(57)【要約】      （修正有）【課題】単一の移動プラットフォームから測定された到達周波数（ＦＯＡ）を使用する、エミッタの場所決定のためのシステム、方法、及び装置を提供する。【解決手段】一又は複数の例では、コヒーレント到達周波数（ＣＦＯＡ）のドップラー履歴測定値を使用することにより、移動プラットフォームから、静止しているパルス高周波（ＲＦ）エミッタの場所を決定することが可能になる。「コヒーレント」という語は、プロセスが、現代的なレーダによって生成されるもののようなＲＦ−コヒーレントパルス列を要することを示すために、使用されている。また、２つのＣＦＯＡ測定法（方法１：ＣＦＯＡ位相線形回帰（ＬＲＰ）と、方法２：ＣＦＯＡ相互相関周波数スペクトル（ＣＣＦＳ））のうちの一方が用いられる。開示されているシステムにより、既知の場所にあるエミッタの地理的識別（ＧｅｏＤ）、あるいは、未知の場所にあるエミッタの地理的場所特定も可能になる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
場所決定のための方法であって、
移動プラットフォーム（１１０）に装着されたアンテナ（１１５）によって、複数のエミッタ（１２０）から送信された複数の信号（１２５）を受信することと、
前記複数の信号（１２５）から注目信号（ＳＯＩ）（４１０）を特定することと、
前記ＳＯＩ（４１０）を複数のルックセグメント（３１０）に分割することと、
前記ルックセグメントから、到達周波数（ＦＯＡ）測定値を決定することと、
前記ＦＯＡ測定値を使用することによって、前記複数のエミッタ（１２０）の中の、前記ＳＯＩ（４１０）を送信したエミッタ（１２０）の場所を決定することとを含む、方法。
【請求項２】
前記ＦＯＡ測定値を決定することが、
ダウンコンバートされたルックセグメントを生成するために、前記ルックセグメント（３１０）の各々をダウンコンバートすること（６２０）と、
復調されたルックセグメントを生成するために、ダウンコンバートされた前記ルックセグメントの各々をコヒーレントに復調させること（６４０）と、
復調された前記ルックセグメントの各々から、パルス−位相測定値を取得すること（６５０）と、
アンラップされたパルス列位相前進（７００）を生成するために、前記パルス−位相測定値をアンラップすること（６６０）と、
アンラップされた前記パルス列位相前進（７００）の各々の勾配を決定するために、線形回帰及びスケーリングを実施すること（６７０）と、
前記アンラップされたパルス列位相前進（７００）の各々の前記勾配（７１０）から、前記ＦＯＡ測定値（２２０）を決定すること（２２０）とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＦＯＡ測定値を決定することが、
前記ルックセグメント（３１０）の各々のパワースペクトル（９００）を算出すること（８３０）と、
自己相関スペクトル（１１１０）を生成するために、前記ルックセグメント（３１０）のうちの１つの前記パワースペクトル（９００）をそれ自体と自己相関させること（８４０ａ）と、
前記ルックセグメント（３１０）のうちの前記１つ以外の、他のルックセグメント（３１０）の各々に関して相互相関スペクトル（１１２０）を生成するために、前記自己相関スペクトル（１１１０）と、前記他のルックセグメント（３１０）の前記パワースペクトル（９００）の各々とを相互相関させること（８４０ｂ、８４０ｃ、８４０Ｎ）と、
補間信号を生成するために、前記相互相関スペクトル（１１２０）の各々を補間すること（８５０）と、
前記補間信号の各々から、前記ＦＯＡ測定値（２２０）を取得すること（８６０）とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記エミッタ（１２０）が既知の場所にある場合、前記ＦＯＡ測定値（２２０）を使用することによって、前記ＳＯＩ（４１０）を送信した前記エミッタ（１２０）の場所を決定することが、複数の前記既知の場所のうち前記ＳＯＩ（４１０）を放射している可能性が最も高いのはどこかを決定するために前記ＦＯＡ測定値（２２０）を解析する統計的尤度識別プロセス（１２００）を利用することによって、複数の前記既知の場所から前記ＳＯＩ（４１０）を送信した前記エミッタ（１２０）の場所を識別することを含むこと；及び
前記エミッタ（１２０）が未知の場所にある場合、前記ＦＯＡ測定値（２２０）を使用することによって、前記ＳＯＩ（４１０）を送信した前記エミッタ（１２０）の場所を決定することが、前記ＦＯＡ測定値（２２０）を使用することによって地理的場所特定を実施することを含むこと；のうちの少なくとも一方である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ＳＯＩ（４１０）を送信した前記エミッタ（１２０）の場所は、前記ＳＯＩ（４１０）を送信した前記エミッタ（１２０）と同じ種類のエミッタ（１２０）を有していることが知られている場所である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記信号（１２５）が高周波（ＲＦ）信号であることと、
前記信号（１２５）が、コヒーレントなパルス列信号（５００）か連続波（ＣＷ）信号の少なくとも一方であること、のうちの少なくとも一方である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記移動プラットフォーム（１１０）が輸送体（１１０）である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記輸送体（１１０）が、航空輸送体（１１０）、陸上輸送体、又は海洋輸送体である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記エミッタ（１２０）の各々が既知の種類のエミッタ（１２０）であることと、
前記アンテナ（１１５）が、リフレクタアンテナ（１１５）、重送アンテナ、又はフェーズドアレイアンテナであることと、
前記ＦＯＡ測定値（２２０）が、コヒーレント到達周波数測定値（２２０）であること、のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
場所決定のためのシステムであって、
複数のエミッタ（１２０）から送信された複数の信号（１２５）を受信するための、移動プラットフォーム（１１０）に装着されたアンテナ（１１５）、及び、
処理回路（１４５）であって、前記複数の信号（１２５）から注目信号（ＳＯＩ）（４１０）を特定することと、前記ＳＯＩ（４１０）を複数のルックセグメント（３１０）に分割することと、前記ルックセグメント（３１０）から、到達周波数（ＦＯＡ）測定値（２２０）を決定することと、前記ＦＯＡ測定値（２２０）を使用することによって、前記複数のエミッタ（１２０）中の、前記ＳＯＩ（４１０）を送信したエミッタ（１２０）の場所を決定することとを行うよう構成された、処理回路（１４５）を備える、システム。
【請求項１１】
前記処理回路（１４５）が前記ＦＯＡ測定値（２２０）を決定するよう構成されている場合、前記処理回路（１４５）は、ダウンコンバートされたルックセグメントを生成するために、前記ルックセグメント（３１０）の各々をダウンコンバートすること（６２０）と、復調されたルックセグメントを生成するために、ダウンコンバートされた前記ルックセグメントの各々をコヒーレントに復調させること（６４０）と、復調された前記ルックセグメントの各々から、パルス−位相測定値を取得すること（６５０）と、アンラップされたパルス列位相前進（７００）を生成するために、前記パルス−位相測定値をアンラップすること（６６０）と、アンラップされた前記パルス列位相前進（７００）の各々の勾配（７１０）を決定するために、線形回帰及びスケーリングを実施すること（６７０）と、前記アンラップされたパルス列位相前進（７００）の各々の前記勾配（７１０）から、前記ＦＯＡ測定値（２２０）を決定することとを行うよう更に構成される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記処理回路（１４５）が前記ＦＯＡ測定値（２２０）を決定するよう構成されている場合、前記処理回路（１４５）は、前記ルックセグメント（３１０）の各々のパワースペクトル（９００）を算出すること（８３０）と、自己相関スペクトル（１１１０）を生成するために、前記ルックセグメント（３１０）のうちの１つの前記パワースペクトル（９００）をそれ自体と自己相関させること（８４０Ａ）と、前記自己相関スペクトル（１１１０）と、前記ルックセグメント（３１０）のうちの前記１つ以外の、他のルックセグメント（３１０）の前記パワースペクトル（９００）の各々とを、相互相関させること（８４０ｂ、８４０ｃ、８４０Ｎ）と、前記他のルックセグメント（３１０）の各々の相互相関スペクトル（１１２０）を生成することと、補間信号を生成するために、前記相互相関スペクトル（１１２０）の各々を補間すること（８５０）と、前記補間信号の各々から、前記ＦＯＡ測定値（２２０）を取得すること（８６０）とを行うよう更に構成される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記エミッタ（１２０）が既知の場所にある場合、前記処理回路（１４５）は、複数の前記既知の場所のうち前記ＳＯＩ（４１０）を放射している可能性が最も高いのはどこかを決定するために前記ＦＯＡ測定値（２２０）を解析する統計的尤度識別プロセス（１２００）を利用することによって、複数の前記既知の場所から前記ＳＯＩ（４１０）を送信した前記エミッタ（１２０）の場所を識別することにより、前記ＦＯＡ測定値（２２０）を使用することによって前記ＳＯＩ（４１０）を送信した前記エミッタ（１２０）の場所を決定するよう構成される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記エミッタ（１２０）が未知の場所にある場合、前記処理回路（１４５）は、前記ＦＯＡ測定値（２２０）を使用することによって地理的場所特定を実施することにより、前記ＦＯＡ測定値（２２０）を使用することによって前記ＳＯＩ（４１０）を送信した前記エミッタ（１２０）の場所を決定するよう構成される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
前記移動プラットフォーム（１１５）が輸送体（１１５）である、請求項１０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本開示は、エミッタの場所決定に関する。詳細には、本開示は、単一の移動プラットフォームから測定された到達周波数（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｏｆ−ａｒｒｉｖａｌ：ＦＯＡ）を使用する、エミッタの場所決定に関する。周波数の精密な測定は、場所特定プロセスに必要な要素である。パルス信号を放出するエミッタについては、かかる測定は困難である。なぜなら、個々のパルスは通常、エミッタ所在地の決定をサポートするのに十分な精度を伴う周波数測定を可能にするのに十分なほどには、長くないからである。そのため、エミッタの場所決定のための改良型の技法が必要とされている。
【発明の概要】
【０００２】
本開示は、単一の移動プラットフォームから測定された到達周波数（ＦＯＡ）を使用する、エミッタの場所決定のための方法、システム、及び装置に関する。一又は複数の例では、開示されているシステムにより、コヒーレント到達周波数（ｃｏｈｅｒｅｎｔ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｏｆ  ａｒｒｉｖａｌ：ＣＦＯＡ）のドップラー履歴測定値を使用することにより、移動プラットフォームから、静止しているパルス高周波（ＲＦ）エミッタの場所を決定することが、可能になる。「コヒーレント（ｃｏｈｅｒｅｎｔ）」という語は、本書では、プロセスが、現代的なレーダによって生成されるもののようなＲＦ−コヒーレントパルス列を要することを示すために、使用されている。一又は複数の例では、開示されているシステムでは、開示されている２つのＣＦＯＡ測定法（方法１：ＣＦＯＡ位相線形回帰（ｌｉｎｅａｒ  ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ  ｏｆ  ｐｈａｓｅ：ＬＲＰ）と、方法２：ＣＦＯＡ相互相関周波数スペクトル（ｃｒｏｓｓ−ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｐｅｃｔｒａ：ＣＣＦＳ））のうちの一方が用いられる。      
【０００３】
一又は複数の例では、場所決定のための方法は、移動プラットフォームに装着されたアンテナによって、複数のエミッタから送信された複数の信号を受信することを含む。    この方法は、複数の信号から注目信号（ｓｉｇｎａｌ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｅｓｔ：ＳＯＩ）を特定することを更に含む。また、方法は、ＳＯＩを複数のルックセグメント（ｌｏｏｋ  ｓｅｇｍｅｎｔ）に分割することを含む。加えて、方法は、ルックセグメントから、到達周波数（ＦＯＡ）測定値（例えば、コヒーレント到達周波数（ＣＦＯＡ）測定値）を決定することを含む。更に、方法は、ＦＯＡ測定値を使用することによって、複数のエミッタの中の、ＳＯＩを送信したエミッタの場所を決定することを、含む。
【０００４】
少なくとも１つの例では、場所決定のためのシステムは、複数のエミッタから送信された複数の信号を受信するための、移動プラットフォームに装着されたアンテナを備える。更に、このシステムは、複数の信号から注目信号（ＳＯＩ）を特定することと、ＳＯＩを複数のルックセグメントに分割することと、ルックセグメントから、到達周波数（ＦＯＡ）測定値（例えば、コヒーレント到達周波数（ＣＦＯＡ）測定値）を決定することと、ＦＯＡ測定値を使用することによって、複数のエミッタの中の、ＳＯＩを送信したエミッタの場所を決定することとを行うよう構成された、プロセッサを備える。
【０００５】
特徴、機能、及び利点は、本開示の種々の例において個別に実現されうるか、又は、更に別の例において組み合わされうる。
【０００６】
上記の及びその他の本開示の特徴、態様、及び利点は、後述の説明、付随する特許請求の範囲、及び添付図面を参照することで、更によく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】本開示の少なくとも１つの例による、単一の移動プラットフォームから測定された到達周波数（ＦＯＡ）を使用するエミッタの場所決定のための、開示されているシステムを示す図である。
【図１Ｂ】本開示の少なくとも１つの例による、単一の移動プラットフォームから測定された到達周波数（ＦＯＡ）を使用するエミッタの場所決定のための開示されているシステム向けの、例示的なハードウェアを示す図である。
【図２】本開示の少なくとも１つの例による、開示されている場所決定処理の高次図解を示す図である。
【図３】本開示の少なくとも１つの例による、いくつかのルック（すなわち、コヒーレント到達周波数（ＣＦＯＡ）測定値）を含むドップラー履歴を示す図である。
【図４】本開示の少なくとも１つの例による、１つの受信器で１つ又は２つの注目信号（ＳＯＩ）をモニタするための例示的なルックスケジュールを示す図である。
【図５】本開示の少なくとも１つの例による、複合エンベロープサンプル（ｃｏｍｐｌｅｘ  ｅｎｖｅｌｏｐｅ  ｓａｍｐｌｅ：ＣＥＳ）を使用して再構築された例示的な複合パルス列ルックの、強度のみを示すグラフである。
【図６】本開示の少なくとも１つの例による、位相線形回帰（ＬＲＰ）を使用する、一パルスエミッタに関するコヒーレント到達周波数（ＣＦＯＡ）の推定を示す図である。
【図７】本開示の少なくとも１つの例による、パルス列位相前進を使用することによって推定された例示的なＣＦＯＡを示すグラフである。
【図８】本開示の少なくとも１つの例による、周波数パワースペクトルの相互相関（ＣＣＦＳ）を使用する、ＣＦＯＡ推定を示す図である。
【図９】本開示の少なくとも１つの例による、パルス列ルックの高速フーリエ変換（ｆａｓｔＦｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍ：ＦＦＴ）の例示的なパワースペクトルを示すグラフである。
【図１０】本開示の少なくとも１つの例による、図９のパワースペクトルの相互相関を示すグラフである。
【図１１】本開示の少なくとも１つの例による、第１ルックの自己相関スペクトルと、第１ルックと別のルックとの相互相関スペクトルとの、比較を示すグラフである。
【図１２】本開示の少なくとも１つの例による、識別統計分布及び判定論理を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本書で開示されている方法及び装置は、単一の移動プラットフォームから測定された到達周波数（ＦＯＡ）を使用してエミッタの場所を決定するよう動作するシステムを、提供する。一又は複数の例では、本開示のシステムは、コヒーレント到達周波数（ＣＦＯＡ）のドップラー履歴測定値を使用して、移動プラットフォームから、固定されたパルス高周波（ＲＦ）エミッタの場所決定を可能にし、これにより、既知の場所にあるエミッタの地理的識別（ｇｅｏ−ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ：ＧｅｏＤ）、あるいは、未知の場所にあるエミッタの地理的場所特定（ｇｅｏ−ｌｏｃａｔｉｏｎ）が、可能になる。少なくとも１つの例では、本開示は、移動プラットフォームによって提供される移動基準フレームを参照して、静止しているエミッタの場所の決定を提供する。「コヒーレント」という語は、本書では、プロセスが、現代的なレーダによって生成されるもののようなＲＦ−コヒーレントパルス列を要することを示すために、使用されている。
【０００９】
前述したように、周波数の精密な測定は場所特定プロセスに必要な要素である。パルス信号については、かかる測定は、個々のパルスは通常、エミッタ所在地の決定をサポートするのに必要な精度を伴う周波数測定を可能にするのに十分なほどには長くないという点で、困難である。必要とされる測定精度を提供する、２つの補完的なコヒーレント到達周波数（ＣＦＯＡ）測定法が開示される。この２つのＣＦＯＡ法とは、（１）方法１：より一般的なＣＦＯＡ位相線形回帰（ＬＲＰ）であって、ランダムなパルス間隔には必要であるが、意図的なパルス内変調があればその復調を要するＬＲＰ、及び、（２）方法２：コヒーレントパルス信号のスペクトル線構造を利用する、ＣＦＯＡ相互相関周波数スペクトル（ＣＣＦＳ）であって、パルス内復調を要しないが、一定したパルス間隔周期系列を要するＣＣＦＳ、である。
【００１０】
上記の方法は両方とも、大いに低減された処理帯域幅を伴って実装されてよく、この低減された処理帯域幅は、パルス反復周波数（ＲＰＦ）の小倍数を上回らないものである必要がある。その利点は、測定精度がほとんど損なわれずに、信号バッファサイズと演算負荷が低減することである。
【００１１】
本開示は、存在可能な既知のエミッタ所在地の組から一エミッタ所在地を弁別する、地理的識別（ＧｅｏＤ）技法も提供する。このＧｅｏＤ法では、移動プラットフォームから測定された信号のドップラー履歴と、算出された候補地（すなわち、同じ信号を放出していると知られている場所）のドップラー履歴との、統計的パターンマッチングが用いられる。この方法は、ドップラー偏移の原理を利用するものであり、エミッタの周波数についての絶対的知識を要しない。ある特定の高周波（ＲＦ）でエミッタに関連付けられたドップラー履歴は、通常、そのエミッタの場所に固有のものである。開示されている統計的パターンマッチング方法が、ドップラー測定の高い精度と組み合わされれば、エミッタの真の場所が明らかになる。本開示はＧｅｏＤのためのパルス信号だけを考察しているが、開示されている技法は、連続波（ＣＷ）信号にも等しく適用可能であることに、留意すべきである。
【００１２】
下記の説明では、システムについてのより網羅的な説明を提供するために、多数の詳細事項が明示されている。しかし、開示されているシステムは、これらの具体的な詳細事項がなくとも実践可能であることが、当業者には自明となろう。他の事例としては、システムを不要に分かりにくくしないように、周知の特徴については詳しく説明していない。
【００１３】
本開示の例は、機能的及び／または論理的な構成要素、並びに様々な処理ステップに関して、本書で説明されうる。かかる構成要素は、特定の機能を実施するよう構成された、任意の数のハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアの構成要素によって具現化されうることを、認識すべきである。例えば、本開示の例では、一又は複数のプロセッサ、マイクロプロセッサ、又は他の制御デバイスの制御のもとで多種多様な機能を果たしうる、様々な集積回路の構成要素（例えばメモリ素子、デジタル信号処理素子、論理素子、ルックアップテーブルなど）が用いられうる。加えて、当業者であれば、本開示の例が、他の構成要素と併せて実践されうること、及び、本書に記載のシステムは本開示の一例に過ぎないことを、認識しよう。
【００１４】
簡潔にするために、場所決定システムに関する従来型の技法及び構成要素、並びに、このシステム（及び、個別に動作するシステム構成要素）の他の機能的態様については、本書で詳細には説明されないことがある。更に、本書に包含される様々な図に示している接続線は、様々な要素間の例示的な機能的関係性及び／又は物理的連結を表すためのものである。本開示の例では、多くの代替的又は追加的な機能的関係性又は物理的接続が提示されうることに、留意すべきである。
【００１５】
Ｉ．ＣＦＯＡを使用する場所決定
図１Ａは、本開示の少なくとも１つの例による、単一の移動プラットフォームから測定された到達周波数（ＦＯＡ）を使用するエミッタの場所決定のための、開示されているシステムを示す図１００である。詳細には、この図は、開示されているシステムの移動プラットフォームとして用いられうる、例示的な輸送体（すなわち航空機１１０）を示している。代替例では、開示されているシステムの移動プラットフォームとして、図１Ａに図示されている航空機１１０とは別の輸送体が用いられうることに、留意すべきである。移動プラットフォームとして用いられうる、その他の種類の輸送体は、陸上輸送体（トラックや戦車など）、海洋輸送体（船舶やボートなど）、及び、別の種類の航空輸送体（例えば、低地球軌道（ＬＥＯ）衛星、中地球軌道（ＭＥＯ）衛星、及び静止地球軌道（ＧＥＯ）衛星などの衛星）を含むが、それらに限定されるわけではない。
【００１６】
この図には、航空機１１０及び複数のエミッタ（送信アンテナなど）１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄが示されている。航空機１１０は、高周波（ＲＦ）信号を受信するための、受信アンテナ１１５及び受信器（図１Ｂの１４０参照）を備える。受信アンテナ１１５は航空機１１０に装着され、航空機１１０は、受信アンテナ１１５の移動プラットフォームとしての役割を果たす。移動プラットフォーム（すなわち航空機１１０）は、静止しているエミッタ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄを決定するための、移動基準フレームを提供する。リフレクタアンテナ、重送アンテナ、及びフェーズドアレイアンテナを含むがそれらに限定されるわけではない、様々な異なる種類のアンテナが、システムによって、アンテナ１１５として用いられうる。一又は複数の例では、アンテナ１１５は一又は複数のアンテナを含みうる。少なくとも１つの例では、エミッタ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄは、静止しており、かつ、既知の場所（例えば、地上又は静止した建物の既知の場所）にある。他の例では、エミッタ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄは、静止しており、かつ、未知の場所にある。一又は複数の例では、システムは、少なくとも２つのエミッタ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄを備える。少なくとも１つの例では、システムは、図１Ａに示しているよりも多い又は少ない数のエミッタ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄを備えうる。
【００１７】
一又は複数の例では、エミッタ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄは、既知の種類のものであり、同一の信号パラメータを有する。例えば、エミッタ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄは、エミッタ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄに利用される特定の種類の送信器（例えば、ある特定の周波数で送信を行うことが知られている商用既成品（ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｏｆｆ−ｔｈｅ−ｓｈｅｌｆ：ＣＯＴＳ）の送信器）の特定を可能にする固有の周波数で、信号を送信しうる。
【００１８】
開示されているシステムの稼働中、航空機１１０が地球上空を移動する際に、航空機１１０の受信アンテナ１１５は、静止しているエミッタ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄから送信された高周波（ＲＦ）信号１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄを受信する。一又は複数の例では、信号１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄは、ＲＦ−コヒーレントパルス列の（すなわち、多くのパルスを含む）信号である。代替例では、信号１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄは連続波（ＣＷ）信号である。
【００１９】
信号１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄは次いで、航空機１１０上の受信器（図１Ｂの１４０参照）によって受信される。処理回路（図１Ｂの１４５参照）が、注目信号（ＳＯＩ）（例えば、信号１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄのうちの１つ）を放出しているエミッタ（すなわち１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、又は１２０ｄ）の場所を決定するために、開示されているＣＦＯＡ法のうちの少なくとも一方を利用して、信号１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄを処理する。
【００２０】
図１Ｂは、本開示の少なくとも１つの例による、単一の移動プラットフォームから測定された到達周波数（ＦＯＡ）を使用するエミッタの場所決定のための開示されているシステム向けの、例示的なハードウェアを示す図１３０である。この図には、アンテナ１１５、受信器１４０、及び処理回路１４５が示されている。処理回路１４５は、信号１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄを処理するための、様々な異なる種類のユニットを備える。処理回路１４５が備えうる様々な異なる種類のユニットは、少なくとも１つのプロセッサ１５０、少なくとも１つのダウンコンバータ１５５、少なくとも１つのフィルタ１６０、少なくとも１つの復調器１６５、少なくとも１つの高速フーリエ変換（ＦＦＴ）プロセッサ１７０、少なくとも１つの相関器１７５、少なくとも１つの補間器１８０、及び少なくとも１つのアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１８５を含むが、それらに限定されるわけではない。一部の例では、少なくとも１つのプロセッサは、単に、処理回路１４５のユニットの一部（補間器１８０など）のために用いられうることに、留意すべきである。
【００２１】
処理回路１４５は、航空機１１０上に受信器１４０と一緒に配置されうるか、又は、処理を行うのに少なくとも必要最小限の信号１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄからのデータを伝送する少なくとも１つの通信チャネルによって、受信器１４０とつながれている、別個の場所に配置されうる。このエンドツーエンド処理チェーンを、図２に示している。
【００２２】
図２は、本開示の少なくとも１つの例による、開示されている場所決定処理の高次図解を示す図２００である。この図は、（１）コヒーレントルック生成２１０、（２）ドップラーＣＦＯＡ測定２２０、及び（３）場所決定２３０を含む、位置特定処理のための高次プロセスを示している。この図では、少なくとも１つのプロセッサによって、注目信号（ＳＯＩ）を検出し、算出し、かつ切り離すことと、少なくとも１つのプロセッサによって、ＳＯＩの信号をｎ個の「ルック」セグメント（ｎは１よりも大きな数である）に分割することとを含む、コヒーレントルック生成２１０が最初に実施される。次いで、各「ルック」に関してＣＦＯＡ測定値（又はＦＯＡ測定値）を作成することを含む、ドップラーＣＦＯＡ測定２２０（又はドップラーＦＯＡ測定）が実施される。次いで、地理的識別（ＧｅｏＤ）と称される統計的識別プロセスを使用することによって、検出された既知の種類のエミッタの測定されたドップラーＦＯＡ履歴と、同じ種類のエミッタの複数の既知の場所に関して算出されたドップラー履歴とを比較することを含む、場所決定２３０が実施されるか、あるいは、検出された未知の場所のエミッタの地理的場所特定が実施される。上記の３つプロセス（すなわち、（１）コヒーレントルック生成２１０、（２）ドップラーＣＦＯＡ測定２２０、及び（３）場所決定２３０）については、以下で詳述する。
【００２３】
Ａ．コヒーレントルック生成
コヒーレントルック生成プロセスにおいて、受信器は、エミッタから送信された信号を受信する。受信器は次いで、処理回路による処理の実施を可能にするのに少なくとも必要最小限の信号からのデータを、処理回路に送信する。次いで処理回路は、信号を、検出し、パラメータ化し、（必要に応じて）デインターリーブした後に、分類し、特定する（例えば、信号のうちのどれが注目信号（ＳＯＩ）（複数可）であるかを特定する）。
【００２４】
受信器は、広範帯域幅フロントエンドであって、（例えば、バンドパスフィルタ（ｂａｎｄｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒ：ＢＰＦ）によるフィルタリングを行うことによって）注目信号（ＳＯＩ）に適切な通過帯域を選択する、広範帯域幅フロントエンドを利用することに、留意すべきである。周波数測定は本来的には狭帯域プロセスであるので、信号は、パルス反復周波数（ＰＲＦ）と反転パルス持続時間のうち大きい方のものの小倍数を上回る帯域幅において収集されることは、必要ではない。これにより、記憶され、伝達され、処理される必要があるデータ量が、大いに減少する。
【００２５】
次いで、ＳＯＩが特定され、切り離された後に、ＳＯＩの総観測時間（ドエル期間と称される）３２０（図３参照）の全体にわたり、ＳＯＩデータは、少なくとも１つのプロセッサによって、別個にコヒーレントな複数の「ルック」３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄ、３１０ｅになるように分離される。これらのルックから到達周波数（ＦＯＡ）が測定され、ＦＯＡは、時間の関数としてのドップラー偏移（すなわち、ＦＯＡ（又はドップラー）履歴）を決定するために使用される。図３は、本開示の少なくとも１つの例による、いくつかのルック３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄ、３１０ｅ（すなわち、コヒーレント到達周波数（ＣＦＯＡ）測定値）を含むドップラー履歴を示す図３００である。
【００２６】
図４は、本開示の少なくとも１つの例による、１つの受信器で１つの注目信号（ＳＯＩ）４１０又は２つの注目信号（ＳＯＩｓ）４２０をモニタするための例示的なルックスケジュールを示す図４００である。この図に示しているように、ドエル（例えば１０秒間）４１５、４２５は、（ＣＦＯＡの必要に応じて）１秒間以下の５個以上の「ルック」に分割される。各ルックに関して、ＦＯＡ測定が行われる。各ルックの実現可能な持続時間は、ドエル４１５、４２５の上限では周波数測定の精度要件によって、かつ、ドエル４１５、４２５の下限（例えばおよそ１０パルス）では特有のスペクトル線構造を観測するのに必要なパルスの数によって、画定される。
【００２７】
必要とされる周波数精度は、プラットフォームの視野（ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ：ＦＯＶ）内の注目エミッタの場所、プラットフォームの速度、及びプラットフォームの高度を含むが、それらに限定されるわけではない、動作上の要件によって決定される。周波数測定精度には理論限界が存在し、この理論限界はクラメール−ラオの下限（Ｃｒａｍｅｒ−Ｒａｏ  Ｌｏｗｅｒ  Ｂｏｕｎｄ）と称されることが多い。この場合、周波数測定の精度限界は、観測時間に反比例し、かつ、信号対雑音比（ＳＮＲ）の平方根に反比例する。ゆえに、測定観測時間（すなわちルック持続時間）を延長するには、複数のルックを使用することが必要になる。
【００２８】
１．パルス信号のためのコヒーレントＦＯＡ
コヒーレントＦＯＡ（ＣＦＯＡ）とは、多くのパルスを含むＲＦ−コヒーレントパルス列の基本（ｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇ）搬送信号の周波数を測定する一又は複数のプロセスであることに、留意すべきである。ＲＦコヒーレント性とは、信号特性であり、かつ、ＲＦパルス列が、ベースバンド（パルス内変調があればそれを含む）において生成されること、及び、送信用の動作ＲＦにコヒーレントに変換されることを意味しており、この場合、パルス間のランダムな位相偏差はごく小さなラジアンとなる。この種の信号は、現代的な電子部品及び信号処理部品によって可能になるものであり、現在、あらゆる種類のレーダにおいて、特に、移動ターゲットを検出し、ターゲット速度を測定し、合成開口技法によって画像化するという目的でドップラーを測定するレーダにおいて、一般的に使用されている。
【００２９】
ＣＦＯＡの実行形態では、受信器システムの設計において、更なる考察が必要になる。典型的な電子支援装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｍｅａｓｕｒｅ：ＥＳＭ）の受信システムは、ルックにおける全信号を記憶するものではない。これらのシステムは、ＲＦ、パルス持続時間、パルス反復周波数（ＰＲＦ）などを含むパルスパラメータに関して、パルスのディスクリプションだけを記憶しうる。このディスクリプションは、従来的に、パルス記述語（ｐｕｌｓｅ  ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ  ｗｏｒｄ：ＰＤＷ）と称されている。しかし、ＣＦＯＡを実施するには、パルス列がＲＦコヒーレントであると仮定して、パルスの列全体にわたる基本搬送信号の位相前進を決定するために、更なる情報が必要になる。ＰＤＷに付属するパルスの、高精度でタイムタグ付きの予め検出された、追加的な複合（同相直交）エンベロープサンプル（ＣＥＳ）が、原信号のパルス列の再構築（図５参照）に使用される。次いで、ＲＦパルス列を含むレーダ信号が、ＣＥＳ及びＰＤＷデータ内に完全かつ正確に捕捉される。これらのデータは、後続の処理において、複合信号をコヒーレントに再構築する（図５参照）ため、及び、ＦＯＡ（ドップラー）履歴を測定するために、使用される。図５は、本開示の少なくとも１つの例による、複合エンベロープサンプル（ＣＥＳ）を使用して再構築された例示的な複合パルス列ルックの、強度のみを示すグラフ５００である。このグラフでは、ｘ軸が時間を表わし、ｙ軸は信号振幅を表わしている。
【００３０】
Ｂ．ドップラーＣＦＯＡ測定
個々のパルスの位相情報を全てコヒーレントに処理することによってルックのドップラーＦＯＡを決定するための、以下の方法が開示される。各方法では、各ルック全体にわたる予め検出された複合パルス列が、捕捉された複合エンベロープサンプル（ＣＥＳ）と、それに関連する、ルックの各パルスからのタイムタグとを使用することによって、コヒーレントに再構築される（図５参照）。
【００３１】
１．方法１：位相線形回帰（ＬＲＰ）によるＣＦＯＡ
位相線形回帰（ＬＲＰ）によるＣＦＯＡのためのシステム及びプロセスを、図６に示している。図６は、本開示の少なくとも１つの例による、位相線形回帰（ＬＲＰ）を使用する、一パルスエミッタに関するコヒーレント到達周波数（ＣＦＯＡ）の推定を示す図６００である。
【００３２】
この図では、最初に、再構築された各ルック６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ、６１０ｎの信号が、ダウンコンバータによってゼロ周波数近くまでダウンコンバートされ６２０ａ、６２０ｂ、６２０ｃ、６２０ｎ、パルス内変調（もしあれば）の種類が、少なくとも１つのプロセッサによって決定される。ダウンコンバートされた信号（アナログである）は次いで、デジタル信号を生成するために、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）によってデジタル化される６３０ａ、６３０ｂ、６３０ｃ、６３０ｎ。
【００３３】
次いで、必要に応じて、信号のパルスが、復調器６４０ａ、６４０ｂ、６４０ｃ、６４０ｎによってコヒーレントに復調される。リニア周波数変調（ｌｉｎｅａｒ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｍｏｄｕｌａｔｅｄ：ＬＦＭ）パルスの場合、予め検出された複合パルス列信号全体が、測定されたチャープ率で、コヒーレントにデチャープされる。二位相偏移変調（ｂｉｎａｒｙ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ：ＢＰＳＫ）の位相変調パルスでは、基本搬送信号を回復させるために、予め検出された複合パルス列信号全体が二乗される。パルスが変調されていなければ、復調は必要ない。
【００３４】
次いで、結果として得られた信号から、少なくとも１つのプロセッサによって、パルス間位相測定値６５０ａ、６５０ｂ、６５０ｃ、６５０ｎが得られる。次いで、位相測定のモジュロマイナス２パイ（−２π）の曖昧性が、少なくとも１つのプロセッサによって、アンラップされる６６０ａ、６６０ｂ、６６０ｃ、６６０ｎ（図７参照）。次いで、ルック時間全体にわたるアンラップされたパルス列位相前進の勾配を決定するために、少なくとも１つのプロセッサによって、アンラップされたパルス列位相前進から、線形回帰（例えば最小二乗適合）及びスケーリング６７０ａ、６７０ｂ、６７０ｃ、６７０ｎが実施される。
【００３５】
図７は、本開示の少なくとも１つの例による、パルス列位相前進を使用することによって推定された例示的なＣＦＯＡを示すグラフ７００である。このグラフでは、ｘ軸が時間を表わし、ｙ軸は位相を表わしている。また、グラフ７００に関連付けられた、パルス列エンベロープ７２０（そのパルス反復間隔（ｐｕｌｓｅ  ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  ｉｎｔｅｒｖａｌ：ＰＲＩ）が記入されている）も図示されている。
【００３６】
図７のグラフ７００は概念的なものであり、実際のパルス間時間を正確に描いているわけではないことに、留意すべきである。つまり、低デューティパルス列では、パルス内アンラップにより問題が生じる可能性がある。この問題を軽減するために、調整ヒストグラムの高度な使用法を用いて、線形回帰に先立って曖昧性が分離されうる。ＣＦＯＡ測定（すなわち、ΔΦ／２πΔＴであり、ここでΔΦは位相の変化であり、ΔＴは時間の変化である）は、図７に示している、ルック持続時間全体において位相前進に適合した線の勾配７１０となる。
【００３７】
２．方法２：相互相関周波数スペクトル（ＣＣＦＳ）によるＣＦＯＡ
相互相関周波数スペクトル（ＣＣＦＳ）によるＣＦＯＡのためのシステム及びプロセスを、図８に示している。図８は、本開示の少なくとも１つの例による、周波数パワースペクトルの相互相関（ＣＣＦＳ）を使用するＣＦＯＡの推定を示す図８００である。ＣＣＦＳによるＣＦＯＡは、より適切なアプローチを使用するものである。このアプローチは、パルス内変調不可知論であり、かつ、ＲＦ−コヒーレントパルス列の離散的なスペクトル線構造を利用し、パルス内変調の種類とは無関係に作用する。
【００３８】
図８に示しているように、周波数測定プロセスは、最初に、デジタル信号を生成するために、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）によって、アナログであるルック８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｎの各々をデジタル化すること８２０ａ、８２０ｂ、８２０ｃ、８２０ｎを含む。しかし、他の例では、注目信号（ＳＯＩ）が、ルック８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｎに分割される前に少なくとも１つのアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）によってデジタル化されるので、このような例では、ルック８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｎはデジタル信号であることに、留意すべきである。
【００３９】
次いで、プロセスは、少なくとも１つの高速フーリエ変換（ＦＦＴ）プロセッサによって、デジタル信号の各々に関して別個に、パワースペクトル（すなわちＦＦＴの強度）８３０ａ、８３０ｂ、８３０ｃ、８３０ｎを算出することを含む。各パワースペクトル（例えば図９のグラフ９００参照）は、一連の離間ピーク（すなわちスペクトル線）であって、パルス反復間隔（ＰＲＩ）が一定のパルス列のパルス反復周波数と厳密に等しく離間しているが、スタガードなＰＲＩを伴うパルス列ではより複合的になる、離間ピークを示すことになる。
【００４０】
図９は、本開示の少なくとも１つの例による、パルス列ルックの高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の例示的なパワースペクトルを示すグラフ９００である。このグラフ９００では、ｘ軸が周波数を表わし、ｙ軸は振幅を表わしている。ドップラー偏移により、スペクトル線の全てを含むパルス列スペクトルが偏移する。観測時間中の、第１ルック（例えばルック１）と他のルック（例えばルック２、ルック３、ルックｎ）との間の上記の線の位置の時間に対する周波数移行により、ＣＦＯＡ（ドップラー）履歴がもたらされる。
【００４１】
図８を再び参照するに、各ルックのパワースペクトル（すなわちＦＦＴの強度）が取得された後に、第１ルック（すなわちルック１）のパワースペクトルは、自己相関スペクトル（例えば図１１の１１１０参照）を生成するために、少なくとも１つの相関器によって、それ自体と自己相関させられる８４０ａ。また、第１ルック（すなわちルック１）のパワースペクトルは、他のルック（すなわちルック２、ルック３、ルックｎ）の各々に関して相互相関スペクトル（例えば図１０の１０００及び図１１の１１２０参照）を生成するために、少なくとも１つの相関器によって、他のルック（すなわちルック２、ルック３、ルックｎ）のパワースペクトルの各々と相互相関させられる８４０ｂ、８４０ｃ、８４０ｎ。図１０は、本開示の少なくとも１つの例による、図９のパワースペクトルの例示的な相互相関を示すグラフ１０００である。このグラフ１０００では、ｘ軸が周波数を表わし、ｙ軸は振幅を表わしている。
【００４２】
図１１は、本開示の少なくとも１つの例による、第１ルック（例えばルック１）の自己相関スペクトル１１１０と、第１ルック（例えばルック１）と別のルック（例えばルック２、ルック３、又はルックｎ）との相互相関スペクトル１１２０との、比較を示すグラフ１１００である。このグラフ１１００では、ｘ軸が周波数を表わし、ｙ軸は振幅を表わしている。自己相関スペクトル１１１０（そのパルス反復周波数（ＰＲＩ）が記入されている）は、実質的に、基準としての役割を果たす。つまり、自己相関スペクトル１１１０と、別のルック（例えばルック２、ルック３、又はルックｎ）との相互相関スペクトル１１２０との比較が、第１ルック（例えばルック１）と後続のルック（例えばルック１、ルック２、ルックｎ）との間で線がどのくらい動いたかを決定して、ＣＦＯＡのドップラー履歴を決定するために、使用される。第１ルック（すなわちルック１）の自己相関（すなわち自己相関スペクトル１１１０）、及びその後の、第１ルック（すなわちルック１）と後続のルック（すなわちルック２、ルック３、ルックｎ）との間の相互相関（すなわち相互相関スペクトル１１２０）により、ルック間の周波数前進を正確に測定する手段が提供される。
【００４３】
図８を再び参照するに、自己相関スペクトルを生成するために第１ルック（すなわちルック１）のパワースペクトルがそれ自体と自己相関させられた８４０ａ後に、相互相関スペクトルを生成するために、第１ルック（すなわちルック１）のパワースペクトルは他のルック（すなわちルック２、ルック３、ルックｎ）のパワースペクトルの各々と相互相関させられる８４０ｂ、８４０ｃ、８４０ｎ。これらのスペクトルは次いで、補間信号を生成するために補間される８５０ａ、８５０ｂ、８５０ｎ。次いで、補間信号からＣＦＯＡ測定値８６０ａ、８６０ｂ、８６０ｎが作成される。
【００４４】
３．その他の方法
多重パルスのＣＦＯＡを決定するために、その他の方法も使用されうる。ルック同士を比較して、時間相関の整列後の周波数偏移を解消するためには、従来的に使用されている複合曖昧性関数（ｃｏｍｐｌｅｘ  ａｍｂｉｇｕｉｔｙ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＣＡＦ）法が使用されうる。この方法は、上述の開示されている方法１及び方法２よりも、計算量的に高コストなものになる。なぜなら、この方法は、最大ピークを見い出すのに多くのＣＡＦ点を要するからである。この方法の使用する場合、全体最大値の代わりに極大値を見い出すことに関する懸念もある。更に、線形周波数変調（ｌｉｎｅａｒ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＬＦＭ）信号が曖昧性の範囲を大きくするので、この方法については困難が存在する。また、この方法は、ランダムなパルスパターンには用いることができない。しかし、この方法でのＣＦＯＡの出力は、一旦処理されれば、以下で詳述する場所決定のための更なる処理において使用されうる。
【００４５】
Ｃ．場所決定
このセクションでは、上記のように取得されたドップラー履歴を使用する場所決定について説明する。場所決定は、パルスを伴う信号のＣＦＯＡか、より一般的な、追加のコヒーレント処理を要しない連続波（ＣＷ）信号の到達周波数（ＦＯＡ）のいずれかを使用することによって、行われうる。
【００４６】
場所決定プロセスは、利用可能な最良のプラットフォームの状態ベクトルデータを使用して、上述の測定されたＦＯＡ履歴と同じ時間にわたって観測された各場所（ｉ）のドップラー履歴を算出することを含む。この技法の基本原則は、概括的に、各場所が、輸送体の状態ベクトルに対する場所の差異による、固有のＦＯＡ履歴を有するということである。
【００４７】
１．地理的場所特定
地理的場所特定は、エミッタが既知の場所にない場合に実施される。エミッタの地理的場所特定では、各ルックに関して見い出されたＦＯＡデータを使用して、標準的な地理的場所特定が実施されうる。これにより、受信信号の品質（一般的には信号対雑音比（ＳＮＲ）によって表わされる）、ルックの持続時間、ドエルの持続時間、ルックの数、及び受信器の品質に応じた、エラー領域がもたらされる。このエラーは、多くの場合、円形または楕円形の領域であって、結果として得られる地理的場所特定がその領域内で成功しない確率に対応する、領域に関して定義される。このスキームでは、測定基準は通常、円の半径、半数必中円（ｃｉｒｃｕｌａｒ  ｅｒｒｏｒ  ｐｒｏｂａｂｌｅ：ＣＥＰ）、又は、楕円の軌道長半径（半数必中楕円（ｅｌｌｉｐｔｉｃａｌ  ｅｒｒｏｒ  ｐｒｏｂａｂｌｅ：ＥＥＰ））となる。一又は複数の例では、エミッタの地理的場所特定を実施するために、各ルックに関して見い出されたＦＯＡデータを使用する標準的な地理的場所特定のためのアルゴリズムが、少なくとも１つのプロセッサで実行される。
【００４８】
２．地理的識別（ＧｅｏＤ）
地理的識別（ＧｅｏＤ）は、有限個のエミッタが既知の場所にある場合に実施される。ＧｅｏＤでは、どの既知の場所がＳＯＩを放出している可能性が最も高いかという識別だけが実施されるので、測定されたＦＯＡ履歴と、存在可能な既知のエミッタ所在地とのマッチングが、地理的場所特定よりも容易になる。ＧｅｏＤでは、対という観点に基づいて、順次判定試験（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  Ｄｅｃｉｓｉｏｎ  Ｔｅｓｔ：ＳＤＴ）に続き、候補の対の各々について算出された判定境界閾値Ｔｆを使用して、候補地にあるエミッタからＦＯＡ履歴が得られる。この閾値により、エラーの確率と判定を行わない確率（エラー率の制御を確保する上での重要なファクタ）との間での、トレードが可能になる。存在可能なＭ個のエミッタ所在地及びＭ（Ｍ−１）／２個の対の組み合わせについて、少なくとも１つのプロセッサで実行されるアルゴリズムが、測定されたＦＯＡ履歴と測定されたＦＯＡ履歴とが最も良くマッチングする場所を判定する。あるエミッタ所在候補地が対の試験に合格しなければ、そこはその後のいかなる試験からも除外されうるので、Ｍ（Ｍ−１）／２個の組み合わせの全てに試験が必要なわけではない。１つを除くすべての場所が消去されれば、それがエラーの最小確率の保証となる。対のマッチングのいずれかが曖昧である場合、判定は行われない。
【００４９】
候補地の各対の判定論理を図１２に示しており、ここで、σｓは判定統計の標準偏差であり、μＳ／Ａ及びμＳ／Ｂはそれぞれ、Ａ及びＢが与えられた判定統計の平均値である。判定境界閾値Ｔｆ，の値は、測定されたＦＯＡ履歴及び算出されたＦＯＡ履歴の統計から決定される。図１２は、本開示の少なくとも１つの例による、識別統計分布及び判定論理を示すグラフ１２００である。このグラフ１２００では、ｘ軸が識別統計値（Ｓ）を表わし、ｙ軸は確率を表わしている。図１２に示している識別統計分布及び判定論理を決定するために使用される順次識別試験に関する詳細説明は、以下のセクションで提示される。一又は複数の例では、エミッタのＧｅｏＤを実施するために、既知の場所にあるエミッタからのＦＯＡ履歴を順次識別試験に適用するＧｅｏＤ向けアルゴリズムが、少なくとも１つのプロセッサで実行される。
【００５０】
ＩＩ．非静止型であるが既知の手段を用いる、プロセス間順次識別試験
Ｘ＝［Ｘ１，Ｘ２，Ｋ，Ｘｎ］は、２つの異なるガウス確率プロセスＡ又はＢ（図１２参照）のうちの一方から得られる個別のランダムサンプルを表わすものとする。ＡとＢの両方が共通の固定偏差σ２を有することを前提とすると、そこでは、Ｐ（Ａ）＋Ｐ（Ｂ）＝１との相互排他が成立する。プロセスＡとＢとは、Ａが、前もって既知である変動平均値η＝［η１，η２，Ｋ、ηｎ］の履歴を有すること、及び、プロセスＢが、同様に既知である変動平均値の履歴ｖ＝［ｖ１，ｖ２，Ｋ，ｖｎ］を有すること、によってのみ弁別される。
【００５１】
主たる目的は、プロセスＡとプロセスＢとを識別する、ランダムサンプルに基づく順次試験を設計することである。副次的な目的は、（１）識別エラーの発生確率が最大ｐｆであることを保証するよう、試験を設計すること、及び、（２）識別成功の確率を導き、表示すること、である。
順次試験は、統計値Ｓ＝Ｓ（ｘ１，ｘ２，Ｋ，ｘｎ）、及び２つの閾値ｋ１＜ｋ２を公式化したものであり、例としては、
Ｓ≧ｋ２の場合    Ａを選択
Ｓ≦ｋ１の場合    Ｂを選択              （０．１）
ｋ１＜Ｓ＜ｋ２の場合    判定なし    である。
【００５２】
この試験は順次試験と称される。なぜなら、利用可能なサンプルが増えるにつれて統計値Ｓ及び閾値ｋ１，ｋ２は更新されてよく、これにより、より正確な判定を行う機会がもたらされるからである。
【００５３】
統計値Ｓは、次の尤度に基づく。
2019090791.tif 000002
【００５４】
ｆ（ｘ１，ｘ２，Ｋ，ｘｎ｜Ａ）がＡを条件とするＸの結合確率密度関数である場合、
2019090791.tif 000003
となり、
ｆ（ｘ１，ｘ２，Ｋ，ｘｎ｜Ｂ）がＢを条件とするＸの結合確率密度関数である場合、
2019090791.tif 000004
となる。
【００５５】
試験は統計値Ｓ及び閾値ｋ１、ｋ２により定義され、ネイマン−ピアソン定理によって保証される最良の統計値が、次の不等式から導かれる。
2019090791.tif 000005
ここで、Ｌは尤度比である。（０．３）ａｎｄ（０．４）を（０．２）に代入し、その後にいくらかの代数操作を行うことで、次の式が導かれる。
2019090791.tif 000006
【００５６】
2019090791.tif 000007
は標準的なユークリッド内積を表わし、かつ、ユークリッドノルムが
2019090791.tif 000008
であるとすることで、不等式（０．６）を、次のように書き改めることができる。
2019090791.tif 000009
【００５７】
（０．７）から、識別統計値Ｓは、
2019090791.tif 000010
と定義される。
【００５８】
Ｓ｜Ａという表記は、統計値ＳがプロセスＡから得られるサンプルを用いて計算されることを意味し、Ｓ｜Ｂは、統計値ＳがプロセスＢから得られるサンプルを用いて計算されることを意味している。Ｓ｜Ａは、正規分布にしたがった確率変数であり、平均値
2019090791.tif 000011
及び、
偏差
2019090791.tif 000012
を伴うことに、留意されたい。
【００５９】
同様に、Ｓ｜Ｂは、正規分布にしたがっており、平均値
2019090791.tif 000013
及び、
偏差
2019090791.tif 000014
を伴う。
【００６０】
上記より、
2019090791.tif 000015
であることがわかる。
【００６１】
判定論理（０．１）を使用すると、
Ｂが真である時に    Ｓ≧ｋ２
Ａが真である時に  Ｓ≦ｋ１                （０．１４）    である場合にのみ、識別エラーが起こる。
【００６２】
ゆえに、ｐｆに対するエラー発生の確率を設定するためには、
2019090791.tif 000016
となるように、ｋ１及びｋ２を選ぶ必要がある。
【００６３】
また、ここでの合理的選択は、ｋ１及びｋ２を、（０．１５）において両方の確率が等しくなるように設定することである。つまり、
2019090791.tif 000017
である。
【００６４】
ゆえに、
2019090791.tif 000018
となる。
【００６５】
前半を計算することにより
2019090791.tif 000019
となり、
後半を計算することにより
2019090791.tif 000020
となる。
【００６６】
いずれの場合にも、値
2019090791.tif 000021
は、
標準正規確率変数である。Ｔｆは、標準正規確率分布を使用することによって、次のように定義されるものとする。
2019090791.tif 000022
【００６７】
ｐｆとＴｆとの関連性は、
2019090791.tif 000023
と
2019090791.tif 000024
のいずれかによって表わされる。この表記を使用することで、
2019090791.tif 000025
という結果になる。
【００６８】
同等に、（０．９）、（０．１０）、（０．１１）、及び（０．１２）を（０．２２）に代入することで、
2019090791.tif 000026
が導かれる。
【００６９】
方程式（０．２３）から、識別の確率は、
2019090791.tif 000027
と計算されうる。
【００７０】
最初に、
2019090791.tif 000028
であり、
【００７１】
同様に、
2019090791.tif 000029
である。
【００７２】
したがって、
2019090791.tif 000030
となる。
【００７３】
方程式（０．２７）は、平均値履歴η及びｖ、ランダムサンプルの偏差σ２、及びエラー確率
2019090791.tif 000031
の知識に基づいて識別の確率を表現する、望ましい方程式である。
【００７４】
ＩＩＩ．ＧｅｏＤエラーソース
システムの設計及び評価の一部と見なされている、ＧｅｏＤエラーのいくつかの重要なソースが存在する。ＧｅｏＤは通常、地理的場所特定と同じく、ＦＯＡエラー及び収集幾何形状（ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  ｇｅｏｍｅｔｒｙ）に決定的に依存するものである。実際、ＦＯＡ  ＧｅｏＤに対する測定エラーの影響は、ＦＯＡ地理的場所特定のものと実質的に同一である。ＦＯＡエラーの主たるソースは、（主に熱ノイズによる）偶発的周波数測定エラー、ＳＯＩのＲＦ不安定性、及び収集プラットフォームの主発振器である。
【００７５】
偶発的周波数測定エラーは、測定方法に決定的に依存している。しかし、測定アルゴリズムを慎重に設計することによって、この測定エラーを、積分時間及びＳＮＲの平方根に反比例するクラメール−ラオの下限（ＣＲＬＢ）に、接近させることが可能である。
【００７６】
ＳＯＩのＲＦ不安定性は、制御されない、体系的なものである。注目信号がコヒーレントであっても、信号の実際のＲＦ安定性は、実質的には未知である。
【００７７】
収集プラットフォームの主発振器は、体系的かつ制御可能であり、収集システムの基準発振器の周波数安定性によって決定される。米国で市販されている商業利用可能なオーブナイズ（ｏｖｅｎｉｚｅｄ）水晶発振器は、典型的には、最大１００秒の平均化時間で約０．０５ヘルツ／ギガヘルツ（Ｈｚ／ＧＨｚ）の周波数安定性を有しており、これは、ＦＯＡ  ＧｅｏＤ機能として全く十分なものである。
【００７８】
ＲＦが約２００メガヘルツ（ＭＨｚ）を下回っているＳＯＩに関して、別のエラーソースになる可能性があるのは電離層である。電離層では、伝播経路が屈折し、ドップラー偏移は見通し線（ｌｉｎｅ  ｏｆ  ｓｉｇｈｔ：ＬＯＳ）挙動からずれて、予測が困難になる。これは特に、電離層の高さにおけるグレージング角が低い場合である。一日、一時期、及び太陽周期の一フェーズのうちの一定の時間の間、ＦＯＡ測定は、ＲＦが約２００ＭＨｚを下回っているＳＯＩに関して、より高いグレージング角に限定されることを要しうる。
【００７９】
更に、本開示は以下の条項による例を含む。
【００８０】
条項１．場所決定のための方法であって、移動プラットフォームに装着されたアンテナによって、複数のエミッタから送信された複数の信号を受信することと、複数の信号から注目信号（ＳＯＩ）を特定することと、ＳＯＩを複数のルックセグメントに分割することと、ルックセグメントから、到達周波数（ＦＯＡ）測定値を決定することと、ＦＯＡ測定値を使用することによって、複数のエミッタの中の、ＳＯＩを送信したエミッタの場所を決定することとを含む、方法。
【００８１】
条項２．ＦＯＡ測定値を決定することが、ダウンコンバートされたルックセグメントを生成するために、ルックセグメントの各々をダウンコンバートすることと、復調されたルックセグメントを生成するために、ダウンコンバートされたルックセグメントの各々をコヒーレントに復調させることと、復調されたルックセグメントの各々からパルス−位相測定値を取得することと、アンラップされたパルス列位相前進を生成するために、パルス−位相測定値をアンラップすることと、アンラップされたパルス列位相前進の各々の勾配を決定するために、線形回帰及びスケーリングを実施することと、アンラップされたパルス列位相前進の各々の勾配から、ＦＯＡ測定値を決定することとを含む、条項１に記載の方法。
【００８２】
条項３．ＦＯＡ測定値を決定することが、ルックセグメントの各々のパワースペクトルを算出することと、自己相関スペクトルを生成するために、ルックセグメントのうちの１つのパワースペクトルをそれ自体と自己相関させることと、ルックセグメントのうちの前記１つ以外の、他のルックセグメントの各々に関して相互相関スペクトルを生成するために、自己相関スペクトルと、前記他のルックセグメントのパワースペクトルの各々とを相互相関させることと、補間信号を生成するために、相互相関スペクトルの各々を補間することと、補間信号の各々からＦＯＡ測定値を取得することとを含む、条項１に記載の方法。
【００８３】
条項４．エミッタが既知の場所にある場合、ＦＯＡ測定値を使用することによって、ＳＯＩを送信したエミッタの場所を決定することは、複数の既知の場所のうちＳＯＩを放射している可能性が最も高いのはどこかを決定するためにＦＯＡ測定値を解析する統計的尤度識別プロセスを利用することによって、複数の既知の場所からＳＯＩを送信したエミッタの場所を識別することを含む、条項１に記載の方法。
【００８４】
条項５．エミッタが未知の場所にある場合、ＦＯＡ測定値を使用することによって、ＳＯＩを送信したエミッタの場所を決定することは、ＦＯＡ測定値を使用することによって地理的場所特定を実施することを含む、条項１に記載の方法。
【００８５】
条項６．ＳＯＩを送信したエミッタの場所は、ＳＯＩを送信したエミッタと同じ種類のエミッタを有していることが知られている場所である、条項１に記載の方法。
【００８６】
条項７．信号が高周波（ＲＦ）信号である、条項１に記載の方法。
【００８７】
条項８．信号が、コヒーレントなパルス列信号か連続波（ＣＷ）信号の、少なくとも一方である、条項１に記載の方法。
【００８８】
条項９．移動プラットフォームが輸送体である、条項１に記載の方法。
【００８９】
条項１０．輸送体が、航空輸送体、陸上輸送体、又は海洋輸送体である、条項９に記載の方法。
【００９０】
条項１１．エミッタの各々が既知の種類のエミッタである、条項１に記載の方法。
【００９１】
条項１２．アンテナが、リフレクタアンテナ、重送アンテナ、又はフェーズドアレイアンテナである、条項１に記載の方法。
【００９２】
条項１３．ＦＯＡ測定値が、コヒーレント到達周波数（ＣＦＯＡ）測定値である、条項１に記載の方法。
【００９３】
条項１４．場所決定のためのシステムであって、複数のエミッタから送信された複数の信号を受信するための、移動プラットフォームに装着されたアンテナ、及び、処理回路であって、複数の信号から注目信号（ＳＯＩ）を特定することと、ＳＯＩを複数のルックセグメントに分割することと、ルックセグメントから、到達周波数（ＦＯＡ）測定値を決定することと、ＦＯＡ測定値を使用することによって、複数のエミッタの中の、ＳＯＩを送信したエミッタの場所を決定することとを行うよう構成された、処理回路を備える、システム。
【００９４】
条項１５．処理回路がＦＯＡ測定値を決定するよう構成されている場合、処理回路が、ダウンコンバートされたルックセグメントを生成するために、ルックセグメントの各々をダウンコンバートすることと、復調されたルックセグメントを生成するために、ダウンコンバートされたルックセグメントの各々をコヒーレントに復調させることと、復調されたルックセグメントの各々からパルス−位相測定値を取得することと、アンラップされたパルス列位相前進を生成するために、パルス−位相測定値をアンラップすることと、アンラップされたパルス列位相前進の各々の勾配を決定するために、線形回帰及びスケーリングを実施することと、アンラップされたパルス列位相前進の各々の勾配から、ＦＯＡ測定値を決定することとを行うよう、更に構成される、条項１４に記載のシステム。
【００９５】
条項１６．処理回路がＦＯＡ測定値を決定するよう構成されている場合、処理回路が、ルックセグメントの各々のパワースペクトルを算出することと、自己相関スペクトルを生成するために、ルックセグメントのうちの１つのパワースペクトルをそれ自体と自己相関させることと、自己相関スペクトルと、ルックセグメントのうちの前記１つ以外の、他のルックセグメントのパワースペクトルの各々とを、相互相関させることと、他のルックセグメントの各々の相互相関スペクトルを生成することと、補間信号を生成するために、相互相関スペクトルの各々を補間することと、補間信号の各々からＦＯＡ測定値を取得することとを行うよう、更に構成される、条項１４に記載のシステム。
【００９６】
条項１７．エミッタが既知の場所にある場合、処理回路は、複数の既知の場所のうちＳＯＩを放射している可能性が最も高いのはどこかを決定するためにＦＯＡ測定値を解析する統計的尤度識別プロセスを利用することによって、複数の既知の場所からＳＯＩを送信したエミッタの場所を識別することにより、ＦＯＡ測定値を使用することによってＳＯＩを送信したエミッタの場所を決定するよう構成される、条項１４に記載のシステム。
【００９７】
条項１８．エミッタが未知の場所にある場合、処理回路は、ＦＯＡ測定値を使用することによって地理的場所特定を実施することにより、ＦＯＡ測定値を使用することによってＳＯＩを送信したエミッタの場所を決定するよう構成される、条項１４に記載のシステム。
【００９８】
条項１９．移動プラットフォームが輸送体である、条項１４に記載のシステム。
【００９９】
条項２０．処理回路が、輸送体上に、又は輸送体とは別の場所に配置されている、条項１９に記載のシステム。
【０１００】
条項２１．処理回路が、プロセッサ、ダウンコンバータ、フィルタ、復調器、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）プロセッサ、補間器、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）、のうちの少なくとも１つを備える、条項１４に記載のシステム。
【０１０１】
特定の例が図示され、説明されているが、上記の記載は、これらの例の範囲を限定するためのものではないことを、理解すべきである。本書では、本発明の多くの態様の例及び変形例が開示され、説明されているが、かかる開示は、解説及び例示のみを目的として提供されている。ゆえに、特許請求の範囲から逸脱しなければ、様々な変更及び改変がなされうる。
【０１０２】
上述の方法が特定の順序で起こる特定の事象を示している場合、その順序は改変可能であること、及び、かかる改変は本開示の変形例に従うものであることを、本開示から利益を得る当業者は認識しよう。加えて、方法の部分は、可能であれば並行プロセスで同時に実施されてよく、連続して実施されてもよい。加えて、前記方法よりも多い又は少ない数の部分が実施されることもある。
【０１０３】
したがって、例は、特許請求の範囲内に含まれうる代替例、改変例、及び等価物について説明することも意図している。
【０１０４】
本書では、特定の具体的な例及び方法が開示されているが、当業者には、開示されている技術の本質及び範囲から逸脱しなければ、かかる例及び方法に変更及び改変を加えうることが、前述の開示内容から自明となりうる。開示されている技術には他の多くの例が存在し、各例は、その詳細事項においてのみ、他の例と相違している。したがって、開示されている技術は、付随する特許請求の範囲、並びに、適用法の規則及び原理によって必要とされる度合いまでしか、制限されるべきではない。
【図１Ａ】
2019090791.tif 000032
【図１Ｂ】
2019090791.tif 000033
【図２】
2019090791.tif 000034
【図３】
2019090791.tif 000035
【図４】
2019090791.tif 000036
【図５】
2019090791.tif 000037
【図６】
2019090791.tif 000038
【図７】
2019090791.tif 000039
【図８】
2019090791.tif 000040
【図９】
2019090791.tif 000041
【図１０】
2019090791.tif 000042
【図１１】
2019090791.tif 000043
【図１２】
2019090791.tif 000044
【外国語明細書】
2019090791000001.pdf
2019090791000002.pdf
2019090791000003.pdf
2019090791000004.pdf