JPS62238480A - 軌道上飛行の立体影像レ−ダ−のための方法とシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 古くから写真工業においては、立体航空写真を得ること
の価値が知られている。立体写真は垂直方向高さの情報
を含んだ３次元影像を提供する。この影像はオーバーラ
ツプする２つの写真を見ることによって得られる。オー
バーラツプする２つのレーダー影像セットを見ることに
よって立体レーダー影像が同様に得られることも知られ
てはいるが、これは従来は実現困難であった。

立体写真の場合は、対をなす２枚の写真の撮影の間に太
陽の角度がさほど変らないから、それら写真は同じ照射
角度したがって同じ陰を有している。レーダーの場合は
対象物の照射は電磁エネルギのパルスの発射によって達
せられる。

現今ではし・−ダー影像セットの両方を集めるために立
体影像レーダーシステムは影像される区域を２回（連続
してではなく）通過しなければならない。１回目の通過
時にノクルスが地面に向けて発射され、受信機によって
受信される。次回の９通過時には２回目の・母ルスが、
１回目とは異った迎角となるように発射され、１回目の
受信とは異った場所で受信機によって受信される。

相異る２つのパルスを発射することにより２つの陰およ
び／バックスキャター・セットができるが、この場合は
写真の場合と異って、陰の違いが影像の収斂を妨げるの
で、影像の質が低下する。それら陰を避けるためにレー
ダーのイルミネーション俯角を急傾斜にするならば、レ
ンジコンプレッションによって影像の精度が犠牲になる
。この問題を避けるために種々の技術が用いられて来た
。

立体のレーダー影像を集めるために用いられ、そして／
あるいは研究されて来た技術として、影像される面を、
グラウンドレンジオフセットが相異るように複数回通過
するという方法がある。このオフセットは１回の通過と
次の通過の間での天体の自転に依存して実現されうる。

これによるならば、オーバーラッピングカバレージの量
や視方向角度差が、軌道の離心率、その軌道での衛星の
位置、および軌道の真円度によって大きく変るという好
ましくないことの影響が結果に出る。したがって、垂直
方向のスケールが変って、それが軌道の状態が新しくな
るごとに再計算されねばならないこととなる。別の技術
として、後での軌道飛行においては視方向角度を変える
ためにアンテナの方向修正をするという方向がある。さ
らに別の技術では、１回目の通過時にレーダー信号を発
信／受信し、２回目の通過時にはレーダー高度計で垂直
方向高さの情報を集める、ということが要求されている
。これら技術のすべてにおいては、表面形状の地面上位
置を正確に特定するための完全なデータを得るためには
１回より多くの軌道飛行で得られたデータを処理するこ
とが必要である。

これら技術の多くは、ある特定の軌道でしか用いられず
、それら軌道の各画部分で完全なデータが得られるもの
でない。

２つの受信機位置の間での最大の角度差はアンテナの垂
直方向ビーム幅（角度）で制限される。１回の軌道飛行
と次回の軌道飛行の間での天体の自転によって生ずる角
度差が大きくなるト、オーバーラッピングカバレージの
全部、したがって立体影像が消滅する。一方、天体の動
きが小さいほどオーバーラッピングカバレージはより多
くなるが、それに伴って角度差は減つて行く。したがっ
て現今では、１回の軌道飛行から次の軌道飛行の間での
天体の動きが、アンテナの角度カバレージの範囲内に止
まるような、軌道の中でのごく小さい部分でしか立体影
像は得られない。天体を周回するどんなオリエンテーシ
ョンの軌道を用いても、その天体で立体影像され得ない
大きい部分が存在する。１回の軌道飛行と次の軌道飛行
の間でアンテナの方向修正をすれば、角度差は増し、各
回の軌道部分で全体のオーバーラッピングカバレージが
得られるが、これは複雑で正確なアンテナ方向制御を必
要とするし、それも、限られた緯度範囲だけの立体影像
を可能にするに過ぎない。それら緯度でも完全なカバレ
ージには何回もの軌道通過が必要である。

１回の飛行で立体影像を得るレーダー技術を実現する幾
つかの技術が考えられて来たが、それらは航空機を用い
るものであシ、航宙機のためのものでない。さらに、こ
れらの技術は前述したと同じ欠点の多くを有している。

これら技術の中で、航空機を飛ばせて２つの相異る・や
クーン特性のレーダービームを発射させる方法がある。

この技術は、影像にバララックスを生せしめるために、
２つのファンビームパターンを用いることを必要として
いる。カールソンの論文参照、（Ｇ、　Ｅ、　Ｃａｒｌ
ｓｏｎ、　”ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｏｍｐａｒｉｓ
ｏｎ　ｏｆ　ｔｅｃｈｉｑｎｅｓ　ｆｏｒ　ｏｂｔａｉ
ｎｉｎｇｓｔｅｒｅｏ　ｒａｄａｒ　ｉｍａｇｅｓ”、
ＩＥＥＥ　ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎ　ｇｅｏｓｃ
ｉｅｎｃｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、　ＶＧＥ−１２
，１１４〜１２２（１９７４））。

前述の種々の方法についてのかなり突込んだ論議をレパ
ールが発表している。（Ｆ、　Ｗ、　Ｌｅｂｅｒｌ。

５ａｔｅｌｌｔｅ　ｒａｄａｒｇｒａｍｍｅｔｒｙ　ｐ
ｈａｒｅ　１．　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ’［Ｊｎｉｖｅｒ
ｓｉｔｙ　ａｎｄ　Ｇｒａｊ　Ｒｅ５ｅｎｃｈ　（：ｅ
ｎｔｅｒ、　１９８２　）〔発明が解決しようとする問
題点〕 本発明は、１回通過のレーダーシステムで、急傾斜の視
角度を利用しつつ、変化要因の多くを軌道とは無関係の
固定された値で置換えることを可能にする。垂直方向ス
ケールは固定となり、レンジカバレージと軌道高さだけ
の関数となすはずである。このシステムでは、どの地上
位置に対してでも、また影像のためのどんな与えられた
軌道からも、対象の一方に長い区域の幅一杯の立体影像
が得られる。何故ならば、必要とされる角度差は自らが
作るもので、天体の自転に依存するのではないからであ
る。このようなレーダーシステムは、将来の地球上資源
の調査、地球上資源の連続的モニタリング、および軍事
的な全天候目標決定ミッションのために極めて有用であ
ると考えられる。

〔問題点を解決するための手段゛〕

本発明は、１回の通過で２つの相異る視角度からの完全
な立体影像データを同時に集めることを可能にする。発
信機が天体に向けて信号を発信し、それが反射されて来
て、２つの互に離れて位置した受信機によって受信され
る。各受信機は、対象の表面の完全な模様を記録するが
、それらは、丁度入間の眼と同様に、相異る角度で来た
ものである。情報が組合わされたとき、これら２つの模
様のレイオーバーの違いが３次元の模様を発生し、その
中で垂直高さの情報が定量されうる。このことは、衛星
、スペースシャトル、航空機などを利用することによっ
て達成されうる。

本発明によるレーダーシステムはパイスタティックレー
ダーシステムであっ、て、相互に同期して平行な軌道を
飛行する多数の航宙機を実現させている。望ましい実施
態様では、各航宙機は共通の飛行経路すなわち共通の地
上トラックの上を通過する。それら航宙機は相互に一定
の距離だけ離隔している。望ましい実施態様では、それ
ら航宙機は互に１直線上に揃っており、少くとも１つの
航宙機が他のものよシ低い位置にある。航宙機相互間の
離隔は繋ぎ綱によって保たれ、この繋ぎ綱は可撓性にで
きるので、軌道飛行する重力依存安定のシステムが作ら
れる。

発信手段は、天体表面を照射し、そこから反射せしめる
べく、コヒーレントなレーダー信号のパルスを発信する
ための航宙機に搭載され、２つの受信手段の各々は、影
像される表面に対して相異る垂角面内角度で集められる
データを受信するための別々の航宙機に搭載される。

１つの航宙機から他の航宙機へのデータの伝送には、必
要ならばレピータを用いて、外部フィールド（Ｇライン
）キャノやシティ−で、あるいは内部フィールド（導波
ファイバーオプチック）キャパシティーで、繋ぎ綱を利
用できる。

別法としては、データはアンテナからアンテナへのマイ
クロ波データリンクを通じて伝送されうる。このシステ
ムからの情報の回収は、他の衛星への、あるいは遠隔の
地上ステーションへのデータリンクで行われうる。

上記のような構成においては、天体表面からの高さを測
定する必要がない。影像される面からの直線距離は発信
された信号の発信から受信までの間の経過時間の長さで
定量されうる。さらに、受信角度差と離隔とは与えられ
た円形軌道について一定であり、したがって、結果を最
適にするようにそれらノ！ラメータを選定することが許
される。

このレーダーシステムの配備の方法としては、少くとも
１つの他の航宙機を搭載した少くとも１つの航宙機を天
体の周りの軌道に乗せる。搭載された航宙機（単数ある
いは複数）は、それらとの間に取付けられた繋ぎ綱を利
用することによって上にそして／あるいは下に移される
。

第１の航宙機に搭載される航宙機もまた１つの航宙機を
搭載していてよく、それも間に取付けられた繋ぎ綱によ
って上あるいは下に移される。

したがって本発明の目的は、対地視角度を最適にし、そ
れらを一定に保って、１回の通過で照射された面の一方
に長い区域全体の立体影像を作るのに必要なすべてのデ
ータを集めるような改善されたレーダーシステムを提供
することにある。

本発明の別の目的は、天体の周シの軌道にコヒーレント
なパイスタティックレーダーを配備することによって、
天体表面の立体影像を可能にする方法を提供することで
ある。

本発明の別の目的は、視角度間の確乎とじた角度差を有
するような立体影像レーダーシステムを提供することで
ある。

本発明の別の目的は、天体表面の区域の立体影像を可能
にする重力依存安定の装置を提供することにある。

本発明によるレーダーシステムは、軌道上飛行のサイド
ルツキング・合成開口レーダー（ＳＡＲ）を利用するこ
とによって、１回の通過で立体影像を集めることを可能
にするものである。

ＳＡＲレーダーでは、コヒーレントな電磁波の信号のパ
ルスが、天体表面に向けて発信され、そこから反射され
て来る。そこで、反射したパルスが受信され、当初発信
されたパルスと同一のコヒーレントな参照周波数と加算
され、そして記録される。記録されたデータはホログラ
ムであって、影像を適切に見るためには、それが相関を
経なければならない。相関は光学的にもディノタル的に
も行われうる。

本発明に従って地面の影像のためのレーダーシステムを
作るためには、少くとも１つの発信機と２つの受信器を
有する合成開口レーダーを天体の周りの軌道に乗せる。

このことは、発信器を１つの航宙機に、そして受信器の
少くとも１つを別の航宙機に置くことによって達成され
うる。それら航宙機間の離隔は信号の発信／受信が行わ
れているとき一定である。その離隔が保たれるための１
つの方法は、１つの航宙機が他のものの下方にあってそ
れら相互が繋ぎ綱あるいはケーブルで連結されていると
いう重力依存安定のシステムを作ることである。各航宙
機は影像される区・域の同じ側にある１つの飛行経路に
沿って飛行する。それら飛行経路は影像される区域の上
を横切ることはなく、その一方の側にある。これがシン
グル・サイドルツキングレーダーとなる。

航宙機相互間の離隔は、立体影像において望まれる垂直
方向強調の度合によって決定される。

航宙機と影像される面との間の垂角面内角度の差を大き
くするならば、垂直方向強調と離隔が共に犬きくなシ、
結果として繋ぎ綱の長さと繋ぎ綱にかかる力が共に大き
くなる。つまり、（材質が決っているならば）長さも直
径も大きくなるので、格納される繋ぎ綱の容積も質量も
大きくなる。ある場合にはこのことが１つの制限要因と
なりつる。重力依存安定の構成においては離隔はまた、
下方にある航宙機が天体の大気圏上層部に入って、上に
ある航宙機に対しての所望の垂直方向離隔の位置から外
れるような力を受けることによっても制限されることが
ある。

配備された状態においては、繋ぎ綱は可撓性である必要
はない。何故ならば、安定化させる重力の作用で繋ぎ綱
には張力がかがシ、したがってそれは真直になるからで
ある。しかし、格納されるときの容積を最小限にするた
めに、繋ぎ綱は可撓性でなければならない。ストレーシ
トラムの中心コア直径以内の容積は無駄であり、この容
積は、繋ぎ綱が小径のドラムに巻かれるに十分なだけ可
撓性であれば最小に止められる。

繋ぎ綱はまた、ある所要の強さに対してその直径を最小
にしてその格納されたときの容積と質量を最小とするＫ
は、大きな強さ７重量比を有することを要する。繋ぎ綱
はさらに、電気的不良導体であることを要する。何故な
らば、長い導体のワイヤが天体の磁界の中を飛行するな
らば、電流が誘起され、それがケーブルの両端間に大き
な電圧を発生させることになりうるからである。ミッシ
ョンにおいての信頼性の要求を満たすためには、多本数
撚り線ケーブルが要求されよう。以上のような材料性質
上の諸要求（強さ７重量比が大、可撓性、不良導体）を
現金量もよく満たすのはアロマチックポリアミドの類の
材料、例えばグツドイヤー社（’ｐｈｅＣｒｏｏｄｙｅ
ａｒ　Ｔｉｒｅ　＆　Ｒｕｂｂｅｒ　Ｃｏｍｐａｎｙ）
の商品名フレックステン（Ｆｌｅｘｔｅｎ”　）で知ら
れているものである。

影像される区域を照射すべく、発信機がコヒーレントな
レーダー信号のパルスを飛行経路に直角の方向に発信す
る。この信号が影像される区域から反射され、受信角度
が相異る２つの受信機によって受信される。受信された
データは処理と記録のために衛星のうちの１つに伝送さ
れうる。その伝送は、必要ならばレピータを用いて、外
部フィールド（Ｇライン）キャパシティーで、あるいは
内部フィールド（導波ファイバーオプチツク）キヤ／Ｊ
シティ−で、データリンクを通じ、あるいは繋ぎ綱を利
用して達成されうる。このシステムからの情報の回収は
、他の衛星への、あるいは遠隔の地上ステーションへの
データリンクで行われうる。運動の修整における誤差が
検知され、下方の衛星にその姿勢／運動修整スラスタの
ために中継される、ということが行われうる。その修整
は大きなものではないはずである。何故ならば、下方の
衛星にかかる力は天体の方に向いており、シたがって真
直下のその位置から外れるような運動は、微小限石によ
る衝撃や太陽風圧などのような外部からの刺戟に起因し
てのみ起りうるからである。

運・動における誤差は、ラスト・イン（最大レンジ）の
データから集められたデータの平均オフセット周波数を
、ファースト・イン（最小レンツ）のデータの平均オフ
セット周波数と比較することによって定量されうる。も
し回転誤差も平行移動誤差もないならば、それら平均オ
フセット周波数は正しく、両レンジにおいて同一である
はずである。もし平均オフセット周波数が正しい値より
も高いならば、航宙機はアンテナが所望の角度（軌道経
路に直角）よりも前方に向くように回転したか、あるい
は航宙機は軌道経路に直角に影像される区域の方に平行
移動していることになる。もし平均オフセット周波数が
より低いのであれば、アンテナが後方に向くように回転
したか、あるいは影像される区域から遠ざかっているこ
とになる。平均オフセット周波数、振幅、方向の誤差、
遠近レンジ誤差の比は、回転運動したときと平行移動運
動したときとで異るので、測定で得られた誤差、振幅、
方向および比は、回転と平行移動の運動の個々特定の組
合せを表わす。その組合せが算出され、航宙機を適正な
姿勢と位置に戻すために、修整のための適切な時機と継
続時間をもってスラスタが作動せしめられる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

さて、第１図を参照すると、参照番号１０と１２で示さ
れるように２つの衛星を利用したレーダーシステムが示
されている。これら衛星１０゜１２は質量が等しくても
相異ってもよいが、天体表面により近く位置した衛星が
発信機を搭載しているのが望ましい。衛星１０と１２の
間の間隔ＳＰは各衛星に結ばれた繋ぎ綱１４を用いるこ
とによって保たれている。下方の衛星１２は、ハウジン
グ１６、発信機１８、受信機２２、発信／受信アンテナ
２０を含んでいる。上方の衛星１０は、ハウジング１６
、受信機２２、受信アンテナ２４を含んでいる。発信機
を少くとも１つの受信機の下方に位置せしめることによ
り、レーダー陰に起因する立体影像の劣化が少くなり、
したがって立体影像の質が向上すると考えられている。

これは、両方の受信データセットで陰が同じくなること
に起因する。しかし、図中仮想線１０Ａで示すように、
衛星１ｏを衛星１２の下方に位置せしめることもできる
。

衛星ＩＯも１２も影像面の同じ側にある飛行経路に沿っ
て位置している。発信機１８はコヒーレントナ電磁エネ
ルギの／？ルス２６ｔ−アンテナ２０を経て影像面に向
けて発信する。このパルス２６は飛行経路に直角に、そ
して発信角度θ７で発信される。このパルス２６はアン
テナ２゜から影像面へと、ファンビームあるいはペンシ
ルビームとして照明角度θ、の中に限定されて進行する
。

発信されたパルス２６は影像面を照らし、そこで地上の
対象物により、散乱、反射される。

アルパルス２８は角度θ１でアンテナ２ｏへと戻るよう
に反射され、ある・ンルス３ｏは角度θ２でアンテナ２
４と他方の受信機２２のある方に反射される。反射され
たパルス２８と３０はそれぞれアンテナ２０と２４で受
信される。衛星１２の受信機２２はアンテナ２ｏがらの
データを、そして衛星１０の受信機２２はアンテナ２４
からのデータを受信する。

各受信機２２で受信されたデータは、個別にでも一緒に
でも処理、記録されうる。データは１個所で処理、記録
されるのが望ましい。これは全体を参照番号３２で示す
データリンクを利用することで達成される。データリン
ク３２は発信機・アンテナ３４と受信機・アンテナ３６
を含んでいる。受信機２２で受信されたデータは、デー
タリンク３２の発信機拳アンテナ３４に電気的に伝送さ
れ、そこから線３８で示すように、データリ／り３２の
受信機・アンテナ３６へと発信される。データリンク３
２を経て衛星１２の受信機２２で受信されたデータは、
処理のためにプロセッサ３８へ、そしてそれからレコー
ダ４０へと電気的に伝送される、処理され念データは図
示していない別のデータリンクを経て地上あるいは他の
衛星に伝送するようにもできる。あるいは、第２図に示
すように、受信機２２で受信されたデータは、導波され
た光信号が繋ぎ綱１４を通して伝送され、データは受信
機４４で受信され、もとの電気信号に変換され、それが
データプロセッサ３８１Ｃ伝送されるように、繋ぎ綱１
４と連結されている発信機４２に電気的に伝送される。

第１図に示されているように、運動検知手段４６が航宙
機の１つに搭載されているようにできる。センサ４６は
、他の衛星の振動面を特定し、そのような運動を許容限
度内に保つために小さなインパルススラスタ（複数）４
８を制御するように用いられうる。センサ４６からイン
パルススラスタ４８への信号は、第１図のライン４６Ａ
を通してデータリンク３８を経るか、あるいは第２図の
ライン４６Ｂを通して繋ぎ綱１４を経て伝送されうる。

第３図では参照番号５０，５２．５４で示すように、３
つの衛星を利用する本発明の別の実施例を示している。

この実施例の場合は、全体の質素のなるべく多くが中央
の衛星５２に集中し、上下の衛星５０と５４の質量が等
しいことが望ましい。そのようであれば中央の衛星５２
がレーダーンステムの重心になる。離隔ＳＰとＳｙは、
１つのものは衛星５０と５２の間を結び他方のものは衛
星５２と５４の間を結んでいる２本の繋ぎ綱１４を用い
ることによって、保たれている。この実施例では１つの
衛星が発信機１８と発信専用アンテナ５６を、他の２つ
の衛星は各々、受信機２２と受信専用アンテナ２４を搭
載している。発信機１８がこれらの衛星のいずれか１つ
に位置し、受信機が他の２つの衛星に位置していればよ
いのではあるが、発信機１８を中央の衛星５２に置くこ
とによって、視角度の差θ２−０１が最大となり、した
がって最高の解像度を得ることが可能になる。衛星同志
の間での発信機／アンテナ３４、受信機／アンテナ３６
を含むデータリンク３２を通しての伝送、あるいは前述
のような繋ぎ綱を利用する伝送が、受信されたデータを
プロセッサ３８とレコーダ４０に送るために、そして／
あるいは衛星同志間の運動の修整を行うために、用いら
れうる。

この実施例の変形としであるのは、各衛星に１個づつ受
信機を置いて利用することである。

図示していない第３の受信機を追加のレーダー受信アン
テナと共に追加するか、あるいは、中央の衛星５２の発
信専用アンテナ５６を発信／受信アンテナに変えること
で、少ない追加費用によって貴重な冗長性が得られる。

もし利用できる記録の容量あるいは対地データリンクの
容量が十分であるならば、３つの受信されたデータセッ
トのすべてが記録そして／あるいは伝送されうるし、も
しそうでなければこの第３のデータセットが、何かの理
由で他の受信機のどれかからのデータが利用できないと
きに、それの代りとなりうる。このことは、レーダー受
信機、レーダー受信アンテナ、衛星間データリンクの機
能停市、あるいは、上方あるいは下方の衛星が全く無く
なったというような場合に起る。

もし繋ぎ綱が切れて上方あるいは下方の衛星が無くなっ
た場合でも、残った２つの衛星を、重心がそれらの間に
あるままで安定な円形軌道に入るように操縦することに
よって、このシステムは完全な立体影像データを提供で
きるはずである。それは操縦スラスタによって達成され
つる。もし、方向修正可能のアンテナが用いられている
ならば、当初の対象地上区域（一方に長い区域）カバレ
ージを取戻すべく方向修正すればよい。この場合、垂角
面内角度差が減ることに起因して立体影像の垂直方向強
調度合が減るということになるだけである。もしアンテ
ナが方向修正され得ないのであれば、残っている１対の
衛星の当初の軌道高さを取戻すためにそれら衛星を操縦
すればよい。それは、対になった衛星の軌道速度を増加
あるいは減少させることによって達成されうる。

第４図では、参照番号５８で全体を示すＮＡＳＡのスペ
ースシャトルのような有人航宙機と、補助衛星６０を利
用する本発明の１つの実施例を示シている。スに一スシ
ャトル５８には受信機２２と受信専用アンテナ２４を、
そして補助衛星６０には発信機１８、受信機２２、およ
び発信／受信アンテナ２０を搭載できる。受信されたデ
ータは前述のようにしてスペースシャトル５８に伝送さ
れるか、あるいは別個に記録される。シャトル５８には
、繋ぎ綱１４を格納したウィンチつまシトラム６２が搭
載されていて、その繋ぎ綱１４は、軌道飛行中には衛星
６０を配備するために、大気中突入の場合にはそれを引
込めるために、用いられる。この例の場合、地上１５０
マイルの円形軌道にあるシャトル５８に搭載された受信
機２２と、衛星６０に搭載された受信機２２との間の垂
直方向離隔ＳＨはシャトルから下方へ５０マイルとされ
うる。そのとき、立体視でほぼ理想的と考えられる垂直
方向強調度合２．０が得られることになる、この垂直方
向強調度合は影像される区域の中心がナディール（ｎａ
ｄｉｒ、シャトルの真下の点）から６５マイル離れてい
るときに達せられることになる。

もし影像される区域がナディールからより遠くにあれば
垂直方向強調度合はより少く、より近くにあれば垂直強
調度合はよシ大きくなる。このような軌道構成では、θ
１は約５７ｃ′Ｘθ２は約６７°となる。これらの角度
は十分に急傾斜の照射角度となっているから、より便利
なように発信機をシャトルの中に置くこととしても、シ
ャドーイングに起因する立体影像のデグラデーションは
許容範囲に止まる。例えば、繋ぎ綱のついた衛星をシャ
トルのペイから下方に（翼の部分を迂曲して上方へ、耐
熱を施した航宙機としての「底面」を貫いてではなく、
その逆に）配備するのが容易となり、発信機の質量を元
来質量の大きい航宙機の中に収めることが望まれるので
、それによるメリットは、下方の航宙機からの照射の場
合のシャドーイングが小さいことのメリットを上滑る。

離隔ＳＨがこのようであって衛星６０の質量が１０００
ポンドであれば、繋ぎ綱つまりケーブル１４は、フレッ
クステン（Ｆｌ　ｅｘｔｅｎＴＭ）のような今日利用可
能の材料を用いるならば、長さ約２４インチで直径約２
４インチという小さいドーラム６２に格納されうる、繋
ぎ綱は４本撚シ、ただしどの１本でも安全率も考慮の上
で全荷重に耐えるような４本撚りとして、４重の冗長性
をもつようにするのが至当である。

有人航宙機５８は、第１図、第３図で示されたレーダー
システムの場合にも用いられうる。

第１図のレーダーシステムがシャトル５８と共に利用さ
れる場合には、２つの衛星ＩＯと１２がドラム６２を用
いることによって下方に卸される。同様にして第３図の
衛星５０，５２．５４も配備されうる。いずれの場合で
も、衛星の１つに搭載されてもよいプロセッサ３８と記
録手段４０をシャトルに搭載できる。

第５図では、第１図や第３図の実施例での立体影像を可
能にす・る重力依存安定の装置を参照番号６４で示して
いる。装置６４は、航宙機の１つ６６のハウジング１６
の中に搭載されたウィンチつまりドラム６２を含んだ配
備手段を有している。繋ぎ綱１４はその１端でドラムに
取付けられ、他端１４Ａで衛星６８のハウジング１６に
取付けられている。ドラムつまりウィンチ６２がモータ
ーで駆動され、ノ・ウジ／グ相互間に所定の離隔を与え
るべく繋ぎ綱１４を繰出すために用いられうる。ドラム
６２はまた、繋ぎ綱を引込んで所望に応じて離隔距離を
変えるためにも用いられうる。配備手段としてはまた、
衛星を運動状態に入れるだめの初めの力を提供するため
に推進ユニット７０を必要とする。推進ユニットとして
はコイルばねあるいは小型のスラスタが用いられうる。

繋ぎ綱が繰出される速度は推進ユニット７０によって与
えられる初めの力との関係で決められる。同様にして、
もし必要ならば第３の航宙機７２が、航宙機６６の中に
搭載されているもう１つのドラム６２Ａと、もう１つの
推進ユニツ）７０Ａを用いることにより、航宙機６６か
ら配備せしめられる。

第６図には重力依存安定の立体影像レーダーを可能にす
る別の装置を参照番号７４で示している。第１の航宙機
７６はノ１ウゾング１６を有し、それには可動部１６Ａ
で形成された開口がある。航宙機７６はその中にもう１
つの航宙機７８を搭載していて、この航宙機７８はノ・
ウソ／グ１６Ｂを有し、それには、もしもう１つの航宙
機８０が搭載されている場合には、ノ・ウジングの可動
部１６Ｃで形成された開口がある。

可動部１６Ａを開くことにより、ドラム６２、繋ぎ綱１
４、推進ユニット７０を含んだ配備手段によって、衛星
７８が下方に卸されうる。もし航宙機７８がその中に航
宙機８０を搭載しているならば、さらに、ドラム６２、
繋ぎ綱１４、そしてなお推進ユニット７０をも航宙機７
８は搭載している。

以上の説明や実施例での詳細は本発明の説明のために示
したものであって、本発明の基本理念あるいは範囲から
外れることなしに種々の変更／変形がなされうろことは
当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は２つの衛星を利用した軌道飛行の立体影像・サ
イドルツキング・合成量ロレーｆ　−システムの略図、
第２図は１つの衛星から他の衛星へ信号を伝達する方法
を示す略図、第３図は３つの衛星を利用した軌道飛行の
立体影像・サイドルツキング・合成開口レーダーシステ
ムの略図、第４図は有人航宙機と無人航宙機を利用した
レーダーシステムの略図、第５図は重力依存安定の立体
影像レーダーを可能にする装置の略図、第６図は重力依
存安定の立体影像レーダーを可能にする別の装置の略図
である。 １０．１２・・・衛星　　１４・・・繋ぎ綱１６・・−
ハウジング　　１８・・・発信機２０・・・発信／受信
アンテナ ２２・・・受信機　　　　　２４・・・受信ア／テネ３
２・・・データリンク（全体） ３４・・・発信機／アンテナ ３６・・・受信機／アンテナ ３８・・・プロセッサ（処理手段） ４０・・・レコーダ（記録手段） ４２・・・発信機　　　　４４・・・受信機４６・−・
運動検知センサ ４８・・・スラスタ　　　５０，５２．５４・・・衛星
５６・・・発信アンテナ５８・・スパースシャトル６０
・・・補助衛星　　６２・・・ドラム６４・・・重力依
存安定の装置（全体）６６・・・航宙機（衛星） ７０・・・推進ユニット　７２・・・航宙機（衛星）７
４・・・重力依存安定の装置 ７６．７８・・・航宙機（衛星） 特許出願人　　グツドイア−ニアロス啄−スコーポレー
ション

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、天体の表面区域の影像を得るための、軌道上を飛行
   し、立体、サイドルツキング、合成開口のレーダシステ
   ムであつて、 同期して平行の軌道上に互に所定の距離離間し、前記区
   域の一方の側にある飛行経路を通過する複数の航宙機と
   、 １つの航宙機に搭載されており、前記表面を照らし、そ
   こから反射せしめるべく、コヒーレントなレーダー信号
   のパルスを発信する発信手段であつて、この信号が前記
   飛行経路に直角で影像される前記表面に対して所定の垂
   直面内角度をなす方向に沿つて発信されるように方向を
   定められている発信手段と、 別々の航宙機に搭載されており、振幅および位相の情報
   を含み影像される表面に対して相異る垂角面内角度で集
   められた前記反射信号で与えられるデータセツトを受信
   する受信手段を含み、 後続のパルス信号が前回の反射信号から分離されるよう
   に、前記発信手段が前記受信手段とインタロツクされて
   いる、軌道上を飛行し、立体影像・サイドルツキング・
   合成開口のレーダーシステム。 ２、前記航宙機の各々が前記天体表面から相異る距離に
   置かれている、特許請求の範囲第１項に記載のレーダー
   システム。 ３、前記航宙機の各々の間の離間距離を保つためにこれ
   ら航宙機の間を操作可能に結合する繋ぎ綱を含み、少く
   とも１つの航宙機が他のものの実質上の真下で天体表面
   により近く位置している、特許請求の範囲第２項に記載
   のレーダーシステム。 ４、少なくとも１つの航宙機に搭載され、前記繋ぎ綱と
   少くとも１つの他の航宙機とを軌道上に操作可能に配備
   する配備手段を含む、特許請求の範囲第３項に記載のレ
   ーダーシステム。 ５、複数の前記航宙機と前記天体の各々が重心を有し、
   これら航宙機とその天体とは相互に、それら各々の重心
   を通る実質上の１直線上にある、特許請求の範囲第４項
   に記載のレーダーシステム。 ６、前記１つの航宙機に搭載され、レイオーバーの差が
   垂直方向高さの情報と立体影像を提供する前記両データ
   セツトを操作可能に受信し処理する処理手段と、前記の
   処理されたデータを記録する記録手段、を含む、特許請
   求の範囲第５項に記載のレーダーシステム。 ７、前記処理手段に電気的に接続されて１つの前記航宙
   機に搭載され、処理されたデータを遠隔の受信ステーシ
   ヨンに発信する１次データリンク発信手段を含む、特許
   請求の範囲第６項に記載のレーダーシステム。 ８、少くとも１つの前記航宙機に搭載され、前記航宙機
   と前記他の航宙機との間での運動および姿勢の差違を検
   知するセンサ手段と、少なくとも１つの前記航宙機に搭
   載され前記航宙機の姿勢および運動を補償するために、
   前記センサ手段からの信号を操作可能に受信し、それに
   応答する姿勢・運動修整手段、を含む、特許請求の範囲
   第７項に記載のレーダーシステム。 ９、１つの前記航宙機に搭載され、前記の受信されたデ
   ータを前記他の航宙機に発信する２次データリンク発信
   手段と、 前記他の航宙機に搭載されて前記処理手段に電気的に接
   続され、前記２次データリンク発信手段からの前記の発
   信されたデータを受信し、前記データ処理手段に入力す
   るデータリンク受信手段、を含む特許請求の範囲第８項
   に記載のレーダーシステム。 １０、少くとも１つの航宙機に搭載されて前記繋ぎ綱に
   操作可能に連結され、前記の受信されたデータを前記他
   の航宙機に前記繋ぎ綱を経て発信する２次発信手段と、 前記他の航宙機に搭載されて前記処理手段に接続され前
   記の発信されたデータを受信し、前記データ処理手段に
   入力する受信手段、を含む、特許請求の範囲第８項に記
   載のレーダーシステム。 １１、少くとも１つの前記航宙機に搭載され、前記デー
   タを記録する記録手段を含む、特許請求の範囲第５項に
   記載のレーダーシステム。 １２、１つの前記航宙機に搭載され前記の受信されたデ
   ータを前記他の航宙機に発信する２次データ発信手段と
   、 前記他の航宙機に搭載されて前記記録手段に接続され、
   前記２次データリンク発信手段からの発信されたデータ
   を受信し、前記記録手段に入力する２次データ受信手段
   、を含む、特許請求の範囲第１１項に記載のレーダーシ
   ステム。 １３、少くとも１つの前記航宙機に搭載され前記航宙機
   と前記他の航宙機との間での運動および姿勢の差違を検
   知するセンサ手段と、 少くとも１つの前記航宙機に搭載され前記航宙機の姿勢
   および運動を補償するために、前記センサ手段からの信
   号を操作可能に受信し、それに応答する姿勢・運動修整
   手段、を含む、特許請求の範囲第１２項に記載のレーダ
   ーシステム。 １４、前記記録手段に電気的に接続されて１つの前記航
   宙機に搭載され、前記の記録されたデータを遠隔の受信
   ステーシヨンに発信する１次データリンク発信手段を含
   む、特許請求の範囲第１３項に記載のレーダーシステム
   。 １５、天体表面の区域の立体影像を得る方法であつて、 少くとも１つの他の航宙機を搭載している第１の航宙機
   を、影像される前記区域の一方の側に飛行経路を有する
   天体の周りの軌道に配備するステツプと、 複数の前記航宙機が実質上１直線に揃い、 相互に所定の距離だけ離間し、少くとも１つの航宙機が
   他のものの実質上の真下で天体表面により近く位置する
   ように、そして前記航宙機相互間を操作可能に結合する
   繋ぎ綱によつて前記離間距離が保たれるように、前記の
   搭載された航宙機を配備して１つの重力依存安定の軌道
   飛行アセンブリを構成せしめるステツプと、 前記アセンブリを前記飛行経路に沿つて通過させるステ
   ツプと、 前記表面を照らし、そこから反射せしめるべく、１つの
   航宙機からコヒーレントなレーダー信号のパルスを前記
   飛行経路に直角で影像される前記表面に対して所定の垂
   直面内角度をなす方向に発信させるステツプと、 第１の所定の受信角度で受信される前記の反射信号で与
   えられる振幅および位相の情報を含んだ第１のデータセ
   ツトを第１の航宙機に受信させるステツプと、 第２の所定の受信角度で受信される前記の反射信号で与
   えられる振幅および位相の情報を含んだ第２のデータセ
   ツトを他の航宙機に受信させるステツプとを含む、天体
   表面の区域の立体影像を得る方法。 １６、レイオーバーの差が垂直方向高さの情報と立体影
   像を提供する前記の第１および第２のデータセツトを、
   それらを１つのコヒーレントな参照周波数と加算するこ
   とを含め、相関によつて処理するステツプを含む、特許
   請求の範囲第１５項に記載の方法。 １７、少くとも１つの受信されたデータセツトを処理の
   ためにデータプロセツサへと発信せしめるステツプを含
   む、特許請求の範囲第１６項に記載の方法。 １８、前記の相関されたデータを記録するステツプと１
   つの前記航宙機からデータリンクを経て遠隔の受信ステ
   ーシヨンにデータを発信させるステツプと、 前記航宙機相互間での運動および姿勢の差を補償するス
   テツプを含む、特許請求の範囲第１７項に記載の方法。 １９、天体表面の区域の立体影像を得る方法であつて、 複数の航宙機と、それら航宙機が実質上１直線に揃い、
   相互に所定の距離だけ離間し、少くとも１つの航宙機が
   他のものの実質上の真下で天体表面により近く位置し、
   軌道は影像される前記区域の一方の側に飛行経路を有し
   ているような、１つの重力依存安定の軌道飛行アセンブ
   リを構成するように配備するステツプと、 前記アセンブリを前記飛行経路に沿つて通過させるステ
   ツプ、 前記表面区域を照らし、そこから反射せしめるべく、１
   つの航宙機からコヒーレントなレーダー信号のパルスを
   前記飛行経路に直角で影像される表面に対して所定の垂
   直面内角度をなす方向に発信させるステツプと、 第１の所定の受信角度で受信される前記の反射信号で与
   えられる振幅および位相の情報を含んだ第１のデータセ
   ツトを第１の航宙機に受信させるステツプと、 第２の所定の受信角度で受信される前記の反射信号で与
   えられる振幅および位相の情報を含んだ第２のデータセ
   ツトを他の航宙機に受信させるステツプを含む、天体表
   面の区域の立体影像を得るための方法。 ２０、レイオーバーの差が垂直方向高さの情報と立体影
   像を提供する前記の第１および第２のデータセツトを、
   それらを１つのコヒーレントな参照周波数と加算するこ
   とを含め、相関によつて処理するステツプと、 前記の相関されたデータを記録するステツプと、 １つの前記航宙機からデータリンクを経て遠隔の受信ス
   テーシヨンにデータを発信させるステツプを含む、特許
   請求の範囲第１９項に記載の方法。 ２１、天体表面の区域の立体影像を得る装置であつて、 天体表面の周りを軌道飛行できる複数のハウジングと、 前記ハウジング相互間を操作可能に結合し、それらハウ
   ジングの間に所定の離隔距離を与えるに適した繋ぎ綱と
   、 １つのハウジングに搭載され、前記表面を照らし、そこ
   から反射せしめるべく、コヒーレントなレーダー信号の
   パルスを発信する発信手段と、 別々のハウジングに搭載され相異る受信角度で受信され
   る前記反射信号で与えられる各各のデータセツトを受信
   する２つの受信手段を含み、 後続のパルス信号が前回の反射信号から分離されるよう
   に、前記発信手段が前記受信手段とインタロツクされて
   いる、重力依存安定の装置。 ２２、少くとも１つのハウジングに搭載され、前記ハウ
   ジング相互間に前記の離隔を与えるように前記繋ぎ綱を
   繰出しあるいは引入れる少くとも１つの配備手段を含む
   、特許請求の範囲第２１項に記載の装置。 ２３、１つのハウジングに搭載され、レイオーバーの差
   が垂直方向高さの情報を含んだ立体影像を提供する前記
   のデータセツトを、相関を含めて処理する処理手段を含
   む、特許請求の範囲第２２項に記載の装置。 ２４、１つの前記ハウジングに搭載され前記の処理され
   たデータを記録する記録手段と、 前記ハウジング相互の間を離隔せしめる初期力を与える
   手段、を含む、特許請求の範囲第２３項に記載の装置。 ２５、少くとも１つの前記ハウジングに搭載され、前記
   の受信されたデータを前記処理手段に発信する手段を含
   む、特許請求の範囲第２４項に記載の装置。 ２６、前記処理手段に電気的に接続されて１つの前記ハ
   ウジングに搭載され、処理されたデータを遠隔の受信ス
   テーシヨンに発信する１次データリンク発信手段と、 少くとも１つの前記ハウジングに搭載され、前記ハウジ
   ングと前記他のハウジングの間での速度および姿勢の差
   違を検知するセンサ手段と、少くとも１つの前記ハウジ
   ングに搭載され前記ハウジングの姿勢および運動を補償
   するために、前記センサ手段からの信号を操作的に受信
   し、それに応答する姿勢・運動修整手段を含む、特許請
   求の範囲第２５項に記載の装置。 ２７、自らの本体に少くとも１つの開口を有し、少くと
   も１つの追加のハウジングを搭載しているハウジングと
   、 前記ハウジング相互間を操作可能に結合し、それらの間
   に所定の離隔を与える繋ぎ綱と、前記他のハウジングに
   搭載され前記追加のハウジングに初期スラストを与える
   少くとも１つの離隔手段と、 前記他のハウジングに搭載され前記ハウジング相互間に
   前記の離隔を与えるように前記繋ぎ綱を繰出しあるいは
   引入れする少くとも１つの配備手段、を含む、特許請求
   の範囲第２２項に記載の装置。 ２８、少くとも１つの前記ハウジングに搭載され、前記
   のデータセツトを記録する記録手段と、前記のハウジン
   グ相互を押し離す初期力を与える手段、を含む、特許請
   求の範囲第２２項に記載の装置。 ２９、少くとも１つの前記ハウジングに搭載され前記の
   受信されたデータを前記記録手段に発信する手段を含む
   、特許請求の範囲第２８項に記載の装置。 ３０、前記記録手段と電気的に接続されて１つの前記ハ
   ウジングに搭載されデータを遠隔の受信ステーシヨンに
   、処理のために発信する１次データ発信手段と、 少くとも１つの前記ハウジングに搭載され前記ハウジン
   グと前記他のハウジングの間での速度および姿勢の差違
   を検知するセンサ手段と、少くとも１つの前記ハウジン
   グに搭載され前記ハウジングの姿勢および運動を補償す
   るたに、前記センサ手段からの信号を操作可能に受信し
   、それに応答する運動修整手段、を含む、特許請求の範
   囲第２９項に記載の装置。 ３１、天体表面の区域の立体影像を得る装置であつて、 自らの本体に少くとも１つの開口を有し、 少くとも１つの他のハウジングを搭載していて、それと
   共に天体表面の周りを軌道飛行できる第１のハウジング
   と、 前記ハウジング相互間を操作可能に結合し、それらの間
   に所定の離隔を与える繋ぎ綱と、１つのハウジングに搭
   載され、前記表面を照らし、そこから反射させるべく、
   コヒーレントなレーダー信号のパルスを発信する発信手
   段と、 別々のハウジングに搭載され相異る受信角度で受信され
   る前記の反射信号で与えられる各々のデータセツトを受
   信する２つの受信手段を含み、 後続のパルスが前回の反射信号から分離されるように、
   前記発信手段は前記受信手段とインタロツクされており
   、 前記第１のハウジングに搭載され前記他のハウジングに
   初期のスラストを与え、それを前記開口を通過させる少
   くとも１つの離隔手段と、 少くとも前記第１のハウジングに搭載され、前記ハウジ
   ング相互間に前記の離隔を与えるように前記繋ぎ綱を繰
   出しあるいは引入れする少くとも１つの配備手段、を含
   む、天体表面の区域の立体画像を得る装置。 ３２、１つのハウジングに搭載されレイオーバーが垂直
   方向高さの情報を含んだ立体影像を提供する前記データ
   セツトを、相関を含めて処理する処理手段を含む、特許
   請求の範囲第３１項に記載の装置。 ３３、１つの前記ハウジングに搭載され前記の処理され
   たデータを記録する記録手段を含む、特許請求の範囲第
   ３２項に記載の装置。 ３４、少くとも１つの前記ハウジングに搭載され前記の
   受信されたデータを前記処理手段に発信する手段を含む
   、特許請求の範囲第３３項に記載の装置。 ３５、前記処理手段に接続されて１つの前記ハウジング
   に搭載され処理されたデータを遠隔の受信ステーシヨン
   に発信する１次データリンク発信手段と、 少くとも１つの前記ハウジングに搭載され前記ハウジン
   グと前記他のハウジングの間の速度および姿勢の差違を
   検知するセンサ手段と、 少くとも１つの前記ハウジングに搭載され前記ハウジン
   グの姿勢および運動を補償する前記センサ手段からの信
   号を制御されつつ受信し、それに応答する姿勢・運動修
   整手段、を含む特許請求の範囲第３４項に記載の装置。