(57)【要約】      （修正有）【課題】前方散乱レーダーを使用して、飛行する対象の距離パラメータまたは速度を含む対象の軌道を決定する。【解決手段】対象の運動パラメータ２６を得るための計算機２０であって、計算機２０は、少なくとも２つの時間差で一つ以上の運動パラメータ２６を得るように構成される。第１の時間差は対象による送受信機ラインの第１の組の通過のタイミングを示し、第２の時間差は対象による送受信機ラインの第２の組の通過のタイミングを示し、送受信機ラインの第２の組は送受信機ラインの第１の組とは異なる。【選択図】図１
2013024877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象（１４）の一つ以上の運動パラメータ（２６）を得るための計算機（２０）であって、
前記計算機（２０）は、第１および第２の範囲の共通部分を用いて、距離パラメータｈの可能な値の第１および第２の範囲の重なりに基づいて一つ以上の運動パラメータ（２６）のうちの距離パラメータｈを推定するように構成され、
第１の範囲は第１の時間差に基づいて得られ、第２の範囲は第２の時間差に基づいて得られ、
前記第１の時間差が対象（１４）による送受信機ラインの第１の組の通過の順序を示し、送受信機ラインの第１の組は、交差点（４４）において互いに交差する２つの送受信機ライン（１６；４２）を含み、
前記第２の時間差が対象（１４）による送受信機ラインの第２の組の通過の順序を示し、送受信機ラインの第２の組は、送受信機ラインの第１の組とは異なるものであって、互いに交差する２つの送受信機ラインを含み、
前記距離パラメータｈは、運動パラメータ（２６）のうちの１つであって、対象（１４）の軌道（１３）と、送受信機ライン（３０、１６、４２、４０）の２つの組を定める送信機（２８、１０、４６、４８）または受信機（１２、３８，５０、５２）のうちの１つとの間の距離を示す、計算機（２０）。
【請求項２】
対象（１４）の一つ以上の運動パラメータ（２６）を得るための計算機（２０）であって、
前記計算機（２０）は、少なくとも２つの時間差に基づいて一つ以上の運動パラメータ（２６）を得るように構成され、
時間差の第１は、対象（１４）による送受信機ラインの第１の組の通過のタイミングを示し、
時間差の第２は、対象（１４）による送受信機ラインの第２の組の通過のタイミングを示し、送受信機ラインの第２の組は送受信機ラインの第１の組とは異なる、計算機（２０）。
【請求項３】
送受信機ライン（３０、１６、４２、４０）の２つの組は、２つの受信機（１０、２８）および２つの送信機（１２、３８）によって定義される、請求項２に記載の計算機（２０）。
【請求項４】
前記計算機（２０）は、一つ以上の運動パラメータ（２６）のうちの距離パラメータｈの可能な値の第１の範囲を得るように構成され、
前記距離パラメータｈは、第２の送受信機ライン（１６）の通過および第３の送受信機ライン（４２）の通過の順序を示す時間差の一つに基づいて、前記対象（１４）の軌道（１３）と、送信機（２８、１０）または受信機（１２、３８）のうちの１つとの間の距離を示し、
第２および第３の送受信機ライン（４２、１６）は交差点（４４）において互いに交差する、請求項２または請求項３に記載の計算機（２０）。
【請求項５】
前記計算機（２０）は、第２の送受信機ライン（１６）の通過および第３の送受信機ライン（４２）通過の順序に基づいて、
交差点（４４）の距離パラメータｈ１が、交差点（４４）と送信機（２８、１０）または受信機（１２、３８）の１つとの間の距離を示すとき、距離パラメータｈの可能な値が交差点（４４）の距離パラメータｈ１より大きいか小さいか、または、
距離パラメータｈが交差点（４４）の距離パラメータｈ１（４４）に等しいかどうかを示す情報を得るように構成される、請求項４に記載の計算機（２０）。
【請求項６】
前記計算機（２０）が更なる交差する送受信機ラインの通過のタイミングを示す更なる時間差に基づいて距離パラメータｈの可能な値の第２の範囲を得るように構成され、
前記計算機（２０）は、第１および第２の範囲の共通部分を用いて距離パラメータｈの可能な値の第１および第２の範囲に基づいて距離パラメータｈを推定するように構成される、請求項４または請求項５に記載の計算機（２０）。
【請求項７】
前記計算機（２０）は、送受信機ライン（３０、４２、１６、４０）に関する幾何学的な情報を用いて一つ以上の運動パラメータ（２６）を得るように構成される、請求項２ないし請求項６のいずれかに記載の計算機（２０）。
【請求項８】
前記計算機（２０）は、対象（１４）の軌道（１３）と送信機（２８、１０）または受信機（１２、３８）のうちの１つとの間の距離を示す距離パラメータｈ、対象（１４）の速度を示す速度パラメータｖ、および第１の時間差の間の関係を示す第１の方程式（２０ａ）に基づいて、および／または対象（１４）の軌道（１３）と送信機（２８、１０）の一つまたは受信機（１２、３８）の一つとの間の距離を示す距離パラメータｈ、対象の速度を示す速度パラメータｖ、および第２の時間差の間の関係を示す第２の方程式（２０ｂ）に基づいて、運動パラメータ（２６）を得るように構成される、請求項２ないし請求項７のいずれかに記載の計算機（２０）。
【請求項９】
前記計算機（２０）は、第１の方程式（２０ａ）および／または第２の方程式（２０ｂ）を含む連立方程式の解を決定するように構成される、請求項８に記載の計算機（２０）。
【請求項１０】
前記方程式（２０ａ、２０ｂ）は、送受信機ライン（３０、１６、４２および４０）の２つの組の幾何学的なパラメータに依存し、
運動パラメータ（２６）の一意解が得られるように、第１の方程式（２０ａ）および第２の方程式（２０ｂ）が線形独立であるように、送受信機ライン（３０、１６、４２、４０）の２つの組が選択される、請求項８または請求項９に記載の計算機（２０）。
【請求項１１】
前記計算機（２０）は、対象の軌道（１３）と受信機（１２、３８）または送信機（２８、１０）のうちの１つとの間の距離（３２）および対象（１４）の速度が一定であるという仮定に基づいて運動パラメータ（２６）を得るように構成される、請求項２ないし請求項１０のいずれかに記載の計算機（２０）。
【請求項１２】
前記計算機（２０）は、その軌道（１３）が第１の複数の送信機（１０、２８）および第１の複数の受信機（１２、３８）の第１のセットによって定義される第１の空間平面の範囲内にある対象（１４）を検出するように構成され、
前記計算機（２０）は、その軌道（１３）が第２の複数の送信機および第２の複数の受信機の第２のセットによって定義される第２の空間平面の範囲内にある対象（１４）を検出するように構成される、請求項２ないし請求項１１のいずれかに記載の計算機（２０）。
【請求項１３】
対象（１４）の一つ以上の運動パラメータ（２６）を得るためのシステムであって、前記システムは、
送受信機ライン（３０、４２、１６、４０）を通過する対象（１４）を検出するように構成される少なくとも２つの受信機（１２、３８）、
請求項２ないし請求項１２のいずれかに記載の計算機を含み、
前記システムは、一つ以上のそれぞれの送受信機ライン（３０、４２、１６、４０）を通過する対象（１４）の検出に基づいて第１の時間差および／または第２の時間差を得るように構成される、システム。
【請求項１４】
受信機（１２、３８）は、送信機（２８、１０）として使用される衛星から信号を受信するように構成される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
第１の受信機（１２）によって受信される送信機（２８、１０）の所定の一つの信号および第２の受信機（３８）によって受信される送信機（２８、１０）の所定の一つの信号の間の時間差が受信機（１２、３８）の時間測定解像度の１０倍以上大きくなるように２つの受信機（１２、３８）が十分に大きい距離だけ地理的に離されるように、２つの受信機（１２、３８）が配置される、請求項１３または請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
第２の送信機（２８）、第１の送信機（１０）と第２の送信機（２８）と第１の受信機（１２）とで定義される空間平面に存在する対象（１４）の軌道（１３）上の対象の位置、および受信機（１２、３８）の１つの間の角度が１７０°と１９０°の間の範囲または１７８°と１８２°の間の範囲にあるように、２つの受信機（１２、３８）および２つの送信機（２８、１０）が許容範囲内で共通の空間平面に存在するように２つの受信機（１２、３８）が配置される、請求項１３ないし請求項１５のいずれかに記載のシステム。
【請求項１７】
対象（１４）の一つ以上の運動パラメータ（２６）を得る方法であって、
前記方法は、
対象（１４）による送受信機ライン（３０、１６）の第１の組の通過のタイミングを示す第１の時間差を得るステップ、および／または
対象（１４）による送受信機ライン（４２、４０）の第２の組の通過のタイミングを示す第２の時間差を得るステップを含み、
送受信機ライン（４２、４０）の第２の組は送受信機ライン（３０、１６）の第１の組とは異なり、そして
得られた第１の時間差（２２）および／または第２の時間差（２４）に基づいて一つ以上の運動パラメータ（２６）を得るステップを含む、方法。
【請求項１８】
実行するためのプログラムコードを有するコンピュータ・プログラムを格納した記憶媒体を動作させて、コンピュータ・プログラムがコンピュータ上で動作するとき、請求項１７に記載の方法を実行させる、コンピュータ・プログラム。
【請求項１９】
対象（１４）の一つ以上の運動パラメータ（２６）を得るための計算機（２０）であって、
前記計算機（２０）は少なくとも２つの時間差に基づいて一つ以上の運動パラメータ（２６）を得るように構成され、
時間差の第１のものは、対象（１４）による送受信機ラインの第１の組の通過のタイミングを示し、
時間差の第２のものは、対象（１４）による送受信機ラインの第２の組の通過のタイミングを示し、送受信機ラインの第２の組は送受信機ラインの第１の組とは異なり、
送受信機ライン（３０、１６、４２、４０）の２つの組は、２つの受信機（１０、２８）および２つの送信機（１２、３８）によって規定され、２つの受信機（１０、２８）は衛星受信機である、計算機（２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明による実施例は、一般に、レーダーシステムに、または、より詳しくは前方散乱レーダーシステムに関する。いくつかの実施例は、前方散乱レーダーを用いることによる対象の位置決めに関し、特に、前方散乱レーダーにおける対象の軌道および速度の決定のための方法に関する。いくつかの実施例は、対象の一つ以上の運動パラメータを得るための計算機、システム、方法およびコンピュータ・プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダーシステムは、対象の、特に飛行機や船などのような動く対象の距離、速度および方向を決定するために用いられることができる。レーダーシステムは、検出のために電磁波を使用し、従って、レーダーシステムは電磁波を放射する送信機を有し、これらの電磁波を受信する受信機を有する。検出されなければならない対象は、電磁波を反射するか、散乱させるかまたは遮断する。受信機によって受信される電磁波の変化が、対象を検出するために使用されることができる。
【０００３】
たとえば、モノスタティック・レーダー、後方散乱バイスタティック・レーダーまたは前方散乱バイスタティック・レーダー（ＦＳＲ）などのような異なるタイプのレーダーシステムがある。前方散乱（バイスタティック）レーダーは、対象のレーダー断面の増大のため、通常の後方散乱（バイスタティック）レーダーより高い検出能力を提供する。
【０００４】
図５は、この例では衛星として示されている送信機１０と、地面１５に配置された受信機１２とを有する前方散乱レーダーの図式的な送受信機セット構成１１を示す。送信機１０および受信機１２の間において、この例では飛行機または航空機１４である対象の軌道が、送受信機ライン１６と交差する。送受信機ライン１６は送信機１０から受信機１２に放射される見通し線１６上の電磁波を示し、前方散乱パス１８は飛行機１４によって前方散乱した電磁波を示す。以下に、この種の前方散在レーダーの機能を説明する。
【０００５】
送信機１０は電磁波を放射し、それは送受信機ライン１６を通過している対象１４によって散乱するかまたは遮断される。受信機１２は、見通し線パス１６を介して直接電磁波を検出し、更に前方散乱パス１８を介して対象１４によって散乱された電磁波を検出するように構成される。対象１４が基線とも呼ばれる送受信機ライン１６を通過するときに、得ることができる唯一の情報、または少なくとも比較的小さい努力によって得ることができる唯一の情報は、送受信機ライン１６を通過する正確な時間（回折現象）である。問題は、対象１４の位置を決定する軌道１３と送受信機ライン１６との交点が、見通し線パス１６を介して、および、前方散乱パス１８を介して検出される電磁波の間の小さい時間遅れにより、送信機１０および受信機１２を有する送受信機セット構成１１を用いて得ることができないということである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前方散乱レーダーの検出能力が後方散乱レーダーと比較して強化される場合であっても、情報の不足、見通し線パス１６（ＬＯＳ）および前方散乱パス１８の間の小さい時間遅れおよびドップラー測定の限定された利用可能性により、対象１４の位置の決定は困難な作業である。
【０００７】
したがって、この発明の目的は、対象の運動パラメータを得るための概念を提供することであり、それは改良されたシステム性能を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による実施例は、対象の一つ以上の運動パラメータを得るための計算機を創出する。計算機は、少なくとも２つの時間差に基づいて一つ以上の運動パラメータを得るように構成され、時間差の第１は対象による送受信機ラインの第１の組の通過のタイミングを示し、時間差の第２は対象による送受信機ラインの第２の組の通過のタイミングを示し、送受信機ラインの第２の組は、送受信機ラインの第１の組とは異なるものである。
【０００９】
本発明の主要部は、例えば対象の高度情報などの距離パラメータｈ、速度パラメータｖおよび方向パラメータのような対象の一つ以上の運動パラメータが、複数の時間情報項目に基づいて相応の努力によって得ることができるということである。対象が少なくとも２つの受信機と少なくとも２つの送信機とで規定される周知の送受信機ラインを通り過ぎるとき、時間情報項目は時間内の位置を表す。複数の時間情報項目に基づいて、少なくとも２つの時間差を得ることができるかまたは算出することができ、それぞれの時間差は、対象による送受信機ラインの組の通過の順序または前記通過の正確なタイミングを示す。送受信機ラインの少なくとも２つの異なる組の間の時間差に基づいて、例えば対象による交差した送受信機ラインの組の通過のタイミングまたは順序の使用に基づいて、計算機が一つ以上の未知の運動パラメータを容易に得ることができることが分かっている。
【００１０】
本発明による好ましい実施例は計算機を提供し、計算機は、交差点において互いに交わる第２の送受信機ラインおよび第３の送受信機ラインの通過のタイミングまたは順序を示す時間差の一つに基づいて、一つ以上の運動パラメータ、例えば、距離パラメータｈまたは高度情報（それは、対象の軌道と送信機または受信機のうちの一つとの間の距離を示す）の可能な値の第１の範囲を得るように構成される。ここで、計算機は、距離パラメータｈの可能な値が交差点の周知の距離パラメータｈ１（それは、また、交差点と送信機および受信機のうちの１つとの間の距離を示す）より大きいか小さいかどうか、または、距離パラメータｈが少なくともおよそ交差点の周知の距離パラメータｈ１に等しいかどうか決定することができる。ここで、距離パラメータｈの値の範囲が推定されるかまたは１つの時間差を用いてある条件下で正確に得られることは有利である。本実施例において、対象の軌道と交差点との間の距離が近いほど、距離パラメータｈはより正確に推定される。その上にある背景は、２つの送受信機ラインの交差点の距離パラメータｈ１が公知であり、通常、例えば５００ｋｍ／ｈおよびマッハ１の間の範囲にある速度の仮定が可能であるということであり、その結果、対象の距離パラメータｈまたは距離パラメータｈがある適度に小さい範囲が１つの時間差によって推定される。たとえば、極端なケースで、対象が同時に２つの交差する送受信機ラインを通り過ぎる場合、対象の距離パラメータｈは交差点の距離パラメータｈ１と同じであるだろう。ここで、非常に起こりそうにないことであるが、距離パラメータｈが正確に１つの時間差を用いて決定されることができることは有利である。それにもかかわらず、時間差が十分に小さい場合、対象１４の限られた速度ｖの仮定のもとに、距離パラメータｈが限られた範囲の中にあることが引き出されることができる。
【００１１】
本発明の他の好ましい実施例は、更に交差する送受信機ラインを通過するタイミングまたは順序を示す更なる時間差に基づいて距離パラメータｈの可能な値の第２の範囲を得るように構成され、重なり合う値の近似値によって距離パラメータｈの可能な値の２つ以上の収束した範囲に基づいて距離パラメータｈを推定するように構成される計算機を提供する。距離パラメータｈの推定は、より多くの交差点があればより正確になり、距離パラメータｈの可能な値のより多くの範囲が利用可能となる。ここで、運動パラメータおよび特に距離パラメータｈが距離パラメータｈの可能な値の別の得られた範囲の共通部分（範囲のカットセットの機能という意味において、または、運動パラメータ２６の条件の論理積組合せという意味において）によって決定されることができることは有利であり、送受信機ラインの通過の順序は決定されるが、時間の正確な位置ではない。本実施例において、運動パラメータのうちの速度パラメータｖは、運動パラメータと、送受信機ラインおよび決定された距離パラメータｈの第２の組の通過のタイミングを示す第２の時間差との間の関係を示す方程式に基づいて決定されることができる。一般的に、（少なくとも、対象の運動に関するいくつかの合理的な仮定がなされる場合、）一つ以上の未知の運動パラメータおよび時間差の間の関係を示す方程式または連立方程式がある。
【００１２】
いくつかの実施例において、計算機２０は、一つまたは二つの方程式またはより多くの方程式に基づいて運動パラメータを得るように構成される。この場合、第１の方程式は、速度パラメータｖ、対象の軌道および受信機の間の距離を示す対象の距離パラメータｈ、および第１の時間差の間の関係を示し、一方で、第２の方程式は、速度パラメータｖ、対象の距離パラメータｈおよび第２の時間差の間の関係を示す。距離ｈおよび速度ｖに関する２つの未知の運動パラメータが、第１の時間差および第２の時間差を定める時間間隔の間、および多くの技術的応用において真であるとわかった時間間隔の間に一定であるかおよそ一定であると仮定される場合、距離ｈおよび速度ｖに関する２つの未知の運動パラメータは連立方程式を解くことによって得られることがわかった。したがって、計算機は、例えば送信機または受信機の位置および／または送受信機ラインの間の角度などの送受信機ラインに関する幾何学的情報を用いて、方程式の、または、２つ以上の線形独立方程式の解または近似解を決定するように構成される。それで、送受信機ラインの通過の時間以外の情報が一つ以上の運動パラメータを決定するために設けられていない場合であっても、前方散乱レーダーが対象１４の運動パラメータ２６を決定するために用いられることができることは有利である。
【００１３】
更なる実施例が対象の運動パラメータを得るためのシステムを提供し、システムは、送受信機ラインを通過している対象を検出するように構成された少なくとも２つの受信機を含む。さらに、システムは上述のような計算機を含む。システムは、送受信機ラインを通過する対象の検出に基づいて第１および第２の時間差を得るように構成される。システムの受信機は、送信機として使用される衛星から信号を受信するように構成される。システムは地面と衛星が配置される高度との間の飛行機を検出可能にするため、これは有利である。他の効果は、送信機として、例えばＧＰＳ衛星（ＧＰＳ−ＦＳＲ）ガリレオ衛星または他の衛星のような現在の衛星を使用するという可能性である。
【００１４】
改良された検出能力のために、２つの受信機が例えば少なくとも１０ｍまたは少なくとも５０ｍの距離だけ地理的に離されるように、２つの受信機が配置され、その距離は、第１の受信機によって受信される送信機の所定の一つの信号および第２の受信機によって受信される送信機の所定の一つの信号の間の時間差が得られるように十分に大きい。このように、第１の受信機および第２の受信機によって受信される送信機の所定の一つの信号の間の時間差は、例えば、受信機の時間測定分解能の１０倍大きい。さらに、送受信機ラインの２つの組の時間差を検出するために、２つの受信機および２つの送信機が、少なくともおよそ、共通の空間平面にあるように、受信機は配置される。
【００１５】
本発明による他の実施例は、その軌道が第１の空間平面に、または、第２の空間平面に位置する対象を検出するように構成された計算機を提供する。第１の複数の送信機および受信機の第１のセットが、第１の空間平面を「生成する」かまたは第１の空間平面の範囲内にまたは少なくとも第１の空間平面のおよその範囲内にあり、第２の複数の送信機および受信機の第２のセットが第２の空間平面を生成する。それ故、検出確率を増大するために、複数の送受信機セットを使用することは有利である。
【００１６】
本発明による他の実施例は、対象のもう一つの運動パラメータを得るための方法を提供する。方法は、対象による送受信機ラインの第１の組の通過のタイミングを示す第１の時間差を得ること、および送受信機ラインの第２の組の通過のタイミングを示す第２の時間差を得ることを含み、送受信機ラインの第２の組は、送受信機ラインの第１の組とは異なるものである。さらに、方法は、得られた第１のおよび／または第２の時間差に基づいて一つ以上の運動パラメータを得ることを含む。
【００１７】
この発明の実施形態は、次において、図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施例による計算機のブロック図である。
【図２ａ】図２ａは、対象の検出の概念を示すための２つの送受信機ラインを有する送受信機セット構成を示す図解図である。
【図２ｂ】図２ｂは、実施例による対象の検出の概念を示すための４つの送受信機ラインを有する送受信機セット構成を示す図解図である。
【図２ｃ】図２ｃは、実施例による運動パラメータを算出するための幾何学的モデルを示す図解図である。
【図２ｄ】図２ｄは、図２ｂの送受信機セット構成の図解図および更なる実施例による２つの方程式を用いることにより運動パラメータを算出する主要部を示す２つの簡略幾何学的モデルを示す図である。
【図３】図３は、他の実施例による対象の検出の概念を示すための１６の送受信機ラインを有する送受信機セット構成を示す図解図である。
【図４ａ】図４ａは、実施例による受信機セット構成を示す図解図である。
【図４ｂ】図４ｂは、実施例による受信機セット構成を示す図解図である。
【図４ｃ】図４ｃは、実施例による受信機セット構成を示す図解図である。
【図５】図５は、前方散乱レーダーの送受信機セット構成を示す図解図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
ここに開示される教示の異なる実施例は、図１―５を参照して説明されるが、これらの図面の範囲内で、同じ参照番号は同一の機能または類似の機能を有するものに提供され、異なる実施例の中で同じ参照番号によって参照されるものは交換可能であって、その説明は相互に適用することができる。
【００２０】
図１の計算機
図１は、第１の時間差δｔ1に関する入力情報２２のための、そして、第２の時間差δｔ2に関する入力情報２４のための入力を有する計算機２０のブロック図を示す。計算機２０は、運動パラメータ２６を提供するための出力を有する。さらに、計算機２０は、少なくとも２つの時間差に基づいて一つ以上の運動パラメータ（２６）を得るように構成される。たとえば、計算機は、図２ｃにおいて述べるように、いくつかの実施例において、一つ以上の、更に言えば２つ以上の計算の基礎を示す方程式２０ａ，２０ｂを有するか、または、より正確に言うと、評価するように構成される。以下に、計算機２０の機能が説明される。
【００２１】
例えば距離パラメータｈおよび速度ｖのような対象１４の一つ以上の運動パラメータ２６を得るための計算機２０は、入力情報２２および２４によって示される少なくとも２つの時間差δｔ1およびδｔ2に基づいて一つ以上の運動パラメータ２６を得るように構成される。時間差δｔ1の第１は、対象１４による送受信機ラインの第１の組の通過のタイミング、より正確に言えば、時点Ｔ1における第１の送受信機ラインの通過および時点Ｔ2における第２の送受信機ラインの通過の順序、および／または前記第１および第２の送受信機ラインの通過の間の時間を示す時間的価値を示す。それ故、時間差δｔ1は、例えば、Ｔ2−Ｔ1に等しいかまたは通過の順序を示す。時間差δｔ2の第２は、対象１４による送受信機ラインの第２の組の通過のタイミング、より正確に言えば、時点Ｔ3および時点Ｔ4における第３および第４の送受信機ラインの通過の順序、および／または前記第３および第４の送受信機ラインの通過の間の時間を示す時間的価値を示す。それ故、時間差δｔ2は、例えば、Ｔ4−Ｔ3に等しい。送受信機ラインに関して、送受信機ラインの第２の組が送受信機ラインの第１の組と異なる点に留意する必要がある。この背景は、運動パラメータ２６を得ることが少なくとも２つの異なる時間差δｔ1およびδｔ2の算出（または決定）および評価に基づくということであり、このように送受信機ラインの２つの異なる組の通過に基づくということである。送受信機ラインの２つの異なる組が少なくとも３つの送受信機ラインによって規定される点に留意する必要がある。したがって、それぞれ、時点Ｔ4およびＴ3のうちの１つは、それぞれ、時点Ｔ2およびＴ1のうちの１つに等しくてもよい。しかしながら、時点Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3およびＴ4は、同様に相互に異なる時点である。時間差δｔ1およびδｔ2は、異なる時点、例えばＴ3−Ｔ2によってつくられる。
【００２２】
計算機２０は、例えば、Ｔ3−Ｔ2に等しい１つの時間差δｔ3に基づいて距離パラメータｈの可能な値の第１の範囲を推定するように構成される。たとえば、計算機２０は、距離パラメータｈの可能な値が、後述するように、２つの交差する送受信機ラインによって生成され、または定義される「バーチャル」交差点の距離パラメータｈ１より大きいか小さいかという情報を得ることができるように構成される。さらに、後述するように、例えば、時間差が適度に小さい場合、距離パラメータｈの推定が得られる。対象のおよそ推定された距離パラメータｈに基づいて、速度パラメータｖは、１つの方程式、例えば方程式２０ａを用いて得られる。
【００２３】
あるいは、計算機２０は、例えば、方程式の、または、第１の方程式２０ａおよび／または第２の方程式２０ｂから成る連立方程式の解を決定することによって運動パラメータ２６を得るように構成される。方程式または連立方程式または連立方程式を解くための解法アルゴリズムは、第１および第２の時間間隔Ｔ2−Ｔ1およびＴ4−Ｔ3の間、そして前記時間間隔が重なっていない場合、例えば時間Ｔ2およびＴ3の間のような時間間隔の間、距離パラメータｈおよび速度パラメータｖは一定であるか、少なくともおよそ一定であるという仮定に基づく。それぞれの方程式は、例えば、対象１４の運動パラメータ２６、例えば速度パラメータｖおよび距離パラメータｈ、およびそれぞれの時間差（例えば第１の時間差δｔ1または第２の時間差δｔ2）の関係を説明する。この関係および連立方程式２０ａおよび２０ｂの解は、図２ｃを参照して説明する。
【００２４】
図２の対象を検出する概念の説明
以下に、同じ更なる説明は、図２ａ−２ｃを参照して行われる。図２ａ−２ｃは、送信機および（パラボラアンテナを有する）受信機を含む前方散乱レーダーを用いることによる対象１４または対象１４の軌道１３の検出の概念を説明する。
【００２５】
図２ａは、この実施例においては衛星である第１の送信機１０および第２の送信機２８と、地上に配置された受信機１２とを含む送受信機セット構成２７を示す。受信機１２と組み合わされた送信機１０および２８は、第２の送信機２８と受信機１２との間の第１の送受信機ライン３０および送信機１０と受信機１２との間の第２の送受信機ライン１６を含む送受信機ラインの第１の組を定める。さらに、図２ａは、速度ｖ、距離ｈで、軌道１３に沿った方向に移動または飛行している対象または飛行機１４を示す。軌道１３は、この実施形態では、地面１５に平行、または、少なくともおよそ平行であり、この実施例では、送受信機ライン３０および１６と２つの点２９および３１で交差する。第１の送受信機ライン３０の交差２９は時点Ｔ1において発生し、第２の送受信機ライン１６の交差３１は時点Ｔ2において発生する。対象１４の軌道および受信機１２または送信機１０および２８の間の距離は、それぞれ、距離パラメータｈによって記載されている。移動する飛行機を検出するためのレーダー方式の場合、対象１４が地面１５と平行であるとき、距離パラメータｈは対象１４を構成する飛行機１４の高度情報に対応する。以下に、実施例の機能が説明される。
【００２６】
対象１４は、時点Ｔ1において送受信機ライン３０を通過し、時点Ｔ2において送受信機ライン１６を通過する。送受信機ライン３０および１６の通過の間、送信機２８および１０から放射された電磁波は、それぞれ、対象１４によって遮断されるか散乱され、その結果、受信機１２は時点Ｔ1およびＴ2を検出することができる。受信機１２は、対象１４が第１の送受信機ライン３０から第２の送受信機ライン１６まで行く（または移動する）のにかかった時間または少なくとも通過の順序を示すＴ2およびＴ1の間の時間差δｔ1を算出する（または、決定する）。あるいは、時間差δｔ1の計算は、第１の入力情報２２として時間差δｔ1または時間Ｔ2およびＴ1の２つの位置を使用する計算機２０（図示せず）によって実行される。
【００２７】
等速度パラメータｖおよび等距離パラメータｈ（地球表面と平行）を仮定しても、運動パラメータ２６は一時的に計算機２０によってまだ１つの時間差δｔ1に基づいて決定されることができないことが分かった。これは、いかなるδｔ1測定も対象の高度（ｈ）および速度（Ｖ）の無限の組合せで実行されることができるという事実によるものである。たとえば、対象１４が低速度ｖおよび低高度（小さい距離パラメータｈ）で２つの送受信ライン３０および１６を通過する第１の場合と、対象１４が高速度ｖおよび高高度（大きい距離パラメータｈ）で２つの送受信機ライン３０および１６を通過する第２の場合とで、時間差δｔ１は等しい。この結果、送受信機ライン３０および１６の一つの組を使用して、計算機２０は、例えば距離パラメータｈなどの他の運動パラメータ２６の関数として、例えば速度ｖなどの１つの運動パラメータ２６を得ることができるが、それは、多くのアプリケーションで充分ではない。
【００２８】
送受信機ラインの一つの組を有するこの種の送受信機セット構成は、２つの送信機および１つの受信機によって、あるいは、１つの送信機および２つの受信機によって定義されることができる。
【００２９】
図２ｂは送信機および受信機の送受信機セット構成３９の図解図を示し、それは図２ａに示される送受信機セット構成３７に類似しているが、さらに、受信機１２から典型的には１０ｍまたは５０ｍ以上地理的に離れた第２の受信機３８を含む。第１の受信機１２によって受信される送信機２８および１０の所定の一つの信号および第２の受信機３８によって受信される送信機２８および１０の所定の一つの信号の間の時間差が得られるように、受信機１２および３８の間の距離は十分に大きく設定される。このように、第１の受信機１２および第２の受信機３８によって受信される送信機２８および１０の所定の一つの信号の間の時間差は、例えば、受信機１２および３８の時間測定結果の１０倍大きい。２つの受信機１２および３８は、例えば、地面１５に設置されることができる。第２の受信機３８があることにより、送受信機ラインの第２の組が定められる。送受信機ラインの第２の組は、送信機１０と受信機３８との間に第４の送受信機ライン４０を有し、送信機２８と受信機３８との間に第３の送受信機ライン４２を有する。第３の送受信機ライン４２は、２つの受信機１２と３８との間の軸、または受信機１２および３８の一方までの距離ｈ１を有する交差点４４で第２の送受信機ライン１６と交差する。距離パラメータｈ１および交差点４４の位置は、送信機１０、２８および受信機１２、３８によって規定される。対象１４の軌道１３は、２９、３１、３３および３５でマークされる位置で、４つの送受信機ライン３０、４２、１６および４０と交差し、位置２９、３１、３３および３５は、時間Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3およびＴ4において対象１４によって通過される。
【００３０】
この送受信機セット構成３９において、対象１４の運動パラメータ２６を得るシステムは、２つの受信機１２および３８と計算機２０（図示せず）とを含む。２つの受信機１２、３８および送信機１０、２８は、第２の送信機２８、第１の送信機１０と第２の送信機２８と第１の受信機１２とで規定される空間平面にある対象１４の軌道１３における対象の位置、および受信機１２および３８のうちの１つの間の角度が、ほぼ１８０°または１７０°と１９０°との間の範囲または１７８°と１８２°との間の範囲にあるような対象１４の軌道１３が位置する許容範囲内の共通の空間平面に配置される。対象１４が（送受信機ラインに近い）特定の距離において送受信機ライン３０、４２、１６および４０を通過するときに対象１４の発見が行われるので、同じ空間平面に受信機１２、３８および送信機１０、２８を有することの制限はそれほど拘束的でない。換言すれば、対象１４が送受信機ライン３０、１６、４２および４０の周囲の検出領域に入ったときに受信機１２または３８が検出する検出領域の拡張は、それぞれ、対象１４のサイズ、対象１４の軌道１３の距離ｈ、および送信機２８および１０の波長または周波数に依存する。たとえば、対象１４が１２ｋｍの高度ｈで飛んでいる飛行機であり、送信機１０が高度２６０００ｋｍにある衛星であるという仮定で、検出領域はほぼ２ｋｍの直径を有する。
【００３１】
送受信機セット構成３９の構造が説明された後、その機能、特に２つの時間差δｔ1およびδｔ2に基づく運動パラメータ２６の決定は後述する。
【００３２】
対象１４が時点Ｔ1で、そして時点Ｔ2で送受信機ライン３０および１６の第１の組を通過するように、そして、対象１４が時点Ｔ3で、そして時点Ｔ4で送受信機ライン４２および４０の第２の組を通過するように、距離パラメータｈ、速度ｖおよび方向によって定義される対象１４の軌道１３が配置される。送受信機ラインの２つの組を有するこの送受信機セット構成３９のため、そして、４つの時点Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3およびＴ4（送受信機ライン４２、４０、３０および１６の通過のタイミング）があるという事実のため、図１に示されているように、計算機２０は２つの時間差δｔ1（Ｔ2−Ｔ1に等しい）およびδｔ2（Ｔ4−Ｔ3に等しい）に基づいて運動パラメータ２６を得ることができる。送受信機ラインを通過するタイミングが、一方では、通過の順序として、他方では、送受信機ラインの２つの通過の間の時間として理解される点に留意する必要がある。
【００３３】
たとえば、システムまたは計算機２０は、例えば（情報入力２０を介して）第１および第２の送受信機ライン３０および１６のような送受信機ラインの第１の組の通過の間の第１の時間差δｔ1、および例えば（情報入力２２を介して）ライン４２および４０のような送受信機ラインの第２の組の通過の間の第２の時間差δｔ2を得る。送受信機ラインの２つの異なる組は、３つの送受信機ラインによって定義されることもでき、その意味で、例えば、第１の組は第１および第２の送受信機ライン３０および１６によって規定され、第２の組は第１および第３の送受信機ライン３０および４２で規定される。あるいは、組は、送受信機ラインの他の組合せ、例えば第２および第３の送受信機ライン１６および４２、または更なる受信機および／または更なる送信機で規定される更なる送受信機ラインを用いて規定されてもよい。
【００３４】
受信機１２および３８によって検出される送受信機ラインの遮断または通過の間の十分に大きい時間差を得るために、受信機１２および３８は、受信機１２および３８によって検出される電磁波の波長の１０倍、あるいは好ましくはもっと大きい距離だけ離される。計算機２０は、例えばライン（例えば、図２ｃ参照）の間に含まれた角度α1、β1、受信機１２および３８の位置、送信機１０および２８の位置および／または空間仮想交差点と呼ばれる交差点４４の距離パラメータｈ１などの送受信機ライン３０、４２、１６および４０に関する幾何学的情報を使用する。２つの時間差δｔ1およびδｔ2の関係および送受信機ライン３０、１６、４２および４０の配置は、図２ｃを参照して詳しく説明する。
【００３５】
以下に、Ｔ3およびＴ2の間の１つの時間差δｔ3に基づく距離パラメータｈの推定の実施例が説明される。
【００３６】
互いに交差する送受信機ラインの組４２および１６を含む上述の送受信機セット構成３９は、距離パラメータｈの推定、または、距離パラメータｈの値の範囲の推定を可能にする。以下において、距離パラメータｈの値の範囲の３つの異なるケースが説明される。
【００３７】
対象１４が同時に送受信機ライン４２および１６を通り過ぎる場合、すなわちＴ2＝Ｔ3である場合、対象１４の距離パラメータｈが交差点４４の距離パラメータｈ１と同じであると結論されることができる。周知であるか決定された距離パラメータｈについては、図２ｃで説明したように、距離パラメータｈおよび速度パラメータｖが一定であるという仮定を使用して、速度パラメータｖは、時点Ｔ1および／またはＴ2および例えば方程式２０ａのような１つの方程式を用いて決定されることができる。しかしながら、同時に２つの交差する送受信機ライン４２および１６を通過することは、ありそうもないケースである。通常、時点Ｔ2は、時点Ｔ3とは異なる。それにもかかわらず、その場合、計算機２０は（周知の方向を有するかまたは２つ以上の送受信機ライン通過に基づいて定められる方向を有する）対象１４の軌道１３が、第２の送受信機ライン１６および第３の送受信機ライン４２の通過の順序を示す時間差δｔ3に基づく交差点４４の上または下にあるかどうか決定することが可能である。時点Ｔ2が時点Ｔ3より後である場合、または時間差Ｔ3−Ｔ2＞０であることがわかった場合、対象１４の軌道１３は送信機１０および２８により近く、例えば、対象１４の軌道１３が交差点４４の上にあれば、換言すれば、距離パラメータｈの可能な値の第１の範囲が交差点４４の距離パラメータｈ１より大きければ本当である。時点Ｔ2が時点Ｔ3より前である場合、または時間差Ｔ3−Ｔ2＜０であることがわかった場合、対象１４の軌道１３は受信機１２および３８により近く、例えば、対象１４の軌道１３が交差点４４の下にあれば、換言すれば、距離パラメータｈの可能な値の第１の範囲が交差点４４の距離パラメータｈ１より小さければ本当である。
【００３８】
複数の交差点４４を有する送受信機セット構成を用いて、図３で述べるように、対象１４の距離パラメータｈは異なる交差点から導かれる距離パラメータｈの可能な値の範囲に重なることによってより正確に推定されることができる。
【００３９】
さらに、距離パラメータｈが概略的に交差点４４の距離パラメータｈ１に対応するとき、距離パラメータｈは、例えばＴ2−Ｔ3のような単一の時間差δｔ3に基づいて推定される。対象１４の距離パラメータｈが交差点４４の距離パラメータｈ１に近い場合、その上にある背景は第１および第２の通過の間の時間差δｔ3が非常に小さいということである。この結果として、得られた距離パラメータｈは、現実の飛行機の速度が５００ｋｍ／ｈおよびマッハ１の間、または、３００ｋｍ／ｈおよびマッハ３の間の範囲に概してあるという仮定の下で、速度パラメータｖからほとんど独立している。したがって、そのδｔ3が所定の閾値以下にあることが分かる場合、距離パラメータｈが距離パラメータｈ１におよそ等しいか、または、充分に狭い間隔の中にあると結論されることができる。
【００４０】
図２ｃは、図２ｂに示される送受信機セット構成３９の幾何学モデルを示す。送受信機ライン３０および１６の第１の組は、軸４３に対して夾角α１および軸外角α２を有する。送受信機ライン３０および１６の第１の組は、交点２９および３１において軌道１３と交差し、位置２９および３１を、それぞれ、時間Ｔ1およびＴ2で対象１４が通過する。交点２９および３１の間の空間距離はｘ1と呼ばれる。送受信機ライン４２および４０の第２の組は、夾角β2および軸外角β2を有する。軌道１３は、交点３３および３５（時点Ｔ３およびＴ４で、対象１４によって通過される）において送受信機ライン４２および４０の第２の組と交差する。２つの交点３３および３５の間の空間距離はｘ2と呼ばれる。
【００４１】
対象１４の一つ以上の運動パラメータ２６を得るために計算機２０で用いられる方程式２０ａおよび２０ｂは、送受信機ライン３０、１６、４２および４０の２つの組の幾何学的なパラメータに依存している。距離ｘ1は、一方では、角度α1およびα2の関数および距離パラメータｈの関数であり、他方では、対象１４の速度ｖおよび時間差δｔ1（＝Ｔ2−Ｔ1）の関数であって、対象１４の軌道１３の方向が公知であるかまたは少なくともおよそ公知で、距離パラメータｈおよび速度ｖは一定であると考えられ、それが大部分の現実のシナリオにおいて真であることがわかった。この２つの関係は、例えば、（公知のδｔ1および幾何学パラメータを有する）２つの未知の速度ｖおよび距離パラメータｈを有する第１の方程式２０ａという結果となる。同様に、送受信機ライン４２および４０の第２の組の配置は、距離パラメータｈ、速度パラメータｖおよび第２の時間差δｔ2（δｔ2および幾何学パラメータは公知である）の関係を示す第２の方程式２０ｂによって記載されることができる。未知の運動パラメータ２６、速度ｖおよび距離パラメータｈを得るために、計算機は、第１の方程式２０ａおよび第２の方程式２０ｂを含む（または成り立っている）連立方程式を決定しておよび／または解析するように構成される。運動パラメータ２６、速度ｖおよび距離パラメータｈの唯一の解を得るために、送受信機ラインの２つの組は計算機２０またはシステムによって選択され、または、周知の入力値として、第１の時間差δｔ1を有する送受信機ラインの第１の組１６および３０の関係を示す第１の方程式２０ａ、および周知の入力値として、第２の時間差δｔ2を有する送受信機ラインの第２の組４０および４２の関係を示す第２の方程式２０ｂが、線形独立であるように予定され、この結果、距離パラメータｘ1の、そして、距離パラメータｘ2の方程式は、線形独立である。
【００４２】
例えば距離パラメータｈの推定により距離パラメータｈが公知である場合、上述の通りに、１つの方程式の解は速度パラメータｖを決定するのに充分である。
【００４３】
図２ｄを参照して、４つの交差時間のうちのちょうど３つを用いた距離パラメータｈおよび速度パラメータｖの決定について説明する。図２ｄは、この構成３９の２つの簡略幾何学モデルと組み合わされる図２ｂと同じシナリオを示す。第１の簡略幾何学モデル３９ａは、時間差ΔＴ12を決定するための幾何学的な配列を示し、そして、第２の簡略幾何学モデル３９ｂは、時間差ΔＴ13を決定するための幾何学的な配列を示す。
【００４４】
シナリオ３９に幾何学的な規則を適用して、対象の位置（距離パラメータｈ）および速度パラメータｖを解析するための必要な２つの独立の方程式が得られる。Ｔ1、Ｔ2およびＴ3が測定（検出）される場合、ｈおよびＶは次の連立方程式によって規定される。
2013024877.tif 000003
【００４５】
これらの方程式において、時間差は、ΔＴ12＝Ｔ2−Ｔ1およびΔＴ13＝Ｔ3−Ｔ1として定義され、衛星の仰角を示し、ＤABは受信機１２および３８の間の距離を示す。これらの方程式の獲得は、第１および第２の簡略幾何学モデル３９ａおよび３９ｂから抽出される幾何学的な多角形に由来する。
【００４６】
提示された位置方法は実行するのが非常に容易であるようであるが、考慮されなければならない若干の態様がある。両受信機１２および３８からの測定は、それらの結果が計算機２０（中央装置）において処理されることができるように、好ましくは同期しなければならない。時間同期は送信機２８および１０（ＧＰＳ衛星）から得られるＵＴＣ時間基準を用いて得ることができ、計算機２０は例えば受信機のうちの１つに、または、分離された場所に設置されることができる。
【００４７】
2013024877.tif 000004
【００４８】
図３の対象を検出する概念の説明
図３は図２ｂで示す送受信機セット構成４５の他の実施例を示すが、２つの追加の受信機５０および５２および２つの追加の送信機４６および４８を更に含む。２つの追加の送信機４６および４８および２つの追加の受信機５０および５２により、１２の追加の送受信機ラインが定められる。この結果、およそ少なくとも共通の空間平面にある全体の１６の送受信機ラインは、３６の交差点を定め、各交差点についてそれぞれの距離パラメータｈ１は公知である。
【００４９】
図３の実施例において、計算機２０は、連立方程式を解くことなく距離パラメータｈを決定するように構成されることができる。たとえば、計算機２０は、距離パラメータｈのための複数の重なり合う範囲を決定して、高価値を得るために範囲を横切るように構成される。したがって、計算機２０は、更なる受信機５０および／または５２からの更なる情報を使用するように構成される。計算機２０は、図２ｂを参照して述べられたように決定される距離パラメータｈの第１の範囲に加えて、図２ｂを参照して述べられたように決定される、更に交差する送受信機ラインの通過のタイミングまたは順序を示し、距離パラメータｈの近似または収束する可能な値によって距離パラメータｈの可能な値の重なり合う第１および第２の範囲に基づいて距離パラメータｈを推定するように構成される更なる時間差δｔに基づく距離パラメータｈの可能な値の第２の範囲を得るように構成される。交差点の数が多いほど、正確に対象１４の運動パラメータ２６を得る可能性が高い。複数の送信機および受信機を有するセット構成４５を有するシステムによって検出される運動パラメータ２６に関するいくつかの情報は不要な情報かもしれないが、距離パラメータｈのための多くの重なり合う範囲を使用するかまたは検出することによって距離パラメータｈを得ることを可能にする。対象がそれぞれの交差点より受信機１２、３８、５０および５２に近いかそれぞれの交差点より送信機２８、１０、４６および４８に近い場合、交差点ごとに、計算機２０は検出することが可能である。この検出および通過する交差点の周知の距離パラメータｈ１のため、距離パラメータｈの可能な値の範囲は、各交差点の通過に対して得られることができる。距離パラメータｈの真の値は、距離パラメータｈの可能な値のための多数の重なり合う範囲の交差によって測定されることができ、それは距離パラメータｈの真の値に収束する。
【００５０】
たとえば、対象１４の距離パラメータｈの可能な値の第１の範囲は、第１の交差点４４に対して決定され、発見に応答して、第１の範囲の距離パラメータｈの可能な値が第１の交差点４４の距離パラメータｈ１より小さい送受信機ライン４２の前に送受信機ライン１６が通過されることを決定することができ、距離パラメータｈの可能な値の第２の範囲は、第２の交差点に対して決定され、計算機２０は、発見に応答して、第２の範囲の距離パラメータｈの可能な値が第２の交差点４４の距離パラメータｈ１より大きい送受信機ライン１の前に送受信機ライン４２が通過されると決定することができる。第１の交差点の距離パラメータｈ１が第２の交差点の距離パラメータｈ１より大きい場合、計算機２０は、対象１４の距離パラメータｈが第１の交差点４４の距離パラメータｈ１および第２の交差点の距離パラメータｈ１の間に位置すると結論することができる。したがって、第１の交差点４４の距離パラメータｈ１に等しい最大距離パラメータｈを有し、第２の交差点の距離パラメータｈ１に等しい最小距離パラメータｈを有する距離パラメータｈの可能な値の新しい限られた範囲が定められ、新規な規定された限られた範囲は、第１または第２の範囲に比べてより狭い。
【００５１】
換言すれば、距離パラメータｈ（距離パラメータｈの可能な値または値の範囲）に関する多数の情報を考慮して、距離パラメータｈの値は、少なくとも特定の許容範囲内でその真の値まで収束する。
【００５２】
検出されたか決定された距離パラメータｈに基づいて、速度パラメータｖは、上述のように、２つの送受信機ライン、例えば２つの交差する送受信機ライン４２および１６、および時間差δｔ3の幾何学的なパラメータの関係を示す１つの方程式を用いて容易に得ることができる。したがって、多数の交差点４４その他は、検出能力を向上させる。同じ空間平面における、またはおよそ同じ空間平面におけるＮｔ個の送信機のセットおよびＮｒ個の受信機のセットの交差点４４の数は以下の通りに定められる。
2013024877.tif 000005
【００５３】
送受信機セット構成４５の示された実施例において、送信機が衛星として示され、受信機が地面１５にある衛星受信機として示されているが、本発明は、すべての送信機および受信機の組合せ、例えば、地面１５に平行な近地上レーダシステムの送受信機セット構成（対象１４は地面に垂直ではない）などに関連することに留意すべきである。この種の送受信機セット構成において、距離パラメータｈは、軌道１３と地面１５との間の距離、すなわち高度を参照しないが、軌道１３と、例えば、送信機１０、２８または受信機１２、３８または軸４３のような軸との間の距離を参照する。
【００５４】
2013024877.tif 000006
【００５５】
したがって、基線の数は、受信機の数または送信機の数のいずれかまたは両方の数を増加させることによって増加させることができる。前述したように、送信機の数は、新規な来たるべきＧＮＳＳシステムのため目立って増加すると思われる。したがって、ＧＮＳＳ−ＦＳＲの実現のための受信機の必要な数は低く維持され、そうでなければ、全体のレーダー方式をより高価にするものと思われる。
【００５６】
以下に、図４ａおよび４ｃは、実施例に従って、対象１４の運動パラメータ２６を得るシステムの範囲を示す。ここで、２つの可能な受信機セット構成が説明される。
【００５７】
図４の受信機セット構成の説明
レーダー範囲は、受信機のセットで生成することができる空間平面の数に依存する。図４ａは、軸５８に沿って配置される３つの受信機１２、３８および５０の受信機セット構成５４の平面図を示し、図４ｂは受信機セット構成５４の側面図を示す。２つの線６２および６４は送信機の可能な位置を示し、線６２は軸５８と共に第１の空間平面６３を生成し、線６４は軸５８と共に第２の空間平面６５を生成する。線６２および６４は、必ずしも軸５８と平行している必要はない点に留意すべきである。さらに、送信機および受信機１２、３８および５０は、それぞれ、線６２および６４および軸５８に沿って配列される必要はない。送信機および受信機１２、３８および５０は、空間平面６３または空間平面６５の範囲内の異なる位置に配置されることができる。本実施形態において、軸５８および空間平面６３および６５は、東西の方向性を有する。
【００５８】
第１の送受信機セットは、受信機１２、３８および５０、および（第１の空間平面６３の範囲内で）線６２上に配置される少なくとも２つの送信機のセットを含み、その軌道１３が第１の空間平面６３の範囲内に位置し、好ましくは、または、少なくともおよそ一定の距離パラメータｈを有する対象１４を検出するように構成されている。第２の送受信機セットは、受信機および（第２の空間平面６５の範囲内で）線６４上に配置される複数の送信機のセットを含み、このセットは、第１の送受信機セットの送信機からの信号を受信するために使用されるのと同じ受信機１２、３８および５０を使用する。第２の送受信機セットは、その軌道１３が第２の空間平面６５の範囲内にあって、好ましくは、または、少なくともおよそ一定の距離パラメータｈを有する対象１４の検出を可能にする。しかしながら、いくつかの実施例において、連立方程式の数値的な調整を改善することができるため、一つ以上の送信機は軸５８から異なる距離で配置されることができる。
【００５９】
受信機セット構成５４は対象（例えば、対象１４）の検出を可能にし、その軌道（例えば、軌道１３）は東西の方向性を有し、受信機および送信機のセットの共通の空間平面（例えば、空間平面６３および６５）に配置され、見通し線によって定義される検出範囲、例えば、本実施例においては、軸５８の周囲の最大限１８０°の角度範囲に達する地面１５で限定される検出範囲によって制限される検出範囲の中に配置される。つまり、例えば、このような受信機セット構成５４が地球の反対側にあるとき、対象１４は受信機セット構成５４によって検出されることができない。十分な送信機が利用できる（ＧＮＳＳ衛星の数の増加に基づく仮定）場合、送信機および受信機１２、３８および５０によって定義され、その軌道１３が空間平面、例えば６３および６５に配置されている各対象１４は、東西の方向性を有する検出方向に沿って検出されることができる。換言すれば、受信機セット構成５４は、受信機セット構成５４の見通し線上で、西から東あるいは東から西に飛んでいる対象の全ての軌道をカバーすることができる。
【００６０】
対照的に、図４ｃは正方形に配置される４つの受信機１２、３８、５０および５２の受信機セット構成５６の平面図を示し、それは軸６６、６８、７０および７２に沿った、または並列な４つの検出方向を可能にし、第１の軸６６は、受信機１２および受信機３８によって、例えば東西方向に規定され、第２の軸６８は、受信機１２および受信機５０によって、例えば南北方向に規定され、第３の軸７０は、受信機１２および受信機５２によって、例えば北西−南東方向によって規定され、第４の軸７２は、受信機５０および３８によって、例えば北東−南西方向に規定される。
【００６１】
十分な送信機が利用可能である場合、その軌道１３が受信機１２、３８、５０または５２のうちの２つおよび少なくとも２つの送信機によって定義される空間平面に配置される各対象１４は、４つの検出方向（南北方向、東西方向、北東−南西方向、北西−南東方向）のうちの１つに沿って検出されることができる。換言すれば、システムは、少なくとも２つの直線上の受信機のセットで生成することができる理論的に無限の数の空間平面において限定されるすべての軌道をカバーする。
【００６２】
上述のように、システムの範囲は、受信機の数の増加によってだけでなく、送信機の数の増加によって、またはその両方によっても増加することができる。したがって、数量的に存在する、例えば衛星などのような送信機を使用することは有利である。使用される衛星は、全地球的航海衛星方式（ＧＮＳＳ）の一部であってもよく、多くの送信機は空において同時に見つかる。ＧＰＳだけについて言えば、８〜１０の衛星は、常に利用できる。さらに、例えば、ＧＬＯＮＡＳＳ（ロシア）、来たるべきＧａｌｉｌｅｏ（ヨーロッパ）およびＣｏｍｐａｓｓシステム（中国）、多くの他の送信機は、（特に近い将来において）利用可能である。さらに、この種のシステムは、全地球的航海衛星方式の衛星に限られていない。他の人工衛星も、送信機として用いられることができる。したがって、それほど多くの送信機で、多数の交差点４４が、少ない数の受信機で成し遂げられる。
【００６３】
送信機として非地球同期衛星を使用する場合には、共通の空間平面に配置された送受信機セットに関する状況が一時的に応じられることができる点に留意する必要がある。実施例によれば、対象１４の軌道１３が、少なくともおよそ、一時的に２つの受信機および少なくとも２つの送信機によって定義される共通の空間平面にある場合、対象１４の運動パラメータ２６は得られることができる。このように、送信機および受信機の幾何学的配置に関する状況がまた、一時的に保管されるだけである実施例は、本発明の範囲内の状態にある。いくつかの実施例では、計算機は、上述の幾何学的な条件を満たすこの種の送受信機の組を選択的に使用するように構成される。
【００６４】
あるいは、受信機は、例えばテレビジョン放送または移動体通信基地局などの他の送信機から信号を受信するように構成されることができる。
【００６５】
若干の態様が装置の文脈に記載されているが、これらの態様も一つ以上の運動パラメータ２６を得るための対応する方法の説明を示すことは明らかであり、ブロックまたは装置は、方法ステップまたは方法ステップの特徴に対応する。同様に、方法ステップの文脈に記載されている態様も、対応する装置の対応するブロックまたは項目または特徴の説明を表す。いくつかのまたは全ての方法ステップは、例えば、マイクロプロセッサ、プログラム可能なコンピュータまたは電子回路などのハードウェア装置によって（または使用して）実行される。いくつかの実施例では、最も重要な方法ステップのどれか一つまたはそれ以上は、この種の装置によって実行されることができる。
【００６６】
特定の実現要求に応じて、本発明の実施例は、ハードウェアにおいて、または、ソフトウェアにおいて実施されることができる。実現はその上に格納される電子的に読み込み可能な制御信号を有する、例えばフレキシブルディスク、ＤＶＤ、ブルーレイ、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリーなどのデジタル記憶媒体を使用して実行されることができ、それぞれの方法が実行されるように、それはプログラム可能なコンピュータシステムと協同する（または協同することができる）。したがって、デジタル記憶媒体はコンピュータ可読である。
【００６７】
本発明による若干の実施例は、電子的に読み込み可能な制御信号を有するデータキャリアを含み、それは、本願明細書において記載されている方法のうちの１つが実行されるように、プログラム可能なコンピュータシステムと協同することができる。
【００６８】
通常、本発明の実施例はプログラムコードを有するコンピュータ・プログラム製品として実施されることができ、コンピュータ・プログラム製品がコンピュータ上で動作するときに、プログラムコードが方法のうちの１つを実行するために実施されている。プログラムコードは、例えば、機械可読キャリアに格納されることができる。
【００６９】
他の実施例は、ここに記載されていて、機械可読キャリアに格納される方法のうちの１つを実行するためのコンピュータ・プログラムを含む。
【００７０】
換言すれば、発明の方法の実施例は、したがって、コンピュータ・プログラムがコンピュータ上で動作するとき、ここに記載されている方法のうちの１つを実行するためのプログラムコードを有するコンピュータ・プログラムである。
【００７１】
発明の方法の更なる実施例は、したがって、その上に記録されて、ここに記載されている方法のうちの１つを実行するためのコンピュータ・プログラムを含むデータキャリア（またはデジタル記憶媒体またはコンピュータ可読媒体）である。データキャリア、デジタル記憶媒体または記録媒体は、典型的には有形および／または非移行性のものである。
【００７２】
発明の方法の更なる実施例は、したがって、ここに記載されている方法のうちの１つを実行するためのコンピュータ・プログラムを示すデータストリームまたは信号のシーケンスである。データストリームまたは信号のシーケンスは、例えばインターネットなどのデータ通信接続を介して転送されるように構成されることができる。
【００７３】
更なる実施例は、例えば、コンピュータまたはプログラム可能論理回路またはＧＰＳ―Ｌ１フロントエンドまたは監視コンピュータと組み合わされたリアルタイム・デジタル信号処理ＦＰＧＡプラットホームなどの処理手段を含み、ここに記載されている方法の１つを実行するように構成され、または実行するのに適している。
【００７４】
更なる実施例は、ここに記載されている方法のうちの１つを実行するためのコンピュータ・プログラムをインストールしたコンピュータを含む。
【００７５】
本発明による更なる実施例は、ここに記載されている方法のうちの１つを実行するためのコンピュータ・プログラムを（例えば、電子的に、または、光学的に）受信機に転送するように構成される装置またはシステムを含む。受信機は、例えば、コンピュータ、モバイル機器、記憶装置等であってもよい。装置またはシステムは、例えば、コンピュータ・プログラムを受信機へ転送するためのファイルサーバを含む。
【００７６】
いくつかの実施例では、プログラム可能論理回路（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ）は、ここに記載されている方法のいくつかのまたは全ての機能性を実行するために用いることができる。いくつかの実施例において、フィールドプログラマブルゲートアレイは、ここに記載されている方法のうちの１つを実行するために、マイクロプロセッサと協同することができる。通常、方法は、好ましくは、任意のハードウェア装置によって実行される。
【００７７】
上述の実施例は、本発明の原理のために、単に図示するものである。配置の修正変更およびここに記載されている詳細は、他の当業者にとって明らかであるものと理解される。したがって、意図するところは、次にくる特許クレームの範囲だけによって制限され、ここに記述および実施例の説明として示される具体的な詳細によって制限されないことである。
【００７８】
要約すれば、本発明は、前方散乱レーダーを使用して、飛行する対象１４の距離パラメータｈまたは速度ｖを含む対象１４の軌道１３を決定するための計算機２０または方法に関する。この方法は、いくらかの受信機（例えば、受信機１０および２８）および送信機（例えば、送信機１２および３８）を使用することに基づき、それは、送信機（例えば、衛星、送信機１２、３８等）および受信機（例えば受信機１０、２８等）によって定義される基線（送受信機ライン、例えば４２、４０、１６および３０）を有する空間仮想交差点（例えば交差点４４）を生成するためには、多ければ多いほどよい。移動対象１４がそれらの交差点の上または下を飛行するかどうかについて定めることが可能である。それらがたくさんあることによって、対象１４の高度（距離パラメータｈ）は、推定されることができる。その後、高度（距離パラメータｈ）および速度ｖが一定のままであることを仮定することによって、速度ｖは容易に得ることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１０  送信機
１２  受信機
１３  軌道
１４  対象
１６  送受信機ライン
２０  計算機
２６  運動パラメータ
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５】
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【外国語明細書】
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2013024877000002.pdf
2013024877000003.pdf
2013024877000004.pdf