JPH0693017B2 - パツシブレンジングシステム - Google Patents
パツシブレンジングシステムInfo
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- JPH0693017B2 JPH0693017B2 JP11889287A JP11889287A JPH0693017B2 JP H0693017 B2 JPH0693017 B2 JP H0693017B2 JP 11889287 A JP11889287 A JP 11889287A JP 11889287 A JP11889287 A JP 11889287A JP H0693017 B2 JPH0693017 B2 JP H0693017B2
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- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 18
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- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、海水中などを移動する目標から放射される雑
音を、複数の受波器で受信し、該受波器における前記放
射雑音の到達時間差を推定することにより、該移動目標
の位置を推定するパッシブレンジングシステムに関す
る。
音を、複数の受波器で受信し、該受波器における前記放
射雑音の到達時間差を推定することにより、該移動目標
の位置を推定するパッシブレンジングシステムに関す
る。
（従来の技術） 従来、この種のシステムは、 文献１「A.H.Quazi:“Effects of Signal and Noise Sp
ectral Slopes on Time Delay Estimation in Passive
Localization",U.S.Govemment Work NUSC.」及び、 文献２「G.C.Carter,“Passive Ranging Errors due to
Receiving Hydrophone Position",J.Acoust Soc.Am.Vo
l.62,No.d,1979.」 に開示されたものがあり、受波器個数Ｎ＝３の最っとも
単純な場合について第３図〜第５図に示す。
ectral Slopes on Time Delay Estimation in Passive
Localization",U.S.Govemment Work NUSC.」及び、 文献２「G.C.Carter,“Passive Ranging Errors due to
Receiving Hydrophone Position",J.Acoust Soc.Am.Vo
l.62,No.d,1979.」 に開示されたものがあり、受波器個数Ｎ＝３の最っとも
単純な場合について第３図〜第５図に示す。
第３図において、受波器11,12,13で受信された前記移動
目標の放射雑音は、増幅器21,22,23で適正なレベルまで
増幅された後、帯域制限フィルタ31,32,33により適正な
受信帯域に制限された信号S1（ｔ）,S2（ｔ）,S3（ｔ）
間の相互相関関数が相互相関器41,42で算出される。第
１図に示す例では、相互相関器41によってS1（ｔ）とS2
（ｔ）の相互相関関数Ｒ1,2（τｍ）を、相互相関器42
によって、S3（ｔ）とS2（ｔ）の相互相関関数Ｒ
3,2（τｍ）を求めている。ここで、τｍは時間差領域
τをきざみ幅Δτで離散化した離散時間差であることを
示す。
目標の放射雑音は、増幅器21,22,23で適正なレベルまで
増幅された後、帯域制限フィルタ31,32,33により適正な
受信帯域に制限された信号S1（ｔ）,S2（ｔ）,S3（ｔ）
間の相互相関関数が相互相関器41,42で算出される。第
１図に示す例では、相互相関器41によってS1（ｔ）とS2
（ｔ）の相互相関関数Ｒ1,2（τｍ）を、相互相関器42
によって、S3（ｔ）とS2（ｔ）の相互相関関数Ｒ
3,2（τｍ）を求めている。ここで、τｍは時間差領域
τをきざみ幅Δτで離散化した離散時間差であることを
示す。
第１の最大点検出器51,52は、前記相互相関関数Ｒ
1,2（τｍ）、Ｒ3,2（τｍ）の領域τｍにおける最大点
を求め、該最大点を として出力する。補間器61,62は該第１の最大点検出器5
1,52の出力 の近傍における相互相関関数Ｒ1,2（τ）及びＲ
3,2（τ）を、前記離散時間差領域における相互相関関
数Ｒ1,2（τｍ）及びＲ3,2（τｍ）から補間操作によっ
て算出する。
1,2（τｍ）、Ｒ3,2（τｍ）の領域τｍにおける最大点
を求め、該最大点を として出力する。補間器61,62は該第１の最大点検出器5
1,52の出力 の近傍における相互相関関数Ｒ1,2（τ）及びＲ
3,2（τ）を、前記離散時間差領域における相互相関関
数Ｒ1,2（τｍ）及びＲ3,2（τｍ）から補間操作によっ
て算出する。
第２の最大点検出器71,72は、該相互相関関数Ｒ
1,2（τ）及びＲ3,2（τ）の領域τにおける最大点を求
め、該最大点を として出力する。目標位置算出器８は例えば文献２に示
すような計算式の原理に基づき、 前記受波器11,12,13間の配列間隔及び信号の伝搬速度を
用いて、前記移動目標位置座標 を算出し、出力端子９に出力する。
1,2（τ）及びＲ3,2（τ）の領域τにおける最大点を求
め、該最大点を として出力する。目標位置算出器８は例えば文献２に示
すような計算式の原理に基づき、 前記受波器11,12,13間の配列間隔及び信号の伝搬速度を
用いて、前記移動目標位置座標 を算出し、出力端子９に出力する。
第４図は、第３図における相互相関器41の第１の詳細な
実現例を示し、101,102は各々入力端子、11は固定遅延
器、12は可変遅延器、13は掛算器、14は積分器、15は出
力端子である。
実現例を示し、101,102は各々入力端子、11は固定遅延
器、12は可変遅延器、13は掛算器、14は積分器、15は出
力端子である。
相互相関器として第３図の41を想定すると、入力端子10
1,102には各々前記帯域制限された信号S1（ｔ）とS
2（ｔ）が入力される。固定遅延器11は入力端子101から
入力される信号S2（ｔ）に固定時間遅延量τ０を与え、
可変遅延器12は入力端子102から入力される信号S
1（ｔ）に可変時間遅延量τ０＋τｍを与える。該遅延
を受けた信号S1（ｔ−τ０−τｍ）とS2（ｔ−τ０）は
掛算器13で積がとられ、積分器14で積分された後、相互
相関関数Ｒ1,2（τｍ）が前記相互相関器41の出力とし
て、出力端子15に出力される。
1,102には各々前記帯域制限された信号S1（ｔ）とS
2（ｔ）が入力される。固定遅延器11は入力端子101から
入力される信号S2（ｔ）に固定時間遅延量τ０を与え、
可変遅延器12は入力端子102から入力される信号S
1（ｔ）に可変時間遅延量τ０＋τｍを与える。該遅延
を受けた信号S1（ｔ−τ０−τｍ）とS2（ｔ−τ０）は
掛算器13で積がとられ、積分器14で積分された後、相互
相関関数Ｒ1,2（τｍ）が前記相互相関器41の出力とし
て、出力端子15に出力される。
第５図は、第３図における相互相関器41の第２の詳細な
実現例を示し、161,162は各AD変換器（ADC）、171,172
は各ディジタルフーリエ変換器（DFT）、18は掛算器、1
9は逆ディジタルフーリエ変換器（IDFT）、20は累加器
である。AD変換器161,162は、帯域制限された信号S
1（ｔ）,S2（ｔ）を時間間隔Tsでサンプリングし、ディ
ジタル信号S1（tk）,S2（tk）に変換する。ディジタル
フーリエ変換器171は該ディジタル信号のＫ個の時系列
信号S1（tk）:k＝1,…,Kのディジタルフーリエ変換値X1
（ｋ）:k＝1,…,Kを算出し、ディジタルフーリエ変換
器172は、S2（tk）:k＝1,…Ｋのディジタルフーリエ変
換値X2（ｋ）:k＝1,…,Kを算出する。
実現例を示し、161,162は各AD変換器（ADC）、171,172
は各ディジタルフーリエ変換器（DFT）、18は掛算器、1
9は逆ディジタルフーリエ変換器（IDFT）、20は累加器
である。AD変換器161,162は、帯域制限された信号S
1（ｔ）,S2（ｔ）を時間間隔Tsでサンプリングし、ディ
ジタル信号S1（tk）,S2（tk）に変換する。ディジタル
フーリエ変換器171は該ディジタル信号のＫ個の時系列
信号S1（tk）:k＝1,…,Kのディジタルフーリエ変換値X1
（ｋ）:k＝1,…,Kを算出し、ディジタルフーリエ変換
器172は、S2（tk）:k＝1,…Ｋのディジタルフーリエ変
換値X2（ｋ）:k＝1,…,Kを算出する。
掛算器18は、該フーリエ変換値X1（ｋ）とX2（ｋ）
の積 を算出し、逆ディジタルフーリエ変換器19は、該信号Ｙ
（ｋ）:k＝1,…,Kの逆ディジタルフーリエ変換値を求
め、更に累加器20で平均操作を行った後相互相関関数Ｒ
1,2（τｍ）として、出力端子15に出力する。
の積 を算出し、逆ディジタルフーリエ変換器19は、該信号Ｙ
（ｋ）:k＝1,…,Kの逆ディジタルフーリエ変換値を求
め、更に累加器20で平均操作を行った後相互相関関数Ｒ
1,2（τｍ）として、出力端子15に出力する。
（発明が解決しようとする問題点） 第３図〜第５図に示す方法では、第３図の補間器61,62
において補間操作により、相互相関関数の真の最大点を
推定するためには、相互相関器41,42で算出される相互
相関関数Ｒ1,2（τｍ）,R3,2（τｍ）のτｍのきざみ幅
Δτは補間定理が成り立つように選ばなければならない
という制約があるので、帯域制限フィルタの中心周波数
をｃ、帯域幅をＷとすると のように選ぶ必要がある。したがって、 移動目標の位置又は方位に関する事前情報が無く、 前記受波器の配列間隔が長く、該受波器信号間の到達
時間差の最大値が大きな場合、 前記相互相関関器41,42で算出する必要のある相互相関
関数の点数が増大し、必要とする処理量が増大するとい
う欠点があった。
において補間操作により、相互相関関数の真の最大点を
推定するためには、相互相関器41,42で算出される相互
相関関数Ｒ1,2（τｍ）,R3,2（τｍ）のτｍのきざみ幅
Δτは補間定理が成り立つように選ばなければならない
という制約があるので、帯域制限フィルタの中心周波数
をｃ、帯域幅をＷとすると のように選ぶ必要がある。したがって、 移動目標の位置又は方位に関する事前情報が無く、 前記受波器の配列間隔が長く、該受波器信号間の到達
時間差の最大値が大きな場合、 前記相互相関関器41,42で算出する必要のある相互相関
関数の点数が増大し、必要とする処理量が増大するとい
う欠点があった。
以上の問題点をより詳細に説明する。第６図は受波器個
数ＮがＮ＝３の場合の受波器配列間隔ｄ1,2,d3,2と目標
からの放射雑音の到達時間差τ1,2，τ3,2との関係を示
す図であり、20は移動目標を示し、X,Yは原点を受波器1
2に置き、Ｙ軸が受波器11を通るように選んだ直交座標
系、θｙはＹ軸に関する目標20の方向余弦角、ｒは受波
器12からの目標20の距離である。第６図より、距離ｒが
受波器配列間隔ｄ1,2より充分大きいとき、信号の伝搬
速度をＣとすると であり、したがって移動目標20の位置又は方向に関する
事前情報が無い場合にはτ1,2が の間のいずれかに存在するとして相互相関関数を算出す
ることが必要となる。同様のことはτ3,2に関しても言
えるので、移動目標20の位置又は方向に関する事件情報
が無い場合は、前記相互相関器41,42で算出する必要の
ある点数は各々次のようになる。
数ＮがＮ＝３の場合の受波器配列間隔ｄ1,2,d3,2と目標
からの放射雑音の到達時間差τ1,2，τ3,2との関係を示
す図であり、20は移動目標を示し、X,Yは原点を受波器1
2に置き、Ｙ軸が受波器11を通るように選んだ直交座標
系、θｙはＹ軸に関する目標20の方向余弦角、ｒは受波
器12からの目標20の距離である。第６図より、距離ｒが
受波器配列間隔ｄ1,2より充分大きいとき、信号の伝搬
速度をＣとすると であり、したがって移動目標20の位置又は方向に関する
事前情報が無い場合にはτ1,2が の間のいずれかに存在するとして相互相関関数を算出す
ることが必要となる。同様のことはτ3,2に関しても言
えるので、移動目標20の位置又は方向に関する事件情報
が無い場合は、前記相互相関器41,42で算出する必要の
ある点数は各々次のようになる。
ただし、λminは受信周波数帯における最大周波数 の波長を示す。
したがって、ｄ1,2及びｄ3,2が波長λminと比べ大きい
とき、M1とM2が大きくなり、必要とする処理量が増大す
る。例えばｃ＝5.5kHz、Ｗ＝10kHz、Ｃ＝1500m/秒
（海水中の音速）、ｄ1,2＝ｄ3,2＝2,000mとすると、 のオーダとなる。
とき、M1とM2が大きくなり、必要とする処理量が増大す
る。例えばｃ＝5.5kHz、Ｗ＝10kHz、Ｃ＝1500m/秒
（海水中の音速）、ｄ1,2＝ｄ3,2＝2,000mとすると、 のオーダとなる。
一方、前記文献で示されているように、パッシブレンジ
ングにおける目標20の位置の推定精度は、前記ｃ及び
Ｗが大きい程、受波器配列間隔ｄ1,2,d3,2が大きい程、
すなわち が大きい程高くなる。したがって、パッシブレンジング
において高い精度を得ようとすればする程前記計算点数
の増大が大きな問題となる。
ングにおける目標20の位置の推定精度は、前記ｃ及び
Ｗが大きい程、受波器配列間隔ｄ1,2,d3,2が大きい程、
すなわち が大きい程高くなる。したがって、パッシブレンジング
において高い精度を得ようとすればする程前記計算点数
の増大が大きな問題となる。
従ってこの発明は、以上述べた、 移動目標の位置又は方向に関する事前情報がなく、
全方向に目標が存在すると仮定する必要があり、 かつ、受波器配列の間隔が、受信帯域の最大周波数
maxの波長λminより大きな場合 に問題となる相互相関器における必要計算点数の増大の
問題を除去し、受信帯域幅が増大しかつ受波器配列の間
隔が増大しても、位置推定精度を低減することなく、前
記計算点数の増大を少なくできるパッシブレンジング方
式を提供することを目的とする。
全方向に目標が存在すると仮定する必要があり、 かつ、受波器配列の間隔が、受信帯域の最大周波数
maxの波長λminより大きな場合 に問題となる相互相関器における必要計算点数の増大の
問題を除去し、受信帯域幅が増大しかつ受波器配列の間
隔が増大しても、位置推定精度を低減することなく、前
記計算点数の増大を少なくできるパッシブレンジング方
式を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段） この発明は、従来のパッシブレンジングシステムと同様
に、移動目標から放射される雑音を受信する複数の受波
器（１）と、各受波器に対応して設けられ且つfcなる中
心周波数とＷなる帯域を有するものであって受波器によ
る受信信号を帯域制限する第１フィルタ手段（21）と、
２つの当該第１フィルタ手段の出力を入力として帯域制
限された２つの受信信号の間の相互相関関数Ｒi,j（τ
ｍ）を時間差の所定のきざみ幅毎に算出する第１相互相
関手段の複数（23）と、各第１相互相関手段の出力に基
づいて最大の相互相関関数を与える時間差を検出し第１
最大点として出力する第１検出手段（25）と、各第１検
出手段で検出された第１最大点の近傍における相互相関
関数Ｒi,j（τ）を補間操作によって検出する第１補間
手段（27）と、各第１補間手段の出力に基づいて最大の
相互相関関数を与える時間差を検出し第２最大点として
出力する第２検出手段（29）と、複数のこれら第２最大
点第２検出手段から出力された第２最大点に基づいて目
標位置の推定値を算出する目標位置算出手段（８）を有
するものである。
に、移動目標から放射される雑音を受信する複数の受波
器（１）と、各受波器に対応して設けられ且つfcなる中
心周波数とＷなる帯域を有するものであって受波器によ
る受信信号を帯域制限する第１フィルタ手段（21）と、
２つの当該第１フィルタ手段の出力を入力として帯域制
限された２つの受信信号の間の相互相関関数Ｒi,j（τ
ｍ）を時間差の所定のきざみ幅毎に算出する第１相互相
関手段の複数（23）と、各第１相互相関手段の出力に基
づいて最大の相互相関関数を与える時間差を検出し第１
最大点として出力する第１検出手段（25）と、各第１検
出手段で検出された第１最大点の近傍における相互相関
関数Ｒi,j（τ）を補間操作によって検出する第１補間
手段（27）と、各第１補間手段の出力に基づいて最大の
相互相関関数を与える時間差を検出し第２最大点として
出力する第２検出手段（29）と、複数のこれら第２最大
点第２検出手段から出力された第２最大点に基づいて目
標位置の推定値を算出する目標位置算出手段（８）を有
するものである。
そして、この発明は、前述の構成に加え、各受波器に対
応して設けられ且つfc′なる中心周波数とＷ′なる帯域
を有するものであって受波器による受信信号を帯域制限
する第２フィルタ手段（22）と、各第１相互相関手段に
対応したものであって対応する当該第１相互相関１手段
（23）へ第２最大点なる制御情報を出力する制御手段
（24、26、28、30）とを、設けたものである。
応して設けられ且つfc′なる中心周波数とＷ′なる帯域
を有するものであって受波器による受信信号を帯域制限
する第２フィルタ手段（22）と、各第１相互相関手段に
対応したものであって対応する当該第１相互相関１手段
（23）へ第２最大点なる制御情報を出力する制御手段
（24、26、28、30）とを、設けたものである。
また、この発明の第２フィルタ２手段における中心周波
数と帯域とは、fc′＋Ｗ′/2＜fc＋W/2なる関係を満足
するように設定されているものである。
数と帯域とは、fc′＋Ｗ′/2＜fc＋W/2なる関係を満足
するように設定されているものである。
また、この発明の各制御手段は、２つの第２フィルタ２
手段の出力を入力として帯域制限された２つの受信信号
の間の相互相関関数Ｒ′i,j（τｍ′）を前記きざみ幅
よりも大でしかも補間定理を満足するきざみ幅毎に算出
する第２相互相関手段（24）と、各第２相互相関手段の
出力に基づいて最大の相互相関関数を与える時間差を検
出し第１最大点として出力する第３検出手段（26）と、
第３検出手段で検出された第１最大点の近傍における相
互相関関数Ｒ′i,j（τ）を補間操作によって検出する
第２補間手段（28）と、第２補間手段の出力に基づいて
最大の相互相関関数を与える を検出し第２最大点として出力する第４検出手段（30）
とを有するものである。
手段の出力を入力として帯域制限された２つの受信信号
の間の相互相関関数Ｒ′i,j（τｍ′）を前記きざみ幅
よりも大でしかも補間定理を満足するきざみ幅毎に算出
する第２相互相関手段（24）と、各第２相互相関手段の
出力に基づいて最大の相互相関関数を与える時間差を検
出し第１最大点として出力する第３検出手段（26）と、
第３検出手段で検出された第１最大点の近傍における相
互相関関数Ｒ′i,j（τ）を補間操作によって検出する
第２補間手段（28）と、第２補間手段の出力に基づいて
最大の相互相関関数を与える を検出し第２最大点として出力する第４検出手段（30）
とを有するものである。
更にまた、この発明の第１相互相関相関手段は、その相
互相関関数Ｒi,j（τｍ）を算出する時間差範囲を、制
御手段から制御情報として与えられる第２最大点の近傍
に制限するようにされているものである。
互相関関数Ｒi,j（τｍ）を算出する時間差範囲を、制
御手段から制御情報として与えられる第２最大点の近傍
に制限するようにされているものである。
（作用） 前記相互相関関数▲Ｒ′ i,j▼（▲τ′ ｍ▼）のτ
領域のきざみ幅を と選ぶことにより、▲Ｒ′ i,j▼（▲τ′ ｍ▼）の計算
点数を減すとともに、 前記相互相関関数Ｒi,j（τｍ）のτ領域の計算範
囲を の近傍に限定することによりＲi,j（τｍ）の計算点数
を減す ことにより、相互相関関数の総合的な計算点数を減すこ
とができる。
領域のきざみ幅を と選ぶことにより、▲Ｒ′ i,j▼（▲τ′ ｍ▼）の計算
点数を減すとともに、 前記相互相関関数Ｒi,j（τｍ）のτ領域の計算範
囲を の近傍に限定することによりＲi,j（τｍ）の計算点数
を減す ことにより、相互相関関数の総合的な計算点数を減すこ
とができる。
（実施例） 第１図は、本発明の実施例を示す機能ブロック図であ
り、211,212,213は各帯域制限フィルタＢ、221,222,223
は各帯域制限フィルタＡ、231,232は各相互相関器Ｂ、2
41,242は各相互相関器Ａ、251,252は各第１の最大点検
出器Ｂ、261,262は各第１の最大点検出器Ａ、271,272は
各補間器Ｂ、281,282は各補間器Ａ、291,292は各第２の
最大点検出器Ｂ、301,302は各第２の最大検出器Ａであ
る。
り、211,212,213は各帯域制限フィルタＢ、221,222,223
は各帯域制限フィルタＡ、231,232は各相互相関器Ｂ、2
41,242は各相互相関器Ａ、251,252は各第１の最大点検
出器Ｂ、261,262は各第１の最大点検出器Ａ、271,272は
各補間器Ｂ、281,282は各補間器Ａ、291,292は各第２の
最大点検出器Ｂ、301,302は各第２の最大検出器Ａであ
る。
この実施例の帯域制限フィルタB211,212,213と帯域制限
フィルタA221,222,223は第２図に示すように、▲′ ｃ
▼＋Ｗ′/2＜ｃ＋W/2のように選ぶ。すなわち、帯域
制限フィルタA221,222,223は第１の受信帯域の帯域幅′
の信号▲Ｓ′ １▼（ｔ），▲Ｓ′ ２▼（ｔ），▲Ｓ′ ３
▼（ｔ）を出力し、帯域制限フィルタB211,212,213は第
２の受信帯域幅Ｗの信号S1（ｔ）,S2（ｔ）,S3（ｔ）を
出力する。
フィルタA221,222,223は第２図に示すように、▲′ ｃ
▼＋Ｗ′/2＜ｃ＋W/2のように選ぶ。すなわち、帯域
制限フィルタA221,222,223は第１の受信帯域の帯域幅′
の信号▲Ｓ′ １▼（ｔ），▲Ｓ′ ２▼（ｔ），▲Ｓ′ ３
▼（ｔ）を出力し、帯域制限フィルタB211,212,213は第
２の受信帯域幅Ｗの信号S1（ｔ）,S2（ｔ）,S3（ｔ）を
出力する。
相互相関器A241,242は前記第１の受信帯域の信号▲Ｓ′
１▼（ｔ）と▲Ｓ′ ２▼（ｔ）及び▲Ｓ′ ３▼（ｔ）と
▲Ｓ′ ２▼（ｔ）に対する相互相関器であり、前記相互
相関関数▲Ｒ′ 1,2▼（▲τ′ ｍ▼）及び▲Ｒ′ 3,2▼
（▲τ′ ｍ▼）を算出する。補相器281,282の補間操作
において補間定理が成り立つようにするため、▲τ′ ｍ
▼のきざみ幅Δτ′は を満すように選び、▲τ′ ｍ▼は のすべての範囲をおおうように選ぶ。したがって、相互
相関関数の計算点数▲Ｍ′ １▼及び▲Ｍ′ ２▼は各々お
よそ次のように与えられる。
１▼（ｔ）と▲Ｓ′ ２▼（ｔ）及び▲Ｓ′ ３▼（ｔ）と
▲Ｓ′ ２▼（ｔ）に対する相互相関器であり、前記相互
相関関数▲Ｒ′ 1,2▼（▲τ′ ｍ▼）及び▲Ｒ′ 3,2▼
（▲τ′ ｍ▼）を算出する。補相器281,282の補間操作
において補間定理が成り立つようにするため、▲τ′ ｍ
▼のきざみ幅Δτ′は を満すように選び、▲τ′ ｍ▼は のすべての範囲をおおうように選ぶ。したがって、相互
相関関数の計算点数▲Ｍ′ １▼及び▲Ｍ′ ２▼は各々お
よそ次のように与えられる。
ただし、▲λ′ min▼は第１の受信帯域の最大周波数▲
′ max▼の波長C/▲′ max▼を示す。
′ max▼の波長C/▲′ max▼を示す。
第１の最大点検出器A261,262は、前記第３図の第１の最
大点検出器51,52と同様、前記▲Ｒ′ 1,2▼（▲τ
′ ｍ▼）及び▲Ｒ′ 3,2▼（▲τ′ ｍ▼）が最大値をと
る▲τ′ ｍ▼の値、 を求め、補間器281,282は、前記第１図の補間器61,62と
同様、前記 の近傍において▲Ｒ′ 1,2▼（▲τ′ ｍ▼）及び▲Ｒ′
3,2▼（▲τ′ ｍ▼）の補関値▲Ｒ′ 1,2▼（τ）及び▲
Ｒ′ 3,2▼（τ）を算出し、第２の最大検出器A301,302
は、前記第３図の第２の最大点検出器71,72と同様、前
記Ｒ1,2（τ）及びＲ3,2（τ）が最大値をとるτの値 を求める。
大点検出器51,52と同様、前記▲Ｒ′ 1,2▼（▲τ
′ ｍ▼）及び▲Ｒ′ 3,2▼（▲τ′ ｍ▼）が最大値をと
る▲τ′ ｍ▼の値、 を求め、補間器281,282は、前記第１図の補間器61,62と
同様、前記 の近傍において▲Ｒ′ 1,2▼（▲τ′ ｍ▼）及び▲Ｒ′
3,2▼（▲τ′ ｍ▼）の補関値▲Ｒ′ 1,2▼（τ）及び▲
Ｒ′ 3,2▼（τ）を算出し、第２の最大検出器A301,302
は、前記第３図の第２の最大点検出器71,72と同様、前
記Ｒ1,2（τ）及びＲ3,2（τ）が最大値をとるτの値 を求める。
相互相関器B231,232は、該到達時間差 を中心とした遅延時間幅Ｔの範囲で相互相関関数Ｒ1,2
（τｍ）及びＲ3,2（τｍ）を算出する。すなわち、該
相互相関関数の算出点数M1,M2はおよそ となる。該時間幅Ｔは、少なくとも の推定誤差 に補間計算に用いる補間関数の次数を加えた以上の大き
さに選ぶ必要がある。
（τｍ）及びＲ3,2（τｍ）を算出する。すなわち、該
相互相関関数の算出点数M1,M2はおよそ となる。該時間幅Ｔは、少なくとも の推定誤差 に補間計算に用いる補間関数の次数を加えた以上の大き
さに選ぶ必要がある。
第１の最大点検出器B251,252は、前記Ｒ1,2（τｍ）及
びＲ3,2（τｍ）が最大値をとるτｍ値、 を求め、補間器271,272は、該 の近傍においてＲ1,2（τｍ）及びＲ3,2（τｍ）の補間
値Ｒ1,2（τ）及びＲ3,2（τ）を算出し、第２の最大点
検出器291,292は、該Ｒ1,2（τ）及びＲ3,2（τ）が最
大値をとるτ値、 を求め、該推定値を前記目標位置の算出器８に算出し、
第３図と同様移動目標20の位置座標の を求め出力端子９に出力する。
びＲ3,2（τｍ）が最大値をとるτｍ値、 を求め、補間器271,272は、該 の近傍においてＲ1,2（τｍ）及びＲ3,2（τｍ）の補間
値Ｒ1,2（τ）及びＲ3,2（τ）を算出し、第２の最大点
検出器291,292は、該Ｒ1,2（τ）及びＲ3,2（τ）が最
大値をとるτ値、 を求め、該推定値を前記目標位置の算出器８に算出し、
第３図と同様移動目標20の位置座標の を求め出力端子９に出力する。
本実施例によれば、例えば、ｃ＝5.5kHz、Ｗ＝10kH
z、ｄ1,2＝ｄ2,3＝2,000m、Ｃ＝1,500m/秒の場合、▲
′ ｃ▼＝1kHz、Ｗ′＝1kHzに選ぶと、 のオーダとなる。また、Ｔ＝10×Δτ′のオーダに選ぶ
と前記相互相関器231,234の計算点数M1,M2は、本例の場
合ΔτΔτ′/10であるから M1＝M2100 （10） のオーダとなる。
z、ｄ1,2＝ｄ2,3＝2,000m、Ｃ＝1,500m/秒の場合、▲
′ ｃ▼＝1kHz、Ｗ′＝1kHzに選ぶと、 のオーダとなる。また、Ｔ＝10×Δτ′のオーダに選ぶ
と前記相互相関器231,234の計算点数M1,M2は、本例の場
合ΔτΔτ′/10であるから M1＝M2100 （10） のオーダとなる。
従って、相互相関関数の総合的な計算点数はおよそ1.6
×104以上のオーダとなり、従来の方法による計算点数
のオーダは、前記式（３）から、10×104のオーダとな
り、従って本実施例によって約６分の１の計算点数でよ
いことになる。
×104以上のオーダとなり、従来の方法による計算点数
のオーダは、前記式（３）から、10×104のオーダとな
り、従って本実施例によって約６分の１の計算点数でよ
いことになる。
（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明によれば、受信帯
域を中心周波数が▲′ ｃ▼で帯域幅がＷ′の第１の受
信帯域と、中心周波数がｃで帯域幅がＷの第２の受信
帯域とに分割し、▲′ max▼＝▲′ ｃ▼＋Ｗ′/2を
max＝ｃ＋W/2より小さく選ぶことにより、まず第１
の受信帯域の信号を用いて相互相関関数を算出して、放
射雑音の到達時間差の疎い推定値 の近傍においてのみ第２の受信帯域の信号を用いて相互
相関関数を算出して、細かい推定値 を求めるようにしたので、移動目標の位置又は方向の事
前情報が無くとも、位置推定精度を落すことなく、大幅
に計算量を減すことができるという利点を有する。
域を中心周波数が▲′ ｃ▼で帯域幅がＷ′の第１の受
信帯域と、中心周波数がｃで帯域幅がＷの第２の受信
帯域とに分割し、▲′ max▼＝▲′ ｃ▼＋Ｗ′/2を
max＝ｃ＋W/2より小さく選ぶことにより、まず第１
の受信帯域の信号を用いて相互相関関数を算出して、放
射雑音の到達時間差の疎い推定値 の近傍においてのみ第２の受信帯域の信号を用いて相互
相関関数を算出して、細かい推定値 を求めるようにしたので、移動目標の位置又は方向の事
前情報が無くとも、位置推定精度を落すことなく、大幅
に計算量を減すことができるという利点を有する。
前記の説明で示したように、本発明は受波器配列の間隔
ｄと受信周波数帯における最大周波数maxの波長λmin
の比d/λminが大きい程、すなわち、高精度なパッシブ
レンジングを実現する必要のある場合程有効であり、例
えば、ｃ＝5.5kHz、Ｗ＝10kHz、ｄ＝2,000の場合、▲
′ ｃ▼＝1kHz、Ｗ′＝1kHzに選んだとすると計算量は
約６分の１以上に減すことができる。
ｄと受信周波数帯における最大周波数maxの波長λmin
の比d/λminが大きい程、すなわち、高精度なパッシブ
レンジングを実現する必要のある場合程有効であり、例
えば、ｃ＝5.5kHz、Ｗ＝10kHz、ｄ＝2,000の場合、▲
′ ｃ▼＝1kHz、Ｗ′＝1kHzに選んだとすると計算量は
約６分の１以上に減すことができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例を示す機能ブロック図、第２図
は第１図における帯域制限フィルタA,Bの特性説明図、
第３図〜第５図は従来技術の説明図、第６図は解決すべ
き問題点の説明図である。 211,212,213は各帯域制限フィルタＢ、221,222,223は各
帯域制限フィルタＡ、231,232は各相互相関器Ｂ、241,2
42は各相互相関器Ａ、251,252は各第１の最大点検出器
Ｂ、261,262は各第１の最大点検出器Ａ、271,272は各補
間器Ｂ、281,282は各補間器Ａ、291,292は各第２の最大
点検出器Ｂ、301,302は各第２の最大点検出器Ａであ
る。 S1（ｔ）,S2（ｔ）,S3（ｔ）……帯域制限フィルタＢで
帯域制限された受信信号、 ▲Ｓ′ １▼（ｔ），▲Ｓ′ ２▼（ｔ），▲Ｓ′ ３▼
（ｔ）……帯域制限フィルタＡで帯域制限された受信信
号、 τ，τm,▲τ′ ｍ▼……時間差、 Ｒ1,2（τｍ）,R3,2（τｍ），▲Ｒ′ 1,2▼（▲τ′ ｍ
▼），▲Ｒ′ 3,2▼（▲τ′ ｍ▼）……相互相関関数、 ……相互相関関数が最大値をとるτm,▲τ′ ｍ▼の値、 Ｒ1,2（τ）,R3,2（τ），▲Ｒ′ 1,2▼（τ），▲Ｒ′
3,2▼（τ）……最大値近傍における補間値、 ……補間値が最大値をとるτの値。
は第１図における帯域制限フィルタA,Bの特性説明図、
第３図〜第５図は従来技術の説明図、第６図は解決すべ
き問題点の説明図である。 211,212,213は各帯域制限フィルタＢ、221,222,223は各
帯域制限フィルタＡ、231,232は各相互相関器Ｂ、241,2
42は各相互相関器Ａ、251,252は各第１の最大点検出器
Ｂ、261,262は各第１の最大点検出器Ａ、271,272は各補
間器Ｂ、281,282は各補間器Ａ、291,292は各第２の最大
点検出器Ｂ、301,302は各第２の最大点検出器Ａであ
る。 S1（ｔ）,S2（ｔ）,S3（ｔ）……帯域制限フィルタＢで
帯域制限された受信信号、 ▲Ｓ′ １▼（ｔ），▲Ｓ′ ２▼（ｔ），▲Ｓ′ ３▼
（ｔ）……帯域制限フィルタＡで帯域制限された受信信
号、 τ，τm,▲τ′ ｍ▼……時間差、 Ｒ1,2（τｍ）,R3,2（τｍ），▲Ｒ′ 1,2▼（▲τ′ ｍ
▼），▲Ｒ′ 3,2▼（▲τ′ ｍ▼）……相互相関関数、 ……相互相関関数が最大値をとるτm,▲τ′ ｍ▼の値、 Ｒ1,2（τ）,R3,2（τ），▲Ｒ′ 1,2▼（τ），▲Ｒ′
3,2▼（τ）……最大値近傍における補間値、 ……補間値が最大値をとるτの値。
Claims (1)
- 【請求項１】移動目標から放射される雑音を受信する複
数の受波器と、 各受波器に対応して設けられ、且つfcなる中心周波数と
Ｗなる帯域を有するものであって、前記受波器による受
信信号を帯域制限する第１フィルタ手段と、 ２つの当該第１フィルタ手段の出力を入力として、２つ
の受信信号の間の相互相関関数を、時間差の所定のきざ
み幅毎に算出する第１相互相関手段の複数と、 各第１相互相関手段の出力に基づいて最大の相互相関関
数を与える時間差を検出し第１最大点として出力する第
１検出手段と、 各第１検出手段で検出された第１最大点の近傍における
相互相関関数を、補間操作によって検出する第１補間手
段と、 各第１補間手段の出力に基づいて最大の相互相関関数を
与える時間差を検出し第２最大点として出力する第２検
出手段と、 複数のこれら第２検出手段から出力された第２最大点に
基づいて目標位置の推定値を算出する目標位置算出手段
とを、 有するパツシブレンジングシステムにおいて、 fc′＋Ｗ′/2＜fc＋W/2なる関係を満足する、fc′なる
中心周波数とＷ′なる帯域を有するものであって、前記
受波器による受信信号を帯域制限する第２フィルタ手段
と、対応する前記第１相互相関１手段へ第２最大点なる
制御情報を出力する制御手段とを設け、且つ 当該各制御手段は、 ２つの前記第２フィルタ２手段の出力を入力として２つ
の受信信号の間の相互相関関数を前記きざみ幅よりも大
でしかも補間定理を満足するきざみ幅毎に算出する第２
相互相関手段と、 各第２相互相関手段の出力に基づいて最大の相互相関関
数を与える時間差を検出し第１最大点として出力する第
３検出手段と、 各第３検出手段で検出された第１最大点の近傍における
相互相関関数を補間操作によって検出する第２補間手段
と、 当該第２補間手段の出力に基づいて最大の相互相関関数
を与える時間差を検出し第２最大点として出力するする
第４検出手段とを有するものであり、且つ、 前記第１相互相関相関手段は、その相互相関関数を算出
する時間差範囲を、制御手段から与えられる第２最大点
の近傍に制限するようにされているものである、 ことを特徴としたパツシブレンジングシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11889287A JPH0693017B2 (ja) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | パツシブレンジングシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11889287A JPH0693017B2 (ja) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | パツシブレンジングシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63284481A JPS63284481A (ja) | 1988-11-21 |
| JPH0693017B2 true JPH0693017B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=14747734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11889287A Expired - Lifetime JPH0693017B2 (ja) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | パツシブレンジングシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0693017B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05288823A (ja) * | 1992-04-07 | 1993-11-05 | Kansai Tec:Kk | 微小放射電磁波の検出方法及びその放射源の位置検出方法並びにこれらを利用した微小放射電磁波検出装置 |
| AUPN727995A0 (en) * | 1995-12-28 | 1996-01-18 | Unisearch Limited | Acoustic target system |
| JP4815661B2 (ja) * | 2000-08-24 | 2011-11-16 | ソニー株式会社 | 信号処理装置及び信号処理方法 |
| JP3511090B2 (ja) * | 2000-08-30 | 2004-03-29 | 防衛庁技術研究本部長 | 航走体放射雑音からの航跡標定方法及び装置 |
| CN110095766B (zh) * | 2019-05-24 | 2023-03-21 | 西安电子科技大学 | 基于非均匀重采样技术的机动目标相干积累检测方法 |
-
1987
- 1987-05-18 JP JP11889287A patent/JPH0693017B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63284481A (ja) | 1988-11-21 |
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