(57)【要約】【課題】  周回衛星からの電波の到来方向の時間的な変化を測定し、そのデータから衛星の軌道要素を推定する方法を提供する。【解決手段】  ステップトラック追尾処理部４０では、受信アンテナ１０で受信した電波を受信部３０で受信レベルを測定し、アンテナ制御部２０でアンテナ指向方向を変化させながら受信レベルが最大となるように制御する。衛星電波の到来方向を測定時刻と共に記録し、軌道要素推定処理部５０で測定結果と推定軌道要素で計算した結果の誤差が最小となるように軌道要素を決定し、表示部６０で結果を表示する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周回衛星からの電波を受信する受信手段と、
前記受信手段の受信信号から時々刻々変化する衛星軌道をステップトラック追尾方式で追尾して前記周回衛星の通った軌跡を時刻情報と共に記録する追尾制御処理部と、
前記追尾の測定結果に基づいて前記周回衛星の軌道要素を推定するもので、前記追尾の測定結果と前記推定した軌道要素で計算した測定時刻における方位との誤差が最小となるように前記軌道要素を推定する軌道要素推定処理手段とを具備することを特徴とする周回衛星軌道要素推定装置。
【請求項２】
周回衛星からの電波を受信し、この受信信号から時々刻々変化する衛星軌道をステップトラック追尾方式で追尾して前記周回衛星の通った軌跡を時刻情報と共に記録しておき、
前記追尾の測定結果に基づいて前記周回衛星の軌道要素を推定するに際し、前記追尾の測定結果と前記推定した軌道要素で計算した測定時刻における方位との誤差が最小となるように前記軌道要素を推定することを特徴とする周回衛星軌道要素推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周回衛星の軌道要素を当該衛星から発射される電波を測定した時刻と方向情報のみから推定し、表示する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、周回衛星からの電波を観測するのみで軌道要素を決定することは極めて困難であった。尚、特許文献１には、衛星の軌道決定するための方法及び装置が記載されているが、本発明で課題対象とする周回衛星からの電波を測定した方向と時刻の情報のみから軌道要素を推定する方法及び装置については、何ら開示されていない。
【特許文献１】特開平０２−１２２３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以上述べたように、従来、周回衛星からの電波を観測するのみで軌道要素を決定することは極めて困難であった。
【０００４】
本発明は上記の課題を解決し、周回衛星からの電波から軌道要素を容易に推定することのできる周回衛星軌道要素推定装置及びその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】
【０００５】
上記問題を解決するために、本発明に係る周回衛星軌道要素推定装置及びその方法は、周回衛星からの電波を受信し、この受信信号から時々刻々変化する衛星軌道をステップトラック追尾方式で追尾して前記周回衛星の通った軌跡を時刻情報と共に記録しておき、前記追尾の測定結果に基づいて前記周回衛星の軌道要素を推定するに際し、前記追尾の測定結果と前記推定した軌道要素で計算した測定時刻における方位との誤差が最小となるように前記軌道要素を推定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
前記構成による周回衛星軌道要素推定装置及びその方法では、ステップトラック追尾処理では、受信アンテナで受信した電波を受信部で受信レベルを測定し、アンテナ制御部でアンテナ指向方向を変化させながら受信レベルが最大となるように制御する。衛星電波の到来方向を測定時刻と共に記録し、軌道要素推定処理で測定結果と推定軌道要素で計算した結果の誤差が最小となるように軌道要素を決定し、表示部で結果を表示する。
【０００７】
したがって、本発明によれば、周回衛星からの電波から軌道要素を容易に推定することのできる周回衛星軌道要素推定装置及びその方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態に関わる周回衛星軌道要素推定装置の構成を概略的に示すブロック図である。この装置は、受信アンテナ１０、アンテナ制御部２０、受信部３０、ステップトラック追尾処理部４０、軌道要素推定処理部５０、及び表示部６０から構成されている。
【００１０】
受信アンテナ１０は周回衛星（図示せず）からの電波を測定可能な受信アンテナである。アンテナの形状・種類などは、測定対象、測定目的などにより任意であるが、衛星からの微弱な電波を受信可能で十分な開口面の大きさを持つパラボラアンテナが望ましい。
【００１１】
アンテナ制御部２０は、衛星を追尾するための機構を持ち、ステップトラック追尾処理部４０から指示される方向へアンテナ１０を指向させるもので、周回衛星を追尾するのに十分な駆動速度の性能を有する。
【００１２】
受信部３０は、受信アンテナ１０からの受信信号から受信レベルを取得するもので、周回衛星からの電波を受信するに十分な周波数範囲、感度などの性能を有する。
【００１３】
上記構成において、全体の処理フローを図２に示す。ステップ１１では、周回衛星を追尾するステップトラック追尾処理を行う。衛星からの電波を受信し、アンテナ１０の指向方向を制御して、時々刻々変換する衛星電波の到来する方向を測定し、測定時刻と共に記録する。ステップトラック追尾は、アンテナ指向方向を制御しながら受信レベルが最大となる方向を衛星電波の到来する方向とする方法である。ステップ１２では、軌道要素推定処理部５０において、軌道要素推定処理を行う。ステップ１３では、軌道要素推定結果を表示する。
【００１４】
次に、本発明の特徴とする軌道要素推定処理について、図３に示す軌道要素推定処理フロー及び図４に示す概念図を参照して説明する。
【００１５】
まず、ステップ１０１で、軌道要素は、複数のパラメータがあり、それぞれについての一様乱数を生成する範囲を指定する。最初は、広範囲に指定しておき、徐々に絞り込むようにして、軌道要素の各パラメータを推定していく。指定された生成範囲で軌道要素パラメータを生成する。軌道要素パラメータとしては、図４（ａ）に示すように、測定位置から周回衛星Ｓを見たときのＡＺ角、ＥＬ角、時刻がある。
【００１６】
ステップ１０２では、測定された衛星電波の到来方向とその測定された時刻情報から、生成した軌道要素を用いて計算した予想衛星方位との誤差量を計算する。
【００１７】
ステップ１０１、ステップ１０２を予め設定された回数繰り返す。
【００１８】
ステップ１０３では、ステップ１０１、ステップ１０２で計算した誤差量のうち、最小の誤量となった軌道要素を検出する。図４（ｂ）にその一例を示す。図４（ｂ）において、横軸にＡＺ、縦軸にＥＬをとり、所定の時刻で測定結果と推定演算結果とを順次比較し、誤差が最小となるように軌道要素を決定する。
【００１９】
ステップ１０４では、最小の誤差量となる軌道要素の近傍に一様乱数を生成する範囲を絞り込み、ステップ１０１〜１０３を繰り返す。最終的に最も誤差量が最小となった軌道要素を推定結果として出力する。
【００２０】
以上述べたように、上記構成による周回衛星軌道要素推定装置によれば、周回衛星からの電波を測定した方向と時刻の情報のみから軌道要素を推定することができる。
【００２１】
尚、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に関わる周回衛星軌道要素推定装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１に示す装置の全体の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】図１に示す装置の軌道要素推定処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】図３に示す軌道要素推定処理を説明するための概念図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０…受信アンテナ、
２０…アンテナ制御部、
３０…ステップトラック処理部、
４０…軌道要素推定処理部、
５０…表示部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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