(57)【要約】【課題】  地球を周回する複数の観測衛星群を用いて、観測計画の立案後、短時間で観測目標地域を観測することのできる、観測衛星群管制システムを提供する。【解決手段】  地球周回軌道を飛行する複数の観測衛星の中から少なくとも１つの観測衛星を選択し、選択した観測衛星に対応した観測目標地点の情報を送出するとともに、選択した観測衛星の軌道高度を降下させる軌道変更指令を送出する衛星情報管理部を設け、観測衛星は、衛星情報管理部から送出された上記観測目標地点の情報及び軌道変更指令を受けると自己の軌道高度を降下して、軌道高度の降下後に観測目標地点を観測する。【選択図】        図１
2008126876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる地球周回軌道を飛行する複数の観測衛星と、
上記複数の観測衛星の中から少なくとも１つの観測衛星を選択し、選択した観測衛星に対応した観測目標地点の情報を送出するとともに、選択した観測衛星の軌道高度を降下させる軌道変更指令を送出する衛星情報管理部と、
を備え、
上記観測衛星は、上記衛星情報管理部から送出された上記観測目標地点の情報及び軌道変更指令を受けると、自己の軌道高度を降下させ、軌道高度の降下後に上記観測目標地点を観測する、
ことを特徴とした観測衛星群管制システム。
【請求項２】
上記観測衛星は、上記観測目標地点の観測データを送信した後、軌道上廃棄されることを特徴とした請求項１記載の観測衛星群管制システム。
【請求項３】
上記衛星情報管理部は、上記複数の観測衛星の中から、所定時間内に上記観測目標地点が可視となる軌道に降下可能な観測衛星を選択する、ことを特徴とした請求項１または請求項２記載の観測衛星群管制システム。
【請求項４】
観測衛星との間でデータ伝送を行う通信部を備え、
上記衛星情報管理部は、上記通信部が可視となる軌道を航行する複数の観測衛星の中から、降下後の軌道において所定時間内に上記観測目標地点及び上記通信部が可視となる軌道を航行する観測衛星を選択し、上記通信部を介して上記観測衛星に軌道変更指令を送ることを特徴とした請求項３記載の観測衛星群管制システム。
【請求項５】
上記衛星情報管理部は、各観測衛星について、軌道変更指令を送信可能なコマンド送信時間、観測目標地点へ到達する到達時間、及び観測データを地上に伝送可能な観測データ伝送時間を算出し、算出した各時間が、コマンド送信時間、到達時間、観測データ伝送時間の順序で並び、かつ観測データ伝送時間が所定時間内にある観測衛星を、優先的に選択することを特徴とする請求項４記載の観測衛星群管制システム。
【請求項６】
上記衛星情報管理部は、各観測衛星について、更に、観測を実行する観測点が観測目標地点の上空に最も近づくものを優先的に選択することを特徴とする請求項５記載の観測衛星群管制システム。
【請求項７】
上記衛星情報管理部は、選択した観測衛星に対し、観測を実行する観測点が観測目標地点の上空に最も近づくように、観測衛星を段階的に軌道降下させることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項記載の観測衛星群管制システム。
【請求項８】
上記通信部は、データ中継衛星または飛行体に搭載され、上記観測衛星と地上との間でデータ中継を行うことを特徴とする請求項４記載の観測衛星群管制システム。
【請求項９】
他の複数の観測衛星とは異なる地球周回軌道を飛行し、衛星情報管理部から観測目標地点の情報を受けると、自己の軌道高度を降下し、軌道高度の降下後に観測目標地点を観測するとともに、観測目標地点の観測データを送信し、観測データの送信後、軌道上廃棄されることを特徴とした観測衛星。
【請求項１０】
観測画像を取得する観測センサと、軌道高度を降下するスラスタと、通信用アンテナと、制御部とを備え、
上記制御部は、他の複数の観測衛星とは異なる地球周回軌道を飛行中に、衛星情報管理部から観測目標地点の情報を受けると、上記スラスタを起動して自己の軌道高度を降下させ、
上記制御部は、軌道高度の降下後、上記観測センサによる観測目標地点の観測を実行し、
上記制御部は、観測実行後、上記通信用アンテナにより観測目標地点の観測データを送信する、ことを特徴とした観測衛星。
【請求項１１】
上記制御部は、観測データの送信後、自己の軌道上廃棄を実行することを特徴とした請求項９または請求項１０記載の観測衛星。
【請求項１２】
請求項３から請求項８の何れか１項記載の観測衛星群管制システムにより軌道管制される観測衛星。
【請求項１３】
互いに異なる地球周回軌道を飛行する複数の観測衛星の中から、少なくとも１つの観測衛星を選択し、選択した観測衛星に対応した観測目標地点の情報を送出するとともに、選択した観測衛星の軌道高度を降下させる軌道変更指令を送出する衛星情報管理部と、
衛星情報管理部から送出された観測目標地点の情報及び軌道変更指令を、直接またはデータ中継衛星や飛行体を介して、選択した観測衛星に送信する通信用アンテナと、
を備え、
上記通信用アンテナは、直接またはデータ中継衛星や飛行体を介して、上記観測衛星の軌道高度の降下後、上記観測衛星から観測目標地点の観測情報を受信する、
ことを特徴とした地上局。
【請求項１４】
請求項３から請求項８の何れか１項記載の観測衛星群管制システムを用いて観測衛星の軌道管制を行う地上局。
【請求項１５】
互いに異なる地球周回軌道を飛行する複数の観測衛星の中から、少なくとも１つの観測衛星を選択するステップ、
選択した観測衛星に対応した観測目標地点の情報を送出するとともに、選択した観測衛星の軌道高度を降下させる軌道変更指令を送出するステップ、
上記観測衛星の軌道高度の降下後、上記観測衛星から観測目標地点の観測情報を受けるステップ、
の順に、上記観測目標地点を観測することを特徴とした観測衛星群管制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の観測衛星群を用いて、観測目標地点の観測を行う観測衛星群管制システム、及びその観測衛星、地上局、観測衛星群を運用するための管制方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の衛星を用いて地球の周回軌道を編隊飛行させ、リモートセンシング技術によって地球を観測するシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６８４６１号公報
【０００４】
また、災害発生を早期かつ確実に検出する観測システムとして、衛星画像の配信センタにネットワークを接続し、配信センタから予め定めたエリアのエリア画像を表示するものが知られている。この観測システムは、静止衛星に搭載される撮像機によって特定エリアを撮像し、得られた特定エリア内の差分画像を強調表示することにより、災害発生の確認に役立てることを目的としている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献２】特開２００５−７８５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に示される従来の観測システムは静止衛星を用いていたため、緊急時に被災地の観測を実施する際、観測画像の解像度が悪く、被災状況を詳細に確認することができないという問題があった。
【０００７】
一方、地球上空の低軌道を周回する周回衛星を用いて地上の所定エリアを観測することによって、撮像画像の解像度を向上させることができる。
【０００８】
しかしながら、周回衛星を単体で用いる場合、通常、衛星に観測コマンドを送信してから衛星が被災地上空を通過するまでの間に長時間を要し、観測コマンドの送信から観測までの時間間隔が長くなる。このため、衛星軌道位置と観測目標地点とのタイミングが偶然一致しない限りは、観測計画の立案から観測実行までの間の時間的なロスが大きく、緊急時であっても観測目標地点を迅速に観測できないという問題があった。
【０００９】
また、観測衛星を周回軌道に複数配置して観測時間間隔を短くすることが考えられるが、この場合、衛星数に応じて衛星の製造、並びに衛星の打ち上げ費用が加算し、システム全体が高価なものとなり、そのままでは実用に耐えないという問題があった。
【００１０】
なお、特許文献２には、複数の衛星を用いて編隊飛行を行う観測システムが記載されるが、衛星同士の配置間隔が短く、周回衛星を単体で用いる場合と同様、観測実行までの時間ロスが大きいという課題がある。このような観点から、複数衛星を用いて、観測計画の立案後、短時間で目標地点を観測することのできる観測システムが望まれている。
【００１１】
この発明は係る課題を解決するためになされたものであり、地球を周回する複数の観測衛星群を用いて、観測計画の立案後、短時間で観測目標地域を観測することのできる、観測衛星群管制システム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】
【００１２】
この発明による観測衛星群管制システムは、互いに異なる地球周回軌道を飛行する複数の観測衛星と、複数の観測衛星の中から少なくとも１つの観測衛星を選択し、選択した観測衛星に対応した観測目標地点の情報を送出するとともに、選択した観測衛星の軌道高度を降下させる軌道変更指令を送出する衛星情報管理部と、を備え、上記観測衛星は、上記衛星情報管理部から送出された上記観測目標地点の情報及び軌道変更指令を受けると、自己の軌道高度を降下させ、軌道高度の降下後に上記観測目標地点を観測するものである。
【００１３】
また、上記観測衛星は、上記観測目標地点の観測データを送信した後、軌道上廃棄されても良い。
【００１４】
また、この発明による観測衛星は、他の複数の観測衛星とは異なる地球周回軌道を飛行し、衛星情報管理部から観測目標地点の情報を受けると、自己の軌道高度を降下し、軌道高度の降下後に観測目標地点を観測するとともに、観測目標地点の観測データを送信し、観測データの送信後、軌道上廃棄されるものである。
【００１５】
また、この発明による地上局は、互いに異なる地球周回軌道を飛行する複数の観測衛星の中から、少なくとも１つの観測衛星を選択し、選択した観測衛星に対応した観測目標地点の情報を送出するとともに、選択した観測衛星の軌道高度を降下させる軌道変更指令を送出する衛星情報管理部と、衛星情報管理部から送出された観測目標地点の情報及び軌道変更指令を、直接またはデータ中継衛星や飛行体を介して、選択した観測衛星に送信する通信用アンテナと、を備え、上記通信用アンテナは、直接またはデータ中継衛星や飛行体を介して、上記観測衛星の軌道高度の降下後、上記観測衛星から観測目標地点の観測情報を受信するものである。
【００１６】
また、この発明による観測衛星群管制方法は、互いに異なる地球周回軌道を飛行する複数の観測衛星の中から、少なくとも１つの観測衛星を選択するステップ、選択した観測衛星に対応した観測目標地点の情報を送出するとともに、選択した観測衛星の軌道高度を降下させる軌道変更指令を送出するステップ、上記観測衛星の軌道高度の降下後、上記観測衛星から観測目標地点の観測情報を受けるステップ、の順に、上記観測目標地点を観測するものである。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、複数の観測衛星群を異なる軌道に配置することにより、出来るだけ多くの観測衛星を用いて、緊急観測を要する地域の上空に可及的速やかに到達することができる。
また、待機軌道から低軌道の観測軌道に軌道降下することにより、緊急観測地域の状況を高い観測精度で観測することができる。
【００１８】
また、この発明によれば、観測データ伝送時間が所定時間内にある観測衛星を、優先的に選択することにより、複数の観測衛星の中から、最速で観測目標地点上空に到達し、かつ最もデータ回収性に優れた観測衛星の選出が可能となる。
また、観測衛星を段階的に軌道降下させることにより、被災地状況を詳細に観測するため、最も観測精度を高くすることができる軌道降下方法を選出することができる。
更に、データ中継を行うデータ伝送システムを備えることにより、低軌道に軌道降下した観測衛星が不可視となることを防ぐとともに、観測衛星の衛星速度に追従して、データ伝送を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１．
図１は、この発明に係る実施の形態１による観測衛星群管制システムの構成を示す図である。図２は観測衛星１の構成を示す図であり、図２（ａ）は観測衛星１の外観を示す図、図２（ｂ）は観測衛星１の内部構成を示すブロック図である。図３は衛星情報管理部の構成を示す図である。図４は複数の地球周回軌道を示す概念図である。
【００２０】
図１において、観測衛星群管制システムは、複数個の観測衛星１と、衛星情報管理部２と、追跡管制部３とから構成される。各観測衛星１は図１に示すように、地球１００を周回する異なる複数の待機軌道上にそれぞれ分散して配置され、観測衛星群１０を構成する。各観測衛星１は軌道高度を降下することによって、図１及び図４に示すように、地球１００を周回する低軌道に位置した観測軌道に移動することができる。観測衛星１は、追跡管制部３より伝達された運用指令に従い、自律的に運用指令を実行することができる。
【００２１】
図２（ａ）において、各観測衛星１は、衛星構体１１に、撮像装置または合成開口レーダ（ＳＡＲ）等の観測センサ１２を搭載している。また、各観測衛星１は、衛星構体１１に、太陽電池パネル１３、スラスタ１４、通信用アンテナ１５を備えている。通信用アンテナ１５は、衛星間通信や地上局との衛星通信を行う指向性アンテナが用いられる。
【００２２】
図２（ｂ）において、衛星構体１１の内部には、電源ユニット１６、位置姿勢制御部１７、通信制御部２１、制御部２２、記憶部２３、姿勢制御用アクチュエータ２０等の搭載機器が収容される。観測衛星１は、バッテリを有し蓄電制御を行うバッテリモジュール、電源制御装置等から構成され、太陽電池パネル１３に接続された電源ユニット１６を備える。電源ユニット１６は、衛星構体１１に搭載される各衛星搭載機器に対して電源を供給する。観測衛星１は、衛星の軌道位置及び姿勢を制御するための位置姿勢制御部１７と、姿勢検出センサ１８及び位置検出センサ１９を備えている。位置姿勢制御部１７は、姿勢制御用アクチュエータ２０やスラスタ１４を制御する。姿勢制御用アクチュエータ２０としては、モーメンタムホイールや姿勢制御用スラスタ等が用いられる。姿勢検出センサ１８としては、地球センサ、スターセンサ、慣性センサ等が用いられる。また、位置検出センサ１９としては、ＧＰＳ受信器や慣性センサ等が用いられる。観測衛星１は、通信用アンテナ１５に接続され、送受信機やデータハンドリング装置を有した通信制御部２１を備える。制御部２２は時計を内蔵し、記憶部２３に接続される。制御部２２は、電源ユニット１６、位置姿勢制御部１７、通信制御部２１、観測センサ１２を制御し、衛星全体の機能を統合管理する。観測衛星１は、所望の精度を有した観測センサの運用と、宇宙空間での軌道維持、軌道変更、姿勢変更、及び通信等が可能な最低限度の衛星運用機能を有して、例えば衛星構体を１ｍ立方角以下の大きさにするように、出来る得る限り小型化することが望ましい。
【００２３】
図３において、衛星情報管理部２は、マンマシンインタフェースを構成する入出力装置２５と、制御装置２６と、衛星データベース２７と、地理データベース２８を備えている。入出力装置２５は、キーボードやマウス等の入力端末と、ＣＲＴ、液晶ディスプレイや表示盤等の表示装置で構成される。制御装置２６は、パソコンや、ＣＰＵを搭載した専用計算機等で構成され、記憶装置２９に接続されている。衛星データベース２７は、観測衛星群１０を構成する各観測衛星１が所持する待機軌道の物理情報（軌道を特定するための物理的パラメータ）や、待機軌道上における各観測衛星１の現在位置データ等が格納されている。地理データベース２８は、地上の特定地域や世界各国の地理情報や、３次元地図の位置座標等が格納されている。衛星情報管理部２は、操作する観測衛星群を管理し、どの観測衛星にどのような運用指令を与えるかを管理することができる。
【００２４】
図２において、追跡管制部３は、地上局アンテナ３１、データ中継衛星３２を備えて構成される。地上局アンテナ３１は、衛星情報管理部２に通信ネットワーク回線を介して接続される。地上局アンテナ３１は、データ中継衛星３２との間で、衛星通信回線を通じて相互にデータ伝送を行う。また、データ中継衛星３２は、各観測衛星１との間で、衛星間通信によって相互にデータ伝送を行う。データ中継衛星３２は、追尾用の指向性アンテナを有し、指定された観測衛星１に指向性アンテナを向け続けるように指向性アンテナの指向方向が制御され、観測衛星１を追尾する。また、データ中継衛星３２はオム二アンテナを有し、オムニアンテナを用いて地上局アンテナ３１との間でデータ伝送を行う。地上局アンテナ３１は、追尾用の指向性アンテナを有し、データ中継衛星１に指向性アンテナを向け続けるように指向性アンテナの指向方向が制御され、データ中継衛星３２を追尾する。地上局アンテナ３１及びデータ中継衛星３２に搭載される通信用アンテナ等の通信部は、データ中継を行うためのデータ伝送システムを構成している。追跡管制部３は、観測衛星に対し運用指令を伝え、観測衛星から必要な情報や観測データを取得することができる。
なお、この実施の形態における以下の説明では、データ中継衛星３２を介して観測衛星１との間でデータ伝送を行う例について説明するが、地上局アンテナ３１から観測衛星１が可視である場合は、地上局アンテナ３１と観測衛星１との間で、直接各種データ伝送が行われても良いことは、言うまでもない。
【００２５】
ここで、観測衛星群管制システムにおける動作の概要を説明する。
通常時に、観測衛星群１０は、通常、予め各観測衛星１に割り当てられた待機軌道２００上で地球を周回し、待機している（以下、この待機している状態を待機時と称する。）。各観測衛星１の待機軌道への投入方法については、後述する。
【００２６】
地震、津波等の自然災害や、火災、発電所や工場の爆発事故、ビルの倒壊等の大規模災害が発生すると、災害発生地域を所定時間内に緊急で観測する必要性が生じる。災害発生地域（被災地）の画像や位置情報等の観測データを詳細に分析することによって、災害規模や災害状況を正確に把握することができ、的確な災害対策を早急に講じることができるからである。この大規模災害のように何らかの緊急事態が発生した場合、災害対策の管理責任者によって緊急で観測を行うべき緊急観測地域５０が決定され、その概略位置が指定される。観測衛星群管制システムは、特定の緊急観測地域５０を所定時間内に観測し、緊急観測地域の撮影画像を取得することを主要なミッションとする。
【００２７】
[緊急観測計画の立案]
緊急観測地域５０が決定されると、管理責任者に任命された計画立案担当者は、入出力装置２５を通じて衛星情報管理部２の制御装置２６に格納された制御プログラムと対話する。この際、地理データベース２８にアクセスして緊急観測地域５０の地理情報を取得するとともに、緊急観測地域５０内の観測目標地点を設定入力する。観測目標地点は、例えば緊急観測地域５０の中心位置や、緊急観測地域５０内で画像判別が比較的容易な代表点に設定される。また、計画立案担当者は、観測衛星データベース２７にアクセスして観測衛星の情報を取得するとともに、観測の実行開始から観測データの取得までに必要な所要時間や、観測精度等の観測衛星の選択条件を入力する。衛星情報管理部２はこの入力情報に基づいて観測計画の立案を行う。衛星情報管理部２は、観測衛星の選択条件に基づいて、観測衛星群１０の中から緊急観測地域５０の観測に最も適した観測衛星１を選択し、選択した観測衛星１の情報を入出力装置２５に表示する。計画立案担当者は、入出力装置２５を通じて、選択した観測衛星１に対応した、軌道変更指示情報や運用指示情報等の入力指示を行う。運用指示情報は、観測時間、観測センサの設定条件、観測回数や軌道復帰動作の有無、軌道上廃棄の有無等の指示情報を含んでいる。衛星情報管理部２は、この入力指示に基づき、緊急観測計画を立案する。緊急観測計画は、緊急観測地域５０内の観測目標地点及びその位置座標と、観測データのデータ伝送計画と、選択した観測衛星１に対する軌道変更指令と、選択した観測衛星１を指定する情報（指定衛星情報）と、運用条件を備えて構成される。なお、緊急観測計画の立案処理や、観測衛星の最適な選択方法の処理フローについて、実施の形態２、３で再度説明する。
【００２８】
観測データのデータ伝送計画は、地上局アンテナ３１がデータを送信するデータ送信時刻（コマンド送信時間）、データ中継衛星３２がデータ中継を行うための制御シーケンス、観測衛星１が観測目標地点に到達する到達時間、観測衛星１が観測データを送信するデータ送信時刻（観測データ送信時間）等の各種計画について取り決められたものである。軌道変更指令は、選択した観測衛星１を、待機軌道から観測を実行する降下後の観測軌道に移動するまでの、軌道変更に必要な軌道制御情報が含まれている。例えば、軌道変更指令としては、スラスタ１４の噴射開始時刻、スラスタ１４の噴射量、スラスタ噴射時の姿勢方向、移動後の予定時刻とその予定位置座標等の情報が含まれる。指定衛星情報は、衛星を特定するＩＤコードを備えており、観測衛星群１０を構成する観測衛星毎に異なるＩＤコードが割り当てされている。運用条件は、観測時間、観測センサのズーム比や露光量等の設定条件、観測回数や軌道上廃棄の有無等の指示情報を含んでいる。
【００２９】
[コマンドデータ伝送]
衛星情報管理部２は、設定された緊急観測計画に基づき、指定衛星情報と、軌道変更指令と、観測目標地点及び観測データの伝送計画と、運用条件を含む緊急観測指令データを、地上局アンテナ３１に送信する。地上局アンテナ３１は、衛星情報管理部２から送出される緊急観測指令データを、データ中継衛星３２に送信する。データ中継衛星３２は、観測目標地点及び観測データの伝送計画を含む緊急観測指令データを、緊急観測コマンドとして指定情報で指定された観測衛星１に送信する。観測衛星１は、通信制御部２１を通じて、緊急観測コマンドに含まれる緊急観測指令データを、記憶部２３に格納する。
【００３０】
[軌道降下動作]
観測衛星１は、待機時に、待機軌道として例えば軌道高度が６００ｋｍ程度の地球周回軌道２００に配置される（例えば、図１の符号１ａ）。観測衛星１は、データ中継衛星３２から緊急観測コマンドを受信すると、受信したコマンドにおける指定衛星情報の有するＩＤコードと予め記憶部２３に格納されたＩＤコードとの比較を行う。この比較結果に基づいて、自己が選択された観測衛星であるか否かを確認する。この結果、両ＩＤコードが一致し、自己が選択された観測衛星であった場合、通常時に観測センサ１２を用いて実行していた通常観測処理を全て停止する。同時に、観測データの伝送計画に基づき、制御部２２がスラスタ１４を駆動して、自律的に自己の軌道高度を降下する。この際、観測衛星１は、例えば軌道高度が２００ｋｍ程度の地球を周回する観測軌道２０１まで軌道高度を降下する（例えば、図１の符号１ｂ）。なお、この軌道降下動作は、複数回に渡り段階的に実施しても良い。段階的に軌道降下を実施する場合の詳細については、実施の形態３にて更に説明する。
【００３１】
[緊急観測動作]
観測衛星１は、観測軌道への軌道降下後、予め記憶部２３に格納された緊急観測指令データに基づいて、指定される観測目標地点を自律的に観測する緊急観測を実施する（例えば、図１の符号１ｃ）。この際、制御部２２は、緊急観測指令データに基づいて観測時間やズーム比等の観測センサ１２の観測条件を設定する。また、制御部２２は、緊急観測指令データに基づいて位置姿勢制御部１７を統制し、観測衛星１の軌道位置及び姿勢を制御して、予め設定した所定時刻に、所定位置で、所定の姿勢で観測地点の観測を実行する。この際、観測衛星１は、観測センサ１２を用いて、撮像装置や合成開口レーダ等による地上における観測地点の画像を取得する。
観測衛星１は、１回の観測を実施した後、指定された観測データの伝送計画に基づいて、観測データをデータ中継衛星３２に伝送する（例えば、図１の符号１ｄ）。データ中継衛星３２は、観測衛星１から受けたデータを地上局アンテナ３１に送信する。これによって、有事の際に、より高速にデータを地球に伝送することが可能となる。この際、観測衛星１は通信用アンテナ１５がデータ中継衛星３２の方向を向くように、適宜姿勢制御を行うことが好ましい。
【００３２】
なお、観測衛星１を軌道高度２００ｋｍの観測軌道にまで降下させた場合、観測精度、すなわち観測される画像の解像度は、軌道高度６００ｋｍ程度の待機軌道を航行する場合に比して、３倍程度高くなる。これによって、口径の小さいレンズを用いて低軌道の観測軌道から高精度な観測を行うことが可能となる。例えば、観測衛星１に１０００画素のラインセンサと口径３０ｃｍ〜５０ｃｍ程度の対物レンズを用いて、分解能５０ｃｍ〜１ｍの画像を撮影する場合を例に説明する。この場合、観測軌道上での観測衛星１の移動に伴い観測センサの視野角を徐々に変化させることにより、１回の観測時間（例えば３０秒間）において、１ｍ間隔で１０００枚の画像を得たとすると、１回の観測（１ショット）で１０００ｍ四方（観測幅１ｋｍ）を観測することが可能となる。
【００３３】
勿論、観測衛星１は、複数回の観測が可能である。観測地点の緯度によって１周回の観測周期は変動するが、図４に示すように、高緯度（南極や、北極付近）ならば、極周回衛星２１０であれば毎周回、同一地点を観測することが可能である。この場合、一周回の時間は高度２００ｋｍで５３０９秒（８８．５分）なので、一日に同一地点を数回観測することが可能となる。低緯度の場合は、赤道周回軌道２２０に近づくにつれ回帰周期に依存して観測周期が不定期になり、場合によっては同一地点を複数回観測することが難しくなる場合がある。しかし、観測軌道によっては、観測地点の上空で観測地点に近づくタイミングと、観測地点から遠ざかるタイミングの、少なくとも２度のタイミングで観測を実行できる場合もある。
【００３４】
上記指定衛星情報で指定された観測衛星１が観測データの伝送を終了した後、衛星情報管理部２の計画管理担当者は、観測衛星１が元の待機軌道へ復帰することが可能か否かを判断する。
【００３５】
[軌道復帰動作]
この判断の結果、観測衛星１が元の待機軌道へ復帰することが可能な場合、観測衛星１は観測軌道から移動し待機軌道に復帰する。この復帰動作は、計画管理担当者による衛星情報管理部２への復帰動作を指示する入力指示に基づいて、実行される。衛星情報管理部２は、この復帰動作を指示する指示情報（軌道復帰指示）を、地上局アンテナ３１やデータ中継衛星３２を介して観測衛星１に送信する。観測衛星１はこの軌道復帰指示を受けて、復帰動作を実行する。この際、衛星情報管理部２は、計画管理担当者の入力指示に基づいて他の観測衛星１との配置間隔が密集しないように、観測衛星１を配備する待機軌道を指定する。指定された待機軌道の情報は、地上局アンテナ３１及びデータ中継衛星３２を通じて観測衛星１に伝送される。観測衛星１は、スラスタ１４を駆動してこの指定された待機軌道に移動する。
【００３６】
一方、元の待機軌道への復帰が不可能な場合、観測衛星１は軌道上廃棄される。衛星情報管理部２は、軌道上廃棄処理を自律的に実行するか否かを示す指示情報を、地上局アンテナ３１やデータ中継衛星３２を介して、予め運用条件として観測衛星１に送信しておく。観測衛星１は記憶部２３に軌道廃棄の可否を示す指示情報を格納している。
【００３７】
[軌道上廃棄]
観測衛星１は、この指示情報に基づいて、軌道廃棄が予め許可されている場合、観測データの送信後、所定時間経過しても地上局アンテナ３１からの軌道復帰指示が来ない場合、自律的に軌道上廃棄を実行する。この場合、観測衛星１は、衛星に搭載された燃料を廃棄し、通信用アンテナ１５や通信制御部２１等の通信機器に対して不要な電波を出力しないための低波処理を実行するとともに、予め設けられた火工品（火薬）を点火して電源ユニット１６のおけるバッテリを破砕する。これによって、観測衛星１は、実質的に機能停止の状態に至り、軌道を周回するにつれて軌道高度が次第に低下し、最終的には大気圏内で燃え尽きる。
【００３８】
なお、軌道復帰指示の待機動作を行うことなく、観測衛星１に対し軌道上廃棄動作のみを実行するようにしても良い。この場合、地上において、観測衛星１の軌道復帰の可否を判断することが不要となり、観測衛星１が観測を実行した後は、地上からの軌道復帰指示の有無を待つことなく、自律的に軌道上廃棄を実行する。これによって、観測衛星群管制システムをより簡潔に構成することができるとともに、衛星情報管理部２における運用計画をより簡素なものにすることができる。
【００３９】
この他、極軌道のように観測軌道によっては、軌道上廃棄を実行する前に、観測軌道上にて複数回の繰り返し観測を実行しても良い。
例えば、衛星情報管理部２の計画担当者は、観測軌道に降下した観測衛星１に対して、継続して繰り返し観測を続行させるか否かを判断する。
【００４０】
この判断の結果、繰り返し観測が決定された場合、衛星情報管理部２は、観測データの伝送計画を立案し、繰り返し動作を指示する入力指示情報が、地上局アンテナ３１やデータ中継衛星３２を介して観測衛星１に送信される。観測衛星１は観測軌道を周回しながら、周期的に観測地点の上空を通過する度に、観測データの伝送計画に基づいて繰り返し観測を実行する。この場合の観測データの伝送経路や制御動作については、上述した観測動作と同じである。
【００４１】
次に、観測衛星群１０の軌道投入について説明する。
観測衛星１は、デュアルロンチによる他の衛星との同時打上げ、もしくは複数機の同時打上により、各観測衛星１がそれぞれ所望の待機軌道上に投入される。デュアルロンチを利用した場合には、打上げ費用の削減や、配置軌道の分散化を図ることが可能となる。この際、デュアルロンチによって複数台の衛星を同時に打上げ可能なように、観測衛星１は極力小型化されることが望ましい。なお、待機軌道上では、各観測衛星１が互いに衝突しないように、軌道高度を若干異ならせて配置するのが好ましい。
【００４２】
以上説明した通り、この実施の形態１による観測衛星群管制システムは、次の特徴を有する。
（１）観測衛星群は、複数の観測衛星を複数の異なる待機軌道上に配置し、被災地に代表される緊急観測地域の上空に可及的速やかに到達するための、最適な観測衛星を選択する選択機能を有する。
（２）通常時に待機軌道で待機させ、緊急時に低高度の観測軌道に降下して、緊急観測地域を高精度に観測するための軌道変更機能を有する。
（２）観測衛星は、打上げ費用を低減することを可能とするために、デュアルロンチによって一度の打上げで複数機の軌道投入が可能なように小型化される。
（３）観測衛星は、軌道変更後、自律的に観測動作を実行するための自律制御機能を有する。
（４）観測衛星群から特定の観測衛星を選択し、選択した観測衛星に対し、軌道変更指令、観測指令、データ伝送計画を与える指示・計画機能を有する。
（５）データ伝送計画に基づいて、選択した観測衛星に対してデータ伝送やデータ中継を行うデータ伝送システムを有する。
【００４３】
上記特徴を有することによって、この実施の形態１による観測衛星群管制システムは、次の効果を得ることができる。
（１）複数の観測衛星群を異なる軌道に配置することにより、出来るだけ多くの観測衛星を用いて、緊急観測地域の上空に可及的速やかに到達することができる。
（２）軌道変更によって待機軌道から低軌道の観測軌道に軌道降下することにより、緊急観測地域の状況を詳細に観測するための観測精度が得られる。
（３）デュアルロンチによって打上げることにより、複数衛星を用いて衛星観測を実行する場合の、打上げ費用を出来るだけ低く抑えることができる。
（４）データ中継を行うデータ伝送システムを備えることにより、低軌道の観測衛星が不可視となることを防ぐとともに、観測衛星の衛星速度に追従して、データ伝送を容易に行うことができる。
【００４４】
なお、観測衛星１は、航空機やヘリコプター等の飛行体を利用して緊急観測地域５０を撮影する場合に比べて、次のような利点もある。
【００４５】
第１に、低軌道の観測軌道上で観測を実施することにより、周回衛星軌道でしか撮像出来ない人到未開の地域や、他国の被災地を撮像する場合等、場所や国を選ばずに、所望の緊急観測地域５０を高精度に観測する（高解像度な画像を得る）ことができる。また、緊急観測が必要とされる地域上空にて、常時、複数の観測衛星１が待機軌道上に分散配置され、緊急時に観測軌道に迅速に軌道降下して観測を実行できるので、空港やヘリポートから離れた、移動時間を要する遠距離地を観測する場合でも、より迅速に短時間で所望の緊急観測地域５０を観測することができる。
【００４６】
第２に、観測衛星１に対して緊急観測地域５０の観測地点を指定するだけで、天候、パイロットの有無、やパイロットやカメラ撮影者の能力等に左右されずに、観測衛星１が自律的に観測地点を観測することができ、緊急時により確実に所望の緊急観測地域５０を観測することができる。
【００４７】
実施の形態２．
図５は、実施の形態２による観測衛星群管理システムによる緊急観測フローを示す図である。
図において、観測衛星群管理システムは、衛星データベース２７のデータ設定処理（Ｓ１１）、個別の観測衛星の情報取得処理（Ｓ１２）、個別の観測衛星の軌道予測処理（Ｓ１３）、個別の観測衛星の通常観測処理（Ｓ１４）、通信計画の立案処理（Ｓ１５）、緊急観測運用要求確認処理（Ｓ１６）、緊急観測地点入力処理（Ｓ１７）、運用衛星設定処理（Ｓ１８）、緊急観測運用処理（Ｓ１９）、廃棄運用処理（Ｓ２０）を、実行処理する。
【００４８】
この処理の中で、衛星情報管理部２は、データ設定処理（Ｓ１１）、個別の観測衛星の情報取得処理（Ｓ１２）、個別の観測衛星の軌道予測処理（Ｓ１３）、通信計画の立案処理（Ｓ１５）、緊急観測運用要求確認処理（Ｓ１６）、緊急観測地点入力処理（Ｓ１７）、廃棄運用処理（Ｓ２０）において、各種処理を実行する。
【００４９】
また、地上局アンテナ３１は、データ設定処理（Ｓ１１）、個別の観測衛星の通常観測処理（Ｓ１２）、通信計画の立案処理（Ｓ１５）において、各種処理を実行する。
【００５０】
また、データ中継衛星３２は、データ設定処理（Ｓ１１）、個別の観測衛星の情報取得処理（Ｓ１２）、通信計画の立案処理（Ｓ１５）、運用衛星設定処理（Ｓ１８）、緊急観測運用処理（Ｓ１９）において、各種処理を実行する。
【００５１】
また、個別の観測衛星１は、個別の観測衛星の情報取得処理（Ｓ１２）、個別の観測衛星の通常観測処理（Ｓ１４）、緊急観測運用処理（Ｓ１９）において、各種処理を実行する。
【００５２】
以下、各処理について説明する。
データ設定処理Ｓ１１では、衛星情報管理部２を通じて、衛星データベース２７に対して、新たに打上げられた観測衛星１のデータ追加や、軌道上廃棄された観測衛星１のデータ削除を実行する。また、衛星情報管理部２において、衛星データベース２７に設定された各観測衛星１に対して、通常運用時の通信処理手順や通信時刻、通信順序等を規定した初期通信計画を入力する。この初期通信計画は、データ中継衛星３２に伝送される。
【００５３】
個別の観測衛星の情報取得処理Ｓ１２では、初期通信計画に従って、計画された時刻に、データ中継衛星３２が個別の観測衛星１との通信確立を行う。通信が確立されると、個別の観測衛星１は位置検出センサ１９が計測したＧＰＳ情報（ＧＰＳ受信器で受信したＧＰＳ時刻とＧＰＳ時刻に同期した自己の時計の時刻情報、ＧＰＳ衛星を用いて測位した測位結果やＧＰＳ受信器の受信データ等）を、データ中継衛星３２に送信する。データ中継衛星３２は、個別の観測衛星１のＧＰＳ情報を、地上局アンテナ３１を介して、衛星情報管理部２に送信する。これによって、衛星情報管理部２と観測衛星１との間で、相互に時刻ずれの確認や、観測衛星１の位置情報の確認を行うことが可能となる。次に、個別の観測衛星１の観測センサ１２が観測した観測情報を、データ中継衛星３２に送信する。データ中継衛星３２は、個別の観測衛星１の観測情報を、地上局アンテナ３１を介して、衛星情報管理部２に送信する。
【００５４】
次に、個別の観測衛星の軌道予測処理Ｓ１３では、衛星情報管理部２が、個別の観測衛星１のＧＰＳ情報に基づいて、個別の観測衛星１における現在の軌道予測を行う。
【００５５】
また、個別の観測衛星１では、観測情報の送信後、個別の観測衛星の通常観測処理Ｓ１４を実行する。この後、個別の観測衛星１は、データ中継衛星３２との通信確立、データ中継衛星３２へのＧＰＳ情報の送信、データ中継衛星３２への観測データの送信処理、個別の観測衛星の通常観測処理を、順次実行する。
【００５６】
次に、通信計画の立案処理Ｓ１５では、衛星情報管理部２が、個別の観測衛星１の軌道予測結果を、軌道予測データベース（ＤＢ）に登録する。軌道予測ＤＢは衛星情報管理部２の記憶装置２９内に構成される。個別の観測衛星１の軌道予測ＤＢの登録情報は、地上局アンテナ３１を介してデータ中継衛星３２に送信される。データ中継衛星３２は、この軌道予測ＤＢの登録情報に基づいて、衛星群の通信リソース配分を行う。ここでは、各個別の観測衛星１との通信デューティが、観測衛星群全体として概ね平均化されるように、通信リソースの配分を実行する。この衛星群の通信リソース配分結果は、地上局アンテナ３１を介して衛星情報管理部２に伝送される。
【００５７】
次に、衛星情報管理部２は、緊急観測運用要求確認処理Ｓ１６にて、緊急観測運用要求の入力有無を確認する。この際、緊急観測要求が受理されると、緊急観測地点入力処理Ｓ１７に移行する。一方、緊急観測運用要求確認処理Ｓ１６にて、緊急観測運用要求がない場合、データ中継衛星３２に対し緊急観測運用要求がない旨を回答し、ステップＳ１１に立ち戻って繰り返し処理が実行される。
【００５８】
緊急観測地点入力処理Ｓ１７に移行すると、衛星情報管理部２は緊急観測地域内の観測目標地点が入力され、地理データベース２８に基づいてその位置座標が抽出される。
【００５９】
衛星情報管理部２は、地上局アンテナ３１を介してデータ中継衛星３２に対し、運用衛星選定処理Ｓ１８の実行を開始させる。
【００６０】
運用衛星選定処理Ｓ１８では、観測目標地点の撮像可能時間が算出される。また、緊急観測コマンドを送信可能な複数の観測衛星１が選択される。また、選択された観測衛星の中から、更に緊急観測データを送信可能ないくつかの観測衛星１が選択される。この選択において、適宜衛星情報管理部２との間で情報交換が行われても良いことは言うまでもない。
【００６１】
この際、次の（１）、（２）の観点で観測衛星が選択され、緊急観測を実施する観測衛星１が決定される。
（１）最速で観測目標地点上空に到達し、かつ最もデータ回収性に優れた観測衛星の選定。
（２）被災地状況を詳細に観測するため、最も観測精度が高くなる軌道降下方法の選定。
また、緊急観測を実施する観測衛星１が決定される際、同時に定常観測を実施する衛星の決定も行われる。
最適な観測衛星１の選択処理については、実施の形態３で更に説明する。
【００６２】
緊急観測すべき観測衛星１が決定されると、緊急観測運用処理Ｓ１９にて、観測衛星１の緊急観測運用が実行される。
この処理においては、まず、データ中継衛星３２が観測衛星１に対し、実施の形態１で説明したような軌道変更指令を含む緊急観測指令データを、緊急観測コマンドとして送信する。
次に、観測衛星１は、緊急観測コマンドを受信すると、観測センサ１２を用いて緊急観測を実施する。
緊急観測の実施後、観測衛星１は、観測した緊急観測データを、データ中継衛星３２にデータ伝送する。
データ中継衛星３２は、受信した緊急観測データを、地上局アンテナ３１を介して衛星情報管理部２に伝送する。
【００６３】
衛星情報管理部２では、緊急観測データを受信すると、緊急観測を実施した観測衛星１の廃棄運用を実行する。この際、衛星データベース２７において、緊急観測を実施した観測衛星１の削除設定を行う。
【００６４】
なお、この実施の形態２では、運用衛星選定処理Ｓ１８及び緊急観測運用処理Ｓ１９が、データ中継衛星３２で実行される例について説明したが、実施の形態１で説明したように、観測衛星１の選択及び運用は、衛星情報管理部２で実施しても良い。この場合、衛星情報管理部２で決定された情報が、地上局アンテナ３１やデータ中継衛星３２を介して、観測衛星１に伝達される。
【００６５】
実施の形態３．
図６は、実施の形態３による観測衛星群管理システムによる、観測衛星の選択処理動作を示す図である。図６（ａ）は運用する観測衛星を選定する選定処理フローを示し、図６（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は選定処理フロー内の各処理ルーチンを説明するための図である。また、図７は、観測衛星の段階的な軌道降下を説明する図である。
【００６６】
以下、図６を例にして、観測衛星の選択処理について説明する。
図において、待機軌道上に、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの５機の観測衛星が待機していると仮定する。
この場合、これらの観測衛星１は、通常はそれぞれの軌道高度で、予め定められた観測点について、定常的に観測データを取得する。そして、各観測衛星１は、定められた時間に追跡管制部３に対して、直接またはデータ中継により間接的に、衛星情報及び観測データを伝送する。追跡管制部３は、伝送された観測データを受信し、記録する。なお、受信データの別機関への配信方法については、ここでは発明の趣旨とするところではないので、言及しない。
【００６７】
いま、緊急観測が必要な観測目標地点Ｐの緊急観測要求が発生した場合、図６（ａ）に示す以下の手順（ａ）〜（ｅ）で、観測衛星１の選択処理を実行し、観測を実施する。
【００６８】
（ａ）緊急観測地点撮像可能時間算出処理Ｓ２１
まず、処理Ｓ２１では、緊急観測要求の発令から緊急観測した観測データの取得までに要する観測所要時間内での、観測地点への到達時間を算出する。例えば、図６（ｂ）に示す例では、全ての観測衛星Ａ〜Ｅが、観測所要時間内に、観測地点へ到達することが可能なことを示している。
【００６９】
（ｂ）緊急観測コマンド送信可能衛星選択処理Ｓ２２
次に、処理Ｓ２２では、観測衛星１の運用指令（例えば、緊急観測コマンド）を送信できるコマンド送信可能時間を算出し、上記（ａ）よりも前にコマンド送信時間の存在する観測衛星１を選択する。この条件は、観測指令伝送時間帯α、観測地点到達時刻βについて、α−βの順に時間配置されることである。この場合、図６（ｃ）に示す例では、観測衛星Ａ〜Ｅの中で、観測衛星Ａ、Ｃ、Ｄがこの条件を満足することとなる。
【００７０】
（ｃ）緊急観測データ送信可能衛星選択処理Ｓ２３
次に、処理Ｓ２３では、上記（ａ）の後に、観測所要時間内に、観測センサ１２が撮像した観測データを地上に伝送できる観測データ伝送可能時間を算出し、これらに適合する観測衛星１を選択する。この適合条件としては、観測地点到達時刻β及び観測データ伝送時間帯γが、β−γの順に時間配置されることである。この場合、図６（ｄ）に示す例では、観測衛星Ａ、Ｃ、Ｄがこの条件を満足することとなる。ここで、観測時間の観点から選択すれば、観測衛星Ｃ、Ａ、Ｄの順序で、いち早く観測を実行することが可能となる。しかし、観測データの取得という観点を加えれば、観測衛星Ａ、Ｃ、Ｄの順序で、観測衛星を選択することがより最適である。更に、実施の形態１〜３に示す観測衛星では、観測衛星が待機軌道から低軌道の観測軌道に遷移することを前提としているので、観測条件としては、なるべく観測目標地点Ｐの上空に近い程、より精度の高い観測が可能となる。このような観点から、単純に軌道制御を行うのではなく、次処理の（ｄ）に示すように、軌道制御による位置調整及び段階的な軌道制御を行うことで、観測地点の位置を調整することが望ましい。
なお、他の観測衛星Ｂ、Ｅも、時間枠を拡大すれば、何れも観測可能である場合が多いが、ここでは、観測データの取得時間に制約を受け、予め定められた観測所要時間内での選択を例示している。
【００７１】
（ｄ）緊急観測衛星軌道降下方法算出処理Ｓ２４
次に、処理Ｓ２４では、観測目標地点の位置の上空に到達するための、最適な調整処理を行う。ここでは、図６（ｅ）を例に説明する。
衛星周回軌道は、軌道高度を降下すると、地球自転速度と、周回速度の関係から、経度方向に東側にずれる傾向になる。そのため、軌道降下前と後では、経度方向の位置が異なってくる。
図６（ｅ）の例では、観測目標地点Ｐは、観測衛星Ａに対しては軌道降下後の観測位置Ａ１と降下前の待機軌道との間に位置し、観測衛星Ｃに対しては、軌道降下後の観測位置Ｃ１の東側に位置する。観測衛星Ｄに対しては、軌道降下後の観測位置Ｄ１及び軌道降下前の軌道の何れに対しても、観測目標地点Ｐが西側に位置する。
【００７２】
そこで、処理Ｓ２４では、観測衛星Ｃ、Ｄに対しては、観測地点の位置が観測目標地点Ｐに最も近くなるように、軌道制御タイミングの調整を実施する。
一方、観測衛星Ａに対しては、軌道降下を複数回段階的に実施することにより、観測地点の位置が観測目標地点Ｐの上空にできるだけ近接して位置するように、軌道制御マヌーバを行う。
【００７３】
図７は、観測衛星を段階的に軌道降下して軌道制御マヌーバを行う場合の、軌道降下タイミングを例示する図である。図６（ｅ）、図７において、観測衛星Ａは、時刻ｔ１で待機軌道から観測軌道まで軌道降下すると、観測位置Ａ１を通過することになる。一方、時刻ｔ３で待機軌道から観測軌道まで軌道降下すると、観測位置Ｃ１を通過する。また、時刻ｔ１で待機軌道から中位軌道まで軌道降下した後、更に時刻ｔ２で中位軌道から観測軌道まで軌道降下すると、観測目標位置Ｐの直上を通過することが可能となる。
【００７４】
（ｅ）緊急観測実施衛星決定処理Ｓ２５
次に、処理Ｓ２５では、全ての観測条件を比較し、観測要求に対して、最も適した条件になる観測衛星を選択する。
図６の例で言えば、観測即時性を求めるのならば最も早く観測を実行できる観測衛星Ｃが最適である。また、最速で地上にデータを降ろす必要があるならば、最も早く観測データを地上に伝送できる観測衛星Ａが最適となる。また、観測精度要求が優先される場合は、観測目標地点Ｐの直上に最も接近することのできる観測衛星Ａが最適となる。
【００７５】
以上を整理すると、この実施の形態では、観測衛星の選択方法において、次の（１）〜（６）の特徴を有する。
（１）複数の衛星群の個々の衛星に対して、観測指令を伝送できる観測指令伝送時間帯を算出する。
（２）複数の衛星群の個々の衛星が、被災地上空に到達する観測地点及び観測地点到達時刻を算出する。
（３）複数の衛星群の個々の衛星に対して、観測指令実行後の観測データを伝送可能な観測データ伝送時間帯を算出する。
（４）上記（１）乃至（３）で算出した観測指令伝送時間帯α、観測地点到達時刻β、及び観測データ伝送時間帯γが、α−β−γの順に配置可能で、かつγの時間帯が所要時刻以内である衛星を選出する。
（５）上記（４）において、選出された衛星の観測目標地点が所定の緯度より低緯度に位置し、観測目標地点の経度が軌道降下前の軌道で東側に位置し、最も観測地点に近い位置が観測目標地点の経度より西側に位置した場合、複数の軌道降下パターンを計算し、計算したパターンの中から最適な軌道降下パターンを算出して、最適軌道パターンによる最適観測地点及び最適観測時間を算出する。
（６）上記（５）によって算出された衛星の最適観測地点及び最適観測時間の中から、予め設定された観測時間要求または観測精度要求の中で、優先度の高い要求順序に従って、当該要求を満足する最適な観測衛星を選出する。
【００７６】
この実施の形態では、以上のようにして、観測衛星群１０から最適な観測衛星を選択することによって、次の効果が得られる。
（１）複数の観測衛星の中から、最速で観測目標地点上空に到達し、かつ最もデータ回収性に優れた観測衛星の選出が可能となる。
（２）被災地状況を詳細に観測するために、観測精度を最も高くすることのできる軌道降下方法を選出できる。
【００７７】
実施の形態４．
図８は、実施の形態１、２で説明したデータ中継衛星３２の代わりに、飛行体３３を用いてデータ中継を行うデータ中継システムについて説明する図である。
【００７８】
図において、飛行体３３は、航空機や、飛行船や気球等の機体で構成され、例えば高度３０〜１００ｋｍ程度の高さの上空を飛行する。この際、飛行体３３は、緊急観測地域の周辺から遠方に至る上空で、観測衛星１から可視となる領域内を飛行している。飛行体３３は、地上局アンテナ３４との間でデータ伝送を行う地上局通信用アンテナと、観測衛星１との間でデータ伝送を行う衛星通信用アンテナを備えている。地上局アンテナ３４は、地上局アンテナ３１とともに、追跡管制部３を構成し、衛星情報管理部２に接続される。
【００７９】
この実施の形態では、通常時、地上局アンテナ３１が観測衛星１と通信を行う。緊急時には、地上局アンテナ３１を介して緊急観測用に選択した観測衛星１に対し緊急観測コマンドが送信される。これによって、選択した観測衛星１が軌道降下を実施し、緊急観測地域上空で緊急観測を実行する。観測が完了すると、選択した観測衛星１は、所定時間後に、飛行体３３に対し観測データを伝送する。飛行体３３は、選択した観測衛星１から受信した観測データを、地上局アンテナ３４に送信する。この後、選択した観測衛星１は軌道上廃棄される。
【００８０】
この実施の形態では、位置を自由に移動できる飛行体３３を用いて観測衛星１から送信される観測データを中継することができるので、データ中継衛星が観測衛星１から不可視の状態であっても、飛行体３３を介して観測データをデータ中継することが可能となる。このため、観測衛星の運用上、より機動性に優れた観測衛星群管制システムを構成することができ、観測データを迅速に地上に伝送することができる。また、地上から５０ｋｍ程度の低高度の高さを飛行することによって、地上局と観測衛星との間でデータ中継する場合に比べて、可視となる観測衛星が格段に増えるので、地上局のみでデータ中継する場合に比べて、効率良くデータ中継システムを構築することができる。
【００８１】
実施の形態５．
図９は、実施の形態１、２で説明したデータ中継衛星３２の代わりに、分散配置された複数の地上局アンテナ３５を用いてデータ中継を行うデータ中継システムについて説明する図である。
【００８２】
図において、地上局アンテナ３５は、緊急観測が必要とされる地域の周辺に、予め複数基分散して配置される。地上局アンテナ３５は、観測衛星１との間でデータ伝送を行う衛星通信用アンテナを備えている。複数の地上局アンテナ３５は追跡管制部３を構成し、衛星情報管理部２に接続される。
【００８３】
この実施の形態では、通常時、観測衛星１から可視となる地上局アンテナ３５の何れかが観測衛星１と通信を行う。緊急時には、緊急観測地域の観測用に選択された観測衛星１から可視となる、いずれかの地上局アンテナ３５を選択し、選択された観測衛星１に対し緊急観測コマンドが送信される。これによって、観測衛星１が軌道降下を実施し、緊急観測地域の上空で緊急観測を実行する。観測が完了すると、選択した観測衛星１は、所定時間後に、選択された地上局アンテナ３５に対し観測データを伝送する。地上局アンテナ３５は、選択した観測衛星１から受信した観測データを、衛星情報管理部２に送信する。この後、選択した観測衛星１は軌道上廃棄される。
【００８４】
この実施の形態では、複数の地上局アンテナ３５を用いて軌道降下した観測衛星１から送信される観測データを中継することができるので、データ中継衛星が観測衛星１から不可視の状態であっても、観測データのデータ中継が可能となる。また、データ中継のために飛行体を飛行させる必要がなく、緊急時に飛行体を緊急で出動させたり、飛行体を常時飛ばし続けてデータ中継に備える必要もない。このため、飛行体を常時飛ばす場合に比べて運用コストをより低く抑えることができるとともに、観測衛星の運用上、安定してデータ伝送を行うことのできる観測衛星群管制システムを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】この発明の実施の形態１による観測衛星群管制システムを示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１による観測衛星を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１による衛星情報管理部を示す図である。
【図４】地球周回軌道を示す概念図である。
【図５】この発明の実施の形態２による観測衛星群管制システムの緊急観測フローを示す図である。
【図６】この発明の実施の形態３による観測衛星の選択処理を示す図である。を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態３による観測衛星の段階的な軌道降下を示す図である。
【図８】この発明に係る実施の形態４によるデータ中継システムを示す図である。
【図９】この発明に係る実施の形態５によるデータ中継システムを示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
観測衛星１、衛星情報管理部２、追跡管制部３、観測衛星群１０、観測センサ１２、スラスタ１４、通信用アンテナ１５、地上局アンテナ３１、データ中継衛星３２、飛行体３３、地上局アンテナ３４、複数配置された地上局アンテナ３５、緊急観測地域５０。
【図１】
2008126876.tif 000003
【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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