SVA2 (version 2.7.9)
操作説明書

2024 年４月 １５日
有限会社スフィアソフト

内容
1 概要 ............................................................................................................................................... 3
1.1 設計コンセプト ....................................................................................................................... 3
1.2 動作条件 .................................................................................................................................. 3
1.3 機能 ......................................................................................................................................... 4
2 インストール ................................................................................................................................. 6
3 画面構成 ........................................................................................................................................ 7
4 基本操作と動作モード ................................................................................................................. 11
5 表示画面の操作 ............................................................................................................................ 15
6 オブジェクト編集操作 ................................................................................................................. 19
6.1 衛星追加／編集 ..................................................................................................................... 20
6.1.1 衛星一覧画面 ............................................................... 20
6.1.2 オブジェクトツリーからの衛星追加 ........................................... 22
6.1.3 初期軌道条件の入力 ......................................................... 23
6.1.4 軌道生成条件 ............................................................... 25
6.1.5 簡易軌道設定 ............................................................... 30
6.1.6 Space-Track.com に対する TLE 検索 ............................................ 30
6.1.7 トレースデータ生成条件設定 ................................................. 31
6.1.8 衛星姿勢設定画面 ........................................................... 34
6.1.9 表示用形状モデル設定 ....................................................... 36
6.1.10 相対軌道設定 .............................................................. 37
6.2 地上局登録 ............................................................................................................................ 41
6.3 衛星センサ登録 ..................................................................................................................... 43
6.3.1 センサ座標系 ............................................................... 44
6.3.2 衛星センサ登録画面 ......................................................... 46
6.4 スクリプト編集 ..................................................................................................................... 50
6.4.1 衛星制御スクリプト ......................................................... 51
6.4.2 ユーザ変数 ................................................................. 56
7 ツール機能 ................................................................................................................................... 57
7.1 軌道イベント検索 .................................................................................................................. 57
7.2 地上局イベント検索 .............................................................................................................. 58
7.3 センサ干渉情報検索 .............................................................................................................. 59
7.4 軌道暦ファイル出力 .............................................................................................................. 60
7.5 相対軌道制御計画作成 ........................................................................................................... 61
7.6 スペースデブリ接近情報検索 ................................................................................................ 67
8 設定機能 ...................................................................................................................................... 68
8.1 共通表示設定 ......................................................................................................................... 68
8.2 外部ツール設定画面 .............................................................................................................. 68

1. 概要／1.3 機能

1 概要
本製品は、人工衛星などの宇宙機について軌道生成を行い、軌道上の宇宙機の状態を可視化
し、各種運用解析で必要とされるデータを生成・出力することを目的としています。

1.1 設計コンセプト指定された期間について、軌道データ（衛星の軌道位置速度と姿勢）を生成し、それを基に、各種の解析を行うことを前提にしています。
生成された軌道データはメモリ上に保持され、指定期間内の任意の時刻の衛星状態を表示し、時間について順方向や逆方向のアニメーション表示を行えるように設計されています。
また、スクリプト機能のより、軌道制御や姿勢制御のロジックをユーザが記述することができ、柔軟な軌道／姿勢シミュレーションが可能です。

1.2 動作条件
表 1-1 動作条件
項目

条件

OS

Windows10 以降

CPU

上記 OS が動作する CPU であれば、動作可能

メモリ

1GB 以上ハードディスク容量

90M 以上（インストールするための空き容量）

その他

OpenGL 対応のグラフィックアクセラレータが必要

3

1. 概要／1.3 機能

1.3 機能表 1.3-1 に、主な機能を示します。
表 1-2 機能一覧
機能項目

機能概要
以下の方法により軌道を生成します。
・ J2 項までを用いた一般摂動法による軌道生成
・ SGP4 による軌道生成・ 特別摂動法による軌道生成。以下の摂動力を考慮できます。
- JGM3 による重力場非対称

軌道生成機能- 大気抵抗（大気密度モデルは、MSISE2000）- 太陽輻射圧- 太陽、月引力
・ 地球以外の太陽系惑星や自然衛星を周回する軌道を生成可能です。
・ 他システムで生成した軌道暦データを読込むことができます。
・ 同時に複数の衛星の軌道を生成することができます。
ケプラー要素、デカルト要素および TLE により、初期軌道要素を入力するこ

軌道要素入力とができます。
また、軌道ウィザードにより簡易操作で軌道要素を作成できます。

相対軌道入力指定したターゲット衛星に対する相対軌道要素を入力可能です。
衛星搭載センサや地上のアンテナについて以下のようなシミュレーションを
行います。

センサ模擬

・ 他の衛星や天体の追尾シミュレーション・ 地表上のリンクゾーン生成
・ 干渉解析
・ DEM を用いた観測地点の標高計算
地球指向姿勢、天体指向姿勢を設定可能です。

姿勢シミュレーション

また、スクリプト機能により、姿勢ダイナミクスシミュレーションが可能です。
ただし、自然外乱トルクは考慮しません。

ΔV シミュレーション
軌道イベント検索
センサ干渉予報スクリプト機能により、ΔV による軌道制御シミュレーションを行うことができます。
地球食、月食、昇交点、降交点通過などの軌道イベントを検索表示します。
衛星に搭載された各種センサについて、太陽／月による干渉予報を行います。
地上局における衛星の可視情報を算出します。

地上局イベント検索

可視情報の算出においては、可視仰角の指定やスカイライン通過、トリップ
ゾーン侵入、子午線通過、および太陽干渉情報などを算出します。

衛星間通信期間検索
デブリ接近予測
表

軌道表示

示
機
能

衛星姿勢表示周回衛星とデータ中継衛星との通信可能期間を検索します。
TLE バルクデータを用いて、ユーザ衛星とデブリの接近予測を行います。
ユーザ衛星とデブリの軌道誤差楕円を設定可能です。
太陽を含む太陽系の天体とその周りを周回する衛星軌道を、3D 表示します。
また、SKY2000 に基づく 10 等級までの恒星を表示します。
軌道上の衛星を３Ｄ表示します。
3D モデルは、obj 形式のファイルを読み込み可能です。

4

1. 概要／1.3 機能
機能項目
グランドトレース
センサ視野画面
センサ視野領域
イベントチャート

機能概要
世界地図上に、複数の地上局と衛星に対する可視円を表示します。
また、衛星の位置を表すマークとグランドトレースを表示します。
センサの視野画面に、干渉天体を表示します。
地表上の覆域を表示します。
また、センサの視野範囲を半透明の円錐／四角錐で表示します。
検索された軌道イベント、センサ干渉イベント、および局イベントをタイム
ラインチャートで表示します。

プロット

各種データをプロットします。

データ表示

各種データの一覧表示や、トレンド表示を行います。

イベント一覧

予め検索された各種イベント情報を時系列に表示します。

シミュレーション内容の保存／呼び出し設定したシミュレーションの内容は、ファイルに保存することができます。

5

2. インストール

2 インストール(1) インストール手順配布された SVA2.x.y.zip を、インストールフォルダに解凍することでインストールは完了します。(x と y はバージョン＆レビジョン番号を表します。)
インストールフォルダは、Windows のシステムフォルダ（Program Files など）以外のフォルダを指定することが推奨されます。 また、暗号化されたフォルダへのインストールの避けるべきです。
インストール完了後、ライセンスファイルを、インストールディレクトリの下にある config
フォルダに置きます。
また、スタートメニューやタスクバーへの登録は、Windows の機能を用いて行います。
例えばスタートメニューに登録するには、インストールフォルダの SVA2.exe をマウス右ボ
タンでクリックし、表示されるコンテクストメニューから「スタートにピン留めする」を選択
してください。
(2) フォルダ構成
解凍後、以下のようなフォルダとファイルが作成されます。
表 2-1 フォルダ構成
パス名

説明$Install

インストールフォルダ（任意）bin

実行モジュールフォルダ
SVA2.exe や、runtime ライブラリ等が配置される

configライセンスファイル、ini ファイルを置く

data

データファイル格納フォルダ

3dModel3D モデルファイル格納フォルダ

IERS

地球回転パラメータを格納

IGRF

地磁気係数ファイル

satConfig

未使用

spaceTrackspaceTrack.org から取得した TLE バルクデータ格納フォルダ

SpaceWeather

SpaceWeather ファイル格納フォルダ

stations

地上局一覧ファイルと skyline ファイル格納TLE

TLE ファイル格納フォルダ

docs

取扱説明書格納フォルダ

env

実行環境用フォルダ
ユーザによる編集は不可とする

sampleシミュレーションファイルサンプル

6

3. 画面構成

3 画面構成本ツールは、スタートメニューで SVA2 を選択するか、デスクトップ上の SVA2 アイコンをクリックすることで起動します。（あるいは、エクスプローラからインストールフォルダ下のbin フォルダにある、SVA2.exe をダブルクリックします。）
起動後は、シミュレーションファイル選択画面が表示され、新規のシミュレーションを行う
か、保存されているシミュレーションファイルを読み込むのかを指定します。
また、「最近使ったファイル」一覧から選択することができます。
最近使ったファイルには 16 個までの、直近に読み込んだシミュレーションファイルが表示さ
れます。

図 3-1

シミュレーションファイル選択画面

シミュレーションファイルを設定後、SVA の初期画面が表示されます。
SVA 初期画面の画面各部は以下のようになります。

メニュー
操作制御部

オブジェクトツリー
軌道情報表示部

図 3-2

SVA2 初期表示画面

7

3. 画面構成(1) メニュー以下のメニューがあります。
表 3-1 メニュー項目一覧
項目
ファイル
新規作成
開く
上書き保存
名前を付けて保存
再生データ読込
再生データ保存
編集
衛星
地上局
地上アンテナ概要
新規シミュレーションの作成を行います
既存のシミュレーションファイルを読み込みます
編集中のシミュレーションを上書き保存します
編集中のシミュレーションをファイル名を指定して保存します
保存済のシミュレーション結果データを再生用に読み込みます
シミュレーション結果データを再生用に保存します。

衛星一覧画面を表示し、衛星の追加／削除操作を行います
地上局一覧画面を表示し、地上局の追加／削除操作を行います
地上アンテナ一覧画面を表示し、地上局アンテナの追加／削除操作を行
います
衛星センサ
衛星センサ一覧画面を表示し、衛星センサの追加／削除操作を行います
フォーメーションフライト フォーメーションフライト軌道生成画面を表示し、Cartwheel 軌道(レウィザード
コード盤軌道)を構成する複数衛星を登録します。
シナリオスクリプト編集
シナリオスクリプトを編集します
ユーザ変数定義
ユーザ変数を一覧画面を表示し、ユーザ変数の編集操作を行います
ユーザ定義座標系
ユーザによる座標系を定義します。１つの座標系を定義します
恒星オブジェクト登録
恒星オブジェクト設定画面を表示し、選択した恒星をシミュレーション
オブジェクトとして登録します。
データ生成
軌道データ生成
軌道データ生成画面を表示し、指定条件で全衛星の軌道伝播と姿勢生成を行います
軌道イベント検索
軌道イベント検索画面を表示します
局イベント検索地上局イベント検索画面を表示します
衛星間イベント検索
衛星間イベント検索画面を表示します
センサ干渉情報検索
センサ干渉情報検索画面を表示します
ユーザ定義イベント検索
ユーザ定義イベント検索画面を表示します
編集モード移行「再生」モードから編集モードに切り替えます表示
表 5-1 表示画面一覧に示す各種画面の表示メニューをプルダウン表
示します
ツール
デブリ接近情報検索
デブリ接近情報検索画面を表示します
衛星／天体イベント検索
衛星と天体に関するイベント情報を検索します
軌道暦データ出力
軌道暦データ出力画面を表示します
相対軌道制御計画
相対制御計画画面を表示します
軌道制御計画軌道制御計画デモ画面（静止化計画）を表示します。
軌道設計支援軌道設計画面を表示し、インタラクティブに軌道形状を設定します
小惑星一覧
小惑星セットが登録されている場合、小惑星一覧画面を表示します
設定
地球回転パラメータの設定などを行います。
共通表示設定共通表示設定画面を表示し、共通的な表示プロパティを設定します
外部ツール設定
外部ツール設定画面を表示し、ツールプログラムを設定します
地球回転パラメータ設定
地球回転パラメータ設定画面を表示します
SGP4 設定
SGP4 の WGS モデル選択画面を表示します8

3. 画面構成

項目
ウインドウ
オブジェクトツリー
メッセージウインドウ
ウインドウタイトル
リセットレイアウト（ウインドウ名１）（ウインドウ名２）：（ウインドウ名ｎ）

概要
オブジェクトツリー画面の表示 ON/OFF を切り替えます
メッセージウインドウ（スクリプトログ表示画面）の表示 ON/OFF を
切り替えます表示画面タイトルの表示 ON/OFF を切り替えます
表示画面のレイアウトをデフォルトにリセットします
動的に追加されるメニューであり、消去した表示画面の名称が表示されます
選択することで、当該画面を指定画面位置に再配置することができます9

3. 画面構成(2) 操作制御部
アニメーション制御バーと制御ボタン
・開始
・停止・ステップ実行・初期化
・動画作成開始／停止

動作モードを表示する
現在時刻を設定する

シミュレーション期間中の現在位置を変更するアニメーション速度を設定する
アニメ―ション時間刻みを指定する

シミュレーション表示期間を設定する

図 3-3

操作制御部の構成(3) オブジェクトツリー
シミュレーション対象のオブジェクト（衛星、局、センサなど）をツリー形式で表示します。
ツリーのオブジェクトノードをマウスでクリックすることにより、新規の当該オブジェクトの編集操作を行います。
また、新規のオブジェクトを追加する場合は、「宇宙機」等のトップノードを右クリックし、表示されるメニューから追加を選択します。
(4) 軌道情報表示部
各種軌道情報表示画面をタイル形式で表示します。

10

4. 基本操作と動作モード

4 基本操作と動作モード
動作モードとして、編集モードと再生表示モードがあります。
編集モードでミュレーション条件を設定し、軌道データを生成後、再生機能により各種解析操作を行います。
(1) 編集モード
編集モードでは、シミュレーション条件の設定作業を行います。
以下の操作が可能です。
・ シミュレーションオブジェクト（衛星など）の登録
・ 出力データ設定
・ グラフ表示設定
・ スクリプト記述（軌道制御、姿勢制御を行う場合）
・ 初期状態における、衛星軌道、姿勢の３Ｄ表示
・ リアルタイムシミュレーション(2) 軌道データ生成
シミュレーションオブジェクトを登録し、必要な表示画面を用意した後で、軌道データ生
成を行います。
軌道データ生成は、メニューバーから「データ生成」→「軌道データ生成」を選ぶことで、以下の画面が表示され、生成期間等を指定することで行います。

データ生成期間と計算間隔を指定します。

軌道制御処理を含むスクリプトの実行と、コマンド編集機能で登録したΔＶコマンドを有効にする場合にチェックします。

軌道生成後、イベント検索を行う場合にチェックします。
イベント検索は、後から実行することもできます。

図 4-1 軌道データ生成画面

11

4. 基本操作と動作モード(3) 再生表示モード「軌道データ生成」を実施することにより、スクリプトで記述した軌道制御ロジックと姿
勢制御ロジック、およびコマンド編集機能で作成したΔV コマンドシーケンスを考慮して軌道と姿勢データをメモリ上に生成し、再生表示モードに移行します。
再生表示モードでは、生成された軌道データを用いて以下のような解析操作を行います。
・ 軌道イベント検索（食時間帯や軌道位置通過時刻など）
・ 地上局イベント検索（可視時間帯などの情報）
・ センサ干渉予報（太陽・月による干渉予報）
・ 衛星軌道、姿勢の３Ｄアニメーション表示(4) モード遷移
起動

編集モード
シミュレーション
条件変更操作

軌道データ生成操作

再生表示モード

図 4-2 動作モード遷移

124. 基本操作と動作モード(5) バッチ実行
SVA2 をバッチ的に実行することができます。
実行パラメータは以下のようになります。
$install¥SVA2.exe /auto /con sim=XXXXX.sim [start=YYYY-MM-DDThhmmss stop=YYYY-MM-DDThhmmss]

各パラメータは、以下の内容となります。
/auto：バッチ実行であることを指定します。
/con：コンソール画面を表示します。
sim：シミュレーションファイルを指定します。
start：計算開始時刻を指定します。省略した場合は sim ファイルの設定値が使われます。
stop：計算終了時刻を指定します。省略した場合は sim ファイルの設定値が使われます。

13

5. 表示画面の操作(6) シミュレーション実行例
上記の編集モードで設定したシミュレーション条件は、ファイルに保存し、呼び出すことができます。
以下では、シミュレーションファイル読込みから、再生までの例を示します。
図 4-2 に、サンプルシミュレーションファイル「地球観測衛星.sim」を例にして操作手順を示します。
① ミュレーションファイル読み込み
ファイルメニューから「開く」を選択し、ファイル一覧画面から[地球観測衛星.sim]
を選びます。

図 4-1 シミュレーションファイル選択画面
シミュレーション設定ファイルが読み込まれ、以下の画面が表示されます。

図 1-2 シミュレーションファイル読込直後の画面
シミュレーション設定ファイル読込後は、「編集」モードになります。この状態でも、基本的なシミュレーションが可能です。
14

5. 表示画面の操作② データ生成
メニューバーから「データ生成」を選択し、軌道データ生成画面（図 4-1）を表示し、生成期間範囲と計算間隔、およびイベント情報生成条件を設定し、実行ボタンを押します。
実行完了後、モードは「再生」モードに変わり、算出した軌道情報を画面表示します。

図 1-3 軌道データ生成後の画面

5 表示画面の操作(1) 表示画面の種類
SVA2 には、以下のような軌道情報の表示画面が用意されています。
表 5-1 表示画面一覧
表示画面

概要

天体表示

視点位置を、指定天体の座標系における任意の位置におき、視野方
向を天体中心として、天体と衛星軌道を３D 表示します。

軌道上の衛星視点位置を衛星軌道上におき、視線方向を衛星中心として、衛星、
地球、天体などを表示します。

衛星センサ視野

衛星センサから見た視野画面を表示します。
OpenGL による 3D 表示と、2.5D 表示があります。

地上から見た天空

地上局に視点を置き、天球上の衛星軌跡を表示します。

地上アンテナ視野

地上アンテナの視野を表示します。

ワールドマップ

世界地図を表示し、衛星の軌跡や地上局からの可視円を表示します。

15

5. 表示画面の操作

イベントチャート

イベント検索機能で検索された、軌道イベント、地上局イベント、およびセンサ干渉イベントを表示します。
また、スクリプト制御で発生した軌道制御イベントや姿勢制御イベ
ント情報が表示されます。

トレンドグラフ

各種データの時間グラフを表示します。

XY グラフ

各種データの相関グラフを表示します。

データ一覧

各種データを一覧表示します。
一覧表示画面に表示されるデータは、レポートファイルに時系列で出力することができます。

データログ表示

各種データを時系列に表示します。

イベントリスト表示

軌道データ生成後、軌道上イベントや地上局イベントの検索が実施された場合に、検索されたイベント情報が時刻順に表示されます。

表示画面は、ウインドウをタイルに分割して、表示されます。
タイルの大きさは任意に変更が可能であり、タイルを分割して新たな画面の追加が可能です。

16

5. 表示画面の操作(2) 画面の追加
新しい表示画面を追加するには、メニューバーの「表示」メニューから表示対象の画面を選択し、画面上の表示位置をマウスで指定します。
マウスで指定した位置にある画面は、左右または上下に分割され、空いた部分に新しい画面が表示されます。マウスで指定した位置が、元の画面の中心の場合、元の画面は新しい画面で置き換えられます。
(3) 画面の削除
タイトルバー右端の[×]ボタンをクリックすることで、画面は削除されます。
(4) 画面サイズの変更
画面の境界を上下左右にドラッグすることにより、画面サイズを変更できます。
共通の境界ラインを持つ画面については、同時にサイズが変更されますが、ctrl キーを押しながらドラッグすることで、個別にサイズを変更することができます。
(5) 最大化表示
タイトルバーの□ボタンをクリックすることで、全画面表示が可能です。
また、各表示画面のマウス右ボタンによるポップアップメニューから「画面サイズ切替」
を選択することで、最大化表示が可能です。
(6) 画面の入れ替え入れ替えたい画面のタイトルバーをドラッグし、入れ替え先に画面上でマウスボタンを離すと入れ替えが行われます。

17

5. 表示画面の操作(7) 画面消去
画面を１時的に消去することができます。

こ の ボ タン を クリ ッ クす る こ とで、画面の一時消去が行われる。

図 5-1 画面一時消去
消去した画面は以下のように再配置することができます。
ツールバーの「ウインドウメニュー」に、その画面タイトルが追加されていますので、画
面タイトルを選択し、画面の初期表示と同様に、マウスで画面を配置する位置を指定することにより、再表示されます。

一時消去されている画面がここに一覧表示される。
ここから、再表示する画面を選んで、再表示する。

図 5-2 一時的に消去された画面の再表示
画面再表示時は、任意の表示位置を指定できますので、画面レイアウトの再構成にも利用
できます。

18

6. オブジェクト編集操作／衛星追加

6 オブジェクト編集操作
本セクションでは、シミュレーション条件の編集操作について説明します。
編集操作は、メニューバーまたは、オブジェクトツリーから行いますが、以下ではオブジェ
クトツリーからの操作を基本に記述します。

編集メニュー構成

オブジェクトツリー

図 6-1 編集メニュー

19

6. オブジェクト編集操作／衛星追加

6.1 衛星追加／編集
衛星を、新規に追加するためには以下の操作を行います。
(1) 軌道要素入力(2) 軌道伝播方法の設定(3) 地表トレースや軌道トレースの生成条件入力(必要に応じて行う)(4) 姿勢条件設定（必要に応じて行う）(5) 表示用形状モデル設定（必要に応じて行う）
また、衛星追加方法して、軌道要素を入力する方法の他に、以下があります。
(6) ウィザードによる衛星追加(7) インポート(8) 相対軌道による軌道要素入力
衛星の追加および編集(シミュレーション条件などの変更）を行うために、以下の２つの方法が用意されています。
・ 衛星一覧画面を用いて衛星追加を行う
・ オブジェクトツリーを用いて衛星追加を行う。
6.1.1 衛星一覧画面
表 3-1 の編集メニューから「衛星」を選択すると、以下の衛星一覧画面が表示されます。
シミュレーション対象として登録済みの衛星を一覧表示します。一覧で選択した衛星について、ボタン操作による各種編集操作を開始します。

衛星カタログリストを表示し、選択した衛星をシミュレーション対
象に追加します。
衛星カタログリストは、Celestrak.com から取得した TLE ファイ
ルを用いて表示します。

図 6-2 衛星登録画面
20

6. オブジェクト編集操作／衛星追加

衛星登録画面では、以下の操作を行います。
ボタン

説明

←

「TLE カタログリスト」で選択されている衛星をｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ対象衛星欄に追加します。

delシミュレーション対象衛星欄で選択した衛星を削除します。

Up

選択した衛星（1 つ）を上に移動します。

Dn

選択した衛星（1 つ）を下に移動します。

軌道更新

登録済の衛星について、TLE をカタログ情報の TLE で更新します。
「軌道条件入力画面（図 4.1.3-1 参照）」を表示し、軌道要素の変更と軌道生成方式の

軌道要素変更設定を行います。

シミュレーション対象衛星欄で、衛星をダブルクリックすることでも同様の操作ができます。
「軌道条件入力画面（図 4.1.3-1 参照）」を表示し、新規に衛星を追加します。
新規衛星シミュレーション対象衛星欄で登録済みの衛星を選択した状態で、「新規衛星」ボタン
をクリックすると、選択された衛星の軌道要素を用いて、新しい衛星を登録できます。

姿勢設定
表示モデル設定
トレース条件設定「姿勢設定画面」を表示し、定常姿勢を設定します。
「表示モデル設定画面」を表示し、衛星表示用の形状モデルを設定します。
「トレース条件設定画面」を表示し、軌道トレースや地上トレースの生成条件を設定します。
Celestrak.com から最新の TLE ファイルをダウンロードし、衛星カタログリストを更

カタログ更新新します。対象となる TLE ファイルは、以下のファイルに設定されています。
$INSTALL\data\TLE\ TLE_URL_LIST.txt

216. オブジェクト編集操作／衛星追加

6.1.2 オブジェクトツリーからの衛星追加
以下では、オブジェクトツリーから行う手順について示します。

オブジェクトツリーから「宇宙機」を選択し、右ボタン
メニューから「地球周回衛星を追加する」を選択する。

図 6-3 宇宙機登録画面

以下では、宇宙機登録画面における操作内容について説明します。

22

6. オブジェクト編集操作／衛星追加

6.1.3 初期軌道条件の入力
初期軌道条件として以下を入力します。
表 6-1 軌道条件設定画面項目一覧
項目

内容

1

宇宙機名称

宇宙機の名称を入力する。
英数字と”_”が使用できる。

2

軌道要素種別入力する軌道要素種別を選択する。

3

座標系種別

入力する座標系種別(J2000,TOD,WGS84)を選択する。

4

長さ単位

長さの単位を選択する。
角度の単位は全て[deg]である。

5

軌道誤差設定ボタン

6

軌道要素編集ボタン

軌道誤差設定画面を表示する。
本項目はデブリ接近予測に用いる。
指定した軌道要素種別に応じた、軌道要素入力画面を表示する。

7

エポック時刻No.

エポック時刻をカレンダ形式[UTC]、MJD[UTC]または GPS
time counter で入力する。
GPS time counter は、1980/1/6－0 時 UTC からの通算秒である。

以下に、軌道要素種別毎の軌道要素入力画面を示します。

図 6-4 ケプラー要素入力画面

図 6-5 カルテシアン要素入力

23

6. オブジェクト編集操作／衛星追加

TLE 要素をコピー＆ペーストで入力することも可能。

図 6-6 TLE 入力画面

24

6. オブジェクト編集操作／衛星追加

6.1.4 軌道生成条件
表 6-2 軌道生成条件入力欄の項目
No.
1

項目

内容

軌道伝播モデル

軌道伝播モデルを以下から選択する。
・J2 項による永年摂動項を考慮した平均摂動モデル
・SGP4
・特別摂動法（※1）
・軌道暦ファイル(※2)※1 特別摂動法を選択した場合、摂動条件と積分条件を入力する。

図 6-7 参照）
※2 軌道暦ファイルを選択した場合、軌道暦ファイルを選択する。
(図 6-8 参照)
2
3

積分パラメータ
設定ボタン
ファイル設定ボ
タン

軌道伝播モデルとして特別摂動法を選択した場合に有効となり、摂動条件と積分条件を入力するための画面を表示する。
軌道暦ファイル入力画面を表示する。

(1) 摂動条件と積分条件入力
軌道伝播モデルとして特別摂動法を選択したのち、軌道伝播条件設定ボタンを押すことで、以下の画面が表示される。

上記の画面で、solar flux と地磁気パ
ラメータ(Kp index)を設定する。
あるいは、SpaceWeather ファイルを公開 web から取得し、参照する。

図 6-7 軌道伝播条件設定画面
軌道伝播条件設定画面では、以下のパラメータを入力します。
25

6. オブジェクト編集操作／衛星追加

表 6-3 軌道伝播条件設定画面の入力項目一覧
設定項目
Gravity
地球重力場モデル
地球重力場次数
太陽引力の考慮
月引力の考慮Drag

説明
Gravity 設定欄
JGM3、EGM96 から選択する。
地球重力場モデルに対して、考慮する次数＝位数として 0～70 の値を入力する。デフォルトは 12 次である。
チェックした場合、太陽の引力を外力として考慮する。
デフォルトでは、チェックされている。
チェックした場合、月の引力を外力として考慮する。
デフォルトでは、チェックされている。
大気抵抗パラメータ設定欄

大気抵抗の考慮

チェックした場合、大気抵抗を考慮する[設定]ボタンをクリックすると大気モデルパラメータ設定画面を表示
する

大気密度モデル

使用する大気密度モデルは、MSISE2000 を用います。
SpaceWeather ファイルは、MSISE2000 を選択した場合に有効となります。

大気抵抗係数大気抵抗係数

有効断面積

有効断面積[m^2]SRP

太陽輻射圧パラメータ設定欄
太陽輻射圧の考慮チェックした場合、太陽輻射圧を考慮する。

輻射係数

輻射係数
有効断面積[m^2]

有効断面積
スラスタ

スラスタパラメータ

推力

推力[N]を入力する。有限時間噴射シミュレーションで参照する。

比推力

比推力[S]を入力する。有限時間噴射シミュレーションで参照する。

衛星質量

衛星質量入力欄

ドライ質量

衛星本体の質量[kg]

推薬量

推薬量[kg]を入力する。有限時間噴射シミュレーションで参照する。

合計質量

ドライ質量[kg]＋推薬量[kg]を表示する。
大気抵抗または太陽輻射圧の計算時は合計質量を用いる。

積分条件

積分法

積分方法を以下から選択する。
・Runge Kutta4 次
・Dormand-Prince 5-6 次・Fehlberg 7-8 次積分時間間隔積分時間間隔を入力する。
地球周回衛星の場合、30～60 秒程度の値を設定する。
デフォルトは 30 秒。

26

6. オブジェクト編集操作／衛星追加

表 6-4 大気モデルパラメータ画面 入力／表示項目
設定項目

Space Weather を用いる

種別
ファイル名

参照...ボタン

データ期間（観測）データ期間（予測）説明
チェックすると、Space Weather ファイルを参照して、Solar Flux や地磁
気強度パラメータを取得します。
チェックしない場合は、固定パラメータ欄で入力したパラメータ値を用います。
Space Weather ファイルの種別として最新ファイルか指定ファイルかを選択します。
参照する Space Weather ファイルのパス名を表示します。
Space Weather ファイルの種別が指定ファイルの場合に有効となり、クリックすることで SpaceWeather ファイルを選択します。
ファイルを参照する初期フォルダは$install/data/SpaceWeather となります。
Space Weather ファイルに格納されている観測に基づくデータの期間を表示します。
Space Weather ファイルに格納されている予測(daily)データの期間を表示します。
Space Weather ファイルの種別が指定ファイルの場合に有効となり、ボタンを押すと以下のサイトから最新のファイルを取得し、参照ファイルとして設定されます。
https://celestrak.org/SpaceData/SW-Last5Years.txt

Web から取得ボタン

固定パラメータ欄

また、上記の URL は、$install\config\SVA.ini ファイルに、以下の記述を行うことで変更することができます。
[SPACE_WEATHER]
URL=https://datacenter.iers.org/data/8/finals.data「Space Weather ファイルを用いる」をチェックしない場合、あるいはシミュレーション時刻に該当する Space Weather データがない場合は、固定
パラメータ欄で設定された以下の項目値が参照されます。
・Solar Flux F10.7
・Ave. Solar Flux F10.7
・Kp Index27

6. オブジェクト編集操作／衛星追加(2) 軌道暦ファイル入力
軌道伝播モデルとして軌道暦ファイルを選択したのち、ファイル設定ボタンを押すことで、以下の画面が表示されます。

図 6-8 軌道暦ファイル入力画面
以下の手順で入力します。
(a) ファイル種別指定

以下のいずれかのファイル種別を選択します。
ファイル種別テキスト形式内容
カンマまたは空白区切りの、時刻と軌道位置および速度デー
タ。
時刻タグと時系、単位、座標系、およびヘッダ部の読み飛ばし行数を指定します。

SP3

SP3ファイルを読み込みます。
抽出対象の衛星を１つ指定します。

HORIZONS出力JPL Horizone On-Line Ephemeris System(JPL NASAの天体暦
提供システム)が出力する形式のデータを読込みます。
（d）項に、HORIZONS web-interfaceの設定例を示します。

CCSDS-OEM形式
テキスト形式(姿勢クォータニオン付き)

CCSDS-OEMのフォーマットに準拠した軌道暦を読み込みます。
テキスト形式のデータに、姿勢クォータニオンを付加したデータ。

28

6. オブジェクト編集操作／衛星追加(b) フォーマット情報

ファイル種別として「テキスト形式」または「テキスト（姿勢クォータニオン付き）」
を選択した場合に、以下のフォーマット情報を指定します。
 時刻書式
 時系
 単位
 座標系
 ヘッダ行数（読み飛ばす行数）(c) ファイルパス名

参照ボタンによりファイル選択ダイアログを表示し、軌道データファイルを選択します。
上記(a)(b)で設定したデータに基づいて、指定されたファイルを読込み、正常に読み込
めた場合は、データ期間が表示されます。

(d) HORIZONS の利用

HORIZONS web-interface による設定例を図 6-9 に示します。
(https://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi#top)

図 6-9

HORIZONS web-interface による設定例

29

6. オブジェクト編集操作／衛星追加

6.1.5 簡易軌道設定
簡易軌道設定欄には、以下のボタンが配置されています。
No.
1

項目

内容

TLE ファイル読込みボタン

ファイル選択画面を表示し、選択された TLE ファイル
から軌道要素を入力する。

2

web から TLE 取得ボタン

3

軌道ウィザードボタン

Space-Track.com に接続し、指定条件で TLE を取得する。
静止軌道、太陽同期準回帰軌道を指定条件で生成する。

6.1.6 Space-Track.com に対する TLE 検索
図 6-3 の宇宙機登録画面で、「web から TLE 取得」ボタンをクリックすると、TLE 検索画面が表示されます。
検索は、Space-Track.com に対して行いますので、事前に Space-Track.com のアカウントを取得する必要があります。
衛星名、またはカタログ ID での検索が可能です。
TLE 検索画面のイメージを以下に示します。

図 6-10

TLE 検索画面

検索後、選択した TLE を登録衛星の初期軌道要素とします。

30

6. オブジェクト編集操作／衛星追加

6.1.7 トレースデータ生成条件設定
地上トレース、軌道トレース生成条件とパス情報を設定します。

オブジェクトツリーでトレース条件のノードをダブルクリックするか、あるいは、衛星登録画面（図 7.1.7-1）で「トレース条件設定」ボタンをクリックすることにより、以下のトレー
スオプション＆パス情報設定画面が表示されます。

図 6-11 トレースオプション＆パス情報設定画面■ グランドトレース(地上トレース)生成情報設定項目
設定項目
生成する

生成周回数

説明
チェックした場合に、グランドトレース情報を生成します。
編集モードにおいて、衛星登録時に初期表示される地上トレースの表
示期間を周回数で指定します。
再生表示モードでは、ワールドマップ表示画面の表示オプションとして表示周回数を設定できます。

■ 軌道トレース生成情報
設定項目
地心座標系で生成
慣性座標系
地球固定座標系
他衛星の軌道座標系
で生成
衛星選択

説明
チェックした場合に、地心座標系で軌道トレースデータを生成します。
軌道トレースを慣性座標系で生成することを指示します。
軌道トレースを地球固定座標系で生成することを指示します。
他衛星の軌道座標系における軌道トレースを生成します。
トレース座標系の原点となる衛星をメニューから選択します。

31

6. オブジェクト編集操作／衛星追加■ トレース生成周回数
編集モードの場合のグランドトレースと軌道トレースの生成周回数を指定します。
■ パス情報本入力欄は、地球観測衛星のための設定です。
設定項目
基準 RSP パス番号
RSP パス番号起点経度[度]降交点／昇交点
RSP 起点における周回番号

パス番号カウント緯度[度]説明
起点経度を設定する RSP(※)パス番号を入力します。
デフォルトは０です。
起点となる RSP パスの昇交点または降交点通過時の経度[度]を入力します。
指定した経度を通るパスを検索し、そのパスの RSP パス番号
として、上記の基準 RSP パス番号を設定します。
隣接軌道との経度差の半値まで、誤差は許容されます。
デフォルトは０度です。
RSP パス番号起点経度の交点として、降交点または昇交点を選択するします。デフォルトは昇交点となります。
No.1 で入力した RSP パスにおける通算周回番号を入力します。デフォルトは０です。
シミュレーション開始時刻以前の、基準 RSP パスに対する、
周回番号となる。
パス番号をカウントアップする位置を緯度引数で指定します。
デフォルトは 0 度となります。

※ Reference System for Planning パス。

32

6. オブジェクト編集操作／衛星追加■ パス情報地球観測衛星(準回帰軌道）の場合に、RSP パス番号付与規則を指定します。
本設定は、ワールドマップ表示におけるグランドトレース上のパス番号表示に使わ
れます。
設定項目
軌道エポックにおける通算
周回番号
最大 RSP 番号の昇交点経度

説明
軌道要素のエポックにおける、通算周回数を指定します。
※ 現在は使われていません。
RSP 番号の起点パス決定に用います。
隣接軌道との経度差の半値まで、誤差は許容されます。

33

6. オブジェクト編集操作／衛星追加／衛星姿勢設定

6.1.8 衛星姿勢設定画面
衛星の姿勢条件を、以下の手順で設定することができます。
オブジェクトツリーで「姿勢条件」のノードをダブルクリックするか、あるいは、衛星登録
画面（図 6-2）で「姿勢設定」ボタンをクリックすることにより、以下の姿勢設定画面が表示されます。

初期姿勢設定欄

初期姿勢角速度入力欄

初期姿勢に対するオフセット角を、上から回転順に入力する。
例 ） 回 転 順 が 213 で あ れ ば 、
2(Y)-1(X)-3(Z)の順に回転角を入力。
noシミュレーション方法選択欄

図 6-12 衛星姿勢設定画面
本ツールにおける衛星姿勢は、初期姿勢を与え、 シミュレーション中の姿勢維持方法を指定することで設定されます。

34

6. オブジェクト編集操作／衛星追加／衛星姿勢設定■ 初期姿勢
基準姿勢として、以下のいずれかを選択します。
姿勢種別
LVLH 姿勢TRIAD 法

慣性座標系固定説明
機体 Z 軸を地球方向、X 軸を速度方向とした姿勢。
第１ベクトルで指定した機体軸(±X,Y,Z 軸)を指定天体に向け、第２ベクトルで指定した機体軸を、第１ベクトルと第２ベクトルが張る面内に拘束する。
また、第１ベクトルと第 2 ベクトルの方向として、天体名の他、以下を指定可能。
Velocity：衛星の速度方向ベクトル
OrbitNormal：衛星の軌道面垂直方向ベクトル
慣性座標系に固定した姿勢■ 姿勢オフセット
基準姿勢で定義した姿勢からのオフセットを、オイラ角またはクォータニオンで指定します。
オイラ角の場合、回転順(213,313 など）を選択し、回転順に回転角を入力します。
例えば、回転順が 213 であれば、2(θY )-1(θX )-3(θZ )の順に回転角を入力します。
このとき LVLH 姿勢であれば、慣性座標系から LVLH 座標系への変換行列を OTI としたき、慣性座標系から機体座標系への座標変換行列 BTI は、次のようになります。

T = Z(θZ ) X(θX ) Y(θY ) OTI

B I

上記における、X,Y,Z は座標軸周りの回転行列を表します。
■ 姿勢シミュレーション
姿勢シミュレーション方法として、以下のいずれかを選択します。
(1) 初期姿勢を維持指定した初期姿勢条件を維持するようにシミュレーションします。
(2) ダイナミクスシミュレーション
初期角速度と慣性モーメントを設定することで、ダイナミクスシミュレーショ
ンを行うことができます。
また、ダイナミクスシミュレーション中は、スクリプトから姿勢制御トルクを設定することにより、姿勢制御シミュレーションを実施することができます。

35

6. オブジェクト編集操作／衛星追加／表示用形状モデル設定

6.1.9 表示用形状モデル設定
衛星表示用の形状モデルを設定することができます。
オブジェクトツリーで「形状モデル」のノードをダブルクリックするか、あるいは、衛星登録画面で「表示モデル設定」ボタンをクリックすることにより、以下の衛星形状モデル設定画面が表示されます。

球モデルの場合、半径を指定します。

形状モデル種別で 3D モデルを選択

形状モデルファイルを選択します。

選択した形状モデルに含まれるパーツが表示されます。
これらのパーツには、回転角を与えるための変数を設定できます。

形状モデルのサイズが表示されます。

図 6-13 衛星形状モデル設定画面

36

6. オブジェクト編集操作／地上局登録

6.1.10 相対軌道設定
相対軌道で衛星の追加を行うことができます。
最初に基準となる衛星を追加し、その後、オブジェクトツリーで宇宙機ノードを右クリックで表示されるメニューから「相対軌道で衛星を追加する」を選択します。
登録済の衛星が１つの場合は、当該衛星が基準衛星として選択され、新しい衛星に対する相対軌道を設定する相対軌道設定画面（図 6-14）が表示されます。
複数の衛星が登録されている場合は、先ず、衛星選択画面が表示され基準衛星を選択します。

登録済衛星が複数の場合。

登録済衛星が 1 つの場合衛星を選択

図 6-14 相対軌道設定画面
37

6. オブジェクト編集操作／地上局登録

また、ターゲットとチェイサが両方とも登録済の場合に、チェイサ衛星を相対軌道要素で入力するためには、オヴジェクトツリーからチェイサ衛星ノード下の、軌道条件ノードを右ボタ
ンでクリックし、表示されるメニューから「相対軌道設定」を選択すること、上記の画面（図 6-14）が表示されます。
上記、相対軌道設定画面における、相対軌道の設定手順を以下に示します。
(1) 軌道要素の入力
チェイサの軌道要素を以下のいずれかの方法で入力します。
(a) 平均ケプラリアン要素
ケプラー要素入力欄でケプラー要素を入力します。
入力後、タブキーを押すか、マウスで他の入力欄をクリックすることで入力したケ
プラー要素を用いて、相対軌道トレースを表示更新します。
また、以下の(b)(c)項の入力欄が対応する値に更新されます。
(b) ROE 要素
基準衛星（ターゲット衛星）に対するチェイサの ROE を、a・ROE の形で入力します。入力後、タブキーを押すか、マウスで他の入力欄をクリックすることで入力した ROE を用いて、相対軌道トレースを表示更新します。同時に、他の入力欄の値が対応する値となります。
各 ROE 要素は以下のように相対軌道の大きさを決定します。
（入力単位は、[m]または[km]を選択できます）
aδa：基準衛星との平均高度差を表します。
aδλ：軌道に沿った距離を表します。
aδex：離心率ベクトルのex成分の差による高度変動量を表します。
aδey：離心率ベクトルのey成分の差による高度変動量を表します。
aδix：軌道傾斜角差による軌道面外方向の変動量を表します。
aδiy：昇交点赤経差による軌道面外方向の変動量を表します。

図 6-15

ROE の入力例

38

6. オブジェクト編集操作／地上局登録

上記の例では、高度差 2[m]で、高度変動量が 100[m]、面外変動量が 100[m]の Safety
Ellipse 軌道となります。
以下に本書における ROE の定義を示します。
𝛿𝛼(𝑎𝑐 − 𝑎𝑡 )/𝑎𝑡𝛿𝜆(𝑢𝑐 − 𝑢𝑡 ) + (𝛺𝑐 − 𝛺𝑡 ) 𝑐𝑜𝑠 𝑖𝛿𝑒𝑥𝑒𝑥𝑐 − 𝑒𝑥𝑡
𝛿𝑒𝑦 =𝑒𝑦𝑐 − 𝑒𝑦𝑡𝛿𝑖𝑥
𝑖 𝑐 − 𝑖𝑡(𝛺𝑐 − 𝛺𝑡 ) 𝑠𝑖𝑛 𝑖)( 𝛿𝑖𝑦 ) ((c) HILL 座標値
HILL 座標系で、チェイサの相対軌道位置と速度を入力します。
入力後、タブキーを押すか、マウスで他の入力欄をクリックすることで入力したケプ
ラー要素を用いて、相対軌道トレースを表示更新します。同時に、他の入力欄の値が対応する値となります。
(d) 簡易設定
相対軌道設定画面の「相対軌道作成..」ボタンをクリックすることで、以下の画面が表示されますので、相対軌道種別と軌道条件を指定することで、相対軌道要素を算出し、画面に反映します。（本機能は無効化されています）

相対軌道種別として、以下を選択
・相対停止／周回
・Co-Elliptic 軌道

ターゲットから周回中心までの距離を指定
周回軌道の長半径を指定する
面外変動量（振幅）を指定する。

図 6-16 相対軌道簡易設定画面(2) 相対軌道トレース表示
以下の２つの面における二次元軌道トレースを表示します。
・軌道の接線方向と動径方向を、X 軸と Y 軸に取った２次元面
・軌道の面外方向と動径方向を、X 軸と Y 軸に取った２次元面
マウス操作により画面のドラッグ、拡大／縮小が可能です。また、画面をダブルクリッ
クすることで、全トレースが表示されるようにフィッティングします。
その他、マウス右ボタンメニューから各種表示形式の設定を行うことができます。
39

6. オブジェクト編集操作／地上局登録(3) 軌道モデルの表示と特別摂動法対する摂動条件の設定
チェイサ衛星とターゲット衛星の軌道伝播モデルが以下のように表されます。
軌道伝播モデルが「特別摂動」の場合、当該表示をマウスでクリックすると、軌道伝播
条件が表示され、軌道伝播条件を変更することができます。

図 6-17 特別摂動法の軌道伝播条件設定（注意事項）
チェイサの軌道伝播モデルはターゲットと同一である必要があります。
新規にチェイサを作る場合は、自動的にターゲットに合されますが、既に登録済のチェイ
サ衛星について相対軌道を設定する場合は、ターゲットと同じ伝播モデルを設定する必要があります。ただし、大気抵抗や太陽輻射圧を条件を考慮する場合は、衛星固有である衛星質量や抵抗係数などを個別の値に設定する必要があります。
また、ターゲットが軌道暦を用いて登録されている場合は、その軌道暦を作成したときの軌道伝播条件を、チェイサ衛星の軌道伝播条件として設定しておく必要があります。（衛星固有条件は除きます）(4) エポック時刻の変更
エポック時刻入力欄でチェイサのエポック時刻を変更します。
エポック時刻を変更すると、先ず、ターゲット衛星の軌道を当該時刻まで軌道伝播し、相対軌道要素は変化しない前提で、チェイサの軌道要素を求めます。

40

6. オブジェクト編集操作／地上局登録

6.2 地上局登録
地上局を登録することにより、地上局からの可視解析が可能になります。
地上局登録を行うための「地上局一覧画面」は、「編集」メニュー(図 7-1)から「地上局」を選択するか、オブジェクトツリーの地上局ノードで「追加」メニューを選択することにより、表示されます。

図 6-18 地上局一覧画面(1) シミュレーションへの登録
シミュレーションに地上局を登録するには、地上局一覧画面で地上局を選択し、「シミュレーションへ登録」ボタンをクリックします。
(2) 地上局一覧情報
地上局一覧画面には、位置情報と可視判定仰角および、スカイライン情報、トリップゾ
ーン情報の有無が「有効」または「-」で示されます。
スカイライン情報とトリップゾーン情報については、後述します。
(3) 地上局情報の編集
地上局情報の変更は、「編集」ボタンをクリックし、表示される「地上局データ設定画
面」で地上局情報を変更します。図 4.2-2 に「地上局データ設定画面」を示します。
編集内容は、地上局データベースに保存されます。
(4) 地上局の新規追加
地上局を新規に追加する場合は、「新規追加」ボタンをクリックし、表示される「地上局データ設定画面」で地上局情報を入力します。
編集内容は、地上局データベースに保存されます。
41

6. オブジェクト編集操作／地上局登録(5) 地上局データ設定画面

図 6-19 地上データ設定画面
地上局データ設定画面で、以下のパラメータを入力します。
設定項目

説明

名称

英数字、32 文字以内で入力する。
漢字を用いることもできますが、不都合が生じる場合もあります。

経緯度形式

入力／表示する、経度と緯度の表示形式を選択します。

緯度
経度
高度

地上局の位置を入力します。
度単位での入力の他、度、分、秒で入力できます。
入力値は、WGS84 の X,Y,Z 欄に即時に変換表示されます。

Ｘ、Ｙ、Ｚ
可視仰角

地上局の位置を地球固定座標系(WGS84)で入力します。
入力値は、即時に地理緯度、経度、高度欄にに変換表示されます。
地上局からの衛星や天体の可視条件に用います。
可視判定結果は、システム変数の VISIBLE（表 A1-1 参照）に反映されます。

(6) スカイラインとトリップゾーンの設定
スカイラインとトリップゾーンは、方位角(Az)と仰角(EL)のペアで、天空にラインを引くように設定し、それを地上局管理フォルダ（$install/data/stations）に置くことで参照されるようになります。ファイル名はスカイラインファイルの場合、局名+”.sky”、トリッ
プゾーンの場合は、局名＋”.tpz”となります。
スカイラインまたはトリップゾーンが登録されている場合、地上局イベント検索機能(7.2 項参照)では、スカイラインを考慮した可視時間とトリップゾーンに対する入／出イベ
ントを検索することができます。
0,7.0
68.2,7.0
68.2,21.5
128.2,21.5
128.2,7.0
314,7.0
314,32.0
330,32.0
330,7
360,7

Az, EL の形式で AZ＝０～360 の範囲で天空のラインを定義します。
トリップゾーン同様の形式となります。

図 6-20 スカイライン定義ファイル例
42

4. 編集操作／ 4.3 衛星センサ登録

6.3 衛星センサ登録
衛星センサを登録することにより、センサ視野画面の表示や、天体によるセンサ視野への干渉予報を行うことができます。
また、センサの視線方向を回転させたり、衛星や天体を追尾させることができます。
登録可能なセンサの種類には以下があります。
■ 円形視野のセンサ■ 矩形視野のセンサ

43

4. 編集操作／ 4.3 衛星センサ登録 ／ 4.3.1 センサ座標系

6.3.1 センサ座標系
SVA ではセンサ座標系として、センサ架台座標系とセンサ視野座標系を考えます。
衛星機体にセンサ架台が取り付けられ、センサ視野座標系はセンサ架台上で回転させることができます。
センサの視線方向は、センサ視野座標系の+Z 軸方向となります。
また、センサ架台の駆動方式には、AZ-EL 方式と X-Y 方式の 2 種類があります。
■ AZ-EL 方式
Zm
Zs

Xm-Ym-Zm：センサ架台座標系

90°-ELXs-Ys-Zs：センサ視野座標系
Az：方位角
Ys

El：仰角
Ym

視線方向は、+Zs 方向

Az
Xm
Xs

図 6-21 AZ-EL 方式のセンサ座標系

センサ架台座用系からセンサ視野座標系への変換行列（ S TM ）は、以下となります。


TM = Y − El   Z( Az )
2
上記で、 Y( ) や、 Z( ) などは、それぞれ、Y 軸、Z 軸周りの座標回転行列を意味します。
S

なお、慣性座標系からセンサ座標系への変換行列（ S TI ）は以下のように現します。

T = STM  M TI

S I

44

4. 編集操作／ 4.3 衛星センサ登録 ／ 4.3.1 センサ座標系■ Y/X 方式
Zm

Zs
θX

Xm-Ym-Zm：センサ架台座標系

Zi
θY

Xi-Yi-Zi：中間座標系(X 軸回りθX 回転）
Xs-Ys-Zs：センサ視野座標系(Y 軸回りθY 回
Ym

Xm/Xi

転）

Yi/Ys

Xs

図 6-22

Y/X 方式のセンサ座標系

この場合の、センサ架台座用系からセンサ視野座標系への変換行列（ S TM ）は、以下となります。

S

TM = Y(Y ) X( X )■ X/Y 方式
Zm
θY

Zi

Zs
θX

Xm-Ym-Zm：センサ架台座標系
Xi-Yi-Zi：中間座標系(Y 軸回りθY 回転）
Xs-Ys-Zs：センサ視野座標系(X 軸回りθX 回
転）
Ym/Yi

Xm
Ys

Xi/Xs

図 6-23 Y/X 方式のセンサ座標系
この場合の、センサ架台座用系からセンサ視野座標系への変換行列（ S TM ）は、以下となります。

S

TM = X( X ) Y(Y )45

6. オブジェクト編集操作／衛星追加／表示用形状モデル設定

6.3.2 衛星センサ登録画面
衛星センサ登録画面は、オブジェクトツリーで対象衛星を選択後、表示されるメニュー 1から「衛星センサ追加」を選択することで表示されます。

※

同様の操作が、の編集メニューから「衛星センサ」を選択することでも可能です。

センサ取付け情報
設定欄

センサ駆動条件
設定欄

センサ視野と干渉パ
ラメータ設定欄
天体による干渉条件
設定画面を表示する。
観測オブジェクトがEarth の場合。地表上のフットプリント生成を行う。

図 6-24

衛星センサ登録画面構成

1 機能拡張版では、特殊なセンサ用にメニュー構成が異なる場合があります。

46

6. オブジェクト編集操作／衛星追加／表示用形状モデル設定■ センサ取付方向の設定
センサ取付方向は、衛星機体座標系に対するオイラー角で設定する方法と、機体座標系からセンサ座標系への座標変換行列成分を入力する方法があります。

図 6-25

衛星センサ登録画面／センサ取付方向入力欄

センサ取付方向入力欄の入力項目は、以下のようです。
表 6-5 センサ取り付け方向パラメータ
設定項目

説明

センサ名

英数字、32 文字以内で入力する

衛星名

センサを取付ける衛星名が表示されます。

オイラ角入力／
変換行列入力入力方式を選択します。
オイラ角の場合、回転順「213(YXZ), 313(ZXZ)など」を選択し、上から回転順に各軸周りの回転角を入力します。
例えば、回転順が 213 であれば、2(θY )-1(θX )-3(θZ )の順に回転角を

回転順、回転角

入力したとき、衛星機体座標系からセンサ架台座標系への変換行列
M

座標変換行列TB は以下となります。
θZ )  X(θX )  Y(θY )M TB = Z(

座標変換行列 M TB の成分を入力します。
センサ視野原点の衛星中心からのオフセット位置[m]を入力します。

X/Y/Z

本パラメータは、センサ視野 3D 表示画面で視野内の衛星構造物を表示
し、構造物による視野干渉を確認する際に用います。

47

6. オブジェクト編集操作／衛星追加／表示用形状モデル設定■ センサ駆動条件の設定
駆動機構を持つセンサの駆動条件として、AZ-EL、X/Y、Y/X を選択します。

図 6-26 衛星センサ登録画面／センサ駆動条件入力欄(AZ-EL 選択時)
駆動条件欄の入力項目は、以下のようです。
表 6-6 センサ駆動条件パラメータ
設定項目

駆動方式

固定方位角
固定仰角
固定 X 角固定 Y 角方位角駆動範囲
仰角駆動範囲X 角駆動範囲
Y 角駆動範囲

説明
以下から選択します。
・固定
・AZ-EL・X/Y (Y on X)
・Y/X (X on Y)
駆動方式については、「6.3.1 センサ座標系」を参照してください。
駆動方式として AZ-EL を選択し、オブジェクトを追尾しない場合、方位角と仰角を指定し、センサ視野方向を特定の方向に固定することができます。
また、X/Y や Y/X を選択した場合は、固定 X 角と固定 Y 角の入力に切り替わります。
デフォルト値は、以下となります。
固定方位角：0.0
固定仰角：90.0
固定 X 角：0.0
固定 Y 角：0.0
駆動方式として AZ-EL を選択し、オブジェクトを追尾する場合、方位角と仰角の駆動範囲を制限することができます。
同様に、X/Y や Y/X を選択した場合は、X 角と Y 角の駆動範囲を制限することができます。
デフォルトの駆動範囲は、以下のようになります。
方位角駆動範囲：-180 ～ 180
仰角駆動範囲：-90 ～ 90
X 角駆動範囲：-180 ～ 180
Y 角駆動範囲：-180 ～ 180
また、オブジェクト追尾中に駆動範囲を超えた場合、超える直前の駆動角に固定され、センサの追尾ステータス(sensor.TRACK)は、０となります。

オブジェクトを追尾する

チェックすると、対象オブジェクト選択メニューで選択したオブジェ
クトを追尾します。

対象オブジェクト

追尾対象のオブジェクトを選択します。

48

6. オブジェクト編集操作／衛星追加／表示用形状モデル設定■ センサ視野情報と干渉パラメータ

図 6-27 衛星センサ登録画面／センサ視野情報入力欄
入力項目は、以下のようです。
表 6-7 センサ視野パラメータ
設定項目
視野タイプ

説明
円、矩形を選択します。
視野タイプが円場合、視野角１に視野円の半頂角を入力しま

視野角 1
視野角 2

す。
視野タイプが矩形の場合は、視野角 1 にセンサ視野座標系の X
軸方向の視野角（半頂角）、視野角 2 に Y 軸方向の視野角（半頂角）を入力します。

センサ口径

干渉条件設定表示用のパラメータであり、センサ視野コーンを表示する際、センサ視野原点における円錐台の口径に用います。
天体による干渉条件を設定します。
対象となる天体と干渉視野角を設定します。（図 6-28）

図 6-28 干渉視野条件設定画面

49

6. オブジェクト編集操作／衛星追加／表示用形状モデル設定

6.4 スクリプト編集
SVA には、以下のスクリプト制御機能が用意されています。
■ 衛星制御スクリプト
衛星制御スクリプトは、衛星の ΔV 制御や姿勢制御のロジックを利用者が記述するためのものであり、一般の演算式や関数の他、衛星制御用の各種関数や制御命令などが用意されています。
衛星制御スクリプトは、シミュレーションの各ステップにおいて、軌道位置・速度、姿勢などが更新された後、スクリプトの先頭から最後までが実行され、現在までの状態を基に、次のシミュレーションステップにおける各種制御量を算出することができます。
また、定義済みの衛星制御スクリプトは、衛星制御スクリプトファイルとして保存することができ、他のシミュレーションで流用することができます。

■ シナリオスクリプト
シミュレーション中の指定時刻におけるアクションを記述することにより、シミュレ
ーション全体の制御を記述するものです。
衛星制御スクリプトでも同様の記述が可能ですが、制御計画が予め決められている場
合に、より簡単にシナリオを記述することができます。
また、定義済みのシナリオスクリプトはシミュレーション定義ファイルに組込まれて、保存されます。

■ ユーザ変数定義スクリプト
ユーザ変数の値を算出するための簡易スクリプトです。
シミュレーション定義ファイルに組込まれて、保存されます。

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6. オブジェクト編集操作／衛星追加／表示用形状モデル設定

6.4.1 衛星制御スクリプト
衛星制御スクリプトを編集するには、オブジェクトツリーから対象衛星の「スクリプト」をクリックし、「スクリプト制御」を選択します。

スクリプト編集領域

変数一覧表示欄

図 6-29 衛星制御スクリプト定義画面

画面上の操作ボタンについて以下に説明します。
表 6-8 衛星制御スクリプト画面操作項目一覧
ボタン
参照…
保存…
コンパイル
クリア
変数参照
関数参照
OK
キャンセル
□スクリプトを無効にする
文字列検索欄説明
保存済みのスクリプトを読み込みます。
編集中のスクリプトを保存します。
編集中のスクリプトの構文チェックを行います。
衛星に設定されたスクリプトをクリアし、本画面を閉じます。
システム変数の一覧を表示します。
関数一覧を表示します。
編集を反映して本画面を閉じます。
編集をキャンセルして本画面を閉じます。
チェックした場合、一時的にスクリプトを無効化します。
検索文字列を入力し、上下矢印ボタンで前後の検索ができます。

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6. オブジェクト編集操作／衛星追加／表示用形状モデル設定■ 編集操作
編集中の画面イメージを以下に示します。

図 6-30 編集画面イメージ
編集操作における補足事項を以下に示します。
・ 編集画面を表示したまま、シミュレーションの実行操作が可能。
・ シミュレーション実行中の場合、変数一覧には、スクリプトで参照している全ての変数の値が表示される。
※ シミュレーションのステップ毎に、スクリプト実行後の値が表示される。
・ 配列変数の表示は、３要素までとする。
・ 編集後、[コンパイル]ボタンを押すことにより、シミュレーションに反映される。
・ 編集画面は、画面の隅をドラッグすることにより、拡大縮小が可能。
・ 編集中に文字列の検索が可能。
文字列入力欄に、検索文字列を入力後、上下矢印ボタンで前後に検索します。
・ 編集画面で以下のキー操作が可能です。
ctrl+C：選択範囲をクリップボードにコピー
ctrl+V：クリップボードの内容をカーソル位置に張り付ける
ctrl+Z：編集を元に戻す
ctrl+Y：戻した編集を再実行する

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6. オブジェクト編集操作／衛星追加／表示用形状モデル設定■ システム変数の参照
衛星制御スクリプト定義画面で、「変数参照」ボタンをクリックすると、以下のシ
ステム変数参照画面が表示されます。
システム変数により、衛星や天体の軌道データなどを、指定の座標系で参照することができます。
システム変数は、スクリプトの他、データ一覧画面やトレンドグラフにおいても参照します。
システム変数の一覧を付録１に示します。

図 6-31 システム変数参照画面
オブジェクト、データ項目、座標系の順で選択し、「OK」ボタンをクリックすることで、衛星制御スクリプト定義画面編集領域のカーソル位置に、システム変数が転記
されます。

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6. オブジェクト編集操作／衛星追加／表示用形状モデル設定■ 関数の一覧表示
衛星制御スクリプト定義画面で、「関数参照」ボタンをクリックすると、以下の関数一覧画面が表示されます。
表示対象とする関数の種別をチェックします。

一覧で表示された関数を選択すると、その関数の説明文を表示します。

図 6-32 関数一覧54

6. オブジェクト編集操作／衛星追加／表示用形状モデル設定■ スクリプトのデバッグ
スクリプトのデバッグは、スクリプト定義画面の変数一覧と、スクリプト中に記述
した print 文の出力を確認することによって行います。

print 文の出力は、以下のようなログ画面に出力されます。
また、ログ画面は、メイン画面の[log]ボタンにより表示／非表示を切替えることが
できます。

SAT1

ログ画面。
print 文の出力や、エラーメッセージが表示される。

図 6-33 スクリプトのデバッグイメージ

55

6. オブジェクト編集操作／衛星追加／表示用形状モデル設定

6.4.2 ユーザ変数
ユーザ変数は、演算式や各種関数を用いた計算式により、ユーザ独自の変数を定義するものです。定義されたユーザ変数は、衛星姿勢制御スクリプトなどで参照することができます。
ユーザ変数の定義方法を以下に示します。
「オブジェクト編集」メニューから、「ユーザ変数」を選択することにより、以下のユーザ
変数一覧画面が表示されます。

図 6-34 ユーザ変数一覧画面
新たなユーザ編集の登録や変更は、上記画面で「追加」／「変更」ボタンをクリックすることにより表示される、以下のユーザ変数定義画面で行います。
ユーザ変数定義画面では、変数名、単位、表示書式、変数の説明コメント、初期値、および変数の定義式を入力します。
ユーザ変数は、複数の衛星制御スクリプト間でグローバルな変数として、使用することができます。この場合、変数の定義式は空欄とし、初期値を与えます。
また、スクリプトから参照されているユーザ変数は、図 6-34 のユーザ変数一覧で確認することができます。

ユーザ変数の定義式を記述します。
最後の代入文によって設定される値がユーザ変数値となります。

図 6-35 ユーザ変数定義画面
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７. ツール機能

7 ツール機能
7.1 軌道イベント検索
食や昇交点／降交点通過などの軌道イベントを検索します。
軌道データ生成後、メニューバーから「データ生成」→「軌道イベント検索」を選択することにより、軌道イベント検索画面が表示されます。

図 7-1 軌道イベント検索画面
対象衛星と検索するイベントの種別を指定し、検索実行ボタンを押すことで検索が行い、結果を一覧表示します。

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７. ツール機能

7.2 地上局イベント検索
地上局における衛星の可視時間を検索します。
軌道データ生成後、メニューバーから「データ生成」→「局イベント検索」を選択すること
により、地上局検索画面が表示されます。

図 7-2 地上局イベント検索画面
地上局と対象衛星、検索するイベントの種別を指定し、検索実行ボタンを押すことで検索が実行されます。

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７. ツール機能

7.3 センサ干渉情報検索
衛星センサに対する天体の干渉情報を検索します。
軌道データ生成後、メニューバーから「データ生成」→「センサ干渉情報検索」を選択する
ことにより、センサ干渉情報検索画面が表示されます。

図 7-3 センサ干渉情報検索画面
対象衛星とセンサを指定し、検索実行ボタンを押すことで検索が実行されます。
検索するセンサは、「図 6-28 干渉視野条件設定画面」で、干渉天体が指定されたセンサが対象となります。

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７. ツール機能

7.4 軌道暦ファイル出力
衛星の軌道暦や天体位置の時系列データを出力することができます。
軌道データ生成後、メニューバーから「ツール」→「軌道暦データ出力」を選択することにより、以下の軌道暦データ出力画面が表示されます。

図 7-4 軌道暦データ出力画面
衛星を選択した場合、出力形式として CSV ファイルまたは CCSDS-OEM 形式を指定することができます。

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７. ツール機能

7.5 相対軌道制御計画作成(1) 初期画面
本機能はメニューバーの「ツール」→「相対軌道制御計画...」を選択することにより起動され、最初に基準衛星となる衛星（ターゲット衛星）を選択する。

図 7-5 基準衛星選択画面
基準衛星選択後、相対軌道制御計画画面が表示される。
登録済の軌道制御計画情報があれば、それを元に軌道制御プロファイルを表示する。

制御計画設定欄
登録済の制御計画一覧

軌道制御プロファイル

図 7-6 相対軌道制御計画画面

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７. ツール機能(2) 制御計画の入力
制御計画設定欄で、「軌道制御計画作成」ボタンをクリックすると、以下の軌道制御入力画面が表示される。

図 7-7 軌道制御パラメータ入力画面
軌道制御計パラメータ入力画面で、制御種別と制御種別に応じたパラメータを入力し、軌道制御計画を作成する。
指定できる制御種別には以下がある。
(a) マニュアル制御
ΔV 時刻とΔV 成分を入力する。
入力画面を図 7-7 に示す。
(b) 面内制御

面内制御計画を作成する。
相対離心率ベクトル(a・δex、a・δey)と相対軌道高度（aδa）の目標値を入力する。

図 7-8 軌道制御パラメータ入力画面（面内制御）

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７. ツール機能(c) 面外制御

面外制御計画を作成する。
相対軌道傾斜角ベクトル(a・δix、a・δiy)の目標値を入力する。

図 7-9 軌道制御パラメータ入力画面（面外制御）(d) Safe Ellipse Orit

Safe Ellipse Orbitに遷移する計画を作成する。

図 7-10 軌道制御パラメータ入力画面（Sage Orbit）
入力パラメータの内容を以下に示す。
表 7-1 相対軌道制御パラメータ
No.
1
2

パラメータ
Drift Rate[m/s]aδe[m]

3aδi[m]

説明
Safe orbit のドリフトレート[m/s]を指定する。
離心率ベクトルの差による高度方向の変動範囲[m]を指定する。
入力値の閾値が、入力欄右側に表示される。
閾値はΔV 時刻とドリフトレートより変化する。
軌道傾斜角ベクトルの差によるクロストラック方向の変動量[m]を指定する。
入力値の閾値が、入力欄右側に表示される。
閾値はΔV 時刻とドリフトレートにより変化する。

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７. ツール機能(3) 制御計画結果表示
入力された制御計画は相対軌道計画作成画面の「設定中のΔV一覧」に表示される。

設定中のΔVパラメータによる軌道制御プロファイルを表示する。
軌道制御プロファイルは、Tangential-Radil面と、Normal-Radial面について表示する。
軌道制御プロファイルには以下の内容が示される。
(a) 計画確定済軌道（青ライン）(b) 計画可能期間の軌道（オレンジのライン）(c) 設定中のΔV による軌道（赤のライン）(d) ΔV 実施位置（△）

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７. ツール機能(4) 軌道制御計画のマニュアル調整
相対軌道計画作成画面の「設定中のΔV 一覧」で計画を選択し「マニュアル調整」ボタンをクリックすると、以下のΔV 調整画面を表示する。

図 7-11 軌道制御量調整画面

ΔV 時刻とΔV の各成分をスライダーで操作することにより、値を変更する。
変更結果は、即時に、相対軌道計画作成画面の軌道プロファイル画面に反映される。
スライダの移動によるパラメータの変化量の調整は[＋] [－]ボタンにより行うことができる。
(5) 制御計画の確定
軌道制御計画画面で［ΔV 登録＞＞］ボタンをクリックすることにより「制御計画設定欄」に仮置きされた計画を、ΔV 計画として登録し、登録済制御計画一覧に追加する。

(6) 制御計画の登録
登録済制御計画一覧にある制御計画を登録し、制御計画作成画面を終了する。
※上記(5)の確定と登録は同じ意味であるため、本機能（登録）は削除予定である。

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７. ツール機能(7) 登録された軌道制御計画の編集
軌道制御計画情報は、シミュレーション王部ジェクトツリーの衛星ノードで「ΔV コマンド」
を選択することで、軌道制御コマンド一覧画面に一覧表示される。
軌道制御コマンド一覧画面では、軌道制御パラメータの直接編集や外部ファイルのエクスポートが可能である。

図 7-12 軌道制御計画一覧画面

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７. ツール機能

7.6 スペースデブリ接近情報検索
衛星とスペースデブリの接近情報を検索します。
軌道データ生成後、メニューバーから「ツール」→「デブリ接近情報検索」を選択すること
により、以下のスペースデブリ接近情報検索画面が表示されます。

図 7-13 スペースデブリ接近情報検索画面
対象衛星と距離閾値、デブリの軌道誤差を入力することで、検索を開始します。
衛星の軌道誤差は、「図 6-3 宇宙機登録画面」の軌道誤差設定ボタンを押すことで表示される軌道誤差設定画面で指定します。
また、デブリ情報は、space-track.org サイトから取得した TLE バルクデータを用います。
TLE バルクデータの指定は、オブジェクトツリーから「その他」ノードで、「デブリセットの追加」をクリックすると表示されるスペースデブリ登録画面で行います。

図 7-14 スペースデブリ登録画面

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8. 設定機能

8 設定機能
以下の設定機能があります。
・ 共通表示設定・ 外部ツール設定
・ 地球回転パラメータ設定
・ SGP4 設定
8.1 共通表示設定
メニューバーの「設定」→「共通表示設定」で、以下の画面を表示し、共通的な、各種プロ
パティ値を設定します。

図 8-1 共通表示設定画面

8.2 外部ツール設定画面
メニューバーの「設定」から外部ツール設定を選択すると以下の画面を表示し、テキストエ
ディタ、Wget および gzip ツールのプログラムパスを設定します。

図 8-2 外部ツール設定画面
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8. 設定機能

8.3 地球回転パラメータ設定画面
メニューバーの「設定」から「地球回転パラメータ設定」を選択すると、地球回転パラメー
タ設定画面が表示されます。
地球回転パラメータファイル（EOP ファイル）は、本画面で行うことができます。

図 8-3 地球回転パラメータ設定画面

地球回転パラメータ設定画面では以下の項目を設定します。
表 8-1 地球回転パラメータ入力／表示項目一覧
設定項目

説明

種別

EOP ファイルの種別として最新ファイルか指定ファイルかを選択します。

ファイル名参照する EOP ファイルのパス名を表示します。
EOP ファイルの種別が指定ファイルの場合に有効となり、クリックすることで EOP ファイルを選択します。
ファイルを参照する初期フォルダは$install/data/IERS となります。

参照...ボタン
データ期間（観測）データ期間（予測）EOP ファイルに格納されている観測に基づくデータの期間を表示します。
EOP ファイルに格納されている予測データの期間を表示します。
EOP ファイルの種別が指定ファイルの場合に有効となり、ボタンを押すと以下のサイトから最新のファイルを取得し、参照ファイルとして設定されます。

https://datacenter.iers.org/data/8/finals.data

Web から取得ボタン

参照可能な EOP ファイルは finals.data (IAU1980)などの、IAU1980 章動モ
デルに対応したものに限定されます。
上記の URL は、$install\config\SVA.ini ファイルに、以下の記述を行うことで変更することができます。
[DIR]
EOP_URL= https://datacenter.iers.org/data/8/finals.data69