JPH08233938A - Synthetic aperture radar processor - Google Patents
Synthetic aperture radar processorInfo
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- JPH08233938A JPH08233938A JP7063542A JP6354295A JPH08233938A JP H08233938 A JPH08233938 A JP H08233938A JP 7063542 A JP7063542 A JP 7063542A JP 6354295 A JP6354295 A JP 6354295A JP H08233938 A JPH08233938 A JP H08233938A
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- frequency change
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は航空機等の移動体に搭載
される合成開口レーダ(以下、SARと称する)に関
し、特にSARによる撮像データを画像処理するための
処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a synthetic aperture radar (hereinafter referred to as SAR) mounted on a moving body such as an aircraft, and more particularly to a processing device for image processing of image data obtained by SAR.
【0002】[0002]
【従来の技術】航空機や人工衛星等の移動体に搭載され
るSARでは、レーダにより撮像したデータを画像処理
するに際し、SARの受信生データをレンジ方向に圧縮
し、かつ得られた二次元データを並び替えた上で、アジ
マス方向に圧縮する処理が行われる。また、この場合、
アジマス方向に関しては、SARを搭載した移動体と、
地上物体との相対速度の変化によるドップラ効果を利用
して高い分解能を得ている。このドップラ効果は、知ら
れているように、地上物体からの反射波は、移動体の移
動方向に応じて特定の周波数変化を起こしており、この
周波数変換成分をドップラ周波数を称している。このド
ップラ周波数は、移動体が接近する際に正の値となり、
遠ざかる際に負の値となる。このドップラ周波数の変化
のパターンを利用することで、レーダのビーム幅よりも
小さい分解能を得ることができる。例えば、特開昭58
−186068号公報。2. Description of the Related Art In a SAR mounted on a moving body such as an aircraft or an artificial satellite, two-dimensional data obtained by compressing received raw data of the SAR in the range direction when image-processing data captured by a radar. Are rearranged and then compressed in the azimuth direction. Also in this case,
Regarding the azimuth direction, a moving body equipped with SAR,
A high resolution is obtained by using the Doppler effect due to the change in relative velocity with the ground object. As is known, the Doppler effect is that a reflected wave from a ground object causes a specific frequency change according to the moving direction of a moving body, and this frequency conversion component is called a Doppler frequency. This Doppler frequency becomes a positive value when the moving body approaches,
Negative value when moving away. By using this pattern of changes in the Doppler frequency, it is possible to obtain a resolution smaller than the beam width of the radar. For example, JP-A-58
-186068 publication.
【0003】ところで、前記したドップラ周波数の変化
の割合、即ち変化率は移動体と地上物体との距離により
非線形に変化する。図4に示すように、航空機APの飛
行ラインLに対してレンジ方向に異なる地点αとβがあ
る場合、これらの地点α,βから見た航空機までの距離
が異なるため、前記したドップラ周波数の変化率は相違
することになる。つまり、航空機がA点、B点、C点に
おいて各地点α,βに電波を送り、その反射波を検出す
ると、各地点に接近するA点では周波数は高く、遠ざか
るC点では周波数は低くなり、ドップラ効果が生じる。
そして、このドップラ効果は各地点から航空機までの距
離に相関を有しているため、距離が相違するとドップラ
周波数の変化率も変化される。この変化は前記したよう
に距離に応じて非線形なものとなる。By the way, the rate of change of the Doppler frequency, that is, the rate of change, changes non-linearly depending on the distance between the moving body and the ground object. As shown in FIG. 4, when there are different points α and β in the range direction with respect to the flight line L of the aircraft AP, the distances from these points α and β to the aircraft are different, so that the Doppler frequency The rates of change will be different. In other words, when the aircraft sends radio waves to points α, β at points A, B, and C and detects their reflected waves, the frequency is high at point A approaching each point and low at point C moving away. , Doppler effect occurs.
Since the Doppler effect has a correlation with the distance from each point to the aircraft, the rate of change of the Doppler frequency also changes if the distance is different. This change becomes non-linear according to the distance as described above.
【0004】したがって、画像処理に際しては、この距
離の相違によるドップラ周波数の変化率を補正する必要
があり、従来では、前記した非線形の特性に基ずく演算
式を処理装置に備えておき、移動体と地点との距離に基
づいてその演算式に基づく演算を行ない、得られた結果
を参照関数値としてアジマス圧縮処理において相関処理
を行っている。Therefore, in image processing, it is necessary to correct the rate of change of the Doppler frequency due to this difference in distance. Conventionally, the processing device is provided with an arithmetic expression based on the above-mentioned nonlinear characteristic, and the moving body is moved. The calculation based on the calculation formula is performed based on the distance between the point and the point, and the obtained result is used as the reference function value to perform the correlation process in the azimuth compression process.
【0005】しかしながら、この非線形の特性に基づく
演算式は極めて複雑なものとなるため、処理規模が増大
する上に演算時間が長くなり、航空機等に搭載する処理
システムとして要求される小規模でかつ高速処理の条件
を満たすことが難しいという問題が生じる。However, since the arithmetic expression based on this non-linear characteristic becomes extremely complicated, the processing scale increases and the operation time becomes long, and the small-scale and required processing system for an aircraft or the like is required. There is a problem that it is difficult to satisfy the conditions for high-speed processing.
【0006】このため、従来では、非線形特性をレンジ
方向の距離を変数とした1次式で近似し、この一次式に
基づいて前記した演算を行っている。1次式に基づく演
算では、演算が簡略化されるため、処理装置の構成も簡
易化でき、かつ演算時間も短縮でき、小規模化、高速処
理化の要求を満たす上では有効となる。Therefore, conventionally, the non-linear characteristic is approximated by a linear expression with the distance in the range direction as a variable, and the above-mentioned calculation is performed based on this linear expression. In the calculation based on the linear equation, the calculation is simplified, so that the configuration of the processing device can be simplified and the calculation time can be shortened, which is effective in satisfying the demands for downsizing and high-speed processing.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところが、航空機に搭
載するSARでは、レンジ方向の距離変化に対するドッ
プラ周波数の変化率の変化が大きいため、この変化率を
1次式で近似すると、近似性が極めて悪いものとなる。
例えば、図3に示すように、ドップラ周波数の変換率を
特性Sとすると、1次式で近似される特性はPとなり、
同図に示すように、距離によっては極めて大きな誤差Z
1が生じることになる。この結果、画像処理によって得
られる画像にピンボケの部分が多くなり、鮮明な画像を
得ることができなくなるという問題が生じる。However, in the SAR mounted on the aircraft, the change rate of the Doppler frequency changes greatly with respect to the change in the distance in the range direction. Therefore, if this change rate is approximated by a linear expression, the approximation becomes extremely close. It will be bad.
For example, as shown in FIG. 3, when the conversion rate of the Doppler frequency is the characteristic S, the characteristic approximated by the linear expression is P,
As shown in the figure, an extremely large error Z depending on the distance.
1 will occur. As a result, the image obtained by the image processing has a lot of out-of-focus portions, which causes a problem that a clear image cannot be obtained.
【0008】[0008]
【発明の目的】本発明の目的は、処理規模の縮小化、高
速処理化を実現するとともに、鮮明な画像を得ることを
可能にしたSAR処理装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a SAR processing device which realizes a reduction in processing scale and a high-speed processing and is capable of obtaining a clear image.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明のSAR処理装置
は、受信データに対してアジマス方向のドップラシフト
による相関処理を行うアジマス圧縮処理部に、真のドッ
プラ周波数変化率に近似される複数の一次式を保有し、
入力されるデータに対応する一次式を用いてドップラ周
波数変化率を算出する手段を備える構成とする。In the SAR processing apparatus of the present invention, a plurality of azimuth compression processing units that perform correlation processing on received data by Doppler shift in the azimuth direction are provided with a plurality of approximate Doppler frequency change rates. Possesses a linear equation,
A configuration is provided including means for calculating the Doppler frequency change rate using a linear expression corresponding to the input data.
【0010】アジマス圧縮処理部は、入力データのレン
ジ方向のラインをカウントするラインカウンタと、真の
ドップラ周波数変化率に近似される複数の一次式を保有
し、前記ラインカウンタのカウント値に基づいて一次式
を選択してドップラ周波数変化率を算出するドップラ周
波数変化率算出部と、算出されたドップラ周波数変化率
に基づいて参照関数を生成する関数生成部と、生成され
た参照関数と入力データとの相関処理を行う相関処理部
とを備える。The azimuth compression processing section has a line counter for counting the lines in the range direction of the input data and a plurality of linear expressions approximate to the true Doppler frequency change rate, and based on the count value of the line counter. A Doppler frequency change rate calculation unit that calculates a Doppler frequency change rate by selecting a linear expression, a function generation unit that generates a reference function based on the calculated Doppler frequency change rate, and a generated reference function and input data. And a correlation processing unit that performs the correlation processing of.
【0011】また、ドップラ周波数変化率算出部は、例
えば、レンジ方向のラインを複数の領域に区分して各区
分に対応する一次式を記憶しており、ラインカウンタの
カウント値に基づいて、そのカウント値に対応する区分
の一次式を読み出して演算を行う構成とする。Further, the Doppler frequency change rate calculating section divides the line in the range direction into a plurality of areas and stores a linear equation corresponding to each section, and based on the count value of the line counter, A configuration in which a linear expression of a section corresponding to the count value is read out and calculation is performed.
【0012】[0012]
【作用】真のドップラ周波数変化率に近似された複数の
一次式を保有しておき、入力データのレンジ方向のライ
ンをカウントし、このカウント値に基づいて対応する一
次式を選択し、この一次式に基づいてドップラ周波数変
化率の演算を行うことで、真の変化率に対して誤差の小
さいドップラ周波数変化率を得ることができる。Function: A plurality of linear expressions approximated to the true Doppler frequency change rate are held, lines in the range direction of the input data are counted, and the corresponding linear expression is selected based on this count value. By calculating the Doppler frequency change rate based on the equation, it is possible to obtain the Doppler frequency change rate with a small error with respect to the true change rate.
【0013】[0013]
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明の一実施例のブロック構成図であ
る。SARの受信生データ101はレンジ圧縮処理部1
においてレーダパルス毎に送信パルスとの相関処理が実
施され、レンジ圧縮データ102とされる。このレンジ
圧縮データ102はコーナターンメモリ2に入力され、
ここで二次元的な並び替えが行われ、アジマス入力デー
タ103としてアジマス圧縮処理部3に出力される。ア
ジマス圧縮処理部3では、アジマス入力データ103に
対してドップラシフトによる相関処理を行ってアジマス
方向に圧縮し、画像データを得るための再生データ10
4を出力する。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention. The raw received SAR data 101 is the range compression processing unit 1.
In step (1), correlation processing with the transmission pulse is performed for each radar pulse to obtain range compressed data 102. This range compressed data 102 is input to the corner turn memory 2,
Two-dimensional rearrangement is performed here, and the data is output to the azimuth compression processing unit 3 as the azimuth input data 103. The azimuth compression processing unit 3 performs correlation processing by Doppler shift on the azimuth input data 103 to compress in the azimuth direction and reproduce data 10 for obtaining image data.
4 is output.
【0014】前記アジマス圧縮処理部3は、ラインカウ
ンタ31と、ドップラ周波数変化率算出部32と、関数
生成部33と、相関処理部34とで構成される。前記ラ
インカウンタ31は、アジマス入力データ103がレン
ジ方向の何ライン目であるかをカウントしてカウント値
105を出力する。ドップラ周波数変化率算出部32
は、前記カウント値105を入力して対応する一次式係
数を選択し、この一次式係数によりアジマス入力データ
103に対応するドップラ周波数変化率106を出力す
る。The azimuth compression processing section 3 comprises a line counter 31, a Doppler frequency change rate calculation section 32, a function generation section 33, and a correlation processing section 34. The line counter 31 counts which line in the range direction the azimuth input data 103 is, and outputs a count value 105. Doppler frequency change rate calculation unit 32
Inputs the count value 105, selects a corresponding linear expression coefficient, and outputs the Doppler frequency change rate 106 corresponding to the azimuth input data 103 by this linear expression coefficient.
【0015】例えば、このドップラ周波数変化率算出部
32は、図2,図3に示すように、レンジ方向のライン
数に対して複数の区分領域a,b,cを設定し、各区分
領域にそれぞれ対応する一次式を記憶装置321に記憶
しておく。そして、ラインカウンタ31からのカウント
値105に基づいてそのカウント値が含まれる区分領域
の一次式を読み出し、さらにこの一次式に基づいて演算
器322において演算を行い、アジマス入力データ10
3に対応するドップラ周波数変化率106を算出する。For example, the Doppler frequency change rate calculation unit 32 sets a plurality of divided areas a, b, c for the number of lines in the range direction as shown in FIGS. The respective corresponding linear expressions are stored in the storage device 321. Then, based on the count value 105 from the line counter 31, a linear expression of the divided area including the count value is read out, and the arithmetic unit 322 performs the operation based on this linear expression to obtain the azimuth input data 10
The Doppler frequency change rate 106 corresponding to 3 is calculated.
【0016】そして、関数生成部33は、このドップラ
周波数変化率106に基づいて参照関数107を生成
し、相関処理部34に出力する。相関処理部34ではア
ジマス入力データ103と参照関数107の相関処理を
行い、前記した再生データ104を出力する。The function generator 33 then generates a reference function 107 based on the Doppler frequency change rate 106 and outputs it to the correlation processor 34. The correlation processing unit 34 performs the correlation processing of the azimuth input data 103 and the reference function 107, and outputs the reproduction data 104 described above.
【0017】このように、この構成では、入力データに
対応してレンジ方向のラインを求め、このラインに対応
して予め設定されている一次式に基づいてドップラ周波
数変化率を算出しているので、結果として図3に示すよ
うに、真のドップラ周波数変化率Sに対して複数の一次
式を連ねた折れ線状の一次式Qで近似を行うことにな
り、単純な一次式Pで近似した場合に比較して誤差Z2
を低減でき、得られる画像データにおけるピンボケを解
消し、鮮明な画像を得ることができる。また、このよう
にドップラ周波数変化率を算出する処理については、一
次式を用いた演算が可能とされるため、非線形に基づく
演算を行う方式に比較して処理規模の縮小を図るととも
に処理時間を短縮し、高速な処理が実現できる。As described above, in this configuration, the line in the range direction is obtained corresponding to the input data, and the Doppler frequency change rate is calculated based on the preset linear equation corresponding to this line. As a result, as shown in FIG. 3, the true Doppler frequency change rate S is approximated by a linear linear equation Q in which a plurality of linear equations are connected, and a simple linear equation P is used for approximation. Error Z2 compared to
Can be reduced, out-of-focus in the obtained image data can be eliminated, and a clear image can be obtained. Further, in the process of calculating the Doppler frequency change rate in this way, since calculation using a linear equation is possible, the processing scale is reduced and the processing time is reduced as compared with the method of performing the calculation based on nonlinearity. It can be shortened and high-speed processing can be realized.
【0018】なお、ドップラ周波数変化率算出部に記憶
させておく一次式の数を増やせば、より真のドップラ周
波数変化率に近似した変化率を得ることができる。ただ
し、一次式の数を増やすことにより、今度はラインカウ
ンタからのカウント値に基づいて一次式を読み出す際の
処理が増えるため、個々のSARに要求される画像処理
の精度と処理規模や処理速度に応じて適宜に設定するこ
とが肝要となる。By increasing the number of linear expressions stored in the Doppler frequency change rate calculation unit, a change rate closer to the true Doppler frequency change rate can be obtained. However, by increasing the number of linear expressions, the processing for reading the linear expressions based on the count value from the line counter increases this time. Therefore, the accuracy and processing scale and processing speed of image processing required for each SAR are increased. It is important to set appropriately according to the above.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、受信デー
タに対してアジマス方向のドップラシフトによる相関処
理を行うアジマス圧縮処理部に、真のドップラ周波数変
化率に近似される複数の一次式を保有し、入力されるデ
ータに対応する一次式を用いてドップラ周波数変化率を
算出する手段を備えるので、真のドップラ周波数変化率
に近似した演算を一次式を用いて行うことが可能とな
り、処理規模を増大することなく高速処理が可能とな
り、かつ真の変化率に近い値を得ることができ、しかも
鮮明な画像を得ることが可能となる。As described above, according to the present invention, a plurality of linear expressions approximate to the true Doppler frequency change rate are provided to the azimuth compression processing unit that performs correlation processing on received data by Doppler shift in the azimuth direction. Since it has a means for calculating the Doppler frequency change rate using a linear expression corresponding to the data held and input, it becomes possible to perform an operation approximate to the true Doppler frequency change rate using the linear expression, High-speed processing is possible without increasing the scale, a value close to the true change rate can be obtained, and a clear image can be obtained.
【0020】また、ドップラ周波数変化率算出部は、例
えば、レンジ方向のラインを複数の領域に区分して各区
分に対応する一次式を記憶しており、ラインカウンタの
カウント値に基づいて、そのカウント値に対応する区分
の一次式を読み出して演算を行う構成とすることで、入
力データに対応する一次式を迅速かつ適切に選択するこ
とができ、前記した本発明の効果を一層助長することが
可能となる。Further, the Doppler frequency change rate calculating section divides the line in the range direction into a plurality of areas and stores a linear expression corresponding to each division, and based on the count value of the line counter, By adopting a configuration in which the linear equation corresponding to the count value is read and the operation is performed, the linear equation corresponding to the input data can be quickly and appropriately selected, and the effect of the present invention described above is further promoted. Is possible.
【図1】本発明のSAR処理装置の主要部のブロック構
成図である。FIG. 1 is a block configuration diagram of a main part of a SAR processing device of the present invention.
【図2】ドップラ周波数変化率算出部の一例の機能構成
図である。FIG. 2 is a functional configuration diagram of an example of a Doppler frequency change rate calculation unit.
【図3】近似する一次式とドップラ周波数変化率との関
係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an approximate linear expression and a Doppler frequency change rate.
【図4】ドップラ周波数変化率の変化を説明するための
図である。FIG. 4 is a diagram for explaining changes in the Doppler frequency change rate.
1 レンジ圧縮処理部 2 コーナターンメモリ 3 アジマス圧縮処理部 31 ラインカウンタ 32 ドップラ周波数変化率算出部 33 関数生成部 34 相関処理部 321 記憶装置 322 演算器 1 range compression processing unit 2 corner turn memory 3 azimuth compression processing unit 31 line counter 32 Doppler frequency change rate calculation unit 33 function generation unit 34 correlation processing unit 321 storage device 322 computing unit
Claims (3)
レーダパルス毎の送信パルスとの相関処理を行うレンジ
圧縮部と、このレンジ圧縮処理部の出力を入力して二次
元的並び替えを行うコーナターンメモリと、このコーナ
ターンメモリの出力を入力してアジマス方向のドップラ
シフトによる相関処理を行うアジマス圧縮処理部とを備
える合成開口レーダ処理装置において、前記アジマス圧
縮処理部は、真のドップラ周波数変化率に近似される複
数の一次式を保有し、入力されるデータに対応する一次
式を用いてドップラ周波数変化率を算出する手段を備え
ることを特徴とする合成開口レーダ処理装置。1. A range compression unit for inputting received data of a synthetic aperture radar and performing correlation processing with a transmission pulse for each radar pulse, and an output of this range compression processing unit is input for two-dimensional rearrangement. In a synthetic aperture radar processing device including a corner turn memory and an azimuth compression processing unit that receives the output of the corner turn memory and performs correlation processing by Doppler shift in the azimuth direction, the azimuth compression processing unit is a true Doppler frequency A synthetic aperture radar processing apparatus comprising a plurality of linear expressions approximated to a rate of change, and means for calculating the Doppler frequency change rate using a linear expression corresponding to input data.
ンジ方向のラインをカウントするラインカウンタと、真
のドップラ周波数変化率に近似される複数の一次式を保
有し、前記ラインカウンタのカウント値に基づいて一次
式を選択してドップラ周波数変化率を算出するドップラ
周波数変化率算出部と、算出されたドップラ周波数変化
率に基づいて参照関数を生成する関数生成部と、生成さ
れた参照関数と入力データとの相関処理を行う相関処理
部とを備える請求項1の合成開口レーダ処理装置。2. The azimuth compression processing section has a line counter that counts lines in the range direction of input data, and a plurality of linear expressions that approximate the true Doppler frequency change rate. A Doppler frequency change rate calculation unit that selects a linear expression based on the calculated Doppler frequency change rate, a function generation unit that generates a reference function based on the calculated Doppler frequency change rate, and a generated reference function and input The synthetic aperture radar processing device according to claim 1, further comprising a correlation processing unit that performs a correlation process with the data.
方向のラインを複数の領域に区分して各区分に対応する
一次式を記憶しており、ラインカウンタのカウント値に
基づいて、そのカウント値に対応する区分の一次式を読
み出して演算を行う請求項2の合成開口レーダ処理装
置。3. The Doppler frequency change rate calculating section divides a line in the range direction into a plurality of areas and stores a linear expression corresponding to each section, and based on the count value of the line counter, the count value thereof is stored. 3. The synthetic aperture radar processing device according to claim 2, wherein a linear expression of a section corresponding to is read out and calculation is performed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7063542A JPH08233938A (en) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | Synthetic aperture radar processor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7063542A JPH08233938A (en) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | Synthetic aperture radar processor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08233938A true JPH08233938A (en) | 1996-09-13 |
Family
ID=13232221
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7063542A Pending JPH08233938A (en) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | Synthetic aperture radar processor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08233938A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011191267A (en) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | Mitsubishi Space Software Kk | Apparatus, program and method of specifying target speed |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63241484A (en) * | 1987-03-30 | 1988-10-06 | Nec Corp | Data processing system |
JPH0646405A (en) * | 1992-04-13 | 1994-02-18 | Philips Electron Nv | Image converter and television system, having transmitter and receiver, provided with it |
-
1995
- 1995-02-28 JP JP7063542A patent/JPH08233938A/en active Pending
Patent Citations (2)
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