レーダ統制システム
【課題】 目標物の事前情報とレーダ装置の性能や設置場所を基に、複数のレーダ装置の割当を設定するレーダ制御パラメータの最適値候補を算出するレーダ統制システムを提供すること。
【解決手段】 状況入力手段により入力されたレーダ制御傾向、目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況の組合せに応じた複数のレーダ装置の目標に対する割当スケジュールを算出する際に用いる、最適な複数の各制御パラメータを算出する算出手段と、状況入力手段により入力されたレーダ制御傾向、目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況と算出手段により得られる複数のレーダ装置のスケジュールを算出する際に用いる各制御パラメータと各制御パラメータを用いた場合の結果評価値とを記憶する記憶手段と、算出手段により算出された各制御パラメータより得られる評価結果を解析し、その評価結果から最適な制御パラメータの組合せを少なくとも一つ算出する解析手段とを備える。
【解決手段】 状況入力手段により入力されたレーダ制御傾向、目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況の組合せに応じた複数のレーダ装置の目標に対する割当スケジュールを算出する際に用いる、最適な複数の各制御パラメータを算出する算出手段と、状況入力手段により入力されたレーダ制御傾向、目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況と算出手段により得られる複数のレーダ装置のスケジュールを算出する際に用いる各制御パラメータと各制御パラメータを用いた場合の結果評価値とを記憶する記憶手段と、算出手段により算出された各制御パラメータより得られる評価結果を解析し、その評価結果から最適な制御パラメータの組合せを少なくとも一つ算出する解析手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数のレーダ装置の動作を制御するレーダ統制システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のレーダ装置を用いて複数の目標を同時に観測する統制システムには、ビームの待受位置やビームの割当をおこなうレーダの優先度、ルールといったレーダ制御パラメータをユーザが独自に設定して運用される中央統制システムがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２５７９２３号公報（第１図、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の複数レーダ制御用の中央統制システムでは、複数の目標を観測するために、目標ごとに複数あるレーダ装置のうちのいずれを割り当てるかを決定（以下、割当を決定と略す）するために計算に用いられる線形関数の重みや判定処理を行う際の数値の閾値等、必要な多数のレーダ制御パラメータの設定をユーザが独自に行っているために、レーダ装置設置場所や電波環境を考慮したレーダ制御パラメータの決定には、ユーザの経験が不可欠であり、運用人員が限定されることや運用訓練時間を多く要してしまうという課題がある。また、経験がレーダ制御パラメータの決定根拠である場合、根拠を明確に提示できない場合も生じるとともに、実行以前に推奨したレーダ制御パラメータの妥当性を検証することができないという課題もあった。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、目標物の事前情報とレーダ装置の性能や設置場所を基に、複数のレーダ装置の割当を設定するレーダ制御パラメータの最適値候補を算出しユーザに推奨することができ、また、実際に推奨した制御パラメータを適用した場合でのシミュレーションを行った結果をユーザに提示し、妥当性を検証することが出来るレーダ統制システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明に係るレーダ統制システムは、複数のレーダ装置を制御するレーダ統制システムにおいて、レーダ制御傾向、目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況を入力する状況入力手段と、この状況入力手段により入力されたレーダ制御傾向、目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況の組合せに応じた前記複数のレーダ装置の目標に対する割当スケジュールを算出する際に用いる、最適な複数の各制御パラメータを算出する算出手段と、前記状況入力手段により入力されたレーダ制御傾向、目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況と前記算出手段により得られる前記複数のレーダ装置のスケジュールを算出する際に用いる各制御パラメータと前記各制御パラメータを用いた場合の結果評価値とを記憶する記憶手段と、前記算出手段により算出された前記各制御パラメータより得られる評価結果を解析し、その評価結果から最適な前記制御パラメータの組合せを少なくとも一つ算出する解析手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２の発明に係るレーダ統制システムは、複数のレーダ装置をそれぞれ制御し、複数の目標を探知、追尾するために前記複数のレーダ装置を割当てるレーダ統制システムにおいて、前記複数のレーダ装置毎のレーダ覆域における気象状況や妨害波等の環境状況から前記複数のレーダ装置のレーダ覆域における各距離、方位、仰角における前記複数のレーダ装置に生じる誤警報確率等の電波状況パラメータを算出する環境依存パラメータ設定機能と、この環境依存パラメータ設定機能が算出した電波状況パラメータに加え、前記複数のレーダ装置の覆域に出現すると想定される複数の目標の動き、出現位置、目標軌道等の事前情報と前記複数のレーダ装置毎の設置位置及び性能とから前記複数の目標を探知、追尾するための前記複数のレーダ装置の前記目標へ割当てるスケジュールを算出する際に用いるパラメータ候補であるレーダ制御パラメータ候補を算出するレーダ制御パラメータ設定機能とを備え、前記レーダ制御パラメータ候補のいずれを選択することにより前記複数の目標を探知、追尾する前記複数のレーダ装置を割当てることを特徴するものである。
【０００８】
請求項３の発明に係るレーダ統制システムは、複数のレーダ装置をそれぞれ制御し、複数の目標を探知、追尾するために前記複数のレーダ装置を割当てるレーダ統制システムにおいて、前記複数のレーダ装置毎のレーダ覆域における気象状況や妨害波等の環境状況から前記複数のレーダ装置のレーダ覆域における各距離、方位、仰角における前記複数のレーダ装置に生じる誤警報確率等の電波状況パラメータを算出する環境依存パラメータ設定機能と、この環境依存パラメータ設定機能が算出した電波状況パラメータに加え、前記複数のレーダ装置の覆域に出現すると想定される複数の目標の動き、出現位置、目標位置の事前情報から前記複数のレーダ装置毎の覆域を単位方位、仰角毎に分割した各領域で単位時間毎に探知可能な目標数である目標シナリオパラメータと前記複数のレーダ装置毎の設置位置及び性能の前記複数のレーダ装置における運用パラメータとの組合せから生成される複数のパラメータセットと前記レーダ制御パラメータの複数の組合せを用いた仮想の前記複数のレーダ装置の割当てによる前記複数の目標の探知、追尾を模擬反復実行した結果を反映させた前記複数のレーダ装置を用いて前記複数の目標を探知、追尾するために前記複数のレーダ装置を前記複数の目標に割当てるスケジュールを算出する際に用いる複数のパラメータ候補であるレーダ制御パラメータ候補を算出するレーダ制御パラメータ設定機能とを備え、前記レーダ制御パラメータ候補のいずれを選択することにより前記複数の目標を探知、追尾する前記複数のレーダ装置を割当てることを特徴するものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、請求項１〜３に係る発明によれば、予め想定される目標状況、電波環境状況、レーダ装置の配備状況、さらにレーダ制御傾向を入力することにより想定される複数の状況と複数のレーダ制御パラメータの組合せから複数の評価結果を算出し、入力した各状況とレーダ制御パラメータと評価結果の関係をデータベースに記憶するとともに、評価結果が最適となる、少なくても１以上のレーダ制御パラメータの組合せ（レーダ制御パラメータセット）の推奨値を選択し、最適値を用いて解析を行い、妥当性検討を行った結果、妥当とみなしたレーダ制御パラメータを中央統制システムへ送信するようにしたものであるので、目標の想定される動き、環境状況、レーダ装置の配備状況を入力することで、ビームの待受位置、また、割当を決める際に考慮される優先度、ルールとなるレーダ制御パラメータセットが得られる。さらに、レーダ制御パラメータセットの最適値候補を推奨値として、自動的に得ることができるように構成することもでき、さらに、選択したレーダ制御パラメータを適用した場合の妥当性検証を行った上で、中央統制システムへレーダ制御パラメータを送信することが可能な構成のレーダ統制システムを得ることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態．
以下、この発明の実施の形態について図１及び２を用いて説明する。図１は実施の形態に係るレーダ統制システムの全体図、図２は実施の形態に係るレーダ統制システムの機能構成図であり、図１及び２において１はレーダ統制システム、２は実際にレーダを統制する中央統制システム、３は運用の対象となる複数のレーダ装置、４は入力と結果の表示を行う情報入力表示機能、５は各状況に適応した推奨する制御パラメータ候補を算出するレーダ制御パラメータ機能、６はレーダ制御パラメータ機能５より入力された環境状況を複数のレーダ装置３のぞれぞれの視点とした環境パラメータへと変換する環境依存パラメータ設定機能、７は中央統制システム２とのＩ／Ｆである通信機能、８はレーダ制御パラメータ機能５・環境依存パラメータ設定機能６で用いる入力データを一元にデータベースとして管理するデータベース管理機能である。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００１１】
レーダ統制システム１によって設定された制御パラメータにより、複数のレーダ装置３は中央統制システム２で算出した割当を基にした指示により運用される。情報入力表示機能４より入力された、目標物の出現位置や目標位置といった想定される事前情報と、レーダ装置設置場所やレーダ装置毎の性能などの各状況に対し、適応した推奨するレーダ制御パラメータ候補をレーダ制御パラメータ設定機能５で算出する。その際、環境依存パラメータ設定機能６にて、情報入力表示機能４より入力されたレーダ装置３毎のレーダ覆域における降水などの気象状況や妨害波等の環境状況を、各レーダへ与える影響度を示す、レーダ覆域における各距離、方位、仰角における誤警報確率等の環境パラメータ（電波状況パラメータ）へと変換してレーダ制御パラメータ機能５へ出力し、そのパラメータに基づいてレーダ制御パラメータ候補を算出する。レーダ制御パラメータ候補を情報入力表示機能４にて出力し、ユーザに選択を促す。ユーザによって選択されたレーダ制御パラメータを、通信機能７を経由して中央統制システム２へ出力する。
【００１２】
図３は実施の形態に係るレーダ統制システムのレーダ制御パラメータ設定機能５において、複数の目標に対する複数のレーダ装置のビーム割当を決定する際のルールとなるレーダ制御パラメータの候補を算出する詳細機能とその流れを示す機能フロー図であり、図３において９は中央統制システム模擬システム及び単体レーダ模擬システム、１０はユーザ解析支援システム、１１はユーザ決定支援システムであり、レーダ制御パラメータ設定機能５含まれるシステムである。１２は模擬反復実行機能であり、中央統制模擬システム及び複数の単体レーダ模擬システム９で実現される機能である。１３は評価結果機能のブロックであり、ユーザ解析支援システム１０で実現される機能である。１４は推奨パラメータ算出機能、１５はパラメータ推奨機能、１６は類似度算出機能であり、ユーザ決定支援システム１１で実現される機能である。１７はレーダ制御傾向であり、評価項目を大きなカテゴリーで分類した、目標探知、目標の追尾継続、目標の追尾精度等の評価項目の重要度等を含んだデータである。１８は目標状況であり、目標の想定される動き・出現位置・目標軌道を含んだデータである。１９は電波状況であり、ユーザが入力した降雨状況や妨害波等の環境状況情報より、目標探知における誤警報確率等に変換したデータ（電波状況傾向）である。２０はレーダ配備状況であり、レーダの配備位置、性能を含むデータである。
【００１３】
これらデータ１７〜２０は、情報入力表示機能４により入力された情報を元に、模擬反復実行機能１２で設定される。２１はレーダ制御パラメータであり、各処理のトリガとなる精度の閾値や処理周期、各処理の重要度等の各レーダ装置に対する割当を算出する際に用いるパラメータの組合せである。このレーダ制御パラメータ２１は、予め設定された各項目の設定可能範囲に従い複数のパラメータセットが生成される。２２は目標シナリオパラメータであり、目標状況１８を元に生成されるパラメータである。各レーダにおいて、時間、位置（方位・仰角）毎に探知可能な目標数等に変換されるパラメータである。２３は電波状況パラメータであり、電波状況傾向１９を元に生成されるパラメータである。各レーダにおいて、位置（方位・仰角）毎に設定される誤警報確率等に変換されるパラメータである。２４はレーダ単体の運用パラメータであり、レーダ配備状況２０を元に生成されるパラメータである。２５は目標毎検出結果、２６は目標毎類別結果、２７は目標毎追尾結果であり、複数のレーダ制御パラメータ２１・目標シナリオパラメータ２２・電波状況パラメータ２３・運用パラメータ２４の組合せに基づいて、中央統制模擬システム及び単体レーダ模擬システム９を用いて反復実行を実施し得られる算出結果（結果ログ）であり、パラメータの組合せ毎に、各レーダ装置の観測誤差を考慮するため、モンテカルロ法等のシミュレーション技法を用いて誤差値を設定し、予め設定された試行回数分行った各計算結果を含む。２８は検出結果、２９は類別結果、３０は追尾結果であり、予め評価指標として指定されることで、模擬反復実行機能１２で得られた結果ログから評価結果機能１３で、ユーザ解析支援システム１０を用いて集計・算出される値である。３１はパラメータと評価結果の関係を示す結果であり、その関係とは、状況とユーザ決定支援システム１１を用いて算出した推奨パラメータセットの場合と、状況間の類似度基準の場合とがある。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。なお、評価指標はシミュレーションによって得られる結果ログより算出する指標であり、待受処理を評価する検出数や、追尾処理を評価する追尾維持率平均値、また、精度を評価する、指定時間内の追尾精度充足数、また危険間隙回数等が挙げられる。
【００１４】
次にデータの流れについて説明する。機能ブロック１２〜１４で示される指定状況に関する模擬の反復実行による推奨方式Ａでは、模擬反復実行機能１２により指定状況に基づいて生成される複数のパラメータの組合せを用いた模擬を反復実行して事例を蓄積し、結果評価機能１３にて、機能ブロック１２により得られた結果ログを集計して評価結果を算出し、推奨パラメータ算出機能１４によって、状況とレーダ制御傾向１７に設定された評価項目の重要度により算出される推奨パラメータの組を作成して提示する。機能ブロック１５、１６で示される指定状況に関する事例類似検索による推奨方式Ｂでは、パラメータサーベイをベースとする流れである。方式Ａで得られた事例群から、類似度基準算出機能１６によって目標シナリオパラメータ２２、電波状況パラメータ２３、運用パラメータ２４を用いて算出される状況間の類似度基準を求めておき、パラメータ推奨機能１５によって、データベースによって管理している作成済み事例から実際に与えられた指定状況に類似する状況を検索することによって推奨パラメータを提示する。基本的には、ユーザが方式Ａ，Ｂの選択をすることが可能であるが、方式Ａによってパラメータサーベイを実施する時間的余裕が無い場合は方式Ｂが選択され、また、方式Ｂでは蓄積事例が多いほど信頼性、安定性が得られるため、蓄積事例数が少ない場合は方式Ａが選択されることが考えられる。
【００１５】
続いて、図４〜６を用いて実施の形態に係るレーダ統制システムの動作について説明する。図４は実施の形態に係るレーダ統制システムおいて、最初に状況を指定してから制御パラメータセットを算出し、中央統制システムに送信するまでの流れを示したフローチャートである。まず、ユーザが情報入力表示機能４より、レーダ制御傾向１７、目標状況１８、環境状況、レーダ配備状況２０について値を入力、または、データベースへ登録されたパラメータセットを選択して設定する（ステップＳＴ１）。ユーザから入力された電波環境をもとに環境依存パラメータ設定機能６にて、レーダ別にみた影響のある電波状況傾向１９へ変換する。さらに、レーダ制御傾向１７、目標状況１８、電波状況傾向１９、レーダ配備状況２０をもとに、複数のパターンのレーダ制御パラメータセット２１、目標シナリオパラメータセット２２、電波状況パラメータセット２３、運用パラメータセット２４を作成する。（ステップＳＴ２）。入力値がデータベースにて管理しているデータとは異なる場合、入力値とそれぞれのパラメータセットをデータベース管理機能８によりデータベースへ登録する（ステップＳＴ３）。登録した入力値とパラメータセットはステップＳＴ1にて選択することにより入力値として使用することが可能である。
【００１６】
ここで、データベースに既に登録されたパラメータセットの中で、既に評価済みのパラメータセットの合計数、データの分布等の解析を行い、ステップＳＴ１にて入力した状況を類似検索により制御パラメータを算出した場合の信頼度、また、目標シナリオパラメータ設定から想定される緊急度を情報入力表示機能４に表示する（ステップＳＴ４）。情報入力表示機能４により表示された解析結果より、制御パラメータ算出方法を選択する（ステップＳＴ５）。制御パラメータの算出方法として模擬の反復実行による方法を選択した場合、模擬反復実行機能１２にて、ステップＳＴ２で作成した目標シナリオパラメータセット２２、電波状況パラメータセット２３、運用パラメータセット２４を用い、作成したレーダ制御パラメータセット２１の全パターンを入力値とした反復計算を行い、反復計算により得られた結果ログから、結果評価機能１３にて結果評価を算出し、パラメータと結果評価の関係３１としてユーザへ提示し、データベースへ登録する。得られた結果評価とステップＳＴ１で入力したレーダ制御傾向１７より最適なレーダ制御パラメータ候補を算出し、ユーザが最適パラメータセットを選択する。（ステップＳＴ６）次に、制御パラメータの算出方法として事例検索による推奨方法を選択した場合、ユーザ決定支援システムを用いて、類似度基準算出機能にてステップＳＴ２で作成した目標シナリオパラメータセット２２、電波環境パラメータセット２３、運用パラメータセットの組合せとデータベースに蓄積された各パラメータセットの組合せとの類似度を算出し、算出したパラメータと結果評価の関係３１として、ユーザへ提示する。パラメータ推奨機能１５にてパレート解等を用い、蓄積されたパラメータセットの中で算出したパラメータと類似しており、また最適な評価結果が得られるレーダ制御パラメータを最適なレーダ制御パラメータ候補として算出し、そのレーダ制御パラメータ候補からユーザが最適パラメータセットを選択する。（ステップＳＴ７）選択したレーダ制御パラメータセットとステップＳＴ２で作成したパラメータセットを用いて中央統制模擬システム、単体レーダ模擬システム９にて行ったシミュレーション結果を解析し、妥当性検証を行う（ステップＳＴ８）。選択したレーダ制御パラメータを妥当とみなせた場合、通信機能７を経由して中央統制システム２に送信する。（ステップＳＴ９）
【００１７】
図５は実施の形態に係るレーダ統制システムおいて、模擬の反復実行を行い、レーダ制御パラメータを算出する流れを示したフローチャートである。まず、図４を用いて説明したステップＳＴ２で作成した目標シナリオパラメータセット２２、電波状況パラメータセット２３、運用パラメータセット２４を用い、作成したレーダ制御パラメータセット２１の各パターンを設定値とした反復計算を行い、結果ログを算出する。このとき、各パラメータセットの組合せにおいて、目標シナリオパラメータセット２２と環境状況パラメータセットにモンテカルロシミュレーション法等を用いて誤差を与え、複数回計算を実行する（ステップＳＴ６−１）。結果評価機能１３により、算出した全パターンの目標毎検出結果２５、目標毎類別結果２６、目標毎追尾結果２７等の結果ログを入力値としてユーザ解析支援１０を用いて集計し、検出結果２８、類別結果２９、追尾結果３０等の評価を行う（ステップＳＴ６−２）。ここで、データベース管理機能８により、各パラメータセットと結果評価の関係３１、各パラメータセットの組合せ毎の誤差による反復回数分の計算結果をデータベースへ登録する（ステップＳＴ６−３）。推奨パラメータ算出機能１４にてユーザ決定支援システム１１を用いて、ステップＳＴ６−２にて算出した結果評価と、図４を用いて説明したステップＳＴ１で入力したレーダ制御傾向をもとにレーダ制御パラメータセットを推奨する。レーダ制御パラメータセット２１、目標シナリオパラメータセット２２、電波環境パラメータセット２３、運用パラメータセットの組合せごとに誤差による計算の反復実行を行った結果のなかで、誤差を含んだ様々場合でもレーダ制御傾向１７の条件に適した推奨レーダ制御パラメータセットの候補を１以上抽出し、パラメータと結果評価の関係３１を表示する。（ステップＳＴ６−４）。抽出された推奨レーダ制御パラメータの候補から結果評価が最適となるレーダ制御パラメータを選択する（ステップＳＴ６−５）。
【００１８】
図６は実施の形態に係るレーダ統制システムにおいて、データベースへ蓄積した事例との類似検索を行い、レーダ制御パラメータを算出する流れを示したフローチャートである。まず、図４を用いて説明したステップＳＴ２にて作成した目標シナリオパラメータセット２２、電波環境状況パラメータセット２３、運用パラメータセット２４の組合せから、運用対象レーダ装置毎に目標が、どのように見えるかを示すため、レーダ装置毎のレーダ覆域を各方位、仰角に分割した領域毎の探知可能な目標数をシナリオベクトルとして算出し、データベースに蓄積した事例毎に、入力した状況に対応するシナリオベクトルとの類似度を算出し、最も類似度の高い事例の各パラメータを検索する（ステップＳＴ７−１）。ステップＳＴ７−１にて検索した蓄積事例の目標シナリオパラメータセット２２、電波状況パラメータセット２３、運用パラメータセット２４を入力した場合にて評価結果とステップＳＴ1にて入力したレーダ制御傾向１７の条件に適したレーダ制御パラメータセットをパレート解等の最適化手法を用いて１以上抽出し、パラメータと評価結果の関係３１として表示する（ステップＳＴ７−２）。表示した推奨するレーダ制御パラメータの候補から最適なレーダ制御パラメータをユーザが選択する（ステップＳＴ７−３）。
【００１９】
図７は、データベースの構成と事例蓄積の流れを示した構成図である。中央統制模擬システム及び単体レーダ模擬システム９の入力であるレーダ制御パラメータセット、目標シナリオパラメータセット２２、電波状況パラメータセット２３と、単体レーダの運用パラメータセット２４と上記模擬システムの結果ログと結果評価が1回の実行につき1つの事例レコードとして、事例データベースに蓄積される。このとき結果ログと結果評価には、誤差を与えた反復計算ごとの結果が含まれる。
【００２０】
実施の形態に係るレーダ統制システムは、目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況のシナリオの組合せにおいて、上記のレーダ制御パラメータの組合せでの、レーダ模擬システム、レーダ統制模擬システムを用いてシミュレーションを行い、得られた結果に基づき、評価指標を算出し、目標状況、環境状況とレーダ配備状況、レーダ制御パラメータで構成した１レコードとしてデータベースに蓄積する。約１００程度想定されるレーダ制御パラメータの様々な組合せを用いて、各状況下においてのシミュレーションを実際に行い、その結果を用いて、実際に対処したい目標・環境状況と一致、もしくは類似する目標状況・電波環境状況・レーダ配備状況のシナリオをデータベースから検索し、検索したシナリオにおいて、ユーザが設定した閾値以上の評価結果が得られたレーダ制御パラメータの組合せを複数抽出する。ここでいう評価結果とは、ユーザが設定した評価項目毎の重要度（レーダ制御傾向）をもとに算出した、評価指標の合計値である。ユーザの希望が、「目標を見つける」であれば、「探知検出数」への重みを高く設定した評価結果となり、「見つけた目標は、絶対に見逃さない」であれば、「追尾維持率平均」等への重みを高く設定した評価結果となる。この評価結果から最適な制御パラメータの組合せを選択することで、ユーザの希望に合った結果を得られる。
【００２１】
データベースからシナリオを検索する場合、対処シナリオと一致したものが見つかれば、評価指標はそのままデータベースから抽出したものを参照すれば結果を知ることができるが、一致するシナリオが見つからず、類似するシナリオを抽出した場合は、抽出した制御パラメータを用いた場合の実際の結果が未知であるため、対処シナリオと抽出した制御パラメータの組合せを用いて評価指標を算出し、ユーザの望んだ結果が得られるか、検証を行う。この結果、ユーザの設定した閾値以上の評価結果が得られれば、レーダ制御パラメータを中央統制システムへ送信する。
【００２２】
また、実施の形態１に係るレーダ統制システムは、状況入力手段において新規に目標状況、電波環境状況、レーダの配備状況を入力する、もしくは、記憶手段に記憶されている少なくとも1以上の目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況のうち、レーダ制御パラメータ算出に使用する各状況を選択し、その状況をディスプレイに表示するよう構成すると、予めデータベースに用意された状況ではあれば、値を入力する手間が省け、さらに、設定した状況を表示することでレーダ制御パラメータ算出前に設定状況を確認することができる。
【００２３】
実施の形態１に係るレーダ統制システムは、状況入力手段により入力した電波環境状況を、各レーダから見た位置（方位、仰角）への探知状況への影響を表す電波状況パラメータとして変換し、その電波状況パラメータを用いて最適なレーダ制御パラメータセットを算出するよう構成すると、入力した気象、干渉といった電波環境を一元に管理することができ、さらに環境を考慮したレーダ制御パラメータセットを推奨することができる。
【００２４】
実施の形態１に係るレーダ統制システムは、状況入力手段により入力された目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況において複数のレーダ制御パラメータセットを生成し、反復実行によって評価結果を算出し、その中で最適となるレーダ制御パラメータセットの候補を推奨値として算出するよう構成すると、信頼度の高いレーダ制御パラメータを推奨することができる。
【００２５】
実施の形態１に係るレーダ統制システムは、状況入力手段によって入力さえた、目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況と1つのレーダ制御パラメータセットに対して、目標状況、電波環境状況に誤差を与えながら反復計算を行うことで複数の評価結果を算出し、全ての評価結果において良好となるレーダ制御パラメータセットを抽出するよう構成すると、センサー誤差や、環境のズレに強いレーダ制御パラメータを推奨することができる。
【００２６】
実施の形態１に係るレーダ統制システムは、予め用意された目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況に対するレーダ制御パラメータセットとその結果評価の関係から、状況入力手段により新たに設定した各状況の組合せとの類似検索を行い、既に算出済みの評価結果より最適な評価結果となる制御パラメータセットを抽出するよう構成すると、推奨するレーダ制御パラメータセットを算出する時間が大幅に削減でき、レーダ運用開始までの緊急を要する場合でも対応が可能となる。
【００２７】
実施の形態１に係るレーダ統制システムは、状況入力手段にて複数の目標状況を入力した場合においてもそれぞれの目標状況を用いた結果評価を算出し、入力した全ての目標状況においても良好な評価結果となるレーダ制御パラメータセットを選択するよう構成しているため、目標の動きが複数パターン想定される場合において、どのパターンとなろうと対応ができる効果がある。
【００２８】
実施の形態１に係るレーダ統制システムは、状況入力手段でレーダ制御傾向として入力した各評価項目の重視度、閾値を、結果評価算出後にそれぞれ重み、閾値として与え、総合的な評価でレーダ制御パラメータセットを選択するよう構成すると、ユーザがレーダを使用する詳細な目的、仕様を詳細に反映することができる。
【００２９】
実施の形態１に係るレーダ統制システムは、入力手段により新規に入力した目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況とその評価結果の関係をデータベースから探索し、一致するものがデータベースに存在しない場合は、記憶手段によりデータベースへ記憶するよう構成すると、模擬の反復実行によりレーダ制御パラメータセットを算出した場合、また妥当性解析を行った場合に得られるデータを蓄積事例としてデータベースに登録することができるため、一度設定した同じ状況を再度一から入力する手間が省け、また類似検索で得られるレーダ制御パラメータセットの信頼度を高めることができる。
【００３０】
実施の形態１に係るレーダ統制システムは、入力手段により入力した目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況と推奨した制御パラメータの組合せを用いて評価結果を算出し、解析結果を表示するよう構成すると、中央統制システムにレーダ制御パラメータを送信する前に予想結果が得られ、選択したレーダ制御パラメータセットの妥当性を検証することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の実施の形態に係るレーダ統制システムの全体図である。
【図２】この発明の実施の形態に係るレーダ統制システムの機能構成図である。
【図３】この発明の実施の形態に係るレーダ統制システムのレーダ制御パラメータの設定機能において、複数のレーダ装置の割当を決定する際のルールとなる制御パラメータの候補を算出する機能とその流れを示す機能フロー図である。
【図４】この発明の実施の形態に係るレーダ統制システムおいて、最初に状況を指定してから制御パラメータセットを算出し、中央統制システムに送信するまでの流れを示したフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態に係るレーダ統制システムおいて、模擬の反復実行を行い、レーダ制御パラメータを算出する流れを示したフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態に係るレーダ統制システムにおいて、データベースへ蓄積した事例との類似検索を行い、レーダ制御パラメータを算出する流れを示したフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態に係るレーダ統制システムのデータベースの構成と事例蓄積の流れを示した構成図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…レーダ統制システム、２…中央統制システム、３…レーダ装置、
４…情報入力表示機能、５…レーダ制御パラメータ設定機能、
６…環境依存パラメータ設定機能、７…通信機能、８…データベース管理機能、
９…中央統制システム模擬システム及び単体レーダ模擬システム、
１０…ユーザ解析支援システム、１１…ユーザ決定支援システム、
１２…模擬反復実行機能、１３…評価結果機能のブロック、
１４…推奨パラメータ算出機能、１５…パラメータ推奨機能、１６…類似度算出機能、
１７…レーダ制御傾向、１８…目標状況、１９…電波状況、２０…レーダ配備状況、
２１…レーダ制御パラメータ、２２…目標シナリオパラメータ、
２３…電波状況パラメータ、２４…レーダ単体の運用パラメータ、
２５…目標毎検出結果、２６…目標毎類別結果、２７…目標毎追尾結果、
２８…検出結果、２９…類別結果、３０…追尾結果、
３１…パラメータと評価結果の関係を示す結果。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数のレーダ装置の動作を制御するレーダ統制システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のレーダ装置を用いて複数の目標を同時に観測する統制システムには、ビームの待受位置やビームの割当をおこなうレーダの優先度、ルールといったレーダ制御パラメータをユーザが独自に設定して運用される中央統制システムがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２５７９２３号公報（第１図、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の複数レーダ制御用の中央統制システムでは、複数の目標を観測するために、目標ごとに複数あるレーダ装置のうちのいずれを割り当てるかを決定（以下、割当を決定と略す）するために計算に用いられる線形関数の重みや判定処理を行う際の数値の閾値等、必要な多数のレーダ制御パラメータの設定をユーザが独自に行っているために、レーダ装置設置場所や電波環境を考慮したレーダ制御パラメータの決定には、ユーザの経験が不可欠であり、運用人員が限定されることや運用訓練時間を多く要してしまうという課題がある。また、経験がレーダ制御パラメータの決定根拠である場合、根拠を明確に提示できない場合も生じるとともに、実行以前に推奨したレーダ制御パラメータの妥当性を検証することができないという課題もあった。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、目標物の事前情報とレーダ装置の性能や設置場所を基に、複数のレーダ装置の割当を設定するレーダ制御パラメータの最適値候補を算出しユーザに推奨することができ、また、実際に推奨した制御パラメータを適用した場合でのシミュレーションを行った結果をユーザに提示し、妥当性を検証することが出来るレーダ統制システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明に係るレーダ統制システムは、複数のレーダ装置を制御するレーダ統制システムにおいて、レーダ制御傾向、目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況を入力する状況入力手段と、この状況入力手段により入力されたレーダ制御傾向、目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況の組合せに応じた前記複数のレーダ装置の目標に対する割当スケジュールを算出する際に用いる、最適な複数の各制御パラメータを算出する算出手段と、前記状況入力手段により入力されたレーダ制御傾向、目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況と前記算出手段により得られる前記複数のレーダ装置のスケジュールを算出する際に用いる各制御パラメータと前記各制御パラメータを用いた場合の結果評価値とを記憶する記憶手段と、前記算出手段により算出された前記各制御パラメータより得られる評価結果を解析し、その評価結果から最適な前記制御パラメータの組合せを少なくとも一つ算出する解析手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２の発明に係るレーダ統制システムは、複数のレーダ装置をそれぞれ制御し、複数の目標を探知、追尾するために前記複数のレーダ装置を割当てるレーダ統制システムにおいて、前記複数のレーダ装置毎のレーダ覆域における気象状況や妨害波等の環境状況から前記複数のレーダ装置のレーダ覆域における各距離、方位、仰角における前記複数のレーダ装置に生じる誤警報確率等の電波状況パラメータを算出する環境依存パラメータ設定機能と、この環境依存パラメータ設定機能が算出した電波状況パラメータに加え、前記複数のレーダ装置の覆域に出現すると想定される複数の目標の動き、出現位置、目標軌道等の事前情報と前記複数のレーダ装置毎の設置位置及び性能とから前記複数の目標を探知、追尾するための前記複数のレーダ装置の前記目標へ割当てるスケジュールを算出する際に用いるパラメータ候補であるレーダ制御パラメータ候補を算出するレーダ制御パラメータ設定機能とを備え、前記レーダ制御パラメータ候補のいずれを選択することにより前記複数の目標を探知、追尾する前記複数のレーダ装置を割当てることを特徴するものである。
【０００８】
請求項３の発明に係るレーダ統制システムは、複数のレーダ装置をそれぞれ制御し、複数の目標を探知、追尾するために前記複数のレーダ装置を割当てるレーダ統制システムにおいて、前記複数のレーダ装置毎のレーダ覆域における気象状況や妨害波等の環境状況から前記複数のレーダ装置のレーダ覆域における各距離、方位、仰角における前記複数のレーダ装置に生じる誤警報確率等の電波状況パラメータを算出する環境依存パラメータ設定機能と、この環境依存パラメータ設定機能が算出した電波状況パラメータに加え、前記複数のレーダ装置の覆域に出現すると想定される複数の目標の動き、出現位置、目標位置の事前情報から前記複数のレーダ装置毎の覆域を単位方位、仰角毎に分割した各領域で単位時間毎に探知可能な目標数である目標シナリオパラメータと前記複数のレーダ装置毎の設置位置及び性能の前記複数のレーダ装置における運用パラメータとの組合せから生成される複数のパラメータセットと前記レーダ制御パラメータの複数の組合せを用いた仮想の前記複数のレーダ装置の割当てによる前記複数の目標の探知、追尾を模擬反復実行した結果を反映させた前記複数のレーダ装置を用いて前記複数の目標を探知、追尾するために前記複数のレーダ装置を前記複数の目標に割当てるスケジュールを算出する際に用いる複数のパラメータ候補であるレーダ制御パラメータ候補を算出するレーダ制御パラメータ設定機能とを備え、前記レーダ制御パラメータ候補のいずれを選択することにより前記複数の目標を探知、追尾する前記複数のレーダ装置を割当てることを特徴するものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、請求項１〜３に係る発明によれば、予め想定される目標状況、電波環境状況、レーダ装置の配備状況、さらにレーダ制御傾向を入力することにより想定される複数の状況と複数のレーダ制御パラメータの組合せから複数の評価結果を算出し、入力した各状況とレーダ制御パラメータと評価結果の関係をデータベースに記憶するとともに、評価結果が最適となる、少なくても１以上のレーダ制御パラメータの組合せ（レーダ制御パラメータセット）の推奨値を選択し、最適値を用いて解析を行い、妥当性検討を行った結果、妥当とみなしたレーダ制御パラメータを中央統制システムへ送信するようにしたものであるので、目標の想定される動き、環境状況、レーダ装置の配備状況を入力することで、ビームの待受位置、また、割当を決める際に考慮される優先度、ルールとなるレーダ制御パラメータセットが得られる。さらに、レーダ制御パラメータセットの最適値候補を推奨値として、自動的に得ることができるように構成することもでき、さらに、選択したレーダ制御パラメータを適用した場合の妥当性検証を行った上で、中央統制システムへレーダ制御パラメータを送信することが可能な構成のレーダ統制システムを得ることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態．
以下、この発明の実施の形態について図１及び２を用いて説明する。図１は実施の形態に係るレーダ統制システムの全体図、図２は実施の形態に係るレーダ統制システムの機能構成図であり、図１及び２において１はレーダ統制システム、２は実際にレーダを統制する中央統制システム、３は運用の対象となる複数のレーダ装置、４は入力と結果の表示を行う情報入力表示機能、５は各状況に適応した推奨する制御パラメータ候補を算出するレーダ制御パラメータ機能、６はレーダ制御パラメータ機能５より入力された環境状況を複数のレーダ装置３のぞれぞれの視点とした環境パラメータへと変換する環境依存パラメータ設定機能、７は中央統制システム２とのＩ／Ｆである通信機能、８はレーダ制御パラメータ機能５・環境依存パラメータ設定機能６で用いる入力データを一元にデータベースとして管理するデータベース管理機能である。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００１１】
レーダ統制システム１によって設定された制御パラメータにより、複数のレーダ装置３は中央統制システム２で算出した割当を基にした指示により運用される。情報入力表示機能４より入力された、目標物の出現位置や目標位置といった想定される事前情報と、レーダ装置設置場所やレーダ装置毎の性能などの各状況に対し、適応した推奨するレーダ制御パラメータ候補をレーダ制御パラメータ設定機能５で算出する。その際、環境依存パラメータ設定機能６にて、情報入力表示機能４より入力されたレーダ装置３毎のレーダ覆域における降水などの気象状況や妨害波等の環境状況を、各レーダへ与える影響度を示す、レーダ覆域における各距離、方位、仰角における誤警報確率等の環境パラメータ（電波状況パラメータ）へと変換してレーダ制御パラメータ機能５へ出力し、そのパラメータに基づいてレーダ制御パラメータ候補を算出する。レーダ制御パラメータ候補を情報入力表示機能４にて出力し、ユーザに選択を促す。ユーザによって選択されたレーダ制御パラメータを、通信機能７を経由して中央統制システム２へ出力する。
【００１２】
図３は実施の形態に係るレーダ統制システムのレーダ制御パラメータ設定機能５において、複数の目標に対する複数のレーダ装置のビーム割当を決定する際のルールとなるレーダ制御パラメータの候補を算出する詳細機能とその流れを示す機能フロー図であり、図３において９は中央統制システム模擬システム及び単体レーダ模擬システム、１０はユーザ解析支援システム、１１はユーザ決定支援システムであり、レーダ制御パラメータ設定機能５含まれるシステムである。１２は模擬反復実行機能であり、中央統制模擬システム及び複数の単体レーダ模擬システム９で実現される機能である。１３は評価結果機能のブロックであり、ユーザ解析支援システム１０で実現される機能である。１４は推奨パラメータ算出機能、１５はパラメータ推奨機能、１６は類似度算出機能であり、ユーザ決定支援システム１１で実現される機能である。１７はレーダ制御傾向であり、評価項目を大きなカテゴリーで分類した、目標探知、目標の追尾継続、目標の追尾精度等の評価項目の重要度等を含んだデータである。１８は目標状況であり、目標の想定される動き・出現位置・目標軌道を含んだデータである。１９は電波状況であり、ユーザが入力した降雨状況や妨害波等の環境状況情報より、目標探知における誤警報確率等に変換したデータ（電波状況傾向）である。２０はレーダ配備状況であり、レーダの配備位置、性能を含むデータである。
【００１３】
これらデータ１７〜２０は、情報入力表示機能４により入力された情報を元に、模擬反復実行機能１２で設定される。２１はレーダ制御パラメータであり、各処理のトリガとなる精度の閾値や処理周期、各処理の重要度等の各レーダ装置に対する割当を算出する際に用いるパラメータの組合せである。このレーダ制御パラメータ２１は、予め設定された各項目の設定可能範囲に従い複数のパラメータセットが生成される。２２は目標シナリオパラメータであり、目標状況１８を元に生成されるパラメータである。各レーダにおいて、時間、位置（方位・仰角）毎に探知可能な目標数等に変換されるパラメータである。２３は電波状況パラメータであり、電波状況傾向１９を元に生成されるパラメータである。各レーダにおいて、位置（方位・仰角）毎に設定される誤警報確率等に変換されるパラメータである。２４はレーダ単体の運用パラメータであり、レーダ配備状況２０を元に生成されるパラメータである。２５は目標毎検出結果、２６は目標毎類別結果、２７は目標毎追尾結果であり、複数のレーダ制御パラメータ２１・目標シナリオパラメータ２２・電波状況パラメータ２３・運用パラメータ２４の組合せに基づいて、中央統制模擬システム及び単体レーダ模擬システム９を用いて反復実行を実施し得られる算出結果（結果ログ）であり、パラメータの組合せ毎に、各レーダ装置の観測誤差を考慮するため、モンテカルロ法等のシミュレーション技法を用いて誤差値を設定し、予め設定された試行回数分行った各計算結果を含む。２８は検出結果、２９は類別結果、３０は追尾結果であり、予め評価指標として指定されることで、模擬反復実行機能１２で得られた結果ログから評価結果機能１３で、ユーザ解析支援システム１０を用いて集計・算出される値である。３１はパラメータと評価結果の関係を示す結果であり、その関係とは、状況とユーザ決定支援システム１１を用いて算出した推奨パラメータセットの場合と、状況間の類似度基準の場合とがある。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。なお、評価指標はシミュレーションによって得られる結果ログより算出する指標であり、待受処理を評価する検出数や、追尾処理を評価する追尾維持率平均値、また、精度を評価する、指定時間内の追尾精度充足数、また危険間隙回数等が挙げられる。
【００１４】
次にデータの流れについて説明する。機能ブロック１２〜１４で示される指定状況に関する模擬の反復実行による推奨方式Ａでは、模擬反復実行機能１２により指定状況に基づいて生成される複数のパラメータの組合せを用いた模擬を反復実行して事例を蓄積し、結果評価機能１３にて、機能ブロック１２により得られた結果ログを集計して評価結果を算出し、推奨パラメータ算出機能１４によって、状況とレーダ制御傾向１７に設定された評価項目の重要度により算出される推奨パラメータの組を作成して提示する。機能ブロック１５、１６で示される指定状況に関する事例類似検索による推奨方式Ｂでは、パラメータサーベイをベースとする流れである。方式Ａで得られた事例群から、類似度基準算出機能１６によって目標シナリオパラメータ２２、電波状況パラメータ２３、運用パラメータ２４を用いて算出される状況間の類似度基準を求めておき、パラメータ推奨機能１５によって、データベースによって管理している作成済み事例から実際に与えられた指定状況に類似する状況を検索することによって推奨パラメータを提示する。基本的には、ユーザが方式Ａ，Ｂの選択をすることが可能であるが、方式Ａによってパラメータサーベイを実施する時間的余裕が無い場合は方式Ｂが選択され、また、方式Ｂでは蓄積事例が多いほど信頼性、安定性が得られるため、蓄積事例数が少ない場合は方式Ａが選択されることが考えられる。
【００１５】
続いて、図４〜６を用いて実施の形態に係るレーダ統制システムの動作について説明する。図４は実施の形態に係るレーダ統制システムおいて、最初に状況を指定してから制御パラメータセットを算出し、中央統制システムに送信するまでの流れを示したフローチャートである。まず、ユーザが情報入力表示機能４より、レーダ制御傾向１７、目標状況１８、環境状況、レーダ配備状況２０について値を入力、または、データベースへ登録されたパラメータセットを選択して設定する（ステップＳＴ１）。ユーザから入力された電波環境をもとに環境依存パラメータ設定機能６にて、レーダ別にみた影響のある電波状況傾向１９へ変換する。さらに、レーダ制御傾向１７、目標状況１８、電波状況傾向１９、レーダ配備状況２０をもとに、複数のパターンのレーダ制御パラメータセット２１、目標シナリオパラメータセット２２、電波状況パラメータセット２３、運用パラメータセット２４を作成する。（ステップＳＴ２）。入力値がデータベースにて管理しているデータとは異なる場合、入力値とそれぞれのパラメータセットをデータベース管理機能８によりデータベースへ登録する（ステップＳＴ３）。登録した入力値とパラメータセットはステップＳＴ1にて選択することにより入力値として使用することが可能である。
【００１６】
ここで、データベースに既に登録されたパラメータセットの中で、既に評価済みのパラメータセットの合計数、データの分布等の解析を行い、ステップＳＴ１にて入力した状況を類似検索により制御パラメータを算出した場合の信頼度、また、目標シナリオパラメータ設定から想定される緊急度を情報入力表示機能４に表示する（ステップＳＴ４）。情報入力表示機能４により表示された解析結果より、制御パラメータ算出方法を選択する（ステップＳＴ５）。制御パラメータの算出方法として模擬の反復実行による方法を選択した場合、模擬反復実行機能１２にて、ステップＳＴ２で作成した目標シナリオパラメータセット２２、電波状況パラメータセット２３、運用パラメータセット２４を用い、作成したレーダ制御パラメータセット２１の全パターンを入力値とした反復計算を行い、反復計算により得られた結果ログから、結果評価機能１３にて結果評価を算出し、パラメータと結果評価の関係３１としてユーザへ提示し、データベースへ登録する。得られた結果評価とステップＳＴ１で入力したレーダ制御傾向１７より最適なレーダ制御パラメータ候補を算出し、ユーザが最適パラメータセットを選択する。（ステップＳＴ６）次に、制御パラメータの算出方法として事例検索による推奨方法を選択した場合、ユーザ決定支援システムを用いて、類似度基準算出機能にてステップＳＴ２で作成した目標シナリオパラメータセット２２、電波環境パラメータセット２３、運用パラメータセットの組合せとデータベースに蓄積された各パラメータセットの組合せとの類似度を算出し、算出したパラメータと結果評価の関係３１として、ユーザへ提示する。パラメータ推奨機能１５にてパレート解等を用い、蓄積されたパラメータセットの中で算出したパラメータと類似しており、また最適な評価結果が得られるレーダ制御パラメータを最適なレーダ制御パラメータ候補として算出し、そのレーダ制御パラメータ候補からユーザが最適パラメータセットを選択する。（ステップＳＴ７）選択したレーダ制御パラメータセットとステップＳＴ２で作成したパラメータセットを用いて中央統制模擬システム、単体レーダ模擬システム９にて行ったシミュレーション結果を解析し、妥当性検証を行う（ステップＳＴ８）。選択したレーダ制御パラメータを妥当とみなせた場合、通信機能７を経由して中央統制システム２に送信する。（ステップＳＴ９）
【００１７】
図５は実施の形態に係るレーダ統制システムおいて、模擬の反復実行を行い、レーダ制御パラメータを算出する流れを示したフローチャートである。まず、図４を用いて説明したステップＳＴ２で作成した目標シナリオパラメータセット２２、電波状況パラメータセット２３、運用パラメータセット２４を用い、作成したレーダ制御パラメータセット２１の各パターンを設定値とした反復計算を行い、結果ログを算出する。このとき、各パラメータセットの組合せにおいて、目標シナリオパラメータセット２２と環境状況パラメータセットにモンテカルロシミュレーション法等を用いて誤差を与え、複数回計算を実行する（ステップＳＴ６−１）。結果評価機能１３により、算出した全パターンの目標毎検出結果２５、目標毎類別結果２６、目標毎追尾結果２７等の結果ログを入力値としてユーザ解析支援１０を用いて集計し、検出結果２８、類別結果２９、追尾結果３０等の評価を行う（ステップＳＴ６−２）。ここで、データベース管理機能８により、各パラメータセットと結果評価の関係３１、各パラメータセットの組合せ毎の誤差による反復回数分の計算結果をデータベースへ登録する（ステップＳＴ６−３）。推奨パラメータ算出機能１４にてユーザ決定支援システム１１を用いて、ステップＳＴ６−２にて算出した結果評価と、図４を用いて説明したステップＳＴ１で入力したレーダ制御傾向をもとにレーダ制御パラメータセットを推奨する。レーダ制御パラメータセット２１、目標シナリオパラメータセット２２、電波環境パラメータセット２３、運用パラメータセットの組合せごとに誤差による計算の反復実行を行った結果のなかで、誤差を含んだ様々場合でもレーダ制御傾向１７の条件に適した推奨レーダ制御パラメータセットの候補を１以上抽出し、パラメータと結果評価の関係３１を表示する。（ステップＳＴ６−４）。抽出された推奨レーダ制御パラメータの候補から結果評価が最適となるレーダ制御パラメータを選択する（ステップＳＴ６−５）。
【００１８】
図６は実施の形態に係るレーダ統制システムにおいて、データベースへ蓄積した事例との類似検索を行い、レーダ制御パラメータを算出する流れを示したフローチャートである。まず、図４を用いて説明したステップＳＴ２にて作成した目標シナリオパラメータセット２２、電波環境状況パラメータセット２３、運用パラメータセット２４の組合せから、運用対象レーダ装置毎に目標が、どのように見えるかを示すため、レーダ装置毎のレーダ覆域を各方位、仰角に分割した領域毎の探知可能な目標数をシナリオベクトルとして算出し、データベースに蓄積した事例毎に、入力した状況に対応するシナリオベクトルとの類似度を算出し、最も類似度の高い事例の各パラメータを検索する（ステップＳＴ７−１）。ステップＳＴ７−１にて検索した蓄積事例の目標シナリオパラメータセット２２、電波状況パラメータセット２３、運用パラメータセット２４を入力した場合にて評価結果とステップＳＴ1にて入力したレーダ制御傾向１７の条件に適したレーダ制御パラメータセットをパレート解等の最適化手法を用いて１以上抽出し、パラメータと評価結果の関係３１として表示する（ステップＳＴ７−２）。表示した推奨するレーダ制御パラメータの候補から最適なレーダ制御パラメータをユーザが選択する（ステップＳＴ７−３）。
【００１９】
図７は、データベースの構成と事例蓄積の流れを示した構成図である。中央統制模擬システム及び単体レーダ模擬システム９の入力であるレーダ制御パラメータセット、目標シナリオパラメータセット２２、電波状況パラメータセット２３と、単体レーダの運用パラメータセット２４と上記模擬システムの結果ログと結果評価が1回の実行につき1つの事例レコードとして、事例データベースに蓄積される。このとき結果ログと結果評価には、誤差を与えた反復計算ごとの結果が含まれる。
【００２０】
実施の形態に係るレーダ統制システムは、目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況のシナリオの組合せにおいて、上記のレーダ制御パラメータの組合せでの、レーダ模擬システム、レーダ統制模擬システムを用いてシミュレーションを行い、得られた結果に基づき、評価指標を算出し、目標状況、環境状況とレーダ配備状況、レーダ制御パラメータで構成した１レコードとしてデータベースに蓄積する。約１００程度想定されるレーダ制御パラメータの様々な組合せを用いて、各状況下においてのシミュレーションを実際に行い、その結果を用いて、実際に対処したい目標・環境状況と一致、もしくは類似する目標状況・電波環境状況・レーダ配備状況のシナリオをデータベースから検索し、検索したシナリオにおいて、ユーザが設定した閾値以上の評価結果が得られたレーダ制御パラメータの組合せを複数抽出する。ここでいう評価結果とは、ユーザが設定した評価項目毎の重要度（レーダ制御傾向）をもとに算出した、評価指標の合計値である。ユーザの希望が、「目標を見つける」であれば、「探知検出数」への重みを高く設定した評価結果となり、「見つけた目標は、絶対に見逃さない」であれば、「追尾維持率平均」等への重みを高く設定した評価結果となる。この評価結果から最適な制御パラメータの組合せを選択することで、ユーザの希望に合った結果を得られる。
【００２１】
データベースからシナリオを検索する場合、対処シナリオと一致したものが見つかれば、評価指標はそのままデータベースから抽出したものを参照すれば結果を知ることができるが、一致するシナリオが見つからず、類似するシナリオを抽出した場合は、抽出した制御パラメータを用いた場合の実際の結果が未知であるため、対処シナリオと抽出した制御パラメータの組合せを用いて評価指標を算出し、ユーザの望んだ結果が得られるか、検証を行う。この結果、ユーザの設定した閾値以上の評価結果が得られれば、レーダ制御パラメータを中央統制システムへ送信する。
【００２２】
また、実施の形態１に係るレーダ統制システムは、状況入力手段において新規に目標状況、電波環境状況、レーダの配備状況を入力する、もしくは、記憶手段に記憶されている少なくとも1以上の目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況のうち、レーダ制御パラメータ算出に使用する各状況を選択し、その状況をディスプレイに表示するよう構成すると、予めデータベースに用意された状況ではあれば、値を入力する手間が省け、さらに、設定した状況を表示することでレーダ制御パラメータ算出前に設定状況を確認することができる。
【００２３】
実施の形態１に係るレーダ統制システムは、状況入力手段により入力した電波環境状況を、各レーダから見た位置（方位、仰角）への探知状況への影響を表す電波状況パラメータとして変換し、その電波状況パラメータを用いて最適なレーダ制御パラメータセットを算出するよう構成すると、入力した気象、干渉といった電波環境を一元に管理することができ、さらに環境を考慮したレーダ制御パラメータセットを推奨することができる。
【００２４】
実施の形態１に係るレーダ統制システムは、状況入力手段により入力された目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況において複数のレーダ制御パラメータセットを生成し、反復実行によって評価結果を算出し、その中で最適となるレーダ制御パラメータセットの候補を推奨値として算出するよう構成すると、信頼度の高いレーダ制御パラメータを推奨することができる。
【００２５】
実施の形態１に係るレーダ統制システムは、状況入力手段によって入力さえた、目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況と1つのレーダ制御パラメータセットに対して、目標状況、電波環境状況に誤差を与えながら反復計算を行うことで複数の評価結果を算出し、全ての評価結果において良好となるレーダ制御パラメータセットを抽出するよう構成すると、センサー誤差や、環境のズレに強いレーダ制御パラメータを推奨することができる。
【００２６】
実施の形態１に係るレーダ統制システムは、予め用意された目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況に対するレーダ制御パラメータセットとその結果評価の関係から、状況入力手段により新たに設定した各状況の組合せとの類似検索を行い、既に算出済みの評価結果より最適な評価結果となる制御パラメータセットを抽出するよう構成すると、推奨するレーダ制御パラメータセットを算出する時間が大幅に削減でき、レーダ運用開始までの緊急を要する場合でも対応が可能となる。
【００２７】
実施の形態１に係るレーダ統制システムは、状況入力手段にて複数の目標状況を入力した場合においてもそれぞれの目標状況を用いた結果評価を算出し、入力した全ての目標状況においても良好な評価結果となるレーダ制御パラメータセットを選択するよう構成しているため、目標の動きが複数パターン想定される場合において、どのパターンとなろうと対応ができる効果がある。
【００２８】
実施の形態１に係るレーダ統制システムは、状況入力手段でレーダ制御傾向として入力した各評価項目の重視度、閾値を、結果評価算出後にそれぞれ重み、閾値として与え、総合的な評価でレーダ制御パラメータセットを選択するよう構成すると、ユーザがレーダを使用する詳細な目的、仕様を詳細に反映することができる。
【００２９】
実施の形態１に係るレーダ統制システムは、入力手段により新規に入力した目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況とその評価結果の関係をデータベースから探索し、一致するものがデータベースに存在しない場合は、記憶手段によりデータベースへ記憶するよう構成すると、模擬の反復実行によりレーダ制御パラメータセットを算出した場合、また妥当性解析を行った場合に得られるデータを蓄積事例としてデータベースに登録することができるため、一度設定した同じ状況を再度一から入力する手間が省け、また類似検索で得られるレーダ制御パラメータセットの信頼度を高めることができる。
【００３０】
実施の形態１に係るレーダ統制システムは、入力手段により入力した目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況と推奨した制御パラメータの組合せを用いて評価結果を算出し、解析結果を表示するよう構成すると、中央統制システムにレーダ制御パラメータを送信する前に予想結果が得られ、選択したレーダ制御パラメータセットの妥当性を検証することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の実施の形態に係るレーダ統制システムの全体図である。
【図２】この発明の実施の形態に係るレーダ統制システムの機能構成図である。
【図３】この発明の実施の形態に係るレーダ統制システムのレーダ制御パラメータの設定機能において、複数のレーダ装置の割当を決定する際のルールとなる制御パラメータの候補を算出する機能とその流れを示す機能フロー図である。
【図４】この発明の実施の形態に係るレーダ統制システムおいて、最初に状況を指定してから制御パラメータセットを算出し、中央統制システムに送信するまでの流れを示したフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態に係るレーダ統制システムおいて、模擬の反復実行を行い、レーダ制御パラメータを算出する流れを示したフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態に係るレーダ統制システムにおいて、データベースへ蓄積した事例との類似検索を行い、レーダ制御パラメータを算出する流れを示したフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態に係るレーダ統制システムのデータベースの構成と事例蓄積の流れを示した構成図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…レーダ統制システム、２…中央統制システム、３…レーダ装置、
４…情報入力表示機能、５…レーダ制御パラメータ設定機能、
６…環境依存パラメータ設定機能、７…通信機能、８…データベース管理機能、
９…中央統制システム模擬システム及び単体レーダ模擬システム、
１０…ユーザ解析支援システム、１１…ユーザ決定支援システム、
１２…模擬反復実行機能、１３…評価結果機能のブロック、
１４…推奨パラメータ算出機能、１５…パラメータ推奨機能、１６…類似度算出機能、
１７…レーダ制御傾向、１８…目標状況、１９…電波状況、２０…レーダ配備状況、
２１…レーダ制御パラメータ、２２…目標シナリオパラメータ、
２３…電波状況パラメータ、２４…レーダ単体の運用パラメータ、
２５…目標毎検出結果、２６…目標毎類別結果、２７…目標毎追尾結果、
２８…検出結果、２９…類別結果、３０…追尾結果、
３１…パラメータと評価結果の関係を示す結果。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーダ装置を制御するレーダ統制システムにおいて、レーダ制御傾向、目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況を入力する状況入力手段と、この状況入力手段により入力されたレーダ制御傾向、目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況の組合せに応じた前記複数のレーダ装置の目標に対する割当スケジュールを算出する際に用いる、最適な複数の各制御パラメータを算出する算出手段と、前記状況入力手段により入力されたレーダ制御傾向、目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況と前記算出手段により得られる前記複数のレーダ装置のスケジュールを算出する際に用いる各制御パラメータと前記各制御パラメータを用いた場合の結果評価値とを記憶する記憶手段と、前記算出手段により算出された前記各制御パラメータより得られる評価結果を解析し、その評価結果から最適な前記制御パラメータの組合せを少なくとも一つ算出する解析手段とを備えたことを特徴とするレーダ統制システム。
【請求項２】
複数のレーダ装置をそれぞれ制御し、複数の目標を探知、追尾するために前記複数のレーダ装置を割当てるレーダ統制システムにおいて、前記複数のレーダ装置毎のレーダ覆域における気象状況や妨害波等の環境状況から前記複数のレーダ装置のレーダ覆域における各距離、方位、仰角における前記複数のレーダ装置に生じる誤警報確率等の電波状況パラメータを算出する環境依存パラメータ設定機能と、この環境依存パラメータ設定機能が算出した電波状況パラメータに加え、前記複数のレーダ装置の覆域に出現すると想定される複数の目標の動き、出現位置、目標軌道等の事前情報と前記複数のレーダ装置毎の設置位置及び性能とから前記複数の目標を探知、追尾するための前記複数のレーダ装置の前記目標へ割当てるスケジュールを算出する際に用いるパラメータ候補であるレーダ制御パラメータ候補を算出するレーダ制御パラメータ設定機能とを備え、前記レーダ制御パラメータ候補のいずれを選択することにより前記複数の目標を探知、追尾する前記複数のレーダ装置を割当てることを特徴するレーダ統制システム。
【請求項３】
複数のレーダ装置をそれぞれ制御し、複数の目標を探知、追尾するために前記複数のレーダ装置を割当てるレーダ統制システムにおいて、前記複数のレーダ装置毎のレーダ覆域における気象状況や妨害波等の環境状況から前記複数のレーダ装置のレーダ覆域における各距離、方位、仰角における前記複数のレーダ装置に生じる誤警報確率等の電波状況パラメータを算出する環境依存パラメータ設定機能と、この環境依存パラメータ設定機能が算出した電波状況パラメータに加え、前記複数のレーダ装置の覆域に出現すると想定される複数の目標の動き、出現位置、目標位置の事前情報から前記複数のレーダ装置毎の覆域を単位方位、仰角毎に分割した各領域で単位時間毎に探知可能な目標数である目標シナリオパラメータと前記複数のレーダ装置毎の設置位置及び性能の前記複数のレーダ装置における運用パラメータとの組合せから生成される複数のパラメータセットと前記レーダ制御パラメータの複数の組合せを用いた仮想の前記複数のレーダ装置の割当てによる前記複数の目標の探知、追尾を模擬反復実行した結果を反映させた前記複数のレーダ装置を用いて前記複数の目標を探知、追尾するために前記複数のレーダ装置を前記複数の目標に割当てるスケジュールを算出する際に用いる複数のパラメータ候補であるレーダ制御パラメータ候補を算出するレーダ制御パラメータ設定機能とを備え、前記レーダ制御パラメータ候補のいずれを選択することにより前記複数の目標を探知、追尾する前記複数のレーダ装置を割当てることを特徴するレーダ統制システム。
【請求項１】
複数のレーダ装置を制御するレーダ統制システムにおいて、レーダ制御傾向、目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況を入力する状況入力手段と、この状況入力手段により入力されたレーダ制御傾向、目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況の組合せに応じた前記複数のレーダ装置の目標に対する割当スケジュールを算出する際に用いる、最適な複数の各制御パラメータを算出する算出手段と、前記状況入力手段により入力されたレーダ制御傾向、目標状況、電波環境状況、レーダ配備状況と前記算出手段により得られる前記複数のレーダ装置のスケジュールを算出する際に用いる各制御パラメータと前記各制御パラメータを用いた場合の結果評価値とを記憶する記憶手段と、前記算出手段により算出された前記各制御パラメータより得られる評価結果を解析し、その評価結果から最適な前記制御パラメータの組合せを少なくとも一つ算出する解析手段とを備えたことを特徴とするレーダ統制システム。
【請求項２】
複数のレーダ装置をそれぞれ制御し、複数の目標を探知、追尾するために前記複数のレーダ装置を割当てるレーダ統制システムにおいて、前記複数のレーダ装置毎のレーダ覆域における気象状況や妨害波等の環境状況から前記複数のレーダ装置のレーダ覆域における各距離、方位、仰角における前記複数のレーダ装置に生じる誤警報確率等の電波状況パラメータを算出する環境依存パラメータ設定機能と、この環境依存パラメータ設定機能が算出した電波状況パラメータに加え、前記複数のレーダ装置の覆域に出現すると想定される複数の目標の動き、出現位置、目標軌道等の事前情報と前記複数のレーダ装置毎の設置位置及び性能とから前記複数の目標を探知、追尾するための前記複数のレーダ装置の前記目標へ割当てるスケジュールを算出する際に用いるパラメータ候補であるレーダ制御パラメータ候補を算出するレーダ制御パラメータ設定機能とを備え、前記レーダ制御パラメータ候補のいずれを選択することにより前記複数の目標を探知、追尾する前記複数のレーダ装置を割当てることを特徴するレーダ統制システム。
【請求項３】
複数のレーダ装置をそれぞれ制御し、複数の目標を探知、追尾するために前記複数のレーダ装置を割当てるレーダ統制システムにおいて、前記複数のレーダ装置毎のレーダ覆域における気象状況や妨害波等の環境状況から前記複数のレーダ装置のレーダ覆域における各距離、方位、仰角における前記複数のレーダ装置に生じる誤警報確率等の電波状況パラメータを算出する環境依存パラメータ設定機能と、この環境依存パラメータ設定機能が算出した電波状況パラメータに加え、前記複数のレーダ装置の覆域に出現すると想定される複数の目標の動き、出現位置、目標位置の事前情報から前記複数のレーダ装置毎の覆域を単位方位、仰角毎に分割した各領域で単位時間毎に探知可能な目標数である目標シナリオパラメータと前記複数のレーダ装置毎の設置位置及び性能の前記複数のレーダ装置における運用パラメータとの組合せから生成される複数のパラメータセットと前記レーダ制御パラメータの複数の組合せを用いた仮想の前記複数のレーダ装置の割当てによる前記複数の目標の探知、追尾を模擬反復実行した結果を反映させた前記複数のレーダ装置を用いて前記複数の目標を探知、追尾するために前記複数のレーダ装置を前記複数の目標に割当てるスケジュールを算出する際に用いる複数のパラメータ候補であるレーダ制御パラメータ候補を算出するレーダ制御パラメータ設定機能とを備え、前記レーダ制御パラメータ候補のいずれを選択することにより前記複数の目標を探知、追尾する前記複数のレーダ装置を割当てることを特徴するレーダ統制システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１８６３１７（Ｐ２００９−１８６３１７Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６３１７（Ｐ２００８−２６３１７）
【出願日】平成２０年２月６日（２００８．２．６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月６日（２００８．２．６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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