JP2019104432A - Correction device, system, correction method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、補正装置、システム、補正方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a correction device, system, correction method and program.
非特許文献１には、複数のセンサを用いた目標探索システムが開示されている。このような目標探索システムでは、各センサから受信する目標情報を統合する必要があり、各センサに関する設置の絶対方位（例えば、真北）を合わせ込む必要がある。当該合わせ込みを実施することで、目標探索の精度を向上させることができる。センサの設置誤差の補正は、「レジストレーション誤差」の補正とも称される。 Non-Patent Document 1 discloses a target search system using a plurality of sensors. In such a target search system, it is necessary to integrate the target information received from each sensor, and it is necessary to match the absolute orientation (for example, true north) of the installation for each sensor. By performing the matching, the accuracy of the target search can be improved. The correction of the sensor installation error is also referred to as the "registration error" correction.
なお、上記先行技術文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。以下の分析は、本発明者らによってなされたものである。 The disclosure of the above prior art documents is incorporated herein by reference. The following analysis is done by the present inventors.
上述のように、精度向上を目的としてレジストレーション誤差の補正が行われる。ここで、通常、レジストレーション誤差の補正は、基準となるセンサに対して他のセンサの出力を合わせていくことで行われる。しかしながら、このような補正では、基準となるセンサ自身のレジストレーション誤差が補正されず残ることになる。複数のセンサによる閉じた座標系の中だけであれば、レジストレーション誤差は補正され問題が表面化することはない。しかし、例えば、地球固定座標系を持つシステムと情報の交換を行う場合には、基準となるセンサのレジストレーション誤差に関する問題が表面化する。 As described above, the correction of the registration error is performed for the purpose of improving the accuracy. Here, the correction of the registration error is usually performed by matching the outputs of other sensors with the reference sensor. However, in such a correction, the registration error of the reference sensor itself is left uncorrected. If it is only in a closed coordinate system with multiple sensors, the registration error will be corrected and the problem will not surface. However, for example, when exchanging information with a system having a fixed earth coordinate system, problems relating to the registration error of the reference sensor may surface.
本発明は、レジストレーション誤差の補正値に関する精度向上に寄与する、補正装置、システム、補正方法及びプログラムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a correction device, a system, a correction method, and a program that contribute to an improvement in accuracy regarding a correction value of registration error.
本発明乃至開示の第１の視点によれば、周回衛星を観測の対象とするセンサからの観測データに基づき、前記周回衛星の軌道に関する推定である基準軌道を生成する、生成部と、前記基準軌道の軌道要素を真値に使用し、前記センサからの観測データを補正するためのレジストレーション誤差補正値を算出する、補正値算出部と、を備える、補正装置が提供される。 According to a first aspect of the present invention or the disclosure, a generation unit that generates a reference orbit that is an estimation related to the orbit of the orbiting satellite, based on observation data from a sensor for which the orbiting satellite is an observation target; There is provided a correction device comprising: a correction value calculation unit that uses a track element of a track as a true value and calculates a registration error correction value for correcting observation data from the sensor.
本発明乃至開示の第２の視点によれば、周回衛星と、前記周回衛星を観測の対象とするセンサと、補正装置と、を含み、前記補正装置は、前記周回衛星を観測の対象とするセンサからの観測データに基づき、前記周回衛星の軌道に関する推定である基準軌道を生成する、生成部と、前記基準軌道の軌道要素を真値に使用し、前記センサからの観測データを補正するためのレジストレーション誤差補正値を算出する、補正値算出部と、を備える、システムが提供される。 According to a second aspect of the present invention or the disclosure, the orbiting satellite, the sensor for observing the orbiting satellite, and the correction device are included, and the correction device is for observing the orbiting satellite In order to correct the observation data from the sensor, using a generation unit that generates a reference orbit that is an estimation regarding the orbit of the orbiting satellite based on observation data from the sensor, and an orbital element of the reference orbit as a true value And a correction value calculation unit that calculates a registration error correction value.
本発明乃至開示の第３の視点によれば、補正装置において、周回衛星を観測の対象とするセンサからの観測データに基づき、前記周回衛星の軌道に関する推定である基準軌道を生成するステップと、前記基準軌道の軌道要素を真値に使用し、前記センサからの観測データを補正するためのレジストレーション誤差補正値を算出するステップと、を含む補正方法が提供される。 According to a third aspect of the present invention or the disclosure, the correction device generates a reference orbit, which is an estimation of the orbit of the orbiting satellite, based on observation data from a sensor whose observation target is the orbiting satellite. And calculating the registration error correction value for correcting the observation data from the sensor, using the track element of the reference track as the true value.
本発明乃至開示の第４の視点によれば、周回衛星を観測の対象とするセンサからの観測データに基づき、前記周回衛星の軌道に関する推定である基準軌道を生成する処理と、
前記基準軌道の軌道要素を真値に使用し、前記センサからの観測データを補正するためのレジストレーション誤差補正値を算出する処理と、を補正装置に搭載されたコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録することができる。記憶媒体は、半導体メモリ、ハードディスク、磁気記録媒体、光記録媒体等の非トランジェント（non-transient）なものとすることができる。本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。
According to a fourth aspect of the present invention or the disclosure, a process of generating a reference orbit that is an estimation of the orbit of the orbiting satellite based on observation data from a sensor whose observation target is the orbiting satellite.
A program for causing a computer mounted on a correction device to execute a process of calculating a registration error correction value for correcting observation data from the sensor using a track element of the reference track as a true value; Ru.
Note that this program can be recorded on a computer readable storage medium. The storage medium can be non-transient such as a semiconductor memory, a hard disk, a magnetic recording medium, an optical recording medium, and the like. The invention can also be embodied as a computer program product.
本発明乃至開示の各視点によれば、レジストレーション誤差の補正値に関する精度向上に寄与する、補正装置、システム、補正方法及びプログラムが、提供される。 According to each aspect of the present invention or the disclosure, a correction device, a system, a correction method, and a program are provided that contribute to an improvement in the accuracy of the correction value of the registration error.
初めに、一実施形態の概要について説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、この概要の記載はなんらの限定を意図するものではない。また、各図におけるブロック間の接続線は、双方向及び単方向の双方を含む。一方向矢印については、主たる信号（データ）の流れを模式的に示すものであり、双方向性を排除するものではない。 First, an overview of one embodiment will be described. The reference symbols of the drawings appended to this summary are added for convenience to each element as an example for aiding understanding, and the description of the summary is not intended to be limiting in any way. Also, connection lines between blocks in each figure include both bidirectional and unidirectional directions. The unidirectional arrows schematically indicate the flow of main signals (data), and do not exclude bidirectionality.
一実施形態に係る補正装置１００は、生成部１０１と、補正値算出部１０２と、を含んで構成される（図１参照）。生成部１０１は、周回衛星を観測の対象とするセンサからの観測データに基づき、周回衛星の軌道に関する推定である基準軌道を生成する。補正値算出部１０２は、基準軌道の軌道要素を真値に使用し、センサからの観測データを補正するためのレジストレーション誤差補正値を算出する。
The
補正装置１００は、周回衛星の軌道を真値に使用してセンサによる観測データを補正するためのレジストレーション誤差（レジストレーション誤差補正値）を算出する。補正装置１００による補正値の算出は、高精度な位置情報を持つ周回衛星の軌道要素を真値に使用するため、高精度な補正値を得ることができる。
The
以下に具体的な実施の形態について、図面を参照してさらに詳しく説明する。なお、各実施形態において同一構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。 Hereinafter, specific embodiments will be described in more detail with reference to the drawings. In each embodiment, the same reference numeral is given to the same component, and the description is omitted.
［第１の実施形態］
第１の実施形態について、図面を用いてより詳細に説明する。
First Embodiment
The first embodiment will be described in more detail using the drawings.
図２は、第１の実施形態に係る目標探索システムの概略構成の一例を示す図である。図２を参照すると、目標探索システムは、複数のセンサ１０−１及び１０−２と、補正装置２０と、周回衛星３０と、を含んで構成される。図２には、２つのセンサを図示しているが、センサの数を限定する趣旨ではないことは勿論である。システムには２以上のセンサが含まれていればよい。なお、センサ１０−１、１０−２を区別する特段の理由が無い場合には、単に「センサ１０」と表記する。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a target search system according to the first embodiment. Referring to FIG. 2, the target search system is configured to include a plurality of sensors 10-1 and 10-2, a
センサ１０は、例えば、レーダーを用いた電波探知機である。センサ１０は、ネットワーク（図示せず）を介して補正装置２０に接続されている。あるいは、センサ１０の内部に補正装置２０が組み込まれていてもよい（センサ１０自身でレジストレーション誤差補正を行ってもよい）。
The sensor 10 is, for example, a radio wave detector using a radar. The sensor 10 is connected to the
補正装置２０は、センサ１０のレジストレーション誤差を補正するための装置である。補正装置２０は、センサ１０からの観測データ（センサ出力）を取得し、各センサ１０のレジストレーション誤差を補正する。補正装置２０により補正された各センサ１０の観測データは、他のシステム（例えば、地球固定座標系を持つシステム）に提供される。
The
図３は、補正装置２０の処理構成（処理モジュール）の一例を示す図である。図３を参照すると、補正装置２０は、基準軌道生成部２０１と、座標変換部２０２と、スクリーニング部２０３と、蓄積データ処理部２０４と、誤差補正値算出部２０５と、を含んで構成される。
FIG. 3 is a view showing an example of the processing configuration (processing module) of the
基準軌道生成部２０１は、周回衛星３０を観測の対象とするセンサ１０からの観測データに基づき、周回衛星３０の軌道に関する推定である基準軌道を生成する手段である。当該基準軌道は、レジストレーション誤差の補正に用いる。基準軌道生成部２０１は、周回衛星３０の観測プロット（センサ１０からの周回衛星３０の観測データ）の各時刻における周回衛星３０の基準軌道を推定する。その際、基準軌道生成部２０１は、センサ１０からの観測データに対してラグランジュ補間（例えば、１０点のラグランジュ補間）を実施することで、基準軌道を生成する。生成された基準軌道（周回衛星３０の真の航跡として推定された軌道）上にて所定間隔にてサンプリングされる点が基準軌道上の軌道要素となる。
The reference
図４は、基準軌道生成部２０１の動作を説明するための図である。図４において、センサ１０による周回衛星３０の観測プロットを「×」として図示している。また、ラグランジュ補間により生成された基準軌道上に内挿された軌道要素を「△」により図示している。また、所定間隔にてサンプリングされた周回衛星３０の軌道要素を「〇」により図示している。なお、図４では、観測プロットの時刻を「ｔｏ」として図示し、軌道要素の時刻を「ｔｃ」として図示している。基準軌道生成部２０１は、図４に図示された「真の航跡」を基準軌道として生成する。
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the reference
基準軌道生成部２０１は、以下の式（１）に基づき基準軌道を生成する。
The reference
［式１］
式（１）において、Ｘｂａｓｅは時刻Ｔにおける軌道要素の座標である。当該軌道要素の座標系は、地球固定座標系（ＥＣＥＦ；Earth Centered Earth Fixed）である。Ｘｉはｉ番目の軌道要素の座標である。Ｘｉの座標系も地球固定座標系である。Ａｉは下記の式（２）により計算される。 In equation (1), X base is the coordinates of the trajectory element at time T. The coordinate system of the orbital element is an Earth Fixed Coordinate System (ECEF; Earth Centered Earth Fixed). X i is the coordinate of the i-th orbital elements. Coordinate system of X i is also earth-fixed coordinate system. Ai is calculated by the following equation (2).
［式２］
式（２）において、Ｔは観測プロットの時刻を示す。Ｔｉはｉ番目の軌道要素の時刻を示し、Ｔｊはｊ番目の軌道要素の時刻を示す。 In Formula (2), T shows the time of an observation plot. T i indicates the time of the ith orbital element, and T j indicates the time of the j th orbital element.
なお、式（１）及び（２）では、１０点のラグランジュ補間の実施を前提としているが、ラグランジュ補間の個数を限定する趣旨ではないことは勿論である。ラグランジュ補間の個数を変更した場合には、式（１）及び式（２）を適宜変更すればよい。 Although equations (1) and (2) presuppose the implementation of 10 points of Lagrange interpolation, it is of course not intended to limit the number of Lagrange interpolations. When the number of Lagrange interpolations is changed, Equations (1) and (2) may be changed as appropriate.
座標変換部２０２は、基準軌道を地球固定座標系からセンサ極座標系に変換する手段である。即ち、座標変換部２０２は、基準軌道の座標系を地球重心を原点とする三次元直交座標系からセンサ１０を原点とした極座標系に変換する。
The coordinate
スクリーニング部２０３は、センサ１０からの観測データと基準軌道を比較し、センサ１０からの観測データのうち基準軌道から所定の距離離れている観測データを除外する手段である。つまり、スクリーニング部２０３は、センサ１０から取得した観測データのスクリーニング（選別）を行う。より具体的には、スクリーニング部２０３は、基準軌道とセンサ１０による観測データを比較し、基準軌道から大きく外れている観測データを除去する。
The
図５は、スクリーニング部２０３の動作を説明するための図である。図５に図示する記号（△等）の意味は図４と同じである。図５に示すように、スクリーニング部２０３は、基準軌道（真の航跡）から所定の距離離れた位置に「スクリーニング閾値」を設定し、当該閾値よりも外側となる観測プロットを除去する。なお、図５において、除去された観測プロットを「★」として図示している。
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the
蓄積データ処理部２０４は、スクリーニング後の観測データを記憶媒体に蓄積する手段である。より具体的には、蓄積データ処理部２０４は、選別された観測データを記憶媒体に格納する。また、蓄積データ処理部２０４は、選別された新たな観測データにより当該記憶媒体に格納した観測データを適宜更新する。 The accumulated data processing unit 204 is means for accumulating observation data after screening in a storage medium. More specifically, the accumulated data processing unit 204 stores the selected observation data in a storage medium. In addition, the accumulated data processing unit 204 appropriately updates the observation data stored in the storage medium with the new observation data selected.
誤差補正値算出部２０５は、基準軌道の軌道要素を真値に使用し、センサ１０からの観測データを補正するためのレジストレーション誤差補正値を算出する手段である。その際、誤差補正値算出部２０５は、蓄積データ処理部２０４により記憶媒体に蓄積された観測データを用いてレジストレーション誤差補正値を算出する。その際、誤差補正値算出部２０５は、センサ１０を原点とする座標系の複数項目に関してレジストレーション誤差補正値を算出する。ここでは、誤差補正値算出部２０５によるレジストレーション誤差補正値は、距離、仰角及び中心周り３軸の座標系における補正値として以下の説明を行う。
The error correction
誤差補正値算出部２０５は、下記の式（３）によりセンサ１０のレジストレーション誤差を算出する。
The error correction
［式３］
なお、式（３）において、Ｙｊは、レジストレーションｊ回目の計算で算出されたレジストレーション誤差である。なお、初回のレジストレーション誤差Ｙ０には、現在適用されているレジストレーション誤差が用いられる。Ｙｊの内訳は下記の式（４）のとおりである。 In equation (3), Y j is a registration error calculated by the j-th calculation of registration. Note that the registration error Y 0 for the first time, registration error that is currently applied is used. The breakdown of Y j is as shown in the following formula (4).
［式４］
式（４）において、ＲＲＧは、距離方向のレジストレーション誤差である（図６参照）。ＲＲＧは、距離方向のレジストレーション誤差であるため、その単位は、例えば、メートル（ｍ）である。図６に示すＲは、センサ１０から真の目標（周回衛星３０）までの距離を示す。図６に示すＲｍは、センサ１０が観測した目標までの距離を示す。図６に示す△ＲＲＧは、距離方向におけるレジストレーション誤差を示す。従って、Ｒ＝Ｒｍ＋△ＲＲＧの関係が成り立つ。 In equation (4), R RG is a registration error in the distance direction (see FIG. 6). Since R RG is a registration error in the distance direction, its unit is, for example, meters (m). R shown in FIG. 6 indicates the distance from the sensor 10 to the true target (orbiting satellite 30). R m shown in FIG. 6 indicates the distance to the target observed by the sensor 10. ΔR RG shown in FIG. 6 indicates a registration error in the distance direction. Therefore, the relationship of R = R m + ΔR RG holds.
式（４）において、φＲＧは、仰角方向のレジストレーション誤差である（図７参照）。φＲＧの単位は、例えば、デグリー（ｄｅｇ）である。図７に示すφは、センサ１０を基準とした真の目標に対する仰角である。図７に示すφｍは、センサ１０が観測した目標の仰角である。△φＲＧは、仰角方向のレジストレーション誤差である。従って、φ＝φｍ＋△φＲＧの関係が成り立つ。 In equation (4), φ RG is a registration error in the elevation direction (see FIG. 7). The unit of φ RG is, for example, a degree (deg). Φ shown in FIG. 7 is an elevation angle with respect to the true target with respect to the sensor 10. Φ m shown in FIG. 7 is the elevation angle of the target observed by the sensor 10. Δφ RG is a registration error in the elevation direction. Therefore, the relationship of φ = φ m + Δφ RG holds.
このように、誤差補正値算出部２０５は、センサ１０を原点とするセンサ極座標系における、周回衛星３０までの距離及び周回衛星３０に対する仰角に関するレジストレーション誤差補正値を算出する。
Thus, the error correction
式（４）において、δＸＲＧ、δＹＲＧ、δＺＲＧは、それぞれ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向のレジストレーション誤差である（図８参照）。δＸＲＧ等の単位は、例えば、デグリー（ｄｅｇ）である。このように、誤差補正値算出部２０５は、３軸からなる地球固定座標系において、当該３軸に関するレジストレーション誤差補正値を算出する。
In the equation (4), δX RG , δY RG , and δZ RG are registration errors in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, respectively (see FIG. 8). units such as [delta] X RG is, for example, DegreeC (deg). As described above, the error correction
誤差補正値算出部２０５は、上記式（３）により算出したレジストレーション誤差を用いてセンサ１０からの観測データを補正する。例えば、図６に示すように、真の目標位置Ｒ、観測プロットの位置Ｒｍ、レジストレーション誤差△ＲＲＧとの間には、Ｒ＝Ｒｍ＋△ＲＲＧの関係が成り立つので、△ＲＲＧを算出することで観測プロットの位置Ｒｍを補正することができる。
The error correction
式（３）において、Ｐは下記の式（５）として表現される。 In equation (3), P is expressed as the following equation (5).
［式５］
式（３）におけるＬｊ−１は、下記の式（６）により計算される。 L j-1 in the equation (3) is calculated by the following equation (6).
［式６］
式（６）において、
誤差補正値算出部２０５は、レジストレーション誤差Ｙで補正後の観測プロットｉの位置を下記の式（７）により算出する。当該位置は、地球固定座標系の位置である。
The error correction
［式７］
式（７）において、Γ１は以下の式（８）により得られる。 In Formula (7), Γ 1 is obtained by the following Formula (8).
［式８］
Γ１は、センサ１０の位置を示す。当該位置は、地球固定座標系の位置である。 The Γ 1 indicates the position of the sensor 10. The position is a position of the earth fixed coordinate system.
式（７）において、Γ２は以下の式（９）により得られる。 In Formula (7), Γ 2 is obtained by the following Formula (9).
［式９］
式（９）において、
式（７）において、
［式１０］
式（１０）において、
［式１１］
式（１０）において、
［式１２］
式（１２）において、Ｒｃｉは観測プロットｉのレジストレーション誤差補正後の距離であり、以下の式（１３）により得られる。 In equation (12), R ci is the distance after the registration error correction of observation plot i, and is obtained by the following equation (13).
［式１３］
式（１２）において、φｃｉは観測プロットｉのレジストレーション誤差補正後の仰角であり、以下の式（１４）により得られる。 In equation (12), φ ci is the elevation angle after the registration error correction of observation plot i, and is obtained by the following equation (14).
［式１４］
式（１２）、（１３）、（１４）における、Ｒｉ、θｉ、φｉは、それぞれ、観測プロットｉの距離、観測プロットｉの方位角、観測プロットｉの仰角である。これらは、センサ極座標系のパラメータである。 R i , θ i and φ i in the equations (12), (13) and (14) are respectively the distance of the observation plot i, the azimuth angle of the observation plot i, and the elevation angle of the observation plot i. These are parameters of the sensor polar coordinate system.
式（３）において、Ｂｊ−１は下記の式（１５）により得られる。
［式１５］
[Equation 15]
式（１５）において、
［式１６］
式（１６）の左から１番目の項目は、下記の式（１７）により得られる。 The first item from the left of the equation (16) is obtained by the following equation (17).
［式１７］
式（１６）の左から２番目の項目は、下記の式（１８）により得られる。 The second item from the left of the equation (16) is obtained by the following equation (18).
［式１８］
式（１６）の左から３番目の項目は、下記の式（１９）により得られる。 The third item from the left of Formula (16) is obtained by the following Formula (19).
［式１９］
式（１６）の左から４番目の項目は、下記の式（２０）により得られる。 The fourth item from the left of the equation (16) is obtained by the following equation (20).
［式２０］
式（１６）の左から５番目の項目は、下記の式（２１）により得られる。 The fifth item from the left of the equation (16) is obtained by the following equation (21).
［式２１］
なお、繰り返し計算における算出された結果の収束度合を示すＲＭＳ（Root Mean Square）変化率は、以下の式（２２）により表せる。 Note that a root mean square (RMS) change rate indicating the convergence degree of the calculated result in the repetitive calculation can be expressed by the following equation (22).
［式２２］
式（２２）において、レジストレーションｊ回目におけるＲＭＳ値σｊは、下記の式（２３）により得られる。 In equation (22), the RMS value σ j at the registration j-th time is obtained by the following equation (23).
［式２３］
なお、式（２３）における、
同様に、
Similarly,
第１の実施形態に係る補正装置２０の動作を纏めると図９に示すフローチャートのとおりとなる。
The operation of the
補正装置２０は、周回衛星３０に関する基準軌道を生成する（ステップＳ１０１）。補正装置２０は、基準軌道を地球固定座標系からセンサ極座標系に変換する（ステップＳ１０２）。補正装置２０は、センサ１０からの観測データに関するスクリーニングを実施する（ステップＳ１０３）。補正装置２０は、スクリーニング後の観測データを記憶媒体に格納し、蓄積データの更新を行う（ステップＳ１０４）。補正装置２０は、レジストレーション誤差補正値を算出する（ステップＳ１０５）。
The
続いて、第１の実施形態に係る補正装置２０のハードウェア構成について説明する。
Subsequently, a hardware configuration of the
図１０は、補正装置２０のハードウェア構成の一例を示す図である。補正装置２０は、所謂、情報処理装置（コンピュータ）により構成可能であり、図１０に例示する構成を備える。例えば、補正装置２０は、内部バスにより相互に接続される、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１、メモリ２２、入出力インターフェイス２３及び通信手段であるＮＩＣ（Network Interface Card）２４等を備える。
FIG. 10 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the
なお、図１０に示す構成は、補正装置２０のハードウェア構成を限定する趣旨ではない。補正装置２０は、図示しないハードウェアを含んでもよいし、必要に応じてＮＩＣ２４を備えていなくともよい。あるいは、補正装置２０に含まれるＣＰＵ等の数も図１０の例示に限定する趣旨ではなく、例えば、複数のＣＰＵが補正装置２０に含まれていてもよい。
The configuration shown in FIG. 10 is not intended to limit the hardware configuration of the
メモリ２２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、補助記憶装置（ハードディスク等）である。
The
入出力インターフェイス２３は、図示しない表示装置や入力装置のインターフェイスとなる手段である。表示装置は、例えば、液晶ディスプレイ等である。入力装置は、例えば、キーボードやマウス等のユーザ操作を受け付ける装置である。 The input / output interface 23 is a means serving as an interface of a display device and an input device (not shown). The display device is, for example, a liquid crystal display or the like. The input device is, for example, a device that receives user operations such as a keyboard and a mouse.
補正装置２０の機能は、上述の処理モジュールにより実現される。当該処理モジュールは、例えば、メモリ２２に格納されたプログラムをＣＰＵ２１が実行することで実現される。また、そのプログラムは、ネットワークを介してダウンロードするか、あるいは、プログラムを記憶した記憶媒体を用いて、更新することができる。さらに、上記処理モジュールは、半導体チップにより実現されてもよい。即ち、上記処理モジュールが行う機能は、何らかのハードウェアにおいてソフトウェアが実行されることによって実現できればよい。
The function of the
以上のように、第１の実施形態に係る補正装置２０は、式（６）等に示されるように、周回衛星３０の軌道要素を真値に使用してセンサ１０による観測データを補正するレジストレーション誤差を算出する。その結果、センサ１０に対する高精度なレジストレーション誤差（高精度な補正値）が得られる。つまり、高精度な位置情報を持つ周回衛星の軌道要素を真値に使用し、レジストレーション誤差を算出することにより、高精度な補正値を得ることができる。また、当該補正値の算出は、センサ１０ごとに個別に実施可能であるので、対象となる全てのセンサ１０に対して高精度なレジストレーション誤差補正が実施可能となる。
As described above, the
また、通常のレジストレーション誤差補正では、レジストレーション誤差が発生する全ての軸に対し補正していないという問題がある。つまり、航空機等を対象とするセンサにおいては、２次元での補正を実施することが多く、距離及び方位の２項目に対して補正を実施することになる。対して、周回衛星等を対象とするセンサにおいては、座標系として地球固定座標系を使用する場合が多く、観測プロットの情報も３次元となる。従って、３次元に対する補正を実施する必要があり、２次元での２項目だけでは十分なレジストレーション誤差の補正が実施できないことになる。このような問題に対し、第１の実施形態に係る補正装置２０は、レジストレーション誤差補正の対象を距離、仰角及び中心周り３軸等の複数項目とすることで対処している。
Further, in the normal registration error correction, there is a problem that correction is not performed for all the axes in which the registration error occurs. That is, in a sensor intended for an aircraft or the like, two-dimensional correction is often performed, and correction is performed on two items of distance and orientation. In contrast, in the case of sensors for orbiting satellites and the like, the earth fixed coordinate system is often used as the coordinate system, and the information of the observation plot is also three-dimensional. Therefore, it is necessary to carry out correction for three dimensions, and it is impossible to carry out sufficient correction of registration error with only two items in two dimensions. The
また、通常のレジストレーション誤差補正では、レジストレーション誤差補正値の精度が低いという問題がある。つまり、一般的に計測毎に取得した観測プロットだけを使用してレジストレーション誤差（誤差の補正値）を算出するため、算出に必要な観測プロットが得られない場合があり、繰り返し計算が収束しないことがある。その結果、精度が低いレジストレーション誤差補正値が算出されることになる。このような問題に対し、第１の実施形態に係る補正装置２０は、対象となる周回衛星３０から得られた観測プロットを蓄積し、当該蓄積された観測プロットを用いてレジストレーション誤差補正値を算出することで対処している。
Further, in the normal registration error correction, there is a problem that the accuracy of the registration error correction value is low. That is, since the registration error (error correction value) is generally calculated using only the observation plot acquired for each measurement, the observation plot necessary for the calculation may not be obtained, and the repetitive calculation does not converge. Sometimes. As a result, registration error correction values with low accuracy are calculated. For such a problem, the
上記の説明により、本発明の産業上の利用可能性は明らかであるが、本発明は、複数センサによる周回衛星及びデブリ監視システムや、ミサイル防衛における複数センサによる監視システムといった技術分野に好適に適用可能である。 Although the industrial applicability of the present invention is apparent from the above description, the present invention is suitably applied to technical fields such as a multi-sensor orbiting satellite and debris monitoring system, and a multi-sensor monitoring system in missile defense. It is possible.
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
［付記１］
周回衛星を観測の対象とするセンサからの観測データに基づき、前記周回衛星の軌道に関する推定である基準軌道を生成する、生成部と、
前記基準軌道の軌道要素を真値に使用し、前記センサからの観測データを補正するためのレジストレーション誤差補正値を算出する、補正値算出部と、
を備える、補正装置。
［付記２］
前記補正値算出部は、前記センサを原点とする座標系の複数項目に関して前記レジストレーション誤差補正値を算出する、好ましくは付記１の補正装置。
［付記３］
前記補正値算出部は、
前記センサを原点とする極座標系における、前記周回衛星までの距離及び前記周回衛星に対する仰角に関する前記レジストレーション誤差補正値を算出する、好ましくは付記２の補正装置。
［付記４］
前記補正値算出部は、
３軸からなる地球固定座標系において、前記３軸に関する前記レジストレーション誤差補正値を算出する、好ましくは付記２又は３の補正装置。
［付記５］
前記センサからの観測データを蓄積する、記憶媒体をさらに備え、
前記補正値算出部は、前記記憶媒体に蓄積された観測データを用いて前記レジストレーション誤差補正値を算出する、好ましくは付記１乃至４のいずれか一に記載の補正装置。
［付記６］
前記センサからの観測データと前記基準軌道を比較し、前記センサからの観測データのうち前記基準軌道から所定の距離離れている観測データを除外する、スクリーニング部をさらに備える、好ましくは付記１乃至５のいずれか一に記載の補正装置。
［付記７］
前記生成部は、前記センサからの観測データに対してラグランジュ補間を実施することで、前記基準軌道を生成する、好ましくは付記１乃至６のいずれか一に記載の補正装置。
［付記８］
周回衛星と、
前記周回衛星を観測の対象とするセンサと、
補正装置と、
を含み、
前記補正装置は、
前記周回衛星を観測の対象とするセンサからの観測データに基づき、前記周回衛星の軌道に関する推定である基準軌道を生成する、生成部と、
前記基準軌道の軌道要素を真値に使用し、前記センサからの観測データを補正するためのレジストレーション誤差補正値を算出する、補正値算出部と、
を備える、システム。
［付記９］
補正装置において、
周回衛星を観測の対象とするセンサからの観測データに基づき、前記周回衛星の軌道に関する推定である基準軌道を生成するステップと、
前記基準軌道の軌道要素を真値に使用し、前記センサからの観測データを補正するためのレジストレーション誤差補正値を算出するステップと、
を含む補正方法。
［付記１０］
周回衛星を観測の対象とするセンサからの観測データに基づき、前記周回衛星の軌道に関する推定である基準軌道を生成する処理と、
前記基準軌道の軌道要素を真値に使用し、前記センサからの観測データを補正するためのレジストレーション誤差補正値を算出する処理と、
を補正装置に搭載されたコンピュータに実行させるプログラム。
なお、付記８〜付記１０の形態は、付記１の形態と同様に、付記２の形態〜付記７の形態に展開することが可能である。
Some or all of the above embodiments may be described as in the following appendices, but are not limited to the following.
[Supplementary Note 1]
A generation unit that generates a reference orbit that is an estimation of the orbit of the orbiting satellite based on observation data from a sensor whose observation target is the orbiting satellite;
A correction value calculation unit that uses a track element of the reference track as a true value, and calculates a registration error correction value for correcting observation data from the sensor;
, A correction device.
[Supplementary Note 2]
The correction device according to Appendix 1, preferably, wherein the correction value calculation unit calculates the registration error correction value for a plurality of items of a coordinate system having the sensor as an origin.
[Supplementary Note 3]
The correction value calculation unit
3. The correction device according to
[Supplementary Note 4]
The correction value calculation unit
The correction device according to
[Supplementary Note 5]
It further comprises a storage medium for storing observation data from the sensor,
The correction device according to any one of appendices 1 to 4, preferably, wherein the correction value calculation unit calculates the registration error correction value using observation data stored in the storage medium.
[Supplementary Note 6]
A screening unit is further provided which compares the observation data from the sensor with the reference trajectory, and excludes observation data at a predetermined distance from the reference trajectory among the observation data from the sensor. The correction device according to any one of the above.
[Supplementary Note 7]
The correction device according to any one of Appendices 1 to 6, preferably, wherein the generation unit generates the reference trajectory by performing Lagrange interpolation on observation data from the sensor.
[Supplementary Note 8]
Orbiting satellites,
A sensor whose observation target is the orbiting satellite;
A correction device,
Including
The correction device is
A generation unit that generates a reference orbit that is an estimation related to the orbit of the orbiting satellite, based on observation data from a sensor whose observation target is the orbiting satellite;
A correction value calculation unit that uses a track element of the reference track as a true value, and calculates a registration error correction value for correcting observation data from the sensor;
A system comprising:
[Supplementary Note 9]
In the correction device
Generating a reference orbit, which is an estimation of the orbit of the orbiting satellite, based on observation data from a sensor whose observation target is the orbiting satellite;
Calculating a registration error correction value for correcting observation data from the sensor by using a track element of the reference track as a true value;
Correction method including.
[Supplementary Note 10]
A process of generating a reference orbit which is an estimation of the orbit of the orbiting satellite based on observation data from a sensor whose observation target is the orbiting satellite;
A process of using a track element of the reference track as a true value and calculating a registration error correction value for correcting observation data from the sensor;
A program that causes a computer installed in the correction device to execute.
The forms of Supplementary Notes 8 to 10 can be expanded to the forms of
なお、引用した上記の非特許文献の開示は、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。 The disclosure of the above non-patent documents cited above is incorporated herein by reference. Within the scope of the entire disclosure of the present invention (including the scope of the claims), modifications and adjustments of the embodiments or examples are possible based on the basic technical concept of the invention. In addition, various combinations or selections of various disclosed elements (including each element of each claim, each element of each embodiment or example, each element of each drawing, and the like) within the scope of the entire disclosure of the present invention are selected. Is possible. That is, the present invention of course includes the entire disclosure including the scope of the claims, and various modifications and alterations that can be made by those skilled in the art according to the technical concept. In particular, with regard to the numerical ranges described herein, it should be understood that any numerical value or small range falling within the relevant range is specifically described even if it is not otherwise described.
１０、１０−１、１０−２ センサ
２０、１００ 補正装置
２１ ＣＰＵ
２２ メモリ
２３ 入出力インターフェイス
２４ ＮＩＣ
３０ 周回衛星
１０１ 生成部
１０２ 補正値生成部
２０１ 基準軌道生成部
２０２ 座標変換部
２０３ スクリーニング部
２０４ 蓄積データ処理部
２０５ 誤差補正値算出部
10, 10-1, 10-2
22 Memory 23 I /
30 orbiting
Claims (10)
前記基準軌道の軌道要素を真値に使用し、前記センサからの観測データを補正するためのレジストレーション誤差補正値を算出する、補正値算出部と、
を備える、補正装置。 A generation unit that generates a reference orbit that is an estimation of the orbit of the orbiting satellite based on observation data from a sensor whose observation target is the orbiting satellite;
A correction value calculation unit that uses a track element of the reference track as a true value, and calculates a registration error correction value for correcting observation data from the sensor;
, A correction device.
前記センサを原点とする極座標系における、前記周回衛星までの距離及び前記周回衛星に対する仰角に関する前記レジストレーション誤差補正値を算出する、請求項２の補正装置。 The correction value calculation unit
The correction device according to claim 2, wherein the registration error correction value regarding a distance to the orbiting satellite and an elevation angle with respect to the orbiting satellite in a polar coordinate system having the sensor as an origin is calculated.
３軸からなる地球固定座標系において、前記３軸に関する前記レジストレーション誤差補正値を算出する、請求項２又は３の補正装置。 The correction value calculation unit
The correction device according to claim 2 or 3, wherein the registration error correction value for the three axes is calculated in a fixed earth coordinate system consisting of three axes.
前記補正値算出部は、前記記憶媒体に蓄積された観測データを用いて前記レジストレーション誤差補正値を算出する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の補正装置。 It further comprises a storage medium for storing observation data from the sensor,
The correction device according to any one of claims 1 to 4, wherein the correction value calculation unit calculates the registration error correction value using observation data stored in the storage medium.
前記周回衛星を観測の対象とするセンサと、
補正装置と、
を含み、
前記補正装置は、
前記周回衛星を観測の対象とするセンサからの観測データに基づき、前記周回衛星の軌道に関する推定である基準軌道を生成する、生成部と、
前記基準軌道の軌道要素を真値に使用し、前記センサからの観測データを補正するためのレジストレーション誤差補正値を算出する、補正値算出部と、
を備える、システム。 Orbiting satellites,
A sensor whose observation target is the orbiting satellite;
A correction device,
Including
The correction device is
A generation unit that generates a reference orbit that is an estimation related to the orbit of the orbiting satellite, based on observation data from a sensor whose observation target is the orbiting satellite;
A correction value calculation unit that uses a track element of the reference track as a true value, and calculates a registration error correction value for correcting observation data from the sensor;
A system comprising:
周回衛星を観測の対象とするセンサからの観測データに基づき、前記周回衛星の軌道に関する推定である基準軌道を生成するステップと、
前記基準軌道の軌道要素を真値に使用し、前記センサからの観測データを補正するためのレジストレーション誤差補正値を算出するステップと、
を含む補正方法。 In the correction device
Generating a reference orbit, which is an estimation of the orbit of the orbiting satellite, based on observation data from a sensor whose observation target is the orbiting satellite;
Calculating a registration error correction value for correcting observation data from the sensor by using a track element of the reference track as a true value;
Correction method including.
前記基準軌道の軌道要素を真値に使用し、前記センサからの観測データを補正するためのレジストレーション誤差補正値を算出する処理と、
を補正装置に搭載されたコンピュータに実行させるプログラム。 A process of generating a reference orbit which is an estimation of the orbit of the orbiting satellite based on observation data from a sensor whose observation target is the orbiting satellite;
A process of using a track element of the reference track as a true value and calculating a registration error correction value for correcting observation data from the sensor;
A program that causes a computer installed in the correction device to execute.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112612916A (en) * | 2020-12-29 | 2021-04-06 | 深圳航天宏图信息技术有限公司 | Method and device for generating inspection error spatial distribution map of ocean satellite data |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000168699A (en) * | 1998-12-02 | 2000-06-20 | Communication Research Laboratory Mpt | Orbit determining method of stationary satellite |
| JP2003043146A (en) * | 2001-07-26 | 2003-02-13 | Communication Research Laboratory | Correcting method of measuring distance of plane reflecting mirror array |
| JP2011005985A (en) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Mitsubishi Electric Corp | Orbit determination device and method for determining orbit |
| US20120046863A1 (en) * | 2010-08-12 | 2012-02-23 | The Government Of The Us, As Represented By The Secretary Of The Navy | Orbit covariance, estimation and analysis tool |
-
2017
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000168699A (en) * | 1998-12-02 | 2000-06-20 | Communication Research Laboratory Mpt | Orbit determining method of stationary satellite |
| JP2003043146A (en) * | 2001-07-26 | 2003-02-13 | Communication Research Laboratory | Correcting method of measuring distance of plane reflecting mirror array |
| JP2011005985A (en) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Mitsubishi Electric Corp | Orbit determination device and method for determining orbit |
| US20120046863A1 (en) * | 2010-08-12 | 2012-02-23 | The Government Of The Us, As Represented By The Secretary Of The Navy | Orbit covariance, estimation and analysis tool |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112612916A (en) * | 2020-12-29 | 2021-04-06 | 深圳航天宏图信息技术有限公司 | Method and device for generating inspection error spatial distribution map of ocean satellite data |
| CN112612916B (en) * | 2020-12-29 | 2024-02-06 | 深圳航天宏图信息技术有限公司 | Method and device for generating inspection error space distribution diagram of marine satellite data |
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