JPH01293300A - 地球観測装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 人工衛星に光学センサや電波センサを搭載して地球の映
像を取得、地上に伝送し、地上に於て映像データを受信
して、地球表面上の短期的、長期的な変化及び移動体を
検出する地球観測装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より米国におけるランドサット衛星、シーサット衛
星、わが国における海洋観測衛星等の例にみるように、
地球を広範囲に観測する有効な手段として人工衛星を利
用することが行われている。

第２図は、従来の人工衛星を利用して地球の画像を取得
する装置Ｖ示すものであ９２図において１１）は地球、
１２）は地球軌道を周回する人工衛星、（３）は地球の
画像を取得するセンサ、（４）はセ／す（３）で取得し
た画像を地上に伝送するための画像データ伝送装置、　
＋７１は人工衛星からの画像データを受信。

再生する地球局、（５）は地球局（７）を構成する画像
データ受信装置、（６）は再偉再生装置である。なお。

第２図では２人工衛星における他の装置２例えば電源装
置、姿勢制御装置、トラッキング及びテレメトリコマン
ド装置、ガスジェット装置、あるいは構体などを必要と
するが、この発明の説明のためには直接関係がないので
省略しである。

次に動作について説明する。このような装置において地
球の画像を取得するには、あらかじめ選定した軌道に人
工衛星を飛翔させ（通常、太陽同期軌道とする。〕２人
工衛星のアーストレースに沿ってセンサＡ（３）のスオ
ース巾（進行方向に直交するセンサの地表面における視
野中］分の地球画像を例えば合成開口レーダを用いて検
出し、そのデータを第２図に示す系統によって地上に伝
送し再生するのである。更に、地球表面上の変化及び移
動体の検出は、目視によυλ間が行っている。

なお１人工衛星から地上にデータを伝送するには通常電
波によっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の地球観測装置は以上のように構成されているので
、地上目標が移動する場合２例えば海上を移動する船の
画像を早く取得したい場合などでは、前回取得した位置
からどこに船が移動したか不明であるから上記のような
方法では前回と同じアーストレース上に人工衛星が米た
とき画像を取得しても船の画像は得られないことＫなる
。また時間的にほぼ連続的な画像が得られた場合におい
ても、目視により移動目標及び地球表面上の変化を画像
中から検出することは非常に困難であるほか、データ処
理上極めて効率が悪く不経済と言える。さらに光学セン
サの場合は、雲があると雲の下の地表面の画像は得られ
ず１画像の取得頻度は天候によって大幅に影響を受ける
。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、２つの人工衛星に搭載された広域型合成開口
レーダにより撮影された同一地点の画像データ中より、
自動的に移動体、あるいは地球表面上の変化部分を検出
すると共に、検出部分の高分解画像を自動的に取得する
ことの出来る地球観測装置を得ることを目的とする。

〔課電を解決するための手段〕

この発明に係る地球観劇装置は、このような従来の問題
点を改善するためになされたもので、別々の人工衛星に
積まれた２台の広域型合成開口レーダにより取得された
同一地点の２枚の画像を地上に於て再生し２両者が重な
シ合つよう、観測時の衛星位誼、姿勢情報を利用し、必
要な画像変換を施し１両画像間の対応する画素の差を皐
シ、ノイズ除去を行い、事前に設定されたスレシホール
ドを越える部分を抽出することによって、地球表面上の
変動部分及び、移動物体を自動的に検出し。

速やかにその位＊’を拡大した画像を取得すべく高分解
能合成開口レーダのオフナデイア角を自動的に制御する
ことによって、雲の影響を受けず地球表面上の変動部分
及び、目標物体の移動位ｔＶ確認し、その高分解能画像
を取得しようとするものである。

〔作用〕

この発明における地球観測装置は、広域型合成開口レー
ダを２台の人工衛星に、高分解能合成開口レーダを一方
の人工衛星に搭載し、進行方向に対して前方を広域型合
成開口レーダで観測するように配置し、地上に於て２台
の人工衛星の広域型合成開口レーダによυ一定時間間隔
をおいて取得された同一地点の合成開口レーダ画像全再
生し。

両画像が正確に重なシ合うよう必要な画像変換を行った
後２両者の対応する画像間の差を取り、その結果、変化
部分のみが残ることを利用し、地球表面上の変動部分、
或は移動体を自動的に検出すると共にその位置を決定し
、決定位ｔｋ人工衛星に伝送し、進行方向に対し後方を
ビーム方向とするよう配置した高分解能合成開口レーダ
によって指定された位置の画像を取得し、該当部分の高
分解能画像全取得するものであるから１人間が介在する
ことなく、雨や雲の影響を受けず自動的、効率的に地球
表面の探索を広範囲に渡って行うことが出来、かつその
位置近傍の高分解画像を自動的に取得できることになる
。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図について説明する。

第１囚において（２（は軌道上を飛翔する人工衛星Ａ、
（８）は人工衛星人（２）と同一軌道の場合はその後方
、あるいは別の軌道上を飛翔する人工衛星Ｂ、（３１は
合成開口レーダＡで広域型合成開口レーダ、（９）は合
成開口レーダＢで高分解能合成開口レーダ、α３は合成
開口レーダＢのアンテナビーム方向全可変させるための
ビーム方向制御装置、αＧは一定時間をおいて取られた
２枚の再生画像が正確に重な）会うよう、必要な画像変
換を施した後。

両画像間の差をと９．地球表面上の変動部分或は。

移動物体位ｆｌ’に検出し、高分解能合成開口レーダで
拡太丁べき位置を見いだす目標地点検出装置。

ａυは高分解能合成開口レーダに画像取得目標位置を指
令する画像取得指令装置、　（ｌｓ５は画像取得指令装
置ａυからの指令を受はビーム方向制御装置０にコマン
ドを送出するコマンド装置である。その他は第２図の装
置と同じである。

合成開口レーダＡ（３）は、広域型合成開口レーダとし
ているから、この範囲の地球（りの映像を画像データ伝
送装＆（４１，画像データ受信装置（５）を経由し画像
再生装ｆｌ　（＋３１において再生できる。再生データ
を（１（Ｉの目標地点検出装置に送シ、一定時間をおい
て撮られた同一地点の２枚の再生画像間の差を取り、一
定エリア内の変動量が予め定めたスレッシホールドを越
えた部分を自動的に検出し、そのエリアをデイスプレィ
等に表示する。ここで得られる画像は、スオース巾を大
きく取っているため分解能の点では、該当箇所の詳細な
認識に不十分な場合が多いから、上記により目標位ｆｔ
’を検出した後２合成開口レーダＢ（９）すなわち高分
解能合成開口レーダにより部分的に拡大した映像を撮る
。

これは、検出された目標位置を画像取得指令装宣在υに
より地球局（７）から人工衛星Ｂ（８）のコマンド装置
ａｚにあらかじめ決めた信号を送出し、コマンド装ｆＩ
ｔｒｉ’ｂでこれを解読し１合成間ロレーダＢ（９）の
ビーム方向を指示どお９に向けるよう制御するビーム方
向制御装置αｊにこのコマンド信号を送出することＫよ
って実行される。このビーム方向制御は合成開口レーダ
Ｂ（９）に用いられるアンテナのオフナデイアを可変さ
せるか、フェイズドアレイアンテナを利用することによ
って実行できる。

また、第１図では人工衛星を構成する他の装置。

例えば電源装置、姿勢制御装置１位宜決定装置。

テレメトリ装置などがあるが、この発明の説明のだめに
は直接関係がないので省略しである。さらに、ここでは
地球観測用のセンサとして合成開口レーダＡ（３１，合
成開口レーダＢ（９）について説明しであるが、別途他
の観測センナ、例えば光学センナを搭載することを妨げ
るものではなく、光学センサを併用すれば、高分解能合
成開口レーダＢ（９）の目標制御と同様に光学センナの
視線方向を制御することにより、雨や賞のない天候にお
いては可視光から赤外に至る種々のスペクトラム画像を
得ることが出来る。また、観測対象は必ずしも地球表面
上に限られるわけではなく、宇宙空間、他の天体を対象
とすることＫより、宇宙空間内の人工物体の検出、恒星
、惑星、衛星表面の変化等の検出に用いることが出来る
。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば地球観測装置を地球表
面上の変化や移動した目標物体の検出を自動的に行いう
るよう構成したので、大幅な省力化が期待できる。また
、移動した目標物体を広域型合成開口レーダでサーチす
るから、雨や雲による影響を受けず広いエリアにおいて
捜索できる。

更に９位ｆ１！を特定してから高分解能合成開口レーダ
で指定された位置の画像を撮るよう制御するから、必要
な地球表面上の変動部分、或は移動物体の高分解能画像
を取得でき、それだけ人工衛星の寿命内に情報価値の高
い画像の取得頻度を上げられ、経済的な画像取得システ
ムを構築できる。

なお、上記において、移動目標はかシではなく固定目標
に対しても２人工衛星の軌道位置、姿勢角は誤差を伴う
ため２合成開口レーダのビーム方向は予め予測した位置
からずれることになるが。

このような場合、広域型合成開口レーダで予め目標位置
を確認するから、高分解能合成開口レーダのビーム方向
が、広域型合成開口レーダに対する成対的な方向精度の
みで決まシ１人工衛星の姿勢制御精度達成の困難さを回
避できることにもなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例による地球観測装置を示
す図、第２図は従来の人工衛星を利用した地球観測装置
ｔ示す図である。 （１）は地球、（２）は軌道上を飛翔する人工衛星Ａ。 （３）は合成開口レーダＡ、＋４１は画像データ伝送装
置ｔ。 （５１は画像データ受信装置、（６）は画像再生装置、
（７）は地球局、（８）は人工衛星人の後方、あるいは
別の軌道上を飛翔する人工衛星Ｂ、＋９１は合成開口レ
ーダＢ、ｕ（Ｉは目標地点検出装置、αυは画像取得指
令装置、　（１２はコマンド装置、α３はビーム方向制
御装置。 なお２図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）同一軌道を航行する２つの人工衛星において、広
   域型合成開口レーダとその画像データを伝送する装置を
   一方の人工衛星に、広域型合成開口レーダ及び（狭域型
   ）高分解能合成開口レーダと、それらの画像データを伝
   送する装置と、高分解能合成開口レーダのアンテナのビ
   ーム方向を可変させるビーム方向制御装置と、その制御
   装置に指示を与える地上からのコマンドを受信、解読、
   送出するコマンド装置をもう一方の人工衛星に搭載し、
   広域型合成開口レーダのみを搭載した人工衛星を広域型
   合成開口レーダ及び高分解能合成開口レーダを搭載した
   人工衛星よりも進行方向で前方に飛翔させ、一定時間間
   隔をおいて２台の人工衛星に積まれた広域型合成開口レ
   ーダにより無作意に、あるいはあらかじめ設定された地
   点を含むよう、自動的に生成された観測シーケンスに従
   つて撮影された地球表面上の同一地点の２枚の画像を、
   画像データ伝送装置により、画像データ受信装置、画像
   再生装置、目標地点検出装置と画像取得指令装置より構
   成される地球局に伝送し、まず画像データ受信装置と画
   像再生装置で、一定時間をおいて取得された同一地点の
   広域型合成開口レーダの画像を再生し、ノイズ除去後、
   目標地点検出装置で、その画像間の差を取ることにより
   地球表面上の変化部分あるいは移動体を自動的に見いだ
   し、画像取得指令装置及びコマンド装置を経由して、時
   間的に遅れて飛翔する人工衛星のビーム方向制御装置に
   自動的に指令することによつて高分解能合成開口レーダ
   のアンテナビームを目標位置を通過する方向に向け、広
   域型合成開口レーダの部分領域を高分解能合成開口レー
   ダで拡大した画像の取得をすることを特徴とする地球観
   測装置。
2. （２）異なつた軌道を航行する２つの人工衛星において
   、広域型合成開口レーダとその画像データを伝送する装
   置を一方の人工衛星に、広域型合成開口レーダ及び（狭
   域型）高分解能合成開口レーダと、それらの画像データ
   を伝送する装置と、高分解能合成開口レーダのアンテナ
   のビーム方向を可変させるビーム方向制御装置と、その
   制御装置に指示を与える地上からのコマンドを受信、解
   読、送出するコマンド装置をもう一方の人工衛星に搭載
   し、一定時間間隔をおいて２台の人工衛星に積まれた広
   域型合成開口レーダにより無作意に、あるいはあらかじ
   め設定された地点を含むよう、自動的に生成された観測
   シーケンスに従つて撮影された地球表面上の同一地点の
   ２枚の画像を、画像データ伝送装置により、画像データ
   受信装置、画像再生装置、目標地点検出装置と画像取得
   指令装置より構成される地球局に伝送し、まず画像デー
   タ受信装置と画像再生装置で、一定時間をおいて取得さ
   れた同一地点の広域型合成開口レーダの画像を再生し、
   ノイズ除去後、目標地点検出装置で異なつた軌道上の人
   工衛星から撮影された画像データの比較が可能となるよ
   う、画像取得時の各々の人工衛星の位置、姿勢情報を利
   用し、両画像が位置的に正確に重なりあうよう適切な画
   像変換を施した後、両画像間の差を取り、地球表面上の
   変化部分あるいは移動体を自動的に見いだし、画像取得
   指令装置及びコマンド装置を経由して、高分解能合成開
   口レーダを搭載した人工衛星のビーム方向制御装置に自
   動的に指令することによつて高分解能合成開口レーダの
   アンテナビームを目標位置を通過する方向に向け、広域
   型合成開口レーダの部分領域を高分解能合成開口レーダ
   で拡大した画像の取得をすることを特徴とする地球観測
   装置。