特許 5788943 飛翔体の誘導装置および誘導方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5788943

(24)【登録日】2015年8月7日

(45)【発行日】2015年10月7日

(54)【発明の名称】飛翔体の誘導装置および誘導方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/88 20060101AFI20150917BHJP

   G01S 13/86 20060101ALI20150917BHJP

   G01S 13/06 20060101ALI20150917BHJP

   F41G 7/22 20060101ALI20150917BHJP

   F42B 15/01 20060101ALI20150917BHJP

【ＦＩ】

   G01S13/88 210

   G01S13/86

   G01S13/06

   F41G7/22

   F42B15/01

【請求項の数】14

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-197388(P2013-197388)

(22)【出願日】2013年9月24日

(65)【公開番号】特開2015-64245(P2015-64245A)

(43)【公開日】2015年4月9日

【審査請求日】2013年9月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】599161890

【氏名又は名称】ＮＥＣネットワーク・センサ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109313

【弁理士】

【氏名又は名称】机 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100124154

【弁理士】

【氏名又は名称】下坂 直樹

(72)【発明者】

【氏名】小林 哲也

(72)【発明者】

【氏名】島津 定生

【審査官】 目黒 大地

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−００６８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０９１３２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３２２０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２９４１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０８９８９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ５／００−５／１４

７／００−７／４２

１３／００−１３／９５

１９／００−１９／５５

Ｆ４１Ｇ７／００−７／３２

Ｆ４２Ｂ１／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

宇宙由来の電波の受信レベルの経時変化に基づいて飛行物体の位置を観測し、飛行物体の観測位置（位置観測手段からの方位角および仰角）を出力する位置観測手段と、
前記飛行物体の位置が非電波センサにより検出できた時に飛行物体の検出位置（飛翔体からの方位角および仰角または飛翔体からの方位角、仰角および距離）を出力する飛翔体と、
前記飛翔体の位置情報（誘導手段からの方位角、仰角および距離）を取得し、該取得した飛翔体の位置情報と前記出力された飛行物体の観測位置（位置観測手段からの方位角および仰角）とに基づいて、前記飛翔体の飛行ルートが前記飛行物体と前記位置観測手段とを結ぶ直線上となるように誘導する誘導手段と、
を備える飛翔体の誘導装置。

【請求項2】

前記位置観測手段は、
宇宙由来の電波を観測し、電波の受信レベルを天空の座標位置ごとに集計した電波レベルマップを一定の周期で出力する電波望遠鏡と、
出力された電波レベルマップを保持すると共に、複数の前記電波レベルマップを集約して基準レベルマップを生成するデータベースと、
最新の電波レベルマップを前記基準レベルマップと比較し、受信レベルが低下している座標を飛行物体の観測位置（電波望遠鏡からの方位角および仰角）として出力する比較手段と、
を備える請求項１記載の飛翔体の誘導装置。

【請求項3】

前記電波望遠鏡は波長が０．０３〜４０ｍである電波を観測する、請求項２記載の飛翔体
の誘導装置。

【請求項4】

前記比較手段は、連続する所定範囲の座標群において受信レベルが低下している場合、該座標群を飛行物体の観測位置（電波望遠鏡からの方位および仰角）として出力する、請求項２または３記載の飛翔体の誘導装置。

【請求項5】

前記非電波センサは赤外線センサであり、前記飛行物体から発せられた赤外線の検出位置（飛翔体からの方位角および仰角）に基づいて前記飛行物体の検出位置を出力する、請求項１乃至４のいずれか１項記載の飛翔体の誘導装置。

【請求項6】

前記非電波センサはレーザー光センサであり、前記飛行物体において反射されたレーザー光の検出位置（飛翔体からの方位角、仰角および距離）に基づいて前記飛行物体の検出位置を出力する、請求項１乃至４のいずれか１項記載の飛翔体の誘導装置。

【請求項7】

前記誘導手段は、前記飛翔体へ電波を照射し、飛翔体において反射された電波に基づいて前記飛翔体の位置情報（レーダーからの方位角、仰角および距離）を取得するレーダーを備える、請求項１乃至６のいずれか１項記載の飛翔体の誘導装置。

【請求項8】

前記飛翔体はＧＰＳセンサをさらに備え、該ＧＰＳセンサによって取得した飛翔体の位置情報（緯度、経度および高度）を出力し、
前記誘導手段は、前記飛翔体から前記飛翔体の位置情報（緯度、経度および高度）を取得する、
請求項１乃至６のいずれか１項記載の飛翔体の誘導装置。

【請求項9】

前記飛翔体は、前記飛行物体から照射された妨害電波を検出する電波逆探知受信センサをさらに備え、前記飛行物体から妨害電波が照射されている場合、該電波逆探知受信センサによって検出した妨害電波の到来方位角および仰角に基づいて飛行物体の検出位置（飛翔体からの方位角および仰角）を取得する、請求項１乃至８のいずれか１項記載の飛翔体の誘導装置。

【請求項10】

前記飛翔体は、該電波逆探知受信センサによって飛行物体の検出位置（飛翔体からの方位角および仰角）を取得した場合、前記誘導手段による誘導を中断して、該取得した飛行物体の検出位置（飛翔体からの方位角および仰角）に基づき飛行物体の方向に自立飛行を開始する、請求項９記載の飛翔体の誘導装置。

【請求項11】

飛行物体の位置が非電波センサにより検出できた時に飛行物体の検出位置（飛翔体からの方位角および仰角あるいは飛翔体からの方位角、仰角および距離）を出力する飛翔体の誘導方法であって、
宇宙由来の電波の受信レベルの経時変化に基づいて飛行物体の位置を観測し、飛行物体の観測位置（観測地点からの方位角および仰角）を出力し、
前記飛翔体の位置情報（取得地点からの方位角、仰角および距離）を取得し、該取得した飛翔体の位置情報と前記出力された飛行物体の観測位置とに基づいて、前記飛翔体の飛行ルートが前記飛行物体と前記位置観測手段とを結ぶ直線上となるように誘導する、
飛翔体の誘導方法。

【請求項12】

宇宙由来の電波を観測し、電波の受信レベルを天空の座標位置ごとに集計した電波レベルマップを一定の周期で出力し、
複数の前記電波レベルマップを集約して基準レベルマップを生成し、
最新の電波レベルマップを前記基準レベルマップと比較し、受信レベルが低下している座標を飛行物体の観測位置（観測地点からの方位角および仰角）として出力する、
請求項１１記載の飛翔体の誘導方法。

【請求項13】

前記飛翔体へ電波を照射し、飛翔体において反射された電波に基づいて前記飛翔体の位置情報（取得地点からの方位角、仰角および距離）を取得し、
前記飛行物体の観測位置と前記飛翔体の位置情報とに基づいて、前記飛翔体を前記飛行物体の方向に誘導する、
請求項１１または１２記載の飛翔体の誘導方法。

【請求項14】

前記飛翔体は、前記飛行物体から照射された妨害電波を検出する電波逆探知受信センサをさらに備え、
前記飛行物体から妨害電波が照射されている場合、
前記取得した飛翔体の位置情報（取得地点からの方位角、仰角および距離）と前記出力された飛行物体の観測位置（観測地点からの方位角および仰角）とに基づく誘導を中断し、前記電波逆探知受信センサによって検出した妨害電波が到来する方位角および仰角に基づいて飛行物体の検出位置（飛翔体からの方位角および仰角）を取得し、該取得した飛行物体の検出位置に基づいて前記飛翔体を飛行物体に向けて自立飛行させる、
請求項１１乃至１３のいずれか１項記載の飛翔体の誘導方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、飛翔体の誘導装置および誘導方法に関し、特に、検出した飛行物体に向けて飛翔体を誘導する誘導装置および誘導方法に関する。

【背景技術】

【0002】

レーダーを用いて飛行物体を検出する方法が種々提案されている。レーダーを用いた検出においては、指向性を有する電波をアンテナから放射し、飛行物体において反射された反射電波をアンテナで受信して観測することによって、飛行物体の方位、仰角および距離を計測する。しかしながら、上述のレーダーを用いた検出では、電波反射率が著しく小さいステルス対応型の飛行物体を検出することは困難である。

【0003】

そこで、特許文献１では、レーダーによる検出に加えて、赤外線シーカを用いて飛行物体から発せられる赤外線を検出し、レーダーによる検出結果と赤外線の検出結果とに基づいて飛行物体の位置情報を取得することが提案されている。また、発明者らは、特許文献２、３において、飛行物体から反射された電波を観測する代わりに、宇宙から放射された電波の受信分布の時間変化を観測することによって、飛行物体を検出することを提案した。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開平５−８２９１号公報

【特許文献2】特開２０１０−０８５３２９号公報

【特許文献3】特開２０１０−０９１３２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の技術において、赤外線シーカの検出範囲が広くないこと、赤外線シーカの検出可能距離が短いことから、赤外線シーカを用いて飛行物体から発せられた赤外線を検出するには、飛行物体のおおまかな存在範囲を予め推定しておく必要がある。しかしながら、上述のように、ステルス対応型の飛行物体をレーダーによって検出することは困難であることから、赤外線シーカを有効に用いることができない。

【0006】

一方、特許文献２、３の技術において、電波の受信分布の時間変化に基づいて飛行物体を検出する場合、飛行物体の方位角および仰角を検出可能であるが、飛行物体までの距離が分からない。

【0007】

また、上述の特許文献においては、いずれも、飛行物体を検出するだけで、飛行物体に向けて飛翔体を誘導する方法については考慮されていない。

【0008】

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、検出対象の飛行物体がレーダー電波反射率の著しく小さいステルス性を有する飛行物体であっても、飛行物体の位置を高精度に検出して飛行物体まで飛翔体を誘導することができる、飛翔体の誘導装置および誘導方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために本発明に係る飛翔体の誘導装置は、宇宙由来の電波の受信レベルの経時変化に基づいて飛行物体の位置を観測し、飛行物体の観測位置（位置観測手段からの方位角および仰角）を出力する位置観測手段と、飛行物体の位置が非電波センサにより検出できた時に飛行物体の検出位置（飛翔体からの方位角および仰角または飛翔体からの方位角、仰角および距離）を出力する飛翔体と、飛翔体の位置情報（誘導手段からの方位角、仰角および距離）を取得し、該取得した飛翔体の位置情報と出力された飛行物体の観測位置（位置観測手段からの方位角および仰角）とに基づいて、飛翔体を飛行物体の方向に誘導する誘導手段と、を備える。

【0010】

上記目的を達成するために本発明に係る飛翔体の誘導方法は、飛行物体の位置が非電波センサにより検出できた時に飛行物体の検出位置（飛翔体からの方位角および仰角あるいは飛翔体からの方位角、仰角および距離）を出力する飛翔体の誘導方法であって、宇宙由来の電波の受信レベルの経時変化に基づいて飛行物体の位置を観測し、飛行物体の観測位置（観測地点からの方位角および仰角）を出力し、飛翔体の位置情報（取得地点からの方位角、仰角および距離）を取得し、取得した飛翔体の位置情報と出力された飛行物体の観測位置とに基づいて、飛翔体を飛行物体の方向に誘導する。

【発明の効果】

【0011】

上述した本発明の態様によれば、検出対象の飛行物体がレーダー電波反射率の著しく小さいステルス性を有する飛行物体であっても、飛行物体の検出位置（飛翔体からの方位及び仰角あるいは飛翔体からの方位角、仰角及び距離）を高精度に検出し、飛行物体に向けて飛翔体を誘導することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１の実施形態に係る飛翔体誘導装置１０のブロック構成図である。

【図2】第１の実施形態に係る別の飛翔体誘導装置１０Ｂのブロック構成図である。

【図3】第２の実施形態に係る飛翔体誘導システム１００のシステム構成図である。

【図4】第２の実施形態に係る、（ａ）最新の電波レベルマップ２１０、（ｂ）基準レベルマップ２２０である。

【図5】第２の実施形態に係る飛翔体誘導システム１００の動作フロー図である。

【図6】第２の実施形態に係る飛翔体誘導システム１００において、レーダー４００により飛翔体３００を飛行物体７００に向けて誘導している状態の図である。

【図7】第２の実施形態に係る別の飛翔体誘導システム１００Ｂのシステム構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（第１の実施形態）
本発明に係る第１の実施形態について説明する。本実施形態に係る飛翔体誘導装置のブロック構成図を図１に示す。図１において、飛翔体誘導装置１０は、位置観測手段２０、飛翔体３０および誘導手段４０を備える。

【0014】

位置観測手段２０は、電波望遠鏡２１、データベース２２および比較手段２３を備え、宇宙由来の電波の受信レベルの経時変化に基づいて飛行物体の位置を観測し、飛行物体の観測位置（電波望遠鏡２１からの方位および仰角）を誘導手段４０へ出力する。

【0015】

電波望遠鏡２１は、宇宙由来の電波を観測し、電波の受信レベルを天空の座標位置ごとに集計した電波レベルマップを一定の周期で出力する。本実施形態に係る電波望遠鏡２１は、波長が０．０３〜４０ｍである電波を観測する。

【0016】

データベース２２は、電波望遠鏡２１から入力された電波レベルマップを保持すると共に、過去に入力された複数の電波レベルマップを集約して基準レベルマップを生成して保持する。

【0017】

比較手段２３は、最新の電波レベルマップを基準レベルマップと比較し、受信レベルが低下している座標を飛行物体の観測位置（電波望遠鏡２１からの方位および仰角）として出力する。宇宙の天体が放射している電波は、天空の位置座標において均一ではなく、天空の位置座標によって異なる。そのため、過去に観測した宇宙の天体の座標毎の電波受信レベル値（基準レベルマップ）をデータベース２２に登録しておき、最新の電波受信レベル観測値（電波レベルマップ）の基準とすることによって、電波を遮る影を検出することができる。

【0018】

本実施形態に係る比較手段２３は、レベルマップ上の連続する所定範囲の座標群において最新の電波レベルマップの受信レベルが基準レベルマップの受信レベルよりも低下している場合、該座標群を飛行物体の観測位置として誘導手段４０へ出力する。なお、該座標群の分布は、飛行物体の大きさ及び形状によるシルエットを反映している。

【0019】

ここで、比較手段２３が、データベース２２に保持されている過去の電波レベルマップと最新の電波レベルマップとを比較することによって飛行物体の移動方向を推定して未来位置を推定し、推定した飛行物体の未来位置を飛行物体の観測位置（電波望遠鏡２１からの方位および仰角）として出力することもできる。すなわち、電波レベルマップにおいて検出された影を新しい順に並べることによって飛行物体の移動ベクトルを算出し、移動ベクトルを用いて移動後の飛行物体の位置（飛行物体の未来位置）を推定して飛行物体の観測位置（電波望遠鏡２１からの方位および仰角）として出力することもできる。

【0020】

飛翔体３０は、非電波センサ３１を搭載し、誘導手段４０によって飛行物体の方向に無線誘導される。飛翔体３０は、非電波センサ３１が飛行物体の位置を検出した場合、飛行物体の検出位置（飛翔体からの方位および仰角あるいは飛翔体からの方位角、仰角および距離）を誘導手段４０へ出力する。

【0021】

非電波センサ３１としては、赤外線センサやレーザー光センサ等の非電波センサを適用することができる。非電波センサ３１が赤外線センサである場合、検出対象の飛行物体から発せられた赤外線を検出した時、赤外線の検出結果を飛行物体の検出位置（飛翔体からの方位角および仰角）として誘導手段４０へ出力する。また、非電波センサ３１がレーザー光センサである場合、検出対象の飛行物体へレーザー光を照射し、飛行物体から反射されたレーザー光を検出した時、レーザー光の検出結果を飛行物体の検出位置（飛翔体からの方位角、仰角および距離）として誘導手段４０へ出力する。

【0022】

誘導手段４０は、飛翔体３０へ電波を照射し、飛翔体３０において反射された電波に基づいて飛翔体３０位置情報（レーダーからの方位角、仰角および距離）を取得するレーダー４１を備える。誘導手段４０は、位置観測手段２０から入力された飛行物体の観測位置（電波望遠鏡からの方位および仰角）と、レーダー４１によって取得した飛翔体３０の位置情報（レーダーからの方位角、仰角および距離）とに基づいて、飛翔体３０を飛行物体の方向に無線で誘導する。本実施形態に係る誘導手段４０は、飛翔体３０の進行方向が、電波望遠鏡２１から飛行物体に向かう直線と一致するように、飛翔体３０を無線誘導する。

【0023】

誘導手段４０は、飛翔体３０から飛行物体の検出位置（飛翔体からの方位角および仰角あるいは飛翔体からの方位角、仰角および距離）が入力した場合、位置観測手段２０から入力された飛行物体の観測位置（電波望遠鏡からの方位および仰角）を用いる代わりに、飛翔体３０から入力された飛行物体の検出位置（飛翔体からの方位角および仰角あるいは飛翔体からの方位角、仰角および距離）と、レーダー４１によって取得した飛翔体３０の位置情報（レーダーからの方位角、仰角および距離）とに基づいて、飛翔体３０を飛行物体の方向に誘導する。なお、誘導手段４０が飛翔体３０が検出対象の飛行物体に最終的に衝突するように飛翔体３０を誘導（ホーミング）することも可能である。

【0024】

上記のように構成された飛翔体誘導装置１０は、飛翔体３０から飛行物体の検出位置（飛翔体からの方位角および仰角あるいは飛翔体からの方位角、仰角および距離）が入力しない場合は、宇宙由来の電波を用いて観測した飛行物体の観測位置（電波望遠鏡からの方位および仰角）に基づいて飛翔体３０を飛行物体に向かう方向に誘導する。そして、上記のように構成された飛翔体誘導装置１０は、飛翔体３０から飛行物体の検出位置が入力した場合、飛翔体３０から入力された飛行物体の検出位置（飛翔体からの方位角および仰角あるいは飛翔体からの方位角、仰角および距離）に基づいて飛翔体３０を飛行物体の方向に誘導する。

【0025】

従って、本実施形態に係る飛翔体誘導装置１０は、検出対象の飛行物体がレーダー電波反射率の著しく小さいステルス性を有する飛行物体であっても、飛行物体の検出位置（飛翔体からの方位角および仰角あるいは飛翔体からの方位角、仰角および距離）を高精度に検出して飛行物体まで飛翔体３０を誘導することができる。

【0026】

さらに、上記のように構成された飛翔体誘導装置１０は、飛翔体３０を検出対象の飛行物体に向かって進行させると共に、該飛翔体３０に向かってレーダー４１から電波を照射することによって、飛行物体に対して位置が把握されていることを報知させることができる。なお、飛翔体３０にＧＰＳセンサを搭載し、ＧＰＳセンサによって取得した飛翔体３０の位置情報（緯度、経度及び高度）を誘導手段４０へ出力することもできる。この場合、飛翔体３０に向けてレーダー４１から電波を照射することは必ずしも必要ない。ＧＰＳセンサを用いることにより、誘導手段４０は飛翔体３０の位置情報（緯度、経度及び高度）を速やかに、且つ、容易に取得することができる。

【0027】

ここで、近代的な航空機は一般的に、電波の逆探知装置を有する。特にレーダーによる追尾用の電波は連続して放射されるため、飛行物体が航空機の場合、レーダーの電波を受信すると航空機は自機の位置が検出され追尾（ロックオン）されているという重大な警告であると認識する。ステルス性を有する航空機は存在が暴露した場合、積極的に妨害電波を放射してレーダーによる追尾を阻止しようとする可能性がある。

【0028】

図１の飛翔体誘導装置１０において、飛行物体から照射された妨害電波によりレーダー４１が飛翔体３０の位置（レーダーからの方位角、仰角および距離）を実測できなくなった場合、誘導手段４０は飛翔体３０を飛行物体に向けて誘導する機能を喪失する。そこで、飛翔体に予め電波逆探知受信センサを配置しておくことが望ましい。飛翔体に電波逆探知受信センサを配置した時の飛翔体誘導装置のブロック構成図を図２に示す。

【0029】

図２の飛翔体誘導装置１０Ｂは、図１の飛翔体誘導装置１０に電波逆探知受信センサ３２Ｂを追加したものである。図２に示した飛翔体誘導装置１０Ｂの位置特定手段２０Ｂは、図１に示した飛翔体誘導装置１０の位置特定手段２０と同様に動作するため、詳細な説明は省略する。以下、図１に示した飛翔体誘導装置１０と異なる点を中心に説明する。

【0030】

電波逆探知受信センサ３２Ｂは、非電波センサ３１Ｂと共に飛翔体３０Ｂに搭載され、飛行物体から照射された妨害電波を検出し、妨害電波が照射されている方向（飛翔体からの方位角および仰角）を検出する。飛翔体３０Ｂは、電波逆探知受信センサ３２Ｂにより妨害電波が照射されている方向（方位角および仰角）を検出した場合、妨害電波の照射方向（方位および仰角）を誘導手段４０Ｂへ出力すると共に、誘導手段４０Ｂによる誘導を中断して検出された妨害電波の照射方向（方位角および仰角）に向けた自立飛行を開始する。

【0031】

以上のように、図２の飛翔体誘導装置１０Ｂは、ステルス性を有する飛行物体から妨害電波が照射された場合においても、電波逆探知受信センサ３２Ｂによって飛行物体の検出位置（方位および仰角）を検出することができる。そして、飛翔体３０Ｂが電波逆探知受信センサ３２Ｂによって検出した飛行物体の方向に向けて自立飛行することにより、飛翔体３０Ｂを安定的に飛行物体に向けて飛行させることができる。

【0032】

（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る飛翔体誘導システムは、レーダーで検出することが困難な電波反射率が著しく小さい飛行物体を検出し、飛行物体に向けて飛翔体を誘導する。飛翔体誘導システムのシステム構成図を図３に示す。図３において、飛翔体誘導システム１００は、電波望遠鏡２００、飛翔体３００、レーダー４００、データベース５００および制御装置６００から成る。

【0033】

電波望遠鏡２００は、パラボラアンテナまたはフェーズドアレイアンテナ等を用いて宇宙に存在する天体から放射された電波を集め、マルチビーム受信機等を用いて集めた電波に対して高分解能の指向性ビーム合成、周波数変換および増幅等の受信処理を施す。さらに、電波望遠鏡２００は、受信処理を施した電波について方位角及び仰角の座標ごとに電波の受信レベルを集計し、電波レベルマップとしてデータベース５００および制御装置６００へ出力する。なお、電波望遠鏡２００の代わりに、電波干渉計等を用いることもできる。

【0034】

本実施形態に係る電波望遠鏡２００は、観測対象として、波長が０．０３〜４０ｍの電波を集める。波長が４０ｍ以上の電波は電離層で反射されるため、地上での観測に適さない。一方、波長が０．０３ｍ以下の電波は大気中の水分子や酸素分子によって吸収されるため、地上での観測に適さない。

【0035】

飛翔体３００は、先端に赤外線センサ３１０が配置された飛翔型探査機である。飛翔体３００は、レーダー４００によって、検出対象である飛行物体７００と電波望遠鏡２００とを結ぶ直線上に飛行するよう飛行ルートが制御され、飛行ルート上において赤外線センサ３１０を用いて飛行物体７００から発せられた赤外線の検出を試みる。本実施形態に係る飛翔体３００は、検出対象である飛行物体７００のエンジン排気熱や機体と空気との摩擦熱を、赤外線センサ３１０によって検出する。そして、飛翔体３００は、飛行物体７００から発せられた赤外線を検出した場合、検出位置（飛翔体からの方位角および仰角）を制御装置６００へ出力する。なお、飛翔体３００を、最終的に飛行物体７００に向かって自律飛行させることもできる。

【0036】

レーダー４００は、飛翔体３００に向けて電波を照射して、その反射電波を検出することによって飛翔体３００の検出位置（レーダーからの方位角、仰角および距離）を計測し、計測した飛翔体３００の位置情報を制御装置６００へ出力する。また、レーダー４００は、制御装置６００から入力された飛翔体誘導情報（飛翔体の飛行方向の制御情報）に基づいて、飛行ルートが飛行物体７００と電波望遠鏡２００とを結ぶ直線と一致するように、飛翔体３００を無線で誘導する。

【0037】

データベース５００には、電波望遠鏡２００から入力された電波レベルマップおよび基準レベルマップが保存される。基準レベルマップは、例えば、新しく保存した順に複数の電波レベルマップを選択し、座標ごとに受信レベルの最大値および最小値を除いた受信レベルを平均化したマップである。電波望遠鏡２００から入力された最新の電波レベルマップ２１０の一例を図４（ａ）に、基準レベルマップ２２０の一例を図４（ｂ）に示す。

【0038】

制御装置６００は、電波望遠鏡２００から入力された最新の電波レベルマップ２１０と、データベース５００に保存されている基準レベルマップ２２０と、に基づいて飛行物体７００の座標位置を演算する。本実施形態に係る制御装置６００は、電波望遠鏡２００から最新の電波レベルマップ２１０が入力した場合、所定の範囲にわたって連続する座標群において、最新の電波レベルマップ２１０における電波の受信レベルが基準レベルマップ２２０における受信レベルよりも小さい時、その座標群に飛行物体７００が位置していたと認定する。例えば、図４（ａ）の電波レベルマップ２１０が入力した場合、制御装置６００は、データベース５００に保存されている図４（ｂ）の基準レベルマップ２２０の照合することによって、座標群（ｍ，Ｓ）、（ｊ，Ｔ）、（ｋ，Ｔ）、（ｌ，Ｔ）、（ｋ，Ｕ）を、飛行物体７００が位置していた観測位置（電波望遠鏡からの方位角及び仰角）と認定する。

【0039】

そして、制御装置６００は、認定した飛行物体７００の観測位置とレーダー４００から入力された飛翔体３００の位置情報（レーダーからの方位角、仰角および距離）とに基づいて、飛翔体３００の飛行ルートを飛行物体７００と電波望遠鏡２００とを結ぶ直線上に誘導するための飛翔体誘導情報（飛翔体の飛行方向の制御情報）を生成して、レーダー４００へ出力する。

【0040】

ここで、飛行物体７００から発せられた赤外線の検出結果（飛翔体からの方位角及び仰角）が飛翔体３００から入力した場合、制御装置６００は赤外線の検出結果（飛翔体からの方位角及び仰角）に基づいて飛行物体７００の座標位置（方位角及び仰角）を取得する。そして、制御装置６００は、電波レベルマップに基づく飛行物体７００の座標位置（方位角及び仰角）の認定から赤外線の検出結果に基づく飛行物体７００の座標位置の取得に切り替え、赤外線の検出結果と飛翔体３００の位置情報（方位角、仰角及び距離）とに基づいて飛翔体誘導情報を生成する。

【0041】

上記のように構成された飛翔体誘導システム１００は、検出対象がレーダー電波反射率の著しく小さいステルス性を有する飛行物体７００である場合においても、宇宙由来の電波を遮る性質を利用して検出することができる。そして、宇宙由来の電波による飛行物体の検出に基づいて飛翔体３００を飛行物体の近くまで誘導した後、最終的には、赤外線センサ３１０を用いて飛行物体から発せられた赤外線を検出することにより、高い精度で飛行物体の検出位置（飛翔体からの方位角及び仰角）を取得することができる。

【0042】

次に、本実施形態に係る飛翔体誘導システム１００の動作手順について説明する。以下、飛行物体７００を検出する場合の動作手順について説明する。本実施形態に係る飛翔体誘導システム１００の動作フロー図を図５に、レーダー４００により飛翔体３００を飛行物体７００に向けて誘導している状態を図６に示す。なお、図６に、レーダー４００が計測した飛翔体３００を実線３００で、飛行ルートが飛行物体７００と電波望遠鏡２００とを結ぶ直線と一致している場合の理想的な飛翔体３００’を一点鎖線３００’で示す。

【0043】

図５において、電波望遠鏡２００は、一定の周期で天空座標毎の宇宙由来の電波の受信レベルを集計することによって電波レベルマップ２１０を生成し、生成した電波レベルマップ２１０をデータベース５００および制御装置６００へ出力する（ＳＴ２０１）。

【0044】

一方、先端に赤外線センサ３１０が配置された飛翔体３００が飛行物体７００に向かって飛行している。飛翔体３００は、赤外線センサ３１０を用いて飛行物体７００から発せられる赤外線を監視している（ＳＴ３０１）。そして、赤外線センサ３１０の検出範囲内に飛行物体７００が入ることによって赤外線センサ３１０が飛行物体７００から発せられた赤外線を検出した場合（ＳＴ３０２のＹＥＳ）、赤外線の検出結果を制御装置６００へ出力する（ＳＴ３０３）。

【0045】

さらに、レーダー４００は、飛翔体３００に向けて電波を照射してその反射電波を検出することによって飛翔体３００の位置を計測し、計測した飛翔体３００の位置情報（レーダーからの方位角、仰角および距離）を制御装置６００へ出力する（ＳＴ４０１）。ここで、レーダー４００は飛翔体３００の位置情報として、レーダー４００から飛翔体３００までの水平距離ＨＤおよび垂直距離ＶＤと、電波望遠鏡２００、レーダー４００および計測した飛翔体３００を頂点とする三角形における飛翔体３００を頂点とする水平角度Ｈγおよび垂直角度Ｖγと、を制御装置６００へ出力する。

【0046】

制御装置６００は、飛翔体３００から赤外線の検出結果が入力されていない状況において（ＳＴ６０１のＮＯ）、ＳＴ２０１において電波望遠鏡２００から入力された最新の電波レベルマップ２１０と、データベース５００に保存されている基準レベルマップ２２０と、に基づいて飛行物体７００の座標位置を認定する（ＳＴ６０２）。ここで、制御装置６００は、飛行物体７００の座標位置として、水平俯角Ｈαおよび垂直俯角Ｖαを認定する。

【0047】

制御装置６００は、ＳＴ４０１においてレーダー４００から入力された飛翔体３００の位置情報（方位角、仰角および距離）と飛行物体７００の観測位置（電波望遠鏡からの方位角および仰角）とを用いて理想的な飛翔体３００’（飛行ルートがス飛行物体７００と電波望遠鏡２００とを結ぶ直線と一致）の位置情報（レーダーからの方位角、仰角および距離）を演算する（ＳＴ６０４）。

【0048】

レーダー４００は、理想的な飛翔体３００’の位置情報として、レーダー４００から理想的な飛翔体３００’までの水平距離ＨＡおよび垂直距離ＶＡを演算する。ここで、電波望遠鏡２００−レーダー４００間の距離が水平距離ＨＣおよび垂直距離ＶＣである場合、正弦定理により、レーダー４００から理想的な飛翔体３００’までの水平距離ＨＡおよび垂直距離ＶＡは、下記の式（１）で表される。すなわち、
水平距離ＨＡ÷ｓｉｎ（水平俯角Ｈα）＝水平距離ＨＣ÷ｓｉｎ（水平角度Ｈγ）
垂直距離ＶＡ÷ｓｉｎ（垂直俯角Ｖα）＝垂直距離ＶＣ÷ｓｉｎ（垂直角度Ｖγ）…（１）式
ここで、水平角度Ｈγおよび垂直角度Ｖγはレーダー４００が計測した飛翔体３００の位置情報（レーダーからの方位角および仰角）、水平俯角Ｈαおよび垂直俯角Ｖαは制御装置６００が認定した飛行物体７００の観測位置（電波望遠鏡からの方位角および仰角）である。

【0049】

従って、レーダー４００から理想的な飛翔体３００’までの水平距離ＨＡおよび垂直距離ＶＡは、式（２）で演算される。すなわち、
水平距離ＨＡ＝水平距離ＨＣ÷ｓｉｎ（水平角度Ｈγ）×ｓｉｎ（水平俯角Ｈα）
垂直距離ＶＡ＝垂直距離ＶＣ÷ｓｉｎ（垂直角度Ｖγ）×ｓｉｎ（垂直俯角Ｖα）…（２）式
制御装置６００は、レーダー４００から入力された水平距離ＨＤが、計算した理想的な飛翔体３００’までの水平距離ＨＡよりも大きい場合、飛翔体３００の飛行ルートを左側へ補正する飛翔体誘導情報を生成してレーダー４００へ出力する。一方、水平距離ＨＤが水平距離ＨＡよりも小さい場合、飛翔体３００の飛行ルートを右側へ補正する飛翔体誘導情報を生成してレーダー４００へ出力する。

【0050】

また、制御装置６００は、レーダー４００から入力した垂直距離ＶＤが、計算した理想的な飛翔体３００’までの垂直距離ＶＡよりも大きい場合、飛翔体３００の飛行ルートを上方へ補正する飛翔体誘導情報を生成してレーダー４００へ出力する。一方、垂直距離ＶＤが垂直距離ＶＡよりも小さい場合、飛翔体３００の飛行ルートを下方へ補正する飛翔体誘導情報を生成してレーダー４００へ出力する（ＳＴ６０５）。

【0051】

レーダー４００は、制御装置６００から入力された飛翔体誘導情報に基づいて、飛翔体３００の飛行ルートが飛行物体７００と電波望遠鏡２００とを結ぶ直線と一致するように、飛翔体３００の飛行方向を無線で誘導する（ＳＴ４０２）。

【0052】

そして、飛翔体３００の赤外線センサ３１０の検出範囲内に飛行物体７００が入った時、赤外線センサ３１０は飛行物体７００から発せられた赤外線を検出し（ＳＴ３０２のＹＥＳ）、赤外線センサの検出結果（飛翔体からの方位角および仰角）を制御装置６００へ出力する（ＳＴ３０３）。

【0053】

そして、制御装置６００は、飛翔体３００から赤外線の検出結果が入力された場合（ＳＴ６０１のＹＥＳ）、ＳＴ６０２における電波レベルマップ２１０に基づく飛行物体７００の観測位置と、飛翔体３００から入力された赤外線の検出位置（飛翔体からの方位角および仰角）に基づく飛行物体７００の検出位置を比較し、同じ飛行物体７００を検出していることを確認する。（ＳＴ６０３）。制御装置６００は、ＳＴ６０４において、ＳＴ４０１においてレーダー４００から入力された飛翔体３００の位置情報（レーダーからの方位角、仰角および距離）と、ＳＴ６０３において取得した飛行物体７００の座標位置（飛翔体からの方位角および仰角）とに基づいて、理想的な飛翔体３００’の位置情報を演算する。

【0054】

以上のように、本実施形態に係る飛翔体誘導システム１００は、検出対象がレーダー電波反射率の著しく小さいステルス性を有する飛行物体７００である場合においても、宇宙由来の電波を遮る性質を利用して検出することができる。さらに、宇宙由来の電波により飛行物体の検出した位置情報（飛翔体からの方位角および仰角）に基づいて飛翔体３００を飛行物体７００の近くまで誘導し、最終的に、赤外線検出による高い精度での飛行物体７００の位置（飛翔体からの方位角および仰角）を取得することができる。

【0055】

なお、飛翔体３００を飛行物体７００に向けて誘導すると共に飛翔体３００に向けてレーダー４００から電波を照射することにより、飛行物体７００に対して位置が把握されていることを報知させることができる。

【0056】

ここで、上述の実施形態では、飛行物体の位置を高精度に取得するために、赤外線センサ３１０によって飛行物体７００から発せられた赤外線を検出したが、これに限定されない。赤外線センサ３１０を搭載した飛翔体３００を適用する代わりに、例えば、レーザー光センサを搭載した飛翔体を適用することもできる。この場合の飛翔体誘導システムのシステム構成図を図７に示す。

【0057】

図７の飛翔体誘導システム１００Ｂは、レーザー光センサ３２０Ｂを搭載した飛翔体３００Ｂを飛行物体７００Ｂに向けて飛行させる。制御装置６００Ｂは、電波望遠鏡２００Ｂから入力された最新の電波レベルマップ２１０Ｂおよびデータベース５００Ｂに保存されている基準レベルマップ２２０Ｂに基づいて飛行物体の位置を観測し、観測した飛行物体７００Ｂの観測位置（電波望遠鏡からの方位角および仰角）および計測した飛翔体３００Ｂの位置情報（レーダーからの方位角、仰角および距離）に基づいて飛翔体３００Ｂを飛行物体７００Ｂの方向に誘導する。

【0058】

そして、飛行物体７００Ｂがレーザー光センサ３２０Ｂの検出範囲内に入ることによってレーザー光センサ３２０Ｂが飛行物体７００Ｂから反射されたレーザー光を検出した場合、制御装置６００Ｂは、電波レベルマップ２１０Ｂに基づく飛行物体７００Ｂの観測位置（方位および仰角）と、レーザー光センサ３２０Ｂの検出位置（飛翔体からの方位角、仰角および距離）に基づく飛行物体７００Ｂの検出位置を比較して、飛翔体３００Ｂが電波望遠鏡で観測された飛行物体を追跡していることを確認する。

【0059】

図７の飛翔体誘導システム１００Ｂにおいても、飛行物体７００Ｂが宇宙由来の電波を遮る性質を利用して、レーダー電波反射率の著しく小さい飛行物体７００Ｂの観測位置（電波望遠鏡からの方位および仰角）を検出することができる。そして、宇宙由来の電波による飛行物体７００Ｂの観測位置に基づいて飛翔体３００Ｂを飛行物体７００Ｂの近くまで誘導した後、最終的には、レーザー光センサ３２０Ｂを用いて飛行物体７００Ｂから反射されたレーザー光の方位角、仰角および距離を検出することにより、高い精度で飛行物体７００Ｂの検出位置（飛翔体からの方位、仰角および距離）を取得することができる。

【0060】

本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。

【符号の説明】

【0061】

１０、１０Ｂ 飛翔体誘導装置
２０、２０Ｂ 位置特定手段
２１、２１Ｂ 電波望遠鏡
２２、２２Ｂ データベース
２３、２３Ｂ 比較手段
３０、３０Ｂ 位置実測手段
３１、３２Ｂ 非電波センサ
３２Ｂ 電波逆探知受信センサ
４０、４０Ｂ 誘導手段
４１、４１Ｂ レーダー
１００、１００Ｂ 飛翔体誘導システム
２００、２００Ｂ 電波望遠鏡
２１０、２１０Ｂ 電波レベルマップ
２２０、２２０Ｂ 基準レベルマップ
３００、３００Ｂ 飛翔体
３１０ 赤外線センサ
３２０Ｂ レーザー光センサ
４００、４００Ｂ レーダー
５００、５００Ｂ データベース
６００、６００Ｂ 制御装置
７００、７００Ｂ 飛行物体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】