(57)【要約】【課題】航空機搭載での合成開口レーダ(以下、ＳＡＲ)観測を実施する場合、従来、オフナディア角、観測スラントレンジ等のパラメータを基にした光学センサ用フライトパスに対し、合成開口時間（合成開口長）を考慮してフライトパスを修正する作業が必要であった。【解決手段】ＳＡＲ観測で使用する中心周波数と、観測時のアジマス分解能を入力する工程と、中心周波数と観測時のアジマス分解能から、合成開口角を算出する工程と、スラントレンジと合成開口角から合成開口長を算出する工程と、前記合成開口長を光学センサ観測用フライトパスに付加する工程からなる機能ブロックを追加し、観測プラン立案の効率化を実現した。【選択図】図１
2018004299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＡＲ（Synthetic Aperture Radar）観測用フライトパスの算出方法であって、
ＳＡＲ観測で使用する中心周波数と、観測時のアジマス分解能を入力する工程と、
中心周波数と観測時のアジマス分解能から、合成開口角を算出する工程と、
スラントレンジと合成開口角から合成開口長を算出する工程と、
前記合成開口長を光学センサ観測用フライトパスに付加する工程と、
からなることを特徴とするＳＡＲ観測用フライトパスの算出方法。
【請求項２】
以下の式（１）により前記合成開口角を算出し、
2018004299.tif 000005
Δａｚ：観測時のアジマス分解能、
以下の式（２）により前記合成開口長を算出する、
2018004299.tif 000006
ことを特徴とする請求項１記載のＳＡＲ観測用フライトパスの算出方法。
【請求項３】
前記合成開口長Ｌの1/2を前記光学センサ観測用フライトパスの開始位置のフライト前方に付加し、
前記合成開口長Ｌの1/2を前記光学センサ観測用フライトパスの終了位置のフライト後方に付加することを特徴とする請求項１、２いずれか記載のＳＡＲ観測用フライトパスの算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、合成開口レーダ（Synthetic Aperture Radar：ＳＡＲ。以下、ＳＡＲという）技術を用いたＳＡＲ観測用フライトパスの算出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＳＡＲはレーダ装置から電波を送信し、対象物で反射された電波をアンテナで受信する。この受信波を信号処理することにより、観測対象を画像化する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１０７５８２号公報
【特許文献２】特許第３７９４１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、光学センサでの地表面観測のサポートを目的とした光学センサ観測用フライトパスの算出プログラムについては数多く供給されている。
例えば、航空機に光学センサを搭載することを前提とし、その光学センサを用いて地表上の特定の領域を観測するフライトパス算出プログラムが配布等されている。
航空機はこのプログラムで算出されたフライトパスに従い飛行することにより、搭載する光学センサにより所望の領域の光学画像を取得することが可能である。
【０００５】
一方、電波センサにＳＡＲ技術を適用することにより地表面の画像データを取得できるが、このＳＡＲ技術を用いた観測においては、従来の光学センサ観測用フライトパスだけでは、観測領域を画像化できないという課題があった。具体的には、光学センサ観測用フライトパスに対し、合成開口時間（合成開口長）を考慮してフライトパスを修正する必要があるという課題があった。従来、フライトパスの修正に時間を要しており、効率化が要望されていた。
【０００６】
この発明は係る課題を解決するためになされたものであり、効率的にＳＡＲ観測用フライトパスを算出可能な算出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るＳＡＲ観測用フライトパスの算出方法は、  ＳＡＲ観測で使用する中心周波数と、観測時のアジマス分解能を入力する工程と、中心周波数と観測時のアジマス分解能から、合成開口角を算出する工程と、スラントレンジと合成開口角から合成開口長を算出する工程と、前記合成開口長を光学観測用フライトパスに付加する工程とからなる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係るＳＡＲ観測用フライトパスの算出方法によれば、ＳＡＲ観測用フライトパスを効率的に算出することができるので、例えばユーザ等からの急な画像取得の要望に対しても対応できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１におけるＳＡＲ観測用フライトパスの算出方法を説明するフロー図である。
【図２】光学センサ観測用フライトパスの算出プログラムにおける観測パラメータを説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態１において算出されるＳＡＲ観測用フライトパスを示す図である。
【図４】従来のＳＡＲ観測用フライトパスの算出方法を説明する図である。
【図５】従来の光学センサ用フライトパスを説明する図である。
【図６】修正後のＳＡＲ観測用フライトパスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
まず、従来のＳＡＲ観測用フライトパスの算出方法について説明する。以下では、図４〜図６を参照して、フライトパスの算出方法の概要を説明する。
図４は従来のＳＡＲ観測用フライトパスの算出方法を説明する図である。
【００１１】
（ステップＳＰ０１）
光学センサ用観測パラメータ入力：
ここでは、ＳＡＲ画像を取得しようとする領域１０、自機１の高度ｈ、オフナディア角θ、スラントレンジＤ等の観測用パラメータを入力する。領域１０は、位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄで囲まれる領域である。
図２は、光学センサ観測用フライトパスの算出にあたり必要とされる観測パラメータを説明する図である。
図２で、高度ｈは自機１の高度であり、自機１の飛行可能な高度範囲を指定する。
オフナディア角θは、自機１の直下と自機１から対象物を覗いた線とがなす角度であり、光学センサが指向する角度範囲を指定する。
スラントレンジＤは、ＳＡＲ画像を取得する領域から自機までの観測距離であり、その観測距離Ｄを指定する。
【００１２】
（ステップＳＰ０２）
光学センサ用フライトパス算出機能：
ここでは、ステップＳＰ０１で入力した観測用パラメータに基づいて、ＳＡＲによる画像を取得する領域１０に対し、光学センサで観測するとした場合のフライトパスを算出する。
なお、光学センサ（監視カメラ）を用いた場合のフライトパスの算出については、例えば特許文献２等に記載の方法により設定することができる。
【００１３】
（ステップＳＰ０３）
光学センサ用フライトパス出力機能：
ここでは、ステップＳＰ０２で算出したフライトパスを表示用モニタへ出力する。算出したフライトパスは、電子データとして出力することも可能である。
図５は算出した光学センサ観測用フライトパス２００の例であり、図５（ａ）は側方から次機１を見た時、図５（ｂ）は上方から見た時の模式図である。
このように、光学センサで領域１０を観測する場合は、光学センサ観測用フライトパス２００の開始Ｐｓの地点（領域１０の位置Ｐａ〜位置Ｐｃの撮影に対応する地点）から撮影を開始し、終了Ｐｅの地点（領域１０の位置Ｐｃ〜位置Ｐｄの撮影に対応する地点）で撮影を終了すればよい。
【００１４】
（ステップＳＰ０４）
光学センサ観測用フライトパスをＳＡＲ観測用フライトパスに修正：
光学センサ観測用フライトパスをＳＡＲ観測用フライトパスに修正するため、ここでは、観測に使用するＳＡＲシステムの諸元を用いて事前に算出した合成開口長２１０（合成開口時間ともいう)を算出する。
そして、算出した合成開口長２１０をステップＳＰ０３で出力された光学センサ用フライトパス２００の前後に付与し、修正を行う。光学センサ用フライトパス２００の前とは、フライトパスの開始の位置Ｐａに至る前であり、光学センサ用フライトパス２００の後とは、フライトパスの終了の位置Ｐｅの後である。
図６は修正後のＳＡＲ観測用フライトパス２５０を示す図であり、図６（ａ）は側方から次機１を見た時の図であり、図６（ｂ）は上方から見た時の図である。図６（ｂ）に示す通り、光学センサ用フライトパス２００の前後に破線で示す合成開口長２１０を付与し、ＳＡＲ観測用フライトパス２５０としていた。
【００１５】
このように、従来、ＳＡＲ観測用フライトパス２５０を算出するにあたっては、まず光学センサ用フライトパス２００を算出したのち、算出した光学センサ用フライトパス２００の前後に、別に求めた合成開口時間２１０(合成開口長２１０)を付加し修正することで、ＳＡＲ観測用フライトパスを算出していた。
【００１６】
実施の形態．
以下、この発明の実施の形態１に係るＳＡＲ観測用フライトパスの算出方法について説明する。実施の形態に係るフライトパスの算出は、ＳＡＲ観測用パラメータを入力することで行う。
図１は、実施の形態に係るＳＡＲ観測用フライトパスの算出方法を説明するフロー図である。以下では各ステップに従い、算出方法を説明する。
【００１７】
（ステップＳ０１）
光学センサ用観測パラメータ入力：
図２は、光学センサ用フライトパス算出プログラムに対する観測パラメータを示す図である。
ここでは、従来と同様に、フライトパスを算出するユーザは、ＳＡＲ画像を取得する領域１０、自機１の高度ｈ、オフナディア角θ、スラントレンジＤ等の観測用パラメータを入力する。
高度ｈは自機１の高度であり、自機１の飛行可能な高度範囲を指定する。
オフナディア角θは、自機１の直下と自機１から対象物を覗いた線とがなす角度であり、センサが指向する角度範囲を指定する。
スラントレンジＤは、ＳＡＲ画像を取得する領域から自機までの観測距離であり、この観測距離Ｄを指定する。
【００１８】
（ステップＳ０２）
ＳＡＲ観測パラメータ入力：
ここでは、使用するＳＡＲシステムの諸元及びＳＡＲ観測時の観測パラメータを入力する。入力した観測パラメータに基づき、ＳＡＲ観測用フライトパスの形成に必要な合成開口長Ｌ(合成開口時間Ｔともいう)を算出する。
【００１９】
合成開口長Ｌの算出にあたり、ここでは、使用するＳＡＲシステムの諸元及びＳＡＲ観測時の観測パラメータとして、ＳＡＲ観測で使用する中心周波数ｆｃと、観測時のアジマス分解能Δａｚを入力する。
【００２０】
合成開口長Ｌの算出のため、合成開口角ηを算出する。
合成開口角ηは以下の式（１）で求める。
【００２１】
【数１】
2018004299.tif 000003
【００２２】
次に、式（１）で算出した合成開口角ηを用いて、以下の式（２）により、合成開口長Ｌを算出する。
【００２３】
【数２】
2018004299.tif 000004
【００２４】
ここでスラントレンジＤには、ステップＳ０１で入力された値を用いる。
【００２５】
（ステップＳ０３）
光学センサ用フライトパス算出：
ここでは、ステップＳ０１で入力した観測用パラメータに基づき、ＳＡＲ画像を取得する領域１０について、光学センサで観測するとしたフライトパスＰ１〜Ｐ２を算出する。
領域１０は、図２の位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄで囲まれる領域である。
なお、光学センサ（監視カメラ）を用いた場合のフライトバスの算出については、例えば特許文献２等に記載の方法により設定することができる。
【００２６】
（ステップＳ０４）
ＳＡＲ用フライトパス算出：
ここでは、ステップＳ０３で算出した光学センサ用フライトパスに対し、ステップＳ０２で算出した合成開口長Ｌを付与する。
この際、ステップＳ０３のフライトパスの前と後の各々に、ステップＳ０２で算出した合成開口長Ｌ（合成開口時間Ｔ）の１/２の合成開口長を付与する。
図３に、ステップＳ０４で算出されるＳＡＲ観測用フライトパス３００を示す。
ＳＡＲ技術を用いた観測においては、ＳＡＲ観測用フライトパス３００で表すとおり、Ｐ１地点の手前から観測を開始する必要があり、合成開口長Ｌを考慮して算出した地点Ｐｓから観測を開始する。そしてＰ２地点を経過した後、合成開口長Ｌを考慮して算出した地点Ｐｅに至るまで観測を継続し、地点Ｐｅに達した時点で観測を終了する。
【００２７】
（ステップＳ０５）
フライトパス出力機能：
ここでは、ステップＳ０４で算出したフライトパス３００を表示用にモニタへ出力すると共に、電子データとして出力する。
【００２８】
このように、実施の形態１に係るレーダ搭載航空機用ＳＡＲ観測用フライトパスの算出方法によれば、ＳＡＲ観測時に考慮の必要な合成開口長（合成開口時間）を含めたフライトパスが算出されるため、従来、合成開口長（合成開口時間）分を個別に算出していた時間が不要となり、ＳＡＲ観測用フライトプランの算出の効率化が図れる。
【符号の説明】
【００２９】
１  自機、９  地表面、１０  取得対象領域、ｈ  自機の飛行可能な高度範囲、θ  センサを指向するオフナディア角の範囲、Ｄ  スラントレンジ（ＳＡＲ画像を取得する領域から自機までの観測距離)、２００  光学センサ用フライトパス、２１０  合成開口時間（合成開口長）、２５０  光学センサ用フライトパス２００を修正したＳＡＲ観測用フライトパス、３００  ＳＡＲ観測用フライトパス、Ｌ  合成開口長、Ｔ  合成開口時間、η  合成開口角。
【図１】
2018004299.tif 000007
【図２】
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【図３】
2018004299.tif 000009
【図４】
2018004299.tif 000010
【図５】
2018004299.tif 000011
【図６】
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