(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサにより監視する対象である複数の宇宙飛翔物体の監視優先度それぞれを、該宇宙飛翔物体の属性を示す属性情報、該宇宙飛翔物体の軌道を特定する軌道情報、並びに該宇宙飛翔物体に発生が予測される事象及び該事象の発生予測日時を示す事象情報に基づき設定する監視優先度設定部と、
前記監視優先度が設定された宇宙飛翔物体の、前記軌道情報により予測される軌道を観測可能な前記センサを、該センサそれぞれの位置及び観測範囲を示すセンサ情報並びに該センサの観測可能な時間を示す運用情報を基にして、該宇宙飛翔物体の前記監視優先度に従い割当て、観測計画を策定する観測計画策定部と、
を備えた宇宙飛翔物体監視装置。
【請求項２】
前記監視優先度設定部は、
前記観測計画により前記センサの割り当てを行う観測計画算出範囲内に、予め定められた事象の発生が予測される宇宙飛翔物体を、前記事象情報をもとに重点監視対象として選択し、
前記観測計画算出範囲内に、前記軌道情報により求められる位置精度が予め設定されている値より低くなることが予測される、前記重点監視対象に選択されてない宇宙飛翔物体を、前記軌道情報をもとに、基本監視対象として選択し、
前記重点監視対象または前記基本監視対象に選択された前記宇宙飛翔物体のそれぞれについて、前記観測計画算出範囲内の各時点である基準日時毎の前記監視優先度を設定する、
請求項１に記載の宇宙飛翔物体監視装置。
【請求項３】
前記監視優先度設定部は、
前記重点監視対象に選択された宇宙飛翔物体のそれぞれについて、前記属性情報と、前記事象情報の前記予測される事象と、前記事象情報の前記発生予測日時と前記基準日時との時間差と、に基づき、前記基準日時毎に、前記監視優先度を設定する、
請求項２に記載の宇宙飛翔物体監視装置。
【請求項４】
前記監視優先度設定部は、
前記基本監視対象に選択された宇宙飛翔物体のそれぞれについて、前記基準日時毎に、前記属性情報と、前記軌道情報より算出した予測精度達成期限までの時間と、前記軌道情報に基づく位置精度とに基づき、前記監視優先度を設定する、
請求項２または３に記載の宇宙飛翔物体監視装置。
【請求項５】
前記観測計画策定部は、
前記重点監視対象に選択された宇宙飛翔物体それぞれの前記軌道情報により予測される軌道を観測可能なセンサを、該宇宙飛翔物体それぞれの前記監視優先度に従い割当て、
前記基本監視対象に選択された宇宙飛翔物体それぞれの前記軌道情報により予測される軌道を観測可能で、前記観測計画算出範囲内のそれぞれの時刻で前記重点監視対象を監視できないセンサを、該宇宙飛翔物体それぞれの前記監視優先度に従い割当てる、
ことにより前記観測計画を策定する
請求項２から４の何れか１項に記載の宇宙飛翔物体監視装置。
【請求項６】
前記観測計画策定部は、
前記監視優先度が設定された宇宙飛翔物体のそれぞれについて、該宇宙飛翔物体の前記軌道情報により予測される軌道が、いずれかの前記センサで観測可能な観測空間を通過する通過期間であるパスを求め、
ぞれぞれの前記パスに対して、前記センサ情報及び前記運用情報をもとに、それぞれのセンサが前記パスの期間中に前記パス該当の宇宙飛翔物体を観測可能な時間であるブロックを算出し、
それぞれの前記パスについて前記ブロックの組み合わせを選択し、選択されたブロック該当のセンサを当該宇宙飛翔物体の観測に割り当て前記観測計画を策定する
請求項１から５の何れか１項に記載の宇宙飛翔物体監視装置。
【請求項７】
前記観測計画策定部は、
各前記パスについて、少ないブロック数で、観測の空き時間が少ないブロックの組合せを選択する処理を、前記監視優先度が設定された宇宙飛翔物体の前記監視優先度順に実行する、ことにより、前記観測計画を策定する、
請求項６に記載の宇宙飛翔物体監視装置。
【請求項８】
前記観測計画策定部で策定された観測計画を観測計画候補として各センサ使用者の端末にネットワークを介して通知する通知部と、通知に対応する応答を受信する受信部と、をさらに備え、
前記観測計画策定部は、受信した応答に基づいて、前記観測計画候補を修正して前記観測計画を策定する、
請求項１から７の何れか１項に記載の宇宙飛翔物体監視装置。
【請求項９】
前記センサが観測した観測結果をもとに、観測された宇宙飛翔物体に発生する事象とその発生日時を解析する状況解析を行い、該宇宙飛翔物体の事象情報を更新する状況解析結果を作成する状況解析部を備えた、
請求項１から８の何れか１項に記載の宇宙飛翔物体監視装置。
【請求項１０】
前記センサが観測した観測結果をもとに、観測された宇宙飛翔物体の軌道解析を行い、該宇宙飛翔物体の軌道情報を更新する軌道解析結果を作成する軌道解析部を備えた、
請求項１から９の何れか１項に記載の宇宙飛翔物体監視装置。
【請求項１１】
監視する対象である複数の宇宙飛翔物体の監視優先度それぞれを、該宇宙飛翔物体の属性を示す属性情報、該宇宙飛翔物体の軌道を特定する軌道情報、並びに該宇宙飛翔物体に発生が予測される事象及び該事象の発生予測日時を示す事象情報に基づき設定し、
宇宙飛翔物体の、前記軌道情報により予測される軌道を観測可能なセンサを、該センサそれぞれの位置及び観測範囲を示すセンサ情報並びに該センサの運用情報を基にして、該宇宙飛翔物体の前記監視優先度に従い割当て、観測計画を策定する
宇宙飛翔物体監視方法。
【請求項１２】
コンピュータに、
センサにより監視する対象である複数の宇宙飛翔物体の監視優先度それぞれを、該宇宙飛翔物体の属性を示す属性情報、該宇宙飛翔物体の軌道を特定する軌道情報、並びに該宇宙飛翔物体に発生が予測される事象及び該事象の発生予測日時を示す事象情報を含む宇宙飛翔物体情報に基づき設定する処理、
前記監視優先度が設定された宇宙飛翔物体の、前記軌道情報により予測される軌道を観測可能な前記センサを、該センサそれぞれの位置及び観測範囲を示すセンサ情報並びに該センサの観測可能な時間を示す運用情報を基にして、該宇宙飛翔物体の前記監視優先度に従い割当てる処理、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、宇宙飛翔物体監視装置、宇宙飛翔物体監視方法、及び、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地球情報の把握、通信手段の確保等のため、宇宙利用推進の機運が高まっており、打上衛星は増加の一途をたどっている。人工衛星を安全に運用するためには宇宙状況を監視することが重要である。特に、増加傾向にある宇宙飛翔物体同士の衝突を回避するためには、宇宙飛翔物体の軌道、形状、及び姿勢などの動態を監視し情報を蓄積し、状況を正確に把握することが重要である。
【０００３】
宇宙飛翔物体の軌道、形状、及び姿勢などの動態を監視し、その情報を得る為には、様々なセンサを使用して宇宙飛翔物を観測する必要がある。しかし、宇宙飛翔物の総数に比して、センサの数及び観測時間に限りがあるため、効率的にその観測計画を設計し、観測計画に沿って観測を実行する必要がある。
従来の宇宙飛翔物体監視装置は、既知の宇宙飛翔物体の軌道情報からユーザが設定した優先度に従って観測する複数センサの組合せを決定し観測計画を作成する（特許文献１参照）。天頂を観測する場合、視野角が狭いセンサを用いて監視する場合は監視可能な領域が限定されるため、検出可能な宇宙飛翔物体も限られる。また、ユーザが設定した優先度の順番に従って観測計画を作成する場合、同時に観測可能な宇宙飛翔物体が複数存在する状況において、より多くの宇宙飛翔物体が観測可能な計画を作成することは難しい。また1万を超える宇宙飛翔物体に更新優先度を設定する作業があるため、ユーザの負荷が大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１５７０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、従来の宇宙飛翔物体監視装置は、センサの数が限られ、またその監視可能な視野が限定されたセンサを用いる状況において、期間内に宇宙飛翔物体の優先度を考慮し、より多く観測するような効率的な観測計画の作成は困難である。また、宇宙飛翔物体毎にユーザが監視優先度を設定するため、設定及び更新の度に人的作業が必要であり、サービスの無人化が困難である。
【０００６】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、監視優先度を自動的に設定可能とすることを目的とする。
また、本発明は、監視優先度を考慮しつつ、効率的により多くの宇宙飛翔物体を監視可能とすることを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の宇宙飛翔物体監視装置は、監視優先度設定部と観測計画策定部とを備える。監視優先度設定部は、センサにより監視する対象である複数の宇宙飛翔物体の監視優先度それぞれを、宇宙飛翔物体の属性を示す属性情報、宇宙飛翔物体の軌道を特定する軌道情報、並びに宇宙飛翔物体に発生が予測される事象及び事象の発生予測日時を示す事象情報を含む宇宙飛翔物体情報に基づき設定する。観測計画策定部は、監視優先度が設定された宇宙飛翔物体の、軌道情報により予測される軌道を観測可能なセンサを、センサそれぞれの位置及び観測範囲を示すセンサ情報並びにセンサの観測可能な時間を示す運用情報を基にして、宇宙飛翔物体の監視優先度に従い割当て、観測計画を策定する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、属性情報と軌道情報と事象情報とから、宇宙飛翔物体の監視優先度を設定する。従って、監視優先度の設定が容易である。また、監視優先度と各センサのセンサ情報と各センサの運用情報とに基づいて観測計画を策定する。従って、効率的により多くの宇宙飛翔物体を監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る宇宙飛翔物体監視装置の構成を表す機能ブロック図である。
【図２】図１に示す宇宙飛翔物体監視装置のハードウエア構成を表すブロック図である。
【図３】データ構造の一例を示す図であり、（ａ）は宇宙飛翔物体情報の構成図、（ｂ）はセンサ情報の構成図、（ｃ）は監視計画情報の構成図、（ｄ）は観測計画情報の構成図である。
【図４】属性情報重みテーブルの例を示す図である。
【図５】事象情報重みテーブルの例を示す図である。
【図６】監視計画算出部による監視計画算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】観測計画算出部による観測計画算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】センサの主方位を決定する処理を説明するための図である。
【図９】重点監視対象の観測時間算出手順を説明するための図である。
【図１０】基本監視対象の観測時間算出手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態にかかる宇宙飛翔物体監視システム及び監視方法を説明する。この宇宙飛翔物体監視システム及び監視方法は、宇宙飛翔物体を監視する複数のセンサの観測計画を策定し、さらに、策定した観測計画に従って各センサを制御するシステムである。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１に係る宇宙飛翔物体監視装置１００の機能構成を示すブロック図である。
【００１２】
図１において、センサ群１は、デブリ等の宇宙飛翔物体を監視する装置群であり、単体のレーダ、単体の光学望遠鏡、複数種類のレーダと複数種類の光学望遠鏡の組み合わせ等の仕様と性能が互いに異なり、さらに、異なる位置に配置された複数のセンサを含む。各センサは、宇宙飛翔物体監視装置１００にネットワークを介して接続されている。
【００１３】
宇宙飛翔物体監視装置１００は、各センサから運用情報等を受信し、各センサの運用状況と情報蓄積部６０に蓄積している宇宙飛翔物体情報、各センサからの観測情報等を考慮して、観測計画を策定し、策定した観測計画に基づき、制御指示をセンサ制御部１０から各センサへ配布する。また、宇宙飛翔物体監視装置１００は、制御指示をもとに宇宙飛翔物体の観測を行なった各センサからの観測情報を受信し、情報蓄積部６０に蓄積すると共に、観測情報を解析し、情報蓄積部６０に蓄積されている宇宙飛翔物体情報を更新する。
【００１４】
図１に示すように、宇宙飛翔物体監視装置１００は、宇宙飛翔物体の観測計画、センサ群１の観測情報及び解析情報等を蓄積する情報蓄積部６０と、情報蓄積部６０の蓄積情報の更新・読み出しを管理する情報管理部５０と、情報管理部５０からの蓄積情報から監視計画を算出する監視計画算出部２０と、監視計画算出部２０からの監視計画とセンサ制御部１０からの運用情報等から観測計画候補を算出する観測計画算出部３０と、観測計画算出部３０からの観測計画候補を評価する観測計画評価部４０と、観測計画評価部４０の評価結果を踏まえて抽出された観測計画から各センサに制御指示を送信するセンサ制御部１０と、情報管理部５０からの観測計画、観測情報及び蓄積情報から宇宙飛翔物体の軌道等を解析する情報解析部７０と、情報解析部７０の解析情報等から観測結果を評価する観測結果評価部８０と、から構成されている。
【００１５】
情報蓄積部６０に蓄積される蓄積情報は、ｉ）宇宙飛翔物体情報６１、ii）センサ情報６２、iii）監視計画情報６３、iv）観測計画情報６４、ｖ）観測計画候補情報６５、vi）計画評価結果６６、vii）観測情報６７、viii）解析情報６８、ix）観測評価結果情報６９等を含む。なお、各情報の参照符号については、図２に示す。
【００１６】
ｉ）宇宙飛翔物体情報６１は、存在を把握している宇宙飛翔物体に関する情報であり、図３（ａ）に示すように、それぞれを識別するためのユニークな宇宙飛翔物体識別番号を付した各宇宙飛翔物体の識別情報、軌道情報、画像情報、事象情報等を含む。
識別情報は、宇宙飛翔物体の内容を示す情報であり、属性情報（その宇宙飛翔物体の所属（保有者、管理者等）に関する情報、等）、衛星とスペースデブリの区別を示す情報、衛星の場合にはその機能・目的・用途（地球観測、大気観測等）・打ち上げ日時、サイズ等の情報を含む。
【００１７】
軌道情報は、センサ群１の観測により得られた観測情報６７、軌道６要素及び大気抵抗補正係数を含むＴＬＥ（Two Line Element）、年月日と位置との対応関係を示すエフェメリス（天体暦）等の対応する宇宙飛翔物体の軌道を特定（予測）する情報である。軌道情報は、記憶している軌道情報により定まる軌道の誤差の情報（精度情報）を含む。
【００１８】
画像情報は、宇宙飛翔物体を観測して取得した画像情報である。画像情報は、画像情報の精度を表す情報（精度情報）を含む。
【００１９】
事象情報は、宇宙飛翔物体に発生する或いは発生すると予想される事象を示す情報であり、イベント計画情報と状況情報とを含む。
イベント計画情報は、予め設定された人為的なイベントの計画を示す。例えば、宇宙飛翔物体が宇宙機である場合に、その打ち上げ予定やマニューバ予定等の、その宇宙飛翔物体に実施が予定されているイベントとイベントの実施（発生）日時等の情報である。なお、一部の情報だけでもよい。
【００２０】
状況情報は、各宇宙飛翔物体について軌道情報等を解析した結果、発生が予測される現象を示す情報であり、他の宇宙飛翔物体に接近する或いは衝突する、大気中に落下する等の発生が予想される現象の種類と、その現象が発生する確率と、発生する場合の予測日時と予測位置等を含む。
【００２１】
ii）センサ情報６２は、センサ群１に属す各センサに関する情報であり、図３（ｂ）に示すように、それぞれを識別するためのユニークなセンサ識別番号を付した各センサの、位置情報、観測範囲情報等の情報を含む。位置情報は、そのセンサの設置位置を特定する情報である。観測範囲情報は、そのセンサの装置仕様、性能、機能等についての情報であり、例えば、主方位（センサの指向方向）の設定可能範囲及び同時に観測可能な主方位周りの範囲等を含む。
【００２２】
iii）監視計画情報６３は、宇宙飛翔物体監視装置１００が定める、監視計画の策定時からある期間Ｔｐ（以下、観測計画算出範囲：例えば１か月）の期間内について、どの時間帯にどの宇宙飛翔物体をどの優先度で監視するかを定める計画を示す情報である。
【００２３】
監視計画情報６３は、図３（ｃ）に例示するように、監視対象情報と、時間帯・達成時期情報と、情報種別情報と、所用精度情報と、監視優先度情報とを含む。
【００２４】
監視対象情報は、監視対象の宇宙飛翔物体と監視の時間帯と監視対処の情報の種別の組み合わせで特定される「監視対象」の識別情報である。従って、例えば、同一の宇宙飛翔物体であっても、監視時間や取得するべき情報の種別が異なれば、異なる監視対象情報となる。時間帯・達成時期情報は、時間帯情報と達成時期情報とを含む。時間帯情報は、宇宙飛翔物体を監視する時間帯を示し、例えば、開始日時と終了日時とから構成される。また、達成時期情報は、所要精度を達成すべき目標日時を示す。情報種別情報は、監視により取得する情報の種別を示し、例えば、宇宙飛翔物体の軌道を示す軌道情報、宇宙飛翔物体の撮像画像を示す画像情報の種別を示す。所要精度は、監視により得る情報の精度を示す。監視優先度は、監視対象情報で特定される監視対象を監視する優先度（重要度）を示す。例えば、同一の識別番号であっても、監視時間が異なれば、異なる監視対象情報となる。
【００２５】
iv）観測計画情報６４は、監視計画が定められているＴｐの期間内について、センサ群１に属す各センサが、どの宇宙飛翔物体をどのような手順で観測するかを定める観測計画を表す情報であり、例えば、図３（ｄ）に例示するように、観測計画識別番号、監視計画識別番号、センサ識別番号、観測対象、観測期間、センサ制御情報等を含む。
【００２６】
観測計画識別番号は、観測計画を識別するためのユニークな番号である。
監視計画識別番号は、その観測計画が準拠している監視計画の識別番号である。
センサ識別番号は、観測に使用するセンサの識別番号である。
観測対象は、観測する宇宙飛翔物体の宇宙飛翔物体識別番号である。
【００２７】
観測期間は、センサ識別番号で特定されるセンサで宇宙飛翔物体識別番号で特定される観測対象を観測する期間を定める情報である。
センサ制御情報は、観測のために、どのようにセンサを制御するか、例えば、時間の変化に伴うその主方位の変化を特定する情報、或いは、主方位をそのように制御するために必要な制御量を示す情報である。
【００２８】
v）観測計画候補情報６５は、観測計画情報６４を生成する過程で使用される中間データであり、観測計画の一又は複数の候補を示す情報である。観測計画候補情報６５は、観測計画算出部３０により生成され、観測計画評価部４０により評価され、１つが観測計画情報６４として選択される。
【００２９】
vi）計画評価結果６６は、観測計画情報６４を生成する過程で使用される中間データであり、観測計画候補情報６５により示される各観測計画を観測計画評価部４０が評価した結果を示す情報である。
【００３０】
vii）観測情報６７は、観測計画情報６４に従って、センサ群１が宇宙飛翔物体を観測して得られた情報である。これらにより、宇宙飛翔物体情報６１も適宜更新される。
【００３１】
viii）解析情報６８は、観測情報６７を解析して生成された、軌道情報、状況情報などの情報である。これらにより、宇宙飛翔物体情報６１に含まれている軌道情報、状況情報等も適宜更新される。より具体的には、観測情報６７に含まれる宇宙飛翔物体の観測位置を解析した結果である解析情報６８により軌道情報や識別情報が更新される。更新した軌道情報をさらに解析した結果である解析情報６８により、各宇宙飛翔物体について、他の宇宙飛翔物体に接近する或いは衝突する、大気中に落下する等の現象の発生を予測し、予測した内容により状況情報が更新される。
【００３２】
ix）観測評価結果情報６９は、監視計画を生成するために、観測結果評価部８０がセンサ群１による観測により得られた観測情報６７を評価して生成され、監視計画算出部２０に提供される情報である。
【００３３】
情報管理部５０は、情報蓄積部６０の蓄積情報を管理する。具体的には、情報管理部５０は、宇宙飛翔物体情報６１、センサ情報６２、監視計画情報６３、観測計画情報６４、観測計画候補情報６５、計画評価結果６６、観測情報６７、解析情報６８、観測評価結果情報６９などを情報蓄積部６０に書き込むことにより、その蓄積情報を更新する。また、情報管理部５０は、情報蓄積部６０の蓄積情報を読み出して外部に通知するとともに、更新履歴も併せて管理する。
【００３４】
監視計画算出部２０は、宇宙飛翔物体の監視優先度を設定する監視優先度設定部として機能するものである。監視計画算出部２０は、情報管理部５０から提供される蓄積情報（宇宙飛翔物体情報６１の識別情報中の属性情報、軌道情報、事象情報（イベント計画情報、状況情報））に基づき、計画策定時からある期間Ｔｐ（以下、観測計画算出範囲：例えば１か月）の監視計画を算出及び更新して監視計画情報６３（図３（ｃ）参照）を生成する。また、監視計画を生成する際には、観測結果評価部８０からの観測評価結果、ユーザにより設定された要求（監視対象、監視の精度、監視の期限）等を取り入れることも可能にする。監視計画算出部２０は、生成した監視計画情報６３を観測計画算出部３０に通知する。監視計画算出部２０は、元となる情報の更新時または定期的（例えば１２時間毎）に期間Ｔｐをシフトしながら監視計画情報６３を更新する。なお、監視計画の算出方法については後述する。
【００３５】
監視計画は、どの時間帯にどの宇宙飛翔物体をどの優先度で監視するかを定める計画であり、観測計画算出範囲Ｔｐの間の監視対象（宇宙飛翔物体）と監視対象毎の監視優先度、監視条件（監視期間、所要精度、達成期限等）、等から構成される。
監視対象は、「重点監視対象」と「基本監視対象」に分類される。
【００３６】
「重点監視対象」には、宇宙飛翔物体の識別情報（特に属性情報）、事象情報等から、監視することが「重要」であると判断した宇宙飛翔物体が選択される。「重要」であると判別される宇宙飛翔物体は、ｉ）観測計画算出範囲Ｔｐの間に、予め定められた事象が発生すると予想された宇宙飛翔物体（例えば、打上げ等のイベント計画がある衛星、他物体との接近・衝突等の事象が発生すると予測された宇宙飛翔物体、落下するなどの事象が発生すると予測された宇宙飛翔物体）、ii）識別情報により重要と特定される宇宙飛翔物体（関係者が保有している衛星など）、iii）ユーザが監視することを指定した宇宙飛翔物体等の観測が必要と判断される宇宙飛翔物体である。
【００３７】
「基本監視対象」には、情報蓄積部６０に蓄積されている宇宙飛翔物体情報６１中の軌道情報や画像情報をある一定値より高い精度で保つため、観測精度を予測し、ある一定期間（観測計画算出範囲Ｔｐ）内に閾値より低精度になると予測された、重点監視対象でない宇宙飛翔物体が抽出される。
【００３８】
観測精度を算出する手法自体は任意であるが、例えば、ｉ）最終観測時刻や最終マニューバ制御時刻からの経過時間に基づいて観測精度を概算する方法、ii）最終観測時の観測精度から現時点まで誤差を伝搬させて位置誤差を算出する方法、等がある。また、外部から入力される軌道情報等の場合は、観測精度が不明な場合が多いため、定期的に、外部から入力される軌道情報の変化傾向として誤差伝搬の様子を多項近似式により宇宙飛翔物体毎に随時把握し、最終観測時刻からの経過時間により誤差を予測する手法が挙げられる。
【００３９】
監視優先度は、監視対象の分類によって設定手法が異なる。
「重点監視対象」に選択された宇宙飛翔物体の場合、監視優先度は時間的緊急度を示す。そのため、監視優先度は、識別情報（特に属性情報）、事象情報により特定される事象の発生予定日時との間の時間の差（具体的には、イベント計画情報により特定されるイベントの発生予定日時との間の時間の差、事象情報により特定される宇宙飛翔物体に何らかの事象が発生する場合には発生予測時刻との間の時間の差）等で設定される。
一方、「基本監視対象」に選択された宇宙飛翔物体の場合、監視優先度は精度向上の必要度合いを示す。そのため、識別情報（特に属性情報）、監視計画算出の基準日時時点での軌道の予測精度、最終観測日時等で設定される。
【００４０】
このように「重点監視対象」と「通常監視対象」とに分けて監視計画、観測計画を作成することにより、
イ）イベントの発生予測時刻にあわせた宇宙飛朔物体の観測や、ユーザにより設定された宇宙飛翔物体の、設定された観測時刻にあわせた観測を優先的に行い、
ロ）宇宙飛翔物体の観測を継続するために必要な軌道情報や、画像情報、及び監視計画作成に必要なイベントの情報の精度を維持する観測を、重点監視対象の観測に影響を与えない適宜のタイミングで実施する、
という観測計画の作成処理を実施することができる。
【００４１】
観測計画算出部３０は、計画策定時からある期間Ｔｐについてのセンサ毎の宇宙飛翔物体の観測計画の候補を、監視計画で優先度が付された宇宙飛翔物体についての、軌道情報により予想される軌道を観測可能なセンサを、各センサの宇宙飛翔物体の観測のために使用できる日時を表す運用情報、センサ情報６２をもとに選択し、選択したセンサを監視計画情報６３に示される優先度の高いものから割当てることで作成し、観測計画候補情報６５を出力する。観測計画候補情報６５は、主方位算出期間と呼ぶ一定期間内の観測対象と観測センサの組合せ、該当の観測開始時間、情報種別、観測位置、観測目的（事象情報（発生する事象）、属性情報）等から構成される。観測計画候補情報６５の算出方法については図７〜図１０を参照して後述する。
【００４２】
観測計画評価部４０は、観測計画算出部３０からの観測計画候補情報６５が示す観測計画候補を対象とし、基となる監視計画をどれだけ満足しているかを評価する。観測計画評価部４０は、評価するにあたって、監視計画の監視条件の項目（監視期間、所要精度、達成期限等）、及び各観測状況（重点監視対象の場合、観測期間の抜けの無さ等）を指標として観測計画評価値を算出する。観測計画評価値が予め設定されている閾値を超えた場合、またはユーザが承認した場合、観測計画候補を観測計画として、センサ制御部１０に通知する。観測計画評価値が閾値以下の場合、観測計画算出部３０へ計画評価結果６６、各センサの対応可否及び条件等を通知する。なお、各観測計画６７の修正項目や条件追加はユーザによる設定も可能とする。
【００４３】
センサ制御部１０は、センサ群１に属するそれぞれのセンサから、観測計画算出部３０が観測計画を生成するために必要な運用情報を受け取り、観測計画算出部３０及び観測計画評価部４０に通知する。また、観測計画に基づき、センサ群１に属するそれぞれのセンサに宇宙飛翔物体の観測を指示する。さらに、センサ制御部１０は、それぞれのセンサからの観測情報６７を情報管理部５０に伝達する。
【００４４】
情報解析部７０は、センサ群１から観測情報６７を受信した場合に、軌道同定や軌道決定等の軌道解析、画像処理等の画像解析、マニューバ制御判定や接近・衝突解析等の状況解析を行い、結果を解析情報６８として、情報管理部５０へ通知するとともに、観測結果評価部８０へ通知する。
【００４５】
観測結果評価部８０は、観測結果がどれだけ監視計画を満たしているかを評価する。観測失敗や所要精度未達成の監視対象等を示す観測評価結果情報６９を監視計画算出部２０に通知する。監視計画算出部２０は、観測評価結果情報６９を基に監視計画を更新し、監視計画情報６３を、観測計画算出部３０に通知する。
【００４６】
上述の機能構成を有する宇宙飛翔物体監視装置１００は、物理的には、図２に示すように、通信部１１０と記憶部１２０と制御部１４０とから構成され、これら各部はバス１５０により接続されている。
【００４７】
通信部１１０は、ネットワークＮを介してセンサ群１に接続されており、各センサに制御情報を送信し、また、各センサの観測データを受信する。
【００４８】
記憶部１２０は、ハードディスク装置、フラッシュメモリ装置等から構成され、制御部１４０の動作プログラム１２１の他、情報蓄積部６０として、前述の宇宙飛翔物体情報６１、センサ情報６２、監視計画情報６３、観測計画情報６４、観測計画候補情報６５、計画評価結果６６、観測情報６７、解析情報６８、観測評価結果情報６９等を記憶する。
【００４９】
制御部１４０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成される。ＣＰＵは、ＲＡＭを作業領域として使用してＲＯＭ、記憶部１２０等に格納された動作プログラム１２１を実行することにより、全体動作を制御する。
【００５０】
制御部１４０は、動作プログラム１２１を実行することにより、センサ制御機能１４１、監視計画算出機能１４２、観測計画算出機能１４３、観測計画評価機能１４４、情報管理機能１４５、情報解析機能１４６、観測結果評価機能１４７等を実現する。
【００５１】
制御部１４０のセンサ制御機能１４１と通信部１１０とが協働することにより、センサ制御部１０を実現し、監視計画算出機能１４２、観測計画算出機能１４３、観測計画評価機能１４４、情報管理機能１４５、情報解析機能１４６、観測結果評価機能１４７は、それぞれ、監視計画算出部２０、観測計画算出部３０、観測計画評価部４０、情報管理部５０、情報解析部７０、観測結果評価部８０を実現する。
【００５２】
次に、上記構成を有する宇宙飛翔物体監視装置１００が観測計画を策定する動作について説明する。
前提として、情報蓄積部６０には、図３（ａ）、（ｂ）に示す、宇宙飛翔物体情報６１とセンサ情報６２とが蓄積されているものとする。
【００５３】
まず、監視計画算出部２０が、どの時間帯にどの宇宙飛翔物体をどの監視優先度で監視するかを定める監視計画を策定する監視計画策定処理を図６のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００５４】
まず、監視計画策定のため、監視計画算出部２０は、この宇宙飛翔物体監視装置１００の設定値として予め設定され、情報蓄積部６０に格納されている観測計画算出範囲Ｔｐ（例えば、１ヶ月）を読み出す（ステップＳ１）。観測計画算出範囲Ｔｐは、例えば、監視の始期と終期を定める情報である。
【００５５】
次に、監視することが重要である「重点監視対象」を特定する（ステップＳ２）。
【００５６】
監視計画算出部２０は、ｉ）ある一定期間（ここでは、観測計画算出範囲Ｔｐ）内に打上げ等のイベント計画がある衛星、他物体との接近・衝突が発生すると予測された宇宙飛翔物体、落下するなどの事象が発生すると予測された宇宙飛翔物体、ii）関係者が保有している衛星、等の観測が必要と判断される宇宙飛翔物体を、宇宙飛翔物体情報（特に、属性情報、事象情報）６１に基づいて特定し、iii）ユーザが指定した宇宙飛翔物体を含めて、これらを重点監視対象として特定する。
【００５７】
次に、監視計画算出部２０は、重点監視対象として特定された各宇宙飛翔物体の監視優先度を算出する（ステップＳ３）。
具体的には、監視計画算出部２０は、まず、図４と図５に例示するような、属性情報の内容と事象情報の内容に応じて定まる重みを設定する。
図４の属性情報重みテーブルの例では、属性情報の内容によって特定される宇宙飛翔物体の所有者・管理者等の属性によって定まる監視対象の重みがパラメータとして設定されている。また、図５の事象情報重みテーブルの例では、事象情報（イベント計画情報と状況情報）によって特定される事象に監視対象の重みがパラメータとして設定されている。なお、これらは、予め設定したものを使用してもよい。
【００５８】
次に、監視計画算出部２０は、この監視対象の属性の内容に応じた重み（Ｗｉ）、事象に応じた重み（Ｗｓ）、事象の発生確率（Ｐｏｃ）、及び、ｉ）事象が発生する宇宙飛翔物体の場合は、その事象が発生する予測日時と監視計画算出の基準日時との時間差（｜Δt1｜）、ii）ユーザが観測対象として要求した宇宙飛翔物体の場合には、例えば、ユーザが指定した観測や精度の達成期限と監視計画算出の基準日時との時間差（｜Δt1｜）を変数とし、時間差（｜Δt1｜）が小さいほど大きな値となる監視優先度Ｐｓを（１）式を用いて算出する。ここで、監視計画算出の基準日時とは、監視計画算出対象となる日時であり、監視計画算出日時からある時間経過した日時である。基準日時は、１つでも複数でもよい。
【００５９】
監視優先度＝Ｐｓ（Ｗｉ，Ｗｓ，Ｐｏｃ、Δt1）  ．．．（１）
関数Ｐｓは、Ｔｐ＞Δｔ１  すなわち、監視計画を作成する時間範囲Ｔｐ内に事象の発生が予測されるまたは必要な観測の期限が設定されている場合について０以外の値となる関数であり、Ｗｉ，Ｗｓ，Ｐｏｃ、（Ｔｐ−｜Δt1｜）のそれぞれについて単調増加する。
このため、重点監視対象の監視優先度は、監視対象の属性の内容による重み、発生が予想される事象の内容による重み、発生確率の高さのそれぞれの値が高くなるほど、また、事象等の予想発生日時との間の時間差が短くなるほど高い値となる。
なお、ここでのＴｐは監視計画を算出する時間範囲の最大値（パラメータ）とする。また、監視計画算出の基準日時とは、監視計画算出対象となる日時であり、監視計画算出日時からある時間経過した日時である。基準日時は、１つでも複数でもよい。
【００６０】
次に、監視計画算出部２０は、「基本監視対象」を特定する（ステップＳ４）。
具体的には、監視計画算出部２０は、重点監視対象以外の各宇宙飛翔物体について、情報蓄積部６０に蓄積されている宇宙飛翔物体情報６１に基づいて、その、観測精度を予測し、一定期間Ｔｐ内に閾値より低精度になると予測された宇宙飛翔物体を対象として抽出する。
【００６１】
次に、監視計画算出部２０は、各基本監視対象に抽出された宇宙飛翔物体の監視優先度を算出する（ステップＳ５）。具体的には、「基本監視対象」の場合、監視優先度は精度向上の必要度合いを示す。そのため、監視計画算出部２０は、抽出された各基本監視対象について、軌道情報、観測情報６７を基に、それぞれの基準日時について、蓄積情報の予測精度を算出し、その精度が閾値より低精度にならない様、軌道情報、観測情報６７を更新する期限である、予測精度達成期限を定める。監視計画算出部２０は、識別情報、基準日時時点での蓄積情報の予測精度、予測精度達成期限をもとに、各基本監視対象の監視優先度を算出する。基準日時が複数の場合には、監視優先度は、基準日時毎に算出される。
【００６２】
具体的には、以下の算出方法を使用できる。
監視対象に抽出された宇宙飛翔物体の属性の内容による重み（Ｗｉ）、軌道精度と監視計画算出の基準日時時点での必要予測精度との精度差（Δｐ）、及び監視計画算出の基準日時から予測精度の達成期限までの時間（Δt2）を変数とし、観測の必要度が高いほど大きな値となる監視優先度Psは、次の（２）式で表される。
【００６３】
監視優先度＝Ｐｓ（Ｗｉ，Δｐ、Δt2）  ．．．（２）
Psは、変数Ｗｉ，Δｐ，（Ｔｐ−Δt2）のそれぞれについて単調増加する関数である。このため、基本監視対象の監視優先度は、監視対象の属性の重み、軌道精度と監視計画算出の基準日時時点での予測精度の精度差（Δｐ）が高くなるほど、また、予測精度の達成期限までの時間（Δt2）が短くなるほど（緊急度が高いほど）高い値となる。
【００６４】
監視計画算出部２０は、即ち、重点監視対象とその監視優先度を特定する情報と、基本監視対象とその監視優先度を特定する情報を含む監視計画情報６３を、観測計画算出部３０に提供する。
【００６５】
次に、観測計画算出部３０は、提供された監視計画情報６３と、センサ情報６２と、センサ制御部１０から提供される運用情報とに基づいて、観測計画情報６４を算出する。
【００６６】
この観測計画算出処理を図７のフローチャートを参照して説明する。
観測計画算出部３０は、まず、情報蓄積部６０に格納されているセンサ情報６２に基づいて、センサ群１に属す各センサの観測する範囲（主方位の変更可能な範囲）の中心方位を主方位として決定する（ステップＳ１１）。これは、観測可能な方位が全周ではなく、事前にレーダのアンテナや光学望遠鏡の鏡筒の回転が必要なセンサを考慮した処理である。
【００６７】
次に、観測計画算出部３０は、観測計画算出範囲Ｔｐ内を主方位算出期間で区分する。ここで、主方位算出期間とは、観測計画算出範囲よりも短い、予め設定された期間、例えば、１時間である。ここで、各観測目標の軌道情報からＳＧＰ４（Simplified General Perturbations Satellite Orbit Model 4）等の手法を用いて算出しておいた、観測計画算出範囲内の予測軌道を基に、それぞれの監視対象をセンサ群１に属す何れかのセンサで観測可能な主方位算出期間を抽出する。
【００６８】
次に、重点監視対象を観測可能なセンサを特定し、さらに、重点監視対象を観測可能な時刻での、そのセンサの主方位を決定する（ステップＳ１１−１）。次に、それぞれのセンサが重点監視対象を監視できない時刻について、基本監視対象に対応したセンサの主方位を決定する（ステップＳ１１−２）。このため、基本監視対象の観測には、それぞれの時刻において、重点監視対象を監視できないセンサが割り当てられる。
【００６９】
センサの主方位を決定する処理の詳細を、図８を参照して具体的に説明する。
図８では、観測計画算出範囲ＴｐはＮ個の主方位算出範囲に分割されている。
次に、観測計画算出範囲Ｔｐにおいて、ある観測対象が観測エリア（センサ群１を用いて観測可能な範囲でかつ予め設定さている観測対象のエリア）を通過する期間を算出し、連続した１期間を１パスとする。ある主方位算出範囲に重点監視対象のパスが１つ以上ある場合、その主方位算出範囲は重点監視対象用の主方位とする。
【００７０】
次に、図８の表に示すように、最も監視優先度の高い重点監視対象［１］の各パスの通過時間を、主方位算出範囲より短い一定期間（例えば、１時間）で区切る。区切った期間の境界となる各時刻（図８の表の時刻［１］〜時刻［５］）において、各センサの主方位を変更した場合の観測可否を確認する。図では、パス１の通過時間は６つに区切られ、時刻［１］〜時刻［５］が特定されている。
【００７１】
次に、観測計画算出部３０は、複数センサの組合わせにより長期間観測できるよう主方位を設定する。重点監視対象［１］を観測可能なセンサが１台のみとなる時間帯がある場合は、該当時間帯は、該当センサで観測するよう主方位を設定する。
【００７２】
図８において、Ｗａ［監視対象］［パス］［時刻］は、ある監視対象のあるパスについて、あるセンサによる観測の、各時刻での、時刻の経過に伴う観測の緊急度の変化を鑑みて付した重みである。なお時刻は、例えば、１時間区切りというように、予めその基準が設定されている。
【００７３】
図８の表に示すように、ある重点監視対象［ｉ］のパス［ｌ］について、各時刻（時刻［１］〜時刻［５］）において、センサ（センサ［１］〜センサ［ｊ］）のそれぞれの方位（方位［１］〜方位［ｋ］）について、観測不可／観測可／該当センサのみ観測可を評価し、該当センサのみ観測可能な時間帯がある場合、（３）式に示すように、予め設定した時刻の重みＷａを方位ごとに加算し、主方位評価値Ｐａを算出する。
【００７４】
Ｐａ［監視対象］［パス］［センサ］［方位］＝ΣＷａ  ．．．（３）
（ここで、Σは、「該当センサのみ観測可」の時間のＷａの総和）
【００７５】
例えば、図８の例では、重点監視対象［１］のパス［１］を観測する場合のセンサ［１］の方位［１］については、パス［１］を時刻［４］と［５］でセンサ［１］のみが測定可能である。そこで、Ｐａ［１］［１］［１］［１］は、時刻［４］と［５］の重みＷａ［１］［１］［４］とＷａ［１］［１］［５］との和となる。
【００７６】
次に、Ｐａの主方位算出範囲内の全パス分の総和を、（４）式に従って算出することで、該当重点監視対象に対するセンサと方位の組み合わせ毎の評価値を算出する。
Ｐａ＿ｔｏｔａｌ（センサ、方位）＝Σ（Ｐａ×Ｐｓ）    ．．．（４）
（ここで、Σは、全ての監視対象、パスについての総和）
ここで、Ｐｓは、前述の、重点監視対象に対する監視優先度である。
【００７７】
総合評価値が最大となるセンサと方位の組合せを選択して確定とし、その他センサにおける総合評価値を再計算して次に最大となるセンサと方位の組合せを確定する。この処理を該当の主方位算出範囲内で重点監視対象を観測可能な全センサの方位を確定するまで繰り返す（以上ステップＳ１１−１）。
【００７８】
ステップＳ１１−１が完了後、ステップＳ１１−２では、重点観測対象のパスが存在しない主方位算出範囲のうち、基本監視対象用のパスが観測エリアを通過する期間を算出し、連続した１期間を１パスとし、それぞれのパスについての主方位評価値Ｐａをもとに主方位を算出する。
【００７９】
ステップＳ１１−２でもステップＳ１１−１と同様に、重点観測対象のパスが存在しない主方位算出範囲で、主方位算出範囲に基本監視対象のパスが１つ以上ある場合、該当の主方位算出範囲は基本監視対象用の主方位とする。図８の表に示すように、監視優先度の最も高い基本監視対象の各パスの通過時間内（図８の表の時刻［１］〜時刻［５］）において、各センサの主方位をその方向に設定した場合の観測可否を確認する。複数センサの組合わせにより長期間観測できるよう主方位を設定する。そのため、基本監視対象を観測可能なセンサが１台のみとなる時間帯がある場合は、該当時間帯は、該当センサで観測するよう主方位を設定する。
【００８０】
図８において、重点監視対象の場合と同様に、Ｗａは、各パス内の時刻［１］〜時刻［５］のそれぞれについて、時刻の経過に伴う観測の緊急度の変化に基づいて付した重みである。ただし、基本監視対象は、観測の必要性が重点監視対象とは異なるため、一般に、重点監視目標とは異なる重み付けを行う。
【００８１】
図８の表に示すように、あるパスについて、それぞれのセンサ（センサ［１］〜センサ［ｊ］）のそれぞれの方位（方位［１］〜方位［ｋ］）について、観測不可／観測可／該当センサのみ観測可を評価し、該当センサのみ観測可能な時間帯がある場合、（５）式に示すように、予め設定した時刻の重みＷａを方位ごとに加算し、主方位評価値Ｐａを算出する。
【００８２】
Ｐａ［監視対象］［パス］［センサ］［方位］＝ΣＷａ    ．．．（５）
（ここで、Σは、「該当センサのみ観測可」の時間のＷａの総和）
【００８３】
次に、（６）式に従って、主方位算出範囲内の全パス分の総和を算出することで、該当基本監視対象に対するセンサ、方位ごとの評価値を算出する。
Ｐａ＿ｔｏｔａｌ（センサ、方位）＝ΣＰａ×Ｐｓ    ．．．（６）
（ここで、Σは、全ての監視対象、パスの総和）
【００８４】
ここで、Ｐｓは、前述の基本監視対象に対する監視優先度である。
総合評価値が最大となるセンサと方位の組合せを選択して確定とし、その他センサにおける総合評価値を再計算して次に最大となるセンサと方位の組合せを確定する。この処理を該当の主方位算出範囲内で基本監視対象を観測可能な全センサの方位を確定するまで繰り返す（以上ステップＳ１１−２）。
【００８５】
次に、各センサの観測可能期間を算出する（ステップＳ１２）。その際、重点監視対象、基本監視対象の順に観測計画を算出する。
【００８６】
まず、ステップＳ１２−１において、重点監視対象の観測期間を算出する。
図９に例示するように、各パスの期間において、該当の観測対象を各センサが観測可能な期間を、センサ情報６２に含まれているセンサ性能、センサ制御部１０から提供された運用情報に基づき算出し、連続した１区間を１ブロックとする。なお、図９では、ブロックをブロック［センサ］［パス］で表している。
【００８７】
次に、各センサにおける各重点監視対象の観測時間を決める上で、同センサによる長時間の追尾により安定した軌道情報を得るため、各パスの期間において、少ないブロック数で、観測の空き時間が少ないブロックの組合せを選択する。図９の例では、パス［１］に関しては、ブロック［１］［１］〜ブロック［４］［１］の組み合わせを考慮すると、ブロック［１］［１］とブロック［４］［１］の組み合わせが、観測の空き時間を少なくする。パス［Ｎ］に関しては、ブロック［４］［Ｎ］は、ブロック［１］［Ｎ］とブロック［２］［Ｎ］の組み合わせに比べ、観測の空き時間が少なく、ブロック数も少ない。
【００８８】
ブロックを選択するためには、具体的には、
Ａ＝観測の連続観測に関する（最大ブロック数―組み合わせブロック数）、
Ｂ＝各センサが目標を観測している割合（（パス期間―観測の空き時間）／パス期間）、
を変数とし、Ａ、Ｂの値がそれぞれ大きいほど大きな値となる評価値（Pe_h（Ｗｎ×Ａ、Ｗｐ×Ｂ））の値を算出する。
【００８９】
ここで、重みＷｎ、Ｗｐは、それぞれ、（最大ブロック数―組み合わせブロック数）、（（パス期間―観測の空き時間）／パス期間）に対する重みである。重みＷｎ、Ｗｐは、観測の空き時間が少ないことを重視する場合はＷｐ＞Ｗｎに、ブロック数が少ないことを重視する場合はＷｎ＞Ｗｐにするなど、観測計画に対する要求に応じて事前に設定する。
Ｐｅ＿ｈの値が最大又は極大になるブロックの組み合わせを全検索法や局所探索法等を用いて算出し、確定ブロックとして設定する。これを監視優先度順に全重点監視対象の算出が終わるまで繰り返す。その際、各センサ同時に観測可能な目標数を考慮し、ブロックを算出する必要がある。
【００９０】
上記処理に続けて、軌道精度を向上するためにブロックを追加する処理を行う。具体的には、同時に観測可能な目標数を考慮し、観測対象のブロックを再計算する。各パス内にブロックがある場合は、少ないブロックで、所要精度を達成するブロックの組合せを全探索法等で算出し、追加ブロックとして設定する。全組合せでも所要精度まで達しない場合は、最も軌道精度が高い組合せのブロックを追加ブロックとして設定する。これを監視優先度順に全重点監視対象の算出が終わるまで繰り返す。
【００９１】
続けて、ステップＳ１２−２において、基本監視対象の観測期間を算出する。まず、ステップＳ１２−１で設定したブロックを考慮した上で、ステップＳ１２−１と同様に観測計画算出範囲内のパス、ブロックを算出する。より多くの監視対象を観測するため、図１０に例示するように、各監視対象において、観測期間算出範囲内の達成期限までに少ないブロックで早期に所要精度を達成するブロックの組合せを選択する。
【００９２】
具体的には、重点監視対象の場合と同様に、
Ｃ＝観測の連続観測に関する（最大ブロック数―組み合わせブロック数）、
Ｄ＝所要精度を達成するまでの時間に係る（（達成期限までの時間―所要精度達成までの時間）／達成期限までの時間）、
を変数とし、Ｃ、Ｄの値がそれぞれ大きいほど大きな値となる評価値（Ｐｅ_ｌ（Ｗｎ×Ｃ、Ｗｔ×Ｄ））を算出する。
【００９３】
ここで、Ｗｎ、Ｗｔは、それぞれ、（最大ブロック数―組み合わせブロック数）、（達成期限までの時間―所要精度達成までの時間）／達成期限までの時間）に対する重みである。Ｗｎ、Ｗｔは、所要精度達成までの時間が短いことを重視する場合はＷｔ＞Ｗｎに、ブロック数が少ないことを重視する場合はＷｎ＞Ｗｔにするなど、観測計画に対する要求に応じて事前に設定する。Ｐｅ＿ｌの値が最大又は極大になるブロックの組み合わせを全検索法や局所探索法等を用いて算出し、確定ブロックとして設定する。
【００９４】
全ブロックを含めた組合せでも所要精度まで達しない場合は、最も軌道精度が高いブロックの組合せとする。上記処理を監視優先度順に全基本監視対象の算出が終わるまで繰り返す。
【００９５】
観測計画算出部３０は、こうして、重要監視対象に選択された全ての宇宙飛翔物体と基本監視対象に選択された全ての宇宙飛翔物体について、それぞれのパス期間に対するブロックの組み合わせを策定する。観測計画算出部３０は、組み合せたブロック該当のセンサに対し、ブロック該当の観測時間（ブロックの区間）にブロック該当の監視対象（宇宙飛翔物体）を観測するよう割り当て、観測計画を生成する。観測計画は、図３（ｄ）に例示した観測計画情報６４の様になる。また、それぞれの観測計画は、ブロックの組み合わせにより策定されるため、それぞれの時刻にそれぞれの監視対象を観測可能なセンサの組み合わせが選択されている。
【００９６】
ステップＳ１２を完了後、観測計画算出部３０は、ステップＳ１３にて、未知対象観測計画を算出する。観測計画算出範囲の各主方位算出範囲において、重点監視対象、基礎監視対象の観測センサに設定されていないセンサがあるか否かを判別し、ある場合は、未知対象観測計画を算出する。未知対象は、軌道面（軌道傾斜角、昇交点赤経によって決まる）及び高度の組合せで空間を観測エリアとして区分し、抜けなく観測する計画を算出する。ここで、宇宙飛翔物体数の多い観測エリア及びユーザが設定したエリアを優先的に観測エリアに設定する。
【００９７】
観測計画算出部３０は、こうして求めた観測計画候補を示す観測計画候補情報６５を観測計画評価部４０に出力する（ステップＳ１４）。
【００９８】
観測計画評価部４０は、観測計画算出部３０からの観測計画候補情報６５により特定される観測計画候補を対象とし、基となる監視計画をどれだけ満足しているかを評価する。評価するにあたって、監視計画の項目（監視期間、所要精度、達成期限等）、及び各観測状況（重点監視対象の場合、観測期間の抜けの無さ等）を指標として観測計画評価値を算出する。観測計画評価値がある一定の閾値を超えた場合、またはユーザに観測計画候補を報知して、ユーザが承認した場合、観測計画をセンサ制御部１０に通知する。観測計画評価値が閾値以下の場合、観測計画算出部３０へ計画評価結果６６、各センサの対応可否及び条件等を通知する。なお、各観測計画の修正項目や条件追加はユーザによる設定も可能とする。
【００９９】
センサ制御部１０は、通知された観測計画情報６４（図３（ｄ）参照）に基づいて、センサ識別番号で特定されるセンサに、観測期間で特定される期間、センサ制御情報で特定される制御を実行するための制御信号を送信することにより、各センサを制御する。或いは、各センサに観測計画情報６４を通知し、各センサが観測計画情報６４が示す観測計画に従って観測を行っても良い。
【０１００】
センサ群１に属す各センサの運用情報及び各センサの観測結果を示す観測情報６７は、センサ制御部１０に伝達される。センサ制御部１０は、観測情報６７を受信し、運用情報を観測計画算出部３０と観測計画評価部４０に提供する。これらは、前述のように、観測計画の策定と評価に利用される。また、センサ制御部１０は、観測情報６７を情報管理部５０に伝達する。
【０１０１】
情報管理部５０は、受信した観測情報６７を情報蓄積部６０に格納する。情報管理部５０は、宇宙飛翔物体情報６１も必要に応じて更新する。また、情報管理部５０は、観測計画算出部３０から供給される監視計画情報６３と観測計画情報６４を情報蓄積部６０に格納する。
【０１０２】
情報管理部５０は、受信した観測計画情報６４と観測情報６７を情報蓄積部６０に蓄積し、情報蓄積部６０から読み出した蓄積情報を、適宜、情報解析部７０に提供する。情報解析部７０は、受信した観測情報６７を解析して、各監視対象について、軌道同定や軌道決定等の軌道解析、画像処理等の画像解析、マニューバ制御判定や接近・衝突解析等の、発生する事象とその発生日時を解析する状況解析を行い、軌道解析した結果である軌道解析結果、画像解析した結果の画像解析結果、状況解析した結果である状況解析結果等を含む解析結果を情報管理部５０へ通知するとともに、観測結果評価部８０へ通知する。
【０１０３】
情報管理部５０は、受信した、各監視対象についての、軌道解析結果、画像解析結果、状況解析結果等の解析結果を、情報蓄積部６０に格納する。また、情報管理部５０は、受信した解析結果をもとに、情報蓄積部６０に蓄積されている各監視対象の宇宙飛翔物体情報６１を更新する。情報管理部５０が更新する内容としては、例えば、軌道解析による軌道解析結果をもとに、軌道情報を更新し、状況解析による状況解析結果をもとに事象情報を更新し、画像解析による画像解析結果をもとに識別情報を更新する。
【０１０４】
観測結果評価部８０は、観測結果がどれだけ監視計画を満たしているかを評価する。観測失敗や所要精度未達成の監視対象等の観測評価結果を監視計画算出部に通知する。監視計画算出部２０では、観測評価結果を基に監視計画を更新し、観測計画算出部３０に通知する。
【０１０５】
このように、実施の形態における宇宙飛翔物体監視装置１００では、監視対象、監視優先度を自動で設定し、監視計画を算出する。これにより、ユーザが自ら観測計画立案する度に各観測対象物体に監視優先度を設定するような人的作業が不要になるとともに、観測結果を随時監視計画に反映することが可能となる。また、監優先度順に観測計画を算出後、調整処理を追加したことで、さらなる観測計画の向上も奏する。
【０１０６】
なお、上記例は、複数のセンサによる観測計画の算出について説明してきたが、実施の形態１の方法は単数のセンサの場合にも同様に適用可能である。
【０１０７】
（実施の形態２）
実施の形態１では、観測計画を基にセンサ群１へ制御指示を送信していたが、センサ群１に他目的で使用されるセンサが含まれる場合には、事前に使用計画を予告することで使用許可を申請し、申請結果を観測計画に反映するようにする。
【０１０８】
具体的には、外部への通知部或いは外部からの受信部として機能するセンサ制御部１０から、制御指示を送信する以前（例えば、２週間前）に、通信ネットワークを介して観測計画をセンサ群１のユーザ端末等へ通知する。センサ群１（それらの管理者用端末を含む）から通信ネットワークを介して観測計画に対して対応不可、または条件付きで対応可能の応答があった場合は、センサ制御部１０は、それを観測計画評価部４０に伝達する。観測計画評価部４０は、各センサの対応可否、条件等を付加し、観測計画評価値を再評価する。再評価した結果、閾値以下の場合は、観測計画算出部３０へ観測評価結果、各センサの対応可否及び条件等を通知し、観測計画算出部３０にて観測計画候補を算出及び更新する。このとき、基となる観測計画候補との差異が少なくなるよう調整する。これにより、事前に予告した他センサへの影響を少なくした上で観測計画に各期間の使用可否状況を反映することができる効果を奏する。
【０１０９】
なお、この発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変更及び応用が可能である。
【０１１０】
例えば、上記実施の形態においては、観測対象を「重点監視対象」と「基本監視対象」の２つに分類したが、監視の対象を、監視の重要度に応じて、３段階以上に分類してもよい。分類の基準も上述の例に限定されるものではない。また、パラメータの選択の仕方、パラメータ毎の重み付けは、任意である。
【０１１１】
また、監視対象について監視優先度を設定したが、監視優先度の設定の仕方も任意である。
例えば、上記実施の形態では、重点監視対象の優先度を、（１）式に基づいて、イ）優先度を算出する「監視計画作成の基準日時」とイベントの発生予測時刻との時間差が小さいほど（イベントの発生予測時刻に近いほど）、優先度が高くなるように、ロ）監視対象目標の重要さ（属性毎に設定された重み）が大きいほど、優先度が高くなるように、ハ）イベントの重要さ（イベントの種類毎に設定された重み）が大きいほど、優先度が高くなるように、ニ）イベントが発生する確率が大きいほど、優先度が高くなるように、決定した。この発明は、これに限定されず、これらの要件の一部のみを使用することも可能である。また、優先度を決定するために他のパラメータを追加したり、重みを適宜変更しもかまわない。例えば、優先度を決定するために、宇宙飛翔物体である人工衛星の所有者或いは管理者に基づく重みを設定する等してもよい。
【０１１２】
また、基本監視対象の優先度を、（２）式に基づいて、イ）優先度を算出する監視計画作成の基準日時の予測精度達成期限までの残り時間（達成期限までの残り時聞）が短くなるほど優先度が高くなるように、ロ）監視対象目標の重要さ（属性毎に設定された重み）が大きいほど、優先度が高くなるように、ハ）イベントの重要さ（イベントの種類毎に設定された重み）が大きいほど、優先度が高くなるように、決定した。この発明は、これに限定されず、これらの要件の一部のみを使用することも可能である。また、優先度を決定するために他のパラメータを追加したり、重みを適宜変更してもかまわない。例えば、優先度を決定するために、宇宙飛翔物体である人工衛星の所有者或いは管理者に基づく重みを設定する等してもよい。
【０１１３】
上記実施の形態においては、監視計画算出部２０と観測計画算出部３０等は、「算出」により監視計画と観測計画候補等をそれぞれ求めたが、算出は、演算・計算に限定されず、例えば、条件と解を予め求めてテーブル化しておき、条件によりテーブルを検索して解を求めるようなものも含むものである。
【０１１４】
宇宙飛翔物体監視装置１００は専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、宇宙飛翔物体監視装置１００の機能を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭなど）に格納して配布し、該コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、上述の処理を実行する宇宙飛翔物体監視装置を構成してもよい。
【０１１５】
なお、各種機能を、ＯＳ（オペレーティングシステム）とアプリケーションプログラムとの分担、又はＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合には、アプリケーション部分のみを記憶部１２０に格納してもよい。また、記憶部１２０は、一台の装置で構成される必要はなく、複数台の装置から構成されるものであってもよい。
【符号の説明】
【０１１６】
１．センサ群、１０．センサ制御部、２０．監視計画算出部、３０．観測計画算出部、４０．観測計画評価部、５０．情報管理部、６０．情報蓄積部、７０．情報解析部、８０．観測結果評価部、１００．宇宙飛翔物体監視装置。
【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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