JPH1065620A - Data optical communication system - Google Patents

Data optical communication system

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Publication number
JPH1065620A
JPH1065620A JP8213953A JP21395396A JPH1065620A JP H1065620 A JPH1065620 A JP H1065620A JP 8213953 A JP8213953 A JP 8213953A JP 21395396 A JP21395396 A JP 21395396A JP H1065620 A JPH1065620 A JP H1065620A
Authority
JP
Japan
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data
station
satellite
receiving
observation
Prior art date
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Pending
Application number
JP8213953A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Hosokawa
哲夫 細川
Kazumitsu Nakajima
一光 中島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP8213953A priority Critical patent/JPH1065620A/en
Publication of JPH1065620A publication Critical patent/JPH1065620A/en
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  • Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a data optical communication system which precisely and inexpensively transmit large quantity of observed data which an observation satellite obtains to ground in short time without being affected by weather and the like. SOLUTION: Reception stations 2A and 2B are installed in a plurality of places for receiving observed data from the observation satellite 1. A center station 3 refers to weather information and the like in the respective reception station installation points and designates the reception station which can execute optical communication without clouds for long time for a communication station with the satellite 1. The reception station designated for the communication station emits laser from a laser transmitter 21A to the satellite. The satellite detects the arriving direction of laser light and transmits observed data to the direction by light. The communication station receives it and transmits to the center station 3. When optical communication is interrupted by the cloud, a data reception level drops and therefore the effect is informed to the center station 3. The center station designates one of the reception stations which can perform optical communication, executes the similar processing again and transmits/receives following data.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はデータ光通信システ
ムに関し、特に観測衛星と地上局との間において光通信
方式により観測データの送受信をなすデータ光通信シス
テムに関するものである。
The present invention relates to a data optical communication system, and more particularly to a data optical communication system for transmitting and receiving observation data between an observation satellite and a ground station by an optical communication system.

【0002】[0002]

【従来の技術】地球観測衛星等が取得したデータは衛星
に搭載されている記憶装置に記録され、衛星が地上の受
信局と交信可能な範囲に来た時にまとめて地上に送信さ
れる。衛星が地上の受信局と交信可能な範囲は衛星の周
回毎に必ず存在する訳ではなく、地上局の上空付近を通
過する時に限られる。
2. Description of the Related Art Data obtained by an earth observation satellite or the like is recorded in a storage device mounted on the satellite, and is collectively transmitted to the ground when the satellite comes within a range where communication with a receiving station on the ground is possible. The range in which a satellite can communicate with a receiving station on the ground does not always exist for each orbit of the satellite, and is limited only when the satellite passes near the sky above the ground station.

【0003】赤道に対して傾いた角度で打ち上げられた
衛星は、周回毎に一定量づつ地上局上空付近を通過する
経度がズレ、数回周回した後は、交信不可能な場所を通
過し、暫く周回した後に再び交信可能な範囲に回帰して
来る。交信可能な範囲に入っている間に、回帰までの間
に記録した全データを地上に送出するか、回収可能な衛
星では回収までの全データを衛星内部に蓄積しておかね
ばならない。
A satellite launched at an angle inclined with respect to the equator shifts by a fixed amount every time the satellite passes near the ground station, and after several orbits, it passes through unreachable places. After lapping for a while, it returns to the communication range again. While in communication range, all data recorded until the return must be sent to the ground, or in a recoverable satellite, all data until recovery must be stored inside the satellite.

【0004】電波は使用可能周波数帯域幅に限界があ
り、多量のデータを地上に送出することは出来ず、デー
タ圧縮等を行ったとしても限りがある。従って、観測衛
星のセンサとしては多量のデータ収集が可能であったと
しても、伝送容量の制限から活用可能なデータ量が限定
されてしまう。
[0004] Radio waves have a limited usable frequency bandwidth, so that a large amount of data cannot be transmitted to the ground, and there is a limit even if data compression or the like is performed. Therefore, even if a large amount of data can be collected by the sensor of the observation satellite, the amount of data that can be used is limited due to the limitation of the transmission capacity.

【0005】現在の観測衛星はパッシブ(受動的)なも
ののみであり、基本的には平面的なデータに限定される
ので、上記の問題点を有しつつも、不満足ながら実用的
データの取得が可能であった。
The current observation satellites are only passive (passive), and are basically limited to planar data. Therefore, while having the above-mentioned problems, unsatisfactory and practical data can be obtained. Was possible.

【0006】しかしながら、将来アクティブ(能動的)
センサとして期待されているレーザレーダ(ライダ)に
て雪の分布やエアロゾルの分布を3次元的に(高さ情報
を加えて)観測する場合、データ量が飛躍的に増大する
が、伝送容量の制限からこれを全て地上に落とすことは
倒えデータ圧縮を行っても不可能に近くなる。
However, active in the future
When observing the distribution of snow and the distribution of aerosol three-dimensionally (by adding height information) with a laser radar (rider), which is expected as a sensor, the data amount increases dramatically, but the transmission capacity increases. Due to restrictions, it is almost impossible to drop all of them on the ground even if data compression is performed.

【0007】大容量通信として期待されている光通信
も、地上で光ファイバを通して使用するものについては
実用化され、大いに活用されているが、空間伝播による
ものついては天候(視程等)の制約を受けるので、レー
ザが発明されて間もない頃には精力的に研究されたもの
の、現在では近距離通信用として使用されているに過ぎ
ない。
Optical communication, which is expected to be used as a large-capacity communication, has been put to practical use for optical communication on the ground through an optical fiber, and has been widely used. However, communication using spatial propagation is restricted by weather (visibility etc.). As a result, the laser was intensively researched shortly after its invention, but is currently only used for short-distance communication.

【0008】衛星からの光通信のアイデアとして、特開
平5−227069号公報に示されるように、雲上を飛
翔する飛翔体と衛星の間を光通信で行い、その受信デー
タを電波で地上に送信しようというものも有るが、これ
は静止衛星からの信号受信を想定しているものであり、
急速に位置が変化する観測衛星をトラッキングするには
必ずしも適切ではない。また、衛星が回帰して来る度に
航空機等を飛ばすのも不経済であり、また電波を使用す
ることに対する制限もある(もっとも、本発明が目的と
する用途から考えると、航空機内に全データを蓄積し
て、着陸後にデータを地上の装置に転送することも可能
であるので、電波の使用云々は本質的問題ではない)。
[0008] As an idea of optical communication from a satellite, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-227069, optical communication is performed between a flying object flying on a cloud and the satellite, and the received data is transmitted to the ground by radio waves. There is something to try, but this is intended for receiving signals from geostationary satellites,
It is not always appropriate for tracking rapidly changing observation satellites. In addition, it is uneconomical to fly an aircraft etc. every time a satellite returns, and there are restrictions on the use of radio waves (although considering the intended use of the present invention, all It is also possible to accumulate and transfer the data to a device on the ground after landing, so the use of radio waves is not an essential problem).

【0009】本質的問題は、飛翔体を飛ばすことの経済
性と高速で移動する観測衛星のトラッキングに限定して
よいであろう。
The essential problem may be limited to the economics of flying a projectile and the tracking of fast-moving observation satellites.

【0010】上空の大気密度は低くなり、視程を悪化さ
せるようなある程度以上濃厚なエアロゾル等は存在しな
いので、地上の視程悪化の場合でも、衛星との間の通信
を行う場合の滅衰は比較的少ないが、雲がかかる場合は
全く通信が行えなくなる。
[0010] Since the density of the atmosphere above the sky is low and there is no aerosol or the like that is thicker than a certain degree that deteriorates the visibility, even if the visibility on the ground is deteriorated, the decay in the case of communication with the satellite is compared. Although it is very few, communication cannot be performed at all when clouds are applied.

【0011】従って、光は衛星地上間の通信では補助手
段としてはともかく、主通信手段としては回線信頼度の
面から敬遠されている。
Therefore, light is avoided as an auxiliary means in communication between the satellite and the ground, but is avoided as a main communication means from the viewpoint of line reliability.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】第1の問題点は、雲の
存在等に左右されずにデータを送受信できる電波による
通信には、伝送容量に限界が有り取得データが限定され
るという点である。
The first problem is that communication using radio waves that can transmit and receive data without being affected by the presence of clouds or the like has a limited transmission capacity and limits the amount of acquired data. is there.

【0013】その理由は、周波数に応じて伝送帯域が決
まり、周波数が低い電波では伝送帯域に限界があること
と、指向性に限界があるために同一周波数を同時に使用
することに対する制限があることと、多くのユーザが電
波使用を希望する関係で、デー夕伝送に必要なだけの周
波数帯域を確保することが出来ないことである。
[0013] The reason is that the transmission band is determined according to the frequency, and the transmission band is limited in radio waves having a low frequency, and that there is a restriction on the simultaneous use of the same frequency due to the limitation in directivity. In addition, many users want to use radio waves, and thus cannot secure a frequency band necessary for data transmission.

【0014】第2の問題点は、伝送帯域が十分に取れる
光通信では、雪やその他の妨害物により通信が不可とな
ることである。その理由は、光は雪の水滴やエアロゾル
により吸収又は散乱され、通信が出来なくなることであ
り、雲が発生する頻度との関係で高品質の回線が維持出
来ないことである。
[0014] The second problem is that in optical communication in which a sufficient transmission band can be obtained, communication becomes impossible due to snow or other obstructions. The reason is that light is absorbed or scattered by snow droplets or aerosols, making communication impossible, and a high-quality line cannot be maintained in relation to the frequency of cloud formation.

【0015】第3の問題点は、雪の影響を受けない高空
に飛翔体を飛ばすことを想定した場合の、衛星に対する
トラッキングの実現性である。その理由は、地上設置の
ように装置の位置が不変で、装置の姿勢が変化する恐れ
が無いものであれば、トラッキングは衛星の位置データ
のみを用いて行えるが、飛翔体に搭載されたトラッキン
グ装置は、自己の位置と姿勢が常に変化し、これを検出
しつつ衛星との相対関係を計算してトラッキングを行う
必要があり、技術的に不可能ではないが、高速応答や安
定な動作を要求されるため高価なものとならざるを得な
い。また広い範囲からの光を受光しようとして大きな窓
を開けようとすると、機体の構造上の問題も生ずる。
[0015] The third problem is the feasibility of tracking a satellite when it is assumed that the flying object is to fly in a high altitude not affected by snow. The reason is that tracking can be performed using only satellite position data if the position of the device does not change and the attitude of the device does not change as in the case of ground installation, but the tracking mounted on the flying object The device is constantly changing its position and attitude, and it is necessary to calculate the relative relationship with the satellite while detecting this, and perform tracking.This is not technically impossible, but high-speed response and stable operation are possible. It has to be expensive because it is required. If a large window is to be opened in order to receive light from a wide range, a structural problem of the body occurs.

【0016】第4の問題点は、経済的或いは飛翔体の安
全運行に関するものである。その理由は、衛星が回帰し
て来てデータ受信が可能となる度に飛翔体を飛ばすには
多大な経費がかかることであり、回帰してくる時間の関
係で、夜間飛行や荒天での離着陸を行わねばならぬ場合
もあるからである。
The fourth problem relates to economical or safe operation of the flying object. The reason is that it takes a lot of money to fly a flying object every time the satellite returns and data can be received, and due to the time it takes to return, night flight and takeoff and landing in stormy weather This is because it may be necessary to perform

【0017】本発明の目的は、観測衛星が取得した多量
の観測データを天候等に左右されることなく短時間に、
正確にかつ安価に地上へ伝送できるようにしたデータ光
通信システムを提供することである。
An object of the present invention is to convert a large amount of observation data acquired by an observation satellite in a short time without being influenced by weather or the like.
An object of the present invention is to provide a data optical communication system capable of transmitting data accurately and inexpensively to the ground.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明によるデータ光通
信システムは、観測衛星と、この観測衛星に対する追尾
用のトラッキング機能を有し前記衛星からの観測データ
を受信しかつ互いに異なる地点に設置された複数の受信
局と、これ等複数の受信局とデータリンクで夫々接続さ
れこれ等各受信局からの前記データリンクを介して送出
されてくるデータを受信処理する中央局とを含み、前記
中央局は、複数の前記受信局のうち前記観測衛星との交
信局となる局を択一的に指定制御する制御手段を有し、
前記受信局の各々は、前記中央局からの交信局の指定に
応答して前記観測衛星へ向けてレーザ光を照射するレー
ザ発振手段を有し、前記観測衛星は、前記レーザ光を検
出してその到来方向へ指向制御するトラッキング手段
と、この指向制御後に前記観測データを送信する送信手
段とを有することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A data optical communication system according to the present invention has an observation satellite, a tracking function for tracking the observation satellite, receives observation data from the satellite, and is installed at different points from each other. A plurality of receiving stations, and a central station respectively connected to the plurality of receiving stations by a data link and receiving and processing data transmitted from the respective receiving stations via the data link. The station has control means for alternately specifying and controlling a station to be a communication station with the observation satellite among the plurality of receiving stations,
Each of the receiving stations has laser oscillation means for irradiating a laser beam toward the observation satellite in response to designation of a communication station from the central station, and the observation satellite detects the laser beam. It is characterized by having tracking means for controlling pointing in the direction of arrival, and transmitting means for transmitting the observation data after the pointing control.

【0019】そして、前記中央局の前記制御手段は、前
記受信局の各々から通知される受信局設置地点の気象情
報に従って前記交信局となる局を択一的に指定制御する
よう構成されていることを特徴としており、前記交信局
である受信局は、更に、前記観測衛星からのデータ受信
状態を検出して前記中央局へ通知する手段を有し、前記
中央局の前記制御手段は、前記データ受信状態に応じて
交信局の指定を変更制御するよう構成されていることを
特徴としている。
The control means of the central station is configured to selectively designate a station to be the communication station in accordance with weather information of a receiving station installation point notified from each of the receiving stations. Wherein the receiving station, which is the communication station, further includes a unit that detects a data reception state from the observation satellite and notifies the central station, and the control unit of the central station includes the control unit, It is characterized in that it is configured to change and control the designation of the communication station according to the data reception state.

【0020】更にはまた、前記観測衛星の前記トラッキ
ング手段は、前記レーザ光の到来方向が変化したときに
指向制御を再度実行するようにしたことを特徴としてお
り、前記観測衛星の前記送信手段は、前記指向制御の再
実行後に送信データを一部重複してデータ再送を行なう
ようにしたことを特徴としている。
Still further, the tracking means of the observation satellite executes the pointing control again when the arrival direction of the laser beam changes, and the transmission means of the observation satellite is After the pointing control is re-executed, the transmission data is partially overlapped and retransmitted.

【0021】全国各地に設置された受信局は、受信望遠
鏡の視野とレーザの指向方向を合致させたものをトラッ
キング装置に装着して、コンピュータ制御により軌道デ
ータをもとに衛星を常に追尾する。
Receiving stations installed in various parts of the country are mounted on a tracking device with the field of view of the receiving telescope matched with the direction of the laser, and constantly track the satellite based on orbit data under computer control.

【0022】気象情報、現地での目視により衛星と交信
の時間が最も長い局を選別し、その局のみレーザを発射
する。
A station with the longest communication time with the satellite is selected based on weather information and visual observation at the site, and only that station emits a laser.

【0023】レーザを受光した衛星は、その到来方向に
光通信を行うための装置の光軸を指向すると共にデータ
を地上に向けて送信する。選別されレーザを発射した受
信局は、衛星との交信局となって衛星からのデータを受
信する。受信したデータはデータリンクを経由して中央
局へ転送する。
The satellite that receives the laser directs the optical axis of the device for performing optical communication in the direction of arrival and transmits the data to the ground. The selected receiving station that emits the laser becomes a communication station with the satellite and receives data from the satellite. The received data is transferred to the central office via the data link.

【0024】視界が良好で雲に遮られずに全データを1
局で受信出来れば問題ないが、途中で交信不能となった
場合は、その時点で衛星との交信が可能な位置にある他
の局がレーザを発射して交信を引き継ぐ。
[0024] All data is 1
There is no problem as long as the station can receive the signal, but if communication becomes impossible on the way, another station at a position where communication with the satellite is possible at that time will emit a laser and take over the communication.

【0025】衛星はレーザの到来方向が変化したのを検
出して、送信光学系の軸を向け直すと共に、地上に送信
したデータを一部重複させる形で新しい到来方向即ち交
信を引き継いだ局の方向に向けて送信する。交信を引き
継いだ受信局は受信データを中央局へ転送する。中央局
は各受信局から転送されたデータを処理し、重複部分を
除去して原データを復原する。
The satellite detects the change in the direction of arrival of the laser, redirects the axis of the transmission optical system, and partially renews the data transmitted to the ground. Send in the direction. The receiving station that has taken over the communication transfers the received data to the central office. The central office processes the data transferred from each receiving station, removes the duplicated parts, and restores the original data.

【0026】交信する局の選定、交代の指示は次のよう
な方法で中央局が指示して行う。
The selection and replacement of the station to be communicated with is performed by the central station in the following manner.

【0027】各受信局から、衛星が通過する方向に雲
が有るか否か等の情報を中央局に伝える。
From each receiving station, information such as whether or not there is a cloud in the direction in which the satellite passes is transmitted to the central station.

【0028】中央局は、原則として交信可能と考えら
れる受信局のうち初めに交信可能となる局を選択する
が、途中のデータリンク回線の品質や信頼性を考慮して
決定することもある。1局が交信中も常に第2,第3の
候補を選択し、これは時間と共に変化する位置関係に応
じて更新する。
The central station selects, in principle, the station that can communicate first among the receiving stations that are considered to be communicable, but it may also determine it in consideration of the quality and reliability of the data link line on the way. One station always selects the second and third candidates even during communication, and updates the second and third candidates according to a positional relationship that changes with time.

【0029】交信中の受信局の受信レベルが低下した
場合、第2の候補である受信局に交信を引き継がせる。
When the reception level of the receiving station that is communicating decreases, the receiving station that is the second candidate takes over the communication.

【0030】これを衛星に伝えかつ指向方向を変更させ
る方法は以下による。即ち、交信中の局はレーザ発射を
停止する。新たに交信する局は衛星に向けてレーザを発
射する。そして、衛星は交信中の局からのレーザ光が到
来しなくなった場合にサーチモードに入り、別の方向か
ら到来するであろうレーザ光を検知する作業を行う。
The method of transmitting this to the satellite and changing the pointing direction is as follows. That is, the station in communication stops laser emission. The new station fires a laser at the satellite. Then, the satellite enters the search mode when the laser beam from the communicating station stops arriving, and performs the work of detecting the laser beam that will arrive from another direction.

【0031】別の方向からのレーザ光を検知した場
合、その方向へ送信光学系の軸を向けると共に、残りの
データを送信する。その際一部のデータは最初の受信局
で受信出来ていないことも考えられるので、ある程度の
量のデータを重複して送信する。
When a laser beam from another direction is detected, the axis of the transmission optical system is directed in that direction, and the remaining data is transmitted. At this time, some data may not be received by the first receiving station, so that a certain amount of data is redundantly transmitted.

【0032】重複分の送信を含め全データを送信し終
わっても、何れかの受信局と交信可能であれば、データ
を再送する等より信頼度を増すことも考える。
[0032] Even if all data including the duplicated transmission has been transmitted, if communication with any of the receiving stations is possible, the reliability may be increased by retransmitting the data.

【0033】特に気象条件の悪い場合は、交信可能な
範囲内で全データを送信出来ないことも考えられるの
で、データの重要度に応じて送出順を変更する等の方策
も必要となる。
In particular, when the weather conditions are bad, it is conceivable that not all data can be transmitted within a communicable range. Therefore, it is necessary to take measures such as changing the transmission order according to the importance of the data.

【0034】衛星に対してデータ送出の指示、重要デ
ータのみの送出の指示等は、受信局からの大出力パルス
レーザの発射間隔を変えることにより可能となるが、こ
のような簡単な指示は敢えて光を用いず、電波による通
信でも何ら支障がない
An instruction to transmit data to the satellite, an instruction to transmit only important data, and the like can be made by changing the interval of emission of the high-output pulse laser from the receiving station. There is no problem with communication using radio waves without using light

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0036】図1は本発明のシステムの全体を概念的に
示すシステムブロック図である。図1を参照すると、全
国各地(場合によっては海外も含めて)に多数設置され
た受信局2A,2B(図では、簡単化のために2個の受
信局のみを示すものとする)は、衛星1の軌道データを
もとに常に衛星を追尾するトラッキング装置23A,2
3Bと、このトラッキング装置23A,23Bに夫々取
付けられた望違鏡22A,22Bと、この望遠鏡22
A,22Bによる衛星1からの光送信データを受光する
光検出器24A,24Bと、衛星1へ向けてレーザ光を
照射するレーザ発振器21A,21B等と共に、データ
リンク4A,4Bを夫々形成している。
FIG. 1 is a system block diagram conceptually showing the whole system of the present invention. Referring to FIG. 1, a large number of receiving stations 2A and 2B (in the figure, only two receiving stations are shown for the sake of simplicity) installed in various parts of the country (including overseas in some cases) Tracking devices 23A and 23A that always track the satellite based on the orbit data of the satellite 1
3B, telescopes 22A and 22B attached to the tracking devices 23A and 23B, respectively,
Data links 4A and 4B are formed together with photodetectors 24A and 24B for receiving optical transmission data from the satellite 1 by A and 22B, and laser oscillators 21A and 21B for irradiating the satellite 1 with laser light. I have.

【0037】そして、これ等受信局2A,2Bに共通の
中央局3が設置されており、この中央局3と各受信局2
A,2Bとはデータリンク4A,4Bを夫々介して接続
されており、各受信局2A,2Bによる受信データは当
該中央局3へ全て伝送されるようになっている。
A common central station 3 is installed in the receiving stations 2A and 2B, and the central station 3 and each receiving station 2
A and 2B are connected via data links 4A and 4B, respectively, and all data received by each of the receiving stations 2A and 2B is transmitted to the central office 3.

【0038】図2は観測衛星1の通信関連の構成を示す
ブロック図である。図2を参照すると、光通信用のレー
ザ発振器11と、送信光学系12と、受信局2A,2B
のレーザ発振器21A,21Bからのレーザ光を検出し
てその到来方向へ送信光学系12の光軸の指向制御を行
なうトラッキング装置13と、このトラッキング制御の
ために受信局からのレーザ光を受光する4象限検知方式
の受光素子14a〜14d(図8参照のこと、詳細は後
述)と、これ等受光素子14a〜14dの出力に基きレ
ーザ光の到来方向を識別する到来方向識別回路15と、
光変調器16と、信号処理部17と、記憶装置18と、
観測用センサ19とを有する。
FIG. 2 is a block diagram showing a communication-related configuration of the observation satellite 1. Referring to FIG. 2, a laser oscillator 11 for optical communication, a transmitting optical system 12, and receiving stations 2A and 2B
A tracking device 13 for detecting laser beams from the laser oscillators 21A and 21B and controlling the direction of the optical axis of the transmission optical system 12 in the direction of arrival, and receives laser beams from a receiving station for the tracking control. A four-quadrant detection type light receiving element 14a to 14d (see FIG. 8, details will be described later), an arrival direction identification circuit 15 for identifying an arrival direction of laser light based on the output of these light receiving elements 14a to 14d,
An optical modulator 16, a signal processing unit 17, a storage device 18,
And an observation sensor 19.

【0039】次に、図3の衛星1の動作フローチャート
と図4の受信局及び中央局の動作ロフローチャートを参
照しつつ、本発明の実施例の動作につき詳述する。
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the operation flowchart of the satellite 1 in FIG. 3 and the operation flowchart of the receiving station and the central station in FIG.

【0040】各受信局2A〜2Cは衛星の軌道データを
もとに装置を観測衛星1の方向に常に向けるような動作
を行う(ステップS201:以下、“ステップ”は省略
する)。各受信局は、気象データや現地での目視によ
り、衛星1の方向における雲の有無を判定し(S20
2)、雲で交信が不可能な局は交信局とはならない旨の
違絡を中央局に行う(S203)。また交信可能な局は
その旨を中央局3に違絡し、中央局3は交信が可能な受
信局2のうち長い間交信が可能である等の条件を入れて
判断し、そのうちの1局を交信局に決定する(S20
4)。
Each of the receiving stations 2A to 2C performs an operation of always pointing the device toward the observation satellite 1 based on the satellite orbit data (step S201: hereinafter, "step" is omitted). Each receiving station determines the presence or absence of a cloud in the direction of the satellite 1 by weather data or visual observation at the site (S20).
2), the central office makes a communication to the effect that a station that cannot communicate with the cloud cannot be a communication station (S203). In addition, the stations that can communicate are notified of this to the central station 3, and the central station 3 determines the receiving stations 2 that can communicate, taking into account conditions such as that they can communicate for a long time. Is determined as the communication station (S20).
4).

【0041】具体的な決定の基準は、雲等により交信が
遮断される可能性が少ない局、衛星と最も早く交信出来
る局、中央局と高速かつ高品質のデータリンクで結ばれ
た局等他より優位さを有する局とする。各種条件を総合
的に判断して、その時点で最も相応しい局を交信局とす
る。
The specific criterion for the decision is a station which is unlikely to be interrupted by a cloud or the like, a station which can communicate with a satellite earliest, a station which is connected to a central station by a high speed and high quality data link, and the like. A station that has more superiority. Various conditions are comprehensively determined, and the most suitable station at that time is set as the communication station.

【0042】各局は交信局に指定されたか否かの判定を
行い(S205)、指定されなかった局は待機し(S2
06)、交信局として決定された受信局2(n番目の
局、仮にA局とする)は、観測衛星1が見通し範囲に入
る前に、レーザ発振器21からレーザを発射する(S2
07)。
Each station determines whether or not it has been designated as a communication station (S205), and the unspecified station waits (S2).
06), the receiving station 2 determined as the communication station (the n-th station, temporarily assumed to be station A) emits a laser from the laser oscillator 21 before the observation satellite 1 enters the line of sight (S2).
07).

【0043】軌道計算の誤差、トラッキングの精度その
他を考慮して、レーザビームの拡がり角を広くするの
で、レーザ出力の強いもの(パルスレーザ等)を用い
る。これは衛星側のトラッキングに用いるので発振繰り
返しは遅いものでも良い。
The divergence angle of the laser beam is widened in consideration of the error in the trajectory calculation, the tracking accuracy, and the like. Therefore, a laser with a high laser output (such as a pulse laser) is used. Since this is used for tracking on the satellite side, oscillation repetition may be slow.

【0044】観測衛星1は見通し範囲に入る前に交信準
備を済ませ(S101)、受光素子14にレーザ光が入
射したか否かを判定し(S102)、レーザ光が受光出
来ない場合は機器等のチェックを行う(S103)。受
光した場合は、レーザ光の到来方向に送信光学系12の
光軸を指向させる(S104)。
The observation satellite 1 completes communication preparation before entering the line of sight (S101), determines whether or not laser light has entered the light receiving element 14 (S102). Is checked (S103). If light is received, the optical axis of the transmission optical system 12 is directed in the direction of arrival of the laser beam (S104).

【0045】この方法の1例は、受光素子14a〜14
d(複数少なくとも3台は必要、或いは2次元の位置検
出素子)を適切に配置しておくと、到来方向によって各
素子に入射する光量の割合が異なり、到来方向識別回路
15により、レーザ光の到来方向を検出(算出)するこ
とが出来ることを利用したものであり、詳細は後述す
る。
One example of this method is as follows.
If d (at least three units are required or a two-dimensional position detecting element) is appropriately arranged, the ratio of the amount of light incident on each element differs depending on the direction of arrival. This utilizes the fact that the direction of arrival can be detected (calculated), and the details will be described later.

【0046】トラッキング装置13を用いて、検出され
た到来方向に送信光学系12の光軸を指向させ続け、記
憶装置18に蓄積して置いたセンサ19にて取得したデ
ータをレーザ光を発射した受光局2(A)に順次送信す
る(S105)。
Using the tracking device 13, the optical axis of the transmission optical system 12 is kept pointing in the detected direction of arrival, and the data obtained by the sensor 19 stored in the storage device 18 is emitted as a laser beam. The data is sequentially transmitted to the light receiving station 2 (A) (S105).

【0047】レーザ発振器11から出る光を利用してデ
ータ送信するためには、変調器16を用いてレーザ光を
変調するが、変調器16は必ずしも外部変調器である必
要はなく、半導体レーザを用いる場合等では、ドライブ
電流を変調すればよい。また変調はアナログ変調とは限
らず、PCM等ノイズに強くかつ蓄積したデータの型式
とマッチしたものが良い。
In order to transmit data using the light emitted from the laser oscillator 11, the laser light is modulated using the modulator 16, but the modulator 16 is not necessarily an external modulator, and the semiconductor laser may be used. In such a case, the drive current may be modulated. Further, the modulation is not limited to analog modulation, but it is preferable that the modulation is strong against noise such as PCM and matches the type of accumulated data.

【0048】衛星1からの観測データで変調されたレー
ザ光を受信局2(A)では望遠鏡22で集光し、光検出
器24で受光する(S208)。
The laser beam modulated by the observation data from the satellite 1 is condensed by the telescope 22 at the receiving station 2 (A) and received by the photodetector 24 (S 208).

【0049】受光したデータ(当然復調等を行う)は、
データリンク4により、中央局3に転送される(以下に
述べるように転送タイミングは一定でないので、フロー
チャートでは省略)。
The received data (naturally performing demodulation etc.)
The data is transferred to the central office 3 by the data link 4 (the transfer timing is not constant as described below, so that it is omitted in the flowchart).

【0050】転送は必ずしもリアルタイム性を要求され
ないので高速でなくともよい。しかし、後述するように
交信不能となった時は他の局に交信を交代させる必要が
あるので、データを確実に受信したか否かの情報はリア
ルタイムで伝送する必要がある(S212)。
The transfer does not have to be performed at a high speed because real-time transfer is not always required. However, as described later, when communication becomes impossible, it is necessary to change the communication to another station, so it is necessary to transmit information on whether data has been received reliably or not in real time (S212).

【0051】受信局2Aで全てのデータを受信出来れば
問題は無いが、天空の一部に雲がかかり、全データを受
信する前に交信不能となることが考えられる。本発明の
主目的はこのような場合のデータ取得にある。
There is no problem if all data can be received by the receiving station 2A. However, it is conceivable that a cloud will cover a part of the sky and communication will be impossible before all data is received. The main object of the present invention is to acquire data in such a case.

【0052】図5は受信局2Aのみで全てのデータが取
得(衛星から降ろす)出来る場合のタイミング図であ
る。受信局2Aからのレーザ光を受光した観測衛星1が
到来方向識別回路15とトラッキング装置13により送
信光学系12の光軸をレーザ光の到来方向即ち受信局2
Aの方向に指向し、トラッキングがロックオンした後に
観測データa〜zを送信する。時間に余裕が有れば、予
備として再度データを送信する。受信局2Aは受信した
データを中央局3に転送する。
FIG. 5 is a timing chart in the case where all data can be obtained (taken off the satellite) only by the receiving station 2A. The observation satellite 1 having received the laser beam from the receiving station 2A changes the optical axis of the transmission optical system 12 by the arrival direction discriminating circuit 15 and the tracking device 13 so that the arrival direction of the laser beam, that is, the receiving station 2
It points in the direction of A and transmits observation data a to z after the tracking is locked on. If there is enough time, data is transmitted again as a spare. The receiving station 2A transfers the received data to the central office 3.

【0053】図6は受信局2Aのみでは受信しきれず、
他の局に受信を引き継ぐ場合のタイミング図である。受
信局2Aがjまでのデータを確実に取得した後、雲等に
遮られて受信レベルが低下したと仮定する(S20
9)。
FIG. 6 shows that the receiving station 2A alone cannot completely receive the signal.
FIG. 7 is a timing chart when another station takes over reception. It is assumed that, after the receiving station 2A has reliably acquired the data up to j, the reception level has been reduced due to being blocked by clouds or the like (S20).
9).

【0054】この受信レベル低下情報が中央局3に送ら
れると、中央局3は受信局2Aにレーザ発射停止を指示
すると共に、次の交信局として予定している受信局2B
にレーザ発射を指令する。受信局2Aは中央局3の指示
を待たずに独自の判断でレーザ光の発射を停止する場合
もある(S212,S213)。
When the reception level reduction information is sent to the central station 3, the central station 3 instructs the receiving station 2A to stop laser emission, and the receiving station 2B scheduled as the next communication station.
To laser emission. The receiving station 2A may stop emitting the laser beam by its own judgment without waiting for the instruction of the central station 3 (S212, S213).

【0055】観測衛星1は、受信局2Aからのレーザ光
が途切れると共に別の方向即ち受信局2Bの方向からの
レーザ光の到来を検知し、データ送信を停止する。その
間の時間遅れによりデータはnまで送られてしまう。
The observation satellite 1 detects the interruption of the laser beam from the receiving station 2A and detects the arrival of the laser beam from another direction, that is, the direction of the receiving station 2B, and stops data transmission. Data is sent up to n due to the time delay during that time.

【0056】観測衛星1が受信局2Bの方向に指向しロ
ックオンするまでに何発かのレーザ光を受光することに
なる。ロックオン後に受信局2Bに対して観測データを
送信するが、切り替え中の受信ミス等を考慮して、受信
局2Aで完全に受信出来たデータj以前のデータである
gから送信を行う(S106〜S112)。
Several laser beams are received until the observation satellite 1 is directed toward the receiving station 2B and locked on. After the lock-on, the observation data is transmitted to the reception station 2B. In consideration of a reception error during switching, the transmission is performed from g, which is the data before the data j completely received by the reception station 2A (S106). To S112).

【0057】これは受信局2Aで完全に受信したデータ
がjであることが判明するのはデータ処理後の場合もあ
り、この時点では受信レベルの低下のみを判断基準とし
て切り替えているからである。
The reason why the data completely received by the receiving station 2A is determined to be j may be after the data processing in some cases, and at this time, the switching is performed only based on the decrease in the reception level as a criterion. .

【0058】受信局2Bでその後のデータの全てが受信
出来ればよいが、仮にtまで受信した後に受信レベル低
下があったとすると、先ほどと同様に中央局3の指示に
より、受信局2Bはレーザ発射を停止すると共に次の交
信局である受信局2Cがレーザを発射する(S113で
データ送信完了の判定を行う。受信局側はS213〜S
220の動作を行う)。
It suffices if the receiving station 2B can receive all of the subsequent data. However, if the reception level decreases after receiving the data until t, the receiving station 2B emits the laser beam in accordance with the instruction of the central station 3 as before. Is stopped, and the receiving station 2C, which is the next communication station, emits a laser (in step S113, it is determined that the data transmission is completed. The receiving station performs steps S213 to S213).
220 is performed).

【0059】観測衛星1は同様に受信局2Cにロックオ
ンした後に観測データをqから送信する。最後のデータ
zを送信し終わっても交信が可能な場合には、予備とし
て再度同じデータを送信する。中央局3は各受信局2
A,2B,2C,…から転送されたデータを処理し、原
データを復原する。
The observation satellite 1 similarly transmits observation data from q after locking on the receiving station 2C. If communication is possible even after the last data z has been transmitted, the same data is transmitted again as a spare. Central station 3 is each receiving station 2
A, 2B, 2C,... Process the transferred data and restore the original data.

【0060】前述の例では、受信局2Aからはデータa
〜j、受信局2Bからはデータg〜t、受信局2Cから
はデータq〜z及び再送されたデータが送られてくる。
このデータから重複した部分を除いて原データa〜zを
復原する。
In the above example, the data a is received from the receiving station 2A.
To j, data g to t from the receiving station 2B, and data q to z and retransmitted data from the receiving station 2C.
The original data a to z are restored from this data except for the overlapping part.

【0061】具体的実現性について詳しく評価した結果
を説明する。本発明のシステムで高価となる原因と考え
られるものに、多数の受信局を設置するという問題があ
る。精密なトラッキング装置に搭載された望違鏡は高価
であり、これを多数配置することは適当ではないが、市
販品として容易に入手可能な望遠鏡でもコンピュー夕制
御により特定の星を追尾し続けることが可能であり、こ
れに観測衛星の軌道データを付加することにより衛星を
視野内に入れて追尾することは十分に可能であるのでこ
れを使用する。
The results of detailed evaluation of specific feasibility will be described. One of the factors that can be expensive in the system of the present invention is the problem of installing a large number of receiving stations. The telescope mounted on the precision tracking device is expensive, and it is not appropriate to arrange many of them.However, even a telescope that is easily available as a commercial product keeps tracking a specific star by computer control. Since it is sufficiently possible to add the orbit data of the observation satellite to the satellite within the field of view and track it, this is used.

【0062】但し、極めて精密に追尾することには間題
も有るので、レーザビームは大きな拡がり角で発射する
必要がある。従って大出力のパルスレーザを使用するこ
とになる。
However, since there is a problem in tracking with extremely high precision, it is necessary to emit a laser beam at a large divergence angle. Therefore, a high-power pulse laser is used.

【0063】大出力のレーザビームを拡げて発射するこ
とにより、観測衛星にレーザ光は確実に当たり、衛星の
到来方向検知、光軸の指向と言う点では問題ないが、衛
星を精密に追尾せずレーザビームを拡げることによりビ
ーム内に衛星を捉える方式を採用したことにより、望遠
鏡の受信視野の中心を衛星方向と合致させることは出来
なくなる。これを解決するには視野絞りを大きくする必
要性があり、太陽光の散乱されたものが多く入射して昼
間の通信に不利となる。また、光検出器も視野の不確定
さに応じて大きなものとせざるを得なくなる。
By spreading and emitting a high-power laser beam, the laser beam surely hits the observation satellite, and there is no problem in detecting the arrival direction of the satellite and directing the optical axis. The adoption of a method in which the satellite is captured within the beam by expanding the laser beam makes it impossible to match the center of the field of view of the telescope with the satellite direction. In order to solve this, it is necessary to increase the field stop, and a large amount of sunlight is scattered, which is disadvantageous for daytime communication. Also, the photodetector must be large according to the uncertainty of the visual field.

【0064】この問題点を解決するための手段として、
観測衛星側にコーナキューブ等の光反射器を装備し、レ
ーザ光がこれに当たって戻って来たものを利用して、光
による精密トラッキングを併用することが考えられる。
As a means for solving this problem,
It is conceivable to equip the observation satellite side with a light reflector such as a corner cube, and use the laser beam that has returned upon hitting it to also use precise tracking by light.

【0065】光による精密トラッキングは、後述のよう
な4象限検知器と称する4分割された光検出器等を使用
して容易に行うことが出来るので特に問題はない。衛星
に搭載する、到来方向識別回路15については、別の分
野でレーザ光の到来方向を検出する装置が実用化されて
おり、宇宙空間で使用するために部品を厳選すること以
外に特に問題は無い。
There is no particular problem because precision tracking by light can be easily performed using a four-divided photodetector called a four-quadrant detector as described later. Regarding the direction-of-arrival identification circuit 15 mounted on a satellite, a device for detecting the direction of arrival of laser light has been put to practical use in another field, and there is no particular problem except for carefully selecting components for use in outer space. There is no.

【0066】図7、図8を用いて光の到来方向を識別す
る方法の1例を説明する。図7はθ方向から到来する光
がレンズによりどの様な位置に集光されるかを示す図で
ある。レンズの焦点距離をfとすると、集光点Xは軸方
向から到来する光の集光点Oに対し、f・θだけ離れ
る。従って、到来方向の僅かな変化に対して感度良く検
出するには、出来るだけ長い焦点距離のレンズを使用す
る方が有利である。逆に広い範囲の到来光を検出する場
合は、短い焦点距離のレンズが都合がよい。
An example of a method for identifying the direction of arrival of light will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a diagram illustrating where the light arriving from the θ direction is collected by the lens. Assuming that the focal length of the lens is f, the focal point X is separated from the focal point O of light arriving from the axial direction by f · θ. Therefore, in order to detect a small change in the direction of arrival with high sensitivity, it is advantageous to use a lens having a focal length as long as possible. Conversely, when detecting a wide range of incoming light, a lens with a short focal length is convenient.

【0067】図8は4象限検知器と呼ばれている「4つ
の光検出素子14a〜14dを一つの検出器としてまと
めていたもの」を図7で示した集光点の位置に置いた時
の状態を示している。Oが中心に来るように配置した場
合、小検出素子14a〜14dに当たる光のスポットは
夫々均等の面積を有するので、各小素子からの出力は等
しい。
FIG. 8 shows a case where a "quadrant of four light detecting elements 14a to 14d as one detector", which is called a four-quadrant detector, is placed at the position of the focal point shown in FIG. The state of is shown. When O is located at the center, the light spots hitting the small detection elements 14a to 14d have the same area respectively, so that the outputs from the respective small elements are equal.

【0068】光がθ方向から到来してスポットの中心が
Xとなる位置になった場合、小素子14a及び14dに
は光が当たるが14b及び14cには光が当たらない。
即ち素子14a及び14dのみ出力があることになる。
θが小さい場合には、素子14b及び14cにも僅かに
光が当たり、少ないが出力が得られる。よって、各小素
子14a〜14dの出力の多寡を比較することにより、
光のスポットがどの位置に有るかを算出出来、これから
到来方向θを求められる。
When light arrives from the θ direction and the center of the spot is at the position of X, light impinges on the small elements 14a and 14d but does not impinge on the elements 14b and 14c.
That is, only the elements 14a and 14d have outputs.
When θ is small, the light slightly hits the elements 14b and 14c, and an output is obtained although it is small. Therefore, by comparing the output of each of the small elements 14a to 14d,
The position where the light spot is located can be calculated, and the arrival direction θ can be obtained from this.

【0069】到来方向識別回路15では、トラッキング
装置13を動かして、集光されるスポット位置を変え、
各小素子14a〜14dの出力が均等になるようにすれ
ば、この光軸が光の到来方向を向いたことになる。
In the arrival direction discriminating circuit 15, the tracking device 13 is moved to change the position of the focused spot.
If the outputs of the small elements 14a to 14d are made equal, this optical axis is oriented in the direction of arrival of light.

【0070】説明の便宜上4象限検知器を用いる例とし
たが、2次元位置検出素子と称する単一の素子でスポッ
トの位置をX,Y座標として示せるものもあり、4象限
検知器では不可避の「十字線状の不感部分」が無いこと
や「スポットが小さくなると1つの素子のみにしか光が
当たらず事実上位置検出が出来なくなる」等の欠点を補
うことも出来る。
Although a four-quadrant detector is used for the sake of convenience of description, a single element called a two-dimensional position detecting element may be used to indicate the position of a spot as X and Y coordinates, and a four-quadrant detector is inevitable. It is also possible to compensate for defects such as the absence of the "cross-shaped insensitive portion" and the "small spot, in which only one element is irradiated with light and the position cannot be practically detected".

【0071】4象限検知器に比べ2次元位置検出素子は
一般的に応答時間がかかる等の問題もあるので、短い時
間のみ到来するレーザパルスに対する時間応答等も考慮
してそれぞれの項目を比較し、適した検出素子を選別す
ればよい。更により高速化,高感度化を考えると単一の
受光素子(光検出器)を使用するのが有利であり、ピラ
ミッド型(多角錐)の鏡を用いて光を4方向に分岐して
各々を単一受光素子で検出することにより4象限検出器
と同様な効果が得られるので、これを使用することも考
えられる。
Since the two-dimensional position detecting element generally has a problem that it takes a longer response time than the four-quadrant detector, each item is compared in consideration of the time response to the laser pulse that arrives only for a short time. What is necessary is just to select a suitable detection element. Considering further higher speed and higher sensitivity, it is advantageous to use a single light receiving element (photodetector). The light is split into four directions using a pyramid-shaped (polygonal pyramid) mirror, and the light is divided into four directions. Is detected by a single light receiving element, an effect similar to that of a four-quadrant detector can be obtained, and it may be used.

【0072】光検出器の大きさの制限と分解能の限界等
により、焦点距離fの長いレンズで集光し精度を上げよ
うとするとトラッキング出来る範囲が狭まり、焦点距離
の短いレンズを使用して、より広い範囲のトラッキング
を行おうとすると十分なトラッキング精度が得られない
という問題もあるので、一つのレンズと検出素子の組合
わせのみで対処するのではなく、短い焦点距離のレンズ
を利用したトラッキング範囲の広いもので概略位置のト
ラッキングを行い、しかる後に長い焦点距離のレンズを
使用したもので正確に受信局2の方向に指向する等の方
策を講ずる必要もある。
Due to the limitation of the size of the photodetector and the limitation of the resolution, etc., when focusing is performed with a lens having a long focal length f and an attempt is made to increase the accuracy, the tracking range is narrowed. There is also a problem that sufficient tracking accuracy cannot be obtained when trying to perform tracking over a wider range.Therefore, instead of using only a single lens and detection element combination, a tracking range using a lens with a short focal length is used. It is also necessary to take measures such as tracking the approximate position with a wide object and then using a lens with a long focal length to accurately direct the beam toward the receiving station 2.

【0073】データリンク4A,4Bは、高速の光フア
イバによる回線が構築されていれば問題ないが、全国各
地に置いた受信局全てにそれを要求することは困難であ
る。しかしながら、一旦地上に降ろしたデータは高速で
収集する必要はなく、受信レベル低下の情報とレーザ発
射や停止の指令が送受信出来ればよい。また、この情報
は次のレーザの発射までに伝送出来れば十分であるので
特に高速を要しない。
The data links 4A and 4B have no problem if a high-speed optical fiber line is constructed, but it is difficult to request all the receiving stations located in various parts of the country. However, it is not necessary to collect the data once dropped on the ground at a high speed, and it is only necessary to be able to transmit and receive the information of the decrease in the reception level and the command of the laser emission and the stop. In addition, since it is sufficient that this information can be transmitted before the next laser emission, no particularly high speed is required.

【0074】受信局の設置場所として、建物や山に遮ら
れない所が望ましく、敷地の広いことも必要条件にな
る。3次元のデータを必要とするレーザレーダ搭載の観
測衛星のデータを活用するのは、気象の分野が主流とな
ることと直接の関係者以外が常に雲を観測していること
等を勘案すると、測候所等に設置するのもよいであろ
う。
It is desirable that the receiving station be installed in a place that is not blocked by buildings or mountains, and that a large site is also a necessary condition. The use of data from observation satellites equipped with laser radar that require three-dimensional data is based on the fact that the field of meteorology is the mainstream and that people other than those directly involved are always observing clouds. It may be good to install at weather stations.

【0075】観測衛星1が取得するデータ量が増えた場
合、気象条件によっては本発明の方法を用いても、全デ
ータを上空通過時に送信出来ないことも考えられるの
で、データの必要度に応じて順位を付け、重要なデータ
から先に送信するとか、順位の低いデータはオーバラッ
プ部分を減らす等の対策を行うことも考えられる。
If the amount of data acquired by the observation satellite 1 increases, it is conceivable that not all data can be transmitted at the time of passing over the sky even if the method of the present invention is used depending on weather conditions. It is also conceivable to take measures such as assigning priority to important data and transmitting the data first, or reducing the overlapping part of data with a low priority.

【0076】[0076]

【発明の効果】第1の効果は、観測衛星が取得した多量
の計測データを短時間で地上に伝送出来ることである。
その理由は電波と異なり広い伝送帯域を有する光通信を
使用していることである。
The first effect is that a large amount of measurement data acquired by the observation satellite can be transmitted to the ground in a short time.
The reason is that, unlike radio waves, optical communication having a wide transmission band is used.

【0077】第2の効果は光通信にも拘わらず天候に左
右されずにデータを受信でき、回線の信頼度が高いこと
である。その理由は全国各地に設置された受信局の何れ
かの上空で衛星との見通し方向に雲等が無ければ、その
局を使用してデータ受信が行え、かつ必ずしも全データ
を取得する間交信を継続し続ける必要がないということ
である。
The second effect is that data can be received without being affected by the weather despite optical communication, and the reliability of the line is high. The reason is that if there is no cloud in the line of sight with any satellite above any of the receiving stations installed all over the country, data can be received using that station, and communication is not necessarily performed while all data is acquired. That is, there is no need to continue.

【0078】第3の効果は航空機等を適宜飛ばして雲上
で受信する方法に比べて運用経費を低減出来ることであ
る。その理由は、受信局は装置が比較的安価に構成出来
ることと、設置場所として測候所等従来からの観測施設
を利用することである。安価になった結果、多数の局の
設置が可能であり、何れかの地点ではデータ受信が可能
となるといえる。
The third effect is that the operation cost can be reduced as compared with the method of receiving data on a cloud by appropriately flying an aircraft or the like. The reason is that the receiving station can be constructed relatively inexpensively and uses a conventional observing facility such as a weather station as an installation location. As a result of the low cost, a large number of stations can be installed, and data can be received at any point.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のシステムを概念的に示す図である。FIG. 1 is a diagram conceptually showing a system of the present invention.

【図2】観測衛星の光通信関連部分の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an optical communication related portion of the observation satellite.

【図3】観測衛星の動作を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the observation satellite.

【図4】受信局と中央局との動作を示すフローチャート
である。
FIG. 4 is a flowchart showing operations of the receiving station and the central station.

【図5】本発明のシステムのデータ送受信を時間的に示
すタイミング図であり、1局で全データを受信出来る場
合のタイミング図である。
FIG. 5 is a timing chart showing data transmission / reception of the system of the present invention in time, and is a timing chart when one station can receive all data.

【図6】本発明のシステムのデータ送受信を時間的に示
すタイミング図であり、1局では受信出来ず次々に交信
局を変更する場合のタイミング図である。
FIG. 6 is a timing chart showing data transmission / reception of the system of the present invention in time, in a case where communication stations cannot be received by one station and communication stations are successively changed.

【図7】光の到来方向を識別する原理を簡単に示す図で
あり、レンズで集光された場合入射方向が異なる光はど
の様な位置に集光されるかを示す図である。
FIG. 7 is a diagram simply illustrating a principle of identifying a direction of arrival of light, and is a diagram illustrating a position where light having a different incident direction is collected when collected by a lens;

【図8】4象限光検出器の受光面上に集光された時の、
到来方向による集光スポットの位置関係を示す図であ
る。
FIG. 8 shows a light beam collected on a light receiving surface of a four-quadrant photodetector.
FIG. 4 is a diagram illustrating a positional relationship of a converging spot according to an arrival direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 観測衛星 2A,2B 受信局 3 中央局 4A,4B デーリンク 11,21A,21B レーザ発振器 12 送信光学系 13,23A,23B トラッキング装置 14a〜14d 受光素子 15 到来方向識別回路 16 変調器 17 信号処理部 18 記憶装置 19 センサ 22A,22B 望遠鏡 24A,24B 光検出器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Observation satellite 2A, 2B Receiving station 3 Central station 4A, 4B Delink 11, 21, A, 21B Laser oscillator 12 Transmission optical system 13, 23A, 23B Tracking device 14a-14d Light receiving element 15 Arrival direction discriminating circuit 16 Modulator 17 Signal processing Unit 18 Storage device 19 Sensor 22A, 22B Telescope 24A, 24B Photodetector

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成8年8月26日[Submission date] August 26, 1996

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0006[Correction target item name] 0006

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0006】しかしながら、将来アクティブ(能動的)
センサとして期待されているレーザレーダ(ライダ)に
の分布やエアロゾルの分布を3次元的に(高さ情報
を加えて)観測する場合、データ量が飛躍的に増大する
が、伝送容量の制限からこれを全て地上に落とすことは
たとえデータ圧縮を行っても不可能に近くなる。
However, active in the future
When the distribution of clouds and the distribution of aerosols are observed three-dimensionally (by adding height information) with a laser radar (lider) expected as a sensor, the data amount increases dramatically, but the transmission capacity increases. Dropping all this on the ground from restrictions
Even if data compression is performed, it becomes almost impossible.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0014[Correction target item name] 0014

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0014】第2の問題点は、伝送帯域が十分に取れる
光通信では、やその他の妨害物により通信が不可とな
ることである。その理由は、光はの水滴やエアロゾル
により吸収又は散乱され、通信が出来なくなることであ
り、雲が発生する頻度との関係で高品質の回線が維持出
来ないことである。
A second problem, in the optical communication transmission band can take enough, is to become impossible to communicate with clouds or other obstructions. The reason for this is that light is absorbed or scattered by water droplets or aerosol of clouds , making communication impossible, and a high-quality line cannot be maintained in relation to the frequency of occurrence of clouds.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0015[Correction target item name] 0015

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0015】第3の問題点は、の影響を受けない高空
に飛翔体を飛ばすことを想定した場合の、衛星に対する
トラッキングの実現性である。その理由は、地上設置の
ように装置の位置が不変で、装置の姿勢が変化する恐れ
が無いものであれば、トラッキングは衛星の位置データ
のみを用いて行えるが、飛翔体に搭載されたトラッキン
グ装置は、自己の位置と姿勢が常に変化し、これを検出
しつつ衛星との相対関係を計算してトラッキングを行う
必要があり、技術的に不可能ではないが、高速応答や安
定な動作を要求されるため高価なものとならざるを得な
い。また広い範囲からの光を受光しようとして大きな窓
を開けようとすると、機体の構造上の問題も生ずる。
[0015] The third problem is the feasibility of tracking the satellite when the flying object is assumed to fly in a high sky unaffected by clouds . The reason is that tracking can be performed using only satellite position data if the position of the device does not change and the attitude of the device does not change as in the case of ground installation, but the tracking mounted on the flying object The device is constantly changing its position and attitude, and it is necessary to calculate the relative relationship with the satellite while detecting this, and perform tracking.This is not technically impossible, but high-speed response and stable operation are possible. It has to be expensive because it is required. If a large window is to be opened in order to receive light from a wide range, a structural problem of the body occurs.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/26 10/14 10/04 10/06 17/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical display location H04B 10/26 10/14 10/04 10/06 17/00

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 観測衛星と、この観測衛星に対する追尾
用のトラッキング機能を有し前記衛星からの観測データ
を受信しかつ互いに異なる地点に設置された複数の受信
局と、これ等複数の受信局とデータリンクで夫々接続さ
れこれ等各受信局からの前記データリンクを介して送出
されてくるデータを受信処理する中央局とを含み、 前記中央局は、複数の前記受信局のうち前記観測衛星と
の交信局となる局を択一的に指定制御する制御手段を有
し、 前記受信局の各々は、前記中央局からの交信局の指定に
応答して前記観測衛星へ向けてレーザ光を照射するレー
ザ発振手段を有し、 前記観測衛星は、前記レーザ光を検出してその到来方向
へ指向制御するトラッキング手段と、この指向制御後に
前記観測データを送信する送信手段とを有することを特
徴とするデータ光通信システム。
1. An observation satellite, a plurality of receiving stations having a tracking function for tracking the observation satellite, receiving observation data from the satellite, and installed at different points from each other, and a plurality of these receiving stations And a central station respectively connected by a data link and receiving and processing data transmitted from the respective receiving stations via the data link, wherein the central station is the observation satellite among a plurality of the receiving stations. Control means for alternatively designating a station to be a communication station with, and each of the receiving stations emits laser light toward the observation satellite in response to designation of a communication station from the central station. The observation satellite has a laser oscillation unit for irradiating, and the observation satellite has a tracking unit for detecting the laser beam and performing pointing control in an arrival direction thereof, and a transmission unit for transmitting the observation data after the pointing control. Characteristic data optical communication system.
【請求項2】 前記中央局の前記制御手段は、前記受信
局の各々から通知される受信局設置地点の気象情報に従
って前記交信局となる局を択一的に指定制御するよう構
成されていることを特徴とする請求項1記載のデータ光
通信システム。
2. The control means of the central station is configured to selectively designate a station to be the communication station in accordance with weather information of a receiving station installation point notified from each of the receiving stations. The data optical communication system according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記交信局である受信局は、更に、前記
観測衛星からのデータ受信状態を検出して前記中央局へ
通知する手段を有し、 前記中央局の前記制御手段は、前記データ受信状態に応
じて交信局の指定を変更制御するよう構成されているこ
とを特徴とする請求項2記載のデータ光通信システム。
3. The receiving station, which is the communication station, further includes a unit that detects a data reception state from the observation satellite and notifies the central station of the data reception state. 3. The data optical communication system according to claim 2, wherein a designation of a communication station is changed and controlled according to a reception state.
【請求項4】 前記観測衛星の前記トラッキング手段
は、前記レーザ光の到来方向が変化したときに指向制御
を再度実行するようにしたことを特徴とする請求項3記
載のデータ光通信システム。
4. The data optical communication system according to claim 3, wherein the tracking means of the observation satellite executes the pointing control again when the arrival direction of the laser beam changes.
【請求項5】 前記観測衛星の前記送信手段は、前記指
向制御の再実行後に送信データを一部重複してデータ再
送を行なうようにしたことを特徴とする請求項4記載の
データ光通信システム。
5. The data optical communication system according to claim 4, wherein said transmission means of said observation satellite retransmits data after partially re-executing said pointing control by partially overlapping transmission data. .
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