JP2003011900A - 人工衛星における観測運用効率化システム及び効率化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 観測計画の最適化が可能な人工衛星における
観測運用効率化システムの提供。 【解決手段】 観測装置２からの要求をコマンド制御装
置１が受取ると、コマンド制御装置１はその要求に応じ
て姿勢制御装置３を制御する。衛星の姿勢が安定すると
姿勢制御装置３からの要求がコマンド制御装置１に送信
され、コマンド制御装置１はその要求に応じて観測装置
２を制御する。観測が終了すると、観測装置２からの要
求がコマンド制御装置１に送信される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は人工衛星における観
測運用効率化システム及び効率化方法に関し、特に慣性
空間の任意の方向を一定時間観測することを目的とした
人工衛星における観測運用効率化システム及び効率化方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来は、衛星内で生成する複数のコマン
ドの送信間隔を相対時間で指定するコマンド群を用い
て、姿勢変更開始時刻や観測開始時刻をコマンド制御装
置に保持し、決められたシーケンスに従いコマンドを実
行していた。

【０００３】次に、この従来技術を具体的に説明する。
図４は従来のこの種の観測システムの一例の動作を示す
タイミングチャートである。同図を参照すると、同図に
はコマンドＡ〜Ｃの送信タイミングが示されている。こ
れらのコマンドＡ〜Ｃは例えば衛星における観測実行コ
マンドであり、コマンドＡ〜Ｃの長さ（秒）は観測実行
時間を示している。

【０００４】即ち、コマンドＢの開始時刻はコマンドＡ
終了からｔ１秒後、コマンドＣの開始時刻はコマンドＢ
終了からｔ３秒後というふうに、コマンドＡ〜Ｃの実行
間隔は相対時間ｔ１秒，ｔ３秒で設定されていた。そし
て、ｔ１秒及びｔ２秒の時間内で衛星の姿勢制御（即
ち、姿勢変更）が行われていた。

【０００５】従って、全体の動作は、まずコマンドＡを
実行し、それが終了したらｔ１秒内に衛星の姿勢変更を
行う。次に、ｔ１秒が経過したらコマンドＢを実行し、
それが終了したらｔ３秒内に衛星の姿勢変更を行う。次
に、ｔ３秒が経過したらコマンドＣを実行する、という
処理を繰り返していた。

【０００６】なお、この種の従来技術の一例が実開昭６
０−９８６００号公報（実願昭５８−１８７６４９号）
（以下、先行技術という）に開示されている。これは、
姿勢センサ２からのリクエスト（姿勢データ）を受け取
って姿勢制御装置１が衛星の姿勢を制御する、というも
のである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のシステ
ムでは、全てのコマンド実行タイミングを時刻で指定す
るため、観測開始時刻の設定時は、姿勢変更開始から姿
勢が安定するまでの所要時間を予測し、姿勢が安定する
前に観測を開始しないよう観測開始時刻を決めていた。

【０００８】同図（Ｂ）を参照すると、ｔ１秒内にｔ２
秒が設定されているが（ｔ１＞ｔ２）、このｔ２秒は現
実に姿勢変更が行われる時間を示している。即ち、現実
に姿勢変更が行われるｔ２秒よりも長い時間ｔ１秒が間
隔時間として設定されている。同様に、同図（Ｃ）を参
照すると、ｔ３秒内にｔ４秒が表示されているが（ｔ３
＞ｔ４）、このｔ４秒は現実に姿勢変更が行われる時間
を示している。即ち、現実に姿勢変更が行われるｔ４秒
よりも長い時間ｔ３秒が間隔時間として設定されてい
る。

【０００９】このように、従来のシステムはコマンド実
行間隔に余裕を持たせる必要があったため、観測計画が
最適化できないという欠点があった。又、上記先行技術
にもこの欠点を解消する手段は開示されていない。

【００１０】そこで本発明の目的は、観測計画の最適化
が可能な人工衛星における観測運用効率化システム及び
効率化方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、人工衛星における観測運用効率化システム
であって、そのシステムは観測を行う観測手段と、前記
衛星の姿勢制御を行う姿勢制御手段と、前記観測手段及
び前記姿勢制御手段を制御するコマンド制御手段とを含
んでおり、前記コマンド制御手段は、前記観測手段から
の要求に応じて前記姿勢制御手段を制御し、かつ前記姿
勢制御手段からの要求に応じて前記観測手段を制御する
ことを特徴とする。

【００１２】又、本発明による他の発明は、人工衛星に
おける観測運用効率化方法であって、その人工衛星は観
測を行う観測手段と、前記衛星の姿勢制御を行う姿勢制
御手段と、前記観測手段及び前記姿勢制御手段を制御す
るコマンド制御手段とを含んでおり、その方法は前記観
測手段から前記コマンド制御手段に対し要求を行う１ス
テップと、前記コマンド制御手段が前記観測手段からの
前記要求を受取り、その要求に応じて前記姿勢制御手段
に対し命令を行う第２ステップと、前記姿勢制御手段か
ら前記コマンド制御手段に対し要求を行う第３ステップ
と、前記コマンド制御手段が前記姿勢制御手段からの前
記要求を受取り、その要求に応じて前記観測手段に対し
命令を行う第４ステップとを含むことを特徴とする。

【００１３】本発明及び本発明による他の発明によれ
ば、観測手段からの要求に応じて姿勢制御手段が姿勢制
御を行い、姿勢制御手段からの要求に応じて観測手段が
観測を行う構成であるため、観測計画の最適化が可能と
なる。

【００１４】

【発明の実施の形態】まず、本発明の概要について説明
する。本発明は、慣性空間の任意の方向を一定時間観測
することを目的とした人工衛星において、観測方向変更
のための姿勢変更時に、観測装置が、姿勢制御装置から
の姿勢安定通知信号を受信した後に観測を開始し、又、
観測終了後、観測装置が次の観測対象に向けて姿勢を変
更する要求信号を生成し、この信号をもとに姿勢制御装
置が姿勢変更制御を開始するシステムである。本発明に
より、姿勢変更開始から観測開始までの所要時間、及び
観測終了から姿勢変更開始までの所要時間をそれぞれ最
小化することができる。

【００１５】以下、本発明の実施の形態について添付図
面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る観測運
用効率化システムの最良の実施の形態の構成図である。
同図を参照すると、観測運用効率化システムは、衛星搭
載機器にコマンドを送信する機能を有するコマンド制御
装置１と、人工衛星のミッション機器である観測装置２
と、人工衛星の姿勢変更及び姿勢安定化制御機能を有す
る姿勢制御装置３と、観測装置２からコマンド制御装置
１にリクエストコマンド発行要求信号を送信する観測装
置―コマンド制御装置間リクエストコマンド発行要求信
号インタフェース４と、コマンド制御装置１から姿勢制
御装置３にリクエストコマンドを送信する姿勢制御装置
―コマンド制御装置間リクエストコマンドインタフェー
ス５と、姿勢制御装置３からコマンド制御装置１にリク
エストコマンド発行要求信号を送信する姿勢制御装置―
コマンド制御装置間リクエストコマンド発行要求信号イ
ンタフェース６と、コマンド制御装置１から観測装置２
にリクエストコマンドを送信する観測装置―コマンド制
御装置間リクエストコマンドインタフェース７とから構
成される。さらに、コマンド制御装置１は上記リクエス
トコマンドを格納するためのメモリ１１を有している。

【００１６】以降の説明において、コマンド制御装置１
が観測装置２及び姿勢制御装置３からのリクエストコマ
ンド発行要求信号に基づき、観測装置２及び姿勢制御装
置３に向けて送信するコマンドをリクエストコマンド、
コマンド制御装置１にリクエストコマンドの発行を要求
する観測装置２及び姿勢制御装置３をリクエストコマン
ドユーザと定義する。

【００１７】リクエストコマンドユーザは、リクエスト
コマンドの発行をコマンド制御装置１に要求するリクエ
ストコマンド発行要求信号を生成する機能を有する。

【００１８】コマンド制御装置１は、複数のリクエスト
コマンドを内蔵メモリ１１に保持し、観測装置２及び姿
勢制御装置３からのリクエストコマンド発行要求信号を
各リクエストコマンド発行要求信号インタフェース４，
６を介して受信し、リクエストコマンドを各リクエスト
コマンドインタフェース５，７を介して、観測装置２及
び姿勢制御装置３に送信する機能を有する。

【００１９】観測装置２は、コマンド制御装置１からの
コマンドにより、観測を開始する機能を有し、観測終了
後、次の観測対象に向けて衛星姿勢を変更するリクエス
トコマンドの発行を要求するリクエストコマンド発行要
求信号を生成する機能を有する。

【００２０】姿勢制御装置３は、コマンド制御装置１か
らのコマンドにより、衛星の姿勢を変更するとともに姿
勢の安定化制御を行う機能を有し、観測装置２が観測を
開始できる姿勢安定精度を満足した後、観測を開始する
リクエストコマンドの発行を要求するリクエストコマン
ド発行要求信号を生成する機能を有する。

【００２１】コマンド制御装置１に保持されているリク
エストコマンドＡ、Ｂ、Ｃは以下のコマンドで構成され
る。

【００２２】リクエストコマンドＡ及びリクエストコマ
ンドＣは、衛星の姿勢を任意の方向に向ける姿勢変更コ
マンドで構成され、コマンド制御装置１から姿勢制御装
置３に送信される。本コマンドの発行を要求するリクエ
ストコマンド発行要求信号は、観測装置２が生成する。

【００２３】リクエストコマンドＢは、観測を開始する
コマンドで構成され、コマンド制御装置１から観測装置
２に送信される。本コマンドを要求するリクエストコマ
ンド発行要求信号は、姿勢制御装置３が生成する。

【００２４】次に、観測運用効率化システムの動作につ
いて説明する。図２は観測運用効率化システムの動作を
示すフローチャートである。同図を参照すると、まず、
観測装置２は、観測終了後、リクエストコマンド発行要
求信号Ａを生成し、観測装置―コマンド制御装置間リク
エストコマンド発行要求信号インタフェース４を介し
て、制御装置１に送信する（Ｓ１）。

【００２５】次に、コマンド制御装置１は、観測装置２
からのリクエストコマンド発行要求信号Ａを受信し（Ｓ
２）、保持しているリクエストコマンドＡを、姿勢制御
装置―コマンド制御装置間リクエストコマンドインタフ
ェース５を介して、姿勢制御装置３に送信する（Ｓ
３）。

【００２６】次に、姿勢制御装置３は、コマンド制御装
置１からリクエストコマンドＡを受信し、リクエストコ
マンドＡに従い、衛星の姿勢変更制御を開始し（Ｓ
４）、姿勢変更終了後は姿勢を安定化する制御を行う
（Ｓ５）。

【００２７】次に、姿勢制御装置３は、観測装置２が観
測を開始できる姿勢安定精度を満たした時点で、リクエ
ストコマンド発行要求信号Ｂを生成し、姿勢制御装置―
コマンド制御装置間リクエストコマンド発行要求信号イ
ンタフェース６を介して、コマンド制御装置１に送信す
る（Ｓ６）。

【００２８】次に、コマンド制御装置１は、姿勢制御装
置３からリクエストコマンド発行要求信号Ｂを受信し
（Ｓ７）、リクエストコマンドＢを観測装置―コマンド
制御装置間リクエストコマンドインタフェース７を介し
て、観測装置２に送信する（Ｓ８）。

【００２９】次に、観測装置２は、コマンド制御装置１
からリクエストコマンドＢを受信し、リクエストコマン
ドＢに従い、観測を開始する（Ｓ９）。

【００３０】次に、観測装置２は観測終了後（Ｓ１
０）、リクエストコマンド発行要求信号Ｃを生成して、
観測装置―コマンド制御装置間リクエストコマンド発行
要求信号インタフェース４を介し、コマンド制御装置１
に送信する（Ｓ１１）。

【００３１】次に、コマンド制御装置１は、観測装置２
からのリクエストコマンド発行要求信号Ｃを受信し（Ｓ
１２）、保持しているリクエストコマンドＣを、姿勢制
御装置―コマンド制御装置間リクエストコマンドインタ
フェース５を介して、姿勢制御装置３に送信する（Ｓ１
３）。

【００３２】次に、姿勢制御装置３は、コマンド制御装
置１からリクエストコマンドＣを受信し、リクエストコ
マンドＣに従い、衛星の姿勢変更制御を開始する（Ｓ１
４）。以下、Ｓ５〜Ｓ１０と同様の動作を繰り返す。

【００３３】図３は本発明に係る観測運用効率化システ
ムの動作を示すタイミングチャートである。同図から明
らかなように、本発明によれば、コマンドＡ−Ｂ間の時
間間隔はｔ２秒に、コマンドＢ−Ｃ間の時間間隔はｔ４
秒に夫々短縮される。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、人工衛星における観測
運用効率化システムであって、そのシステムは観測を行
う観測手段と、前記衛星の姿勢制御を行う姿勢制御手段
と、前記観測手段及び前記姿勢制御手段を制御するコマ
ンド制御手段とを含んでおり、前記コマンド制御手段
は、前記観測手段からの要求に応じて前記姿勢制御手段
を制御し、かつ前記姿勢制御手段からの要求に応じて前
記観測手段を制御する構成であるため、観測計画の最適
化が可能となる。

【００３５】又、本発明による他の発明によれば、人工
衛星における観測運用効率化方法であって、その人工衛
星は観測を行う観測手段と、前記衛星の姿勢制御を行う
姿勢制御手段と、前記観測手段及び前記姿勢制御手段を
制御するコマンド制御手段とを含んでおり、その方法は
前記観測手段から前記コマンド制御手段に対し要求を行
う１ステップと、前記コマンド制御手段が前記観測手段
からの前記要求を受取り、その要求に応じて前記姿勢制
御手段に対し命令を行う第２ステップと、前記姿勢制御
手段から前記コマンド制御手段に対し要求を行う第３ス
テップと、前記コマンド制御手段が前記姿勢制御手段か
らの前記要求を受取り、その要求に応じて前記観測手段
に対し命令を行う第４ステップとを含むため、上述の本
発明と同様の効果を奏する。

【００３６】具体的には、慣性空間における任意の方向
を一定時間観測する際に、人工衛星が観測可能な姿勢に
安定した後、姿勢制御装置から観測開始のコマンド発行
要求信号をコマンド制御装置に送信し、コマンド制御装
置が観測装置にコマンドを送信することで観測を開始す
る閉ループ制御では、姿勢変更開始から観測開始までの
時間を必要最小限にすることができる。又、観測終了
後、観測装置から姿勢変更コマンドの発行要求信号をコ
マンド制御装置に送信し、コマンド制御装置が姿勢制御
装置にコマンドを送信することで姿勢変更制御を開始す
る場合も、観測終了から姿勢変更開始までの所要時間を
必要最小限にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る観測運用効率化システムの最良の
実施の形態の構成図である。

【図２】同観測運用効率化システムの動作を示すフロー
チャートである。

【図３】同観測運用効率化システムの動作を示すタイミ
ングチャートである。

【図４】従来のこの種の観測システムの一例の動作を示
すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１ コマンド制御装置 ２ 観測装置 ３ 姿勢制御装置 ４，６ リクエストコマンド発行要求信号インタフェー
ス ５，７ リクエストコマンドインタフェース １１ メモリ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人工衛星における観測運用効率化システ
   ムであって、 観測を行う観測手段と、前記衛星の姿勢制御を行う姿勢
   制御手段と、前記観測手段及び前記姿勢制御手段を制御
   するコマンド制御手段とを含んでおり、 前記コマンド制御手段は、前記観測手段からの要求に応
   じて前記姿勢制御手段を制御し、かつ前記姿勢制御手段
   からの要求に応じて前記観測手段を制御することを特徴
   とする観測運用効率化システム。
2. 【請求項２】 前記姿勢制御手段は、前記観測手段から
   の要求に対応する命令を前記コマンド制御手段から受取
   ると、その命令を実行し、姿勢が安定すると前記コマン
   ド制御手段に前記観測手段に対する要求を送信すること
   を特徴とする請求項１記載の観測運用効率化システム。
3. 【請求項３】 前記観測手段は、前記姿勢制御手段から
   の要求に対応する命令を前記コマンド制御手段から受取
   ると、その命令を実行し、観測が終了すると前記コマン
   ド制御手段に前記姿勢制御手段に対する要求を送信する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の観測運用効率化
   システム。
4. 【請求項４】 前記コマンド制御手段は、前記観測手段
   からの要求に対応する命令及び前記姿勢制御手段からの
   要求に対応する命令を格納する格納手段を含むことを特
   徴とする請求項１から３いずれかに記載の観測運用効率
   化システム。
5. 【請求項５】 人工衛星における観測運用効率化方法で
   あって、 観測を行う観測手段と、前記衛星の姿勢制御を行う姿勢
   制御手段と、前記観測手段及び前記姿勢制御手段を制御
   するコマンド制御手段とを含んでおり、 前記観測手段から前記コマンド制御手段に対し要求を行
   う１ステップと、前記コマンド制御手段が前記観測手段
   からの前記要求を受取り、その要求に応じて前記姿勢制
   御手段に対し命令を行う第２ステップと、前記姿勢制御
   手段から前記コマンド制御手段に対し要求を行う第３ス
   テップと、前記コマンド制御手段が前記姿勢制御手段か
   らの前記要求を受取り、その要求に応じて前記観測手段
   に対し命令を行う第４ステップとを含むことを特徴とす
   る観測運用効率化方法。
6. 【請求項６】 前記第２ステップの次に前記姿勢制御手
   段が前記コマンド制御手段から受取った命令を実行する
   第２１ステップを含み、姿勢が安定すると前記第３ステ
   ップに進むことを特徴とする請求項５記載の観測運用効
   率化方法。
7. 【請求項７】 前記第４ステップの次に前記観測手段が
   前記コマンド制御手段から受取った命令を実行する第４
   １ステップを含み、観測が終了すると前記第１ステップ
   に進むことを特徴とする請求項５又は６記載の観測運用
   効率化方法。
8. 【請求項８】 前記コマンド制御手段は、前記観測手段
   からの要求に対応する命令及び前記姿勢制御手段からの
   要求に対応する命令を格納する格納手段を含むことを特
   徴とする請求項５から７いずれかに記載の観測運用効率
   化方法。