WO2012036228A1 - 目標物速度特定装置、目標物速度特定プログラム及び目標物速度特定方法 - Google Patents

目標物速度特定装置、目標物速度特定プログラム及び目標物速度特定方法 Download PDF

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基文 有井
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三菱スペース・ソフトウエア株式会社
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    • G01S13/9029SAR image post-processing techniques specially adapted for moving target detection within a single SAR image or within multiple SAR images taken at the same time
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    • G01S13/90Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G01S13/904SAR modes
    • G01S13/9064Inverse SAR [ISAR]

Definitions

  • the present invention relates to a technique for identifying the speed of a target from, for example, a SAR (Synthetic Aperture Radar) image.
  • SAR Synthetic Aperture Radar
  • Patent Document 1 describes a refocus ISAR (Inverse SAR) that specifies the speed of a target from a SAR image after azimuth compression (data after azimuth compression).
  • the data after azimuth compression is decompressed using the reference function used for azimuth compression, and is returned to the data before azimuth compression.
  • the prediction speed of the target is changed to generate a plurality of reference functions, and the data before azimuth compression is again azimuth-compressed using each of the generated reference functions to generate a plurality of data after azimuth compression. Identify the reference function that was used to obtain the clearest (large amplitude) image data among the multiple azimuth-compressed images that were generated, and predict the target that was used to generate the reference function The speed is identified as that of the target.
  • An object of the present invention is to specify the speed of a target with high accuracy with a small amount of calculation.
  • the target speed specifying device is: A target speed specifying device for specifying a speed of a target observed by the SAR; Velocity v p of the SAR mounting machine equipped with SAR, distance R 0 between the SAR and the target in the synthetic aperture center, wavelength radio wave radiated from the SAR lambda, target the SAR observed in the observation conditions of the synthetic aperture time ⁇
  • a data input part for inputting the data of the object The velocity v p and the distance R 0 and Telecommunications of predicted velocity v a 'and a function of amplitude V 0 vaz represented using azimuthal wavelength ⁇ and a synthetic aperture time ⁇ and the target of the SAR mounting machine, wherein enter the speed of the SAR mounting machine v p and the distance R 0 and radio wavelength ⁇ and a synthetic aperture time ⁇ is the observation condition data the data input unit inputs an amplitude value V 0 corresponding to the predicted velocity v a ' By calculating vaz , the range of the predicted velocity
  • the step size specifying unit, and a function of amplitude V 0 vaz shown in Equation 1, the data input unit of the speed v p and the distance R 0 and Telecommunications of SAR mounting machine is an observation condition data input wavelength ⁇ with inputs the synthetic aperture time tau, enter a value that is the velocity v a of the target, and calculates an amplitude value V 0 vaz corresponding to the predicted velocity v a '.
  • the step size specifying unit has the second largest amplitude value V 0 vaz at the top.
  • a value larger than the amplitude value V 0 vaz at the top of the peak is defined as the predetermined value.
  • the data input unit inputs range-compressed data that is range-compressed as target data
  • the specific process execution unit For target inputs the predicted velocity in the range direction, and predicted velocity input unit for inputting the predicted velocity of the azimuth direction for each step size Delta] v a1 of the step size specifying unit has identified,
  • a reference function obtained from a relative distance between the SAR and the target is processed for each predicted speed in the azimuth direction based on the predicted speed in the range direction and the predicted speed in a plurality of azimuth directions input by the predicted speed input unit.
  • a reference function generation unit that generates a plurality of reference functions by generating by the device;
  • An azimuth compression processing unit that azimuth-compresses the range-compressed data input by the data input unit and generates a plurality of azimuth-compressed data by a processing device based on each reference function of the plurality of reference functions generated by the reference function generation unit
  • An amplitude value calculating unit that calculates an amplitude value of an image of a target in each azimuth-compressed data of the plurality of azimuth-compressed data generated by the azimuth compression processing unit; Prediction of the azimuth direction used when the reference function generator generates the reference function used to generate the azimuth-compressed data having the maximum amplitude value of the target image calculated by the amplitude value calculator.
  • a speed specifying unit that specifies by the processing device when the speed of the target in the azimuth direction falls within the range of ⁇ v a1 / 2 before and after the speed.
  • the reference function generation unit is obtained from the relative distance for each predicted speed in the azimuth direction based on the predicted speed in the range direction and a plurality of predicted speeds in the azimuth direction newly input by the predicted speed input unit.
  • the azimuth compression processing unit generates a plurality of azimuth-compressed data by azimuth-compressing the range-compressed data based on each reference function of a plurality of reference functions newly generated by the reference function generation unit,
  • the amplitude value calculation unit newly calculates the amplitude value of the image of the target in each azimuth-compressed data of the plurality of azimuth-compressed data newly generated by the azimuth compression processing unit,
  • the speed specifying unit uses a reference function used to generate azimuth-compressed data with the maximum amplitude value of the target image newly calculated by the amplitude value calculating unit as a reference function, and the reference function generating unit.
  • the predicted speed in the azimuth direction used when the is generated is specified as the speed of the target in the azimuth direction.
  • the predicted speed input unit a predicted velocity in the range direction, and a target range direction of the velocity v r slower rate and a faster rate of newly entered one by at least one of each
  • the reference function generation unit is based on the predicted speeds in the range direction newly input by the predicted speed input unit and the speeds in the azimuth direction of the target specified by the speed specification unit.
  • a plurality of reference functions are newly generated by generating a reference function obtained from the relative distance every time
  • the azimuth compression processing unit generates a plurality of azimuth-compressed data by azimuth-compressing the range-compressed data based on each reference function of a plurality of reference functions newly generated by the reference function generation unit
  • the amplitude value calculation unit calculates an amplitude value of an image of the target in each azimuth-compressed data of a plurality of azimuth-compressed data newly generated by the azimuth compression processing unit
  • the speed specifying unit is configured to determine the speed v p of the SAR-equipped machine based on the predicted speeds in the plurality of ranges direction input by the predicted speed input unit and the amplitude values calculated from the azimuth-compressed data by the amplitude value calculation unit.
  • the range direction speed of the target is determined using a function of the amplitude value V 0 vrg expressed using the distance R 0 , the synthetic aperture time ⁇ , and the predicted speed
  • the speed specifying unit specifies the speed in the range direction of the target using a function of the amplitude value V 0 vrg shown in Formula 2.
  • the predicted speed input unit enter the slower rate than the range direction of the velocity v r of the target v r1 'and fast speed v r2' and,
  • the speed specifying unit wherein the predicted speed input unit is in the range direction input predicted velocity v r1 'and v r2', range direction of predicted velocity v r1 'based on the generated post-azimuth compression generated by the reference function
  • the amplitude value P 1 of the target image in the data and the amplitude value P 2 of the target image in the azimuth-compressed data generated by the reference function generated based on the predicted speed v r2 ′ in the range direction are expressed by Equation 3 substituting the result, and identifies the range direction of the velocity v r of the target.
  • the predicted speed input unit a predicted velocity in the range direction, newly enter the predicted rate of at least three range direction and a target range direction of the velocity v r slower rate and a faster rate of one by at least one of each
  • the reference function generation unit is based on the predicted speeds in the range direction newly input by the predicted speed input unit and the speeds in the azimuth direction of the target specified by the speed specification unit.
  • a plurality of reference functions are newly generated by generating a reference function obtained from the relative distance every time
  • the azimuth compression processing unit generates a plurality of azimuth-compressed data by azimuth-compressing the range-compressed data based on each reference function of a plurality of reference functions newly generated by the reference function generation unit
  • the amplitude value calculation unit calculates an amplitude value of an image of the target in each azimuth-compressed data of a plurality of azimuth-compressed data newly generated by the azimuth compression processing unit
  • the target speed specifying device is: A target speed specifying device for specifying a speed of a target observed by the SAR; Velocity v p of the SAR mounting machine equipped with SAR, enter the distance R 0, after range compression data range compression for the data of the target the SAR observed by the synthetic aperture time ⁇ between the SAR and the target in the synthetic aperture center A data input section to As predicted velocity in the range direction, the prediction speed input unit and a target speed slower and faster than the range direction of the velocity v r of the input by at least one of each, Velocity of the plurality of range-based prediction rate prediction speed input unit is inputted, based on the azimuth direction of the velocity of the target, for each predicted velocity of the range direction, velocity v p and target of the SAR mounting machine A reference function generation unit that generates a plurality of reference functions by generating a reference function obtained from a relative distance between the SAR and the target represented based on An azimuth compression processing unit that azimuth-compresses the range
  • the speed specifying unit specifies the range direction speed of the target using a function of the amplitude value V 0 vrg shown in Formula 4.
  • the predicted speed input unit enter the slower rate than the range direction of the velocity v r of the target v r1 'and fast speed v r2' and,
  • the speed specifying unit wherein the predicted speed input unit is in the range direction input predicted velocity v r1 'and v r2', range direction of predicted velocity v r1 'based on the generated post-azimuth compression generated by the reference function
  • the target speed specifying device is: A target speed specifying device for specifying a speed of a target observed by the SAR; A data input unit for inputting range-compressed data obtained by performing range compression on target data observed by the SAR; As predicted velocity in the range direction, and predicted velocity input unit for inputting at least three predicted velocity and a target speed slower and faster than the range direction of the velocity v r of each at least one of each, Velocity of the plurality of range-based prediction rate prediction speed input unit is inputted, based on the azimuth direction of the velocity of the target, for each predicted velocity of the range direction, velocity v p and target of the SAR mounting machine A reference function generation unit that generates a plurality of reference functions by generating a reference function obtained from a relative distance between the SAR and the target represented based on An azimuth compression processing unit that azimuth-compresses the range-compressed data input by the data input unit and generates a plurality of azimuth-compressed data by a processing device
  • the target speed specifying program includes: A target speed specifying program for specifying a speed of a target observed by the SAR; Velocity v p of the SAR mounting machine equipped with SAR, distance R 0 between the SAR and the target in the synthetic aperture center, wavelength radio wave radiated from the SAR lambda, target the SAR observed in the observation conditions of the synthetic aperture time ⁇
  • a target speed specifying program for specifying a speed of a target observed by the SAR
  • Data input processing to input data of things The velocity v p and the distance R 0 and Telecommunications of predicted velocity v a 'and a function of amplitude V 0 vaz represented using azimuthal wavelength ⁇ and a synthetic aperture time ⁇ and the target of the S
  • Step size identification processing With step size Delta] v a1 specified in the step size specifying process, characterized in that to execute a specific process execution on a computer for identifying the azimuth direction of the velocity of the target.
  • the function of the amplitude value V 0 vaz shown in Equation 6 is added to the speed v p of the SAR-equipped machine, the distance R 0, and the wavelength ⁇ of the radio wave, which are the observation conditions for the data input in the data input process. with inputs the synthetic aperture time tau, enter a value that is the velocity v a of the target, and calculates an amplitude value V 0 vaz corresponding to the predicted velocity v a '.
  • each predicted velocity azimuthal amplitude value V 0 vaz at the top is the second largest A value larger than the amplitude value V 0 vaz at the top of the peak is defined as the predetermined value.
  • the target data the range-compressed data that has been range-compressed is input
  • the specific process execution process For target inputs the predicted velocity in the range direction, the predicted speed input process of inputting the predicted speed of the azimuth direction for each step size Delta] v a1 specified in the step size specific processing, A reference function obtained from a relative distance between the SAR and the target is generated for each predicted speed in the azimuth direction based on the predicted speed in the range direction and the predicted speed in a plurality of azimuth directions input in the predicted speed input process.
  • a reference function generation process for generating a plurality of reference functions, Based on each reference function of a plurality of reference functions generated in the reference function generation processing, azimuth compression processing to generate a plurality of azimuth compressed data by azimuth compressing the range-compressed data input in the data input processing, An amplitude value calculation process for calculating an amplitude value of an image of a target in each azimuth-compressed data of the plurality of azimuth-compressed data generated by the azimuth compression process; Prediction of the azimuth direction used when the reference function used to generate the azimuth-compressed data having the maximum amplitude value of the target image calculated in the amplitude value calculation process is generated in the reference function generation process. It is characterized by causing a computer to execute speed specifying processing that specifies that the speed of the target in the azimuth direction falls within the range of ⁇ v a1 / 2 before and after the speed.
  • the predictive speed input processing before and after the rate specified in the speed identification processing, the speed range of the step width Delta] v a1 / 2, the predicted velocity azimuthal narrow every stride Delta] v a2 than the step width Delta] v a1 Newly enter
  • the reference function generation process based on the predicted speed in the range direction and the predicted speeds in the azimuth direction newly input in the predicted speed input process, the reference function generation process is obtained from the relative distance for each predicted speed in the azimuth direction.
  • the range-compressed data is azimuth-compressed to newly generate a plurality of azimuth-compressed data
  • the amplitude value calculation process a new amplitude value of the target image in each azimuth-compressed data of the plurality of azimuth-compressed data newly generated in the azimuth compression process is calculated
  • the reference function used to generate the azimuth-compressed data having the maximum amplitude value of the target image newly calculated in the amplitude value calculation process is used as the reference function, and the reference function generation process.
  • the predicted speed in the azimuth direction used when generated in step (2) is specified as the speed of the target in the azimuth direction.
  • the predictive speed input processing as the predicted rate in the range direction, and a target range direction of the velocity v r slower rate and a faster rate of newly entered one by at least one of each,
  • the reference function generation process the predicted speed in the range direction based on the predicted speed in the range direction newly input in the predicted speed input process and the speed in the azimuth direction of the target specified in the speed specifying process
  • a plurality of reference functions are newly generated by generating a reference function obtained from the relative distance every time
  • the azimuth compression processing based on each reference function of a plurality of reference functions newly generated in the reference function generation processing, the range-compressed data is azimuth-compressed to newly generate a plurality of azimuth-compressed data,
  • the amplitude value calculation process the amplitude value of the image of the target in each azimuth-compressed data of the plurality of azimuth-compressed data newly generated in the azimuth compression process is calculated
  • the speed specifying process based on the predicted speeds in the plurality of ranges input
  • the range direction speed of the target is specified using the function of the amplitude value V 0 vrg shown in Equation 7.
  • the predicted speed input processing enter the slower rate than the range direction of the velocity v r of the target v r1 'and fast speed v r2' and, Wherein a rate specific process, the a predicted velocity in the range direction inputted by the input processing predicted velocity v r1 'and v r2', range direction of predicted velocity v r1 'based on the generated post-azimuth compression generated by the reference function
  • the amplitude value P 1 of the target image in the data and the amplitude value P 2 of the target image in the azimuth-compressed data generated by the reference function generated based on the predicted speed v r2 ′ in the range direction By substituting into, the velocity v r of the target in the range direction is specified.
  • the predictive speed input processing as the predicted rate in the range direction, newly enter the predicted rate of at least three range direction and a target range direction of the velocity v r slower rate and a faster rate of one by at least one of each ,
  • the reference function generation process the predicted speed in the range direction based on the predicted speed in the range direction newly input in the predicted speed input process and the speed in the azimuth direction of the target specified in the speed specifying process
  • a plurality of reference functions are newly generated by generating a reference function obtained from the relative distance every time
  • the azimuth compression processing based on each reference function of a plurality of reference functions newly generated in the reference function generation processing, the range-compressed data is azimuth-compressed to newly generate a plurality of azimuth-compressed data,
  • the amplitude value calculation process the amplitude value of the image of the target in each azimuth-compressed data of the plurality of azimuth-compressed data newly generated in the azimuth compression process is calculated,
  • a quadr the predicted speed in
  • the target speed specifying program includes: A target speed specifying program for specifying a speed of a target observed by the SAR; Velocity v p of the SAR mounting machine equipped with SAR, enter the distance R 0, after range compression data range compression for the data of the target the SAR observed by the synthetic aperture time ⁇ between the SAR and the target in the synthetic aperture center Data entry processing to As predicted velocity in the range direction, the predicted speed input processing and target range direction of the velocity v r slower rate and a faster rate of inputting one by at least one of each, Velocity of the plurality of range-based prediction rate entered on predicted velocity input process, based on the azimuth direction of the velocity of the target, for each predicted velocity of the range direction, velocity v p and target of the SAR mounting machine
  • a reference function generation process for generating a plurality of reference functions by generating a reference function obtained from a relative distance between the SAR and the target represented based on Based on each reference function of a plurality of reference functions generated in the reference function generation processing
  • the range direction speed of the target is specified using a function of the amplitude value V 0 vrg shown in Equation 9.
  • the predicted speed input processing enter the slower rate than the range direction of the velocity v r of the target v r1 'and fast speed v r2' and, Wherein a rate specific process, the a predicted velocity in the range direction inputted by the input processing predicted velocity v r1 'and v r2', range direction of predicted velocity v r1 'based on the generated post-azimuth compression generated by the reference function
  • the target speed specifying program includes: A target speed specifying program for specifying a speed of a target observed by the SAR; A data input process for inputting range-compressed data obtained by subjecting the target data observed by the SAR to range compression; A predicted speed input process for inputting at least three predicted speeds each including at least one of a speed slower than a speed v r of the target in the range direction and a speed higher than the target speed in the range direction; Velocity of the plurality of range-based prediction rate entered on predicted velocity input process, based on the azimuth direction of the velocity of the target, for each predicted velocity of the range direction, velocity v p and target of the SAR mounting machine A reference function generation process for generating a plurality of reference functions by generating a reference function obtained from a relative distance between the SAR and the target represented based on Based on each reference function of a plurality of reference functions generated in the reference function generation processing, azimuth compression processing to generate a plurality of azimuth compressed data by azimuth compressing
  • the target speed specifying method includes: A target speed specifying method for specifying the speed of a target observed by the SAR.
  • a data input process for inputting data of objects The velocity v p and the distance R 0 and Telecommunications of predicted velocity v a 'and a function of amplitude V 0 vaz represented using azimuthal wavelength ⁇ and a synthetic aperture time ⁇ and the target of the SAR mounting machine, wherein SAR-equipped machine speed v p , distance R 0 , radio wave wavelength ⁇ , and synthetic aperture time ⁇ , which are observation conditions for data input in the data input process, are input, and amplitude value V 0 corresponding to predicted speed v a ′.
  • the range of the predicted velocity v a ′ in the azimuth direction in which the amplitude value V 0 vaz is greater than or equal to a predetermined value is identified by the processing device, and the velocity width below the velocity width of the identified range is stepped ⁇ v a step size specifying step a1 ;
  • step size Delta] v a1 specified in the step size specification step characterized in that it comprises a specific process execution step of specifying by the processor the azimuth direction of the velocity of the target.
  • the step size of the predicted speed to be input is set based on the function of the amplitude value, and the speed of the target is specified based on the set step size.
  • the approximate speed of the target can be specified with a small amount of calculation without reducing the step size of the speed.
  • FIG. 4 is a functional block diagram illustrating functions of a target speed identification device 1 according to a second embodiment.
  • 9 is a flowchart showing the operation of the target speed identification device 1 according to the second embodiment.
  • 9 is a flowchart showing the operation of the target speed identification device 1 according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a functional block diagram showing functions of a target speed identification device 1 according to a third embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the target speed identification device 1 according to the third embodiment.
  • the figure showing the state which plotted the amplitude value calculated from the estimated speed of a range direction.
  • FIG. Explanatory drawing of “ ⁇
  • the relative distance R r of the equation 54 (t) shows the relative distance R (t), the relative distance R s (t).
  • the figure which shows an example of the hardware constitutions of the target object speed specific
  • the processing device is a CPU 911 or the like which will be described later.
  • the storage device is a storage device such as a ROM 913, a RAM 914, or a magnetic disk 920, which will be described later.
  • the input device is a keyboard 902, a mouse 903, and the like which will be described later. That is, the processing device, the storage device, and the input device are hardware.
  • Embodiment 1 FIG. In the first embodiment, a mathematical expression of a matched filter (a function of an amplitude value) at the time of azimuth compression assuming that the target is moving in the azimuth direction and the case where the target is moving in the range direction is briefly described. To do.
  • Range compression and azimuth compression are processes for calculating an amplitude value (voltage) by inputting a reference function and a received signal to a matched filter.
  • V 0 is an amplitude value.
  • t is the time.
  • V is a reference function. * Indicates a complex conjugate.
  • Vr is a received signal.
  • is an integration operator (integration operator).
  • V 0 az is an amplitude value.
  • t is the time.
  • a (t) is a function that is 1 if - ⁇ / 2 ⁇ t ⁇ ⁇ / 2, and 0 in other cases.
  • is a synthetic aperture time.
  • j is an imaginary unit.
  • is the wavelength of the radio wave emitted from the SAR.
  • R (t) is a relative distance between the SAR and the target at time t.
  • the speed v r in the range direction of the target, the speed v a in the azimuth direction, and the speed v P of the SAR-equipped machine can be defined as shown in Equation 13, respectively.
  • each speed is assumed to be a constant component only, that is, a constant-velocity linear motion.
  • constant velocity linear motion is dominant in the movement of vehicles, ships, etc., so this assumption is valid when dealing with the speed of vehicles, ships, etc.
  • the speed of the target in the range direction may include the speed of rotation of the earth.
  • the speed of the SAR-equipped machine is the speed of the SAR-equipped machine in the azimuth direction.
  • R (t) the relative distance between the SAR and the target can be expressed as in Expression 14.
  • R 0 is the distance between the SAR and the target at the center of the synthetic aperture.
  • a 0 , a 1 , and a 2 are as shown in Equation 15.
  • Equation 14 the reference function for azimuth compression shown in Equation 12 is as shown in Equation 16 because only the term related to t in Equation 14 is important.
  • the received signal V r (t) can also be expressed as in Expression 17.
  • the received signal is an expression different from the reference function in that the received signal includes a scale factor ⁇ determined by signal attenuation, scattering intensity, and the like.
  • the target imaged by SAR is moving.
  • the target speed in the reference function may not match the target speed in the received signal. Therefore, the speed of the target in the reference function and the speed of the target in the received signal are expressed using different variables.
  • the speed of the target in the azimuth direction is different.
  • the speed of the target in the range direction is the same.
  • the speed v a azimuth direction of the target of a 0, a 1, a 2 , it contained only in a 2. Therefore, the true azimuth direction of velocity of the target to v a, 'as predicted velocity azimuth direction of target, as in equation 18 a 2' v a to define.
  • the speed of the target in the azimuth direction in the reference function is the predicted speed v a ′
  • the speed of the target in the azimuth direction in the received signal is the true speed v a .
  • the reference function shown in Equation 16 is as shown in Equation 19.
  • the received signal remains as shown in Equation 17.
  • Equation 20 The reference function V 0 az complex conjugate of of the equation 19 and V *, as a received signal V r received signal V r of the equation 17 and by substituting the matched filter indicated in Formula 11 to Formula deformation, the number 20 is obtained It is done. A method for deriving Equation 20 will be described in a later embodiment.
  • j is an imaginary unit.
  • p is an operator of integration.
  • the speed in the range direction of the target in the reference function is the predicted speed v r ′, and the speed in the range direction of the target in the received signal is the true speed v r .
  • the reference function shown in Equation 16 is as shown in Equation 21.
  • the received signal remains as shown in Equation 17.
  • Equation 22 The reference function V 0 az complex conjugate of of the equation 21 and V *, as a received signal V r received signal V r of the equation 17 and by substituting the matched filter indicated in Formula 11 to Formula deformation, the number 22 is obtained It is done. A method for deriving Equation 22 will be described in a later embodiment.
  • Equations 20 and 22 it is possible to specify the speed of the target with high accuracy with a small amount of calculation.
  • Embodiment 2 a method for efficiently specifying the speed of the target in the azimuth direction with a small amount of calculation based on Equation 20 will be described.
  • the speed of the target can be specified with higher accuracy as the change width of the predicted speed of the target when generating a plurality of reference functions for azimuth compression is reduced.
  • the amount of calculation increases as the range of change in the predicted speed of the target decreases.
  • Equation 20 it is possible to determine the amount of change in the predicted speed of the target when the target speed is specified using the refocus ISAR.
  • Figure 1 is obtained from the number 20 is a diagram showing the relationship between the azimuth direction and the predicted velocity v a 'and the amplitude value V 0 vaz of the target.
  • Figure 1 taking the predicted velocity of the azimuth direction of a target v a 'on the horizontal axis, taking the amplitude value V 0 vaz vertical axis.
  • the maximum value of the amplitude value V 0 vaz is normalized to 1.
  • the true velocity v a of the azimuth direction of a target is set to 0.
  • FIG. 1 is obtained from the number 20 is a diagram showing the relationship between the azimuth direction and the predicted velocity v a 'and the amplitude value V 0 vaz of the target.
  • the speed V p of the SAR-equipped machine on which the SAR is mounted the distance R 0 between the SAR and the target at the center of the synthetic aperture, the wavelength ⁇ of the radio wave emitted from the SAR, and the synthetic aperture time ⁇ Value.
  • the positive azimuth direction speed is the speed in the traveling direction of the SAR-equipped machine
  • the negative azimuth direction speed is the speed in the direction opposite to the traveling direction of the SAR-equipped machine.
  • the positive range direction speed is the speed in the range direction away from the SAR
  • the negative range direction speed is the speed in the range direction approaching the SAR.
  • the shape of the graph shown in FIG. 1 does not change, only the graph is parallel moved in the horizontal direction. That is, the shape of the graph is determined if the speed V p , the distance R 0 , the radio wave wavelength ⁇ , and the synthetic aperture time ⁇ are determined.
  • the speed V p , distance R 0 , radio wave wavelength ⁇ , and synthetic aperture time ⁇ of the SAR-equipped machine are observation conditions for the SAR image, and are information that is determined at the time of capturing the SAR image. Therefore, as shown in FIG.
  • the azimuth compression is performed based on at least one (at most two) reference functions.
  • the amplitude value is V a or more.
  • an amplitude value is equal to or greater than V a at the predicted velocity v x.
  • the speed of the target is in the speed range of ⁇ v a / 2 before and after the predicted speed v x .
  • the reference functions by generating the reference functions by changing the predicted velocity of the target as the stride the velocity width Delta] v a, it is possible to narrow the speed range of the target to the speed width Delta] v a.
  • the predicted speed is changed by a fine step size, a reference function is generated, and the speed of the target is specified with high accuracy.
  • FIG. 2 is a functional block diagram illustrating functions of the target velocity specifying apparatus 1 according to the second embodiment.
  • the target speed specifying device 1 includes a data input unit 2, a step size specifying unit 3, a predicted speed input unit 4, a reference function generating unit 5, an azimuth compression processing unit 6, an amplitude value calculating unit 7, and a speed specifying unit 8.
  • the predicted speed input unit 4, the reference function generation unit 5, the azimuth compression processing unit 6, the amplitude value calculation unit 7, and the speed specification unit 8 are referred to as a specific process execution unit.
  • FIG. 3 and 4 are flowcharts showing the operation of the target velocity specifying apparatus 1 according to the second embodiment.
  • the operation of the target speed specifying device 1 is roughly divided into two stages.
  • the first stage is the process shown in FIG. 3, which is a range limiting process for narrowing down the speed range of the target.
  • the second stage is the process shown in FIG. 4, which is a speed determination process for determining the speed of the target in the narrowed speed range.
  • the data input unit 2 inputs range-compressed data (image information after range compression) obtained by performing range compression on the target data observed by the SAR, and stores the data in the storage device.
  • the data input unit 2 is the observation information when the target is imaged, from the speed V p of the SAR-equipped machine equipped with the SAR, the distance R 0 between the SAR and the target at the center of the synthetic aperture, and the SAR.
  • the wavelength ⁇ of the emitted radio wave and the synthetic aperture time ⁇ are also input.
  • the range-compressed data may be data generated by performing azimuth decompression (inverse calculation of azimuth compression) on the data after azimuth compression using the reference function used for azimuth compression.
  • Stride specifying unit 3 the speed V p of the SAR mounting machine entered on (S1), the distance R 0, the wavelength of the radio wave lambda, and synthetic aperture time tau, several 20., speed width as described above Delta] v a ( Hereinafter, ⁇ v a1 ) is calculated by the processing device as a step size.
  • the predicted speed input unit 4 inputs the predicted speed in the range direction and the predicted speeds in the plurality of azimuth directions for the target by the processing device and stores them in the storage device.
  • the predicted speed input unit 4 arbitrarily inputs one of the predicted speeds in the range direction that can be taken by the target.
  • predicted velocity input unit 4 the prediction rate azimuthal inputs the predicted speed at specified every stride Delta] v a1 has the velocity range considered target is possible by (S2).
  • target targets such as a ship and a vehicle.
  • the predicted speed input unit 4 inputs one appropriate speed within the range of ⁇ 100 km / h as the predicted speed in the range direction. For example, if the step size is 20 km / h, the predicted speed input unit 4 inputs a speed within a range of ⁇ 100 km / h as a predicted speed in the azimuth direction every 20 km / h. That is, for example, the predicted speed input unit 4 inputs ⁇ 100, ⁇ 80, ⁇ 60,..., +60, +80, +100 km / h as the predicted speed in the azimuth direction.
  • the reference function generation unit 5 uses the processing device to generate a reference function (for example, see Equation 16) for each predicted speed in the azimuth direction based on the predicted speed in the range direction and the predicted speed in the plurality of azimuth directions input in (S3). Generate. Thereby, a plurality of reference functions are generated.
  • a reference function for example, see Equation 16
  • the azimuth compression processing unit 6 performs azimuth compression on the range-compressed data input in (S1) based on each reference function generated in (S4), and generates a plurality of azimuth-compressed data by the processing device.
  • the amplitude value calculation unit 7 calculates the amplitude value of the target image in each azimuth-compressed data generated in (S5) by the processing device.
  • the speed specifying unit 8 specifies the reference function used for generating the azimuth-compressed data having the maximum amplitude value of the target image calculated in (S6) by the processing device. Further, the speed specifying unit 8 specifies the predicted speed in the azimuth direction used when generating the specified reference function by the processing device. Then, the speed specifying unit 8 specifies the range of ⁇ v a1 / 2 before and after the specified predicted speed as the speed range of the target in the azimuth direction.
  • Predicted velocity input unit 4 stores the specified speed range, the input to the storage device by the input device a predicted velocity of a plurality of azimuth directions every narrower stride Delta] v a2 than step size Delta] v a1 in (S7).
  • Stride Delta] v a2 may be determined depending on whether you want to identify the speed of the target at any degree of accuracy. For example, step width ⁇ v a2 is a 1km / h and 0.1km / h or the like.
  • the amplitude value calculation unit 7 calculates the amplitude value of the image of the target in each azimuth-compressed data generated in (S10) by the processing device.
  • the speed specifying unit 8 specifies the reference function used for generating the azimuth-compressed data having the maximum amplitude value of the target image calculated in (S11) by the processing device. And the speed specific
  • the target speed prediction step used when specifying the target speed using the refocus ISAR is used.
  • the width can be determined.
  • the target velocity specifying apparatus 1 according to the second embodiment narrows down the velocity range of the target in the azimuth direction by performing a coarse-accurate search using the coarse step width determined based on Equation 20. Then, only the narrowed range is searched with high precision and with a small step size, and the speed of the target in the azimuth direction is specified with the same level of accuracy as when high-precision search is performed for the entire range. be able to. That is, it is possible to specify the speed with high accuracy with a small amount of calculation.
  • the predicted speed in the range direction input in (S3) is one. This is because the shape of the graph drawn by Equation 20 is not affected by the speed in the range direction, and it is sufficient for the predicted speed in the range direction to be one arbitrary speed. However, due to the influence of noise or the like, it may be impossible to specify an accurate speed depending on the predicted speed in the direction of the direction input in (S3). Therefore, predicted speeds in a plurality of range directions may be input in (S3), and a reference function may be generated for each speed in each azimuth direction and in each range direction in (S4) and (S9).
  • the amplitude value of the target in the image data after azimuth compression generated based on each reference function is calculated, and the average value is calculated for each predicted velocity in the azimuth direction for the calculated amplitude value. You may calculate. As a result, the influence of noise or the like that has an influence on a signal in a part of the range direction speed is reduced, and the speed specifying accuracy can be increased.
  • Embodiment 3 FIG. In the third embodiment, a method for efficiently specifying the range-direction speed of the target with a small amount of calculation will be described based on Equation 22.
  • Figure 5 is obtained from Equation 22 is a diagram showing the relationship between the azimuth direction and the predicted velocity v r 'and the amplitude value V 0 VRG of the target.
  • the horizontal axis represents the predicted speed v r ′ of the target in the range direction
  • the vertical axis represents the amplitude value V 0 vrg .
  • the maximum value of the amplitude value V 0 vrg is normalized to 1.
  • the true velocity v r in the range direction of a target is set to 0.
  • FIG. 5 the horizontal axis represents the predicted speed v r ′ of the target in the range direction
  • the vertical axis represents the amplitude value V 0 vrg .
  • the maximum value of the amplitude value V 0 vrg is normalized to 1.
  • the true velocity v r in the range direction of a target is set to 0.
  • FIG. 1 the true velocity v r in the range direction of a target
  • the number 22 is the amplitude value V 0 VRG is the maximum value when the predicted velocity of the target v r 'is the true range direction velocity v r of the target, the absolute value Is a linear function including Therefore, a linear function slower than the true range direction speed v r of the target (in FIG. 5, the predicted speed v r ′ is negative) and a faster linear function (in FIG. 5, the predicted speed).
  • Equation 23 the amplitude values P 1 and P 2 can be expressed as Equation 23. It should be noted that v r1 ′ ⁇ v r ⁇ v r2 ′. Then, Expression 23 to Expression 24 are obtained.
  • alpha is a value that is arbitrarily set, and the speed v P and the distance R 0 of the SAR-based unit with synthetic aperture time ⁇ are the observed condition of the SAR image, is known in advance.
  • the true range direction speed v r of the target can be calculated based on Expression 24.
  • FIG. 6 is a functional block diagram showing functions of the target velocity specifying apparatus 1 according to the third embodiment.
  • the target speed specifying device 1 shown in FIG. 6 has the same configuration as the target speed specifying device 1 shown in FIG. 2 except that the step size specifying unit 3 is not provided.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the target velocity specifying apparatus 1 according to the third embodiment.
  • S21 Data input process
  • the data input unit 2 inputs the range-compressed data obtained by performing range compression on the target data observed by the SAR, and stores the data in the storage device.
  • the predicted speed input unit 4 inputs the predicted speed in the two range directions and the speed in the azimuth direction of the target by the processing device and stores them in the storage device.
  • the predicted speed input unit 4 inputs a speed v r1 ′ that is slower than the true speed v r and a higher speed v r2 ′ one by one for the predicted speed in the range direction.
  • the slower speed than the true velocity v r is that the value of speed is smaller speed than the true velocity v r. For example, if the true velocity v r is 0 km / h, a small -10km / h and -50km / h or the like than 0.
  • the speed higher than the true velocity v r is that the value of the rate of speed greater than the true velocity v r.
  • the true velocity v r is 0km / h, it is a great 10km / h and 50km / h, etc. than 0.
  • the speed that the target can take is ⁇ 100 km / h
  • the speed slower than the true speed v r may be set to ⁇ 150 km / h.
  • the predicted speed input unit 4 inputs the speed specified by the method of the second embodiment or the like for the speed in the azimuth direction. As for the speed in the azimuth direction, one arbitrary predicted speed may be input, but it is preferable to input an accurate speed.
  • the reference function generation unit 5 generates a reference function (for example, see Equation 16) by the processing device for each predicted speed in the range direction based on the two predicted speeds in the range direction and the azimuth direction speed input in (S22). To do. Thereby, two reference functions are generated.
  • the azimuth compression processing unit 6 performs azimuth compression on the range-compressed data input in (S21) based on each reference function generated in (S23), and generates two azimuth-compressed data by the processing device.
  • the amplitude value calculator 7 calculates the amplitude value of the target image in each of the two azimuth-compressed data generated in (S24) by the processing device. Thereby, the amplitude values P 1 and P 2 are calculated.
  • the speed specifying unit 8 calculates the speed v p , the distance R 0 and the synthetic opening time ⁇ input in (S21), the speed v r1 ′ and the speed v r2 ′ input in (S22), and (S25). Substituting the amplitude values P 1 and P 2 calculated in ( 1 ) above, the true speed v r is calculated by the processing device.
  • Equation 22 only the image data after azimuth compression is generated based on the two predicted velocities, and the range of the target is determined.
  • the speed can be specified. That is, the speed can be specified with a small amount of calculation.
  • the predicted speed in the range direction and the amplitude value calculated from the predicted speed are plotted due to the influence of noise or the like, it does not become a clean linear function as shown in FIG. 5, but as shown in FIG. May vary. Therefore, it may be input and the true velocity v 2 or more speed slower than r and fast two or more speeds as predicted speed (S22).
  • r + b 2 (where b 1 and b 2 are constants) is calculated by the least square method or the like.
  • each linear function can be specified more accurately.
  • the true velocity v r may be calculated by combining the two specified linear functions.
  • the SAR-equipped machine may be designed so that the difference between the amplitude values in the speed range is large, that is, the slope of the linear function is steep.
  • R 0 may be designed to be large and v P to be small so that the value of R 0 / v P 2 in Equation 22 is large.
  • Embodiment 4 FIG. In the fourth embodiment, a method for deriving Equation 20 and Equation 22 will be described.
  • Equations 20 and 22 are both equations for azimuth compression.
  • the range compression and the azimuth compression are the same in that the amplitude value (voltage) is calculated by inputting the reference function and the received signal to the matched filter. Therefore, in the fourth embodiment, first, as a reference, first, range compression will be described (see Non-Patent Document 1).
  • the azimuth compression as the main subject will be described. In particular, as 2-1 will be described a case where there is no difference between the true speed of the target and the predicted speed. As 2-2, a case where there is a difference between the true speed of the target in the azimuth direction and the predicted speed will be described.
  • Equation 20 is derived from the result 2-2
  • Equation 22 is derived from the result 2-3.
  • the matched filter is expressed by Equation 11. Further, the reference function V (t) for range compression is expressed as shown in Expression 25, and the received signal V r (t) is expressed as shown in Expression 26.
  • V is an amplitude value.
  • t is the time.
  • a (t) is a function that is 1 if - ⁇ / 2 ⁇ t ⁇ ⁇ / 2, and 0 in other cases.
  • is a synthetic aperture time.
  • j is an imaginary unit.
  • f c is the center frequency.
  • K is the chirp rate.
  • is a scale factor.
  • t R is a delay time until the signal transmitted from the SAR is reflected by the target and returned.
  • Equation 27 When the complex conjugate of the reference function V shown in Equation 25 is V * and the received signal V r shown in Equation 26 is substituted as the received signal V r into the matched filter shown in Equation 11, Equation 27 is obtained.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of the integration range of the integration part A (Equation 28) in Equation 27.
  • Equation 28 is calculated in two cases of t R ⁇ t and t R ⁇ t.
  • Equation 29 When t R ⁇ t, Equation 28 is calculated as Equation 29.
  • Equation 30 when t R ⁇ t, Equation 28 is calculated as Equation 30. That is, the result is the same in both cases of t R ⁇ t and t R ⁇ t. Therefore, Expression 27 can be converted into Expression 31.
  • Equation 31 is a sinc function.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of “ ⁇
  • represents the degree of correlation between the reference function and the received signal. Unlike a received signal that is an observation amount, the reference function can arbitrarily determine its start and end times. Therefore, once the correlation amount of the SAR system is set, the correlation amount does not change depending on the position of the focal point t at “
  • Equation 31 can be converted into Equation 32.
  • is very small compared to ⁇ (
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of the integration range of the integration portion B (Equation 36) in Equation 35.
  • Equation 36 is calculated separately for two cases of 0 ⁇ t and 0 ⁇ t.
  • Expression 36 is calculated as Expression 37.
  • Expression 38 is calculated as Expression 38. That is, the result is the same in both cases of 0 ⁇ t and 0 ⁇ t. Therefore, Expression 35 can be converted into Expression 39.
  • Equation 39 can be converted into Equation 40.
  • is very small compared to ⁇ (
  • Equation 44 the integral part C (Equation 44) in Equation 43 is calculated in two cases of 0 ⁇ t and 0 ⁇ t.
  • Equation 44 is calculated as Equation 45. This corresponds to ⁇ ⁇ 0.
  • ⁇ ⁇ the calculation is performed as shown in Equation 46.
  • Expression 44 is calculated as Expression 47 and Expression 48 according to the sign of ⁇ .
  • Equations 45 and 47 can be converted into Equation 49. This corresponds to the case of ⁇ ⁇ 0, and when ⁇ ⁇ 0, Equations 46 and 48 can be converted into Equation 50.
  • Equations 49 and 50 into the integral values of Equation 43, they can be converted into Equations 51 and 52, respectively.
  • Equations 53 and 52 are obtained.
  • the range direction of the velocity v a of the target of a 0, a 1, a 2, contained only a 1, v r and the true range direction of a target
  • the speed, v r ′ is defined as a predicted speed of the target in the range direction
  • a 1 ′ v r ′ is defined.
  • the speed in the range direction of the target in the reference function is the predicted speed v r ′
  • the speed in the range direction of the target in the received signal is the true speed v r .
  • the relative distance R r (t) in the received signal, the relative distance R (t) in the reference function, and the relative distance R s (t) between the SAR and the target when the target is not moving in the range direction Can be expressed as Equation 54.
  • the speed in the azimuth direction is the same.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating the relative distance R r (t), the relative distance R (t), and the relative distance R s (t) shown in Equation 54. As shown in FIG. 12, the bottom positions of the relative distance R r (t), the relative distance R (t), and the relative distance R s (t) are shifted. Note that the deviation in the R (t) axis between the relative distance R r (t) and the relative distance R (t), that is, the deviation in the range direction is a constant and is not important because it is independent of the time t.
  • the difference between the true speed of the target in the range direction and the predicted speed is only the shift in the time axis between the relative distance R r (t) and the relative distance R (t), that is, the shift in the azimuth direction.
  • the shift amount ⁇ t on the time axis is expressed by Equation 55.
  • Equation 56 By substituting a 1 ′ shown in Equation 55 for the relative distance R (t), Equation 56 is obtained. Then, the relative distance is shown in the number 55 R (t), the reference function V az shown in Formula 34 can be converted into the reference function V VRG shown in Formula 57.
  • the integration part D (Equation 59) in Expression 58 is calculated separately in two cases of 0 ⁇ t + ⁇ t and 0 ⁇ t + ⁇ t.
  • Expression 59 is calculated as Expression 60.
  • Equation 61 is calculated as Equation 61. That is, the result is the same in both cases of 0 ⁇ t + ⁇ t and 0 ⁇ t + ⁇ t. Therefore, Formula 58 can be converted into Formula 62.
  • Expression 65 the position of the maximum value of the amplitude value is determined by the portion (E) shown in Expression 66. However, since the position of the maximum value of the amplitude value is not important here, when (E) is set to 1 and Expression 65 is simplified, Expression 67 is obtained.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the target speed identification device 1.
  • the target velocity specifying apparatus 1 includes a CPU 911 (also referred to as a central processing unit, a central processing unit, a processing unit, a processing unit, a microprocessor, a microcomputer, and a processor) that executes a program. Yes.
  • the CPU 911 is connected to the ROM 913, the RAM 914, the LCD 901 (Liquid Crystal Display), the keyboard 902 (K / B), the communication board 915, and the magnetic disk device 920 via the bus 912, and controls these hardware devices.
  • the magnetic disk device 920 fixed disk device
  • a storage device such as an optical disk device or a memory card read / write device may be used.
  • the magnetic disk device 920 is connected via a predetermined fixed disk interface.
  • an operating system 921 OS
  • a window system 922 a program group 923
  • a file group 924 are stored in the magnetic disk device 920 or the ROM 913.
  • the programs in the program group 923 are executed by the CPU 911, the operating system 921, and the window system 922.
  • the program group 923 includes “data input unit 2”, “step size specifying unit 3”, “predicted speed input unit 4”, “reference function generation unit 5”, “azimuth compression processing unit 6”, “ Software, programs, and other programs that execute the functions described as the “amplitude value calculating unit 7”, “speed specifying unit 8”, and the like are stored.
  • the program is read and executed by the CPU 911.
  • the file group 924 includes information, data, and signal values such as “data after range compression”, “step size”, “predicted speed”, “reference function”, “data after azimuth compression”, and “amplitude value” in the above description. And variable values and parameters are stored as items in the “database”.
  • the “database” is stored in a recording medium such as a disk or a memory.
  • Information, data, signal values, variable values, and parameters stored in a storage medium such as a disk or memory are read out to the main memory or cache memory by the CPU 911 via a read / write circuit, and extracted, searched, referenced, compared, and calculated. Used for the operation of the CPU 911 such as calculation / processing / output / printing / display. Information, data, signal values, variable values, and parameters are temporarily stored in the main memory, cache memory, and buffer memory during the operation of the CPU 911 for extraction, search, reference, comparison, calculation, calculation, processing, output, printing, and display. Is remembered.
  • the arrows in the flowchart mainly indicate input / output of data and signals, and the data and signal values are recorded in a memory of the RAM 914, other recording media such as an optical disk, and an IC chip.
  • Data and signals are transmitted online by a bus 912, signal lines, cables, other transmission media, and radio waves.
  • what is described as “to part” in the above description may be “to circuit”, “to device”, “to device”, “to means”, and “to function”. It may be “step”, “ ⁇ procedure”, “ ⁇ processing”.
  • ⁇ device may be “ ⁇ circuit”, “ ⁇ equipment”, “ ⁇ means”, “ ⁇ function”, and “ ⁇ step”, “ ⁇ procedure”, “ May be “processing”.
  • to process may be “to step”. That is, what is described as “ ⁇ unit” may be realized by firmware stored in the ROM 913. Alternatively, it may be implemented only by software, or only by hardware such as elements, devices, substrates, and wirings, by a combination of software and hardware, or by a combination of firmware.
  • Firmware and software are stored in a recording medium such as ROM 913 as a program. The program is read by the CPU 911 and executed by the CPU 911. That is, the program causes a computer or the like to function as the “ ⁇ unit” described above. Alternatively, the procedure or method of “unit” described above is executed by a computer or the like.
  • 1 target speed identification device 2 data input section, 3 step size identification section, 4 predicted speed input section, 5 reference function generation section, 6 azimuth compression processing section, 7 amplitude value calculation section, 8 speed identification section.

Landscapes

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Abstract

 少ない計算量で高精度に目標物の速度を特定することを目的とする。刻み幅特定部3は、SAR搭載機の速度vと距離Rと電波の波長λと合成開口時間τと目標物のアジマス方向の予測速度v'とを用いて表された振幅値V vazの関数に、SAR画像データの観測条件であるSAR搭載機の速度vと距離Rと電波の波長λと合成開口時間τとを入力し、予測速度v'に対応する振幅値V vazを計算する。刻み幅特定部3は、振幅値V vazが所定の値以上になるアジマス方向の予測速度v'の範囲を処理装置により特定し、特定した範囲の幅以下の幅を刻み幅Δva1とする。そして、特定処理実行部は、刻み幅Δva1を用いて、目標物のアジマス方向の速度を処理装置により特定する。

Description

目標物速度特定装置、目標物速度特定プログラム及び目標物速度特定方法
 この発明は、例えば、SAR(Synthetic Aperture Radar)画像から目標物の速度を特定する技術に関するものである。
 特許文献1には、アジマス圧縮後のSAR画像(アジマス圧縮後データ)から目標物の速度を特定するリフォーカスISAR(Inverse SAR)について記載されている。
 リフォーカスISARでは、アジマス圧縮後データを、アジマス圧縮に用いた参照関数を用いて解凍して、アジマス圧縮前のデータに戻す。そして、目標物の予測速度を変化させて、複数の参照関数を生成し、生成した各参照関数を用いてアジマス圧縮前のデータを再びアジマス圧縮して、複数のアジマス圧縮後データを生成する。生成した複数のアジマス圧縮後の画像の中で、最も鮮明な(振幅値の大きい)画像データを得る際に使用した参照関数を特定し、その参照関数を生成する際に使用した目標物の予測速度を、その目標物の速度であると特定する。
特開2007-292532号公報
C. Elachi and J. van Zyl, Introduction to the physics and techniques of remote sensing, Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2006.
 リフォーカスISARでは、高精度に目標物の速度を特定するためには、目標物の予測速度の変化幅を小さくして、多くの予測速度に基づく計算をしなければならない。そのため、高精度に目標物の速度を特定する場合、計算量が多くなってしまう。
 この発明は、少ない計算量で高精度に目標物の速度を特定することを目的とする。
 この発明に係る目標物速度特定装置は、
 SARにより観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定装置であり、
 SARを搭載したSAR搭載機の速度v、合成開口中心でのSARと目標物との距離R、SARから放射される電波の波長λ、合成開口時間τという観測条件でSARが観測した目標物のデータを入力するデータ入力部と、
 SAR搭載機の速度vと距離Rと電波の波長λと合成開口時間τと目標物のアジマス方向の予測速度v’とを用いて表された振幅値V vazの関数に、前記データ入力部が入力したデータの観測条件であるSAR搭載機の速度vと距離Rと電波の波長λと合成開口時間τとを入力し、予測速度v’に対応する振幅値V vazを計算して、前記振幅値V vazが所定の値以上になるアジマス方向の予測速度v’の範囲を処理装置により特定し、特定した範囲の速度幅以下の速度幅を刻み幅Δva1とする刻み幅特定部と、
 前記刻み幅特定部が特定した刻み幅Δva1を用いて、目標物のアジマス方向の速度を
処理装置により特定する特定処理実行部と
を備えることを特徴とする。
 前記刻み幅特定部は、数1に示す振幅値V vazの関数に、前記データ入力部が入力したデータの観測条件であるSAR搭載機の速度vと距離Rと電波の波長λと合成開口時間τとを入力するとともに、目標物の速度vとしてある値を入力し、予測速度v’に対応する振幅値V vazを計算する
ことを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
 前記刻み幅特定部は、数1に示す関数に基づき、アジマス方向の予測速度毎に振幅値V vazの値をプロットして得られるグラフにおいて、頂における振幅値V vazが2番目に大きくなる山の前記頂における振幅値V vazよりも大きい値を前記所定の値とする
ことを特徴とする。
 前記データ入力部は、目標物のデータとして、レンジ圧縮されたレンジ圧縮後データを入力し、
 前記特定処理実行部は、
 目標物について、レンジ方向の予測速度を入力するとともに、前記刻み幅特定部が特定した刻み幅Δva1毎にアジマス方向の予測速度を入力する予測速度入力部と、
 前記予測速度入力部が入力したレンジ方向の予測速度及び複数のアジマス方向の予測速度に基づき、前記アジマス方向の予測速度毎に、前記SARと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を処理装置により生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成部と、
 前記参照関数生成部が生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力部が入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理部と、
 前記アジマス圧縮処理部が生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を処理装置により算出する振幅値算出部と、
 前記振幅値算出部が算出した前記目標物の画像の振幅値が最大のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を、前記参照関数生成部が生成したときに使用したアジマス方向の予測速度の前後Δva1/2の範囲内に目標物のアジマス方向の速度が入ると処理装置により特定する速度特定部と
を備えることを特徴とする。
 前記予測速度入力部は、前記速度特定部が特定した速度の前後、前記刻み幅Δva1/2の速度範囲について、前記刻み幅Δva1よりも狭い刻み幅Δva2毎にアジマス方向の予測速度を新たに入力し、
 前記参照関数生成部は、前記レンジ方向の予測速度と、前記予測速度入力部が新たに入力した複数のアジマス方向の予測速度に基づき、前記アジマス方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
 前記アジマス圧縮処理部は、前記参照関数生成部が新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
 前記振幅値算出部は、前記アジマス圧縮処理部が新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を新たに算出し、
 前記速度特定部は、前記振幅値算出部が新たに算出した前記目標物の画像の振幅値が最大のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を参照関数を、前記参照関数生成部が生成したときに使用したアジマス方向の予測速度を目標物のアジマス方向の速度として特定する
ことを特徴とする。
 前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも1つずつ新たに入力し、
 前記参照関数生成部は、前記予測速度入力部が新たに入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記速度特定部が特定した目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
 前記アジマス圧縮処理部は、前記参照関数生成部が新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
 前記振幅値算出部は、前記アジマス圧縮処理部が新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出し、
 前記速度特定部は、前記予測速度入力部が入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出部が各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とに基づき、SAR搭載機の速度vと距離Rと合成開口時間τと目標物のレンジ方向の予測速度v’とを用いて表された振幅値V vrgの関数を用いて、目標物のレンジ方向速度を特定する
ことを特徴とする。
 前記速度特定部は、数2に示す振幅値V vrgの関数を用いて目標物のレンジ方向速度を特定する
ことを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
 前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度vr1’と速い速度vr2’とを入力し、
 前記速度特定部は、前記予測速度入力部が入力したレンジ方向の予測速度vr1’及びvr2’と、レンジ方向の予測速度vr1’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Pと、レンジ方向の予測速度vr2’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Pとを数3に代入することにより、目標物のレンジ方向の速度vを特定する
ことを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
 前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも2つずつ入力し、
 前記速度特定部は、目標物のレンジ方向の速度vより遅い少なくとも2つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも2つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数V vrg=a+a(ここで、a,aは定数)を算出し、目標物のレンジ方向の速度vより速い少なくとも2つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも2つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数V vrg=b+b(ここで、b,bは定数)を算出し、一次関数V vrg=a+aと一次関数V vrg=b+bとからレンジ方向の速度vを特定する
ことを特徴とする。
 前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも1つずつ含む少なくとも3つのレンジ方向の予測速度を新たに入力し、
 前記参照関数生成部は、前記予測速度入力部が新たに入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記速度特定部が特定した目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
 前記アジマス圧縮処理部は、前記参照関数生成部が新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
 前記振幅値算出部は、前記アジマス圧縮処理部が新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出し、
 前記速度特定部は、前記少なくとも3つのレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出部が各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とから所定の方法により2次関数V vrg=c +c+c(ここで、c,c,cは定数)を算出して、その2次曲線の底におけるレンジ方向の速度を、レンジ方向の速度vとして特定する
ことを特徴とする。
 この発明に係る目標物速度特定装置は、
 SARにより観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定装置であり、
 SARを搭載したSAR搭載機の速度v、合成開口中心でのSARと目標物との距離R、合成開口時間τでSARが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力部と、
 レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも1つずつ入力する予測速度入力部と、
 前記予測速度入力部が入力した複数のレンジ方向の予測速度と、目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記SAR搭載機の速度vと目標物の速度とに基づき表される前記SARと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を処理装置により生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成部と、
 前記参照関数生成部が生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力部が入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理部と、
 前記アジマス圧縮処理部が生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を処理装置により算出する振幅値算出部と、
 前記予測速度入力部が入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出部が各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とに基づき、SAR搭載機の速度vと距離Rと合成開口時間τと目標物のレンジ方向の予測速度v’とを用いて表された振幅値V vrgの関数を用いて、目標物のレンジ方向速度を特定する速度特定部と
を備えることを特徴とする。
 前記速度特定部は、数4に示す振幅値V vrgの関数を用いて目標物のレンジ方向速度を特定する
ことを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
 前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度vr1’と速い速度vr2’とを入力し、
 前記速度特定部は、前記予測速度入力部が入力したレンジ方向の予測速度vr1’及びvr2’と、レンジ方向の予測速度vr1’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Pと、レンジ方向の予測速度vr2’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Pとを数5に代入することにより、目標物のレンジ方向の速度vを特定することを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
 前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも2つずつ入力し、
 前記速度特定部は、目標物のレンジ方向の速度vより遅い少なくとも2つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも2つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数V vrg=a+a(ここで、a,aは定数)を算出し、目標物のレンジ方向の速度vより速い少なくとも2つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも2つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数V vrg=b+b(ここで、b,bは定数)を算出し、一次関数V vrg=a+aと一次関数V vrg=b+bとからレンジ方向の速度vを特定する
ことを特徴とする。
 この発明に係る目標物速度特定装置は、
 SARにより観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定装置であり、
 SARが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力部と、
 レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも1つずつ含む少なくとも3つの予測速度を入力する予測速度入力部と、
 前記予測速度入力部が入力した複数のレンジ方向の予測速度と、目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記SAR搭載機の速度vと目標物の速度とに基づき表される前記SARと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を処理装置により生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成部と、
 前記参照関数生成部が生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力部が入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理部と、
 前記アジマス圧縮処理部が生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を処理装置により算出する振幅値算出部と、
 前記予測速度入力部が入力した前記少なくとも3つのレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出部が各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とから所定の方法により2次関数V vrg=c +c+c(ここで、c,c,cは定数)を算出して、その2次曲線の底におけるレンジ方向の速度を、レンジ方向の速度vとして処理装置により特定する速度特定部と
を備えることを特徴とする。
 この発明に係る目標物速度特定プログラムは、
 SARにより観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定プログラムであり、
 SARを搭載したSAR搭載機の速度v、合成開口中心でのSARと目標物との距離R、SARから放射される電波の波長λ、合成開口時間τという観測条件でSARが観測した目標物のデータを入力するデータ入力処理と、
 SAR搭載機の速度vと距離Rと電波の波長λと合成開口時間τと目標物のアジマス方向の予測速度v’とを用いて表された振幅値V vazの関数に、前記データ入力処理で入力したデータの観測条件であるSAR搭載機の速度vと距離Rと電波の波長λと合成開口時間τとを入力し、予測速度v’に対応する振幅値V vazを計算して、前記振幅値V vazが所定の値以上になるアジマス方向の予測速度v’の範囲を特定し、特定した範囲の速度幅以下の速度幅を刻み幅Δva1とする刻み幅特定処理と、
 前記刻み幅特定処理で特定した刻み幅Δva1を用いて、目標物のアジマス方向の速度を特定する特定処理実行処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする。
 前記刻み幅特定処理では、数6に示す振幅値V vazの関数に、前記データ入力処理で入力したデータの観測条件であるSAR搭載機の速度vと距離Rと電波の波長λと合成開口時間τとを入力するとともに、目標物の速度vとしてある値を入力し、予測速度v’に対応する振幅値V vazを計算する
ことを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
 前記刻み幅特定処理では、数6に示す関数に基づき、アジマス方向の予測速度毎に振幅値V vazの値をプロットして得られるグラフにおいて、頂における振幅値V vazが2番目に大きくなる山の前記頂における振幅値V vazよりも大きい値を前記所定の値とする
ことを特徴とする。
 前記データ入力処理では、目標物のデータとして、レンジ圧縮されたレンジ圧縮後データを入力し、
 前記特定処理実行処理では、
 目標物について、レンジ方向の予測速度を入力するとともに、前記刻み幅特定処理で特定した刻み幅Δva1毎にアジマス方向の予測速度を入力する予測速度入力処理と、
 前記予測速度入力処理で入力したレンジ方向の予測速度及び複数のアジマス方向の予測速度に基づき、前記アジマス方向の予測速度毎に、前記SARと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成処理と、
 前記参照関数生成処理で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力処理で入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮処理と、
 前記アジマス圧縮処理で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出する振幅値算出処理と、
 前記振幅値算出処理で算出した前記目標物の画像の振幅値が最大のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を、前記参照関数生成処理で生成したときに使用したアジマス方向の予測速度の前後Δva1/2の範囲内に目標物のアジマス方向の速度が入ると特定する速度特定処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする。
 前記予測速度入力処理では、前記速度特定処理で特定した速度の前後、前記刻み幅Δva1/2の速度範囲について、前記刻み幅Δva1よりも狭い刻み幅Δva2毎にアジマス方向の予測速度を新たに入力し、
 前記参照関数生成処理では、前記レンジ方向の予測速度と、前記予測速度入力処理で新たに入力した複数のアジマス方向の予測速度に基づき、前記アジマス方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
 前記アジマス圧縮処理では、前記参照関数生成処理で新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
 前記振幅値算出処理では、前記アジマス圧縮処理で新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を新たに算出し、
 前記速度特定処理では、前記振幅値算出処理で新たに算出した前記目標物の画像の振幅値が最大のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を参照関数を、前記参照関数生成処理で生成したときに使用したアジマス方向の予測速度を目標物のアジマス方向の速度として特定する
ことを特徴とする。
 前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも1つずつ新たに入力し、
 前記参照関数生成処理では、前記予測速度入力処理で新たに入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記速度特定処理で特定した目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
 前記アジマス圧縮処理では、前記参照関数生成処理で新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
 前記振幅値算出処理では、前記アジマス圧縮処理で新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出し、
 前記速度特定処理では、前記予測速度入力処理で入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出処理で各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とに基づき、SAR搭載機の速度vと距離Rと合成開口時間τと目標物のレンジ方向の予測速度v’とを用いて表された振幅値V vrgの関数を用いて、目標物のレンジ方向速度を特定する
ことを特徴とする。
 前記速度特定処理では、数7に示す振幅値V vrgの関数を用いて目標物のレンジ方向速度を特定する
ことを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
 前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度vr1’と速い速度vr2’とを入力し、
 前記速度特定処理では、前記予測速度入力処理で入力したレンジ方向の予測速度vr1’及びvr2’と、レンジ方向の予測速度vr1’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Pと、レンジ方向の予測速度vr2’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Pとを数8に代入することにより、目標物のレンジ方向の速度vを特定する
ことを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
 前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも2つずつ入力し、
 前記速度特定処理では、目標物のレンジ方向の速度vより遅い少なくとも2つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも2つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数V vrg=a+a(ここで、a,aは定数)を算出し、目標物のレンジ方向の速度vより速い少なくとも2つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも2つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数V vrg=b+b(ここで、b,bは定数)を算出し、一次関数V vrg=a+aと一次関数V vrg=b+bとからレンジ方向の速度vを特定する
ことを特徴とする。
 前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも1つずつ含む少なくとも3つのレンジ方向の予測速度を新たに入力し、
 前記参照関数生成処理では、前記予測速度入力処理で新たに入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記速度特定処理で特定した目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
 前記アジマス圧縮処理では、前記参照関数生成処理で新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
 前記振幅値算出処理では、前記アジマス圧縮処理で新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出し、
 前記速度特定処理では、前記少なくとも3つのレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出処理で各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とから所定の方法により2次関数V vrg=c +c+c(ここで、c,c,cは定数)を算出して、その2次曲線の底におけるレンジ方向の速度を、レンジ方向の速度vとして特定することを特徴とする。
 この発明に係る目標物速度特定プログラムは、
 SARにより観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定プログラムであり、
 SARを搭載したSAR搭載機の速度v、合成開口中心でのSARと目標物との距離R、合成開口時間τでSARが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力処理と、
 レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも1つずつ入力する予測速度入力処理と、
 前記予測速度入力処理で入力した複数のレンジ方向の予測速度と、目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記SAR搭載機の速度vと目標物の速度とに基づき表される前記SARと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成処理と、
 前記参照関数生成処理で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力処理で入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮処理と、
 前記アジマス圧縮処理で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出する振幅値算出処理と、
 前記予測速度入力処理で入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出処理で各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とに基づき、SAR搭載機の速度vと距離Rと合成開口時間τと目標物のレンジ方向の予測速度v’とを用いて表された振幅値V vrgの関数を用いて、目標物のレンジ方向速度を特定する速度特定処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする。
 前記速度特定処理では、数9に示す振幅値V vrgの関数を用いて目標物のレンジ方向速度を特定する
ことを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
 前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度vr1’と速い速度vr2’とを入力し、
 前記速度特定処理では、前記予測速度入力処理で入力したレンジ方向の予測速度vr1’及びvr2’と、レンジ方向の予測速度vr1’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Pと、レンジ方向の予測速度vr2’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Pとを数10に代入することにより、目標物のレンジ方向の速度vを特定することを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
 前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも2つずつ入力し、
 前記速度特定処理では、目標物のレンジ方向の速度vより遅い少なくとも2つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも2つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数V vrg=a+a(ここで、a,aは定数)を算出し、目標物のレンジ方向の速度vより速い少なくとも2つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも2つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数V vrg=b+b(ここで、b,bは定数)を算出し、一次関数V vrg=a+aと一次関数V vrg=b+bとからレンジ方向の速度vを特定する
ことを特徴とする。
 この発明に係る目標物速度特定プログラムは、
 SARにより観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定プログラムであり、
 SARが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力処理と、
 レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも1つずつ含む少なくとも3つの予測速度を入力する予測速度入力処理と、
 前記予測速度入力処理で入力した複数のレンジ方向の予測速度と、目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記SAR搭載機の速度vと目標物の速度とに基づき表される前記SARと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成処理と、
 前記参照関数生成処理で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力処理で入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮処理と、
 前記アジマス圧縮処理で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出する振幅値算出処理と、
 前記予測速度入力処理で入力した前記少なくとも3つのレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出処理で各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とから所定の方法により2次関数V vrg=c +c+c(ここで、c,c,cは定数)を算出して、その2次曲線の底におけるレンジ方向の速度を、レンジ方向の速度vとして特定する速度特定処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする。
 この発明に係る目標物速度特定方法は、
 SARにより観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定方法であり、
 SARを搭載したSAR搭載機の速度v、合成開口中心でのSARと目標物との距離R、SARから放射される電波の波長λ、合成開口時間τという観測条件でSARが観測した目標物のデータを入力するデータ入力工程と、
 SAR搭載機の速度vと距離Rと電波の波長λと合成開口時間τと目標物のアジマス方向の予測速度v’とを用いて表された振幅値V vazの関数に、前記データ入力工程で入力したデータの観測条件であるSAR搭載機の速度vと距離Rと電波の波長λと合成開口時間τとを入力し、予測速度v’に対応する振幅値V vazを計算して、前記振幅値V vazが所定の値以上になるアジマス方向の予測速度v’の範囲を処理装置により特定し、特定した範囲の速度幅以下の速度幅を刻み幅Δva1とする刻み幅特定工程と、
 前記刻み幅特定工程で特定した刻み幅Δva1を用いて、目標物のアジマス方向の速度を処理装置により特定する特定処理実行工程と
を備えることを特徴とする。
 この発明に係る目標物速度特定装置では、振幅値の関数に基づき入力する予測速度の刻み幅を設定し、設定した刻み幅に基づき目標物の速度を特定する。これにより、速度の刻み幅を小さくすることなく、少ない計算量で目標物の概ねの速度を特定することができる。
数20から得られる、目標物のアジマス方向の予測速度v’と振幅値V vazとの関係を示した図。 実施の形態2に係る目標物速度特定装置1の機能を示す機能ブロック図。 実施の形態2に係る目標物速度特定装置1の動作を示すフローチャート。 実施の形態2に係る目標物速度特定装置1の動作を示すフローチャート。 数22から得られる、目標物のアジマス方向の予測速度v’と振幅値V vrgとの関係を示した図。 実施の形態3に係る目標物速度特定装置1の機能を示す機能ブロック図。 実施の形態3に係る目標物速度特定装置1の動作を示すフローチャート。 レンジ方向の予測速度から計算される振幅値とをプロットした状態を表す図。 数27における積分部分A(数28)の積分範囲の説明図。 “τ-|t-t|”の説明図。 数35における積分部分B(数36)の積分範囲の説明図。 数54に示す相対距離R(t)、相対距離R(t)、相対距離R(t)を示す図。 目標物速度特定装置1のハードウェア構成の一例を示す図。
 以下、図に基づき、発明の実施の形態を説明する。
 以下の説明において、処理装置は後述するCPU911等である。記憶装置は後述するROM913、RAM914、磁気ディスク920等の記憶装置である。入力装置は後述するキーボード902、マウス903等である。つまり、処理装置、記憶装置、入力装置はハードウェアである。
 実施の形態1.
 実施の形態1では、目標物がアジマス方向に移動している場合と、レンジ方向に移動している場合とを想定した、アジマス圧縮時におけるマッチドフィルタの数式(振幅値の関数)を簡単に説明する。
 SAR画像再生処理では、一般に、SARによって得られた受信信号を、レンジ圧縮し、アジマス圧縮して画像データを生成する。レンジ圧縮やアジマス圧縮とは、参照関数と、受信信号とをマッチドフィルタへ入力することにより、振幅値(電圧)を計算する処理である。
 マッチドフィルタは、数11により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000021
 ここで、Vは、振幅値である。tは、時刻である。Vは、参照関数である。は、複素共役を示す。Vは、受信信号である。ξは、積分のオペレータ(積分作用素)である。
 アジマス圧縮の参照関数は、一般に数12により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000022
 ここで、V azは、振幅値である。tは、時刻である。A(t)は、-τ/2≦t≦τ/2であれば1、他の場合には0となる関数である。なお、τは、合成開口時間である。jは、虚数単位である。λは、SARから放射される電波の波長である。R(t)は、時刻tにおけるSARと目標物との相対距離である。
 目標物のレンジ方向の速度v、アジマス方向の速度v、SAR搭載機の速度vはそれぞれ数13のように定義できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000023
 数13では、簡単のため、各速度を定数成分のみ、すなわち等速直線運動と仮定している。一般に車両や船等の運動は等速直線運動が支配的であるため、車両や船等の速度を扱う場合に、この仮定は妥当である。なお、目標物のレンジ方向の速度には、地球の自転の速度等を含めて考えてもよい。また、SAR搭載機の移動方向がアジマス方向であるため、SAR搭載機の速度とは、SAR搭載機のアジマス方向の速度である。
 すると、SARと目標物との相対距離R(t)を数14のように表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000024
 ここで、Rは、合成開口中心におけるSARと目標物との距離である。また、a,a,aは数15に示す通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000025
 数14を用いることで、数12に示すアジマス圧縮の参照関数は、数14のtに関連する項のみが重要であるため、数16のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000026
 受信信号V(t)についても、アジマス圧縮の参照関数と同様に、数17のように表すことができる。なお、受信信号には、信号の減衰や散乱強度等によって定められるスケールファクタαが含まれる点で、参照関数とは異なる式となっている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000027
 SARにより撮像した目標物が移動している場合を考える。この場合、参照関数における目標物の速度と、受信信号における目標物の速度とが一致しない可能性がある。そこで、参照関数における目標物の速度と、受信信号における目標物の速度とを別の変数を用いて表す。
 まず、目標物のアジマス方向の速度が異なる場合を考える。ここでは、簡単のため、目標物のレンジ方向の速度は同じであるとする。
 数15に示すように、目標物のアジマス方向の速度vは、a,a,aのうち、aにのみ含まれる。そこで、vを目標物の真のアジマス方向の速度、v’を目標物のアジマス方向の予測速度として、数18のようにa’を定義する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000028
 そして、参照関数における目標物のアジマス方向の速度は予測速度v’であり、受信信号における目標物のアジマス方向の速度は真の速度vであるとする。すると、数16に示す参照関数は、数19のようになる。なお、受信信号は数17に示すままである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000029
 数19に示す参照関数V azの複素共役をVとし、数17に示す受信信号Vを受信信号Vとして、数11に示すマッチドフィルタに代入して式変形すると、数20が得られる。なお、数20を導く方法については後の実施の形態で説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000030
 ここで、jは、虚数単位である。pは、積分のオペレータである。
 次に、目標物のレンジ方向の速度が異なる場合を考える。ここでは、簡単のため、目標物のアジマス方向の速度は同じであるとする。
 数15に示すように、目標物のレンジ方向の速度vは、a,a,aのうち、aにのみ含まれる。そこで、vを目標物の真のレンジ方向の速度、v’を目標物のレンジ方向の予測速度として、a’=v’と定義する。
 そして、参照関数における目標物のレンジ方向の速度は予測速度v’であり、受信信号における目標物のレンジ方向の速度は真の速度vであるとする。すると、数16に示す参照関数は、数21のようになる。なお、受信信号は数17に示すままである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000031
 数21に示す参照関数V azの複素共役をVとし、数17に示す受信信号Vを受信信号Vとして、数11に示すマッチドフィルタに代入して式変形すると、数22が得
られる。なお、数22を導く方法については後の実施の形態で説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000032
 数20と数22とを得たことにより、少ない計算量で高精度に目標物の速度を特定することが可能になる。
 実施の形態2.
 実施の形態2では、数20に基づき、目標物のアジマス方向の速度を、少ない計算量で効率的に特定する方法について説明する。
 リフォーカスISARでは、複数のアジマス圧縮の参照関数を生成する際における目標物の予測速度の変化幅を小さくすればするほど、高精度に目標物の速度を特定し得る。一方で、目標物の予測速度の変化幅を小さくすればするほど、計算量が多くなってしまう。
 これまで、リフォーカスISARを用いて目標物の速度を特定する際、目標物の予測速度の変化幅をどの程度にすればよいかという指針を得ることができなかった。しかし、数20を用いることで、リフォーカスISARを用いて目標物の速度を特定する際、目標物の予測速度の変化幅をどの程度にすればよいか決定することができる。
 図1は、数20から得られる、目標物のアジマス方向の予測速度v’と振幅値V vazとの関係を示した図である。図1では、横軸に目標物のアジマス方向の予測速度v’をとり、縦軸に振幅値V vazをとっている。
 なお、図1では、振幅値V vazの最大値を1に正規化している。また、目標物のアジマス方向の真の速度vを0としている。また、図1では、SARを搭載したSAR搭載機の速度V、合成開口中心でのSARと目標物との距離R、SARから放射される電波の波長λ、合成開口時間τを所定の値としている。
 また、以下の説明において、正のアジマス方向速度は、SAR搭載機の進行方向への速度であり、負のアジマス方向速度は、SAR搭載機の進行方向と逆方向への速度である。また、正のレンジ方向速度は、SARから離れるレンジ方向への速度であり、負のレンジ方向速度は、SARへ近づくレンジ方向への速度である。
 ここで、目標物のアジマス方向の真の速度vを0以外のどの値としても、図1に示すグラフの形状は変化せず、グラフが横軸方向へ平行移動するだけである。つまり、SAR搭載機の速度V、距離R、電波の波長λ、合成開口時間τが決まれば、グラフの形状は定まる。SAR搭載機の速度V、距離R、電波の波長λ、合成開口時間τはSAR画像の観測条件であり、SAR画像を撮像する時点において、決まっている情報である。そこで、図1に示すように、目標物のアジマス方向の真の速度vを任意の値として、目標物のアジマス方向の予測速度v’と振幅値V vazとの関係を示したグラフを描く。
 次に、描いたグラフにおける最大振幅値が2番目に高い山Mの頂Tの振幅値Vよりも大きい振幅値Vを任意に選択する。例えば、ここでは、最大値の1/2である振幅値0.5をVとして選択する。描いたグラフにおいて、振幅値が選択した振幅値V以上となる予測速度v’の範囲を特定し、その速度幅Δvを特定する。
 この速度幅Δvを刻み幅(変化幅)として、目標物の予測速度を変化させて参照関数を生成した場合、少なくとも1つ(高々2つ)の参照関数に基づきアジマス圧縮を行った場合の振幅値はV以上となる。
 ここでは、例えば、予測速度vにおいて振幅値がV以上となったとする。すると、予測速度vの前後Δv/2の速度範囲に、目標物の速度が入ることが分かる。つまり、速度幅Δvを刻み幅として目標物の予測速度を変化させて参照関数を生成することにより、目標物の速度範囲を速度幅Δvに絞り込むことができる。
 そして、絞り込んだ速度範囲について、細かい刻み幅で予測速度を変化させて、参照関数を生成し、高精度に目標物の速度を特定する。
 図2は、実施の形態2に係る目標物速度特定装置1の機能を示す機能ブロック図である。
 目標物速度特定装置1は、データ入力部2、刻み幅特定部3、予測速度入力部4、参照関数生成部5、アジマス圧縮処理部6、振幅値算出部7、速度特定部8を備える。なお、予測速度入力部4、参照関数生成部5、アジマス圧縮処理部6、振幅値算出部7、速度特定部8を特定処理実行部と呼ぶ。
 図3、図4は、実施の形態2に係る目標物速度特定装置1の動作を示すフローチャートである。目標物速度特定装置1の動作は、大きく2段階に分けられる。1段階目は、図3に示す処理であり、目標物の速度範囲を絞り込む範囲限定処理である。2段階目は、図4に示す処理であり、絞り込んだ速度範囲における目標物の速度を確定する速度確定処理である。
 範囲限定処理について説明する。
 (S1:データ入力処理)
 データ入力部2は、SARが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データ(レンジ圧縮後の画像情報)を入力装置により入力して記憶装置に記憶する。
 ここで、データ入力部2は、目標物を撮像した際の観測情報である、SARを搭載したSAR搭載機の速度V、合成開口中心でのSARと目標物との距離R、SARから放射される電波の波長λ、合成開口時間τも併せて入力する。
 なお、レンジ圧縮後データは、アジマス圧縮後のデータを、アジマス圧縮する際に使用した参照関数を用いてアジマス解凍(アジマス圧縮の逆計算)して生成したデータであってもよい。
 (S2:刻み幅特定処理)
 刻み幅特定部3は、(S1)で入力したSAR搭載機の速度V、距離R、電波の波長λ、合成開口時間τと、数20とから、上述したように速度幅Δv(以下、Δva1と呼ぶ)を刻み幅として処理装置により計算する。
 刻み幅特定部3は、SAR搭載機の速度V、距離R、電波の波長λ、合成開口時間τと、任意のアジマス方向の速度vとを数20に代入することにより、刻み幅を計算してもよい。また、刻み幅特定部3は、図1に基づく説明のように、グラフを描き、描いたグラフから刻み幅を計算してもよい。
 (S3:予測速度入力処理)
 予測速度入力部4は、目標物についてのレンジ方向の予測速度と、複数のアジマス方向の予測速度とを処理装置により入力して記憶装置に記憶する。
 予測速度入力部4は、レンジ方向の予測速度については、目標物が取り得ると考えられる速度を任意に1つ入力する。一方、予測速度入力部4は、アジマス方向の予測速度については、(S2)で特定した刻み幅Δva1毎に、目標物が取り得ると考えられる速度範囲における予測速度を入力する。
 なお、目標物が取り得ると考えられる速度範囲とは、船、車等、対象としている目標物によって決めればよい。例えば、目標物が100km/hの速度がでるのであれば、目標物が取り得ると考えられる速度範囲は±100km/hである。したがって、この場合、予測速度入力部4は、±100km/hの範囲内の適当な速度をレンジ方向の予測速度として1つ入力する。また、予測速度入力部4は、例えば刻み幅が20km/hであれば、±100km/hの範囲内の速度を20km/h毎にアジマス方向の予測速度として入力する。つまり、例えば、予測速度入力部4は、-100,-80,-60,・・・,+60,+80,+100km/hをアジマス方向の予測速度として入力する。
 (S4:参照関数生成処理)
 参照関数生成部5は、(S3)で入力したレンジ方向の予測速度及び複数のアジマス方向の予測速度に基づき、アジマス方向の予測速度毎に、参照関数(例えば、数16参照)を処理装置により生成する。これにより、複数の参照関数が生成される。
 (S5:アジマス圧縮処理)
 アジマス圧縮処理部6は、(S4)で生成した各参照関数に基づき、(S1)で入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成する。
 (S6:振幅値算出処理)
 振幅値算出部7は、(S5)で生成した各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を処理装置により算出する。
 (S7:速度特定処理)
 速度特定部8は、(S6)で算出した目標物の画像の振幅値が最大のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を処理装置により特定する。さらに、速度特定部8は、特定した参照関数を生成する場合に使用したアジマス方向の予測速度を処理装置により特定する。そして、速度特定部8は、特定した予測速度の前後Δva1/2の範囲を、目標物のアジマス方向の速度範囲として特定する。
 速度確定処理について説明する。
 (S8:予測速度入力処理)
 予測速度入力部4は、(S7)で特定した速度範囲について、刻み幅Δva1よりも狭い刻み幅Δva2毎に複数のアジマス方向の予測速度を入力装置により入力して記憶装置に記憶する。
 刻み幅Δva2は、目標物の速度をどの程度の精度で特定したいかに応じて決定すればよい。例えば、刻み幅Δva2は、1km/hや0.1km/h等である。
 (S9:参照関数生成処理)
 (S3)で入力したレンジ方向の予測速度と、(S8)で入力した複数のアジマス方向の予測速度とに基づき、アジマス方向の予測速度毎に、参照関数(例えば、数16参照)を処理装置により生成する。これにより、複数の参照関数が生成される。
 (S10:アジマス圧縮処理)
 アジマス圧縮処理部6は、(S9)で生成した各参照関数に基づき、(S1)で入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成する。
 (S11:振幅値算出処理)
 振幅値算出部7は、(S10)で生成した各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を処理装置により算出する。
 (S12:速度特定処理)
 速度特定部8は、(S11)で算出した目標物の画像の振幅値が最大のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を処理装置により特定する。そして、速度特定部8は、特定した参照関数を生成する場合に使用したアジマス方向の予測速度を、目標物のアジマス方向の速度として処理装置により特定する。
 以上のように、実施の形態2に係る目標物速度特定装置1では、数20を用いることで、リフォーカスISARを用いて目標物の速度を特定する際に用いる、目標物の予測速度の刻み幅を決定することができる。
 特に、実施の形態2に係る目標物速度特定装置1では、数20に基づき決定された粗い刻み幅で、粗精度な探索を行うことにより、目標物のアジマス方向の速度範囲を絞り込む。そして、絞り込んだ範囲についてのみ、細かい刻み幅で、高精度な探索を行うことにより、全範囲を高精度な探索を行った場合と同じレベルの精度で、目標物のアジマス方向の速度を特定することができる。つまり、少ない計算量で高精度な速度特定ができる。
 なお、上記説明においては、(S3)で入力するレンジ方向の予測速度は1つであるとした。これは、数20により描かれるグラフの形状はレンジ方向の速度の影響を受けないため、レンジ方向の予測速度は任意の速度が1つあれば十分なためである。
 しかし、ノイズの影響等により、(S3)で入力したンジ方向の予測速度によっては、正確な速度を特定できないことも考えられる。そこで、(S3)で複数のレンジ方向の予測速度を入力し、(S4)や(S9)で各アジマス方向の速度毎、レンジ方向の速度毎に参照関数を生成してもよい。そして、(S6)や(S11)では、各参照関数に基づき生成されたアジマス圧縮後の画像データにおける目標物の振幅値を計算し、計算した振幅値についてアジマス方向の予測速度毎に平均値を計算してもよい。
 これにより、一部のレンジ方向速度の信号に対して影響を与えたノイズ等の影響が小さくなり、速度特定の精度を高くすることができる。
 実施の形態3.
 実施の形態3では、数22に基づき、目標物のレンジ方向速度を、少ない計算量で効率的に特定する方法について説明する。
 図5は、数22から得られる、目標物のアジマス方向の予測速度v’と振幅値V vrgとの関係を示した図である。図5では、横軸に目標物のレンジ方向の予測速度v’をとり、縦軸に振幅値V vrgをとっている。
 なお、図5では、振幅値V vrgの最大値を1に正規化している。また、目標物のレンジ方向の真の速度vを0としている。また、図1では、SARを搭載したSAR搭載機の速度V、合成開口中心でのSARと目標物との距離R、SARから放射される電波の波長λ、合成開口時間τを所定の値としている。
 数22及び図5から分かるように、数22は、目標物の予測速度v’が目標物の真のレンジ方向速度vである場合に振幅値V vrgが最大値となる、絶対値を含む一次関数である。
 そこで、目標物の真のレンジ方向速度vよりも遅い側の一次関数(図5においては、予測速度v’が負となる側)と速い側の一次関数(図5においては、予測速度v’が正となる側)とを連立させて、振幅値V vrgが最大値となる目標物の真のレンジ方向速度vを求める。例えば、図5における予測速度vr1’の振幅値をPとし、予測速度vr2’の振幅値Pとすると、振幅値P及びPは数23のように表せる。なお、vr1’<v<vr2’である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000033
 そして、数23から数24が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000034
 数24において、αは、任意に設定される値であり、SAR搭載機の速度vと距離Rと合成開口時間τとは、SAR画像の観測条件であるため、予め分かっている。そのため、予測速度vr1’、振幅値をP、予測速度vr2’、振幅値Pが分かれば、数24に基づき、目標物の真のレンジ方向速度vを計算することができる。
 図6は、実施の形態3に係る目標物速度特定装置1の機能を示す機能ブロック図である。図6に示す目標物速度特定装置1は、刻み幅特定部3を備えていない点を除き、図2に示す目標物速度特定装置1と同じ構成である。
 図7は、実施の形態3に係る目標物速度特定装置1の動作を示すフローチャートである。
 (S21:データ入力処理)
 データ入力部2は、図3の(S1)と同様に、SARが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力装置により入力して記憶装置に記憶する。
 (S22:予測速度入力処理)
 予測速度入力部4は、目標物についての2つのレンジ方向の予測速度と、アジマス方向の速度とを処理装置により入力して記憶装置に記憶する。
 予測速度入力部4は、レンジ方向の予測速度については、真の速度vよりも遅い速度vr1’と速い速度vr2’とを1つずつ入力する。なお、真の速度vよりも遅い速度とは、真の速度vよりも速度の値が小さい速度のことである。例えば、真の速度vが0km/hであれば、0よりも小さい-10km/hや-50km/h等である。一方、真の速度vよりも速い速度とは、真の速度vよりも速度の値が大きい速度のことである。例えば、真の速度vが0km/hであれば、0よりも大きい10km/hや50km/h等である。真の速度vよりも遅い速度と速い速度とは、例えば、目標物の取り得る速度が±100km/hであれば、±150km/hとしてしまえばよい。
 予測速度入力部4は、アジマス方向の速度については、実施の形態2等の方法により特定した速度を入力する。なお、アジマス方向の速度について、任意の予測速度を1つ入力してもよいが、正確な速度を入力する方が望ましい。
 (S23:参照関数生成処理)
 参照関数生成部5は、(S22)で入力した2つのレンジ方向の予測速度及びアジマス方向の速度に基づき、レンジ方向の予測速度毎に、参照関数(例えば、数16参照)を処理装置により生成する。これにより、2つの参照関数が生成される。
 (S24:アジマス圧縮処理)
 アジマス圧縮処理部6は、(S23)で生成した各参照関数に基づき、(S21)で入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し2つのアジマス圧縮後データを処理装置により生成する。
 (S25:振幅値算出処理)
 振幅値算出部7は、(S24)で生成した2つのアジマス圧縮後データそれぞれにおける目標物の画像の振幅値を処理装置により算出する。これにより、振幅値P,Pが算出される。
 (S26:速度特定処理)
 速度特定部8は、数24へ、(S21)で入力した速度v、距離Rと、合成開口時間τと、(S22)で入力した速度vr1’、速度vr2’と、(S25)で算出した振幅値P,Pとを代入して、真の速度vを処理装置により計算する。
 以上のように、実施の形態3に係る目標物速度特定装置1では、数22を用いることで、2つの予測速度に基づきアジマス圧縮後の画像データを生成するだけで、目標物のレンジ方向の速度を特定することができる。つまり、少ない計算量で速度特定ができる。
 なお、上記説明においては、(S22)でレンジ方向の予測速度について、真の速度vよりも遅い速度と速い速度とを1つずつ入力し、真の速度vよりも遅い側の一次関数と真の速度vよりも速い側の一次関数とを連立させて真の速度vを求めた。
 しかし、ノイズの影響等により、レンジ方向の予測速度と、その予測速度から計算される振幅値とをプロットした場合、図5に示すような綺麗な一次関数にはならず、図8に示すようにばらつきが出る可能性がある。そこで、(S22)で真の速度vよりも遅い2つ以上の速度と速い2つ以上の速度とを予測速度として入力してもよい。そして、真の速度vよりも遅い2つ以上の速度と、これらの各速度から計算される振幅値とから、真の速度vよりも遅い側の一次関数V vrg=a+a(ここで、a,aは定数)を最小二乗法等によって計算する。同様に、真の速度vよりも速い2つ以上の速度と、これらの各速度から計算される振幅値とから、真の速度vよりも速い側の一次関数V vrg=b+b(ここで、b,bは定数)を最小二乗法等によって計算する。これにより、各一次関数をより正確に特定することができる。特定した2つの一次関数を連立させて、真の速度vを計算すればよい。
 また、(S22)で真の速度vよりも遅い速度と速い速度とを少なくとも1つずつ含む、3つ以上の予測速度を入力してもよい。そして、3つ以上の予測速度から最小二乗法やスプライン補間等により二次関数V vrg=c +c+c(ここで、c,c,cは定数)を計算し、計算した二次関数の底における予測速度を、真の速度vとして特定してもよい。
 なお、真の速度vを求める際、目標物の取り得る速度範囲における振幅値の差が大きいほど、ノイズ等の影響による誤差を小さくできる。例えば、図5では、速度範囲±100km/hにおける振幅値は概ね0.84~1、すなわち振幅値の差は0.16である。速度範囲における振幅値の差が小さいということは、一次関数の傾きが緩やかであることになる。そのため、ノイズ等で振幅値に少し誤差が含まれただけで、特定した速度に大きな誤差が発生することになる。
 そこで、速度範囲における振幅値の差が大きく、すなわち、一次関数の傾きが急になるようにSAR搭載機の設計をしてもよい。具体的には、一次関数の傾きを急にするために、数22におけるR/v の値が大きくなるように、Rを大きく、vを小さく設計すればよい。
 実施の形態4.
 実施の形態4では、数20と数22とを導く方法について説明する。
 数20と数22とはいずれもアジマス圧縮についての式である。ここで、参照関数と、受信信号とをマッチドフィルタへ入力することにより、振幅値(電圧)を計算する処理であるという点においては、レンジ圧縮とアジマス圧縮とは同じである。
 そこで、実施の形態4では、まず参考として、第1に、レンジ圧縮について説明する(非特許文献1参照)。そして、第2に、本題であるアジマス圧縮について説明する。特に、第2-1として、目標物の真の速度と、予測速度とに差異がない場合について説明する。第2-2として、目標物のアジマス方向における真の速度と、予測速度とに差異がある場合について説明する。第2-3として、目標物のレンジ方向における真の速度と、予測速度とに差異がある場合について説明する。さらに、第3に、まとめとして、第2-2の結果から数20を導き、第2-3の結果から数22を導く。
 <第1.レンジ圧縮>
 実施の形態1で説明したように、マッチドフィルタは数11により表される。また、レンジ圧縮の参照関数V(t)は数25のように表され、受信信号V(t)は数26のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000036
 ここで、Vは、振幅値である。tは、時刻である。A(t)は、-τ/2≦t≦τ/2であれば1、他の場合には0となる関数である。なお、τは、合成開口時間である。jは、虚数単位である。fは、中心周波数である。Kは、チャープ率である。αは、スケールファクタである。tは、SARから送信された信号が目標物で反射して戻るまでの遅延時間である。
 数25に示す参照関数Vの複素共役をVとし、数26に示す受信信号Vを受信信号Vとして、数11に示すマッチドフィルタに代入すると、数27となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000037
 図9は、数27における積分部分A(数28)の積分範囲の説明図である。図9に示すように、数28は、t≧tとt<tとの2つの場合に分けて計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000038
 t≧tの場合、数28は数29のように計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000039
 一方、t<tの場合、数28は数30のように計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000040
 つまり、t≧tとt<tとのどちらの場合も結果は同じになる。したがって、数27を数31のように変換できる。なお、数31はsinc関数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000041
 “τ-|t-t|”の物理的な解釈について説明する。
 図10は、“τ-|t-t|”の説明図である。図10に示すように、τ-|t-t|は、参照関数と受信信号との相関の程度を表す。観測量である受信信号とは異なり、参照関数は、その開始と終了時刻を任意に定めることができる。そのため、一旦SARシステムの相関量が設定されれば、“|t-t|”における焦点tの位置によって相関量は変化しないので、“τ-|t-t|”は定数として扱うことができる。つまり、“τ-|t-t|”における“t”を時刻tと切り離して考えることができる。
 したがって、“τ-|t-t|”における“t”を“t”とすることで、数31を数32のように変換できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000042
 そして、一般的なSARシステムでは、参照関数と受信信号とは大部分で相関するため、|t-t|はτに比べて非常に小さい(|t-t|<<τ)。そのため、数32を数33のように変換できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000043
 <第2.アジマス圧縮>
 <第2-1.目標物の真の速度と、予測速度とに差異がない場合>
 第1の説明と同じ流れで計算を進める。
 実施の形態1で説明したように、マッチドフィルタは数11により表される。また、アジマス圧縮の参照関数は数16のように表され、受信信号は数17のように表される。
 ここで、数16に示す参照関数におけるaの項は時刻tから独立しており、マッチドフィルタにおいては重要でない。そこで、数16に示す参照関数におけるaの項を除くことにより、数34が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000044
 なお、受信信号にはaの項の成分が含まれるため、数17に示す受信信号からはaの項を除かず、そのままとする。
 数34に示す参照関数Vazの複素共役をVとし、数17に示す受信信号Vを受信信号Vとして、数11に示すマッチドフィルタに代入すると、数35となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000045
 図11は、数35における積分部分B(数36)の積分範囲の説明図である。図11に示すように、数36は、0≧tと0<tとの2つの場合に分けて計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000046
 0≧tの場合、数36は数37のように計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000047
 一方、0<tの場合、数36は数38のように計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000048
 つまり、0≧tと0<tとのどちらの場合も結果は同じになる。したがって、数35を数39のように変換できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000049
 “τ-|t|”は、第1の説明で述べた“τ-|t-t|”と同様の物理的な解釈ができる。したがって、“τ-|t|”における“t”を“t”とすることで、数39を数40のように変換できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000050
 そして、一般的なSARシステムでは、参照関数と受信信号とは大部分で相関するため、|t|はτに比べて非常に小さい(|t|<<τ)。そのため、数40を数41のように変換できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000051
 <第2-2.目標物のアジマス方向における真の速度と、予測速度とに差異がある場合>
 実施の形態1で説明したように、目標物のアジマス方向の速度vは、a,a,aのうち、aにのみ含まれ、vを目標物の真のアジマス方向の速度、v’を目標物のアジマス方向の予測速度として、数18のようにa’を定義する。そして、参照関数における目標物のアジマス方向の速度は予測速度v’であり、受信信号における目標物のアジマス方向の速度は真の速度vであるとする。
 すると、数34に示す参照関数Vazは、数42に示す参照関数Vvazに変換できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000052
 以降、第2-1の説明と同じ流れで計算を進める。
 まず、数42に示す参照関数Vvazの複素共役を参照関数Vとし、数17に示す受信信号Vを受信信号Vとして、数11に示すマッチドフィルタに代入すると、数43となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000053
 数43における積分部分C(数44)は、図11に基づき説明した通り、0≧tと0<tとの2つの場合に分けて計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000054
 Δ=a-a’とし、0≧tの場合、数44は数45のように計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000055
 これは、Δ<0に対応するものであり、Δ≧0の場合は、数46のように計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000056
 一方、0<tの場合、数44はΔの符号に応じて数47、および数48のように計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000057
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000058
 次に、tの符号に注意すると、数45と数47を数49のように変換できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000059
 これは、Δ<0の場合に相当し、Δ≧0の場合は、数46と数48を数50のように変換できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000060
 ここで、数49と数50とそれぞれを数43の積分値に代入すると、それぞれ数51と数52のように変換できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000061
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000062
 t=0とし、絶対値を取ると、数51と数52から数53が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000063
 <第2-3.目標物のレンジ方向における真の速度と、予測速度とに差異がある場合>
 実施の形態1で説明したように、目標物のレンジ方向の速度vは、a,a,aのうち、aにのみ含まれ、vを目標物の真のレンジ方向の速度、v’を目標物のレンジ方向の予測速度として、a’=v’と定義する。そして、参照関数における目標物のレンジ方向の速度は予測速度v’であり、受信信号における目標物のレンジ方向の速度は真の速度vであるとする。
 すると、受信信号における相対距離R(t)及び参照関数における相対距離R(t)と、目標物がレンジ方向に移動していない場合におけるSARと目標物との相対距離R(t)とは、数54のように表せる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000064
 なお、ここでは、アジマス方向の速度は同じであるとする。特に、ここでは、簡単のため、目標物のアジマス方向の速度は0であるとし、数15に示すaは、a=v /Rとする。
 図12は、数54に示す相対距離R(t)、相対距離R(t)、相対距離R(t)を示す図である。
 図12に示すように、相対距離R(t)、相対距離R(t)、相対距離R(t)の底の位置がずれる。なお、相対距離R(t)と相対距離R(t)とのR(t)軸におけるずれ、すなわちレンジ方向におけるずれは定数であり、時刻tから独立しているため重要ではない。そこで、ここでは、目標物のレンジ方向における真の速度と、予測速度との差異は、相対距離R(t)と相対距離R(t)との時刻軸におけるずれ、すなわちアジマス方向におけるずれのみを引き起こすものとして考える。すると、時刻軸におけるずれ量Δtは、数55である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000065
 相対距離R(t)に数55に示すa’を代入すると、数56が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000066
 すると、数55に示す相対距離R(t)から、数34に示す参照関数Vazは、数57に示す参照関数Vvrgに変換できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000067
 以降、第2-1の説明と同じ流れで計算を進める。
 まず、数57に示す参照関数Vvrgの複素共役を参照関数Vとし、数17に示す受信信号Vを受信信号Vとして、数11に示すマッチドフィルタに代入すると、数58となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000068
 数58における積分部分D(数59)は、積分部分A,B,Cと同様の理由から、0≧t+Δtと0<t+Δtとの2つの場合に分けて計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000069
 0≧t+Δtの場合、数59は数60のように計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000070
 一方、0<t+Δtの場合、数59は数61のように計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000071
 つまり、0≧t+Δtと0<t+Δtとのどちらの場合も結果は同じになる。したがって、数58を数62のように変換できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000072
 “τ-|t+Δt|”は、レンジ圧縮における説明で述べた“τ-|t-t|”と同様の物理的な解釈ができる。したがって、“τ-|t+Δt|”における“t”を“t”とすることで、数62を数63のように変換できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000073
 さらに、絶対値をとると数63を数64のように変換できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000074
 そして、t=0とすると、数64を数65のように変換できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000075
 数65において、数66に示す部分(E)によって振幅値の最大値の位置が決定される。しかし、振幅値の最大値の位置はここでは重要ではないので、(E)を1として数65を簡単化すると数67が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000076
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000077
 <第3.まとめ>
 数68であるため、第2-2の結果である数48から数20が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000078
 また、数69であるため、第2-3の結果である数67から数22が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000079
 次に、実施の形態における目標物速度特定装置1のハードウェア構成について説明する。
 図13は、目標物速度特定装置1のハードウェア構成の一例を示す図である。
 図13に示すように、目標物速度特定装置1は、プログラムを実行するCPU911(Central・Processing・Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう)を備えている。CPU911は、バス912を介してROM913、RAM914、LCD901(Liquid Crystal Display)、キーボード902(K/B)、通信ボード915、磁気ディスク装置920と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。磁気ディスク装置920(固定ディスク装置)の代わりに、光ディスク装置、メモリカード読み書き装置などの記憶装置でもよい。磁気ディスク装置920は、所定の固定ディスクインタフェースを介して接続される。
 磁気ディスク装置920又はROM913などには、オペレーティングシステム921(OS)、ウィンドウシステム922、プログラム群923、ファイル群924が記憶されている。プログラム群923のプログラムは、CPU911、オペレーティングシステム921、ウィンドウシステム922により実行される。
 プログラム群923には、上記の説明において「データ入力部2」、「刻み幅特定部3」、「予測速度入力部4」、「参照関数生成部5」、「アジマス圧縮処理部6」、「振幅値算出部7」、「速度特定部8」等として説明した機能を実行するソフトウェアやプログラムやその他のプログラムが記憶されている。プログラムは、CPU911により読み出され実行される。
 ファイル群924には、上記の説明において「レンジ圧縮後データ」、「刻み幅」、「予測速度」、「参照関数」、「アジマス圧縮後データ」、「振幅値」等情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「データベース」の各項目として記憶される。「データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリなどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してCPU911によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのCPU911の動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示のCPU911の動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
 また、上記の説明におけるフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、RAM914のメモリ、その他光ディスク等の記録媒体やICチップに記録される。また、データや信号は、バス912や信号線やケーブルその他の伝送媒体や電波によりオンライン伝送される。
 また、上記の説明において「~部」として説明するものは、「~回路」、「~装置」、「~機器」、「~手段」、「~機能」であってもよく、また、「~ステップ」、「~手順」、「~処理」であってもよい。また、「~装置」として説明するものは、「~回路」、「~機器」、「~手段」、「~機能」であってもよく、また、「~ステップ」、「~手順」、「~処理」であってもよい。さらに、「~処理」として説明するものは「~ステップ」であっても構わない。すなわち、「~部」として説明するものは、ROM913に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、ROM913等の記録媒体に記憶される。プログラムはCPU911により読み出され、CPU911により実行される。すなわち、プログラムは、上記で述べた「~部」としてコンピュータ等を機能させるものである。あるいは、上記で述べた「~部」の手順や方法をコンピュータ等に実行させるものである。
 1 目標物速度特定装置、2 データ入力部、3 刻み幅特定部、4 予測速度入力部、5 参照関数生成部、6 アジマス圧縮処理部、7 振幅値算出部、8 速度特定部。

Claims (31)

  1.  SAR(Synthetic Aperture Radar)により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定装置であり、
     SARを搭載したSAR搭載機の速度v、合成開口中心でのSARと目標物との距離R、SARから放射される電波の波長λ、合成開口時間τという観測条件でSARが観測した目標物のデータを入力するデータ入力部と、
     SAR搭載機の速度vと距離Rと電波の波長λと合成開口時間τと目標物のアジマス方向の予測速度v’とを用いて表された振幅値V vazの関数に、前記データ入力部が入力したデータの観測条件であるSAR搭載機の速度vと距離Rと電波の波長λと合成開口時間τとを入力し、予測速度v’に対応する振幅値V vazを計算して、前記振幅値V vazが所定の値以上になるアジマス方向の予測速度v’の範囲を処理装置により特定し、特定した範囲の速度幅以下の速度幅を刻み幅Δva1とする刻み幅特定部と、
     前記刻み幅特定部が特定した刻み幅Δva1を用いて、目標物のアジマス方向の速度を処理装置により特定する特定処理実行部と
    を備えることを特徴とする目標物速度特定装置。
  2.  前記刻み幅特定部は、数1に示す振幅値V vazの関数に、前記データ入力部が入力したデータの観測条件であるSAR搭載機の速度vと距離Rと電波の波長λと合成開口時間τとを入力するとともに、目標物の速度vとしてある値を入力し、予測速度v’に対応する振幅値V vazを計算する
    ことを特徴とする請求項1に記載の目標物速度特定装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
  3.  前記刻み幅特定部は、数1に示す関数に基づき、アジマス方向の予測速度毎に振幅値V vazの値をプロットして得られるグラフにおいて、頂における振幅値V vazが2番目に大きくなる山の前記頂における振幅値V vazよりも大きい値を前記所定の値とする
    ことを特徴とする請求項2に記載の目標物速度特定装置。
  4.  前記データ入力部は、目標物のデータとして、レンジ圧縮されたレンジ圧縮後データを
    入力し、
     前記特定処理実行部は、
     目標物について、レンジ方向の予測速度を入力するとともに、前記刻み幅特定部が特定した刻み幅Δva1毎にアジマス方向の予測速度を入力する予測速度入力部と、
     前記予測速度入力部が入力したレンジ方向の予測速度及び複数のアジマス方向の予測速度に基づき、前記アジマス方向の予測速度毎に、前記SARと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を処理装置により生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成部と、
     前記参照関数生成部が生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力部が入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理部と、
     前記アジマス圧縮処理部が生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を処理装置により算出する振幅値算出部と、
     前記振幅値算出部が算出した前記目標物の画像の振幅値が最大のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を、前記参照関数生成部が生成したときに使用したアジマス方向の予測速度の前後Δva1/2の範囲内に目標物のアジマス方向の速度が入ると処理装置により特定する速度特定部と
    を備えることを特徴とする請求項1から3までのいずれかに記載の目標物速度特定装置。
  5.  前記予測速度入力部は、前記速度特定部が特定した速度の前後、前記刻み幅Δva1/2の速度範囲について、前記刻み幅Δva1よりも狭い刻み幅Δva2毎にアジマス方向の予測速度を新たに入力し、
     前記参照関数生成部は、前記レンジ方向の予測速度と、前記予測速度入力部が新たに入力した複数のアジマス方向の予測速度に基づき、前記アジマス方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
     前記アジマス圧縮処理部は、前記参照関数生成部が新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
     前記振幅値算出部は、前記アジマス圧縮処理部が新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を新たに算出し、
     前記速度特定部は、前記振幅値算出部が新たに算出した前記目標物の画像の振幅値が最大のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を参照関数を、前記参照関数生成部が生成したときに使用したアジマス方向の予測速度を目標物のアジマス方向の速度として特定する
    ことを特徴とする請求項4に記載の目標物速度特定装置。
  6.  前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも1つずつ新たに入力し、
     前記参照関数生成部は、前記予測速度入力部が新たに入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記速度特定部が特定した目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
     前記アジマス圧縮処理部は、前記参照関数生成部が新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
     前記振幅値算出部は、前記アジマス圧縮処理部が新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出し、
     前記速度特定部は、前記予測速度入力部が入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出部が各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とに基づき、SAR搭載機の速度vと距離Rと合成開口時間τと目標物のレンジ方向の予測速度v’とを用い
    て表された振幅値V vrgの関数を用いて、目標物のレンジ方向速度を特定する
    ことを特徴とする請求項5に記載の目標物速度特定装置。
  7.  前記速度特定部は、数2に示す振幅値V vrgの関数を用いて目標物のレンジ方向速度を特定する
    ことを特徴とする請求項6に記載の目標物速度特定装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
  8.  前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度vr1’と速い速度vr2’とを入力し、
     前記速度特定部は、前記予測速度入力部が入力したレンジ方向の予測速度vr1’及びvr2’と、レンジ方向の予測速度vr1’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Pと、レンジ方向の予測速度vr2’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Pとを数3に代入することにより、目標物のレンジ方向の速度vを特定する
    ことを特徴とする請求項6又は7に記載の目標物速度特定装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
  9.  前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも2つずつ入力し、
     前記速度特定部は、目標物のレンジ方向の速度vより遅い少なくとも2つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも2つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数V vrg=a+a(ここで、a,aは定数)を算出し、目標物のレンジ方向の速度vより速い少なくとも2つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも2つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数V vrg=b+b(ここで、b,bは定数)を算出し、一次関数V vrg=a+aと一次関数V vrg=b+bとからレンジ方
    向の速度vを特定する
    ことを特徴とする請求項6又は7に記載の目標物速度特定装置。
  10.  前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも1つずつ含む少なくとも3つのレンジ方向の予測速度を新たに入力し、
     前記参照関数生成部は、前記予測速度入力部が新たに入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記速度特定部が特定した目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
     前記アジマス圧縮処理部は、前記参照関数生成部が新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
     前記振幅値算出部は、前記アジマス圧縮処理部が新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出し、
     前記速度特定部は、前記少なくとも3つのレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出部が各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とから所定の方法により2次関数V vrg=c +c+c(ここで、c,c,cは定数)を算出して、その2次曲線の底におけるレンジ方向の速度を、レンジ方向の速度vとして特定する
    ことを特徴とする請求項5に記載の目標物速度特定装置。
  11.  SAR(Synthetic Aperture Radar)により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定装置であり、
     SARを搭載したSAR搭載機の速度v、合成開口中心でのSARと目標物との距離R、合成開口時間τでSARが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力部と、
     レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも1つずつ入力する予測速度入力部と、
     前記予測速度入力部が入力した複数のレンジ方向の予測速度と、目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記SAR搭載機の速度vと目標物の速度とに基づき表される前記SARと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を処理装置により生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成部と、
     前記参照関数生成部が生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力部が入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理部と、
     前記アジマス圧縮処理部が生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を処理装置により算出する振幅値算出部と、
     前記予測速度入力部が入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出部が各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とに基づき、SAR搭載機の速度vと距離Rと合成開口時間τと目標物のレンジ方向の予測速度v’とを用いて表された振幅値V vrgの関数を用いて、目標物のレンジ方向速度を特定する速度特定部と
    を備えることを特徴とする目標物速度特定装置。
  12.  前記速度特定部は、数4に示す振幅値V vrgの関数を用いて目標物のレンジ方向速度を特定する
    ことを特徴とする請求項11に記載の目標物速度特定装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
  13.  前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度vr1’と速い速度vr2’とを入力し、
     前記速度特定部は、前記予測速度入力部が入力したレンジ方向の予測速度vr1’及びvr2’と、レンジ方向の予測速度vr1’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Pと、レンジ方向の予測速度vr2’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Pとを数5に代入することにより、目標物のレンジ方向の速度vを特定することを特徴とする請求項11又は12に記載の目標物速度特定装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
  14.  前記予測速度入力部は、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも2つずつ入力し、
     前記速度特定部は、目標物のレンジ方向の速度vより遅い少なくとも2つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも2つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数V vrg=a+a(ここで、a,aは定数)を算出し、目標物のレンジ方向の速度vより速い少なくとも2つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも2つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数V vrg=b+b(ここで、b,bは定数)を算出し、一次関数V vrg=a+aと一次関数V vrg=b+bとからレンジ方向の速度vを特定する
    ことを特徴とする請求項11又は12に記載の目標物速度特定装置。
  15.  SAR(Synthetic Aperture Radar)により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定装置であり、
     SARが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力部と、
     レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも1つずつ含む少なくとも3つの予測速度を入力する予測速度入力部と、
     前記予測速度入力部が入力した複数のレンジ方向の予測速度と、目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記SAR搭載機の速度vと目標物の速度とに基づき表される前記SARと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を処理装置により生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成部と、
     前記参照関数生成部が生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力部が入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理部と、
     前記アジマス圧縮処理部が生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を処理装置により算出する振幅値算出部と、
     前記予測速度入力部が入力した前記少なくとも3つのレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出部が各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とから所定の方法により2次関数V vrg=c +c+c(ここで、c,c,cは定数)を算出して、その2次曲線の底におけるレンジ方向の速度を、レンジ方向の速度vとして処理装置により特定する速度特定部と
    を備えることを特徴とする目標物速度特定装置。
  16.  SAR(Synthetic Aperture Radar)により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定プログラムであり、
     SARを搭載したSAR搭載機の速度v、合成開口中心でのSARと目標物との距離R、SARから放射される電波の波長λ、合成開口時間τという観測条件でSARが観測した目標物のデータを入力するデータ入力処理と、
     SAR搭載機の速度vと距離Rと電波の波長λと合成開口時間τと目標物のアジマス方向の予測速度v’とを用いて表された振幅値V vazの関数に、前記データ入力処理で入力したデータの観測条件であるSAR搭載機の速度vと距離Rと電波の波長λと合成開口時間τとを入力し、予測速度v’に対応する振幅値V vazを計算して、前記振幅値V vazが所定の値以上になるアジマス方向の予測速度v’の範囲を特定し、特定した範囲の速度幅以下の速度幅を刻み幅Δva1とする刻み幅特定処理と、
     前記刻み幅特定処理で特定した刻み幅Δva1を用いて、目標物のアジマス方向の速度を特定する特定処理実行処理と
    をコンピュータに実行させることを特徴とする目標物速度特定プログラム。
  17.  前記刻み幅特定処理では、数6に示す振幅値V vazの関数に、前記データ入力処理で入力したデータの観測条件であるSAR搭載機の速度vと距離Rと電波の波長λと合成開口時間τとを入力するとともに、目標物の速度vとしてある値を入力し、予測速度v’に対応する振幅値V vazを計算する
    ことを特徴とする請求項16に記載の目標物速度特定プログラム。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
  18.  前記刻み幅特定処理では、数6に示す関数に基づき、アジマス方向の予測速度毎に振幅値V vazの値をプロットして得られるグラフにおいて、頂における振幅値V vazが2番目に大きくなる山の前記頂における振幅値V vazよりも大きい値を前記所定の値とする
    ことを特徴とする請求項17に記載の目標物速度特定プログラム。
  19.  前記データ入力処理では、目標物のデータとして、レンジ圧縮されたレンジ圧縮後データを入力し、
     前記特定処理実行処理では、
     目標物について、レンジ方向の予測速度を入力するとともに、前記刻み幅特定処理で特定した刻み幅Δva1毎にアジマス方向の予測速度を入力する予測速度入力処理と、
     前記予測速度入力処理で入力したレンジ方向の予測速度及び複数のアジマス方向の予測速度に基づき、前記アジマス方向の予測速度毎に、前記SARと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成処理と、
     前記参照関数生成処理で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力処理で入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮処理と、
     前記アジマス圧縮処理で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出する振幅値算出処理と、
     前記振幅値算出処理で算出した前記目標物の画像の振幅値が最大のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を、前記参照関数生成処理で生成したときに使用したアジマス方向の予測速度の前後Δva1/2の範囲内に目標物のアジマス方向の速度が入ると特定する速度特定処理と
    をコンピュータに実行させることを特徴とする請求項16から18までのいずれかに記載の目標物速度特定プログラム。
  20.  前記予測速度入力処理では、前記速度特定処理で特定した速度の前後、前記刻み幅Δva1/2の速度範囲について、前記刻み幅Δva1よりも狭い刻み幅Δva2毎にアジマ
    ス方向の予測速度を新たに入力し、
     前記参照関数生成処理では、前記レンジ方向の予測速度と、前記予測速度入力処理で新たに入力した複数のアジマス方向の予測速度に基づき、前記アジマス方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
     前記アジマス圧縮処理では、前記参照関数生成処理で新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
     前記振幅値算出処理では、前記アジマス圧縮処理で新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を新たに算出し、
     前記速度特定処理では、前記振幅値算出処理で新たに算出した前記目標物の画像の振幅値が最大のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を参照関数を、前記参照関数生成処理で生成したときに使用したアジマス方向の予測速度を目標物のアジマス方向の速度として特定する
    ことを特徴とする請求項19に記載の目標物速度特定プログラム。
  21.  前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも1つずつ新たに入力し、
     前記参照関数生成処理では、前記予測速度入力処理で新たに入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記速度特定処理で特定した目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
     前記アジマス圧縮処理では、前記参照関数生成処理で新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
     前記振幅値算出処理では、前記アジマス圧縮処理で新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出し、
     前記速度特定処理では、前記予測速度入力処理で入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出処理で各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とに基づき、SAR搭載機の速度vと距離Rと合成開口時間τと目標物のレンジ方向の予測速度v’とを用いて表された振幅値V vrgの関数を用いて、目標物のレンジ方向速度を特定する
    ことを特徴とする請求項20に記載の目標物速度特定プログラム。
  22.  前記速度特定処理では、数7に示す振幅値V vrgの関数を用いて目標物のレンジ方向速度を特定する
    ことを特徴とする請求項21に記載の目標物速度特定プログラム。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
  23.  前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度
    より遅い速度vr1’と速い速度vr2’とを入力し、
     前記速度特定処理では、前記予測速度入力処理で入力したレンジ方向の予測速度vr1’及びvr2’と、レンジ方向の予測速度vr1’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Pと、レンジ方向の予測速度vr2’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Pとを数8に代入することにより、目標物のレンジ方向の速度vを特定する
    ことを特徴とする請求項21又は22に記載の目標物速度特定プログラム。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
  24.  前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも2つずつ入力し、
     前記速度特定処理では、目標物のレンジ方向の速度vより遅い少なくとも2つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも2つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数V vrg=a+a(ここで、a,aは定数)を算出し、目標物のレンジ方向の速度vより速い少なくとも2つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも2つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数V vrg=b+b(ここで、b,bは定数)を算出し、一次関数V vrg=a+aと一次関数V vrg=b+bとからレンジ方向の速度vを特定する
    ことを特徴とする請求項21又は22に記載の目標物速度特定プログラム。
  25.  前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも1つずつ含む少なくとも3つのレンジ方向の予測速度を新たに入力し、
     前記参照関数生成処理では、前記予測速度入力処理で新たに入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記速度特定処理で特定した目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を新たに生成し、
     前記アジマス圧縮処理では、前記参照関数生成処理で新たに生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを新たに生成し、
     前記振幅値算出処理では、前記アジマス圧縮処理で新たに生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出し、
     前記速度特定処理では、前記少なくとも3つのレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出処理で各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とから所定の方法により2次関数V vrg=c +c+c(ここで、c,c,cは定数)を算出して、その2次曲線の底におけるレンジ方向の速度を、レンジ方向の速度vとして特定する
    ことを特徴とする請求項20に記載の目標物速度特定プログラム。
  26.  SAR(Synthetic Aperture Radar)により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定プログラムであり、
     SARを搭載したSAR搭載機の速度v、合成開口中心でのSARと目標物との距離R、合成開口時間τでSARが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力処理と、
     レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも1つずつ入力する予測速度入力処理と、
     前記予測速度入力処理で入力した複数のレンジ方向の予測速度と、目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記SAR搭載機の速度vと目標物の速度とに基づき表される前記SARと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成処理と、
     前記参照関数生成処理で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力処理で入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮処理と、
     前記アジマス圧縮処理で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出する振幅値算出処理と、
     前記予測速度入力処理で入力した複数のレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出処理で各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とに基づき、SAR搭載機の速度vと距離Rと合成開口時間τと目標物のレンジ方向の予測速度v’とを用いて表された振幅値V vrgの関数を用いて、目標物のレンジ方向速度を特定する速度特定処理と
    をコンピュータに実行させることを特徴とする目標物速度特定プログラム。
  27.  前記速度特定処理では、数9に示す振幅値V vrgの関数を用いて目標物のレンジ方向速度を特定する
    ことを特徴とする請求項26に記載の目標物速度特定プログラム。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
  28.  前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度vr1’と速い速度vr2’とを入力し、
     前記速度特定処理では、前記予測速度入力処理で入力したレンジ方向の予測速度vr1’及びvr2’と、レンジ方向の予測速度vr1’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Pと、レンジ方向の予測速度vr2’に基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値Pとを数10に代入することにより、目標物のレンジ方向の速度vを特定することを特徴とする請求項26又は27に記載の目標物速度特定プログラム。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
  29.  前記予測速度入力処理では、レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも2つずつ入力し、
     前記速度特定処理では、目標物のレンジ方向の速度vより遅い少なくとも2つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも2つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数V vrg=a+a(ここで、a,aは定数)を算出し、目標物のレンジ方向の速度vより速い少なくとも2つのレンジ方向の予測速度と、その少なくとも2つのレンジ方向の予測速度それぞれに基づき生成された参照関数により生成されたアジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値とから最小二乗法により一次関数V vrg=b+b(ここで、b,bは定数)を算出し、一次関数V vrg=a+aと一次関数V vrg=b+bとからレンジ方向の速度vを特定する
    ことを特徴とする請求項26又は27に記載の目標物速度特定プログラム。
  30.  SAR(Synthetic Aperture Radar)により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定プログラムであり、
     SARが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力処理と、
     レンジ方向の予測速度として、目標物のレンジ方向の速度vより遅い速度と速い速度とをそれぞれ少なくとも1つずつ含む少なくとも3つの予測速度を入力する予測速度入力処理と、
     前記予測速度入力処理で入力した複数のレンジ方向の予測速度と、目標物のアジマス方向の速度とに基づき、前記レンジ方向の予測速度毎に、前記SAR搭載機の速度vと目標物の速度とに基づき表される前記SARと前記目標物との相対距離から得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成処理と、
     前記参照関数生成処理で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記データ入力処理で入力したレンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮処理と、
     前記アジマス圧縮処理で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データにおける目標物の画像の振幅値を算出する振幅値算出処理と、
     前記予測速度入力処理で入力した前記少なくとも3つのレンジ方向の予測速度と、前記振幅値算出処理で各アジマス圧縮後データから算出した振幅値とから所定の方法により2次関数V vrg=c +c+c(ここで、c,c,cは定数)を算出して、その2次曲線の底におけるレンジ方向の速度を、レンジ方向の速度vとして特定する速度特定処理と
    をコンピュータに実行させることを特徴とする目標物速度特定プログラム。
  31.  SAR(Synthetic Aperture Radar)により観測された目標
    物の速度を特定する目標物速度特定方法であり、
     SARを搭載したSAR搭載機の速度v、合成開口中心でのSARと目標物との距離R、SARから放射される電波の波長λ、合成開口時間τという観測条件でSARが観測した目標物のデータを入力するデータ入力工程と、
     SAR搭載機の速度vと距離Rと電波の波長λと合成開口時間τと目標物のアジマス方向の予測速度v’とを用いて表された振幅値V vazの関数に、前記データ入力工程で入力したデータの観測条件であるSAR搭載機の速度vと距離Rと電波の波長λと合成開口時間τとを入力し、予測速度v’に対応する振幅値V vazを計算して、前記振幅値V vazが所定の値以上になるアジマス方向の予測速度v’の範囲を処理装置により特定し、特定した範囲の速度幅以下の速度幅を刻み幅Δva1とする刻み幅特定工程と、
     前記刻み幅特定工程で特定した刻み幅Δva1を用いて、目標物のアジマス方向の速度を処理装置により特定する特定処理実行工程と
    を備えることを特徴とする目標物速度特定方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013200207A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Mitsubishi Space Software Kk 運動推定装置及び信号処理装置及びコンピュータプログラム及び運動推定方法
JP2013205030A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Mitsubishi Space Software Kk 速度推定装置及び信号処理装置及びコンピュータプログラム及び速度推定方法
CN108333582A (zh) * 2018-02-07 2018-07-27 北京航空航天大学 一种基于聚束模式sar的动目标速度计算方法
CN109471102A (zh) * 2018-10-23 2019-03-15 湖北航天技术研究院总体设计所 一种惯组误差修正方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5788044B2 (ja) * 2014-03-26 2015-09-30 三菱スペース・ソフトウエア株式会社 目標物速度特定装置及び目標物速度特定プログラム
CN108051812B (zh) * 2018-01-22 2021-06-22 南京航空航天大学 基于二维速度搜索的星载sar运动目标检测方法
CN110826423B (zh) * 2019-10-18 2022-10-04 中北大学 一种群目标中感兴趣目标探测方法、装置及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61201180A (ja) * 1985-03-05 1986-09-05 Nec Corp 合成開口レ−ダ画像処理装置
JP2007114093A (ja) * 2005-10-21 2007-05-10 Mitsubishi Space Software Kk 画像鮮明化装置、画像鮮明化方法、画像鮮明化プログラム、速度測定装置、速度測定方法、速度測定プログラム、画像鮮明度判定装置、画像鮮明度判定方法および画像鮮明度判定プログラム
JP2007292532A (ja) * 2006-04-24 2007-11-08 Mitsubishi Space Software Kk 目標物速度測定装置、目標物速度測定プログラム及び目標物速度測定方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61201180A (ja) * 1985-03-05 1986-09-05 Nec Corp 合成開口レ−ダ画像処理装置
JP2007114093A (ja) * 2005-10-21 2007-05-10 Mitsubishi Space Software Kk 画像鮮明化装置、画像鮮明化方法、画像鮮明化プログラム、速度測定装置、速度測定方法、速度測定プログラム、画像鮮明度判定装置、画像鮮明度判定方法および画像鮮明度判定プログラム
JP2007292532A (ja) * 2006-04-24 2007-11-08 Mitsubishi Space Software Kk 目標物速度測定装置、目標物速度測定プログラム及び目標物速度測定方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013200207A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Mitsubishi Space Software Kk 運動推定装置及び信号処理装置及びコンピュータプログラム及び運動推定方法
JP2013205030A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Mitsubishi Space Software Kk 速度推定装置及び信号処理装置及びコンピュータプログラム及び速度推定方法
CN108333582A (zh) * 2018-02-07 2018-07-27 北京航空航天大学 一种基于聚束模式sar的动目标速度计算方法
CN108333582B (zh) * 2018-02-07 2022-03-25 北京航空航天大学 一种基于聚束模式sar的动目标速度计算方法
CN109471102A (zh) * 2018-10-23 2019-03-15 湖北航天技术研究院总体设计所 一种惯组误差修正方法
CN109471102B (zh) * 2018-10-23 2021-05-04 湖北航天技术研究院总体设计所 一种惯组误差修正方法

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