αxSC
SAR衛星コンステレーションの運用概念
2022-09-02
株式会社QPS研究所 上津原正彦

OBSERVE THE EARTH
Institutefor
forQ-shu
Q-shuPioneers
PioneersofofSpaceSpaceInc.
Inc.
©©Institute–Anytime, Anywhere.
Conﬁdential1© Institute for Q-shu Pioneers of Space Inc.

Conﬁdential2

QPS研究所について
QPS研究所は1995年から始まった
九州大学における20年以上の小型衛星研究・開発をベースとしています
QPS研究所は九州大学名誉教授と三菱重工のロケット開発者により2005年に創業

八坂哲雄
九州大学名誉教授

桜井晃
九州大学名誉教授© Institute for Q-shu Pioneers of Space Inc.

舩越国弘
三菱重工業㈱長崎造船所（宇宙・防衛機器開発）

Conﬁdential3

QPS研究所の技術・製品：パイオニアとして画期的な開発© Institute for Q-shu Pioneers of Space Inc.

Conﬁdential

4小型人工衛星で実現したい世界© Institute for Q-shu Pioneers of Space Inc.

Conﬁdential5© Institute for Q-shu Pioneers of Space Inc.

Conﬁdential

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QPS研究所が開発した小型SAR衛星（QPS-SAR）
軽量（10kg級）かつ打上時に収納可能な、大型のパラボラアンテナ（直径3.6m）の開発に成功
当アンテナを搭載した2機の技術実証機（QPS-SAR1号機、2号機）を開発・打上げ、現在運用中
左の写真：
開発したパラボラアンテナとそのアンテナを搭載した
QPS-SAR1号機フライトモデル※2019年12月にインドのPSLVロケットで高度約560kmの円軌道（傾斜角37度）へ打上

右の写真：
QPS-SAR2号機フライトモデルがロケットに搭載されている様子と、打上後に軌道上で展開した実際のアンテナの自撮り画像※2021年1月にアメリカのFalcon9ロケットで高度約520kmの太陽同期軌道（傾斜角97度）へ打上© Institute for Q-shu Pioneers of Space Inc.

Conﬁdential

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QPS-SAR2号機で撮影した東京都
撮影日時2021年3月23日午後9時6分（日本時間）、スポットライトモードで撮影（分解能70cm）© Institute for Q-shu Pioneers of Space Inc.

Conﬁdential

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QPS-SAR2号機で撮影した東京都
撮影日時2021年3月23日午後9時6分（日本時間）、スポットライトモードで撮影（分解能70cm）

東京ドーム付近。SARによってドームの屋根が透けて見えるため、電光掲示板まで確認できる。

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Conﬁdential

92025年以降を目標に36機のQPS-SARを軌道上に配置（コンステレーション）して平均10分間隔で地上の任意の場所を観測可能にすることで「準リアルタイムデータ提供サービス」を行う© Institute for Q-shu Pioneers of Space Inc.

Conﬁdential

1010分間隔かつ高分解能での観測を実現する事により、これまで見えなかった動きや変化を把握することができる。

定点観測
人・車・船・牛等の ”移動体”の動きを把握する<センサーの代替 >微小変化抽出
時間差で同じ場所より観測することで（干渉）、観測対象で起きて いる『誤差』『変化』を認識する
カメラの表面的な画像以上の情報を得られる© Institute for Q-shu Pioneers of Space Inc.

• 人の数や動きを分析（ヒート マップ
等）にして、土地や建物 の『真の価値』を算出• 特定の車や船の行動を分析• ダム等の建設の進捗状況を確認。
• 競合店舗に停まっている車の数をカウント（売れ行きを把握）。
• 店舗のカメラと連携して、街全体のセキュリティーシステムを構築• 線路のズレより、故障を早期発見• ビル、住宅の傾きやズレ、反射の変化より経年劣化を検知する• 工事現場での地盤の陥没、傾斜、材料の量、使用量を検知、測定• 地盤のズレにより地震を予知• 農業での適正収穫時期を判断する• 自動運転の実現に必須である 高頻度・高精度3Dマップを作成
Conﬁdential
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QPS-SARコンステレーションを成す最初の4機（3〜6号機）を製造中
間も無く打上げへ！
● 技術実証機（1・2号機）から更なる性能・機能向上を実現○ アンテナの精度やレーダー装置を性能向上、より高精細・高画質な撮像が可能に○ 軌道上画像化装置※を新規搭載、SAR観測データを衛星内で画像化可能に※JAXAとアルウェットテクノロジー(株)が共同開発○ 電気推進スラスタを新規搭載、軌道維持とミッション終了後の軌道離脱を実施● QPS-SAR3・4号機は22年10月7日にイプシロンロケット6号機により内之浦から打上予定● QPS-SAR5号機は23年初頭にVirgin Orbit社LauncherOneロケットにより米上空で打上予定© Institute for Q-shu Pioneers of Space Inc.

Conﬁdential

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SAR衛星の運用フロー概要

タスキング
Tasking

観測Observation● 観測したい領域(Area of Interest,AOI)を設定● 予約された時刻・場
所で観測を実施して生データ（地上からの反射波）を記録● 観測スケジュール・パラメータを作成して衛星へ予約● 生データを次の処理フローへ渡す(ダウンリンク等)© Institute for Q-shu Pioneers of Space Inc.

データ処理・納品
Product
process&delivery● 生データ処理（受信波形を画像化）● 画像補正（幾何、反射強度等）や高次な情報抽出を適宜施してプロダクトとして納品

Conﬁdential

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SAR衛星の運用系統の典型例
ユーザー

地上計算機
（クラウド/オンプレサーバー類）
U/I

人工衛星
通信中継局
（地上局等）

衛星管制系（衛星へのタスキング処理）

SARデータ処理系（画像化処理・画像補正等）

観測実行系（衛星の制御）SARデータ管理系（画像データベース）

観測データ記録・伝送系（データを地上へ）© Institute for Q-shu Pioneers of Space Inc.

Conﬁdential

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SAR衛星が行うタスク
データ処理

生データ取得（地上へ照射した電波の反射波の録波）

生データ処理（符号化、画像化等）

処理したデータを外部へ伝送（地上局等）

観測姿勢への移行

データ伝送姿勢への移行

データ伝送姿勢の維持

観測姿勢の維持

姿勢制御
メンテナンスのための姿勢制御の実施（リアクションホイールの蓄積角運動量除去等を適宜）

軌道制御

メンテナンスのための軌道制御の実施（高度や位相の維持・調整、他衛星・デブリとの衝突回避運用等を適宜）
運用終了時の軌道離脱（デオービット運用）© Institute for Q-shu Pioneers of Space Inc.

Conﬁdential

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SAR衛星コンステレーション運用に関する計算負荷の最適化の方向性
エッジ処理
常時繋がる宇宙間通信網
×
軌道上クラウドサーバー

オンボード画像処理（FPGA、GPU等）
自律タスキング（ルールベース、機械学習等）

中央集権化

自律化
常時繋がる地上<>宇宙間通信網
×
地上クラウドサーバー
大容量データ伝送© Institute for Q-shu Pioneers of Space Inc.

Conﬁdential

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