(57)【要約】【課題】ＳＡＲ測地システムにおいて、観測エリアに該当する地上基準点装置を効率良く、かつ、正確に特定することに寄与する地上基準点装置を提供する。【解決手段】本地上基準点装置１００は、ＳＡＲから入射するＳＡＲ波を入射方向に反射するＳＡＲ波反射器１１０と、ＧＮＳＳ波を受信し、ＧＮＳＳ波に基づいて時間情報と基準点の位置を示す位置情報とを生成するＧＮＳＳ受信機１２０と、ＳＡＲ波を受信するＳＡＲ波受信機３０と、ＳＡＲ波受信機１３０がＳＡＲ波を受信したときの位置情報を、時間情報に基づいて確定されたＳＡＲ波の受信時刻と対応付けて成る基準点データを生成し、基準点データを外部に送信する基準点データ生成送信部１４０とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成開口レーダ（ＳＡＲ）解析を行うＳＡＲ測地システムの基準点に設けられる地上基準点装置であって、
ＳＡＲから入射するＳＡＲ波を入射方向に反射するＳＡＲ波反射器と、
全地球測位衛星システム（ＧＮＳＳ）波を受信し、ＧＮＳＳ波に基づいて時間情報と前記基準点の位置を示す位置情報とを生成するＧＮＳＳ受信機と、
ＳＡＲ波を受信するＳＡＲ波受信機と、
前記ＳＡＲ受信機がＳＡＲ波を受信したときの前記位置情報を、前記時間情報に基づいて確定されたＳＡＲ波の受信時刻と対応付けて成る基準点データを生成し、該基準点データを外部に送信する基準点データ生成送信部と、を有する、地上基準点装置。
【請求項２】
前記地上基準点装置は、装置毎に固有の基準点ＩＤが割り当てられており、
前記基準点データは、前記基準点ＩＤをも含む請求項１に記載の地上基準点装置。
【請求項３】
前記ＳＡＲ波反射器は、複数のコーナリフレクタを備え、
前記複数のコーナリフレクタは、
相互に、天頂を向いた垂線を中心として等角度間隔で並んでいると共に、
いずれも天頂および側方に向かって開口している、請求項１または２に記載の地上基準点装置。
【請求項４】
前記ＳＡＲ波受信機は、ＳＡＲ波を受信するＳＡＲアンテナを備え、
前記ＳＡＲアンテナの少なくとも一部は、前記ＳＡＲ波反射器の一部を利用して構成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の地上基準点装置。
【請求項５】
ＳＡＲ波を透過する材質から成り、前記ＳＡＲ波反射器の上部および側部を覆うレドームをさらに有し、
前記ＳＡＲ波受信機は、前記レドーム内に設けられ、ＳＡＲ波を受信するＳＡＲアンテナを備え、
前記ＧＮＳＳ受信機は、前記レドーム外に設けられ、ＧＮＳＳ波を受信するＧＮＳＳアンテナを備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の地上基準点装置。
【請求項６】
飛翔体に設けられ、地表の観測エリアに対してＳＡＲ波を送信し、その反射波を受信すると共に、受信した反射波に基づく画像情報を、ＳＡＲ波の反射波の受信時刻ならびに該受信時刻における観測エリア毎に固有の観測エリアＩＤと対応付けて成るＳＡＲ観測データを生成し、該ＳＡＲ観測データを地上に向けて送信するＳＡＲと、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の地上基準点装置と、
前記ＳＡＲから送信される前記ＳＡＲ観測データを受信し、外部に送信する地上局と、
前記地上局から送信される前記ＳＡＲ観測データと、前記地上基準点装置から送信される前記基準点データとを、それぞれの前記受信時刻、前記観測エリアＩＤならびに前記基準点ＩＤに基づいてマッチングをとり、マッチングがとれた該ＳＡＲ観測データおよび該基準点データに基づきＳＡＲ解析を行う測地情報処理装置と、を有する、ＳＡＲ測地システム。
【請求項７】
前記測地情報処理部は、前記地上局から送信される前記ＳＡＲ観測データと、前記地上基準点装置から送信される前記基準点データとのマッチングをとる前に、該ＳＡＲ観測データおよび該基準点データを一旦記憶する解析前データ記憶部を備える、請求項６に記載のＳＡＲ測地システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上基準点装置およびＳＡＲ測地システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星等の飛翔体を利用する測地システムとして、例えば、全地球測位衛星システム（Global Positioning System：ＧＰＳ）等の全地球測位衛星システム（Global Navigation Satellite System：ＧＮＳＳ）や、永続散乱体干渉合成開口レーダ（Persistent Scatterer Interferometry Synthetic Aperture Radar：ＰＳ−ＩｎＳＡＲ）解析等の合成開口レーダ（Synthetic Aperture Radar：ＳＡＲ）解析を行うＳＡＲ測地システムが知られている。
【０００３】
ＳＡＲ測地システムにおいては、地上基準点として自然地形や建造物等の利用が困難な場合などに、飛翔体から送信されるマイクロ波（ＳＡＲ波）を入射方向に反射するコーナリフレクタ（Corner Refrector：ＣＲ）等を有する地上基準点装置が使用されることがある。尚、ＳＡＲ測地システムにおいては、地上基準点の緯度、経度、高度といった絶対位置を得るために、ＧＮＳＳを併用することがある。
【０００４】
ＳＡＲ測地システムに関する技術は、例えば、特許文献１〜６に開示されている。
【０００５】
ところで、特許文献２〜６に開示されたものをも含め、この種のＳＡＲ測地システムにおいては、ＳＡＲ解析に際し、観測エリアに該当する地上基準点装置を特定する必要がある。この特定処理は、膨大な画像データとも言える一連のＳＡＲ反射波データに対して様々な地点に設置される複数の地上基準点装置の各位置を特定しなければならないため、人為的に行う場合は大変手間のかかる作業である。
【０００６】
特許文献１は、ＳＡＲを利用する画像処理システム（測地システム）を開示している。特許文献１に開示された画像処理システムは、人工衛星等に搭載されたＳＡＲと、ＧＰＳ衛星（ＧＮＳＳ人工衛星）群と、地表に設けられる電子基準点（地上基準点装置）と、ＳＡＲからの反射波データ（ＳＡＲ観測データ）を受信する地上局と、ＳＡＲ画像処理設備（観測基地局または測地情報処理装置）とを有している。電子基準点は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグを備えており、ＳＡＲ波が到来すると、電子基準点毎に固有の識別子情報（基準点装置ＩＤ）をマイクロ波で出力する。ＳＡＲは、地表の反射波と共にＲＦＩＤからのマイクロ波を受信し、地表からの反射波に基づく観測情報とＲＦＩＤタグからの識別子情報とが混在した時系列データである反射波データを地上局に送信する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２３６５４５号公報
【特許文献２】特開２００５−０９８９９４号公報
【特許文献３】特開２００１−０９１６５０号公報
【特許文献４】欧州特許出願公開第２２８４５６９号明細書
【特許文献５】国際公開第２０１２／０００７９６号
【特許文献６】欧州特許出願公開第２５８５８５０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された画像処理システムによれば、観測エリアに該当する地上基準点装置を特定する処理を人為的に行う必要がない。しかし、飛翔体から地上局に送信される反射波データにおいて、地上基準点装置の位置情報に代わるＲＦＩＤからの識別子情報が、地表からの反射波に基づく観測情報と混在した状態である。このため、地上のＳＡＲ画像処理設備は、ＳＡＲ解析前に、観測情報と識別子情報とが混在した反射波データから地上基準点装置の識別子情報を分離または抽出する処理が必要である。この処理は、観測情報と識別子情報との識別を正確に行う必要がある反面、地上のＲＦＩＤから電波で出力された識別子情報が上空の飛翔体に設置されたＳＡＲで受信後、さらに、ＳＡＲから地上局に電波で送信されるため、その経路中でノイズの影響を受ける可能性を否定できない。
【０００９】
このため、観測エリアに該当する地上基準点装置を効率良く、かつ、正確に特定することが望まれる。
【００１０】
本発明の目的は、上記課題を解決するための技術を提供することにあり、ＳＡＲ測地システムにおいて、観測エリアに該当する地上基準点装置を効率良く、かつ、正確に特定することに寄与する地上基準点装置を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、上記のような地上基準点装置を有するＳＡＲ測地システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、合成開口レーダ（ＳＡＲ）解析を行うＳＡＲ測地システムの基準点に設けられる地上基準点装置であって、ＳＡＲから入射するＳＡＲ波を入射方向に反射するＳＡＲ波反射器と、全地球測位衛星システム（ＧＮＳＳ）波を受信し、ＧＮＳＳ波に基づいて時間情報と前記基準点の位置を示す位置情報とを生成するＧＮＳＳ受信機と、ＳＡＲ波を受信するＳＡＲ波受信機と、前記ＳＡＲ受信機がＳＡＲ波を受信したときの前記位置情報を、前記時間情報に基づいて確定されたＳＡＲ波の受信時刻と対応付けて成る基準点データを生成し、該基準点データを外部に送信する基準点データ生成送信部と、を有する、地上基準点装置が得られる。
【００１３】
本発明によればまた、飛翔体に設けられ、地表の観測エリアに対してＳＡＲ波を送信し、その反射波を受信すると共に、受信した反射波に基づく画像情報を、ＳＡＲ波の反射波の受信時刻ならびに該受信時刻における観測エリア毎に固有の観測エリアＩＤと対応付けて成るＳＡＲ観測データを生成し、該ＳＡＲ観測データを地上に向けて送信するＳＡＲと、前記地上基準点装置と、前記ＳＡＲから送信される前記ＳＡＲ観測データを受信し、外部に送信する地上局と、前記地上局から送信される前記ＳＡＲ観測データと、前記地上基準点装置から送信される前記基準点データとを、それぞれの前記受信時刻、前記観測エリアＩＤならびに前記基準点ＩＤに基づいてマッチングをとり、マッチングがとれた該ＳＡＲ観測データおよび該基準点データに基づきＳＡＲ解析を行う測地情報処理装置と、を有する、ＳＡＲ測地システムが得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による地上基準点装置は、ＳＡＲ測地システムにおいて、観測エリアに該当する地上基準点装置を効率良く、かつ、正確に特定することに寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態によるＳＡＲ測地システムの構成を示す図である。
【図２】図１に示すＳＡＲ測地システムにおいて使用されるＳＡＲ観測データおよび基準点データの概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１を参照すると、本発明の実施形態によるＳＡＲ測地システムは、
飛翔体としてのＳＡＲ人工衛星４００に設けられ、地表の観測エリアに対してＳＡＲ波を送信し、その反射波を受信すると共に、受信した反射波に基づく画像情報を含むＳＡＲ観測データを生成し、ＳＡＲ観測データを地上に向けて送信するＳＡＲと、地上基準点装置１００と、ＳＡＲ人工衛星４００から送信されるＳＡＲ観測データを受信し、外部に送信する地上局２００と、地上局２００から送信されるＳＡＲ観測データと、地上基準点装置１００から送信される基準点データとに基づきＳＡＲ解析を行う測地情報処理装置３００とを有している。
【００１７】
地上基準点装置１００は、合成開口レーダ（ＳＡＲ）解析を行うＳＡＲ測地システムの基準点に設けられる地上基準点装置であって、ＳＡＲ波反射器１１０と、ＧＮＳＳ受信機１２０と、ＳＡＲ波受信機１３０と、基準点データ生成送信部１４０とを有している。尚、図１において、地上基準点装置１００は、一基のみ図示しているが、実際には、地表の必要な基準点に複数設置される。
【００１８】
ＳＡＲ波反射器１１０は、ＳＡＲから入射するマイクロ波であるＳＡＲ波を入射方向に反射する。
【００１９】
ＧＮＳＳ受信機１２０は、全地球測位衛星システム（ＧＮＳＳ）波を受信し、ＧＮＳＳ波に基づいて時間情報と基準点の位置を示す位置情報とを生成する。
【００２０】
ＳＡＲ波受信機１３０は、ＳＡＲ波を受信する。
【００２１】
図２をも参照すると、基準点データ生成送信部１４０は、ＳＡＲ受信機がＳＡＲ波を受信したときの位置情報を、時間情報に基づいて確定されたＳＡＲ波の受信時刻と対応付けて成る基準点データを生成し、基準点データを測地情報処理装置３００に送信する。尚、図１において、基準点データ生成送信部１４０は、測地情報処理装置３００に基準点データを有線通信で送信するように描いているが、その送信経路の少なくとも一部が、無線通信であってもよい。
【００２２】
尚、地上基準点装置１００は、装置毎に固有の基準点ＩＤが割り当てられている。前述の基準点データは、基準点ＩＤをも含む。
【００２３】
ＳＡＲ波反射器１１０は、複数（本例では、４個）のコーナリフレクタを備えている。４個のコーナリフレクタは、相互に、天頂方向を向いた垂線を中心として等角度間隔、本例の場合は９０度間隔で並んでいると共に、いずれも天頂および側方に向かって開口している。これにより、ＳＡＲ波反射器１１０は、天頂を中心とする半球のいずれの方向から到来するＳＡＲ波に対しても、入射方向、即ち、ＳＡＲに対して反射波を返すことが可能である。このため、地上基準点装置１００を設置する際に、その上下方向が天頂方向に沿うようにさえすれば、天頂方向を中心とする回転方向の向きを、特定の方向に指向させる必要がなく、地上基準点装置１００は、設置の作業性に優れている。また、ＳＡＲ人工衛星の位置に応じてＳＡＲ波反射器１１０をパン方向およびチルト方向に駆動する機構も不要であり、低コストに製造することができる。
【００２４】
ＳＡＲ波受信機１３０は、ＳＡＲ波を受信するＳＡＲアンテナ１３１を備えている。
【００２５】
ＳＡＲアンテナ１３１の少なくとも一部は、ＳＡＲ波反射器１１０の一部を利用して構成されてもよい。
【００２６】
尚、図示はしないが、地上基準点装置１００は、ＳＡＲ波を透過する材質から成り、ＳＡＲ波反射器１１０の上部および側部を覆うレドームをさらに有している。レドームの表面には、防汚処理が施されている。レドームは、ＳＡＲ波を透過する材質から成り、ＳＡＲ波反射器１１０およびＳＡＲアンテナ１３１の上部および側部を覆っており、コーナリフレクタやＳＡＲアンテナの表面が汚れたり、酸化してＳＡＲ波の反射効率や受信効率が低下することを防止する。一方、ＧＮＳＳアンテナ１２１は、レドーム外のうち、ＳＡＲ波反射器１１０によるＳＡＲ波の反射作用を阻害し難い位置に設けられている。ＧＮＳＳアンテナ１２１は、図示しない、必要な数量のＧＮＳＳ人工衛星からのＧＮＳＳ波を受信してＧＮＳＳ受信機１２０に受信信号を出力する。
【００２７】
尚、地上基準点装置１００は、ＧＮＳＳ受信機１２０、ＳＡＲ波受信機１３０および基準点データ生成送信部１４０に電力を供給する電源部をも有しているが、図示を省略している。電源部は、商用電源またはバッテリであってもよい。特に、所謂へき地等、商用電源の確保やバッテリの保守が困難な場所に地上基準点装置１００を設置する場合には、ＧＮＳＳ受信機１２０、ＳＡＲ波受信機１３０および基準点データ生成送信部１４０の消費電力が可及的小さくなるように設計すると共に、電源部として、太陽電池、地熱発電素子、風力発電機等の自家発電手段と、充電式バッテリとの組み合わせを採用してもよい。
【００２８】
ＳＡＲ人工衛星４００に設けられたＳＡＲは、ＳＡＲ反射波に基づく画像情報を、ＳＡＲ波の反射波の受信時刻ならびに受信時刻における観測エリア毎に固有の観測エリアＩＤと対応付けて成るＳＡＲ観測データを生成し、ＳＡＲ観測データを地上に向けて送信する。
【００２９】
測地情報処理装置３００は、解析前データ記憶部３１０と、データマッチング部３２０と、データ解析部３３０と、解析結果記憶部３４０とを備えている。
【００３０】
解析前データ記憶部３１０は、地上局２００から送信されるＳＡＲ観測データと、地上基準点装置１００から送信される基準点データとのマッチングをとる前に、ＳＡＲ観測データおよび基準点データを一旦記憶する。
【００３１】
データマッチング部３２０は、地上局２００から送信されるＳＡＲ観測データと、地上基準点装置１００から送信される基準点データとを、それぞれの受信時刻、観測エリアＩＤならびに基準点ＩＤに基づいてマッチングをとる。
【００３２】
データ解析部３３０は、データマッチング部３２０によってマッチングがとられたＳＡＲ観測データおよび基準点データに基づきＳＡＲ解析を行う。
【００３３】
解析結果記憶部３４０は、データ解析部３３０によるＳＡＲ解析結果を記憶する。
【００３４】
上記の構成により、本実施形態によるＳＡＲ測地システムは、地上基準点装置１００がＳＡＲ波を受信すると基準点データ生成送信部１４０から基準点データが自動的に送信されるため、観測エリアに該当する地上基準点装置を特定する処理を人為的に行う必要がない。また、基準点データは、一旦ＳＡＲ観測データに混合されることなく測地情報処理装置３００に直接供されるため、、ＳＡＲ解析前に、ＳＡＲ観測データから基準点データを分離または抽出する処理は不要である。さらに、基準点データは、ＳＡＲ人工衛星を経由することなく、共に地上に設けられた地上基準点装置１００から測地情報処理装置３００に直接送信されるため、その経路中でノイズの影響を受ける可能性が低い。その結果、ＳＡＲ測地システムにおいて、観測エリアに該当する地上基準点装置を効率良く、かつ、正確に特定することが可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１００    地上基準点装置
１１０    ＳＡＲ波反射器
１２０    ＧＮＳＳ受信機
１２１    ＧＮＳＳアンテナ
１３０    ＳＡＲ波受信機
１３１    ＳＡＲアンテナ
１４０    基準点データ生成送信部
２００    地上局
３００    測地情報処理装置
３１０    解析前データ記憶部
３２０    データマッチング部
３３０    データ解析部
３４０    解析結果記憶部
４００    ＳＡＲ人工衛星
【図１】
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【図２】
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