JPH01503087A - 開口合成 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 開　口　合　成 本発明は在宇宙センサーまたは機上センサーに必要なデータを処理するための合 成開口処理システムに関する。

機上側視レーダーとして知られている技術によりマイクロ波照射を利用して地球 表面の画像を作成可能であることは多年にわたりしられている。近年では、機上 搭載レーダーよりも宇宙衛星搭載レーダーが利用されてきている。

機上側視レーダーの簡単な構成を記載した文献として、「サイエンティフィック ・アメリカン （Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ａｍｅｒｉｃａｎ）Ｊ、１９７７年、機上側視レーダ ー（Ｓｉｄｅ−１ｏｏｋｉｎｇａｉｒｂｏｒｎｅ　ｒａｄａｒ）、ジエンセン他 （Ｊｅｎｓｅｎ　ｅｔ　ａｌ）著、および「遠隔探査および画像解釈（Ｒｅｍｏ ｔｅ　Ｓｅｎｓｉｎｇ　ａｎｄＩｍａｇｅ　Ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ）、 １９７９年ウィリー（ＷＬｌｅｙ）出版、ライルサンド、カイ７ｙ　−（Ｌｉｌ ｌｅｓａｎｄ　ａｎｄ　Ｋｅｉｆｅｒ）共著がある。レーダー送信器を搭載した 運搬手段、例えば航空機は調査対象の地表面上空を飛行する。この運搬手段から マイクロ波が放射され、地表で反射された放射エネルギーが運搬手段によって受 信される。運搬手段に関して２つの方向が規定されている。即ち、運搬手段の移 動する方向がアジマス方向に、また運搬手段の移動方向と直角方向がレンジ方向 と規定されている。

上記文献は、機上側視レーダーの作用をマイクロ波放射パルスの放射によって説 明しており、レンジ方向の分解能（地表上の２つの隣接する特徴を分解する能力 ）がパルス長に依存することを示している。一般に、比較的長いパルス幅を有す る周波数掃引パルスがパルス相関系と一緒に送信されて短いパルスと略同等の効 果を達成する。アジマス方向の分解能は運搬手段から放射されたビームの幅に依 存する。

アジマス方向の分解能を合成開口レーダーの技術で引き上げることは周知である 。当初、この分解能の引上げは光学的技術を用いて行なわれていた。しかしなが ら、現在ではこの光学技術をデジタル信号処理に置換えることが可能である。

合成開口レーダーにおいて、ルーグーアンテナを搭載した航空機または人工衛星 等の運搬手段は測量対象となる表面の上空を移動する。調査対象の表面をレーダ ービームで照射して運搬手段を移動することにより、照射区域が写し出される。

運搬手段は軌道に沿って移動する際、一連のレーダーパルス、とりわけ周波数掃 引レーダーパルスを放射し、各パルスからのレーダーエコーを受信する。軌道に 沿う一定時間のエコーを一定の時間間隔で記録（サンプリング）ることにより、 このエコーを処理してアジマス方向の分解能を高めることができる。大形のアン テナを用いる代わりに、合成開口が形成される。各サンプリング時間におけるレ ーダーエコーの振幅が記録でされる。各パルスを放射した後に受信されるエコー は運搬手段から徐々に遠ざかる対象物から反射されたものである。サンプリング した振幅は行列を形成するものと考えられる。この行列の横の列（ロー）は照射 された表面のアジマス方向の情報を表わし、縦の列（カラム）はレンジ方向の表 面情報を表わしている。一定の対象物に関する初期サンプリング情報は行列のセ ルに分配されているため、レンジ方向およびアジマス方向のデータを圧縮して所 定の対象物に関するデータを最終形成画像を表示する一つの画素に凝縮すること が必要である。

デジタル信号処理技術を用いた合成開口レーダーは多数の資料に開示されている 。例えば、英国特許第１５４０９５０号には、高速フーリエ変換信号処理装置を 用いた合成開口が開示されている。本特許明細書において、合成開口レーダーが 斜視モードあるいは側視モードで利用可能であるとの説明があり、レンジフォー カス時およびアジマスフォーカス時のレーダーからのデータを維持することが課 題であると記載されている。英国特許第１５４０９５０号によると、上記課題は 運搬手段の速度とパルス繰返し周波数に応動する運動補正コンビ二一夕を用いて レンジフォーカス時のデータを維持するとともに、レーダーのパルス繰返し周波 数を変化させてアジマスフォーカス時のデータを維持することによって達成され ることが提案されている。

ヨーロッパ特許第８３７１０号には、デジタル信号処理を利用した合成開口レー ダーが開示されており、レンジ方向およびアジマス方向の双方でデータの焦点を 合わせる必要性が記載されている。さらに、レンジ曲率処理の必要性が言及され ている。このレンジ曲率処理は運搬手段と信号を反射する所定の地点間の距離の 変化を補正することによって遂行される。

上記の他、合成開口処理の用途、特性および作動速度に関する多数の提案が文献 に記載されている。しかしながら、高質の処理は２種類の処理装置、即ち陽時間 域相関処理とレンジ・ドツプラー周波数域処理に限定される。

時間域相関処理は原理的には柔軟性があり、所望されるものと同程度の高品質の 画像を形成するものの、計算上の負担が大きいことが基本的な欠点である。周波 数域処理は計算効率が良く、本願発明前のレンジ・ドツプラー周波数域処理とし ては最高の品質を達成していた点て注目すべきものである。レンジ・ドツプラー 周波数域処理は次の工程を包含する。

１）パルス圧縮。パルス内のパルスエコーと伝送信号のレプリカを相関させ、適 当な陽相関技術または周波数域技術により遂行する。

２）圧縮パルスデータのオーバーラツプ処理ブロック列の形成。ブロックのサイ ズおよびオーバーラツプはアンテナによる地表点の最大有効照射時間および処理 条件によってめる。

３）一定レンジサンプルでの各処理ブロックのパルス間高速フーリエ変換。この 変換によりデータのパルス繰返し周波数の多義のレンジ・ドツプラー表現を発生 させる。

４）レンジ・ドツプラー処理ブロックの曲線に沿う新規データ列の選択による修 正レンジ・ドツプラー処理ブロックの形成（レンジ変動補正）。レーダに照射さ れた地点のレンジ・周波数の記録に対応するデータ相関の軌跡。

５）ドツプラー周波数の変化率の逆数から基本的に導かれる振幅重み何位相関数 と各横列の逆高速フーリエ変換による修正レンジ・ドツプラーブロックのデータ 列の乗算。

６）連続出力データブロックからの画像照合上記２）項から５）項に記載した処 理工程は従来より「アジマス圧縮」処理と称されている。

斜視衛星センサーの場合、一つの処理ブロック内においてレンジおよび時間的な 位置に関する処理関数が非固定であり、よって上記レンジ・ドツプラーには問題 が伴う。さらに、レンジ・ドツプラー変動軌跡および共役位相関数を正確に特定 することが困難である。

明確に定められた制約条件の範囲内で特定のセンサーからのデータを上記技術に よって処理することはある程度の成果を達成する。しかしながら、この処理は所 定の装置を特別に調整する必要があるとともに、（時間域処理装置に比較して） かなりの品質低下を招く、さらに本願発明前のこの技術では、レーダーシステム のパラメータを組合せた際に、適度な品質を与える分解処理ができない場合があ る。

従って、レーダーシステムパラメータのあらゆる組合せに対して高品質の処理を 行うように拡張可能な統合化したレンジ・ドツプラー処理を提供することが有益 である。さらに、理想に近い画質を提供する処理装置を設計できることが有用で ある。

本発明によれば、 （イ）公知の運搬手段の運動およびアンテナ形状から信号処理装置のフィルター パラメータを演算する処理パラメータ発生器と； （ロ）レンジ圧縮手段であって、 （１）パルスエコーを高速フーリエ変換するパルス高速フーリエ変換手段と、 （２）パルス相関を遂行するパルスレプリカ乗算手段と （３）二次元変動補正を行うスキント補正乗算手段、および （４）乗算・補正済みのスペクトル状データを逆高速フーリエ変換する逆高速フ ーリエ手段を有し； （ハ）アジマス圧縮手段であって、 （１）一部で重なり合うレンジ圧縮したデータのブロックから一定レンジで選択 したデータ列を高速フーリエ変換する高速フーリエ変換手段と、 （２）レンジ多項式関数末鎖器および合成指数関数発生器を含むアジマスレプリ カ末鎖手段、 （３）多数の横列変換を有する記憶バンクを有するアジマススペクトルバッフ７ 手段、（４）上記レンジ多項式関数末鎖器により計算された値により上記スペク トルバッファ手段の曲線に沿ってデータを選択する補間法手段を有するデータ選 択手段、 （５）選択したデータと上記位相多項式関数末鎖器により計算した合成データを 乗算するアジマスレプリカ乗算手段、 （６）処理済みデータ列を逆変換する逆高速フーリエ手段とを有し、 （ニ）画像ブロックの幾何学的切れ目および位相の切れ目を除去するとともに画 像を照合する画像リサンプリング・バッファ手段を含む画像形成手段を有してな る合成開口レーダ用信号処理装置が提供される。

このように構成した本発明の信号処理装置は合成開口データを高品質で処理する ことができる。この信号処理装置に運搬手段およびデータを供給するアンテナシ ステムの特性に依存する特徴を組合せることにより、さらに高品質のデータ処理 が達成される。このためには、アジマス圧縮手段に精密曲率変動補正手段を付設 けることが好ましい。この精密曲率変動補正手段はパラメータ発生器により計算 された値により選択されレンジ面で作動する非固定補正フィルターを有する、簡 単な合成相関器からなる。

上記の精密曲率変動補正手段は周波数５ギガヘルツ、積分時間０．５秒で作動し 、あまり大きくないアンテナスキントを有する人工衛星からのデータを処理する 際には不要であって、周波数１．２５ギガヘルツ、積分時間２秒で作動し、小さ いアンテナスキントを有する人工衛星からのデータを処理する際に有用である。

信号処理装置の設計上の基礎となる問題点の新しい解釈判断は以下の通りである 。

（Ｉ）システム変換関数の二次元変換を検討する。

（ＩＩ）システム変換関数の非固定が調節されるように上記二次元変換を因数分 解する。

（ｍ）システム変換関数の因数分解の元を公知の相対運動によって画像の全地点 でめられるレンジ多項式関数の係数として計算する。

る最近接点の時間に対する成る時間Ｔｃにおけるレンジ点のシステム変換関数の 二次元変換はビデオ周波数ｆとドツプラー周波数Ｆの関数として以下に示す二次 元位相スクリーンで近似される。

θ（ｆ、Ｆ）を中心ビデオ周波数ｆ　に関するテイラ〇 一級数として展開して因数分解すると、余剰項を示す関数ｇ　（ｆ、Ｆ）を中心 ドツプラー周波算手段の一次変動補正値が与えられる。

選択曲線を表わし、アジマス圧縮手段のデータ変換手段に利用される。

さらに、θ（ｆ、Ｆ）はアジマスレプリカ乗算手段に用いられるアジマス位置レ プリカを示す。

処理ブロックの縁部で計算されたこれらのパラメータとアジマス圧縮の際に付与 されたパラメーターを比較することによって、画像形成手段で用いられるリサン プリング位相調整パラメーターが提供される。

精密曲率変動補正手段（設けられていた場合に限る）および画像形成手段に用い られる残差非固定相関は関数Ｅによって決定され、レンジ、レンジ・ドツプラー 空間、沿軌道および画像空間にそれぞれ用いられる。

レンジ補正の間に予備補正を利用することによって残差補正の必要性は大幅に軽 減される。即ち、与えられた二次元周波数域変換関数とローカルレンジ多項式関 数係数に基づき付与された二次元周波数域変換関数の差によってめられる簡単な 予め図表化したフィルター関数で相関させることによりさらに補正することがで きる。

第１図は本発明を図解するものであって、高度８００１１作動周波数５ギガヘル ツ、スキシト３０キロヘルツ以下のレーダー搭載人工衛星に適した信号処理装置 を示している。図示の装置において、精密曲率変動補正手段は省略されている。

レンジレプリカ乗算手段とスキント乗算手段はレンジ周波数域レプリカを前乗算 することにより一次変動補正と組合されている。本発明は適当な汎用アーキテク チャ−により作成されるソウトウエアあるいは専用高速処理装置からなるハード ウェアとして実施することができる。

本発明による信号処理装置のパラメータ発生器は、（１）処理ブロックの開始パ ルス、中心パルスおよび最終パルスに略対応する時間で地球表面の近接域、遠隔 域および中央域におけるビームセンタに略位置する地点の緯度と経度を計算する 手段と： （２）上記各地点の最接近地点との時間的ずれ及び最近接地点に於ける最小レン ジを計算する手段と；（３）所定の時間に対するレンジドツプラー周波数及びレ ンジの連続導関数を末鎖する手段と；（４）計算したパラメータを最少レン、ジ の関数として二次方程式に当てはめる手段と； （５）各出力レンジ画素のパラメータを発生する手段であって所定の最小レンジ 値を用いて二次関数を展開する事により、レンジ多項式関数係数をめる手段を含 み；（６）ブロック形状と移相補正因子を計算する手段と；（７）ブロック照合 パラメータを計算する手段とを包含する。

本発明を図面を参照して以下の通りに説明する。

第１図は、信号処理装置の主要な構成要素を示すブロック図； 第２図は、信号処理装置のレンジ圧縮手段を示すブロック図； 第３図は、アジマス圧縮手段を示すブロック図；及び第４図は、本発明による信 号処理装置のブロック図である。

信号処理装置は、基本的にはレンジ、ドツプラー処理原理に基づき作動するもの として説明しであるが、多数の新規な特徴や原理を有している。

ｔＪ１図は、たとえば人工衛星によって形成されたデータを受信する前置処理装 置の基本的構造を示している。

この前置処理装置は、処理装置の後続部分で用いる為のパラメータの図表を作成 しかつ記憶する処理パラメータ発生器を含む。前置処理装置からのデータは、レ ンジ圧縮手段３、アジマス圧縮手段４及び最終的なレーダー画像を形成する画像 形成手段５へ送信される。レンジ圧縮手段はパルス高速フーリエ変換手段６と、 パルス乗算手段７と、スキント補正乗算手段８及び逆高速フーリエ変換器９とを 含む。

第３図は、アジマス圧縮手段をより洋間に示すものである。このアジマス圧縮手 段は、横列高速フーリエ手段１０とアジマスレプリカ水位手段１１と、アジマス スペクトルバッファ手段１２と、データ選択手段１３と、アジマスレプリカ乗算 手段１４及び逆高速フーリエ乗算手段１５とを有している。

第４図は、前置処理装置と画像形成手段を詳細に示すものである。前置処理装置 ２は、入力処理手段１６を含み、この入力処理手段が、人工衛星から受信したレ ーダーパルスをレンジ圧縮手段に移送する前に従来の前置処理を行なう。処理パ ラメータ発生器は、レーダーパルスを発生する人工衛星の軌道に関する情報及び 処理装置のオペレーターが入力した追加の情報並びにレーダーパルスの入力処理 からの情報を受信する。この処理パラメータ発生器は、レンジ圧縮、アジマス圧 縮及びイメージ形成手段に必要なパラメータを発生して記憶する。イメージ形成 手段５は、歪除去手段１８及びブロック併合手段１９を有する。上記構成の主要 な要素は、信号処理を一次元ベクトル演算列として作動させるデータテーブル（ 図表）を発生する処理パラメータ発生装置にある。従って、処理パラメータ発生 器の動作及びこの発生器により形成されるデータテーブルの内容を、このデータ テーブルについて記載した信号処理装置全体の動作について説明する。

パラメータ発生器 パラメータ発生器の一次入力は、画像処理対象表面に対するプラットホームの相 対運動及びアンテナの指向角度及び姿勢に関する情報である。このようなデータ は、プラットホームベクトルとベクトル時間導関数のサンプリングした値、プラ ットホームの縦揺れ及び偏揺角のサンプリング値、及びプラットホーム座標系に 対する照準面の姿勢を示すシステムパラメータとして与えても良い。

パラメータ発生器に対する別の入力としては、データ開始時間、データサンプリ ング間隔、レーダパラメータ、形成する画像の寸法、使用する処理ブロックの寸 法及び画像処理する地表上の地点に於ける最大照射時間に関する情報が含まれる 。パラメータ発生器の動作を以下に説明する。

（１）ベクトル位置、ベクトル速度、ベクトル加速度及びプラットホームの姿勢 がいかなる時点に於いてもめられるようにスプラインをプラットホーム及びその アンテナのサンプリングした相対運動と指向角度に適合させ、る。スプライン適 合処理は、当業者周知である。

によって各処理ブロックの中心時間を末鎖する。ここで、Ｎ　ＡＺＦＦＴは処理 ブロックのパルス寸法であり、ＰＲＦはシステムパルス繰返し周波数であり、Ｎ −ＡＺＲＥＰは上記ＰＲＦを乗じた最大照射時間である。Ｔすることにより、各 処理ブロックの開始及び最終パルスインデックスがめられる。

（ｍ）各処理ブロックについて、時間Ｔ　及びＴｎ±（Ｎ　ＡＺＦＦＴ−Ｎ　Ａ ＺＲＥＰ）／２ＰＲＦ（：於てて照射域の最接近側、遠隔地側及び中心に於ける 画像処理の対象となる地点の座標をビームセンターで計算する。

このような地点の座標計算は、三角法及びベクトル解析に於ける通常の問題であ って当業者には周知である。

（ＴＶ）各地点及び時間について、プラットホームから地点ΔＲまでの距離及び 時間の導関数を以下の式でめる。

ΔＲ＝（Ｒ，旦十ムＲ１液−ム＾２ン入ＲΔ両・いＲ１百十３（包包−△βΔ自 〕）／△Ｒ７導関数である。次に、各地点及び時間について、人工衛星に最接近 した時点からの時間的ずれΔＴ、及び最接近時の対応する傾斜レンジΔＲを当業 者周知の手順　ｐ　ａ により（ΔＲ（Ｔ）　・Ｒ（Ｔ）　）を数値的に最小化する事により計算する。

さらに Δ買・−６、○（乙＾＋ム茜ΔＴ士Δ盲ΔＴ２／２．０）／ΔＴ３により補外切 頭領斜レンジ多項式関数が最接近時にΔＲ値を計算し； 中心ドツプラー周波数を計算する。

（Ｖ）各処理ブロックについて、各時間におけるΔＲ１ΔＲ１ΔＲ１ΔＲ５Ｆｃ 及びΔＴの２次式適合係数を最少傾斜レンジΔＲの関数としてめる。

ｐａ （Ｖｌ）各処理ブロックについて、各時間における必要なＣ及び４Ｔの２次式の 係数を展開する事によりめる。

（■）各出力最小レンジ画素１について、傾斜レンジの係数及び位相ドツプラー 周波数多項式関数を式、Ｒ（Ｆ）−Ｒ（１）　＋Ｒ（２）（Ｆ−ＦＢ５）ｉ−Ｒ （３）（Ｆ−ＦＢｄ２＋Ｒ（４＞Ｆ＝Ｆｓｓ〕３について、展開する事によりめ る。ここで、Ｒ（１）−Ｒ（４）及びθ（１）−〇（４）は、ローカルセンター 周波数によって最初にめられる処理ブロックＦＢｓに関して下記の式を用い再展 開する事によりめられる。

Ｒ（１）・Ｒ’（１）十Ｒ回（ＦＢ５−　Ｆｃ　）＋Ｒ＊ＸＦＢ５−Ｆ（）２士 Ｒ’Ｃ４）（Ｆ−−Ｆ、　）３Ｒ（２）−Ｒ’（２）　＋　２Ｒ’（３ン（Ｆ　 −Ｆ）＋３Ｒ″（４）（ＦＢｓ−ＦＣ）２５ｃ Ｒ（３ン−Ｒ’（３）＋３Ｒ’（４ＸＦＢｓ−ＦＣ）Ｒ（４）−Ｒ’（４ン （θ（１）−θ（４）についても同様である）。ここで、Ｒ（１）　−Ｒ（４） は、以下の式によりサンプルユニットで与えられる。

ンブル幅である。

θ（２）−〇（４）は以下の式によりめられる。

次に、位相原点θ′（１）はＲの関数としてΔＴｃｐａ とＦ　の２次式適合係数及び以下に定める、ａ％ｂ％Ｃ１ｄによってめられる。

ム”　（Ｒｏ）−”ｍｉｄ　＋ＯＣ”ｏ　粕Ｒｍｉｄ　）ｔｂ　Ｃ乙Ｒｏ−ムＲ ｍｉｄ）２６Ｆ（Ｒ（１））−Ｆｃｍ；ｄ＋ｃｃＲＯ−、ａ　Ｒｍｉｄ）ヤｄ（ ’Ｒｏ−Ｒｍｉｄ）２よって、ΔＲｏに於けるθ（１）は以下の通りめられ鴻Ｃ ｂｃ　＋　２ａｄ　）ＣｂＲｏ−ΔＲｍｉｄ）３↑Ｊｇｂｄ（ΔＲｏ−ムＲ１ｎ １ｄ）’、（■）各処理ブロック及び各ドツプラー周波数カラム（縦列）につい て所定周波数偏差で形成される出力サンプルの数及びＣＦ−Ｆ　）及びその２乗 並びに３乗かＳ らなる周波数偏差ΔＦを示す一連の値を形成するパラメータのテーブル（図表） を計算する。このテーブルは以下の手順により計算される。まず、レンジ変動補 正の間に発生する各出力横列について、高ドツプラー周波数と低ドツプラー周波 数とを理論的に分割するカラム（ワープアラウンド境界）をローカルセンタード ツプラー周波数から計算する。次に、第１横列について、ワープアラウンド境界 に対するカラムの相対位置により、各カラムについて、テーブルを初期化する。

さらに、後続の横列各々について、ワープアラウンド境界に於けるカラムシフト の有無によりテーブルの内容を修正する。

（ＩＸ）各処理ブロックについて、周波数域レンジ圧縮レプリカに組み入れられ る位相調節、すなわち、リニアレンジ変動補正値を以下の式から計算し、図表化 する。

ここで、△Ｒ及びΔＲはΔＲ及びΔＲの代表的なＣＣ 中心ブロック値を示す。

（Ｘ）各処理ブロックｎ及び各出力横列ＲＯについて下記の式により、絶対画像 開始画素インデックス及び終了画素インデックスを計算し図表化する。

開始インデックスｎ（Ｒ） 〇 一最終インデックス　（Ｒ）＋１ 終了インデックスｎ（Ｒ） −ｔＮＴ（ＰＲＦ＊　Ｔｎ（Ｎ−ＡｚＦＦＴ−Ｎ−ＡｚＲＥＦＶ２士ＰＲＦ舊Δ Ｔｎ（ＲＯ））終了インデックス０（Ｒ） ４ＮＴ（ＰＲＦ’ＴＩ−（Ｎ−ＡＺＦＦＴ−Ｎ−ＡＺＲＥＰ）／２＋ＰＲＦ＋Ｔ Ｈ（Ｒｏ）（ｘｌ）各処理ブロック及び各出力横列について残留ブロック形状歪 みを補正する形状拡張因子を下記の式により△θ′−θＲ（２）−妃２））＋２ ０う（“（θＲ（３ンズＦＣ−ＦＢＳＲ）−θ１（３ＸＦｃ−ＦＢ５１）、）↑ ３．０　％（θＲ（４ン（ＦＣ−Ｆｅ２Ｐ）２−Ｌ（４ＸＦｃ−ＦＢ５１．）” ）。

Ａ　ＴＣＰＡ　＝　（Ｎ　、−ＡＺＦＦＴ−Ｎ−ＡＺＲＥＰ−１）／ＰＲＦｆ６ ＴＲ（Ｒｏ　）−、ａＴＬ（Ｒｏ）。

ここで、添字Ｒ及びＬは処理ブロックの開始及び終了時にめた関数値に関する。

次に各処理ブロック及び各出力横列について真理値を計算する。この真理値は下 記の式による処理ブロックを法とした分数値を示す開始サンプルである。

開始サンプルｎ（Ｒ） 〇 −（開始インデックスｎ（Ｒ）＋（１−拡張因子ｎ（Ｒ））＊（終了インデック スｎ　（Ｒｏ　）　”　１一開始インデックスｎ　（Ｒ）　）　／２）　ｍｏｄ Ｎ　ＡＺＦＦＴ 次に開始サンプルｎ（Ｒ）、拡張因子ｎ　（Ｒｏ）及び（終了インデックスｎ（ Ｒ）−開始インデックスｎ（Ｒ）＋１）を図表化する。

（Ｘｌｌ）各処理ブロック及び各出力横列について、近似中心周波数Ｆ。１ＮＴ （Ｒ）はＰＲＦ／Ｎ　ＡＺＦＦ〇　− Ｔの倍数であり対応するΔ。。Ｌ（Ｒ）と共に下記の式によりめられる。

ΔＣ０Ｌ（Ｒｏ）−（ＦＱ、ｒＫ）ｄ　ＰＲＦ）べＮ−ＡＺＦ日７’ＰＲＦ（Ｘ ｌ１１）各処理ブロック及び出力横列について、ヘテロダイン周波数Ｆ　（Ｒ） 及び位相偏差φ（Ｒ）ＨＥＴ　ｏ　。

を下記の式により計算し図表化する。

十（θＲ（３）（ＦＣ−ＦＢＳＲシーθＬ（３ンＣＦｃ−ＦＢ５θ２）ｆ（θＲ （す（Ｆｃ−ＦＢＳＲ）−θＬ（４，）（Ｆｃ−ＦＢＳＬ）３）ムＴＣＰＡ　（ Ｒｏ’）（Ｎ−ＡＺＦＦＴ−Ｎ−ＡＺＲＥＰ−１）／ＰＲＦ　ｔ　４Ｔｐ（Ｒｏ 　）−ムＴ１（Ｒｏ）”ＣＥＮＴＲＥ−Ｔｎ　（Ｒｏン＋ＰＲＦ％ＣＮ−ＡＺＦ ＦＴ／２ン（ＸＩＶ）オペレータが特定したレンジ及びアジマス圧縮重み付量数 を図表化する。

データテーブル 各処理ブロックについて下記のテーブルが形成される。

ブロック制御 （１）開始パルス （ｎ）終了パルス （ｍ）各出力画像横列の開始及び終了画素位置（１）周波数域パルス標準Ｘｇ　 （ｆ）ｘユーザーが特定する重み付量数 アジマス圧縮 （１）各出力画像横列についてニ ーＲ（１）　、Ｒ（２）　、Ｒ（３）　、Ｒ（４）係数−θ（１）、θ（２）、 θ（３）、θ（４）係数（ＩＩ）各ドツプラー周波数カラム（Ｎ　Ａ　Ｚ　Ｆ　 Ｆ　Ｔ）及び各ラップアラウンドについてニ ー発生する出力横列の数 一ΔＦ１ΔＦ２、ΔＦＢ、ここでΔＦはカラム周波数と中心ブロック拡張周波数 の差である。

（ｍ）各出力画像横列についてニ ーφ （ＩＶ）各出力画像横列についてニ ー開始サンプル 一拡張因子 一出力サンプルの数 （Ｖ）ユーザーが特定するアジマス圧縮重み付量数し　ン　ジ　圧　縮 このシステムは、パルスを入力し、高速フーリエ変換を行ない、図表化した圧縮 レプリカによってスペクトルデータを乗算し、逆高速フーリエ変換を行なったの ち、レンジ圧縮データを出力する。レンジ圧縮レプリカは適切な処理ブロックに よって選択されるが、更新速度は重要ではない。この処理の詳細は当業者周知で ある。

アジマス圧縮 データはブロック開始パルスインデラックス及びブロック終了パルスイン、デッ クスにより区隔された部分重合ブロックで処理される。一定レンジに於ける高速 フーリエ変換は各ブロックのそれぞれの横列について行なわれる。各周波数カラ ムについて、サンプリングコーム及び　。

位相共役関数を以下の式により発生する。各ラップアラウンド及び各出力横列に ついて： ＲＩＮＤ：に（Ｒｏ）・Ｒ（１ン＋Ｒ（２）ΔＦ＋Ｒ（３ンΔＦ２＋Ｒ（４ンΔ Ｆ３θ（Ｒ□）−２ｒｃ−”（θ（１）ヤθ（２）４Ｆ↑θ（３）乙Ｆ２＋＃（ ４’）ΔＦり各カラムについてデータが補間され当業者周知の手順によりサンプ リングコームＲＩ　Ｎ　Ｄ　Ｘ　（Ｒ”）　（：１ｍ、にっテ定められ、ｅｘｐ −ｉθ（Ｒｏ）を乗算する事によりめられる新しいカラムを発生する。

この修正ｔｆブロックのそれぞれの横列はΔＣＯＬ　Ｅよって循環状態で論理的 にシフトされ、ユーザーが特定したアジマス圧縮重み付量数によって乗算された 後、逆高速フーリエ変換が行なわれる。このようにして得た各横列についてサン プリングコームＡＩ　ＮＤＸ及び位相関数θは次式により発生する。

ＡＩＮＤＸ　（Ｎ）、（開始サンプル＋（Ｎ−１）ｘ拡張因子）ｍｏｄ　Ｎ　Ａ ＺＦＦＴ。

ここでＮは工ないし出力サンプルの数に等しい整数で（開始画像＊（Ｎ−１）− 開始パルス））となる。次に補正された横列は循環サンプリンゴコームＡＩ　Ｎ ＤＸにより当業者周知の手順で補間され、この結果得られるそれぞれの画素をｅ ｘｐ−ｉθ（Ｎ）で乗算する。これにより、出力画像のブロックが出力されて記 憶される。

ブロック併合 最終コヒレント画像が連続する画像データブロックから横列ごとに組み合わされ る。各横列は画像フレームに於て最小開始画素位置より少なく、第１画像ブロッ クの横列の開始画素位置だけずれている。

このようにして得たコヒレント画像は最小傾斜レンジと最近接時間の座標内にめ られ、レンジ寸法については低連帯域でかつＦＨＥＴテーブルによって与えられ たドツプラー周波数で存在する。

国際調査報告 ｍＭＮ”ＡＭ”’　ＰＣＴ／Ｇｌｉ！　８１１１０００２４ＳＡ　２０５ｇ９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（イ）公知の運搬手段の連動およびアンテナ形状から信号処理装置のフィル ターパラメータを演算する処理パラメータ発生器と； （ロ）レンジ圧縮手段であって、 （１）パルスエコーを高速フーリエ変換するパルス高速フーリエ変換手段と、 （２）パルス相関を遂行するパルスレプリカ乗算手段と （３）二次元変動補正を行うスキント補正乗算手段、および （４）乗算・補正済みのスペクトル状データを逆高速フーリエ変換する逆高速フ ーリエ手段を有し； （ハ）アジマス圧縮手段であって、 （１）一部で重なり合うレンジ圧縮したデータのブロックから一定レンジで選択 したデータ列を高速フーリエ変換する高速フーリエ変換手段と、 （２）レンジ多項式関数求値器および合成指数関数発生器を含むアジマスレプリ カ乗算手段と、 （３）多数の横列変換を有する記憶バンクを有するアジマススペクトルパッファ 手段と、（４）上記緯度と経度を計算する手段と、（５）選択したデータと上記 位相多項式関数求値器により計算した合成データを乗算するアジマスレプリカ乗 算手段、および （６）処理済みデータ列を逆変換する逆高速フーリエ手段とを有し、 （ニ）画像ブロックの幾何学的切れ目および位相の切れ目を除去するとともに画 像を照合する画像リサンプリング・バッファ手段を含む画像形成手段を有してな る合成開口レーダ用信号処理装置。 ２．上記信号処理装置のパラメータ発生器は、（１）処理ブロックの開始パルス 、中心パルスおよび最終パルスに略対応する時間で地球表面の近接域、遠隔域お よび中央域におけるビームセンタに略位置する地点の緯度と経度を計算する手段 と； （２）上記各地点の最後近地点との時間的ずれ及び最近接地点に於ける最小レン ジを計算する手段と；（３）所定の時間に対するレンジドップラー周波数及びレ ンジの連続導関数を求値する手段と；（４）計算したパラメータを最少レンジの 関数として二次方程式に当てはめる手段と； （５）各出力レンジ画素のパラメータを発生する手段であって所定の最小レンジ 値を用いて二次関数を展開する事により、レンジ多項式関数係数を求める手段を 含み；（６）ブロック形状と移相補正因子を計算する手段と；（７）ブロック照 合パラメータを計算する手段とを包含することを特徴とする請求の範囲第１項記 載の信号処理装置。 ３．前記パラメータ発生器は、画像を形成する為に処理される各データブロック について複数のデータテーブルを発生して記憶する手段を含み、上記データテー ブルが各出力横列に対する開始パルス、終了パルス及び開始並びに終了画像画素 位置を含むブロック制御データテーブルと； 周波数域パルス基準値と ▲数式、化学式、表等があります▼ で示すｇ（ｆ）、およびユーザーが特定する重み付関数との積を含むレンジ圧縮 データテーブルと；（Ｉ）処理ブロックの中心に於ける中心周波数について展開 したドップラー周波数の傾斜レンジ多項式関数の係数と； （ＩＩ）各ドップラー周波数カラムの各ラップアラウンドについて発生する出力 横列の数及びΔＦ、ΔＦ２、ΔＦ３、ここでΔＦはカラム周波数とセンターブロ ック拡張周波数の絶対ドップラー周波数の差であり；（ＩＩＩ）各出力カレンジ 列に対するカラム偏差、ヘテロダイン周波数及び位相偏差と； （ＩＶ）各出力画像横列に関する開始サンプル拡張因子及び出力サンプルの数と ； （Ｖ）ユーザーが特定するアジマス圧縮重み付関数とを各出力画像横列について 有するアジマス圧縮データテーブルを含む請求範囲１項又は２項記載の信号処理 装置。