(57)【要約】  プラットフォーム（１０３）の想定軌道と実軌道との差分に関する情報に基づいて、観測で得られた電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定し、動揺補償が必要と判定された電波の受信信号に対して動揺補償処理を実施する。この判定結果に応じて動揺補償処理が実施された電波の受信信号および動揺補償処理が不実施となった電波の受信信号に対して画像再生処理を実施して、観測対象のＳＡＲ画像を再生する。
2017103973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動するプラットフォームから観測対象に対して送信され、前記観測対象で反射された電波の受信信号、前記電波の送受信時刻、前記プラットフォームの位置および姿勢を示す情報を含む観測データを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部によって取得された観測データに基づいて、前記プラットフォームの想定軌道と実軌道との差分に関する情報を前記電波の送受信時刻ごとに算出する軌道解析部と、
前記軌道解析部によって算出された前記差分に関する情報に基づいて、前記電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定する判定部と、
前記判定部によって動揺補償が必要と判定された前記電波の受信信号に対して動揺補償処理を実施する動揺補償部と、
前記判定部の判定結果に応じて動揺補償処理が実施された前記電波の受信信号および動揺補償処理が不実施となった前記電波の受信信号に対して画像再生処理を実施して、前記観測対象の合成開口レーダ画像を再生する画像再生部と
を備えたことを特徴とする合成開口レーダ装置。
【請求項２】
前記軌道解析部は、前記データ取得部によって取得された観測データに基づいて、前記想定軌道を３次元空間に規定し、前記３次元空間に設定した基準位置と前記実軌道との間の距離と前記基準位置と前記想定軌道との間の距離との距離差を前記電波の送受信時刻ごとに算出し、
前記判定部は、前記距離差に基づいて前記電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定することを特徴とする請求項１記載の合成開口レーダ装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記距離差から変換した位相差に基づいて、前記電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定することを特徴とする請求項２記載の合成開口レーダ装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記位相差を多項式関数でフィッティングして求めた前記多項式関数の係数に基づいて、前記電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定することを特徴とする請求項３記載の合成開口レーダ装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記距離差の時間微分に基づいて、前記電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定することを特徴とする請求項２記載の合成開口レーダ装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記距離差を用いて算出した２次位相誤差に基づいて、前記電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定することを特徴とする請求項２記載の合成開口レーダ装置。
【請求項７】
前記判定部は、前記距離差を用いて算出した前記基準位置ごとのアジマス分解能に基づいて、前記電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定することを特徴とする請求項２記載の合成開口レーダ装置。
【請求項８】
動揺補償処理が不実施の前記電波の受信信号から再生された前記合成開口レーダ画像の領域を計測して得られた分解能とこの領域に対して前記距離差を用いて算出された分解能との差が判定基準値より大きい場合、この領域に対してオートフォーカス処理を実施するオートフォーカス処理部を備えたことを特徴とする請求項２記載の合成開口レーダ装置。
【請求項９】
動揺補償にかかる時間が許容時間に収まるように、前記判定部によって動揺補償が必要と判定された前記電波の受信信号のうち、動揺補償処理を実施する前記電波の受信信号の数を変更して動揺補償にかかる時間を調整する調整部を備えたことを特徴とする請求項１記載の合成開口レーダ装置。
【請求項１０】
移動するプラットフォームから観測対象に対して送信され、前記観測対象で反射された電波の受信信号、前記電波の送受信時刻、前記プラットフォームの位置および姿勢を示す情報を含む観測データを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部によって取得された観測データに基づいて、前記プラットフォームの想定軌道と実軌道との差分に関する情報を前記電波の送受信時刻ごとに算出する軌道解析部と、
前記軌道解析部によって算出された前記差分に関する情報に基づいて、前記電波の受信信号ごとに動揺補償処理の内容を選択する選択部と、
前記電波の受信信号に対して前記選択部によって選択された内容の動揺補償処理を実施する動揺補償部と、
前記選択部によって選択された内容の動揺補償処理が実施された前記電波の受信信号に対して画像再生処理を実施して、前記観測対象の合成開口レーダ画像を再生する画像再生部と
を備えたことを特徴とする合成開口レーダ装置。
【請求項１１】
前記軌道解析部は、前記データ取得部によって取得された観測データに基づいて、前記想定軌道を３次元空間に規定し、前記３次元空間に設定した基準位置と前記実軌道との間の距離と前記基準位置と前記想定軌道との間の距離との距離差を、前記電波の送受信時刻ごとに算出し、
前記選択部は、前記距離差に基づいて前記電波の受信信号ごとに動揺補償処理の内容を選択することを特徴とする請求項１０記載の合成開口レーダ装置。
【請求項１２】
前記選択部は、前記距離差を用いて算出した前記基準位置ごとのアジマス分解能および選択基準値に基づいて、前記電波の受信信号ごとに動揺補償処理の内容を選択することを特徴とする請求項１１記載の合成開口レーダ装置。
【請求項１３】
動揺補償処理が不実施の前記電波の受信信号から再生された前記合成開口レーダ画像の領域を計測して得られた分解能とこの領域に対して前記距離差を用いて算出された分解能との差が判定基準値より大きい場合、この領域に対してオートフォーカス処理を実施するオートフォーカス処理部を備えたことを特徴とする請求項１１記載の合成開口レーダ装置。
【請求項１４】
動揺補償にかかる時間が許容時間に収まるように、前記選択部によって選択された動揺補償処理の内容を変更して動揺補償にかかる時間を調整する調整部を備えたことを特徴とする請求項１０記載の合成開口レーダ装置。
【請求項１５】
前記選択部によって選択される動揺補償処理の内容には動揺補償処理の不実施が含まれることを特徴とする請求項１０記載の合成開口レーダ装置。
【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；以下、ＳＡＲと記載する）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＡＲ装置は、プラットフォームに搭載されたＳＡＲセンサから観測対象に対して電波のパルスを繰り返して照射し、観測対象で反射された電波を受信する。そして、ＳＡＲ装置では、電波を送信したときのプラットフォームの位置情報、観測対象で反射された電波を受信したときのプラットフォームの位置情報、電波の受信信号に基づいてＳＡＲ画像を再生する。なお、ＳＡＲ画像の再生には、プラットフォームが想定した軌道（以下、想定軌道と記載する）を移動したときに送受信された電波の受信信号を使用することが前提となっている。【０００３】
しかしながら、例えば、プラットフォームが航空機などの飛翔体である場合、風などの影響を受けてプラットフォームが想定軌道とは異なる軌道で移動することがある。
プラットフォームが実際に移動している軌道（以下、実軌道と記載する）と想定軌道との間のずれは動揺と呼ばれており、動揺があったときの電波の受信信号からＳＡＲ画像を再生した場合、ＳＡＲ画像にぼけが生じることがあった。このため、動揺がある場合は、観測対象に電波が送信され、観測対象で反射された電波が受信された電波の送受信時刻、電波の受信信号の位相などを、プラットフォームが想定軌道を移動したときに得られる値に近付ける動揺補償処理が実施される。
従来のＳＡＲ装置では、例えば、特許文献１に記載されるように、ＳＡＲ画像の再生に使用される全ての信号に動揺補償処理を実施してＳＡＲ画像のぼけの低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載される従来のＳＡＲ装置は、ＳＡＲ画像の再生に使用される全ての信号に対して動揺補償処理を実施するので、本来、ＳＡＲ画像にぼけを生じさせない信号に対しても動揺補償処理が実施されて、ＳＡＲ画像が再生されるまでに余分な時間がかかるという課題があった。
例えば、実際のプラットフォームは必ずしも想定軌道とは異なる軌道を移動するばかりでなく、風の影響が弱くなるなどしてプラットフォームが想定軌道を適切に移動するときもある。このようにプラットフォームが想定軌道を移動しているときに得られた電波の受信信号は、本来、動揺補償の必要がない信号であり、ＳＡＲ画像にぼけを生じさせない信号である。これにもかかわらず、従来のＳＡＲ装置では、このような信号に対しても動揺補償処理が実施されることになる。【０００６】
また、従来のＳＡＲ装置では、ＳＡＲ画像の再生に使用される全ての信号に対して同一内容の動揺補償処理を実施するため、信号によっては不要な内容の動揺補償処理が実施されてＳＡＲ画像が再生されるまでに余分な時間がかかる可能性があった。
例えば、ＳＡＲ画像の再生に使用される信号の１つが、プラットフォームが想定軌道を移動しているときに得られた信号に比べて位相のみがずれている場合、この信号に対しては位相のみの補償処理を実施すればよい。
しかしながら、従来のＳＡＲ装置が、電波の受信信号の位相と送受信時刻の両方の補償処理を実施する場合、位相のみの補償でよい信号に対しても電波の送受信時刻の補償処理も実施されるため、ＳＡＲ画像が再生されるまでに余分な時間がかかってしまう。【０００７】
さらに、従来のＳＡＲ装置では、ＳＡＲ画像の再生に使用される信号によっては必要な内容の補償処理が実施されない場合もあった。
例えば、ＳＡＲ画像の再生に使用される信号の１つが、プラットフォームが想定軌道を移動しているときに得られた信号と比較して電波の受信信号の位相と送受信時刻の両方がずれている場合、この信号に対しては電波の受信信号の位相の補償処理と電波の送受信時刻の補償処理が必要となる。
しかしながら、従来のＳＡＲ装置が位相の補償処理のみを実施する場合、前述したような信号に対しても位相の補償処理のみが実施されて、電波の送受信時刻の補償処理が実施されない。このように必要な内容の動揺補償処理が実施されていない信号からＳＡＲ画像を再生すると、ＳＡＲ画像にぼけが残る可能性がある。【０００８】
この発明は上記課題を解決するもので、動揺補償でぼけが軽減されたＳＡＲ画像が再生されるまでの時間を短縮することができるＳＡＲ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係るＳＡＲ装置は、データ取得部、軌道解析部、判定部、動揺補償部および画像再生部を備える。データ取得部は、移動するプラットフォームから観測対象に対して送信され、観測対象で反射された電波の受信信号、電波の送受信時刻、プラットフォームの位置および姿勢を示す情報を含む観測データを取得する。軌道解析部は、データ取得部によって取得された観測データに基づいて、プラットフォームの想定軌道と実軌道との差分に関する情報を電波の送受信時刻ごとに算出する。判定部は、軌道解析部によって算出された差分に関する情報に基づいて、電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定する。動揺補償部は、判定部によって動揺補償が必要と判定された電波の受信信号に対して動揺補償処理を実施する。画像再生部は、判定部の判定結果に応じて動揺補償処理が実施された電波の受信信号および動揺補償処理が不実施となった電波の受信信号に対して画像再生処理を実施して、観測対象の合成開口レーダ画像を再生する。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、プラットフォームの想定軌道と実軌道との差分に関する情報に基づいて電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定して、動揺補償が必要と判定された電波の受信信号に対して動揺補償処理を実施する。この判定結果に応じて動揺補償処理が実施された電波の受信信号および動揺補償処理が不実施となった電波の受信信号に対して画像再生処理を実施して観測対象のＳＡＲ画像を再生する。このようにすることで、動揺補償に必要な時間が短縮されて、動揺補償でぼけが軽減されたＳＡＲ画像が再生されるまでの時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明に係るＳＡＲ装置を備えたＳＡＲシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係るＳＡＲ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３ＡはＳＡＲ装置の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図であり、図３ＢはＳＡＲ装置の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１に係るＳＡＲ装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】図４におけるステップＳＴ２の具体的な処理を示すフローチャートである。
【図６】ＳＡＲシステムの観測ジオメトリを示す図である。
【図７】図４におけるステップＳＴ３の具体的な処理を示すフローチャートである。
【図８】図４におけるステップＳＴ３の具体的な処理の別の例を示すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態２に係るＳＡＲ装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態２に係るＳＡＲ装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】図１０におけるステップＳＴ３ｄの具体的な処理を示すフローチャートである。
【図１２】図１０におけるステップＳＴ３ｄの具体的な処理の別の例を示すフローチャートである。
【図１３】この発明の実施の形態３に係るＳＡＲ装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】オートフォーカス処理部の動作を示すフローチャートである。
【図１５】この発明の実施の形態４に係るＳＡＲ装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】図１５の調整部の動作を示すフローチャートである。
【図１７】実施の形態４に係るＳＡＲ装置の別の構成を示すブロック図である。
【図１８】図１７の調整部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明をより詳細に説明するため、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明に係るＳＡＲ装置２を備えたＳＡＲシステム１の構成を示すブロック図である。ＳＡＲシステム１は、地表、海面などを観測して観測対象のＳＡＲ画像を得るシステムであり、ＳＡＲ装置２、ＳＡＲセンサ３、計測センサ４、記憶装置５および表示装置６を備えている。また、ＳＡＲ装置２は、ＳＡＲセンサ３および計測センサ４により得られた観測データに基づいて、観測対象のＳＡＲ画像を再生する装置である。
【００１３】
ＳＡＲセンサ３は、ＳＡＲアンテナ、送受信機、アナログデジタルコンバータなどから構成されるセンサ装置であり、航空機、人工衛星などのプラットフォームに搭載される。
ＳＡＲセンサ３では、送受信機によって生成された電波のパルスを、ＳＡＲアンテナを介して空間に放射し、空間内の観測対象で反射された電波をＳＡＲアンテナで受信する。
送受信機がＳＡＲアンテナで受信された信号を信号処理し、処理後の信号をアナログデジタルコンバータがデジタル信号に変換することで、パルス波の受信信号が得られる。
【００１４】
計測センサ４は、ＳＡＲセンサ３による電波の送受信時刻におけるプラットフォームの瞬間的な位置およびこの位置での姿勢を示す情報を計測するセンサ装置である。例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）受信機、ＧＰＳアンテナ、慣性航法装置を備えて構成される。また、プラットフォームの姿勢を示す情報としては、プラットフォームにおけるローリング方向、ピッチング方向、ヨーイング方向の角度（以下、ロール角、ピッチ角、ヨー角と記載する）、移動速度、加速度が挙げられる。
なお、計測センサ４は、ＳＡＲセンサ３とともにプラットフォームに搭載されている。
【００１５】
記憶装置５は、ＳＡＲ装置２の処理に必要な情報、ＳＡＲ装置２が再生した観測対象のＳＡＲ画像などを記憶する記憶装置であり、例えば、ハードディスクドライブなどで実現される。ＳＡＲ装置２の処理に必要な情報としては、ＳＡＲセンサ３の電波の送受信位置ごとに設定される基準位置を示す情報、ＳＡＲ装置２が行う各種判定処理の基準値などが挙げられる。なお、記憶装置５は、プラットフォームに搭載されてもよいが、プラットフォームの外部に設けられて、ＳＡＲ装置２との間でデータ通信が可能な外部装置が備える記憶装置に構築してもよい。
【００１６】
表示装置６は、ＳＡＲ装置２により再生された観測対象のＳＡＲ画像を表示する表示装置である。例えば、表示装置６は、プラットフォームに搭載あるいはプラットフォームの外部に設けられたディスプレイ装置により実現される。表示装置６がプラットフォームの外部に設けられた場合、ＳＡＲ装置２により再生されたＳＡＲ画像は、有線または無線で表示装置６に伝えられる。
【００１７】
図２はＳＡＲ装置２の構成を示すブロック図である。ＳＡＲ装置２は、図２に示すように、データ取得部２０、軌道解析部２１、判定部２２、動揺補償部２３および画像再生部２４を備える。また、判定基準値格納部５ａは、判定部２２の判定処理に使用される判定基準値が格納される記憶部である。画像格納部５ｂは、ＳＡＲ装置２で再生されたＳＡＲ画像が格納される記憶部である。基準位置格納部５ｃは、軌道解析部２１および動揺補償部２３に使用される基準位置を示す情報が格納される記憶部である。これらの格納部は、例えば、記憶装置５の記憶領域に構築される。
【００１８】
データ取得部２０は、移動するプラットフォームから観測対象に対して送信され、観測対象で反射された電波の受信信号、電波の送受信時刻、プラットフォームの位置および姿勢を示す情報を含む観測データを取得する。例えば、ＳＡＲセンサ３によってパルス波の送信とその反射波の受信を繰り返して得られた反射波の受信信号、パルス波の送信と受信の繰り返し周期、パルス波の送受信時刻などのセンサ情報が取得される。
【００１９】
また、データ取得部２０はプラットフォームの位置および姿勢を示す情報を取得する。
プラットフォームの姿勢を示す情報としては、例えば、プラットフォームのロール角、ピッチ角、ヨー角、速度、加速度などが挙げられる。
なお、プラットフォームの位置を示す情報は、地球固定座標系、プラットフォーム固有のローカル座標系であってもよい。
さらに、データ取得部２０は、ＳＡＲセンサ３および計測センサ４によって一定の間隔もしくは不等間隔で検出された観測データを取得する。
【００２０】
軌道解析部２１は、データ取得部２０によって取得された上記観測データに基づいて、プラットフォームの想定軌道と実軌道との差分に関する情報を、電波の送受信時刻ごとに算出する。差分に関する情報は、例えば、想定軌道を移動するプラットフォームのＳＡＲセンサ３と基準位置との間の距離と実軌道を移動するプラットフォームのＳＡＲセンサ３と同一の基準位置との間の距離との距離差である。
【００２１】
判定部２２は、軌道解析部２１によって算出された上記差分に関する情報に基づいて、電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定する。
例えば、判定部２２は、軌道解析部２１によって算出された電波の送受信時刻ごとに対応する上記距離差に基づいて、電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定する。
【００２２】
動揺補償部２３は、判定部２２によって動揺補償が必要と判定された電波の受信信号に対して動揺補償処理を実施する。動揺補償は、例えば下記の参考文献に記載される方法で実施してもよい。なお、動揺補償処理の詳細は後述する。
参考文献；A. Moreira， Y. Huang, “Airborne SAR Processing of Highly Squinted Data Using a Chirp Scaling Approach with Integrated Motion Compensation”, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Volume 32, Issue 5, pp. 1029-1040, 1994.
【００２３】
画像再生部２４は、判定部２２の判定の結果に応じて動揺補償処理が実施された電波の受信信号および動揺補償処理が不実施となった電波の受信信号に対して画像再生処理を実施して、観測対象のＳＡＲ画像を再生する。例えば、画像再生部２４は、電波の受信信号とプラットフォームの想定軌道を規定する情報とに基づいて電波の受信信号に対して画像再生処理を実施し、ＳＡＲ画像を再生する。
なお、ＳＡＲ画像の再生方法には、チャープスケーリング法、ω−ｋ法、ポーラフォーマット法、レンジドップラー法などがあり、これらのいずれかを利用してもよい。
【００２４】
表示制御部６ａは、表示装置６の表示部６ｂへの情報の表示を制御する。また、表示部６ｂは、表示装置６のディスプレイ本体である。例えば、画像再生部２４から入力されたＳＡＲ画像は、表示制御部６ａによって表示部６ｂに表示される。
なお、図２では、表示装置６が表示制御部６ａを備える場合を示したが、ＳＡＲ装置２が表示制御部６ａを備えるように構成してもよい。
【００２５】
図３ＡはＳＡＲ装置２の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図であって、図３ＢはＳＡＲ装置２の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。
ＳＡＲ装置２におけるデータ取得部２０、軌道解析部２１、判定部２２、動揺補償部２３および画像再生部２４の各機能は、処理回路により実現される。
すなわち、ＳＡＲ装置２は、図４に示す、上記観測データを取得するステップＳＴ１、上記観測データに基づいて想定軌道と実軌道の差分に関する情報を電波の送受信時刻ごとに算出するステップＳＴ２、上記差分に関する情報に基づいて電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定するステップＳＴ３、動揺補償が必要と判定された電波の受信信号に対して動揺補償処理を実施するステップＳＴ４、判定の結果に応じて動揺補償処理が実施された電波の受信信号および不実施となった電波の受信信号に対して画像再生処理を実施して観測対象のＳＡＲ画像を再生するステップＳＴ５を逐次行うための処理回路を備えている。処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されたプログラムを読み出して実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）であってもよい。
【００２６】
図３Ａに示すように処理回路が専用のハードウェアの処理回路１００である場合、処理回路１００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、または、これらを組み合わせたものが該当する。また、データ取得部２０、軌道解析部２１、判定部２２、動揺補償部２３および画像再生部２４の各部の機能をそれぞれ処理回路で実現してもよいし、各部の機能をまとめて１つの処理回路で実現してもよい。
【００２７】
図３Ｂに示すように処理回路がＣＰＵ１０１である場合、データ取得部２０、軌道解析部２１、判定部２２、動揺補償部２３および画像再生部２４の機能は、ソフトウェア、ファームウェアまたはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。
ソフトウェアとファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ１０２に格納される。ＣＰＵ１０１は、メモリ１０２に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、ＳＡＲ装置２は、ＣＰＵ１０１によって実行されるときに、前述したステップＳＴ１からステップＳＴ５までの処理が結果的に実行されるプログラムを格納するためのメモリ１０２を備える。
これらのプログラムは、データ取得部２０、軌道解析部２１、判定部２２、動揺補償部２３および画像再生部２４の手順または方法をコンピュータに実行させるものである。
【００２８】
ここで、メモリとは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ＥＰＲＯＭ）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）などが該当する。
【００２９】
なお、データ取得部２０、軌道解析部２１、判定部２２、動揺補償部２３および画像再生部２４の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。
例えば、データ取得部２０は、専用のハードウェアの処理回路１００でその機能を実現し、軌道解析部２１、判定部２２、動揺補償部２３および画像再生部２４は、ＣＰＵ１０１が、メモリ１０２に格納されたプログラム実行することによりその機能を実現する。
このように、上記処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって前述の機能を実現することができる。
【００３０】
次に動作について説明する。
図５は、図４におけるステップＳＴ２の具体的な処理を示すフローチャートである。
また、図６は、ＳＡＲシステム１の観測ジオメトリを示す図であり、航空機のプラットフォーム１０３から地表Ｇを観測する場合を示している。
図６には、想定軌道Ｍ１で移動した場合のプラットフォーム１０３と実軌道Ｍ２を移動しているプラットフォーム１０３の両方を記載している。プラットフォーム１０３に搭載されたＳＡＲセンサ３は、地表Ｇに向けてプラットフォーム１０３の移動方向に直交するレンジ方向に走査させながら電波のパルス波を照射する。これにより、観測範囲Ｒの観測アンテナビームＢが形成される。
以下、図６の観測ジオメトリを参照して軌道解析部２１の動作を説明する。
【００３１】
軌道解析部２１は、観測データのうち、ＳＡＲセンサ３によってパルス波として送受信される電波の送受信時刻、プラットフォーム１０３の位置および姿勢を示す情報に基づいて、画像再生に用いる想定軌道Ｍ１を３次元空間に規定する（ステップＳＴ１ａ）。
なお、想定軌道Ｍ１は画像再生処理の内容によって異なるが、以降では、想定軌道Ｍ１が直線軌道であるものと仮定する。
【００３２】
直線軌道を３次元空間に規定する方法として、例えば、上記観測データにより特定される実軌道Ｍ２を直線フィッティングすることが考えられる。
軌道解析部２１は、直線フィッティングで得られた直線軌道上で等間隔に電波のパルス波の送受信位置を規定し、パルス波の送受信位置の空間座標とプラットフォーム１０３の姿勢を示す情報を算出する。
このような想定軌道Ｍ１に規定するパルス波の送受信位置の間隔として、実軌道Ｍ２における電波のパルス波の送受信位置の間隔を平均した値を使用してもよく、実軌道Ｍ２における電波のパルス波の送受信位置の間隔の最小値を使用してもよい。
なお、この発明は、想定軌道Ｍ１と実軌道Ｍ２を同一の３次元空間内に規定することができる方法であれば、上記以外の方法で想定軌道Ｍ１を規定してもよい。
【００３３】
次に、軌道解析部２１は、３次元空間に設定した基準位置Ｆと実軌道Ｍ２との間の距離と基準位置Ｆと想定軌道Ｍ１との間の距離との距離差を電波のパルス波の送受信時刻ごとに算出する（ステップＳＴ２ａ）。ここで、基準位置Ｆは、観測基準となる位置であり、電波のパルス波ごとに異なる位置を規定してもよく、ＳＡＲセンサ３によって送受信される全てのパルス波に共通した１つの位置を規定してもよい。また、１つのパルス波に複数の基準位置Ｆを規定してもよい。
さらに、基準位置Ｆを規定する場所は地表Ｇであってもよいが、地表Ｇより高いまたは低い位置に規定してもよく、観測範囲Ｒの外部に規定してもよい。
【００３４】
上記距離差は、観測データから特定した想定軌道Ｍ１、実軌道Ｍ２、基準位置Ｆの位置関係から算出することができる。この他、上記距離差を下記のように算出してもよい。
図６において、視線方向ベクトルＶＥ１を、想定軌道Ｍ１を移動するプラットフォーム１０３のＳＡＲセンサ３から基準位置Ｆへ向かう単位ベクトルとする。
また、ベクトルＶＥ２を、実軌道Ｍ２を移動するプラットフォーム１０３のＳＡＲセンサ３と基準位置とを結ぶベクトルとする。
このとき、上記距離差はベクトルＶＥ２と視線方向ベクトルＶＥ１との内積として算出することができる。
【００３５】
次に、判定部２２による判定処理の詳細について説明する。
図７は、図４におけるステップＳＴ３の具体的な処理を示すフローチャートである。
まず、判定部２２は、軌道解析部２１によって算出された上記距離差の中から、判定対象のパルス番号ＩＣの受信信号の前後に観測された受信信号に対応する上記距離差を抽出する（ステップＳＴ１ｂ）。
【００３６】
例えば、ＳＡＲセンサ３によって送受信される電波のパルス波ごとにパルス番号Ｉを付与し、判定対象の電波の受信信号に対応するパルス波のパルス番号をＩＣとする。
この場合、パルス番号Ｉが｜Ｉ−ＩＣ｜≦ＮＳＡ／２を満たす電波の受信信号に対応する上記距離差が抽出される。なお、合成開口点数ＮＳＡとは、画像再生処理における積分点数であって、下記式（１）から算出される。
ただし、Ｒ０は観測中心までの距離、Ｖはプラットフォームの速度、ＴＰＲＩはパルス繰返し周期、λはＳＡＲセンサ３によってパルス波として送信された電波の波長である。
また、ΔａはＳＡＲ画像にぼけ（デフォーカス）がないときのアジマス分解能であり、ＳＡＲ画像におけるプラットフォーム１０３の移動方向の分解能である。
ＮＳＡ＝（２Ｒ０／ＶＴＰＲＩ）ｔａｎ（λ／４Δａ）      （１）
【００３７】
続いて、判定部２２は、ステップＳＴ１ｂで抽出した距離差を位相差に変換する（ステップＳＴ２ｂ）。例えば、パルス番号Ｉの電波の受信信号に対応する距離差をｒ（Ｉ）とし、この距離差ｒ（Ｉ）から変換される位相差をφ（Ｉ）とした場合に、位相差φ（Ｉ）は、下記式（２）から算出することができる。
φ（Ｉ）＝４πｒ（Ｉ）／λ      （２）
【００３８】
次に、判定部２２は、ステップＳＴ２ｂにおいてパルス番号Ｉの電波の受信信号ごとに得られた位相差φ（Ｉ）を２次関数フィッティングして２次関数の係数を求める（ステップＳＴ３ｂ）。フィッティングの方法としては、例えば最小二乗法などが挙げられる。
ここで、下記式（３）に示すフィッティングの結果が得られる。ただし、Ａ２は２次関数の係数、Ａ１は１次関数の係数、Ａ０は定数、ｔはパルス番号ＩＣの送受信時刻を原点とする時間である。
Ａ２ｔ２＋Ａ１ｔ＋Ａ０      （３）
【００３９】
ステップＳＴ４ｂにおいて、判定部２２は、２次関数フィッティングによって得られた２次関数の係数から、２次位相誤差（Ｑｕａｄｒａｔｉｃ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｒｒｏｒ）と呼ばれる位相誤差の基準値を算出する。２次位相誤差Ｅφは、下記式（４）から算出することができる。ただし、ＴＳＡは合成開口時間であり、ＴＳＡ＝ＮＳＡＴＰＲＩである。
Ｅφ＝Ａ２／（ＴＳＡ／２）２      （４）
【００４０】
次に、判定部２２は、２次位相誤差Ｅφをアジマス分解能比に換算する（ステップＳＴ５ｂ）。アジマス分解能比は、ＳＡＲ画像にぼけがないときのアジマス分解能に対する、２次位相誤差ＥφによりＳＡＲ画像にぼけが発生したときのアジマス分解能の比である。
例えば、２次位相誤差Ｅφが０（ｒａｄ）であるときアジマス分解能比は１．００となり、２次位相誤差Ｅφがπ／４（ｒａｄ）であればアジマス分解能比は１．０１となる。
また、２次位相誤差Ｅφがπ／２（ｒａｄ）のときはアジマス分解能比が１．０６となり、２次位相誤差Ｅφが３π／４（ｒａｄ）であるときはアジマス分解能比が１．２０となる。このように２次位相誤差Ｅφに対してアジマス分解能比は一意に決定可能である。
【００４１】
そこで、２次位相誤差Ｅφとアジマス分解能比との関係を用いて２次位相誤差Ｅφを、アジマス分解能比に換算することができる。
換算の方法としては、例えば、２次位相誤差Ｅφとアジマス分解能比との関係を多項式フィッティングして求めた換算式を用いる方法が挙げられる。
また、２次位相誤差Ｅφとアジマス分解能比との対応表を用意し、この対応表における２次位相誤差Ｅφに最も近い値に対応するアジマス分解能比を換算結果として採用してもよい。
【００４２】
次に、判定部２２は、ステップＳＴ５ｂで２次位相誤差Ｅφから換算したアジマス分解能比を用いて、２次位相誤差ＥφによりＳＡＲ画像にぼけがあるときのアジマス分解能を基準位置Ｆごとに算出する（ステップＳＴ６ｂ）。
例えば、アジマス分解能比に対してＳＡＲ画像にぼけがないときのアジマス分解能Δａを乗算して、ＳＡＲ画像にぼけがあるときのアジマス分解能を求める。
【００４３】
ステップＳＴ７ｂにおいて、判定部２２は、パルス番号ＩＣの電波の受信信号に対応する全ての基準位置Ｆについて上記処理を実施したか否かを確認する。
このとき上記処理が未実施の基準位置Ｆがある場合（ステップＳＴ７ｂ；ＮＯ）、ステップＳＴ１ｂに戻り、上記処理を実施する。全ての基準位置Ｆについて上記処理が実施された場合（ステップＳＴ７ｂ；ＹＥＳ）、ステップＳＴ８ｂの処理に移行する。
【００４４】
ステップＳＴ８ｂにおいて、判定部２２は、ＳＡＲ画像にぼけがあるアジマス分解能を判定基準値格納部５ａから読み出した判定基準値と比較した結果に基づいて、パルス番号ＩＣの電波の受信信号について動揺補償の要否を判定する。このとき、パルス番号Ｉの電波の受信信号ごとに設定された基準位置Ｆの数だけ、ＳＡＲ画像にぼけがあるときのアジマス分解能の値が算出されている。そこで、判定基準値と比較するアジマス分解能としてパルス番号ＩＣの電波の受信信号に設定された全ての基準位置Ｆに対応するアジマス分解能のうちの最大値を採用してもよく、これらの平均値を採用してもよい。
【００４５】
例えば、判定基準値としてＳＡＲ画像にぼけがあるアジマス分解能の上限値を設定した場合、判定部２２は、前述した全ての基準位置Ｆに対応するアジマス分解能の最大値を判定基準値（アジマス分解能の上限値）と比較する。このとき、アジマス分解能の最大値が判定基準値よりも大きければ、判定部２２は、プラットフォーム１０３の動揺によってアジマス分解能が劣化したと判断して、パルス番号ＩＣの電波の受信信号に対する動揺補償が必要であると判定する。一方、アジマス分解能の最大値が判定基準値以下である場合、判定部２２は、プラットフォーム１０３の動揺によるアジマス分解能の劣化がないと判断して、パルス番号ＩＣの電波の受信信号に対する動揺補償は不要であると判定する。
【００４６】
この後、判定部２２は、観測された全ての電波の受信信号に対して上記処理を実施したか否かを確認する（ステップＳＴ９ｂ）。このとき、未処理の電波の受信信号があれば（ステップＳＴ９ｂ；ＮＯ）、判定部２２は、ステップＳＴ１ｂに戻って未処理の電波の受信信号について上記処理を実施する。また、全ての電波の受信信号に上記処理を実施した場合（ステップＳＴ９ｂ；ＹＥＳ）、処理を終了する。
【００４７】
図７では、ステップＳＴ６ｂで求めたＳＡＲ画像にぼけがあるときのアジマス分解能を判定基準値と比較した結果に基づいて、電波の受信信号の動揺補償の要否を判定したが、この発明は、これに限定されるものではない。
例えば、ステップＳＴ３ｂの２次関数の係数、ステップＳＴ４ｂの２次位相誤差、ステップＳＴ５ｂのアジマス分解能比、ステップＳＴ６ｂのＳＡＲ画像にぼけがあるときのアジマス分解能は、これらのいずれかの値が決まればその他の値を算出できる。このため、２次関数の係数、２次位相誤差、アジマス分解能比のいずれかを判定基準値と比較してもよい。
【００４８】
２次関数の係数を判定基準値と比較する場合、ステップＳＴ８ｂにおける判定基準値が２次関数の係数に関する値となり、ステップＳＴ４ｂからステップＳＴ６ｂまでの処理を省略することができる。また、２次位相誤差を判定基準値と比較する場合、ステップＳＴ８ｂにおける判定基準値が２次位相誤差に関する値となり、ステップＳＴ５ｂからステップＳＴ６ｂまでの処理を省略することができる。同様に、アジマス分解能比を判定基準値と比較する場合、ステップＳＴ８ｂにおける判定基準値がアジマス分解能比に関する値となり、ステップＳＴ６ｂの処理を省略することができる。
【００４９】
図８は、図４におけるステップＳＴ３の具体的な処理の別の例を示すフローチャートである。図８におけるステップＳＴ３ｃからステップＳＴ７ｃまでの処理は、図７におけるステップＳＴ５ｂからステップＳＴ９ｂまでの処理と同様であるので説明を省略する。
ステップＳＴ１ｃにおいて、判定部２２は、軌道解析部２１によって算出された上記距離差の時間の２次微分を算出する。
例えば、パルス番号Ｉの電波の受信信号のうち、パルス番号ＩＣの電波の受信信号に対応する距離差の時間の２次微分ｄ２ｒ／ｄｔ２は、下記式（５）に従って算出することができる。
ｄ２ｒ／ｄｔ２＝（ｒ（ＩＣ＋２）＋ｒ（ＩＣ）−２ｒ（ＩＣ＋１））／ＴＰＲＩ２  （５）
【００５０】
次に、判定部２２は、距離差の２次微分を用いて２次位相誤差Ｅφを、下記式（６）に従って算出する（ステップＳＴ２ｃ）。２次位相誤差Ｅφを算出してからの処理は、図７のステップＳＴ５ｂからステップＳＴ９ｂまでの処理と同様である。このようにすることで、図７におけるステップＳＴ１ｂからステップＳＴ３ｂまでの処理を省略することができる。
Ｅφ＝（π／２λ）（ｄ２ｒ／ｄｔ２）ＴＳＡ２      （６）
【００５１】
また、図８においても、ステップＳＴ４ｃで求めたＳＡＲ画像にぼけがあるときのアジマス分解能を判定基準値と比較した結果に基づいて、電波の受信信号の動揺補償の要否を判定したが、この発明は、これに限定されるものではない。
例えば、ステップＳＴ１ｃの２次微分、ステップＳＴ２ｃの２次位相誤差、ステップＳＴ３ｃのアジマス分解能比、ステップＳＴ４ｃのＳＡＲ画像にぼけがあるときのアジマス分解能は、これらのいずれかの値が決まればその他の値を算出できる。このため、２次微分、２次位相誤差、アジマス分解能比のいずれかを判定基準値と比較してもよい。
【００５２】
２次微分を判定基準値と比較する場合は、ステップＳＴ６ｃにおける判定基準値が２次微分に関する値となり、ステップＳＴ２ｃからステップＳＴ４ｃまでの処理を省略することができる。
また、２次位相誤差を判定基準値と比較する場合、ステップＳＴ６ｃにおける判定基準値が２次位相誤差に関する値となり、ステップＳＴ３ｃからステップＳＴ４ｃまでの処理を省略することができる。
同様に、アジマス分解能比を判定基準値と比較する場合、ステップＳＴ６ｃにおける判定基準値がアジマス分解能比に関する値となり、ステップＳＴ４ｃの処理を省略することができる。
【００５３】
判定部２２は、前述のようにして電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定すると、電波の送受信時刻、もしくはこれに対応するパルス番号ごとの電波の受信信号の判定結果を出力する。
動揺補償部２３は、判定部２２によって動揺補償が必要と判定されたパルス番号の電波の受信信号に対して動揺補償処理を実施し、動揺補償が不要と判定されたパルス番号の電波の受信信号には動揺補償処理を実施しない。
【００５４】
動揺補償は、例えば、上記参考文献に記載される方法で実施される。
上記参考文献に記載される動揺補償の方法では、先に１次動揺補償を実施し、この後に２次動揺補償を実施することで、基準位置Ｆを含む観測範囲Ｒの位置ごとに動揺の影響を補償している。
【００５５】
ここで、１次動揺補償とは、想定軌道Ｍ１と実軌道Ｍ２と基準位置Ｆとの位置関係から得られる受信信号の位相とレンジの補償量を、基準位置Ｆ以外の位置で反射された電波の受信信号においても使用して電波の受信信号の位相と送受信時刻を補償する処理である。
なお、１次動揺補償では基準位置Ｆが１つであることが前提となっており、複数の基準位置Ｆがある場合は、これらの平均の位置を１次動揺補償で使用する基準位置Ｆとする。また、観測範囲Ｒの中心に最も近い位置を基準位置Ｆに設定してもよい。
【００５６】
１次動揺補償が完了すると、レンジ圧縮処理と呼ばれるＳＡＲセンサ３のレンジ方向の高分解能化処理が実施される。この後、２次動揺補償が実施される。
２次動揺補償は、基準位置Ｆに対応する電波の受信信号の位相および送受信時刻の補償量と観測範囲Ｒにおけるその他の位置に対応する電波の受信信号の位相および送受信時刻の補償量との差異を補償する処理である。このように２次動揺補償によって１次動揺補償の結果がさらに補償される。
【００５７】
なお、上記参考文献に記載される動揺補償処理は、従来、観測された全ての電波の受信信号に実施されるが、動揺補償処理の演算自体は電波の受信信号ごとに実施できる。
このため、動揺補償部２３では、上記参考文献に記載される動揺補償処理と同じ演算で電波の受信信号ごとに動揺補償処理を実施することができる。
【００５８】
画像再生部２４は、判定部２２の判定の結果に応じて動揺補償処理が実施または不実施となった電波の受信信号に対して画像再生処理を実施して、観測対象のＳＡＲ画像を再生する。画像再生の方法としては、例えば、チャープスケーリング法、ω−ｋ法、ポーラフォーマット法、レンジドップラー法などがあり、これらのいずれかを利用してもよい。
また、画像再生部２４は、再生したＳＡＲ画像を表示制御部６ａに出力し、さらに画像格納部５ｂに格納する。表示制御部６ａは、画像再生部２４から入力されたＳＡＲ画像を表示部６ｂに表示する。
【００５９】
以上のように、実施の形態１に係るＳＡＲ装置２において、判定部２２は、プラットフォーム１０３の想定軌道Ｍ１と実軌道Ｍ２との差分に関する情報に基づいて、観測で得られた電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定する。動揺補償部２３は、判定部２２によって動揺補償が必要と判定された電波の受信信号に対して動揺補償処理を実施する。画像再生部２４は、判定部２２の判定結果に応じて動揺補償処理が実施または不実施となった電波の受信信号に対して画像再生処理を実施して、観測対象のＳＡＲ画像を再生する。
従来は、観測で得られた電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定せず、常に動揺補償処理を実施する場合と常に動揺補償処理を実施しない場合とのいずれかを選択するだけであった。これに対して、本発明に係るＳＡＲ装置２では、動揺補償が必要と判定された電波の受信信号に対して動揺補償処理を実施し、動揺補償が不要と判定された電波の受信信号には動揺補処理を実施しない。これにより、動揺補償に必要な時間が短縮されて、動揺補償でぼけが軽減されたＳＡＲ画像が再生されるまでに必要な時間を短縮することができる。
【００６０】
また、実施の形態１に係るＳＡＲ装置２において、軌道解析部２１は、データ取得部２０によって取得された観測データに基づいて、想定軌道Ｍ１を３次元空間に規定する。
そして、軌道解析部２１は、３次元空間に設定した基準位置Ｆと実軌道Ｍ２との間の距離と、基準位置Ｆと想定軌道Ｍ１との間の距離と、の距離差を電波の送受信時刻ごとに算出する。判定部２２は、上記距離差に基づいて電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定する。このようにすることで、電波の受信信号ごとの動揺補償の要否を的確に判定することができる。
【００６１】
さらに、実施の形態１に係るＳＡＲ装置２において、判定部２２は、距離差から変換した位相差に基づいて、電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定する。
このようにすることで、電波の受信信号ごとの動揺補償の要否を的確に判定することができる。
【００６２】
さらに、実施の形態１に係るＳＡＲ装置２において、判定部２２は、位相差を多項式関数でフィッティングして求めた多項式関数の係数に基づいて、電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定する。このようにすることでも、電波の受信信号ごとの動揺補償の要否を的確に判定することができる。
【００６３】
さらに、実施の形態１に係るＳＡＲ装置２において、判定部２２は、距離差の時間微分値に基づいて、電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定する。
このようにすることで、電波の受信信号ごとの動揺補償の要否を的確に判定することができる。
【００６４】
さらに、実施の形態１に係るＳＡＲ装置２において、判定部２２は、距離差を用いて算出した２次位相誤差に基づいて、電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定する。
このようにすることで、電波の受信信号ごとの動揺補償の要否を的確に判定することができる。
【００６５】
さらに、実施の形態１に係るＳＡＲ装置２において、判定部２２は、距離差を用いて算出した基準位置Ｆごとのアジマス分解能に基づいて、電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定する。このようにすることで、電波の受信信号ごとの動揺補償の要否を的確に判定することができる。
また、ＳＡＲ画像にぼけがあるときのアジマス分解能を算出するために使用する基準位置Ｆを観測範囲Ｒにおける重要な位置に設定することで、この重要な位置のＳＡＲ画像の結像を最大化することができる。
さらに、観測範囲Ｒの中央位置および両端位置に基準位置Ｆを設定することで、ＳＡＲ画像全体で許容範囲内のアジマス分解能を確保することができる。
【００６６】
実施の形態２．
実施の形態１では、観測で送受信された電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定する構成を示したが、実施の形態２は、電波の受信信号ごとに動揺補償の要否だけでなく、動揺補償処理の内容を選択する構成となっている。
以下、図６の観測ジオメトリを参照して実施の形態２に係るＳＡＲ装置を説明する。
【００６７】
図９はこの発明の実施の形態２に係るＳＡＲ装置２Ａの構成を示すブロック図である。図９において、図２に示した構成要素と同一のものには同一の符号を付している。
ＳＡＲ装置２Ａは、データ取得部２０、軌道解析部２１、動揺補償部２３Ａ、画像再生部２４および選択部２５を備える。また、選択基準値格納部５ｄは、選択部２５の選択処理に使用される選択基準値が格納される記憶部である。この選択基準値格納部５ｄ、画像格納部５ｂ、基準位置格納部５ｃは、例えば、記憶装置５の記憶領域に構築される。
【００６８】
選択部２５は、軌道解析部２１によって算出された想定軌道Ｍ１と実軌道Ｍ２との上記差分に関する情報に基づいて、観測で得られた電波の受信信号ごとに動揺補償処理の内容を選択する。例えば、想定軌道Ｍ１と基準位置Ｆとの間の距離と実軌道Ｍ２と基準位置Ｆとの間の距離との距離差および選択基準値格納部５ｄに格納された選択基準値に基づいて、電波の受信信号ごとに動揺補償処理の内容を選択する。
動揺補償部２３Ａは、観測で得られた電波の受信信号に対して選択部２５によって選択された内容の動揺補償処理を実施する。
【００６９】
ＳＡＲ装置２Ａにおけるデータ取得部２０、軌道解析部２１、動揺補償部２３Ａ、画像再生部２４および選択部２５の各機能は、処理回路により実現される。
すなわち、ＳＡＲ装置２Ａは、図１０に示す、観測データを取得するステップＳＴ１ｄ、観測データに基づいて、想定軌道と実軌道の差分に関する情報を電波の送受信時刻ごとに算出するステップＳＴ２ｄ、上記差分に関する情報に基づいて、電波の受信信号ごとに動揺補償処理の内容を選択するステップＳＴ３ｄ、電波の受信信号に対して選択された内容の動揺補償処理を実施するステップＳＴ４ｄ、選択された内容の動揺補償処理が実施された電波の受信信号に対して画像再生処理を実施して、観測対象のＳＡＲ画像を再生するステップＳＴ５ｄを逐次行うための処理回路を備えている。
処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されたプログラムを読み出して実行するＣＰＵであってもよい。
【００７０】
図３Ａに示すように処理回路が専用のハードウェアの処理回路１００である場合、処理回路１００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡまたはこれらを組み合わせたものが該当する。また、データ取得部２０、軌道解析部２１、動揺補償部２３Ａ、画像再生部２４および選択部２５の各部の機能をそれぞれ処理回路で実現してもよいし、各部の機能をまとめて１つの処理回路で実現してもよい。
【００７１】
図３Ｂに示すように処理回路がＣＰＵ１０１である場合、データ取得部２０、軌道解析部２１、動揺補償部２３Ａ、画像再生部２４および選択部２５の機能は、ソフトウェア、ファームウェアまたはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。
ソフトウェアとファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ１０２に格納される。ＣＰＵ１０１は、メモリ１０２に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、ＳＡＲ装置２Ａは、ＣＰＵ１０１によって実行されるときに、前述したステップＳＴ１ｄからステップＳＴ５ｄまでの処理が、結果的に実行されるプログラムを格納するためのメモリ１０２を備える。
これらのプログラムは、データ取得部２０、軌道解析部２１、動揺補償部２３Ａ、画像再生部２４および選択部２５の手順または方法をコンピュータに実行させるものである。
【００７２】
なお、データ取得部２０、軌道解析部２１、動揺補償部２３Ａ、画像再生部２４および選択部２５の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。
例えば、データ取得部２０は、専用のハードウェアの処理回路１００でその機能を実現し、軌道解析部２１、動揺補償部２３Ａ、画像再生部２４および選択部２５は、ＣＰＵ１０１が、メモリ１０２に格納されたプログラム実行することによりその機能を実現する。
このように、上記処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって前述の機能を実現することができる。
【００７３】
次に動作について説明する。
図１１は、図１０におけるステップＳＴ３ｄの具体的な処理を示すフローチャートである。図１１におけるステップＳＴ１ｅからステップＳＴ７ｅまでの処理は、図７におけるステップＳＴ１ｂからステップＳＴ７ｂまでの処理を選択部２５が実施した場合と同様である。また、ステップＳＴ９ｅの処理は、図７におけるステップＳＴ９ｂの処理を選択部２５が実施した場合と同様であるので説明を省略する。
【００７４】
ステップＳＴ８ｅにおいて、選択部２５は、基準位置Ｆごとに算出されたＳＡＲ画像にぼけがあるアジマス分解能を選択基準値と比較した結果に基づいて、パルス番号ＩＣの電波の受信信号について動揺補償処理の内容を選択する。例えば、基準位置Ｆが観測範囲Ｒの中央位置と両端位置に設定されている場合では、各基準位置Ｆに対応して算出された上記アジマス分解能の差が、選択基準値に設定した差よりも小さい場合、動揺補償処理の内容として１次動揺補償のみを選択する。
また、選択基準値に設定した差以上である場合は、動揺補償処理の内容として１次動揺補償と２次動揺補償の両方を選択する。
【００７５】
さらに、各基準位置Ｆに対応して算出された、ＳＡＲ画像にぼけがあるときのアジマス分解能が選択基準値に設定した閾値よりも大きい場合、動揺補償処理の内容として１次動揺補償と２次動揺補償の両方を選択する。また、閾値以下である場合には、動揺補償処理の内容として１次動揺補償のみを選択してもよい。
【００７６】
例えば、選択基準値としてＳＡＲ画像にぼけがあるアジマス分解能の上限値を設定した場合、選択部２５は、前述した全ての基準位置Ｆに対応するアジマス分解能のうちの最大値を判定基準値（アジマス分解能の上限値）と比較する。
アジマス分解能の最大値が判定基準値以下であれば、選択部２５は、プラットフォーム１０３の動揺によるアジマス分解能の劣化がないと判断して、パルス番号ＩＣの電波の受信信号に対する動揺補償処理の内容として、動揺補償処理の不実施を選択してもよい。
一方、アジマス分解能の最大値が選択基準値よりも大きい場合、選択部２５は、パルス番号ＩＣの電波の受信信号に対応する内容の動揺補償処理を選択する。
【００７７】
このようにすることで、動揺補償が不要な電波の受信信号には動揺補償処理が実施されず、動揺補償が必要な電波の受信信号に対しては必要な内容の動揺補償処理が実施されるので、動揺補償に要する時間が短縮される。これにより、動揺補償でぼけが軽減されたＳＡＲ画像が再生されるまでに必要な時間を実施の形態１に示した構成よりも短縮することができる。
【００７８】
図１１では、ステップＳＴ６ｅで求めたＳＡＲ画像にぼけがあるときのアジマス分解能を選択基準値と比較した結果に基づいて、電波の受信信号の動揺補償処理の内容を選択したが、この発明は、これに限定されるものではない。
例えば、ステップＳＴ３ｅの２次関数の係数、ステップＳＴ４ｅの２次位相誤差、ステップＳＴ５ｅのアジマス分解能比、ステップＳＴ６ｅのＳＡＲ画像にぼけがあるときのアジマス分解能は、これらのいずれかの値が決まればその他の値を算出できる。このため、２次関数の係数、２次位相誤差、アジマス分解能比のいずれかを判定基準値と比較してもよい。
【００７９】
２次関数の係数を選択基準値と比較する場合、ステップＳＴ８ｅにおける選択基準値が２次関数の係数に関する値となり、ステップＳＴ４ｅからステップＳＴ６ｅまでの処理を省略することができる。
また、２次位相誤差を選択基準値と比較する場合、ステップＳＴ８ｅにおける判定基準値が２次位相誤差に関する値となり、ステップＳＴ５ｅからステップＳＴ６ｅまでの処理を省略することができる。
同様に、アジマス分解能比を選択基準値と比較する場合、ステップＳＴ８ｅにおける選択基準値がアジマス分解能比に関する値となり、ステップＳＴ６ｅの処理を省略することができる。
【００８０】
図１２は、図１０におけるステップＳＴ３ｄの具体的な処理の別の例を示すフローチャートである。なお、図１２におけるステップＳＴ３ｆからステップＳＴ７ｆまでの処理は、図１１におけるステップＳＴ５ｅからステップＳＴ９ｅまでの処理と同様であるので説明を省略する。
ステップＳＴ１ｆにおいて、選択部２５は、軌道解析部２１によって算出された上記距離差の時間の２次微分を算出する。
実施の形態１と同様に、パルス番号Ｉの電波の受信信号のうち、パルス番号ＩＣの電波の受信信号に対応する上記距離差の時間の２次微分ｄ２ｒ／ｄｔ２は、上記式（５）に従って算出することができる。
【００８１】
次に、選択部２５は、上記距離差の２次微分を用いて２次位相誤差Ｅφを上記式（６）に従って算出する（ステップＳＴ２ｆ）。
２次位相誤差Ｅφを算出した後の処理は、図１１のステップＳＴ５ｅからステップＳＴ９ｅまでの処理と同様である。このようにすることで、図１１におけるステップＳＴ１ｅからステップＳＴ３ｅまでの処理を省略することができる。
【００８２】
また、図１２においても、ステップＳＴ４ｆで求めたＳＡＲ画像にぼけがあるときのアジマス分解能を選択基準値と比較した結果に基づいて、電波の受信信号の動揺補償の要否を判定したが、この発明は、これに限定されるものではない。
例えば、ステップＳＴ１ｆの２次微分、ステップＳＴ２ｆの２次位相誤差、ステップＳＴ３ｆのアジマス分解能比、ステップＳＴ４ｆのＳＡＲ画像にぼけがあるときのアジマス分解能は、これらのいずれかの値が決まればその他の値を算出できる。このため、２次微分、２次位相誤差、アジマス分解能比のいずれかを判定基準値と比較してもよい。
【００８３】
２次微分を選択基準値と比較する場合は、ステップＳＴ６ｆにおける選択基準値が２次微分に関する値となり、ステップＳＴ２ｆからステップＳＴ４ｆまでの処理を省略することができる。
また、２次位相誤差を選択基準値と比較する場合、ステップＳＴ６ｆにおける選択基準値が２次位相誤差に関する値となり、ステップＳＴ３ｆからステップＳＴ４ｆまでの処理を省略することができる。
同様に、アジマス分解能比を選択基準値と比較する場合、ステップＳＴ６ｆにおける判定基準値がアジマス分解能比に関する値となり、ステップＳＴ４ｆの処理を省略することができる。
【００８４】
以上のように、実施の形態２に係るＳＡＲ装置２Ａは、プラットフォーム１０３の想定軌道Ｍ１と実軌道Ｍ２との差分に関する情報に基づいて、電波の受信信号ごとに動揺補償処理の内容を選択し、電波の受信信号に対して選択した内容の動揺補償処理を実施する。そして、ＳＡＲ装置２Ａは、選択した内容の動揺補償処理が実施された電波の受信信号に対して画像再生処理を実施して、観測対象のＳＡＲ画像を再生する。
このように構成することで、観測で得られた電波の受信信号ごとに必要な内容の動揺補償処理が実施されて、ＳＡＲ画像のぼけを軽減することができる。
また、電波の受信信号ごとに必要な内容のみの動揺補償処理が実施されるので、動揺補償に必要な時間が短縮される。これにより、動揺補償でぼけが軽減されたＳＡＲ画像が再生されるまでに必要な時間を短縮することができる。
【００８５】
また、実施の形態２に係るＳＡＲ装置２Ａにおいて、軌道解析部２１は、データ取得部２０によって取得された観測データに基づいて、想定軌道Ｍ１を３次元空間に規定する。
そして、軌道解析部２１は、３次元空間に設定した基準位置Ｆと実軌道Ｍ２との間の距離と基準位置Ｆと想定軌道Ｍ１との間の距離との距離差を、電波の送受信時刻ごとに算出する。選択部２５は、距離差に基づいて電波の受信信号ごとに動揺補償処理の内容を選択する。このようにすることでも、電波の受信信号ごとの動揺補償処理の内容を的確に選択することができる。
【００８６】
さらに、実施の形態２に係るＳＡＲ装置２Ａにおいて、選択部２５は、距離差を用いて算出した基準位置Ｆごとのアジマス分解能および選択基準値に基づいて、電波の受信信号ごとに動揺補償処理の内容を選択する。このようにすることで、電波の受信信号ごとの動揺補償処理の内容を的確に選択することができる。
【００８７】
さらに、実施の形態２に係るＳＡＲ装置２Ａにおいて、選択部２５によって選択される動揺補償処理の内容には動揺補償処理の不実施が含まれる。
このようにすることで、動揺補償が不要な受信信号には補償処理が実施されないため、動揺補償に必要な時間をさらに短縮することができる。これにより、動揺補償でぼけが軽減されたＳＡＲ画像が再生されるまでに必要な時間を、実施の形態１に示した構成よりも短縮することができる。
【００８８】
実施の形態３．
実施の形態１および実施の形態２は、プラットフォーム１０３の位置および姿勢の計測誤差がないことを前提としていたが、実施の形態３では、計測誤差に起因したＳＡＲ画像のぼけを軽減する構成について説明する。
【００８９】
図１３は、この発明の実施の形態３に係るＳＡＲ装置２Ｂの構成を示すブロック図である。図１３において、図２に示した構成要素と同一のものには同一の符号を付している。ＳＡＲ装置２Ｂは、データ取得部２０、軌道解析部２１、判定部２２、動揺補償部２３、画像再生部２４およびオートフォーカス処理部２６を備える。
【００９０】
オートフォーカス判定基準値格納部５ｅは、オートフォーカス処理の要否の判定処理に用いるオートフォーカス判定基準値が格納される記憶部である。
また、判定基準値格納部５ａ、画像格納部５ｂ、基準位置格納部５ｃおよびオートフォーカス判定基準値格納部５ｅは、例えば、記憶装置５の記憶領域に構築される。
【００９１】
オートフォーカス処理部２６は、動揺補償処理が不実施の受信信号から再生されたＳＡＲ画像の領域を計測して得られた分解能と、この領域に対して距離差を用いて算出された分解能との差を、オートフォーカス判定基準値と比較する。この差がオートフォーカス判定基準値より大きい場合、オートフォーカス処理部２６は、この領域に対してオートフォーカス処理を実施する。
【００９２】
次に動作について説明する。
図１４はオートフォーカス処理部２６の動作を示すフローチャートである。
まず、オートフォーカス処理部２６は、観測で送受信された電波の受信信号ごとの動揺補償の要否の判定結果に基づいて、画像再生部２４に再生されたＳＡＲ画像のうち、動揺補償処理が不実施の電波の受信信号から再生された領域を特定する。
そして、オートフォーカス処理部２６は、動揺補償処理が不実施の電波の受信信号から再生された領域のアジマス分解能を計測する（ステップＳＴ１ｇ）。
アジマス分解能の計測方法としては、例えば、ＳＡＲ画像の中から反射強度が高い輝点を抽出してアップサンプリングし、アップサンプリングした輝点の幅からアジマス分解能を計測する方法が挙げられる。この計測方法は、アジマス方向の分解能がＳＡＲセンサ３の観測アンテナビームＢのビーム幅で決定されるため、ＳＡＲ画像から抽出した輝点の幅をビーム幅とみなして計測するものである。
【００９３】
続いて、オートフォーカス処理部２６は、ステップＳＴ１ｇにて特定した動揺補償処理が不実施の電波の受信信号に対応する軌道間の距離差を用いて算出されたアジマス分解能を、判定部２２から取得する（ステップＳＴ２ｇ）。
なお、この軌道間の距離差は、想定軌道Ｍ１を移動するプラットフォーム１０３のＳＡＲセンサ３と基準位置Ｆとの間の距離と、実軌道Ｍ２を移動するプラットフォーム１０３のＳＡＲセンサ３と基準位置Ｆとの間の距離と、の距離差である。
また、上記アジマス分解能は、例えば図７におけるステップＳＴ１ｂからステップＳＴ６ｂまでの処理もしくは図８におけるステップＳＴ１ｃからステップＳＴ４ｃまでの処理で得られた分解能である。
【００９４】
次に、オートフォーカス処理部２６は、ステップＳＴ１ｇで計測したアジマス分解能とステップＳＴ２ｇで取得したアジマス分解能との差分がオートフォーカス判定基準値より大きいか否かを判定する（ステップＳＴ３ｇ）。
上記差がオートフォーカス判定基準値よりも大きい場合（ステップＳＴ３ｇ；ＹＥＳ）、オートフォーカス処理部２６は、ＳＡＲ画像における上記領域に対してオートフォーカス処理を実施する（ステップＳＴ４ｇ）。
【００９５】
上記差が大きい場合、上記領域の再生に使用された電波の受信信号に対する動揺補償が必要であったにもかかわらず、プラットフォーム１０３の位置および姿勢を示す情報に計測誤差があったために動揺補償が不要と判定された可能性がある。
そこで、予め定めたオートフォーカス判定基準値より上記差が大きければ、プラットフォーム１０３の位置および姿勢を示す情報に計測誤差があるとみなして、オートフォーカス処理を実施する。
【００９６】
一方、差分がオートフォーカス判定基準値以下であれば（ステップＳＴ３ｇ；ＮＯ）、オートフォーカス処理部２６は、プラットフォーム１０３の位置および姿勢を示す情報に計測誤差がなかったと判断して処理を終了する。
【００９７】
以上のように、実施の形態３に係るＳＡＲ装置２Ｂは、オートフォーカス処理部２６を備える。オートフォーカス処理部２６は、ＳＡＲ画像における、動揺補償処理が不実施の電波の受信信号から再生された領域を計測して得られた分解能とこの領域に対して距離差を用いて算出された分解能との差を、オートフォーカス判定基準値と比較する。この差がオートフォーカス判定基準値より大きい場合、オートフォーカス処理部２６は、この領域に対してオートフォーカス処理を実施する。
このようにすることで、プラットフォーム１０３の位置および姿勢を示す情報に計測誤差が発生しても、オートフォーカス処理でぼけが軽減されたＳＡＲ画像を得ることができる。
【００９８】
なお、実施の形態３は、オートフォーカス処理部２６を実施の形態１の構成に追加した場合を示したが、実施の形態２の構成に追加してもよい。このように構成しても、上記と同様の効果が得られる。
【００９９】
実施の形態４．
実施の形態１〜３で示した構成では、動揺補償にかかる総時間を調整できなかったが、実施の形態４では、予め定められた許容時間に収まるように、動揺補償にかかる総時間を調整可能な構成について説明する。
【０１００】
図１５はこの発明の実施の形態４に係るＳＡＲ装置２Ｃの構成を示すブロック図である。図１５において、図１３に示した構成要素と同一のものには同一の符号を付している。
ＳＡＲ装置２Ｃは、データ取得部２０、軌道解析部２１、判定部２２Ａ、動揺補償部２３Ｂ、画像再生部２４、オートフォーカス処理部２６Ａおよび調整部２７を備える。
【０１０１】
許容時間格納部５ｆは、動揺補償にかかる総時間の許容時間および電波の受信信号ごとの動揺補償にかかる時間が格納される記憶部である。
また、判定基準値格納部５ａ、画像格納部５ｂ、基準位置格納部５ｃ、オートフォーカス判定基準値格納部５ｅおよび許容時間格納部５ｆは、例えば、記憶装置５の記憶領域に構築される。
【０１０２】
判定部２２Ａは、軌道解析部２１によって算出された想定軌道Ｍ１と実軌道Ｍ２との差分に関する情報に基づいて電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定し、この判定結果を調整部２７に出力する。
動揺補償部２３Ｂは、調整部２７から設定された電波の受信信号ごとの動揺補償の要否に基づいて、動揺補償が必要とされた電波の受信信号に対して動揺補償処理を実施し、動揺補償が不要とされた電波の受信信号には動揺補償処理を実施しない。
オートフォーカス処理部２６Ａは、調整部２７から設定された電波の受信信号ごとの動揺補償の要否に基づいて、動揺補償処理が不実施の電波の受信信号から再生されたＳＡＲ画像の領域を特定する。そして、オートフォーカス処理部２６Ａは、特定した領域を計測して得られた分解能と、この領域に対して想定軌道Ｍ１と実軌道Ｍ２の距離差を用いて算出された分解能との差が判定基準値より大きい場合、この領域に対してオートフォーカス処理を実施する。
【０１０３】
調整部２７は、動揺補償にかかる総時間が許容時間に収まるように、判定部２２Ａによって動揺補償が必要と判定された電波の受信信号のうち、動揺補償処理を実施する電波の受信信号の数を変更して動揺補償にかかる時間を調整する。
例えば、観測で得られた電波の受信信号ごとの動揺補償にかかる時間と動揺補償が必要と判定された電波の受信信号の数とに基づいて動揺補償にかかる総時間を見積もる。この総時間が許容時間を超える場合、動揺補償が必要と判定された電波の受信信号の数を変更する。
【０１０４】
次に動作について説明する。
図１６は、図１５の調整部２７の動作を示すフローチャートである。
まず、調整部２７は、判定部２２Ａから入力した電波の受信信号ごとの動揺補償の要否の判定結果と、許容時間格納部５ｆから読み出した受信信号ごとの動揺補償にかかる時間から、動揺補償にかかる総時間を見積もる（ステップＳＴ１ｈ）。
例えば、判定部２２Ａにより動揺補償が必要と判定された電波の受信信号の数に対して電波の受信信号ごとの動揺補償にかかる時間を乗算した結果を、動揺補償にかかる総時間とする。
【０１０５】
次に、調整部２７は、ステップＳＴ１ｈにて見積もった総時間が、許容時間格納部５ｆから読み出した許容時間を超えているか否かを判定する（ステップＳＴ２ｈ）。
このとき、見積もった総時間が許容時間以下である場合（ステップＳＴ２ｈ；ＮＯ）、調整部２７は、判定部２２Ａによる判定結果をそのまま動揺補償部２３Ｂに設定する。
【０１０６】
一方、見積もった総時間が許容時間を超えている場合（ステップＳＴ２ｈ；ＹＥＳ）、調整部２７は、動揺補償が必要と判定された電波の受信信号から、総時間が許容時間に収まるように動揺補償処理を実施しない電波の受信信号を決定する（ステップＳＴ３ｈ）。
例えば、動揺補償が必要と判定された電波の受信信号のうち、ＳＡＲ画像にぼけがあるときのアジマス分解能が高いものから順に、動揺補償処理を実施しない電波の受信信号を決定することで、動揺補償処理を実施する電波の受信信号の数を変更する。
なお、ＳＡＲ画像にぼけがあるときのアジマス分解能は、実施の形態１と同様にして、判定部２２Ａによって電波の受信信号ごとに算出される。
調整部２７によって決定された電波の受信信号ごとの動揺補償の要否を示す情報は、動揺補償部２３Ｂに設定される。
【０１０７】
動揺補償部２３Ｂは、調整部２７からの設定情報に基づいて、動揺補償が必要とされた電波の受信信号に対して動揺補償処理を実施する（ステップＳＴ４ｈ）。このとき、動揺補償にかかる総時間は許容時間以下となる。
このようにすることで、ＳＡＲ画像を再生するまでの時間に制限があっても、動揺補償でぼけが軽減されたＳＡＲ画像を制限時間内で再生することができる。
【０１０８】
なお、図１６では、オートフォーカス処理にかかる時間を考慮しない場合を示したが、オートフォーカス処理にかかる時間を含めた時間を調整してもよい。
例えば、調整部２７が、動揺補償とオートフォーカス処理の両方にかかる総時間を見積もり、動揺補償が必要と判定された電波の受信信号から、総時間が許容時間に収まるように動揺補償処理を実施しない電波の受信信号を決定する。このように決定された動揺補償処理を実施しない電波の受信信号を示す情報は、調整部２７からオートフォーカス処理部２６Ａに設定される。オートフォーカス処理部２６Ａは、調整部２７から設定された情報に基づいて、画像再生部２４から出力されたＳＡＲ画像に対してオートフォーカス処理を実施する。このようにすることで、ＳＡＲ画像を再生するまでの時間に制限があっても、動揺補償およびオートフォーカス処理でぼけが軽減されたＳＡＲ画像を制限時間内で再生することができる。
【０１０９】
図１７は、実施の形態４に係るＳＡＲ装置２Ｄの別の構成を示すブロック図である。
図１７において、図２、図１３および図１５に示した構成要素と同一のものには同一の符号を付している。ＳＡＲ装置２Ｄは、データ取得部２０、軌道解析部２１、動揺補償部２３Ｃ、画像再生部２４、選択部２５Ａ、オートフォーカス処理部２６Ｂおよび調整部２７Ａを備える。
【０１１０】
許容時間格納部５ｇは、動揺補償にかかる総時間の許容時間および動揺補償処理の内容ごとの所要時間が格納される記憶部である。
また、画像格納部５ｂ、基準位置格納部５ｃ、オートフォーカス判定基準値格納部５ｅおよび許容時間格納部５ｇは、例えば、記憶装置５の記憶領域に構築される。
【０１１１】
選択部２５Ａは、軌道解析部２１によって算出された想定軌道Ｍ１と実軌道Ｍ２との差分に関する情報に基づいて電波の受信信号ごとに動揺補償処理の内容を選択し、この選択の結果を調整部２７Ａに出力する。
動揺補償部２３Ｃは、調整部２７Ａから設定された電波の受信信号ごとの動揺補償処理の内容で、電波の受信信号に対して動揺補償処理を実施する。
オートフォーカス処理部２６Ｂは、調整部２７Ａから設定された電波の受信信号ごとの動揺補償の要否に基づいて、動揺補償処理が不実施の電波の受信信号から再生されたＳＡＲ画像の領域を特定する。そして、オートフォーカス処理部２６Ｂは、特定した領域を計測して得られた分解能とこの領域に対して想定軌道Ｍ１と実軌道Ｍ２の距離差を用いて算出された分解能との差が判定基準値より大きい場合、この領域に対してオートフォーカス処理を実施する。
また、調整部２７Ａは、動揺補償にかかる総時間が許容時間に収まるように選択部２５Ａによって選択された動揺補償処理の内容を変更して動揺補償にかかる時間を調整する。
【０１１２】
次に動作について説明する。
図１８は、図１７の調整部２７Ａの動作を示すフローチャートである。
まず、調整部２７Ａは、選択部２５Ａから入力した電波の受信信号ごとの動揺補償処理の内容の選択結果と、許容時間格納部５ｇから読み出した動揺補償処理の内容ごとの所要時間とから、動揺補償にかかる総時間を見積もる（ステップＳＴ１ｉ）。
例えば、選択部２５Ａによって電波の受信信号ごとに選択された動揺補償処理の内容に対応する所要時間をそれぞれ加算した結果を、動揺補償にかかる総時間とする。
【０１１３】
次に、調整部２７Ａは、ステップＳＴ１ｉにて見積もった総時間が許容時間格納部５ｇから読み出した許容時間を超えているか否かを判定する（ステップＳＴ２ｉ）。
このとき、見積もった総時間が許容時間以下である場合（ステップＳＴ２ｉ；ＮＯ）、調整部２７Ａは、選択部２５Ａによる選択結果をそのまま動揺補償部２３Ｃに設定する。
【０１１４】
一方、見積もった総時間が許容時間を超えている場合（ステップＳＴ２ｉ；ＹＥＳ）、調整部２７Ａは、見積もった総時間が許容時間に収まるように、電波の受信信号ごとの動揺補償処理の内容を変更する（ステップＳＴ３ｉ）。例えば、動揺補償が必要と判定された電波の受信信号のうち、ＳＡＲ画像にぼけがあるときのアジマス分解能が高いものから順に動揺補償処理の内容を、動揺補償処理の不実施に変更する。
なお、ＳＡＲ画像にぼけがあるときのアジマス分解能は、実施の形態２と同様にして、選択部２５Ａによって電波の受信信号ごとに算出される。
調整部２７Ａによって変更された電波の受信信号ごとの動揺補償処理の内容を示す情報は、動揺補償部２３Ｃに設定される。
【０１１５】
動揺補償部２３Ｃは、調整部２７Ａから設定された処理内容で、電波の受信信号に対して動揺補償処理を実施する（ステップＳＴ４ｉ）。このとき、動揺補償にかかる総時間は許容時間以下となる。このようにすることで、ＳＡＲ画像を再生するまでの時間に制限があっても、ぼけが軽減されたＳＡＲ画像を制限時間内で再生することができる。
【０１１６】
なお、図１８では、オートフォーカス処理にかかる時間を考慮しない場合を示したが、オートフォーカス処理にかかる時間を含めた時間を調整してもよい。
例えば、調整部２７Ａが、動揺補償とオートフォーカス処理の両方にかかる総時間を見積もり、動揺補償が必要と判定された電波の受信信号から、総時間が許容時間に収まるように動揺補償処理を実施しない電波の受信信号を決定する。このように決定された動揺補償処理を実施しない電波の受信信号を示す情報は、調整部２７Ａからオートフォーカス処理部２６Ｂに設定される。オートフォーカス処理部２６Ｂは、調整部２７Ａから設定された情報に基づいて、画像再生部２４から出力されたＳＡＲ画像に対してオートフォーカス処理を実施する。このようにすることで、ＳＡＲ画像を再生するまでの時間に制限があっても、動揺補償およびオートフォーカス処理でぼけが軽減されたＳＡＲ画像を制限時間内で再生することができる。
【０１１７】
以上のように、実施の形態４に係るＳＡＲ装置２Ｃは調整部２７を備える。調整部２７は、動揺補償にかかる時間が許容時間に収まるように、判定部２２Ａによって動揺補償が必要と判定された電波の受信信号のうち、動揺補償処理を実施する電波の受信信号の数を変更して動揺補償にかかる時間を調整する。
このようにすることで、ＳＡＲ画像を再生するまでの時間に制限があっても、動揺補償でぼけが軽減されたＳＡＲ画像を制限時間内で再生することができる。
【０１１８】
また、実施の形態４に係るＳＡＲ装置２Ｄは調整部２７Ａを備える。調整部２７Ａは、動揺補償にかかる時間が許容時間に収まるように、選択部２５Ａによって選択された動揺補償処理の内容を変更して動揺補償にかかる時間を調整する。
このようにすることで、ＳＡＲ画像を再生するまでの時間に制限があっても、動揺補償でぼけが軽減されたＳＡＲ画像を制限時間内で再生することができる。
【０１１９】
実施の形態４では、実施の形態３の構成に調整部２７を追加した場合と、実施の形態２と実施の形態３を組み合わせた構成に調整部２７Ａを追加した場合を示したが、この発明は、これに限定されるものではない。
例えば、実施の形態１の構成に調整部を追加してもよく、実施の形態２の構成に調整部を追加してもよい。このように構成しても、上記と同様の効果が得られる。
【０１２０】
なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
この発明に係るＳＡＲ装置は、動揺補償でぼけが軽減されたＳＡＲ画像が再生されるまでの時間を短縮することができるので、例えば航空機などをプラットフォームとした地表観測に好適である。
【符号の説明】
【０１２２】
１  ＳＡＲシステム、２，２Ａ〜２Ｄ  ＳＡＲ装置、３  ＳＡＲセンサ、４  計測センサ、５  記憶装置、５ａ  判定基準値格納部、５ｂ  画像格納部、５ｃ  基準位置格納部、５ｄ  選択基準値格納部、５ｅ  オートフォーカス判定基準値格納部、５ｆ，５ｇ  許容時間格納部、６  表示装置、６ａ  表示制御部、６ｂ  表示部、２０  データ取得部、２１  軌道解析部、２２，２２Ａ  判定部、２３，２３Ａ〜２３Ｃ  動揺補償部、２４  画像再生部、２５，２５Ａ  選択部、２６，２６Ａ，２６Ｂ  オートフォーカス処理部、２７，２７Ａ  調整部、１００  処理回路、１０１  ＣＰＵ、１０２  メモリ、１０３  プラットフォーム。
【図１】
2017103973.tif 000003
【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】
2017103973.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2017103973.tif 000016
【図１５】
2017103973.tif 000017
【図１６】
2017103973.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年9月6日(2017.9.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動するプラットフォームから観測対象に対して送信され、前記観測対象で反射された電波の受信信号、前記電波の送受信時刻、前記プラットフォームの位置および姿勢を示す情報を含む観測データを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部によって取得された観測データに基づいて、前記プラットフォームの想定軌道と実軌道との差分に関する情報を前記電波の送受信時刻ごとに算出する軌道解析部と、
前記軌道解析部によって算出された前記差分に関する情報に基づいて、前記電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定する判定部と、
前記判定部によって動揺補償が必要と判定された前記電波の受信信号に対して動揺補償処理を実施する動揺補償部と、
前記判定部の判定結果に応じて動揺補償処理が実施された前記電波の受信信号および動揺補償処理が不実施となった前記電波の受信信号に対して画像再生処理を実施して、前記観測対象の合成開口レーダ画像を再生する画像再生部と
を備えたことを特徴とする合成開口レーダ装置。
【請求項２】
前記軌道解析部は、前記データ取得部によって取得された観測データに基づいて、前記想定軌道を３次元空間に規定し、前記３次元空間に設定した基準位置と前記実軌道との間の距離と前記基準位置と前記想定軌道との間の距離との距離差を前記電波の送受信時刻ごとに算出し、
前記判定部は、前記距離差に基づいて前記電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定することを特徴とする請求項１記載の合成開口レーダ装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記距離差から変換した位相差に基づいて、前記電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定することを特徴とする請求項２記載の合成開口レーダ装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記位相差を多項式関数でフィッティングして求めた前記多項式関数の係数に基づいて、前記電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定することを特徴とする請求項３記載の合成開口レーダ装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記距離差の時間微分に基づいて、前記電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定することを特徴とする請求項２記載の合成開口レーダ装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記距離差を用いて算出した２次位相誤差に基づいて、前記電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定することを特徴とする請求項２記載の合成開口レーダ装置。
【請求項７】
前記判定部は、前記距離差を用いて算出した前記基準位置ごとのアジマス分解能に基づいて、前記電波の受信信号ごとに動揺補償の要否を判定することを特徴とする請求項２記載の合成開口レーダ装置。
【請求項８】
動揺補償処理が不実施の前記電波の受信信号から再生された前記合成開口レーダ画像の領域を計測して得られた分解能とこの領域に対して前記距離差を用いて算出された分解能との差が判定基準値より大きい場合、この領域に対してオートフォーカス処理を実施するオートフォーカス処理部を備えたことを特徴とする請求項２記載の合成開口レーダ装置。
【請求項９】
動揺補償にかかる時間が許容時間に収まるように、前記判定部によって動揺補償が必要と判定された前記電波の受信信号のうち、動揺補償処理を実施する前記電波の受信信号の数を変更して動揺補償にかかる時間を調整する調整部を備えたことを特徴とする請求項１記載の合成開口レーダ装置。
【国際調査報告】
2017103973.tif 000021
2017103973.tif 000022
2017103973.tif 000023
2017103973.tif 000024
2017103973.tif 000025
2017103973.tif 000026
2017103973.tif 000027
2017103973.tif 000028