(57)【要約】【課題】画像再生のパラメータについて複数の値で画像再生し、得られた画像の中から最も画像の分解能が良いものを選択することで、画像の分解能を向上できる合成開口レーダ装置及び画像再生方法を得る。【解決手段】移動プラットフォームに搭載して、地表や海面の高分解能画像を得るものにおいて、高周波パルス信号を生成し、生成された高周波パルス信号を空間に放射し、反射したエコー信号を受信して受信信号を得るＳＡＲセンサ１、レーダを搭載したプラットフォームの運動を計測する運動センサ３、その運動データに基づいて画像再生パラメータについて複数の値を用意する画像再生パラメータ７、前記画像再生パラメータに関する複数の値に基づいて前記受信信号を信号処理し、複数の画像を再生する画像再生処理部５、前記複数の画像を比較して最も画像の分解能が良いものを選択する最良画像選択部８を備える。【選択図】　　　　図１
2004125592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動プラットフォームに搭載して、地表や海面の高分解能画像を得る合成開口レーダ装置において、
高周波パルス信号を生成し、生成された高周波パルス信号を空間に放射し、反射したエコー信号を受信して受信信号を得るＳＡＲセンサと、
レーダを搭載したプラットフォームの運動を計測する運動センサと、
前記運動センサから得られた運動データに基づいて画像再生のパラメータについて複数の値を用意する画像再生パラメータ変化部と、
前記画像再生パラメータ変化部からの画像再生のパラメータに関する複数の値に基づいて前記ＳＡＲセンサによる受信信号を信号処理し、画像を再生する複数の画像再生処理部と、
前記複数の画像再生処理部から得られる複数の画像を比較して最も画像の分解能が良いものを選択する最良画像選択部と
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】
請求項１に記載の合成開口レーダ装置において、
前記画像再生パラメータ変化部は、画像再生パラメータとして、観測領域の高度、プラットフォームの軌道高度、プラットフォームの速度、プラットフォームの加速度について各々複数の値を用意し組み合わせて前記複数の画像再生処理部に入力する
ことを特徴とする合成開口レーダ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の合成開口レーダ装置において、
前記画像再生パラメータ変化部は、画像再生パラメータとして、観測領域の高度のみについて複数の値を用意し前記複数の画像再生処理部に入力する
ことを特徴とする合成開口レーダ装置。
【請求項４】
請求項１に記載の合成開口レーダ装置において、
前記画像再生パラメータ変化部は、画像再生パラメータとして、プラットフォームの軌道高度のみについて複数の値を用意し前記複数の画像再生処理部に入力する
ことを特徴とする合成開口レーダ装置。
【請求項５】
請求項１に記載の合成開口レーダ装置において、
前記画像再生パラメータ変化部は、画像再生パラメータとして、プラットフォームの速度のみについて複数の値を用意し前記複数の画像再生処理部に入力する
ことを特徴とする合成開口レーダ装置。
【請求項６】
請求項１に記載の合成開口レーダ装置において、
前記画像再生パラメータ変化部は、画像再生パラメータとして、プラットフォームの加速度のみについて複数の値を用意し前記複数の画像再生処理部に入力する
ことを特徴とする合成開口レーダ装置。
【請求項７】
移動プラットフォームに搭載して、地表や海面の高分解能画像を得る合成開口レーダ装置において、
高周波パルス信号を生成し、生成された高周波パルス信号を空間に放射し、反射したエコー信号を受信して受信信号を得るＳＡＲセンサと、
レーダを搭載したプラットフォームの運動を計測する運動センサと、
前記ＳＡＲセンサによる受信信号と前記運動センサによる運動データに基づいて２次元の高分解能なＳＡＲ画像を再生する画像再生処理部と、
一回前に再生したＳＡＲ画像と今回再生したＳＡＲ画像とを比較し、今回再生したＳＡＲ画像が一回前に再生したＳＡＲ画像より分解能の良い画像を得ることで処理を終了する画像比較部と、
前記画像比較部による画像比較処理が終了するまで画像再生パラメータの変化量を更新して前記画像再生処理部に出力する画像再生パラメータ変化量決定部とを備え、前記画像再生処理部は、前記画像再生パラメータ変化量決定部により決定される画像再生パラメータに基づいてＳＡＲ画像を再生する
ことを特徴とする合成開口レーダ装置。
【請求項８】
請求項７に記載の合成開口レーダ装置において、
前記画像再生パラメータ変化量決定部は、画像再生パラメータとして観測領域の高度の変化量を決定して前記画像再生処理部に出力する観測領域高度変化量決定部でなり、
前記画像再生処理部は、前記観測領域高度変化量決定部により決定される観測領域の高度でＳＡＲ画像を再生する
ことを特徴とする合成開口レーダ装置。
【請求項９】
請求項７に記載の合成開口レーダ装置において、
前記画像再生パラメータ変化量決定部は、画像再生パラメータとしてプラットフォームの軌道高度の変化量を決定して前記画像再生処理部に出力する軌道高度変化量決定部でなり、
前記画像再生処理部は、前記軌道高度変化量決定部により決定される軌道高度でＳＡＲ画像を再生する
ことを特徴とする合成開口レーダ装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の合成開口レーダ装置において、
前記画像再生パラメータ変化量決定部は、画像再生パラメータとしてプラットフォームの速度の変化量を決定して前記画像再生処理部に出力する速度変化量決定部でなり、
前記画像再生処理部は、前記速度変化量決定部により決定される速度に基づいてＳＡＲ画像を再生する
ことを特徴とする合成開口レーダ装置。
【請求項１１】
請求項７に記載の合成開口レーダ装置において、
前記画像再生パラメータ変化量決定部は、画像再生パラメータとしてプラットフォームの加速度の変化量を決定して前記画像再生処理部に出力する加速度変化量決定部でなり、
前記画像再生処理部は、前記加速度変化量決定部により決定される加速度に基づいてＳＡＲ画像を再生する
ことを特徴とする合成開口レーダ装置。
【請求項１２】
移動プラットフォームに搭載して、地表や海面の高分解能画像を得る画像再生方法において、
高周波パルス信号を生成し、生成された高周波パルス信号を空間に放射し、反射したエコー信号を受信して受信信号を得るステップ（ａ）と、
レーダを搭載したプラットフォームの運動を計測するステップ（ｂ）と、
前記運動データに基づいて画像再生パラメータについて複数の値を用意するステップ（ｃ）と、
前記画像再生パラメータに関する複数の値に基づいて前記受信信号を信号処理し、複数の画像を再生するステップ（ｄ）と、
前記複数の画像を比較して最も画像の分解能が良いものを選択するステップ（ｅ）と
を備えたことを特徴とする画像再生方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の画像再生方法において、
前記ステップ（ｃ）は、画像再生パラメータとして、観測領域の高度、プラットフォームの軌道高度、プラットフォームの速度、プラットフォームの加速度について各々複数の値を用意し組み合わせる
ことを特徴とする画像再生方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の画像再生方法において、
前記ステップ（ｃ）は、画像再生パラメータとして、観測領域の高度のみについて複数の値を用意する
ことを特徴とする画像再生方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載の画像再生方法において、
前記ステップ（ｃ）は、画像再生パラメータとして、プラットフォームの軌道高度のみについて複数の値を用意する
ことを特徴とする画像再生方法。
【請求項１６】
請求項１２に記載の画像再生方法において、
前記ステップ（ｃ）は、画像再生パラメータとして、プラットフォームの速度のみについて複数の値を用意する
ことを特徴とする画像再生方法。
【請求項１７】
請求項１２に記載の画像再生方法において、
前記ステップ（ｃ）は、画像再生パラメータとして、プラットフォームの加速度のみについて複数の値を用意する
ことを特徴とする画像再生方法。
【請求項１８】
移動プラットフォームに搭載して、地表や海面の高分解能画像を得る画像再生方法において、
高周波パルス信号を生成し、生成された高周波パルス信号を空間に放射し、反射したエコー信号を受信して受信信号を得るステップ（ａ）と、
レーダを搭載したプラットフォームの運動を計測するステップ（ｂ）と、
前記受信信号と前記運動データに基づいて２次元の高分解能なＳＡＲ画像を再生するステップ（ｃ）と、
一回前に再生したＳＡＲ画像と今回再生したＳＡＲ画像とを比較し、今回再生したＳＡＲ画像が一回前に再生したＳＡＲ画像より分解能の良い画像を得ることで処理を終了するステップ（ｄ）と、
前記ステップ（ｄ）による画像比較処理が終了するまで画像再生パラメータの変化量の更新を行うステップ（ｅ）と
を備え、前記ステップ（ｃ）は、前記ステップ（ｅ）により与えられる画像再生パラメータに基づいてＳＡＲ画像を再生する
ことを特徴とする画像再生方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の画像再生方法において、
前記ステップ（ｅ）は、画像再生パラメータとして観測領域の高度の変化量を決定し、
前記ステップ（ｃ）は、前記ステップ（ｅ）により決定される観測領域の高度でＳＡＲ画像を再生する
ことを特徴とする画像再生方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載の画像再生方法において、
前記ステップ（ｅ）は、画像再生パラメータとしてプラットフォームの軌道高度の変化量を決定し、
前記ステップ（ｃ）は、前記ステップ（ｅ）により決定される軌道高度でＳＡＲ画像を再生する
ことを特徴とする画像再生方法。
【請求項２１】
請求項１８に記載の画像再生方法において、
前記ステップ（ｅ）は、画像再生パラメータとしてプラットフォームの速度の変化量を決定し、
前記ステップ（ｃ）は、前記ステップ（ｅ）により決定される速度に基づいてＳＡＲ画像を再生する
ことを特徴とする画像再生方法。
【請求項２２】
請求項１８に記載の画像再生方法において、
前記ステップ（ｅ）は、画像再生パラメータとしてプラットフォームの加速度の変化量を決定し、
前記ステップ（ｃ）は、前記ステップ（ｅ）により決定される加速度に基づいてＳＡＲ画像を再生する
ことを特徴とする画像再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、航空機や衛星に搭載する合成開口レーダに係り、特に地表や海面を観測し、画像化する合成開口レーダ装置及び画像再生方法に関するものである。
【０００２】
従来、この種の合成開口レーダ装置として、レーダを搭載したプラットフォームが移動しながら電波を送受信して観測を行い、得られた信号を信号処理することで２次元の高分解能画像を得ることを目的とする装置がある（例えば、非特許文献１参照）。この装置では、この画像を得ることを可能にする信号処理を画像再生処理と呼ぶ。
【０００３】
上記合成開口レーダ装置は、アンテナ、送信機、受信機等で構成される、ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　Ａｐｅｒｔｕｒｅ　Ｒａｄａｒ：合成開口レーダ）センサを備え、高周波パルス信号を生成し、これを送受信して受信信号を得る。具体的には、まず、高周波パルス信号を生成し、アンテナから高周波パルス信号を空間に放射するとともに、反射したエコー信号をアンテナで収集する。また、収集された信号を増幅し、中間周波数に変換し、デジタル信号に変換して、受信信号を得る。また、レーダを搭載したプラットフォームの運動を計測する運動センサを備える。さらに、ＳＡＲセンサによる受信信号と運動センサによる運動データに基づいて２次元の高分解能なＳＡＲ画像を再生する画像再生処理部を備えており、再生されたＳＡＲ画像は記憶部に保存される。ここで、受信信号を信号処理して画像を得る処理は、画像再生処理と呼ばれ、レンジドップラー法、ポーラーフォーマット法、チャープスケーリング法など様々な方法がある。ここでは、レンジドップラー法を例にとって簡単に説明する。
【０００４】
合成開口レーダでは、高周波パルス信号を送信したのち、一定時間信号を受信し、１次元のＮＲ点の信号列を得る。さらに、この送受信を複数回繰り返して上記１次元の信号をＮＨ列得る。これより、受信信号はＮＲ＊ＮＨの２次元の信号で表すことが出来る。以降、ＮＲ点で構成される信号の方向をレンジ方向、ＮＨ点で構成される信号の方向をヒット方向と呼ぶ。また、観測領域の中心から電波の照射方向（以降、レンジ方向と呼称）にＹｔメートル、水平面内で電波の照射方向と直交方向（以降、アジマス方向と呼称）にＸｔメートル離れた目標Ａからの受信信号Ｓｒを式（１）に示す。ここに、座標の原点を観測領域の中心とし、プラットフォームの瞬時位置をＰ（Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ）する。ただし、プラットフォームの進行方向をＸａ、高度方向をＺａ、ＺａとＸａの外積で表される方向をＹａとする。受信信号の振幅をａｔ、パルスの時間長さをＴＰ、パルスを送信する時間間隔であるパルス繰り返し時間間隔をＴｐｒｉ、パルスの送信中心周波数をｆｃ、パルスのチャープ率をγとする。
【０００５】
【数１】
2004125592.tif 000003
【０００６】
前記する式より、観測領域の目標Ａが、受信信号の上では２次元に拡がっていることが分かる。画像再生処理は、この２次元に拡がった信号を、目標Ａの座標である（Ｘｔ、Ｙｔ）の１点に圧縮することが目的である。レンジドップラー法は、これを、レンジ圧縮処理、レンジマイグレーション補償処理、アジマス圧縮処理を順次行い、画像を得る。以下、これらを説明する。
【０００７】
レンジ圧縮処理は、送信したパルスと逆の傾きの周波数変調のかかった参照信号と受信信号をレンジ方向で畳み込み演算して、パルス長だけ連続した受信信号を１点に圧縮する。畳み込み演算は処理時間が長くなるため、実際には、受信信号をレンジ方向にＦＦＴ（Ｆａｓｔ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）したものと参照信号をＦＦＴしたものを乗算し、得られた信号をＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ　ＦＦＴ）する処理で実現する。これは、畳み込み演算と等価な処理である。このレンジ圧縮処理により、レンジ方向に信号が圧縮され、２次元に拡がった信号が、１次元の拡がりのみとなる。
【０００８】
レンジ圧縮後の信号について、信号が格納されるレンジは、目標Ａとレーダの距離によって決まるため、ヒット方向で変化する。レンジマイグレーション補償処理は、ヒット方向に変化するこのレンジ方向の格納位置を、ヒットによらず一定とする処理である。しかし、このレンジ方向の格納位置は目標のアジマス方向の位置にも依存するため、そのまま実現するのは困難である。そこで、実際には、ヒットではなく、ヒット方向にＦＦＴした信号に対して処理を行う。信号をヒット方向にＦＦＴすると、レンジ方向の格納位置が目標のアジマス方向の位置に依存しなくなるため、補償が容易となる。
【０００９】
レンジマイグレーション補償処理によって、目標Ａの信号が同一レンジに格納されたあと、レンジ圧縮と同様にアジマス圧縮によって、アジマス方向に拡がった信号を１点に圧縮する。具体的には、アジマス圧縮前の信号の位相φ１は式（５）に示すように表されるため、式（６）に示す位相を持つ参照信号φ２と畳み込み演算することで実現する。式（５）は、式（６）をヒット方向にＸｔだけ平行移動した関係にあるため、畳み込み演算によって、ヒット方向で、Ｘｔに比例した位置に信号が圧縮される。ただし、実際には、レンジ圧縮と同様に、畳み込み演算ではなく、ＦＦＴと乗算の組み合せで実現する。このとき、アジマス圧縮前の信号は、レンジマイグレーション補償処理によって、ヒット方向にＦＦＴされているので、この演算を省略できる。以上の処理によって、２次元に拡がった受信信号が、目標Ａの座標（Ｘｔ、Ｙｔ）に圧縮され、画像が再生される。なお、再生後の画像については、ヒット方向をアジマス方向と呼称する。
【００１０】
【数２】
2004125592.tif 000004
【００１１】
次に動作について説明する。ＳＡＲセンサが高周波パルス信号を生成し、アンテナから高周波パルス信号を空間に放射するとともに、反射したエコー信号をアンテナで収集する。さらに、収集された信号を増幅し、中間周波数に変換し、デジタル信号に変換して、受信信号を得る。運動センサによってパルスの送受信とともに計測されたプラットフォームの運動データを読み込む。受信信号と運動データを用いて画像再生処理部が画像再生処理を行い、２次元の高分解能なＳＡＲ画像を得る。
【００１２】
【非特許文献１】
Ｗ．　Ｇ．　Ｃａｒｒａｒａ，　Ｒ．　Ｓ．　Ｇｏｏｄｍａｎ，　Ｒ．　Ｍ．　Ｍａｊｅｗｓｋｉ，　”Ｓｐｏｔｌｉｇｈｔ　Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　Ａｐｅｒｔｕｒｅ　Ｒａｄａｒ”，　Ａｒｔｅｃｈ　Ｈｏｕｓｅ，　１９９５，　ｐ．　１４　Ｆｉｇｕｒｅ　２．１
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の合成開口レーダ装置はこのように構成されている。しかし、例えば、高い分解能を実現するために、長時間の観測を行うことを考える。プラットフォームは、一般に、高度一定で航行する。地球が楕円体であることを考えると、軌道は高度方向、すなわちＺａ方向で楕円を描く。また、観測領域の高度に誤差があることを考える。この場合、プラットフォームからの距離がＲの信号を格納したとき、目標のレンジＹｔが実際の値と異なってしまう。これら、軌道が楕円になる効果と目標のレンジＹｔが異なることにより、式（５）をＸｔだけ平行移動しても式（６）と同じものとならないため、アジマス方向の圧縮で誤差を生じる。その結果、信号は１点に圧縮されず、アジマス方向に拡がり、分解能が劣化してしまい、問題であった。
【００１４】
しかし、同じく、高い分解能を実現するために、長時間の観測を行うことため、軌道が高度方向で楕円を描くことを考える。このとき、プラットフォームの軌道高度に誤差があると、式（５）をＸｔだけ平行移動しても式（６）と同じものとならないため、アジマス方向の圧縮で誤差を生じる。その結果、１点に圧縮されず、アジマス方向に拡がり、分解能が劣化してしまい、問題であった。
【００１５】
しかし、例えば、プラットフォームの速度に誤差があると、式（５）をＸｔだけ平行移動しても式（６）と同じものとならないため、アジマス方向の圧縮で誤差を生じる。その結果、１点に圧縮されず、アジマス方向に拡がり、分解能が劣化してしまい、問題であった。
【００１６】
しかし、例えば、プラットフォームの加速度に誤差があると、式（５）をＸｔだけ平行移動しても式（６）と同じものとならないため、アジマス方向の圧縮で誤差を生じる。その結果、１点に圧縮されず、アジマス方向に拡がり、分解能が劣化してしまい、問題であった。
【００１７】
そこで、この発明は、観測領域の高度、プラットフォームの軌道高度、速度、加速度の画像再生のパラメータについて、複数の値で画像再生し、得られた画像の中から最も画像の分解能が良いものを選択することで、画像の分解能を向上できる合成開口レーダ装置及び画像再生方法を得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る合成開口レーダ装置及び画像再生方法は、移動プラットフォームに搭載して、地表や海面の高分解能画像を得るものにおいて、高周波パルス信号を生成し、生成された高周波パルス信号を空間に放射し、反射したエコー信号を受信して受信信号を得、レーダを搭載したプラットフォームの運動を計測し、その運動データに基づいて画像再生パラメータについて複数の値を用意し、前記画像再生パラメータに関する複数の値に基づいて前記受信信号を信号処理し、複数の画像を再生し、前記複数の画像を比較して最も画像の分解能が良いものを選択するものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。図１に示す合成開口レーダ装置は、従来例と同様に、高周波パルス信号を生成し、アンテナから高周波パルス信号を空間に放射するとともに、反射したエコー信号をアンテナで収集するＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　Ａｐｅｒｔｕｒｅ　Ｒａｄａｒ：合成開口レーダ）センサ１を備える。収集された信号は、増幅され、中間周波数に変換され、デジタル信号に変換されて、受信信号を得る。得られた受信信号は受信信号記憶部２に格納される。また、レーダを搭載したプラットフォームの運動を計測する運動センサ３を備え、運動センサ３により計測された運動データは運動データ記憶部４に格納される。
【００２０】
また、新たな構成として、観測領域の高度、プラットフォームの軌道高度、速度、加速度の画像再生のパラメータについて各々複数の値を用意する画像再生パラメータ変化部７を備える。例えば、観測領域の高度に関しては、運動データから得られた値をＨ０とすると、Ｈ０＋ΔＨ１、Ｈ０＋ΔＨ２、・・・、Ｈ０＋ΔＨＭとし、プラットフォームの軌道高度に関しては、運動データから得られた値をＡＬＴ０とすると、ＡＬＴ０＋ΔＡＬＴ１、ＡＬＴ０＋ΔＡＬＴ２、・・・、ＡＬＴ０＋ΔＡＬＴＭとし、プラットフォームの速度に関しては、運動データから得られた値をｖ０とすると、ｖ０＋Δｖ１、ｖ０＋Δｖ２、・・・、ｖ０＋ΔｖＭとし、プラットフォームの加速度に関しては、運動データから得られた値をａ０とすると、ａ０＋Δａ１、ａ０＋Δａ２、・・・、ａ０＋ΔａＭとする。このとき、Ｈ０、ΔＨ１、・・・、ΔＨＭ、ＡＬＴ０、ΔＡＬＴ１、・・・、ΔＡＬＴＭはスカラー値であるが、ｖ０、Δｖ１、・・・、ΔｖＭ、ａ０、Δａ１、・・・、ΔａＭは、３次元のベクトル値となっている。なお、Ｍは事前に決めておく値である。これらの値を組み合わせると、Ｍの４乗個の組み合わせが生じる。これを、Ｍの４乗個の画像再生処理部５に入力する。
【００２１】
また、複数の画像再生処理部５から得られた複数の画像を比較して、最も画像の分解能が良いものを選択する最良画像選択部８を備える。画像の分解能の選択法としては複数考えられる。例えば、点目標を探しだし、そのメインローブ幅が最も狭いものを選択する方法、同じく点目標を探しだし、そのピーク電力が最も高いものを選択する方法、画像のエントロピーを求め、これが最小のものを選択する方法などである。最良画像選択部８により選択された最良画像はＳＡＲ画像記憶部６に格納される。
【００２２】
次に、この実施の形態１の動作を図２に示すフローチャートを参照して説明する。図２は、この発明の実施の形態１に係る合成開口レーダ装置の動作及び画像再生方法を示すフローチャートである。フローチャートにおいて、ステップＳ１からステップＳ３は、従来の技術と同じ処理である。すなわち、ＳＡＲセンサ１が高周波パルス信号を生成し、アンテナから高周波パルス信号を空間に放射するとともに、反射したエコー信号をアンテナで収集する。さらに、収集された信号を増幅し、中間周波数に変換し、デジタル信号に変換して、受信信号を得て受信信号記憶部２に格納される（ステップＳ１）。運動センサ３によってパルスの送受信とともに計測されたプラットフォームの運動データを読み込む。読み込まれた運動データは運動データ記憶部４に格納される（ステップＳ２）。
【００２３】
そして、画像再生パラメータ変化部７が観測領域の高度、プラットフォームの軌道高度、速度、加速度の画像再生のパラメータについて各々複数の値を用意し、これらを組み合わせて画像再生処理部５に入力し（ステップＳ４）、複数の画像処理部５は、それぞれ画像を再生する（ステップＳ３）。最良画像選択部８は、複数の画像再生処理部５から得られた複数の画像を比較して、最も画像の分解能が良いものを選択する（ステップＳ５）。
【００２４】
したがって、本実施の形態１によれば、画像再生パラメータを複数用意して各々画像再生し、得られた複数の画像から最も分解能が良いものを選択することで、画像再生パラメータに誤差がある際にも、分解能が高い画像を得ることができる。
【００２５】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。図３において、図１に示す実施の形態１と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。この実施の形態２では、図１に示す実施の形態１の構成の画像再生パラメータ変化部７として、観測領域高度変化部９が備えられる。この観測領域高度変化部９は、観測領域の高度のみについて、複数の値を用意する。例えば、運動データから得られた値をＨ０とすると、Ｈ０＋ΔＨ１、Ｈ０＋ΔＨ２、・・・、Ｈ０＋ΔＨＭである。これらＭ個の観測領域高度を画像再生処理部５に入力する。
【００２６】
次に、この実施の形態２の動作を図４に示すフローチャートと共に説明する。図４は、この発明の実施の形態２に係る合成開口レーダ装置の動作及び画像再生方法を示すフローチャートである。フローチャートにおいて、ステップＳ１からＳ３およびステップＳ５は、実施の形態１と同じ処理である。異なる点は、観測領域高度変化部９が観測領域の高度について複数の値を用意し、画像再生処理部５に入力する点である（ステップＳ６）。
【００２７】
従って、本実施の形態２の構成によれば、複数の値を用意する画像再生パラメータを観測領域の高度だけにすることで、実施の形態１に対して大幅に演算量を削減できる。
【００２８】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図ある。図５において、図１に示す実施の形態１と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。この実施の形態３では、図１に示す実施の形態１の画像再生パラメータ変化部７として軌道高度変化部１０が備えられている。この軌道高度変化部１０は、プラットフォームの軌道高度のみについて、複数の値を用意する。例えば、運動データから得られた値をＡＬＴ０とすると、ＡＬＴ０＋ΔＡＬＴ１、ＡＬＴ０＋ΔＡＬＴ２、・・・、ＡＬＴ０＋ΔＡＬＴＭである。これらＭ個の軌道高度を画像再生処理部５に入力する。
【００２９】
次に、この実施の形態３の動作を図６に示すフローチャートと共に説明する。図６は、この発明の実施の形態３に係る合成開口レーダ装置の動作及び画像再生方法を示すフローチャートである。フローチャートにおいて、ステップＳ１からＳ３およびステップＳ５は、実施の形態１と同じ処理である。異なる点は、軌道高度変化部１０がプラットフォームの軌道高度について、複数の値を用意し、画像再生処理部５に入力する点である（ステップＳ７）。
【００３０】
従って、本実施の形態３の構成によれば、複数の値を用意する画像再生パラメータをプラットフォームの軌道高度だけにすることで、実施の形態１に対して大幅に演算量を削減できる。
【００３１】
実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図ある。図７において、図１に示す実施の形態１と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。この実施の形態４では、図１に示す実施の形態１の画像再生パラメータ変化部７として速度変化部１１が備えられている。この速度変化部１１は、プラットフォームの速度のみについて複数の値を用意する。例えば、運動データから得られた値をｖ０とすると、ｖ０＋Δｖ１、ｖ０＋Δｖ２、・・・、ｖ０＋ΔｖＭである。これらＭ個の速度を画像再生処理部５に入力する。
【００３２】
次に、この実施の形態４の動作を図８に示すフローチャートと共に説明する。図８は、この発明の実施の形態４に係る合成開口レーダ装置の動作及び画像再生方法を示すフローチャートである。フローチャートにおいて、ステップＳ１からＳ３およびステップＳ５は、実施の形態１と同じ処理である。異なる点は、速度変化部１１がプラットフォームの軌道高度について、複数の値を用意し、画像再生処理部５に入力する点である（ステップＳ８）。
【００３３】
従って、本実施の形態４の構成によれば、複数の値を用意する画像再生パラメータをプラットフォームの速度だけにすることで、実施の形態１に対して大幅に演算量を削減できる。
【００３４】
実施の形態５．
図９は、この発明の実施の形態５に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図ある。図９において、図１に示す実施の形態１と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。この実施の形態５では、図１に示す実施の形態１の画像再生パラメータ変化部７として加速度変化部１２が備えられている。この加速度変化部１２は、プラットフォームの加速度のみについて、複数の値を用意する。例えば、運動データから得られた値をａ０とすると、ａ０＋Δａ１、ａ０＋Δａ２、・・・、ａ０＋ΔａＭである。これらＭ個の速度を画像再生処理部５に入力する。
【００３５】
次に、この実施の形態５の動作を図１０に示すフローチャートと共に説明する。図１０は、この発明の実施の形態５に係る合成開口レーダ装置の動作及び画像再生方法を示すフローチャートである。フローチャートにおいて、ステップＳ１からＳ３およびステップＳ５は、実施の形態１と同じ処理である。異なる点は、加速度変化部１２がプラットフォームの加速度について、複数の値を用意し、画像再生処理部５に入力する点である（ステップＳ９）。
【００３６】
従って、本実施の形態５の構成によれば、複数の値を用意する画像再生パラメータをプラットフォームの加速度だけにすることで、実施の形態１に対して大幅に演算量を削減できる。
【００３７】
実施の形態６．
次に、図１１は、この発明の実施の形態６に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。図１１において、図３に示す実施の形態２と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。この実施の形態６では、実施の形態２と同様なＳＡＲセンサ１、受信信号記憶部２、運動センサ３、運動データ記憶部４、ＳＡＲセンサ１による受信信号と運動センサ３による運動データに基づいて２次元の高分解能なＳＡＲ画像を再生する画像再生処理部５及びＳＡＲ画像記憶部６を備えると共に、新たな構成として、一回前に再生した画像と今回再生した画像を比較し、分解能の良い画像を出力する画像比較部１３をさらに備える。この画像比較部１３は、最初のループでは高度そのままで再生した画像および高度を正負逆方向に変化させた画像の３つを比較し、高度そのままの分解能が良ければ処理を終了する。２回目以降では、今回再生した画像の分解能が良ければ処理を続け、一回前に再生した画像の分解能が良ければ処理を終らせる判定をも行う。
【００３８】
また、画像比較部１３による画像比較処理が終了するまで画像再生パラメータの変化量を更新して、つまり画像比較部１３の出力に基づいて観測領域の高度の変化量を更新して画像再生処理部５に入力する画像パラメータ変化量決定部としての観測領域高度変化量決定部１４をさらに備える。なお、画像比較部１３によって出力された分解能が向上したＳＡＲ画像はＳＡＲ画像記憶部１５に記憶される。
【００３９】
次に、この実施の形態６の動作を図１２に示すフローチャートと共に説明する。図１２は、この発明の実施の形態６に係る合成開口レーダ装置の動作及び画像再生方法を示すフローチャートである。フローチャートにおいて、ステップＳ１からＳ３は、実施の形態１と同じ処理である。異なる点は、それ以下の処理である。まず、観測領域高度変化量決定部１４が、観測領域の高度として、Ｈ０−ΔｈとＨ０＋Δｈを用意する（ステップＳ１０）。画像再生処理部５が、Ｈ０−Δｈ、Ｈ０＋Δｈの各々の値で画像再生し、２つのＳＡＲ画像を得る（ステップＳ１１）。変数ｋに１を代入する（ステップＳ１２）。画像比較部１３が、得られた２つのＳＡＲ画像および観測領域の高度Ｈ＝Ｈ０で再生した画像の分解能を比較し、Ｈ＝Ｈ０で再生された方が良い場合にはその画像を出力して処理を終了する。Ｈ０−Δｈで再生された方が良い場合はステップＳ１４の処理を、Ｈ０＋Δｈで再生された方が良い場合はステップＳ１８の処理を行う（ステップＳ１３）。
【００４０】
Ｈ０−Δｈで再生された方が良い場合に、変数ｋに１を加える（ステップＳ１４）。観測領域高度変化量決定部１４が、観測領域の高度としてＨ０−ｋΔｈを用意する（ステップＳ１５）。画像再生処理部５が与えられた高度で画像を再生する（ステップＳ１６）。画像比較部１３が今回再生された画像と一回前に再生された画像の分解能を比較し、今回の方が良ければ今回の画像を出力して処理をステップＳ１４に戻す。一回前の方が良ければ、画像を出力せずに処理を終了する（ステップＳ１７）。
【００４１】
Ｈ０＋Δｈで再生された方が良い場合に、変数ｋに１を加える（ステップＳ１８）。観測領域高度変化量決定部１４が、観測領域の高度としてＨ０＋ｋΔｈを用意する（ステップＳ１９）。画像再生処理部５が与えられた高度で画像を再生する（ステップＳ２０）。画像比較部１３が今回再生された画像と一回前に再生された画像の分解能を比較し、今回の方が良ければ今回の画像を出力して処理をステップＳ１８に戻す。一回前の方が良ければ、画像を出力せずに処理を終了する（ステップＳ２１）。
【００４２】
従って、本実施の形態６の構成によれば、画像の分解能が向上するように観測領域の高度を変化させていくため、実施の形態２に対して、演算量を削減できる。
【００４３】
実施の形態７．
図１３は、この発明の実施の形態７に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。図１３において、図１１に示す実施の形態６と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。この実施の形態７では、新たな構成として、画像パラメータ変化量決定部としての軌道高度変化量決定部１６を備える。この軌道高度変化量決定部１６は、プラットフォームの軌道高度の変化量を決定して、画像再生処理部５に入力する。
【００４４】
図１４は、この発明の実施の形態７に係る合成開口レーダ装置の動作及び画像再生方法を示すフローチャートである。フローチャートにおいて、ステップＳ１からＳ３およびＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６からＳ１８、Ｓ２０、Ｓ２１は、実施の形態６と同じ処理である。異なる点は、以下の処理である。すなわち、軌道高度変化量決定部１６が、プラットフォームの軌道高度として、ＡＬＴ０−ΔａＬｔとＡＬＴ０＋ΔａＬｔを、画像再生処理部５に伝達し（ステップＳ２２）、画像比較部１３が、得られた２つのＳＡＲ画像およびプラットフォームの軌道高度ＡＬＴ＝ＡＬＴ０で再生した画像の分解能を比較し、ＡＬＴ＝ＡＬＴ０で再生された方が良い場合にはその画像を出力して処理を終了する。ＡＬＴ０−ΔａＬｔで再生された方が良い場合はステップＳ１４の処理を、ＡＬＴ０＋ΔａＬｔで再生された方が良い場合はステップＳ１８の処理を行う（ステップＳ２３）。
【００４５】
軌道高度変化量決定部１４が、プラットフォームの軌道高度としてＡＬＴ０−ｋΔａＬｔを用意する（ステップＳ２４）。また、軌道高度変化量決定部１４が、プラットフォームの軌道高度としてＡＬＴ０＋ｋΔａＬｔを用意する（ステップＳ２５）。
【００４６】
従って、本実施の形態７の構成によれば、画像の分解能が向上するようにプラットフォームの軌道高度を変化させていくため、実施の形態３に対して、演算量を削減できる。
【００４７】
実施の形態８．
図１５は、この発明の実施の形態８に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。図１５において、図１１に示す実施の形態６と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。この実施の形態８では、新たな構成として、画像パラメータ変化量決定部としての速度変化量決定部１７を備える。この速度変化量決定部１７は、プラットフォームの速度の変化量を決定して、画像再生処理部５に入力する。
【００４８】
図１６は、この発明の実施の形態８に係る合成開口レーダ装置の動作及び画像再生方法を示すフローチャートである。フローチャートにおいて、ステップＳ１からＳ３およびＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６からＳ１８、Ｓ２０、Ｓ２１は、実施の形態６と同じ処理である。異なる点は、以下の処理である。すなわち、速度変化量決定部１７が、プラットフォームの速度として、ｖ０−Δｖとｖ０＋Δｖを、画像再生処理部５に伝達する（ステップＳ２６）。このとき、Δｖは３次元のベクトル値である。画像比較部１３が、得られた２つのＳＡＲ画像およびプラットフォームの速度ｖ＝ｖ０で再生した画像の分解能を比較し、ｖ＝ｖ０で再生された方が良い場合にはその画像を出力して処理を終了する。ｖ０−Δｖで再生された方が良い場合はステップＳ１４の処理を、ｖ０＋Δｖで再生された方が良い場合はステップＳ１８の処理を行う（ステップＳ２７）。
【００４９】
速度変化量決定部１７が、プラットフォームの速度としてｖ０−ｋΔｖを用意する（ステップＳ２８）。また、速度変化量決定部１７が、プラットフォームの速度としてｖ０＋ｋΔｖを用意する（ステップＳ２９）。
【００５０】
従って、本実施の形態８の構成によれば、画像の分解能が向上するようにプラットフォームの速度を変化させていくため、実施の形態４に対して、演算量を削減できる。
【００５１】
実施の形態９．
図１７は、この発明の実施の形態９に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。図１７において、図１１に示す実施の形態６と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。この実施の形態９では、新たな構成として、画像パラメータ変化量決定部としての加速度変化量決定部１８を備える。この加速度変化量決定部１８は、プラットフォームの加速度の変化量を決定して、画像再生処理部５に入力する。
【００５２】
図１８は、この発明の実施の形態９に係る合成開口レーダ装置の動作及び画像再生方法を示すフローチャートである。フローチャートにおいて、ステップＳ１からＳ３およびＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６からＳ１８、Ｓ２０、Ｓ２１は、実施の形態６と同じ処理である。異なる点は、以下の処理である。すなわち、加速度変化量決定部１８が、プラットフォームの速度として、ａ０−Δａとａ０＋Δａを、画像再生処理部５に伝達する（ステップＳ３０）。このとき、Δａは３次元のベクトル値である。画像比較部１３が、得られた２つのＳＡＲ画像およびプラットフォームの加速度ａ＝ａ０で再生した画像の分解能を比較し、ａ＝ａ０で再生された方が良い場合にはその画像を出力して処理を終了する。ａ０−Δａで再生された方が良い場合はステップＳ１４の処理を、ａ０＋Δａで再生された方が良い場合はステップＳ１８の処理を行う（ステップＳ３１）。
【００５３】
速度変化量決定部１８が、プラットフォームの速度としてａ０−ｋΔａを用意する（ステップＳ３２）。また、速度変化量決定部１８が、プラットフォームの速度としてａ０＋ｋΔａを用意する（ステップＳ３３）。
【００５４】
従って、本実施の形態９の構成によれば、画像の分解能が向上するようにプラットフォームの加速度を変化させていくため、実施の形態５に対して、演算量を削減できる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、画像再生のパラメータについて、複数の値で画像再生し、得られた画像の中から最も画像の分解能が良いものを選択することで、画像の分解能を向上できる合成開口レーダ装置及び画像再生方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る合成開口レーダ装置の動作及び画像再生方法を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態２に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る合成開口レーダ装置の動作及び画像再生方法を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態３に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係る合成開口レーダ装置の動作及び画像再生方法を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態４に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態４に係る合成開口レーダ装置の動作及び画像再生方法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５に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態５に係る合成開口レーダ装置の動作及び画像再生方法を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態６に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】この発明の実施の形態６に係る合成開口レーダ装置の動作及び画像再生方法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７に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】この発明の実施の形態７に係る合成開口レーダ装置の動作及び画像再生方法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８に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】この発明の実施の形態８に係る合成開口レーダ装置の動作及び画像再生方法を示すフローチャートである。
【図１７】この発明の実施の形態９に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】この発明の実施の形態９に係る合成開口レーダ装置の動作及び画像再生方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　ＳＡＲセンサ、２　受信信号記憶部、３　運動センサ、４　運動データ記憶部、５　画像再生記憶部、６　ＳＡＲ画像記憶部、７　画像再生パラメータ変化部、８　最良画像選択部、９　観測領域高度変化部、１０　軌道高度変化部、１１　速度変化部、１２　加速度変化部、１３　画像比較部、１４　観測領域高度変化量決定部、１５　ＳＡＲ画像記憶部、１６　軌道高度変化量決定部、１７
速度変化量決定部、１８　加速度変化量決定部。
【図１】
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【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】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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