(57)【要約】【課題】  広い海域を航行する船の位置を特定し、それが不審船であるか否かの情報を収集するため航空機を、他の支援手段に依らず速やかに現場へ向かわせることのできる監視装置を得る。【解決手段】  各衛星２−１、２−２、２−３を用いて、船１からのレーダ波を航空機７へ中継する。また、各衛星２−１、２−２、２−３は自機の位置を航空機７へ伝える。航空機７に搭載した信号処理装置１１は自機の位置と、衛星２−１、２−２、２−３の位置と中継されたレーダ波の着信時刻の差を用いて、発信源の位置を特定する。【選択図】      図１
2012207957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船から発信されるレーダ波を中継して送信する中継機と、
自己位置を計測するＧＰＳ受信機と、
上記ＧＰＳ受信機により計測された自己の位置情報を送信する送信機と、
をそれぞれ具備した３つ以上の衛星と、
上記各衛星により中継されたレーダ波をそれぞれ受信し、それぞれが受信したレーダ波の着信時刻を求めるとともに、各衛星から送信される位置情報を受信する受信機と、
自己の位置を計測するＧＰＳ受信機と、
上記各衛星が中継したレーダ波毎の着信時刻の時間差を求め、当該求めた時間差、上記ＧＰＳ受信機により得られた自己の位置、および上記各衛星の位置情報を用いて、レーダ波を発信する船の位置を特定する信号処理装置と、
を具備した航空機と、
を備えたことを特徴とする監視装置。
【請求項２】
自己位置を計測するＧＰＳ受信機と、
船から発信されるレーダ波を受信し、受信したレーダ波の着信時刻を記録するとともに、ＧＰＳ受信機の計測した自己位置を記録する信号処理装置と、
上記信号処理装置の記録情報を送信する送信機と、
をそれぞれ具備した３つ以上の衛星と、
上記各衛星から送信される記録情報をそれぞれ受信する受信機と、
上記受信機の受信した各衛星からの記録情報にそれぞれ含まれる船から発信されたレーダ波の着信時刻に基づいて上記各衛星におけるレーダ波毎の着信時刻の時間差を求め、当該求めた時間差、および上記各衛星からの記録情報にそれぞれ含まれる各衛星の位置情報を用いて、レーダ波を発信する船の位置を特定する信号処理装置と、
を具備した航空機と、
を備えたことを特徴とする監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、広い海域における船の出現を検出し、その検出した船の位置を特定するための監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の艦船ないしは航空機に搭載され、船からのレーダ波を検出し、レーダ波の到来方向から船の存在する方位を探知する方位探知装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１４６３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の方位探知装置は、レーダ波の発信源（以下「発信源」と呼ぶ）の方位を探知する。発信源の位置を知るためには複数組の方位探知装置を配置し、かつ各組の方位探知装置が探知した方位の交差する点から発信源の位置を求める処理を行う。これは、予め限られた海域内に船が存在する場合を想定した処理であるが、より広い海域における船の出現を監視するためには、方位探知装置を広い海域に隈なく配置する必要がある。このため、方位探知装置を搭載した艦船または航空機を広範囲に多数配備しなければならず、その運用形態が複雑化し、例えば常時交替で複数組の艦船または航空機が海域に出動する運用が必要となるという問題があった。
【０００５】
また、発信源が不審船であるか否かの情報を収集するためには、発信源の現場へ向かう航空機を別途用意し、かつこの航空機へ発信源の位置を伝えて、航空機上で不審船であるか否かを判別する手段が必要となるという問題があった。
【０００６】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであって、広い海域における船の出現を監視し、出現した船の位置を特定する監視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】
【０００７】
この発明による監視装置は、船から発信されるレーダ波を中継して送信する中継機と、自己位置を計測するＧＰＳ受信機と、上記ＧＰＳ受信機により計測された自己の位置情報を送信する送信機と、をそれぞれ具備した３つ以上の衛星と、
上記各衛星により中継されたレーダ波をそれぞれ受信し、それぞれが受信したレーダ波の着信時刻を求めるとともに、各衛星から送信される位置情報を受信する受信機と、自己の位置を計測するＧＰＳ受信機と、上記各衛星が中継したレーダ波毎の着信時刻の時間差を求め、当該求めた時間差、上記ＧＰＳ受信機により得られた自己の位置、および上記各衛星の位置情報を用いて、レーダ波を発信する船の位置を特定する信号処理装置と、を具備した航空機と、
を備えたものである。
【０００８】
また、自己位置を計測するＧＰＳ受信機と、船から発信されるレーダ波を受信し、受信したレーダ波の着信時刻を記録するとともに、ＧＰＳ受信機の計測した自己位置を記録する信号処理装置と、上記信号処理装置の記録情報を送信する送信機と、をそれぞれ具備した３つ以上の衛星と、
上記各衛星から送信される記録情報をそれぞれ受信する受信機と、上記受信機の受信した各衛星からの記録情報にそれぞれ含まれる船から発信されたレーダ波の着信時刻に基づいて上記各衛星におけるレーダ波毎の着信時刻の時間差を求め、当該求めた時間差、および上記各衛星からの記録情報にそれぞれ含まれる各衛星の位置情報を用いて、レーダ波を発信する船の位置を特定する信号処理装置と、を具備した航空機と、
を備えたものであってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、航空機よりも高い高度を飛行する衛星を用いることにより、より広範囲に信号源の発するレーダ波を検出して、その位置情報を収集することができる。
【００１０】
また、不審船か否かの情報を収集する航空機の機上にて発信源の位置を特定できるため、発信源の位置特定を専用に行う別の装置の支援無しに、発信源の位置へ速やかに移動して、不審船の判別のための情報を収集することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１による監視装置の配置形態を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１による監視装置のブロック図である。
【図３】従来の方位探知装置を用いて発信源の位置を特定しようとする場合の艦船の配置を示す比較図である。
【図４】この発明の実施の形態２による監視装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１はこの発明に係る実施の形態１による不審船を監視する監視装置の配置形態を示す図である。図２は、実施の形態１による監視装置の構成を示すブロック図である。図１において、船１はレーダ装置（図示せず）を搭載し、搭載するレーダ装置からレーダ波を出している。ここでは、船１は不審船の可能性があるものと想定する。船１は監視対象とすべき広範囲の海域内に入り込んでいる。３つの衛星２−１、衛星２−２、衛星２−３は、それぞれ監視対象とすべき広範囲の海域の上空を飛しょうしている。航空機７は、監視対象とすべき広範囲の海域の上空を飛行している。
なお、衛星２は図１に示す３つに限るものではなく、監視対象とすべき広範囲の海域の上空を通過する衛星軌道上に、４つ以上配置されていてもよい。
【００１３】
船１から出たレーダ波は、その付近の上空を飛ぶ各衛星２−１、２−２、２−３に到達する。その時、船１から各衛星２−１、２−２、２−３までの間に、それぞれ空中線３−１、３−２、３−３が形成される。この各空中線３−１、３−２、３−３は、船１と各衛星２−１、２−２、２−３との位置関係に依存した経路長を持ち、船１からのレーダ波を受信する。
【００１４】
また、図２において、各衛星２−１、２−２、２−３は、それぞれにレーダ波を中継できる各中継機４−１、４−２、４−３と、各ＧＰＳ受信機５−１、５−２、５−３と、各送信機６−１、６−２、６−３を備えている。各ＧＰＳ受信機５−１、５−２、５−３は、それぞれ自機の位置を特定して、各衛星２−１、２−２、２−３の位置の情報を得る。各送信機６−１、６−２、６−３は、各ＧＰＳ受信機５−１、５−２、５−３で得た各衛星の位置の情報を伝送する。各衛星２−１、２−２、２−３は、不審船から発せられたレーダ波を、それぞれ各中継機４−１、４−２、４−３を介して航空機７へ中継する。また、各衛星２−１、２−２、２−３は、各ＧＰＳ受信機５−１、５−２、５−３で得られた自機の位置の情報を、それぞれ各送信機６−１、６−２、６−３を介して航空機７に伝送する。
【００１５】
航空機７は、船を目視観測する搭乗員ないしはカメラ２０を乗せている。航空機７は、受信機９と、自機の位置を特定できるＧＰＳ受信機１０と、信号処理装置１１を備えている。これにより、各衛星２−１、２−２、２−３から航空機７までの間に、それぞれ空中線８−１、８−２、８−３が形成され、その経路長は各衛星２−１、２−２、２−３と航空機７とのそれぞれの位置関係に依存して決まる。受信機９は、各空中線８−１、８−２、８−３を介して、各衛星２−１、２−２、２−３からそれぞれ衛星の位置の情報を受信する。
【００１６】
また、受信機９は、各空中線８−１、８−２、８−３を介して、不審船から発せられ各中継機４−１、４−２、４−３にて中継されたレーダ波を受信する。受信機９は、各衛星２−１、２−２、２−３の位置の情報を信号処理装置１１に入力する。受信機９は、各中継機４−１、４−２、４−３を介して中継されたレーダ波を受信し、その受信時刻を計測して、計測した受信時刻をレーダ波の着信時刻として信号処理装置１１に入力する。また、ＧＰＳ受信機１０により得られた自機の位置の情報は、信号処理装置１１に入力される。信号処理装置１１は、各衛星２−１、２−２、２−３のレーダ波の着信時刻と、各衛星２−１、２−２、２−３の位置の情報と、自機の位置の情報とを用いて、レーダ波の発信源の位置を特定する。搭乗員は、特定された発信源の位置情報に基づいて、該当位置に存在する船を目視によって観察するかもしくはカメラ２０によって撮影する。この船の観察または撮影された情報に基づいて、該当する船が不審船であるか否かを判断することが可能となる。
【００１７】
実施の形態１による監視装置は以上のように構成され、次のように動作する。
船１から発信されたレーダ波は航空機７へ至るまでに、船１から衛星２−１までの空中線３−１と衛星２−１から航空機７までの空中線８−１、船１から衛星２−２までの空中線３−２と衛星２−２から航空機７までの空中線８−２、及び船１から衛星２−３までの空中線３−３と衛星２−３から航空機７までの空中線８−３からなる、レーダ波の伝播経路（空中線）がそれぞれ形成される。
【００１８】
これら空中線の経路長の違いによって、航空機７へのレーダ波の着信時刻に差異を生じる。このとき、各衛星２−１、２−２、２−３の位置と航空機７の位置は、ＧＰＳを用いて既知であることから、空中線８−１、８−２、８−３の経路長も既知である。例えば、各衛星２−１、２−２、２−３のそれぞれの位置座標と航空機７の位置座標から座標間の距離を幾何学的に演算することで、空中線８−１、８−２、８−３の経路長をそれぞれ求めることができる。
【００１９】
また、空中線を伝播するレーダ波の速さを光速とみなすことで、航空機７に搭載した信号処理装置１１では、レーダ波が着信した時刻から時間的に遡って、各衛星２−１、２−２、２−３における着信時刻を知ることができる。例えば、各空中線８−１、８−２、８−３の経路長を光速で除算した値を、レーダ波が着信した各時刻から差し引くことで、各衛星２−１、２−２、２−３における着信時刻を求めることができる。
【００２０】
この着信時刻は差異を持つが、その差異は船１から各衛星２−１、２−２、２−３までの各空中線３−１、３−２、３−３の経路長の違いによるものである。各衛星２−１、２−２、２−３の位置が既知であることから、信号処理装置１１は経路長の違いに対応した船１の位置を、三角測量の原理を用いて特定することができる。信号処理装置１１によって特定された船の位置は、搭乗員またはカメラ２０に伝達される。
【００２１】
例えば、船１の未知の位置座標を（ｘ、ｙ、ｚ）、各衛星２−１、２−２、２−３のそれぞれの位置座標を（ｘ１、ｙ１、ｚ１）、（ｘ２、ｙ２、ｚ２）、（ｘ３、ｙ３、ｚ３）、各衛星２−１、２−２、２−３のそれぞれの着信時刻をｔ１、ｔ２、ｔ３とする。このとき、総当りによる着信時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３の時刻差ｔ１−ｔ２、ｔ２−ｔ３、ｔ３−ｔ１に光速ｃを乗算して得られる距離差について、それぞれ船１の未知の位置座標と各衛星２−１、２−２、２−３のそれぞれの位置座標とを用いた、例えば数１に示すような連立方程式を立てる。この連立方程式を解くことで、船１の位置座標を求めることができる。
【００２２】
【数１】
2012207957.tif 000003
【００２３】
このように実施の形態１による監視装置は、衛星を用いて広い海域の発信源からレーダ波を受信し、衛星からの情報を基に、目視観測を行う搭乗員ないしはカメラを乗せた航空機の機上にて、レーダ波の信号源の位置を特定する。これにより、信号源の位置から船の位置を特定することで、特定した位置に存在する不審船の判別のための情報収集を速やかに連携して実施することが可能となる。
【００２４】
図３は、従来の方位探知装置を用いて発信源の位置を特定する場合の同装置の配置を示す比較図である。図３において、方位探知装置１と方位探知装置２がそれぞれ２隻の艦船を用いて、発信源の方位１４−１と方位１４−２を得る。従来の技術では、このように複数の方位探知装置を配置し、かつそれぞれの方位探知装置が探知した方位が交差する点から発信源の位置を特定するための別途の装置が必要であった。
【００２５】
これに対し、実施の形態１による不審船の監視装置では、別途の装置を用いずに発信源の位置を直接求めることが出来る。さらに、目視観測する搭乗員ないしはカメラを乗せた航空機にて発信源の位置を把握できるため、他からの支援無しに自己の航空機によって速やかに現場へ向かい、不審船か否かの判断材料となる情報を収集することが可能となる。
【００２６】
実施の形態２．
上記実施の形態１は、各衛星２−１、２−２、２−３にて、船１からのレーダ波を航空機７へ中継する形態としたが、各衛星におけるレーダ波の着信時刻を航空機７へ伝えることが出来れば、中継機を用いずともよい。この実施の形態２による不審船を監視する監視装置は、各衛星２−１、２−２、２−３が、レーダ波を受信しかつその着信時刻を記録する信号処理装置１２−１、１２−２、１２−３を、それぞれ搭載したことを特徴とする。
【００２７】
図４は、実施の形態２による監視装置の構成を示すブロック図である。図４において、各衛星２−１、２−２、２−３は、図２における中継機４−１、４−２、４−３の代わりに、信号処理装置１２−１、１２−２、１２−３を具備している。ＧＰＳ受信機５−１、５−２、５−３の出力する自機の位置情報は、信号処理装置１２−１、１２−２、１２−３に入力される。また、信号処理装置１２−１、１２−２、１２−３の出力する記録情報は、送信機６−１、６−２、６−３に入力される。
【００２８】
空中線３−１、３−２、３−３におけるレーダ波の着信時刻は、信号処理装置１２−１、１２−２、１２−３にそれぞれ記録される。信号処理装置１２−１、１２−２、１２−３にそれぞれ記録されたレーダ波の着信時刻の記録内容と、ＧＰＳ受信機５−１、５−２、５−３にて取得した自機の位置の情報は、送信機６−１、６−２、６−３から航空機７へ伝送される。
【００２９】
航空機７に搭載された信号処理装置１１は、送信機６−１、６−２、６−３から伝送される信号処理装置１２−１、１２−２、１２−３の記録内容と、ＧＰＳ受信機５−１、５−２、５−３にて取得した自機の位置の情報とを受信する。信号処理装置１１は、この受信情報から、空中線３−１、３−２、３−３におけるレーダ波の各衛星２−１、２−２、２−３への着信時刻と、各衛星２−１、２−２、２−３の位置とがわかるので、実施の形態１と同様にして、三角測量の原理にて船１の位置を特定することができる。これによって、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、自機の位置の情報と特定したレーダ波を発信する船の位置の情報を利用して、航空機７を船の所在する位置の上空に迅速に移動させることが可能となる。
【００３０】
なお、実施の形態１、２による不審船の監視装置は、検出するレーダ波を救難信号に置き換えることで、救難活動に利用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３１】
１  船、２−１，２−２，２−３  衛星、３−１，３−２，３−３  空中線、４−１，４−２，４−３  中継機、５−１，５−２，５−３  ＧＰＳ受信機、６−１，６−２，６−３  送信機、７  航空機、８−１，８−２，８−３  空中線、９  受信機、１０  ＧＰＳ受信機、１１  信号処理装置、１２−１，１２−２，１２−３  信号処理装置。
【図１】
2012207957.tif 000004
【図２】
2012207957.tif 000005
【図３】
2012207957.tif 000006
【図４】
2012207957.tif 000007