direction. Further, by using a gyroscope or a star sensor as the angle detector 4, it is possible to perform angle management with sufficiently high accuracy. The signal processing circuit 5 adds incidental information such as identification information to the received time information, image data, position data, and angle data, and then processes it into a format that can be transmitted to the ground.
It transmits to the ground station 10 via a transmitter (not shown). Needless to say, the data can be transmitted via a data relay satellite (not shown). Note that the timing signals generated by the first clock 2a are three types, that is, the imaging timing, the position information acquisition timing, and the angle information acquisition timing, but they do not have to be synchronized with each other if the respective times are accurately recorded. , The respective time information is recorded in the signal processing circuit 5 together with the corresponding image data or position data or angle data. The imaging timing is set in the first clock 2a based on the timing of starting the image acquisition and the interval at which the imaging is repeated.
Further, the position information acquisition timing and the angle information acquisition timing are sufficiently frequent to satisfy the position accuracy and the angle accuracy required when analyzing the earth surface position coordinates.
It is set in a.

【0054】第2の観測衛星6bの中でも同様にして第
2の時計2bの時刻情報、第2の撮像機1bの画像デー
タ、位置データ、角度データ及び付帯情報を地上に送信
する。次に地上局10では図示していない受信機で伝送
された情報を受信し、画像データベースに記録する。画
像データベース7では画像データ、位置データ、角度デ
ータ及び付帯情報を記録管理する。また第1の撮像機1
aで取得した画像データと第2の撮像機1bで取得した
画像データの中から地球上の同一場所の画像データの組
を抽出し、地球形状解析機で画像データの組の中の対応
する場所の位置合わせをして整合させ、衛星位置座標と
視線方向及び視差を利用して地球表面の標高を解析し、
地球表面位置座標として数値化した結果を識別情報等の
付帯情報を付加した後に地球形状データベースに送信す
る。また地球形状データベースでは地球表面位置座標と
付帯情報、及びその他の地球形状解析結果を記録管理す
る。
Similarly, in the second observation satellite 6b, the time information of the second clock 2b, the image data of the second image pickup device 1b, the position data, the angle data and the incidental information are transmitted to the ground. Next, the ground station 10 receives the information transmitted by the receiver (not shown) and records it in the image database. The image database 7 records and manages image data, position data, angle data, and incidental information. In addition, the first image pickup device 1
A set of image data at the same place on the earth is extracted from the image data obtained in a and the image data obtained by the second image pickup device 1b, and the corresponding position in the set of image data is extracted by the earth shape analyzer. Aligning and matching the satellite position coordinates, line-of-sight direction and parallax to analyze the altitude of the earth's surface,
The result of digitization as the position coordinates of the earth's surface is added to incidental information such as identification information and then transmitted to the earth shape database. In addition, the earth shape database records and manages earth surface position coordinates, incidental information, and other earth shape analysis results.

【0055】次に原理について図2を用いて説明する。
図2は地球の形状とこの発明の実施の形態1における衛
星軌道の模式図であり、図において6aは第1の観測衛
星、6bは第2の観測衛星、11は航法衛星、12は地
球、13は回転楕円体、14aは第1の撮像機の視線、
14bは第2の撮像機の視線、15aは第1の観測衛星
の軌道、15bは第2の観測衛星の軌道、16は航法衛
星の軌道である。本発明ではこの回転楕円体13を地球
形状計測の基準にせず、また地球重力を測定の基準にせ
ず地球12の形状を測定するために、地球外部の位置で
ある宇宙からの三角測量により地球形状計測を行う。観
測衛星や航法衛星自体が地球重力の影響により軌道決定
されているが、航法衛星は軌道高度2000km程度の
高い高度を飛翔しているので元々重力の偏りの影響が小
さく、更に例えば米国のグローバルポジショニング装置
のように十分に影響補正処理を施された装置では、地球
重力変動の影響を受けずに位置座標を確定することがで
きる。従って例えばグローバルポジショニング装置で採
用しているWorld Geodetic Syste
m84と呼ばれる測地座標系を用いて、地球形状を単一
座標系の上で測定し、位置座標を決定することが可能に
なる。第1の観測衛星6aと第2の観測衛星6bの位置
座標は複数の航法衛星11の信号に基づき航法衛星11
で採用する座標系上の位置座標が決定する。位置精度を
向上する具体例については後述する。なお衛星の位置座
標は軌道方向に沿って時々刻々変わるので、時刻合わせ
した精度の高い時計を用いて時刻管理することが不可欠
になる。そこで時計としては水晶時計のような原子時計
を基準発振源とすることで十分精度の高い時刻管理を実
施する。また第1の撮像機の視線14aと第2の撮像機
の視線14bの角度を測定するためにはジャイロと恒星
センサを使用することにより十分精度の高い角度管理が
可能となる。観測衛星6から恒星が見える範囲では恒星
センサにより絶対角度を検出し、太陽光の影響等で恒星
が見えない間は、次に恒星が見えて恒星センサによる絶
対角度が再び測定できるまでジャイロ出力を積分して相
対的な角度変動を推定するのである。なお第1の観測衛
星の軌道15aと第2の観測衛星の軌道15bは同一で
ある必要はなく、例えば軌道高度や軌道傾斜角が異なっ
ていてもよい。
Next, the principle will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a schematic diagram of the shape of the earth and the satellite orbit in Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 6a is the first observation satellite, 6b is the second observation satellite, 11 is the navigation satellite, 12 is the earth, 13 is a spheroid, 14a is the line of sight of the first imaging device,
14b is the line of sight of the second imager, 15a is the orbit of the first observation satellite, 15b is the orbit of the second observation satellite, and 16 is the orbit of the navigation satellite. In the present invention, in order to measure the shape of the earth 12 without using the spheroid 13 as a reference for measuring the earth shape and without using the earth gravity as a reference for measuring the earth shape, the shape of the earth 12 is measured by triangulation from a space outside the earth. Perform measurement. The orbits of observation satellites and navigation satellites are determined by the influence of the earth's gravity. However, since navigation satellites fly at a high altitude of about 2000 km, the influence of gravity bias is originally small, and for example, global positioning in the United States In a device such as a device that has been sufficiently subjected to the effect correction processing, the position coordinates can be determined without being affected by the change in the earth's gravity. Therefore, for example, the World Geodetic System used in the global positioning device
Using a geodetic coordinate system called m84, it becomes possible to measure the shape of the earth on a single coordinate system and determine position coordinates. The position coordinates of the first observation satellite 6a and the second observation satellite 6b are determined based on signals from the plurality of navigation satellites 11.
The position coordinates on the coordinate system adopted in are determined. A specific example for improving the position accuracy will be described later. Since the position coordinates of the satellite change every moment along the orbital direction, it is indispensable to manage the time using a highly accurate clock whose time has been set. Therefore, sufficiently accurate time management is performed by using an atomic clock such as a quartz clock as a reference oscillation source. Further, in order to measure the angle between the line-of-sight 14a of the first image pickup device and the line-of-sight line 14b of the second image pickup device, a gyro and a star sensor are used to enable sufficiently accurate angle management. The absolute angle is detected by the star sensor in the range where the star is visible from the observation satellite 6, and while the star is not visible due to the influence of sunlight, the gyro output is output until the star is seen next time and the absolute angle can be measured again by the star sensor. It is integrated to estimate the relative angular variation. The orbit 15a of the first observation satellite and the orbit 15b of the second observation satellite do not need to be the same. For example, the orbit altitude and the orbit inclination angle may be different.

【0056】次に画像立体視による標高抽出の原理につ
いて図3を用いて説明する。図3は撮像機としてライン
センサを用いた光学センサを用いた場合の、立体視の視
差に基づく標高抽出の原理を示す図である。図において
12は地球、14aは第1の撮像機の視線、14bは第
2の撮像機の視線、17aは第1の観測衛星の位置A、
17bは第2の観測衛星の位置B、18は視線の交点
C、19はC上の地表の観測対象点D、20aはDを通
る第1の撮像機の視線との平行線、20bはDを通る第
2の撮像機の視線との平行線、21aは第1の撮像機の
画像内のDの位置、21bは第2の撮像機の画像内のD
の位置である。第1の観測衛星の位置A17aと第2の
観測衛星の位置B17bは航法衛星を用いて決定し、角
度θ1とθ2は角度検出機を用いて決定する。そこで第
1の撮像機の視線14aと第2の撮像機の視線14bの
両視線の交点C18が決まるので、点A、B、Cが含ま
れる平面上で考えた場合、Cの座標位置が決定し、直線
ABと点Cとの距離Hも決定する。仮に地表の観測対象
点Dの標高と点Cの標高差hが0であれば、点Dは第1
の撮像機の視線14aと第2の撮像機の視線14bの交
点Cと一致するので、画像に投影される点Dの位置は点
A及び点Bと一致するのに対して、実際にhが0でない
場合は画像に投影される点Dの位置はDを通る第1の撮
像機の視線との平行線20aとDを通る第2の撮像機の
視線との平行線20bを通って、それぞれ第1の撮像機
の画像内のDの位置E21a、第2の撮像機の画像内の
Dの位置F21bに撮像されることになる。画像中のA
E間距離x1とAF間距離x2が対地換算距離相当の視
差であり、h=x1/tanθ1+x2/tanθ2と
して標高hを算出できる。なおラインセンサを用いた光
学センサでは視野方向を一定にしたまま衛星進行に応じ
て撮像場所が変わるため、距離AEとAFの距離から標
高hを算出したが、空中写真による立体視の場合には図
におけるACとADの角度差から標高を算出可能とな
る。なお図3では平面幾何学として説明したが、3次元
幾何学においても同様の考え方で立体視による標高抽出
が可能である。上記の如く衛星位置データと視線方向の
角度データがあれば、標高算出の基準となる点C18の
位置座標が決定でき、一続きの画像内おいて実際に点D
が撮像されている場所の視差に基づきDの標高を求める
のが本方式の特徴である。
Next, the principle of altitude extraction by image stereoscopic vision will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing the principle of altitude extraction based on the parallax of stereoscopic vision when an optical sensor using a line sensor is used as an imaging device. In the figure, 12 is the earth, 14a is the line of sight of the first imager, 14b is the line of sight of the second imager, 17a is the position A of the first observation satellite,
17b is the position B of the second observation satellite, 18 is the intersection point C of the line of sight, 19 is the observation target point D on the ground surface on C, 20a is the parallel line with the line of sight of the first imaging device passing through D, and 20b is D , A line parallel to the line of sight of the second imager, 21a is the position of D in the image of the first imager, 21b is D in the image of the second imager.
Is the position. The position A17a of the first observation satellite and the position B17b of the second observation satellite are determined using a navigation satellite, and the angles θ1 and θ2 are determined using an angle detector. Then, since the intersection C18 of the two lines of sight of the line of sight 14a of the first imager and the line of sight 14b of the second imager is determined, the coordinate position of C is determined when considering on a plane including points A, B, and C. Then, the distance H between the straight line AB and the point C is also determined. If the height difference h between the elevation of the observation target point D on the ground surface and the point C is 0, the point D is the first
Since the line of sight 14a of the second image pickup device and the line of sight 14b of the second image pickup device coincide with the intersection C, the position of the point D projected on the image coincides with the points A and B. If it is not 0, the position of the point D projected on the image passes through a parallel line 20a with the line of sight of the first image pickup device passing through D and a parallel line 20b with the line of sight of the second image pickup device passing through D, respectively. The images are captured at the position E21a of D in the image of the first image pickup device and the position F21b of D in the image of the second image pickup device. A in the image
The distance between E x1 and the distance between AFs x2 are parallaxes equivalent to the ground equivalent distance, and the altitude h can be calculated as h = x1 / tan θ1 + x2 / tan θ2. Note that with an optical sensor that uses a line sensor, the imaging location changes according to the progress of the satellite while keeping the field of view constant, so the altitude h was calculated from the distances AE and AF, but in the case of stereoscopic vision by aerial photography, The altitude can be calculated from the angle difference between AC and AD in the figure. Note that, in FIG. 3, the plane geometry has been described. However, in the three-dimensional geometry, the elevation can be extracted by stereoscopic vision in the same way. With the satellite position data and the line-of-sight direction angle data as described above, the position coordinates of the point C18, which is the reference for the elevation calculation, can be determined, and the point D18 is actually displayed in the series of images.
The feature of this method is that the altitude of D is obtained based on the parallax of the place where is captured.

【0057】次に地上局の処理について図4を用いて説
明する。図4はデータ処理フローを示す図であり、図に
おいて6は観測衛星、7は画像データベース、8は地球
形状解析機、9は地球形状データベース、10は地上
局、11は航法衛星を示す。図において観測衛星6では
時刻付き画像データ、時刻付き衛星位置データ及び時刻
付き角度データが生成される。上記衛星位置データは航
法衛星11からの受信信号によるものである。これらの
情報は図示されていない送信機を介して地上局10に伝
送される。地上局10においては受信したデータを画像
データベース7に記録する。次に地球形状解析機8にお
いてデータ識別番号付与をして分類し、また幾何歪等の
初期補正を施した後に再び結果を画像データベース7に
記録する。なお撮像機の種別、幾何歪の補正用パラメー
タ等は予め画像データベース中に初期登録情報として記
録しておく。次に地球形状解析機8において立体視ペア
画像を抽出し、ペア画像の対応点を見つけて整合をとる
マッチング処理を施し、標高抽出して位置座標を解析し
た後に、解析結果である地球表面位置座標を地球形状デ
ータベース9に記述する。更に地球形状解析機8におい
て等緯度及び等経度における表面位置座標をプロットし
て準拠楕円体との差分評価する等の地球形状解析評価を
施すと共に同一地点の観測データを複数回分統計処理等
した後に結果を地球形状データに記録する。
Next, the processing of the ground station will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing a data processing flow. In the figure, 6 is an observation satellite, 7 is an image database, 8 is an earth shape analyzer, 9 is an earth shape database, 10 is a ground station, and 11 is a navigation satellite. In the figure, the observation satellite 6 generates image data with time, satellite position data with time, and angle data with time. The satellite position data is based on a received signal from the navigation satellite 11. These pieces of information are transmitted to the ground station 10 via a transmitter (not shown). The ground station 10 records the received data in the image database 7. Next, the earth shape analyzer 8 assigns a data identification number for classification, and after initial correction such as geometric distortion is performed, the result is recorded again in the image database 7. The type of the image pickup device, the geometric distortion correction parameter, and the like are recorded in the image database in advance as initial registration information. Next, the earth shape analyzer 8 extracts stereoscopic pair images, performs matching processing to find corresponding points of the pair images and performs matching, and then extracts altitude and analyzes the position coordinates, and then the earth surface position which is the analysis result. The coordinates are described in the earth shape database 9. Further, after the earth shape analyzer 8 performs the earth shape analysis evaluation such as plotting the surface position coordinates at the same latitude and the same longitude to evaluate the difference with the reference ellipsoid, the observation data at the same point is statistically processed a plurality of times. Record the results in the Earth shape data.

【0058】次に画像データベースの具体例について図
5を用いて説明する。図5は画像データベースの構造例
を示す図であり、図において7は画像データベース、2
2aは第1の画像データ、22bは第2の画像データ、
23は画像ヘッダ、27は各画素データ、45は一時保
管領域、46は保存領域、47は初期登録情報ブロッ
ク、48は分類整理後データブロック、49は補正後デ
ータブロック、50aは第1の画像データブロック、5
0bは第2の画像データブロック、50cは第3の画像
データブロック、51aは第1の位置データブロック、
51bは第2の位置データブロック、52aは第1の角
度データブロック、52bは第2の角度データブロッ
ク、53はヘッダ、54は位置データ、55は角度デー
タ、56は識別表示、57は撮像時刻、58は地球上番
地、59は補正情報、60aは第1のデータ、60bは
第2のデータ、付帯情報61をそれぞれ示す。
Next, a specific example of the image database will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing an example of the structure of an image database. In FIG.
2a is the first image data, 22b is the second image data,
Reference numeral 23 is an image header, 27 is each pixel data, 45 is a temporary storage area, 46 is a storage area, 47 is an initial registration information block, 48 is a sorted data block, 49 is a corrected data block, and 50a is the first image. Data block, 5
0b is the second image data block, 50c is the third image data block, 51a is the first position data block,
51b is a second position data block, 52a is a first angle data block, 52b is a second angle data block, 53 is a header, 54 is position data, 55 is angle data, 56 is an identification display, 57 is an imaging time. , 58 is an earth address, 59 is correction information, 60a is first data, 60b is second data, and incidental information 61.

【0059】上記一時保管領域45は第1の画像データ
ブロック50a、第1の位置データブロック51a、第
1の角度データブロック52aを具備しており、観測衛
星から受信したデータは最初に一時保管領域45に記録
される。また第1の画像データ22aは画像ヘッダ2
3、ヘッダ53、各画素データ27により構成され、一
続きの画像に関する情報群を示している。一時保管領域
45に記録されたデータは地球形状解析機において識別
分類処理を行った後に、保存領域46に転送され、一時
保管領域45からは抹消される。
The temporary storage area 45 comprises a first image data block 50a, a first position data block 51a, and a first angle data block 52a, and the data received from the observation satellite is initially stored in the temporary storage area. 45. Further, the first image data 22a is the image header 2
3, a header 53, and each pixel data 27, and shows an information group regarding a series of images. The data recorded in the temporary storage area 45 is transferred to the storage area 46 and erased from the temporary storage area 45 after being subjected to identification and classification processing in the earth shape analyzer.

【0060】保存領域46は初期登録情報ブロック47
と分類整理後データブロック48及び補正後データブロ
ック49を具備している。
The save area 46 is an initial registration information block 47.
And a post-classification data block 48 and a post-correction data block 49.

【0061】初期登録情報ブロック47は画像データベ
ース7にデータを記録する予定の衛星情報を予め登録し
ておくブロックであり、識別表示56と付帯情報61を
具備している。識別表示56には観測衛星識別ID、撮
像機識別ID、データ種別、記録場所が含まれており、
付帯情報61には観測幅、地表分解能、立体視角度、画
像データフォーマット、撮像機固有の画像歪を補正する
パラメータ等が記録されている。
The initial registration information block 47 is a block in which satellite information to be recorded in the image database 7 is registered in advance, and includes an identification display 56 and additional information 61. The identification display 56 includes an observation satellite identification ID, an imaging device identification ID, a data type, and a recording location,
In the incidental information 61, the observation width, the ground surface resolution, the stereoscopic view angle, the image data format, the parameter for correcting the image distortion peculiar to the image pickup device, and the like are recorded.

【0062】分類整理後データブロック48は地球形状
解析機において識別分類処理を終了した観測衛星からの
受信データを記録するブロックであり、第2の画像デー
タブロック50b、第2の位置データブロック51b、
第2の角度データブロック52bを具備している。上記
第2の画像データブロック50bは識別表示56、撮像
時刻57、地球上番地58、ヘッダ53、各画素データ
27を具備しており、上記識別表示56、撮像時刻5
7、地球上番地58は第1の画像データ22aの中の画
像ヘッダ23の情報を用いて地球形状解析機で生成した
情報であり、ヘッダ53と各画素データ27は第1の画
像データ22aから直接転送された情報である。また第
2の画像データ22bは識別表示56、撮像時刻57、
地球上番地58、ヘッダ53、各画素データ27により
構成され、一続きの画像に関する情報群である。上記第
2の位置データブロック51bは識別表示56、撮像時
刻57、ヘッダ53、衛星位置データ54を具備してお
り、上記識別表示56、撮像時刻57は第1の画像デー
タ22aの中の画像ヘッダ23の情報を用いて地球形状
解析機で生成した情報であり、ヘッダ53と衛星位置デ
ータ54は第1の位置データブロック51aから直接転
送された情報である。また第2の角度データブロック5
2bは識別表示56、撮像時刻57、ヘッダ53、角度
データ55を具備しており、上記識別表示56、撮像時
刻57は第1の画像データ22aの中の画像ヘッダ23
の情報を用いて地球形状解析機で生成した情報であり、
ヘッダ53と角度データ55は第1の角度データブロッ
ク52aから直接転送された情報である。また識別表示
56に観測衛星識別ID、撮像機識別ID、データ種
別、記録場所が含まれるのは初期登録情報ブロック47
の場合と同様であり、この識別表示56と撮像時刻57
に基づき第2の画像データ22bに対応する衛星位置デ
ータ54、角度データ55、付帯情報61の記録場所が
検索可能となる。更に画像内の特定画素データを撮像し
た時刻における衛星位置データ54と角度データ55は
ヘッダ53を参照することで検索可能となる。また地球
上番地58は地球表面を幾何学的に分割して各部に付与
した識別記号のことであり、例えば東経10度、北緯2
0度の地点に対してE10N10と番地化すれば地球上
の全ての場所と1対1対応する識別記号を生成できる。
従って地球上番地58に基づいて地球上の任意の場所に
対応する第2の画像データ22bを検索可能となる。地
球上番地58の指定方法としては、第2の画像データ2
2bに含まれる代表点を抽出してポイント情報として扱
うこともできるし、第2の画像データ22bの4隅の点
を記録してエリア情報として扱うことも可能である。な
お第2の画像データブロック50b、第2の位置データ
ブロック51b、第2の角度データブロック52bには
異なる衛星で撮像された画像が複数混在し、第1のデー
タ60aが一続きの画像に対応するデータ群であり、同
様にして第2のデータ60bが別の一続きの画像に対応
するデータ群である。
The post-classification data block 48 is a block for recording the received data from the observation satellite whose identification and classification processing has been completed in the earth shape analyzer, and includes the second image data block 50b and the second position data block 51b.
The second angle data block 52b is provided. The second image data block 50b includes an identification display 56, an imaging time 57, an earth address 58, a header 53, and each pixel data 27. The identification display 56, the imaging time 5
7. The earth address 58 is the information generated by the earth shape analyzer using the information of the image header 23 in the first image data 22a, and the header 53 and each pixel data 27 are from the first image data 22a. This is the information that was directly transferred. The second image data 22b includes the identification display 56, the image capturing time 57,
It is a group of information about a series of images, which is composed of an earth address 58, a header 53, and each pixel data 27. The second position data block 51b includes an identification display 56, an imaging time 57, a header 53, and satellite position data 54. The identification display 56 and the imaging time 57 are the image header in the first image data 22a. 23 is information generated by the earth shape analyzer using the information of No. 23, and the header 53 and the satellite position data 54 are information directly transferred from the first position data block 51a. Also, the second angle data block 5
2b includes an identification display 56, an imaging time 57, a header 53, and angle data 55. The identification display 56 and the imaging time 57 are the image header 23 in the first image data 22a.
It is the information generated by the earth shape analyzer using the information of
The header 53 and the angle data 55 are the information directly transferred from the first angle data block 52a. Further, the identification display 56 includes the observation satellite identification ID, the image pickup device identification ID, the data type, and the recording location.
The identification display 56 and the imaging time 57
Based on the above, the recording location of the satellite position data 54, the angle data 55, and the incidental information 61 corresponding to the second image data 22b can be searched. Further, the satellite position data 54 and the angle data 55 at the time when the specific pixel data in the image is captured can be searched by referring to the header 53. Further, the earth address 58 is an identification symbol given to each part by geometrically dividing the surface of the earth, for example, 10 degrees east longitude and 2 north latitudes.
If E0N10 is assigned to the 0-degree point, it is possible to generate an identification code that has a one-to-one correspondence with all places on the earth.
Therefore, the second image data 22b corresponding to an arbitrary place on the earth can be retrieved based on the address 58 on the earth. The second image data 2 is used to specify the address 58 on the earth.
The representative points included in 2b can be extracted and treated as point information, or the points at the four corners of the second image data 22b can be recorded and treated as area information. It should be noted that the second image data block 50b, the second position data block 51b, and the second angle data block 52b include a plurality of images captured by different satellites, and the first data 60a corresponds to a series of images. Similarly, the second data 60b is a data group corresponding to another series of images.

【0063】補正後データブロック49は第2の画像デ
ータ22bと付帯情報61を用いて地球形状解析機にお
いて補正処理を行った後に保存するブロックである。補
正処理としては撮像機のレンズの歪による画像歪を除去
する幾何補正等を実施し、撮像機固有のパラメータは初
期登録情報ブロック47の中の付帯情報61に記録され
ている。補正後データブロック49は識別表示56、撮
像時刻57、地球上番地58、補正情報59、ヘッダ5
3、各画素データ27を具備しており、何れも地球形状
解析機で生成した情報である。また補正情報59には地
球形状解析機で補正処理した内容と使用したパラメータ
が記録されている。なお第3の画像データ22cは識別
表示56、撮像時刻57、地球上番地58、補正情報5
9、ヘッダ53、各画素データ27により構成され、一
続きの画像に関する情報群である。識別表示56と撮像
時刻57を用いて第3の画像データ22cに対応する情
報を検索可能なのは上記第2の画像データ22bの場合
と同様である。また地球上番地58を用いて、地球上の
任意の場所のデータを検索できることも上記第2の画像
データ22bの場合と同様である。
The post-correction data block 49 is a block which is stored after the correction processing is performed in the earth shape analyzer using the second image data 22b and the incidental information 61. As the correction process, geometric correction or the like for removing image distortion due to lens distortion of the image pickup device is performed, and parameters specific to the image pickup device are recorded in the supplementary information 61 in the initial registration information block 47. The corrected data block 49 includes an identification display 56, an imaging time 57, an earth address 58, correction information 59, and a header 5.
3) Each pixel data 27 is provided, and all are information generated by the earth shape analyzer. In the correction information 59, the contents of correction processing by the earth shape analyzer and the parameters used are recorded. The third image data 22c includes the identification display 56, the image capturing time 57, the earth address 58, and the correction information 5.
9, a header 53, and each pixel data 27, and is an information group regarding a series of images. The information corresponding to the third image data 22c can be searched using the identification display 56 and the imaging time 57, as in the case of the second image data 22b. Further, the data on any place on the earth can be searched using the address 58 on the earth, similarly to the case of the second image data 22b.

【0064】次に地球形状データベースの具体例につい
て図6を用いて説明する。図6は地球形状データベース
の構造例を示す図であり、図において9は地球形状デー
タベース、62は地球形状データ、63は地球表面位置
座標、64は対空標識位置座標、65は地球表面位置座
標ブロック、66は位置座標インデックス、67は特定
場所情報、68は地球上番地、69はデータ数、70は
座標データID、71は対空標識ID、72は備考I
D、73aは第1のデータ、73bは第2のデータ、7
4は生成日時情報、75は位置座標、76は採用情報、
77は採用画像ID、78は画像取得日時、79は補正
処理内容、80は補正パラメータ、81aは第1の標
識、81bは第2の標識、82は測定日時情報、83は
備考ブロック、84は備考内容、85は地球形状データ
ブロック、86は準拠楕円体関連データ、87は等緯度
輪切りデータ、88は等経度輪切りデータ、89は経年
変化データをそれぞれ示す。地球形状データベース9は
地球表面位置座標ブロック65と地球形状データブロッ
ク85を具備しており、いずれも地球形状解析機で解析
した結果を記録するものである。
Next, a specific example of the earth shape database will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing an example of the structure of the earth shape database. In the figure, 9 is the earth shape database, 62 is earth shape data, 63 is earth surface position coordinates, 64 is an anti-aircraft sign position coordinate, and 65 is earth surface position coordinate block. , 66 is a position coordinate index, 67 is specific location information, 68 is an address on the earth, 69 is the number of data, 70 is coordinate data ID, 71 is an air sign ID, and 72 is remark I.
D, 73a is the first data, 73b is the second data, 7
4 is generation date / time information, 75 is position coordinates, 76 is employment information,
Reference numeral 77 is an adopted image ID, 78 is an image acquisition date and time, 79 is a correction processing content, 80 is a correction parameter, 81a is a first sign, 81b is a second sign, 82 is measurement date and time information, 83 is a remark block, and 84 is Remark contents, 85 is an earth shape data block, 86 is a reference ellipsoid related data, 87 is a uniform latitude slice data, 88 is a uniform longitude slice data, and 89 is secular change data. The earth shape database 9 includes an earth surface position coordinate block 65 and an earth shape data block 85, both of which record the results of analysis by an earth shape analyzer.

【0065】地球表面位置座標ブロック65は位置座標
インデックス66と地球表面位置座標63と対空標識位
置座標64及び備考ブロック83により構成されてお
り、位置座標インデックス66には地球上番地に着目し
た場合の対空座標データの記録場所を示しているので、
場所を特定すればデータを検索可能となる。また地球表
面位置座標63は実際の地球表面位置座標データ本体で
あるが、これを生成したエビデンスを付記している。ま
た対空標識位置座標64は地上に設置した位置座標計測
済みの対空標識の座標を記録するものである。
The earth surface position coordinate block 65 is composed of a position coordinate index 66, an earth surface position coordinate 63, an anti-aircraft sign position coordinate 64, and a remark block 83. Since it indicates the recording location of the anti-aircraft coordinate data,
Data can be searched by specifying the location. Further, the earth surface position coordinate 63 is the actual earth surface position coordinate data main body, but the evidence that generated this is also added. The anti-aircraft sign position coordinates 64 are for recording the coordinates of the anti-aircraft sign installed on the ground and whose position coordinates have been measured.

【0066】位置座標インデックス66は地球上番地6
8、データ数69、座標データID70、対空標識ID
71及び備考ID72を具備している。また地球上番地
68を特定した場合のこの特定場所情報67は、データ
数69、座標データID70、対空標識ID71及び備
考ID72により対応するデータを検索可能となる。上
記データ数69は同一地点のデータが複数存在すること
を許容するものであり、座標データID70にも複数の
指定を可能としている。上記位置座標インデックス66
により単一地点に対して複数データを対応できるので使
用した画像や処理アルゴリズムの違いによる差を比較評
価したり、経年変動に基づくデータの比較評価や複数デ
ータによる統計的処理をするためのデータ検索が可能と
なる。
The position coordinate index 66 is the address 6 on the earth.
8, data number 69, coordinate data ID 70, anti-aircraft sign ID
71 and a remark ID 72. Further, this specific location information 67 when the address 68 on the earth is specified makes it possible to search the corresponding data by the number of data 69, the coordinate data ID 70, the air sign ID 71, and the remark ID 72. The data number 69 allows a plurality of data at the same point to exist, and a plurality of designations are possible for the coordinate data ID 70. Position coordinate index 66
Since multiple data can be handled for a single point, data differences can be compared and evaluated due to differences in images and processing algorithms used, data comparison and evaluation based on secular change, and data retrieval for statistical processing with multiple data. Is possible.

【0067】地球表面位置座標63は座標データID7
0、地球上番地68、生成日時情報74、位置座標75
及び採用情報76を具備する複数のデータ73により構
成される。また採用情報76は採用画像ID77、画像
取得日時78、対空標識ID71、補正処理内容79及
び補正パラメータ80を具備しており、位置座標を解析
するために用いた画像情報や関連事項を記録したもので
ある。また図中第1のデータ73aは立体視のために仕
様した複数の画像の共通部分に相当する地球上の一続き
の地域の位置座標データと関連データ群であり、同様に
して第2のデータ73bは別の一続きの地域の位置座標
データと関連データ群である。採用画像ID77を明ら
かにし、かつ補正処理内容79及び補正パラメータ80
を具備することにより、座標データ算出根拠が明確とな
るので、画像取得技術や解析技術の進歩に伴い適宜デー
タの更新処理が可能となる。更に同一場所のデータを複
数重複して保管可能なため、使用した画像や処理アルゴ
リズムの違いによる差を比較評価可能となる。また万が
一データ中に信憑性のない特異な情報が含まれていた場
合に複数データをクロスチェックして確認することでデ
ータの信憑性を向上できる。また経年変動に基づくデー
タの比較評価や複数データによる平均処理等の統計的処
理が可能となる。また生成日時情報74を参照すること
でデータ履歴を確認できるので技術進歩に伴うデータ更
新が可能となり、また画像取得日時78を参照すること
により経年変動を評価可能となる。
The earth surface position coordinate 63 is coordinate data ID7.
0, Earth address 68, generation date / time information 74, position coordinate 75
And a plurality of data 73 having employment information 76. Further, the employment information 76 includes a employment image ID 77, an image acquisition date / time 78, an anti-aircraft sign ID 71, a correction processing content 79 and a correction parameter 80, and records the image information used for analyzing the position coordinates and related matters. Is. Also, the first data 73a in the figure is position coordinate data and a group of related data of a continuous region on the earth corresponding to the common part of a plurality of images specified for stereoscopic vision, and similarly the second data 73a. 73b is a position coordinate data of another continuous area and a related data group. The adopted image ID 77 is clarified, and the correction processing content 79 and the correction parameter 80 are set.
By including the above, the basis for calculating the coordinate data becomes clear, so that it is possible to appropriately update the data as the image acquisition technology and the analysis technology progress. Furthermore, since multiple data at the same location can be stored in duplicate, it is possible to compare and evaluate the difference due to the difference in the image used and the processing algorithm. Moreover, in the unlikely event that the data contains peculiar information that does not have credibility, it is possible to improve the credibility of the data by cross-checking a plurality of data for confirmation. In addition, statistical processing such as comparative evaluation of data based on secular change and averaging of multiple data becomes possible. Further, since the data history can be confirmed by referring to the generation date / time information 74, it is possible to update the data due to technological progress, and by referring to the image acquisition date / time 78, it is possible to evaluate the secular variation.

【0068】次に対空標識について説明する。一続きの
画像内の場所の位置精度に着目した場合、画像内の場所
同士の相対位置精度は十分高いが、基準とする座標系に
対する絶対位置精度は衛星位置データと角度データの誤
差に依存して劣化する。そこで一続きの画像内に位置座
標既知の点がある場合、その場所からの相対位置として
画像内の全ての場所の位置座標を算出した方が絶対位置
精度が良好になる。対空標識は位置座標既知の点として
設置するものであり、既に位置座標を算出してある一続
きの画像内の相対位置関係だけを維持し、対空標識の位
置座標を基準として一続きの画像内の全ての場所の位置
座標を再計算することにより位置精度向上に寄与するも
のである。対空標識ID71は地球上位置座標既知の対
空標識位置を基準としてデータを再計算した場合に記述
する。
Next, the anti-aircraft sign will be described. Focusing on the positional accuracy of locations in a series of images, the relative positional accuracy between locations in the image is sufficiently high, but the absolute positional accuracy with respect to the reference coordinate system depends on the error between the satellite position data and the angle data. Deteriorates. Therefore, when there are points whose position coordinates are known in a series of images, absolute position accuracy is better when the position coordinates of all places in the image are calculated as relative positions from that point. The anti-aircraft sign is installed as a point whose position coordinates are known, and only the relative positional relationship in the series of images whose position coordinates have already been calculated is maintained, and the position coordinates of the anti-aircraft sign are used as a reference in the series of images. By recalculating the position coordinates of all the positions of, the position accuracy is improved. The anti-aircraft sign ID 71 is described when data is recalculated based on the anti-aircraft sign position whose position coordinate on the earth is known.

【0069】補正処理内容79としては、上記対空標識
による再計算のようなデータ補正や、衛星位置データや
角度データに含まれる誤差の補正がありうる。また補正
パラメータ80としては衛星位置データや角度データの
誤差量等を記述する。
The correction processing contents 79 may include data correction such as recalculation by the above-mentioned anti-aircraft sign, and correction of errors included in satellite position data and angle data. As the correction parameter 80, the error amount of satellite position data or angle data is described.

【0070】対空標識位置座標64は複数の標識81に
より構成され、図中第1の標識81aは一つの対空標識
に関する対空標識ID71、地球上番地68、測定日時
情報82及び位置座標75を具備するデータ群であり、
第2の標識81bは別の対空標識に関するデータ群であ
る。測定日時情報は対空標識の位置座標を測定した日時
であり、経年変化による地球自体の位置変化を把握する
場合に目安となる。
The anti-aircraft sign position coordinate 64 is composed of a plurality of signs 81, and the first sign 81a in the figure comprises an anti-aircraft sign ID 71, an earth address 68, measurement date / time information 82 and a position coordinate 75 for one anti-aircraft sign. Data group,
The second sign 81b is a data group regarding another anti-air sign. The measurement date and time information is the date and time when the position coordinates of the anti-aircraft sign were measured, and is a reference when grasping the position change of the earth itself due to secular change.

【0071】備考ブロック83は備考ID72、地球上
番地68、備考内容84により構成される複数の備考9
0により構成されており、地球上番地に対応する位置座
標データを生成した方法や根拠を記録することで、デー
タ生成の背景を簡便に把握可能となる。
The remark block 83 includes a plurality of remarks 9 composed of the remark ID 72, the earth address 68, and the remark contents 84.
0, and by recording the method and the basis for generating the position coordinate data corresponding to the address on the earth, the background of the data generation can be easily grasped.

【0072】地球形状データブロック85は準拠楕円体
関連データ86と等緯度輪切りデータ87と等経度輪切
りデータ88及び経年変化データ89を具備する地球形
状データ62により構成されている。準拠楕円体関連デ
ータ86には測地学等で採用している複数の準拠楕円体
を規定するパラメータ群や地球表面位置座標63に記録
された位置座標75との差分量計算値等を含む。また等
緯度輪切りデータ87は緯度をパラメータとして地球上
等緯度の地点の位置座標を集め、1平面上にプロットし
た時にできる疑似円形形状を記録したものである。同様
にして等経度輪切りデータ88は経度をパラメータとし
て地球上等経度の地点の位置座標を集め、1平面上にプ
ロットした時にできる疑似楕円形状を記録したものであ
る。等緯度輪切りデータ87と等経度輪切りデータ88
を見れば、地球形状と準拠楕円体との相違が把握可能と
なる。経年変化データ89は同一場所の複数の位置座標
75を時系列的に比較したデータである。
The earth shape data block 85 is composed of the earth shape data 62 including the reference ellipsoid related data 86, the equi-latitude slice data 87, the equi-longitude slice data 88 and the secular change data 89. The reference ellipsoid-related data 86 includes a parameter group that defines a plurality of reference ellipsoids used in geodesy and the like, a calculated difference amount from the position coordinates 75 recorded in the earth surface position coordinates 63, and the like. Further, the equal latitude slice data 87 records the pseudo circular shape formed when the position coordinates of points of equal latitude on the earth are collected using the latitude as a parameter and plotted on one plane. Similarly, the equi-longitudinal sliced data 88 is obtained by collecting the position coordinates of points of equal longitude on the earth using the longitude as a parameter and recording a pseudo-elliptical shape formed when plotted on one plane. Equal latitude slice data 87 and Elongation slice data 88
If you look at it, you can understand the difference between the earth shape and the reference ellipsoid. The secular change data 89 is data in which a plurality of position coordinates 75 at the same place are compared in time series.

【0073】次に航法衛星を用いて観測衛星の位置を精
度よく決定する例について図7を用いて説明する。図7
は複数の航法衛星データを利用して位置精度を向上する
方法例を示す図であり、図において6は観測衛星、11
aは第1の航法衛星、11bは第2の航法衛星、11c
は第3の航法衛星、11dは第4の航法衛星、10は地
上局、12は地球をそれぞれ示す。航法衛星11の位置
は正確に決定されるので、宇宙空間の観測衛星6の位置
を決定するためには3台の異なる航法衛星11a、11
b、11cからの航法信号を受信して距離がわかればよ
い。更に航法衛星からの信号を受信するまでの信号伝搬
時間おくれによる誤差の影響をなくすために航法衛星1
1dからの信号を受信すれば、各航法衛星の軌道がわか
っているので時刻毎の航法衛星の相対位置がわかり、位
置精度がよくなる。更に航法衛星からの信号が伝搬して
くる間の電離層による影響等をなくすために、地上局1
0の位置座標は予め精度よく測定しておくことが可能な
ので、特定時刻における観測衛星6と地上局10の位置
を航法衛星11a、11b、11c、11dからの信号
により計測し、地上局の位置座標を基準として差分によ
り観測衛星6の位置座標を求めれば、更に位置精度がよ
くなる。
Next, an example of accurately determining the position of the observation satellite using the navigation satellite will be described with reference to FIG. Figure 7
Is a diagram showing an example of a method for improving the position accuracy by using a plurality of navigation satellite data.
a is the first navigation satellite, 11b is the second navigation satellite, 11c
Denotes a third navigation satellite, 11d denotes a fourth navigation satellite, 10 denotes a ground station, and 12 denotes the earth. Since the position of the navigation satellite 11 is accurately determined, in order to determine the position of the observation satellite 6 in outer space, three different navigation satellites 11a, 11 are used.
It is sufficient to receive the navigation signals from b and 11c and determine the distance. Further, in order to eliminate the influence of an error due to a delay in signal propagation time until a signal from the navigation satellite is received, the navigation satellite 1
If the signal from 1d is received, since the orbit of each navigation satellite is known, the relative position of the navigation satellite at each time is known, and the position accuracy is improved. In order to eliminate the influence of the ionosphere while the signals from the navigation satellites are propagating, the ground station 1
Since the position coordinates of 0 can be measured accurately in advance, the positions of the observation satellite 6 and the ground station 10 at a specific time are measured by signals from the navigation satellites 11a, 11b, 11c, and 11d, and the position of the ground station is determined. If the position coordinates of the observation satellite 6 are obtained from the difference based on the coordinates, the position accuracy is further improved.

【0074】実施の形態2.図8はこの発明の実施の形
態2を示す構成図であり、図において1aは地球表面を
指向する第1の撮像機、1bは撮像機の視線方向と鉛直
方向とが成す角度が上記第1の撮像機1aと異なる第2
の撮像機、2は時計、3は航法衛星信号受信機、4は角
度検出機、5は信号処理回路、6は上記撮像機1で地球
表面をくまなく撮像可能な軌道を飛行する観測衛星、7
は画像データ及び観測衛星の位置と角度データを時刻情
報と共に記録する画像データベース、8は上記画像デー
タベース7の情報から地表面の位置及び標高を解析する
地球形状解析機、9は上記地球形状解析機8の出力によ
り地球表面の位置座標と地球形状を記録する地球形状デ
ータベース、10は地上局、11は航法衛星、12は地
球である。
Embodiment 2 FIG. 8 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1a denotes a first image pickup device which points the surface of the earth, and 1b denotes an angle formed by a line-of-sight direction of the image pickup device and a vertical direction. Second different from the other imager 1a
, 2 is a clock, 3 is a navigation satellite signal receiver, 4 is an angle detector, 5 is a signal processing circuit, 6 is an observation satellite that flies in an orbit that allows the imager 1 to image the entire surface of the earth, 7
Is an image database that records image data and position and angle data of observation satellites together with time information, 8 is an earth shape analyzer that analyzes the position and elevation of the ground surface from the information in the image database 7, and 9 is the earth shape analyzer An earth shape database that records the position coordinates of the earth surface and the earth shape by the output of 8 is a ground station, 11 is a navigation satellite, and 12 is the earth.

【0075】図において第1の観測衛星6の中で、第1
の撮像機1a及び第2の撮像機1bは時計2の発生する
撮像タイミング信号に応じて地球12の表面を撮像し、
画像データを信号処理回路5に送信する。また時計2は
撮像タイミング信号を発生した時刻情報を信号処理回路
5に送信する。航法衛星信号受信機3は時計2の発生す
るタイミング信号に応じて航法衛星11の信号を受信し
てその時刻の衛星の位置情報を信号処理回路5に送信す
る。また角度検出機4は時計2の発生するタイミング信
号に応じてその時刻の第1の撮像機1aの視線方向の角
度データと第2の撮像機1bの視線方向の角度データを
信号処理回路5に送信する。信号処理回路5では受信し
た時刻情報、画像データ、位置データ、角度データに識
別情報等の付帯情報を付加した後に地上に伝送可能なフ
ォーマットに処理し、図示されていない送信機を介して
地上局10に伝送する。伝送後の処理については実施の
形態1と同様である。
In the figure, the first observation satellite 6
Imager 1a and the second imager 1b take an image of the surface of the earth 12 in response to an imaging timing signal generated by the clock 2,
The image data is transmitted to the signal processing circuit 5. In addition, the clock 2 transmits time information at which the imaging timing signal is generated to the signal processing circuit 5. The navigation satellite signal receiver 3 receives the signal of the navigation satellite 11 according to the timing signal generated by the clock 2 and transmits the position information of the satellite at that time to the signal processing circuit 5. Further, the angle detector 4 sends the angle data in the line-of-sight direction of the first image pickup device 1a and the angle data in the line-of-sight direction of the second image pickup device 1b to the signal processing circuit 5 at that time according to the timing signal generated by the timepiece 2. Send. The signal processing circuit 5 adds additional information such as identification information to the received time information, image data, position data, and angle data, and then processes the received data into a format that can be transmitted to the ground. Transmit to 10. The processing after transmission is the same as in the first embodiment.

【0076】実施の形態3.図9はこの発明の実施の形
態3を示す構成図であり、図において1は地球表面を指
向する撮像機、2は時計、3は航法衛星信号受信機、4
は角度検出機、5は信号処理回路、6は上記撮像機1で
地球表面をくまなく撮像可能な軌道を飛行する観測衛
星、7は画像データ及び観測衛星の位置データと角度デ
ータを時刻情報と共に記録する画像データベース、8は
上記画像データベース7の情報から地表面の位置及び標
高を解析する地球形状解析機、9は上記地球形状解析機
8の出力により地球表面の位置座標と地球形状を記録す
る地球形状データベース、10は地上局、11は航法衛
星、12は地球、28は視野方向変更機であり、視野方
向変更機28としては衛星進行方向と直行する軸回りに
回動する駆動機構により撮像機全体を回動させることに
より視線方向と鉛直方向とが成す角度を変更可能とな
る。また視線方向変更用の反射鏡付きの回動機構を視野
方向に設置しても同様に視野方向変更可能となる。また
観測衛星6全体の角度をスラスタを用いて変更すること
により視野方向変更することも可能である。上記視野方
向変更機28を動作して地球上の同一場所を複数回撮像
すれば互いに異なる方向から見た同一場所の画像データ
の組ができるので、実施形態1と同様にして地球形状を
解析可能となる。その他の動作は実施形態1と同様であ
る。
Embodiment 3 FIG. 9 is a configuration diagram showing a third embodiment of the present invention, in which 1 is an image pickup device which points the surface of the earth, 2 is a clock, 3 is a navigation satellite signal receiver, and 4 is a navigation satellite signal receiver.
Is an angle detector, 5 is a signal processing circuit, 6 is an observation satellite that flies in an orbit capable of capturing an image of the earth surface with the image pickup device 1, 7 is image data, position data of the observation satellite, and angle data together with time information. An image database to be recorded, 8 is an earth shape analyzer for analyzing the position and elevation of the ground surface from the information of the image database 7, and 9 is an output of the earth shape analyzer 8 for recording the position coordinates and the earth shape of the earth surface. Earth shape database, 10 is a ground station, 11 is a navigation satellite, 12 is the earth, 28 is a view direction changing machine, and the view direction changing machine 28 is imaged by a drive mechanism rotating around an axis orthogonal to the satellite traveling direction. By rotating the entire machine, the angle formed by the line-of-sight direction and the vertical direction can be changed. Further, even if a rotating mechanism with a reflecting mirror for changing the line-of-sight direction is installed in the line-of-sight direction, the line-of-sight direction can be similarly changed. It is also possible to change the view direction by changing the angle of the entire observation satellite 6 using a thruster. If the same place on the earth is imaged a plurality of times by operating the view direction changing device 28, a set of image data of the same place viewed from different directions can be formed. Therefore, the shape of the earth can be analyzed in the same manner as in the first embodiment. Becomes Other operations are the same as in the first embodiment.

【0077】実施の形態4.図10はこの発明の実施の
形態4を示す構成図であり、図において2は時計、3は
航法衛星信号受信機、4は角度検出機、5は信号処理回
路、6は観測衛星、7は画像データベース、8は地球形
状解析機、9は地球形状データベース、10は地上局、
11は航法衛星、12は地球、29は地球表面を指向す
るイメージングレーダであり、上記イメージングレーダ
29として例えば合成開口レーダを利用すれば、光学的
な撮像機と同様に精密な地球表面画像を取得可能となる
ので、異なる複数の方向から取得した地球上同一場所の
画像を組み合わせれば立体視用のペア画像が取得でき
る。合成開口レーダの画像にはスペックルノイズと呼ば
れるランダム性のノイズが含まれるので、一続きの画像
を取得する際に同一地点を撮像するルック数を複数回に
しておく。次に地球形状解析機8の初期補正において同
一地点の画像を平均処理すればスペックルノイズ除去が
可能となり、画像の濃淡の誤差除去ができる。また合成
開口レーダの画像ではフォアショートニングと呼ばれる
歪が発生するので補正処理を施すことによりイメージン
グレーダ29に固有の幾何学的補正を実施する。更に地
球形状解析機8において、光学的に撮像した画像と同様
に画像の濃淡の特徴に応じて複数の画像で対応する場所
の対応点を整合させる処理ができるので、立体視による
標高抽出が可能であり、実施形態1と同様にして地球形
状を解析可能となる。その他の動作は実施形態1と同様
である。また同一の観測衛星6上に異なる方向を指向す
るイメージングレーダ29を搭載して実施形態2と同様
の動作が可能である。更にイメージングレーダ29に衛
星進行方向に対する視野方向変更機能を付加することに
より、実施形態3と同様の動作が可能である。また地球
形状解析機8において立体視による視差ではなく、複数
の画像データを干渉させてインターフェログラムを生成
することにより、一続きの画像内の相対的高度差を計測
することも可能であり、データ検証用等の補助データと
して使用可能である。
Embodiment 4 10 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention, in which 2 is a clock, 3 is a navigation satellite signal receiver, 4 is an angle detector, 5 is a signal processing circuit, 6 is an observation satellite, and 7 is Image database, 8 earth shape analyzer, 9 earth shape database, 10 ground station,
11 is a navigation satellite, 12 is the earth, and 29 is an imaging radar that points the surface of the earth. If, for example, a synthetic aperture radar is used as the imaging radar 29, a precise surface image of the earth can be obtained as with an optical imager. Since it is possible, a pair of images for stereoscopic viewing can be acquired by combining images at the same place on the earth acquired from different directions. Since the image of the synthetic aperture radar includes random noise called speckle noise, the number of looks for capturing the same point is set to a plurality of times when acquiring a series of images. Next, by averaging the images at the same point in the initial correction of the earth shape analyzer 8, the speckle noise can be removed and the error of the density of the image can be removed. In addition, since distortion called foreshortening occurs in the image of the synthetic aperture radar, a geometric correction unique to the imaging radar 29 is performed by performing a correction process. Further, the earth shape analyzer 8 can perform processing for matching corresponding points of corresponding places in a plurality of images according to the grayscale characteristics of the image similarly to the optically captured image, so that elevation can be extracted by stereoscopic vision. Therefore, the earth shape can be analyzed in the same manner as in the first embodiment. Other operations are the same as in the first embodiment. Further, the same operation as that of the second embodiment can be performed by mounting the imaging radar 29 that points in different directions on the same observation satellite 6. Further, by adding a function of changing the visual field direction with respect to the traveling direction of the satellite to the imaging radar 29, the same operation as that of the third embodiment can be performed. Further, it is also possible to measure the relative height difference in a series of images by interfering a plurality of image data and generating an interferogram, instead of the parallax by stereoscopic vision in the earth shape analyzer 8. It can be used as auxiliary data for data verification.

【0078】実施の形態5.図11はこの発明の実施の
形態5を示す構成図であり、図において1は撮像機、2
は時計、3は航法衛星信号受信機、4は角度検出機、5
は信号処理回路、6は観測衛星、7は画像データベー
ス、8は地球形状解析機、9は地球形状データベース、
10は地上局、11は航法衛星、12は地球、30は地
球鉛直方向を指向する高度計であり、高度計30として
は例えばレーザ光を地表に向けて発射し、地表からの反
射光を検知するまでの時間差を測定して高度を計測する
レーザレーダを利用する。上記高度計30は時計2の発
生する計測タイミング信号に応じて地表までの高度を計
測し、データを信号処理回路5に伝送する。なお照射す
るビーム幅を観測衛星6の隣接軌道間隔と同等に設定す
れば地球表面をくまなくデータ取得できる。衛星進行方
向については衛星進行距離が隣接軌道間隔と同等になる
時間間隔でデータ取得すれば、データを重複なく取得で
きる。またこの時間間隔よりデータ取得頻度を上げて同
一場所のデータ取得回数を増やせばリサンプリングによ
り衛星進行方向の分解能を高くできる。信号処理回路5
では高度データを計測したタイミング毎に時刻データを
付加した上で画像データと同様に地上に伝送する。また
角度検出機4により高度計の指向方向を信号処理回路5
に伝送する。衛星位置データと高度計の指向方向角度デ
ータは実施形態1と同様に画像データベース7に記録さ
れるので、地球形状解析機8において時刻を参照して高
度データと位置データを対応付け、地球表面の座標とそ
の高度を解析する。更に解析結果を地球形状データベー
ス9に記録する。地球形状データベースにおけるデータ
の使用方法としては、起伏のある陸域では実施形態1、
2、3による立体視で解析した位置座標データの方が分
解能が高いので高度計30によるデータは補助的な扱い
となる。一方陸域で広い範囲に亘り平坦な場所や海洋に
おいては実施形態1、2、3による立体視ではペア画像
の中の同一場所を対応させる整合処理が難しくなり誤差
要因が大きくなるため高度計30によるデータを優先的
に使用する。ひと続きの画像内部に陸域と海洋域の混在
する場所では実施形態1、2、3による立体視によるデ
ータを優先し、海洋域と陸域の境界領域データにおいて
実施形態1、2、3による立体視データと高度計30の
データの不整合がないことを検証するのに利用する。な
お地球形状データベース9には陸域データを含めて高度
計30のデータを保存するので、高度情報概略値のみ知
りたい場合に参照しても役立つ。
Embodiment 5 FIG. 11 is a block diagram showing a fifth embodiment of the present invention, in which 1 is an image pickup device and 2 is
Is a clock, 3 is a navigation satellite signal receiver, 4 is an angle detector, 5
Is a signal processing circuit, 6 is an observation satellite, 7 is an image database, 8 is an earth shape analyzer, 9 is an earth shape database,
Reference numeral 10 is a ground station, 11 is a navigation satellite, 12 is the earth, and 30 is an altimeter that points in the vertical direction of the earth. As the altimeter 30, for example, laser light is emitted toward the surface of the earth, and the reflected light from the surface of the earth is detected. A laser radar is used that measures the time difference between the two to measure altitude. The altimeter 30 measures the altitude up to the ground surface according to the measurement timing signal generated by the timepiece 2 and transmits the data to the signal processing circuit 5. If the beam width to be irradiated is set to be equal to the interval between adjacent orbits of the observation satellite 6, data can be obtained throughout the earth surface. If data is acquired at a time interval at which the satellite travel distance becomes equal to the interval between adjacent orbits, data can be acquired without duplication. If the frequency of data acquisition is increased from this time interval to increase the number of times of data acquisition at the same place, resampling can increase the resolution in the satellite traveling direction. Signal processing circuit 5
Then, the time data is added at each timing when the altitude data is measured, and then transmitted to the ground like the image data. In addition, the angle detector 4 is used to change the pointing direction of the altimeter to the signal processing circuit 5.
To transmit. Since the satellite position data and the pointing angle data of the altimeter are recorded in the image database 7 as in the first embodiment, the earth shape analyzer 8 refers to the time to associate the altitude data with the position data, and coordinate the earth surface. And analyze its altitude. Further, the analysis result is recorded in the earth shape database 9. As a method of using the data in the earth shape database, the first embodiment in the undulating land,
Since the position coordinate data analyzed by the stereoscopic vision by 2 and 3 has a higher resolution, the data by the altimeter 30 is treated auxiliary. On the other hand, in a flat area over a wide area on the land or in the ocean, the matching process for matching the same location in the paired images becomes difficult in stereoscopic vision according to the first, second, and third embodiments. Use data preferentially. In the place where the land area and the ocean area are mixed in the continuous image, the stereoscopic data according to the embodiments 1, 2 and 3 is given priority, and the boundary area data between the ocean area and the land area is obtained according to the embodiments 1, 2 and 3. It is used to verify that there is no inconsistency between the stereoscopic data and the data of the altimeter 30. The earth shape database 9 stores the data of the altimeter 30 including the land area data, so that it is useful to refer to it when only the altitude information approximate value is desired.

【0079】実施の形態6.図12はこの発明の実施の
形態6による画像データを示す構成図であり、ラインセ
ンサ方式の撮像機を例にとり時刻情報を付加する方法を
示して居る。図において22は画像データ、23は画像
ヘッダ、24はラインデータ、25はラインヘッダ、2
6は同一撮像タイミングのデータ、27は各画素データ
をそれぞれ示す。ラインセンサによる撮像機では衛星進
行方向に対して直行する横一列に複数の画素が並び、横
1列の各画素データを同一撮像タイミングで取得する。
撮像を規定時間間隔で繰り返すと時間進行に応じて衛星
位置が前進するので進行方向の画像が取得でき、2次元
の画像データとなる。画像データ22の構成として画像
ヘッダと各画素データを具備するのは従来の技術と同様
である。本発明においては新たに同一タイミングで取得
した各画素データ27の集合を同一撮像タイミングのデ
ータ26とし、ラインヘッダ25を付加してラインデー
タ26を構成している。更に画像ヘッダには画像取得年
/月/日だけでなく、撮像を開始した時刻を詳細に記述
する。例えば40マイクロ秒毎に撮像する撮像機の場合
1マイクロ秒の単位まで時刻を記述する。また各ライン
ヘッダとして時刻の下3桁程度の数字を記録する。時刻
は単調増加する変数なので桁数の繰り上がりが発生して
も正確な時刻を見失うことはない。図10の例では19
99年7月30日10時20分0.000901秒に撮
像を開始し、約40マイクロ秒毎に撮像する例である
が、時刻情報を付加するためにデータ量が膨大になって
は問題なので、撮像開始時刻は画像ヘッダに記録し、ラ
インヘッダにはマイクロ秒オーダの3桁の数字のみ記録
した例である。4列目の撮像時刻は1024マイクロ秒
であるが、上1桁を省略しても時刻を見失うことはな
い。但し衛星位置データと視線方向の角度データは必ず
しも画像データの撮像と同じ頻度で取得する必要はな
い。また画像ヘッダやラインヘッダに、従来の技術で記
録されていた付帯情報やデータフォーマットを識別する
情報及び誤り訂正信号等を記録してもよいのはいうまで
もない。
Embodiment 6 FIG. FIG. 12 is a configuration diagram showing image data according to the sixth embodiment of the present invention, and shows a method of adding time information taking a line sensor type image pickup device as an example. In the figure, 22 is image data, 23 is an image header, 24 is line data, 25 is a line header, 2
Reference numeral 6 denotes data at the same imaging timing, and reference numeral 27 denotes each pixel data. In an imager using a line sensor, a plurality of pixels are arranged in one horizontal line orthogonal to the satellite traveling direction, and each pixel data in one horizontal line is acquired at the same imaging timing.
When the imaging is repeated at a specified time interval, the satellite position advances in accordance with the time progress, so that an image in the traveling direction can be acquired, and the data becomes two-dimensional image data. The configuration of the image data 22 includes an image header and each pixel data as in the conventional technology. In the present invention, a set of each pixel data 27 newly acquired at the same timing is used as the data 26 at the same imaging timing, and the line header 25 is added to form the line data 26. Further, in the image header, not only the image acquisition year / month / day but also the time when the imaging was started is described in detail. For example, in the case of an image pickup device that takes an image every 40 microseconds, the time is described in units of 1 microsecond. In addition, the last three digits of the time are recorded as each line header. Since the time is a variable that monotonically increases, the correct time is not lost even if the number of digits increases. 19 in the example of FIG.
This is an example in which imaging is started at 10: 20: 0.000901 seconds on July 30, 1999, and imaging is performed about every 40 microseconds. However, it is a problem if the amount of data becomes huge because time information is added. In this example, the image pickup start time is recorded in the image header, and only the three-digit number on the order of microseconds is recorded in the line header. Although the imaging time in the fourth column is 1024 microseconds, the time is not lost even if the first digit is omitted. However, the satellite position data and the line-of-sight angle data need not always be acquired at the same frequency as the image data is captured. Needless to say, additional information, information for identifying a data format, an error correction signal, and the like recorded by the conventional technique may be recorded in the image header or the line header.

【0080】実施の形態7.図13はこの発明の実施の
形態7による対空標識の例を示す図であり、図において
1aは第1の撮像機、1bは第2の撮像機、6は観測衛
星、31aは第1の対空標識、31bは第2の対空標
識、31cは第3の対空標識、31dは第4の対空標
識、31eは第5の対空標識、32aは第1の対空標識
群、32bは第2の対空標識群であり、全ての対空標識
31は航法衛星により計測した位置座標を地球形状デー
タベースに記録済みである。上記対空標識31は撮像機
1の地表分解能に対して数倍程度の大きさの円や直線、
斜線で描いた幾何学形状とし撮像した画像を見れば中心
位置が識別可能となっている。更に上記対空標識群32
は上記対空標識31を複数個並べた幾何学形状であり、
図11の例では第1の対空標識31aを基準として、第
2の対空標識31bと第3の対空標識31cが衛星進行
方向と直行方向に並んでおり、第2の対空標識31bと
第3の対空標識31cの距離は撮像機1で取得する画像
の範囲よりやや狭い距離に設定する。同様に第4の対空
標識31dと第5の対空標識31eが衛星進行方向に並
んでおり、第2の対空標識31bと第3の対空標識31
cの距離も撮像機1で取得する画像の範囲よりやや狭い
距離に設定する。第1の対空標識31aが中心に写るよ
うに撮像した画像を見れば、各対空標識の位置座標がわ
かっているので衛星の視線方向の角度を補正可能とな
る。更に図11では同一の観測衛星6上に異なる方向を
指向する複数の撮像機を固定した例を示しているが、同
一撮像タイミングで第1の撮像機1aが第1の対空標識
群32aを、第2の撮像機1bが第2の対空標識群32
bをそれぞれ撮像することにより観測衛星6の熱変形等
に起因する撮像機の視野方向誤差を補正できる。
Embodiment 7. FIG. 13 is a diagram showing an example of an anti-aircraft sign according to Embodiment 7 of the present invention. In the figure, 1a is a first imaging device, 1b is a second imaging device, 6 is an observation satellite, and 31a is a first anti-aircraft device. Signs, 31b is a second air sign, 31c is a third air sign, 31d is a fourth air sign, 31e is a fifth air sign, 32a is a first air sign group, and 32b is a second air sign. All the anti-aircraft signs 31 are a group, and the position coordinates measured by the navigation satellite are already recorded in the earth shape database. The anti-aircraft sign 31 is a circle or a straight line several times as large as the ground resolution of the imaging device 1,
The center position can be identified by observing the captured image with the geometric shape drawn by oblique lines. Further, the anti-aircraft sign group 32
Is a geometric shape in which a plurality of the anti-air traffic signs 31 are arranged,
In the example of FIG. 11, with the first anti-aircraft sign 31a as a reference, the second anti-aircraft sign 31b and the third anti-aircraft sign 31c are arranged in the satellite traveling direction and the orthogonal direction, and the second anti-aircraft sign 31b and the third anti-aircraft sign 31b are arranged. The distance of the anti-aircraft sign 31c is set to be slightly smaller than the range of the image acquired by the image pickup device 1. Similarly, a fourth antiaircraft sign 31d and a fifth antiaircraft sign 31e are arranged in the satellite traveling direction, and a second antiaircraft sign 31b and a third antiaircraft sign 31e are arranged.
The distance c is set to a distance slightly smaller than the range of the image acquired by the imaging device 1. Looking at the image captured so that the first anti-aircraft sign 31a appears in the center, the position coordinates of each anti-aircraft sign are known, so that the angle of the satellite's line of sight can be corrected. Further, FIG. 11 shows an example in which a plurality of image pickup devices pointing in different directions are fixed on the same observation satellite 6, but the first image pickup device 1a performs the first anti-aircraft sign group 32a at the same image pickup timing. The second image pickup device 1b is the second anti-aircraft sign group 32
By imaging each of b, it is possible to correct a visual field direction error of the image pickup device due to thermal deformation of the observation satellite 6 or the like.

【0081】次に図14を用いて視線方向の角度を補正
する方法を説明する。図14はラインセンサ方式の撮像
機で取得した画像データに対空標識31が撮像されてい
る模式図であり、画像データが実施形態6による構成に
よる場合の例である。図において22は画像データ、2
3は画像ヘッダ、25はラインヘッダ、31aは第1の
対空標識、31bは第2の対空標識、31cは第3の対
空標識である。観測衛星が第1の対空標識31aを撮像
する時刻を衛星位置データと視線方向の角度データから
求めた計算結果をT1とすると、画像データ22におけ
る対応時刻は画像ヘッダ23とラインヘッダ25の組合
せで対応がつき、図14の例ではT1=t13の位置に
第1の対空標識31aが写っているはずなのに、実際撮
像された時刻はt9なので、角度データに記録された値
には誤差があり、実際には角度データの値よりも衛星進
行方向に傾斜していたことがわかる。また傾斜量も画像
の対地換算距離から換算できるので、対空標識を用いて
視線方向の角度を地上で校正できることになる。更にラ
インセンサが衛星進行方向に対して直行して設定されて
いれば、第1の対空標識31aと第2の対空標識31b
及び第3の対空標識31cは同一タイミングで撮像され
るはずなのに、図12の例ではそれぞれ撮像された時刻
が異なる。このずれ量は画像の対地換算距離を使ってラ
インセンサの傾斜角に換算できるので、対空標識を用い
て視線方向の角度を地上で校正できることになる。
Next, a method of correcting the angle in the line-of-sight direction will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a schematic diagram in which the anti-aircraft sign 31 is imaged in the image data acquired by the image sensor of the line sensor system, and is an example when the image data has the configuration according to the sixth embodiment. In the figure, 22 is image data, 2
3 is an image header, 25 is a line header, 31a is a first antiaircraft sign, 31b is a second antiaircraft sign, and 31c is a third antiaircraft sign. When the calculation result obtained from the satellite position data and the angle data in the line-of-sight direction is T1 as the time when the observation satellite images the first anti-aircraft sign 31a, the corresponding time in the image data 22 is a combination of the image header 23 and the line header 25. Corresponding, and in the example of FIG. 14, the first anti-aircraft sign 31a should be reflected at the position of T1 = t13, but since the time of actual image capturing is t9, there is an error in the value recorded in the angle data, In fact, it can be seen that the angle was tilted in the satellite traveling direction rather than the value of the angle data. Further, since the inclination amount can be converted from the ground conversion distance of the image, the angle of the line of sight can be calibrated on the ground using the antiaircraft sign. Further, if the line sensor is set so as to be orthogonal to the satellite traveling direction, the first anti-aircraft sign 31a and the second anti-aircraft sign 31b
And the third anti-aircraft sign 31c should be imaged at the same timing, but in the example of FIG. 12, the imaged times are different. Since this shift amount can be converted to the inclination angle of the line sensor using the ground conversion distance of the image, the angle of the line of sight can be calibrated on the ground using the anti-aircraft sign.

【0082】実施の形態8.図15はこの発明の実施の
形態8を示す構成図であり、図において1は撮像機、2
9はイメージングレーダ、2は時計、3は航法衛星信号
受信機、4は角度検出機、5は信号処理回路、6aは上
記撮像機1を搭載する第1の観測衛星、6bは上記イメ
ージングレーダ29を搭載する第2の観測衛星、7は画
像データベース、33は整合処理部、8は上記整合処理
部33を具備する地球形状解析機、9は地球形状データ
ベース、10は地上局、11は航法衛星、12は地球で
あり、例えば撮像機1が可視光を検知する光学的撮像機
とすると、イメージングレーダ29とは異なる種類の撮
像機で画像を取得することになる。撮像機1で取得した
画像データとイメージングレーダ29で取得した画像デ
ータは地表の同一地点を撮像しても、互いに画像データ
の幅や分解能や濃淡状態が異なるので、整合処理部33
において画像データのサイズ合わせと濃淡具合を調整
し、互いのデータが整合できる状態に補正処理をする。
地表画像の中で山頂や海岸線等の特徴的な場所は撮像機
の種類によらず濃淡差の激しい部分に相当するので、互
いに立体視による標高抽出が可能となり、実施形態1と
同様にして地球形状を計測可能となる。その他の動作は
実施形態1と同様である。
Embodiment 8 FIG. FIG. 15 is a configuration diagram showing an eighth embodiment of the present invention, in which 1 is an image pickup device and 2 is
9 is an imaging radar, 2 is a clock, 3 is a navigation satellite signal receiver, 4 is an angle detector, 5 is a signal processing circuit, 6a is a first observation satellite equipped with the image pickup device 1, and 6b is the imaging radar 29. Second observation satellite equipped with, 7 is an image database, 33 is a matching processor, 8 is an earth shape analyzer equipped with the matching processor 33, 9 is an earth shape database, 10 is a ground station, 11 is a navigation satellite. , 12 is the earth. For example, if the image pickup device 1 is an optical image pickup device that detects visible light, an image pickup device different from the imaging radar 29 will obtain an image. The image data acquired by the image pickup device 1 and the image data acquired by the imaging radar 29 have different widths, resolutions, and shade states of the image data even if the same point on the ground surface is imaged.
In step 1, the size of the image data and the degree of shading are adjusted, and the correction processing is performed so that the mutual data can be matched.
Characteristic locations such as mountain peaks and coastlines in the ground surface image correspond to portions with a large difference in shade regardless of the type of image pickup device, so it is possible to extract elevation by stereoscopic view, and in the same way as in the first embodiment, the earth is extracted. The shape can be measured. Other operations are the same as in the first embodiment.

【0083】実施の形態9.図16はこの発明の実施の
形態9を示す構成図であり、図において1aは地球表面
を指向する第1の撮像機、1bは撮像機の視線方向と鉛
直方向とが成す角度が上記第1の撮像機1aと異なる第
2の撮像機、1cは視線方向と鉛直方向とが成す角度が
上記第1の撮像機1aと第2の撮像機1bのいずれとも
異なる第3の撮像機、2は時計、3は航法衛星信号受信
機、4は角度検出機、5は信号処理回路、6aは上記第
1の撮像機1aと第2の撮像機1bを搭載する第1の観
測衛星、6bは上記第3の撮像機1cを搭載する第2の
観測衛星、7は画像データベース、33は整合処理部、
8は上記整合処理部33を具備する地球形状解析機、9
は地球形状データベース、10は地上局、11は航法衛
星、12は地球である。地球上の同一場所を撮像した第
1の撮像機1aと第2の撮像機1b及び第3の撮像機1
cによる画像データを比較すると、第1の撮像機1aと
第3の撮像機1cの画像データは互いの視野方向の差が
大きいため、画像内で対応する場所を見つけるのが難し
く、特に人手を介さずに地球形状解析機8で自動整合処
理をすると異なる場所を整合点と誤認する可能性が高
い。これに対して第2の撮像機1bの画像データは第1
の撮像機1aの画像データとも第3の撮像機1cの画像
データとも画像内で対応する場所を見つけ易いので誤認
する可能性が低い。そこで地球形状解析機8の内部の整
合処理部33において第2の撮像機1bの画像データを
基準として第1の撮像機1aの画像データと第3の撮像
機1cの画像データの対応点を探索し、その結果として
第1の撮像機1aの画像データと第3の撮像機1cの画
像データを対応づける。標高抽出においては互いの視野
方向の差が大きい方が精度がよいので第1の撮像機1a
の画像データと第3の撮像機1cの画像データを用いて
標高抽出し地球表面位置座標を解析する。また第1の撮
像機1aの視線中心軸と第2の撮像機1bの視線中心軸
が存在する平面と第3の撮像機1cの視線中心軸が交わ
る角度が大きい場合には、第1の撮像機1aの画像デー
タと第2の撮像機1bの画像データを立体視して得られ
る位置座標と、第2の撮像機1bの画像データと第3の
撮像機1cの画像データを立体視して得られる位置座標
と、第1の撮像機1aの画像データと第3の撮像機1c
の画像データを立体視して得られる位置座標をそれぞれ
解析する。得られた3つの位置座標データはそれぞれ異
なる方向から立体視して得られたデータなので、万が一
大きな誤差を含む特異なデータがあっても、相互にクロ
スチェックすることで特異なデータを特定し除去するこ
とが可能となる。また特定の方向から見ると高い山の陰
になるような地形があっても、別の方向からの立体視デ
ータによりデータを補間できるのでデータの信憑性が高
くなる。その他の動作は実施形態1と同様である。
Embodiment 9 FIG. FIG. 16 is a configuration diagram showing a ninth embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1a denotes a first image pickup device which points the earth's surface, and 1b denotes an angle formed by a line-of-sight direction of the image pickup device and a vertical direction. The second image pickup device 1c which is different from the image pickup device 1a of No. 1a, and the third image pickup device 2 of which the angle formed by the line-of-sight direction and the vertical direction is different from that of the first image pickup device 1a A clock, 3 is a navigation satellite signal receiver, 4 is an angle detector, 5 is a signal processing circuit, 6a is a first observation satellite equipped with the first image pickup device 1a and the second image pickup device 1b, and 6b is the above. A second observation satellite equipped with a third imager 1c, 7 an image database, 33 a matching processing unit,
8 is an earth shape analyzer equipped with the matching processing unit 33, 9
Is an earth shape database, 10 is a ground station, 11 is a navigation satellite, and 12 is the earth. A first image pickup device 1a, a second image pickup device 1b, and a third image pickup device 1 which imaged the same place on the earth.
Comparing the image data of c with each other, it is difficult to find a corresponding place in the image because the image data of the first image pickup device 1a and the image data of the third image pickup device 1c have a large difference in the visual field directions. If automatic matching processing is performed by the earth shape analyzer 8 without intervention, it is highly likely that a different place is mistaken as a matching point. On the other hand, the image data of the second image pickup device 1b is the first image data.
Since it is easy to find a location in the image where both the image data of the image pickup device 1a and the image data of the third image pickup device 1c correspond, the possibility of misidentification is low. Therefore, the matching processing section 33 inside the earth shape analyzer 8 searches for corresponding points between the image data of the first image pickup device 1a and the image data of the third image pickup device 1c with reference to the image data of the second image pickup device 1b. As a result, the image data of the first image pickup device 1a and the image data of the third image pickup device 1c are associated with each other. In the elevation extraction, the greater the difference between the viewing directions, the better the accuracy. Therefore, the first imaging device 1a
And the image data of the third image pickup device 1c are used to extract the altitude and analyze the earth surface position coordinates. When the angle at which the plane of sight of the first image capturing device 1a and the center of sight of the second image capturing device 1b exist with the center of sight of the third image capturing device 1c is large, the first image capturing is performed. Positional coordinates obtained by stereoscopically viewing the image data of the image capturing device 1a and the image data of the second image capturing device 1b, and image data of the second image capturing device 1b and the image data of the third image capturing device 1c are stereoscopically viewed. The obtained position coordinates, the image data of the first image pickup device 1a, and the third image pickup device 1c.
The position coordinates obtained by stereoscopically viewing the image data of are analyzed. Since the obtained three position coordinate data are data obtained by stereoscopic viewing from different directions, even if there is unique data that contains a large error, cross-check with each other to identify and remove the unique data. It becomes possible to do. Further, even if there is a terrain that is behind a high mountain when viewed from a specific direction, the data can be interpolated by the stereoscopic data from another direction, so that the reliability of the data is increased. Other operations are the same as in the first embodiment.

【0084】[0084]

【発明の効果】この発明の実施形態1によれば宇宙から
見た地球表面画像データを利用することにより地上に測
定機を設置しなくても測定可能なので、地球表面全域を
3次元情報として定量化できるという効果がある。また
人間活動の及ばない地域のデータも計測可能という効果
がある。また一式の設備を構築すればその他の地上設備
が必要ないので低コストで膨大なデータを取得できると
いう効果がある。
According to the first embodiment of the present invention, it is possible to measure the entire surface of the earth as three-dimensional information by using the image data of the surface of the earth seen from space without installing a measuring instrument on the ground. There is an effect that can be converted. In addition, there is an effect that data in an area that does not reach human activities can be measured. In addition, if a set of facilities is constructed, there is no need for other ground facilities, so that there is an effect that a large amount of data can be acquired at low cost.

【0085】また観測衛星の軌道上の2点の位置と角度
を測定して、既知の2点から測定した立体視測量をする
ので対空標識等の基準点がなくても地表面の絶対座標が
計測できるという効果がある。また地上の相対距離既知
の場所を必要としないので海洋を挟んだ大陸間や島国の
位置も測定できるという効果がある。
Further, the position and angle of two points on the orbit of the observation satellite are measured, and the stereoscopic surveying is performed from the known two points. There is an effect that it can be measured. In addition, since there is no need to have a known relative distance on the ground, there is an effect that it is possible to measure the positions of continents and island countries across the ocean.

【0086】重力効果を含まない幾何学的な測定方式な
ので重力の偏りに影響されず測定可能という効果があ
る。また搭載する撮像機で地球表面をくまなく撮像可能
な軌道を飛行する観測衛星を実現可能で、かつ小規模な
起伏に対応した高分解能測定ができるという効果があ
る。
Since it is a geometrical measurement method that does not include the gravity effect, there is an effect that the measurement can be performed without being influenced by the bias of gravity. Further, there is an effect that it is possible to realize an observation satellite that flies in an orbit capable of imaging the entire surface of the earth with an on-board image pickup device and to perform high-resolution measurement corresponding to small-scale undulations.

【0087】また周波数安定度が高く相互調整された原
子時計を用いて時刻管理するので時間と場所によらず共
通の時刻基準で計測可能という効果がある。また地球自
転を時刻基準としないので時刻絶対精度が高く、時刻精
度に起因する誤差が少ない高精度計測ができるという効
果がある。
Further, since the time is managed by using the atomic clocks having high frequency stability and mutually adjusted, there is an effect that it is possible to measure with a common time reference regardless of time and place. In addition, since the rotation of the earth is not used as a time reference, there is an effect that the absolute time accuracy is high and high-accuracy measurement with few errors due to the time accuracy can be performed.

【0088】航法衛星を運用している単一の座標系によ
り地球表面位置座標を計測できるので、各国地図を統一
座標系上で作成可能となるという効果がある。また各国
地図を数十m程度の精度で位置合わせできるという効果
がある。
Since the earth surface position coordinates can be measured by a single coordinate system operating a navigation satellite, there is an effect that maps of each country can be created on the unified coordinate system. In addition, there is an effect that a map of each country can be positioned with an accuracy of about several tens of meters.

【0089】また原子時計の採用、航法衛星の利用、恒
星センサとジャイロの併用により時刻、位置、角度の測
定精度を向上しているので、地球規模に対して十分高い
精度で計測可能という効果がある。
Further, since the accuracy of measurement of time, position and angle is improved by adopting an atomic clock, using a navigation satellite, and using a star sensor and a gyro together, there is an effect that measurement can be performed with sufficiently high accuracy on a global scale. is there.

【0090】既知の2点から測定した立体視測量として
画像を利用し輝度分布の特徴だけに着目した処理をし、
しかもデータをデータベースに記録するので、位置デー
タと角度データと画像データが揃っていれば衛星や撮像
機及び撮像機の種別に係わらず標高抽出処理に使用可能
になるという効果がある。また複数の衛星や撮像機を利
用可能となるため地球全域の膨大な観測データを取得可
能という効果がある。また地球上同一場所について複数
回測定できるためデータを統計処理したり地球規模の経
年変化現象を捉えることができるという効果がある。
The image is used as a stereoscopic survey measured from two known points, and processing is performed by focusing on only the characteristics of the luminance distribution.
Moreover, since the data is recorded in the database, there is an effect that if the position data, the angle data, and the image data are complete, they can be used for the altitude extraction processing regardless of the type of the satellite, the image pickup device, and the image pickup device. In addition, since multiple satellites and imagers can be used, there is an effect that a huge amount of observation data of the entire earth can be acquired. In addition, since the same place on the earth can be measured multiple times, there is an effect that the data can be statistically processed and the global aging phenomenon can be captured.

【0091】また画像データベースに画像データ、衛星
位置データ、角度データを記録しているので測定技術や
解析技術の進歩に伴いデータを更新できるという効果が
ある。その都度膨大なデータを取得し直さなくても、従
来蓄積してきたデータを再利用してデータ更新できると
いう効果がある。
Since the image data, satellite position data, and angle data are recorded in the image database, there is an effect that the data can be updated as the measurement technology and analysis technology progress. Even if a huge amount of data is not acquired each time, there is an effect that the data accumulated in the past can be reused and updated.

【0092】画像データに撮像タイミングの時刻歴を添
付しており、撮像時刻における衛星位置と視線方向情報
を検証できるので、姿勢変動を補正可能という効果があ
る。
Since the time history of the image pickup timing is attached to the image data and the satellite position and line-of-sight direction information at the image pickup time can be verified, there is an effect that the attitude variation can be corrected.

【0093】また地球形状データベースに地球上単一場
所に対して複数の座標データを記録できるので、データ
蓄積による統計的処理が可能になり、データの信憑性が
増すと共に地球規模の経年変化現象と捉えることが可能
という効果がある。
Further, since a plurality of coordinate data can be recorded for a single place on the earth in the earth shape database, statistical processing by data accumulation becomes possible, the credibility of the data is increased, and the global secular change phenomenon occurs. The effect is that it can be captured.

【0094】この発明の実施形態2によれば限られた衛
星寿命の期間内で取得できるデータ量が増加するという
効果がある。また画像データベースに記録される衛星位
置データと視線角度データ及び付帯情報の大部分を第1
の撮像機と第2の撮像機で共用できるので、データ量を
削減できるという効果がある。また標高抽出する際に誤
差要因となる角度誤差、衛星位置誤差等が相互で同等と
なり相殺されるため解析精度が向上するという効果があ
る。また実施形態1と同様の効果があることは言うまで
もない。
According to the second embodiment of the present invention, there is an effect that the amount of data that can be acquired within a limited satellite lifetime increases. Most of the satellite position data, line-of-sight angle data and incidental information recorded in the image database are
Since it can be shared by the second image pickup device and the second image pickup device, there is an effect that the amount of data can be reduced. In addition, an angle error, a satellite position error, and the like, which are error factors when the altitude is extracted, become equal to each other and cancel each other, so that the analysis accuracy is improved. Further, it goes without saying that the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0095】この発明の実施形態3によれば地上観測対
象を選択可能となるので、雲に覆われ易くて画像データ
を取得しにくい場所のデータを限られた衛星寿命の期間
内で取得しやすいという効果がある。また近接領域内で
標高差が激しく標高抽出誤差が大きい場所は選択的に多
くのデータを取得して標高抽出精度を向上できるという
効果がある。また複雑な地形的特徴を持つ場所において
3方向以上の複数方向から撮像した画像を取得すること
により、各画像の対応点を見つけ易くなるので画像整合
誤差による標高抽出誤差を減少できるという効果があ
る。また特定の方向から見ると高い山の陰になるような
地形があっても、別の方向からの立体視データによりデ
ータを補間できるのでデータの信憑性が高くなるという
効果がある。また実施形態1と同様の効果があることは
言うまでもない。
According to the third embodiment of the present invention, it is possible to select the ground observation target, and therefore it is easy to acquire the data of the place where it is difficult to acquire the image data because it is easily covered with the cloud within the limited satellite lifetime. There is an effect. Further, there is an effect that in a place where an altitude difference is large and an altitude extraction error is large in an adjacent area, a large amount of data is selectively obtained to improve the altitude extraction accuracy. In addition, by obtaining images taken from a plurality of directions, which are three or more directions, in a place having a complicated topographical feature, it becomes easier to find corresponding points in each image, and therefore, there is an effect that an elevation extraction error due to an image alignment error can be reduced. . Further, even if there is a terrain that is shaded by a high mountain when viewed from a specific direction, the data can be interpolated by the stereoscopic data from another direction, so that there is an effect that the credibility of the data increases. Further, it goes without saying that the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0096】この発明の実施形態4によればマイクロ波
を用いたイメージングレーダは画像を雲に遮られる光学
的撮像機と異なり雲を透過して画像データ取得できるの
で、熱帯地方や赤道付近の画像データを確実に取得でき
るという効果がある。また光学的撮像機では太陽反射光
の少ない高緯度地方や極地方では画像が暗過ぎて解析に
使用できないのに対してマイクロ波を用いたイメージン
グレーダは太陽光照射のない地域の画像取得が可能なた
め、地球楕円形状を特徴的に示す極地方の地形データを
効果的に取得できるという効果がある。
According to the fourth embodiment of the present invention, since the imaging radar using microwaves can transmit image data through a cloud unlike an optical imager in which an image is shielded by a cloud, it is possible to acquire an image in the tropical region or the equator. The effect is that the data can be reliably acquired. Moreover, in the high latitude region and polar regions where the reflected light of the sun is small with an optical imager, the image is too dark to be used for analysis, whereas the imaging radar using microwaves can acquire the image of the region without sunlight irradiation. Therefore, there is an effect that it is possible to effectively obtain topographical data in the polar regions that characteristically show the elliptical shape of the earth.

【0097】この発明の実施形態5によれば海や砂漠等
広範囲に渡り特徴物がなく平坦な地域の形状を観測でき
るという効果がある。また陸域においても広範囲の平均
的標高を把握できるので地球概略形状を把握するのに役
立つという効果がある。また海洋のような平坦な地形の
場合は高度計で照射するビームを広くして平均的高度を
測定すれば十分なので、測定対象を限定することにより
従来の高度計が使用可能になるという効果がある。
According to the fifth embodiment of the present invention, there is an effect that it is possible to observe the shape of a flat area having no characteristic over a wide range such as the sea or the desert. In addition, since the average elevation over a wide area can be grasped in the land area, it is effective in grasping the rough shape of the earth. In the case of flat terrain such as the ocean, it is sufficient to measure the average altitude by widening the beam irradiated by the altimeter, so that there is an effect that the conventional altimeter can be used by limiting the measurement target.

【0098】この発明の実施形態6によれば画像の撮像
時刻を正確に把握できるので位置精度高く計測できると
いう効果がある。また画像データに全撮像タイミングの
時刻歴を添付しているので、各撮像時刻における衛星位
置と視線方向情報を利用して衛星の揺れや姿勢変動を補
正できるという効果がある。また周波数安定度の高く相
互調整された原子時計を用いて時刻管理するので時間と
場所によらず共通の時刻基準で計測可能になるという効
果がある。
According to the sixth embodiment of the present invention, the time at which the image is picked up can be accurately grasped, so that there is an effect that the measurement can be performed with high positional accuracy. Further, since the time history of all the imaging timings is attached to the image data, there is an effect that the sway and attitude variation of the satellite can be corrected by using the satellite position and the line-of-sight direction information at each imaging time. Further, since the time is managed using the atomic clocks having high frequency stability and mutually adjusted, there is an effect that the measurement can be performed based on a common time reference regardless of time and place.

【0099】この発明の実施形態7によれば画像内の位
置座標既知の点として位置、角度を地上で校正できるの
で地球規模に対して十分高い精度の計測が可能となると
いう効果がある。また画像データに撮像タイミングの時
刻歴を添付しており、撮像時刻における衛星位置と視線
方向情報を校正できるので、撮像機の指向誤差や衛星姿
勢変動を補正できるという効果がある。また対空標識の
増加に伴い地球形状データベースの地上校正点が増加す
るので、画像データベースと地球形状データベースに従
来蓄積された画像データを再利用して、従来以上の高精
度でデータを更新できるという効果がある。
According to the seventh embodiment of the present invention, the position and angle can be calibrated on the ground as points whose position coordinates are known in the image, so that there is an effect that it is possible to perform measurement with sufficiently high accuracy on a global scale. Further, since the time history of the imaging timing is attached to the image data, and the satellite position and the line-of-sight direction information at the imaging time can be calibrated, there is an effect that the pointing error of the imaging device and the satellite attitude fluctuation can be corrected. In addition, as the number of ground-based calibration points in the Earth shape database increases with the increase in the number of anti-aircraft signs, it is possible to reuse the image data that was previously stored in the image database and the Earth shape database and update the data with higher accuracy than before. There is.

【0100】この発明の実施形態8によればいかなる撮
像機の画像データ同士を組み合わせても標高抽出処理が
可能となるので画像データの汎用性が高くなり、地球全
域の膨大な観測データを取得しやすくなるという効果が
ある。また本来地球形状計測以外の目的で整備された観
測衛星による画像データも地球形状計測の目的で流用可
能となるため、計測装置全体の汎用性も高くなるという
効果がある。
According to the eighth embodiment of the present invention, since the altitude extraction processing can be performed by combining the image data of any image pickup device, the versatility of the image data is enhanced, and a huge amount of observation data of the entire earth is acquired. This has the effect of making it easier. Further, since image data obtained by an observation satellite that was originally prepared for purposes other than earth shape measurement can be used for the purpose of earth shape measurement, the versatility of the entire measuring device can be increased.

【0101】この発明の実施形態9によれば処理を大部
分自動化できるので膨大なデータを処理可能な地球形状
計測装置を提供している。立体視ペア画像の整合処理の
誤差が減るので、地球表面位置座標の精度が向上すると
いう効果がある。本発明による地球形状計測装置全系の
中で最も人手が介在する必要性の高い整合処理を自動化
できるという効果がある。また自動化できることにより
地球全域の膨大な観測データを処理しやすくなるという
効果がある。また第1の撮像機1aの視線中心軸と第2
の撮像機1bの視線中心軸が存在する平面と第3の撮像
機1cの視線中心軸が交わる角度が大きい場合には複数
の組合せで位置座標データを生成できるので相互にクロ
スチェックすることで特異なデータを特定し除去するこ
とができるという効果がある。また特定の方向から見る
と高い山の陰になるような地形があっても、別の方向か
らの立体視データによりデータを補間できるのでデータ
の信憑性が高くなるという効果がある。
According to the ninth embodiment of the present invention, since most of the processing can be automated, the earth shape measuring apparatus capable of processing a huge amount of data is provided. Since the error in the matching process of the stereoscopic pair image is reduced, there is an effect that the accuracy of the earth surface position coordinate is improved. The present invention has an effect that the matching process, which requires the most human intervention in the entire earth shape measuring apparatus according to the present invention, can be automated. In addition, the fact that it can be automated has the effect of facilitating the processing of vast amounts of observation data over the entire globe. In addition, the line-of-sight center axis of the first imaging device 1a and the second
When the angle at which the plane where the line-of-sight center axis of the image pickup device 1b exists and the line-of-sight center axis of the third image pickup device 1c intersect is large, position coordinate data can be generated by a plurality of combinations, so it is peculiar to cross-check each other. It is possible to identify and remove various data. Further, even if there is a terrain that is shaded by a high mountain when viewed from a specific direction, the data can be interpolated by the stereoscopic data from another direction, so that there is an effect that the credibility of the data increases.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明による地球形状計測装置の実施の形
態1を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing Embodiment 1 of an earth shape measuring apparatus according to the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1における衛星軌道の
模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of a satellite orbit according to Embodiment 1 of the present invention.

【図3】 この発明による地球形状計測装置の立体視の
視差に基づく標高抽出の原理を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a principle of altitude extraction based on parallax of stereoscopic vision of the earth shape measuring apparatus according to the present invention.

【図4】 この発明による地球形状計測装置のデータ処
理フローを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a data processing flow of the earth shape measuring apparatus according to the present invention.

【図5】 この発明による地球形状計測装置の画像デー
タベースの構造例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a structural example of an image database of the earth shape measuring apparatus according to the present invention.

【図6】 この発明による地球形状計測装置の地球形状
データベースの構造例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a structural example of an earth shape database of the earth shape measuring apparatus according to the present invention.

【図7】 この発明による地球形状計測装置の複数の航
法衛星データを利用して位置精度を向上する方法例を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a method for improving position accuracy by utilizing a plurality of navigation satellite data of the earth shape measuring apparatus according to the present invention.

【図8】 この発明による地球形状計測装置の実施の形
態2を示す構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram showing a second embodiment of the earth shape measuring apparatus according to the present invention.

【図9】 この発明による地球形状計測装置の実施の形
態3を示す構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram showing a third embodiment of the earth shape measuring apparatus according to the present invention.

【図10】 この発明による地球形状計測装置の実施の
形態4を示す構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the earth shape measuring apparatus according to the present invention.

【図11】 この発明による地球形状計測装置の実施の
形態5を示す構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of the earth shape measuring apparatus according to the present invention.

【図12】 この発明による地球形状計測装置の実施の
形態6による画像データを示す構成図である。
FIG. 12 is a configuration diagram showing image data according to a sixth embodiment of the earth shape measuring apparatus of the present invention.

【図13】 この発明による地球形状計測装置の実施の
形態7による対空標識の例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing an example of an anti-aircraft sign according to a seventh embodiment of the earth shape measuring apparatus according to the present invention.

【図14】 この発明による地球形状計測装置の画像デ
ータに対空標識31が撮像されている模式図である。
FIG. 14 is a schematic diagram in which the anti-aircraft sign 31 is imaged in the image data of the earth shape measuring apparatus according to the present invention.

【図15】 この発明による地球形状計測装置の実施の
形態8を示す構成図である。
FIG. 15 is a configuration diagram showing an eighth embodiment of the earth shape measuring apparatus according to the present invention.

【図16】 この発明による地球形状計測装置の実施の
形態9を示す構成図である。
FIG. 16 is a configuration diagram showing a ninth embodiment of the earth shape measuring apparatus according to the present invention.

【図17】 従来の地球形状計測方法を説明するための
図である。
FIG. 17 is a diagram for explaining a conventional earth shape measuring method.

【図18】 従来の地球形状計測装置の別の例である衛
星三角測量装置を示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing a satellite triangulation device which is another example of the conventional earth shape measuring device.

【図19】 従来の地球形状計測装置の別の例である衛
星三角測量の原理図である。
FIG. 19 is a principle diagram of satellite triangulation which is another example of the conventional earth shape measuring apparatus.

【図20】 従来の地球形状計測装置の別の例である空
中三角測量装置を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing an aerial triangulation device which is another example of the conventional earth shape measuring device.

【図21】 従来の地球形状計測装置の別の例を示す図
である。
FIG. 21 is a diagram showing another example of a conventional earth shape measuring apparatus.

【図22】 従来の撮像機による画像データの構造例を
示す図である。
FIG. 22 is a diagram showing a structural example of image data by a conventional image pickup device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 撮像機、2 時計、3 航法衛星信号受信機、4
角度検出機、5 信号処理回路、6 観測衛星、7 画
像データベース、8 地球形状解析機、9 地球形状デ
ータベース、10 地上局、11 航法衛星、12 地
球、13 回転楕円体、14 撮像機の視線、15 観
測衛星の軌道、16 航法衛星の軌道、17 観測衛星
の位置、18 視線の交点C、19 地表の観測対象点
D、20Dを通る撮像機の視線との平行線、21 撮像
機の画像内のDの位置、22画像データ、23 画像ヘ
ッダ、24 ラインデータ、25 ラインヘッダ、26
同一撮像タイミングのデータ、27 各画素データ、
28 視野方向変更機、29 イメージングレーダ、3
0 高度計、31 対空標識、32 対空標識群、33
整合処理部、34 測地衛星、35 基準点、36
カメラ、37測地点、38 測地衛星の軌道、39 距
離が既知の直線、40 距離が未知の直線、41 時刻
t1における測地衛星の位置s1、42 時刻t2にお
ける測地衛星の位置s2、43 航空機、44 カメラ
の視野範囲、45 一時保管領域、46 保存領域、4
7 初期登録情報ブロック、48 分類整理後データブ
ロック、49 補正後データブロック、50 画像デー
タブロック、51 位置データブロック、52 角度デ
ータブロック、53 ヘッダ、54 衛星位置データ、
55 角度データ、56 識別表示、57 撮像時刻、
58 地球上番地、59 補正情報、60 データ、6
1 付帯情報、62 地球形状データ、63 地球表面
位置座標、64 対空標識位置座標、65 地球表面位
置座標ブロック、66 位置座標インデックス、67
特定場所情報、68 地球上番地、69 データ数、7
0 座標データID、71 対空標識ID、72 備考
ID、73 データ、74 生成日時情報、75 位置
座標、76 採用情報、77採用画像ID、78 画像
取得日時、79 補正処理内容、80 補正パラメー
タ、81 標識、82 測定日時情報、83 備考ブロ
ック、84 備考内容、85 地球形状データブロッ
ク、86 準拠楕円体関連データ、87 等緯度輪切り
データ、88 等経度輪切りデータ、89 経年変化デ
ータ、90 備考、91 北極付近の点A、92 赤道
付近の点B、93 2地点間の距離L、94 地球中心
と2地点の成す角度θ。
1 imager, 2 clock, 3 navigation satellite signal receiver, 4
Angle detector, 5 signal processing circuit, 6 observation satellite, 7 image database, 8 earth shape analyzer, 9 earth shape database, 10 ground station, 11 navigation satellite, 12 earth, 13 spheroid, 14 line of sight of imager, 15 orbits of observation satellites, 16 orbits of navigation satellites, 17 positions of observation satellites, 18 intersection C of line of sight, 19 observation point D on the ground surface, parallel line with line of sight of imager passing through 20D, 21 within image of imager D position, 22 image data, 23 image header, 24 line data, 25 line header, 26
Data of the same imaging timing, 27 pixel data,
28 view direction changer, 29 imaging radar, 3
0 altimeter, 31 anti-aircraft sign, 32 anti-aircraft sign group, 33
Matching processing unit, 34 Geodetic satellites, 35 Reference points, 36
Camera, 37 geodesic points, 38 geodesic orbits, 39 straight line with known distance, 40 straight line with unknown distance, 41 geodetic satellite position s1 at time t1, 42 geodetic satellite position s2 at time t2, 43 aircraft, 44 Field of view of camera, 45 temporary storage area, 46 storage area, 4
7 initial registration information block, 48 post-sorting data block, 49 post-correction data block, 50 image data block, 51 position data block, 52 angle data block, 53 header, 54 satellite position data,
55 angle data, 56 identification display, 57 imaging time,
58 Global Address, 59 Correction Information, 60 Data, 6
1 incidental information, 62 earth shape data, 63 earth surface position coordinates, 64 anti-aircraft sign position coordinates, 65 earth surface position coordinate block, 66 position coordinate index, 67
Specific location information, 68 Global street address, 69 Number of data, 7
0 coordinate data ID, 71 anti-aircraft sign ID, 72 remark ID, 73 data, 74 generation date / time information, 75 position coordinate, 76 employment information, 77 employment image ID, 78 image acquisition date / time, 79 correction processing content, 80 correction parameter, 81 Signs, 82 Measurement date / time information, 83 Remarks block, 84 Remarks content, 85 Earth shape data block, 86 compliant ellipsoid related data, 87 Equal latitude sliced data, 88 Elongated longitude sliced data, 89 Secular variation data, 90 Remarks, 91 Arctic Point A in the vicinity, 92 Point B near the equator, 93 Distance between two points L, 94 Angle θ between the earth center and two points.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 地球表面を指向する撮像機、上記撮像機
が撮像を実施する時刻を計ってタイミング信号を生成す
る時計、上記撮像機で取得した画像信号と上記時計が発
生したタイミング信号発生時刻を対応づけて地上にデー
タ伝送可能な形態に処理をする信号処理回路、上記時計
の発生するタイミング信号に応じて上記撮像機の視線方
向の角度を計測し上記信号処理回路に時刻情報と共にデ
ータ送信する角度検出機、上記時計の発生するタイミン
グ信号に応じて上記撮像機の存在する位置座標を示す信
号を受信し上記信号処理回路に時刻情報と共にデータ送
信する航法衛星信号受信機を具備し、かつ上記撮像機で
地球表面を撮像可能な軌道を飛行する観測衛星、上記撮
像機で取得した画像データと上記航法衛星信号受信機で
取得した位置データと上記角度検出機で取得した角度デ
ータを上記時計がタイミング信号を発生した時刻情報と
共に記録する画像データベース、上記画像データベース
の情報から地表面の位置及び標高を解析する地球形状解
析機、上記地球形状解析機の出力データとして地球表面
の3次元位置座標と地球形状を記録保存する地球形状デ
ータベース、及び電波伝搬時間を利用して距離を測定す
るための電波を発生する軌道上位置が既知の複数の航法
衛星とにより構成される地球形状計測装置において、上
記撮像機の視線方向と鉛直方向とが成す角度が互いに異
なる複数の観測衛星を有し、かつ異なる衛星で取得した
地球上の同一場所の画像の組の中の対応する場所の位置
合わせをして整合させ、衛星位置座標と視線方向及び視
差を利用して地球表面の標高を算出し、地球表面3次元
位置座標を生成する地球形状解析機を有することを特徴
とする地球形状計測装置。
1. An image pickup device that points the surface of the earth, a timepiece that generates a timing signal by measuring the time when the image pickup device carries out an image pickup, an image signal obtained by the image pickup device, and a timing signal generation time when the clock is generated. A signal processing circuit that processes data in a form capable of transmitting data to the ground by associating with, and measures the angle of the line-of-sight direction of the image pickup device according to the timing signal generated by the timepiece, and transmits the data to the signal processing circuit together with time information. An angle detector, a navigation satellite signal receiver for receiving a signal indicating the position coordinates of the image pickup device in response to a timing signal generated by the clock, and transmitting the data to the signal processing circuit together with time information, and An observation satellite that flies in an orbit that can image the surface of the earth with the imager, image data acquired by the imager, and position data acquired by the navigation satellite signal receiver. And an image database that records the angle data acquired by the angle detector together with the time information when the clock generated a timing signal, an earth shape analyzer that analyzes the position and elevation of the ground surface from the information in the image database, the earth shape An earth shape database that records and saves the three-dimensional position coordinates of the earth surface and the earth shape as output data of the analyzer, and a plurality of known orbital positions that generate radio waves to measure distance using radio wave propagation time In an earth shape measuring device composed of a navigation satellite, an image of the same place on the earth acquired by different satellites, which has a plurality of observation satellites whose angles formed by the line-of-sight direction and the vertical direction of the imager are different from each other. The corresponding positions in the set are aligned and matched, and the altitude of the earth's surface is calculated using the satellite position coordinates, the line-of-sight direction, and the parallax. Earth shape measuring apparatus characterized by having a global shape analyzer that generates the earth surface three-dimensional position coordinates.
【請求項2】 地球表面を指向する撮像機、上記撮像機
が撮像を実施する時刻を計ってタイミング信号を生成す
る時計、上記撮像機で取得した画像信号と上記時計が発
生したタイミング信号発生時刻を対応づけて地上にデー
タ伝送可能な形態に処理をする信号処理回路、上記時計
の発生するタイミング信号に応じて上記撮像機の視線方
向の角度を計測し上記信号処理回路に時刻情報と共にデ
ータ送信する角度検出機、上記時計の発生するタイミン
グ信号に応じて上記撮像機の存在する位置座標を示す信
号を受信し上記信号処理回路に時刻情報と共にデータ送
信する航法衛星信号受信機を具備し、かつ上記撮像機で
地球表面を撮像可能な軌道を飛行する観測衛星、上記撮
像機で取得した画像データと上記航法衛星信号受信機で
取得した位置データと上記角度検出機で取得した角度デ
ータを上記時計がタイミング信号を発生した時刻情報と
共に記録する画像データベース、上記画像データベース
の情報から地表面の位置及び標高を解析する地球形状解
析機、上記地球形状解析機の出力データとして地球表面
の3次元位置座標と地球形状を記録保存する地球形状デ
ータベース、及び電波伝搬時間を利用して距離を測定す
るための電波を発生する軌道上位置が既知の複数の航法
衛星とにより構成される地球形状計測装置において、上
記撮像機として視線方向と鉛直方向とが成す角度が互い
に異なる複数の撮像機を1台の観測衛星に具備し、かつ
異なる撮像機で取得した地球上の同一場所の画像の組の
中の対応する場所の位置合わせをして整合させ、衛星位
置座標と視線方向及び視差を利用して地球表面の標高を
算出し、地球表面3次元位置座標を生成する地球形状解
析機を有することを特徴とする地球形状計測装置。
2. An image pickup device directed to the surface of the earth, a timepiece that generates a timing signal by measuring the time when the image pickup device performs image pickup, an image signal obtained by the image pickup device, and a timing signal generation time when the clock is generated. A signal processing circuit that processes data in a form that enables data transmission to the ground in correspondence with the above, measures the angle of the line-of-sight direction of the imaging device according to the timing signal generated by the timepiece, and transmits the data together with time information to the signal processing circuit. An angle detector, a navigation satellite signal receiver for receiving a signal indicating a position coordinate where the image pickup device exists according to a timing signal generated by the clock, and transmitting the data together with time information to the signal processing circuit, and An observation satellite that flies in an orbit that can image the surface of the earth with the imager, image data acquired by the imager, and position data acquired by the navigation satellite signal receiver. And an image database that records the angle data acquired by the angle detector together with the time information when the clock generated a timing signal, an earth shape analyzer that analyzes the position and elevation of the ground surface from the information in the image database, the earth shape An earth shape database that records and saves the three-dimensional position coordinates of the earth surface and the earth shape as output data of the analyzer, and a plurality of known orbital positions that generate radio waves for measuring distance using radio wave propagation time In an earth shape measuring device composed of a navigation satellite, a plurality of image capturing devices having different angles formed by a line-of-sight direction and a vertical direction are provided in one observation satellite as the image capturing device, and acquired by different image capturing devices. Using the satellite position coordinates and the line-of-sight and parallax to align and match the corresponding places in the set of images of the same place on the earth Calculating the altitude of the sphere surface, the earth shape measuring apparatus characterized by having a global shape analyzer that generates the earth surface three-dimensional position coordinates.
【請求項3】 地球表面を指向する撮像機、上記撮像機
が撮像を実施する時刻を計ってタイミング信号を生成す
る時計、上記撮像機で取得した画像信号と上記時計が発
生したタイミング信号発生時刻を対応づけて地上にデー
タ伝送可能な形態に処理をする信号処理回路、上記時計
の発生するタイミング信号に応じて上記撮像機の視線方
向の角度を計測し上記信号処理回路に時刻情報と共にデ
ータ送信する角度検出機、上記時計の発生するタイミン
グ信号に応じて上記撮像機の存在する位置座標を示す信
号を受信し上記信号処理回路に時刻情報と共にデータ送
信する航法衛星信号受信機を具備し、かつ上記撮像機で
地球表面をくまなく撮像可能な軌道を飛行する観測衛
星、上記撮像機で取得した画像データと上記航法衛星信
号受信機で取得した位置データと上記角度検出機で取得
した角度データを上記時計がタイミング信号を発生した
時刻情報と共に記録する画像データベース、上記画像デ
ータベースの情報から地表面の位置及び標高を解析する
地球形状解析機、上記地球形状解析機の出力データとし
て地球表面の3次元位置座標と地球形状を記録保存する
地球形状データベース、及び電波伝搬時間を利用して距
離を測定するための電波を発生する軌道上位置が既知の
複数の航法衛星とにより構成される地球形状計測装置に
おいて、上記撮像機の視線方向変更機を具備し、かつ上
記撮像機の視線方向と鉛直方向とが成す角度が互いに異
なる位置で取得した地球上の同一場所の画像の組の中の
対応する場所の位置合わせをして整合させ、衛星位置座
標と視線方向及び視差を利用して地球表面の標高を算出
し、地球表面3次元位置座標を生成する地球形状解析機
を有することを特徴とする地球形状計測装置。
3. An image pickup device directed to the surface of the earth, a timepiece that generates a timing signal by measuring the time when the image pickup device performs an image pickup, an image signal obtained by the image pickup device, and a timing signal generation time when the clock is generated. A signal processing circuit that processes data in a form that enables data transmission to the ground in correspondence with the above, measures the angle of the line-of-sight direction of the imaging device according to the timing signal generated by the timepiece, and transmits the data together with time information to the signal processing circuit. An angle detector, a navigation satellite signal receiver for receiving a signal indicating a position coordinate where the image pickup device exists according to a timing signal generated by the clock, and transmitting the data together with time information to the signal processing circuit, and An observation satellite that flies in an orbit that allows the Earth's surface to be imaged all over the imager, the image data acquired by the imager, and the position acquired by the navigation satellite signal receiver. Image database that records the position data and the angle data acquired by the angle detector together with the time information when the clock generated the timing signal, the earth shape analyzer that analyzes the position and elevation of the ground surface from the information in the image database, As the output data of the earth shape analyzer, the earth shape database that records and saves the three-dimensional position coordinates of the earth surface and the earth shape, and the orbital position where the radio wave is generated to measure the distance using the radio wave propagation time are known. An earth shape measuring apparatus composed of a plurality of navigation satellites, which is equipped with a line-of-sight direction changing device of the image pickup device, and which is obtained at positions where the angles formed by the line-of-sight direction and the vertical direction of the image pickup device are different from each other. The corresponding locations in the set of images at the same location of are aligned and matched, and the satellite position coordinates, the line-of-sight direction, and the parallax are used to display the earth surface. Altitude calculating the global shape measuring apparatus characterized by having a global shape analyzer that generates the earth surface three-dimensional position coordinates.
【請求項4】 撮像機としてイメージングレーダを用い
たことを特徴とする請求項1、2、3いずれか記載の地
球形状計測装置。
4. The earth shape measuring apparatus according to claim 1, wherein an imaging radar is used as the image pickup device.
【請求項5】 地球表面に向けて信号を発射して反射信
号が到達するまでの伝搬時間を用いて地表までの高度を
計測する高度計を具備することを特徴とする請求項1、
2、3いずれか記載の地球形状計測装置。
5. An altimeter for measuring the altitude to the surface of the earth by using the propagation time until the signal is emitted toward the surface of the earth and the reflected signal arrives.
The earth shape measuring apparatus according to any one of 2 and 3.
【請求項6】 信号処理部において全ての撮像タイミン
グの時刻を画像データに付加して画像データベースに記
録することを特徴とする請求項1、2、3いずれか記載
の地球形状計測装置。
6. The earth shape measuring apparatus according to claim 1, wherein the signal processing unit adds the times of all the imaging timings to the image data and records it in the image database.
【請求項7】 地球表面上位置座標を航法衛星により測
定済みの場所に設定した対空標識と、上記対空標識の設
定場所の位置座標を記録した地球形状データベースを具
備したことを特徴とする請求項1、2、3いずれか記載
の地球形状計測装置。
7. An anti-aircraft sign whose position coordinates on the surface of the earth have been set at locations already measured by navigation satellites, and an earth shape database which records the position coordinates of the locations where the anti-aircraft signs are set. The earth shape measuring device according to any one of 1, 2, and 3.
【請求項8】 地球形状解析機が整合処理部を具備し、
かつ整合処理部において同一場所の画像で視線方向が異
なる互いに異なる種類の撮像機で取得された画像を解析
することを特徴とする請求項1、2、3、4いずれか記
載の地球形状計測装置。
8. The earth shape analyzer comprises a matching processing section,
The earth shape measuring device according to any one of claims 1, 2, 3 and 4, wherein the matching processing unit analyzes images acquired at different types of image capturing apparatuses having different line-of-sight directions at the same location. .
【請求項9】 地球形状解析機が整合処理部を具備し、
かつ整合処理部において同一場所の画像で視線方向が異
なる3式以上の画像を同時に解析することを特徴とする
請求項1、2、3、4いずれか記載の地球形状計測装
置。
9. The earth shape analyzer comprises a matching processing section,
The earth shape measuring apparatus according to any one of claims 1, 2, 3 and 4, wherein the matching processing unit simultaneously analyzes three or more images having different visual line directions in images at the same location.
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