JP2785592B2 - Target position calculator for synthetic aperture radar - Google Patents
Target position calculator for synthetic aperture radarInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は合成開口レーダにおける
ターゲット位置算出装置に関し、特に合成開口レーダを
搭載する飛翔体の姿勢変動によるターゲット位置変動の
補正を確保した合成開口レーダにおけるターゲット位置
算出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a target position calculating device for a synthetic aperture radar, and more particularly to a target position calculating device for a synthetic aperture radar in which correction of a target position change due to a change in attitude of a flying object on which the synthetic aperture radar is mounted is ensured. .
【0002】[0002]
【従来の技術】合成開口レーダは、図3に示すように、
人工衛星10などの飛翔体にレーダ装置11を搭載して
進行方向12に沿って進行しつつ、斜め下方の地表12
の目標をビーム照射により観測する。2. Description of the Related Art As shown in FIG.
A radar device 11 is mounted on a flying object such as an artificial satellite 10 and travels along a traveling direction 12 while a ground surface
Is observed by beam irradiation.
【0003】従来は、目標位置(以下、ターゲット位置
という)が真横に存在するという前提でビーム照射野の
ターゲット位置を算出していた。Conventionally, a target position in a beam irradiation field has been calculated on the assumption that a target position (hereinafter, referred to as a target position) exists right beside.
【0004】図2において、進行方向11に沿って進行
する人工衛星10は、斜め下方の地表12に対して所定
のビーム角でビームを照射する。実際のターゲット位置
14は実際に照射されたビームの照射状態を示し、また
理想のターゲット位置15は実際のターゲット位置14
から姿勢変動等による影響を除いた理想のターゲット位
置を示す。さらに、ビームセンター13は、照射野に対
するビームセンター方向を示し、これが後述するドップ
ラーセンターをもたらす。In FIG. 2, an artificial satellite 10 traveling in a traveling direction 11 irradiates a beam at a predetermined beam angle to the ground surface 12 obliquely below. The actual target position 14 indicates the irradiation state of the actually irradiated beam, and the ideal target position 15 is the actual target position 14.
The figure shows the ideal target position excluding the influence of the posture change and the like. Further, the beam center 13 indicates the direction of the beam center with respect to the irradiation field, which results in the Doppler center described below.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】この従来の合成開口レ
ーダでは、搭載飛翔体の姿勢変動等によりターゲット位
置(照射野)が人工衛星の進行方向に対して直角方向か
らずれた場合にも、ターゲット位置が飛翔体の進行方向
に対して直角方向に存在するものとして、ターゲット位
置を算出していた為、合成開口レーダ画像処理における
対応地上位置情報が不正確になるという問題点があっ
た。In this conventional synthetic aperture radar, even when the target position (irradiation field) is deviated from a direction perpendicular to the traveling direction of the artificial satellite due to a change in the attitude of an on-board flying object, etc. Since the target position is calculated assuming that the position exists in the direction perpendicular to the traveling direction of the flying object, there is a problem that the corresponding ground position information in the synthetic aperture radar image processing becomes inaccurate.
【0006】本発明の目的は上述した問題点を解決し、
ターゲット位置が人工衛星の進行方向に対して直角方向
に存在しない場合にも正確に地上位置情報が把握でき
る、合成開口レーダにおけるターゲット位置算出装置を
提供することにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems,
It is an object of the present invention to provide a target position calculating device in a synthetic aperture radar that can accurately grasp ground position information even when the target position does not exist in a direction perpendicular to the traveling direction of the artificial satellite.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の合成開口レーダ
におけるターゲット位置算出装置は、人工衛星等の飛翔
体に搭載した合成開口レーダで取得したデータに対して
高速フーリエ変換を施してスペクトル領域データに変換
するスペクトル領域変換部と、前記スペクトル領域デー
タを対象としてパワー最大値のドップラーセンター周波
数を推定するドップラーセンター周波数推定部と、前記
飛翔体の軌道データを入力しその速度ベクトルを地表に
水平に設定値からの変動分α度回転させた時のターゲッ
ト位置を算出する回転速度ベクトル対応ターゲット位置
算出部と、前記軌道データと前記ターゲット位置とを入
力して前記飛翔体と地表のターゲットとの相対速度を算
出する相対速度算出部と、前記相対速度からドップラー
周波数を算出するドップラー周波数算出部と、前記設定
値からの変動分α度を変化させつつ前記ドップラーセン
ター周波数と前記ドップラー周波数とが一致した時の前
記ドップラー周波数に対するターゲット位置を決定し出
力するターゲット位置決定部とを備えた構成を有する。SUMMARY OF THE INVENTION A target position calculating apparatus in a synthetic aperture radar according to the present invention performs high-speed Fourier transform on data acquired by a synthetic aperture radar mounted on a flying object such as an artificial satellite to obtain spectral domain data. A Doppler center frequency estimating unit for estimating the Doppler center frequency of the power maximum value for the spectral domain data, and inputting the orbit data of the flying object and horizontally setting the velocity vector on the ground. A rotation speed vector corresponding target position calculation unit that calculates a target position when rotated by α degrees from the set value, and inputs the trajectory data and the target position to determine the relative position between the flying object and the ground surface target. A relative speed calculator for calculating a speed, and calculating a Doppler frequency from the relative speed A Doppler frequency calculation unit, and a target position determination unit that determines and outputs a target position with respect to the Doppler frequency when the Doppler center frequency and the Doppler frequency match while changing the variation α degree from the set value. It has a configuration provided.
【0008】また本発明の合成開口レーダにおけるター
ゲット位置算出装置は、前記回転速度ベクトル対応ター
ゲット位置算出部における速度ベクトルの設定値からの
変動分α度は、前記飛翔体の姿勢変動が前記速度ベクト
ルにもたらす地表と水平方向の最大ベクトル回転成分を
予め設定してこれを初期値とし、この初期値を前記ター
ゲット位置決定部に入力する前記ドップラー周波数と前
記ドップラーセンター周波数とが一致するまで前記ター
ゲット位置決定部により減少変化させつつ制御するもの
とした構成を有する。Further, in the target position calculating apparatus for a synthetic aperture radar according to the present invention, the change α from the set value of the speed vector in the target position calculating unit corresponding to the rotational speed vector is represented by the following: The ground surface and horizontal maximum vector rotation component to be set in advance are set as an initial value, and the initial value is input to the target position determination unit.The target position is determined until the Doppler frequency and the Doppler center frequency match. It has a configuration in which the control is performed while being reduced and changed by the determining unit.
【0009】[0009]
【実施例】次に、図面を参照して本発明を説明する。図
1は、本発明の一実施例の構成図である。Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of one embodiment of the present invention.
【0010】図1に示す実施例は、飛翔体としての人工
衛星に搭載した合成開口レーダで取得した時間領域の合
成開口レーダデータをスペクトル領域(周波数領域)デ
ータに変換するスペクトル領域変換部1と、スペクトル
領域に変換した合成開口レーダデータを対象としてワー
最大値のドップラーセンター周波数を推定するドップラ
ーセンター周波数推定部2と、人工衛星の軌道データを
入力し、その速度ベクトルを地表に水平方向にα度回転
させた時のターゲット位置を推定する回転速度ベクトル
対応ターゲット位置算出部3と、人工衛星の軌道データ
と回転速度ベクトル対応ターゲット位置算出部3で算出
したターゲット位置とを入力し、人工衛星と地表のター
ゲットとの相対速度を算出する相対速度算出部4と、相
対速度からドップラー周波数を算出するドップラー周波
数算出部5と、ドップラー周波数算出部5とドップラー
センター周波数推定部2の出力とを入力し、入力したド
ップラー周波数とドップラーセンター周波数とが一致す
るまで回転速度ベクトル対応ターゲット位置算出部3の
速度ベクトル回転角αを初期の最大値から減少させてい
くターゲット位置決定部6とを備えた構成を有する。The embodiment shown in FIG. 1 is a spectrum domain converter 1 for converting time domain synthetic aperture radar data obtained by a synthetic aperture radar mounted on an artificial satellite as a flying object into spectral domain (frequency domain) data. , A Doppler center frequency estimator 2 for estimating the Doppler center frequency of the worst maximum value with respect to the synthetic aperture radar data converted to the spectral domain, and the orbit data of the satellite, and inputting the velocity vector into the horizontal direction α The target position calculating unit 3 corresponding to the rotational speed vector for estimating the target position when rotated by degrees, the orbit data of the artificial satellite and the target position calculated by the target position calculating unit 3 corresponding to the rotational speed vector are input, and the artificial satellite A relative speed calculation unit 4 for calculating a relative speed with respect to a target on the ground, and a dopping based on the relative speed A Doppler frequency calculating unit 5 for calculating a frequency, an output of the Doppler frequency calculating unit 5 and an output of the Doppler center frequency estimating unit 2, and a target position corresponding to a rotational speed vector until the input Doppler frequency matches the Doppler center frequency. And a target position determination unit 6 for reducing the velocity vector rotation angle α of the calculation unit 3 from the initial maximum value.
【0011】次に本実施例の動作について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.
【0012】図1において、スペクトル領域変換部1
は、入力した合成開口レーダデータに対して高速フーリ
エ変換を行ない、スペクトル領域(周波数領域)データ
に変換して出力する。In FIG. 1, a spectral domain conversion unit 1
Performs fast Fourier transform on the input synthetic aperture radar data, converts the data into spectral domain (frequency domain) data, and outputs the data.
【0013】ドップラーセンター周波数推定装置2は、
スペクトル領域データからパワー最大値を持つ周波数、
つまりドップラーセンター周波数を推定し出力する。The Doppler center frequency estimating apparatus 2
The frequency with the power maximum from the spectral domain data,
That is, the Doppler center frequency is estimated and output.
【0014】回転速度ベクトル対応ターゲット位置算出
部3は、人工衛星の地表に平行な速度ベクトルをα度回
転した回転速度ベクトルに対応するターゲット位置を算
出する。上述したα度は、初期値として人工衛星の姿勢
変動にもとづく速度ベクトルの回転角の最大値を設定す
る。初期値として設定するαの最大値は、飛翔時におけ
る人工衛星の姿勢角の許容最大変動値などにもとづいて
あらかじめ容易に設定することができる。The rotation speed vector corresponding target position calculation unit 3 calculates a target position corresponding to a rotation speed vector obtained by rotating a speed vector parallel to the surface of the artificial satellite by α degrees. The above-mentioned α degree sets the maximum value of the rotation angle of the velocity vector based on the attitude change of the artificial satellite as an initial value. The maximum value of α to be set as the initial value can be easily set in advance based on the allowable maximum fluctuation value of the attitude angle of the artificial satellite during flight.
【0015】回転速度ベクトル対応ターゲット位置算出
部3は、人工衛星の軌道データのほか、地球楕円体モデ
ルデータおよび人工衛星・地表間距離から、図2に示す
ように、衛星速度ベクトルを地表に水平方向にα度だけ
回転させた時のターゲット位置を算出し出力する。As shown in FIG. 2, the target position calculating section 3 corresponding to the rotational velocity vector calculates the satellite velocity vector from the orbit data of the satellite, the earth ellipsoid model data and the distance between the satellite and the ground, as shown in FIG. The target position when rotated by α degrees in the direction is calculated and output.
【0016】上述した地表に平行な衛星速度ベクトルの
変動による回転角αは、地表におけるターゲット位置の
変動分としての回転角αをもたらし、これが人工衛星の
進行方向に対して直角方向に存在するものとして算出す
るターゲット位置をα度誤らせることとなる。従って、
回転速度ベクトル対応ターゲット位置算出部3では、α
度回転した衛星速度ベクトルに対応したターゲット位置
を求め、相対速度算出部4ではα度回転した衛星速度ベ
クトルに対応したターゲット位置を対象とする相対速度
を算出してα度回転を反映した正確な相対速度を求め
る。The rotation angle α due to the fluctuation of the satellite velocity vector parallel to the ground surface results in a rotation angle α as a fluctuation amount of the target position on the ground surface, which is perpendicular to the traveling direction of the artificial satellite. The target position calculated as? Therefore,
In the target position calculating unit 3 corresponding to the rotation speed vector, α
The relative speed calculation unit 4 calculates a relative speed for the target position corresponding to the satellite speed vector rotated by α degrees, and calculates a relative speed corresponding to the target position corresponding to the satellite speed vector rotated by α degrees. Find the relative speed.
【0017】ドップラー周波数算出部5は、相対速度算
出部4で求めた相対速度にもとづいて公知の手法によっ
てドップラー周波数を算出する。The Doppler frequency calculator 5 calculates the Doppler frequency based on the relative speed obtained by the relative speed calculator 4 by a known method.
【0018】ターゲット位置決定部6は、ドップラーセ
ンター周波数推定部2で推定したドップラーセンター周
波数と、ドップラー周波数算出部5で算出したドップラ
ー周波数とを入力し、これら2つのドップラー周波数が
一致するまで、回転速度ベクトル対応ターゲット位置算
出部3の速度ベクトル回転角αを初期値の最大値から減
少させるように制御し、ドップラー周波数とドップラー
センター周波数とが一致したとき、正しいターゲット位
置を出力する。The target position determining section 6 receives the Doppler center frequency estimated by the Doppler center frequency estimating section 2 and the Doppler frequency calculated by the Doppler frequency calculating section 5, and rotates the target Doppler frequency until the two Doppler frequencies match. The speed vector rotation angle α of the speed vector corresponding target position calculation unit 3 is controlled to be reduced from the maximum value of the initial value, and when the Doppler frequency and the Doppler center frequency match, a correct target position is output.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、飛翔体搭
載のレーダによる合成開口レーダで照射した実際のター
ゲットにおけるドップラーセンター周波数を推定し、こ
のドップラーセンター周波数と一致するドップラー周波
数を提供するターゲット位置を算出することにより、正
確な地上位置情報を確保する合成開口レーダ画像を得る
ことができるという効果を有する。As described above, the present invention estimates the Doppler center frequency of an actual target irradiated by a synthetic aperture radar using a radar mounted on a flying object, and provides a Doppler frequency that matches the Doppler center frequency. Calculating the position has an effect that a synthetic aperture radar image that secures accurate ground position information can be obtained.
【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.
【図2】合成開口レーダを搭載する人工衛星の速度ベク
トルが地表に水平にα度回転した時のターゲット位置を
示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a target position when a velocity vector of an artificial satellite on which a synthetic aperture radar is mounted is rotated by α degrees horizontally on the ground.
【図3】合成開口レーダを搭載する人工衛星の姿勢変動
時のターゲット位置変動を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing target position fluctuations when the attitude of an artificial satellite equipped with a synthetic aperture radar changes.
1 スペクトル領域変換部 2 ドップラーセンター周波数推定部 3 回転速度ベクトル対応ターゲット位置算出部 4 相対速度算出部 5 ドップラー周波数算出部 6 ターゲット位置決定部 10 人工衛星 11 レーダ装置 12 進行方向 13 ビームセンタ 14 実際のターゲット位置 15 理想のターゲット位置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spectral-domain conversion part 2 Doppler center frequency estimation part 3 Target position calculation part corresponding to rotation speed vector 4 Relative velocity calculation part 5 Doppler frequency calculation part 6 Target position determination part 10 Artificial satellite 11 Radar device 12 Travel direction 13 Beam center 14 Actual Target position 15 Ideal target position
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01S 7/00-7/42 G01S 13/00-13/95
Claims (2)
レーダで取得したデータに対して高速フーリエ変換を施
してスペクトル領域データに変換するスペクトル領域変
換部と、前記スペクトル領域データを対象としてパワー
最大値のドップラーセンター周波数を推定するドップラ
ーセンター周波数推定部と、前記飛翔体の軌道データを
入力しその速度ベクトルを地表に水平に設定値からの変
動分α度回転させた時のターゲット位置を算出する回転
速度ベクトル対応ターゲット位置算出部と、前記軌道デ
ータと前記ターゲット位置とを入力して前記飛翔体と地
表のターゲットとの相対速度を算出する相対速度算出部
と、前記相対速度からドップラー周波数を算出するドッ
プラー周波数算出部と、前記設定値からの変動分α度を
変化させつつ前記ドップラーセンター周波数と前記ドッ
プラー周波数とが一致した時の前記ドップラー周波数に
対するターゲット位置を決定し出力するターゲット位置
決定部とを備えることを特徴とする合成開口レーダにお
けるターゲット位置算出装置。1. A spectrum domain conversion section for performing a fast Fourier transform on data acquired by a synthetic aperture radar mounted on a flying object such as an artificial satellite to convert the data into spectrum domain data; A Doppler center frequency estimating unit for estimating the maximum Doppler center frequency, and calculating the target position when the orbit data of the flying object is input and its velocity vector is rotated horizontally by α degrees from the set value by a variation amount from the set value horizontally. A rotational speed vector corresponding target position calculating unit, a relative speed calculating unit that inputs the trajectory data and the target position to calculate a relative speed between the flying object and a target on the ground, and calculates a Doppler frequency from the relative speed. A Doppler frequency calculating section for calculating, and changing the Doppler frequency while changing the variation α degree from the set value. Target position calculating system in the synthetic aperture radar, characterized in that it comprises a target position determination unit that determines a target position output for said Doppler frequency when the puller center frequency and the Doppler frequency matching.
置算出部における速度ベクトルの設定値からの変動分α
度は、前記飛翔体の姿勢変動が前記速度ベクトルにもた
らす地表と水平方向の最大ベクトル回転成分を予め設定
してこれを初期値とし、この初期値を前記ターゲット位
置決定部に入力する前記ドップラー周波数と前記ドップ
ラーセンター周波数とが一致するまで前記ターゲット位
置決定部により減少変化させつつ制御するものであるこ
とを特徴とする合成開口レーダにおけるターゲット位置
算出装置。2. A variation α from a set value of a speed vector in the target position calculating unit corresponding to the rotation speed vector.
The degree is determined by setting in advance the ground surface and horizontal vector maximum rotation component caused by the attitude change of the flying object to the velocity vector and setting this as an initial value, and inputting this initial value to the target position determination unit. A target position calculating device for a synthetic aperture radar, wherein the control is performed while decreasing the target position by the target position determining unit until the Doppler center frequency and the Doppler center frequency match.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP4184874A JP2785592B2 (en) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | Target position calculator for synthetic aperture radar |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0627235A JPH0627235A (en) | 1994-02-04 |
JP2785592B2 true JP2785592B2 (en) | 1998-08-13 |
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ID=16160828
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP4184874A Expired - Fee Related JP2785592B2 (en) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | Target position calculator for synthetic aperture radar |
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1992
- 1992-07-13 JP JP4184874A patent/JP2785592B2/en not_active Expired - Fee Related
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