干渉合成開口レーダシステム、処理方法、飛行体制御装置、飛行体制御方法及びプログラム
【課題】高度が異なる複数の合成開口レーダ間で観測対象物を一致させ、２つの衛星の観測データ間の相関を適切に保つ。
【解決手段】合成開口レーダ衛星２００の軌道と合成開口レーダ衛星１００が観測した観測対象物の位置とに基づいて合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角θ２を算出し、合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角が算出したオフナディア角θ２になるように合成開口レーダ衛星２００のアンテナの指向性を設定する。次に、合成開口レーダ衛星１００のオフナディア角θ１と合成開口レーダ衛星１００が放射する電波の周波数帯域ｆ１±Ｂ１／２と算出した合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角θ２とに基づいて合成開口レーダ衛星２００が放射する電波の周波数帯域ｆ２±Ｂ２／２を算出し、合成開口レーダ衛星２００が放射する電波の周波数帯域を算出した周波数帯域ｆ２±Ｂ２／２に設定する。
【解決手段】合成開口レーダ衛星２００の軌道と合成開口レーダ衛星１００が観測した観測対象物の位置とに基づいて合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角θ２を算出し、合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角が算出したオフナディア角θ２になるように合成開口レーダ衛星２００のアンテナの指向性を設定する。次に、合成開口レーダ衛星１００のオフナディア角θ１と合成開口レーダ衛星１００が放射する電波の周波数帯域ｆ１±Ｂ１／２と算出した合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角θ２とに基づいて合成開口レーダ衛星２００が放射する電波の周波数帯域ｆ２±Ｂ２／２を算出し、合成開口レーダ衛星２００が放射する電波の周波数帯域を算出した周波数帯域ｆ２±Ｂ２／２に設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成開口レーダによって観測対象物の観測を行う２つの飛行体が生成した観測データを用いて干渉合成開口レーダ処理を行う干渉合成開口レーダシステム、処理方法、飛行体制御装置、飛行体制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、航空機や人工衛星等の飛行体から地球や惑星等の天体の遠隔観測を行うシステムにおいて、観測装置を飛行体に搭載し、観測装置により観測されたデータが別途設置された解析装置において解析される方式が採用されている。
飛行体に搭載される観測装置は様々なものがあるが、その中でも広い用途に用いられるものとして、合成開口レーダ（ＳＡＲ：Synthetic Aperture Rader）がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
合成開口レーダは、飛行体の移動に伴う複数の観測位置で、小さい開口面を有するレーダを用いて観測対象に電波を放射し、観測対象からの反射波を順次観測することで小さい開口面のレーダを複数並べたのと同じ効果を得る。これにより、仮想的に大きい開口面のレーダを実現する手法である。合成開口レーダは、飛行体の進行方向に直交する方向の地上に電波を放射し、地上からの反射波を受信することにより地上の映像を再生する観測データを得る。観測データは、例えば地上からの反射波の位相情報や強度情報である。
【０００４】
合成開口レーダを用いて観測されるものとして、例えば地形の標高データがある。標高データは、予め定められた範囲内において飛行体が観測した２つの観測データを干渉させ、位相情報の差を解析することで算出する。なお、このように２つの観測データを干渉させて位相情報の差を解析する手法を干渉（Interferometric、インターフェロメトリ）合成開口レーダと呼ぶ。また、標高データの算出だけでなく、２回の時間差で観測したデータにより地殻変動を検出することにも使用できる。
【０００５】
近年、干渉合成開口レーダとして、人工衛星に搭載された合成開口レーダを用いたものが利用されている。回帰軌道を周回する人工衛星に合成開口レーダを搭載し、合成開口レーダが同一の観測対象物を２度観測することで２つの観測データを取得する。解析装置が２つの観測データの処理を行うことにより、干渉合成開口レーダが実現されている。また、近年は複数の合成開口レーダ衛星が打ち上げられ、複数の合成開口レーダ衛星間での干渉合成開口レーダ観測が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１９１０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、複数の合成開口レーダ衛星間で干渉合成開口レーダ観測を行う場合、従来はそれぞれの観測を同じオフナディア角によって行うため、観測を行う軌道が異なると観測する地点が変わってしまう。オフナディア角とは、合成開口レーダ衛星の地表に対する鉛直直下方向と観測における電波の発射方向とが成す角度のことである。そのため、複数の合成開口レーダ衛星が同じ軌道またはほぼ同じ高度の隣接する軌道を周回しなければ、複数の合成開口レーダ衛星間で観測対象物を一致させることが難しいという問題がある。
特に、高度が異なる２つの合成開口レーダの軌道を地表に投影した軌跡は２つの合成開口レーダ間で全く異なるものとなるため、観測対象物に対する相対的な位置が大幅に変化してしまう。さらに、同じ周波数条件での観測では、高度が異なる２つの合成開口レーダ同士の軌道間距離が大きいほど２つの合成開口レーダ衛星の観測データの相関度が低下する。そのため、２つの衛星における軌道間距離を適切に保つことが難しく、観測データの相関度を保てないという問題があった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高度が異なる複数の合成開口レーダ間で観測対象物を一致させ、２つの衛星の観測データ間の相関を適切に保つ干渉合成開口レーダシステム、処理方法、飛行体制御装置、飛行体制御方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、観測対象物の観測を行う第１の飛行体と、前記観測対象物の観測を行う第２の飛行体と、解析装置とを備える干渉合成開口レーダシステムであって、前記第１の飛行体は、アンテナを介して、前記観測対象物に対して電波を放射し、当該観測対象物で反射した電波を受信する電波送受信部と、前記受信した電波から観測データを生成する観測データ生成部と、前記解析装置に前記観測データを送信する観測データ送信部と、を備え、前記解析装置は、前記第１の飛行体の軌道及び前記第２の飛行体の軌道を算出する軌道算出部と、前記算出した第１の飛行体の軌道と前記観測対象物の位置とに基づいて第２の飛行体の観測におけるオフナディア角を算出するオフナディア角算出部と、前記第１の飛行体の観測におけるオフナディア角と、前記第１の飛行体が放射する電波の周波数帯域と、前記算出した第２の飛行体の観測におけるオフナディア角とに基づいて前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を算出する周波数帯域算出部と、前記第２の飛行体のアンテナの指向性を前記算出したオフナディア角に設定し、前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を前記算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成する制御情報生成部と、前記第２の飛行体に前記生成した制御情報を送信する制御情報送信部と、を備え、前記第２の飛行体は、前記解析装置から前記制御情報を受信する制御情報受信部と、前記受信した制御情報に基づいてアンテナの指向性の角度と放射する電波の周波数帯域を制御する制御部と、前記アンテナを介して前記観測対象物に対して電波を放射し、当該観測対象物で反射した電波を受信する電波送受信部と、前記受信した電波から観測データを生成する観測データ生成部と、前記解析装置に前記観測データを送信する観測データ送信部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、観測対象物の観測を行う第１の飛行体と、前記観測対象物の観測を行う第２の飛行体と、解析装置とを備える干渉合成開口レーダシステムを用いた処理方法であって、前記第１の飛行体の電波送受信部は、アンテナを介して、前記観測対象物に対して電波を放射し、当該観測対象物で反射した電波を受信し、前記第１の飛行体の観測データ生成部は、前記受信した電波から観測データを生成し、前記第１の飛行体の観測データ送信部は、前記解析装置に前記観測データを送信し、前記解析装置の軌道算出部は、前記第１の飛行体の軌道及び前記第２の飛行体の軌道を算出し、前記解析装置のオフナディア角算出部は、前記算出した第１の飛行体の軌道と前記観測対象物の位置とに基づいて第２の飛行体の観測におけるオフナディア角を算出し、前記解析装置の周波数帯域算出部は、前記第１の飛行体の観測におけるオフナディア角と、前記第１の飛行体が放射する電波の周波数帯域と、前記算出した第２の飛行体の観測におけるオフナディア角とに基づいて前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を算出し、前記解析装置の制御情報生成部は、前記第２の飛行体のアンテナの指向性を前記算出したオフナディア角に設定し、前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を前記算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成し、前記解析装置の制御情報送信部は、前記第２の飛行体に前記生成した制御情報を送信し、前記第２の飛行体の制御情報受信部は、前記解析装置から前記制御情報を受信し、前記第２の飛行体の制御部は、前記受信した制御情報に基づいてアンテナの指向性の角度と放射する電波の周波数帯域を制御し、前記第２の飛行体の電波送受信部は、前記アンテナを介して前記観測対象物に対して電波を放射し、当該観測対象物で反射した電波を受信し、前記第２の飛行体の観測データ生成部は、前記受信した電波から観測データを生成し、前記第２の飛行体の観測データ送信部は、前記解析装置に前記観測データを送信する、ことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、第１の飛行体が観測を行う観測対象物と同一の観測対象物の観測を行う第２の飛行体の制御情報を生成する飛行体制御装置であって、前記第１の飛行体の軌道及び前記第２の飛行体の軌道を算出する軌道算出部と、前記算出した第１の飛行体の軌道と前記観測対象物の位置とに基づいて第２の飛行体の観測におけるオフナディア角を算出するオフナディア角算出部と、前記第１の飛行体の観測におけるオフナディア角と、前記第１の飛行体が放射する電波の周波数帯域と、前記算出した第２の飛行体の観測におけるオフナディア角とに基づいて前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を算出する周波数帯域算出部と、前記第２の飛行体のアンテナの指向性を前記算出したオフナディア角に設定し、前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を前記算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成する制御情報生成部と、前記第２の飛行体に前記生成した制御情報を送信する制御情報送信部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、第１の飛行体が観測を行う観測対象物と同一の観測対象物の観測を行う第２の飛行体の制御情報を生成する飛行体制御装置を用いた飛行体制御方法であって、軌道算出部は、前記第１の飛行体の軌道及び前記第２の飛行体の軌道を算出し、オフナディア角算出部は、前記算出した第１の飛行体の軌道と前記観測対象物の位置とに基づいて第２の飛行体の観測におけるオフナディア角を算出し、周波数帯域算出部は、前記第１の飛行体の観測におけるオフナディア角と、前記第１の飛行体が放射する電波の周波数帯域と、前記算出した第２の飛行体の観測におけるオフナディア角とに基づいて前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を算出し、制御情報生成部は、前記第２の飛行体のアンテナの指向性を前記算出したオフナディア角に設定し、前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を前記算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成し、制御情報送信部は、前記第２の飛行体に前記生成した制御情報を送信する、ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、第１の飛行体が観測を行う観測対象物と同一の観測対象物の観測を行う第２の飛行体の制御情報を生成する飛行体制御装置を、前記第１の飛行体の軌道及び前記第２の飛行体の軌道を算出する軌道算出部、前記算出した第１の飛行体の軌道と前記観測対象物の位置とに基づいて第２の飛行体の観測におけるオフナディア角を算出するオフナディア角算出部、前記第１の飛行体の観測におけるオフナディア角と、前記第１の飛行体が放射する電波の周波数帯域と、前記算出した第２の飛行体の観測におけるオフナディア角とに基づいて前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を算出する周波数帯域算出部、前記第２の飛行体のアンテナの指向性を前記算出したオフナディア角に設定し、前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を前記算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成する制御情報生成部、前記第２の飛行体に前記生成した制御情報を送信する制御情報送信部、として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第２の飛行体における軌道と第１の飛行体が観測した観測対象物の位置とに基づいて第２の飛行体のオフナディア角を算出し、第２の飛行体のアンテナの指向性を算出したオフナディア角に設定することを示す制御情報を生成する。これにより、第１の飛行体と第２の飛行体の観測対象物を一致させることができる。さらに、第１の飛行体のオフナディア角と第１の飛行体が放射する電波の周波数帯域と算出した第２の飛行体のオフナディア角とに基づいて、第１の飛行体と第２の飛行体が放射する電波の地表投影波数スペクトルとが重なりを持つ周波数帯域を算出し、第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成する。これにより、第１の飛行体の観測データと第２の飛行体の観測データとの間の相関を適切に保ち、干渉合成開口レーダ処理を実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態による干渉合成開口レーダシステムの構成を示す概略ブロック図である。
干渉合成開口レーダシステムは、合成開口レーダ衛星１００（第1の飛行体）と、合成開口レーダ衛星２００（第2の飛行体）と、解析装置３００（飛行体制御装置）とを備える。合成開口レーダ衛星１００と合成開口レーダ衛星２００は高度の異なる軌道に乗っている。
【００１５】
図２は、合成開口レーダ衛星１００の構成を示す概略ブロック図である。
合成開口レーダ衛星１００は、対陸上アンテナ１０１と、制御情報受信部１０２と、制御部１０３と、指向性アンテナ１０４（アンテナ）と、電波送受信部１０５と、観測データ生成部１０６と、観測データ送信部１０７とを備える。
制御情報受信部１０２は、対陸上アンテナ１０１を介して解析装置３００から観測の制御に関する制御情報を受信する。
制御部１０３は、制御情報受信部１０２が受信した制御情報に基づいて電波送受信部１０５の制御を行う。
指向性アンテナ１０４は、予め決定されたオフナディア角により電波を放射するように固定されている。
電波送受信部１０５は、制御部１０３の制御に基づいて指向性アンテナ１０４を介して予め決定された周波数帯域で観測対象物に対して電波を放射し、反射した電波を受信する。
観測データ生成部１０６は、電波送受信部１０５が受信した電波から観測データを生成する。
観測データ送信部１０７は、対陸上アンテナ１０１を介して解析装置３００に観測データを送信する。
【００１６】
図３は、合成開口レーダ衛星２００の構成を示す概略ブロック図である。
合成開口レーダ衛星２００は、対陸上アンテナ２０１と、制御情報受信部２０２と、制御部２０３と、指向性アンテナ２０４（アンテナ）と、電波送受信部２０５と、観測データ生成部２０６と、観測データ送信部２０７とを備える。
制御情報受信部２０２は、対陸上アンテナ２０１を介して解析装置３００から観測の制御に関する制御情報を受信する。
制御部２０３は、制御情報受信部２０２が受信した制御情報に基づいて電波送受信部２０５の制御や指向性アンテナ２０４の指向性の角度の制御を行う。
指向性アンテナ２０４は、電気的に指向性の角度を制御することができる。指向性アンテナ２０４には、例えばフェーズドアレイアンテナ等を用いる。
電波送受信部２０５は、制御部２０３の制御に基づいて指向性アンテナ２０４を介して観測対象物に対して電波を放射し、反射した電波を受信する。
観測データ生成部２０６は、電波送受信部２０５が受信した電波から観測データを生成する。
観測データ送信部２０７は、対陸上アンテナ２０１を介して解析装置３００に観測データを送信する。
つまり、合成開口レーダ１００はオフナディア角と放射する電波の周波数が固定であるが、合成開口レーダ２００はオフナディア角と放射する電波の周波数を解析装置３００から受信する制御情報に基づいて変化させることができる。
【００１７】
図４は、解析装置の構成を示す概略ブロック図である。
解析装置３００は、対衛星アンテナ３０１と、軌道予測部３０２（軌道算出部）と、軌道決定部３０３（軌道算出部）と、オフナディア角算出部３０４と、周波数帯域算出部３０５と、衛星情報記憶部３０６と、制御情報生成部３０７と、制御情報送信部３０８と、観測データ受信部３０９と、観測データ記憶部３１０と、観測データフィルタ部３１１と、干渉処理部３１２とを備える。
軌道予測部３０２は、合成開口レーダ１００及び合成開口レーダ２００が観測を行う前に、合成開口レーダ１００及び合成開口レーダ２００が観測を行う軌道を算出する。
軌道決定部３０３は、合成開口レーダ１００及び合成開口レーダ２００が観測を行った後に、合成開口レーダ１００及び合成開口レーダ２００が観測を行った軌道を決定する。
オフナディア角算出部３０４は、軌道予測部３０２が予測した合成開口レーダ２００の軌道と観測対象物の位置とに基づいてオフナディア角を算出する。
周波数帯域算出部３０５は、衛星情報記憶部３０６に予め登録されている合成開口レーダ１００のオフナディア角及び合成開口レーダ１００が放射する電波の周波数帯域と、オフナディア角算出部３０４が算出したオフナディア角とに基づいて合成開口レーダ２００が放射する電波の周波数帯域を算出する。
制御情報生成部３０７は、軌道予測部３０２が予測した軌道に基づいて合成開口レーダ衛星１００及び合成開口レーダ衛星２００の制御情報を生成する。
制御情報送信部３０８は、対衛星アンテナ３０１を介して合成開口レーダ衛星１００及び合成開口レーダ衛星２００に制御情報を送信する。
観測データ受信部３０９は、対衛星アンテナ３０１を介して合成開口レーダ衛星１００及び合成開口レーダ衛星２００から観測データを受信し、観測データ記憶部３１０に登録する。
観測データフィルタ部３１１は、観測データ記憶部３１０が記憶する合成開口レーダ衛星１００及び合成開口レーダ衛星２００の観測データから、当該２つの観測データの地表投影波数スペクトルが重なる部分を取り出す。地表投影波数スペクトルは、角振動数と波数の関数であり、例えば波数空間と時間のフーリエ変換の形などで表される。
干渉処理部３１２は、軌道決定部が決定した１回目の観測における軌道及び２回目の観測における軌道と、観測データフィルタ部３１１が前記地表投影波数の重なる部分を取り出した合成開口レーダ衛星１００及び合成開口レーダ衛星２００の観測データとに基づいて干渉合成開口レーダ処理を行う。
そして、本実施形態による干渉合成開口レーダシステムにより、干渉合成開口レーダシステムは高度が異なる合成開口レーダ衛星１００と合成開口レーダ衛星２００との間で観測対象物を一致させ、２つの衛星の観測データ間の相関を適切に保つ処理を行う。
【００１８】
次に、干渉合成開口レーダシステムの動作を説明する。
まず、合成開口レーダ衛星１００が観測を行う際の干渉合成開口レーダシステムの動作を説明する。
図５は、合成開口レーダ衛星１００が観測を行う際の干渉合成開口レーダシステムの動作を示すシーケンス図である。
まず、観測を行う前に、解析装置３００の軌道予測部３０２は、予め得られている合成開口レーダ衛星１００の現時点までの軌道に基づいて、合成開口レーダ衛星１００の将来の軌道の計算を行い、観測時における合成開口レーダ衛星１００の予測軌道を算出する（ステップＳ１０１）。観測の軌道を算出すると、制御情報生成部３０７は、観測対象物の位置と、現在の合成開口レーダ衛星の位置と、予測した軌道とに基づいて、観測の制御情報を生成する（ステップＳ１０２）。制御情報には、観測開始時刻、観測時間等が含まれる。制御情報を生成すると、制御情報送信部３０８は、対衛星アンテナ３０１を介して合成開口レーダ衛星１００に制御情報を送信する（ステップＳ１０３）。
【００１９】
解析装置３００が制御情報を送信すると、合成開口レーダ衛星１００の制御情報受信部１０２は、対陸上アンテナ１０１を介して制御信号を受信する（ステップＳ１０４）。制御信号を受信すると、制御部１０３は受信した制御情報に基づいて電波送受信部１０５の制御を行う。制御部１０３は、制御情報が示す観測開始時刻になると、電波送受信部１０５から指向性アンテナ１０４を介して電波の放射を実行する（ステップＳ１０５）。電波の放射を実行すると、電波送受信部１０５は、指向性アンテナ１０４を介して放射し、観測対象物に反射した電波を、指向性アンテナ１０４を介して受信する（ステップＳ１０６）。複数回の送受信を繰り返して、複数の観測位置で放射した電波を受信すると、観測データ生成部１０６は、受信した複数の電波に基づいて観測データを生成する（ステップＳ１０７）。観測データを生成すると、観測データ送信部１０７は、対陸上アンテナを介して生成した観測データを解析装置３００に送信する（ステップＳ１０８）。
【００２０】
合成開口レーダ１００が観測データを送信すると、解析装置３００の観測データ受信部３０９は、対衛星アンテナ３０１を介して観測データを受信し、観測データ記憶部３１０に登録する（ステップＳ１０９）。このとき、合成開口レーダ１００が観測を行った軌道は、軌道予測部３０２が算出した予測軌道との間に誤差が生じる可能性があり、必ずしも一致しているとは限らない。従って、正確な干渉合成開口レーダ処理を行うためには合成開口レーダ１００の実際の軌道を再度算出する必要がある。そこで、観測データ受信部３０９が観測データを受信すると、軌道決定部３０３は、観測における合成開口レーダ衛星１００の軌道を決定する（ステップＳ１０９）。軌道決定の手段としては、例えば合成開口レーダ衛星１００にＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）の受信機を搭載し、衛星測位によって合成開口レーダ衛星１００の位置を決定する手段や、地上においてレーザーレンジを行うことで合成開口レーダ衛星１００の位置を決定する手段等が挙げられる。
以上が、合成開口レーダ衛星１００が観測を行う際の干渉合成開口レーダシステムの動作である。
【００２１】
次に、合成開口レーダ衛星２００が観測を行う際の干渉合成開口レーダシステムの動作を説明する。
図６は、合成開口レーダ衛星２００が観測を行う際の干渉合成開口レーダシステムの動作を示すシーケンス図である。
合成開口レーダ衛星１００による観測が終了すると、解析装置３００の軌道予測部３０２は、予め得られている合成開口レーダ衛星２００の現時点までの軌道に基づいて、合成開口レーダ衛星２００の将来の軌道の計算を行い、観測時における合成開口レーダ衛星２００の予測軌道を算出する（ステップＳ２０１）。
【００２２】
観測の軌道を算出すると、オフナディア角算出部３０４は、予測した合成開口レーダ衛星２００の軌道と観測対象物とに基づいて合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角を算出する（ステップＳ２０２）。オフナディア角の算出方法は様々なものが考えられるが、例えば以下のように行う。
図７は、合成開口レーダ衛星１００のオフナディア角と合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角を示す図である。
まず、オフナディア角算出部３０４は、軌道決定部３０３が決定した合成開口レーダ衛星１００の軌道から合成開口レーダ衛星１００の高度Ｈ１を算出する。またオフナディア角算出部３０４は、軌道予測部３０２が算出した合成開口レーダ衛星２００の予測軌道から合成開口レーダ衛星２００の高度Ｈ２を算出する。次に、オフナディア角算出部３０４は、合成開口レーダ衛星１００の軌道と合成開口レーダ衛星２００の予測軌道から合成開口レーダ衛星１００と合成開口レーダ衛星２００との間の地上軌跡における軌道間距離ｄを算出する。合成開口レーダ衛星１００の高度Ｈ１、合成開口レーダ衛星２００の高度Ｈ２、軌道間距離ｄを算出すると、オフナディア角算出部３０４は、合成開口レーダ衛星１００の高度Ｈ１と合成開口レーダ衛星２００の高度Ｈ２と軌道間距離ｄと衛星情報記憶部３０６に記憶されている合成開口レーダ衛星１００のオフナディア角θ１とを用いて合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角θ２を算出する。このとき、オフナディア角θ２は近似的に式（１）で示される。
【００２３】
【数１】
【００２４】
これにより、合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角θ２を求めることができる。なお、式（１）は平面地球モデルでの計算式であり、より厳密には球体地球モデルによりオフナディア角θ２を求める。また、ここではオフナディア各θ１からオフナディア角θ２を求めたが、これに限られず、例えば合成開口レーダ衛星１００が観測した観測対象物の位置を把握することができる場合、当該観測対象物の位置と合成開口レーダ衛星２００の高度Ｈ２を用いてオフナディア角θ２を求めても良い。
【００２５】
オフナディア角θ２を算出すると、周波数帯域算出部３０５は、衛星情報記憶部３０６に予め登録されている合成開口レーダ１００のオフナディア角θ１及び合成開口レーダ１００が放射する電波の周波数帯域ｆ１±Ｂ１／２とに基づいて合成開口レーダ２００が放射する電波の周波数帯域ｆ２±Ｂ２／２を算出する（ステップＳ２０３）。但し、ｆ１は、合成開口レーダ衛星１００が放射する電波の中心周波数を示す。また、Ｂ１は、合成開口レーダ衛星１００が放射する電波の帯域幅を示す。また、ｆ２は、合成開口レーダ衛星２００が放射する電波の中心周波数を示す。また、Ｂ２は、合成開口レーダ衛星２００が放射する電波の帯域幅を示す。
【００２６】
以下に、ステップＳ２０３による周波数帯域の算出方法を説明する。
図８は、合成開口レーダ衛星１００と合成開口レーダ衛星２００の周波数帯域及び地表投影波数スペクトルを示す図である。
周波数帯域算出部３０５は、合成開口レーダ衛星２００の観測帯域の地表投影波数スペクトルが、図８に示すように合成開口レーダ衛星１００の観測帯域の地表投影波数スペクトルと重なりを持つように、合成開口レーダ衛星２００が放射する電波の周波数帯域を設定する。合成開口レーダ衛星１００の地表投影波長スペクトルｋｇ１ｍｉｎ〜ｋｇ１ｍａｘと周波数帯域ｆ１±Ｂ１／２の関係は、式（２）、式（３）で示される。
【００２７】
【数２】
【００２８】
【数３】
【００２９】
但し、式（２）のｋｇ１ｍｉｎは、合成開口レーダ衛星１００の観測帯域の地表投影波長スペクトルの最小値を示す。また、ｉ１は、合成開口レーダ衛星１００が放射する電波の入射角を示し、合成開口レーダ衛星１００のオフナディア角θ１から算出される。また、ｃは光の速度を示す。
また、式（３）のｋｇ１ｍａｘは、合成開口レーダ衛星１００の観測帯域の地表投影波数スペクトルの最大値を示す。
【００３０】
合成開口レーダ衛星２００の地表投影波長スペクトルｋｇ２ｍｉｎ〜ｋｇ２ｍａｘと周波数帯域ｆ２±Ｂ２／２の関係は、式（４）、式（５）で示される。
【００３１】
【数４】
【００３２】
【数５】
【００３３】
但し、式（４）のｋｇ２ｍｉｎは、合成開口レーダ衛星２００の観測帯域の地表投影波長スペクトルの最小値を示す。また、ｉ２は、合成開口レーダ衛星２００が放射する電波の入射角を示し、合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角θ２から算出される。
また、式（５）のｋｇ２ｍａｘは、合成開口レーダ衛星２００の観測帯域の地表投影波数スペクトルの最大値を示す。
【００３４】
合成開口レーダ衛星１００の地表投影波数スペクトルｋｇ１ｍｉｎ〜ｋｇ１ｍａｘと合成開口レーダ衛星２００の地表投影波数スペクトルｋｇ２ｍｉｎ〜ｋｇ２ｍａｘとに重なりを持たせるには、式（６）、式（７）を満たす必要がある。
【００３５】
【数６】
【００３６】
【数７】
【００３７】
したがって、式（６）に式（３）、式（４）を代入し、式（７）に式（２）、式（５）を代入することで、地表投影波数スペクトルに重なりを持たせる周波数帯域の条件式である式（８）、式（９）を得ることができる。
【００３８】
【数８】
【００３９】
【数９】
【００４０】
但し、ｉ１Ｎは、合成開口レーダ衛星１００の観測範囲のニア側（観測範囲の中で合成開口レーダ衛星の位置を地表に投影した地点に最も近い地点）における入射角を示す。また、ｉ２Ｎは、合成開口レーダ衛星２００の観測範囲のニア側における入射角を示す。また、ｉ１Ｆは、合成開口レーダ衛星１００の観測範囲のファー側（観測範囲の中で合成開口レーダ衛星の位置を地表に投影した地点に最も遠い地点）における入射角を示す。また、ｉ２Ｆは、合成開口レーダ衛星２００の観測範囲のファー側における入射角を示す。なお、ｉ１Ｎ及びｉ１Ｎは合成開口レーダ衛星１００のオフナディア角θ１と高度Ｈ１とを用いることで求めることができ、ｉ１Ｎ及びｉ１Ｎは合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角θ２と高度Ｈ２とを用いることで求めることができる。また、式（８）のｍｉｎ（ｓｉｎ（ｉ１Ｎ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｎ），ｓｉｎ（ｉ１Ｆ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｆ））は、ｓｉｎ（ｉ１Ｎ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｎ）とｓｉｎ（ｉ１Ｆ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｆ）のうち最小のものを示す。また、式（９）のｍａｘ（ｓｉｎ（ｉ１Ｎ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｎ），ｓｉｎ（ｉ１Ｆ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｆ））は、ｓｉｎ（ｉ１Ｎ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｎ）とｓｉｎ（ｉ１Ｆ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｆ）のうち最大のものを示す。
【００４１】
周波数帯域算出部３０５は、式（８）、式（９）を満たすｆ２及びＢ２を算出し、算出したｆ２及びＢ２に基づいて周波数帯域ｆ２±Ｂ２／２を決定する。
これにより、合成開口レーダ衛星１００の地表投影波数スペクトルｋｇ１ｍｉｎ〜ｋｇ１ｍａｘと合成開口レーダ衛星２００の地表投影波数スペクトルｋｇ２ｍｉｎ〜ｋｇ２ｍａｘとの間に重なり部分ができるため、合成開口レーダ衛星１００の観測データと合成開口レーダ衛星２００の観測データとの間の相関性を確保することができる。
なお、図８では、２つの合成開口レーダ衛星の地表投影波数スペクトルの関係がｋｇ１ｍｉｎ＞ｋｇ２ｍｉｎかつｋｇ２ｍａｘ＞ｋｇ１ｍａｘである場合を示しているが、これに限られず、式（６）、式（７）を満たしていればｋｇ１ｍｉｎ≦ｋｇ２ｍｉｎまたはｋｇ２ｍａｘ≦ｋｇ１ｍａｘであっても良い。つまり、２つの合成開口レーダ衛星の地表投影波数スペクトルが重なりを持っていれば良い。
以上がステップＳ２０３による周波数帯域の算出方法である。
【００４２】
制御情報生成部３０７は、算出したオフナディア角θ２と算出した周波数帯域ｆ２±Ｂ２と観測対象物の位置と現在の合成開口レーダ衛星２００の位置と予測した軌道とに基づいて制御情報を生成する（ステップＳ２０４）。制御情報には、指向性アンテナ２０４の指向性の制御情報（θ２）、放射する電波の周波数帯域（ｆ２±Ｂ２）、観測開始時刻、観測時間等が含まれる。このとき、合成開口レーダ衛星２００が、算出したオフナディア角で観測対象物の観測を行うように観測開始時刻と観測時間を設定する。制御情報を生成すると、制御情報送信部３０８は、対衛星アンテナ３０１を介して合成開口レーダ衛星２００に制御情報を送信する（ステップＳ２０５）。
【００４３】
解析装置３００が制御情報を送信すると、合成開口レーダ衛星２００の制御情報受信部２０２は、対陸上アンテナ２０１を介して制御信号を受信する（ステップＳ２０６）。制御信号を受信すると、制御部２０３は受信した制御情報に基づいて電波送受信部２０５及び指向性アンテナ２０４の制御を行う。制御部２０３は、制御情報が示すオフナディア角θ２で観測を行うように指向性アンテナ１０４の仰角方向の指向性を制御する（ステップＳ２０７）。これにより、合成開口レーダ衛星１００と合成開口レーダ衛星２００の観測とが観測する観測対象物を一致させることができる。制御部２０３は、制御情報が示す観測開始時刻になると、電波送受信部２０５から指向性アンテナ２０４を介して制御情報が示す周波数帯域ｆ２±Ｂ２で電波の放射を実行する（ステップＳ２０８）。電波の放射を実行すると、電波送受信部２０５は、指向性アンテナ２０４を介して放射し、観測対象物に反射した電波を、指向性アンテナ２０４を介して受信する（ステップＳ２０９）。複数回の送受信を繰り返して、複数の観測位置で放射した電波を受信すると、観測データ生成部２０６は、受信した複数の電波に基づいて観測データを生成する（ステップＳ２１０）。観測データを生成すると、観測データ送信部２０７は、対陸上アンテナを介して生成した観測データを解析装置３００に送信する（ステップＳ２１１）。
【００４４】
合成開口レーダ２００が観測データを送信すると、解析装置３００の観測データ受信部３０９は、対衛星アンテナ３０１を介して観測データを受信し、観測データ記憶部３１０に登録する（ステップＳ２１２）。観測データ受信部３０９が観測データを受信すると、軌道決定部３０３は、観測における合成開口レーダ衛星２００の軌道を決定する（ステップＳ２１３）。軌道決定の手段としては、例えば合成開口レーダ衛星２００にＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）の受信機を搭載し、衛星測位によって合成開口レーダ衛星２００の位置を決定する手段や、地上においてレーザーレンジを行うことで合成開口レーダ衛星２００の位置を決定する手段等が挙げられる。
以上が、合成開口レーダ衛星２００が観測を行う際の干渉合成開口レーダシステムの動作である。
【００４５】
上述した手順で合成開口レーダ衛星１００の観測及び合成開口レーダ衛星２００の観測を終了すると、観測データフィルタ部３１１は、観測データ記憶部３１０が記憶する合成開口レーダ衛星１００及び合成開口レーダ衛星２００の観測データから、当該２つの観測データの地表投影波数スペクトルが重なる部分を取り出す。具体的には、合成開口レーダ衛星１００及び合成開口レーダ衛星２００の観測データから、式（１０）を満たす地表投影波数スペクトルｋｇの範囲を取り出す。
【００４６】
【数１０】
【００４７】
これにより、合成開口レーダ衛星１００及び合成開口レーダ衛星２００の観測データ間における相関性の無い部分を除去することができる。
【００４８】
次に、干渉処理部３１２は、観測データフィルタ部３１１が地表投影波数スペクトルの重なる部分を取り出した合成開口レーダ衛星１００の観測データに基づいて合成開口レーダ衛星１００の観測による合成開口レーダ画像を生成する。同様に、干渉処理部３１２は、観測データフィルタ部３１１が地表投影波数スペクトルの重なる部分を取り出した合成開口レーダ衛星２００の観測データに基づいて合成開口レーダ衛星２００の観測による合成開口レーダ画像を生成する。
次に、干渉処理部３１２は、決定した合成開口レーダ衛星１００の軌道と決定した合成開口レーダ衛星２００の軌道とに基づいて、合成開口レーダ衛星１００と合成開口レーダ衛星２００との間の軌道間距離を算出する。例えば、合成開口レーダ衛星１００の観測における軌道の中心座標と合成開口レーダ衛星２００の観測における軌道の中心座標との間の距離を計算することで軌道間距離を算出する。
合成開口レーダ衛星１００及び合成開口レーダ衛星２００の観測による合成開口レーダ画像を生成し、軌道間距離を算出すると、干渉処理部３１２は、合成開口レーダ衛星１００及び合成開口レーダ衛星２００の観測による合成開口レーダ画像の干渉処理を行い、干渉画像から軌道間距離による誤差を除去することで、干渉合成開口レーダ処理を行う。
【００４９】
このように、本実施形態によれば、合成開口レーダ衛星２００の軌道と合成開口レーダ衛星１００が観測した観測対象物の位置とに基づいて合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角を算出し、指向性アンテナ２０４の指向性を算出したオフナディア角に設定することを示す制御情報を生成する。これにより、合成開口レーダ衛星１００と合成開口レーダ衛星２００の観測対象物を一致させることができる。さらに、合成開口レーダ衛星１００のオフナディア角と合成開口レーダ衛星１００が放射する電波の周波数帯域と算出した合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角とに基づいて、合成開口レーダ衛星１００と合成開口レーダ衛星２００が放射する電波の地表投影波数スペクトルとが重なりを持つ周波数帯域を算出し、合成開口レーダ衛星２００が放射する電波の周波数帯域を算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成する。これにより、合成開口レーダ衛星１００の観測データと合成開口レーダ衛星２００の観測データとの間の相関を適切に保ち、干渉合成開口レーダ処理を実行することができる。
【００５０】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、本実施形態では、解析装置３００が制御情報の生成と観測データの受信を行う場合を説明したが、これに限られず、制御情報の生成を行う装置と観測データの受信を行う装置を別の装置としても良い。
【００５１】
なお、本実施形態では、周波数算出部３０５が式（８）、式（９）を満たす周波数帯域を算出し、観測データフィルタ部３１１が式（１０）を満たす地上投影波数スペクトルを取り出す場合を説明したが、これに限られず、例えば式（１１）、式（１２）を満たすことで合成開口レーダ衛星１００と合成開口レーダ衛星２００との間の地表投影波数スペクトルをほぼ一致させることができる場合、周波数算出部３０５が式（１１）、式（１２）を満たす周波数帯域を算出することで、観測データフィルタ部３１１を備えない構成としても良い。
【００５２】
【数１１】
【００５３】
【数１２】
【００５４】
また、本実施形態では、対陸上アンテナ１０１、対陸上アンテナ２０１及び対衛星アンテナ３０１がそれぞれ１つである場合を説明したが、これに限られず、それぞれに送信アンテナと受信アンテナを別々に備える構成としても良い。
【００５５】
また、本実施形態では、制御部２０３が指向性アンテナ２０４の指向性の角度を電気的に制御する場合を示したが、これに限られず、例えば指向性アンテナ２０４を固定ビームのアンテナとし、制御部２０３が指向性アンテナ２０４を物理的に駆動させることで指向性の角度を制御しても良い。
図９は、制御部が指向性アンテナを物理的に駆動させる合成開口レーダ衛星２００の構成を示す概略ブロック図である。
合成開口レーダ衛星２００は、さらに駆動機構２０８を備える。制御部２０３は、制御情報が示す指向性の制御情報に基づいて、駆動機構２０８に制御命令を送信する。制御命令を受信すると、駆動機構２０８は、指向性アンテナを物理的に駆動させ、指向性アンテナ１０４の指向性の角度を制御する。
【００５６】
また、本実施形態では、制御部２０３が指向性アンテナ２０４の指向性の角度を電気的に制御する場合を示したが、これに限られず、例えば指向性アンテナ２０４を固定ビームのアンテナとし、合成開口レーダ衛星２００の姿勢を制御することで指向性の角度を制御しても良い。
図１０は、合成開口レーダ衛星２００の姿勢を制御することで指向性の角度を制御する合成開口レーダ衛星２００の構成を示す概略ブロック図である。
合成開口レーダ衛星２００は、さらに衛星姿勢制御部２０９を備える。制御部２０３は、制御情報が示す指向性の制御情報に基づいて、衛星姿勢制御部２０９に制御命令を送信する。制御命令を受信すると、衛星姿勢制御部２０９は、合成開口レーダ衛星２００の姿勢を制御し、指向性アンテナ２０４から放射される電波の角度を制御する。
【００５７】
また、本実施形態では、合成開口レーダ衛星１００と合成開口レーダ衛星２００による観測を行う場合を説明したが、これに限られず、例えば航空機が合成開口レーダを備えることで干渉合成開口レーダを実現しても良い。
また、合成開口レーダ衛星と合成開口レーダを備える航空機との間の干渉合成開口レーダ観測を行っても良い。この場合、合成開口レーダ衛星と航空機のどちらが指向性の制御を行っても良い。
【００５８】
上述の解析装置３００は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００５９】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態による干渉合成開口レーダシステムの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】合成開口レーダ衛星１００の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】合成開口レーダ衛星２００の構成を示す概略ブロック図である。
【図４】解析装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】合成開口レーダ衛星１００が観測を行う際の干渉合成開口レーダシステムの動作を示すシーケンス図である。
【図６】合成開口レーダ衛星２００が観測を行う際の干渉合成開口レーダシステムの動作を示すシーケンス図である。
【図７】合成開口レーダ衛星１００のオフナディア角と合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角を示す図である。
【図８】合成開口レーダ衛星１００と合成開口レーダ衛星２００の周波数帯域及び地表投影波数スペクトルを示す図である。
【図９】制御部が指向性アンテナを物理的に駆動させる合成開口レーダ衛星２００の構成を示す概略ブロック図である。
【図１０】合成開口レーダ衛星２００の姿勢を制御することで指向性の角度を制御する合成開口レーダ衛星２００の構成を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００６１】
１００…合成開口レーダ衛星 １０１…対陸上アンテナ １０２…制御情報受信部 １０３…制御部 １０４…指向性アンテナ １０５…電波送受信部 １０６…観測データ生成部 １０７…観測データ送信部 ２００…合成開口レーダ衛星 ２０１…対陸上アンテナ ２０２…制御情報受信部 ２０３…制御部 ２０４…指向性アンテナ ２０５…電波送受信部 ２０６…観測データ生成部 ２０７…観測データ送信部 ３００…解析装置 ３０１…対衛星アンテナ ３０２…軌道予測部 ３０３…軌道決定部 ３０４…オフナディア角算出部 ３０５…周波数帯域算出部 ３０６…衛星情報記憶部 ３０７…制御情報生成部 ３０８…制御情報送信部 ３０９…観測データ受信部 ３１０…観測データ記憶部 ３１１…観測データフィルタ部 ３１２…干渉処理部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成開口レーダによって観測対象物の観測を行う２つの飛行体が生成した観測データを用いて干渉合成開口レーダ処理を行う干渉合成開口レーダシステム、処理方法、飛行体制御装置、飛行体制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、航空機や人工衛星等の飛行体から地球や惑星等の天体の遠隔観測を行うシステムにおいて、観測装置を飛行体に搭載し、観測装置により観測されたデータが別途設置された解析装置において解析される方式が採用されている。
飛行体に搭載される観測装置は様々なものがあるが、その中でも広い用途に用いられるものとして、合成開口レーダ（ＳＡＲ：Synthetic Aperture Rader）がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
合成開口レーダは、飛行体の移動に伴う複数の観測位置で、小さい開口面を有するレーダを用いて観測対象に電波を放射し、観測対象からの反射波を順次観測することで小さい開口面のレーダを複数並べたのと同じ効果を得る。これにより、仮想的に大きい開口面のレーダを実現する手法である。合成開口レーダは、飛行体の進行方向に直交する方向の地上に電波を放射し、地上からの反射波を受信することにより地上の映像を再生する観測データを得る。観測データは、例えば地上からの反射波の位相情報や強度情報である。
【０００４】
合成開口レーダを用いて観測されるものとして、例えば地形の標高データがある。標高データは、予め定められた範囲内において飛行体が観測した２つの観測データを干渉させ、位相情報の差を解析することで算出する。なお、このように２つの観測データを干渉させて位相情報の差を解析する手法を干渉（Interferometric、インターフェロメトリ）合成開口レーダと呼ぶ。また、標高データの算出だけでなく、２回の時間差で観測したデータにより地殻変動を検出することにも使用できる。
【０００５】
近年、干渉合成開口レーダとして、人工衛星に搭載された合成開口レーダを用いたものが利用されている。回帰軌道を周回する人工衛星に合成開口レーダを搭載し、合成開口レーダが同一の観測対象物を２度観測することで２つの観測データを取得する。解析装置が２つの観測データの処理を行うことにより、干渉合成開口レーダが実現されている。また、近年は複数の合成開口レーダ衛星が打ち上げられ、複数の合成開口レーダ衛星間での干渉合成開口レーダ観測が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１９１０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、複数の合成開口レーダ衛星間で干渉合成開口レーダ観測を行う場合、従来はそれぞれの観測を同じオフナディア角によって行うため、観測を行う軌道が異なると観測する地点が変わってしまう。オフナディア角とは、合成開口レーダ衛星の地表に対する鉛直直下方向と観測における電波の発射方向とが成す角度のことである。そのため、複数の合成開口レーダ衛星が同じ軌道またはほぼ同じ高度の隣接する軌道を周回しなければ、複数の合成開口レーダ衛星間で観測対象物を一致させることが難しいという問題がある。
特に、高度が異なる２つの合成開口レーダの軌道を地表に投影した軌跡は２つの合成開口レーダ間で全く異なるものとなるため、観測対象物に対する相対的な位置が大幅に変化してしまう。さらに、同じ周波数条件での観測では、高度が異なる２つの合成開口レーダ同士の軌道間距離が大きいほど２つの合成開口レーダ衛星の観測データの相関度が低下する。そのため、２つの衛星における軌道間距離を適切に保つことが難しく、観測データの相関度を保てないという問題があった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高度が異なる複数の合成開口レーダ間で観測対象物を一致させ、２つの衛星の観測データ間の相関を適切に保つ干渉合成開口レーダシステム、処理方法、飛行体制御装置、飛行体制御方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、観測対象物の観測を行う第１の飛行体と、前記観測対象物の観測を行う第２の飛行体と、解析装置とを備える干渉合成開口レーダシステムであって、前記第１の飛行体は、アンテナを介して、前記観測対象物に対して電波を放射し、当該観測対象物で反射した電波を受信する電波送受信部と、前記受信した電波から観測データを生成する観測データ生成部と、前記解析装置に前記観測データを送信する観測データ送信部と、を備え、前記解析装置は、前記第１の飛行体の軌道及び前記第２の飛行体の軌道を算出する軌道算出部と、前記算出した第１の飛行体の軌道と前記観測対象物の位置とに基づいて第２の飛行体の観測におけるオフナディア角を算出するオフナディア角算出部と、前記第１の飛行体の観測におけるオフナディア角と、前記第１の飛行体が放射する電波の周波数帯域と、前記算出した第２の飛行体の観測におけるオフナディア角とに基づいて前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を算出する周波数帯域算出部と、前記第２の飛行体のアンテナの指向性を前記算出したオフナディア角に設定し、前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を前記算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成する制御情報生成部と、前記第２の飛行体に前記生成した制御情報を送信する制御情報送信部と、を備え、前記第２の飛行体は、前記解析装置から前記制御情報を受信する制御情報受信部と、前記受信した制御情報に基づいてアンテナの指向性の角度と放射する電波の周波数帯域を制御する制御部と、前記アンテナを介して前記観測対象物に対して電波を放射し、当該観測対象物で反射した電波を受信する電波送受信部と、前記受信した電波から観測データを生成する観測データ生成部と、前記解析装置に前記観測データを送信する観測データ送信部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、観測対象物の観測を行う第１の飛行体と、前記観測対象物の観測を行う第２の飛行体と、解析装置とを備える干渉合成開口レーダシステムを用いた処理方法であって、前記第１の飛行体の電波送受信部は、アンテナを介して、前記観測対象物に対して電波を放射し、当該観測対象物で反射した電波を受信し、前記第１の飛行体の観測データ生成部は、前記受信した電波から観測データを生成し、前記第１の飛行体の観測データ送信部は、前記解析装置に前記観測データを送信し、前記解析装置の軌道算出部は、前記第１の飛行体の軌道及び前記第２の飛行体の軌道を算出し、前記解析装置のオフナディア角算出部は、前記算出した第１の飛行体の軌道と前記観測対象物の位置とに基づいて第２の飛行体の観測におけるオフナディア角を算出し、前記解析装置の周波数帯域算出部は、前記第１の飛行体の観測におけるオフナディア角と、前記第１の飛行体が放射する電波の周波数帯域と、前記算出した第２の飛行体の観測におけるオフナディア角とに基づいて前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を算出し、前記解析装置の制御情報生成部は、前記第２の飛行体のアンテナの指向性を前記算出したオフナディア角に設定し、前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を前記算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成し、前記解析装置の制御情報送信部は、前記第２の飛行体に前記生成した制御情報を送信し、前記第２の飛行体の制御情報受信部は、前記解析装置から前記制御情報を受信し、前記第２の飛行体の制御部は、前記受信した制御情報に基づいてアンテナの指向性の角度と放射する電波の周波数帯域を制御し、前記第２の飛行体の電波送受信部は、前記アンテナを介して前記観測対象物に対して電波を放射し、当該観測対象物で反射した電波を受信し、前記第２の飛行体の観測データ生成部は、前記受信した電波から観測データを生成し、前記第２の飛行体の観測データ送信部は、前記解析装置に前記観測データを送信する、ことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、第１の飛行体が観測を行う観測対象物と同一の観測対象物の観測を行う第２の飛行体の制御情報を生成する飛行体制御装置であって、前記第１の飛行体の軌道及び前記第２の飛行体の軌道を算出する軌道算出部と、前記算出した第１の飛行体の軌道と前記観測対象物の位置とに基づいて第２の飛行体の観測におけるオフナディア角を算出するオフナディア角算出部と、前記第１の飛行体の観測におけるオフナディア角と、前記第１の飛行体が放射する電波の周波数帯域と、前記算出した第２の飛行体の観測におけるオフナディア角とに基づいて前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を算出する周波数帯域算出部と、前記第２の飛行体のアンテナの指向性を前記算出したオフナディア角に設定し、前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を前記算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成する制御情報生成部と、前記第２の飛行体に前記生成した制御情報を送信する制御情報送信部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、第１の飛行体が観測を行う観測対象物と同一の観測対象物の観測を行う第２の飛行体の制御情報を生成する飛行体制御装置を用いた飛行体制御方法であって、軌道算出部は、前記第１の飛行体の軌道及び前記第２の飛行体の軌道を算出し、オフナディア角算出部は、前記算出した第１の飛行体の軌道と前記観測対象物の位置とに基づいて第２の飛行体の観測におけるオフナディア角を算出し、周波数帯域算出部は、前記第１の飛行体の観測におけるオフナディア角と、前記第１の飛行体が放射する電波の周波数帯域と、前記算出した第２の飛行体の観測におけるオフナディア角とに基づいて前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を算出し、制御情報生成部は、前記第２の飛行体のアンテナの指向性を前記算出したオフナディア角に設定し、前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を前記算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成し、制御情報送信部は、前記第２の飛行体に前記生成した制御情報を送信する、ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、第１の飛行体が観測を行う観測対象物と同一の観測対象物の観測を行う第２の飛行体の制御情報を生成する飛行体制御装置を、前記第１の飛行体の軌道及び前記第２の飛行体の軌道を算出する軌道算出部、前記算出した第１の飛行体の軌道と前記観測対象物の位置とに基づいて第２の飛行体の観測におけるオフナディア角を算出するオフナディア角算出部、前記第１の飛行体の観測におけるオフナディア角と、前記第１の飛行体が放射する電波の周波数帯域と、前記算出した第２の飛行体の観測におけるオフナディア角とに基づいて前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を算出する周波数帯域算出部、前記第２の飛行体のアンテナの指向性を前記算出したオフナディア角に設定し、前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を前記算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成する制御情報生成部、前記第２の飛行体に前記生成した制御情報を送信する制御情報送信部、として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第２の飛行体における軌道と第１の飛行体が観測した観測対象物の位置とに基づいて第２の飛行体のオフナディア角を算出し、第２の飛行体のアンテナの指向性を算出したオフナディア角に設定することを示す制御情報を生成する。これにより、第１の飛行体と第２の飛行体の観測対象物を一致させることができる。さらに、第１の飛行体のオフナディア角と第１の飛行体が放射する電波の周波数帯域と算出した第２の飛行体のオフナディア角とに基づいて、第１の飛行体と第２の飛行体が放射する電波の地表投影波数スペクトルとが重なりを持つ周波数帯域を算出し、第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成する。これにより、第１の飛行体の観測データと第２の飛行体の観測データとの間の相関を適切に保ち、干渉合成開口レーダ処理を実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態による干渉合成開口レーダシステムの構成を示す概略ブロック図である。
干渉合成開口レーダシステムは、合成開口レーダ衛星１００（第1の飛行体）と、合成開口レーダ衛星２００（第2の飛行体）と、解析装置３００（飛行体制御装置）とを備える。合成開口レーダ衛星１００と合成開口レーダ衛星２００は高度の異なる軌道に乗っている。
【００１５】
図２は、合成開口レーダ衛星１００の構成を示す概略ブロック図である。
合成開口レーダ衛星１００は、対陸上アンテナ１０１と、制御情報受信部１０２と、制御部１０３と、指向性アンテナ１０４（アンテナ）と、電波送受信部１０５と、観測データ生成部１０６と、観測データ送信部１０７とを備える。
制御情報受信部１０２は、対陸上アンテナ１０１を介して解析装置３００から観測の制御に関する制御情報を受信する。
制御部１０３は、制御情報受信部１０２が受信した制御情報に基づいて電波送受信部１０５の制御を行う。
指向性アンテナ１０４は、予め決定されたオフナディア角により電波を放射するように固定されている。
電波送受信部１０５は、制御部１０３の制御に基づいて指向性アンテナ１０４を介して予め決定された周波数帯域で観測対象物に対して電波を放射し、反射した電波を受信する。
観測データ生成部１０６は、電波送受信部１０５が受信した電波から観測データを生成する。
観測データ送信部１０７は、対陸上アンテナ１０１を介して解析装置３００に観測データを送信する。
【００１６】
図３は、合成開口レーダ衛星２００の構成を示す概略ブロック図である。
合成開口レーダ衛星２００は、対陸上アンテナ２０１と、制御情報受信部２０２と、制御部２０３と、指向性アンテナ２０４（アンテナ）と、電波送受信部２０５と、観測データ生成部２０６と、観測データ送信部２０７とを備える。
制御情報受信部２０２は、対陸上アンテナ２０１を介して解析装置３００から観測の制御に関する制御情報を受信する。
制御部２０３は、制御情報受信部２０２が受信した制御情報に基づいて電波送受信部２０５の制御や指向性アンテナ２０４の指向性の角度の制御を行う。
指向性アンテナ２０４は、電気的に指向性の角度を制御することができる。指向性アンテナ２０４には、例えばフェーズドアレイアンテナ等を用いる。
電波送受信部２０５は、制御部２０３の制御に基づいて指向性アンテナ２０４を介して観測対象物に対して電波を放射し、反射した電波を受信する。
観測データ生成部２０６は、電波送受信部２０５が受信した電波から観測データを生成する。
観測データ送信部２０７は、対陸上アンテナ２０１を介して解析装置３００に観測データを送信する。
つまり、合成開口レーダ１００はオフナディア角と放射する電波の周波数が固定であるが、合成開口レーダ２００はオフナディア角と放射する電波の周波数を解析装置３００から受信する制御情報に基づいて変化させることができる。
【００１７】
図４は、解析装置の構成を示す概略ブロック図である。
解析装置３００は、対衛星アンテナ３０１と、軌道予測部３０２（軌道算出部）と、軌道決定部３０３（軌道算出部）と、オフナディア角算出部３０４と、周波数帯域算出部３０５と、衛星情報記憶部３０６と、制御情報生成部３０７と、制御情報送信部３０８と、観測データ受信部３０９と、観測データ記憶部３１０と、観測データフィルタ部３１１と、干渉処理部３１２とを備える。
軌道予測部３０２は、合成開口レーダ１００及び合成開口レーダ２００が観測を行う前に、合成開口レーダ１００及び合成開口レーダ２００が観測を行う軌道を算出する。
軌道決定部３０３は、合成開口レーダ１００及び合成開口レーダ２００が観測を行った後に、合成開口レーダ１００及び合成開口レーダ２００が観測を行った軌道を決定する。
オフナディア角算出部３０４は、軌道予測部３０２が予測した合成開口レーダ２００の軌道と観測対象物の位置とに基づいてオフナディア角を算出する。
周波数帯域算出部３０５は、衛星情報記憶部３０６に予め登録されている合成開口レーダ１００のオフナディア角及び合成開口レーダ１００が放射する電波の周波数帯域と、オフナディア角算出部３０４が算出したオフナディア角とに基づいて合成開口レーダ２００が放射する電波の周波数帯域を算出する。
制御情報生成部３０７は、軌道予測部３０２が予測した軌道に基づいて合成開口レーダ衛星１００及び合成開口レーダ衛星２００の制御情報を生成する。
制御情報送信部３０８は、対衛星アンテナ３０１を介して合成開口レーダ衛星１００及び合成開口レーダ衛星２００に制御情報を送信する。
観測データ受信部３０９は、対衛星アンテナ３０１を介して合成開口レーダ衛星１００及び合成開口レーダ衛星２００から観測データを受信し、観測データ記憶部３１０に登録する。
観測データフィルタ部３１１は、観測データ記憶部３１０が記憶する合成開口レーダ衛星１００及び合成開口レーダ衛星２００の観測データから、当該２つの観測データの地表投影波数スペクトルが重なる部分を取り出す。地表投影波数スペクトルは、角振動数と波数の関数であり、例えば波数空間と時間のフーリエ変換の形などで表される。
干渉処理部３１２は、軌道決定部が決定した１回目の観測における軌道及び２回目の観測における軌道と、観測データフィルタ部３１１が前記地表投影波数の重なる部分を取り出した合成開口レーダ衛星１００及び合成開口レーダ衛星２００の観測データとに基づいて干渉合成開口レーダ処理を行う。
そして、本実施形態による干渉合成開口レーダシステムにより、干渉合成開口レーダシステムは高度が異なる合成開口レーダ衛星１００と合成開口レーダ衛星２００との間で観測対象物を一致させ、２つの衛星の観測データ間の相関を適切に保つ処理を行う。
【００１８】
次に、干渉合成開口レーダシステムの動作を説明する。
まず、合成開口レーダ衛星１００が観測を行う際の干渉合成開口レーダシステムの動作を説明する。
図５は、合成開口レーダ衛星１００が観測を行う際の干渉合成開口レーダシステムの動作を示すシーケンス図である。
まず、観測を行う前に、解析装置３００の軌道予測部３０２は、予め得られている合成開口レーダ衛星１００の現時点までの軌道に基づいて、合成開口レーダ衛星１００の将来の軌道の計算を行い、観測時における合成開口レーダ衛星１００の予測軌道を算出する（ステップＳ１０１）。観測の軌道を算出すると、制御情報生成部３０７は、観測対象物の位置と、現在の合成開口レーダ衛星の位置と、予測した軌道とに基づいて、観測の制御情報を生成する（ステップＳ１０２）。制御情報には、観測開始時刻、観測時間等が含まれる。制御情報を生成すると、制御情報送信部３０８は、対衛星アンテナ３０１を介して合成開口レーダ衛星１００に制御情報を送信する（ステップＳ１０３）。
【００１９】
解析装置３００が制御情報を送信すると、合成開口レーダ衛星１００の制御情報受信部１０２は、対陸上アンテナ１０１を介して制御信号を受信する（ステップＳ１０４）。制御信号を受信すると、制御部１０３は受信した制御情報に基づいて電波送受信部１０５の制御を行う。制御部１０３は、制御情報が示す観測開始時刻になると、電波送受信部１０５から指向性アンテナ１０４を介して電波の放射を実行する（ステップＳ１０５）。電波の放射を実行すると、電波送受信部１０５は、指向性アンテナ１０４を介して放射し、観測対象物に反射した電波を、指向性アンテナ１０４を介して受信する（ステップＳ１０６）。複数回の送受信を繰り返して、複数の観測位置で放射した電波を受信すると、観測データ生成部１０６は、受信した複数の電波に基づいて観測データを生成する（ステップＳ１０７）。観測データを生成すると、観測データ送信部１０７は、対陸上アンテナを介して生成した観測データを解析装置３００に送信する（ステップＳ１０８）。
【００２０】
合成開口レーダ１００が観測データを送信すると、解析装置３００の観測データ受信部３０９は、対衛星アンテナ３０１を介して観測データを受信し、観測データ記憶部３１０に登録する（ステップＳ１０９）。このとき、合成開口レーダ１００が観測を行った軌道は、軌道予測部３０２が算出した予測軌道との間に誤差が生じる可能性があり、必ずしも一致しているとは限らない。従って、正確な干渉合成開口レーダ処理を行うためには合成開口レーダ１００の実際の軌道を再度算出する必要がある。そこで、観測データ受信部３０９が観測データを受信すると、軌道決定部３０３は、観測における合成開口レーダ衛星１００の軌道を決定する（ステップＳ１０９）。軌道決定の手段としては、例えば合成開口レーダ衛星１００にＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）の受信機を搭載し、衛星測位によって合成開口レーダ衛星１００の位置を決定する手段や、地上においてレーザーレンジを行うことで合成開口レーダ衛星１００の位置を決定する手段等が挙げられる。
以上が、合成開口レーダ衛星１００が観測を行う際の干渉合成開口レーダシステムの動作である。
【００２１】
次に、合成開口レーダ衛星２００が観測を行う際の干渉合成開口レーダシステムの動作を説明する。
図６は、合成開口レーダ衛星２００が観測を行う際の干渉合成開口レーダシステムの動作を示すシーケンス図である。
合成開口レーダ衛星１００による観測が終了すると、解析装置３００の軌道予測部３０２は、予め得られている合成開口レーダ衛星２００の現時点までの軌道に基づいて、合成開口レーダ衛星２００の将来の軌道の計算を行い、観測時における合成開口レーダ衛星２００の予測軌道を算出する（ステップＳ２０１）。
【００２２】
観測の軌道を算出すると、オフナディア角算出部３０４は、予測した合成開口レーダ衛星２００の軌道と観測対象物とに基づいて合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角を算出する（ステップＳ２０２）。オフナディア角の算出方法は様々なものが考えられるが、例えば以下のように行う。
図７は、合成開口レーダ衛星１００のオフナディア角と合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角を示す図である。
まず、オフナディア角算出部３０４は、軌道決定部３０３が決定した合成開口レーダ衛星１００の軌道から合成開口レーダ衛星１００の高度Ｈ１を算出する。またオフナディア角算出部３０４は、軌道予測部３０２が算出した合成開口レーダ衛星２００の予測軌道から合成開口レーダ衛星２００の高度Ｈ２を算出する。次に、オフナディア角算出部３０４は、合成開口レーダ衛星１００の軌道と合成開口レーダ衛星２００の予測軌道から合成開口レーダ衛星１００と合成開口レーダ衛星２００との間の地上軌跡における軌道間距離ｄを算出する。合成開口レーダ衛星１００の高度Ｈ１、合成開口レーダ衛星２００の高度Ｈ２、軌道間距離ｄを算出すると、オフナディア角算出部３０４は、合成開口レーダ衛星１００の高度Ｈ１と合成開口レーダ衛星２００の高度Ｈ２と軌道間距離ｄと衛星情報記憶部３０６に記憶されている合成開口レーダ衛星１００のオフナディア角θ１とを用いて合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角θ２を算出する。このとき、オフナディア角θ２は近似的に式（１）で示される。
【００２３】
【数１】
【００２４】
これにより、合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角θ２を求めることができる。なお、式（１）は平面地球モデルでの計算式であり、より厳密には球体地球モデルによりオフナディア角θ２を求める。また、ここではオフナディア各θ１からオフナディア角θ２を求めたが、これに限られず、例えば合成開口レーダ衛星１００が観測した観測対象物の位置を把握することができる場合、当該観測対象物の位置と合成開口レーダ衛星２００の高度Ｈ２を用いてオフナディア角θ２を求めても良い。
【００２５】
オフナディア角θ２を算出すると、周波数帯域算出部３０５は、衛星情報記憶部３０６に予め登録されている合成開口レーダ１００のオフナディア角θ１及び合成開口レーダ１００が放射する電波の周波数帯域ｆ１±Ｂ１／２とに基づいて合成開口レーダ２００が放射する電波の周波数帯域ｆ２±Ｂ２／２を算出する（ステップＳ２０３）。但し、ｆ１は、合成開口レーダ衛星１００が放射する電波の中心周波数を示す。また、Ｂ１は、合成開口レーダ衛星１００が放射する電波の帯域幅を示す。また、ｆ２は、合成開口レーダ衛星２００が放射する電波の中心周波数を示す。また、Ｂ２は、合成開口レーダ衛星２００が放射する電波の帯域幅を示す。
【００２６】
以下に、ステップＳ２０３による周波数帯域の算出方法を説明する。
図８は、合成開口レーダ衛星１００と合成開口レーダ衛星２００の周波数帯域及び地表投影波数スペクトルを示す図である。
周波数帯域算出部３０５は、合成開口レーダ衛星２００の観測帯域の地表投影波数スペクトルが、図８に示すように合成開口レーダ衛星１００の観測帯域の地表投影波数スペクトルと重なりを持つように、合成開口レーダ衛星２００が放射する電波の周波数帯域を設定する。合成開口レーダ衛星１００の地表投影波長スペクトルｋｇ１ｍｉｎ〜ｋｇ１ｍａｘと周波数帯域ｆ１±Ｂ１／２の関係は、式（２）、式（３）で示される。
【００２７】
【数２】
【００２８】
【数３】
【００２９】
但し、式（２）のｋｇ１ｍｉｎは、合成開口レーダ衛星１００の観測帯域の地表投影波長スペクトルの最小値を示す。また、ｉ１は、合成開口レーダ衛星１００が放射する電波の入射角を示し、合成開口レーダ衛星１００のオフナディア角θ１から算出される。また、ｃは光の速度を示す。
また、式（３）のｋｇ１ｍａｘは、合成開口レーダ衛星１００の観測帯域の地表投影波数スペクトルの最大値を示す。
【００３０】
合成開口レーダ衛星２００の地表投影波長スペクトルｋｇ２ｍｉｎ〜ｋｇ２ｍａｘと周波数帯域ｆ２±Ｂ２／２の関係は、式（４）、式（５）で示される。
【００３１】
【数４】
【００３２】
【数５】
【００３３】
但し、式（４）のｋｇ２ｍｉｎは、合成開口レーダ衛星２００の観測帯域の地表投影波長スペクトルの最小値を示す。また、ｉ２は、合成開口レーダ衛星２００が放射する電波の入射角を示し、合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角θ２から算出される。
また、式（５）のｋｇ２ｍａｘは、合成開口レーダ衛星２００の観測帯域の地表投影波数スペクトルの最大値を示す。
【００３４】
合成開口レーダ衛星１００の地表投影波数スペクトルｋｇ１ｍｉｎ〜ｋｇ１ｍａｘと合成開口レーダ衛星２００の地表投影波数スペクトルｋｇ２ｍｉｎ〜ｋｇ２ｍａｘとに重なりを持たせるには、式（６）、式（７）を満たす必要がある。
【００３５】
【数６】
【００３６】
【数７】
【００３７】
したがって、式（６）に式（３）、式（４）を代入し、式（７）に式（２）、式（５）を代入することで、地表投影波数スペクトルに重なりを持たせる周波数帯域の条件式である式（８）、式（９）を得ることができる。
【００３８】
【数８】
【００３９】
【数９】
【００４０】
但し、ｉ１Ｎは、合成開口レーダ衛星１００の観測範囲のニア側（観測範囲の中で合成開口レーダ衛星の位置を地表に投影した地点に最も近い地点）における入射角を示す。また、ｉ２Ｎは、合成開口レーダ衛星２００の観測範囲のニア側における入射角を示す。また、ｉ１Ｆは、合成開口レーダ衛星１００の観測範囲のファー側（観測範囲の中で合成開口レーダ衛星の位置を地表に投影した地点に最も遠い地点）における入射角を示す。また、ｉ２Ｆは、合成開口レーダ衛星２００の観測範囲のファー側における入射角を示す。なお、ｉ１Ｎ及びｉ１Ｎは合成開口レーダ衛星１００のオフナディア角θ１と高度Ｈ１とを用いることで求めることができ、ｉ１Ｎ及びｉ１Ｎは合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角θ２と高度Ｈ２とを用いることで求めることができる。また、式（８）のｍｉｎ（ｓｉｎ（ｉ１Ｎ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｎ），ｓｉｎ（ｉ１Ｆ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｆ））は、ｓｉｎ（ｉ１Ｎ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｎ）とｓｉｎ（ｉ１Ｆ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｆ）のうち最小のものを示す。また、式（９）のｍａｘ（ｓｉｎ（ｉ１Ｎ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｎ），ｓｉｎ（ｉ１Ｆ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｆ））は、ｓｉｎ（ｉ１Ｎ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｎ）とｓｉｎ（ｉ１Ｆ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｆ）のうち最大のものを示す。
【００４１】
周波数帯域算出部３０５は、式（８）、式（９）を満たすｆ２及びＢ２を算出し、算出したｆ２及びＢ２に基づいて周波数帯域ｆ２±Ｂ２／２を決定する。
これにより、合成開口レーダ衛星１００の地表投影波数スペクトルｋｇ１ｍｉｎ〜ｋｇ１ｍａｘと合成開口レーダ衛星２００の地表投影波数スペクトルｋｇ２ｍｉｎ〜ｋｇ２ｍａｘとの間に重なり部分ができるため、合成開口レーダ衛星１００の観測データと合成開口レーダ衛星２００の観測データとの間の相関性を確保することができる。
なお、図８では、２つの合成開口レーダ衛星の地表投影波数スペクトルの関係がｋｇ１ｍｉｎ＞ｋｇ２ｍｉｎかつｋｇ２ｍａｘ＞ｋｇ１ｍａｘである場合を示しているが、これに限られず、式（６）、式（７）を満たしていればｋｇ１ｍｉｎ≦ｋｇ２ｍｉｎまたはｋｇ２ｍａｘ≦ｋｇ１ｍａｘであっても良い。つまり、２つの合成開口レーダ衛星の地表投影波数スペクトルが重なりを持っていれば良い。
以上がステップＳ２０３による周波数帯域の算出方法である。
【００４２】
制御情報生成部３０７は、算出したオフナディア角θ２と算出した周波数帯域ｆ２±Ｂ２と観測対象物の位置と現在の合成開口レーダ衛星２００の位置と予測した軌道とに基づいて制御情報を生成する（ステップＳ２０４）。制御情報には、指向性アンテナ２０４の指向性の制御情報（θ２）、放射する電波の周波数帯域（ｆ２±Ｂ２）、観測開始時刻、観測時間等が含まれる。このとき、合成開口レーダ衛星２００が、算出したオフナディア角で観測対象物の観測を行うように観測開始時刻と観測時間を設定する。制御情報を生成すると、制御情報送信部３０８は、対衛星アンテナ３０１を介して合成開口レーダ衛星２００に制御情報を送信する（ステップＳ２０５）。
【００４３】
解析装置３００が制御情報を送信すると、合成開口レーダ衛星２００の制御情報受信部２０２は、対陸上アンテナ２０１を介して制御信号を受信する（ステップＳ２０６）。制御信号を受信すると、制御部２０３は受信した制御情報に基づいて電波送受信部２０５及び指向性アンテナ２０４の制御を行う。制御部２０３は、制御情報が示すオフナディア角θ２で観測を行うように指向性アンテナ１０４の仰角方向の指向性を制御する（ステップＳ２０７）。これにより、合成開口レーダ衛星１００と合成開口レーダ衛星２００の観測とが観測する観測対象物を一致させることができる。制御部２０３は、制御情報が示す観測開始時刻になると、電波送受信部２０５から指向性アンテナ２０４を介して制御情報が示す周波数帯域ｆ２±Ｂ２で電波の放射を実行する（ステップＳ２０８）。電波の放射を実行すると、電波送受信部２０５は、指向性アンテナ２０４を介して放射し、観測対象物に反射した電波を、指向性アンテナ２０４を介して受信する（ステップＳ２０９）。複数回の送受信を繰り返して、複数の観測位置で放射した電波を受信すると、観測データ生成部２０６は、受信した複数の電波に基づいて観測データを生成する（ステップＳ２１０）。観測データを生成すると、観測データ送信部２０７は、対陸上アンテナを介して生成した観測データを解析装置３００に送信する（ステップＳ２１１）。
【００４４】
合成開口レーダ２００が観測データを送信すると、解析装置３００の観測データ受信部３０９は、対衛星アンテナ３０１を介して観測データを受信し、観測データ記憶部３１０に登録する（ステップＳ２１２）。観測データ受信部３０９が観測データを受信すると、軌道決定部３０３は、観測における合成開口レーダ衛星２００の軌道を決定する（ステップＳ２１３）。軌道決定の手段としては、例えば合成開口レーダ衛星２００にＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）の受信機を搭載し、衛星測位によって合成開口レーダ衛星２００の位置を決定する手段や、地上においてレーザーレンジを行うことで合成開口レーダ衛星２００の位置を決定する手段等が挙げられる。
以上が、合成開口レーダ衛星２００が観測を行う際の干渉合成開口レーダシステムの動作である。
【００４５】
上述した手順で合成開口レーダ衛星１００の観測及び合成開口レーダ衛星２００の観測を終了すると、観測データフィルタ部３１１は、観測データ記憶部３１０が記憶する合成開口レーダ衛星１００及び合成開口レーダ衛星２００の観測データから、当該２つの観測データの地表投影波数スペクトルが重なる部分を取り出す。具体的には、合成開口レーダ衛星１００及び合成開口レーダ衛星２００の観測データから、式（１０）を満たす地表投影波数スペクトルｋｇの範囲を取り出す。
【００４６】
【数１０】
【００４７】
これにより、合成開口レーダ衛星１００及び合成開口レーダ衛星２００の観測データ間における相関性の無い部分を除去することができる。
【００４８】
次に、干渉処理部３１２は、観測データフィルタ部３１１が地表投影波数スペクトルの重なる部分を取り出した合成開口レーダ衛星１００の観測データに基づいて合成開口レーダ衛星１００の観測による合成開口レーダ画像を生成する。同様に、干渉処理部３１２は、観測データフィルタ部３１１が地表投影波数スペクトルの重なる部分を取り出した合成開口レーダ衛星２００の観測データに基づいて合成開口レーダ衛星２００の観測による合成開口レーダ画像を生成する。
次に、干渉処理部３１２は、決定した合成開口レーダ衛星１００の軌道と決定した合成開口レーダ衛星２００の軌道とに基づいて、合成開口レーダ衛星１００と合成開口レーダ衛星２００との間の軌道間距離を算出する。例えば、合成開口レーダ衛星１００の観測における軌道の中心座標と合成開口レーダ衛星２００の観測における軌道の中心座標との間の距離を計算することで軌道間距離を算出する。
合成開口レーダ衛星１００及び合成開口レーダ衛星２００の観測による合成開口レーダ画像を生成し、軌道間距離を算出すると、干渉処理部３１２は、合成開口レーダ衛星１００及び合成開口レーダ衛星２００の観測による合成開口レーダ画像の干渉処理を行い、干渉画像から軌道間距離による誤差を除去することで、干渉合成開口レーダ処理を行う。
【００４９】
このように、本実施形態によれば、合成開口レーダ衛星２００の軌道と合成開口レーダ衛星１００が観測した観測対象物の位置とに基づいて合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角を算出し、指向性アンテナ２０４の指向性を算出したオフナディア角に設定することを示す制御情報を生成する。これにより、合成開口レーダ衛星１００と合成開口レーダ衛星２００の観測対象物を一致させることができる。さらに、合成開口レーダ衛星１００のオフナディア角と合成開口レーダ衛星１００が放射する電波の周波数帯域と算出した合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角とに基づいて、合成開口レーダ衛星１００と合成開口レーダ衛星２００が放射する電波の地表投影波数スペクトルとが重なりを持つ周波数帯域を算出し、合成開口レーダ衛星２００が放射する電波の周波数帯域を算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成する。これにより、合成開口レーダ衛星１００の観測データと合成開口レーダ衛星２００の観測データとの間の相関を適切に保ち、干渉合成開口レーダ処理を実行することができる。
【００５０】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、本実施形態では、解析装置３００が制御情報の生成と観測データの受信を行う場合を説明したが、これに限られず、制御情報の生成を行う装置と観測データの受信を行う装置を別の装置としても良い。
【００５１】
なお、本実施形態では、周波数算出部３０５が式（８）、式（９）を満たす周波数帯域を算出し、観測データフィルタ部３１１が式（１０）を満たす地上投影波数スペクトルを取り出す場合を説明したが、これに限られず、例えば式（１１）、式（１２）を満たすことで合成開口レーダ衛星１００と合成開口レーダ衛星２００との間の地表投影波数スペクトルをほぼ一致させることができる場合、周波数算出部３０５が式（１１）、式（１２）を満たす周波数帯域を算出することで、観測データフィルタ部３１１を備えない構成としても良い。
【００５２】
【数１１】
【００５３】
【数１２】
【００５４】
また、本実施形態では、対陸上アンテナ１０１、対陸上アンテナ２０１及び対衛星アンテナ３０１がそれぞれ１つである場合を説明したが、これに限られず、それぞれに送信アンテナと受信アンテナを別々に備える構成としても良い。
【００５５】
また、本実施形態では、制御部２０３が指向性アンテナ２０４の指向性の角度を電気的に制御する場合を示したが、これに限られず、例えば指向性アンテナ２０４を固定ビームのアンテナとし、制御部２０３が指向性アンテナ２０４を物理的に駆動させることで指向性の角度を制御しても良い。
図９は、制御部が指向性アンテナを物理的に駆動させる合成開口レーダ衛星２００の構成を示す概略ブロック図である。
合成開口レーダ衛星２００は、さらに駆動機構２０８を備える。制御部２０３は、制御情報が示す指向性の制御情報に基づいて、駆動機構２０８に制御命令を送信する。制御命令を受信すると、駆動機構２０８は、指向性アンテナを物理的に駆動させ、指向性アンテナ１０４の指向性の角度を制御する。
【００５６】
また、本実施形態では、制御部２０３が指向性アンテナ２０４の指向性の角度を電気的に制御する場合を示したが、これに限られず、例えば指向性アンテナ２０４を固定ビームのアンテナとし、合成開口レーダ衛星２００の姿勢を制御することで指向性の角度を制御しても良い。
図１０は、合成開口レーダ衛星２００の姿勢を制御することで指向性の角度を制御する合成開口レーダ衛星２００の構成を示す概略ブロック図である。
合成開口レーダ衛星２００は、さらに衛星姿勢制御部２０９を備える。制御部２０３は、制御情報が示す指向性の制御情報に基づいて、衛星姿勢制御部２０９に制御命令を送信する。制御命令を受信すると、衛星姿勢制御部２０９は、合成開口レーダ衛星２００の姿勢を制御し、指向性アンテナ２０４から放射される電波の角度を制御する。
【００５７】
また、本実施形態では、合成開口レーダ衛星１００と合成開口レーダ衛星２００による観測を行う場合を説明したが、これに限られず、例えば航空機が合成開口レーダを備えることで干渉合成開口レーダを実現しても良い。
また、合成開口レーダ衛星と合成開口レーダを備える航空機との間の干渉合成開口レーダ観測を行っても良い。この場合、合成開口レーダ衛星と航空機のどちらが指向性の制御を行っても良い。
【００５８】
上述の解析装置３００は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００５９】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態による干渉合成開口レーダシステムの構成を示す概略ブロック図である。
【図２】合成開口レーダ衛星１００の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】合成開口レーダ衛星２００の構成を示す概略ブロック図である。
【図４】解析装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】合成開口レーダ衛星１００が観測を行う際の干渉合成開口レーダシステムの動作を示すシーケンス図である。
【図６】合成開口レーダ衛星２００が観測を行う際の干渉合成開口レーダシステムの動作を示すシーケンス図である。
【図７】合成開口レーダ衛星１００のオフナディア角と合成開口レーダ衛星２００のオフナディア角を示す図である。
【図８】合成開口レーダ衛星１００と合成開口レーダ衛星２００の周波数帯域及び地表投影波数スペクトルを示す図である。
【図９】制御部が指向性アンテナを物理的に駆動させる合成開口レーダ衛星２００の構成を示す概略ブロック図である。
【図１０】合成開口レーダ衛星２００の姿勢を制御することで指向性の角度を制御する合成開口レーダ衛星２００の構成を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００６１】
１００…合成開口レーダ衛星 １０１…対陸上アンテナ １０２…制御情報受信部 １０３…制御部 １０４…指向性アンテナ １０５…電波送受信部 １０６…観測データ生成部 １０７…観測データ送信部 ２００…合成開口レーダ衛星 ２０１…対陸上アンテナ ２０２…制御情報受信部 ２０３…制御部 ２０４…指向性アンテナ ２０５…電波送受信部 ２０６…観測データ生成部 ２０７…観測データ送信部 ３００…解析装置 ３０１…対衛星アンテナ ３０２…軌道予測部 ３０３…軌道決定部 ３０４…オフナディア角算出部 ３０５…周波数帯域算出部 ３０６…衛星情報記憶部 ３０７…制御情報生成部 ３０８…制御情報送信部 ３０９…観測データ受信部 ３１０…観測データ記憶部 ３１１…観測データフィルタ部 ３１２…干渉処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観測対象物の観測を行う第１の飛行体と、前記観測対象物の観測を行う第２の飛行体と、解析装置とを備える干渉合成開口レーダシステムであって、
前記第１の飛行体は、
アンテナを介して、前記観測対象物に対して電波を放射し、当該観測対象物で反射した電波を受信する電波送受信部と、
前記受信した電波から観測データを生成する観測データ生成部と、
前記解析装置に前記観測データを送信する観測データ送信部と、
を備え、
前記解析装置は、
前記第１の飛行体の軌道及び前記第２の飛行体の軌道を算出する軌道算出部と、
前記算出した第１の飛行体の軌道と前記観測対象物の位置とに基づいて第２の飛行体の観測におけるオフナディア角を算出するオフナディア角算出部と、
前記第１の飛行体の観測におけるオフナディア角と、前記第１の飛行体が放射する電波の周波数帯域と、前記算出した第２の飛行体の観測におけるオフナディア角とに基づいて前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を算出する周波数帯域算出部と、
前記第２の飛行体のアンテナの指向性を前記算出したオフナディア角に設定し、前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を前記算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成する制御情報生成部と、
前記第２の飛行体に前記生成した制御情報を送信する制御情報送信部と、
を備え、
前記第２の飛行体は、
前記解析装置から前記制御情報を受信する制御情報受信部と、
前記受信した制御情報に基づいてアンテナの指向性の角度と放射する電波の周波数帯域を制御する制御部と、
前記アンテナを介して前記観測対象物に対して電波を放射し、当該観測対象物で反射した電波を受信する電波送受信部と、
前記受信した電波から観測データを生成する観測データ生成部と、
前記解析装置に前記観測データを送信する観測データ送信部と、
を備えることを特徴とする干渉合成開口レーダシステム。
【請求項２】
前記解析装置は、
前記第１の飛行体及び前記第２の飛行体から観測データを受信する観測データ受信部と、
前記算出した第１の飛行体の軌道と前記算出した第２の飛行体の軌道と前記受信した第１の飛行体の観測データと前記地表投影波数スペクトルが重なる部分を取り出した第２の飛行体の観測データとに基づいて干渉合成開口レーダ処理を行う干渉処理部と、
を備えることを特徴とする干渉合成開口レーダシステム。
【請求項３】
前記解析装置の周波数帯域算出部が算出する前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域は、
第１の飛行体が放射する電波の中心周波数をｆ１、第１の飛行体が放射する電波の帯域幅Ｂ１、第２の飛行体が放射する電波の中心周波数をｆ２、第２の飛行体が放射する電波の帯域幅をＢ２、第１の飛行体が放射する電波の第１の飛行体の観測範囲のニア側における入射角をｉ１Ｎ、第２の飛行体が放射する電波の第２の飛行体の観測範囲のニア側における入射角をｉ２Ｎ、第１の飛行体が放射する電波の第１の飛行体の観測範囲のファー側における入射角をｉ１Ｆ、第２の飛行体が放射する電波の第２の飛行体の観測範囲のファー側における入射角をｉ２Ｆ、ｓｉｎ（ｉ１Ｎ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｎ）とｓｉｎ（ｉ１Ｆ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｆ）のうち最小のものを示す関数をｍｉｎ（ｓｉｎ（ｉ１Ｎ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｎ），ｓｉｎ（ｉ１Ｆ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｆ））、ｓｉｎ（ｉ１Ｎ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｎ）とｓｉｎ（ｉ１Ｆ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｆ）のうち最大のものを示す関数をｍａｘ（ｓｉｎ（ｉ１Ｎ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｎ），ｓｉｎ（ｉ１Ｆ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｆ））とした場合の、
【数１】
【数２】
を満たし、
前記解析装置は、
前記受信した第２の飛行体の観測データ及び前記受信した第１の飛行体の観測データから、当該２つの観測データの地表投影波数が重なる部分を取り出す観測データフィルタ部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の干渉合成開口レーダシステム。
【請求項４】
前記解析装置の周波数帯域算出部が算出する前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域は、
第１の飛行体が放射する電波の中心周波数をｆ１、第１の飛行体が放射する電波の帯域幅をＢ１、第２の飛行体が放射する電波の中心周波数をｆ２、第２の飛行体が放射する電波の帯域幅をＢ２示し、第１の飛行体が放射する電波の入射角をｉ１、第２の飛行体が放射する電波の入射角ｉ２とした場合の、
【数３】
【数４】
を満たすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の干渉合成開口レーダシステム。
【請求項５】
観測対象物の観測を行う第１の飛行体と、前記観測対象物の観測を行う第２の飛行体と、解析装置とを備える干渉合成開口レーダシステムを用いた処理方法であって、
前記第１の飛行体の電波送受信部は、アンテナを介して、前記観測対象物に対して電波を放射し、当該観測対象物で反射した電波を受信し、
前記第１の飛行体の観測データ生成部は、前記受信した電波から観測データを生成し、
前記第１の飛行体の観測データ送信部は、前記解析装置に前記観測データを送信し、
前記解析装置の軌道算出部は、前記第１の飛行体の軌道及び前記第２の飛行体の軌道を算出し、
前記解析装置のオフナディア角算出部は、前記算出した第１の飛行体の軌道と前記観測対象物の位置とに基づいて第２の飛行体の観測におけるオフナディア角を算出し、
前記解析装置の周波数帯域算出部は、前記第１の飛行体の観測におけるオフナディア角と、前記第１の飛行体が放射する電波の周波数帯域と、前記算出した第２の飛行体の観測におけるオフナディア角とに基づいて前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を算出し、
前記解析装置の制御情報生成部は、前記第２の飛行体のアンテナの指向性を前記算出したオフナディア角に設定し、前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を前記算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成し、
前記解析装置の制御情報送信部は、前記第２の飛行体に前記生成した制御情報を送信し、
前記第２の飛行体の制御情報受信部は、前記解析装置から前記制御情報を受信し、
前記第２の飛行体の制御部は、前記受信した制御情報に基づいてアンテナの指向性の角度と放射する電波の周波数帯域を制御し、
前記第２の飛行体の電波送受信部は、前記アンテナを介して前記観測対象物に対して電波を放射し、当該観測対象物で反射した電波を受信し、
前記第２の飛行体の観測データ生成部は、前記受信した電波から観測データを生成し、
前記第２の飛行体の観測データ送信部は、前記解析装置に前記観測データを送信する、
ことを特徴とする処理方法。
【請求項６】
第１の飛行体が観測を行う観測対象物と同一の観測対象物の観測を行う第２の飛行体の制御情報を生成する飛行体制御装置であって、
前記第１の飛行体の軌道及び前記第２の飛行体の軌道を算出する軌道算出部と、
前記算出した第１の飛行体の軌道と前記観測対象物の位置とに基づいて第２の飛行体の観測におけるオフナディア角を算出するオフナディア角算出部と、
前記第１の飛行体の観測におけるオフナディア角と、前記第１の飛行体が放射する電波の周波数帯域と、前記算出した第２の飛行体の観測におけるオフナディア角とに基づいて前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を算出する周波数帯域算出部と、
前記第２の飛行体のアンテナの指向性を前記算出したオフナディア角に設定し、前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を前記算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成する制御情報生成部と、
前記第２の飛行体に前記生成した制御情報を送信する制御情報送信部と、
を備えることを特徴とする飛行体制御装置。
【請求項７】
第１の飛行体が観測を行う観測対象物と同一の観測対象物の観測を行う第２の飛行体の制御情報を生成する飛行体制御装置を用いた飛行体制御方法であって、
軌道算出部は、前記第１の飛行体の軌道及び前記第２の飛行体の軌道を算出し、
オフナディア角算出部は、前記算出した第１の飛行体の軌道と前記観測対象物の位置とに基づいて第２の飛行体の観測におけるオフナディア角を算出し、
周波数帯域算出部は、前記第１の飛行体の観測におけるオフナディア角と、前記第１の飛行体が放射する電波の周波数帯域と、前記算出した第２の飛行体の観測におけるオフナディア角とに基づいて前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を算出し、
制御情報生成部は、前記第２の飛行体のアンテナの指向性を前記算出したオフナディア角に設定し、前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を前記算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成し、
制御情報送信部は、前記第２の飛行体に前記生成した制御情報を送信する、
ことを特徴とする飛行体制御方法。
【請求項８】
第１の飛行体が観測を行う観測対象物と同一の観測対象物の観測を行う第２の飛行体の制御情報を生成する飛行体制御装置を、
前記第１の飛行体の軌道及び前記第２の飛行体の軌道を算出する軌道算出部、
前記算出した第１の飛行体の軌道と前記観測対象物の位置とに基づいて第２の飛行体の観測におけるオフナディア角を算出するオフナディア角算出部、
前記第１の飛行体の観測におけるオフナディア角と、前記第１の飛行体が放射する電波の周波数帯域と、前記算出した第２の飛行体の観測におけるオフナディア角とに基づいて前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を算出する周波数帯域算出部、
前記第２の飛行体のアンテナの指向性を前記算出したオフナディア角に設定し、前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を前記算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成する制御情報生成部、
前記第２の飛行体に前記生成した制御情報を送信する制御情報送信部、
として機能させるためのプログラム。
【請求項１】
観測対象物の観測を行う第１の飛行体と、前記観測対象物の観測を行う第２の飛行体と、解析装置とを備える干渉合成開口レーダシステムであって、
前記第１の飛行体は、
アンテナを介して、前記観測対象物に対して電波を放射し、当該観測対象物で反射した電波を受信する電波送受信部と、
前記受信した電波から観測データを生成する観測データ生成部と、
前記解析装置に前記観測データを送信する観測データ送信部と、
を備え、
前記解析装置は、
前記第１の飛行体の軌道及び前記第２の飛行体の軌道を算出する軌道算出部と、
前記算出した第１の飛行体の軌道と前記観測対象物の位置とに基づいて第２の飛行体の観測におけるオフナディア角を算出するオフナディア角算出部と、
前記第１の飛行体の観測におけるオフナディア角と、前記第１の飛行体が放射する電波の周波数帯域と、前記算出した第２の飛行体の観測におけるオフナディア角とに基づいて前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を算出する周波数帯域算出部と、
前記第２の飛行体のアンテナの指向性を前記算出したオフナディア角に設定し、前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を前記算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成する制御情報生成部と、
前記第２の飛行体に前記生成した制御情報を送信する制御情報送信部と、
を備え、
前記第２の飛行体は、
前記解析装置から前記制御情報を受信する制御情報受信部と、
前記受信した制御情報に基づいてアンテナの指向性の角度と放射する電波の周波数帯域を制御する制御部と、
前記アンテナを介して前記観測対象物に対して電波を放射し、当該観測対象物で反射した電波を受信する電波送受信部と、
前記受信した電波から観測データを生成する観測データ生成部と、
前記解析装置に前記観測データを送信する観測データ送信部と、
を備えることを特徴とする干渉合成開口レーダシステム。
【請求項２】
前記解析装置は、
前記第１の飛行体及び前記第２の飛行体から観測データを受信する観測データ受信部と、
前記算出した第１の飛行体の軌道と前記算出した第２の飛行体の軌道と前記受信した第１の飛行体の観測データと前記地表投影波数スペクトルが重なる部分を取り出した第２の飛行体の観測データとに基づいて干渉合成開口レーダ処理を行う干渉処理部と、
を備えることを特徴とする干渉合成開口レーダシステム。
【請求項３】
前記解析装置の周波数帯域算出部が算出する前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域は、
第１の飛行体が放射する電波の中心周波数をｆ１、第１の飛行体が放射する電波の帯域幅Ｂ１、第２の飛行体が放射する電波の中心周波数をｆ２、第２の飛行体が放射する電波の帯域幅をＢ２、第１の飛行体が放射する電波の第１の飛行体の観測範囲のニア側における入射角をｉ１Ｎ、第２の飛行体が放射する電波の第２の飛行体の観測範囲のニア側における入射角をｉ２Ｎ、第１の飛行体が放射する電波の第１の飛行体の観測範囲のファー側における入射角をｉ１Ｆ、第２の飛行体が放射する電波の第２の飛行体の観測範囲のファー側における入射角をｉ２Ｆ、ｓｉｎ（ｉ１Ｎ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｎ）とｓｉｎ（ｉ１Ｆ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｆ）のうち最小のものを示す関数をｍｉｎ（ｓｉｎ（ｉ１Ｎ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｎ），ｓｉｎ（ｉ１Ｆ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｆ））、ｓｉｎ（ｉ１Ｎ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｎ）とｓｉｎ（ｉ１Ｆ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｆ）のうち最大のものを示す関数をｍａｘ（ｓｉｎ（ｉ１Ｎ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｎ），ｓｉｎ（ｉ１Ｆ）／ｓｉｎ（ｉ２Ｆ））とした場合の、
【数１】
【数２】
を満たし、
前記解析装置は、
前記受信した第２の飛行体の観測データ及び前記受信した第１の飛行体の観測データから、当該２つの観測データの地表投影波数が重なる部分を取り出す観測データフィルタ部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の干渉合成開口レーダシステム。
【請求項４】
前記解析装置の周波数帯域算出部が算出する前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域は、
第１の飛行体が放射する電波の中心周波数をｆ１、第１の飛行体が放射する電波の帯域幅をＢ１、第２の飛行体が放射する電波の中心周波数をｆ２、第２の飛行体が放射する電波の帯域幅をＢ２示し、第１の飛行体が放射する電波の入射角をｉ１、第２の飛行体が放射する電波の入射角ｉ２とした場合の、
【数３】
【数４】
を満たすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の干渉合成開口レーダシステム。
【請求項５】
観測対象物の観測を行う第１の飛行体と、前記観測対象物の観測を行う第２の飛行体と、解析装置とを備える干渉合成開口レーダシステムを用いた処理方法であって、
前記第１の飛行体の電波送受信部は、アンテナを介して、前記観測対象物に対して電波を放射し、当該観測対象物で反射した電波を受信し、
前記第１の飛行体の観測データ生成部は、前記受信した電波から観測データを生成し、
前記第１の飛行体の観測データ送信部は、前記解析装置に前記観測データを送信し、
前記解析装置の軌道算出部は、前記第１の飛行体の軌道及び前記第２の飛行体の軌道を算出し、
前記解析装置のオフナディア角算出部は、前記算出した第１の飛行体の軌道と前記観測対象物の位置とに基づいて第２の飛行体の観測におけるオフナディア角を算出し、
前記解析装置の周波数帯域算出部は、前記第１の飛行体の観測におけるオフナディア角と、前記第１の飛行体が放射する電波の周波数帯域と、前記算出した第２の飛行体の観測におけるオフナディア角とに基づいて前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を算出し、
前記解析装置の制御情報生成部は、前記第２の飛行体のアンテナの指向性を前記算出したオフナディア角に設定し、前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を前記算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成し、
前記解析装置の制御情報送信部は、前記第２の飛行体に前記生成した制御情報を送信し、
前記第２の飛行体の制御情報受信部は、前記解析装置から前記制御情報を受信し、
前記第２の飛行体の制御部は、前記受信した制御情報に基づいてアンテナの指向性の角度と放射する電波の周波数帯域を制御し、
前記第２の飛行体の電波送受信部は、前記アンテナを介して前記観測対象物に対して電波を放射し、当該観測対象物で反射した電波を受信し、
前記第２の飛行体の観測データ生成部は、前記受信した電波から観測データを生成し、
前記第２の飛行体の観測データ送信部は、前記解析装置に前記観測データを送信する、
ことを特徴とする処理方法。
【請求項６】
第１の飛行体が観測を行う観測対象物と同一の観測対象物の観測を行う第２の飛行体の制御情報を生成する飛行体制御装置であって、
前記第１の飛行体の軌道及び前記第２の飛行体の軌道を算出する軌道算出部と、
前記算出した第１の飛行体の軌道と前記観測対象物の位置とに基づいて第２の飛行体の観測におけるオフナディア角を算出するオフナディア角算出部と、
前記第１の飛行体の観測におけるオフナディア角と、前記第１の飛行体が放射する電波の周波数帯域と、前記算出した第２の飛行体の観測におけるオフナディア角とに基づいて前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を算出する周波数帯域算出部と、
前記第２の飛行体のアンテナの指向性を前記算出したオフナディア角に設定し、前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を前記算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成する制御情報生成部と、
前記第２の飛行体に前記生成した制御情報を送信する制御情報送信部と、
を備えることを特徴とする飛行体制御装置。
【請求項７】
第１の飛行体が観測を行う観測対象物と同一の観測対象物の観測を行う第２の飛行体の制御情報を生成する飛行体制御装置を用いた飛行体制御方法であって、
軌道算出部は、前記第１の飛行体の軌道及び前記第２の飛行体の軌道を算出し、
オフナディア角算出部は、前記算出した第１の飛行体の軌道と前記観測対象物の位置とに基づいて第２の飛行体の観測におけるオフナディア角を算出し、
周波数帯域算出部は、前記第１の飛行体の観測におけるオフナディア角と、前記第１の飛行体が放射する電波の周波数帯域と、前記算出した第２の飛行体の観測におけるオフナディア角とに基づいて前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を算出し、
制御情報生成部は、前記第２の飛行体のアンテナの指向性を前記算出したオフナディア角に設定し、前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を前記算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成し、
制御情報送信部は、前記第２の飛行体に前記生成した制御情報を送信する、
ことを特徴とする飛行体制御方法。
【請求項８】
第１の飛行体が観測を行う観測対象物と同一の観測対象物の観測を行う第２の飛行体の制御情報を生成する飛行体制御装置を、
前記第１の飛行体の軌道及び前記第２の飛行体の軌道を算出する軌道算出部、
前記算出した第１の飛行体の軌道と前記観測対象物の位置とに基づいて第２の飛行体の観測におけるオフナディア角を算出するオフナディア角算出部、
前記第１の飛行体の観測におけるオフナディア角と、前記第１の飛行体が放射する電波の周波数帯域と、前記算出した第２の飛行体の観測におけるオフナディア角とに基づいて前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を算出する周波数帯域算出部、
前記第２の飛行体のアンテナの指向性を前記算出したオフナディア角に設定し、前記第２の飛行体が放射する電波の周波数帯域を前記算出した周波数帯域に設定することを示す制御情報を生成する制御情報生成部、
前記第２の飛行体に前記生成した制御情報を送信する制御情報送信部、
として機能させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−７８３９６（Ｐ２０１０−７８３９６Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４５５１０（Ｐ２００８−２４５５１０）
【出願日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]