(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットエリアへ向けて送信波を送信すると共に前記ターゲットエリア内の目標対象物からの反射波を受信する１つの送受信用レーダと、前記送受信用レーダから送信された前記送信波によって生成される前記反射波を受信する１以上の受信用レーダとを含み、複数の移動体にそれぞれ設けた複数のレーダと、
複数の前記レーダを協調させて制御するレーダ制御手段と、
複数の前記移動体間の通信を行うデータ通信手段と、
前記データ通信手段を介して、複数の前記レーダで生成された複数の観測情報を取得し、取得した複数の前記観測情報に基づいて、前記目標対象物を探知するための探知データを生成する探知手段と、を備え、
前記送受信用レーダは、前記観測情報として、低ピーク探知データと観測データとを生成し、
前記受信用レーダは、前記観測情報として、前記低ピーク探知データを生成し、
前記低ピーク探知データは、単体の前記レーダで探知する場合において規定される前記反射波の信号強度である探知閾値よりも低い低探知閾値に対して、前記反射波の信号強度が大きくなる低ピーク信号を含むデータであり、
前記観測データは、前記送受信用レーダにおいて送受信された前記送信波及び前記反射波に関する情報に基づいて生成されるデータであり、
前記探知手段は、
複数の前記観測情報として、前記送受信用レーダ及び前記受信用レーダから複数の前記低ピーク探知データを取得し、前記送受信用レーダから取得した前記低ピーク探知データに含まれる低ピーク信号と、前記受信用レーダから取得した前記低ピーク探知データに含まれる低ピーク信号とが、予め設定した一定数以上である場合に、探知が可能な前記低ピーク信号があると判定し、前記一定数よりも少なければ探知が可能な前記低ピーク信号がないと判定する探知可否判定部を有することを特徴とするセンサシステム。
【請求項２】
前記探知手段は、
前記探知可否判定部により探知可能であると判定した場合、探知可能であるとした前記低ピーク信号に関する情報と前記観測データとに基づいて、前記探知データとして、分散開口合成探知データを生成する探知データ生成部を、さらに有することを特徴とする請求項１に記載のセンサシステム。
【請求項３】
前記探知手段により生成された前記探知データに基づいて、相関統合を行って目標情報を生成するデータ融合手段をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のセンサシステム。
【請求項４】
前記レーダ制御手段は、３次元空間の位置である前記ターゲットエリアに対して捜索範囲を複数設定すると共に、複数の前記捜索範囲の捜索順序を設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のセンサシステム。
【請求項５】
前記レーダ制御手段は、前記捜索範囲に対して複数の前記移動体で分担する分担範囲を割り当て、割り当てた前記分担範囲に応じて、複数の前記移動体の中から、前記送受信用レーダとなる前記移動体を設定することを特徴とする請求項４に記載のセンサシステム。
【請求項６】
前記目標対象物の目標位置に基づいて、前記レーダの追尾処理を実行するレーダ追尾処理手段をさらに備え、
前記レーダ制御手段は、前記レーダ追尾処理手段による追尾処理に応じた位置となるように、３次元空間の位置である前記ターゲットエリアを設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のセンサシステム。
【請求項７】
ターゲットエリアへ向けて送信波を送信すると共に前記ターゲットエリア内の目標対象物からの反射波を受信する１つの送受信用レーダと、前記送受信用レーダから送信された前記送信波によって生成される前記反射波を受信する１以上の受信用レーダとを含み、複数の移動体にそれぞれ設けた複数のレーダと、
複数の前記レーダを協調させて制御するレーダ制御手段と、
複数の前記移動体間の通信を行うデータ通信手段と、
前記データ通信手段を介して、複数の前記レーダで生成された複数の観測情報を取得し、取得した複数の前記観測情報に基づいて、前記目標対象物を探知するための探知データを生成する探知手段と、
前記探知手段により生成された前記探知データに基づいて、相関統合を行って目標情報を生成するデータ融合手段と、を備え、
前記送受信用レーダは、前記観測情報として、低ピーク探知データと観測データとを生成し、
前記受信用レーダは、前記観測情報として、前記低ピーク探知データを生成し、
前記低ピーク探知データは、単体の前記レーダで探知する場合において規定される前記反射波の信号強度である探知閾値よりも低い低探知閾値に対して、前記反射波の信号強度が大きくなる低ピーク信号を含むデータであり、
前記観測データは、前記送受信用レーダにおいて送受信された前記送信波及び前記反射波に関する情報に基づいて生成されるデータであり、
前記探知手段は、
複数の前記観測情報として、複数の前記低ピーク探知データを取得し、取得した複数の前記低ピーク探知データに基づいて、前記目標対象物の探知が可能な前記低ピーク信号があるか否かを判定する探知可否判定部を有し、さらに、前記探知可否判定部により探知可能であると判定した場合、探知可能であるとした前記低ピーク信号に関する情報と前記観測データとに基づいて、前記探知データとして、分散開口合成探知データを生成する探知データ生成部を有し、
前記データ融合手段は、
前記探知手段により生成された前記分散開口合成探知データに基づいて、相関統合を行うと共に追尾処理を行って目標情報を生成するデータ相関統合部と、
前記目標情報及び前記低ピーク探知データを保持する情報管理部と、を有し、
前記レーダは、
単体の前記レーダを用いて前記観測情報を生成する単体レーダ信号処理モードと、複数の前記レーダを用いて前記観測情報を生成する分散開口レーダ信号処理モードとの間で移行可能となっており、
前記反射波の信号強度が前記探知閾値以上である場合、前記単体レーダ信号処理モードに移行し、前記観測情報として、送受信された前記送信波及び前記反射波に関する情報に基づいてレーダ探知データを生成して、前記レーダ探知データを前記データ相関統合部に出力する一方で、
前記反射波の信号強度が前記探知閾値よりも小さい場合、前記分散開口レーダ信号処理モードに移行し、前記観測情報として、少なくとも前記低ピーク探知データを生成して、前記低ピーク探知データを前記情報管理部に出力し、
前記データ相関統合部は、
前記レーダから出力される前記レーダ探知データに基づいて、相関統合を行って前記目標情報を生成して、前記目標情報を前記情報管理部に出力すると共に、前記単体レーダ信号処理モードに移行した情報である単体レーダ移行情報を前記情報管理部に出力し、
前記情報管理部は、
前記データ相関統合部から出力される前記単体レーダ移行情報に基づいて、前記単体レーダ信号処理モードへの移行時に保持された他の前記レーダからの前記低ピーク探知データを破棄すると共に、前記単体レーダ移行情報を前記レーダ制御手段に出力し、
前記レーダ制御手段は、
前記情報管理部から出力される前記単体レーダ移行情報に基づいて、前記単体レーダ信号処理モードと前記分散開口レーダ信号処理モードとを選択して、複数の前記レーダを制御することを特徴とするセンサシステム。
【請求項８】
前記レーダ制御手段は、複数の前記移動体の隊形に基づいて、前記ターゲットエリアのエリアサイズを設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のセンサシステム。
【請求項９】
前記レーダで生成された前記観測情報を記録するレーダデータ記録手段と、
前記データ融合手段で生成された前記目標情報を記録する目標情報記録手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載のセンサシステム。
【請求項１０】
前記レーダ制御手段は、前記レーダデータ記録手段に記録された前記観測情報及び前記目標情報記録手段に記録された前記目標情報の少なくとも一方に基づいて、前記送受信用レーダとなる前記移動体と、前記受信用レーダとなる前記移動体とを選定すると共に、前記レーダの観測制御条件を設定することを特徴とする請求項９に記載のセンサシステム。
【請求項１１】
前記探知手段は、取得した複数の前記低ピーク探知データに基づいて、前記送受信用レーダを変更可能となっており、取得した複数の前記低ピーク探知データに基づいて、前記送受信用レーダの変更を行うと判定した場合、レーダ変更要求を前記レーダ制御手段に出力し、
前記レーダ制御手段は、前記レーダ変更要求に基づいて、前記送受信用レーダの変更を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のセンサシステム。
【請求項１２】
前記レーダ制御手段は、前記レーダへ前記低探知閾値を変更する閾値変更要求を出力し、
前記レーダは、前記レーダ制御手段からの前記閾値変更要求に基づいて前記低探知閾値を変更し、変更した前記低探知閾値に基づいて、前記低ピーク探知データを生成することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のセンサシステム。
【請求項１３】
前記レーダは、生成される前記低ピーク探知データに、前記移動体と前記目標対象物との相対的な１つの角度方向におけるドップラ速度に関する情報であるドップラ速度情報を付加し、
前記探知手段は、取得した複数の前記低ピーク探知データに含まれる複数の前記ドップラ速度情報を付加して、前記分散開口合成探知データを生成し、
前記データ融合手段は、前記探知手段により生成された前記分散開口合成探知データに基づいて、相関統合を行うと共に追尾処理を行って前記目標情報を生成するデータ相関統合部を有し、
前記データ相関統合部は、
前記分散開口合成探知データの複数の前記ドップラ速度情報に含まれる複数の角度方向から、前記移動体に対する前記目標対象物の３次元の角度方向における速度を予測すると共に、
予測した３次元の角度方向に関する前記探知データを選定して取得するためのゲート判定処理を実行することを特徴とする請求項３に記載のセンサシステム。
【請求項１４】
前記レーダは、生成される前記低ピーク探知データに、前記移動体と前記目標対象物との相対的な１つの角度方向におけるドップラ速度に関する情報であるドップラ速度情報を付加し、
前記探知手段は、取得した複数の前記低ピーク探知データに含まれる複数の前記ドップラ速度情報を付加して、前記分散開口合成探知データを生成し、
前記データ融合手段は、前記探知手段により生成された前記分散開口合成探知データに基づいて、相関統合を行うと共に追尾処理を行って前記目標情報を生成するデータ相関統合部を有し、
前記データ相関統合部は、
前記分散開口合成探知データの複数の前記ドップラ速度情報に含まれる複数の角度方向から、前記移動体に対する前記目標対象物の３次元の角度方向における速度を予測すると共に、
予測した３次元の角度方向における予測速度と、前記分散開口合成探知データに基づき追尾処理することで得られる観測速度とを比較して、尤度を算出することを特徴とする請求項３に記載のセンサシステム。
【請求項１５】
前記レーダは、生成される前記低ピーク探知データに、前記移動体と前記目標対象物との相対的な１つの角度方向におけるドップラ速度に関する情報であるドップラ速度情報を付加し、
前記探知手段は、取得した複数の前記低ピーク探知データに含まれる複数の前記ドップラ速度情報を付加して、前記分散開口合成探知データを生成し、
前記データ融合手段は、前記探知手段により生成された前記分散開口合成探知データに基づいて、相関統合を行うと共に追尾処理を行って前記目標情報を生成するデータ相関統合部を有し、
前記データ相関統合部は、
前記分散開口合成探知データの複数の前記ドップラ速度情報に含まれる複数の角度方向から、前記移動体に対する前記目標対象物の３次元の角度方向における速度を予測すると共に、
予測した角度方向における速度に基づいて、前記目標対象物の運動を予測することを特徴とする請求項３に記載のセンサシステム。
【請求項１６】
前記レーダは、生成される前記低ピーク探知データに、前記移動体と前記目標対象物との相対的な１つの角度方向におけるドップラ速度に関する情報であるドップラ速度情報を付加し、
前記探知手段は、取得した複数の前記低ピーク探知データに含まれる複数の前記ドップラ速度情報を付加して、前記分散開口合成探知データを生成し、
前記データ融合手段は、前記探知手段により生成された前記分散開口合成探知データに基づいて、相関統合を行うと共に追尾処理を行って前記目標情報を生成するデータ相関統合部を有し、
前記データ相関統合部は、前記分散開口合成探知データの複数の前記ドップラ速度情報に含まれる複数の角度方向から、前記移動体に対する前記目標対象物の３次元の角度方向における速度を予測し、
前記レーダ制御手段は、予測した角度方向における速度に基づいて、前記目標対象物の予測位置を算出し、前記予測位置となるように、３次元空間の位置である前記ターゲットエリアを設定することを特徴とする請求項３に記載のセンサシステム。
【請求項１７】
前記レーダは、生成される前記低ピーク探知データに、前記移動体と前記目標対象物との相対的な１つの角度方向におけるドップラ速度に関する情報であるドップラ速度情報を付加し、
前記探知手段は、取得した複数の前記低ピーク探知データに含まれる複数の前記ドップラ速度情報を付加して、前記分散開口合成探知データを生成し、
前記データ融合手段は、前記探知手段により生成された前記分散開口合成探知データに基づいて、相関統合を行うと共に追尾処理を行って前記目標情報を生成するデータ相関統合部を有し、
前記データ相関統合部は、前記分散開口合成探知データの複数の前記ドップラ速度情報に含まれる複数の角度方向に基づいて、前記送受信用レーダで生成される前記観測情報が電子妨害を受けているか否かを判定し、前記電子妨害を受けていると判定した場合、前記追尾処理において電子防護処理を実行することを特徴とする請求項３に記載のセンサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターゲットエリア内における目標対象物を探知するセンサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の異種のセンサを利用して目標対象物を観測するセンサシステムが開示されている。このセンサシステムでは、複数のセンサが観測した観測情報を相関統合することで観測能力を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８５４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のセンサシステムにおいて、複数の異種センサは、一般的に、同じ観測項目の観測情報を得ることが難しい。このため、複数の異種センサが観測した観測情報は、探知処理結果後の探知データ、または追尾処理後の航跡を組み合わせることで、観測能力として追尾能力を向上させている。このため、上記従来のセンサシステムでは、単体のセンサの探知能力を向上させることが難しい、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ターゲットエリア内における目標対象物の探知能力を向上させることができるセンサシステムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のセンサシステムは、ターゲットエリアへ向けて送信波を送信すると共にターゲットエリア内の目標対象物からの反射波を受信する１つの送受信用レーダと、送受信用レーダから送信された送信波によって生成される反射波を受信する１以上の受信用レーダとを含み、複数の移動体にそれぞれ設けた複数のレーダと、複数のレーダを協調させて制御するレーダ制御手段と、複数の移動体間の通信を行うデータ通信手段と、データ通信手段を介して、複数のレーダで生成された複数の観測情報を取得し、取得した複数の観測情報に基づいて、目標対象物を探知するための探知データを生成する探知手段と、を備え、送受信用レーダは、観測情報として、低ピーク探知データと観測データとを生成し、受信用レーダは、観測情報として、低ピーク探知データを生成し、低ピーク探知データは、単体のレーダで探知する場合において規定される反射波の信号強度である探知閾値よりも低い低探知閾値に対して、反射波の信号強度が大きくなる低ピーク信号を含むデータであり、観測データは、送受信用レーダにおいて送受信された送信波及び反射波に関する情報に基づいて生成されるデータであり、探知手段は、複数の観測情報として、送受信用レーダ及び受信用レーダから複数の低ピーク探知データを取得し、送受信用レーダから取得した低ピーク探知データに含まれる低ピーク信号と、受信用レーダから取得した低ピーク探知データに含まれる低ピーク信号とが、予め設定した一定数以上である場合に、探知が可能な低ピーク信号があると判定し、一定数よりも少なければ探知が可能な低ピーク信号がないと判定する探知可否判定部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のセンサシステムによれば、ターゲットエリア内における目標対象物の探知能力を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１によるセンサシステムの構成を示す図
【図２】分散開口対応レーダの指向制御を示す図
【図３】単体レーダ信号処理モード時における反射波の信号強度を示す図
【図４】分散開口レーダ信号処理モード時における送受信用の反射波の信号強度を示す図
【図５】分散開口レーダ信号処理モード時における受信用の反射波の信号強度を示す図
【図６】本発明の実施の形態１によるセンサシステムの分散開口レーダ信号処理モードにおける処理の流れを示すフローチャート
【図７】複数の分散開口対応レーダの指向制御を示す図
【図８】本発明の実施の形態２によるセンサシステムの構成を示す図
【図９】本発明の実施の形態３によるセンサシステムの構成を示す図
【図１０】本発明の実施の形態４によるセンサシステムの構成を示す図
【図１１】本発明の実施の形態５によるセンサシステムの構成を示す図
【図１２】本発明の実施の形態６によるセンサシステムの構成を示す図
【図１３】移行判定機能付分散開口対応レーダでの判定処理の流れの一例を示すフローチャート
【図１４】移行判定機能付ネットワーク管理機能部での処理の流れの一例を示すフローチャート
【図１５】移行判定機能付分散開口対応レーダにおいて単体レーダ信号処理モードが可能となる反射波の信号強度を示す図
【図１６】本発明の実施の形態７によるセンサシステムの構成を示す図
【図１７】本発明の実施の形態８によるセンサシステムの構成を示す図
【図１８】本発明の実施の形態９によるセンサシステムの構成を示す図
【図１９】本発明の実施の形態１０によるセンサシステムの構成を示す図
【図２０】本発明の実施の形態１１によるセンサシステムの構成を示す図
【図２１】本発明の実施の形態１２によるセンサシステムの構成を示す図
【図２２】本発明の実施の形態１３によるセンサシステムの構成を示す図
【図２３】本発明の実施の形態１４によるセンサシステムの構成を示す図
【図２４】本発明の実施の形態１５によるセンサシステムの構成を示す図
【図２５】本発明の実施の形態１６によるセンサシステムの構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態にかかるセンサシステムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるセンサシステムの構成を示す図である。
【００１１】
本発明のセンサシステム１は、移動体である複数の航空機に搭載した同種のレーダを用いて観測し、レーダによる観測結果を組み合わせて処理することで、目標対象物を探知するシステムとなっている。
【００１２】
図１に示すように、センサシステム１は、複数の航空機５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄに搭載される複数の観測装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄを備えている。
【００１３】
各航空機５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄは、例えば、小型の航空機であり、各観測装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄと、各パイロットインタフェース手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄと、を搭載している。各航空機５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄは、搭乗したパイロットによって各パイロットインタフェース手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄが操作されることで、パイロットの操縦に従って飛翔する。なお、複数の航空機５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄは、例えば、４機である。各航空機５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄに搭載される観測装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ及びパイロットインタフェース手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄは、同じものとなっている。このため、以下の説明では、航空機５Ａについて説明する。
【００１４】
航空機５Ａに搭載される観測装置１０Ａは、目標対象物を探知するレーダである分散開口対応レーダ２０と、目標対象物を探知する分散開口対応レーダ２０とは異なる種類の搭載センサ２５と、を備えている。また、観測装置１０Ａは、分散開口対応レーダ２０によって生成される観測情報が入力されるデータ融合手段としての分散開口対応データ融合手段３０と、分散開口対応レーダ２０から分散開口対応データ融合手段３０を介して観測情報が入力される探知手段である分散開口探知手段６０と、を備えている。さらに、観測装置１０Ａは、分散開口対応レーダ２０を制御するレーダ制御手段として機能すると共に搭載センサ２５を制御するセンサ管理手段７０と、他の航空機５Ｂ，５Ｃ，５Ｄとの間で観測情報を含む各種情報を通信するデータ通信手段８０とを備えている。
【００１５】
図２を参照して、分散開口対応レーダ２０について説明する。図２は、分散開口対応レーダの指向制御を示す図である。図２に示すように、分散開口対応レーダ２０は、ターゲットエリアへ向けて送信波を送信すると共に、ターゲットエリア内の目標対象物により送信波が反射されることで生成される反射波を受信し、送信波及び反射波に関する情報に基づいて観測情報を生成している。この分散開口対応レーダ２０は、探知距離を延伸するために、観測する方位を絞った指向性を有するビーム状の電波を送信波として送信している。分散開口対応レーダ２０は、３次元空間の位置を中心に範囲を持った領域として定められるターゲットエリアに、送受信波であるビームが向かうように指向制御されている。また、分散開口対応レーダ２０は、目標対象物を捜索する機能を有しており、ビームの指向制御によって、ビームの角度方向が変化することにより、ターゲットエリアが変更されることで、目標対象物の探索が行われる。
【００１６】
分散開口対応レーダ２０は、センサ管理手段７０からの指令に基づいて制御を行うレーダ制御部２１と、レーダ制御部２１の制御に基づいて目標対象物の観測を行うレーダ観測部２２と、レーダ観測部２２の観測結果に基づいて探知データを生成するレーダ探知部２３と、を含んで構成されている。また、この分散開口対応レーダ２０は、センサ管理手段７０からの指令に基づいて、単体の分散開口対応レーダ２０で目標対象物を探知する単体レーダ信号処理モードと、複数の分散開口対応レーダ２０で目標対象物を探知する分散開口レーダ信号処理モードとの間で移行可能となっている。さらに、分散開口レーダ信号処理モード時において、複数の航空機５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄに設けられる複数の分散開口対応レーダ２０は、その１つの分散開口対応レーダ２０が送信源となる送受信用の分散開口対応レーダ２０となっており、残りの他の分散開口対応レーダ２０が受信用の分散開口対応レーダ２０となっている。つまり、分散開口対応レーダ２０は、単体レーダ信号処理モードで作動する場合と、分散開口レーダ信号処理モードにおいて送受信用として作動する場合と、分散開口レーダ信号処理モードにおいて受信用として作動する場合とがある。
【００１７】
分散開口対応レーダ２０が単体レーダ信号処理モードで作動する場合、レーダ制御部２１は、センサ管理手段７０からの指令に基づいて、観測条件に関する情報である観測制御情報をレーダ観測部２２へ出力する。なお、観測制御情報としては、例えば、観測方位、周波数を含む電波諸元、及び電波送信のタイミングを含む。レーダ観測部２２は、レーダ制御部２１からの指令に基づいて、ターゲットエリアへ向けて電波を送受信して観測を行う。そして、レーダ観測部２２は、観測結果として得られるビデオ信号を含む観測情報を、レーダ探知部２３へ出力する。レーダ探知部２３は、観測情報を信号処理し、位置（２方向の方位と距離）、ドップラ速度、ＳＮ比（受信信号とノイズの比）を含む情報であるレーダ探知データを生成する。レーダ探知部２３は、生成したレーダ探知データを、分散開口対応データ融合手段３０へ向けて出力する。よって、分散開口対応レーダ２０は、単体レーダ信号処理モード時において、観測情報としてレーダ探知データを出力する。
【００１８】
分散開口対応レーダ２０が分散開口レーダ信号処理モードにおいて送受信用として作動する場合、レーダ制御部２１は、センサ管理手段７０からの指令に基づいて、観測制御情報をレーダ観測部２２へ出力する。ここで、分散開口レーダ信号処理モード時における観測制御情報と、単体レーダ信号処理モード時における観測制御情報とは、一部異なる情報となっている。つまり、単体レーダ信号処理モードでは、単体の分散開口対応レーダ２０を用いることから、任意の観測時刻において、任意の観測諸元で電波を送受信するが、分散開口レーダ信号処理モードでは、他の分散開口対応レーダ２０と協調制御することから、指定された観測時刻、指定された電波諸元で電波を送受信する。なお、以降の分散開口対応レーダ２０の観測動作に関するシーケンスについては、単体レーダ信号処理モードと同様の手順であるため、説明を省略する。ただし、分散開口レーダ信号処理モードにおいて、レーダ観測部２２とレーダ探知部２３とは、単体レーダ信号処理モードにおいて棄却される反射波の信号強度が低い低ピーク信号に基づく探知データを、低ピーク探知データとして生成する。また、分散開口レーダ信号処理モードにおいて、レーダ観測部２２とレーダ探知部２３とは、観測結果として得られるビデオ信号を含む観測情報を、観測データとして生成する。よって、分散開口対応レーダ２０は、分散開口レーダ信号処理モードにおいて送受信用として作動する場合、観測情報として、低ピーク探知データと観測データとを出力する。
【００１９】
分散開口対応レーダ２０が分散開口レーダ信号処理モードにおいて受信用として作動する場合、レーダ制御部２１は、センサ管理手段７０からの指令に基づいて、観測制御情報をレーダ観測部２２へ出力する。なお、受信用の分散開口対応レーダ２０の観測動作に関するシーケンスについては、送受信用の分散開口対応レーダ２０の観測動作に関するシーケンスと同様の手順であるため、説明を省略する。ただし、レーダ観測部２２は、送信波の送信を行わず、また、送受信用の分散開口対応レーダ２０から送信されて生成される受信波を受信するために、指定された観測時刻、指定された電波諸元の受信ビームを指向する。また、分散開口レーダ信号処理モードにおいて、受信用となるレーダ観測部２２とレーダ探知部２３とは、送受信用と同様に、低ピーク探知データを生成する。よって、分散開口対応レーダ２０は、分散開口レーダ信号処理モードにおいて受信用として作動する場合、観測情報として、低ピーク探知データを出力する。
【００２０】
このように、単体レーダ信号処理モードにおいて、分散開口対応レーダ２０は、レーダ探知データを生成する。また、分散開口レーダ信号処理モードにおいて、送受信用の分散開口対応レーダ２０は、低ピーク探知データと、観測データとを生成する。さらに、分散開口レーダ信号処理モードにおいて、受信用の分散開口対応レーダ２０は、低ピーク探知データを生成する。
【００２１】
ここで、図３から図５を参照して、単体レーダ信号処理モード時において分散開口対応レーダ２０が生成するレーダ探知データと、分散開口レーダ信号処理モードにおいて送受信用の分散開口対応レーダ２０が生成する低ピーク探知データと、分散開口レーダ信号処理モードにおいて受信用の分散開口対応レーダ２０が生成する低ピーク探知データとについて説明する。図３は、単体レーダ信号処理モード時における反射波の信号強度を示す図であり、図４は、分散開口レーダ信号処理モード時における送受信用の反射波の信号強度を示す図であり、図５は、分散開口レーダ信号処理モード時における受信用の反射波の信号強度を示す図である。
【００２２】
図３から図５は、その横軸が反射波の速度方向となっており、その縦軸が反射波の信号強度となっている。図３に示すように、単体レーダ信号処理モードでは、目標対象物の探知が可能な信号強度となる探知閾値Ｌ１が設定されている。分散開口対応レーダ２０は、単体レーダ信号処理モードにおいて、レーダ観測部２２によって観測を行った結果、探知閾値Ｌ１以上となる反射波の信号強度であるピーク信号が得られる場合、レーダ探知データを生成する。一方で、分散開口対応レーダ２０は、単体レーダ信号処理モードにおいて、レーダ観測部２２によって観測を行った結果、探知閾値Ｌ１よりも小さい反射波の信号強度のみ得られる場合、目標対象物を探知できないとして、観測結果を破棄する。
【００２３】
図４及び図５に示すように、分散開口レーダ信号処理モードでは、図３の探知閾値Ｌ１よりも低い反射波の信号強度となる低探知閾値Ｌ２が設定されている。図４において、送受信用の分散開口対応レーダ２０は、分散開口レーダ信号処理モードにおいて、レーダ観測部２２によって観測を行った結果、低探知閾値Ｌ２以上となり探知閾値Ｌ１よりも小さい反射波の信号強度である低ピーク信号Ｐ２が得られる場合、低ピーク探知データを生成する。一方で、分散開口対応レーダ２０は、分散開口レーダ信号処理モードにおいて、レーダ観測部２２によって観測を行った結果、低探知閾値Ｌ２よりも小さい反射波の信号強度のみ得られる場合、目標対象物を探知できないとして、観測結果が破棄される。図５に示す受信用の分散開口対応レーダ２０は、図４に示す送受信用の分散開口対応レーダ２０と同様であるため、説明を省略する。送受信用の分散開口対応レーダ２０により生成される低ピーク探知データと、受信用の分散開口対応レーダ２０により生成される低ピーク探知データとは、後述する分散開口探知手段６０において処理される。
【００２４】
なお、このレーダ観測部２２とレーダ探知部２３とで、目標対象物を探知する処理については、電波の送信と受信の位置が異なる、バイスタティックレーダまたはマルチスタティックレーダとして実現されている手法と同じである。
【００２５】
搭載センサ２５は、分散開口対応レーダ２０とは異なる種類のセンサである。搭載センサ２５は、例えば、赤外線を観測することで目標の方位を観測情報として出力可能なＩＲ（Infrared）センサである。搭載センサ２５は、分散開口対応レーダ２０と同様に、センサ制御部２６、センサ観測部２７及びセンサ探知部２８を含んで構成されている。搭載センサ２５は、観測に際し、赤外線の放射強度を使用して、ＩＲ探知データを生成し出力する。なお、搭載センサ２５の観測動作に関するシーケンスについては、単体レーダ信号処理モード時における分散開口対応レーダ２０のシーケンスと同様であるため、説明を省略する。
【００２６】
分散開口対応データ融合手段３０は、分散開口対応レーダ２０により生成されたレーダ探知データに基づいて、相関統合を行って目標情報を生成する。また、分散開口対応データ融合手段３０は、後述する分散開口探知手段６０により生成された分散開口合成探知データに基づいて、相関統合を行って目標情報を生成する。
【００２７】
分散開口対応データ融合手段３０は、入力される各種探知データを含む観測情報を、追尾アルゴリズムを利用して追尾処理を行うと共に相関統合して、目標情報としての航跡を生成するデータ相関統合部４０を有する。また、分散開口対応データ融合手段３０は、目標情報を含む観測情報を管理する目標情報管理部５０を有する。
【００２８】
データ相関統合部４０は、入力された各種探知データを使用して、相関統合を行うデータ相関統合機能部４１と、入力された航跡を使用して、相関統合を行う航跡相関統合機能部４２とを有する。データ相関統合機能部４１は、分散開口対応レーダ２０から入力されるレーダ探知データと、搭載センサ２５から入力されるＩＲ探知データと、後述する分散開口探知手段６０から入力される分散開口合成探知データとを、追尾アルゴリズムを利用して相関統合し、航跡を生成して航跡相関統合機能部４２に出力する。航跡相関統合機能部４２は、データ相関統合機能部４１から入力される航跡と、データ通信手段８０を介して他の航空機５Ｂ，５Ｃ，５Ｄから入力される航跡とを、相関統合する。なお、データ相関統合部４０では、入力される探知データを適宜選定し、選定した探知データを使用して、相関統合を行っている。
【００２９】
なお、相関統合及び追尾処理で使用するアルゴリズムには、例えば、ＮＮ（Nearest Neighbor）方式、または航跡型ＭＨＴ（Multiple Hypothesis Tracking）がある。また、データ相関統合機能部４１で、レーダ探知データとＩＲ探知データとを相関統合する処理、及び航跡相関統合機能部４２で相関統合する処理は、特開２００８−１８５４４７号で実現されている方法と同様の方法で実現する。
【００３０】
目標情報管理部５０は、目標情報を一元管理する目標情報管理機能部５３と、分散開口レーダ信号処理モードにおいて必要な情報を蓄積し管理する観測情報一時記憶機能部５１と、複数の航空機５Ａ〜５Ｄで生成された低ピーク探知データの収集を行うネットワーク管理機能部５２と、を有している。
【００３１】
目標情報管理機能部５３は、データ相関統合部４０で生成した航跡としての目標情報に対して、目標情報に対する観測の品質を設定し、航空機５Ａ内で生成した目標情報に関する制御及びステータスの情報をまとめて一元管理している。また、目標情報管理機能部５３は、データ通信手段８０を経由して入力される、他の航空機５Ｂ〜５Ｄの目標情報管理機能部５３が保持する目標情報、航空機５Ｂ〜５Ｄの位置と速度とステータスの他、後述する外部センサ制御機構９１からの情報で、目標情報と連携して記憶するのに有効な情報もまとめて目標情報として管理している。この目標情報管理機能部５３は、必要に応じて、航空機５Ａ内の各機材に目標情報を出力する。また、目標情報管理機能部５３は、データ通信手段８０を経由して、管理している目標情報を、他の航空機５Ｂ〜５Ｄ、または外部センサ制御機構９１に出力して、情報交換を行う。
【００３２】
観測情報一時記憶機能部５１は、分散開口対応レーダ２０から出力される低ピーク探知データを一時的に記憶する。また、観測情報一時記憶機能部５１は、分散開口レーダ信号処理モードにおいて分散開口対応レーダ２０が送受信用として作動する場合、分散開口対応レーダ２０から出力される観測データも一時的に記憶する。この観測情報一時記憶機能部５１は、ネットワーク分散開口管理機能部５２によって取り出された場合、または、消去指示を受けた場合、一時的に記憶したデータの消去処理を実施する。
【００３３】
ネットワーク管理機能部５２は、観測情報一時記憶機能部５１が保持している低ピーク探知データを、データ通信手段８０を経由して情報交換し、分散開口レーダ信号処理モードにおいて送受信用の分散開口対応レーダ２０となる航空機５Ａへ集積する。つまり、送信源となる航空機５Ａの分散開口対応レーダ２０は、自機の観測情報一時記憶機能部５１から低ピーク探知データ及び観測データを取り出し、また、他の航空機５Ｂ〜５Ｄからの低ピーク探知データを取り出して、合わせて分散開口探知手段６０へ出力する。
【００３４】
分散開口探知手段６０は、ネットワーク管理機能部５２から入力された自機及び他機を含む複数の航空機５Ａ〜５Ｄからの低ピーク探知データと、自機の観測データとに基づいて、分散開口合成探知データを生成する探知手段として機能している。分散開口探知手段６０は、ネットワーク管理機能部５２から入力された複数の低ピーク探知データに基づいて、目標対象物の探知が可能であるか否かを判定する探知可否判定部である検出判定部６１と、分散開口合成探知データを生成する探知データ生成部６２と、を有している。
【００３５】
検出判定部６１は、複数の低ピーク探知データを組み合わせて、探知が可能であるか否かを判定している。具体的に、検出判定部６１は、図４に示す送受信用の分散開口対応レーダ２０によって生成される低ピーク探知データに含まれる低ピーク信号Ｐ２と、図５に示す受信用の分散開口対応レーダ２０によって生成される低ピーク探知データに含まれる低ピーク信号Ｐ２とが、予め設定した一定数以上であるか否かに基づいて多数決判定を行っている。つまり、検出判定部６１は、低ピーク信号Ｐ２を検出した航空機５Ａ〜５Ｄの機数が、一定数以上であれば、探知が可能であると判定する。一方で、検出判定部６１は、低ピーク信号Ｐ２を検出した航空機５Ａ〜５Ｄの機数が、一定数よりも少なければ、探知が不能であると判定する。そして、検出判定部６１は、探知可能であると判定した場合、送受信用の低ピーク探知データの速度方向における低ピーク信号Ｐ２の位置を指定し、観測データと共に、探知データ生成部６２へ出力する。
【００３６】
なお、検出判定部６１による探知の可否の判定については、上記に限定されるものではなく、例えば、重み付けによって探知の可否を判定してもよい。具体的に、重み付けの一例として、検出判定部６１は、低ピーク信号Ｐ２が含まれる複数の低ピーク探知データのＳＮ比の総和を算出する。検出判定部６１は、算出したＳＮ比の総和が、予め設定した閾値よりも大きい場合、探知が可能であると判定する。一方で、検出判定部６１は、算出したＳＮ比の総和が、予め設定した閾値以下である場合、探知が不能であると判定する。また、重み付けの他の一例として、検出判定部６１は、上記の多数決判定と、上記のＳＮ比に基づく判定とを組み合わせてもよい。具体的に、検出判定部６１は、「判定値＝第１係数×低ピーク信号Ｐ２を検出した航空機５Ａ〜５Ｄの機数＋第２係数×ＳＮ比の総和」の算出式に基づいて判定値を算出し、算出した判定値が予め設定した閾値よりも大きい場合、探知が可能であると判定する。一方で、検出判定部６１は、算出した判定値が予め設定した閾値以下である場合、探知が不能であると判定する。なお、第１係数及び第２係数は、適宜調整して設定する。さらに、重み付けの他の一例として、検出判定部６１は、「判定値＝第３係数×ＳＮ比＋第４係数×低ピーク信号Ｐ２間の相対距離（または周波数）」の算出式に基づいて判定値を算出してもよい。検出判定部６１は、算出した判定値が予め設定した閾値よりも大きい場合、探知が可能であると判定する。一方で、検出判定部６１は、算出した判定値が予め設定した閾値以下である場合、探知が不能であると判定する。
【００３７】
探知データ生成部６２は、探知可能であるとした低ピーク信号Ｐ２に関する情報と、観測データとに基づいて、分散開口合成探知データを生成する。そして、探知データ生成部６２は、生成した分散開口合成探知データを、データ相関統合部４０のデータ相関統合機能部４１へ出力する。なお、分散開口合成探知データの生成処理は、反射波の信号強度の大きさが大きいか小さいかだけで、単体レーダ信号処理モードにおいて生成されるレーダ探知データの生成処理と同様であり、従来技術を利用して容易に実現できる。
【００３８】
センサ管理手段７０は、例えば、図示しないメモリに格納された事前に設定したセンサ制御ルール７１を基準に、搭載センサ２５及び分散開口対応レーダ２０を含むセンサの制御方法を決定すると共に、制御対象のセンサへセンサ制御コマンドを出力する手段となっている。このセンサ管理手段７０には、分散開口対応データ融合手段３０から目標情報が入力される。センサ管理手段７０は、入力された目標情報から、事前に設定したセンサ制御ルール７１を参照して、センサの制御方法を決定する。そして、センサ管理手段７０は、決定したセンサ制御方法に応じて、搭載された各センサの中から、制御対象のセンサに対して、センサ制御コマンドを出力する。センサ管理手段７０は、上記の機能に加え、複数の航空機５Ａ〜５Ｄに搭載した複数の分散開口対応レーダ２０を協調する制御方法を決定する機能を有する。つまり、センサ管理手段７０は、複数の分散開口対応レーダ２０により分散開口レーダ信号処理モードを実行すると決定する機能を有する。航空機５Ａのセンサ管理手段７０は、分散開口レーダ信号処理モードの実行を決定すると、複数の分散開口対応レーダ２０を協調制御するために、ネットワーク管理機能部５２を経由し、データ通信手段８０を経由して、他の航空機５Ｂ〜５Ｄに搭載した分散開口対応レーダ２０との間で、各分散開口対応レーダ２０の制御方法を決定する。具体的に、センサ管理手段７０は、複数の分散開口対応レーダ２０を協調させるために、複数の航空機５Ａ〜５Ｄに搭載される分散開口対応レーダ２０が指向する３次元空間の位置であるターゲットエリアと、送受信波となるビームをターゲットエリアへ指向するタイミングである観測時刻と、観測する分散開口対応レーダ２０の電波諸元と、を決定する。決定された分散開口レーダ信号処理モード時における制御方法は、複数の航空機５Ａ〜５Ｄに搭載したセンサ管理手段７０が共有し、各々の航空機５Ａ〜５Ｄのセンサ管理手段７０が分散開口対応レーダ２０に対して、送受信用のセンサ制御コマンド、または受信用のセンサ制御コマンドを出力する。なお、分散開口対応データ融合手段３０が出力する目標情報を使用したセンサ制御方法の決定は、特開２００８−１８５４４７号で実現されている方法と同様の方法で実現する。
【００３９】
データ通信手段８０は、自機の航空機５Ａと他の複数の航空機５Ｂ〜５Ｄとの間で通信を行うと共に、自機の航空機５Ａと広域の施設である外部センサ制御機構９１との間で通信を行う手段である。データ通信手段８０は、複数の航空機５Ａ〜５Ｄの間において、各航空機５Ａ〜５Ｄの目標情報管理機能部５３で管理されている目標情報を送受信して交換する。また、データ通信手段８０は、複数の航空機５Ａ〜５Ｄの間において、ネットワーク管理機能部５２で管理されている低ピーク探知データを含む分散開口レーダ信号処理モードに関する情報を送受信して交換する。データ通信手段８０は、外部センサ制御機構９１から送信される外部センサの観測情報または管制情報を含む情報を受信し、一方で、航空機５Ａからの目標情報を、外部センサ制御機構９１へ向けて送信する。なお、データ通信手段８０は、送信する目標情報を、送信先に応じて選択して送信することも可能である。データ通信手段８０では、従来の装置と同様に、他の複数の航空機５Ｂ〜５Ｄ及び外部センサ制御機構９１との間で、音声による通信手段も有するが、説明を省略する。
【００４０】
パイロットインタフェース手段１１Ａは、観測装置１０Ａとパイロットとの間のインタフェースとなるマンマシンインタフェースである。図示は省略するが、パイロットインタフェース手段１１Ａは、航空機５Ａを操縦するパイロットに情報を表示、出力するモニタ及びスピーカーからなる出力装置と、パイロットによって操作される航空機５Ａを操縦する操縦桿及び各種操作機器からなる入力装置とを有する。
【００４１】
外部センサ制御機構９１は、地上または大型航空機に設置した警戒監視を目的とした図示しない外部センサと、航空機５Ａを含む編隊と連携して任務を達成するための図示しない地上管制とを含む手段である。外部センサ制御機構９１は、データ通信手段８０を用いて、各航空機５Ａ〜５Ｄとの間で情報の送受信を行う。外部センサ制御機構９１は、外部センサの観測情報及び任務を達成するための管制情報を、各航空機５Ａ〜５Ｄの観測装置１０Ａ〜１０Ｄへ送信する。以下、外部センサの観測情報及び管制情報を合わせた情報を広域目標情報とする。外部センサの観測情報としては、地上または大型航空機に設置した警戒監視を目的とした外部センサによって検出される観測情報の他、地上配備の対空機材または艦船の他のアセットによる観測情報も含めることができる。外部センサ制御機構９１には、観測装置１０Ａ〜１０Ｄから、分散開口対応データ融合手段３０で生成された目標情報が送信される。この目標情報には、搭載センサ２５での観測情報の他、制御情報として、目標に対して実施している操作の情報、航空機５Ａ〜５Ｄの各機の位置、搭載している機材の個数を含む情報、地上管制で有用な情報も含む。
【００４２】
なお、上記の観測装置１０Ａ〜１０Ｄの各種の機能部及び制御部は、観測装置１０Ａ〜１０Ｄに設けられる単一の制御装置内で実行されるソフトウェアによって実現されてもよいし、独立した個々のハードウェアによって実現されてもよいし、特に限定されない。
【００４３】
次に、図６を参照して、センサシステム１の分散開口レーダ信号処理モードにおける処理の流れの一例を示す動作フローについて説明する。図６は、センサシステム１の分散開口レーダ信号処理モードにおける処理の流れを示すフローチャートである。
【００４４】
なお、以下の説明では、上記のように航空機が４機の例で説明する。４機の航空機は、航空機５Ａ、航空機５Ｂ、航空機５Ｃ、航空機５Ｄとし、航空機５Ａが送受信用の分散開口対応レーダ２０となる送信源の機体となっており、航空機５Ｂ〜５Ｄが受信用の分散開口対応レーダ２０となる機体となる例で説明する。また、送信源である航空機５Ａが、センサの制御方法を決定した例で説明する。
【００４５】
図６に示すように、分散開口レーダ信号処理モードにおける処理は、大別すると、分散開口対応レーダ２０の観測に関する制御を設定する観測制御設定工程Ｓ１（ステップＳ１）と、観測制御設定工程Ｓ１の実行後において、センサ制御コマンドを分散開口対応レーダ２０に送信する制御コマンド送信工程Ｓ２（ステップＳ２）とを含む。また、分散開口レーダ信号処理モードにおける処理は、制御コマンド送信工程Ｓ２の実行後において、分散開口対応レーダ２０による観測を実施する観測実施工程Ｓ３（ステップＳ３）と、観測実施工程Ｓ３の実行後において、観測結果を一時記憶する一時記憶工程Ｓ４（ステップＳ４）とを含む。さらに、分散開口レーダ信号処理モードにおける処理は、一時記憶工程Ｓ４の実行後において、他の航空機５Ｂ〜５Ｄの観測結果を、航空機５Ａに収集するためにデータ通信を行うデータ通信工程Ｓ５（ステップＳ５）と、データ通信工程Ｓ５の実行後において、収集した観測結果に基づいて分散探知を行う分散探知工程Ｓ６（ステップＳ６）とを含む。そして、分散開口レーダ信号処理モードにおける処理は、分散探知工程Ｓ６の実行後において、分散探知の結果に基づいて追尾処理を行う追尾処理工程Ｓ７（ステップＳ７）と、追尾処理工程Ｓ７の実行後において、追尾処理の結果に基づいて航跡処理を行う航跡処理工程Ｓ８（ステップＳ８）とを含む。
【００４６】
次に、観測制御設定工程Ｓ１について説明する。観測制御設定工程Ｓ１は、目標対象物を指定した観測開始指示をトリガとして開始される（ステップＳ１０）。
【００４７】
ここで、ステップＳ１０における観測開始指示のトリガは、目標対象物を捕捉したい状況で、分散開口対応レーダ２０単体では探知できないと予測する場合（分散開口対応レーダ２０の性能は既知のため予測可能）に、複数の分散開口対応レーダ２０を組合せて探知を試みる際に、分散開口レーダ信号処理モードでの観測を指示する制御ルールが適用される。
【００４８】
例えば、上記のトリガは、外部センサ制御機構９１から得た目標対象物の観測情報の取得をトリガとしている。つまり、外部センサ制御機構９１から指示された目標対象物を捕捉する場合において、目標対象物との相対距離が遠く、分散開口対応レーダ２０単体では捕捉困難な場合に、分散開口レーダ信号処理モードによる観測指示を実施する。なお、単純に相対距離を使う場合だけでなく、外部センサ制御機構９１から提供される情報に、レーダ反射断面積（ＲＣＳ：Radar cross-section）の大きさの推定値があれば、単体レーダ信号処理モードの探知可否を予測して、探知困難と判断すれば分散開口レーダ信号処理モードによる観測指示を実施する。
【００４９】
また、上記のトリガは、分散開口対応レーダ２０の捜索モードの指示をトリガとしている。つまり、分散開口対応レーダ２０の捜索では、目標対象物との相対距離に応じて観測方法を変更して実施する。分散開口レーダ信号処理モードでは、単体レーダ信号処理モードよりも遠距離を捜索するモードとなるため、分散開口レーダ信号処理モードで捜索を実施する際に、分散開口レーダ信号処理モードによる観測指示を実施する。なお、捜索モードの指示は、航空機５Ａに搭乗したパイロットがパイロットインタフェース手段１１Ａを操作して指示してもよい。
【００５０】
観測制御設定工程Ｓ１では、航空機５Ａのセンサ管理手段７０に観測開始指示が入力されると、センサ管理手段７０は、ステップＳ１１として、観測開始指示で指定された位置を基準に、観測時刻、ターゲットエリア、電波諸元を含む情報である観測制御情報を設定する。そして、センサ管理手段７０は、ステップＳ１１において、設定した観測制御情報を、航空機５Ａのネットワーク管理機能部５２へ出力する。
【００５１】
ステップＳ１１が実行されると、航空機５Ａのネットワーク管理機能部５２には、観測制御情報が入力され、ネットワーク管理機能部５２は、ステップＳ１２として、データ通信手段８０を使用して、他の航空機５Ｂ〜５Ｄへ向けて観測制御情報を送信する。
【００５２】
ステップＳ１２が実行されると、他の航空機５Ｂ〜５Ｄのネットワーク管理機能部５２は、ステップＳ１３として、データ通信手段８０を経由して、観測制御情報を受信する。ネットワーク管理機能部５２は、ステップＳ１３において、観測制御情報を受信すると、他の航空機５Ｂ〜５Ｄのセンサ管理手段７０に観測制御情報を出力する。
【００５３】
ステップＳ１３が実行されると、他の航空機５Ｂ〜５Ｄのセンサ管理手段７０には、観測制御情報が入力され、センサ管理手段７０は、ステップＳ１４として、入力された観測制御情報に基づく設定を行う。例えば、航空機５Ｂでは、データ通信手段８０を経由して、観測制御情報を受信したネットワーク管理機能部５２が、センサ管理手段７０に観測制御情報を出力し、センサ管理手段７０が観測制御情報を設定する。
【００５４】
このように、観測制御設定工程Ｓ１では、複数の航空機５Ａ〜５Ｄのそれぞれのセンサ管理手段７０が、観測制御情報に基づく設定を行うことで、複数の航空機５Ａ〜５Ｄに搭載される複数の分散開口対応レーダ２０の協調制御を実行する。観測制御設定工程Ｓ１が実行されると、続いて、制御コマンド送信工程Ｓ２が実行される。
【００５５】
制御コマンド送信工程Ｓ２では、観測制御情報に含まれる観測時刻で分散開口対応レーダ２０による観測が実施可能なように、複数の航空機５Ａ〜５Ｄのセンサ管理手段７０が、観測制御情報に基づくセンサ制御コマンドを、それぞれの航空機５Ａ〜５Ｄの分散開口対応レーダ２０へ向けて発行する。
【００５６】
具体的に、航空機５Ａのセンサ管理手段７０は、観測制御情報に基づいて、観測時刻、ターゲットエリア、電波諸元を指定し、送受信用として動作するセンサ制御コマンドを、分散開口対応レーダ２０に出力する（ステップＳ２１）。一方で、航空機５Ｂ〜５Ｄのセンサ管理手段７０は、観測制御情報に基づいて、観測時刻、ターゲットエリア、電波諸元を指定し、受信用として動作するセンサ制御コマンドを、分散開口対応レーダ２０に出力する（ステップＳ２２）。制御コマンド送信工程Ｓ２が実行されると、続いて、観測実施工程Ｓ３が実行される。
【００５７】
観測実施工程Ｓ３では、分散開口対応レーダ２０にセンサ制御コマンドが入力されると、入力されたセンサ制御コマンドに従って分散開口対応レーダ２０が、指定された観測時刻、指定されたターゲットエリア、指定された電波諸元で電波を送受信して観測を実施する。
【００５８】
図７は、複数の分散開口対応レーダの指向制御を示す図である。図７に示すように、観測実施工程Ｓ３では、複数の分散開口対応レーダ２０のうち、航空機５Ａに搭載される分散開口対応レーダ２０が送受信用となり、航空機５Ｂ〜５Ｄに搭載される複数の分散開口対応レーダ２０が受信用となる。送受信用の分散開口対応レーダ２０は、ターゲットエリアＥへ向かってビームが指向制御される。同様に、受信用の複数の分散開口対応レーダ２０は、送受信用の分散開口対応レーダ２０と同じ位置となるターゲットエリアＥへ向かってビームが指向制御される。
【００５９】
そして、観測実施工程Ｓ３では、航空機５Ａの送受信用の分散開口対応レーダ２０が観測を実施する（ステップＳ３１）ことで、単体レーダ信号処理モードにおいて棄却されていた低ピーク信号に基づく探知データを、低ピーク探知データとして生成する。また、航空機５Ａの送受信用の分散開口対応レーダ２０は、観測を実施する（ステップＳ３２）ことで、観測結果として得られるビデオ信号を含む観測情報を、観測データとして生成する。そして、送受信用の分散開口対応レーダ２０は、生成した低ピーク探知データと観測データとを、分散開口対応データ融合手段３０へ出力する。
【００６０】
また、観測実施工程Ｓ３では、航空機５Ｂ〜５Ｄの受信用の分散開口対応レーダ２０が、指定された観測時刻、指定されたターゲットエリア、指定された電波諸元の受信ビームを指向して観測を実施することで、単体レーダ信号処理モードにおいて棄却されていた低ピーク信号に基づく探知データを、低ピーク探知データとして生成する。そして、受信用の分散開口対応レーダ２０は、生成した低ピーク探知データを、分散開口対応データ融合手段３０へ出力する。観測実施工程Ｓ３が実行されると、続いて、一時記憶工程Ｓ４が実行される。
【００６１】
一時記憶工程Ｓ４では、航空機５Ａにおいて、分散開口対応データ融合手段３０に低ピーク探知データと観測データとが入力されると、分散開口対応データ融合手段３０は、入力された低ピーク探知データと観測データとを、目標情報管理部５０への入力データとして割り当てる。目標情報管理部５０では、観測情報一時記憶機能部５１が、低ピーク探知データと観測データとを一時記憶する（ステップＳ４１）。
【００６２】
また、一時記憶工程Ｓ４では、航空機５Ｂ〜５Ｄにおいて、分散開口対応データ融合手段３０に低ピーク探知データが入力されると、分散開口対応データ融合手段３０は、入力された低ピーク探知データを、目標情報管理部５０への入力データとして割り当てる。目標情報管理部５０では、観測情報一時記憶機能部５１が、低ピーク探知データを一時記憶する（ステップＳ４２）。一時記憶工程Ｓ４が実行されると、続いて、データ通信工程Ｓ５が実行される。
【００６３】
データ通信工程Ｓ５では、データ通信手段８０で通信可能なタイミングに合わせて、航空機５Ｂ〜５Ｄから航空機５Ａに低ピーク探知データを送信する。
【００６４】
具体的に、データ通信工程Ｓ５において、航空機５Ｂ〜５Ｄのそれぞれのネットワーク管理機能部５２は、ステップＳ５１として、データ通信可能なタイミングで、観測情報一時記憶機能部５１が一時記憶している低ピーク探知データを取り出す。そして、ネットワーク管理機能部５２は、ステップＳ５１において、観測情報一時記憶機能部５１から取り出した低ピーク探知データを、データ通信手段８０を使用して、航空機５Ａに送信する。このとき、観測情報一時記憶機能部５１では、一時記憶していた低ピーク探知データを削除する。
【００６５】
ステップＳ５１が実行されると、航空機５Ａのネットワーク管理機能部５２は、データ通信手段８０が航空機５Ｂ〜５Ｄから低ピーク探知データを受信することをトリガとして、ステップＳ５２を実行する。つまり、ネットワーク管理機能部５２は、ステップＳ５２において、データ通信手段８０を経由して、航空機５Ｂ〜５Ｄからの低ピーク探知データを受信し蓄積する。ネットワーク管理機能部５２は、ステップＳ５２において、航空機５Ｂ〜５Ｄからの低ピーク探知データの全機からの受信を完了すると、ステップＳ５３を実行する。
【００６６】
なお、データ通信手段８０は、例えば、航空機５Ｂ〜５Ｄの各機が順番に低ピーク探知データを送信するような通信機構である場合、ステップＳ５１において、航空機５Ｂの低ピーク探知データ、航空機５Ｃの低ピーク探知データ、航空機５Ｄの低ピーク探知データの順序で送信される。また、データ通信手段８０は、ステップＳ５２において、航空機５Ｂの低ピーク探知データ、航空機５Ｃの低ピーク探知データ、航空機５Ｄの低ピーク探知データの順序で受信される。
【００６７】
航空機５Ａのネットワーク管理機能部５２は、ステップＳ５３において、航空機５Ａの観測情報一時記憶機能部５１が一時記憶している低ピーク探知データと観測データとを取り出す。そして、ネットワーク管理機能部５２は、ステップＳ５３において、取り出した低ピーク探知データ及び観測データと、受信した航空機５Ｂ〜５Ｄからの低ピーク探知データとを合わせて、分散開口探知手段６０へ出力する。このとき、観測情報一時記憶機能部５１では、一時記憶していた低ピーク探知データと観測データとを削除する。データ通信工程Ｓ５が実行されると、続いて、分散探知工程Ｓ６が実行される。
【００６８】
分散探知工程Ｓ６では、分散開口探知手段６０が、入力された航空機５Ａ〜５Ｄの複数の低ピーク探知データと観測データとに基づいて、分散開口合成探知データを生成する。
【００６９】
具体的に、分散探知工程Ｓ６において、ネットワーク管理機能部５２から分散開口探知手段６０に複数の低ピーク探知データが入力されると、分散開口探知手段６０の検出判定部６１は、ステップＳ６１として、全機の低ピーク探知データから探知が可能であるか否かを判定する。検出判定部６１は、探知可能であると判定した場合、送受信用の低ピーク探知データの速度方向における低ピーク信号Ｐ２の位置を指定し、観測データと共に、探知データ生成部６２へ出力する。
【００７０】
ステップＳ６１が実行されると、探知データ生成部６２は、ステップＳ６２として、観測データを使用して、探知可能であると判定した低ピーク信号Ｐ２に対応する分散開口合成探知データを生成する。そして、探知データ生成部６２は、ステップＳ６２において、生成した分散開口合成探知データを、データ相関統合機能部４１へ出力する。なお、分散開口合成探知データは、レーダ探知データ及びＩＲ探知データと同等の観測情報を有する探知データであるため、データ相関統合部４０のデータ相関統合機能部４１へ出力する。分散探知工程Ｓ６が実行されると、続いて、追尾処理工程Ｓ７が実行される。
【００７１】
追尾処理工程Ｓ７では、データ相関統合機能部４１に分散開口合成探知データが入力されると、データ相関統合機能部４１が、分散開口合成探知データ、レーダ探知データ、ＩＲ探知データとを組み合わせて、異種センサの探知データの相関統合処理を実行する。そして、データ相関統合機能部４１は、相関統合処理を行うことで、目標情報である航跡を生成し、生成した航跡を、航跡相関統合機能部４２へ出力する。なお、追尾処理工程Ｓ７では、分散開口対応レーダ２０及び搭載センサ２５を含むセンサを用いた観測において、各時刻でセンサが観測した結果から、同一の目標対象物であると判定した探知データを、時系列で統合した観測結果を航跡として生成している。追尾処理工程Ｓ７が実行されると、続いて、航跡処理工程Ｓ８が実行される。
【００７２】
航跡処理工程Ｓ８では、航跡相関統合機能部４２に航跡が入力され、また、データ通信手段８０を経由して、他の航空機５Ｂ〜５Ｄから入力される航跡が入力されると、航跡相関統合機能部４２が、入力された航跡を相関統合する。
【００７３】
このように、実施の形態１によるセンサシステム１は、複数の分散開口対応レーダ２０により生成される複数の低ピーク探知データを組み合わせて、分散開口合成探知データを生成し、生成した分散開口合成探知データを用いることで、ターゲットエリア内における目標対象物の探知能力が向上する。また、追尾処理においても、分散開口合成探知データを用いることで、追尾処理能力の向上を図ることができ、ひいては、センサシステム１の全体の観測能力の向上を図ることができる。
【００７４】
また、分散開口合成探知データには、３次元空間の位置であるターゲットエリアＥの位置情報が含まれる一方で、ＩＲセンサまたはパッシブ電波センサを含む搭載センサ２５で生成される探知データには、角度情報しか含まれない。ここで、航空機５Ａ〜５Ｄの運用では、３次元の航跡データに対する要求が強いことから、異種センサの探知データを相関統合して航跡を生成する場合に、位置情報を含む分散開口対応レーダ２０の探知データが増加すると有利になる。実施の形態１では、複数の分散開口対応レーダ２０の観測結果に基づいて生成される分散開口合成探知データを、新たに加えて航跡を生成できることから、センサシステム１を搭載した航空機５Ａ〜５Ｄのシステム全体の運用の向上を図ることができる。
【００７５】
また、センサ管理手段７０は、複数の分散開口対応レーダ２０を、送受信用の分散開口対応レーダ２０と受信用の分散開口対応レーダ２０として使用し、複数の分散開口対応レーダ２０を協調制御することができる。このため、実施の形態１では、送受信用の分散開口対応レーダ２０を送信源として、複数の分散開口対応レーダ２０により受信して観測することができるため、観測時刻を統一することができ、異なる位置で観測する分散開口対応レーダ２０の観測結果に対する同一判定を有利に実施することができる。なお、実施の形態１では、ターゲットエリアと観測時刻とを指定したセンサ制御方式とすることで、航空機５Ａ〜５Ｄの分散開口対応レーダ２０間で、ビームの角度方向及び観測時刻の同期を容易に実現できる。また、分散開口対応レーダ２０の観測領域を、３次元空間の位置であるターゲットエリアとすることで、マルチパスの影響を抑制した観測が可能となり、誤警報率を低減できる。
【００７６】
また、データ通信手段８０は、航空機５Ａ〜５Ｄ間で通信する情報として、低ピーク探知データを使用するため、航空機５Ａ〜５Ｄ間のネットワークへの負荷が小さい情報とすることができる。また、データ通信手段８０は、航空機５Ａ〜５Ｄ間の情報の通信時において、特別な同期処理や厳しい時間制約を課すことなく実現することができる。このため、実施の形態１では、航空機５Ａ〜５Ｄ間で使用するデータ通信手段８０を柔軟に選択することができる。
【００７７】
また、分散開口レーダ信号処理モードは、既存の単体レーダ信号処理モードと同様の処理方法で実現することができる。このため、実施の形態１では、分散開口レーダ信号処理モードを、難易度の高いレーダ信号処理とする必要がなく、また、特殊なアルゴリズムを新たに開発することなく、容易にセンサシステム１を構築することができる。よって、分散開口レーダ信号処理モードを実現するにあたって、センサシステム１の変更を最小限に抑えて、センサシステム１を構築することができる。また、実施の形態１では、分散開口対応レーダによる分散探知を行うにあたり、複数の航空機５Ａ〜５Ｄの編隊の隊形に対する制約、すなわち、複数の航空機５Ａ〜５Ｄの相対位置に対する制約が無いため、運用上の制約がないセンサシステム１を実現することができる。
【００７８】
実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２によるセンサシステムの構成を示す図である。図８に示すセンサシステム１ａは、図１に示す実施の形態１のセンサシステム１を単純化したものである。具体的に、実施の形態２によるセンサシステム１ａでは、主に、データ相関統合部４０を省いた構成となっている。なお、実施の形態１と同様の構成については、説明を省略すると共に、同じ符号を付して説明する。
【００７９】
図８に示すように、実施の形態２のセンサシステム１ａにおいて、航空機５Ａに搭載される観測装置１０Ａは、実施の形態１と同様に、分散開口対応レーダ２０と、観測情報一時記憶機能部５１と、ネットワーク管理機能部５２と、分散開口探知手段６０と、データ通信手段８０とを備えている。また、観測装置１０Ａは、分散開口対応レーダ２０を制御するレーダ制御手段として機能する分散開口レーダ制御手段７０ａを備え、この分散開口レーダ制御手段７０ａは、実施の形態１のセンサ管理手段７０と同様に機能する。さらに、観測装置１０Ａは、分散開口レーダ追尾処理部９５を備えている。
【００８０】
分散開口レーダ制御手段７０ａは、例えば、図示しないメモリに格納された事前に設定した分散開口レーダ制御ルール７１ａを基準に、分散開口対応レーダ２０の制御方法を決定すると共に、制御対象の分散開口対応レーダ２０へ制御コマンドを出力する手段となっている。
【００８１】
分散開口レーダ追尾処理部９５は、分散開口探知手段６０で生成された分散開口探知データに基づいて、目標対象物を追尾処理し、追尾処理によって得られた目標対象物の目標位置を、分散開口レーダ制御手段７０ａに出力している。そして、分散開口レーダ制御手段７０ａは、分散開口レーダ追尾処理部９５によって追尾処理された目標対象物の目標位置へ向けて、分散開口対応レーダ２０のターゲットエリアＥを設定する。
【００８２】
このようなセンサシステム１ａにおいて、観測装置１０Ａの送受信用の分散開口対応レーダ２０は、低ピーク探知データを生成し、生成した低ピーク探知データを、観測情報一時記憶機能部５１に出力する。観測情報一時記憶機能部５１に入力された低ピーク探知データは、ネットワーク管理機能部５２を介して分散開口探知手段６０に入力される。一方で、他の観測装置１０Ｂ〜１０Ｄの受信用の分散開口対応レーダ２０は、低ピーク探知データを生成し、生成した低ピーク探知データを、航空機５Ａのデータ通信手段８０へ向けて出力する。データ通信手段８０に入力された低ピーク探知データは、ネットワーク管理機能部５２を介して分散開口探知手段６０に入力される。そして、分散開口探知手段６０は、実施例１と同様に、入力された航空機５Ａ〜５Ｄの複数の低ピーク探知データと観測データとに基づいて、分散開口合成探知データを生成する。生成された分散開口合成探知データは、分散開口レーダ追尾処理部９５に入力される。
【００８３】
このように、実施の形態２によるセンサシステム１ａにおいても、複数の分散開口対応レーダ２０により生成される複数の低ピーク探知データを組み合わせて、分散開口合成探知データを生成し、生成した分散開口合成探知データを用いることで、ターゲットエリアＥ内における目標対象物の探知能力が向上する。
【００８４】
実施の形態３．
図９は、本発明の実施の形態３によるセンサシステムの構成を示す図である。図９に示すセンサシステム１００は、図１に示す実施の形態１のセンサシステム１のセンサ管理手段７０を、３次元空間の位置であるターゲットエリアＥに対して捜索範囲を複数設定すると共に、複数の捜索範囲の捜索順序を設定する捜索機能を付加した、捜索機能付センサ管理手段１０５としている。
【００８５】
このように、実施の形態３によるセンサシステム１００は、分散開口対応レーダ２０のビームの角度方向を基準とする捜索が困難なターゲットエリアＥを用いたセンサ制御方式であっても、所期の領域を捜索可能なセンサシステム１００を実現することができる。また、３次元空間の位置を指定するターゲットエリアＥの特徴を活かして、分散開口対応レーダ２０単体での探知可能範囲の限界に近い領域を指定した捜索が可能となる。分散開口対応レーダ２０単体での探知可能範囲の限界に近い領域では、目標対象物から得られる低ピーク信号の発生頻度が高い部分であり、センサシステム１００を効果的に活用することができる。さらに、３次元空間の位置を指定するターゲットエリアＥの特徴を活かして、特定地点からの距離、または進行ルートと想定する領域を指定して捜索することが可能となる。
【００８６】
実施の形態４．
図１０は、本発明の実施の形態４によるセンサシステムの構成を示す図である。図１０に示すセンサシステム１１０は、図９に示す実施の形態２のセンサシステム１の捜索機能付センサ管理手段１０５に、複数の航空機５Ａ〜５Ｄで分担する分担範囲を割り当て、割り当てた分担範囲に応じて、複数の航空機５Ａ〜５Ｄの中から、送受信用の分散開口対応レーダ２０となる航空機５Ａ〜５Ｄを設定する捜索分担設定機能部１１５を付加したものとなっている。
【００８７】
このように、実施の形態４によるセンサシステム１１０は、複数の航空機５Ａ〜５Ｄの編隊内でのセンサ資源を効率的に運用することができる。また、航空機５Ａ〜５Ｄに搭載される兵装が異なる場合、例えば、兵装の射程が異なる場合、兵装の能力に応じて、担当する捜索範囲を割り当てることで、運用上必要な航空機５Ａ〜５Ｄに、編隊全体のセンサ資源を効果的に割り当てるセンサ制御が可能となる。
【００８８】
実施の形態５．
図１１は、本発明の実施の形態５によるセンサシステムの構成を示す図である。図１１に示すセンサシステム１２０は、図１に示す実施の形態１のセンサシステム１のセンサ管理手段７０を、分散開口対応レーダ２０による目標対象物への追尾機能を付加した、追尾機能付センサ管理手段１２５とした。
【００８９】
追尾機能付センサ管理手段１２５は、入力される目標対象物の目標位置を基準として追尾処理を実行し、追尾処理によって得られた目標対象物の目標位置へ向けて、分散開口対応レーダ２０のターゲットエリアＥを設定する。このため、追尾機能付センサ管理手段１２５は、目標対象物へ向けて分散開口対応レーダ２０を指向制御することで、分散開口対応レーダ２０を目標対象物へ追尾させることが可能となる。
【００９０】
このように、実施の形態５によるセンサシステム１２０は、複数の航空機５Ａ〜５Ｄに搭載した分散開口対応レーダ２０を組み合わせて観測した探知データを使用して、目標対象物に追尾するように、分散開口対応レーダ２０を指向制御することができる。このため、センサシステム１２０は、複数の分散開口対応レーダ２０による観測のみでも追尾処理が可能なシステムを実現することができる。また、複数の分散開口対応レーダ２０による観測結果に基づいて生成される分散開口合成探知データに加えて、ＩＲ探知データを加えた探知データを相関統合して追尾処理として実現することができるため、異種センサの探知データの相関統合による追尾開始距離の延伸、追尾維持能力の向上、旋回目標対処、及び対レーダ妨害能力の向上の効果も活用可能なセンサシステム１２０を実現することができる。このとき、追尾機能付センサ管理手段１２５では、観測の品質に応じて、追尾で使用する分散開口対応レーダ２０を選択してもよい。この場合、遠距離での追尾だけでなく、比較的近い相対距離の観測においても、レーダの探知が困難になった時間帯で分散開口対応レーダ２０を使って目標対象物の探知データを取得することで、追尾能力を改善することが可能になる。
【００９１】
実施の形態６．
図１２は、本発明の実施の形態６によるセンサシステムの構成を示す図である。図１３は、移行判定機能付分散開口対応レーダでの判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１４は、移行判定機能付ネットワーク管理機能部での処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１５は、移行判定機能付分散開口対応レーダにおいて単体レーダ信号処理モードが可能となる反射波の信号強度を示す図である。
【００９２】
図１２に示すセンサシステム１３０は、分散開口対応レーダ２０が、単体レーダ信号処理モードで観測可能であるか否かを判定し、観測可能である場合、単体レーダ信号処理モードで観測する一方で、観測不能である場合、分散開口レーダ信号処理モードで観測するシステムとなっている。
【００９３】
具体的に、センサシステム１３０は、実施の形態１の分散開口対応レーダ２０を、分散開口レーダ信号処理モードと単体レーダ信号処理モードとを切り替える機能を付加した、移行判定機能付分散開口対応レーダ１３１としている。また、センサシステム１３０は、実施の形態１のデータ相関統合部４０を、移行判定機能付データ相関統合部１３２としている。移行判定機能付データ相関統合部１３２は、実施の形態１のデータ相関統合機能部４１を、移行判定機能付データ相関統合機能部１３５としている。さらに、センサシステム１３０は、実施の形態１のネットワーク管理機能部５２を、移行判定機能付ネットワーク管理機能部１３６としている。また、センサシステム１３０は、実施の形態１のセンサ管理手段７０を、移行判定機能付センサ管理手段１３７としている。
【００９４】
移行判定機能付データ相関統合機能部１３５は、移行判定機能付分散開口対応レーダ１３１で生成される低ピーク探知データに含まれる反射波の信号強度が、図１５に示すように探知閾値Ｌ１を超えるピーク信号Ｐ１である情報を使用して、搭載センサ２５及びデータ通信手段８０から入力される目標対象物の観測情報を相関統合した結果を、目標情報管理機能部５０に出力する。同時に、移行判定機能付データ相関統合機能部１３５は、移行判定機能付ネットワーク管理機能部１３６に、分散開口レーダ信号処理モードの指示に対して、単体レーダ信号処理モードが可能であった結果を、単体レーダ移行情報として出力する。
【００９５】
つまり、図１３に示すように、移行判定機能付分散開口対応レーダ１３１は、ステップＳ１０１として、制御コマンド送信工程Ｓ２において送信されたセンサ制御コマンドに基づいて、分散開口レーダ信号処理モードで観測実施工程Ｓ３を実施する。ステップＳ１０１を実行すると、移行判定機能付分散開口対応レーダ１３１は、ステップＳ１０２として、分散開口レーダ信号処理モードにおいて得られる図１５に示す低ピーク探知データを取得し、低ピーク探知データに探知閾値Ｌ１を超えるピーク信号Ｐ１があるか否かを判定する。移行判定機能付分散開口対応レーダ１３１は、ステップＳ１０２において、ピーク信号Ｐ１があると判定する（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）と、ステップＳ１０３として、低ピーク探知データを単体レーダ信号処理モードにおけるレーダ探知データとして処理する。なお、移行判定機能付分散開口対応レーダ１３１は、単体レーダ信号処理モードが可能であるとする単体レーダ移行情報と共に、レーダ探知データを、移行判定機能付データ相関統合機能部１３５に出力し、分散開口レーダ信号処理モードは中断される。一方で、移行判定機能付分散開口対応レーダ１３１は、ステップＳ１０２において、ピーク信号Ｐ１がないと判定する（ステップＳ１０２：Ｎｏ）と、ステップＳ１０４として、分散開口レーダ信号処理モードを継続して実行し、低ピーク探知データとして処理する。なお、移行判定機能付分散開口対応レーダ１３１は、低ピーク探知データを、観測情報一時記憶機能部５１へ出力する。この後、一時記憶工程Ｓ４が行われる。
【００９６】
移行判定機能付ネットワーク管理機能部１３６は、単体レーダ移行情報が入力されると、目標対象物の観測時刻における他の航空機５Ｂ〜５Ｄから集積した低ピーク探知データを破棄し、移行判定機能付センサ管理手段１３７へ単体レーダ移行情報を出力する。そして、移行判定機能付センサ管理手段１３７は、単体レーダ移行情報に基づいて、分散開口レーダ信号処理モードから単体レーダ信号処理モードとなるように、センサ制御を実行する。
【００９７】
つまり、図１４に示すように、データ通信工程Ｓ５の開始時において、移行判定機能付ネットワーク管理機能部１３６は、ステップＳ１１１として、単体レーダ移行情報の入力の有無を判定する。移行判定機能付ネットワーク管理機能部１３６は、単体レーダ移行情報の入力が有ると判定する（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）と、ステップＳ１１２として、他の航空機５Ｂ〜５Ｄからの低ピーク探知データを破棄し、単体レーダ移行情報を、移行判定機能付センサ管理手段１３７に出力する。これにより、分散開口レーダ信号処理モードは中断される。一方で、移行判定機能付ネットワーク管理機能部１３６は、単体レーダ移行情報の入力が無いと判定する（ステップＳ１１１：Ｎｏ）と、ステップＳ１１３として、分散開口レーダ信号処理モードに係るデータ通信工程Ｓ５の処理を実施する。この後、分散探知工程Ｓ６が行われる。
【００９８】
このように、実施の形態６によるセンサシステム１３０は、単体レーダ信号処理モードで分散開口対応レーダ２０による観測が実行可能である場合に、分散開口レーダ信号処理モードから単体レーダ信号処理モードに切り替えることで、観測遅延の少ないレーダ探知データを生成してセンサシステム１３０全体で利用することができる。また、センサシステム１３０は、実観測結果に応じて、分散開口レーダ信号処理モードと単体レーダ信号処理モードとの切り替えを判断することで、予測ＲＣＳ（Radar Cross Section）に基づく切替え判断よりも、観測の状況を適切に判断したセンサ制御を実行することができる。これにより、航空機５Ａ〜５ＤのＲＣＳは被観測方位に応じて大きく変化することもあるため、センサシステム１３０は、観測状況に応じて、分散開口レーダ信号処理モードと単体レーダ信号処理モードとの切り替えを実施することで、探知確率を向上させることが期待できる。
【００９９】
実施の形態７．
図１６は、本発明の実施の形態７によるセンサシステムの構成を示す図である。図１６に示すセンサシステム１４０は、図１に示す実施の形態１のセンサシステム１のセンサ管理手段７０を、複数の航空機５Ａ〜５Ｄの隊形からターゲットエリアＥのエリアサイズとして設定可能な範囲を算出し、センサ制御ルール７１を参照して、最適なエリアサイズを算出してセンサ制御を指示する機能を付加した、ターゲットエリアサイズ算出機能付センサ管理手段１４１としている。
【０１００】
このように、実施の形態７によるセンサシステム１４０は、複数の航空機５Ａ〜５Ｄの隊形により、ターゲットエリアＥとして設定できる範囲を変化させることができる。このため、同時に観測したい範囲を広げると、誤警報が増加することから、ターゲットエリアサイズ算出機能付センサ管理手段１４１は、運用条件に応じて適切な範囲を設定することで、広域での早期捜索や、特定の小領域の集中捜索を実現することができる。また、ターゲットエリアサイズ算出機能付センサ管理手段１４１は、捜索範囲と捜索頻度を組み合わせて評価することで特定領域に、目標対象物が存在するか否かを、短時間で、かつ、精度高く推定することができる。
【０１０１】
実施の形態８．
図１７は、本発明の実施の形態８によるセンサシステムの構成を示す図である。図１７に示すセンサシステム１５０は、図１に示す実施の形態１のセンサシステム１に、分散開口対応レーダ２０の観測情報を記録するレーダデータ記録部１５１と、目標情報管理部５０で管理されている情報を記録する目標情報管理部用データ記録機能部１５２とを、さらに備えている。
【０１０２】
このように、実施の形態８によるセンサシステム１５０は、目標対象物へ送信する１つの送信波に対する複数の観測方位での反射波の情報を収集することができる。
【０１０３】
実施の形態９．
図１８は、本発明の実施の形態９によるセンサシステムの構成を示す図である。図１８に示すセンサシステム１６０は、図１７に示す実施の形態８のセンサシステム１５０に対して、センサ管理手段７０を、送受信用と受信用の航空機５Ａ〜５Ｄを選定して、分散開口レーダ信号処理モードでセンサ制御を指示する機能を付加した、記録制御機能付センサ管理手段１６１としている。
【０１０４】
つまり、記録制御機能付センサ管理手段１６１は、レーダデータ記録部１５１に記録された観測情報及び目標情報管理部用データ記録機能部１５２に記録された目標情報に基づいて、送受信用となる分散開口対応レーダ２０と、受信用となる分散開口対応レーダ２０レーダとを選定し、最適な分散開口対応レーダ２０の観測制御条件を設定する。
【０１０５】
このように、実施の形態９によるセンサシステム１６０は、記録制御機能付センサ管理手段１６１において、目標対象物へ送信する１つの送信波に対する複数の観測方位での反射波の情報を収集し、この情報に基づく、最適な分散開口対応レーダ２０の観測制御条件を設定することができる。
【０１０６】
実施の形態１０．
図１９は、本発明の実施の形態１０によるセンサシステムの構成を示す図である。図１９に示すセンサシステム１７０は、図１に示す実施の形態１のセンサシステム１に対して、分散開口探知手段６０を、送信源変更対応分散開口探知手段１７１とし、センサ管理手段７０を、送信源変更機能付センサ管理手段１７２としている。
【０１０７】
送信源変更対応分散開口探知手段１７１は、入力される複数の低ピーク探知データに含まれる情報から送信源変更が有利と判断した場合に、レーダ変更要求を送信源変更機能付センサ管理手段１７２へ出力する。送信源変更機能付センサ管理手段１７２は、送信源変更対応分散開口探知手段１７１からのレーダ変更要求が入力されると、送信源の航空機５Ａ〜５Ｄを変更する。
【０１０８】
このように、実施の形態１０によるセンサシステム１７０は、観測状況に応じて、有利な送信源となる航空機５Ａ〜５Ｄを選択することができる。
【０１０９】
実施の形態１１．
図２０は、本発明の実施の形態１１によるセンサシステムの構成を示す図である。図２０に示すセンサシステム１８０は、図１に示す実施の形態１のセンサシステム１に対して、分散開口対応レーダ２０を、適応型閾値機能付分散開口対応レーダ１８１とし、分散開口探知手段６０を、適応型閾値対応分散開口探知手段１８２とし、センサ管理手段７０を、送信源変更機能付センサ管理手段１８３としている。
【０１１０】
適応型閾値機能付分散開口対応レーダ１８１は、送信源変更機能付センサ管理手段１８３のセンサ制御に基づいて、分散開口レーダ信号処理モードで使用する低探知閾値Ｌ２を動的に変更している。適応型閾値対応分散開口探知手段１８２は、低探知閾値Ｌ２の変更に応じて、探知可否の基準を動的に変更している。送信源変更機能付センサ管理手段１８３は、各航空機５Ａ〜５Ｄの適応型閾値機能付分散開口対応レーダ１８１に対する低探知閾値Ｌ２を動的に算出して指示している。
【０１１１】
このように、実施の形態１１によるセンサシステム１８０は、複数の航空機５Ａ〜５Ｄの隊形を含む観測状況に応じて、有利な低探知閾値Ｌ２に動的に変更することで、探知能力を向上させることができる。
【０１１２】
実施の形態１２．
図２１は、本発明の実施の形態１２によるセンサシステムの構成を示す図である。図２１に示すセンサシステム１９０は、図１に示す実施の形態１のセンサシステム１に対して、分散開口対応レーダ２０を、分散速度ベクトル算出機能付分散開口対応レーダ１９１とし、データ相関統合部４０を、初期ゲート付データ相関統合部１９２とし、データ相関統合機能部４１を、初期ゲート付データ相関統合機能部１９３としている。
【０１１３】
分散速度ベクトル算出機能付分散開口対応レーダ１９１は、生成される低ピーク探知データに、航空機５Ａ〜５Ｄと目標対象物との相対的な１つの角度方向におけるドップラ速度に関する情報であるドップラ速度情報を付加して出力している。このため、分散開口探知手段６０によって生成される分散開口合成探知データは、複数の低ピーク探知データに基づいて生成されることから、分散開口合成探知データには、複数の角度方向におけるドップラ速度情報が含まれる。初期ゲート付データ相関統合部１９２の初期ゲート付データ相関統合機能部１９３は、分散開口合成探知データに含まれる複数の角度方向のドップラ速度情報から、航空機５Ａ〜５Ｄに対する目標対象物の３次元の角度方向の速度を予測している。また、初期ゲート付データ相関統合機能部１９３は、予測した３次元の角度方向に関する探知データを選定して取得するためのゲート判定処理を実行している。ここで、予測した３次元の角度方向に基づくゲート判定処理では、例えば、予測した目標対象物の３次元の角度方向に対し、相関の高い角度方向のドップラ速度を含む探知データを取得する一方で、相関の低い角度方向のドップラ速度を含む探知データを棄却する処理を実行する。
【０１１４】
このように、実施の形態１２によるセンサシステム１９０は、初期追尾において、３次元の角度方向のドップラ速度情報を得ることができるため、初期追尾のゲート判定処理を行うことで、探知データの選定を行うことができるため、初期追尾を改善することができる。
【０１１５】
実施の形態１３．
図２２は、本発明の実施の形態１３によるセンサシステムの構成を示す図である。図２２に示すセンサシステム２００は、図２１に示す実施の形態１２のセンサシステム１９０に対して、初期ゲート付データ相関統合部１９２を、尤度算出付データ相関統合部２０２とし、初期ゲート付データ相関統合機能部１９３を、尤度算出付データ相関統合機能部２０３としている。
【０１１６】
尤度算出付データ相関統合部２０２の尤度算出付データ相関統合機能部２０３は、分散開口合成探知データに含まれる複数の角度方向のドップラ速度情報から、航空機５Ａ〜５Ｄに対する目標対象物の３次元の角度方向の速度を予測している。また、尤度算出付データ相関統合機能部２０３は、予測した３次元の角度方向における予測速度と、分散開口合成探知データに基づき追尾処理することで得られる観測速度とを比較して、尤度を算出している。
【０１１７】
このように、実施の形態１３によるセンサシステム２００は、予測した３次元の角度方向における予測速度と、追尾処理によって得られる観測速度とを比較することで、旋回開始時の追尾維持を改善することができる。
【０１１８】
実施の形態１４．
図２３は、本発明の実施の形態１４によるセンサシステムの構成を示す図である。図２３に示すセンサシステム２１０は、図２１に示す実施の形態１２のセンサシステム１９０に対して、初期ゲート付データ相関統合部１９２を、運動モデル付データ相関統合部２１２とし、初期ゲート付データ相関統合機能部１９３を、運動モデル付データ相関統合機能部２１３としている。
【０１１９】
運動モデル付データ相関統合部２１２の運動モデル付データ相関統合機能部２１３は、分散開口合成探知データに含まれる複数の角度方向から、航空機５Ａ〜５Ｄに対する目標対象物の３次元の角度方向の速度を予測している。また、運動モデル付データ相関統合機能部２１３は、予測した３次元の角度方向における速度に基づいて、目標対象物の運動を予測して、平滑処理または予測位置算出を実施している。
【０１２０】
このように、実施の形態１４によるセンサシステム２１０は、予測した３次元の角度方向における速度に基づいて、目標対象物の運動を予測することで、旋回時の運動予測を改善することができる。
【０１２１】
実施の形態１５．
図２４は、本発明の実施の形態１５によるセンサシステムの構成を示す図である。図２４に示すセンサシステム２２０は、図２１に示す実施の形態１２のセンサシステム１９０に対して、初期ゲート付データ相関統合部１９２を、分散速度ベクトル探知利用機能付データ相関統合部２２２とし、初期ゲート付データ相関統合機能部１９３を、分散速度ベクトル探知利用機能付データ相関統合機能部２２３としている。また、図２４に示すセンサシステム２２０は、図２１に示す実施の形態１２のセンサシステム１９０に対して、目標情報管理部５０を、分散速度ベクトル対応目標情報管理部２２４とし、目標情報管理機能部５３を、分散速度ベクトル対応目標情報管理機能部２２５としている。さらに、図２４に示すセンサシステム２２０は、図２１に示す実施の形態１２のセンサシステム１９０に対して、センサ管理手段７０を、分散速度ベクトル対応機能付センサ管理手段２２６としている。
【０１２２】
分散速度ベクトル探知利用機能付データ相関統合部２２２の分散速度ベクトル探知利用機能付データ相関統合機能部２２３は、分散開口合成探知データに含まれる複数の角度方向のドップラ速度情報から、航空機５Ａ〜５Ｄに対する目標対象物の３次元の角度方向の速度を予測している。また、分散速度ベクトル探知利用機能付データ相関統合機能部２２３は、分散開口合成探知データに複数の角度方向が含まれる場合、特殊な相関統合結果として、分散開口合成探知データを分散速度ベクトル対応目標情報管理機能部２２５へ出力する。分散速度ベクトル対応目標情報管理部２２４の分散速度ベクトル対応目標情報管理機能部２２５は、分散速度ベクトル探知利用機能付データ相関統合機能部２２３から分散開口合成探知データが入力されると、センサ制御用の特殊目標として、分散開口合成探知データを、分散速度ベクトル対応機能付センサ管理手段２２６へ出力する。分散速度ベクトル対応機能付センサ管理手段２２６は、センサ制御用の特殊目標として、複数の角度方向のドップラ速度情報を含む分散開口合成探知データが入力された場合、予測した目標対象物の３次元の角度方向に基づいて、目標対象物の予測位置を算出し、算出した予測位置へ向けて搭載センサ２５及び分散開口対応レーダ２０を指向制御する。
【０１２３】
このように、実施の形態１５によるセンサシステム２２０は、１回の探知結果で、目標対象物の３次元の角度方向における速度ベクトルを推定して、搭載センサ２５及び分散開口対応レーダ２０を指向制御することができ、高機動の目標対象物に対して、追尾開始時間を短縮することができる。この結果、目標対象物の追尾開始可能な距離を延伸することができる。
【０１２４】
実施の形態１６．
図２５は、本発明の実施の形態１６によるセンサシステムの構成を示す図である。図２５に示すセンサシステム２３０は、図２１に示す実施の形態１２のセンサシステム１９０に対して、初期ゲート付データ相関統合部１９２を、電子妨害対処機能付データ相関統合部２３２とし、初期ゲート付データ相関統合機能部１９３を、電子妨害対処機能付データ相関統合機能部２３３としている。また、図２５に示すセンサシステム２３０は、図２１に示す実施の形態１２のセンサシステム１９０に対して、目標情報管理部５０を、電子妨害判定対応目標情報管理部２３４とし、目標情報管理機能部５３を、電子妨害判定対応目標情報管理機能部２３５としている。さらに、図２５に示すセンサシステム２３０は、図２１に示す実施の形態１２のセンサシステム１９０に対して、センサ管理手段７０を、電子妨害対処機能付センサ管理手段２３６としている。
【０１２５】
電子妨害対処機能付データ相関統合部２３２の電子妨害対処機能付データ相関統合機能部２３３は、分散開口合成探知データに含まれる複数の角度方向のドップラ速度情報を使用して、送信源の航空機５Ａでの位置及び速度の情報が電子妨害を受けているか否かを判定する。具体的に、電子妨害対処機能付データ相関統合機能部２３３は、分散開口合成探知データに含まれる複数の角度方向から、航空機５Ａ〜５Ｄに対する目標対象物の３次元の角度方向の速度を予測している。そして、電子妨害対処機能付データ相関統合機能部２３３は、予測した３次元の角度方向とは異なる（相関が低い）角度方向を含む探知データがある場合、当該探知データを生成した分散開口対応レーダ２０が電子妨害を受けていると判定する。電子妨害対処機能付データ相関統合機能部２３３は、電子妨害を受けている場合、追尾処理で電子妨害対処（電子防護処理）を実施すると同時に、電子妨害を受けている妨害情報を電子妨害判定対応目標情報管理機能部２３５へ出力する。電子妨害判定対応目標情報管理部２３４の電子妨害判定対応目標情報管理機能部２３５は、電子妨害対処機能付データ相関統合機能部２３３から妨害情報が入力された場合、被妨害の状況を目標情報として、電子妨害対処機能付センサ管理手段２３６へ出力する。電子妨害対処機能付センサ管理手段２３６は、観測中に妨害情報が入力された場合、妨害対処に応じた搭載センサ２５及び分散開口対応レーダ２０の制御を行う。
【０１２６】
このように、実施の形態１５によるセンサシステム２３０は、探知処理で得た速度ベクトルを、追尾処理結果と合わせて比較することで、分散開口レーダ信号処理モードにおいて分散探知の結果が妨害を受けていることを推定し、推定結果を元に追尾処理結果を補正する対策と、妨害波受信に応じてセンサ制御を変更する対策を実施でき、ＥＣＣＭ（Electronic Counter Counter Measures）能力を向上させることができる。
【０１２７】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【０１２８】
１  センサシステム、５Ａ〜５Ｄ  航空機、１０Ａ〜１０Ｄ  観測装置、１１Ａ〜１１Ｄ  パイロットインタフェース手段、２０  分散開口対応レーダ、２１  レーダ制御部、２２  レーダ観測部、２３  レーダ探知部、２５  搭載センサ、２６  センサ制御部、２７  センサ観測部、２８  センサ探知部、３０  分散開口対応データ融合手段、４０  データ相関統合部、４１  データ相関統合機能部、４２  航跡相関統合機能部、５０  目標情報管理部、５１  観測情報一時記憶機能部、５２  ネットワーク管理機能部、５３  目標情報管理機能部、６０  分散開口探知手段、６１  検出判定部、６２  探知データ生成部、７０  センサ管理手段、７１  センサ制御ルール、８０  データ通信手段、９１  外部センサ制御機構、１ａ  センサシステム（実施の形態２）、９５  移動体分散開口レーダ追尾処理部、１００  センサシステム（実施の形態３）、１０５  捜索機能付センサ管理手段、１１０  センサシステム（実施の形態４）、１１５  捜索分担設定機能付センサ管理手段、１２０  センサシステム（実施の形態５）、１２５  追尾機能付センサ管理手段、１３０  センサシステム（実施の形態６）、１３１  移行判定機能付分散開口対応レーダ、１３２  移行判定機能付データ相関統合部、１３５  移行判定機能付データ相関統合機能部、１３６  移行判定機能付ネットワーク管理機能部、１３７  移行判定機能付センサ管理手段、１４０  センサシステム（実施の形態７）、１４１  ターゲットエリアサイズ算出機能付センサ管理手段、１５０  センサシステム（実施の形態８）、１５１  レーダデータ記録部、１５２  目標情報管理部用データ記録機能、１６０  センサシステム（実施の形態９）、１６１  記録制御機能付センサ管理手段、１７０  センサシステム（実施の形態１０）、１７１  送信源変更対応分散開口探知手段、１７２  送信源変更機能付センサ管理手段、１８０  センサシステム（実施の形態１１）、１８１  適応型閾値機能付分散開口対応レーダ、１８２  適応型閾値対応分散開口探知手段、１８３  送信源変更機能付センサ管理手段、１９０  センサシステム（実施の形態１２）、１９１  分散速度ベクトル算出機能付分散開口対応レーダ、１９２  初期ゲート付データ相関統合部、１９３  初期ゲート付データ相関統合機能部、２００  センサシステム（実施の形態１３）、２０２  尤度算出付データ相関統合部、２０３  尤度算出付データ相関統合機能部、２１０  センサシステム（実施の形態１４）、２１２  運動モデル付データ相関統合部、２１３  運動モデル付データ相関統合機能部、２２０  センサシステム（実施の形態１５）、２２２  分散速度ベクトル探知利用機能付データ相関統合部、２２３  分散速度ベクトル探知利用機能付データ相関統合機能部、２２４  分散速度ベクトル対応目標情報管理部、２２５  分散速度ベクトル対応目標情報管理機能部、２２６  分散速度ベクトル対応機能付センサ管理手段、２３０  センサシステム（実施の形態１６）、２３２  電子妨害対処機能付データ相関統合部、２３３  電子妨害対処機能付データ相関統合機能部、２３４  電子妨害判定対応目標情報管理部、２３５  電子妨害判定対応目標情報管理機能部、２３６  電子妨害対処機能付センサ管理手段、Ｌ１  探知閾値、Ｌ２  低���知閾値、Ｐ１  ピーク信号、Ｐ２  低ピーク信号、Ｅ  ターゲットエリア。
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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