JP5665358B2 - Image radar device - Google Patents
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Description
この発明は、航空機や人工衛星といった移動可能なプラットフォームに搭載されて、地表等を観測する画像レーダ装置に関し、特に、合成開口レーダを用いた画像レーダ装置に関する。 The present invention relates to an image radar apparatus that is mounted on a movable platform such as an aircraft or an artificial satellite and observes the ground surface, and more particularly to an image radar apparatus that uses a synthetic aperture radar.
一般的に、合成開口レーダを用いた画像レーダ装置では、画像レーダ装置が搭載されたプラットフォームの軌道が直線であると仮定して画像が再生される。しかしながら、プラットフォームが航空機である場合には、風の影響等を受けるので、直線軌道を描くことは困難である。また、プラットフォームが人工衛星である場合には、地球を周回することとなるので、直線軌道ではなく円軌道となる。このように、プラットフォームの軌道が直線軌道から外れると、再生される画像にぼけが発生する。 In general, in an image radar apparatus using a synthetic aperture radar, an image is reproduced on the assumption that the trajectory of a platform on which the image radar apparatus is mounted is a straight line. However, when the platform is an aircraft, it is difficult to draw a straight trajectory because it is affected by wind. In addition, when the platform is an artificial satellite, it orbits the earth, so it becomes a circular orbit instead of a linear orbit. Thus, when the platform trajectory deviates from the straight trajectory, the reproduced image is blurred.
そこで、このような画像のぼけを防止する方法として、観測データの位相を補償する動揺補償法が知られている。この動揺補償法では、画像化する領域を分割した上で、各領域の中心点を位相補償の基準点と定め、領域毎に位相補償量を算出している（例えば、特許文献１参照）。 Therefore, as a method for preventing such blurring of an image, a fluctuation compensation method for compensating the phase of observation data is known. In this fluctuation compensation method, after dividing a region to be imaged, a center point of each region is set as a reference point for phase compensation, and a phase compensation amount is calculated for each region (see, for example, Patent Document 1).
ここで、実際のプラットフォームの軌道を実軌道と定義し、画像再生に用いられる直線軌道を参照軌道と定義すると、分割した領域ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）における位相補償量θｍ［η］は、上記基準点と実軌道および参照軌道との距離差ｄｍ［η］を用いて、次式（１）で表される。なお、距離差ｄｍ［η］は、次式（２）で表される。 Here, when the actual platform trajectory is defined as an actual trajectory, and the straight trajectory used for image reproduction is defined as a reference trajectory, the phase compensation amount in the divided region m (m = 1, 2,..., M). θ m [η] is expressed by the following equation (1) using the distance difference d m [η] between the reference point, the actual trajectory, and the reference trajectory. The distance difference d m [η] is expressed by the following equation (2).
式（２）において、Ｐｉ［η］（ベクトル）は、時刻（ｓｌｏｗ ｔｉｍｅ）ηにおける参照軌道上のプラットフォームの位置を示し、Ｐａ［η］（ベクトル）は、時刻ηにおける実軌道上のプラットフォームの位置を示し、Ｑｍ（ベクトル）は、分割した領域ｍの基準点の位置を示している。 In Equation (2), P i [η] (vector) indicates the position of the platform on the reference trajectory at time (slow time) η, and P a [η] (vector) is on the real trajectory at time η. The position of the platform is indicated, and Q m (vector) indicates the position of the reference point of the divided area m.
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
従来の動揺補償法では、１つの基準点に対して位相補償を実行しているので、基準点から離れるほど、補償誤差が大きくなって画像がぼけるという問題がある。従来の動揺補償法では、この問題を解決するために、画像化する領域を分割しているが、その分割サイズは、分割された全ての領域において、補償誤差の大きさが基準値以下になるように設定される必要がある。
However, the prior art has the following problems.
In the conventional fluctuation compensation method, since phase compensation is performed for one reference point, there is a problem in that the compensation error increases and the image becomes blurred as the distance from the reference point increases. In the conventional shake compensation method, in order to solve this problem, the area to be imaged is divided, but the size of the division error is less than the reference value in all the divided areas. Need to be set to
そのため、従来の動揺補償法では、分割する領域のサイズを大きくすることができず、かつ分割した領域毎に画像再生処理を実行する必要があるので、画像再生処理の効率が低下するという問題がある。また、分割して再生した画像を１枚の画像に結合しても、分割した領域どうしの境界において、例えば画像の振幅や位相値がつながらず、不連続になるという問題もある。 Therefore, in the conventional shake compensation method, the size of the divided area cannot be increased, and it is necessary to execute the image reproduction process for each divided area, so that the efficiency of the image reproduction process is lowered. is there. In addition, there is a problem that even if the divided and reproduced images are combined into a single image, the amplitude and phase values of the images are not connected at the boundary between the divided regions, and become discontinuous.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、基準点を複数設定することにより、画像化する領域における補償誤差を小さくしつつ、分割する領域のサイズを従来のものよりも大きくして画像再生処理の効率を向上させるとともに、分割する領域の数を減らして結合後の画像における不連続部分を減らすことができる画像レーダ装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. By setting a plurality of reference points, the size of the divided area is reduced while reducing the compensation error in the imaged area. It is an object of the present invention to obtain an image radar apparatus that can improve the efficiency of image reproduction processing by increasing the size of the image and reduce the number of regions to be divided to reduce discontinuous portions in the combined image.
この発明に係る画像レーダ装置は、観測パラメータとして、少なくともレーダの送信波長を格納する観測パラメータ格納部と、レーダ観測時のプラットフォームの位置を時刻とともに格納する軌道データ格納部と、レーダ観測で得られた受信波のデータを格納する観測データ格納部と、軌道データ格納部に格納されたプラットフォームの実軌道の軌道データに基づいて、参照軌道を算出する参照軌道算出部と、地表上に、位相補償に用いられる複数の基準点を設定する複数基準点設定部と、実軌道および参照軌道と複数の基準点のそれぞれとの距離差に基づいて、位相補償量を決定する補償量決定部と、補償量決定部で決定された位相補償量に基づいて、観測データ格納部に格納された観測データの位相を補償する補償処理部と、位相補償後の観測データに対して画像再生処理を実行し、レーダ画像を再生する再生処理部と、を備え、補償量決定部は、プラットフォームの位置毎に、複数の基準点のそれぞれとの距離差を算出し、算出された距離差の最大値と最小値との中間値、または算出された距離差の平均値に基づいて位相補償量を決定するものである。 The image radar device according to the present invention is obtained by radar observation, as an observation parameter storage unit that stores at least a radar transmission wavelength as an observation parameter, an orbit data storage unit that stores a platform position at the time of radar observation together with time, and the like. Observation data storage unit for storing received wave data, reference trajectory calculation unit for calculating a reference trajectory based on the actual trajectory data of the platform stored in the trajectory data storage unit, and phase compensation on the ground surface A plurality of reference points setting unit for setting a plurality of reference points used for the compensation, a compensation amount determining unit for determining a phase compensation amount based on a distance difference between each of the actual trajectory and reference trajectory and the plurality of reference points, and compensation based on the phase compensation amount determined by the amount determination unit, and a compensation processor for compensating the phase of the observed data stored in the observation data storage unit, after the phase compensation Executes image reproduction processing on the observation data, and a reproduction processing section for reproducing the radar picture, the compensation amount determination section, for each platform position, calculates the distance difference between each of the plurality of reference points The phase compensation amount is determined based on an intermediate value between the maximum value and the minimum value of the calculated distance difference, or an average value of the calculated distance difference .
この発明に係る画像レーダ装置によれば、参照軌道算出部は、軌道データ格納部に格納されたプラットフォームの実軌道の軌道データに基づいて、参照軌道を算出し、複数基準点設定部は、地表上に、位相補償に用いられる複数の基準点を設定し、補償量決定部は、実軌道および参照軌道と基準点との距離差に基づいて、位相補償量を決定し、補償処理部は、位相補償量に基づいて、観測データ格納部に格納された観測データの位相を補償し、再生処理部は、位相補償後の観測データに対して画像再生処理を実行し、レーダ画像を再生する。
そのため、画像化する領域における補償誤差を小さくしつつ、分割する領域のサイズを従来のものよりも大きくして画像再生処理の効率を向上させるとともに、分割する領域の数を減らして結合後の画像における不連続部分を減らすことができる。
According to the image radar apparatus of the present invention, the reference trajectory calculation unit calculates the reference trajectory based on the actual trajectory data of the platform stored in the trajectory data storage unit, and the plurality of reference point setting units Above, a plurality of reference points used for phase compensation are set, the compensation amount determination unit determines the phase compensation amount based on the distance difference between the actual trajectory and the reference trajectory and the reference point, and the compensation processing unit Based on the phase compensation amount, the phase of the observation data stored in the observation data storage unit is compensated, and the reproduction processing unit executes an image reproduction process on the observation data after the phase compensation to reproduce a radar image.
Therefore, while reducing the compensation error in the area to be imaged, the size of the area to be divided is made larger than the conventional one to improve the efficiency of image reproduction processing, and the number of areas to be divided is reduced to reduce the combined image. The discontinuity in can be reduced.
以下、この発明の画像レーダ装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
なお、以下の実施の形態では、移動可能なプラットフォームである航空機に、合成開口レーダを用いた画像レーダ装置が搭載されている場合について説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of an image radar apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts will be described with the same reference numerals.
In the following embodiment, a case will be described in which an image radar apparatus using synthetic aperture radar is mounted on an aircraft that is a movable platform.
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る画像レーダ装置を示すブロック構成図である。
図１において、この画像レーダ装置は、観測パラメータ格納部１１、軌道データ格納部１２、観測データ格納部１３、画像格納部１４、動揺補償部２０および画像再生部３０を備えている。
FIG. 1 is a block diagram showing an image radar apparatus according to
In FIG. 1, the image radar apparatus includes an observation
観測パラメータ格納部１１は、送信波長等の合成開口レーダ観測のパラメータを格納している。なお、観測パラメータ格納部１１には、少なくとも送信波長が格納されている必要がある。
The observation
軌道データ格納部１２は、レーダ観測時のプラットフォームの位置や姿勢等の情報を格納している。ここで、プラットフォームの位置を記録するための座標系は、地球重心座標系や緯度・経度・高度等の全世界的な座標系であってもよいし、プラットフォームを基準とした航法座標系等の局所的な座標系であってもよい。
The orbit
観測データ格納部１３は、レーダ観測で得られた受信波のデータを格納する。このデータの形式は、レーダ装置の受信アンテナで得られた受信波の電界強度をそのまま記録したものであってもよいし、位相検波処理により、実数として記録されている信号を複素数にしたものであってもよい。また、パルス変調を利用して、実際よりも短いパルスに圧縮したパルス圧縮処理後のデータであってもよい。
The observation
動揺補償部２０は、位相補償量を算出する部分であり、参照軌道算出部２１、複数基準点設定部２２および補償量決定部２３を有している。
参照軌道算出部２１は、実軌道から参照軌道を算出する。複数基準点設定部２２は、位相補償に用いられる複数の基準点を設定する。補償量決定部２３は、補償する位相量を決定する。
The
The reference
画像再生部３０は、画像再生処理を実行する部分であり、補償処理部３１および再生処理部３２を有している。
補償処理部３１は、補償量決定部２３で決定された位相補償量に基づいて、観測データの位相を補償する。再生処理部３２は、位相補償された観測データに対して画像再生処理を実行する。なお、再生処理部３２で再生された画像は、画像格納部１４に格納される。
The
The
続いて、図２のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態１に係る画像レーダ装置の動作について説明する。
まず、参照軌道算出部２１は、軌道データ格納部１２に格納された軌道データ、すなわち実軌道に基づいて、参照軌道を算出する（ステップＳ１）。
Next, the operation of the image radar apparatus according to
First, the reference
ここで、参照軌道を算出方法するに際して、実軌道の全部または一部について移動速度や位置を平均し、プラットフォームが等速直線運動しているとしてもよいし、画像再生に用いられる実効速度、すなわち実軌道の速度でなく、観測地点とプラットフォームとの間の距離変化を多項式でフィッティングして得られる速度で、プラットフォームが運動しているとしてもよい。 Here, in calculating the reference trajectory, the moving speed and position may be averaged for all or a part of the actual trajectory, and the platform may be moving at a constant linear velocity, or the effective speed used for image reproduction, that is, The platform may be moving at a speed obtained by fitting a change in the distance between the observation point and the platform with a polynomial instead of the speed of the actual trajectory.
続いて、複数基準点設定部２２は、位相補償に用いられる複数の基準点を設定する（ステップＳ２）。
この基準点は、複数かつ画像化する全ての領域にわたって配置される。配置の形状は、格子状であってもよいし、同心円状であってもよいし、任意に設定することができる。
Subsequently, the plurality of reference
The reference points are arranged over a plurality of all areas to be imaged. The shape of the arrangement may be a lattice shape, a concentric shape, or can be arbitrarily set.
次に、補償量決定部２３は、時刻毎に動揺による実軌道および参照軌道と基準点との距離差を算出する（ステップＳ３）。なお、このステップＳ３の処理は、全ての基準点について、基準点毎に実行される。この発明の実施の形態１に係る画像レーダ装置の実軌道および参照軌道と基準点との関係を図３に例示する。
具体的には、補償量決定部２３は、次式（３）により、時刻毎の距離差ｄｍ，ｎ［η］を算出する。
Next, the compensation
Specifically, the compensation
式（３）において、ｎは、分割した領域ｍにおける基準点の番号（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）を示している。 In Expression (3), n indicates the reference point number (n = 1, 2,..., N) in the divided area m.
続いて、補償量決定部２３は、ステップＳ３で算出された距離差ｄｍ，ｎ［η］に基づいて、次式（４）により、位相補償量θ’ｍ［η］を決定する（ステップＳ４）。
Subsequently, the compensation
式（４）は、ｎに関する距離差ｄｍ，ｎ［η］の最大値と最小値との中間値に基づいて位相補償量を算出するものであるが、この他にも、ｎに関する距離差ｄｍ，ｎ［η］の平均値に基づいて位相補償量を算出するもの等が考えられる。 Equation (4) calculates the phase compensation amount based on an intermediate value between the maximum value and the minimum value of the distance difference dm , n [η] with respect to n. It is possible to calculate the phase compensation amount based on the average value of dm , n [η].
次に、補償処理部３１は、各観測データについて、時刻ηに得られた信号に対して位相補償量θ’ｍ［η］を乗算することにより、観測データの位相を補償する（ステップＳ５）。
続いて、再生処理部３２は、位相補償された観測データに対して画像再生処理を実行し、画像を再生して（ステップＳ６）、図２の処理を終了する。
Next, the
Subsequently, the
この画像再生処理は、レンジドップラーアルゴリズム、ω−ｋアルゴリズム、チャープスケーリングアルゴリズム等、直線軌道を想定したアルゴリズムを用いて実行される。また、この実施の形態１では、画像再生処理の前に位相補償を実行する方法を示したが、これに限定されず、画像再生処理の一部であるレンジ圧縮処理の後等、画像再生処理中に位相補償を実行する方法も考えられる。 This image reproduction process is performed using an algorithm that assumes a linear trajectory, such as a range Doppler algorithm, a ω-k algorithm, or a chirp scaling algorithm. In the first embodiment, the method for performing the phase compensation before the image reproduction process is shown. However, the present invention is not limited to this, and the image reproduction process such as after the range compression process that is a part of the image reproduction process is performed. A method of performing phase compensation is also conceivable.
なお、図２に示したフローチャートは、分割した領域の１つにおける画像を再生する処理を示したものなので、分割した各領域において図２に示したフローチャートの画像再生処理を実行し、必要に応じて再生された各画像を１枚に結合する処理を追加する。 The flowchart shown in FIG. 2 shows a process for reproducing an image in one of the divided areas. Therefore, the image reproduction process of the flowchart shown in FIG. A process for combining the reproduced images into one sheet is added.
すなわち、位相補償に用いる基準点を複数、広範囲に設定することにより、１つの基準点に対して位相補償を実行する従来の動揺補償法と比較して、一度に画像再生される範囲を広くすることができる。また、画像化する領域の分割数を減らすことができるので、画像再生処理の効率を向上させることができる。さらに、画像化する領域の分割数を減らすことにより、振幅や位相の不連続部分を減らすことができる。 That is, by setting a plurality of reference points used for phase compensation over a wide range, the range in which an image is reproduced at a time is widened as compared with the conventional fluctuation compensation method that performs phase compensation for one reference point. be able to. In addition, since the number of divisions of the area to be imaged can be reduced, the efficiency of the image reproduction process can be improved. Furthermore, by reducing the number of divisions of the area to be imaged, it is possible to reduce the amplitude and phase discontinuities.
以上のように、実施の形態１によれば、参照軌道算出部は、軌道データ格納部に格納されたプラットフォームの実軌道の軌道データに基づいて、参照軌道を算出し、複数基準点設定部は、地表上に、位相補償に用いられる複数の基準点を設定し、補償量決定部は、実軌道および参照軌道と基準点との距離差に基づいて、位相補償量を決定し、補償処理部は、位相補償量に基づいて、観測データ格納部に格納された観測データの位相を補償し、再生処理部は、位相補償後の観測データに対して画像再生処理を実行し、レーダ画像を再生する。
そのため、画像化する領域における補償誤差を小さくしつつ、分割する領域のサイズを従来のものよりも大きくして画像再生処理の効率を向上させるとともに、分割する領域の数を減らして結合後の画像における不連続部分を減らすことができる。
As described above, according to the first embodiment, the reference trajectory calculation unit calculates the reference trajectory based on the trajectory data of the actual trajectory of the platform stored in the trajectory data storage unit, and the multiple reference point setting unit A plurality of reference points used for phase compensation are set on the ground surface, and a compensation amount determining unit determines a phase compensation amount based on a difference between the actual or reference trajectory and the reference point, and a compensation processing unit Compensates the phase of the observation data stored in the observation data storage unit based on the phase compensation amount, and the reproduction processing unit performs image reproduction processing on the observation data after phase compensation to reproduce the radar image. To do.
Therefore, while reducing the compensation error in the area to be imaged, the size of the area to be divided is made larger than the conventional one to improve the efficiency of image reproduction processing, and the number of areas to be divided is reduced to reduce the combined image. The discontinuity in can be reduced.
実施の形態２．
上記実施の形態１では、任意に設定した複数の基準点を用いて位相補償を実行するものについて説明した。この実施の形態２では、これに加えて、分割する領域のサイズを自動調整することにより、分割する領域のサイズを設定することなく位相補償を実行することができる画像レーダ装置について説明する。
In the first embodiment described above, the phase compensation is performed using a plurality of arbitrarily set reference points. In the second embodiment, in addition to this, an image radar apparatus capable of performing phase compensation without automatically setting the size of the divided area by automatically adjusting the size of the divided area will be described.
図４は、この発明の実施の形態２に係る画像レーダ装置を示すブロック構成図である。
図４において、この画像レーダ装置は、図１に示した画像レーダ装置に加えて、従来補償量算出部２４と、補償量評価部２５とを有している。なお、その他の構成および機能は、上述した実施の形態１と同様なので、説明を省略する。
FIG. 4 is a block diagram showing an image radar apparatus according to
4, this image radar apparatus has a conventional compensation
従来補償量算出部２４は、上述した従来の動揺補償法による位相補償量を算出する。
補償量評価部２５は、従来補償量算出部２４で算出された位相補償量に基づいて補償量決定部２３で決定された位相補償量を評価し、その位相補償量で観測データの位相を補償するか、または複数基準点設定部２２で基準点の設定を変更し、再度位相補償量を算出するかを判断する。
The conventional compensation
The compensation
続いて、図５のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態２に係る画像レーダ装置の動作について説明する。なお、上述した実施の形態１と同様の動作については、説明を省略する。
Next, the operation of the image radar apparatus according to
ステップＳ１で参照軌道算出部２１が参照軌道を算出した後、従来補償量算出部２４は、１つの基準点を設定し、上述した従来の動揺補償法（式（１）、（２）参照）により、位相補償量θｍ［η］を算出する（ステップＳ１１）。
After the reference
また、ステップＳ４で補償量決定部２３が位相補償量θ’ｍ［η］を決定した後、補償量評価部２５は、この位相補償量θ’ｍ［η］で観測データの位相を補償した場合に残る誤差ε’ｍ，ｎ［η］を、次式（５）により、基準点毎に算出する（ステップＳ１２）。
Further, after the compensation
続いて、補償量評価部２５は、ステップＳ４で決定された位相補償量θ’ｍ［η］で観測データの位相を補償するか否かを判定する（ステップＳ１３）。すなわち、ステップＳ４で決定された位相補償量θ’ｍ［η］で観測データの位相を補償するか、または複数基準点設定部２２で基準点の分布の範囲を変更し、再度位相補償量θ’ｍ［η］を算出するかを判断する。また、補償量評価部２５は、基準点の分布の範囲を広げるか、または狭めるかを決定する。
Subsequently, the compensation
具体的には、補償量評価部２５は、まず、従来の動揺補償法による位相補償を実行した場合における各基準点ｎの位置での誤差εｍ，ｎ［η］を、次式（６）により算出する。ただし、従来の動揺補償法による位相補償の基準点は、各基準点ｎの位置の中央付近に定める。
Specifically, the compensation
続いて、補償量評価部２５は、各基準点ｎと従来の動揺補償法による位相補償の基準点との距離をｘｎとし、各距離ｘｎにおける位相誤差δ［ｘｎ］およびδ’［ｘｎ］を算出する。位相誤差δ［ｘｎ］およびδ’［ｘｎ］は、それぞれ次式（７）および（８）で表される。
Then, the compensation
式（７）、（８）は、誤差εｍ，ｎ［η］および誤差ε’ｍ，ｎ［η］の最大値と最小値との差に基づいて位相誤差δ［ｘｎ］およびδ’［ｘｎ］を算出するものであるが、この他にも、誤差εｍ，ｎ［η］および誤差ε’ｍ，ｎ［η］の分散に基づいて位相誤差δ［ｘｎ］およびδ’［ｘｎ］を算出するもの等が考えられる。 Equations (7) and (8) are based on the difference between the maximum value and the minimum value of the error ε m, n [η] and the error ε ′ m, n [η], and the phase errors δ [x n ] and δ ′. [X n ] is calculated, but in addition to this, phase errors δ [x n ] and δ ′ are calculated based on the variance of the error ε m, n [η] and the error ε ′ m, n [η]. What calculates [ xn ] etc. can be considered.
ここで、この発明の実施の形態２に係る画像レーダ装置の距離ｘｎと位相誤差δ［ｘｎ］およびδ’［ｘｎ］との関係を図６に示す。図６より、許容できる位相誤差の閾値をΔとすると、再生可能領域は、位相誤差δ［ｘｎ］およびδ’［ｘｎ］が閾値Δよりも小さくなる領域となる。 Here, FIG. 6 shows the relationship between the distance x n and the phase errors δ [x n ] and δ ′ [x n ] of the image radar apparatus according to the second embodiment of the present invention. As can be seen from FIG. 6, when the threshold value of the allowable phase error is Δ, the reproducible region is a region where the phase errors δ [x n ] and δ ′ [x n ] are smaller than the threshold value Δ.
そこで、補償量評価部２５は、以下に示す条件１〜３の何れかに該当する場合には、複数基準点設定部２２で基準点ｎを再設定し、再度位相補償量θ’ｍ［η］を再度算出することとする（ステップＳ１３でＮｏの場合）。
条件１：全てのｎについてδ’［ｘｎ］＜Δ
条件２：全てのｎについてδ’［ｘｎ］＞Δ
条件３：｛δ’［ｘｎ］＜Δとなるｘｎの幅｝＜｛δ［ｘｎ］＜Δとなるｘｎの幅｝
Therefore, when any of the following
Condition 1: δ ′ [x n ] <Δ for all n
Condition 2: δ ′ [x n ]> Δ for all n
Condition 3: {δ '[x n ] < width Δ become x n} <{δ [x n] < width Δ become x n}
条件１に該当する場合、補償量評価部２５は、基準点ｎの配置が広がる方向、すなわち距離ｘｎの範囲が広がり、分割された領域が広くなるように基準点ｎを再設定する。また、条件２もしくは３に該当する場合、補償量評価部２５は、基準点ｎの配置が狭まる方向、すなわち距離ｘｎの範囲が狭まり、分割された領域が狭くなるように基準点ｎを再設定する。
When the
なお、距離は、空間における直線距離であってもよいし、それを成分分解したものであってもよい。例えば、参照軌道と同じ方向をアジマス軸と定め、それに直交する方向をレンジ軸と定めることにより、成分分解することができる。この場合には、成分（軸）毎に基準点位置を広げたり、狭めたりすることができる。 The distance may be a linear distance in space or may be a component decomposition of the distance. For example, the component decomposition can be performed by defining the same direction as the reference trajectory as the azimuth axis and defining the direction orthogonal to the range as the range axis. In this case, the reference point position can be widened or narrowed for each component (axis).
また、位相誤差δ［ｘｎ］およびδ’［ｘｎ］を成分分解して、成分毎に評価することもできる。例えば、位相誤差δ［ｘｎ］およびδ’［ｘｎ］を二次多項式でフィッティングした場合の係数である二次成分、また同様に得られた三次成分の他、三角関数により成分分解し、成分毎に評価することができる。この場合、補償量評価部２５は、成分毎に複数の閾値を設定し、全ての成分について上記条件１〜３の何れにも該当しないときに、ステップＳ４で決定された位相補償量θ’ｍ［η］で観測データの位相を補償する。また、条件１〜３の何れかに該当する場合には、各成分で優先順位を付ける等して、基準点の分布範囲の拡大または縮小を決定する。
Further, the phase error δ [x n ] and δ ′ [x n ] can be decomposed into components and evaluated for each component. For example, the phase error δ [x n ] and δ ′ [x n ] is a quadratic component that is a coefficient when fitting with a quadratic polynomial, and in addition to the cubic component obtained in the same manner, the component decomposition is performed by a trigonometric function, Each component can be evaluated. In this case, the compensation
以上のように、実施の形態２によれば、位相誤差δ［ｘｎ］およびδ’［ｘｎ］に基づいて、基準点の分布範囲を拡大または縮小することにより、分割する領域のサイズを自動で適切な範囲に設定することができる。そのため、画像再生処理の効率をさらに向上させることができる。 As described above, according to the second embodiment, the size of the region to be divided is increased by enlarging or reducing the distribution range of the reference points based on the phase errors δ [x n ] and δ ′ [x n ]. An appropriate range can be set automatically. Therefore, the efficiency of the image reproduction process can be further improved.
１１ 観測パラメータ格納部、１２ 軌道データ格納部、１３ 観測データ格納部、１４ 画像格納部、２０ 動揺補償部、２１ 参照軌道算出部、２２ 複数基準点設定部、２３ 補償量決定部、２４ 従来補償量算出部、２５ 補償量評価部、３０ 画像再生部、３１ 補償処理部、３２ 再生処理部。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
レーダ観測時のプラットフォームの位置を時刻とともに格納する軌道データ格納部と、
レーダ観測で得られた受信波のデータを格納する観測データ格納部と、
前記軌道データ格納部に格納された前記プラットフォームの実軌道の軌道データに基づいて、参照軌道を算出する参照軌道算出部と、
地表上に、位相補償に用いられる複数の基準点を設定する複数基準点設定部と、
前記実軌道および前記参照軌道と前記複数の基準点のそれぞれとの距離差に基づいて、位相補償量を決定する補償量決定部と、
前記補償量決定部で決定された位相補償量に基づいて、前記観測データ格納部に格納された観測データの位相を補償する補償処理部と、
位相補償後の前記観測データに対して画像再生処理を実行し、レーダ画像を再生する再生処理部と、を備え、
前記補償量決定部は、前記プラットフォームの位置毎に、前記複数の基準点のそれぞれとの距離差を算出し、算出された距離差の最大値と最小値との中間値、または算出された距離差の平均値に基づいて位相補償量を決定する
ことを特徴とする画像レーダ装置。 As an observation parameter, at least an observation parameter storage unit for storing a transmission wavelength of the radar,
An orbit data storage unit that stores the position of the platform along with the time of radar observation;
An observation data storage unit for storing received wave data obtained by radar observation;
A reference trajectory calculation unit that calculates a reference trajectory based on trajectory data of the actual trajectory of the platform stored in the trajectory data storage unit;
A plurality of reference point setting units for setting a plurality of reference points used for phase compensation on the ground surface,
A compensation amount determination unit that determines a phase compensation amount based on a difference in distance between the actual trajectory and the reference trajectory and each of the plurality of reference points;
Based on the phase compensation amount determined by the compensation amount determination unit, a compensation processing unit that compensates the phase of the observation data stored in the observation data storage unit,
An image reproduction process is performed on the observation data after phase compensation, and a reproduction processing unit that reproduces a radar image is provided .
The compensation amount determination unit calculates a distance difference from each of the plurality of reference points for each position of the platform, and an intermediate value between the maximum value and the minimum value of the calculated distance difference, or a calculated distance An image radar apparatus, wherein a phase compensation amount is determined based on an average value of differences .
地表上に、１つの基準点のみを設定し、前記実軌道および前記参照軌道と前記１つの基準点との距離差に基づいて、位相補償量を算出する従来補償量算出部と、をさらに備え、
前記補償量評価部は、
前記補償量決定部で決定された位相補償量で前記観測データの位相を補償した場合に残る誤差を、前記複数の基準点のそれぞれについて算出し、
前記従来補償量算出部で算出された位相補償量で前記観測データの位相を補償した場合における、前記複数の基準点のそれぞれの位置での従来誤差を算出し、
前記従来誤差の最大値と最小値との差、または前記従来誤差の分散から、前記複数の基準点と前記１つの基準点との各距離における従来位相誤差を算出し、
前記誤差の最大値と最小値との差、または前記誤差の分散から、前記複数の基準点と前記１つの基準点との各距離における位相誤差を算出し、
前記従来位相誤差、前記位相誤差および許容できる位相誤差の閾値が、
条件１：前記複数の基準点の全てについて、前記位相誤差が前記閾値よりも小さい
条件２：前記複数の基準点の全てについて、前記位相誤差が前記閾値よりも大きい
条件３：前記位相誤差が前記閾値よりも小さくなる場合の前記複数の基準点と前記１つの基準点との各距離が、前記従来位相誤差が前記閾値よりも小さくなる場合の前記複数の基準点と前記１つの基準点との各距離よりも小さい
の３つの条件のうち、何れかの条件を満たす場合に、再度位相補償量を算出すると判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像レーダ装置。 Evaluates the position phase compensation amount determined by the compensation amount determination section, the use of a phase compensation amount for compensating a phase of the observation data, or set of the plurality of reference points at said plurality reference point setting unit a compensation amount evaluation unit for determining whether to change, to calculate a re-degrees position phase compensation amount,
A conventional compensation amount calculation unit that sets only one reference point on the ground surface and calculates a phase compensation amount based on a distance difference between the actual trajectory and the reference trajectory and the one reference point; ,
The compensation amount evaluation unit
An error remaining when the phase of the observation data is compensated with the phase compensation amount determined by the compensation amount determination unit is calculated for each of the plurality of reference points,
When the phase of the observation data is compensated with the phase compensation amount calculated by the conventional compensation amount calculation unit, a conventional error at each position of the plurality of reference points is calculated,
Calculate a conventional phase error at each distance between the plurality of reference points and the one reference point from the difference between the maximum value and the minimum value of the conventional error, or the variance of the conventional error,
A phase error at each distance between the plurality of reference points and the one reference point is calculated from the difference between the maximum value and the minimum value of the error or the variance of the error,
The conventional phase error, the phase error and an acceptable phase error threshold are:
Condition 1: For all of the plurality of reference points, the phase error is smaller than the threshold value.
Condition 2: For all of the plurality of reference points, the phase error is larger than the threshold value.
Condition 3: the plurality of reference points when the distance between the plurality of reference points and the one reference point when the phase error is smaller than the threshold is smaller than the threshold value. Is smaller than each distance between the one reference point and
The image radar apparatus according to claim 1, wherein it is determined that the phase compensation amount is calculated again when any one of the three conditions is satisfied .
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