(57)【要約】  人工衛星（１０１）は、監視装置と推進装置と監視制御装置とを備える。監視制御装置は、人工衛星が地球（１２０）を周回する間に推進装置を制御する。これにより、対象時間帯における対象地域に対する人工衛星の相対位置が調整される。さらに、人工衛星の周回周期が地球の自転周期に合わせられる。
2020158000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工衛星に搭載される監視制御装置であって、
前記人工衛星が、
地球の対象地域を監視するための監視装置と、
前記人工衛星の速度を変化させるための推進装置とを備え、
前記監視制御装置が、
前記人工衛星が地球を周回する間に前記推進装置を制御することによって、対象時間帯における前記対象地域に対する前記人工衛星の相対位置を調整し、且つ、前記人工衛星の周回周期を地球の自転周期に合わせる
監視制御装置。
【請求項２】
前記監視制御装置は、前記対象時間帯の前に前記人工衛星が減速するように前記推進装置を制御することによって、前記対象時間帯における前記人工衛星の軌道高度を下降させ、
前記軌道高度の下降に伴って地球の自転速度に対する前記人工衛星の周回速度が上がることによって、前記人工衛星が前記対象地域に対して東方へ移動する
請求項１に記載の監視制御装置。
【請求項３】
前記監視制御装置は、前記対象時間帯の前に前記人工衛星が増速するように前記推進装置を制御することによって、前記対象時間帯における前記人工衛星の軌道高度を上昇させ、
前記軌道高度の上昇に伴って地球の自転速度に対する前記人工衛星の周回速度が下がることによって、前記人工衛星が前記対象地域に対して西方へ移動する
請求項１に記載の監視制御装置。
【請求項４】
前記人工衛星の周回軌道が、静止軌道とは異なる離心率を有し、
前記監視制御装置は、前記人工衛星が遠地点区間に滞留する期間に前記推進装置を制御することによって、前記人工衛星が近地点区間に滞留する期間を延ばす
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項５】
前記人工衛星の周回軌道において、近地点が、地球とヴァン・アレン帯の内帯との間に位置する
請求項４に記載の監視制御装置。
【請求項６】
前記人工衛星の周回軌道において、近地点が、ヴァン・アレン帯の内帯とヴァン・アレン帯の外帯との間に位置する
請求項４に記載の監視制御装置。
【請求項７】
前記人工衛星の周回軌道が、前記対象地域の緯度に対応する大きさの軌道傾斜角を有する傾斜軌道であり、
前記監視制御装置は、前記人工衛星が地球を周回する間に前記推進装置を制御することによって、前記対象時間帯に前記人工衛星を前記対象地域の上空に移動させる
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項８】
前記人工衛星が、ポインティング機能を備え、
前記監視制御装置は、前記ポインティング機能を制御することによって、前記監視装置の監視方向を前記対象地域に向ける
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項９】
前記人工衛星の周回軌道が、太陽同期の傾斜楕円軌道であり、
前記監視制御装置は、前記対象地域を１０分以上可視にする可視条件を満たすように、前記ポインティング機能を制御する
請求項８に記載の監視制御装置。
【請求項１０】
前記監視装置は、分解能可変機能を有し、
前記監視制御装置は、前記監視装置を制御することによって、前記監視装置の分解能を調整する
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項１１】
前記監視装置は、オートフォーカス機能を有し、
前記監視制御装置は、前記監視装置を制御することによって、前記対象地域に焦点を合わせる
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項１２】
前記人工衛星の周回軌道が、太陽同期の傾斜楕円軌道であり、
前記監視制御装置は、前記推進装置を制御することによって、前記周回軌道の長軸の回転を抑止する
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の監視制御装置を備える人工衛星。
【請求項１４】
請求項１３に記載の人工衛星を１機以上備える監視システム。
【請求項１５】
人工衛星に搭載される監視制御装置であって、
前記人工衛星が、
地球の対象地域を監視するための監視装置と、
前記人工衛星の速度を変化させるための推進装置とを備え、
前記人工衛星の周回軌道が、静止軌道とは異なる離心率と前記対象地域の緯度に対応する大きさの軌道傾斜角とを有し、
前記監視制御装置が、
前記人工衛星が地球を周回する間に前記推進装置を制御することによって、対象時間帯における前記対象地域に対する前記人工衛星の相対位置を調整する
監視制御装置。
【請求項１６】
前記監視制御装置は、前記対象時間帯の前に前記人工衛星が減速するように前記推進装置を制御することによって、前記対象時間帯における前記人工衛星の軌道高度を下降させ、
前記軌道高度の下降に伴って地球の自転速度に対する前記人工衛星の周回速度が上がることによって、前記人工衛星が前記対象地域に対して東方へ移動する
請求項１５に記載の監視制御装置。
【請求項１７】
前記監視制御装置は、前記対象時間帯の前に前記人工衛星が増速するように前記推進装置を制御することによって、前記対象時間帯における前記人工衛星の軌道高度を上昇させ、
前記軌道高度の上昇に伴って地球の自転速度に対する前記人工衛星の周回速度が下がることによって、前記人工衛星が前記対象地域に対して西方へ移動する
請求項１５に記載の監視制御装置。
【請求項１８】
前記監視制御装置は、前記人工衛星が遠地点区間に滞留する期間に前記推進装置を制御することによって、前記人工衛星が近地点区間に滞留する期間を延ばす
請求項１５から請求項１７のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項１９】
前記人工衛星の周回軌道において、近地点が、地球とヴァン・アレン帯の内帯との間に位置する
請求項１５から請求項１８のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項２０】
前記人工衛星の周回軌道において、近地点が、ヴァン・アレン帯の内帯とヴァン・アレン帯の外帯との間に位置する
請求項１５から請求項１８のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項２１】
前記人工衛星が合成開口レーダを前記監視装置として備える
請求項１５から請求項１８のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項２２】
前記人工衛星が、ポインティング機能を備え、
前記監視制御装置は、前記ポインティング機能を制御することによって、前記監視装置の監視方向を前記対象地域に向ける
請求項１５から請求項２１のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項２３】
前記人工衛星の周回軌道が、太陽同期の傾斜楕円軌道であり、
前記監視制御装置は、前記対象地域を１０分以上可視にする可視条件を満たすように、前記ポインティング機能を制御する
請求項２２に記載の監視制御装置。
【請求項２４】
前記監視装置は、分解能可変機能を有し、
前記監視制御装置は、前記監視装置を制御することによって、前記監視装置の分解能を調整する
請求項１５から請求項２３のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項２５】
前記監視装置は、オートフォーカス機能を有し、
前記監視制御装置は、前記監視装置を制御することによって、前記対象地域に焦点を合わせる
請求項１５から請求項２４のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項２６】
前記人工衛星の周回軌道が、太陽同期の傾斜楕円軌道であり、
前記監視制御装置は、前記推進装置を制御することによって、前記周回軌道の長軸の回転を抑止する
請求項１５から請求項２５のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項２７】
請求項１５から請求項２６のいずれか１項に記載の監視制御装置を備える人工衛星。
【請求項２８】
請求項２７に記載の人工衛星を複数備える監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、宇宙から地球を監視するシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星の軌道は、地球を体積のない質点として計算する場合と比較して、地球の楕円効果（地球扁平効果）、地球の赤道面に対する非対称性、および、高次の成分の影響を受ける。そのため、慣性空間に対して軌道面が回転する等の効果が生じる。【０００３】
静止軌道を周回する人工衛星（静止軌道衛星）は、赤道上空の約３６０００キロメートルを飛行し、地球の自転と同期して約１日で地球を周回する。そのため、静止軌道衛星は、地上の特定地点から見て、あたかも上空に静止しているように見える。つまり、静止軌道衛星に搭載した監視手段により、特定地点の常時監視が可能である。
静止軌道衛星は赤道上空の約３６０００キロメートルを飛行するため、静止軌道衛星による監視は遠距離での監視になる。また、中緯度（例えば、北緯３５度付近）を監視する場合、静止軌道衛星による監視は斜視での監視になる。そのため、静止軌道衛星による監視の高分解能化は難しい。
静止軌道衛星は、従来、化学推進により静止軌道へ投入されていた。そのため、大量の推薬を静止軌道衛星に搭載する必要があり、大口径と長焦点距離とを有する撮影手段を静止軌道衛星に搭載することが困難であった。【０００４】
人工衛星の推進手段として、化学推進または電気推進が利用される。
例えば、超低高度実証機と呼ばれる人工衛星では、電気推進が利用される。超低高度実証機は、大気抵抗を無視することができない軌道高度（約２００キロメートル）を電気推進の増速によって維持し、高分解能な監視という効果を得ている。
超低高度実証機は、静止軌道衛星のように地球の自転との同期性を有さない。そのため、超低空高度実証機による監視では、特定地点を常時監視することができない。【０００５】
特許文献１は、複数の観測衛星群を用いて観測計画の立案後に短時間で観測目標地域を観測するためのシステムを開示している。
特許文献１に開示されたシステムには、複数の観測衛星群が必要である。そのため、システムの構築コストが高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１２６８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、宇宙から地球の対象地域を高分解能で監視できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の監視制御装置は、人工衛星に搭載される。
前記人工衛星は、
地球の対象地域を監視するための監視装置と、
前記人工衛星の速度を変化させるための推進装置とを備える。
前記監視制御装置は、
前記人工衛星が地球を周回する間に前記推進装置を制御することによって、対象時間帯における前記対象地域に対する前記人工衛星の相対位置を調整し、且つ、前記人工衛星の周回周期を地球の自転周期に合わせる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、宇宙から地球の対象地域を高分解能で監視することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１における監視システム１００の構成図。
【図２】実施の形態１における周回軌道１２２を示す図。
【図３】実施の形態２における周回軌道１２２を示す図。
【図４】実施の形態３における周回軌道１２２を示す図。
【図５】実施の形態５における監視システム１００の構成図。
【図６】実施の形態５における地球１２０と周回軌道１２２と太陽１２３との関係図。
【図７】実施の形態５における複数の軌道面の配置例を示す図。
【図８】実施の形態５における複数の軌道面の配置例を示す図。
【図９】実施の形態６における周回軌道１２２の近地点を示す図。
【図１０】実施の形態７における周回軌道１２２の近地点を示す図。
【図１１】実施の形態８における対象地域１２１の監視（サイドルック）を示す図。
【図１２】実施の形態１０における４つの円軌道を示す図。
【図１３】実施の形態１０における軌道（２）を示す図。
【図１４】実施の形態１０における軌道（３）を示す図。
【図１５】実施の形態１０における軌道（４）を示す図。
【図１６】実施の形態１０における軌道（４）を示す図。
【図１７】実施の形態１１における地球１２０と周回軌道１２２と太陽１２３との関係図。
【図１８】実施の形態１１における太陽同期軌道（８周回／日）を示す図。
【図１９】実施の形態１１における太陽同期軌道（７周回／日）を示す図。
【図２０】実施の形態１１における太陽同期軌道（９周回／日）を示す図。
【図２１】実施の形態１１における太陽同期軌道（９周回／日）を示す図。
【図２２】実施の形態１１における太陽同期軌道（１０周回／日）を示す図。
【図２３】実施の形態１１における太陽同期軌道（１０周回／日）を示す図。
【図２４】実施の形態１１における太陽同期軌道（１１周回／日）を示す図。
【図２５】実施の形態１１における太陽同期軌道（１１周回／日）を示す図。
【図２６】実施の形態１３における各種の太陽同期軌道を示す図。
【図２７】実施の形態１３における地図上の太陽同期軌道（４周回／日）を示す図。
【図２８】実施の形態１３における地図上の太陽同期軌道（４周回／日）を示す図。
【図２９】実施の形態１３における地図上の太陽同期軌道（３周回／日）を示す図。
【図３０】実施の形態１３における地図上の太陽同期軌道（３周回／日）を示す図。
【図３１】実施の形態１３における地図上の太陽同期軌道（２周回／日）を示す図。
【図３２】実施の形態１３における地図上の太陽同期軌道（２周回／日）を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態および図面において、同じ要素または対応する要素には同じ符号を付している。説明した要素と同じ符号が付された要素の説明は適宜に省略または簡略化する。
【００１２】
実施の形態１．
宇宙から地球の対象地域を高分解能で監視するためのシステムについて、図１および図２に基づいて説明する。
【００１３】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１に基づいて、監視システム１００の構成を説明する。
監視システム１００は、宇宙から地球の対象地域を高分解能で監視するためのシステムである。
【００１４】
監視システム１００は、人工衛星１０１によって実現される。人工衛星１０１の数は複数であってもよい。
人工衛星１０１は、監視装置１０２、推進装置１０３、通信装置１０４、姿勢制御装置１０５および電源装置１０６などを備える。つまり、監視装置１０２、推進装置１０３、通信装置１０４、姿勢制御装置１０５および電源装置１０６などが人工衛星１０１に搭載される。
監視装置１０２は、地球の対象地域を監視するための装置である。具体的には、監視装置１０２は、可視光学センサまたは赤外光学センサである。但し、監視装置１０２は、合成開口レーダ（ＳＡＲ）またはその他の装置であってもよい。「監視」は「観測」と読み替えてもよい。
推進装置１０３は、人工衛星１０１の速度を変化させるための装置である。具体的には、推進装置１０３は電気推進機である。例えば、推進装置１０３は、イオンエンジンまたはホールスラスタである。
通信装置１０４は、監視データなどを通信するための装置である。監視データは、監視装置１０２が行う監視によって得られるデータである。監視データは、対象地域が映った画像に相当する。
姿勢制御装置１０５は、人工衛星１０１の姿勢と人工衛星１０１の角速度と監視装置１０２の視線方向（Ｌｉｎｅ  Ｏｆ  Ｓｉｇｈｔ）といった姿勢要素を制御するための装置である。姿勢制御装置１０５は、各姿勢要素を所望の方向に変化させる。もしくは、姿勢制御装置１０５は、各姿勢要素を所望の方向に維持する。姿勢制御装置１０５は、姿勢センサとアクチュエータとコントローラとを備える。例えば、姿勢センサは、ジャイロスコープ、地球センサ、太陽センサ、スター・トラッカ、スラスタおよび磁気センサ等である。例えば、アクチュエータは、姿勢制御スラスタ、モーメンタムホイール、リアクションホイールおよびコントロール・モーメント・ジャイロ等である。例えば、コントローラは、姿勢センサの計測データまたは地球からの制御コマンドに基づいて制御プログラムを実行することによって、アクチュエータを制御する。
電源装置１０６は、太陽電池、バッテリおよび電力制御装置などを備え、人工衛星１０１に搭載される各機器に電力を供給する。
【００１５】
人工衛星１０１は、さらに、監視制御装置１１０を備える。つまり、監視制御装置１１０が人工衛星１０１に搭載される。
監視制御装置１１０は、監視装置１０２が対象地域をできるだけ長い時間にわたって高分解能で監視することが可能になるように、推進装置１０３を制御する装置である。例えば、監視制御装置１１０はコンピュータである。
【００１６】
監視制御装置１１０は処理回路１１１を備える。
処理回路１１１は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであってもよい。処理回路１１１は、推進装置１０３を制御する監視制御部として機能する。
処理回路１１１において、一部の機能が専用のハードウェアで実現されて、残りの機能がソフトウェアまたはファームウェアで実現されてもよい。つまり、処理回路１１１は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせで実現することができる。
専用のハードウェアは、例えば、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、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡまたはこれらの組み合わせである。
ＡＳＩＣは、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔの略称である。
ＦＰＧＡは、Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙの略称である。
【００１７】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図２に基づいて、監視制御装置１１０の動作を説明する。
人工衛星１０１は、地球１２０を周回する。人工衛星１０１が地球１２０を周回する軌道を周回軌道１２２と称する。具体的には、周回軌道１２２は静止軌道である。
【００１８】
監視制御装置１１０は、人工衛星１０１が地球１２０を周回する間に推進装置１０３を制御する。
具体的には、監視制御装置１１０が推力の増加または減少を推進装置１０３に指示し、推進装置１０３が指示に従って推力を増加または減少させる。その結果、人工衛星１０１が増速または減速する。
例えば、監視制御装置１１０は、監視制御プログラムを実行することによって、決められた時間帯に決められた制御信号を推進装置１０３に入力する。または、監視制御装置１１０は、地上局からの制御データを通信装置１０４を介して受け取り、地上局からの制御データに従って推進装置１０３に制御信号を入力する。
【００１９】
監視制御装置１１０は、推進装置１０３による推薬の噴射方向、噴射量および噴射時間などを制御する。
監視制御装置１１０の制御によって、人工衛星１０１の各種パラメータが変更される。例えば、軌道高度または推力の増減速などのパラメータが変更される。
【００２０】
これにより、監視制御装置１１０は、以下の調整（１−１）（１−２）を実現する。
（１−１）監視制御装置１１０は、対象時間帯における対象地域１２１に対する人工衛星１０１の相対位置を調整する。例えば、対象時間帯は昼間であり、対象地域１２１は日本である。
（１−２）人工衛星１０１の周回周期を地球１２０の自転周期に合わせる。周回周期は、周回軌道１２２を１周回するために要する時間である。
【００２１】
例えば、可視光学センサによって日本を撮影するのに適した位置を日本時間の昼間に人工衛星１０１が飛行するように、監視制御装置１１０は推進装置１０３を制御する。そして、推進装置１０３が、日本時間の夜間に人工衛星１０１の速度を変化させる。
【００２２】
監視制御装置１１０は、対象地域１２１に対する人工衛星１０１の相対位置を以下のように調整する。
例えば、監視制御装置１１０は、対象時間帯の前に人工衛星１０１が減速するように、推進装置１０３を制御する。これにより、対象時間帯における人工衛星１０１の軌道高度が下降する。人工衛星１０１の軌道高度は、周回軌道１２２の高度を意味する。
軌道高度が下降すると、地球１２０の自転速度に対する人工衛星１０１の周回速度が上がる。その結果、人工衛星１０１が対象地域１２１に対して東方へ移動する。
【００２３】
例えば、監視制御装置１１０は、対象時間帯の前に人工衛星１０１が増速するように、推進装置１０３を制御する。これにより、対象時間帯における人工衛星１０１の軌道高度が上昇する。
軌道高度が上昇すると、地球１２０の自転速度に対する人工衛星１０１の周回速度が下がる。その結果、人工衛星１０１が対象地域１２１に対して西方へ移動する。
【００２４】
つまり、監視制御装置１１０は、推進装置１０３を制御することにより、軌道高度の上昇と下降とを繰り返す。
【００２５】
＊＊＊実施例の説明＊＊＊
イオンエンジンまたはホールスラスタといった電気推進機が人工衛星１０１に搭載されることにより、化学推進機が搭載される場合と比べて推薬量を減らすことができる。つまり、推薬が搭載される領域が縮小される。
そのため、大口径および長焦点距離を有する撮像機を人工衛星１０１に搭載することが可能となる。撮像機は監視装置１０２として使用される。
【００２６】
電気推進機によって人工衛星１０１が減速されると、人工衛星１０１の軌道高度が下降し、対象地域１２１に対する人工衛星１０１の相対速度が上がる。この効果により、周回軌道１２２における人工衛星１０１の飛行位置（位相）が東方に移動する。
電気推進機によって人工衛星１０１が増速されると、人工衛星１０１の軌道高度が上昇し、対象地域１２１に対する人工衛星１０１の相対速度が下がる。この効果により、周回軌道１２２における人工衛星１０１の飛行位置（位相）が西方に移動する。
【００２７】
静止衛星は、引力による落下が永続的に続く自然現象のみに依存する。一方、人工衛星１０１は、電気推進による速度の増減により、人為的な操作が可能である。例えば、軌道面の回転、および、軌道面における衛星飛行位置（位相）などを人為的に操作することが可能である。軌道面は、周回軌道が成す円状（または楕円状）の面である。
電気推進によって人工衛星１０１が増速すれば軌道高度が上昇する。その結果、軌道面の回転は遅くなる。軌道面の回転が遅いままだと、１周回に要する時間が延伸する。
電気推進によって人工衛星１０１が減速すれば軌道高度が降下する。その結果、軌道面の回転が速くなる。軌道面の回転が速いままだと、１周回に要する時間が短縮する。
但し、１周回の間に増速と減速とを実施することにより、１周回に要する時間を維持することが可能である。
つまり、増速後に減速が実施されれば、軌道面の回転が遅れた後に軌道面の回転が早まり、１周回帰時間が維持される。
また、減速後に増速が実施されれば、軌道面の回転が早まった後に軌道面の回転が遅くれ、１周回帰時間が維持される。
【００２８】
１日回帰にこだわらなければ、軌道面の回転を更に増速することが可能となる。
つまり、人工衛星１０１の１周回の周期が地球の自転周期と一致してもよいし、人工衛星１０１の複数周回の周期が地球の自転周期と一致してもよい。
【００２９】
＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
大口径および長焦点距離を有する撮像機を人工衛星１０１に搭載して高分解能な監視を行うことが可能になる。
対象地域１２１に対して人工衛星１０１を東方または西方に移動できる。したがって、日本近傍のように中緯度に位置する対象地域１２１を監視する際に視線方向を変更することができる。
増速と減速とを適切に組み合わせることにより、人工衛星１０１の周回周期を平均的に地球１２０の自転同期に合わせながら、監視システム１００を長期運用することができる。
【００３０】
実施の形態２．
対象地域１２１をできるだけ長時間、監視するための形態について、主に実施の形態１と異なる点を図３に基づいて説明する。
【００３１】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
監視システム１００および人工衛星１０１の構成は、実施の形態１における構成と同じである（図１参照）。
【００３２】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図３に基づいて、人工衛星１０１の周回軌道１２２と監視制御装置１１０の動作とを説明する。
周回軌道１２２は、楕円軌道であり、静止軌道（概略円軌道）と異なる離心率を有する。
【００３３】
周回軌道１２２において、地球１２０に最も近い地点を近地点という。近地点を基点とする区間（近地点および近地点の近傍）を近地点区間と称する。
周回軌道１２２において、地球１２０から最も遠い地点を遠地点という。遠地点を基点とする区間（遠地点および遠地点の近傍）を遠地点区間と称する。
周回軌道１２２において、近地点は、地球とヴァン・アレン帯の内帯との間、または、ヴァン・アレン帯の内帯とヴァン・アレン帯の外帯との間に位置することが好ましい（実施の形態６および実施の形態７を参照）。
【００３４】
図３において、人工衛星１０１は、おおよそ１２時に近地点を通過する。近地点区間は、人工衛星１０１が昼間（９時から１５時）に飛行する区間である。言い換えると、近地点区間は、人工衛星１０１が対象時間帯に飛行する区間である。
また、人工衛星１０１は、おおよそ０時に遠地点を通過する。遠地点区間は、人工衛星１０１が夜間（例えば１８時から６時）に飛行する区間である。言い換えると、遠地点区間は、人工衛星１０１が対象時間帯とは別の時間帯に飛行する区間である。
それぞれの時間は、対象地域１２１における時間である。
【００３５】
監視制御装置１１０は、人工衛星１０１が遠地点区間に滞留する期間（夜間）に推進装置１０３を制御する。
これにより、監視制御装置１１０は、実施の形態１で説明した調整（１−１）（１−２）に加えて、以下の調整（２）を実現する。
（２）監視制御装置１１０は、人工衛星１０１が近地点区間に滞留する期間を延ばす。
【００３６】
＊＊＊実施の形態２の効果＊＊＊
近地点では、人工衛星１０１から対象地域１２１までの距離が短くなる。したがって、近地点では、監視の高分解能化が可能である。
但し、概略楕円軌道では、軌道面の法線が地球１２０の自転と同期せずに回転する。そのため、周回軌道１２２の長径および周回軌道１２２の短径が地球１２０の東西方向に回転する。つまり、近地点の位置は地球１２０の自転と同期しない。その結果、高分解能な監視を行うことが可能な時間帯が限定される。
しかし、監視制御装置１１０が推進装置１０３の電気推進を制御することによって、人工衛星１０１が増速ないし減速する。その結果、同一軌道面における人工衛星１０１の位置を東西に移動させることができる（実施の形態１を参照）。さらに、周回軌道１２２（楕円軌道）の法線の回転速度を変更することができる。つまり、楕円軌道の回転速度を人為的に変更することが可能である。したがって、人工衛星１０１が近地点の付近に滞留する期間を長くできる。その結果、高分解能な監視を行うことが可能な時間が延伸される。
さらに、監視制御装置１１０は、監視に不向きな遠地点滞留期間における減速ないし増速によって、周回軌道１２２の法線の回転に逆補正をかけることができる。これにより、人工衛星１０１の周回と地球１２０の自転との相対関係が元の関係に回復する。その結果、人工衛星１０１の周回周期を地球１２０の自転周期に合わせながら、監視システム１００を長期運用することができる。
【００３７】
実施の形態３．
対象地域１２１をより高い分解能で監視するための形態について、主に実施の形態１と異なる点を図４に基づいて説明する。
【００３８】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
監視システム１００および人工衛星１０１の構成は、実施の形態１における構成と同じである（図１参照）。
【００３９】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図４に基づいて、人工衛星１０１の周回軌道１２２と監視制御装置１１０の動作とを説明する。
周回軌道１２２は、傾斜軌道であり、対象地域１２１の緯度に対応する大きさの軌道傾斜角を有する。
そのため、人工衛星１０１は、赤道上に位置しない対象地域１２１の真上を通過する。
【００４０】
監視制御装置１１０は、実施の形態１と同じく、人工衛星１０１が地球１２０を周回する間に推進装置１０３を制御する。
これにより、監視制御装置１１０は、実施の形態１で説明した調整（１−１）（１−２）を実現する。
調整（１−１）について、監視制御装置１１０は、対象時間帯に人工衛星１０１を対象地域１２１の上空（例えば、真上、天頂もしくは６０度以上の高仰角方向）に移動させる。
【００４１】
＊＊＊実施の形態３の効果＊＊＊
日本のように中緯度に位置する対象地域１２１を監視する場合、静止軌道では対象地域１２１を斜視することになる。
実施の形態３では、軌道傾斜角が対象地域１２１の緯度に対応する大きさを有する。そのため、人工衛星１０１が対象地域１２１から見て天頂付近に滞留する時間帯が存在する。その時間帯には、対象地域１２１を直下視できるため、高分解能な監視が可能である。
【００４２】
但し、傾斜軌道では、軌道面の法線が地球１２０の自転と同期せずに回転する。そのため、人工衛星１０１が中緯度を通過する際の経度が地球１２０の東西方向に回転する。つまり、人工衛星１０１が対象地域１２１の天頂を通過する位置が、地球１２０の自転と同期しない。したがって、高分解能な監視が可能な時間帯が限定される。また、可視光学センサは太陽光の反射を利用して対象地域１２１を監視するため、中緯度通過タイミングにおいて太陽光の入射角が良好である、という条件が必要である。
実施の形態３では、監視制御装置１１０が推進装置１０３の電気推進を制御することによって、人工衛星１０１が増速ないし減速する。これにより、同一軌道面における衛星位置を東西に移動する効果と共に、楕円軌道の法線の回転速度を変更する効果が得られる。つまり、人為的に傾斜軌道の回転速度を変更することが可能である。そのため、人工衛星１０１が対象地域１２１から見て天頂付近に滞留する期間を長くできる。したがって、高分解能な監視が可能な時間を延伸することができる。
【００４３】
また、赤道上空からでは、ビルまたは山などの起伏により遮蔽される箇所を監視することができない。
実施の形態３では、対象地域１２１をほぼ天頂から監視することができるため、赤道上空からの監視では遮蔽される箇所を監視することができる。
【００４４】
実施の形態４．
対象地域１２１をより高い分解能でできるだけ長時間、監視するための形態について、主に実施の形態１から実施の形態３と異なる点を説明する。
【００４５】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
監視システム１００および人工衛星１０１の構成は、実施の形態１における構成と同じである（図１参照）。
【００４６】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
周回軌道１２２は、楕円軌道であり、静止軌道（概略円軌道）と異なる離心率を有する（実施の形態２と同様）。
さらに、周回軌道１２２は、傾斜軌道であり、対象地域１２１の緯度に対応する大きさの軌道傾斜角を有する（実施の形態３と同様）。
【００４７】
監視制御装置１１０は、実施の形態１から実施の形態３と同じく、人工衛星１０１が地球１２０を周回する間に推進装置１０３を制御する。これにより、実施の形態１および実施の形態３で説明した調整（１−１）（１−２）が実現される。
（１−１）監視制御装置１１０は、対象時間帯における対象地域１２１に対する人工衛星１０１の相対位置を調整する。さらに、監視制御装置１１０は、対象時間帯に人工衛星１０１を対象地域１２１の上空（例えば、真上、天頂もしくは６０度以上の高仰角方向）に移動させる。
（１−２）人工衛星１０１の周回周期を地球１２０の自転周期に合わせる。
さらに、監視制御装置１１０は、実施の形態２と同じく、人工衛星１０１が遠地点区間に滞留する期間（夜間）に推進装置１０３を制御する。これにより、実施の形態２で説明した調整（２）が実現される。
（２）監視制御装置１１０は、人工衛星１０１が近地点区間に滞留する期間を延ばす。
【００４８】
＊＊＊実施の形態４の効果＊＊＊
実施の形態４により、対象地域１２１を近距離から監視できるという効果（実施の形態２と同様）と、対象地域１２１を天頂から監視できるという効果（実施の形態３と同様）とが得られる。
【００４９】
但し、人工衛星１０１が対象地域１２１を好条件で監視できるように軌道傾斜角と離心率とを変更するためには、次のような条件を満たす必要がある。つまり、近地点が対象地域１２１の緯度の付近に位置し、軌道面において人工衛星１０１が対象地域１２１の付近に滞留し、太陽光の入射条件が良好な時間帯（昼間）に人工衛星１０１が対象地域１２１の付近を通過する必要がある。
このような条件を満たすために複数の人工衛星によって時分割で対象地域１２１を監視する場合、監視システムの総コストが増加してしまう。
実施の形態４では、監視制御装置１１０が推進装置１０３の電気推進を制御することによって、人工衛星１０１が増速ないし減速する。つまり、軌道面の法線の回転速度が人為的に加減速される。そして、軌道面における人工衛星１０１の飛行位置が人為的に変更される。これにより、良好な監視条件が維持される時間が延伸され、少ない衛星数での常時監視が可能となる。
【００５０】
実施の形態５．
対象地域１２１を良好な監視条件で常時監視するための形態について、主に実施の形態１から実施の形態４と異なる点を図５から図８に基づいて説明する。
【００５１】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図５に基づいて、監視システム１００の構成を説明する。
監視システム１００は、複数の人工衛星（１０１Ａ、１０１Ｂ、・・・）を備える。複数の人工衛星（１０１Ａ、１０１Ｂ、・・・）のいずれかを特定しない場合、それぞれを人工衛星１０１と称する。
それぞれの人工衛星１０１の構成は、実施の形態１における構成と同じである。
【００５２】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
監視制御装置１１０は、人工衛星１０１が地球１２０を周回する間に推進装置１０３を制御する。これにより、対象時間帯における対象地域１２１に対する人工衛星１０１の相対位置が調整される。
例えば、監視制御装置１１０は、対象時間帯の前に人工衛星１０１が減速するように監視装置１０２を制御する。これにより、対象時間帯における人工衛星１０１の軌道高度が下降する。軌道高度の下降に伴って地球１２０の自転速度に対する人工衛星１０１の周回速度が上がる。そして、人工衛星１０１が対象地域１２１に対して東方へ移動する。
例えば、監視制御装置１１０は、対象時間帯の前に人工衛星１０１が増速するように監視装置１０２を制御する。これにより、対象時間帯における人工衛星１０１の軌道高度が上昇する。軌道高度の上昇に伴って地球１２０の自転速度に対する人工衛星１０１の周回速度が下がる。そして、人工衛星１０１が対象地域１２１に対して西方へ移動する。
例えば、監視制御装置１１０は、人工衛星１０１が遠地点区間に滞留する期間に推進装置１０３を制御する。これにより、人工衛星１０１が近地点区間に滞留する期間が延びる。
【００５３】
＊＊＊実施例の説明＊＊＊
図６に基づいて、１年間の公転に伴う太陽１２３と地球１２０と周回軌道１２２との相対関係を説明する。
対象地域１２１（図２参照）が日照状態であり、軌道面における近地点の緯度が対象地域１２１の緯度の近傍であり、且つ、人工衛星１０１が対象地域１２１の上空を通過する、という条件を満たせば、好条件の監視ができる。
軌道面は公転周期と非同期で回転し、近地点も軌道傾斜の向きも変動する。そのため、複数の軌道面に対応する複数の人工衛星１０１を具備することによって、いずれかの人工衛星１０１が好条件な監視をしながら後続の人工衛星１０１に役割を引き継ぐ。その結果、常時、好条件の監視が実現する。
【００５４】
図７に基づいて、監視システム１００における軌道面の配置の具体例を説明する。
図７は、監視システム１００において配置される８つの軌道面を南北方向から示している。例えば、監視システム１００は、８つの人工衛星１０１を備えている。人工衛星１０１の図示は省略している。地球１２０を囲う８つの楕円は、８つの人工衛星１０１に対応する８つの周回軌道１２２（図２または図６参照）に相当する。
【００５５】
監視システム１００において、静止軌道の近傍で高離心率と高軌道傾斜角とを有する軌道面が、東西方向に等間隔で配置されている。
それぞれの人工衛星１０１の監視制御装置１１０には、電気推進の増減速効果に加えて対象地域１２１の付近に少なくともいずれかの人工衛星１０１が通過する効果が得られるように、各種パラメータが設定されている。
【００５６】
図８に基づいて、監視システム１００における軌道面の配置の別の具体例を説明する。
図８は、図７と同じく、監視システム１００において配置される８つの軌道面を南北方向から示している。
【００５７】
監視システム１００において、それぞれの人工衛星１０１は、低軌道を周回する人工衛星である。
監視システム１００において、高離心率と高軌道傾斜角とを有する軌道面が、東西方向に等間隔で配置されている。
それぞれの人工衛星１０１の監視制御装置１１０には、電気推進の増減速効果に加えて対象地域１２１の付近に少なくともいずれかの人工衛星１０１が通過する効果が得られるように、各種パラメータが設定されている。
【００５８】
例えば、それぞれの人工衛星１０１は、軌道高度の平均が５００キロメートル程度である低軌道衛星である。低軌道衛星は、１００分程度で地球１２０を１周し、一日に約１４周、地球１２０を周回する。一日において、低軌道衛星は、対象地域１２１の近傍を約４周飛行し、残りの約１０周では対象地域１２１から離れた場所を飛行する。
低軌道衛星の監視制御装置１１０は、推進装置１０３の電気推進を制御することにより、低軌道衛星を増減速する。これにより、低軌道衛星が対象地域１２１の近傍に滞留する時間が延伸される。また、低軌道衛星が対象地域１２１の近傍以外を短時間で通過する。低軌道衛星がこのように飛行できるように、人工衛星１０１の各種パラメータが人為的に操作される。その結果、より少ない数の低軌道衛星による常時監視が実現される。
【００５９】
＊＊＊実施の形態５の効果＊＊＊
静止軌道では、人工衛星の１周回が地球１２０の自転と同期する。これにより、地上の特定地点から人工衛星があたかも赤道上空に静止しているように見える状態が維持される。
一方、高離心率軌道および高傾斜軌道は高分解能な監視に効果がある。しかし、人工衛星の周回を地球１２０の自転と同期させながら日照条件が良好な時間帯に近地点で天頂から対象地域１２１を監視することは困難である。
実施の形態５では、地球１２０の自転との同期という制約条件を除外し、電気推進による増速と減速とをフレキシブルに適用する。これにより、それぞれの人工衛星１０１において対象地域１２１を好条件で監視できる時間が延伸する。そして、複数の人工衛星１０１を連携させて運用することにより、対象地域１２１を好条件で常時監視することが実現される。
【００６０】
実施の形態１では、増速と減速とが適切に組み合わされることにより、人工衛星１０１が平均的には地球１２０の自転との同期を維持しながら長期運用される。
人工衛星１０１が対象地域１２１の上空に滞留する時間を延伸させた後、人工衛星１０１が対象地域１２１の上空以外を通過する際には滞留時間を縮減するように推進装置１０３を制御すれば、回帰日数を１日に限定せずにシステム構築が可能となる。具体的には、人工衛星１０１が地球１２０の自転に対して１周遅れないし１周先回りして監視装置１０２が対象地域１２１の監視を再開すれば、回帰日数を１日に限定せずにシステム構築が可能となる。例えば、モルニア軌道は、回帰日数が１日に限定されない軌道である。
推進手段が積極的に駆使されずに物理現象による自由落下によって地球１２０を周回する人工衛星は、選択可能な軌道条件によって近地点の位置および軌道面における衛星位置を人為的に操作することができない。そのため、通信サービスのように日照条件の影響を受けないサービスの活用はできるが、監視サービスのように日照条件の影響を受けるサービスの活用が困難である。
【００６１】
実施の形態５では、回帰日数の制約をなくすことにより、各種パラメータを可変にできる。具体的には、軌道面の離心率、軌道傾斜角、軌道高度、電気推進による増速ないし減速などのパラメータを可変にできる。その結果、対象地域１２１を合理的に監視することが可能なパラメータセットの選択肢が大幅に拡大する。
また、電気推進によって人為的に軌道面の回転速度と軌道面における衛星位置とが変更されるので、対象地域１２１を良好な条件で監視することが可能な時間が延伸される。そして、複数の人工衛星１０１が時分割で監視サービスを分担する際に、少ない機数で監視システム１００を構成できる。その結果、システム構築及びシステム運用の総コストを低減される。
【００６２】
実施の形態６．
監視システム１００の誤作動を減らすための形態について、主に実施の形態５と異なる点を図９に基づいて説明する。
【００６３】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
監視システム１００および人工衛星１０１の構成は、実施の形態５における構成と同じである。
【００６４】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
監視システム１００の動作は、実施の形態５における動作と同じである。
【００６５】
＊＊＊特徴の説明＊＊＊
図９に基づいて、監視システム１００の特徴を説明する。
内帯１３１は、ヴァン・アレン帯の内帯である。
外帯１３２は、ヴァン・アレン帯の外帯である。
回転軸１３３は、地球１２０の回転軸である。
磁気軸１３４は、地球１２０の磁気軸である。
【００６６】
人工衛星１０１の周回軌道１２２において、近地点は、地球１２０と内帯１３１との間に位置する。
【００６７】
＊＊＊実施の形態６の効果＊＊＊
ヴァン・アレン帯は、内帯１３１と外帯１３２との二層構造になっており、地球１２０を３６０度、ドーナツ状にとりまいている。ヴァン・アレン帯は、赤道付近において最も厚く、極軸付近では極めて薄い。内帯１３１は、比較的小さい帯であり、赤道上の高度２０００キロメートルから５０００キロメートルに位置する。外帯１３２は、比較的大きな帯であり、赤道上の１００００キロメートルから２００００キロメートルに位置する。
内帯１３１には陽子が多く、外帯１３２には電子が多い。そのため、内帯１３１または外帯１３２で監視運用が行われると、人工衛星１０１の機器が誤動作するというリスクがある。
実施の形態６では、監視運用が行われる近地点が、地球１２０と内帯１３１との間に位置する。したがって、監視システム１００の誤動作というリスクが軽減される。
【００６８】
実施の形態７．
監視システム１００の誤動作を減らすための形態について、主に実施の形態５および実施の形態６と異なる点を図１０に基づいて説明する。
【００６９】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
監視システム１００および人工衛星１０１の構成は、実施の形態５における構成と同じである。
【００７０】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
監視システム１００の動作は、実施の形態５における動作と同じである。
【００７１】
＊＊＊特徴の説明＊＊＊
図１０に基づいて、監視システム１００の特徴を説明する。
人工衛星１０１の周回軌道１２２において、近地点は、内帯１３１と外帯１３２との間に位置する。
【００７２】
＊＊＊実施の形態７の効果＊＊＊
内帯１３１には陽子が多く、外帯１３２には電子が多い。そのため、内帯１３１または外帯１３２で監視運用が行われると、人工衛星１０１の機器が誤動作するというリスクがある。
実施の形態７では、監視運用が行われる近地点が、内帯１３１と外帯１３２との間に位置する。したがって、監視システム１００の誤動作というリスクが軽減される。
【００７３】
実施の形態８．
監視範囲を拡大するための形態について、主に実施の形態５から実施の形態７と異なる点を図１１に基づいて説明する。
【００７４】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
監視システム１００および人工衛星１０１の構成は、実施の形態５における構成と同じである。
但し、それぞれの人工衛星１０１の監視装置１０２は、可視光学センサではなく、合成開口レーダ（ＳＡＲ）である。
【００７５】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
監視システム１００の動作は、実施の形態５における動作と同じである。
但し、それぞれの人工衛星１０１の監視装置１０２（ＳＡＲ）は、サイドルッキングによって対象地域１２１を監視する（図１１を参照）。
【００７６】
＊＊＊実施の形態８の効果＊＊＊
合成開口レーダは、人工衛星の進行方向に対して直交する方向（クロストラック方向）に傾斜したサイドルックを行う。そして、合成開口レーダのサイドルック効果により、高緯度から低緯度まで監視範囲を拡大できるという効果がある。
合成開口レーダは、全天候で監視を行うことが可能であり、日照条件への依存性がない。そのため、日照条件が制約とならず、軌道面の離心率、軌道傾斜角、軌道高度および電気推進による増減速などのパラメータに加えて、合成開口レーダのサイドルック角度を可変にできる。その結果、対象地域１２１を合理的に監視可能なパラメータセットを選択でき、少ない機数の人工衛星１０１によって常時監視が可能な監視システム１００を構築できる。
例えば、軌道傾斜角が２０度程度に設定され、合成開口レーダのオフナディア角が２０度から６０度の間に設定される。この場合、近地点における軌道高度が適切に設定されれば、中緯度に位置する日本周辺を監視することが可能である。
光学センサによって直下視するために軌道傾斜角が３５度程度に設定される場合と比較して軌道傾斜角が浅いため、パラメータセットの選択肢の幅が広がり、好条件での監視を行いやすいという効果が得られる。
【００７７】
人工衛星１０１が昇交点ないし降交点を通過するときに人工衛星１０１の進行方向と直交する方向に推進力が発生するように推進装置１０３を動作することで、軌道傾斜角を効果的に変更することができる。Ｎ周回の間に意図的に軌道面の回転を加速することによって平均的な回帰周期を維持するには、Ｎ周回の前半において、昇交点と降交点とのそれぞれで軌道傾斜角が０度に近づくように面外方向の噴射を行う。その後、Ｎ周回の中盤において、軌道傾斜角が元に戻るように昇交点と降交点とのそれぞれで面外方向の噴射を行う。軌道傾斜角が変化し過ぎた後には、軌道傾斜角が元に戻るように昇交点と降交点とのそれぞれで再び面外方向の噴射を行えばよい。つまり、平均的な回帰周期が一定となるように、推進装置１０３による推薬の噴射量および噴射時間が最適化されればよい。
【００７８】
実施の形態９．
監視制御について、主に実施の形態１から実施の形態８で説明していない点を説明する。
【００７９】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
監視システム１００および人工衛星１０１の構成は、実施の形態１から実施の形態８における構成と同じである。
但し、人工衛星１０１は、監視方向を対象地域に向けるためのポインティング機能を備える。ポインティング機能は、監視方向を変更する機能である。
例えば、人工衛星１０１は、リアクションホイールを備える。リアクションホイールは、人工衛星１０１の姿勢を制御するための装置である。リアクションホイールによって人工衛星１０１の姿勢を制御することによって、ボディポインティングが実現される。
例えば、監視装置１０２は、ポインティング機構を備える。ポインティング機構は、監視する方向を変えるための機構である。例えば、ポインティング機構には、駆動ミラー等が利用される。
また、監視装置１０２は、分解能可変機能およびオートフォーカス機能を有する。分解能可変機能は、分解能を変える機能である。オートフォーカス機能は、焦点を合わせる機能である。
【００８０】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
静止軌道以外の周回軌道では、つまり、人工衛星１０１が１日に２周以上する周回する軌道では、対象地域（例えば日本）と人工衛星１０１との相対距離および相対角度が変化する。
そこで、監視制御装置１１０は、ポインティング機能を制御することによって、監視装置１０２の監視方向を対象地域に向ける。これにより、対象地域を指向することができる。具体的には、人工衛星１０１の周回軌道が太陽同期の傾斜楕円軌道（高離心率を有する傾斜軌道）であり、監視制御装置１１０は、対象地域を１０分以上可視にする可視条件を満たすように、ポインティング機能を制御する。
【００８１】
また、対地距離が変化するのに応じて、光学センサの分解能が変化する。
そこで、監視制御装置１１０は、監視装置１０２を制御することによって、監視装置１０２の分解能を調整する。また、監視制御装置１１０は、監視装置１０２を制御することによって、対象地域に焦点を合わせる。
【００８２】
実施の形態１０．
赤道上空の円軌道を周回する人工衛星１０１について、主に実施の形態１から実施の形態９で説明していない点を図１２から図１６に基づいて説明する。
【００８３】
人工衛星１０１は、赤道上空の円軌道を周回する。
監視制御装置１１０は、推進装置１０３を制御することによって、人工衛星１０１の軌道高度を静止軌道の高度（約３６０００キロメートル）よりも下げる。
これにより、静止軌道を周回する人工衛星が１日に１周回するのに対して、人工衛星１０１は１日に複数周回する。
【００８４】
図１２から図１６に基づいて、人工衛星１０１が赤道上空の円軌道を１日に整数周回する実施例を説明する。
各軌道に付された時刻は、人工衛星１０１が通過するときの日本標準時刻（ＪＳＴ）である。
ＧＳＤは、Ｇｒｏｕｎｄ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ  Ｄｉｓｔａｎｃｅの略称である。
【００８５】
図１２に、軌道（１）から軌道（４）を示す。
軌道（１）は、高度が約３６０００キロメートルの円軌道（静止軌道）である。人工衛星１０１が軌道（１）を周回する場合、人工衛星１０１は軌道（１）を約２４時間で１周する。つまり、人工衛星１０１は、軌道（１）を約１日に１周回する。
軌道（２）は、高度が約２００００キロメートルの円軌道である。人工衛星１０１が軌道（２）を周回する場合、人工衛星１０１は軌道（２）を約１２時間で１周する。つまり、人工衛星１０１は、軌道（２）を約１日に２周回する。
軌道（３）は、高度が約１４０００キロメートルの円軌道である。人工衛星１０１が軌道（３）を周回する場合、人工衛星１０１は軌道（３）を約８時間で１周する。つまり、人工衛星１０１は、軌道（３）を約１日に３周回する。
軌道（４）は、高度が約１００００キロメートルの円軌道である。人工衛星１０１が軌道（４）を周回する場合、人工衛星１０１は軌道（４）を約６時間で１周する。つまり、人工衛星１０１は、軌道（４）を約１日に４周回する。
【００８６】
図１３に、軌道（２）を示す。
軌道（２）の高度は約２００００キロメートルである。
人工衛星１０１は、軌道（２）を約１２時間かけて１周し、軌道（２）を約１日に２周回する。
監視装置１０２は、日中約６時間（目安として概ね９時から１５時）の連続監視を行うことができる。
現状の技術水準から類推して、将来、静止軌道から直下分解能（ＧＳＤ）５メートル程度の望遠鏡が実現できると想定する（図１４から図１６において同じ）。さらに、同一の監視対象を複数回撮像して超解像技術を適用することにより３メートル程度まで分解能を向上できると仮定する（図１４から図１６において同じ）。すると、軌道高度の相違に伴うＧＳＤの向上効果で換算した場合、ＧＳＤは約２．８メートル以上となり、超解像は約１．７メートル以上となる。
【００８７】
図１４に、軌道（３）を示す。
軌道（３）の高度は約１４０００キロメートルである。
人工衛星１０１は、軌道（３）を８時間かけて１周し、軌道（３）を１日に３周回する。
監視装置１０２は、日中約４時間（目安として概ね１０時から１４時）の連続監視を行うことができる。
軌道高度の相違に伴うＧＳＤの向上効果で換算した場合、ＧＳＤは約１．９メートル以上となり、超解像は約１．２メートル以上となる。
【００８８】
図１５と図１６とのそれぞれに、軌道（４）を示す。
軌道（４）の高度は約１００００キロメートルである。
人工衛星１０１は、軌道（４）を約６時間かけて１周し、軌道（４）を約１日に４周回する。
図１５において、監視装置１０２は、日中約３時間（目安として概ね１０時半から１３時半）の連続監視を行うことができる。
軌道高度の相違に伴うＧＳＤの向上効果で換算した場合、ＧＳＤは約１．５メートル以上となり、超解像は約０．９メートル以上となる。
図１６において、監視装置１０２は、日中約２時間の連続監視を２回（目安として概ね７時半から９時半および１４時半から１６時半）行うことができる。
軌道高度の相違に伴うＧＳＤの向上効果で換算した場合、ＧＳＤは約１．５メートル以上となり、超解像は約０．９メートル以上となる。
【００８９】
人工衛星１０１が１日に整数周回することにより、人工衛星１０１が対象地域１２１の上空を毎日同じ時刻に通過することができる。例えば、人工衛星１０１は、毎日約正午１２時に日本上空を通過できる。
【００９０】
実施の形態１１．
太陽同期の傾斜円軌道を周回する人工衛星１０１について、主に実施の形態１から実施の形態１０で説明していない点を図１７から図２５に基づいて説明する。
【００９１】
人工衛星１０１は、地球の楕円効果を利用して太陽同期軌道を周回する。この太陽同期軌道は、傾斜軌道あり、且つ、円軌道である。
太陽同期するには１年間に軌道面が１回転する必要があり、地球の楕円効果を利用するのが現実的である。推進系を利用する場合、巨大な推力が必要となるため、推薬の量が増大する。
地球の楕円効果を利用する場合、軌道の高度は５７００キロメートル以下でなければならない。
【００９２】
人工衛星１０１は、太陽同期軌道を１日に整数周回する。これにより、約正午１２時に軌道面の最北端が太陽直下となる条件を維持することができる。
但し、太陽と軌道面の相対関係を維持しても、対象地域（例えば日本）と衛星飛翔位置（軌道面内の位相）の相対関係は変動する。
【００９３】
電気推進を併用することにより、日中に北半球の対象地域を監視することに適するように、軌道面と、対象地域と衛星飛翔位置の相対関係とを調整することが可能となる。
監視制御装置１１０は、推進装置１０３を制御することによって、対象時間帯に対象地域の上空を人工衛星１０１に飛行させる。
【００９４】
図１７に、太陽１２３と地球１２０と周回軌道１２２との相対関係の例を示す。
周回軌道１２２は、太陽同期軌道を周回する。この太陽同期軌道は、傾斜軌道あり、且つ、円軌道である。
相対関係（Ａ）では、約正午１２時に軌道面の最北端が太陽直下となる関係が維持されている。
相対関係（Ｂ）では、約正午１２時に軌道面の最北端が太陽直下となる関係が維持されていない。
【００９５】
図１８から図２５に基づいて、人工衛星１０１が太陽同期軌道を１日に整数周回する実施例を説明する。
各太陽同期軌道は、傾斜軌道であり、且つ、円軌道である。
各太陽同期軌道に付された時刻は、人工衛星１０１が通過するときの日本標準時刻（ＪＳＴ）である。
【００９６】
図１８に、公転周期が１日８周回である太陽同期軌道を示す。
人工衛星１０１は、太陽同期軌道を約３時間で１周する。高度は約４１６３キロメートルであり、軌道傾斜角は１２５度である。
人工衛星１０１は、約正午１２時に日本上空を飛行する。高度が５０００キロメートル以下であるため、人工衛星１０１はヴァン・アレン帯の影響を受ける可能性がある。
監視装置１０２は、日中に３回、連続監視を行うことができる。
具体的には、監視装置１０２は、目安として概ね、８時１５分から９時までの４５分間と、１１時１５分から１２時４５分までの９０分間と、１５時から１５時４５分までの４５分間との合計３時間の監視を行うことができる。
観測範囲は北緯５５度から南緯５５度の範囲である。
現状の技術水準から類推して、将来、静止軌道から直下分解能（ＧＳＤ）５メートル程度の望遠鏡が実現できると想定する（図１９から図２５において同じ）。さらに、同一の監視対象を複数回撮像して超解像技術を適用することにより３メートル程度まで分解能を向上できると仮定する（図１９から図２５において同じ）。すると、軌道高度の相違に伴うＧＳＤの向上効果で換算した場合、ＧＳＤは０．６メートル程度であり、超解像は０．３５メートル程度である。
【００９７】
図１９に、公転周期が１日７周回である太陽同期軌道を示す。
人工衛星１０１は、太陽同期軌道を約３．４時間で１周する。高度は約５１４４キロメートルであり、軌道傾斜角は１４１．６度である。
人工衛星１０１は、約正午１２時に日本上空を飛行する。高度が５０００キロメートルを超えているため、ヴァン・アレン帯において人工衛星１０１は内帯と外帯との間を通過する。
監視装置１０２は、日中に３回、連続監視を行うことができる。
具体的には、監視装置１０２は、目安として概ね、７時４５分から８時３０分までの４５分間と、１１時１５分から１２時４５分までの９０分間と、１５時３０分から１６時１５分までの４５分間との合計３時間の監視を行うことができる。
観測範囲は北緯３８度から南緯３８度の範囲である。
軌道高度の相違に伴うＧＳＤの向上効果で換算した場合、ＧＳＤは０．７メートル程度であり、超解像は０．４メートル程度である。
【００９８】
図２０および図２１に、公転周期が１日９周回である太陽同期軌道を示す。
人工衛星１０１は、太陽同期軌道を約２．７時間で１周する。高度は約３３６７キロメートルであり、軌道傾斜角は１１６度である。
監視装置１０２は、日中に５回、連続監視を行うことができる。
具体的には、監視装置１０２は、目安として、時間（１）から時間（５）の合計２時間３０分の監視を行うことができる。時間（１）から時間（５）は、目安となる概ねの時間である。時間（１）は６時１０分から６時３０分までの２０分間である。時間（２）は８時４０分から９時２０分までの３５分間である。時間（３）は１１時４０分から１２時２０分までの４０分間である。時間（４）は１４時４０分から１５時２０分までの３５分間である。時間（５）は１７時３０分から１７時５０分までの２０分間である。
観測範囲は約北緯６４度から約南緯６４度の範囲である。
【００９９】
図２２および図２３に、公転周期が１日１０周回である太陽同期軌道を示す。
人工衛星１０１は、太陽同期軌道を約２．４時間で１周する。高度は２７０６キロメートルであり、軌道傾斜角は１１０度である。
監視装置１０２は、日中に５回、連続監視を行うことができる。
具体的には、監視装置１０２は、目安として、時間（１）から時間（５）の合計約２時間３０分の監視を行うことができる。時間（１）から時間（５）は、目安となる概ねの時間である。時間（１）は６時４０分から７時までの２０分間である。時間（２）は９時から９時３６分までの約３５分間である。時間（３）は１１時４０分から１２時２０分までの４０分間である。時間（４）は１４時２４分から１５時までの約３５分間である。時間（５）は１７時から１７時２０分までの２０分間である。
観測範囲は約北緯７０度から約南緯７０度の範囲である。
【０１００】
図２４および図２５に、公転周期が１日１１周回である太陽同期軌道を示す。
人工衛星１０１は、太陽同期軌道を約２．２時間で１周する。高度は約２１４６キロメートルであり、軌道傾斜角は１０６度である。
監視装置１０２は、日中に５回、連続監視を行うことができる。
具体的には、監視装置１０２は、目安として、時間（１）から時間（５）の合計約２時間２０分の監視を行うことができる。時間（１）から時間（５）は、目安となる概ねの時間である。時間（１）は７時１０分から７時３０分までの２０分間である。時間（２）は９時１６分から９時４９分までの約３０分間である。時間（３）は１１時４０分から１２時２０分までの４０分間である。時間（４）は１４時１０分から１４時４３分までの約３０分間である。時間（５）は１６時１０分から１６時３０分までの２０分間である。
観測範囲は約北緯７４度から約南緯７４度の範囲である。
【０１０１】
実施の形態１２．
太陽同期の傾斜楕円軌道を周回する人工衛星１０１について、主に実施の形態１から実施の形態１１で説明していない点を説明する。
【０１０２】
人工衛星１０１は、太陽同期軌道を周回する。この太陽同期軌道は、傾斜軌道であり、且つ、高離心率を有する楕円軌道である。
近地点と遠地点とを形成する楕円長径の軸が軌道面内で回転するため、ある瞬間に日本上空が近地点であったとしても、近地点の方向が変化してしまう。
この楕円長径の軸の回転を止める軌道は「凍結軌道」と呼ばれる。凍結軌道は、地球の赤道面に対する非対称性を利用する。
そこで、人工衛星１０１は、地球の赤道面に対する非対称性を利用して太陽同期軌道を周回する。
【０１０３】
地球の楕円効果と地球の赤道面に対する非対称性とを最適化することにより、太陽と軌道面の相対関係を維持することを実現すると共に、日中における北半球の近地点（ないし遠地点）を維持することを実現することができる。
但し、対象地域（例えば日本）と衛星飛翔位置（軌道面内の位相）の相対関係は変動する。
【０１０４】
電気推進を併用することにより、日中に北半球の対象地域を監視することに適するように、軌道面と、対象地域と衛星飛翔位置の相対関係を調整することが可能となる。
監視制御装置１１０は、推進装置１０３を制御することによって、対象時間帯に対象地域の上空を人工衛星１０１に飛行させる。
【０１０５】
地球の楕円効果と比較して地球の赤道面に対する非対称性は２桁ほど寄与が小さい。そのため、物理現象に基づいて軌道パラメータを設定する方法以外に、電気推進等によって凍結軌道を実現することが可能性である。
監視制御装置１１０は、推進装置１０３を制御することによって、人工衛星１０１に凍結軌道を周回させる。つまり、監視制御装置１１０は、推進装置１０３を制御することによって、人工衛星１０１の周回軌道における長軸の回転を抑止する。例えば、人工衛星１０１の周回軌道は、次のような属性を有する。周回軌道は、近地点が約１２時の軌道（傾斜軌道の最北点が約１２時の軌道）である。軌道高度が約５１００キロメートルである。軌道長半径が約１１４７８キロメートルである。離心率が約０．４１８である。軌道傾斜角が約１２１．８８度である。遠地点高度が約９８９９キロメートルである。近地点高度が約３０２キロメートルである。
【０１０６】
人工衛星１０１が周回する太陽同期軌道は、以下のような特徴を有する。
太陽同期軌道は、高離心率を有する傾斜軌道であり、且つ、凍結軌道である。
軌道高度は、５１００キロメートルである。
軌道長半径は、１１４７８キロメートルである。
離心率は、０．４１８である。
軌道傾斜角は、１２１．８８度である。
遠地点高度は、９８９８キロメートルである。
近地点高度は、３０２キロメートルである。
【０１０７】
対象地域と衛星飛翔位置の相対関係は、パラメータ（軌道長半径、軌道傾斜角）のチューニング、または、電気推進による衛星位相調整によって最適化される。
【０１０８】
実施の形態１３．
各種の太陽同期軌道について、主に実施の形態１から実施の形態１３で説明していない点を図２６から図３２に基づいて説明する。
【０１０９】
図２６に、準天頂衛星等の従来の軌道を示す。
軌道（Ａ）は、静止軌道である。人工衛星は地球上空の１点に静止しているように見える。人工衛星は軌道（Ａ）を１日に約１周する。つまり、人工衛星は軌道（Ａ）を約２４時間で１周する。１機の人工衛星によって対象地域を約２４時間継続して監視することが可能である。
現状の技術水準から類推して、将来、静止軌道から直下分解能（ＧＳＤ）５メートル程度の望遠鏡が実現できると想定する（図２６から図３２において同じ）。さらに、同一の監視対象を複数回撮像して超解像技術を適用することにより３メートル程度まで分解能を向上できると仮定する（図２６から図３２において同じ）。すると、軌道高度の相違に伴うＧＳＤの向上効果で換算した場合、ＧＳＤは静止軌道では５メートル程度であると想定される。
【０１１０】
軌道（Ｂ）は、離心率がゼロである傾斜軌道である。人工衛星は地球の上空を８の字状に移動しているように見える。人工衛星は軌道（Ｂ）を１日に約１周する。つまり、人工衛星は軌道（Ｂ）を約２４時間で１周する。１機の人工衛星によって対象地域を約１２時間継続して監視することが可能である。
軌道（Ｃ）は、高離心率を有する傾斜軌道である。人工衛星は地球の上空を８の字状に移動しているように見える。人工衛星は軌道（Ｃ）を１日に約１周する。つまり、人工衛星は軌道（Ｃ）を約２４時間で１周する。１機の人工衛星によって対象地域を約８時間継続して監視することが可能である。軌道高度の相違に伴うＧＳＤの向上効果で換算した場合、ＧＳＤは約１０メートル以下である。
【０１１１】
図２７から図３２に、準天頂衛星等の従来の軌道とは異なる軌道を示す。
図２７に、地図に描いた太陽同期軌道の例を示す。
近地点高度は約２０００キロメートルであり、遠地点高度は約１９０００キロメートルである。
人工衛星は、この軌道を１日に約４周する。つまり、人工衛星は、この軌道を約６時間で１周する。
軌道高度の相違に伴うＧＳＤの向上効果で換算した場合、ＧＳＤは０．３メートル程度であり、超解像は約０．２メートル以上である。
【０１１２】
図２８に、地図に描いた太陽同期軌道の例を示す。
近地点高度は約２０００キロメートルであり、遠地点高度は約１９０００キロメートルである。
人工衛星は、この軌道を１日に約４周する。つまり、人工衛星は、この軌道を約６時間で１周する。
静止軌道からの高度差で換算した場合、ＧＳＤは２．６メートル程度である。
【０１１３】
図２９に、地図に描いた太陽同期軌道の例を示す。
近地点高度は約４０００キロメートルであり、遠地点高度は約２５０００キロメートルである。
人工衛星は、この軌道を１日に約３周する。つまり、人工衛星は、この軌道を約８時間で１周する。
静止軌道からの高度差で換算した場合、ＧＳＤは０．６メートル程度であり、超解像は０．４メートル以上である。
【０１１４】
図３０に、地図に描いた太陽同期軌道の例を示す。
近地点高度は約４０００キロメートルであり、遠地点高度は約２５０００キロメートルである。
人工衛星は、この軌道を１日に３周する。つまり、人工衛星は、この軌道を８時間で１周する。
静止軌道からの高度差で換算した場合、ＧＳＤは３．４メートル程度である。
【０１１５】
図３１に、地図に描いた太陽同期軌道の例を示す。
近地点高度は約７０００キロメートルであり、遠地点高度は約３４０００キロメートルである。
人工衛星は、この軌道を１日に約２周する。つまり、人工衛星は、この軌道を約１２時間で１周する。
静止軌道からの高度差で換算した場合、ＧＳＤは１メートル程度であり、超解像は約０．６メートル以上である。
【０１１６】
図３２に、地図に描いた太陽同期軌道の例を示す。
近地点高度は約７０００キロメートルであり、遠地点高度は約３４０００キロメートルである。
人工衛星は、この軌道を１日に約２周する。つまり、人工衛星は、この軌道を約１２時間で１周する。
静止軌道からの高度差で換算した場合、ＧＳＤは５メートル程度である。
【０１１７】
人工衛星の周回軌道は、太陽同期軌道でなくてもよい。つまり、人工衛星の周回軌道は、太陽同期せず高離心率を有する傾斜軌道であってもよい。
但し、人工衛星が日中に対象地域の上空を飛行するためには、地球の楕円効果に匹敵する大推力が必要となる。つまり、大量の推薬が必要となる。
【０１１８】
＊＊＊実施の形態の補足＊＊＊
実施の形態は、好ましい形態の例示であり、本発明の技術的範囲を制限することを意図するものではない。実施の形態は、部分的に実施してもよいし、他の形態と組み合わせて実施してもよい。
【符号の説明】
【０１１９】
１００  監視システム、１０１  人工衛星、１０２  監視装置、１０３  推進装置、１０４  通信装置、１０５  姿勢制御装置、１０６  電源装置、１１０  監視制御装置、１１１  処理回路、１２０  地球、１２１  対象地域、１２２  周回軌道、１２３  太陽、１３１  内帯、１３２  外帯、１３３  回転軸、１３４  磁気軸。
【図１】
2020158000.tif 000003
【図２】
2020158000.tif 000004
【図３】
2020158000.tif 000005
【図４】
2020158000.tif 000006
【図５】
2020158000.tif 000007
【図６】
2020158000.tif 000008
【図７】
2020158000.tif 000009
【図８】
2020158000.tif 000010
【図９】
2020158000.tif 000011
【図１０】
2020158000.tif 000012
【図１１】
2020158000.tif 000013
【図１２】
2020158000.tif 000014
【図１３】
2020158000.tif 000015
【図１４】
2020158000.tif 000016
【図１５】
2020158000.tif 000017
【図１６】
2020158000.tif 000018
【図１７】
2020158000.tif 000019
【図１８】
2020158000.tif 000020
【図１９】
2020158000.tif 000021
【図２０】
2020158000.tif 000022
【図２１】
2020158000.tif 000023
【図２２】
2020158000.tif 000024
【図２３】
2020158000.tif 000025
【図２４】
2020158000.tif 000026
【図２５】
2020158000.tif 000027
【図２６】
2020158000.tif 000028
【図２７】
2020158000.tif 000029
【図２８】
2020158000.tif 000030
【図２９】
2020158000.tif 000031
【図３０】
2020158000.tif 000032
【図３１】
2020158000.tif 000033
【図３２】
2020158000.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】令和3年1月26日(2021.1.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工衛星に搭載される監視制御装置であって、
前記人工衛星が、
地球の対象地域を監視するための監視装置と、
前記人工衛星の速度を変化させるための推進装置とを備え、
前記監視制御装置が、
前記人工衛星が地球を周回する間に前記推進装置を制御することによって、自然現象のみに依存するのではなく人為的に軌道面を操作し、且つ、対象時間帯における前記対象地域に対する前記人工衛星の相対位置を調整し、且つ、前記人工衛星の周回周期を地球の自転周期に合わせる
監視制御装置。
【請求項２】
人工衛星に搭載される監視制御装置であって、
前記人工衛星が、
地球の対象地域を監視するための監視装置と、
前記人工衛星の速度を変化させるための推進装置とを備え、
前記監視制御装置が、
前記人工衛星が地球を周回する間に前記推進装置を制御することによって、前記人工衛星の周回周期を地球の自転周期に合わせ、且つ、対象時間帯の前に前記人工衛星が減速するように前記推進装置を制御することによって、前記対象時間帯における前記人工衛星の軌道高度を下降させ、
前記人工衛星が、
前記軌道高度の下降に伴って地球の自転速度に対する前記人工衛星の周回速度が上がることによって、前記対象地域に対して東方へ移動する
監視制御装置。
【請求項３】
人工衛星に搭載される監視制御装置であって、
前記人工衛星が、
地球の対象地域を監視するための監視装置と、
前記人工衛星の速度を変化させるための推進装置とを備え、
前記監視制御装置が、
前記人工衛星が地球を周回する間に前記推進装置を制御することによって、前記人工衛星の周回周期を地球の自転周期に合わせ、且つ、対象時間帯の前に前記人工衛星が増速するように前記推進装置を制御することによって、前記対象時間帯における前記人工衛星の軌道高度を上昇させ、
前記人工衛星が、
前記軌道高度の上昇に伴って地球の自転速度に対する前記人工衛星の周回速度が下がることによって、前記対象地域に対して西方へ移動する
監視制御装置。
【請求項４】
人工衛星に搭載される監視制御装置であって、
前記人工衛星が、
地球の対象地域を監視するための監視装置と、
前記人工衛星の速度を変化させるための推進装置とを備え、
前記人工衛星の周回軌道が、静止軌道とは異なる離心率を有し、
前記監視制御装置が、
前記人工衛星が地球を周回する間に前記推進装置を制御することによって、対象時間帯における前記対象地域に対する前記人工衛星の相対位置を調整し、且つ、前記人工衛星が地球を周回する間に前記推進装置を制御することによって、前記人工衛星の周回周期を地球の自転周期に合わせ、且つ、前記人工衛星が遠地点区間に滞留する期間に前記推進装置を制御することによって、前記人工衛星が近地点区間に滞留する期間を延ばす
監視制御装置。
【請求項５】
前記人工衛星の周回軌道において、近地点が、地球とヴァン・アレン帯の内帯との間に位置する
請求項４に記載の監視制御装置。
【請求項６】
前記人工衛星の周回軌道において、近地点が、ヴァン・アレン帯の内帯とヴァン・アレン帯の外帯との間に位置する
請求項４に記載の監視制御装置。
【請求項７】
前記人工衛星の周回軌道が、前記対象地域の緯度に対応する大きさの軌道傾斜角を有する傾斜軌道であり、
前記監視制御装置は、前記人工衛星が地球を周回する間に前記推進装置を制御することによって、前記対象時間帯に前記人工衛星を前記対象地域の上空に移動させる
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項８】
前記人工衛星が、ポインティング機能を備え、
前記監視制御装置は、前記ポインティング機能を制御することによって、前記監視装置の監視方向を前記対象地域に向ける
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項９】
前記人工衛星の周回軌道が、太陽同期の傾斜楕円軌道であり、
前記監視制御装置は、前記対象地域を１０分以上可視にする可視条件を満たすように、前記ポインティング機能を制御する
請求項８に記載の監視制御装置。
【請求項１０】
前記監視装置は、分解能可変機能を有し、
前記監視制御装置は、前記監視装置を制御することによって、前記監視装置の分解能を調整する
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項１１】
前記監視装置は、オートフォーカス機能を有し、
前記監視制御装置は、前記監視装置を制御することによって、前記対象地域に焦点を合わせる
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項１２】
前記人工衛星の周回軌道が、太陽同期の傾斜楕円軌道であり、
前記監視制御装置は、前記推進装置を制御することによって、前記周回軌道の長軸の回転を抑止する
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の監視制御装置を備える人工衛星。
【請求項１４】
請求項１３に記載の人工衛星を１機以上備える監視システム。
【請求項１５】
人工衛星に搭載される監視制御装置であって、
前記人工衛星が、
地球の対象地域を監視するための監視装置と、
前記人工衛星の速度を変化させるための推進装置とを備え、
前記人工衛星の周回軌道が、静止軌道とは異なる離心率と前記対象地域の緯度に対応する大きさの軌道傾斜角とを有し、
前記監視制御装置が、
前記人工衛星が地球を周回する間に前記推進装置を制御することによって、自然現象のみに依存するのではなく人為的に軌道面を操作し、且つ、対象時間帯における前記対象地域に対する前記人工衛星の相対位置を調整する
監視制御装置。
【請求項１６】
人工衛星に搭載される監視制御装置であって、
前記人工衛星が、
地球の対象地域を監視するための監視装置と、
前記人工衛星の速度を変化させるための推進装置とを備え、
前記人工衛星の周回軌道が、静止軌道とは異なる離心率と前記対象地域の緯度に対応する大きさの軌道傾斜角とを有し、
前記監視制御装置が、
対象時間帯の前に前記人工衛星が減速するように前記推進装置を制御することによって、前記対象時間帯における前記人工衛星の軌道高度を下降させ、
前記人工衛星が、
前記軌道高度の下降に伴って地球の自転速度に対する前記人工衛星の周回速度が上がることによって、前記対象地域に対して東方へ移動する
監視制御装置。
【請求項１７】
人工衛星に搭載される監視制御装置であって、
前記人工衛星が、
地球の対象地域を監視するための監視装置と、
前記人工衛星の速度を変化させるための推進装置とを備え、
前記人工衛星の周回軌道が、静止軌道とは異なる離心率と前記対象地域の緯度に対応する大きさの軌道傾斜角とを有し、
前記監視制御装置が、
対象時間帯の前に前記人工衛星が増速するように前記推進装置を制御することによって、前記対象時間帯における前記人工衛星の軌道高度を上昇させ、
前記人工衛星が、
前記軌道高度の上昇に伴って地球の自転速度に対する前記人工衛星の周回速度が下がることによって、前記対象地域に対して西方へ移動する
監視制御装置。
【請求項１８】
人工衛星に搭載される監視制御装置であって、
前記人工衛星が、
地球の対象地域を監視するための監視装置と、
前記人工衛星の速度を変化させるための推進装置とを備え、
前記人工衛星の周回軌道が、静止軌道とは異なる離心率と前記対象地域の緯度に対応する大きさの軌道傾斜角とを有し、
前記監視制御装置が、
前記人工衛星が地球を周回する間に前記推進装置を制御することによって、対象時間帯における前記対象地域に対する前記人工衛星の相対位置を調整し、且つ、前記人工衛星が遠地点区間に滞留する期間に前記推進装置を制御することによって、前記人工衛星が近地点区間に滞留する期間を延ばす
監視制御装置。
【請求項１９】
前記人工衛星の周回軌道において、近地点が、地球とヴァン・アレン帯の内帯との間に位置する
請求項１５から請求項１８のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項２０】
前記人工衛星の周回軌道において、近地点が、ヴァン・アレン帯の内帯とヴァン・アレン帯の外帯との間に位置する
請求項１５から請求項１８のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項２１】
前記人工衛星が合成開口レーダを前記監視装置として備え、
前記合成開口レーダが、サイドルックを行うことによって、監視範囲を拡大させる
請求項１５から請求項１８のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項２２】
前記人工衛星が、ポインティング機能を備え、
前記監視制御装置は、前記ポインティング機能を制御することによって、前記監視装置の監視方向を前記対象地域に向ける
請求項１５から請求項２１のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項２３】
前記人工衛星の周回軌道が、太陽同期の傾斜楕円軌道であり、
前記監視制御装置は、前記対象地域を１０分以上可視にする可視条件を満たすように、前記ポインティング機能を制御する
請求項２２に記載の監視制御装置。
【請求項２４】
前記監視装置は、分解能可変機能を有し、
前記監視制御装置は、前記監視装置を制御することによって、前記監視装置の分解能を調整する
請求項１５から請求項２３のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項２５】
前記監視装置は、オートフォーカス機能を有し、
前記監視制御装置は、前記監視装置を制御することによって、前記対象地域に焦点を合わせる
請求項１５から請求項２４のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項２６】
前記人工衛星の周回軌道が、太陽同期の傾斜楕円軌道であり、
前記監視制御装置は、前記推進装置を制御することによって、前記周回軌道の長軸の回転を抑止する
請求項１５から請求項２５のいずれか１項に記載の監視制御装置。
【請求項２７】
請求項１５から請求項２６のいずれか１項に記載の監視制御装置を備える人工衛星。
【請求項２８】
請求項２７に記載の人工衛星を複数備える監視システム。
【請求項２９】
人工衛星に搭載される監視制御装置であって、
前記人工衛星が、
地球の対象地域を監視するための監視装置と、
前記人工衛星の速度を変化させるための推進装置とを備え、
前記監視制御装置が、
前記人工衛星が地球を周回する間に前記推進装置を制御することによって、自然現象のみに依存するのではなく人為的に軌道面を操作して対象時間帯における前記対象地域に対する前記人工衛星の相対位置を調整し、調整後位置で監視装置を動作し、再び前記推進装置を制御することによって、自然現象のみに依存するのではなく人為的に軌道面を操作して前記人工衛星の周回周期を地球の自転周期に合わせる動作を繰り返す
ことを特徴とする監視制御装置。
【国際調査報告】
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