(57)【要約】【課題】  観測計画の再立案時に、観測情報の入手に要する時間を短くするとともに、観測衛星と地上設備とが迅速に情報を授受し合うことを目的とする。【解決手段】  衛星側に、自衛星並びに上記他の観測衛星にそれぞれ対応した観測および通信の運用計画情報を、他の観測衛星との間で共有するとともに、当該共有の情報に基づいて自衛星の観測および地上との通信の運用計画を自律的に再立案する自律計画管理装置を備えることにより、地上設備との通信で観測要求および観測および通信の運用計画を受けた後、運用計画を変更する際、観測計画の再立案に関する地上側での負荷を小さくする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地球を観測する観測装置と、
地上および他の観測衛星との間で情報を送受信する通信装置と、
自衛星並びに上記他の観測衛星にそれぞれ対応した観測および通信の運用計画情報を、他の観測衛星との間で共有するとともに、当該共有の情報に基づいて自衛星の観測および地上との通信の運用計画を自律的に再立案する自律計画管理装置と、を備えた複数の観測衛星と、
観測要求の情報を格納する観測要求管理装置と、
上記観測要求管理装置に格納された観測要求に基づいて、上記各観測衛星の観測および通信の運用計画を立案する運用計画管理装置と、
上記観測衛星との間で情報を送受信する地上通信装置と、
上記地上通信装置を通じて上記各観測衛星から取得した情報を処理するとともに、上記運用計画管理装置で立案された運用計画に基づいて上記地上通信装置を通じて各観測衛星に運用計画情報を送信する情報処理装置と、を備えた地上設備と、
を具備した衛星観測システム。
【請求項２】
上記自律計画管理装置は、自衛星のシステム状態を管理する衛星状態管理部と、自衛星並びに他の観測衛星に関する観測並びに通信の制約条件を管理する衛星制約条件管理部と、地上設備または他の観測衛星からの観測並びに通信の要求を受け付ける要求受付部と、要求受付部で受け付けた要求に従い、上記衛星状態管理部で管理される自衛星のシステム状態、および上記衛星制約条件管理部で管理される制約条件に基づいて運用計画を再立案する再計画部と、上記再計画部が再立案した運用計画を基に、自衛星の観測並びに通信動作に関するコマンドを生成するコマンド生成部とを備えた請求項１に記載の衛星観測システム。
【請求項３】
上記衛星状態管理部は、他の観測衛星との間で、各観測衛星のシステム状態の情報を共有し、上記再計画部は、上記要求受付部で受け付けた要求に従い、上記衛星状態管理部で管理される各観測衛星のシステム状態、および上記衛星制約条件管理部で管理される制約条件に基づいて運用計画を再立案する請求項２に記載の衛星観測システム。
【請求項４】
観測並びに通信を行う計画の優先度を管理するとともに、上記再計画部に対して観測並びに通信を行う計画の優先度を伝達する優先度管理部を設けたことを特徴とする請求項３に記載の衛星観測システム。
【請求項５】
上記優先度管理部は、観測並びに通信を行う計画の優先度と観測衛星のシステム状態と観測条件をスコアに換算して、観測を実行する観測衛星の優先度を決定する請求項４に記載の衛星観測システム。
【請求項６】
上記運用計画管理装置は、各観測衛星の観測計画並びに観測衛星と地上設備間の通信計画の立案と、各観測衛星のシステム状態の管理を行う衛星地上管理部を備えた請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の衛星観測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、観測装置を有し地球の特定位置を指向する観測衛星を用いて地球観測を行い、地上に観測データを伝送する衛星観測システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、先行する観測衛星が、それを追尾する通信衛星に対し観測データを送信し、観測衛星は進行方向後面にアンテナを具備し、通信衛星は進行方向前面と地上方向にそれぞれアンテナを具備して、通信衛星は観測衛星より受信したデータを、地上設備に送信することにより、ポインティング（観測装置の視線が地上の特定位置を指向し続ける）状態にある観測衛星が、通信回線の断絶等なく地上設備とデータ送受信を行うものが知られている。この衛星観測システムでは、観測衛星が自身のポインティングにより地上設備が不可視となる状況下であっても、通信衛星を介して地上設備と通信することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１０１４５２号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の衛星観測システムでは、地上設備において衛星への観測要求に対して個別に観測計画を立案し、立案した観測計画に基づいて、地上設備に設けられた衛星管制装置を通じて衛星へ向けてコマンドを送り、衛星は観測情報を地上設備に送信する。
【０００５】
観測計画の立案は、地上設備が衛星から可視になる毎に行うため、計画の立案に時間を要する。このため、急な計画変更を迫られて、観測計画の再立案を行うときの地上側の負担が大きくなるという問題があった。また、前回衛星に送信したコマンドに基づいて観測計画が実行されるとき、観測計画の終了間際に、次の観測計画が確定する。このため、観測衛星から地上設備が可視となる前に、地上設備側では負荷が集中してしまう。
【０００６】
また、観測衛星として低軌道地球周回衛星を用いる場合、地上設備の可視時間が特に短いため、可視時間のバックアップ運用を予定する、１可視毎のコマンド送信数を少なく抑える、複数回に別けて観測情報のダウンリンクを行うなど、観測計画に余裕を持たせる必要があり、所望の観測情報を入手するまでに時間を要するという問題がある。また、可視時間を迎えるまでは観測衛星との通信ができず、観測要求に対して迅速な対応が取り難い。更に、通信装置が地上設備に向いていない状況では、地上との通信が困難になるという問題もあった。
【０００７】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、観測計画の再立案時に、観測情報の入手に要する時間を短くするとともに、観測衛星と地上設備とが迅速に情報を授受し合うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明による衛星観測システムは、地球を観測する観測装置と、地上および他の観測衛星との間で情報を送受信する通信装置と、自衛星並びに上記他の観測衛星にそれぞれ対応した観測および通信の運用計画情報を、他の観測衛星との間で共有するとともに、当該共有の情報に基づいて自衛星の観測および地上との通信の運用計画を自律的に再立案する自律計画管理装置とを備えた複数の観測衛星と、観測要求の情報を格納する観測要求管理装置と、上記観測要求管理装置に格納された観測要求に基づいて、上記各観測衛星の観測および通信の運用計画を立案する運用計画管理装置と、上記観測衛星との間で情報を送受信する地上通信装置と、上記地上通信装置を通じて上記各観測衛星から取得した情報を処理するとともに、上記運用計画管理装置で立案された運用計画に基づいて上記地上通信装置を通じて各観測衛星に運用計画情報を送信する情報処理装置とを備えた地上設備とを、具備したものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、複数の観測衛星に自律計画管理装置を設けることにより、各観測衛星にて運用計画を再立案し、より適切なタイミングで観測情報を取得できるとともに、より適切なタイミングで地上設備との通信を行うことができるので、地上側での運用計画の再立案の負荷を小さくするとともに、観測情報の入手に要する時間を短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係る衛星観測システムについて、図を用いて説明する。
図１は実施の形態１による衛星観測システムの構成を示す図である。
【００１１】
図において、地上設備１は、観測衛星（以下、衛星）２と他の観測衛星（以下、衛星）３との間で、衛星１または衛星２が可視となる時間内に通信を行い、情報を送受信する。地上設備１は観測計画を立案し、立案した観測計画と計画に基づくコマンドを衛星２、３に送信する。衛星２、３は、低軌道の地球周回軌道を周回し、地球を観測して、観測結果を地上設備１に送信する。
なお、図中、観測衛星として衛星２、３しか記載していないが、更に多くの観測衛星を設けても良く、地上設備１が複数の観測衛星を運用できる形態であれば良い。以降の説明では、観測衛星が２つの場合を例にして構成および動作を説明するが、この例示は３つ以上の複数の観測衛星を用いた場合にも拡張される。
【００１２】
地上設備１は、情報処理装置６と、運用計画部１００と、局管制装置・衛星管制装置（以下、管制装置）９と、通信装置１０を備えて構成される。また、運用計画部１００は、観測要求管理装置４と、運用計画管理装置５と、制約条件管理装置７と、優先度管理装置８を備えている。衛星２は、通信装置１１と、情報処理装置１３と、自律計画装置１５と、観測装置１７と、情報記録・再生装置１９を備えている。衛星３は、通信装置１２と、情報処理装置１４と、自律計画装置１６と、観測装置１８と、情報記録・再生装置２０を備えている。
【００１３】
また、観測要求管理装置４は、観測要求受付部２１、観測要求分析部２２を備える。地上設備１のユーザは、観測要求受付部２１を介して観測要求を行うための基本データを入力する。この入力データは、観測要求分析部２２の分析プログラムで分析されて、観測要求データが生成される。制約条件管理装置７は、観測制約管理部２７、地上制約条件管理部２８を備える。観測制約管理部２７は、衛星を運用する上で考慮すべき制約条件を求める。地上制約条件管理部２８は、地上設備を運用する上で考慮すべき制約条件を求める。
【００１４】
衛星を運用する上で考慮する制約条件として、次のようなものが挙げられる
（１）電力制約
基本的には、日照／日陰のサイクルに従って衛星に搭載されるバッテリの充放電が行なわれるが、１サイクル内で電力収支が取れない運用は行なうことはできない。なお、このバッテリの充放電サイクルは観測・通信などの運用内容や日食などの環境条件に依存するため、必ずしも一定にはならない
（２）熱制約
観測装置や通信装置の種類によっては、取得するデータの品質あるいは伝送品質を確保するために、プリヒート（予熱）時間を確保する必要がある。また、機器によってはオン時間が一定時間を超過すると許容温度範囲を超えるため、使用できる時間に制約がある。
（３）データ容量制約
「衛星に記録できるデータ／コマンドの容量」と「衛星が一定時間内に再生できるデータ量」、「衛星と地上設備が通信できる時間（可視時間）」には制限がある。可視時間が短い衛星の場合は、「どの程度、観測を行なって記録できるか」という制約よりも、「どの程度、データをダウンリンクできるか」という制約の方が強い。つまり、この場合は地上設備に下ろせるデータ量によって観測数が決まる。
（３）イベント制約
同一の時間帯に複数の観測要求やイベント要求があった場合は、より優先度が高い要求を採用し、実施する。
（４）姿勢センサ制約
搭載の姿勢センサが太陽・月干渉などによって同時に複数台使用できないと予測された場合、一定以上の姿勢決定精度が得られないため、意図した地点を観測できない場合がある。
（５）ポインティング制約
仕様として規定したポインティング角度以上の、観測装置のポインティング制御（観測装置の視線が地上の特定地点を見つづけるように姿勢を維持する制御）はできない。また、ポインティング機能を有する衛星では、複数の地点を連続観測する場合、２回目以降の観測ができないことがある。例えば、衛星直下を基準に一つ目の地点を観測するために＋Ｘ度ポインティングし、二つ目の地点を観測するために−Ｙ度ポインティングする計画がなされた場合、２点間の距離が近いと、ポインティングが物理的に間に合わないことがある。
（６）その他の制約
衛星または地上設備に不具合が生じた場合は、それを考慮して運用計画を立てる必要がある。
【００１５】
運用計画管理装置５は、衛星・地上管理部２３、計画立案部２４を備える。運用計画管理装置５は、衛星・地上管理部２３にて、衛星２、３及び地上設備１の状況を把握する。また、計画立案部２４にて、観測要求管理装置４から受けた観測要求に基づき、制約条件管理装置７で管理される各種制約条件や優先度管理装置８で管理される観測および通信の優先度に従い、衛星２、３と地上設備１の間の通信並びに衛星２、３の観測に関する運用計画を立案する。立案された運用計画は管制装置９に送られる。
【００１６】
管制装置９は、衛星２、３の運用計画に基づいてコマンドを生成し、生成したコマンドは通信装置１０を経由して衛星に配信される。また、管制装置９は、衛星２、３から送られてくる、観測データや、衛星の動作状態のモニタにより得られるハウスキーピングデータなどを、通信装置１０を介して受ける。情報処理装置６は、運用計画部１００における、観測要求管理装置４、運用計画管理装置５、および制約条件管理装置７の動作を制御する。また、管制装置９が受けた観測データやハウスキーピングデータを処理し、処理したデータを観測要求管理装置４、運用計画管理装置５、および制約条件管理装置７に送るとともに、管制装置９の動作を制御する。すなわち、情報処理装置６は、地上設備１の通信装置１０を通じて各観測衛星２、３から取得した情報を処理するとともに、運用計画管理装置５で立案された運用計画に基づいて通信装置１０を通じて各観測衛星に運用計画情報を送信する。
【００１７】
次に、衛星２、３側では、各通信装置１１、１２でこの運用計画をそれぞれ受信し、情報処理装置１３、１４にてコマンドに基づく処理が行われる。また、情報処理装置１３、１４は観測用のコマンドを観測装置１７、１８に送り、観測装置１７、１８にて地球の観測が実施される。ここで、コマンドを受けた衛星では、観測や地上装置１との通信に対応できない場合、自律計画装置１５、１６で運用計画の再立案を実施し、再度自衛星で対応するか、あるいは他衛星の自律計画装置で対応するように、運用計画を変更する。観測装置１７、１８による観測データは情報記録・再生装置１９、２０にそれぞれ蓄積される。情報処理装置１３、１４は情報記録・再生装置１９、２０に蓄積した観測データを、通信装置１１、１２を介して地上設備１に送信する。
【００１８】
自律計画装置１５は、衛星状態管理部３１、衛星制約条件管理部３５、要求受付部３７、再計画部３９、コマンド生成部４１を備える。自律計画装置１６は、衛星状態管理部３２、衛星制約条件管理部３６、要求受付部３８、再計画部４０、コマンド生成部４２を備える。衛星状態管理部３１、３２は、それぞれ自衛星の飛行状態を管理し、観測可否を判断する。要求受付部３７、３８は、それぞれ地上設備１または他の観測衛星から観測要求を受け付ける。衛星制約条件管理部３５、３６は、それぞれ衛星状態や天候、日照などの条件が観測に適せずに正常な観測情報が取得できないと予測されるか否か、或いは、実際に観測情報を取得できなかった否かなどを条件判断する。再計画部３９、４０は、それぞれ衛星２、３の観測計画の再立案を実施する。コマンド生成部４１、４２は、それぞれ再計画部３９、４０にて再立案された観測計画に基づいて、観測または通信のためのコマンドを生成する。
【００１９】
次に、動作について説明する。
自律計画装置１５は、衛星制約条件管理部３５にて、衛星状態や天候、日照などの条件が観測に適せず正常な観測情報が取得できないと判断する場合、または観測情報を取得できなかったと判断する場合は、衛星状態管理部３１で管理される観測可否の情報を利用し、再計画部３９で観測計画の再立案を実施する。
【００２０】
再計画部３９で立案された観測計画により、自衛星２を用いて観測することを計画した場合、この観測計画がコマンド生成部４１でコマンドに置き換えられ、情報処理装置１３を経由して、観測装置１７に送られて再度観測が実施される。
【００２１】
また、他の衛星３を用いて観測することを計画した場合、立案された観測計画はコマンド生成部４１でコマンドに置き換えられ、情報処理装置１３を経由して、衛星３に送信される。衛星３は、通信装置１２を介してこの観測計画を受信すると、観測計画が要求受付部３８に送られて、観測装置１８による観測が実施され得る状態となる。この際、要求受付部３８は観測要求を受け付けると、再計画部４０を動作させ、衛星状態管理部３２や衛星制約条件管理部３５から観測可否の情報を受け取り、観測可能との情報であれば要求を受理し、コマンド生成部４２に観測計画を送る。コマンド生成部４２は観測計画をコマンドに置き換え、観測装置１８にて観測を行う。また、観測不可能との情報であれば、通信装置１２、１１を介して拒否応答を衛星２の衛星状態管理部３１に返す。
【００２２】
一方、地上設備１との通信を正常に実施できなかった場合も同様に、再計画部３９で通信計画の再立案を実施する。立案された通信計画により、情報記録・再生装置１９に記録された観測情報やハウスキーピングデータが、自衛星から地上設備１に伝送される。
【００２３】
一方、衛星状態管理部３１や衛星制約条件管理部３５の情報に基づき、自衛星での通信が不可と判断される場合、立案された通信計画はコマンド生成部４１でコマンドに置き換えられ、情報処理装置１３を経由し、衛星３の要求受付部３８に送られて通信が実施される。ここで要求受付部３８に観測要求が来た場合は、衛星状態管理部３２から通信可否の情報を受け取り、通信可能であれば要求を受理し、情報記録・再生装置１９に記録された観測情報やハウスキーピングデータを受信した後、地上設備１に伝送する。また、不可能であれば拒否応答を衛星状態管理部３１に返す。
【００２４】
以上説明した通り、この実施の形態１による衛星観測システムは、地球を観測する観測装置と、地上および他の観測衛星との間で情報を送受信する通信装置と、自衛星並びに上記他の観測衛星にそれぞれ対応した観測および通信の運用計画情報を、他の観測衛星との間で共有するとともに、当該共有の情報に基づいて自衛星の観測および地上との通信の運用計画を自律的に再立案する自律計画管理装置と、を備えた複数の観測衛星を具備する。また、観測要求の情報を格納する観測要求管理装置と、上記観測要求管理装置に格納された観測要求に基づいて、上記各観測衛星の観測および通信の運用計画を立案する運用計画管理装置と、上記観測衛星との間で情報を送受信する地上設備の通信装置と、上記地上設備の通信装置を通じて上記各観測衛星から取得した情報を処理するとともに、上記運用計画管理装置で立案された運用計画に基づいて上記地上設備の通信装置を通じて各観測衛星に運用計画情報を送信する情報処理装置とを備えた地上設備を具備する。
【００２５】
また、自律計画管理装置は、自衛星のシステム状態を管理する衛星状態管理部と、自衛星並びに他の観測衛星に関する観測並びに通信の制約条件を管理する衛星制約条件管理部と、地上設備または他の観測衛星からの観測並びに通信の要求を受け付ける要求受付部と、要求受付部で受け付けた要求に従い、上記衛星状態管理部で管理される自衛星のシステム状態、および上記衛星制約条件管理部で管理される制約条件に基づいて運用計画を再立案する再計画部と、上記再計画部が再立案した運用計画を基に、自衛星の観測並びに通信動作に関するコマンドを生成するコマンド生成部とを備える。
【００２６】
このように実施の形態１では、衛星２、３にそれぞれ個別に設けられた自律計画装置１５、１６により、衛星内部での計画の再立案の実施と、自衛星による観測や地上設備との通信タイミングの変更か、もしくは他衛星への観測要求の実施による他衛星からの観測や地上設備との通信を行うことができる。これにより、各観測衛星にて、より適切なタイミングで観測情報を取得できるとともに、より適切なタイミングで地上設備との通信を行うことができるので、観測計画の再立案に関する地上側での負荷を小さくすることができる。また、観測情報の入手に要する時間を短くすることができる。
【００２７】
実施の形態２．
図２はこの実施の形態２における観測衛星システムの動作を示したものである。
この実施の形態２では、図１に示した実施の形態１による観測衛星システムの構成に加え、衛星２、３にそれぞれ、衛星状態共有管理部３３、衛星状態共有管理部３４を備えている。図中の他の符号は、図１の説明と同じものである。
ここで、衛星状態共有管理部３３、３４は、それぞれ自衛星及び他衛星の飛行状態を管理し、他の観測衛星との間で各観測衛星のシステム状態の情報を共有する。再計画部３９、４０は、それぞれの要求受付部３７、３８で受け付けた要求に従い、衛星状態共有管理部３３、３４で管理される各観測２、３のシステム状態および衛星制約条件管理部３５、３６で管理される制約条件に基づいて、運用計画を再立案する
【００２８】
次に動作について説明する。
自律計画装置１５が衛星状態や天候、日照などの条件が観測に適せず正常な観測情報が取得できないと判断する場合、または観測情報を取得できなかったと判断する場合は、自衛星及び他衛星の飛行状態を管理する衛星状態共有管理部３３の情報と、衛星あるいは衛星間の制約条件と観測条件を管理する衛星制約条件管理部３５の情報を利用し、再計画部３９で観測の再立案を実施する。立案された観測計画は、コマンド生成部４１でコマンドに置き換えられ、情報処理装置１３を経由し、観測装置１７または衛星３の要求受付部３８に送られて、観測が実施される。
【００２９】
地上設備１との通信を正常に実施できなかった場合も同様に、再計画部３９で通信計画の再立案を実施する。立案された通信計画により、情報記録・再生装置１９に記録された観測情報やハウスキーピングデータは、観測を実施した衛星２から直接、あるいは、他衛星３を経由させ、地上設備１に伝送される。
【００３０】
これにより、実施の形態１と同様、自律計画装置１５、１６を用いて衛星内部での計画の再立案の実施と他衛星への観測要求を実施するため、再計画の立案に要する地上側の負荷を小さく、また情報の入手に要する時間を短くすることができる。
【００３１】
次に、図３を用いて、実施の形態２の動作について更に説明する。
図３は、衛星２、３の観測例を示すタイミングチャートであり、図３（ａ）は自律計画装置１５、１６が動作しない場合、図３（ｂ）は自律計画装置１５、１６を動作させた場合の、各タイムチャートを例示している。なお、衛星２、３は、それぞれ地上の同一地点を観測できるものとし、この例では衛星２の回帰日数を２日とする。
【００３２】
（Ａ）自律計画装置１５、１６が動作しない場合
１日目にタイミング＜１＞でユーザから緊急観測要求を受け、運用計画管理装置５にて観測計画を立案し、衛星２に対して計画の送信を行なう。この際、タイミング＜２＞で地上設備１の通信装置に障害が発生し、計画を送信できなかったとする。この場合、タイミング＜３＞では観測を実施できず、タイミング＜４＞あるいは＜５＞にて観測計画を再送し、＜６＞で観測を実行する必要がある。また、３日目のタイミング＜７＞でダウンリンクするまでは観測結果を取得できない、衛星３の空きリソースを有効に活用できない、などの問題を生じる。
【００３３】
（Ｂ）自律計画装置１５、１６が動作しない場合
１日目のタイミング＜１＞でユーザから緊急観測要求を受け、運用計画管理装置５にて観測計画を立案し、衛星２に対して計画の送信を行なったところ、タイミング＜２＞で地上設備１の通信装置に障害が発生し、計画を送信できなかった。そこで、タイミング＜３＞で衛星３に対して計画を送信し、衛星３は自衛星の自律計画装置１６にて観測計画の再立案を行なう。
タイミング＜３＞の再立案の結果、衛星２で観測を実施することが適当と判断した場合は、タイミング＜４＞で衛星３が衛星２に対して計画を送り、タイミング＜５＞にて観測を行ない、タイミング＜６＞で観測結果をダウンリンクする。衛星２が観測地点上空を通過する前に可視時間帯がない場合でも、衛星３が衛星２に観測計画を送ることでタイミング＜５＞で観測を行なうことができる。
【００３４】
仮に、タイミング＜６＞でも地上設備の不具合でデータをダウンリンクできなかった場合は、タイミング＜７＞で衛星２は自衛星の自律計画装置にて再立案を行ない、どの衛星がどの地上局でダウンリンクを行なうか判断する。これにより、衛星２よりも先に可視時間帯を迎える衛星３に対し、衛星２が観測結果を送りタイミング＜１１＞でダウンリンクすることができる。
また、自律計画装置１６に自他の衛星の状態を管理する衛星状態共有管理部３４があることで、衛星２の観測結果を衛星３に送るとメモリ容量が不足するから、タイミング＜９＞でダウンリンクすることが適当などの判断をすることできる。
また、タイミング＜３＞での再立案の結果、タイミング＜５＞で観測を行なっても天候が悪く、良好な観測結果を得られない可能性があると判断した場合は、２日目に観測地点を通過する衛星３で観測を行ない、タイミング＜１３＞でダウンリンクを実施することができる。或いは、１日目はタイミング＜５＞で衛星２が、２日目はタイミング＜１２＞で衛星３が観測を行なうことなどを実現できる。
【００３５】
このように、実施の形態２では衛星状態共有管理部３３、３４を備えることにより、何れかの衛星で、観測もしくは通信上の不具合が発生した場合でも、遅延することなく、観測結果を取得することができる。
【００３６】
実施の形態３． 
図４はこの実施の形態３における観測衛星システムの構成を示す図である。
図において、地上設備１における優先度管理装置８は、計画優先度定義部２９、観測優先度定義部３０を備える。また、衛星２は優先度管理部４３、優先度管理部４４を備える。図中の他の符号は実施の形態１、２で説明したものと同じである。
【００３７】
地上設備１から緊急の観測要求がなされた場合は、観測優先度定義部３０で観測の優先度を高く設定する。計画立案部２４では、この優先度及び衛星−地上設備間の計画立案及びシステム状態の管理を実施するとともに、立案した計画に基づいて観測優先度定義部３０にて観測および通信の優先度を管理する。衛星・地上管理部２３にて衛星および地上のシステム状態の情報に基づき計画を立案し、利用可能な衛星群のなかで通信に適し、かつ衛星状態共有管理部３３で最新の飛行状態を保有する選択した衛星に運用計画を送る。衛星側では、例えば衛星２を選択した場合、通信装置１１でこの運用計画を受け、観測計画の優先度を管理する優先度管理部４３の情報を基に、再計画部３９で観測の再立案を実施する。立案された観測計画は、コマンド生成部４１でコマンドに置き換えられ、情報処理装置１３を経由し、観測装置１７あるいは衛星３の要求受付部３８に送られて、観測装置１８を用いて観測が実施される。また、選択した衛星３である場合も、同様にして自衛星で観測する、もしくは他衛星を利用して観測が行われる。
【００３８】
衛星２では、地上設備１との通信は、自衛星及び他衛星の飛行状態を管理する衛星状態共有管理部３３の情報と通信計画の優先度を管理する優先度管理部４３の情報、衛星あるいは衛星間の制約条件と観測条件を管理する衛星制約条件管理部３５の情報を基に、観測を実施した衛星の再計画部３９で通信計画の立案を実施する。立案された通信計画により、情報記録・再生装置１９に記録された観測情報やハウスキーピングデータは、観測を実施した衛星から直接、あるいは、他衛星を経由させ、地上設備１に伝送される。衛星３についても、同様な処理が行われる。
【００３９】
優先度管理部４３で観測並びに通信を行うための計画の優先度と、衛星のシステム状態と観測条件をスコアに換算して管理する場合、計画の優先度と使用可能なメモリ容量、電力容量、推薬といったリソースと、姿勢角、位置、速度、加速度、軌道情報といった衛星のシステム状態と、観測に要する時間と、観測点間の距離といった観測条件に対して、それぞれ計画優先度定義部２９と観測優先度定義部３０で重み付けを行い、スコアを算出する。優先度管理装置８では、算出したスコアに基づいて、観測もしくは通信を実行する衛星の最終的な優先度を決定する。
【００４０】
ここで、この実施の形態におけるスコアの算出方法について簡単に述べる。
まず、衛星制約条件管理部３５では、計画を受領した衛星２が電力やデータ容量、熱、観測装置のポインティングに関する制約条件を全て満足する衛星を、次式（１）から抽出する。ここで、Judge=1の場合、制約条件を全て満足していることを示す。
【００４１】
【数１】
2009179141.tif 000003
【００４２】
ここで、各パラメータは、例えば次のように定義される。
［電力制約：B］
日陰中  観測XB回未満：1，  観測XB回以上：0  （XBは観測回数閾値）
日照中  1
［データ容量制約：M］
非可視中の観測  記録XM回・再生YM回未満：1    記録XM回・再生YM回以上：0
可視中の観測    観測のみ：1                  観測+再生ZM回：0
（XMは記録回数閾値、YM・ZMはそれぞれ再生回数閾値）
［熱制約：T］
プリヒート（予熱）時間を確保でき、かつ、許容温度を超過しない場合：1
プリヒート時間を確保できない、または、許容温度を超過する場合：0
［ポインティング制約：A］
ポインティング制約を満足する場合：1
ポインティング制約を満足しない場合：0
【００４３】
次に、地上側の優先度管理装置８で設定する観測結果を入手する優先度の係数と観測結果入手期限と、衛星側の優先度管理部４３、４４が決定する観測成功率と、観測結果を地上側が受信するまでに要する時間とに基づき、衛星側の優先度管理部４３、４４でスコアを算出する。再計画部３９、４０は、算出したスコアに基づいてどの衛星が観測を行ない、また地上設備１に観測結果を返すかを判断する。この際、観測要求が強い観測地点には優先度係数を高く、観測要求が弱い観測地点は優先度係数を低く設定する。
【００４４】
このスコアは、例えば次式（２）で求める。
【００４５】
【数２】
2009179141.tif 000004
【００４６】
ここで、各パラメータは、例えば次のように定義される。
［優先度係数：P］
観測地点a：Pa，  観測地点b：Pb，  観測地点c：Pc
［任意の観測地点の晴天率に基づく使用センサ別の観測成功率：W(S)］
衛星２の観測装置Ａ：W(S1)，衛星２の観測装置Ｂ：W(S2)，衛星３の観測装置Ｃ：W(S3)
［観測結果を地上側が受信するまでに要する時間：t］
観測結果入手期限− t ≧ Xt時間：tY
観測結果入手期限− t < Xt時間：tZ
【００４７】
このように、この実施の形態３では、自律計画装置１５、１６に優先度管理部を設けて、優先度に基づいて衛星内部での計画の再立案の実施と他衛星への観測要求を実施するため、地上側の負荷を小さくするのに加えて、リアルタイム性や緊急性への対応も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明の実施の形態１による観測衛星システムの構成を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２による観測衛星システムの構成を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態２による観測衛星システムの動作例を示すタイムチャートである。
【図４】この発明の実施の形態３による観測衛星システムの構成を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  地上設備、２  観測衛星（衛星）、３  観測衛星（衛星）、４  観測要求管理装置、５  運用計画管理装置、６   情報処理装置、７  制約条件管理装置、８  優先度管理装置、９  局管制装置・衛星運用管制装置（管制装置）、１０  地上設備通信装置、１１  通信装置、１２  通信装置、１３  情報処理装置、１４  情報処理装置、１５  自律計画装置、１６  自律計画装置、１７  観測装置、１８  観測装置、１９  情報記録・再生装置、２０  情報記録・再生装置、２１  観測要求受付部、２２  観測要求分析部、２３  衛星・地上管理部、２４  計画立案部、２５  情報処理部、２６  情報管理部、２７  観測制約管理部、２８  地上制約条件管理部、２９  計画優先度定義部、３０  観測優先度定義部、３１  衛星状態管理部、３２  衛星状態管理部、３３  衛星状態共有管理部、３４  衛星状態共有管理部、３５  衛星制約条件管理部、３６  衛星制約条件管理部、３７  要求受付部、３８  要求受付部、３９  再計画部、４０  再計画部、４１  コマンド生成部、４２  コマンド生成部、４３  優先度管理部、４４  優先度管理部、１００  運用計画部。
【図１】
2009179141.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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