(57)【要約】【課題】複数の方位測定装置等を用いて目標から放射される電波を分析することにより三角測量の原理等で目標の位置を標定する際に、目標から見て近接した方向から目標の方位を測定したのでは位置標定誤差が大きいという課題があった。【解決手段】第１の観測点に位置し、目標３からの到来電波の方探機能を有する方位測定装置１と、第２の観測点に位置し、目標３から放射され建築物等の既知の反射面４で反射した到来電波の方探機能を有する方位測定装置２を備え、方位測定装置２は等価的に目標から見て第１の観測点と互いに直交する方向に近い方向から測定を実施することにより、高精度の目標位置標定を行うようにした。【選択図】図１
2008122127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２箇所の観測点に設けた方位測定装置からの目標方位の観測結果に基づき目標位置の標定を行う目標位置標定装置において、
目標からの電波を受信する第１の目標電波受信部と、この第１の目標電波受信部で受信した目標電波を用いて目標方位を算出する第１の目標方位算出部と、自機位置の座標を算出する第１の自己位置算出部と、前記第１の目標方位算出部で求めた方探結果１及び前記第１の自己位置算出部で求めた自己位置座標のデータを通信部又は記録部へ転送する第１の観測データ転送部とを設けた第１の観測点の方位測定装置、
目標から放射され既知の反射面で反射した電波を受信する第２の目標電波受信部と、この第２の目標電波受信部で受信した目標電波を用いて目標方位を算出する第２の目標方位算出部と、自機位置の座標を算出する第２の自己位置算出部と、前記第２の目標方位算出部で求めた方探結果２及び前記第２の自己位置算出部で求めた自己位置座標のデータを通信部又は記録部へ転送する第２の観測データ転送部とを設けた第２の観測点の方位測定装置、
前記第１の観測データ転送部からの方探結果１（Θ１）と自己位置座標（ｘ１，ｙ１）、及び第２の観測データ転送部からの方探結果２（Θ２）と自己位置座標（ｘ２，ｙ２）、及び前記反射面の反射面位置座標（ｘ３，ｙ３）と反射面角度（Θ３）に基づいて演算処理し、目標位置の標定を行う目標位置標定処理部、
を備えたことを特徴とする目標位置標定装置。
【請求項２】
第１の観測点の方位測定装置には、第１の観測データ転送部からの方探結果１及び自己位置座標のデータを記録する第１の記録部を設け、第２の観測点の方位測定装置には、第２の観測データ転送部からの方探結果２及び自己位置座標のデータを記録する第２の記録部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の目標位置標定装置。
【請求項３】
第１の観測点の方位測定装置には、第１の観測データ転送部からの方探結果１及び自己位置座標のデータを第２の観測点の方位測定装置に送信する第１の通信部を設け、
第２の観測点の方位測定装置には、前記第１の通信部からの方探結果１及び自己位置座標のデータを受信する第２の通信部と、反射面の位置座標及び反射面の角度の情報を予め保持する反射面情報保持部と、前記第２の通信部からの方探結果１（Θ１）と自己位置座標（ｘ１，ｙ１）、及び第２の観測データ転送部からの方探結果２（Θ２）と自己位置座標（ｘ２，ｙ２）、及び前記反射面情報保持部からの反射面位置座標（ｘ３，ｙ３）と反射面角度（Θ３）に基づいて演算処理し、目標位置の標定を行う目標位置標定処理部を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の目標位置標定装置。
【請求項４】
目標位置標定処理部に入力されるデータ情報を記録し、目標位置標定結果をユーザに表示する表示記録部を第２の観測点の方位測定装置に備えた請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の目標位置標定装置。
【請求項５】
第１の記録部及び第２の記録部からのデータを地上に設けた目標位置標定処理部に入力し、前記目標位置標定処理部は前記入力データと反射面位置座標（ｘ３，ｙ３）と反射面角度（Θ３）とに基づいて演算処理し、目標位置の標定を行うようにした請求項２に記載の目標位置標定装置。
【請求項６】
少なくとも２箇所の観測点に設けた方位測定装置からの目標方位の観測結果に基づき目標位置の標定を行う目標位置標定装置において、
目標からの電波を受信する第１の目標電波受信部と、この第１の目標電波受信部で受信した目標電波を用いて目標方位を算出する第１の目標方位算出部と、自機位置の座標を算出する第１の自己位置算出部と、第１の観測点と第２の観測点の間で時刻同期をとるための第１のＧＰＳ受信機と、この第１のＧＰＳ受信機からの信号と前記第１の目標電波受信部で受信した目標電波を用いて信号到来時刻を測定する第１の信号到来時刻測定部と、前記第１の目標方位算出部で求めた方探結果１、前記第１の自己位置算出部で求めた自己位置座標及び前記第１の信号到来時刻測定部で求めた信号到来時刻１のデータを通信部又は記録部へ転送する第１の観測データ転送部とを設けた第１の観測点の方位測定装置、
目標から放射され既知の反射点で反射・散乱した電波を受信する第２の目標電波受信部と、自機位置の座標を算出する第２の自己位置算出部と、第１の観測点と第２の観測点の間で時刻同期をとるための第２のＧＰＳ受信機と、この第２のＧＰＳ受信機からの信号と前記第２の目標電波受信部で受信した目標電波を用いて信号到来時刻を測定する第２の信号到来時刻測定部と、前記第２の自己位置算出部で求めた自己位置座標、前記第２の信号到来時刻測定部で求めた信号到来時刻のデータを通信部又は記録部へ転送する第２の観測データ転送部とを設けた第２の観測点の方位測定装置、
前記第１の観測データ転送部からの方探結果１（Θ１）と自己位置座標（ｘ１，ｙ１）と信号到来時刻（ｔ１）、及び第２の観測データ転送部からの自己位置座標（ｘ２，ｙ２）と信号到来時刻（ｔ２）、及び前記反射点の位置座標（ｘ３，ｙ３）に基づいて演算処理し、目標位置の標定を行う目標位置標定処理部、
を備えたことを特徴とする目標位置標定装置。
【請求項７】
第１の観測点の方位測定装置には、第１の観測データ転送部からの方探結果１及び自己位置座標及び信号到来時刻のデータを記録する第１の記録部を設け、第２の観測点の方位測定装置には、第２の観測データ転送部からの自己位置座標及び信号到来時刻のデータを記録する第２の記録部を設けたことを特徴とする請求項６に記載の目標位置標定装置。
【請求項８】
第１の観測点の方位測定装置には、第１の観測データ転送部からの方探結果１及び自己位置座標及び信号到来時刻のデータを第２の観測点の方位測定装置に送信する第１の通信部を設け、
第２の観測点の方位測定装置には、前記第１の通信部からの方探結果１及び自己位置座標及び信号到来時刻のデータを受信する第２の通信部と、反射点の位置座標の情報を予め保持する反射点情報保持部と、前記第２の通信部からの方探結果１（Θ１）と自己位置座標（ｘ１，ｙ１）と信号到来時刻（ｔ１）、及び第２の観測データ転送部からの自己位置座標（ｘ２，ｙ２）と信号到来時刻（ｔ２）、及び前記反射点情報保持部からの反射点位置座標（ｘ３，ｙ３）に基づいて演算処理し、目標位置の標定を行う目標位置標定処理部を設けたことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の目標位置標定装置。
【請求項９】
目標位置標定処理部に入力されるデータ情報を記録し、目標位置標定結果をユーザに表示する表示記録部を第２の観測点の方位測定装置に備えた請求項６乃至請求項８のいずれか１つに記載の目標位置標定装置。
【請求項１０】
第１の記録部及び第２の記録部からのデータを地上に設けた目標位置標定処理部に入力し、前記目標位置標定処理部は前記入力データと反射点位置座標（ｘ３，ｙ３）とに基づいて演算処理し、目標位置の標定を行うようにした請求項７に記載の目標位置標定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の方位測定装置を用いて目標から放射される電波を分析することにより、目標の位置を標定するようにした目標位置標定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の方位測定装置等を用いて目標から放射される電波を分析することにより目標の位置を標定することが知られている。
例えば、目標より送信される電波を受信することで目標の方位を測定する位置情報部と、自己位置を設定する位置設定部と、位置情報部に対して到来電波の方位の基準方位を設定する基準方位設定部とを備えた方位測定装置を少なくとも２つ用いて、目標位置を標定する目標位置標定装置において、互いに自己の有する位置情報部により相手の方位を測定すると共に相手の自己位置を取得し、相手の方位および相手の自己位置と、自分の自己位置とに基づいて目標方位を求める基準となる基準方位を演算することにより、基準方位の設定を高精度に行うようにした目標位置標定装置が知られている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開平６−２４１８１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
複数の方位測定装置を用いて目標から放射される電波を分析することにより三角測量の原理等で目標の位置を標定する際に、目標から見て互いに直交する方向に近い方向から測定を実施した場合は、高精度に目標位置を標定できるが、目標から見て近接した方向から目標の方位を測定した場合は、位置標定誤差が大きいという課題があった。
これを解決するためには極力互いに直交する方向から目標の方位を測定する必要があるが、目標周辺に危険エリアが存在するなど、方位測定装置を搭載した航空機等の飛行可能領域に制約がある場合は、必ずしも互いに直交する方向から測定できないことになる。
【０００４】
この発明の目的は、方位測定装置を搭載した航空機等が、目標周辺の危険エリアに進入しなくても、等価的に目標から見て互いに直交する方向に近い方向から測定が実施できるようにして、高精度に目標位置の標定を行うようにした目標位置標定装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の目標位置標定装置は、少なくとも２箇所の観測点に設けた方位測定装置からの目標方位の観測結果に基づき目標位置の標定を行うものにおいて、目標からの電波を受信する第１の目標電波受信部と、この第１の目標電波受信部で受信した目標電波を用いて目標方位を算出する第１の目標方位算出部と、自機位置の座標を算出する第１の自己位置算出部と、前記第１の目標方位算出部で求めた方探結果１及び前記第１の自己位置算出部で求めた自己位置座標のデータを通信部又は記録部へ転送する第１の観測データ転送部とを設けた第１の観測点の方位測定装置、目標から放射され既知の反射面で反射した電波を受信する第２の目標電波受信部と、この第２の目標電波受信部で受信した目標電波を用いて目標方位を算出する第２の目標方位算出部と、自機位置の座標を算出する第２の自己位置算出部と、前記第２の目標方位算出部で求めた方探結果２及び前記第２の自己位置算出部で求めた自己位置座標のデータを通信部又は記録部へ転送する第２の観測データ転送部とを設けた第２の観測点の方位測定装置、前記第１の観測データ転送部からの方探結果１（Θ１）と自己位置座標（ｘ１，ｙ１）、及び第２の観測データ転送部からの方探結果２（Θ２）と自己位置座標（ｘ２，ｙ２）、及び前記反射面の反射面位置座標（ｘ３，ｙ３）と反射面角度（Θ３）に基づいて演算処理し、目標位置の標定を行う目標位置標定処理部を備えたものである。
【発明の効果】
【０００６】
適当な位置に存在する反射面あるいは反射点での反射波を活用することにより、等価的に目標から見て互いに直交する方向に近い方向から観測を行うことにより、高精度の目標位置標定が可能となる。これにより測定装置を搭載した航空機等が飛行危険エリア等に進入せずに所定の精度での目標位置標定が可能となったり、航空機の燃料の節約等が可能となる効果が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１
この発明の実施の形態１における目標位置標定装置を図１〜図５に基づいて説明する。図１はこの発明の実施形態１のブロック構成図、図２は反射面を用いない場合の基本処理を示す処理内容の説明図、図３は近接した方向からの観測による位置標定結果の計算例を示す図、図４は反射面を用いた場合の処理内容の説明図、図５は等価的に離隔した方向からの観測による位置標定結果の計算例を示す図である。
【０００８】
図１のブロック構成図において、航空機、艦船、車両等に搭載されるか或いは地上に固定される方位測定装置１は、第１の観測点に位置し、目標３からの到来電波の方探機能を有する。同じく、航空機、艦船、車両等に搭載されるか或いは地上に固定される方位測定装置２は、第２の観測点に位置し、目標３から放射され既知の反射面４で反射した到来電波の方探機能を有する。反射面４は航空機、艦船、車両等に搭載した反射体あるいは地上の建築物等でよく、すでにその位置座標及び反射面角度が知られているものである。更に、これら方位測定装置１、２の観測点は目標３から見て実際に互いに直交する方向に位置していなくてもよい。なお以下の説明では、方位測定装置１、２は航空機に搭載されている場合について説明する。
【０００９】
航空機Ａに搭載された方位測定装置１は、目標３からの電波を受信する目標電波受信部１０、目標電波受信部１０で受信した目標電波を用いて目標方位を算出する目標方位算出部１１、自機位置の座標を算出する自己位置算出部１２、目標方位算出部１１で求めた方探結果１（Θ１）及び自己位置算出部１２で求めた自己位置座標（ｘ１，ｙ１）のデータを記録部１４及び通信部１５へ転送する観測データ転送部１３、観測データ転送部１３から転送されたデータを記録する記録部１４、観測データ転送部１３から転送されたデータを第２の観測点にいる航空機Ｂに搭載された方位測定装置２へ送信する通信部１５を備えている。
【００１０】
航空機Ｂに搭載された方位測定装置２は、目標３から放射され既知の反射面４で反射した電波を受信する目標電波受信部２０、受信した目標電波を用いて目標方位を算出する目標方位算出部２１、自機位置の座標を算出する自己位置算出部２２、方位測定装置１の通信部１５から伝送された方探結果１（Θ１）及び自己位置座標（ｘ１，ｙ１）の観測データを受信する通信部２３、反射面４の位置座標（ｘ３，ｙ３）及び反射面４の角度（Θ３）の情報を予め保持する反射面情報保持部２４、通信部２３より入力する方探結果１（Θ１）と自己位置座標（ｘ１，ｙ１）、及び自己位置算出部２２より入力する自己位置座標（ｘ２，ｙ２）、及び目標方位算出部２１より入力する方探結果２（Θ２）、及び反射面情報保持部２４より入力する反射面位置座標（ｘ１，ｙ１）と反射面角度（Θ３）を用いて目標位置の標定結果を求める目標位置標定処理部２５、目標位置標定処理部２５への入力情報を記録し目標位置標定結果をユーザに表示する、記録部と表示部の機能を有する表示記録部２６を備えている。また上記目標位置標定処理部２５は、入力された各データ（ｘ１，ｙ１〜ｘ３，ｙ３、Θ１〜Θ３）の情報を表示記録部２６または地上の位置標定装置に送信するための通信部（図示省略）へ転送する観測データ転送部の機能も有している。
なお上記した自己位置算出部１２、２２はＧＰＳ（GlobalPositioning System）受信機を用いて自己位置を自動的に測定してもよいし、手動で設定してもよい。また反射面情報保持部２４に保持されている反射面４の位置座標（ｘ３，ｙ３）及び反射面角度（Θ３）の情報は既に知られているので、目標位置標定処理部２５にメモリとして内蔵していてもよい。
【００１１】
次にこの発明の実施形態１において、第１の観測点及び第２の観測点で方位測定装置１及び２が算出した方探結果（Θ１、Θ２）から目標３の位置を標定する処理内容について説明する。まず、予備説明として反射面４がない場合について図２を用いて説明する。
図２（ａ）は、第１の観測点（以下観測点１という）にいる方位測定装置１と第２の観測点２（以下観測点２という）にいる方位測定装置２が、目標３を方探している状態の図で、図２（ｂ）は、方位測定装置１、２がＸ−Ｙ平面上にあり、基準方位をＸ軸として、観測点１および観測点２での方探結果（Θ１、Θ２）から目標位置を求める処理内容を示す図である。
図２において、真の目標位置座標を（ｘ，ｙ）＝（０，０）とする。これは未知のものである。このとき観測点１及び観測点２の位置座標を以下のように極座標で表す。
観測点１の位置座標  （ｘ１，ｙ１）＝（ｒ１・ｃｏｓθ１，ｒ１・ｓｉｎθ１）
観測点２の位置座標  （ｘ２，ｙ２）＝（ｒ２・ｃｏｓθ２，ｒ２・ｃｏｓθ２）
ここで、θ１は観測点１と目標３を結ぶ線がＸ軸となす角度、θ２は観測点２と目標３を結ぶ線がＸ軸となす角度である。ｒ１は観測点１と目標３との距離、ｒ２は観測点２と目標３との距離である。
【００１２】
観測点１における方探誤差をφ１、観測点２における方探誤差をφ２として、観測点１及び観測点２における方探結果を直線の式で表すと以下のようになる。
観測点１の方探結果ｙ＝ａ１・ｘ＋ｂ１              ・・・（１）
ａ１＝ｔａｎ（θ１−φ１）
ｂ１＝ｒ１ｓｉｎθ１−ｔａｎ（θ１−φ１）・ｒ１ｃｏｓθ１
＝ｙ１−ｔａｎ（θ１−φ１）・ｘ１
θ１−φ１＝Θ１＋１８０°
Θ１：観測点１における目標方探結果（方探結果１）
観測点２の方探結果ｙ＝ａ２・ｘ＋ｂ２              ・・・（２）
ａ２＝ｔａｎ（θ２−φ２）
ｂ２＝ｒ２ｓｉｎθ２−ｔａｎ（θ２−φ２）・ｒ２ｃｏｓθ２
＝ｙ２−ｔａｎ（θ２−φ２）・ｘ２
θ２−φ２＝Θ２＋１８０°
Θ２：観測点２における目標方探結果（方探結果２）
【００１３】
上記の（１）式及び（２）式の交点を求めることにより三角測量の原理で目標位置の座標を求めることができる。
即ち、目標位置座標（目標位置標定結果）は、次の（３）式となる。
（ｘ，ｙ）＝（（ｂ２-ｂ１）/（ａ１-ａ２），（ａ１ｂ２-ａ２ｂ１）/（ａ１-ａ２））
・・・（３）
従って、観測点１における方位測定装置１の自己位置算出部１２から得られる自己位置座標（ｘ１，ｙ１）及び目標方位算出部１１から得られる方探結果１（Θ１）を通信部１５により観測点２へ伝送し、観測点２における方位測定装置２の自己位置算出部２２から得られる自己位置座標（ｘ２，ｙ２）及び目標方位算出部２１から得られる方探結果２（Θ２）も用いることにより、観測点２にいる方位測定装置２の目標位置標定処理部２５にて目標位置を標定することができる。
【００１４】
通常、位置標定を行うべき目標３は航空機等が容易には飛行して進入できない飛行危険エリアに存在するため、航空機Ａ（観測点１）と航空機Ｂ（観測点２）は目標３に対して近接した方向から方探を行わざるを得ない。したがってどうしても位置標定誤差が大きくなってしまう。このことについて図３を用いて位置標定結果をシュミレーションした計算例を説明する。
図３に示したように目標３に対して近接した方向から方探を行って目標位置標定を実施する場合、２つの観測点１、２における方探結果の直線の傾きが近い値となるため、この２つの直線の交点の分布も大きくばらつく。その結果、観測点１のｒ１を８０［NM(rms)］、θ１を２５０［deg］、観測点２のｒ２を１００［NM(rms)］、θ２を２８４［deg］とした時、位置標定誤差は２３．５［NM(rms)］となり、位置標定誤差が大きい。
【００１５】
そこで図４に示したように、位置座標及び角度が既知の反射面４からの反射波を用いて目標位置標定を行うことにより位置標定精度を大幅に向上することができる。反射面４を用いた場合の目標位置標定の処理内容について説明する。まず観測点１において方探結果１（Θ１）及び自己位置座標（ｘ１，ｙ１）を求めて観測点２へ送信する。次に観測点２では反射面４による反射波の方位を算出することにより等価的に目標３と反射面４を結ぶ直線上から方探を行ったのと同じ結果を得ることができる。
等価的な方探結果２  Θ２’＝２Θ３−Θ２
Θ２：観測点２における方探結果
Θ３：反射面の角度（反射面情報保持部２４に予め登録）
【００１６】
等価的な観測点２の位置座標は次の（４）式で求めることができる。
【数１】
2008122127.tif 000003
（ｘ３，ｙ３）：反射面の位置座標（反射面情報保持部２４に予め登録）
（ｘ２，ｙ２）：観測点２の位置座標
Θ４＝２（Θ３−Θ２）
以上より反射波を用いて求めた等価的な方探結果２（Θ２’）及び等価的な観測点２の位置座標（ｘ２’，ｙ２’）をそれぞれ方探結果２（Θ２）、観測点２の位置座標（ｘ２，ｙ２）として反射面がない場合と同じ処理により位置標定を行うことによって、目標に対して離隔した方向（目標からみて互いに直交する方向に近い方向）から方探を行ったのと同様な高い精度での目標位置標定が可能となる。この処理は航空機Ｂ（観測点２）の方位測定装置２の目標位置標定処理部２５で実施する。
【００１７】
反射面４を用いて、等価的に目標に対して離隔した方向から方探を行った場合の目標位置の標定結果をシュミレーションした計算例を図５に示す。
図５に示したように、等価的に目標に対して離隔した方向から方探を行うことにより、２つの観測点１、２における方探結果の傾きが垂直に近くなるため、この２つの直線の交点も分布のばらつきは小さくなり高い精度での目標位置標定が可能となる。その結果、観測点１のｒ１を８０［NM(rms)］、θ１を２５０［deg］、観測点２のｒ２を１００［NM(rms)］、θ２を３５０［deg］とした時、位置標定誤差は４．６［NM(rms)］となり、位置標定誤差が小さい。
【００１８】
実施の形態２
この発明の実施形態１では位置座標及び角度が既知の反射面４の情報を用いて目標位置標定を行う装置及び処理内容を示したが、実施形態１では、目標信号が反射面４で鏡面反射すること、及び反射面４の角度が既知であることが必要であった。この発明の実施形態２では反射面４ではなく反射点５を用い、目標信号が反射面で鏡面反射しなくても、観測点１及び観測点２に到来する目標信号の時間差を用いて双曲線法を組み合わせることにより目標位置標定が可能となるようにしたものである。
【００１９】
この発明の実施の形態２における目標位置標定装置を図６〜図１０に基づいて説明する。図６はこの発明の実施形態２のブロック構成図、図７は反射点を用いない場合の基本処理を示す処理内容の説明図、図８は近接した方向からの観測による位置標定結果の計算例を示す図、図９は反射点を用いた場合の処理内容の説明図、図１０は等価的に離隔した方向からの観測による位置標定結果の計算例を示す図である。
【００２０】
図６のブロック構成図において、図１に示す実施の形態１のブロック構成図と同一または相当する部分には同一符号を付している。航空機、艦船、車両等（図６では航空機）に搭載される方位測定装置１および２は、第１の観測点および第２の観測点にそれぞれ位置される。方位測定装置１は目標３からの到来電波の方探機能を有する。方位測定装置２は目標３から放射され既知の反射点５で反射した到来電波の方探機能を有する。反射点５は、航空機、艦船、車両等に搭載した反射体あるいは地上の建築物等でよく、すでにその位置座標が知られているものである。これら方位測定装置１、２の観測点は目標３から見て実際に互いに直交する方向に位置していなくてもよい。
【００２１】
航空機Ａ（観測点１）に搭載した方位測定装置１は、目標からの電波を受信する目標電波受信部１０、受信した目標電波を用いて目標方位を算出する目標方位算出部１１、自機位置の座標を算出する自己位置算出部１２、航空機Ａ（観測点１）と航空機Ｂ（観測点２）の間で時刻同期をとるためのＧＰＳ受信機１６、ＧＰＳ受信機１６からの信号と受信した目標電波を用いて信号到来時刻を測定する信号到来時刻測定部１７、目標方位算出部１１で求めた方探結果１（Θ１）、自己位置算出部１２で求めた自己位置座標（ｘ１，ｙ１）及び信号到来時刻測定部１７で求めた信号到来時刻１（ｔ１）のデータを通信部１５及び記録部１４へ転送する観測データ転送部１３、観測データ転送部１３から転送されたデータを航空機Ｂ（観測点２）へ伝送する通信部１５、観測データ転送部１３から転送されたデータを記録する記録部１４を備えている。
【００２２】
航空機Ｂ（観測点２）に搭載した方位測定装置２は、目標から放射され反射点５で反射・散乱した電波を受信する目標電波受信部２０、自機位置の座標を算出する自己位置算出部２２、航空機Ａ（観測点１）の通信部１５から伝送された方探結果１（Θ１）、自己位置座標（ｘ１，ｙ１）及び信号到来時刻（ｔ１）の観測データを受信する通信部２３、航空機Ａ（観測点１）と航空機Ｂ（観測点２）の間で時刻同期をとるためのＧＰＳ受信機２７、ＧＰＳ受信機２７からの信号と受信した目標電波を用いて信号到来時刻を測定する信号到来時刻測定部２８、反射点５の位置座標（ｘ３，ｙ３）の情報を予め保持する反射点情報保持部２９、通信部２３より入力する方探結果１（Θ１）、自己位置座標（ｘ１，ｙ１）及び信号到来時刻（ｔ１）、及び自己位置算出部２２より入力する自己位置座標（ｘ２，ｙ２）、及び信号到来時刻測定部２８より入力する信号到来時刻（ｔ２）、及び反射点情報保持部２９より入力する反射点位置座標（ｘ３，ｙ３）を用いて目標位置標定結果を求める目標位置標定処理部２５、目標位置標定処理部２５への入力情報を記録し目標位置標定結果をユーザに表示する、記録部と表示部の機能を有する表示記録部２６を備えている。また上記目標位置標定処理部２５は、入力された各データ（ｘ１，ｙ１〜ｘ３，ｙ３、Θ１、ｔ１〜ｔ２）の情報を表示記録部２６または地上の位置標定装置に送信するための通信部（図示省略）へ転送する観測データ転送部の機能も有している。
なお反射点情報保持部２９に保持されている反射点５の位置座標（ｘ３，ｙ３）の情報は既に知られているので、目標位置標定処理部２５にメモリとして内蔵していてもよい。
【００２３】
次にこの発明の実施形態２において、第１の観測点で方位測定装置１が算出した方探結果（Θ１）及び第２の観測点で方位測定装置２が算出した信号到来時刻の差から目標３の位置を標定する処理内容について説明する。まず、予備説明として反射点５がない場合について図７を用いて説明する。
図７（ａ）は、第１の観測点（以下観測点１という）にいる方位測定装置１と第２の観測点２（以下観測点２という）にいる方位測定装置２が、目標３を方探している状態の図で、図７（ｂ）は、方位測定装置１、２がＸ−Ｙ平面上にあり、基準方位をＸ軸として、観測点１での方探結果（Θ１）および観測点２での信号到来時刻差から目標位置を求める処理内容を示す図である。
図７において、真の目標位置座標を（ｘ，ｙ）＝（０，０）とする。これは未知のものである。このとき観測点１及び観測点２の位置座標を以下のように極座標で表す。
観測点１の位置座標  （ｘ１，ｙ１）＝（ｒ１・ｃｏｓθ１，ｒ１・ｓｉｎθ１）
観測点２の位置座標  （ｘ２，ｙ２）＝（ｒ２・ｃｏｓθ２，ｒ２・ｃｏｓθ２）
ここで、θ１は観測点１と目標３を結ぶ線がＸ軸となす角度、θ２は観測点２と目標３を結ぶ線がＸ軸となす角度である。ｒ１は観測点１と目標３との距離、ｒ２は観測点２と目標３との距離である。
観測点１における方探誤差をφ１として、観測点１における方探結果を直線の式で表すと以下のようになる。
観測点１の方探結果ｙ＝ａ１・ｘ＋ｂ１              ・・・（５）
ａ１＝ｔａｎ（θ１−φ１）
ｂ１＝ｒ１ｓｉｎθ１−ｔａｎ（θ１−φ１）・ｒ１ｃｏｓθ１
＝ｙ１−ｔａｎ（θ１−φ１）・ｘ１
θ１−φ１＝Θ１＋１８０°
Θ１：観測点１における目標方探結果（方探結果１）
【００２４】
次に観測点２において、ＧＰＳ受信機１６、２７を用いて時刻同期を行った観測点１と観測点２における信号到来時間差Δｔを求める。
信号到来時間差  Δｔ＝ｔ２−ｔ１
ｔ２：観測点２における信号到来時刻
ｔ１：観測点１における信号到来時刻
上記の信号到来時間差Δｔを用いて観測点１及び観測点２を焦点とする双曲線を求める。
【数２】
2008122127.tif 000004
ｘ’，ｙ’：以下の式を満たす双曲線
ｘ’2/ａ2−ｙ’2/ｂ2＝１
ａ＝（ｒ２−ｒ１）／２＝Ｖc・Δｔ／２
Ｖc：光速  Δｔ：信号到来時間差
ｂ＝（ｃ2−ａ2）1/2
ｃ＝（（ｘ２−ｘ１）2＋（ｙ２−ｙ１）2）1/2／２
ξ＝ｔａｎ-1（（ｙ２−ｙ１）／（ｘ２−ｘ１））
ｘc，ｙc：観測点１及び観測点２の中点の座標
【００２５】
上記の（５）式及び（６）式の交点を求めることにより、方探結果と双曲線法の組合せにより目標位置座標（ｘ，ｙ）を求めることができる。
従って、観測点１における自己位置算出部１２から得られる自己位置座標（ｘ１，ｙ１）、目標方位算出部１１から得られる方探結果１（Θ１）及び信号到来時刻測定部１７から得られる信号到来時刻（ｔ１）を観測データ転送部１３を介して通信部１５により第２の観測点の方位測定装置２へ伝送し、第２の観測点における方位測定装置２の自己位置算出部２２から得られる自己位置座標（ｘ２，ｙ２）、及び信号到来時刻測定部２８から得られる信号到来時刻２（ｔ２）も用いることにより、観測点２の方位測定装置２の目標位置標定処理部２５にて目標位置を標定することができる。
【００２６】
通常、位置標定を行うべき目標３は航空機等が容易には飛行して進入できない飛行危険エリアに存在するため、航空機Ａ（観測点１）と航空機Ｂ（観測点２）は目標に対して近接した方向から方探を行わざるを得ない。したがってどうしても位置標定誤差が大きくなってしまう。このことについて図８を用いて位置標定結果をシュミレーションした計算例を説明する。
図８に示したように目標３に対して近接した方向から方探及び信号到来時間差の測定を行って目標位置標定を実施する場合、観測点１における方探結果の直線及び観測点１、２間の信号到来時間差から求めた双曲線の傾きが近い値となるため、交点の分布も大きくばらつき、位置標定誤差が大きい。
【００２７】
そこで図９に示したように、位置座標が既知の反射点５からの反射波を用いて目標位置標定を行うことにより位置標定精度を大幅に向上することができる。反射点５を用いた場合の目標位置標定の処理内容について説明する。まず観測点１において方探結果１（Θ１）及び自己位置座標（ｘ１，ｙ１）及び信号到来時刻（ｔ１）を求めて観測点２へ伝送する。次に観測点２では反射点５による反射波を用いて観測点１、２間の信号到来時間差Δｔを算出することにより等価的に反射点５から観測を行ったのと同じ結果を得ることができる。
等価的な信号到来時刻ｔ２’は次の式となる。
ｔ２’＝ｔ２−（（ｘ３−ｘ２）2＋（ｙ３−ｙ２）2）1/2／Ｖc
Ｖc：光速
ｘ２，ｙ２：観測点２の位置座標
ｘ３，ｙ３：反射点の位置座標（反射点情報保持部２９に予め登録）
【００２８】
等価的な観測点２の位置座標は次の式となる。
【数３】
2008122127.tif 000005
以上より反射波を用いて求めた等価的な信号到来時刻（ｔ２’）及び等価的な観測点２の位置座標（ｘ２’，ｙ２’）を、それぞれ信号到来時刻（ｔ２）及び観測点２の位置座標（ｘ２，ｙ２）として反射点がない場合と同じ処理により位置標定を行うことによって、目標に対して離隔した方向（目標からみて互いに直交する方向に近い方向）から方探を行ったのと同様な高い精度での目標位置標定が可能となる。この処理は航空機Ｂ（観測点２）の位置測定装置２の目標位置標定処理部２５で実施する。
【００２９】
反射点５を用いて、等価的に目標に対して離隔した方向から観測を行った場合の目標位置の標定結果をシュミレーションした計算例を図１０に示す。
図１０に示したように、等価的に目標３に対して離隔した方向から観測を行うことにより、観測点１における方探結果の傾きと観測点２で算出した双曲線の傾きが垂直に近くなるため、交点も分布のばらつきは小さくなり、高い精度での目標位置標定が可能となる。
【００３０】
実施の形態３
この発明の実施形態１及び実施形態２では、航空機Ａ（観測点１）の方位測定装置１から必要なデータを通信手段により航空機Ｂ（観測点２）の方位測定装置２が受け取り、航空機Ｂ（観測点２）の方位測定装置２が有する目標位置標定処理部２５にて目標位置標定処理を実施したが、航空機Ａ（観測点１）の方位測定装置１が有する記録部１４及び航空機Ｂ（観測点２）の方位測定装置２が有する表示記録部２６に観測データを記録しているので、これら観測データを地上に設けた目標位置標定処理装置でオフラインにより目標位置標定処理を行っても同じ効果が期待できる。なおこの場合、反射面４または反射点５の位置座標と反射面角度のデータは既知であるので、このデータは予め地上に設けた目標位置標定処理装置に保持していてもよい。
また、航空機Ａ（観測点１）の方位測定装置１及び航空機Ｂ（観測点２）の方位測定装置２から必要なデータを通信手段により、それぞれの観測点以外のプラットフォームに伝送し、リアルタイムで目標位置標定処理を行っても同じ効果が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
この発明は２つの観測点（航空機等）から目標の方位及び目標信号到来時刻を観測することにより目標が存在する位置を特定する場合などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の実施形態１のブロック構成図。
【図２】この発明の実施形態１における処理内容（反射面を用いない場合の基本処理）の説明図。
【図３】この発明の実施形態１において近接した方向からの観測による位置標定結果の計算例を示す図。
【図４】この発明の実施形態１における処理内容（反射面を用いる場合の処理）の説明図。
【図５】この発明の実施形態１において等価的に離隔した方向からの観測による位置標定結果の計算例を示す図。
【図６】この発明の実施形態２のブロック構成図。
【図７】この発明の実施形態２における処理内容（反射点を用いない場合の基本処理）の説明図。
【図８】この発明の実施形態２において近接した方向からの観測による位置標定結果の計算例を示す図。
【図９】この発明の実施形態２における処理内容（反射点を用いる場合の処理）の説明図。
【図１０】この発明の実施形態２において等価的に離隔した方向からの観測による位置標定結果の計算例を示す図。
【符号の説明】
【００３３】
１：第１の観測点の方位測定装置        ２：第２の観測点の方位測定装置
３：目標                              ４：反射面
５：反射点
１０：第１の目標電波受信部            １１：第１の目標方位算出部
１２：第１の自己位置算出部            １３：第１の観測データ転送部
１４：第１の記録部                    １５：第１の通信部
１６：第１のＧＰＳ受信機              １７：第１の信号到来時刻測定部
２０：第２の目標電波受信部            ２１：第２の目標方位算出部
２２：第２の自己位置算出部            ２３：第２の通信部
２４：反射面情報保持部
２５：第２の観測データ転送部及び目標位置標定処理部
２６：第２の記録部（表示記録部）      ２７：第２のＧＰＳ受信機
２８：第２の信号到来時刻測定部        ２９：反射点情報保持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008122127.tif 000009
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2008122127.tif 000013
【図９】
2008122127.tif 000014
【図１０】
2008122127.tif 000015