(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工衛星に搭載される衛星自律制御装置において、
前記人工衛星の姿勢を変更する姿勢変更時刻を算出し、前記姿勢変更時刻を記憶部に記憶する姿勢変更算出部と、
前記姿勢変更時刻にオフセット時間を付与するか否かを判定するオフセット判定部と、
前記オフセット時間を付与すると判定された場合、前記姿勢変更時刻に前記オフセット時間を付与し、前記記憶部に記憶された前記姿勢変更時刻を更新する姿勢変更更新部と
を備えた衛星自律制御装置。
【請求項２】
前記姿勢変更算出部は、
前記人工衛星の軌道において日照域と日陰域とが切り替わる切替時刻を前記姿勢変更時刻として算出し、
前記衛星自律制御装置は、
前記日照域では前記人工衛星が太陽指向となると共に、前記日陰域では前記人工衛星が地球指向となるように姿勢を制御する姿勢制御部を備えた請求項１に記載の衛星自律制御装置。
【請求項３】
前記衛星自律制御装置は、
前記オフセット時間を記憶する記憶部を備え、
前記姿勢変更更新部は、
前記オフセット時間を付与すると判定された場合、前記記憶部に記憶された前記オフセット時間を前記記憶部に記憶された前記姿勢変更時刻に付与する請求項２に記載の衛星自律制御装置。
【請求項４】
前記記憶部は、
前記人工衛星が姿勢の変更を開始してから完了するまでにかかる姿勢変更時間を記憶し、
前記姿勢制御部は、
前記記憶部に記憶された前記姿勢変更時刻と、前記記憶部に記憶された前記姿勢変更時間とに基づいて、前記人工衛星の姿勢を変更する請求項３に記載の衛星自律制御装置。
【請求項５】
前記人工衛星の慣性モーメントに基づいて、前記姿勢変更時間を修正する変更時間修正部を備えた請求項４に記載の衛星自律制御装置。
【請求項６】
前記記憶部は、
前記人工衛星が観測する観測点の位置を表す観測点位置情報を記憶し、
前記姿勢変更算出部は、
前記観測点位置情報に基づいて、前記人工衛星が前記観測点の観測をする観測時間帯を算出し、前記観測時間帯の開始時刻を前記姿勢変更時刻として算出し、
前記姿勢制御部は、
前記観測時間帯において前記人工衛星が地球指向の姿勢となるように前記人工衛星の姿勢を制御する請求項２から５のいずれか１項に記載の衛星自律制御装置。
【請求項７】
前記記憶部は、
前記人工衛星と通信する中継衛星の位置と軌道とを含む中継衛星位置情報を記憶し、
前記姿勢変更算出部は、
前記中継衛星位置情報に基づいて、前記人工衛星が前記中継衛星と通信する中継衛星通信時間帯を算出し、前記中継衛星通信時間帯の開始時刻を前記姿勢変更時刻として算出し、
前記姿勢制御部は、
前記中継衛星通信時間帯において前記人工衛星のアンテナが前記中継衛星を向くように、前記人工衛星の姿勢の制御、或いは、前記アンテナの向きの制御を行う請求項２から６のいずれか１項に記載の衛星自律制御装置。
【請求項８】
各イベント処理が前記人工衛星により実行される複数のイベント処理のスケジュールを計画するイベント計画部と、
前記複数のイベント処理の各イベント処理の実行継続時間を計測する計測部と、
前記実行継続時間が閾値以上の場合に、実行中のイベント処理の異常を検出する異常情報検出部と
を備えた請求項１から７のいずれか１項に記載の衛星自律制御装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の衛星自律制御装置を備えた人工衛星。
【請求項１０】
請求項９に記載の人工衛星を複数備えた衛星管理システムであって、
前記複数の人工衛星の少なくともいずれかに要求されるイベント処理の実行要求が含まれるイベント実行要求と、前記複数の人工衛星の各人工衛星から、前記複数の人工衛星の各人工衛星のイベント処理のスケジュールを表すイベント計画とを取得し、前記イベント実行要求と前記イベント計画とに基づいて、前記イベント実行要求を満たすように前記複数の人工衛星の各人工衛星の前記イベント計画を再生成し、再生成した前記イベント計画を前記複数の人工衛星の各人工衛星に送信する管理装置を備えた衛星管理システム。
【請求項１１】
人工衛星に搭載される衛星自律制御装置の衛星自律制御方法において、
姿勢変更算出部が、前記人工衛星の姿勢を変更する姿勢変更時刻を算出し、前記姿勢変更時刻を記憶部に記憶し、
オフセット判定部が、前記姿勢変更時刻にオフセット時間を付与するか否かを判定し、
姿勢変更更新部が、前記オフセット判定部により前記オフセット時間を付与すると判定された場合、前記姿勢変更時刻に前記オフセット時間を付与し、前記記憶部に記憶された前記姿勢変更時刻を更新する衛星自律制御方法。
【請求項１２】
前記姿勢変更算出部が、前記人工衛星の軌道において日照域と日陰域とが切り替わる切替時刻を前記姿勢変更時刻として算出し、
姿勢制御部が、前記日照域では前記人工衛星が太陽指向となると共に、前記日陰域では前記人工衛星が地球指向となるように姿勢を制御する請求項１１に記載の衛星自律制御方法。
【請求項１３】
人工衛星に搭載される衛星自律制御装置の衛星自律制御プログラムにおいて、
前記人工衛星の姿勢を変更する姿勢変更時刻を算出し、前記姿勢変更時刻を記憶部に記憶する姿勢変更算出処理と、
前記姿勢変更時刻にオフセット時間を付与するか否かを判定するオフセット判定処理と、
前記オフセット時間を付与すると判定された場合、前記姿勢変更時刻に前記オフセット時間を付与し、前記記憶部に記憶された前記姿勢変更時刻を更新する姿勢変更更新処理とをコンピュータに実行させる衛星自律制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工衛星に搭載される衛星自律制御装置、衛星自律制御方法及び衛星自律制御プログラムに関する。特に、人工衛星がイベント処理に合わせて自律的に姿勢を変更する制御を行う衛星自律制御装置、衛星自律制御方法及び衛星自律制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の人工衛星においては、イベント計画を地上で計画し、その計画に基づいて作成した一連のコマンド、及びその実行時刻を人工衛星にストアすることにより、ミッションを実現する方式を取っている（例えば、特許文献１参照）。また、複数の運用要求が競合する場合に、独自の評価点により優先順位を定義し、運用要求の競合を回避する方式が検討されてきた（例えば、特許文献２参照）。また、運用制約、軌道予測値といった現在の状態から目標の軌道を算出し、人工衛星の軌道を自律的に目標値に変化させる方式を取っている人工衛星もある（例えば、特許文献３参照）。
このように人工衛星の運用については、地上運用者と地上システムと連携して検討する必要があり、多くのミッションを実現しようとすると、それに伴って運用に対する作業も増加していく。
【０００３】
従来の人工衛星では、ミッション要求などにしたがって地球指向、太陽指向などの姿勢を切り替えて運用を実現している。これらの姿勢の切り替えは、地上から送信するテレコマンドにて行っている。しかしながら、近年のミッションの多様化に基づき、地球１周回中でも複数のイベント処理を実行し、それに適した姿勢へ切り替える要求が出される人工衛星もある。このような人工衛星を従来のような地上からのコマンドだけで制御するには、運用者及び地上システム等の運用の負荷が高くなる。
【０００４】
そこで、運用の負荷を低減するために、地球指向姿勢、太陽指向姿勢の切り替え位置を自律的に算出し、自律的に姿勢の変更を行う人工衛星が求められている。このような人工衛星によれば、運用の負荷を増やすことなく、日照域では太陽指向姿勢をとり、日陰域では地球指向姿勢をとることができる。ここで切り替え位置は、日照と日陰の切替タイミングに合わせると効果的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２２６２９８号公報
【特許文献２】特開２００１−２３３３００号公報
【特許文献３】特開２００３−２１２２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の技術では、日照域と日陰域との切替タイミングに代表されるように人工衛星の姿勢を変更する姿勢変更タイミングが固定であり、人工衛星が宇宙空間に上がった後でしか分からない軌道上事象に対応することができないという課題があった。
【０００７】
本発明は、人工衛星が宇宙空間に上がった後であっても、簡単かつ自律的に姿勢変更タイミングを変更することができる衛星自律制御装置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】
【０００８】
本発明に係る衛星自律制御装置は、人工衛星に搭載される衛星自律制御装置において、
前記人工衛星の姿勢を変更する姿勢変更時刻を算出し、前記姿勢変更時刻を記憶部に記憶する姿勢変更算出部と、
前記姿勢変更時刻にオフセット時間を付与するか否かを判定するオフセット判定部と、
前記オフセット時間を付与すると判定された場合、前記姿勢変更時刻に前記オフセット時間を付与し、前記記憶部に記憶された前記姿勢変更時刻を更新する姿勢変更更新部とを備えた。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る衛星自律制御装置であって人工衛星に搭載される衛星自律制御装置によれば、姿勢変更算出部が人工衛星の姿勢を変更する姿勢変更時刻を記憶部に記憶し、オフセット判定部が姿勢変更時刻にオフセット時間を付与するか否かを判定し、オフセット時間を付与すると判定された場合、姿勢変更更新部が、姿勢変更時刻にオフセット時間を付与して記憶部に記憶された姿勢変更時刻を更新するので、人工衛星が宇宙空間に上がった後であっても、簡単かつ自律的に姿勢変更時刻を変更することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】人工衛星１の姿勢制御の例（ａ）〜（ｃ）を示す図。
【図２】実施の形態１に係る人工衛星１に搭載された衛星自律制御装置１００の構成図。
【図３】実施の形態１に係る衛星自律制御装置１００の衛星自律制御方法５１０及び衛星自律制御プログラムの衛星自律制御処理Ｓ１００のフロー図。
【図４】日照域１０と日陰域９との切替位置及び切替時刻の判定方法の一例図。
【図５】姿勢変更時刻１５１（切替時刻）にオフセット時間１５２を持たせた場合の姿勢変更時刻１５１を示す図。
【図６】実施の形態１の変形例に係る衛星自律制御装置１００ｘの構成図。
【図７】実施の形態２に係る衛星自律制御装置１００ａの構成図。
【図８】実施の形態２に係る衛星自律制御装置１００ａの衛星自律制御処理Ｓ１００ａのフロー図。
【図９】実施の形態２に係る姿勢変更時間修正処理Ｓ３１のフロー図。
【図１０】人工衛星１が地上局１２と通信を行う場合の姿勢制御の概念図。
【図１１】実施の形態３に係る人工衛星１が観測点１２ｂの観測を行う場合の姿勢制御の概念図。
【図１２】実施の形態３に係る人工衛星１が有する衛星自律制御装置１００ｂの構成図。
【図１３】実施の形態４に係る人工衛星１が中継衛星２５と通信を行う場合の姿勢制御の概念図。
【図１４】実施の形態４に係る人工衛星１が有する衛星自律制御装置１００ｃの構成図。
【図１５】人工衛星１のイベント計画７０を示す概念図。
【図１６】イベントに優先順位２８を付す例を示す図。
【図１７】優先順位２８を加味した計画例を示す図。
【図１８】実施の形態５に係る人工衛星１が有する衛星自律制御装置１００ｄの構成図。
【図１９】実施の形態６に係る衛星管理システム８００の構成図。
【図２０】実施の形態６に係る管理装置２００の動作のフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
本実施の形態では、衛星自律制御装置１００を有する人工衛星１について説明する。まず、人工衛星１が、日照域１０と日陰域９との切替タイミングで自律的に姿勢を変更する仕組みについて説明する。
【００１２】
図１を用いて、人工衛星１の姿勢制御の例（ａ）〜（ｃ）について説明する。
通常、人工衛星１は、図１に示すように、基準となる姿勢を決めて運用を行っている。ここで、それぞれ基準とする姿勢によってメリット及びデメリットがあり、人工衛星１の特質によってどの姿勢を基準にするかを決定している。基準とする姿勢は、図１の（ａ）に示すように地球３に向く地球指向と、図１の（ｂ）に示すように太陽に向く太陽指向が一般的である。しかし、地球指向では太陽電池パドルを太陽方向に向ける必要があり、太陽電池パドルを回転させる機器が故障すると人工衛星１が存続できないという、大きなリスク、すなわち単一障害点を伴う。
そこで、地球指向と太陽指向とのメリットを活かして、図１の（ｃ）に示すように地球指向と太陽指向とを組み合わせた実現方式がある。地球指向と太陽指向とを融合した方法である。しかし、このように地球指向と太陽指向を融合した場合、その運用では姿勢を変更する回数が増加し、運用が複雑化する。また、人工衛星１の正確な軌道情報は、人工衛星自身はＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を利用して分かるが、地上の運用者は予測軌道で運用を行うため、人工衛星１をテレコマンドなどでコントロールするには誤差を生じてしまう。そのため、できるだけ人工衛星１の方で自身のコントロールを行うことが望ましい。
本実施の形態に係る人工衛星１は、運用の負荷を低減するために、地球指向、太陽指向の切替タイミングを自律的に算出し、自律的に姿勢の変更を行う。このような人工衛星１によれば、運用の負荷を増やすことなく、日照域１０では太陽指向姿勢をとり、日陰域９では地球指向姿勢をとることができる。
【００１３】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図２を用いて、本実施の形態に係る人工衛星１に搭載された衛星自律制御装置１００の構成について説明する。
本実施の形態において、衛星自律制御装置１００は、人工衛星１に搭載されたコンピュータである。衛星自律制御装置１００の内部には、演算処理部９１０、記憶部１５０がある。また、通信装置９３０（トランスポンダ）といった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とを含む。
【００１４】
また、衛星自律制御装置１００は、機能構成として、姿勢変更算出部１１０と、オフセット判定部１２０と、姿勢変更更新部１３０、姿勢制御部１４０と、記憶部１５０とを備える。以下の説明では、衛星自律制御装置１００における姿勢変更算出部１１０と、オフセット判定部１２０と、姿勢変更更新部１３０、姿勢制御部１４０との機能を、衛星自律制御装置１００の「部」の機能という。衛星自律制御装置１００の「部」の機能は、ソフトウェアで実現される。
【００１５】
また、記憶部１５０は、メモリ及び補助記憶装置により実現される。記憶部１５０には、姿勢変更時刻１５１、オフセット時間１５２、姿勢変更時間１５３が記憶される。記憶部１５０は、メモリ及び補助記憶装置により実現されるが、補助記憶装置のみ、あるいは、メモリのみで実現されてもよい。記憶部１５０の実現方法は任意である。
【００１６】
演算処理部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。演算処理部９１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等である。
記憶装置９２０は、メモリであり、具体的には、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）又は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。
通信装置９３０は、通信チップまたはＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃａｒｄ）でもよい。通信装置９３０はデータを通信する通信部として機能し、データを受信する受信部（レシーバ）、受信したデータに対して応答する応答部（レスポンダ）、データを送信する送信部（トランスミッタ）等を備えてもよい。
【００１７】
補助記憶装置には、「部」の機能を実現するプログラムが記憶されている。「部」の機能を実現するプログラムを衛星自律制御プログラム５２０ともいう。このプログラムは、メモリにロードされ、演算処理部９１０としてのＣＰＵに読み込まれ、ＣＰＵによって実行される。
【００１８】
衛星自律制御装置１００は、１つのＣＰＵのみを備えていてもよいし、複数のＣＰＵを備えていてもよい。複数のＣＰＵが「部」の機能を実現するプログラムを連携して実行してもよい。
【００１９】
「部」の処理の結果を示す情報、データ、信号値、及び、変数値は、補助記憶装置、メモリ、又は、演算処理部９１０内のレジスタ又はキャッシュメモリに記憶される。
なお、図２において、各部と記憶部１５０とを結ぶ矢印は、各部が処理の結果を記憶部１５０に記憶すること、あるいは、各部が記憶部１５０から情報を読み出すことを表している。また、各部を結ぶ矢印は、制御の流れを表している。
【００２０】
なお、以下の説明において、人工衛星１に搭載された衛星自律制御装置１００の機能を、人工衛星１の機能として説明する場合がある。
【００２１】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図３を用いて、本実施の形態に係る衛星自律制御装置１００の衛星自律制御方法５１０及び衛星自律制御プログラムの衛星自律制御処理Ｓ１００について説明する。
衛星自律制御処理Ｓ１００は、姿勢変更算出処理Ｓ１０と、オフセット判定処理Ｓ２０と、姿勢変更更新処理Ｓ３０と、姿勢制御処理Ｓ４０とから構成される。
【００２２】
＜姿勢変更算出処理Ｓ１０＞
姿勢変更算出処理Ｓ１０では、姿勢変更算出部１１０は、人工衛星１の姿勢を変更する姿勢変更時刻１５１を算出し、姿勢変更時刻１５１を記憶部１５０に記憶する。
【００２３】
ステップＳ１１０において、姿勢変更算出部１１０は、人工衛星１の軌道において日照域１０と日陰域９とが切り替わる切替時刻を姿勢変更時刻１５１として算出する。姿勢変更時刻１５１は、人工衛星１の姿勢を変更する姿勢変更タイミングともいう。姿勢変更算出部１１０は、まず、日照域１０と日陰域９とが切り替わる切替位置を算出し、算出した切替位置に基づいて、日照域１０と日陰域９との切替時刻を算出する。切替時刻とは、日照域１０と日陰域９とが切り切り替わる切替タイミングともいう。切替時刻は時刻或いは切り替わる角度により表される。
具体的には、姿勢変更算出部１１０は、ＧＰＳによる人工衛星１の位置と時刻情報、又は地上からテレコマンドで送信された人工衛星１の軌道情報を元に、日照域１０と日陰域９の切替位置及び切替時刻を算出する。
【００２４】
図４を用いて、日照域１０と日陰域９との切替位置及び切替時刻の判定方法の一例について説明する。太陽５は十分に遠いため、日陰域９は、太陽方向に対して水平に地球の影となる部分と考える。この時、日照域１０と日陰域９の境界は、図４に示す人工衛星１を描いている位置になる。この時、切替位置は、太陽５と地心１１を結ぶ線（横軸）からθだけ移った位置となり、地球半径Ｒｅと軌道長半径ａから求めることができる。さらに、切替位置と人工衛星１の速度とを用いて、切替位置への到達時刻を切替時刻として算出することもできる。通常は、人工衛星１が、算出した切替時刻になったら自律的に姿勢の変更を行えばよい。さらに、できるだけ太陽指向による太陽電池パドルからの電力を発生させるには、日陰域９から日照域１０への切り替え時は姿勢の変更が日照域１０に達するまでに実施した方がよく、日照域１０から日陰域９への切り替え時は日陰域９になってから姿勢を変更した方が良い。
【００２５】
＜オフセット判定処理Ｓ２０＞
オフセット判定処理Ｓ２０では、オフセット判定部１２０は、姿勢変更時刻１５１にオフセット時間１５２を付与するか否かを判定する。オフセット時間１５２は単にオフセットともいう。
ステップ１２０において、オフセット判定部１２０は、姿勢変更時刻１５１の算出に、オフセット時間１５２を用いるか否かを判定する。
通常、日照域１０と日陰域９との切替位置及び切替時刻を固定とした場合、人工衛星１が宇宙空間に上がってしか分からない軌道上事象に対応することができない。具体的には、軌道上で日照域１０に到達する前に太陽電池パドルで電力が確保できることが、人工衛星１が宇宙空間（軌道上）に行ってから分かった場合などである。そこで、本実施の形態では、オフセット判定部１２０が、切替時刻、すなわち姿勢変更時刻１５１にオフセット時間１５２を持たせて姿勢変更時刻１５１を算出する必要があるか否かを判定する。
【００２６】
＜姿勢変更更新処理Ｓ３０＞
姿勢変更更新処理Ｓ３０では、姿勢変更更新部１３０は、オフセット時間１５２を付与すると判定された場合、姿勢変更時刻１５１にオフセット時間１５２を付与し、記憶部１５０に記憶された姿勢変更時刻１５１を更新する。
【００２７】
具体的には、オフセット判定部１２０がオフセット時間１５２を用いる必要があると判定した場合、ステップＳ１３０で、姿勢変更算出部１１０は、切替時刻にオフセット時間１５２を持たせて姿勢変更時刻１５１を算出する。このオフセット時間が必要かの判定は、地上からのテレコマンドによる指示に基づいて行う、または衛星自律制御装置１００自身で行う。例えば、日陰から日照への切替位置の前に太陽電池パドルの電力が発生した場合、予測した位置よりも前に太陽光を得られたことになる。電力が発生した時間を記憶しておき、次の計画ではそのオフセット時間を入れることで、より多くの電力を確保することにつながる。
オフセット判定部１２０がオフセット時間１５２を用いる必要がないと判定した場合、ステップＳ１５０に進む。すなわち、姿勢変更時刻１５１をそのまま利用する。
なお、記憶部１５０のオフセット時間１５２は、地上からのテレコマンドにより変更可能にしておく。
【００２８】
図５は、姿勢変更時刻１５１（切替時刻）にオフセット時間１５２を持たせた場合の姿勢変更時刻１５１を示す図である。
【００２９】
＜姿勢制御処理Ｓ４０＞
ステップＳ１５０において、姿勢制御部１４０は、姿勢変更時刻１５１と姿勢変更時間１５３とに基づいて、人工衛星１の姿勢の制御を実行する。姿勢制御部１４０は、日照域１０では人工衛星１が太陽指向となると共に、日陰域９では人工衛星１が地球指向となるように姿勢を制御する。
人工衛星１の姿勢の変更は、即時できるわけではなく、アクチュエータの出力に依存して変わってくる。また、地球指向、太陽指向などの姿勢は、地球３や太陽５の位置と人工衛星１自体の軌道４上の位置とによって刻一刻と変わるため、その時々によって姿勢を変更する角度（及びそれに影響する時間）は、状況によって変化する。このように、姿勢を変更するための姿勢変更時間１５３が状態に依存するため、どの時刻から姿勢を変更するべきかが可変となる。そのため、安全に姿勢を変更できるように、最悪時（姿勢変更最大角）での姿勢変更時間１５３を固定値として用意する。姿勢制御部１４０は、この姿勢変更時間１５３と姿勢変更時刻１５１とを元に姿勢変更の開始時刻の算出に利用する。
すなわち、記憶部１５０は、人工衛星１が姿勢の変更を開始してから完了するまでにかかる姿勢変更時間１５３を記憶する。姿勢変更時間１５３には、最悪時（姿勢変更最大角）での姿勢変更時間１５３を固定値として記憶する。姿勢制御部１４０は、記憶部１５０に記憶された姿勢変更時刻１５１と、記憶部１５０に記憶された姿勢変更時間１５３とに基づいて、人工衛星１の姿勢を変更する。
【００３０】
以上で、本実施の形態に係る衛星自律制御処理Ｓ１００についての説明を終わる。
【００３１】
＊＊＊他の構成＊＊＊
本実施の形態では、衛星自律制御装置１００の「部」の機能がソフトウェアで実現されるが、変形例として、衛星自律制御装置１００の「部」の機能がハードウェアで実現されてもよい。
図６を用いて、本実施の形態の変形例に係る衛星自律制御装置１００ｘの構成について説明する。
図６に示すように、衛星自律制御装置１００ｘは、処理回路９０９、通信装置９３０といったハードウェアを備える。
【００３２】
処理回路９０９は、前述した「部」の機能及び記憶部１５０を実現する専用の電子回路である。処理回路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（Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、又は、ＦＰＧＡである。
【００３３】
「部」の機能は、１つの処理回路９０９で実現されてもよいし、複数の処理回路９０９に分散して実現されてもよい。
【００３４】
別の変形例として、衛星自律制御装置１００の機能がソフトウェアとハードウェアとの組合せで実現されてもよい。すなわち、衛星自律制御装置１００の一部の機能が専用のハードウェアで実現され、残りの機能がソフトウェアで実現されてもよい。
【００３５】
演算処理部９１０、記憶装置９２０、及び、処理回路９０９を、総称して「プロセッシングサーキットリ」という。つまり、衛星自律制御装置１００の構成が図２及び図６のいずれに示した構成であっても、「部」の機能及び記憶部１５０は、プロセッシングサーキットリにより実現される。
【００３６】
「部」を「工程」又は「手順」又は「処理」に読み替えてもよい。また、「部」の機能をファームウェアで実現してもよい。
【００３７】
＊＊＊本実施の形態の効果の説明＊＊＊
以上のように、本実施の形態に係る衛星自律制御装置１００，１００ｘによれば、軌道情報を元に算出した日照域と日陰域との切替タイミングに簡単にオフセットを持たせることができるので、宇宙空間に上がってしか分からない軌道上事象に対応して、より効率的な姿勢変更タイミングを算出することができる。また、本実施の形態に係る衛星自律制御装置１００，１００ｘによれば、太陽指向への姿勢変更タイミングを早めることによって、太陽指向姿勢のメリットをより享受することができる。
【００３８】
実施の形態２．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
本実施の形態では、主に、実施の形態１に追加する機能について説明する。
実施の形態１では、姿勢制御に用いる姿勢変更時間１５３を固定値としていた。具体的には、姿勢変更時間１５３をアクチュエータの出力状況によって見積もっていた。しかし、姿勢変更時間１５３はアクチュエータの故障によって変わってくる可能性がある。人工衛星１はアクチュエータの故障を判断した段階で、自律的に人工衛星１が姿勢変更時間１５３を変えることができるものとする。
また、本実施の形態では、アクチュエータの故障だけでなく、慣性モーメントの変化を検知して自律的に人工衛星１が姿勢変更時間１５３を変えることができる衛星自律制御装置１００ａについて説明する。
【００３９】
図７は、本実施の形態に係る衛星自律制御装置１００ａの構成を示す図である。
衛星自律制御装置１００ａにおいて、実施の形態１で説明した構成と同様の構成についてはその説明を省略する。
【００４０】
図７に示すように、衛星自律制御装置１００ａでは、実施の形態１で説明した衛星自律制御装置１００の構成に加え、変更時間修正部１６０を備える。すなわち、実施の形態１で説明した「部」の機能には、変更時間修正部１６０の機能が加わる。その他の構成については、実施の形態１と同様である。
【００４１】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図８を用いて、本実施の形態に係る衛星自律制御装置１００ａの衛星自律制御処理Ｓ１００ａについて説明する。
図８において、ステップＳ１１０からステップＳ１３０までの処理とステップＳ１５０の処理は実施の形態１と同様である。衛星自律制御処理Ｓ１００ａでは、ステップＳ１３０の次に変更時間修正処理Ｓ３１（ステップＳ１４１からステップＳ１４２）が実行される。
【００４２】
＜変更時間修正処理Ｓ３１＞
ステップＳ１４１において、変更時間修正部１６０は、姿勢変更時間１５３を修正する必要があるか否かを判定する。具体的には、変更時間修正部１６０は、人工衛星１の慣性モーメントの変化を検出し、慣性モーメントが変化した場合に姿勢変更時間１５３を修正する必要があると判定する。人工衛星１の慣性モーメントの変化は、人工衛星１が自律的に検出してもよい。或いは、テレコマンドを利用することで地上からの運用者が姿勢変更時間１５３の修正を指示してもよい。すなわち、変更時間修正部１６０は、人工衛星１の慣性モーメントに基づいて、姿勢変更時間１５３を修正する。
【００４３】
姿勢変更時間１５３を修正する必要があると判定した場合、ステップＳ１４２において、変更時間修正部１６０は、姿勢変更時間１５３を修正し、ステップＳ１５０に進む。
姿勢変更時間１５３を修正する必要がないと判定した場合、ステップＳ１５０に進む。
実施の形態１と同様に、ステップＳ１５０において、姿勢制御部１４０は、姿勢変更時刻１５１と、修正された姿勢変更時間１５３とに基づいて、姿勢の制御を実行する。
【００４４】
上述したように、姿勢変更時間１５３はアクチュエータの出力状況によって算出される。しかし、人工衛星１は長時間の運用を経て燃料が減り、慣性モーメントが変化する。慣性モーメントが変化すると姿勢変更時間１５３も変わってくる。すなわち、姿勢変更時間１５３は人工衛星１の慣性モーメントにも依存して変わる。
図９は、本実施の形態に係る姿勢変更時間修正処理Ｓ３１を示す図である。図９に示すように、運用を経て燃料などが減り、慣性モーメントが変わった場合には、アクチュエータの故障時と同様に、自律的に姿勢変更時間１５３を変える。具体的には、図９に示すように、人工衛星の長時間の運用により燃料が減り、慣性モーメント大きくなった場合には、姿勢変更時間が短く修正される。または、テレコマンドを利用することで地上からの運用者が判断して姿勢の変更時間を変えられるようにする。
【００４５】
＊＊＊本実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態に係る衛星自律制御装置１００ａによれば、人工衛星におけるアクチュエータの故障を判断した段階だけでなく、人工衛星の慣性モーメントが変化した段階で、自律的に姿勢変更時間を変えることができる。よって、運用や人工衛星の条件（機器条件、スペック等）が変わっても、無理なく姿勢の変更を実施することができる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、変更時間修正処理Ｓ３１は、姿勢変更更新処理Ｓ３０の後に実行するものとしたが、その他のタイミングで実行しても構わない。例えば、定期的に変更時間修正処理Ｓ３１を実行してもよい。
【００４７】
実施の形態３．
本実施の形態では、主に、実施の形態１及び２に追加する機能について説明する。
まず、本実施の形態を説明するために、前提となる技術について説明する。
テレメトリ、テレコマンド運用といった地上局１２との通信を行うには、アンテナを地球方向に向ける必要がある。太陽指向姿勢の状態では、地上局１２との通信ができないため、地上局１２の上空でテレメトリ、テレコマンド運用を行う場合には、日照域１０であっても地球指向姿勢をとる必要がある。
【００４８】
図１０は、本実施の形態に係る人工衛星１が地上局１２と通信を行う場合の姿勢制御の概念図である。人工衛星１は、地上局１２を利用できる軌道４、すなわち地球可視領域である通信時間帯領域１５内の軌道４において、地上局１２の上空を通過する通信時間帯を軌道情報から予測して算出する。人工衛星１は、通信時間帯として、地球指向の開始時刻及び終了時刻を算出する。
なお、地上局１２の座標情報などをあらかじめ人工衛星１に登録しておき、人工衛星１はＧＰＳ、または地上からのテレコマンドによる軌道情報と時刻情報とから地上局１２からの通信時間帯領域１５の通過時刻を算出する。これにより、運用者が一つ一つの可視を制御することなく、テレメトリ、テレコマンドの運用といった通信時に自律的に地球指向とすることができる。さらに、人工衛星１のＧＰＳ情報を用いて地球指向の開始時刻及び終了時刻を算出できるため、地上よりも精度良く通信タイミングを判別することが可能なる。
さらに、地上局１２の座標情報は、地上から変更できるようにすることで、地上局の移設が行われた場合に対応できる。また、地上局は複数登録できるようにする。これにより、地上局との通信毎に対象の地上局の座標の変更を行う必要がなくなる。さらに、利用する地上局をテレコマンドで適宜選択できるようにする。これにより、軌道周回によって地上局との通信実行有無を選択できるようになる。
【００４９】
また、人工衛星１では、地上局１２の上空を通過する時間帯、すなわちテレメトリ、テレコマンド運用を行う時間帯に人工衛星１が通信できるように機器の設定を自律的に行う。具体的には、人工衛星１は、通信機器であるトランスポンダの起動や周波数帯等の設定を行う。こうすることにより、通信を行う時刻を予測し、テレコマンドでオンオフを行う場合に比べ、自律的に行うことで運用の負荷を下げることができる。
【００５０】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１１は、本実施の形態に係る人工衛星１が観測点１２ｂの観測を行う場合の姿勢制御の概念図である。図１２は、本実施の形態に係る人工衛星１が有する衛星自律制御装置１００ｂの構成図である。衛星自律制御装置１００ｂにおいて、実施の形態１及び２で説明した構成と同様の構成についてはその説明を省略する。
【００５１】
図１２に示すように、衛星自律制御装置１００ｂでは、実施の形態２で説明した衛星自律制御装置１００ａの構成に加え、記憶部１５０に観測点位置情報１５４を備える。その他の構成については、実施の形態２と同様である。
記憶部１５０は、人工衛星１が観測する観測点の位置を表す観測点位置情報１５４を記憶する。姿勢変更算出部１１０は、観測点位置情報１５４に基づいて、人工衛星１が観測点１２ｂの観測をする観測時間帯を算出し、観測時間帯の開始時刻を姿勢変更時刻１５１として算出する。姿勢制御部１４０は、観測時間帯において人工衛星１が地球指向の姿勢となるように人工衛星１の姿勢を制御する。
【００５２】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１１に示すように、人工衛星１の姿勢変更算出部１１０は、観測点１２ｂを利用できる軌道４、すなわち観測時間帯領域１５ｂ内の軌道４において、観測点１２ｂの上空を通過する観測時間帯の開始時刻と終了時刻とを軌道情報から予測して算出する。
上述したように、人工衛星１では、観測点１２ｂの座標情報などを含む観測点位置情報１５４が予め記憶部１５０に登録されている。姿勢変更算出部１１０は、この観測点位置情報１５４と、ＧＰＳまたは地上からのテレコマンドによる軌道情報と、時刻情報とから、観測点１２ｂからの地球可視領域である観測時間帯領域１５ｂの観測時間帯を算出する。
なお、観測点位置情報１５４は、地上局１２の位置情報と同様に、地上からの変更が可能であるものとする。
【００５３】
そして、姿勢制御部１４０は、通過時間帯の開始時刻までに地球指向となるように、姿勢を制御する。あるいは、姿勢制御部１４０は、通過時間帯の開始時刻から人工衛星１の姿勢変更を開始する。このときの姿勢制御処理については、地上局１２に対する姿勢制御処理、及び実施の形態１，２で説明した姿勢制御処理と同様である。
【００５４】
また、人工衛星１では、観測点１２ｂの上空を通過する時間帯、すなわち観測点１２ｂの観測を行う観測時間帯に、人工衛星１が観測できるように機器の設定を自律的に行う。具体的には、人工衛星１は、観測機器であるレーダ、センサ、カメラなどの電源を入れ、設定を行う。
【００５５】
＊＊＊本実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態に係る衛星自律制御装置１００ｂによれば、観測の度に運用者が観測の開始、終了時刻を求める必要が無くなり、運用の負荷を低減させることができる。また、人工衛星のＧＰＳ情報を用いて地球指向の開始時刻、終了時刻を算出できるため、地上よりも精度良く観測が可能となる。
【００５６】
また、本実施の形態に係る衛星自律制御装置１００ｂによれば、地上局の座標と同様に、観測点の座標についても変更できる。これにより、観測点が変更された場合でも容易に対応できる。また、観測点は複数登録できるようにすることで、観測毎に対象の観測点の座標の変更を行う必要がなくなる。さらに、観測点をテレコマンドで適宜選択できるようにする。これにより、軌道周回によって観測の実行有無を選択できるようになる。こうすることにより、観測を行う時刻を予測し観測時に自律的に地球指向とすることで、テレコマンドでオンオフを行う場合に比べ、運用の負荷を下げることができる。
【００５７】
実施の形態４．
本実施の形態では、主に、実施の形態１から３に追加する機能について説明する。特に、実施の形態３に追加する機能について説明する。
実施の形態３では、地上局１２との通信を行える時間帯に地球指向となるように自律的に姿勢変更を実施すると共に、観測点１２ｂの観測をする時間帯に地球指向となるように自律的に姿勢変更を実施する人工衛星１について説明した。本実施の形態に係る人工衛星１では、実施の形態３と同様の考え方を用いて、中継衛星２５との通信を行える時間帯においても、人工衛星１のアンテナを中継衛星に向ける、或いは、中継衛星２５にアンテナが向くように人工衛星１の姿勢を変更する。
【００５８】
図１３は、本実施の形態に係る人工衛星１が中継衛星２５と通信を行う場合の姿勢制御、およびアンテナ制御の概念図である。図１４は、本実施の形態に係る人工衛星１が有する衛星自律制御装置１００ｃの構成図である。
図１４に示すように、衛星自律制御装置１００ｃでは、実施の形態３で説明した衛星自律制御装置１００ｂの構成に加え、記憶部１５０に中継衛星位置情報１５５を備える。その他の構成については、実施の形態３と同様である。
記憶部１５０は、人工衛星１と通信する中継衛星２５の位置と軌道とを含む中継衛星位置情報１５５を記憶する。姿勢変更算出部１１０は、中継衛星位置情報１５５に基づいて、人工衛星１が中継衛星２５と通信する中継衛星通信時間帯領域１５ｃを算出し、中継衛星通信時間帯の開始時刻を姿勢変更時刻１５１として算出する。姿勢制御部１４０は、中継衛星通信時間帯において人工衛星１のアンテナが中継衛星２５を向くように、人工衛星１を制御する。すなわち、姿勢制御部１４０は、中継衛星通信時間帯において人工衛星１のアンテナが中継衛星２５を向くように、人工衛星１の姿勢の制御、或いは、アンテナの向きの制御を行う。
【００５９】
図１３に示すように、人工衛星１は、中継衛星２５の位置情報及び軌道情報を含む中継衛星位置情報１５５を元に通信のタイミングを算出し、自律的に人工衛星１のアンテナを制御する、または人工衛星１の姿勢を変更する。
具体的には、人工衛星１の姿勢変更算出部１１０は、中継衛星２５と通信を行う軌道４、すなわち中継衛星通信時間帯領域１５ｃ内の軌道４において、中継衛星２５と通信を行う中継衛星通信時間帯の開始時刻と終了時刻とを軌道情報から予測して算出する。
上述したように、人工衛星１では、中継衛星２５の位置及び軌道を含む中継衛星位置情報１５５が予め記憶部１５０に登録されている。姿勢変更算出部１１０は、この中継衛星位置情報１５５の情報と、ＧＰＳまたは地上からのテレコマンドによる軌道情報と、時刻情報とから、中継衛星通信時間帯領域１５ｃの通過時間帯である中継衛星通信時間帯を算出する。
なお、中継衛星位置情報１５５は、地上から送信されるとしてもよいし、衛星自律制御装置１００ｃで自律的に算出してもよい。
【００６０】
また、人工衛星１では、中継衛星２５と通信を行う中継衛星通信時間帯に人工衛星１が中継衛星と通信できるように機器の設定を自律的に行う。具体的には、人工衛星１は、通信機器であるトランスポンダの起動や周波数帯等の設定を行う。このように、中継衛星２５と通信を行う時刻を予測し自律的に中継衛星２５と通信を行うことにより、テレコマンドでオンオフを行う場合に比べ、運用の負荷を下げることができる。
【００６１】
以上のように、本実施の形態に係る衛星自律制御装置１００ｃによれば、中継衛星と通信を行える中継衛星通信時間帯においても、中継衛星２５との通信を地上からコントロールする必要が無くなり、中継衛星の方向にアンテナを向けるためのテレコマンド運用の負荷が減る。
【００６２】
実施の形態５．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
本実施の形態では、主に、実施の形態１から４に追加する機能について説明する。
まず、本実施の形態を説明するために、前提となる技術について説明する。
人工衛星１は、ミッション要求を満足するために複数のイベント処理を実施する。通常、イベント処理の実施のタイミング、すなわち実施時刻などの情報を地上からのテレコマンドにより人工衛星１に送信して実現する。この時、地上の運用者は、イベント処理のスケジューリングを考え、イベント間の競合が起こらないように検討する必要がある。
実施の形態１から４で説明した人工衛星１は、イベントのスケジューリングを人工衛星１自身で自律的に実行する。このようなイベントのスケジューリングを達成する仕組みとして、複数あるイベント処理の情報を元に、この先ある一定区間のイベントシーケンスであるイベント計画７０を計画する。イベント計画７０はイベントスケジュールともいう。
【００６３】
図１５は、本実施の形態に係る人工衛星１のイベント計画７０を示す概念図である。
具体的には、人工衛星１は、図１５に示す計画点１３において、地球１周回のイベント計画７０の作成を実施するものとする。複数あるイベント処理の具体例としては、実施の形態１で説明した日陰域９と日照域１０との切替に伴う姿勢変更、実施の形態３で説明した地上局１２との通信及び観測点１２ｂの観測、実施の形態４で説明した中継衛星２５との通信などがある。イベント処理を単にイベントともいう。
例えば、図１５に示すように、人工衛星１は、地球指向（日陰域９）から太陽指向（日照域１０）への姿勢変更１７、地上局１２との通信のための姿勢変更１８、地上局１２との通信のための設定制御２６、地上局１２との通信の終了に伴う姿勢変更１９、太陽指向（日照域１０）から地球指向（日陰域９）への姿勢変更２０等のイベント処理からなるイベント計画７０を生成する。
【００６４】
人工衛星１では、複数のイベント処理の各々に、予め優先順位を規定しておくことにより、複数のイベント処理の競合を回避する。そのイベント処理の優先順位に従って人工衛星１がイベント処理の実行順序を決定する。
図１６は、イベントに優先順位２８を付す例を示す図である。計画時の優先順位２８とリアルタイム処理での優先順位２８とを用意しておく。計画時には、実行すべきイベントを優先順位２８の高いイベントから選択して計画を立案する。また、その計画を元にして、リアルタイムで人工衛星１のコントロールを行っていく。
図１７は、優先順位２８を加味した計画例を示す図である。軌道制御３０は、人工衛星１の軌道を保持する上で必要なイベントであるが、例えば、この軌道制御３０のイベントと太陽指向２４と地球指向２１との切替、地上局との通信３１、又は中継衛星との通信２７とが競合しないように計画する。図１７において、太陽指向２４と地球指向２１との切替とは、日照日陰による地球指向と太陽指向の切り替えである。太陽指向２４と地球指向２１との切替より優先順位２８を高くしている軌道制御３０や中継衛星との通信２７があれば、それらを優先してスケジューリングする。また、地上局との通信３１のための地球指向は、日陰による地球指向２１と同じであるため、図１７においても地球指向２１が前倒しになるような形となる。
以上のように、イベントが競合しないようにすることにより、運用者はテレコマンドで軌道制御など実施したい時刻、または軌道位置を指定するだけで、人工衛星自身がイベントを実施し、運用者の負荷を低減させることができる。なお、計画のタイミングの例としては、例えば、昇交点通過時にその一周回におけるイベントを計画する、などが考えられる。その計画結果であるイベント計画７０を元に人工衛星はリアルタイムで姿勢などのコントロールを行う。
【００６５】
なお、上述したようにイベントの計画を行った後でも、運用者の希望による運用の変更や、人工衛星自体の故障などにより、イベントを変更することが想定される。その際には、人工衛星１において、計画を再度実行し、その時点の情報を踏まえて再計画できるようにする。効果として、衛星の部分的な故障の発生などに伴って、当初の計画を遂行できなくなった場合でも、自律的に計画を組みなおすことで、その時点で遂行できる最大限の要求の実現が可能となる。
具体例としては、５台のリアクションホイールを利用して姿勢変更を行う時間よりも４台で行う時間の方が長い。計画の時点において、５台でイベントの順序を組んでいた場合、リアクションホイールが１台故障すると姿勢変更の時間も変化する。結果、計画していたイベントが実行できなくなる可能性がある。そのため、リアクションホイールの故障を検知した場合には、４台での姿勢変更の時間を用いて再度計画をやり直すことで、実施できるようになる。
【００６６】
図１８は、本実施の形態に係る人工衛星１が有する衛星自律制御装置１００ｄの構成図である。
図１８に示すように、衛星自律制御装置１００ｄでは、実施の形態４で説明した衛星自律制御装置１００ｃの構成に加え、記憶部１５０にイベント計画７０を備える。また、機能構成として、イベント計画部１７０、計測部１８０、異常情報検出部１９０が加わる。すなわち、本実施の形態では、衛星自律制御装置１００ｄの「部」の機能にイベント計画部１７０、計測部１８０、異常情報検出部１９０の機能が加わる。その他の構成については、実施の形態４と同様である。
イベント計画部１７０は、各イベント処理が人工衛星１により実行される複数のイベント処理のスケジュールを計画し、イベント計画７０を生成する。
計測部１８０は、複数のイベント処理の各イベント処理の実行継続時間を計測する。計測部１８０はカウンタともいう。
異常情報検出部１９０は、実行継続時間が閾値以上の場合に、実行中のイベント処理の異常を検出する。
【００６７】
本実施の形態に係る衛星自律制御装置１００ｄは、イベント計画７０を生成し、イベント計画７０の実行順序に従って人工衛星１をコントロールする。このとき、衛星自律制御装置１００ｄは、運用ミスや不具合等で誤ったイベント処理が実行されることを防ぐ。計測部１８０は、誤ったイベントを計画した場合に、そのイベントを検知するため、イベントの実行継続時間を計測して異常を確認するカウンタである。計測部１８０は、カウンタ値がある閾値を超えた場合に、実行中のイベントが異常であると判定する。また、異常情報検出部１９０は、イベントとして太陽指向姿勢を選択（日照領域を想定）しているにもかかわらず、太陽電池パドルから電力が発生しない場合に、そのイベントを異常であると判定する。
異常情報検出部１９０は、イベントの異常を検出すると、異常情報を地上に送信する。
【００６８】
以上のように、本実施の形態に係る人工衛星１によれば、不正なイベントが計画されても、検知することができる。
【００６９】
実施の形態６．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
本実施の形態では、主に、実施の形態１から５に追加する機能について説明する。
図１９は、本実施の形態に係る衛星管理システム８００の構成を示す図である。
本実施の形態において、実施の形態１から５で説明した構成と同様の構成には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７０】
本実施の形態では、実施の形態１から５に示した機能を有する複数の人工衛星１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、これらの複数の人工衛星１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを管理する管理装置２００とを有する衛星管理システム８００について説明する。本実施の形態では、管理装置２００は、地上に設置されているものとする。ただし、管理装置２００は、人工衛星１の一つが保持しても、中継衛星２５が保持しても良い。なお、人工衛星１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの少なくとも一部を、単に人工衛星１と称する場合もある。また、管理装置２００は、人工衛星１の少なくとも１つに配置されていてもよい。
【００７１】
図２０は、本実施の形態に係る管理装置２００の動作のフロー図である。
管理装置２００は、複数の人工衛星の少なくともいずれかに要求されるイベント処理の実行要求が含まれるイベント実行要求４３と、複数の人工衛星の各人工衛星１から、複数の人工衛星の各人工衛星１のイベント処理のスケジュールを表すイベント計画７０とを取得する。管理装置２００は、イベント実行要求４３と各人工衛星１のイベント計画７０とに基づいて、イベント実行要求４３を満たすように各人工衛星１のイベント計画７０を再生成する。管理装置２００は、再生成した各人工衛星１のイベント計画７０を、各人工衛星１に送信する。
【００７２】
ステップＳ２０１において、管理装置２００は、運用者が作成したイベント実行要求４３を取得する。イベント実行要求４３は運用要求ともいう。イベント実行要求４３には、例えば、観測要求、軌道制御要求などが含まれる。観測要求には、観測地点である観測点の位置情報が含まれる。軌道制御要求には、要求先の人工衛星１ｃ、軌道制御の開始時刻、推進時間等が含まれる。
ステップＳ２０２において、管理装置２００は、人工衛星１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ各々のイベントの計画結果であるイベント計画７０をテレメトリとして収集する。イベント計画７０には、地上局との通信予定（開始時刻及び終了時刻）、中継衛星との通信予定（開始時刻及び終了時刻）、観測予定（観測点、開始時刻及び終了時刻）、軌道制御予定（開始時刻及び推進時刻）といったイベント処理の情報が含まれる。
ステップＳ２０３において、管理装置２００は、各人工衛星１から収集したイベント計画７０が、イベント実行要求４３により指定された通りか否かを確認する。
【００７３】
ステップＳ２０４において、管理装置２００は、イベント実行要求４３と各人工衛星１のイベント計画７０とに基づいて、イベント実行要求４３を満たすように各人工衛星１のイベント計画７０を再生成する。例えば、ステップＳ２０４ａにおいて、管理装置２００は、イベント実行要求４３に含まれる観測要求で指定された観測点で観測できる人工衛星を判別し、時刻を求める。ステップＳ２０４ｂにおいて、管理装置２００は、その他のイベント（軌道制御など）と観測時刻が競合しないかを確認し、早い時刻の人工衛星を特定する。ステップＳ２０４ｃにおいて、管理装置２００は、人工衛星に送信するテレコマンドを生成する。
【００７４】
ステップＳ２０５において、管理装置２００は、人工衛星１にテレコマンドを送信する。なお、ステップＳ２０４ｃにおいて、管理装置２００は、各人工衛星に送信するイベント計画７０を再生成してもよい。また、ステップＳ２０５において、管理装置２００は、人工衛星１に再生成したイベント計画７０を送信してもよい。なお、イベント計画７０そのものを送信するのではなく、変更点のみをテレコマンドとして送信してもよい。
【００７５】
具体例について、図１９を用いて説明する。人工衛星１ｂ，１ｃ，１ｄの３つのイベント計画７０に、同一の地点１の観測要求が含まれていた場合を想定する。管理装置２００は、人工衛星１ｂより人工衛星１ｄの方が早い時期に地点１の観測をすることができるため、人工衛星１ｂには当該観測要求をアサインしない。また、管理装置２００は、人工衛星１ｃの観測要求は軌道制御３０と重なるため、観測をアサインしない。このように、ある位置の観測を行いたいとき、どの人工衛星で観測するか選ぶ必要がなければ、各衛星の軌道情報を元に観測できる状態、かつ最短で観測できる人工衛星を選択し、その衛星で実施の形態３で説明したように観測を実行する。例えば、図１９において、地点１の観測を行いたい場合、人工衛星１ｃは軌道制御を行う必要があり観測できないため、人工衛星１ｄで実施するなど選択する。
【００７６】
以上のように、本実施の形態の衛星管理システム８００は、複数の人工衛星の計画を一元管理することにより、観測など重要なイベントをいち早く実行し、イベントの競合による運用の待ちを防ぐ。また、本実施の形態では、管理装置２００が、各人工衛星１のイベント計画７０をテレメトリとして収集し、各人工衛星１に実施させるイベントを作成し、各イベントの実行をテレコマンドで指示するので、複数の人工衛星のイベント計画を管理することにより、他の人工衛星のイベント計画と連携したコントロールをすることができ、イベント処理を効率的に行うことができる。また、本実施の形態によれば、複数の人工衛星の運用を一度に管理することで、運用者の要求である観測をいち早く実施でき、その他の必要なイベント（例えば軌道制御などのメンテナンス運用）との競合（制約）を回避することが可能となる。例えば、軌道制御を行う時期には観測ができないため、待ち状態が発生するようなことを防ぐことができる。
【００７７】
以上のように、実施の形態１から６によれば、人工衛星が実行すべきイベントを踏まえて、イベントの実行順序を調整し、自律的に姿勢を変更することで、運用の負荷を減らすことができる。また、人工衛星自身がイベントの切り替えや姿勢を変更するタイミングを判断するため、地上からのテレコマンドよりも精度良くコントロールをすることができる。また、ミッションの多様化に伴う人工衛星が実施するイベントの数は増加に伴って、人工衛星のコントロールの頻度が上がり、運用の複雑化、作業量の増加を防ぐとこができる。また、衛星の運用管理は個々で実施されており、同じ役割をもつ衛星群でも数のメリットを活かすことができる。
【００７８】
実施の形態１から６について説明したが、実施の形態１から６の説明において「部」として説明するもののうち、いずれか１つのみを採用してもよいし、いくつかの任意の組合せを採用してもよい。つまり、衛星自律制御装置の機能構成は、上記の実施の形態で説明した機能を実現することができれば、任意である。機能構成を、どのような組合せ、或いは任意の機能構成で構成しても構わない。
【００７９】
また、実施の形態１から６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、これら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、これらの実施の形態を、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、上記の実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物及び用途の範囲を制限することを意図するものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ  人工衛星、３  地球、４  軌道、５  太陽、９  日陰域、１０  日照域、１１  地心、１２  地上局、１２ｂ  観測点、１３  計画点、１５  通信時間帯領域、１５ｂ  観測時間帯領域、１５ｃ  中継衛星通信時間帯領域、１７，１８，１９  姿勢変更、２１  地球指向、２４  太陽指向、２５  中継衛星、２６  設定制御、２７  中継衛星との通信、２８  優先順位、３０  軌道制御、３１  地上局との通信、３６  観測、４３  イベント実行要求、７０  イベント計画、１００，１００ｘ，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ  衛星自律制御装置、１１０  姿勢変更算出部、１２０  オフセット判定部、１３０  姿勢変更更新部、１４０  姿勢制御部、１５０  記憶部、１５１  姿勢変更時刻、１５２  オフセット時間、１５３  姿勢変更時間、１５４  観測点位置情報、１５５  中継衛星位置情報、１６０  変更時間修正部、１７０  イベント計画部、１８０  計測部、１９０  異常情報検出部、２００  管理装置、５１０  衛星自律制御方法、５２０  衛星自律制御プログラム、８００  衛星管理システム、９０９  処理回路、９１０  演算処理部、９２０  記憶装置、９３０  通信装置、Ｓ１００，Ｓ１００ａ  衛星自律制御処理、Ｓ１０  姿勢変更算出処理、Ｓ２０  オフセット判定処理、Ｓ３０  姿勢変更更新処理、Ｓ３１  変更時間修正処理、Ｓ４０  姿勢制御処理。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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