(57)【要約】【課題】電波による信号を受信するまでの時間を短縮して電波発射源位置を迅速に推定できる方探センサ及び電波発射源位置推定システムを提供する。【解決手段】電波到来方向を推定する複数の方探センサの各々２０1〜２０3は、ＰＮコードでスペクトラム拡散された擬似ＧＰＳ信号を受信する基準アンテナ３１と、受信された擬似ＧＰＳ信号を周波数変換する周波数変換部３２と、周波数変換された信号と設定されたＰＮコードとの相関をとるマッチドフィルタ３４と、マッチドフィルタの出力を検波して信号検出状態を確認し、信号を検出できない場合に周波数制御及び受信ＰＮコードの再設定を行なう信号検波制御部とを含む第１受信部３０と、擬似ＧＰＳ信号を受信するアレーアンテナ４１と、第１受信部と同一構成の第２受信部４０と、第１受信部及び第２受信部からの信号に基づき電波到来方向を推定する方探処理部５０とを備える。【選択図】図２
2005195347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＮコードでスペクトラム拡散された擬似ＧＰＳ信号を受信する基準アンテナと、
前記基準アンテナで受信された前記擬似ＧＰＳ信号を周波数変換する第１周波数変換部と、前記第１周波数変換部で周波数変換された信号と設定されたＰＮコードとの相関をとる第１マッチドフィルタと、前記第１マッチドフィルタの出力を検波して信号検出状態を確認し、信号を検出できない場合に周波数制御及び受信ＰＮコードの再設定を行なう第１信号検波制御部とを含む第１受信部と、
前記擬似ＧＰＳ信号を受信するアレーアンテナと、
前記アレーアンテナで受信された前記擬似ＧＰＳ信号を周波数変換する第２周波数変換部と、前記第２周波数変換部で周波数変換された信号と設定されたＰＮコードとの相関をとる第２マッチドフィルタと、前記第２マッチドフィルタの出力を検波して信号検出状態を確認し、信号を検出できない場合に周波数制御及び受信ＰＮコードの再設定を行なう第２信号検波制御部とを含む第２受信部と、
前記第１受信部及び前記第２受信部からの信号に基づき電波到来方向を推定する方探処理部と、
を備えたことを特徴とする方探センサ。
【請求項２】
前記方探センサは、移動可能な移動体に搭載されてなることを特徴とする請求項１記載の方探センサ。
【請求項３】
電波到来方向を推定する複数の方探センサと、
前記複数の方探センサから得られる電波到来方向を表す情報に基づきＰＮコードでスペクトラム拡散された擬似ＧＰＳ信号の発射源位置を推定する位置処理部とを備え、
前記複数の方探センサの各々は、  
前記擬似ＧＰＳ信号を受信する基準アンテナと、
前記基準アンテナで受信された前記擬似ＧＰＳ信号を周波数変換する第１周波数変換部と、前記第１周波数変換部で周波数変換された信号と設定されたＰＮコードとの相関をとる第１マッチドフィルタと、前記第１マッチドフィルタの出力を検波して信号検出状態を確認し、信号を検出できない場合に周波数制御及び受信ＰＮコードの再設定を行なう第１信号検波制御部とを含む第１受信部と、
前記擬似ＧＰＳ信号を受信するアレーアンテナと、
前記アレーアンテナで受信された前記擬似ＧＰＳ信号を周波数変換する第２周波数変換部と、前記第２周波数変換部で周波数変換された信号と設定されたＰＮコードとの相関をとる第２マッチドフィルタと、前記第２マッチドフィルタの出力を検波して信号検出状態を確認し、信号を検出できない場合に周波数制御及び受信ＰＮコードの再設定を行なう第２信号検波制御部とを含む第２受信部と、
前記第１受信部及び前記第２受信部からの信号に基づき電波到来方向を推定する方探処理部と、
を備えたことを特徴とする電波発射源位置推定システム。
【請求項４】
前記複数の方探センサに、電波ホログラフィ機能を使用することを特徴とする請求項３記載の電波発射源位置推定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、方探センサ及び電波発射源位置推定システムに関し、特に、擬似ＧＰＳ信号の到来方向及び発射源位置を推定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、全地球測位システム（以下、「ＧＰＳ：Global Positioning System」というが知られている。このシステムでは、ユーザが所持するユーザＧＰＳ受信機は、高度約２万ｋｍの６つの円軌道に４つずつ配されたＧＰＳ衛星からの電波（以下、「ＧＰＳ信号」という）を受信し、自己位置、即ち緯度、経度、高度などを高い精度で割り出すことができる。
【０００３】
ユーザＧＰＳ受信機は、通常４基以上のＧＰＳ衛星から発射されるＧＰＳ信号を受信し、この受信したＧＰＳ信号に基づいて自己位置計算を行う。これをＧＰＳ測位と呼ぶ。このＧＰＳ測位は、全てのＧＰＳ衛星が上空に存在するため、その幾何学的配置から高さ方向の測位精度が水平方向と比較して劣化するという欠点を有する。
【０００４】
この欠点を補うために、近年は、地上擬似ＧＰＳ送信機や地上リピータ送信機を地上に設置し、擬似ＧＰＳを形成するといったシュードライト（Pseudolite）の研究がなされている。地上擬似ＧＰＳ送信機は、ＧＰＳ衛星と略同じ擬似ＧＰＳ信号を送信する。地上リピータ送信機はＧＰＳ信号を一旦受信し、その受信したＧＰＳ信号中の衛星番号だけを変更して擬似ＧＰＳ信号として再送信する。この擬似ＧＰＳによれば、ユーザＧＰＳ受信機にとって測位精度が改善されるという利点がある。
【０００５】
なお、ＧＰＳ信号を受信する技術として、搭載するメモリの容量を削減して小型化及び低コスト化を図りつつ演算時間も削減することができるマッチドフィルタによる相関検出方法及びこれが適用されたＧＰＳ受信機が知られている（例えば、特許文献１参照）。ＧＰＳ受信機における同期捕捉部に適用されるディジタルマッチドフィルタは、ＩＦ信号に対してＦＦＴ処理を施すＦＦＴ処理部と、このＦＦＴ処理部によって得られた周波数領域信号のうち負の周波数成分を除去する負の周波数除去フィルタと、この負の周波数除去フィルタによって得られた周波数領域信号をバッファリングするメモリと、ＧＰＳ衛星からのＲＦ信号における拡散符号と同じ拡散符号を発生する拡散符号発生器と、この拡散符号発生器によって発生された拡散符号に対してＦＦＴ処理を施すＦＦＴ処理部と、少なくともこのＦＦＴ処理部によって得られた周波数領域信号をバッファリングするメモリとを備えて構成されている。
【０００６】
また、他の関連する技術として、同時に複数の電波を受信し電波の到来方位を測定する電波到来方位測定装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。この電波到来方位測定装置は、空中線からの受信信号を、増幅器と、ミキサ及び単一の局部発振器と、フィルタと、Ａ／Ｄ変換器とを介してＦＦＴ処理器に供給し、周波数チャンネルの位相値を計算させる。ＦＦＴ処理器の出力位相値はメモリを介して信号処理器に供給されて到来方位が演算される。この電波到来方位測定装置によれば、高速なＡ／Ｄ変換器と、ＦＦＴ処理器とを組み合わせることにより、広帯域（数ＭＨｚ程度）に存在する通信波の位相値を同時に得ることが可能となり、この位相値から位相比較の演算を行う信号処理器を用いることにより、複数の電波の到来方位を短時間に得ることができる。
【特許文献１】特開２００３−２５８６８２号公報
【特許文献２】特開平１０−２２１４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した擬似ＧＰＳは、地上擬似ＧＰＳ送信機や地上リピータ送信機が正常なときは上述した利点があるが、故障などの異常が発生した場合は干渉源となる。その結果、ＧＰＳ衛星のみによる測位より精度が劣化したり、ＧＰＳ衛星からの受信が途切れるなどの問題を誘発する場合がある。
【０００８】
この場合、干渉源の場所が特定されていれば早急に運用管理者に通知することで問題の影響を最小限に止めることができるが、もしその場所が明確になっておらず、運用管理者も知りえなかった場合、干渉源の位置を早急に特定する必要がある。しかしながら、擬似ＧＰＳ信号の受信には、ＧＰＳ信号の受信と同様に、多くの時間を要するので、迅速な対応ができないという問題がある。
【０００９】
本発明は、上述した問題を解消するためになされたものであり、電波による信号を受信するまでの時間を短縮できる方探センサ及び該方探センサを複数用いて電波発射源位置を迅速に推定できる電波発射源位置推定システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る方探センサは、上記課題を解決するために、ＰＮコードでスペクトラム拡散された擬似ＧＰＳ信号を受信する基準アンテナと、前記基準アンテナで受信された前記擬似ＧＰＳ信号を周波数変換する第１周波数変換部と、前記第１周波数変換部で周波数変換された信号と設定されたＰＮコードとの相関をとる第１マッチドフィルタと、前記第１マッチドフィルタの出力を検波して信号検出状態を確認し、信号を検出できない場合に周波数制御及び受信ＰＮコードの再設定を行なう第１信号検波制御部とを含む第１受信部と、前記擬似ＧＰＳ信号を受信するアレーアンテナと、前記アレーアンテナで受信された前記擬似ＧＰＳ信号を周波数変換する第２周波数変換部と、前記第２周波数変換部で周波数変換された信号と設定されたＰＮコードとの相関をとる第２マッチドフィルタと、前記第２マッチドフィルタの出力を検波して信号検出状態を確認し、信号を検出できない場合に周波数制御及び受信ＰＮコードの再設定を行なう第２信号検波制御部とを含む第２受信部と、前記第１受信部及び前記第２受信部からの信号に基づき電波到来方向を推定する方探処理部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る電波発射源位置推定システムは、電波到来方向を推定する複数の方探センサと、前記複数の方探センサから得られる電波到来方向を表す情報に基づきＰＮコードでスペクトラム拡散された擬似ＧＰＳ信号の発射源位置を推定する位置処理部とを備え、前記複数の方探センサの各々は、前記擬似ＧＰＳ信号を受信する基準アンテナと、
前記基準アンテナで受信された前記擬似ＧＰＳ信号を周波数変換する第１周波数変換部と、前記第１周波数変換部で周波数変換された信号と設定されたＰＮコードとの相関をとる第１マッチドフィルタと、前記第１マッチドフィルタの出力を検波して信号検出状態を確認し、信号を検出できない場合に周波数制御及び受信ＰＮコードの再設定を行なう第１信号検波制御部とを含む第１受信部と、前記擬似ＧＰＳ信号を受信するアレーアンテナと、
前記アレーアンテナで受信された前記擬似ＧＰＳ信号を周波数変換する第２周波数変換部と、前記第２周波数変換部で周波数変換された信号と設定されたＰＮコードとの相関をとる第２マッチドフィルタと、前記第２マッチドフィルタの出力を検波して信号検出状態を確認し、信号を検出できない場合に周波数制御及び受信ＰＮコードの再設定を行なう第２信号検波制御部とを含む第２受信部と、前記第１受信部及び前記第２受信部からの信号に基づき電波到来方向を推定する方探処理部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る方探センサによれば、第１受信部及び第２受信部にマッチドフィルタを設けて、周波数変換された信号と設定されたＰＮコードとの相関をとり、受信波の信号を得るように構成したので、擬似ＧＰＳ信号を受信するまでの時間を短縮することができる。また、本発明に係る電波発射源位置推定システムによれば、複数の方探センサを用いることにより電波発射源位置を迅速に推定できる。その結果、干渉源の位置を早急に運用管理者に通知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例に係る方探センサ及び電波発射源位置推定システムを、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
まず、本発明に係る電波発射源位置推定システムの概念を、図１に示す概念図を参照しながら説明する。図１は本発明に係る電波発射源位置推定システム１０が、４個のＧＰＳ衛星１１1〜１１4とユーザＧＰＳ受信機１２とから構成される通常のＧＰＳに地上擬似ＧＰＳ送信機１３及び地上リピータ送信機１４が追加されて構成された擬似ＧＰＳに適用される状態を示している。
【００１５】
ＧＰＳ衛星１１1〜１１4はＧＰＳ信号を送信する。このＧＰＳ衛星１１1〜１１4から送信されたＧＰＳ信号は、地上に存在する地上擬似ＧＰＳ送信機１３及び地上リピータ送信機１４によって受信される。
【００１６】
地上擬似ＧＰＳ送信機１３は、ＧＰＳ衛星と略同じ擬似ＧＰＳ信号を送信する。この地上擬似ＧＰＳ送信機１３から送信された擬似ＧＰＳ信号は、ユーザＧＰＳ受信機１２によって受信される。
【００１７】
地上リピータ送信機１４は、ＧＰＳ衛星１１1〜１１4から送信されたＧＰＳ信号を一旦受信し、その受信したＧＰＳ信号中の衛星番号だけを変更して擬似ＧＰＳ信号として再送信する。この地上リピータ送信機１４から送信された擬似ＧＰＳ信号は、ユーザＧＰＳ受信機１２によって受信される。
【００１８】
ユーザＧＰＳ受信機１２は、ＧＰＳ衛星１１1〜１１4からのＧＰＳ信号及び地上擬似ＧＰＳ送信機１３や地上リピータ送信機１４からの擬似ＧＰＳ信号を受信して自己位置計算を行う。これにより、高い精度で測位を行うことができるようになっている。
【００１９】
電波発射源位置推定システム１０は、上述した擬似ＧＰＳに対して追加されて使用される。この電波発射源位置推定システム１０は、擬似ＧＰＳ信号の到来方向を推定するための３つの方探センサ２０1〜２０3及び電波発射源位置を推定するための位置処理部２１から構成されている。
【００２０】
なお、方探センサの数は３つに限らず、複数であればよい。また、方探センサ２０は、地上に固定的に設置される場合の他に、方探センサ車１０’に搭載されて移動可能に構成される場合もある。
【００２１】
電波発射源位置推定システム１０では、擬似ＧＰＳを構成する地上擬似ＧＰＳ送信機１３又は地上リピータ送信機１４が干渉源になった場合、３つの方探センサ２０1〜２０3で擬似ＧＰＳ信号を受信する。そして、方探センサ２０1〜２０3の各々は、干渉源の電波到来方向を推定する。方探センサ２０1〜２０3で推定された電波到来方向を表す方向データは、位置処理部２１に送られる。
【００２２】
位置処理部２１は、方探センサ２０1〜２０3から送られてくる３つの方向データに基づき、周知の方法で干渉源（電波発射源）の位置を推定する。これにより、干渉源の場所を早急に運用管理者に通知することができるので、問題の影響を最小限に止めることができる。
【００２３】
ところで、方探センサ２０1〜２０3で擬似ＧＰＳ信号の到来方向を推定するためには、まず、擬似ＧＰＳ信号を受信しなければならない。擬似ＧＰＳ信号は、ＧＰＳ信号と同様に、擬似雑音符号（Pseudo-random Noise code：ＰＮコード）によって広帯域にスペクトラム拡散された信号である。このような方探センサ２０1〜２０3は、ユーザＧＰＳ受信機１２と同様の受信機能を組み込んで擬似ＧＰＳ信号を受信するように構成できる。
【００２４】
ユーザＧＰＳ受信機１２では、一般に、測距のために、まず、ＰＮコード相関を得るためのスライディングサーチが行われる。スライディングサーチとは、自己が保持するＰＮコードと時系列に入力される受信信号との位相をずらしながら相関をとり、その相関のピークを検出することにより同期がとれる位相を検出する技術である。このスライディングサーチによって、ＰＮコード相関が得られた後に、ＤＬＬ（Delay Locked Loop）制御等によりＰＮコードの連続追尾が行われる。そして、ユーザＧＰＳ受信機１２内で追尾している状態でのＰＮコード位相が測距情報として使用される。
【００２５】
ユーザＧＰＳ受信機１２でＧＰＳ信号（擬似ＧＰＳ信号も同じ）を受信するには、スライディングサーチで相関を検出する処理が行われるが、これに多くの時間を要することはよく知られている。特に、受信しようとしているＰＮコードパターンがどの衛星番号のものであるかという情報がない場合、全ての衛星番号でスライディングサーチを行う必要がある。通常、１つのＧＰＳ衛星から信号を受信するには、１〜２分程度を要する。
【００２６】
そこで、方探センサ２０1〜２０3では、信号を受信するための受信部に一般的なＧＰＳ受信機で採用されているスライディングサーチの技術ではなく、短時間で相関をとることのできるマッチドフィルタを採用している。マッチドフィルタは測距できないという欠点があるが、方探センサ２０1〜２０3では電波の到来方向のみがわかればよいという観点から受信（ＰＮコード相関）さえできれば良いとの考えである。
【００２７】
図２は方探センサ２０1〜２０3の構成を示すブロック図である。なお、方探センサ２０1〜２０3の各々の構成は同一であるので、以下では、特に区別が必要な場合を除き、「方探センサ２０」として説明する。この図２は、電波ホログラフィとして構成された方探センサ２０にマッチドフィルタを適用した例を示している。
【００２８】
方探センサ２０は、第１受信部３０、第２受信部４０及び方探処理部５０から構成されている。
【００２９】
第１受信部３０には基準アンテナ３１が接続されている。方探センサ２０は、周波数変換部３２、Ａ／Ｄ変換器３３、マッチドフィルタ３４、Ｄ／Ａ変換器３５、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３６、信号検波制御部３７及び局部発振器３８から構成されている。
【００３０】
周波数変換部３２は、基準アンテナ３１から送られてくる高周波信号を、局部発振器３８からの信号に応じて、後段のＡ／Ｄ変換器３３でサンプリングできる周波数帯のＩＦ信号に変換する。この周波数変換部３２で変換することにより得られたＩＦ信号は、Ａ／Ｄ変換器３３に送られる。
【００３１】
Ａ／Ｄ変換器３３は、周波数変換部３２から送られてくるＩＦ信号をサンプリングし、デジタル信号に変換する。このＡ／Ｄ変換器３３で得られたサンプリングデータはマッチドフィルタ３４に送られる。
【００３２】
マッチドフィルタ３４は、シフトレジスタ６０、レジスタ６１、乗算回路６２及び加算器（ＳＵＭ）６３から構成されている。
【００３３】
シフトレジスタ６０は、ＧＰＳ信号のＰＮコード列数に等しい１０２３個（もしくは１０２３×整数個）のレジスタがシフト可能に連結されて構成されている。シフトレジスタ６０には、Ａ／Ｄ変換器３３からのサンプリングデータが入力される。このシフトレジスタ６０から並列に出力される１０２３個（もしくは１０２３×整数個）のデータは、乗算回路６２の一方の入力端子に送られる。
【００３４】
レジスタ６１は、１０２３ビット（もしくは１０２３×整数）のレジスタであり、受信しようとするＰＮコード列が設定される。ＰＮコード周期は１ｍｓと定められている。従って、レジスタ６１の内容は、１ｍｓのＰＮコードパターンに設定される。このレジスタ６１から並列に出力される１０２３個（もしくは１０２３×整数個）のデータは、乗算回路６２の他方の入力端子に送られる。
【００３５】
乗算回路６２は、シフトレジスタ６０からの１０２３個（もしくは１０２３×整数個）のデータとレジスタ６１からの１０２３個（もしくは１０２３×整数個）のデータとの積をとり出力する。この乗算回路６２から出力される１０２３個（もしくは１０２３×整数個）のデータは加算器６３に送られる。
【００３６】
加算器６３は、乗算回路６２からの１０２３個（もしくは１０２３×整数個）のデータを合計する。従って、シフトレジスタ６０からの１０２３個（もしくは１０２３×整数個）のデータとレジスタ６１からの１０２３個（もしくは１０２３×整数個）のデータとが一致する場合は、加算器６３は大きな値を出力し、一致しない場合は小さな値を出力する。この加算器６３の出力が相関値として使用される。従って、ＰＮコード周期の１ｍｓ程度、初回の受信時を考慮した場合であっても最大２ｍｓ程度で相関を得ることが可能となる。この加算器６３の出力は、Ｄ／Ａ変換器３５に送られる。
【００３７】
Ｄ／Ａ変換器３５は、マッチドフィルタ３４から１ｍｓ毎に出力される信号をアナログ信号に変換する。これにより、マッチドフィルタ３４から出力される１ｍｓ毎のデータに応じたエンベロープ（包絡線）を有するアナログ信号が得られる。このアナログ信号は、１ｍｓ毎のデータに基づき作成されるため、その周波数は５００Ｈｚ以下になる。このＤ／Ａ変換器３５から出力されるアナログ信号はローパスフィルタ３６に送られる。
【００３８】
ローパスフィルタ３６は、５００Ｈｚのカットオフ周波数を有し、Ｄ／Ａ変換器３５からのアナログ信号の高域成分をカットする。これにより、ローパスフィルタ３６から受信波と同一の形状を有する信号が得られる。このローパスフィルタ３６から出力される信号は、信号検波制御部３７及び方探処理部５０に送られる。
【００３９】
信号検波制御部３７は、ローパスフィルタ３６からの信号を検波し、検波により有意な信号が得られなかった場合には、局部発振器３８に対して発信周波数の変更を指示する周波数制御信号を送る。また、信号検波制御部３７は、方探処理部５０からの受信制御信号に応じて、マッチドフィルタ３４のレジスタ６１に、受信するＰＮコードを設定する。
【００４０】
局部発振器３８は、信号検波制御部３７からの周波数制御信号に応じて、受信した高周波信号を中間周波数のＩＦ信号に変換するために必要とする発信周波数を有する信号を生成する。この局部発振器３８で生成された信号は、周波数変換部３２に送られる。
【００４１】
ここで、基準アンテナ３１から入力される擬似ＧＰＳ信号の周波数ｆ0に、例えばドプラー効果により、図３に示すようにｆ0−１０ｋＨｚ〜ｆ0＋１０ｋＨｚの範囲で周波数シフトが発生する場合を考える。この場合、以下の受信波の信号を得るためには、局部発振器３８で発生される周波数を、ｆ0−１０ｋＨｚ〜ｆ0＋１０ｋＨｚの範囲で５００Ｈｚずつ切り替えて相関がとれるかどうかを確認する必要がある。
【００４２】
従って、周波数サーチを行う範囲は２０ｋＨｚになり、これを５００Ｈｚずつ切り替えるとすると、局部発振器３８で発生される周波数の切り替え回数は４０回になる。ここで、ＰＮコードの相関を検出するための最大時間を２ｍｓとすると、１つの設定したＰＮコードに対する信号を８０ｍｓで受信することができる。従って、一般のユーザＧＰＳ受信機で採用されているスライディングサーチで相関を検出して信号を受信する場合に要する１〜２分に比べて受信時間を大幅に短縮することができる。
【００４３】
なお、衛星番号が既知でなく、ＰＮコードを設定しなおした場合、１００種類のＰＮコードを再設定しても理論的には８秒で受信できることになる。
【００４４】
また、第２受信部４０にはアレーアンテナ４１が接続されている。第２受信部４０の構成及び動作は、アレーアンテナ４１から受信信号が入力される点を除けば、上述した第１受信部３０の構成及び動作と同じである。
【００４５】
方探処理部５０は、第１受信部３０及び第２受信部４０に受信制御信号を送ることによりＰＮコードの設定を変更する。これにより、衛星番号が既知でない場合に複数種類のＰＮコードを順次設定することができる。
【００４６】
また、方探処理部５０は、アンテナ切換制御信号をアレーアンテナ４１に送って素子の切り換えを指示する。そして、このアンテナ切換信号に応じて第２受信部４０から送られてくる各素子で受信した信号と第１受信部３０から送られてくる基準アンテナ３１で受信した信号との位相情報に基づき電波の到来方向、具体的にはアレーアンテナ４１の正面方向に対する方位方向の仰角θ及び方位角ψを求める。これにより、電波が到来する３次元方向を求めることができ、電波ホログラフィとしての機能が実現されている。なお、電波の到来方向を推定するアルゴリズムとしては、インターフェロメトリやＭＵＳＩＣ法、その他の種々の方法を用いることができる。
【００４７】
以上のようにして方探センサ２０1〜２０3の各々で推定された電波の到来方向を表す３つの方向データは位置処理部２１（図１参照）に送られる。位置処理部２１では、上述したように、方探センサ２０1〜２０3から送られてくる３つの方向データに基づき、周知の方法で干渉源（電波発射源）の位置を推定する。
【００４８】
なお、電波発射源位置は、一般に、３つ以上の方探センサで得られる電波到来方向情報から計算できる。しかし、従来の電波監視等で使用されている方探センサで得られる電波到来方向情報は、地上において方位角のみの情報である。そのため、推定する位置情報も地上の２次元位置情報である。
【００４９】
これに対し、上述した本発明の実施例に係る電波発射源位置推定システムでは、方探センサ３０として電波ホログラフィを用いているので、図４（Ａ）に示すように、アレーアンテナ４１を天頂方向に向けて設置することで、電波到来方向の情報として仰角θ及び方位角ψの情報を得ることができる。
【００５０】
その結果、複数の方探センサから得られる仰角、方位角情報と併せて計算することにより３次元での電波の発射源位置を推定できる。例えば、方探センサ２０1のアレーアンテナ４１1、方探センサ２０2のアレーアンテナ４１2及び方探センサ２０3のアレーアンテナ４１3を、例えば図４（Ｂ）に示すように配置することにより、上空を飛行する飛行機が電波発射源であっても、その位置を推定することができる。
【００５１】
なお、アレーアンテナ４１を天頂方向に向け設置することで、ＧＰＳ衛星１１1〜１１4からのＧＰＳ信号も受信することになるため、ＧＰＳ信号と擬似ＧＰＳ信号の区別する必要があるが、ＧＰＳ信号を受信して復調することにより得られるＧＰＳアルマナックデータから実際の全ＧＰＳ衛星の方向を計算できるため、電波の到来方向を推定することによりＧＰＳ信号と擬似ＧＰＳ信号とを区別することができる。
【００５２】
以上説明したように、本発明の実施例に係る電波発射源位置推定システムによれば、第１受信部３０にマッチドフィルタ３４を設けて相関をとり、これにより受信波の信号を得るように構成したので、擬似ＧＰＳ信号を受信するまでの時間を短縮することができ、電波発射源位置を迅速に推定できる。その結果、干渉源の位置を早急に運用管理者に通知することができる。
【００５３】
また、方探センサ２０1〜２０3は、基準アンテナ３１で擬似ＧＰＳ信号を受信する第１受信部３０とアレーアンテナ４１で擬似ＧＰＳ信号を受信する第２受信部４０とを設けて電波ホログラフィとして機能するように構成したので、電波発射源（干渉源）の３次元位置を推定することができる。従って、電波発射源が例えば上空にあっても、その位置を推定することができる。
【００５４】
なお、上述した実施例では、方探センサ２０は電波ホログラフィとして機能するように構成したが、第２受信部４０及びアレーアンテナ４１を除去して擬似ＧＰＳ信号の到来方位のみを推定するように構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係る方探センサ及び電波発射源位置推定システムは、擬似ＧＰＳ信号の電波発射源を監視する電波監視システムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る電波発射源位置推定システムの概念を示す概念図である。
【図２】本発明の実施例に係る電波発射源位置推定システムで使用される方探センサの構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す方探センサにおいて信号を受信するまでに要する時間を説明するための図である。
【図４】本発明の実施例に係る電波発射源位置推定システムを電波ホログラフィとして使用して３次元の電波発射源位置を推定する動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  電波発射源位置推定システム
１０’  方探センサ車
１１1〜１１4  ＧＰＳ衛星
１２  ユーザＧＰＳ受信機
１３  地上擬似ＧＰＳ受信機
１４  地上リピータ送信機
２０、２０1〜２０3  方探センサ
２１  位置処理部
３０  第１受信部
３１  基準アンテナ
３２  周波数変換部
３３  Ａ／Ｄ変換器
３４  マッチドフィルタ
３５  Ｄ／Ａ変換器
３６  ローパスフィルタ
３７  信号検波制御部
３８  局部発振器
４０  第２受信部
４１、４１1〜４１3  アレーアンテナ
５０  方探処理部
６０  シフトレジスタ
６１  レジスタ
６２  乗算回路
６３  加算器
【図１】
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【図２】
2005195347.tif 000004
【図３】
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【図４】
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