(57)【要約】【課題】観測領域（観測対象）の経時的な変位量を垂直方向および水平方向に変位分離するのを可能にする。【解決手段】３次元インフラモニタリング方法は、移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから観測領域へ向けて複数の送信波を送信し、複数の送信波が観測領域により後方方向および第１乃至第Ｍの前方方向へそれぞれ後方散乱および前方されてなる複数の後方散乱波複数の第１乃至第Ｍの前方散乱波を、ＳＡＲアンテナおよび地上に設置された第１乃至第Ｍの受信装置で後方散乱受信波データ群および第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群として受信し、後方散乱受信波データ群および第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析することにより、観測領域の後方方向の変位データおよび第１乃至第Ｍの前方方向の変位データを計算し、後方方向の変位データおよび第１乃至第Ｍの前方方向の変位データをベクトル分解することにより、観測領域の３次元変位データを算定する。【選択図】図３
2020176852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）で、それぞれ複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））を送信する工程と、
前記複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が前記観測領域により後方方向へそれぞれ後方散乱されてなる複数の後方散乱波を、前記ＳＡＲアンテナで複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））として受信する工程と、
前記複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が前記観測領域により異なる第１乃至第Ｍ（Ｍは２以上の整数）の前方方向へそれぞれ前方散乱されてなる複数の第１乃至第Ｍの前方散乱波を、地上に設置された第１乃至第Ｍの受信装置でそれぞれ複数の第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ要素から成る第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））、・・・、（ＲＭ（１）、・・・、ＲＭ（ｎ））として受信する工程と、
前記後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））を干渉ＳＡＲ解析することにより、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）を計算する工程と、
前記第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））、・・・、（ＲＭ（１）、・・・、ＲＭ（ｎ））をそれぞれ前記干渉ＳＡＲ解析することにより、前記観測領域の前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・、ΔＲＭ）を計算する工程と、
前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・ΔＲＭ）をベクトル分解することにより、前記観測領域の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定する工程と、
を含む３次元インフラモニタリング方法。
【請求項２】
移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）で、それぞれ複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））を送信する工程と、
前記複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が前記観測領域により後方方向へそれぞれ後方散乱されてなる複数の後方散乱波を、前記ＳＡＲアンテナで複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））として受信する工程と、
前記複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が前記観測領域により前方方向へそれぞれ前方散乱されてなる複数の前方散乱波を、地上に設置された受信装置で複数の前方散乱受信波データ要素から成る前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））として受信する工程と、
前記後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））を干渉ＳＡＲ解析することにより、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）を計算する工程と、
前記前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））を前記干渉ＳＡＲ解析することにより、前記観測領域の前記前方方向の変位データ（ΔＲ１）を計算する工程と、
前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記前方方向の変位データ（ΔＲ１）をベクトル分解することにより、前記観測領域の３次元変位（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定する工程と、
を含む３次元インフラモニタリング方法。
【請求項３】
前記受信装置が、前記移動体の軌道面に対して前記ＳＡＲアンテナのドップラセンター地点を含む垂直な平面外に設置されている、請求項２に記載の３次元インフラモニタリング方法。
【請求項４】
移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）でそれぞれ送信された複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が、前記観測領域により後方方向および異なる第１乃至第Ｍ（Ｍは２以上の整数）の前方方向へそれぞれ後方散乱および前方散乱されてなる複数の後方散乱波および複数の第１乃至第Ｍの前方散乱波を、それぞれ前記ＳＡＲアンテナおよび地上に設置された第１乃至第Ｍの受信装置で受信して得られる、複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））およびそれぞれ複数の第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ要素から成る第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群  （Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））、・・・、（ＲＭ（１）、・・・、ＲＭ（ｎ））を保持する記憶部と、
前記後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））および前記第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））、・・・、（ＲＭ（１）、・・・、ＲＭ（ｎ））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析して、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・、ΔＲＭ）を計算する干渉ＳＡＲ解析部と、
前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・ΔＲＭ）をベクトル分解して、前記観測領域の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定するベクトル分解部と、
を含む３次元インフラモニタリングシステム。
【請求項５】
移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）でそれぞれ送信された複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が、前記観測領域により後方方向および前方方向へそれぞれ後方散乱および前方散乱されてなる複数の後方散乱波および複数の前方散乱波を、それぞれ前記ＳＡＲアンテナおよび地上に設置された受信装置で受信して得られる、複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））および複数の前方散乱受信波データ要素から成る前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））を保持する記憶部と、
前記後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））および前記前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析して、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記前方方向の変位データ（ΔＲ１）を計算する干渉ＳＡＲ解析部と、
前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記前方方向の変位データ（ΔＲ１）をベクトル分解して、前記観測領域の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定するベクトル分解部と、
を含む３次元インフラモニタリングシステム。
【請求項６】
前記受信装置が、前記移動体の軌道面に対して前記ＳＡＲアンテナのドップラセンター地点を含む垂直な平面外に設置されている、請求項５に記載の３次元インフラモニタリングシステム。
【請求項７】
コンピュータを、
移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）でそれぞれ送信された複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が、前記観測領域により後方方向および異なる第１乃至第Ｍ（Ｍは２以上の整数）の前方方向へそれぞれ後方散乱および前方散乱されてなる複数の後方散乱波および複数の第１乃至第Ｍの前方散乱波を、前記ＳＡＲアンテナおよび地上に設置された第１乃至第Ｍの受信装置で受信して得られる、複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））およびそれぞれ複数の第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ要素から成る第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））、・・・、（ＲＭ（１）、・・・、ＲＭ（ｎ））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析して、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・、ΔＲＭ）を計算する干渉ＳＡＲ解析手段と、
前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・ΔＲＭ）をベクトル分解して、前記観測領域の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定するベクトル分解手段と、
して機能させるための３次元インフラモニタリングプログラム。
【請求項８】
コンピュータを、
移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）でそれぞれ送信された複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が、前記観測領域により後方方向および前方方向へそれぞれ後方散乱および前方散乱されてなる複数の後方散乱波および複数の前方散乱波を、前記ＳＡＲアンテナおよび地上に設置された受信装置で受信して得られる、複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））および複数の前方散乱受信波データ要素から成る前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析して、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記前方方向の変位データ（ΔＲ１）を計算する干渉ＳＡＲ解析手段と、
前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記前方方向の変位データ（ΔＲ１）をベクトル分解して、前記観測領域の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定するベクトル分解手段と、
して機能させるための３次元インフラモニタリングプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元インフラモニタリングシステム方法、システム、およびプログラムに関し、特に、人工衛星や航空機等の移動体に搭載された合成開口レーダ（Synthetic Aperture Radar:以下「ＳＡＲ」とも略称する）を用いて、地表等を観測して、その３次元の地表変動を推定する３次元インフラモニタリング方法、システム、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、衛星画像を用いて地上を画像解析する様々な情報処理システムが開発されている。この中には、人工衛星に搭載された合成開口レーダ（ＳＡＲ）で取得された画像データを用いて地上を解析するもの（以下、「ＳＡＲ画像解析」と略称する）が知られている。なお、合成開口レーダ（ＳＡＲ）とは、移動体（人工衛星など）に搭載したレーダを移動させながら電磁波（マイクロ波など）を照射して対象物（地表など）を測定することにより、高い分解能を得ることができるレーダである。
【０００３】
例えば、特許文献１は、地上の対象物の測定や判定を効率的かつ高精度に行うことができる、「変状度判定方法及び変状度判定システム」を開示している。特許文献１に開示された変状度判定方法は、合成開口レーダを用いて測定される地表面上の対象物の変位量を取得する。変位量は、合成開口レーダ（ＳＡＲ）から対象物へと送出された電磁波が対象物によって反射されてなる反射波により測定される、異なる２時点間での差分を用いて決定することができる。
【０００４】
詳述すると、人工衛星はＳＡＲアンテナを備える。人工衛星は軌道方向に軌道運動しつつ、ＳＡＲアンテナから地表面上の対象物へ斜め方向にマイクロ波を照射する。マイクロ波が対象物により反射されてなる反射波（反射信号）をＳＡＲアンテナで受信することにより、合成開口レーダは対象物と人工衛星との間の直距離の測定を行う。具体的に述べると、合成開口レーダは受信された反射波の強度から対象物を検知し、受信された反射波の位相を測定する。対象物の変位量は、対象物に対して同じ人工衛星から位相観測を２回以上行って得られる、２つの直距離測定値の差から決定される。
【０００５】
この場合、時系列干渉解析を用いることにより変位量の誤差を推定及び／又は除去することも可能である。特許文献１は、時系列干渉解析手法の１つとして、ＰＳ干渉ＳＡＲ（Persistent (Permanent) Scatterer Interferometric SAR）解析と呼ばれる手法を挙げている。
【０００６】
ＰＳ干渉ＳＡＲ解析とは、ＰＳと呼ばれるノイズ量の少ないピクセルの位相の時間変化を用いて、地表変動を推定する手法である。ＰＳ干渉ＳＡＲ解析では、ＰＳと認定されたピクセルにおいて、今まで使われてきた通常の差分干渉ＳＡＲ解析では取り除くことのできなかった誤差要因を除去することで、より高精度の地表変動推定を行うことができる。
【０００７】
特許文献２は、地表等を観測して、その３次元地形を測定する「合成開口レーダ装置」を開示している。特許文献２に開示された合成開口レーダ装置では、衛星が再び回帰してくるのを待つことなく、一度の観測で３次元地形を得ることができる。特許文献２に開示された合成開口レーダ装置は、送信局と受信局とを、地上、航空機あるいは衛星などの移動プラットフォームに分離して設けて構成するマルチスタティック方式の合成開口レーダ装置である。特許文献２では、その実施の形態２として、地上に設置された送信局と、それぞれ異なる移動プラットフォームに設置された複数の受信局とを備えた例を開示している。この実施の形態２では、少なくとも２つの受信局で得られた２枚の合成開口レーダ画像の位相差から干渉処理部で地形の高さを求めるインターフェロメトリ処理により、１回の観測で３次元地形地図を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１７−２１５２４８号公報
【特許文献２】特開平１１−１２５６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＳＡＲ画像解析は、上記特許文献１に記載されているように、道路、鉄道、ダム、各種施設等を含むインフラストラクチャ（以後、「インフラ」と略する）の監視に使用され始めている。例えば、上記ＰＳ干渉ＳＡＲ解析は、衛星搭載の合成開口レーダ（ＳＡＲ）からの複数枚の画像データを解析することで、広域の地表の変位速度を計測対象点毎にｍｍ／年の精度で求めることができる。このため、合成開口レーダ（ＳＡＲ）を用いて取得した複数数の画像データを用いて時系列解析する（干渉ＳＡＲ処理を行う）ことにより、例えば特定の人工構造物の経年変位を計測対象点ごとにミリ単位で検出することが可能になりつつある。
【００１０】
しかしながら、ＰＳ干渉ＳＡＲ解析手法は、衛星と測定対象点との間の距離変位を解析している関係上、一方向観測データからは衛星視線方向の距離変位（地表変動量）のみが得られるだけである。その為、ＰＳ干渉ＳＡＲ解析手法では、例えば、地表変位量を垂直方向と水平方向とに変位分離することができない。
【００１１】
一方、特許文献２は、マルチスタティック観測により、ある特定の時刻での観測対象の３次元地形図を作成しているにすぎない。すなわち、特許文献２では、経時的な変位量を取得してはいない。したがって、特許文献２でも、その経時的な変位量を垂直成分と水平成分とに変位分離することについて、何ら開示も示唆もしていない。さらに、特許文献２の実施の形態２では、単に、送信局が地上に固定されており、複数の受信局が航空機などの異なる移動プラットフォームにそれぞれ搭載されている例を開示しているだけである。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、観測領域（観測対象）の経時的な変位量を垂直方向および水平方向に変位分離することが可能な、３次元インフラモニタリング方法、システム、およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の１つの態様として、３次元インフラモニタリング方法は、移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）で、それぞれ複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））を送信する工程と、前記複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が前記観測領域により後方方向へそれぞれ後方散乱されてなる複数の後方散乱波を、前記ＳＡＲアンテナで複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））として受信する工程と、前記複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が前記観測領域により異なる第１乃至第Ｍ（Ｍは２以上の整数）の前方方向へそれぞれ前方散乱されてなる複数の第１乃至第Ｍの前方散乱波を、地上に設置された第１乃至第Ｍの受信装置でそれぞれ複数の第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ要素から成る第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））、・・・、（ＲＭ（１）、・・・、ＲＭ（ｎ））として受信する工程と、前記後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））を干渉ＳＡＲ解析することにより、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）を計算する工程と、前記第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））、・・・、（ＲＭ（１）、・・・、ＲＭ（ｎ））をそれぞれ前記干渉ＳＡＲ解析することにより、前記観測領域の前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・、ΔＲＭ）を計算する工程と、前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・ΔＲＭ）をベクトル分解することにより、前記観測領域の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定する工程と、を含む。
【００１４】
本発明の他の態様として、３次元インフラモニタリングシステムは、移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）でそれぞれ送信された複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が、前記観測領域により後方方向および異なる第１乃至第Ｍ（Ｍは２以上の整数）の前方方向へそれぞれ後方散乱および前方散乱されてなる複数の後方散乱波および複数の第１乃至第Ｍの前方散乱波を、それぞれ前記ＳＡＲアンテナおよび地上に設置された第１乃至第Ｍの受信装置で受信して得られる、複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））およびそれぞれ複数の第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ要素から成る第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群  （Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））、・・・、（ＲＭ（１）、・・・、ＲＭ（ｎ））を保持する記憶部と；前記後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））および前記第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））、・・・、（ＲＭ（１）、・・・、ＲＭ（ｎ））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析して、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・、ΔＲＭ）を計算する干渉ＳＡＲ解析部と；前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・ΔＲＭ）をベクトル分解して、前記観測領域の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定するベクトル分解部と；を含む。
【００１５】
本発明の他の態様として、３次元インフラモニタリングプログラムは、コンピュータを、移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）でそれぞれ送信された複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が、前記観測領域により後方方向および異なる第１乃至第Ｍ（Ｍは２以上の整数）の前方方向へそれぞれ後方散乱および前方散乱されてなる複数の後方散乱波および複数の第１乃至第Ｍの前方散乱波を、前記ＳＡＲアンテナおよび地上に設置された第１乃至第Ｍの受信装置で受信して得られる、複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））およびそれぞれ複数の第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ要素から成る第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））、・・・、（ＲＭ（１）、・・・、ＲＭ（ｎ））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析して、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・、ΔＲＭ）を計算する干渉ＳＡＲ解析手段と；前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・ΔＲＭ）をベクトル分解して、前記観測領域の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定するベクトル分解手段と；して機能させる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、観測領域（観測対象）の経時的な変位量を垂直方向および水平方向に変位分離することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る３次元インフラモニタリングの原理を示す概念図である。
【図２】人工衛星の通信アンテナから送信された測定データを受信する地上局と、この地上局および第１乃至第Ｍの受信専用装置に接続された３次元インフラモニタリングシステムとを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る３次元インフラモニタリング方法を説明するためのフローチャート例である。
【図４】図３のステップＳ１０１〜Ｓ１０３の動作を更に詳細に説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る３次元インフラモニタリングの原理を示す概念図である。
【図６】人工衛星の通信アンテナから送信された測定データを受信する地上局と、この地上局および受信専用装置に接続された３次元インフラモニタリングシステムとを示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る３次元インフラモニタリング方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７のステップＳ１０１〜Ｓ１０３Ａの動作を更に詳細に説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施例に係る３次元インフラモニタリングシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第２の実施例に係る３次元インフラモニタリングシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３の実施例に係る３次元インフラモニタリングシステムが適用される概略構成を示す図である。
【図１２】図１１に示す３次元インフラモニタリングシステムで実施される３次元インフラモニタリング方法を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本発明の第３の実施例に係る３次元インフラモニタリングシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第４の実施例に係る３次元インフラモニタリングシステムが適用される概略構成を示す図である。
【図１５】図１４に示す３次元インフラモニタリングシステムで実施される３次元インフラモニタリング方法を説明するためのフローチャートである。
【図１６】本発明の第４の実施例に係る３次元インフラモニタリングシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［関連技術］
本発明の理解を容易にするために、本発明の関連技術について説明する。
【００１９】
前述したように、マイクロ波を用いた地表面を観測するする手法として、ＰＳ干渉ＳＡＲ解析手法が知られている。ＰＳ干渉ＳＡＲ解析手法では、衛星に搭載された合成開口レーダ（ＳＡＲ）の複数枚の画像（観測データ）を用いて干渉ＳＡＲ処理を行い、特定の人工構造物の経年変位（変位速度）を計測対象点ごとにｍｍ／年の精度で求めることができる。
【００２０】
このＰＳ干渉ＳＡＲ解析手法は、衛星と測定対象点との距離変位を解析している関係上、一方向観測データからは衛星視線方向の距離変位のみが得られる。換言すれば、距離変位を垂直方向および水平方向に変位分離することができない。
【００２１】
そこで、アセンディング（上昇軌道）観測とディセンディング（下降軌道）観測との２方向からの観測データを干渉ＳＡＲ処理し変位計測することにより、距離変位を垂直方向および水平方向に変位分離する方法が知られている。ここで、アセンディング（上昇軌道）とは、衛星が南から北へ向かう軌道を指し、ディセンディング（下降軌道）とは、衛星が北から南へ向かう軌道を指す。
【００２２】
しかしながら、この方法では、観測機会を２倍取る必要があるため、観測期間および費用も２倍かかってしまう。この観測期間・費用等が２倍以上必要となる点が、カスタマの負担・手間となっていた。
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る３次元インフラモニタリングの原理を示す概念図である。本例では、移動体は人工衛星１であるとする。しかしながら、移動体は航空機であってもよい。人工衛星１は、衛星本体１ａと、太陽電池バドル１ｂと、ＳＡＲアンテナ１ｃと、通信アンテナ１ｄとを備える。
【００２５】
人工衛星１は、所定の軌道方向に軌道運動しつつ、ＳＡＲアンテナ１ｃから同一条件で地表面２上の観測領域３へ向けて斜め方向に異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）で、それぞれ複数の送信波Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ）を送信（照射）する。ここで、「同一条件」とは、緯度、経度、および高度や送信波の照射角度等が同じことを指す。本例では、送信波はマイクロ波から成る。尚、時刻ｔ＝１は基準時刻を表し、後述するように、基準時刻ｔ＝１で計測して得られる値と最終時刻ｔ＝ｎで計測して得られる値との変位データを求める。
【００２６】
地上には、合成開口レーダよる観測時に異なる前方散乱を受信可能な位置に、第１乃至第Ｍ（Ｍは２以上の整数）の受信専用装置４−１、・・・、４−Ｍが設置されている。尚、第１乃至第Ｍの受信専用装置４−１〜４−Ｍは、仮設されてもよい。なお、本例では、第１乃至第Ｍの受信専用装置４−１〜４−Ｍは、それぞれ、ＧＰＳ（global positioning system）測位情報や人工衛星１からの直接観測によって、それらの設置位置（個々の絶対位置とそれぞれの相対位置）が正確に把握されているとする。
【００２７】
ＳＡＲアンテナ１ｃは、複数の送信波Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）が観測領域３により後方方向へそれぞれ後方散乱されてなる複数の後方散乱波を、複数の後方散乱受信波データ要素Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ）から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））として受信する。
【００２８】
第１の受信専用装置４−１は、複数の送信波Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）が観測領域３により第１の前方方向へ前方散乱されてなる複数の第１の前方散乱波を、複数の第１の前方散乱受信データ要素Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ）から成る第１の前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））として受信する。
【００２９】
同様に、第Ｍの受信専用装置４−Ｍは、複数の送信波Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）が観測領域３により第Ｍの前方方向へ前方散乱されてなる複数の第Ｍの前方散乱波を、複数の第Ｍの前方散乱受信データ要素ＲＭ（１）、・・・、ＲＭ（ｎ）から成る第Ｍの前方散乱受信波データ群（ＲＭ（１）、・・・、ＲＭ（ｎ））として受信する。
【００３０】
一般に、第ｍ（１≦ｍ≦Ｍ）の受信専用装置４−ｍは、複数の送信波Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）が観測領域３により第ｍの前方方向へ前方散乱されてなる複数の第ｍの前方散乱波を、複数の第ｍの前方散乱受信データ要素Ｒｍ（１）、・・・、Ｒｍ（ｎ）から成る第ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒｍ（１）、・・・、Ｒｍ（ｎ））として受信する。
【００３１】
尚、本例では、第１乃至第Ｍの受信専用装置４−１〜４−Ｍには、人工衛星１の観測予定時刻が予め配信されている。したがって、第１乃至第Ｍの受信専用装置４−１〜４−Ｍは、それぞれ、ソフト同期で受信ゲートを開けた観測タイミングで、上記第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ））〜（ＲＭ（１）〜ＲＭ（ｎ））を受信することができる。
【００３２】
図１では、観測領域３にある観測対象３１が、基準時刻ｔ＝１から最終時刻ｔ＝ｎにおいて、それぞれ、観測対象３１（１）から３１（ｎ）へ変位している例を示している。観測対象３１の変位は、局所的に、直交座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の３次元変位として表すことができる。ここで、Ｘ軸方向は、例えば、緯度方向であってよく、Ｙ軸方向は、例えば、経度方向であってよく、Ｚ軸方向は、例えば、高さ方向であってよい。
【００３３】
図２は、人工衛星１の通信アンテナ１ｄから送信された測定データを受信する地上局５と、この地上局５および上記第１乃至第Ｍの受信専用装置４−１〜４−Ｍに接続された３次元インフラモニタリングシステム１００とを示す図である。
【００３４】
本例では、人工衛星１や第１乃至第Ｍの受信専用装置４−１〜４−Ｍでは、受信したデータに対して何ら処理をせず、受信したデータをそのまま他へ送信しているものとする。勿論、人工衛星１や第１乃至第Ｍの受信専用装置４−１〜４−Ｍは、後述するように、データを処理する処理回路を備えていても良い。
【００３５】
地上局５は、人工衛星１の通信アンテナ１ｄから上記後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）〜Ｒ０（ｎ））を受信し、それをそのまま３次元インフラモニタリングシステム１００へ送信する。同様に、第１乃至第Ｍの受信専用装置４−１〜４−Ｍは、それぞれ、第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ））〜（ＲＭ（１）〜ＲＭ（ｎ））を３次元インフラモニタリングシステム１００へ送信する。
【００３６】
３次元インフラモニタリングシステム１００は、後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）〜Ｒ０（ｎ））を干渉ＳＡＲ解析（より具体的には、上記「ＰＳ干渉ＳＡＲ解析」）することにより、観測領域３の後方方向の変位データΔＲ０（図１参照）を計算する。同様に、３次元インフラモニタリングシステム１００は、第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ））〜（ＲＭ（１）〜ＲＭ（ｎ））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析することより、観測領域３の第１乃至第Ｍの前方方向の変位データΔＲ１、・・・、ΔＲＭ（図１参照）を計算する。
【００３７】
最後に、３次元インフラモニタリングシステム１００は、後方方向の変位データΔＲ０および第１乃至第Ｍの前方方向の変位データΔＲ１〜ΔＲＭをベクトル分解することにより、観測領域３の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定する。
【００３８】
次に、図３を参照して、本発明の第１の実施形態に係る３次元インフラモニタリング方法について説明する。
【００３９】
まず、衛星１に搭載されたＳＡＲアンテナ１ｃから同一条件で観測領域３へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）で、それぞれ複数の送信波Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）を送信する（ステップＳ１０１）。
【００４０】
次に、複数の送信波Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）が観測領域３により後方方向へそれぞれ後方散乱されてなる複数の後方散乱波を、ＳＡＲアンテナ１ｃで複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）〜Ｒ０（ｎ））として受信する（ステップＳ１０２）。
【００４１】
引き続いて、複数の送信波Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）が観測領域３により異なる第１乃至第Ｍの前方方向へそれぞれ前方散乱されてなる複数の第１乃至第Ｍの前方散乱波を、地上に設置された第１乃至第Ｍの受信専用装置４−１〜４−Ｍでそれぞれ複数の第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ要素から成る第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ））〜（ＲＭ（１）〜ＲＭ（ｎ））として受信する（ステップＳ１０３）。
【００４２】
次に、３次元インフラモニタリングシステム１００は、後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）〜Ｒ０（ｎ））を干渉ＳＡＲ解析することにより、観測領域３の後方方向（すなわち、「衛星視線方向」）の変位データΔＲ０を計算する（ステップＳ１０４）。このように、後方散乱からの変位計算では、後方散乱どうしの時系列変位解析を行う。
【００４３】
引き続いて、３次元インフラモニタリングシステム１００は、第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ））〜（ＲＭ（１）〜ＲＭ（ｎ））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析することにより、観測領域３の第１乃至第Ｍの前方方向の変位データΔＲ１〜ΔＲＭを計算する（ステップＳ１０５）。このように、前方散乱からの変位計算でも、前方散乱どうしの時系列変位解析を行う。
【００４４】
最後に、３次元インフラモニタリングシステム１００は、後方方向の変位データΔＲ０および第１乃至第Ｍの前方方向の変位データΔＲ１〜ΔＲＭをベクトル分解することにより、観測領域３の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定する（ステップＳ１０６）。すなわち、上述した時系列変位解析を行った後に、ベクトル分解／３次元変位を算定している。その理由は、同種の誤差除去を目的として、後方散乱どうし、前方散乱どうしの解析を行うからである。
【００４５】
次に、図４を参照して、図３のステップＳ１０１〜Ｓ１０３の動作について更に詳細に説明する。
【００４６】
周知のように、人工衛星１は、地球上を所定の軌道方向に沿って周回する。周回する最中に、ＳＡＲアンテナ１ｃは、異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）で、同一条件で観測領域３を観測することが可能となる。
【００４７】
まず、初期条件として、時刻をｔ＝１に設定する（ステップＳ２０１）。ＳＡＲアンテナ１ｃは、観測領域３へ向けて、送信波Ｔ（１）を送信する（ステップＳ１０１）。ＳＡＲアンテナ１ｃは、後方散乱受信波データ要素Ｒ０（１）を受信する（ステップＳ１０２）。第１乃至第Ｍの受信専用装置４−１〜４−Ｍは、それぞれ、第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ要素Ｒ１（１）〜ＲＭ（１）を受信する（ステップ１０３）。時刻ｔがｔ＝ｎであるか否かを判断する（ステップＳ２０２）。この例では、ｔ＝１であるので、ｔ＝２に設定し（ステップＳ２０３）、ステップＳ１０１に戻る。
【００４８】
したがって、時刻ｔがｔ＝ｎになるまで、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３を繰り返す。
【００４９】
図４のステップＳ１０４〜Ｓ１０６は、それぞれ、図３のステップＳ１０４〜Ｓ１０６に等しいので、重複を避けるために、説明を省略する。
【００５０】
次に、本第１の実施形態の効果について説明する。
【００５１】
第１の実施形態によれば、１方向からの（送受信）観測のみで、２つ以上の受信専用装置４−１〜４−Ｍの受信データと合わせて解析することにより、観測対象３１の変位を水平方向（緯度方向Ｘおよび経度方向Ｙ）および垂直方向（高さ方向Ｚ）に分離することができる。
【００５２】
これにより、観測機会が１方向からの複数回（ｎ回）だけで済み、関連技術のように、観測期間・費用が毎回２倍以上かかっていた３次元変位計測費用・観測労力が衛星視線方向の変位計測（１方向観測）と同等レベルで、３次元計測をすることが可能となる。
【００５３】
［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２の実施形態に係る３次元インフラモニタリングの原理を示す概念図である。説明を簡略化するために、第１の実施形態と同様の機能を有するものには同一の参照符号を付し、以下では、上記第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００５４】
第２の実施形態では、地表に１台の受信専用装置４のみが設置（または、仮設）されている。受信専用装置４は、衛星１の軌道面に対してＳＡＲアンテナ１ｃのドップラセンター地点を含む垂直な平面外に設置されている。このように受信専用装置４を設置することで、人工衛星１と観測領域３とを結ぶベクトルと、観測領域３と受信専用装置４とを結ぶベクトルとが、人工衛星１と地球中心とを通る法線方向・高度方向ベクトルと互いに独立した３次元ベクトルを構成することが可能となる。
【００５５】
図６は、人工衛星１の通信アンテナ１ｄから送信された測定データを受信する地上局５と、この地上局５および上記受信専用装置４に接続された３次元インフラモニタリングシステム１００Ａとを示す図である。
【００５６】
本例でも、人工衛星１や受信専用装置４では、受信したデータに対して何ら処理をせず、受信したデータをそのまま他へ送信しているものとする。勿論、人工衛星１や受信専用装置４が、データを処理する処理回路を備えていても良い。
【００５７】
次に、図７を参照して、本発明の第２の実施形態に係る３次元インフラモニタリング方法について説明する。
【００５８】
まず、衛星１に搭載されたＳＡＲアンテナ１ｃから同一条件で観測領域３へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）で、それぞれ複数の送信波Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）を送信する（ステップＳ１０１）。
【００５９】
次に、複数の送信波Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）が観測領域３により後方方向へそれぞれ後方散乱されてなる複数の後方散乱波を、ＳＡＲアンテナ１ｃで複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）〜Ｒ０（ｎ））として受信する（ステップＳ１０２）。
【００６０】
引き続いて、複数の送信波Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）が観測領域３により前方方向へそれぞれ前方散乱されてなる複数の前方散乱波を、地上に設置された受信専用装置４で複数の前方散乱受信波データ要素から成る前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ））として受信する（ステップＳ１０３Ａ）。
【００６１】
次に、３次元インフラモニタリングシステム１００Ａは、後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）〜Ｒ０（ｎ））を干渉ＳＡＲ解析することにより、観測領域３の後方方向（すなわち、「衛星視線方向」）の変位データΔＲ０を計算する（ステップＳ１０４）。
【００６２】
引き続いて、３次元インフラモニタリングシステム１００Ａは、前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ））を干渉ＳＡＲ解析することにより、観測領域３の前方方向の変位データΔＲ１を計算する（ステップＳ１０５Ａ）。
【００６３】
最後に、３次元インフラモニタリングシステム１００Ａは、後方方向の変位データΔＲ０および前方方向の変位データΔＲ１をベクトル分解することにより、観測領域３の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定する（ステップＳ１０６）。
【００６４】
図８は、図７のステップＳ１０１〜Ｓ１０３Ａの動作を更に詳細に説明するためのフローチャートである。
【００６５】
まず、初期条件として、時刻をｔ＝１に設定する（ステップＳ２０１）。ＳＡＲアンテナ１ｃは、観測領域３へ向けて、送信波Ｔ（１）を送信する（ステップＳ１０１）。ＳＡＲアンテナ１ｃは、後方散乱受信波データ要素Ｒ０（１）を受信する（ステップＳ１０２）。受信専用装置４は、前方散乱受信波データ要素Ｒ１（１）を受信する（ステップ１０３Ａ）。時刻ｔがｔ＝ｎであるか否かを判断する（ステップＳ２０２）。この例では、ｔ＝１であるので、ｔ＝２に設定し（ステップＳ２０３）、ステップＳ１０１に戻る。
【００６６】
したがって、時刻ｔがｔ＝ｎになるまで、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３Ａを繰り返す。
【００６７】
図８のステップＳ１０４、Ｓ１０５Ａ、Ｓ１０６は、それぞれ、図７のステップＳ１０４、Ｓ１０５Ａ、Ｓ１０６に等しいので、重複を避けるために、説明を省略する。
【００６８】
次に、本第２の実施形態の効果について説明する。
【００６９】
第２の実施形態によれば、１方向からの（送受信）観測のみで、受信専用装置４の受信データと合わせて解析することにより、観測対象３１の変位を水平方向（緯度方向Ｘおよび経度方向Ｙ）および垂直方向（高さ方向Ｚ）に分離することができる。
【００７０】
これにより、観測機会が１方向からの複数回（ｎ回）だけで済み、関連技術のように、観測期間・費用が毎回２倍以上かかっていた３次元変位計測費用・観測労力が衛星視線方向の変位計測（１方向観測）と同等レベルで、３次元計測をすることが可能となる。
【実施例１】
【００７１】
図９は、本発明の第１の実施例に係る３次元インフラモニタリングシステム１００のハードウェア構成を示すブロック図である。図示の３次元インフラモニタリングシステム１００は、プログラム制御により動作するコンピュータで実現可能である。図示の３次元インフラモニタリングシステム１００は、図２に示した３次元インフラモニタリングシステム１００の具体例を示したものである。
【００７２】
図示の３次元インフラモニタリングシステム１００は、通信インターフェイス（以下、「通信Ｉ／Ｆ」と記す）１０１と、データを入力する入力装置１０２と、データを出力する出力装置１０３と、後述するプログラムやデータを記憶する記憶装置１０４と、データを処理するデータ処理装置１０５とを備えている。
【００７３】
通信Ｉ／Ｆ１０１は、専用のデータ通信回路から成る。通信Ｉ／Ｆ１０１は、通信ネットワーク（図示せず）を介してまたは無線により受信したデータを、データ処理装置１０５へ送出する機能を有する。図示の例では、通信Ｉ／Ｆ１０１は、地上局５および第１乃至第Ｍの受信専用装置４−１〜４−Ｍと有線または無線により接続されている。
【００７４】
入力装置１０２は、キーボードや、タッチパネル、マウスなどから成る。入力装置１０２は、オペレータの操作を検出して、その操作情報をデータ処理装置１０５へ送出する機能を有する。
【００７５】
出力装置１０３は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＰＤＰ（Plasma Display Panel）などの表示装置やプリンタからなる。出力装置１０３は、データ処理装置１０５からの指示に応じて、各種情報を表示したり、最終結果を印字出力する機能を有する。
【００７６】
なお、入力装置１０２と出力装置１０３との組み合わせとして、タッチパネル付き表示器を使用してもよい。
【００７７】
記憶装置１０４は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、ＲＯＭ（Read-Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリからなる。記憶装置１０４は、データ処理装置１０５における各種処理に必要な処理情報（後述する）やプログラム２０１を記憶する機能を有する。
【００７８】
データ処理装置１０５は、ＭＰＵ（Micro Processing unit）などのマイクロプロセッサやＣＰＵ（Central Processing Unit）、複数のＧＰＵ（Graphics Processing unit）から成る。データ処理装置１０５は、記憶装置１０４からプログラム２０１を読み込んで、プログラム２０１に従ってデータを処理する各種処理部を実現する機能を有する。
【００７９】
データ処理装置１０５で実現される主な処理部は、取得部３０１、干渉ＳＡＲ解析部３０２、およびベクトル分解部３０３から成る。
【００８０】
取得部３０１は、通信Ｉ／Ｆ１０１を介して、地上局５および第１乃至第Ｍの受信専用装置４−１〜４−Ｍから、それぞれ、上記後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）〜Ｒ０（ｎ））および上記第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ））〜（ＲＭ（１）〜ＲＭ（ｎ））を取得する。
【００８１】
取得部３０１は、取得した後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）〜Ｒ０（ｎ））および上記第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ））〜（ＲＭ（１）〜ＲＭ（ｎ））を、それぞれ、後方散乱受信波データ群２０２および第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群２０３−１、・・・、２０３−Ｍとして、記憶装置１０４に保存（保持）する。
【００８２】
干渉ＳＡＲ解析部３０２は、記憶装置１０４から、後方散乱受信波データ群２０２および第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群２０３−１〜２０３−Ｍを読み出す。干渉ＳＡＲ解析部３０２は、まず、後方散乱受信波データ群２０２（すなわち、（Ｒ０（１）〜Ｒ０（ｎ）））を干渉ＳＡＲ解析して、観測領域３の後方方向（すなわち、衛星視線方向）の変位データΔＲ０を計算する。干渉ＳＡＲ解析部３０２は、後方方向の変位データΔＲ０を後方方向の変位データ２０４として、記憶装置１０４に保存する。
【００８３】
同様に、干渉ＳＡＲ解析部３０２は、第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群２０３−１〜２０３−Ｍ（すなわち、（Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ））〜（ＲＭ（１）〜ＲＭ（ｎ）））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析して、観測領域３の第１乃至第Ｍの前方方向の変位データΔＲ１〜ΔＲＭを計算する。干渉ＳＡＲ解析部３０２は、第１乃至第Ｍの前方方向の変位データΔＲ１〜ΔＲＭを、それぞれ、第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ２０５−１、・・・、２０５−Ｍとして、記憶装置１０４に保存する。
【００８４】
ベクトル分解部３０３は、記憶装置１０４から、後方方向の変位データ２０４および第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ２０５−１〜２０５−Ｍを読み出す。ベクトル分解部３０３は、後方方向の変位データ２０４（すなわち、ΔＲ０）および第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ２０５−１〜２０５−Ｍ（すなわち、ΔＲ１〜ΔＲＭ）をベクトル分解して、観測領域３の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定する。ベクトル分解部３０３は、３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を３次元変位データ２０６として、記憶装置１０４に保存する。また、ベクトル分解部３０３は、３次元変位データ２０６を出力装置１０３へ送出して、表示または印字出力させる。
【００８５】
本第１の実施例によれば、１方向からの（送受信）観測のみで、観測対象３１の変位を水平方向（緯度方向Ｘおよび経度方向Ｙ）および垂直方向（高さ方向Ｚ）に分離することができる。
【実施例２】
【００８６】
図１０は、本発明の第２の実施例に係る３次元インフラモニタリングシステム１００Ａのハードウェア構成を示すブロック図である。図示の３次元インフラモニタリングシステム１００Ａは、プログラム制御により動作するコンピュータで実現可能である。図示の３次元インフラモニタリングシステム１００Ａは、図６に示した３次元インフラモニタリングシステム１００Ａの具体例を示したものである。
【００８７】
図示の３次元インフラモニタリングシステム１００Ａは、データ処理装置および記憶装置の構成および動作が後述するように相違する点を除いて、図９に示した３次元インフラモニタリングシステム１００と同様の構成を有し、動作をする。したがって、データ処理装置および記憶装置に、それぞれ、１０５Ａおよび１０４Ａの参照符号を付している。図９に示したものと同様の構成要素には同一の参照符号を付し、説明の簡略化のために、以下では相違点についてのみ説明する。
【００８８】
記憶装置１０４Ａは、データ処理装置１０５Ａにおける各種処理に必要な処理情報（後述する）やプログラム２０１Ａを記憶する機能を有する。
【００８９】
データ処理装置１０５Ａで実現される主な処理部は、取得部３０１Ａ、干渉ＳＡＲ解析部３０２Ａ、およびベクトル分解部３０３Ａから成る。
【００９０】
取得部３０１Ａは、通信Ｉ／Ｆ１０１を介して、地上局５および受信専用装置４から、それぞれ、上記後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）〜Ｒ０（ｎ））および上記前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ））を取得する。
【００９１】
取得部３０１Ａは、取得した上記後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）〜Ｒ０（ｎ））および上記前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ））を、それぞれ、後方散乱受信波データ群２０２および前方散乱受信波データ群２０３として、記憶装置１０４Ａに保存（保持）する。
【００９２】
干渉ＳＡＲ解析部３０２Ａは、記憶装置１０４Ａから、後方散乱受信波データ群２０２および前方散乱受信波データ群２０３を読み出す。干渉ＳＡＲ解析部３０２Ａは、まず、後方散乱受信波データ群２０２（すなわち、（Ｒ０（１）〜Ｒ０（ｎ）））を干渉ＳＡＲ解析して、観測領域３の後方方向（すなわち、衛星視線方向）の変位データΔＲ０を計算する。干渉ＳＡＲ解析部３０２Ａは、後方方向の変位データΔＲ０を後方方向の変位データ２０４として、記憶装置１０４Ａに保存する。
【００９３】
同様に、干渉ＳＡＲ解析部３０２Ａは、前方散乱受信波データ群２０３（すなわち、（Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ）））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析して、観測領域３の前方方向の変位データΔＲ１を計算する。干渉ＳＡＲ解析部３０２Ａは、前方方向の変位データΔＲ１を前方方向の変位データ２０５として、記憶装置１０４Ａに保存する。
【００９４】
ベクトル分解部３０３Ａは、記憶装置１０４Ａから、後方方向の変位データ２０４および前方方向の変位データ２０５を読み出す。ベクトル分解部３０３Ａは、後方方向の変位データ２０４（すなわち、ΔＲ０）および前方方向の変位データ２０５（すなわち、ΔＲ１）をベクトル分解して、観測領域３の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定する。ベクトル分解部３０３Ａは、３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を３次元変位データ２０６として、記憶装置１０４Ａに保存する。また、ベクトル分解部３０３Ａは、３次元変位データ２０６を出力装置１０３へ送出して、表示または印字出力させる。
【００９５】
第２の実施例によれば、１方向からの（送受信）観測のみで、観測対象３１の変位を水平方向（緯度方向Ｘおよび経度方向Ｙ）および垂直方向（高さ方向Ｚ）に分離することができる。
【００９６】
上述した第１および第２の実施例では、人工衛星１や受信専用装置４−１〜４−Ｍや４が、何ら処理回路を備えておらず、受信したデータをそのまま他の装置へ送信しているとしていた。しかしながら、後述する第３および第４の実施例では、人工衛星１や受信専用装置４−１〜４−Ｍや４の各々が、処理回路（具体的は、干渉ＳＡＲ解析回路）を備えており、変位データを計算できるものである。
【００９７】
詳述すると、人工衛星１の干渉ＳＡＲ解析回路は、後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）〜Ｒ０（ｎ））を干渉ＳＡＲ解析して、観測領域３の後方方向の変位データΔＲ０を計算する。同様に、第１乃至第Ｍの受信専用装置４−１〜４−Ｍは、それぞれ、第１乃至第Ｍの干渉ＳＡＲ解析回路（図示せず）を備えている。第１乃至第Ｍの干渉ＳＡＲ解析回路は、第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ））〜（ＲＭ（１）〜ＲＭ（ｎ））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析して、第１乃至第Ｍの前方方向の変位データΔＲ１〜ΔＲＭを計算する。同様に、受信専用装置４に備えられる干渉ＳＡＲ解析回路は、前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）〜Ｒ１（ｎ））を干渉ＳＡＲ解析して、前方方向の変位データΔＲ１を計算する。
【実施例３】
【００９８】
図１１は、本発明の第３の実施例に係る３次元インフラモニタリングシステム１００Ｂが適用される概略構成を示す図である。
【００９９】
地上局５は、人工衛星１の通信アンテナ１ｄから上記後方方向の変位データΔＲ０を受信し、それをそのまま３次元インフラモニタリングシステム１００Ｂへ送信する。同様に、第１乃至第Ｍの受信専用装置４−１〜４−Ｍは、それぞれ、上記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データΔＲ１〜ΔＲＭを３次元インフラモニタリングシステム１００Ｂへ送信する。
【０１００】
次に、図１２を参照して、３次元インフラモニタリングシステム１００Ｂで実施される３次元インフラモニタリング方法について説明する。
【０１０１】
まず、３次元インフラモニタリングシステム１００Ｂは、観測領域３の上記後方方向（すなわち、「衛星視線方向」）の変位データΔＲ０を取得する（ステップＳ２０１）。
【０１０２】
引き続いて、３次元インフラモニタリングシステム１００Ｂは、観測領域３の上記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データΔＲ１〜ΔＲＭを取得する（ステップＳ２０２）。
【０１０３】
最後に、３次元インフラモニタリングシステム１００Ｂは、後方方向の変位データΔＲ０および第１乃至第Ｍの前方方向の変位データΔＲ１〜ΔＲＭをベクトル分解することにより、観測領域３の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定する（ステップＳ２０３）。
【０１０４】
図１３は、本発明の第３の実施例に係る３次元インフラモニタリングシステム１００Ｂのハードウェア構成を示すブロック図である。図示の３次元インフラモニタリングシステム１００Ｂは、プログラム制御により動作するコンピュータで実現可能である。図示の３次元インフラモニタリングシステム１００Ｂは、図１１に示した３次元インフラモニタリングシステム１００Ｂの具体例を示したものである。
【０１０５】
図示の３次元インフラモニタリングシステム１００Ｂは、データ処理装置および記憶装置の構成および動作が後述するように相違する点を除いて、図９に示した３次元インフラモニタリングシステム１００と同様の構成を有し、動作をする。したがって、データ処理装置および記憶装置に、それぞれ、１０５Ｂおよび１０４Ｂの参照符号を付している。図９に示したものと同様の構成要素には同一の参照符号を付し、説明の簡略化のために、以下では相違点についてのみ説明する。
【０１０６】
記憶装置１０４Ｂは、データ処理装置１０５Ｂにおける各種処理に必要な処理情報（後述する）やプログラム２０１Ｂを記憶する機能を有する。
【０１０７】
データ処理装置１０５Ｂで実現される主な処理部は、取得部３０１Ｂおよびベクトル分解部３０３から成る。
【０１０８】
取得部３０１Ｂは、通信Ｉ／Ｆ１０１を介して、地上局５から上記観測領域３の後方方向（すなわち、衛星視線方向）の変位データΔＲ０を取得する。取得部３０１Ｂは、取得した後方方向の変位データΔＲ０を後方方向の変位データ２０４として、記憶装置１０４Ｂに保存する。
【０１０９】
同様に、取得部３０１Ｂは、通信Ｉ／Ｆ１０１を介して、第１乃至第Ｍの受信専用装置４−１〜４−Ｍから、それぞれ、観測領域３の第１乃至第Ｍの前方方向の変位データΔＲ１〜ΔＲＭを取得する。取得部３０１Ｂは、取得した第１乃至第Ｍの前方方向の変位データΔＲ１〜ΔＲＭを、それぞれ、第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ２０５−１、・・・、２０５−Ｍとして、記憶装置１０４Ｂに保存する。
【０１１０】
ベクトル分解部３０３は、記憶装置１０４Ｂから、後方方向の変位データ２０４および第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ２０５−１〜２０５−Ｍを読み出す。ベクトル分解部３０３は、後方方向の変位データ２０４（すなわち、ΔＲ０）および第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ２０５−１〜２０５−Ｍ（すなわち、ΔＲ１〜ΔＲＭ）をベクトル分解して、観測領域３の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定する。ベクトル分解部３０３は、３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を３次元変位データ２０６として、記憶装置１０４Ｂに保存する。また、ベクトル分解部３０３は、３次元変位データ２０６を出力装置１０３へ送出して、表示または印字出力させる。
【０１１１】
第３の実施例によれば、１方向からの（送受信）観測のみで、観測対象３１の変位を水平方向（緯度方向Ｘおよび経度方向Ｙ）および垂直方向（高さ方向Ｚ）に分離することができる。
【実施例４】
【０１１２】
図１４は、本発明の第４の実施例に係る３次元インフラモニタリングシステム１００Ｃが適用される概略構成を示す図である。
【０１１３】
地上局５は、人工衛星１の通信アンテナ１ｄから上記後方方向の変位データΔＲ０を受信し、それをそのまま３次元インフラモニタリングシステム１００Ｃへ送信する。同様に、受信専用装置４は、上記前方方向の変位データΔＲ１を３次元インフラモニタリングシステム１００Ｃへ送信する。
【０１１４】
次に、図１５を参照して、３次元インフラモニタリングシステム１００Ｃで実施される３次元インフラモニタリング方法について説明する。
【０１１５】
まず、３次元インフラモニタリングシステム１００Ｃは、観測領域３の上記後方方向（すなわち、「衛星視線方向」）の変位データΔＲ０を取得する（ステップＳ２０１）。
【０１１６】
引き続いて、３次元インフラモニタリングシステム１００Ｃは、観測領域３の上記前方方向の変位データΔＲ１を取得する（ステップＳ２０２Ａ）。
【０１１７】
最後に、３次元インフラモニタリングシステム１００Ｃは、後方方向の変位データΔＲ０および前方方向の変位データΔＲ１をベクトル分解することにより、観測領域３の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定する（ステップＳ２０３Ａ）。
【０１１８】
図１６は、本発明の第４の実施例に係る３次元インフラモニタリングシステム１００Ｃのハードウェア構成を示すブロック図である。図示の３次元インフラモニタリングシステム１００Ｃは、プログラム制御により動作するコンピュータで実現可能である。図示の３次元インフラモニタリングシステム１００Ｂは、図１４に示した３次元インフラモニタリングシステム１００Ｃの具体例を示したものである。
【０１１９】
図示の３次元インフラモニタリングシステム１００Ｃは、データ処理装置および記憶装置の構成および動作が後述するように相違する点を除いて、図１０に示した３次元インフラモニタリングシステム１００Ａと同様の構成を有し、動作をする。したがって、データ処理装置および記憶装置に、それぞれ、１０５Ｃおよび１０４Ｃの参照符号を付している。図１０に示したものと同様の構成要素には同一の参照符号を付し、説明の簡略化のために、以下では相違点についてのみ説明する。
【０１２０】
記憶装置１０４Ｃは、データ処理装置１０５Ｃにおける各種処理に必要な処理情報（後述する）やプログラム２０１Ｃを記憶する機能を有する。
【０１２１】
データ処理装置１０５Ｃで実現される主な処理部は、取得部３０１Ｃおよびベクトル分解部３０３Ａから成る。
【０１２２】
取得部３０１Ｃは、通信Ｉ／Ｆ１０１を介して、地上局５から上記観測領域３の後方方向（すなわち、衛星視線方向）の変位データΔＲ０を取得する。取得部３０１Ｃは、取得した後方方向の変位データΔＲ０を後方方向の変位データ２０４として、記憶装置１０４Ｃに保存する。
【０１２３】
同様に、取得部３０１Ｃは、通信Ｉ／Ｆ１０１を介して、受信専用装置４から観測領域３の前方方向の変位データΔＲ１を取得する。取得部３０１Ｃは、取得した前方方向の変位データΔＲ１を前方方向の変位データ２０５として、記憶装置１０４Ｃに保存する。
【０１２４】
ベクトル分解部３０３Ａは、記憶装置１０４Ｃから、後方方向の変位データ２０４および前方方向の変位データ２０５を読み出す。ベクトル分解部３０３Ａは、後方方向の変位データ２０４（すなわち、ΔＲ０）および前方方向の変位データ２０５（すなわち、ΔＲ１）をベクトル分解して、観測領域３の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定する。ベクトル分解部３０３Ａは、３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を３次元変位データ２０６として、記憶装置１０４Ｃに保存する。また、ベクトル分解部３０３Ａは、３次元変位データ２０６を出力装置１０３へ送出して、表示または印字出力させる。
【０１２５】
第４の実施例によれば、１方向からの（送受信）観測のみで、観測対象３１の変位を水平方向（緯度方向Ｘおよび経度方向Ｙ）および垂直方向（高さ方向Ｚ）に分離することができる。
【０１２６】
上述した３次元モニタリングシステム１００〜１００Ｃの各部は、コンピュータシステムのハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを用いて実現することができる。このコンピュータシステムは、所望の形態に合わせた、１ないし複数のプロセッサとメモリを含んでよい。また、このコンピュータシステムの形態では、各部は、上記メモリに３次元モニタリングプログラム２０１〜２０１Ｃが展開され、このプログラム２０１〜２０１Ｃに基づいて１ないし複数のプロセッサ等のハードウェアを実行命令群やコード群で動作させることによって、実現すればよい。この際、必要に応じて、このプログラム２０１〜２０１Ｃは、オペーレティングシステムや、マイクロプログラム、ドライバなどのソフトウェアが提供する機能と協働して、各部を実現することとしてもよい。
【０１２７】
メモリに展開されるプログラムデータは、プロセッサを１ないし複数の上述した各部として動作させる実行命令群やコード群、テーブルファイル、コンテンツデータなどを適宜含んでよい。
【０１２８】
また、このコンピュータシステムは、必ずしも一つの装置として構築される必要はなく、複数のサーバ／コンピュータ／仮想マシンなどが組み合わさって、所謂、シンクライアントや、分散コンピューティング、クラウドコンピューティングで構築されてもよい。また、コンピュータシステムの一部／全ての各部をハードウェアやファームウェア（例えば、一ないし複数のLSI：Large-Scale Integration，FPGA：Field Programmable Gate Array，電子素子の組み合わせ）で置換することとしてもよい。同様に、各部の一部のみをハードウェアやファームウェアで置換することとしてもよい。
【０１２９】
また、このプログラム２０１〜２０１Ｃは、記録媒体に非一時的に記録されて頒布されても良い。当該記録媒体に記録されたプログラム２０１〜２０１Ｃは、有線、無線、又は記録媒体そのものを介してメモリに読込まれ、プロセッサ等を動作させる。
【０１３０】
尚、本明細書では、記録媒体は、類似するタームの記憶媒体やメモリ装置、ストレージ装置なども含むこととする。この記録媒体を例示すれば、オプティカルディスクや磁気ディスク、半導体メモリ装置、ハードディスク装置、テープメディアなどが挙げられる。また、記録媒体は、不揮発性であることが望ましい。また、記録媒体は、揮発性モジュール（例えばRAM：Random Access Memory）と不揮発性モジュール（例えばROM：Read Only Memory）の組み合わせを用いることとしてもよい。
【０１３１】
なお、実施形態および実施例を例示して本発明を説明した。しかしながら、本発明の具体的な構成は前述の実施形態および実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があってもこの発明に含まれる。例えば、上述した実施形態および実施例のブロック構成の分離併合、手順の入れ替えなどの変更は本発明の趣旨および説明される機能を満たせば自由であり、上記説明が本発明を限定するものではない。
【０１３２】
また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下のようにも記載されうる。尚、以下の付記は本発明をなんら限定するものではない。  
【０１３３】
［付記１］
移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）で、それぞれ複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））を送信する工程と、
前記複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が前記観測領域により後方方向へそれぞれ後方散乱されてなる複数の後方散乱波を、前記ＳＡＲアンテナで複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））として受信する工程と、
前記複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が前記観測領域により異なる第１乃至第Ｍ（Ｍは２以上の整数）の前方方向へそれぞれ前方散乱されてなる複数の第１乃至第Ｍの前方散乱波を、地上に設置された第１乃至第Ｍの受信装置でそれぞれ複数の第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ要素から成る第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））、・・・、（ＲＭ（１）、・・・、ＲＭ（ｎ））として受信する工程と、
前記後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））を干渉ＳＡＲ解析することにより、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）を計算する工程と、
前記第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））、・・・、（ＲＭ（１）、・・・、ＲＭ（ｎ））をそれぞれ前記干渉ＳＡＲ解析することにより、前記観測領域の前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・、ΔＲＭ）を計算する工程と、
前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・ΔＲＭ）をベクトル分解することにより、前記観測領域の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定する工程と、
を含む３次元インフラモニタリング方法。
【０１３４】
［付記２］
移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）で、それぞれ複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））を送信する工程と、
前記複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が前記観測領域により後方方向へそれぞれ後方散乱されてなる複数の後方散乱波を、前記ＳＡＲアンテナで複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））として受信する工程と、
前記複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が前記観測領域により前方方向へそれぞれ前方散乱されてなる複数の前方散乱波を、地上に設置された受信装置で複数の前方散乱受信波データ要素から成る前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））として受信する工程と、
前記後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））を干渉ＳＡＲ解析することにより、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）を計算する工程と、
前記前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））を前記干渉ＳＡＲ解析することにより、前記観測領域の前記前方方向の変位データ（ΔＲ１）を計算する工程と、
前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記前方方向の変位データ（ΔＲ１）をベクトル分解することにより、前記観測領域の３次元変位（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定する工程と、
を含む３次元インフラモニタリング方法。
【０１３５】
［付記３］
前記受信装置が、前記移動体の軌道面に対して前記ＳＡＲアンテナのドップラセンター地点を含む垂直な平面外に設置されている、付記２に記載の３次元インフラモニタリング方法。
【０１３６】
［付記４］
移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）でそれぞれ送信された複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が、前記観測領域により後方方向および異なる第１乃至第Ｍ（Ｍは２以上の整数）の前方方向へそれぞれ後方散乱および前方散乱されてなる複数の後方散乱波および複数の第１乃至第Ｍの前方散乱波を、それぞれ前記ＳＡＲアンテナおよび地上に設置された第１乃至第Ｍの受信装置で受信して得られる、複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））およびそれぞれ複数の第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ要素から成る第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））、・・・、（ＲＭ（１）、・・・、ＲＭ（ｎ））を取得する工程と、
前記後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））および前記第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））、・・・、（ＲＭ（１）、・・・、ＲＭ（ｎ））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析することにより、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・、ΔＲＭ）を計算する工程と、
前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・ΔＲＭ）をベクトル分解することにより、前記観測領域の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定する工程と、
を含む３次元インフラモニタリング方法。
【０１３７】
［付記５］
移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）でそれぞれ送信された複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が、前記観測領域により後方方向および前方方向へそれぞれ後方散乱および前方散乱されてなる複数の後方散乱波および複数の前方散乱波を、それぞれ前記ＳＡＲアンテナおよび地上に設置された受信装置で受信して得られる、複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））および複数の前方散乱受信波データ要素から成る前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））を取得する工程と、
前記後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））および前記前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析することにより、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記前方方向の変位データ（ΔＲ１）を計算する工程と、
前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記前方方向の変位データ（ΔＲ１）をベクトル分解することにより、前記観測領域の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定する工程と、
を含む３次元インフラモニタリング方法。
【０１３８】
［付記６］
前記受信装置が、前記移動体の軌道面に対して前記ＳＡＲアンテナのドップラセンター地点を含む垂直な平面外に設置されている、付記５に記載の３次元インフラモニタリング方法。
【０１３９】
［付記７］
移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）でそれぞれ送信された複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が、前記観測領域により後方方向および異なる第１乃至第Ｍ（Ｍは２以上の整数）の前方方向へそれぞれ後方散乱および前方散乱されてなる複数の後方散乱波および複数の第１乃至第Ｍの前方散乱波を、それぞれ前記ＳＡＲアンテナおよび地上に設置された第１乃至第Ｍの受信装置で受信して得られる、複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））およびそれぞれ複数の第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ要素から成る第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））、・・・、（ＲＭ（１）、・・・、ＲＭ（ｎ））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析することにより得られる、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・、ΔＲＭ）を取得する工程と、
前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・ΔＲＭ）をベクトル分解することにより、前記観測領域の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定する工程と、
を含む３次元インフラモニタリング方法。
【０１４０】
［付記８］
移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）でそれぞれ送信された複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が、前記観測領域により後方方向および前方方向へそれぞれ後方散乱および前方散乱されてなる複数の後方散乱波および複数の前方散乱波を、それぞれ前記ＳＡＲアンテナおよび地上に設置された受信装置で受信して得られる、複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））および複数の前方散乱受信波データ要素から成る前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析することにより得られる、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記前方方向の変位データ（ΔＲ１）を取得する工程と、
前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記前方方向の変位データ（ΔＲ１）をベクトル分解することにより、前記観測領域の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定する工程と、
を含む３次元インフラモニタリング方法。
【０１４１】
［付記９］
前記受信装置が、前記移動体の軌道面に対して前記ＳＡＲアンテナのドップラセンター地点を含む垂直な平面外に設置されている、付記８に記載の３次元インフラモニタリング方法。
【０１４２】
［付記１０］
移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）でそれぞれ送信された複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が、前記観測領域により後方方向および異なる第１乃至第Ｍ（Ｍは２以上の整数）の前方方向へそれぞれ後方散乱および前方散乱されてなる複数の後方散乱波および複数の第１乃至第Ｍの前方散乱波を、それぞれ前記ＳＡＲアンテナおよび地上に設置された第１乃至第Ｍの受信装置で受信して得られる、複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））およびそれぞれ複数の第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ要素から成る第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））、・・・、（ＲＭ（１）、・・・、ＲＭ（ｎ））を保持する記憶部と、
前記後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））および前記第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））、・・・、（ＲＭ（１）、・・・、ＲＭ（ｎ））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析して、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・、ΔＲＭ）を計算する干渉ＳＡＲ解析部と、
前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・ΔＲＭ）をベクトル分解して、前記観測領域の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定するベクトル分解部と、
を含む３次元インフラモニタリングシステム。
【０１４３】
［付記１１］
移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）でそれぞれ送信された複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が、前記観測領域により後方方向および前方方向へそれぞれ後方散乱および前方散乱されてなる複数の後方散乱波および複数の前方散乱波を、それぞれ前記ＳＡＲアンテナおよび地上に設置された受信装置で受信して得られる、複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））および複数の前方散乱受信波データ要素から成る前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））を保持する記憶部と、
前記後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））および前記前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析して、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記前方方向の変位データ（ΔＲ１）を計算する干渉ＳＡＲ解析部と、
前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記前方方向の変位データ（ΔＲ１）をベクトル分解して、前記観測領域の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定するベクトル分解部と、
を含む３次元インフラモニタリングシステム。
【０１４４】
［付記１２］
前記受信装置が、前記移動体の軌道面に対して前記ＳＡＲアンテナのドップラセンター地点を含む垂直な平面外に設置されている、付記１１に記載の３次元インフラモニタリングシステム。
【０１４５】
［付記１３］
移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）でそれぞれ送信された複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が、前記観測領域により後方方向および異なる第１乃至第Ｍ（Ｍは２以上の整数）の前方方向へそれぞれ後方散乱および前方散乱されてなる複数の後方散乱波および複数の第１乃至第Ｍの前方散乱波を、それぞれ前記ＳＡＲアンテナおよび地上に設置された第１乃至第Ｍの受信装置で受信して得られる、複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））およびそれぞれ複数の第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ要素から成る第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））、・・・、（ＲＭ（１）、・・・、ＲＭ（ｎ））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析して得られる、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・、ΔＲＭ）を保持する記憶部と、
前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・ΔＲＭ）をベクトル分解して、前記観測領域の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定するベクトル分解部と、
を含む３次元インフラモニタリングシステム。
【０１４６】
［付記１４］
移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）でそれぞれ送信された複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が、前記観測領域により後方方向および前方方向へそれぞれ後方散乱および前方散乱されてなる複数の後方散乱波および複数の前方散乱波を、それぞれ前記ＳＡＲアンテナおよび地上に設置された受信装置で受信して得られる、複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））および複数の前方散乱受信波データ要素から成る前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析して得られる、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記前方方向の変位データ（ΔＲ１）を保持する記憶部と、
前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記前方方向の変位データ（ΔＲ１）をベクトル分解して、前記観測領域の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定するベクトル分解部と、
を含む３次元インフラモニタリングシステム。
【０１４７】
［付記１５］
前記受信装置が、前記移動体の軌道面に対して前記ＳＡＲアンテナのドップラセンター地点を含む垂直な平面外に設置されている、付記１４に記載の３次元インフラモニタリングシステム。
【０１４８】
［付記１６］
コンピュータを、
移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）でそれぞれ送信された複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が、前記観測領域により後方方向および異なる第１乃至第Ｍ（Ｍは２以上の整数）の前方方向へそれぞれ後方散乱および前方散乱されてなる複数の後方散乱波および複数の第１乃至第Ｍの前方散乱波を、前記ＳＡＲアンテナおよび地上に設置された第１乃至第Ｍの受信装置で受信して得られる、複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））およびそれぞれ複数の第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ要素から成る第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））、・・・、（ＲＭ（１）、・・・、ＲＭ（ｎ））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析して、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・、ΔＲＭ）を計算する干渉ＳＡＲ解析手段と、
前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・ΔＲＭ）をベクトル分解して、前記観測領域の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定するベクトル分解手段と、
して機能させるための３次元インフラモニタリングプログラム。
【０１４９】
［付記１７］
コンピュータを、
移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）でそれぞれ送信された複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が、前記観測領域により後方方向および前方方向へそれぞれ後方散乱および前方散乱されてなる複数の後方散乱波および複数の前方散乱波を、前記ＳＡＲアンテナおよび地上に設置された受信装置で受信して得られる、複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））および複数の前方散乱受信波データ要素から成る前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析して、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記前方方向の変位データ（ΔＲ１）を計算する干渉ＳＡＲ解析手段と、
前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記前方方向の変位データ（ΔＲ１）をベクトル分解して、前記観測領域の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定するベクトル分解手段と、
して機能させるための３次元インフラモニタリングプログラム。
【０１５０】
［付記１８］
コンピュータを、
移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）でそれぞれ送信された複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が、前記観測領域により後方方向および異なる第１乃至第Ｍ（Ｍは２以上の整数）の前方方向へそれぞれ後方散乱および前方散乱されてなる複数の後方散乱波および複数の第１乃至第Ｍの前方散乱波を、前記ＳＡＲアンテナおよび地上に設置された第１乃至第Ｍの受信装置で受信して得られる、複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））およびそれぞれ複数の第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ要素から成る第１乃至第Ｍの前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））、・・・、（ＲＭ（１）、・・・、ＲＭ（ｎ））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析して得られる、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・、ΔＲＭ）を取得する取得手段と、
前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記第１乃至第Ｍの前方方向の変位データ（ΔＲ１、・・・ΔＲＭ）をベクトル分解して、前記観測領域の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定するベクトル分解手段と、
して機能させるための３次元インフラモニタリングプログラム。
【０１５１】
［付記１９］
コンピュータを、
移動体に搭載されたＳＡＲアンテナから同一条件で観測領域へ向けて異なる複数時刻（ｔ＝１、・・・、ｎ）でそれぞれ送信された複数の送信波（Ｔ（１）、・・・、Ｔ（ｎ））が、前記観測領域により後方方向および前方方向へそれぞれ後方散乱および前方散乱されてなる複数の後方散乱波および複数の前方散乱波を、前記ＳＡＲアンテナおよび地上に設置された受信装置で受信して得られる、複数の後方散乱受信波データ要素から成る後方散乱受信波データ群（Ｒ０（１）、・・・、Ｒ０（ｎ））および複数の前方散乱受信波データ要素から成る前方散乱受信波データ群（Ｒ１（１）、・・・、Ｒ１（ｎ））をそれぞれ干渉ＳＡＲ解析して得られる、前記観測領域の前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記前方方向の変位データ（ΔＲ１）を取得する取得手段と、
前記後方方向の変位データ（ΔＲ０）および前記前方方向の変位データ（ΔＲ１）をベクトル分解して、前記観測領域の３次元変位データ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）を算定するベクトル分解手段と、
して機能させるための３次元インフラモニタリングプログラム。
【産業上の利用可能性】
【０１５２】
本３次元インフラモニタリングシステムは、例えば予めサービスに加入した自治体や建造物等のオーナに対して、管理対象の緊急な危険察知や経常的変位の変化を察知した際に要補修箇所候補通知をリコメンドとして通知するインフラ補修リコメンデーションシステムとして利用可能である。
【符号の説明】
【０１５３】
１    人工衛星
１ａ    衛星本体
１ｂ    太陽電池パドル
１ｃ    ＳＡＲアンテナ
１ｄ    通信アンテナ
２    地表面
３    観測領域
３１（１）〜３１（ｎ）    観測対象
４    受信専用装置
４−１    第１の受信専用装置
４−Ｍ    第Ｍの受信専用装置
５    地上局
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ    ３次元インフラモニタリングシステム
１０１    通信Ｉ／Ｆ
１０２    入力装置
１０３    出力装置
１０４、１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ    記憶装置
１０５、１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ    データ処理装置
２０１、２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ    プログラム
２０２    後方散乱受信波データ群
２０３    前方散乱受信波データ群
２０３−１    第１の前方散乱受信波データ群
２０３−Ｍ    第Ｍの前方散乱受信波データ群
２０４    後方方向の変位データ
２０５    前方方向の変位データ
２０５−１    第１の前方方向の変位データ
２０５−Ｍ    第Ｍの前方方向の変位データ
２０６    ３次元変位データ
３０１、３０１Ａ、３０１Ｂ、３０１Ｃ    取得部
３０２、３０２Ａ    干渉ＳＡＲ解析部
３０３、３０３Ａ    ベクトル分解部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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