(57)【要約】【課題】同時観測可能な複数の観測要求を自動でまとめることで、運用者の負担を減らすことを目的とする。【解決手段】計画立案装置１００は、要求クラスタリング部１１０とクラスタ優先度割付部１２０を備える。要求クラスタリング部１１０は、複数の観測要求３１をクラスタリングすることにより、複数の観測要求３１から同一の観測で観測可能な観測要求を、同一のクラスタに含まれる同時観測要求として抽出する。クラスタ優先度割付部１２０は、要求クラスタリング部１１０により抽出された同時観測要求に基づいて、クラスタに含まれる同時観測要求の計画立案の優先度をクラスタ優先度として算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表を観測する衛星に対する複数の観測要求を取得し、前記複数の観測要求をクラスタリングすることにより、前記複数の観測要求から同一の観測で観測可能な観測要求を、同一のクラスタに含まれる同時観測要求として抽出する要求クラスタリング部を備えた計画立案装置。
【請求項２】
前記計画立案装置は、
前記要求クラスタリング部により抽出された同時観測要求に基づいて、前記クラスタに含まれる前記同時観測要求の計画立案の優先度をクラスタ優先度として算出し、前記クラスタ優先度を前記クラスタに割り付けるクラスタ優先度割付部を備えた請求項１に記載の計画立案装置。
【請求項３】
前記複数の観測要求の各観測要求は、各観測要求の計画立案の優先度を観測優先度として含み、
前記クラスタ優先度割付部は、
前記複数の観測要求の各観測要求に含まれる前記観測優先度を用いて、前記クラスタ優先度を算出する請求項２に記載の計画立案装置。
【請求項４】
前記衛星は、観測を行うセンサを備え、
前記複数の観測要求の各観測要求には、観測に用いるセンサの情報と、観測する地点を表す地点座標と、観測する観測希望期間とが含まれており、
前記要求クラスタリング部は、
計画立案の対象となる指定観測センサと、計画立案の対象となる指定領域と、計画立案の対象となる指定観測期間とを取得し、指定観測センサ毎、かつ、指定領域毎、かつ、指定観測期間毎に、前記複数の観測要求から観測要求を抽出し、指定観測センサ毎、かつ、指定領域毎、かつ、指定観測期間毎に抽出した観測要求をクラスタリングする請求項１から３のいずれか１項に記載の計画立案装置。
【請求項５】
前記計画立案装置は、
前記衛星の軌道を表す衛星軌道情報を記憶する軌道データベースを備え、
前記要求クラスタリング部は、
前記軌道データベースに記憶されている前記衛星軌道情報から、前記指定観測センサと前記指定観測期間とを満たし、かつ、前記指定領域をフットプリントとする起動の衛星軌道情報を抽出し、抽出された前記衛星軌道情報に基づいて、指定観測センサ毎、かつ、指定領域毎、かつ、指定観測期間毎に抽出した観測要求をクラスタリングする請求項４に記載の計画立案装置。
【請求項６】
要求クラスタリング部が、地表を観測する衛星に対する複数の観測要求を取得し、前記複数の観測要求をクラスタリングすることにより、前記複数の観測要求から同一の観測で観測可能な観測要求をクラスタに含まれる同時観測要求として抽出する計画立案方法。
【請求項７】
プロセッサが、地表を観測する衛星に対する複数の観測要求を取得し、前記複数の観測要求をクラスタリングすることにより、前記複数の観測要求から同一の観測で観測可能な観測要求をクラスタに含まれる同時観測要求として抽出する要求クラスタリング処理をコンピュータに実行させる計画立案プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計画立案装置、計画立案方法および計画立案プログラムに関する。特に、人工衛星による観測が要求される観測要求地点の観測計画を立案する際に、運用者の計画立案の支援を行う計画立案装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星による観測が要求される観測要求地点は、要求登録装置を用いて情報要求として登録される。要求登録装置は、情報要求者が要求した情報を収集するための観測を観測要求として登録し、詳細化するための装置である。情報要求の登録時点には、地点名称、地点分類カテゴリ、地点座標、観測希望期間、および観測希望回数といった一次的な情報が含まれる。さらに観測に向けて観測要求は詳細化され、観測衛星と要求センサといった、観測に関する詳細な情報を付与される。
【０００３】
また、各観測要求にはユニークな観測優先度が割り当てられる。観測優先度は、要求登録装置で登録された情報をインプットとして、要求登録装置内にて優先度定義ファイルで定義された算出方法で自動算出される。計画立案は観測優先度の高い順に行われるため、観測優先度は計画立案に際して重要な情報となる。
【０００４】
要求登録装置で登録された観測要求は、自動機会算出装置に渡される。自動機会算出装置では、要求登録装置で登録された各観測要求に対する観測機会が、衛星の軌道データをインプットにして、自動アルゴリズムで算出される。観測機会とは、各観測要求で登録された観測衛星と要求センサから得られる幾何学的に観測可能なパスである。算出された観測機会がデータとして観測要求に付与されて次の要求振分け装置に渡される。
【０００５】
要求振分け装置は、観測優先度と観測機会が付与された観測要求を、各衛星の観測計画として割り付ける装置である。従来の方式では、運用者は要求振分け装置を用いて各観測要求に対して各衛星の各観測計画を立案する。運用者は、計画立案者ともいう。要求振分け装置は、運用者の入力に従い、各観測要求を各衛星の各観測計画として登録する。
【０００６】
要求振分け装置では、全観測要求に対して、効率よく観測を実施するために、同時観測の計画立案が行われている。運用者は、近隣に位置しているため同じ観測機会で観測可能な観測要求を同一の観測計画として組み込む作業を行う。この同一観測機会での観測を同時観測という。要求振分け装置は、運用者の入力に従い、各観測要求を修正後の同時観測計画として更新する。従来、この同時観測計画の立案は一件ずつ手作業で実施されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許４９２６９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
宇宙基本計画によると、観測衛星の基数増が挙げられている。また、中継衛星の存在により、従来と比べて通信可能な衛星が増える。衛星の基数が増加することにより、観測機会も増加するため、即時的な観測が可能となる。また、複数の衛星の運用において効率的な運用が求められる。
【０００９】
従来技術では、同時観測可能な複数の観測要求を自動でまとめることができないという課題がある。従来では、同時観測可能な複数の観測要求をまとめる作業は、運用者が一件ずつ手作業で実施している。よって、計画立案の期間内に全観測要求の計画立案自体が間に合わず、優先度が低い一部の要求は観測だけでなく、計画すらできていない場合があった。また、多数の観測要求に対して、一件ずつ立案することにより、運用者の負担が非常に大きいという課題がある。
【００１０】
本発明は、同時観測可能な複数の観測要求を自動でまとめることで、運用者の負担を減らすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る計画立案装置は、
地表を観測する衛星に対する複数の観測要求を取得し、前記複数の観測要求をクラスタリングすることにより、前記複数の観測要求から同一の観測で観測可能な観測要求を、同一のクラスタに含まれる同時観測要求として抽出する要求クラスタリング部を備えた。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る計画立案装置では、同一の観測で観測可能な観測要求を同時観測要求として自動でまとめることができる。よって、本発明に係る計画立案装置によれば、運用者が計画立案しなければならない観測要求の数が減少するため、運用者の負担を減らして、短時間での効率的な計画立案が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係る計画立案装置の構成図。
【図２】実施の形態１に係る観測要求を示す図。
【図３】実施の形態１に係る計画立案装置の計画立案処理のフロー図。
【図４】実施の形態１に係るクラスタ付観測要求を示す図。
【図５】実施の形態１に係る観測要求のクラスタリングの例を示す模式図。
【図６】実施の形態１に係る観測要求の時間分布およびセンサ分布の例を示す模式図。
【図７】実施の形態１に係るクラスタ優先度割付の例を示す模式図。
【図８】実施の形態１の変形例に係る計画立案装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。
【００１５】
実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１を用いて、本実施の形態に係る計画立案装置１００の構成を説明する。
計画立案装置１００は、コンピュータである。計画立案装置１００は、プロセッサ９１０を備えるとともに、記憶装置９２０、入力インタフェース９３０、出力インタフェース９４０、および通信装置９５０といった他のハードウェアを備える。記憶装置９２０は、メモリと補助記憶装置を備える。プロセッサ９１０は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。
【００１６】
計画立案装置１００は、機能要素として、要求クラスタリング部１１０とクラスタ優先度割付部１２０と記憶部１３０とを備える。要求クラスタリング部１１０は、センサ別検出部１１１と、領域内検出部１１２と、フットプリント検出部１１３と、クラスタリング部１１４とを有する。記憶部１３０には、観測要求データベース１３１、軌道データベース１３２、センサ別要求データベース１３３、およびクラスタ付要求データベース１３４が記憶される。
要求クラスタリング部１１０とクラスタ優先度割付部１２０の機能は、ソフトウェアにより実現される。記憶部１３０は、記憶装置９２０のメモリに備えられる。
【００１７】
プロセッサ９１０は、計画立案プログラムを実行する装置である。計画立案プログラムは、要求クラスタリング部１１０とクラスタ優先度割付部１２０の機能を実現するプログラムである。
プロセッサ９１０は、演算処理を行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。プロセッサ９１０の具体例は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。
【００１８】
メモリは、データを一時的に記憶する記憶装置である。メモリの具体例は、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、あるいはＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。
補助記憶装置は、データを保管する記憶装置である。補助記憶装置の具体例は、ＨＤＤである。また、補助記憶装置は、ＳＤ（登録商標）メモリカード、ＣＦ、ＮＡＮＤフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤといった可搬記憶媒体であってもよい。なお、ＨＤＤは、Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅの略語である。ＳＤ（登録商標）は、Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌの略語である。ＣＦは、ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ（登録商標）の略語である。ＤＶＤは、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋの略語である。
【００１９】
入力インタフェース９３０は、マウス、キーボード、あるいはタッチパネルといった入力装置と接続されるポートである。入力インタフェース９３０は、具体的には、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）端子である。なお、入力インタフェース９３０は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）と接続されるポートであってもよい。
【００２０】
出力インタフェース９４０は、ディスプレイといった出力機器のケーブルが接続されるポートである。出力インタフェース９４０は、具体的には、ＵＳＢ端子またはＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）端子である。ディスプレイは、具体的には、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）である。
【００２１】
通信装置９５０は、ネットワークを介して他の装置と通信する装置である。通信装置９５０は、レシーバとトランスミッタを有する。通信装置９５０は、有線または無線で、ＬＡＮ、インターネット、あるいは電話回線といった通信網に接続している。通信装置９５０は、具体的には、通信チップまたはＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃａｒｄ）である。
【００２２】
計画立案プログラムは、プロセッサ９１０に読み込まれ、プロセッサ９１０によって実行される。メモリには、計画立案プログラムだけでなく、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）も記憶されている。プロセッサ９１０は、ＯＳを実行しながら、計画立案プログラムを実行する。計画立案プログラムおよびＯＳは、補助記憶装置に記憶されていてもよい。補助記憶装置に記憶されている計画立案プログラムおよびＯＳは、メモリにロードされ、プロセッサ９１０によって実行される。なお、計画立案プログラムの一部または全部がＯＳに組み込まれていてもよい。
【００２３】
計画立案装置１００は、プロセッサ９１０を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、計画立案プログラムの実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサ９１０と同じように、計画立案プログラムを実行する装置である。
【００２４】
計画立案プログラムにより利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値および変数値は、メモリ、補助記憶装置、または、プロセッサ９１０内のレジスタあるいはキャッシュメモリに記憶される。
【００２５】
計画立案プログラムは、要求クラスタリング部１１０とクラスタ優先度割付部１２０の各部の「部」を「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順あるいは各工程を、コンピュータに実行させる。また、計画立案方法は、計画立案装置１００が計画立案プログラムを実行することにより行われる方法である。
計画立案プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録されて提供されてもよい。また、計画立案プログラムは、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
【００２６】
＊＊＊機能の概要説明＊＊＊
本実施の形態に係る計画立案装置１００は、宇宙空間を移動する衛星が地表を観測する際の観測計画の立案に利用される。衛星は、センサにより観測を行う。衛星は、人工衛星あるいは観測衛星ともいう。また、計画立案装置１００は、複数の衛星および複数の観測要求に対する計画立案に利用される。観測要求とは、地表を観測する衛星に対して要求される観測に関する情報である。以降、クラスタリングとは同時観測可能な複数の観測要求をまとめることをいう。クラスタとはクラスタリングによってまとめられた観測要求群を含む領域をいう。
【００２７】
要求クラスタリング部１１０は、複数の観測要求３１を取得し、複数の観測要求３１をクラスタリングするための入力データを準備し、複数の観測要求３１をクラスタリングする。要求クラスタリング部１１０は、複数の観測要求３１をクラスタリングすることにより、複数の観測要求３１から同一の観測で観測可能な観測要求を、同一のクラスタに含まれる同時観測要求として抽出する。本実施の形態では、要求クラスタリング部１１０をコンピュータの１機能として記載している。しかし、要求クラスタリング部１１０は独立した１装置でもよい。要求クラスタリング部１１０は、観測要求クラスタリング装置ともいう。
ここで、要求クラスタリング部１１０によるクラスタリングについて説明する。要求クラスタリング部１１０は、複数の観測要求３１をクラスタリングするための入力データとして、「各観測要求の地点座標、観測要求の総個数、指定領域をフットプリントとするパスの数」を準備する。
ここで、「指定領域をフットプリントとするパス」とは、指定領域を観測可能範囲として含んでいる衛星のパスのことである。パスとは、衛星の一回の通過のことであり、パスには管理用の番号が割り当てられている。衛星によって観測時間および観測可能範囲は決まっている。観測時間および観測可能範囲は、衛星の軌道データ、および、衛星の仕様および制約といった情報を入力とした幾何学的な計算によって概ね算出できる。そしてこの観測時間および観測可能範囲は、事前の入力、すなわちクラスタリングの制約として要求クラスタリング部１１０に与えられる。なお、「パスの数」としている理由は、パス中のある観測シーケンスにおいては、観測と観測対象のクラスタは一対一対応するためである。以上より、軌道情報と衛星の仕様といった情報から各々の衛星のパスにおいて幾何学的に算出した「観測可能な範囲」と「センサ、地点座標、期間において抽出された観測要求」をインプットとして、各々の衛星制約に基づいてクラスタリングを実施することができる。
【００２８】
クラスタ優先度割付部１２０は、要求クラスタリング部１１０により抽出された同時観測要求に基づいて、クラスタに含まれる同時観測要求の計画立案の優先度をクラスタ優先度として算出する。クラスタ優先度割付部１２０は、クラスタ優先度をクラスタに割り付ける。本実施の形態では、クラスタ優先度割付部１２０をコンピュータの１機能として記載している。しかし、クラスタ優先度割付部１２０は独立した１装置でもよい。クラスタ優先度割付部１２０は、クラスタ優先度割付装置ともいう。
【００２９】
観測要求データベース１３１には、複数の観測要求３１が記憶されている。複数の観測要求３１は、例えば、通信装置９５０を介して、外部システムから受信される。複数の観測要求３１を観測要求データともいう。
軌道データベース１３２は、衛星の軌道を表す衛星軌道情報３２を記憶する。衛星軌道情報とは、複数の衛星の各々のパスを表す情報である。
【００３０】
要求クラスタリング部１１０において、センサ別検出部１１１、領域内検出部１１２、およびフットプリント検出部１１３は、クラスタリング部１１４によるクラスタリングに用いられる入力データを準備する。クラスタリング部１１４は、準備された入力データに基づいて複数の観測要求３１のクラスタリングを実施する。要求クラスタリング部１１０は、クラスタリングが完了すると、クラスタに関する情報を各観測要求に付与し、クラスタ優先度割付部１２０に出力する。
【００３１】
複数の観測要求の各観測要求３１は、各観測要求の計画立案の優先度を観測優先度として含んでいる。クラスタ優先度割付部１２０は、複数の観測要求の各観測要求３１に含まれる観測優先度を用いて、クラスタ優先度を算出する。各観測要求には既に算出された観測優先度が設定されており、これは観測要求とともに与えられている。クラスタリング完了後、クラスタ優先度割付部１２０は、各クラスタにおいても優先度を算出し、クラスタ優先度としてクラスタに割付ける。
クラスタ優先度割付部１２０は、各クラスタにクラスタ優先度を割付けた後、観測要求にクラスタに関する情報とクラスタ優先度とを付与したクラスタ付観測要求３４を出力する。
【００３２】
図２は、本実施の形態に係る観測要求３１を示す図である。
複数の観測要求３１は、観測要求データベース１３１から要求クラスタリング部１１０に入力される。図２では、複数の観測要求３１が表形式で表されている。図２の表では、１行が１つの観測要求３１を表す。複数の観測要求の各観測要求３１には、少なくとも観測に用いるセンサの情報と、観測する地点を表す地点座標と、観測する観測希望期間とが含まれている。
【００３３】
図２に示すように、観測要求３１には、ターゲット名３１１、大項目と中項目と小項目とから成る地点分類カテゴリ３１２、地点座標３１３、観測優先度３１４、観測希望期間３１５、観測希望回数３１６、およびセンサ情報３１７といった情報が登録される。ターゲット名３１１には地点名称が設定される。また、これらの観測要求の項目は、上述したように要求登録装置において、情報要求者からの情報要求を受けて設定されている。また、観測優先度３１４は、既に算出されており、各観測要求３１に付与されている。
【００３４】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図３を用いて、本実施の形態に係る計画立案装置１００の計画立案処理Ｓ１００について説明する。
ステップＳ１１０において、計画立案装置１００は、入力インタフェース９３０を介して、運用者から計画立案の対象となる指定観測センサと指定領域と指定観測期間とを取得する。
【００３５】
＜要求クラスタリング処理＞
ステップＳ１２０において、センサ別検出部１１１は、複数の観測要求３１を観測要求データベース１３１から受け取る。センサ別検出部１１１は、全観測要求から、センサ毎に観測要求３１を抽出し、センサ別観測要求３３としてセンサ別要求データベース１３３に記憶する。あるいは、センサ別検出部１１１は、ステップＳ１１０で取得した指定観測センサを用いて、指定観測センサに対応する観測要求３１を全観測要求から抽出してもよい。
【００３６】
ステップＳ１３０において、領域内検出部１１２は、センサ別検出部１１１で作成したセンサ別要求データベース１３３の指定観測センサに対応する観測要求から、指定領域内に存在する観測要求を抽出する。具体的には、領域内検出部１１２は、指定領域を用いて、指定観測センサに対応する観測要求の地点座標３１３を検索し、地点座標３１３が指定領域に含まれる観測要求を抽出する。
また、領域内検出部１１２は、指定観測センサに対応する観測要求から指定領域で抽出された観測要求から、指定観測期間内に観測希望期間３１５が該当する観測要求を抽出する。そして、領域内検出部１１２は、指定観測期間内に観測希望期間３１５が該当する観測要求の存在数を算出する。
このように、領域内検出部１１２は、指定観測センサ毎、かつ、指定領域毎、かつ、指定観測期間毎に、複数の観測要求３１から観測要求を抽出する。
【００３７】
ステップＳ１４０において、フットプリント検出部１１３は、軌道データベース１３２に記憶されている衛星軌道情報３２から、指定観測センサと指定観測期間とを満たし、かつ、指定領域をフットプリントとする起動を表す衛星軌道情報３２を抽出する。具体的には、フットプリント検出部１１３は、センサ別検出部１１１で作成したセンサ別要求データベース１３３と軌道データベース１３２に基づいて、指定観測センサと指定観測期間を満たす衛星のパスの中から、指定領域をフットプリントとするパスを検出し、その存在数を算出する。
【００３８】
ステップＳ１５０において、クラスタリング部１１４は、フットプリント検出部１１３で検出した入力に基づき、指定観測センサと指定領域と指定観測期間毎に観測要求のクラスタリングを実施する。クラスタリング部１１４は、抽出された衛星軌道情報３２に基づいて、指定観測センサ毎、かつ、指定領域毎、かつ、指定観測期間毎に抽出した観測要求をクラスタリングする。クラスタリング部１１４は、出力として、クラスタ情報をもつクラスタ付要求データベース１３４を作成する。クラスタ付要求データベース１３４には、クラスタ付観測要求３４が記憶される。クラスタ情報とは、クラスタＩＤ（ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）、クラスタ長径、クラスタ短径、離心率、およびクラスタ中心座標のデータを指す。また観測要求データにクラスタＩＤを付与する。
【００３９】
＜クラスタ優先度割付処理＞
ステップＳ１６０において、クラスタ優先度割付部１２０は、クラスタ毎の観測要求に含まれる観測優先度を用いて、クラスタ毎の計画立案の優先度を表すクラスタ優先度を算出する。クラスタ優先度割付部１２０は、入力準備部（センサ別検出部１１１、領域内検出部１１２、およびフットプリント検出部１１３）で準備した入力と、クラスタリング部１１４でクラスタリングしたクラスタ情報に基づき、指定観測センサと指定観測期間毎にクラスタ優先度を算出し、クラスタに割付を実施する。
【００４０】
図４は、本実施の形態に係るクラスタ付観測要求３４を示す図である。
ステップＳ１５０において、クラスタリング部１１４によりクラスタＩＤ３４１が付与されたクラスタ付観測要求３４が出力される。また、ステップＳ１６０において、クラスタ優先度割付部１２０により、クラスタ付観測要求３４の各々にクラスタ優先度３４２が付与される。
このように、計画立案装置１００において、各観測要求はクラスタリングされ、自観測要求を含んでいるクラスタ情報が付与され、出力データとなる。クラスタＩＤはクラスタを一意に識別する識別子である。クラスタＩＤは、例えば、クラスタ名でもよい。
【００４１】
＜クラスタ優先度算出の説明＞
ここで、各クラスタに設定するクラスタ優先度について説明する。具体的には、クラスタ優先度を設定する目安として、以下の（式１）により観測充填という指標を算出する。観測充填（個／Ｈｏｕｒ）＝｛クラスタ内観測要求数／Σ（各観測要求の優先度）｝／（１観測にかかる時間）  （式１）
【００４２】
ここで前提として、１クラスタは１観測で観測するものとする。また、上記の「各観測要求」とは１クラスタ内の各観測要求を指す。また、１観測にかかる時間は、観測速度一定としてクラスタの長径に対応するものとする。（式１）では、クラスタが包含する観測要求の個数をクラスタ内の要求が持っていた優先度の和で割った値を、１観測にかかる時間で割っている。この計算により、指標が大きいほど効率良く、また優先度の高い要求を含んだ観測を実施することを示している。このような指標でクラスタ優先度を設定することにより、クラスタリングの効果として効率的に観測を実施して要求に対する網羅的な観測が可能になる。
【００４３】
クラスタ優先度割付部１２０は、観測充填を算出してクラスタ優先度を設定する。観測充填を算出する際の入力は、各観測要求にクラスタ情報が付与されたクラスタ付観測要求を用いる。クラスタ内観測要求数は、各観測要求にクラスタＩＤが付与されているので、クラスタ優先度割付部１２０により算出が可能である。また、クラスタ内の各観測要求の優先度の和についても同様である。１観測にかかる時間は、各クラスタの長径を利用する。本実施の形態では、１観測では１クラスタを観測するものとし、また観測速度は一定と想定している。よって、クラスタ優先度割付部１２０は、クラスタの長径を利用して容易に１観測にかかる時間を算出することが可能である。
【００４４】
図５は、本実施の形態に係る観測要求のクラスタリングの概要を示す模式図である。
図５において、指定領域５０１は、クラスタリングを実施する領域である。パスＡ５０２およびパスＢ５０３は、各々が衛星のパスである。クラスタＡ５０４は、衛星のパスＡ５０２で観測される観測要求からなるクラスタである。観測要求群５０５は、クラスタＡに包含される観測要求の集合である。クラスタＢ５０６は、衛星のパスＢ５０３で観測される観測要求からなるクラスタである。観測要求群５０７は、クラスタＢに包含される観測要求の集合である。
【００４５】
図５では、ある観測要求センサのある時間内に指定領域５０１の内部に観測要求群５０５と観測要求群５０７が局所的に存在していたものとする。ある観測要求センサとは上述の指定観測センサであり、ある時間とは上述の指定観測期間である。また、指定領域５０１をフットプリントとするパスは衛星のパスＡ５０２とパスＢ５０３の２本であったとする。クラスタリングの前提として、クラスタの大きさは衛星の観測長と観測幅を超えずに一度に観測可能なものとする。
【００４６】
クラスタリング処理の入力として、各観測要求の地点座標と総個数、および、指定領域５０１をフットプリントとするパスの数が入力される。図５の例では、入力として、各観測要求の地点座標と総個数１０個、指定領域５０１をフットプリントとするパスの数２本が入力される。クラスタリングに際して、クラスタリングするノードの数は観測要求の総個数と対応する。また、クラスタリングするクラスタの個数は、領域をフットプリントとするパスの数と対応する。ここでは、１パスにつき１クラスタを観測することを想定している。このような入力に基づいて、指定された観測要求センサの指定観測期間内の指定領域毎にクラスタリングを実施する。
【００４７】
クラスタリング処理の出力として、クラスタリングした結果のクラスタ情報が各観測要求に付与される。図４に示すように、観測要求に付与されるクラスタ情報はクラスタＩＤである。クラスタＩＤは各クラスタのクラスタ長径、クラスタ短径、離心率、およびクラスタ中心座標といったデータを記憶するクラスタデータベースを参照できる。
【００４８】
図６は、本実施の形態に係る観測要求の時間分布およびセンサ分布の概要を示す模式図である。
鳥瞰図６０１は、観測要求期間Ｔ〜Ｔ＋１において観測センサＡを要求する観測要求群を鳥瞰的に写した図である。鳥瞰図６０２は、観測要求期間Ｔ＋１〜Ｔ＋２において観測センサＡを要求する観測要求群を鳥瞰的に写した図である。鳥瞰図６０１と鳥瞰図６０２は同視野である。鳥瞰図６０３は、観測要求期間Ｔ〜Ｔ＋１において観測センサＢを要求する観測要求群を鳥瞰的に写した図である。
【００４９】
６０４は海岸線の例であり、各鳥瞰図において共通である。観測要求群６０６は、クラスタＡ６０５に包含される観測要求の集合である。観測要求群６０８は、クラスタＢ６０７に包含される観測要求の集合である。
【００５０】
観測要求群６１０は、クラスタＣ６０９に包含される観測要求の集合である。クラスタＣ６０９は、Ｔ＋１以降も観測要求期間として設定されている観測要求群６０８の残りの観測要求群を含むクラスタである。このように、同視野および同センサであっても、観測要求によって要求される観測期間が異なる。このため、ある期間、すなわち指定観測期間で区切って観測要求をクラスタリングする必要がある。
【００５１】
観測要求群６１１は、クラスタＤ６１１に包含される観測要求の集合である。クラスタＤ６１１は、鳥瞰図６０１とは要求される観測センサが異なるが、同視野内に存在する別の観測要求群を包含するクラスタである。このように、同視野および同観測期間であっても、要求される観測センサは異なるため、センサで観測要求をフィルタリングしてからクラスタリングする必要があることを示している。
【００５２】
図７は、本実施の形態に係るクラスタ優先度割付の一例を示す模式図である。
指定領域８０１は、クラスタリングを実施する範囲である。パスＡ８０２およびパスＢ８０３は、各々が衛星のパスである。クラスタＡ８０４は衛星のパスＡ８０２で観測されるクラスタである。観測要求群８０５はクラスタＡ８０４に包含される観測要求の集合である。８０６はクラスタＡ８０４の観測を実施するパスＡ８０２の一部であり、８０６の期間がクラスタＡ８０４の観測実施期間Ａである。クラスタＢ８０７は衛星のパスＢ８０３で観測されるクラスタである。観測要求群８０８はクラスタＢ８０７に包含される観測要求の集合である。８０９はクラスタＢ８０７の観測を実施するパスＢ８０３の一部であり、８０９の期間がクラスタＢ８０７の観測実施期間Ｂである。
【００５３】
具体例として、図７の場合においてクラスタ優先度を算出する。クラスタ内の観測要求数はそれぞれ５であり同値である。パスＡ８０２とパスＢ８０３を移動する衛星が同じ速さであると仮定すると、その観測実施期間Ａ８０６が、観測実施期間Ｂ８０９より短い。観測実施期間Ｂ８０９が観測実施期間Ａ８０６の２倍であると仮定する。このとき、クラスタＡ８０４の観測要求群８０５の観測優先度の和が、クラスタＢ８０７の観測要求群８０８の観測優先度の和の半分の値より小さい場合、クラスタＡ８０４の観測充填がクラスタＢ８０７より大きくなる。よって、クラスタＡ８０４のクラスタ優先度がクラスタＢ８０７より高くなる。
【００５４】
このように算出されたクラスタ優先度は、図４に示すように、クラスタ付観測要求３４に付与される。
【００５５】
＊＊＊他の構成＊＊＊
＜変形例１＞
本実施の形態では、計画立案装置１００の機能がソフトウェアで実現されるが、変形例として、計画立案装置１００の機能がハードウェアで実現されてもよい。
【００５６】
図８は、本実施の形態の変形例に係る計画立案装置１００の構成を示す図である。
計画立案装置１００は、電子回路９０９、記憶装置９２０、入力インタフェース９３０、出力インタフェース９４０および通信装置９５０を備える。
【００５７】
電子回路９０９は、要求クラスタリング部１１０とクラスタ優先度割付部１２０の機能を実現する専用の電子回路である。
電子回路９０９は、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＡＳＩＣ、または、ＦＰＧＡである。ＧＡは、Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙの略語である。ＡＳＩＣは、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔの略語である。ＦＰＧＡは、Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙの略語である。
計画立案装置１００の構成要素の機能は、１つの電子回路で実現されてもよいし、複数の電子回路に分散して実現されてもよい。
別の変形例として、計画立案装置１００の構成要素の一部の機能が電子回路で実現され、残りの機能がソフトウェアで実現されてもよい。
【００５８】
プロセッサと電子回路の各々は、プロセッシングサーキットリとも呼ばれる。つまり、計画立案装置１００において、要求クラスタリング部１１０とクラスタ優先度割付部１２０の機能は、プロセッシングサーキットリにより実現される。
【００５９】
計画立案装置１００において、要求クラスタリング部１１０とクラスタ優先度割付部１２０の「部」を「工程」あるいは「処理」に読み替えてもよい。また、要求クラスタリング処理とクラスタ優先度割付処理の「処理」を「プログラム」、「プログラムプロダクト」または「プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記憶媒体」に読み替えてもよい。
【００６０】
＊＊＊本実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態に係る計画立案装置１００では、衛星の観測計画について、運用者が観測計画を立案するための支援を行う。計画立案装置１００では、複数の観測要求をまとめて１つ以上の少数の観測要求とすることができる。複数の観測要求をまとめて１つ以上の少数の観測要求とする方法は、大きく分けて２つのステップからなる。同時観測可能な複数の観測要求を自動でまとめるステップと、まとめた各観測要求にクラスタ優先度を割り付けるステップである。同時観測可能な複数の観測要求を自動でまとめるステップは、各観測要求で要求されるセンサに基づきセンサ毎に観測要求から観測要求データを抽出する。また、運用者によって指定された期間内に観測希望期間が該当する観測要求を抽出する。また、運用者によって指定された領域内に存在する観測要求を抽出する。そして、運用者によって指定された領域内をフットプリントとする衛星のパスを検出し、これらの抽出したデータに基づき同時観測可能な複数の観測要求を自動でまとめる。優先度を割り付けるステップは、自動でまとめた観測要求に対して算出した観測優先度を割り付ける。
【００６１】
本実施の形態に係る計画立案装置１００によれば、同時観測可能な複数の観測要求を同一観測可能な観測要求として自動でまとめることが可能になる。これにより、運用者が計画立案しなければならない観測要求の数が減少するため、運用者の負担を減らして、短時間での効率的な計画立案も可能になる。また、副次的な効果として、計画立案可能な観測要求、観測可能な観測要求を増えると考えられる。
【００６２】
衛星基数増における運用者の負担軽減は目下の大きな課題であり、本実施の形態に係る計画立案装置１００によれば、今後の課題の解決に向けてのベース技術となる可能性が高く、産業上の利用可能性も高いと考えられる。
【００６３】
実施の形態１では、計画立案装置の各部を独立した機能ブロックとして説明した。しかし、計画立案装置の構成は、上述した実施の形態のような構成でなくてもよい。計画立案装置の機能ブロックは、上述した実施の形態で説明した機能を実現することができれば、どのような構成でもよい。また、計画立案装置は、１つの装置でなく、複数の装置から構成されたシステムでもよい。
【００６４】
実施の形態１のうち、複数の部分を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、この実施の形態のうち、１つの部分を実施しても構わない。その他、この実施の形態を、全体としてあるいは部分的に、どのように組み合わせて実施しても構わない。
なお、上述した実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明の範囲、本発明の適用物の範囲、および本発明の用途の範囲を制限することを意図するものではない。上述した実施の形態は、必要に応じて種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
３１  観測要求、３２  衛星軌道情報、３３  センサ別観測要求、３４  クラスタ付観測要求、１００  計画立案装置、１１０  要求クラスタリング部、１１１  センサ別検出部、１１２  領域内検出部、１１３  フットプリント検出部、１１４  クラスタリング部、１２０  クラスタ優先度割付部、１３０  記憶部、１３１  観測要求データベース、１３２  軌道データベース、１３３  センサ別要求データベース、１３４  クラスタ付要求データベース、３１１  ターゲット名、３１２  地点分類カテゴリ、３１３  地点座標、３１４  観測優先度、３１５  観測希望期間、３１６  観測希望回数、３１７  センサ情報、３４０  同時観測要求、３４１  クラスタＩＤ、３４２  クラスタ優先度、９０９  電子回路、９１０  プロセッサ、９２０  記憶装置、９３０  入力インタフェース、９４０  出力インタフェース、９５０  通信装置、Ｓ１００  計画立案処理。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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