JP2023013851A - 移動体群制御システム及び方法、通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】衛星フォーメーションフライトを実現する上で、サービス要件に応じた通信回線の柔軟な制御を可能とすることで、ユーザの負担を軽減する。【解決手段】フォーメーションフライトする移動体群を制御するために、上記移動体群を構成し、フォロワー移動体と、上記フォロワー移動体の情報を収集した上でこれを制御するリーダー移動体に分類され、互いにビームフォーミング又はＭＩＭＯに基づいて無線通信する各移動体と、上記各移動体と無線通信する地上局とを備え、上記移動体は、搭載されるオンボードプロセッサに基づいて、上記リーダー移動体による上記フォロワー移動体の制御、及びフォーメーションフライトを行うための自らの位置又は姿勢の制御を行い、上記地上局は、上記移動体との無線通信の回線制御又は上記移動体間の無線通信の回線制御、及び上記移動体と無線通信する何れかの当該地上局の選択の制御を行うことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、フォーメーションフライトする移動体群を制御する移動体群制御システム及び方法、通信装置に関し、特にサービス要件に応じた通信回線を柔軟に制御する上で好適な移動体群制御システム及び方法、通信装置に関するものである。

従来における衛星通信分野では、大型衛星を静止軌道に打ち上げて運用することが主流であった。一方、近年における衛星通信分野では、製造コストや打上げコストの観点から、低コストで開発が可能な小型衛星にシフトする傾向がある。

但し、小型衛星は、大型衛星と比較して１機あたりの性能は限られたものとなる。このため、複数の衛星を互いに連携させて通信ネットワークを構築することで、その性能を補うことが行われている。

複数の衛星を連携させる衛星システムとして、衛星コンステレーションと衛星フォーメーションフライトがある。

衛星コンステレーションは、同じ軌道に複数の衛星を互いに長距離となるように配置し、互いの相対位置を制御せずに運用するシステムである。衛星コンステレーションを通信システムとして利用する場合、複数の衛星で地球をグローバルにカバーするため、地球上で地上ネットワークが整備されていない地域に常時通信ネットワークを提供することが可能となる。

一方で衛星フォーメーションフライトは、衛星コンステレーションよりも近距離に衛星群を配置させ、互いの相対位置を制御するシステムである。この衛星フォーメーションフライトによれば、衛星を新規に打ち上げて衛星群システムに追加していくことで、徐々に性能及びサービスの範囲を拡げていくことができ、より柔軟な運用が可能となると考えられる。更に衛星群の数が多くなればなるほど衛星群の性能が上がり、衛星側の１機あたりの重量や消費電力を下げることもできる。

衛星フォーメーションフライトを実現するために、ビームフォーミングを適用する技術が従来において提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、超小型の衛星フォーメーションフライトを実現する上で、相対位置と姿勢を磁力で制御する制御方式も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

特許６５０６３６５号公報 特開２０２０－３２８７４号公報

現在の衛星通信システムでは、個々のサービス毎にシステムが設計されている。例えば、通信の場合には通信に特化したシステムが設計され、観測の場合には観測に特化したシステムが設計される。このため、ユーザの観点から見ると、複数のサービスを利用するためにはそれぞれのサービス事業者との都度調整が必要となる。

また、衛星通信と5G/Beyond 5G等の地上系の連携に関する検討も3GPP等の標準化機関で進められており、今後は、衛星通信のユースケースや利用シナリオが拡大し、従来のブロードバンド通信だけではなく、サービスが多種多様化すると考えられる。また衛星通信によるサービスを必要とするユーザも増加するものと考えられる。

従って、現状のように個々のサービスに特化したシステムを構築する方針では、ユーザによるサービス事業者との調整に関する負担も増えてしまうこともあり、将来的な動向に対応できなくなってしまう可能性が高い。また、衛星フォーメーションフライトの従来技術では、衛星群におけるリーダー衛星とフォロワー衛星の制御構成は事前に決まっている。このため、例えばリーダー衛星が故障した場合に柔軟に対応することができず、システムとして機能しなくなってしまう可能性がある。

即ち、衛星フォーメーションフライトを実現する上で、個々のサービス毎に特化したシステムを都度設計するのではなく、サービス要件に応じた通信回線の柔軟な制御を可能とすることで、ユーザの負担を軽減する技術が従来より望まれていた。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、衛星フォーメーションフライトを実現する上で、サービス要件に応じた通信回線の柔軟な制御を可能とすることで、ユーザの負担を軽減することが可能な移動体群制御システム及び方法、通信装置を提供することにある。

第１発明に係る移動体群制御システムは、フォーメーションフライトする移動体群を制御するための移動体群制御システムにおいて、上記移動体群を構成し、フォロワー移動体と、上記フォロワー移動体の情報を収集した上でこれを制御するリーダー移動体に分類され、互いにビームフォーミング又はＭＩＭＯに基づいて無線通信する各移動体と、上記各移動体と無線通信する地上局とを備え、上記移動体は、搭載されるオンボードプロセッサに基づいて、上記リーダー移動体による上記フォロワー移動体の制御、及びフォーメーションフライトを行うための自らの位置又は姿勢の制御を行い、上記地上局は、上記移動体との無線通信の回線制御又は上記移動体間の無線通信の回線制御、及び上記移動体と無線通信する何れかの当該地上局の選択の制御を行うことを特徴とする。

第２発明に係る移動体群制御システムは、第１発明において、上記移動体は、搭載されるオンボードプロセッサに基づいて、時刻同期制御、及び他の移動体間との間で移動体群を形成するための移動体群形成制御を行うことを特徴とする。

第３発明に係る移動体群制御システムは、第１発明において、上記地上局は、上記移動体に対して提供するサービスの決定制御、及び、上記各移動体から地上局への接続、上記各移動体を構成する移動体群から他の移動体群への接続又は上記各移動体を構成する移動体群から他の移動体への接続のプラットフォームの変更制御を行うことを特徴とする。

第４発明に係る移動体群制御システムは、第１発明において、上記移動体は、搭載されるオンボードプロセッサに基づいて、時刻同期制御、及び他の移動体間との間で移動体群を形成するための移動体群形成制御を行い、上記地上局は、上記移動体に対して提供するサービスの決定制御、及び、上記各移動体から地上局への接続、上記各移動体を構成する移動体群から他の移動体群への接続又は上記各移動体を構成する移動体群から他の移動体への接続のプラットフォームの変更制御を行うことを特徴とする。

第５発明に係る移動体群制御システムは、第１発明～第４発明の何れかにおいて、上記移動体は、人工衛星であることを特徴とする。

第６発明に係る通信装置は、第１発明～第５発明のうち何れかの移動体群制御システムに適用される通信装置において、上記移動体に搭載され、上記リーダー移動体による上記フォロワー移動体の制御、及びフォーメーションフライトを行うための自らの位置又は姿勢の制御を行うオンボードプロセッサを備えることを特徴とする。

第７発明に係る通信装置は、第１発明～第５発明のうち何れかの移動体群制御システムに適用される通信装置において、上記地上局に搭載され、上記移動体との無線通信の回線制御又は上記移動体間の無線通信の回線制御、及び上記移動体と無線通信する何れかの当該地上局の選択の制御を行う制御手段を備えることを特徴とする。

第８発明に係る移動体群制御方法は、フォーメーションフライトする移動体群を制御する移動体群制御方法において、上記移動体群を構成し、フォロワー移動体と、上記フォロワー移動体の情報を収集した上でこれを制御するリーダー移動体に分類され、互いにビームフォーミング又はＭＩＭＯに基づいて無線通信する各移動体に搭載されるオンボードプロセッサに基づいて、上記リーダー移動体による上記フォロワー移動体の制御、及びフォーメーションフライトを行うための自らの位置又は姿勢の制御を行い、上記各移動体と無線通信する地上局において、上記移動体との無線通信の回線制御又は上記移動体間の無線通信の回線制御、及び上記移動体と無線通信する何れかの当該地上局の選択の制御を行うことを特徴とする。

上述した構成からなる本発明によれば、移動体群によるフォーメーションフライトを実現する上で、サービス要件に応じた通信回線の柔軟な制御を可能とすることができる。これにより個々のサービス毎に特化したシステムを都度設計するのではなく、サービス要件に応じた通信回線の柔軟な制御が可能となることから、ユーザの負担を軽減することが可能となる。

本発明を適用した移動体群制御システムの全体構成を示す図である。 移動体群を構成する個々の移動体を介して地上にあるユーザと、同じく地上に設置された地上局との間でデータ中継を行う形態を示す図である。 ユーザと、地上局との間で送受信するデータを、複数の移動体群の個々の移動体を介して中継する例を示す図である。 地球観測リモートセンシングシステムから地上局へ送信するデータを、一の移動体群を構成する個々の移動体を介して中継する例を示す図である。 地球観測リモートセンシングシステムから地上局へ送信するデータを、複数の移動体群の個々の移動体を介して中継する例を示す図である。 深宇宙観測重力波測定システムと、地上局との間で送受信するデータを、一の移動体群を構成する個々の移動体を介して中継する例を示す図である。 移動体群を構成する個々の移動体を介してランダーやローバー、スペースプレーンと、地上に設置された地上局との間でデータ中継を行う形態を示す図である。 地上にある地上局やユーザの電波監視を移動体を介して行う例を示す図である。 スペースデブリを監視する例を示す図である。 移動体においても実装される共通構成の例を示す図である。 図２、３、７、８の形態において用いられる通信部の詳細なブロック構成を示す図である。 図４、６、９の形態において用いられる通信部の詳細なブロック構成を示す図である。 図５の形態において用いられる通信部の詳細なブロック構成を示す図である。 移動体に搭載される制御部の詳細なブロック構成を示す図である。 地上局内に実装された制御システムのブロック構成例を示す図である。 サービスやユーザに応じて任意の数からなるＮ個の移動体群（クラスタ）に分割する例を示す図である。 ビームフォーミングと ＭＩＭＯの例を示す図である。 移動体群における制御フローを示すフローチャートである。 利用者からのサービス要求を受けた地上局と、利用するゲートウェイ局が属する地上局がある例を示す図である。 地上局において通信を実施するフローチャートである。 ユーザからサービス要求を受けた地上局以外の地上局において通信を実施する場合におけるフローチャートである。

以下、本発明を適用した移動体群制御システムについて、図面を参照しながら詳細に説明をする。

図１は、本発明を適用した移動体群制御システム１の全体構成を示している。移動体群制御システム１は、複数の移動体２０を含む移動体群２と、この移動体群２を構成する個々の移動体２０と無線通信可能とされる地上局３、地球観測リモートセンシングシステム４、ユーザ５、深宇宙観測重力波測定システム６、月や惑星を探査するためのランダー７ａやローバー７ｂ、スペースプレーン８、スペースデブリ９等を備えている。また、この移動体群２を構成する各移動体２０は、他の移動体群２に含まれる他の移動体２０とも無線通信が可能であり、更には移動体群２に含まれない単一の移動体２０との無線通信が可能とされる。

移動体２０は、人工衛星である。この移動体２０に適用される人工衛星は、サイズはいかなるものであってもよく、大型衛星、小型衛星、更にはキューブサット等の超小型衛星でもよい。また移動体２０に適用される人工衛星は、低高度軌道（ＬＥＯ）、中高度軌道（ＭＥＯ）、静止軌道（ＧＥＯ）、遷移軌道、月近傍、深宇宙等、任意の軌道に存在するものであってもよい。全ての人工衛星を同時に打ち上げる必要はなく、途中でシステムが拡大又は縮小するものであってもよい。個々の移動体２０は、互いに同一の移動体群２を構成する他の移動体２０との間で、編隊飛行する、いわゆるフォーメーションフライトを行う。

移動体群２を構成する各移動体２０は、フォーメーションフライトを実現する上で、全て人工衛星で構成されることは必須ではなく、何れか１以上又は全てが飛翔体（航空機、ドローン、ＨＡＰＳ（High-Altitude Platform Station）、ＵＡＶ（Unmanned Aerial Vehicle）等）、或いは海上、海中、水上、水中を移動する船舶、ＵＡＶ、ＵＳＶ等、地上を走行する自動車や電車等の車両、更にはこれらに移動体２０に実装された通信機器で構成されていてもよい。

図１に示す移動体群制御システム１の全体構成においては、この移動体群２を構成する個々の移動体２０が中心となり無線通信を行うが、各目的と用途に応じて、更に以下の形態に分類することができる。

図２、３は、移動体群２を構成する個々の移動体２０を介して地上にあるユーザ５と、同じく地上に設置された地上局３との間でデータ中継を行う形態を示している。ここでいうユーザ５とは、地上にある飛行機、船舶、車両や建築構造物に搭載された通信機、或いは個々の携帯端末やスマートフォン、タブレット型端末、ウェアラブル端末等、あらゆる通信デバイスを総称する。図２の形態は、ユーザ５と、地上局３との間で送受信するデータを、一の移動体群２を構成する個々の移動体２０を介して中継する例である。図３の形態は、ユーザ５と、地上局３との間で送受信するデータを、移動体群２ａ、移動体群２ｂからなる複数の移動体群２の個々の移動体２０を介して中継する例である。このとき、移動体群２ｂの代替として、いずれの移動体群２に属しない単一の移動体２０を介して中継するようにしてもよい。

図４、５は、移動体群２を構成する個々の移動体２０を介して地球観測リモートセンシングシステム４と、地上に設置された地上局３との間でデータ中継を行う形態を示している。ここでいう地球観測リモートセンシングシステム４は、気象情報、資源探査、地質探査や土地利用の調査、海洋、環境の各種観測、森林の状態や農作物の生育状況等、地球上のあらゆる事象を観測するためのセンシングシステムである。図４の形態は、地球観測リモートセンシングシステム４から地上局３へ送信するデータを、一の移動体群２を構成する個々の移動体２０を介して中継する例である。図５の形態は、地球観測リモートセンシングシステム４から地上局３へ送信するデータを、移動体群２ａ、移動体群２ｂからなる複数の移動体群２の個々の移動体２０を介して中継する例である。このとき、移動体群２ｂの代替として、いずれの移動体群２に属しない単一の移動体２０を介して中継するようにしてもよい。

図６は、移動体群２を構成する個々の移動体２０を介して深宇宙観測重力波測定システム６と、地上に設置された地上局３との間でデータ中継を行う形態を示している。ここでいう深宇宙観測重力波測定システム６は、重力波を利用して宇宙観測を行うシステムである。図６の形態は、深宇宙観測重力波測定システム６と、地上局３との間で送受信するデータを、一の移動体群２を構成する個々の移動体２０を介して中継する例である。このとき、移動体群２の代替として、いずれの移動体群２に属しない単一の移動体２０を介して中継するようにしてもよい。

図７は、移動体群２を構成する個々の移動体２０を介してランダー７ａやローバー７ｂ、スペースプレーン８と、地上に設置された地上局３との間でデータ中継を行う形態を示している。ちなみに、ランダー７ａは、天体の表面に着陸可能なあらゆる着陸船を含む。ローバー７ｂは、天体の表面を移動し、観測するための車両であるが、これに限定されるものでは無く、天体の表面を移動可能なあらゆる移動手段を含む。更にこのランダー７ａやローバー７ｂの代替として、天体の表面に設定される、移動不能な固定型の基地局との間で移動体２０を介してデータ中継するようにしてもよい。ランダー７ａやローバー７ｂ、スペースプレーン８と、地上局３との間で送受信するデータを、一の移動体群２ｂを構成する個々の移動体２０を介して中継する。このとき、移動体群２ｂから他の移動体群２ａを介して、或いはいずれの移動体群２に属しない単一の移動体２０を介して中継するようにしてもよい。

図８は、地上にある地上局３やユーザ５の電波監視を移動体２０を介して行う例を示している。地上にある一の地上局３やユーザ５は、通常は、図２、３に示すように移動体群２に含まれる移動体２０を介して他の地上局３と通信している。このとき、地上にある地上局３やユーザ５からの違法電波を移動体２０が検出したものとする。このとき、この違法電波を検出した移動体２０は、他の移動体群２に含まれる移動体２０を介して、又は直接的に他の地上局３に対してその旨を送信する。

図９は、スペースデブリを監視する例を示している。移動体２０を通じてスペースデブリ９を検出した場合、移動体群２の個々の移動体２０を介して地上局３へこれを伝送する。このとき、更に他の移動体群２や、移動体群２に属しない単一の移動体２０を介して中継するようにしてもよい。

次に、このような移動体群制御システム１の各形態において適用される移動体２０の構成について説明をする。以下では、移動体２０が人工衛星である場合を例にとり説明をするが、移動体２０が人工衛星以外の他の移動体に適用される場合には、その適用対象に応じた各種構成がさらに実装されることは勿論である。

図１０は、いかなる移動体２０においても実装される共通構成の例を示している。移動体２０は、電源部２１と、当該電源部２１にそれぞれ接続される記録部２２、データ取得処理部２３、通信部２４、制御部２５、時刻生成部２６とを備えている。記録部２２は、データ取得処理部２３、通信部２４に接続され、通信部２４は、制御部２５に接続され、制御部２５は、時刻生成部２６に接続される。なお、この移動体２０に示す構成要素の全てが必須ではなく、必要に応じて各構成を省略するようにしてもよい。

電源部２１は、移動体２０自身が動作するために必要な電力を蓄積するものであり、例えば衛星用に特化した電源モジュールや電池で構成されている。この電源部２１は必要に応じて太陽光からの発電システムを取り入れるものであってもよい。電源部２１は自ら蓄積した電源を、これに接続される記録部２２、データ取得処理部２３、通信部２４、制御部２５、時刻生成部２６に供給する。

記録部２２は、各種情報を格納するためのサーバー、記憶装置で構成される。この記録部２２には、無線通信を行う上で各種必要な情報が格納されていることは勿論であるが、これ以外に、提供する各種サービスや用途に応じたデータも予め記録される。また、この記録部２２は、データ取得処理部２３において取得されて処理された各種データも記録される。

データ取得処理部２３は、移動体２０が飛行する過程で得られる新たなデータを取得し、各種処理を施し、これを記録部２２へと送る。

通信部２４は、制御部２５による制御の下で、地上局３、地球観測リモートセンシングシステム４、ユーザ５、深宇宙観測重力波測定システム６、月や惑星を探査するためのランダー７ａやローバー７ｂ、スペースプレーン８等と無線通信するためのアンテナ及び通信に必要な増幅、周波数変換、変調等を施すための回路ユニットで構成される。この通信部２４の詳細は、後段において詳述する。

制御部２５は、移動体２０全体を制御するための中央制御ユニットとしての役割を担う。

時刻生成部２６は、移動体２０内において正確な時刻を作り出すためのユニットである。

図１１は、図２、３、７、８の形態において用いられる通信部２４の詳細なブロック構成を示している。通信部２４は、ＲＦ受信部２４１と、ＲＦ受信部２４１に接続された増幅部２４２と、増幅部２４２に接続された周波数変換部２４３と、周波数変換部２４３に接続されたＡＤ変換部２４４及び増幅部２５１と、ＡＤ変換部２４４に接続された復調部２４５と、復調部２４５に接続されたデジタル処理部２４６と、デジタル処理部２４６に接続された変調部２４８と、変調部２４８に接続されたＤＡ変換部２４９と、ＤＡ変換部２４９及び増幅部２５１に接続された周波数変換部２５０と、増幅部２５１に接続されたＲＦ送信部２５２とを備えている。

この通信部２４では、図２、３、７、８の形態を実現する上で、ユーザ５や他の移動体２０、地上局３等からデータを受信し、これを他のユーザ５や他の移動体２０、地上局３に向けて中継する役割を担う。このため、ＲＦ受信部２４１において受信したデータをＲＦ送信部２５２へ向けて送信する、いわゆる中継処理を行う。移動体２０側においてデジタル処理を行わない場合は、ＡＤ変換部２４４、復調部２４５、デジタル処理部２４６、変調部２４８、ＤＡ変換部２４９の構成は省略するようにしてもよい。

ＲＦ受信部２４１は、外部から受信したデータ信号を受信するアンテナ等で構成される。増幅部２４２は、ＲＦ受信部２４１により受信されたデータ信号を、増幅する増幅回路で構成される。周波数変換部２４３は、増幅部２４２において増幅されたデータ信号を所望の中間周波数の信号に重畳させることで周波数変換を施す。移動体２０側においてデジタル処理を行わない場合は、増幅部２５１による増幅処理に移行するが、移動体２０側においてデジタル処理を行う場合には、ＡＤ変換部２４４において、ＡＤ変換を施す。復調部２４５は、ＡＤ変換が施されたデータ信号につき復調処理を施す。デジタル処理部２４６は、復調処理が施されたデータ信号につき必要なデジタル処理を施す。このとき、通信部２４の外部において、制御部２５による制御の下、データ取得処理部２３においてデータが取得され、また必要な処理が施され、更に必要な情報を重畳するようにしてもよい。変調部２４８は、デジタル処理が施されたデータ信号について、変調を施す。ＤＡ変換部は、変調が施されたデータ信号についてＤＡ変換を施し、これを周波数変換部２５０へ送る。周波数変換部２５０は、中間周波数に変換されたデータ信号を元の帯域に変換する。増幅部２５１は、入力されるデータ信号を増幅する。ＲＦ送信部２４１は、増幅部２５１において増幅されたデータ信号を外部へ送信するアンテナ等で構成される。

図１２は、図４、６、９の形態において用いられる通信部２４の詳細なブロック構成を示している。図４、６、９の形態では、地球観測リモートセンシングシステム４や深宇宙観測重力波測定システム６により観測、測定されたデータや、スペースデブリ９からのデータをデータ取得処理部２３により取得し、これに対して所望の処理を施した後に通信部２４を介して地上局３等に送信するものである。かかるケースにおいて使用される通信部２４は、データ取得処理部２３に接続されたＤＡ変換部２４９と、ＤＡ変換部２４９及び増幅部２５１に接続された周波数変換部２５０と、増幅部２５１に接続されたＲＦ送信部２５２とを備えている。上述した構成と同一の構成要素及び部材に関しては同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。

ＤＡ変換部２４９は、データ取得処理部２３において取得されたデータ信号につきＤＡ変換処理を施し、これを周波数変換部２５０へと出力する。

図１３は、図５の形態において用いられる通信部２４の詳細なブロック構成を示している。図５の形態では、地球観測リモートセンシングシステム４により観測、測定されたデータをデータ取得処理部２３により取得する場合に加え、他の移動体群２ａにより地球観測リモートセンシングシステム４から取得されたデータを中継する場合もある。かかるケースにおいて使用される通信部２４は、データ取得処理部２３に接続されたＤＡ変換部２４９と、ＤＡ変換部２４９及び増幅部２５１に接続された周波数変換部２５０と、増幅部２５１に接続されたＲＦ送信部２５２とを備えるとともに、ＲＦ受信部２４１と、ＲＦ受信部２４１並びに周波数変換部２５０に接続された増幅部２４２とを備えている。上述した構成と同一の構成要素及び部材に関しては同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。

ＲＦ受信部２４１は、他の移動体群２ａにより地球観測リモートセンシングシステム４から取得されたデータ信号を受信する。増幅部２４２は、ＲＦ受信部２４１において受信したデータ信号を増幅し、これを周波数変換部２５０に出力する。

図１４は、移動体２０に搭載される制御部２５の詳細なブロック構成を示している。制御部２５は、それぞれパラメータ計算部２６４に接続された姿勢制御部２６１と、フォーメーション制御部２６２と、時刻同期制御部２６３と、軌道データベース２６５とを備えており、パラメータ計算部２６４は、フォーメーションパラメータ計算部２６４ａと通信パラメータ制御部２６４ｂとを有している。制御部２５は、これらの構成要素がいずれも実装されたオンボードプロセッサとして移動体２０に搭載される。

制御部２５に接続される通信部２４は、送受信部２７１と、テレメトリコマンド送受信部７２とを備えている。

姿勢制御部２６１は、移動体２０が飛行する際の姿勢の制御を実行する。フォーメーション制御部２６２は、他の移動体２０の連携し、互いに編隊飛行を行う、いわゆるフォーメーションフライトを行うための各種制御を行う。これら姿勢制御部２６１、フォーメーション制御部２６２は、実際に制御指示の信号を作り出して送信する、いわゆる制御実行を行う。姿勢制御部２６１、フォーメーション制御部２６２が、これらの制御に必要なパラメータは、パラメータ計算部２６４から送られる。

時刻同期制御部２６３は、フォーメーション制御部２６２がフォーメーションフライトを行う上で必要な時刻同期や時刻補償の制御を行う。時刻同期制御部２６３は、時刻生成部２６と連動し、必要に応じて時刻生成部２６と時刻情報の送受信を行う。

パラメータ計算部２６４におけるフォーメーションパラメータ計算部２６４ａは、テレメトリコマンド送受信部２７２からサービス要件を受信する。フォーメーションパラメータ計算部２６４ａは、受信したサービス要件や、移動体２０が属する移動体群２の軌道データに応じて移動体群２（クラスタ）の構成やリーダーとフォロワーの関係等のフォーメーションパラメータを計算する。ちなみに、リーダー移動体２０ａである場合には、フォロワー移動体２０ｂへのコマンドや地上局３へのテレメトリコマンドを生成し、これをテレメトリコマンド２７２へ送る。フォーメーションパラメータ計算部２６４ａは、テレメトリコマンド送受信部２７２から受信した情報に基づいて、ビームフォーミング、ＭＩＭＯ等による通信に必要な通信パラメータを計算する。フォーメーションパラメータ計算部２６４ａは、その計算結果に応じて、フォーメーション制御部２６２や姿勢制御部２６１、時刻同期制御部２６３と通信することで時刻同期やフォーメーション構成を実施する。

パラメータ計算部２６４における通信パラメータ計算部２６４ｂは、通信部２４から受信した回線パラメータに基づき、ビームフォーミングやＭＩＭＯ等を実施するために必要な振幅や位相の最適パラメータを計算し、通信部２４へと送信する。

軌道データベース２６５は、フォーメーションパラメータ計算部２６４ａが各種パラメータの計算を行う上で必要な軌道データを保存する。

なお、本発明によれば、この図１４に示す通信部２４、制御部２５を備える独立した通信装置として具現化されるものであってもよい。

図１５は、地上局３内に実装された制御システムのブロック構成例を示している。地上局３は、パラメータ計算部３４にそれぞれ接続された回線モニタリングデータベース３１、軌道データベース３２、提供サービス機能部３３、テレメトリコマンド送受信部３６、ゲートウェイ局送受信部３５とを備えており、ゲートウェイ局送受信部３５には通信データ処理部３７が接続されている。パラメータ計算部３４は、回線パラメータ計算部３４１と、ゲートウェイ局選択計算部３４２と、接続先プラットフォーム変更計算部３４３とを有している。

回線モニタリングデータベース３１は、ゲートウェイ局送受信部３５、テレメトリコマンド送受信部３６で得られる回線モニタリング情報を保存するためのデータベースである。回線モニタリング情報は、受信パワー、受信 Ｃ／ＮＯ（搬送波電力対雑音電力密度比）、中心周波数、帯域幅、スループット、ビットエラー率（ＢＥＲ）、パケットロス率、降雨減衰量等である。

軌道データベース３２は、パラメータ計算部３４が各種パラメータの計算を行う上で必要な軌道データを保存する。

回線モニタリングデータベース３１と軌道データベース３２は、クラウドサーバに接続され、すべての地上局と共有され、パラメータの最適化に利用される。

提供サービス機能部３３は、ユーザからのサービス要件に応じて、移動体群制御システム１で必要となる機能を同定する。

回線パラメータ計算部３４１は、ビームフォーミングやＭＩＭＯ等を実施するために必要な振幅や位相の最適パラメータや、キャリア周波数、帯域幅、出力パワー、変調方式、誤り訂正符号の種類やその符号化率、多重化方式、キャリア数等の回線パラメータを計算する。

ゲートウェイ局選択計算部３４２は、移動体群２における各移動体２０が通信する対向先となるゲートウェイ局を決定する。

接続先プラットフォーム変更計算部３４３は、移動体群２における各移動体２０が通信する対向先となるプラットフォームを決定する。

このようなパラメータ計算部３４の各構成要素において得られた情報はテレメトリコマンド送受信部３６を介してコマンドにより各移動体群２に送信される。

ゲートウェイ局送受信部３５は、移動体群２とのドップラーシフト量を補償する機能を有する。地上の各所から移動体群２経由で送信したい電波又は光信号の通信データは、通信データ処理部３７とゲートウェイ局送受信部３５を経由して移動体群２に送信される。また移動体群２から受信した通信データはゲートウェイ局送受信部３５と通信データ処理部３７を経由して地上の各所へ送信される。

なお、本発明は、この図１５に示す地上局３を構成する要素を含む独立した通信装置として具現化されるものであってもよい。

本発明を適用した移動体群制御システム１では、図１６に示すように、サービスやユーザに応じて任意の数（一又は複数）からなるＮ個の移動体群２（クラスタ）に分割してもよい。各移動体群２には、少なくとも１機の移動体２０にリーダーとしての役割を担わせる、リーダー移動体２０ａを割り当て、それ以外の他の移動体２０をフォロワー移動体２０ｂとする。リーダー移動体２０ａは、フォロワー移動体２０ｂの情報を収集した上で、フォーメーションやビームフォーミングのパラメータ等を決定し、各フォロワー移動体２０ｂに指令を伝送する。これによりリーダー移動体２０ａは、フォロワー移動体２０ｂを制御することができる。即ち、リーダー移動体２０ａは、各フォロワー移動体２０ｂの相対位置、姿勢、時刻などの状態を集約し、フォロワー移動体２０ｂに指令を送ることで、各フォロワー移動体２０ｂの相対位置や姿勢の制御を行うようにしてもよい。各移動体群２間では、互いに異なる通信周波数を利用するようにしてもよい。また各移動体群２毎にビームフォーミングやＭＩＭＯをそれぞれ利用するようにしてもよい。

なお、このリーダー移動体２０ａは状況に応じて変更することができる。移動体２０の性能が均一の場合には任意の移動体２０をリーダー移動体２０ａに割り当ててもよく、移動体２０の性能が均一でない場合には、一番性能が高い移動体２０をリーダー移動体２０ａとしてもよい。リーダー移動体２０ａはフォーメーションフライトを形成するいかなる位置にある移動体２０を割り当ててもよい。

図１７は、ビームフォーミングとＭＩＭＯの例を示している。ビームフォーミングでは、図１７（ａ）に示すように、Ｎ機の移動体２０からなる移動体群２と、Ｍ機の移動体２０からなる移動体群２それぞれにおいて、各衛星で電波の位相を制御してビームフォーミングを行い、全体の通信路容量を最大化するものである。このとき、移動体群２を構成する少なくとも１の移動体２０がビームフォーミング機能を有するものであってもよい。ＭＩＭＯでは、図１７（ｂ）に示すように、Ｎ機の移動体２０からなる移動体群２と、Ｍ機の移動体２０からなる移動体群２の間で、Ｎ×Ｍ個の伝送路からなる行列チャネルにおいて全体の通信路容量を最大化する。

このようなリーダー移動体２０ａとフォロワー移動体２０ｂからなる移動体群２が構成するフォーメーションフライトの形態は任意の形でよい。利用するユーザ５やサービスに応じてフォーメーションを変更し、ビームフォーミングにより、多数のシャープなビーム、少数のブロードなビーム等を形成する。ビームの数は何個でもよく、利用するユーザ５やサービスに応じて変更することができる。

移動体群制御システム１は、データ伝送時に各移動体２０により生成した時刻も合わせて送信してもよい。この時刻は、上述した時刻生成部２６において生成する。時刻生成部２６は、高精度な時刻を生成するために、原子時計や光格子時計等が搭載されていてもよい。これにより、通信ネットワークやデータ伝送が途切れ、データを再送する場合、送信された時刻情報に基づいて効率的な再送が可能となる。

本発明を適用した移動体群制御システム１では、移動体群２－地上局３間や移動体群２－移動体群２間で検出できる遅延とドップラーから移動体群２の位置と速度を推定し、その推定値から移動体２０の位置やビームフォーミングの誤差を補正してもよい。また地上局３の受信ビームパターンの歪みから移動体群２の位置誤差を検出し、移動体２０の位置やビームフォーミングパラメータ（振幅と位相）を補正してもよい。

また、移動体群２と地上局３間、移動体群２と移動体群２間、移動体群２と深宇宙観測重力波測定システム６間、移動体群２と単一の移動体２０間には、電波を利用してもよく、移動体群２内の移動体２０間の通信は、電波又は光を利用するようにしてもよい。各移動体２０には、標準化されたインタフェースが実装されていてもよい。

次に、本発明を適用した移動体群制御システム１の動作について説明をする。

図１８は、移動体群２における制御フローを示している。ステップＳ１１においてサービス要件を受信したか否かを判別する。ここでいうサービス要件は、例えば移動体群２が提供するサービス（例えば、気象観測、環境観測、土壌調査、土地利用調査、森林調査等）において求められる要件である。このサービス要件を受信した場合、ステップＳ１２へ移行する。一方、サービス要件を受信することができなかった場合、本処理動作は一旦終了となる。

ステップＳ１２では、クラスタ構成算出処理を行う。クラスタが上述した移動体群２である場合、その移動体群２の数を検出する。ここでは、クラスタとしての移動体群２の数がＮであるものと仮定する。

次にステップＳ１３へ移行し、クラスタ形成を開始する。このクラスタ形成ではｉ＝１とし、ｉがＮになるまで繰り返し実行する。その結果、各クラスタとしての移動体群２にそれぞれｉ＝１～Ｎまでが割り当てられることとなる。

次にステップＳ１４に移行した場合に、ｉ番目のクラスタ（移動体群２）についてそれぞれリーダー移動体２０ａとフォロワー移動体２０ｂを割り当てる。

次にステップＳ１５に移行し、ｉ番目のクラスタ（移動体群２）についてそれぞれ利用周波数を決定する。このステップＳ１４～Ｓ１５の動作をｉがＮに至るまで繰り返し各クラスタ（移動体群２）について実行する。そして、全ての移動体群２について、リーダー移動体２０ａとフォロワー移動体２０ｂが割り当てられ、利用周波数が決定された後、ステップＳ１６へ移行する。

ステップＳ１６以降、各移動体群２についてそれぞれ実行される動作である。ステップＳ１６では、各移動体２０の位置算出処理を行う。かかる場合には、リーダー移動体２０ａとフォロワー移動体２０ｂとの間で時刻情報を送受信することにより行う。このとき、リーダー移動体２０ａは、各フォロワー移動体２０ｂからそれぞれの時刻情報を収集することで、各フォロワー移動体２０ｂの位置情報を算出する。

次にステップＳ１７に移行し、移動体２０の位置制御、姿勢制御を行う。かかる場合において各移動体２０は、搭載されたオンボードプロセッサ上における姿勢制御部２６１、フォーメーション制御部２６２により、自らの位置制御、姿勢制御を行う。このとき、各フォロワー移動体２０ｂは、リーダー移動体２０ａから制御に必要な情報を受信し、これに基づいて自らの位置制御、姿勢制御を行うようにしてもよい。これにより、リーダー移動体２０ａを中心とし、これにフォロワー移動体２０ｂを追従させたフォーメーションフライトが実現できる。

次にステップＳ１８に移行し、目標位置との誤差算出処理を行う。このステップＳ１８では、所望のフォーメーションフライトを行う上で、実際の移動体２０間の距離や位置情報と、時刻情報から算出した実際の目標位置との誤差を算出する。

次にステップＳ１９に移行し、ステップＳ１８において算出した誤差が許容範囲内であるか否かを判別する。判別の結果、許容範囲内であれば、ステップＳ２０に移行する。判別の結果、許容範囲外であれば、ステップＳ１７に戻り、移動体２０の位置制御、姿勢制御を行う。かかる場合には、ステップＳ１８において算出した誤差が小さくなるように、移動体２０の位置制御、姿勢制御を行う。

ステップＳ２０に移行した場合には、各移動体２０の位置情報を保存する。位置情報の保存先は、例えば記録部２２に保存する。

次にステップＳ２１へ移行し、通信形式がビームフォーミングであるか、ＭＩＭＯであるかを判別する。その結果、ビームフォーミングであればステップＳ２２へ移行し、ＭＩＭＯであればステップＳ２８へ移行する。

ステップＳ２２に移行した場合、ビームフォーミングパラメータの算出処理を行う。かかる場合には、パラメータ計算部２６４における通信パラメータ計算部２６４ａが、ビームフォーミングを実施するために必要な振幅や位相の最適パラメータを計算する。

次にステップＳ２３に移行し、ステップＳ１１において受信したサービス要件を持つサービスの提供を開始する。かかる場合には、ステップＳ２２において計算したパラメータに基づいてビームフォーミングによる通信を行うことで実際のサービスを提供する。

次にステップＳ２４に移行し、ビームフォーミングパラメータの更新処理を行う。実際にステップＳ２３のサービスを提供し続ける間において、各種通信状況や回線状況が変化する場合があるため、ビームフォーミングを実施するために必要な振幅や位相の最適パラメータを計算し直すことで、ビームフォーミングパラメータの更新処理を行う。

次にステップＳ２５へ移行し、回線情報をモニタリングする。次にステップＳ２６において、そのモニタリングした回線情報が許容範囲内であるか否かを判別する。その結果、許容範囲内であればステップＳ２７に移行する。一方、許容範囲外であれば、ステップＳ２４へ戻り、改めてビームフォーミングパラメータの更新処理を行う。

ステップＳ２７に移行した場合、提供するサービスが終了したか否かを判別する。その結果、提供するサービスが終了した場合には、本フローは終了となる。これに対して、提供するサービスが未終了の場合には、ステップＳ２３以降の処理動作を繰り返す。

ステップＳ２８に移行した場合、ＭＩＭＯパラメータの算出処理を行う。かかる場合には、パラメータ計算部２６４における通信パラメータ計算部２６４ａが、ＭＩＭＯを実施するために必要な振幅や位相の最適パラメータを計算する。

次にステップＳ２９に移行し、ステップＳ１１において受信したサービス要件を持つサービスの提供を開始する。かかる場合には、ステップＳ２８において計算したパラメータに基づいてＭＩＭＯによる通信を行うことで実際のサービスを提供する。

次にステップＳ３０に移行し、ＭＩＭＯパラメータの更新処理を行う。実際にステップＳ２９のサービスを提供し続ける間において、各種通信状況や回線状況が変化する場合があるため、ＭＩＭＯを実施するために必要な最適パラメータを計算し直すことで、ＭＩＭＯパラメータの更新処理を行う。

次にステップＳ３１へ移行し、回線情報をモニタリングする。次にステップＳ３２において、そのモニタリングした回線情報が許容範囲内であるか否かを判別する。その結果、許容範囲内であればステップＳ３３に移行する。一方、許容範囲外であれば、ステップＳ３０へ戻り、改めてビームフォーミングパラメータの更新処理を行う。

ステップＳ３３に移行した場合、提供するサービスが終了したか否かを判別する。その結果、提供するサービスが終了した場合には、本フローは終了となる。これに対して、提供するサービスが未終了の場合には、ステップＳ２９以降の処理動作を繰り返す。

次に、地上にある利用者からサービス要求を受けた地上局３の動作について説明する。図１９に示すように、利用者からのサービス要求を受けた地上局３ａと、利用するゲートウェイ局が属する地上局３ｂがある場合、以下に説明する図２０のフローチャートは、地上局３ａにおいて通信を実施する例である。ちなみに、地上局３ａは、利用者からのサービス要求を制御機能３－１が受け、利用者とのデータの送受信は通信機能３－２が担う。また、地上局３ｂは、制御機能３－３による制御の下、利用者とのデータの送受信は通信機能３－４が担う。

図２０に示すように、先ずステップＳ４１においてサービス要件を受信したか否かを判別する。このサービス要件を受信した場合、ステップＳ４２へ移行する。一方、サービス要件を受信することができなかった場合、本処理動作は一旦終了となる。

ステップＳ４２に移行した場合には、実際に提供するサービスを決定するための制御を行う。

次にステップＳ４３に移行し、パラメータ計算部３４が各種パラメータの計算を行う上で必要な軌道データを軌道データベース３２からデータを読み出す。

次にステップＳ４４に移行し、各移動体２０から地上局３への接続、各移動体２０を構成する移動体群２から他の移動体群２への接続、又は各移動体２０を構成する移動体群２から他の移動体２０への接続をするにあたり、実際に利用するプラットフォームを決定する。

次にステップＳ４５に移行し、地上局３ａ、地上局３ｂ、・・のうち、利用するゲートウェイ局を決定する処理を行う。次にステップＳ４６に移行し、地上局３ａにおいて通信を行うか否かを判別する。地上局３ａにおいて通信を開始するのであれば、ステップＳ４８に移行する。一方、地上局３ａにおいて通信を行わない場合は、ステップＳ４７に移行し、通信に利用する地上局３を指示する。なお、ステップＳ４７に移行した後の処理動作は、後段の図２１において詳述する。

次にステップＳ４８に移行し、移動体２０と無線通信を行う上で、各種パラメータを移動体２０におけるオンボードプロセッサ上で計算可能か否かを判別する。その結果、各種パラメータを移動体２０におけるオンボードプロセッサ上で計算可能であれば、ステップＳ５０に移行する。一方、各種パラメータを移動体２０におけるオンボードプロセッサ上で計算不能であれば、ステップ４９へ移行する。

ステップＳ４９に移行した場合、地上局３は、ビームフォーミングやＭＩＭＯによる通信を行うために必要なパラメータの算出をパラメータ計算部３４を介して行い、これを移動体２０へ送信する。かかる場合において、回線パラメータ計算部３４１は、回線モニタリングデータベース３１を参照しつつ、ビームフォーミングやＭＩＭＯ等を実施するために必要な振幅や位相の最適パラメータや、キャリア周波数、帯域幅、出力パワー等の回線パラメータを計算する。

ステップＳ５０に移行した場合、地上局３は、サービスを開始する上で必要な各種コマンドを移動体２０へ送信する。このコマンドにおいては、上述したステップＳ４９において計算した回線パラメータに基づいた回線制御に必要な情報を含まれる。移動体群２における各移動体２０はこの回線制御に必要な情報が含まれたコマンドを地上局３から受信することで、移動体２０間の無線通信の回線制御に加え、地上局３と移動体２０との間の無線通信の回線制御を、地上局３側において主導して行わせることが可能となる。

次にステップＳ５１へ移行し、サービスを開始する。かかる場合には、地上局３は回線情報をモニタリングし（ステップＳ５２）、モニタリングした回線情報を回線モニタリングデータベース３１へ保存する（ステップＳ５３）。

次にステップＳ５４に移行し、地上局３ａは、ゲートウェイ局である地上局３ｂとの間でデータを送受信する。次にステップＳ５５に移行し、地上局３ｂから利用者に通信データを送信する。

次にステップＳ５６へ移行し、サービスが終了したか否かを判別する。その結果、サービスが終了した場合には、ステップＳ５７へ移行する。これに対してサービスが未終了の場合には、再びステップＳ５２以降の処理動作を繰り返す。

ステップＳ５７に移行した場合、パラメータ計算部３４が各種パラメータの計算を行う上で必要な軌道データを軌道データベース３２に保存する。ステップＳ５７の処理が終了することで、本フロー自体が終了となる。

図２１では、ユーザからサービス要求を受けた地上局３ａ以外の地上局３ｂにおいて通信を実施する場合におけるフローチャートである。

先ずステップＳ５８において、地上局３ｂは、他の地上局３ａからの指示を受信したか否かを判別する。かかる場合には、図２０におけるステップＳ４７において、通信に利用する地上局３として、自身（地上局３ｂ）に指示が来たか否かを判別する。

その結果、通信に利用する地上局３として、自身（地上局３ｂ）に指示が来た場合には、ステップＳ４８へ移行する。これに対して、通信に利用する地上局３として、自身（地上局３ｂ）に指示が来なかった場合には本フローは終了となる。

ステップＳ４８へ移行した後の処理動作は、図２０における処理動作と同一であることから、同一の符号、ステップを付すことにより以下での説明を省略する。但し、ステップＳ５４に移行した場合、地上局３ｂ自らがゲートウェイ局である場合には省略するようにしてもよい。

上述したように、本発明を適用した移動体群制御システム１は、フォロワー移動体２０ｂと、フォロワー移動体２０ｂの情報を収集した上でこれを制御するリーダー移動体２０ａに分類する。その上で、移動体２０側に搭載されるオンボードプロセッサに基づいて、リーダー移動体２０ａによるフォロワー移動体２０ｂの制御、及びフォーメーションフライトを行うための自らの位置又は姿勢の制御を行う。そして、地上局３と移動体２０との無線通信の回線制御、又は移動体２０間の無線通信の回線制御を地上局３が主導して行い、更に移動体２０と無線通信する何れかの当該地上局３ａ、３ｂ、・・の選択の制御も地上局３が主導して行うことができる。

これらの各種制御のうち、移動体２０側に搭載されるオンボードプロセッサに基づいて、リーダー移動体２０ａによるフォロワー移動体２０ｂの制御、及びフォーメーションフライトを行うための自らの位置又は姿勢の制御は、遅延の影響が比較的大きく、計算量が比較的少なく、移動体群２におけるローカルな情報のみで制御を完了させることができる。このような制御のみを移動体２０側に担わせる。

一方、地上局３と移動体２０との無線通信の回線制御、又は移動体２０間の無線通信の回線制御、更には、移動体２０と無線通信する何れかの当該地上局３の選択といった、遅延の影響が比較的小さく、計算量が比較的多く、地上ネットワークや利用ユースケース等のようなグローバルな情報が必要な制御は地上局３に担わせる。

これにより、移動体群２によるフォーメーションフライトを実現する上で、サービス要件に応じた通信回線の柔軟な制御を可能とすることができる。これにより個々のサービス毎に特化したシステムを都度設計するのではなく、サービス要件に応じた通信回線の柔軟な制御が可能となることから、ユーザの負担を軽減することが可能となる。

これに加えて、本発明によれば、更に移動体２０側に搭載されるオンボードプロセッサに基づいて、遅延の影響が比較的大きく、計算量が比較的少なく、移動体群２におけるローカルな情報のみで制御を完了させることができるような、他の移動体２０との間で移動体群２（クラスタ）の形成制御や、時刻同期の制御を行う。また地上局３側において、計算量が比較的多く、地上ネットワークや利用ユースケース等のようなグローバルな情報が必要な、移動体２０に対して提供するサービスの決定制御、及び、上記各移動体２０から地上局３への接続、各移動体２０を構成する移動体群２から他の移動体群２への接続、又は各移動体２０を構成する移動体群２から他の移動体２０への接続のプラットフォームの変更制御を行う。これにより、移動体群２によるフォーメーションフライトを実現する上で、サービス要件に応じた通信回線の更なる柔軟な制御を可能とすることができる。

１ 移動体群制御システム
２ 移動体群
３ 地上局
４ 地球観測リモートセンシングシステム
５ ユーザ
６ 深宇宙観測重力波測定システム
７ａ ランダー
７ｂ ローバー
８ スペースプレーン
９ スペースデブリ
２０ 移動体
２１ 電源部
２２ 記録部
２３ データ取得処理部
２４ 通信部
２５ 制御部
２６ 時刻生成部
３１ 回線モニタリングデータベース
３２ 軌道データベース
３３ 提供サービス機能部
３４ パラメータ計算部
３５ ゲートウェイ局送受信部
３６ テレメトリコマンド送受信部
３７ 通信データ処理部
７２ テレメトリコマンド送受信部
２４１ 受信部
２４１ 送信部
２４２ 増幅部
２４３ 周波数変換部
２４４ 変換部
２４５ 復調部
２４６ デジタル処理部
２４８ 変調部
２４９ 変換部
２５０ 周波数変換部
２５１ 増幅部
２５２ 送信部
２６１ 姿勢制御部
２６２ フォーメーション制御部
２６３ 時刻同期制御部
２６４ パラメータ計算部
２６５ 軌道データベース
２７１ 送受信部
２７２ テレメトリコマンド
２７２ テレメトリコマンド送受信部
３４１ 回線パラメータ計算部
３４２ ゲートウェイ局選択計算部
３４３ 接続先プラットフォーム変更計算部

Claims (8)

1. フォーメーションフライトする移動体群を制御するための移動体群制御システムにおいて、
   上記移動体群を構成し、フォロワー移動体と、上記フォロワー移動体の情報を収集した上でこれを制御するリーダー移動体に分類され、互いにビームフォーミング又はＭＩＭＯに基づいて無線通信する各移動体と、
   上記各移動体と無線通信する地上局とを備え、
   上記移動体は、搭載されるオンボードプロセッサに基づいて、上記リーダー移動体による上記フォロワー移動体の制御、及びフォーメーションフライトを行うための自らの位置又は姿勢の制御を行い、
   上記地上局は、上記移動体との無線通信の回線制御又は上記移動体間の無線通信の回線制御、及び上記移動体と無線通信する何れかの当該地上局の選択の制御を行うこと
   を特徴とする移動体群制御システム。
2. 上記移動体は、搭載されるオンボードプロセッサに基づいて、時刻同期制御、及び他の移動体間との間で移動体群を形成するための移動体群形成制御を行うこと
   を特徴とする請求項１記載の移動体群制御システム。
3. 上記地上局は、上記移動体に対して提供するサービスの決定制御、及び、上記各移動体から地上局への接続、上記各移動体を構成する移動体群から他の移動体群への接続又は上記各移動体を構成する移動体群から他の移動体への接続のプラットフォームの変更制御を行うこと
   を特徴とする請求項１記載の移動体群制御システム。
4. 上記移動体は、搭載されるオンボードプロセッサに基づいて、時刻同期制御、及び他の移動体間との間で移動体群を形成するための移動体群形成制御を行い、
   上記地上局は、上記移動体に対して提供するサービスの決定制御、及び、上記各移動体から地上局への接続、上記各移動体を構成する移動体群から他の移動体群への接続又は上記各移動体を構成する移動体群から他の移動体への接続のプラットフォームの変更制御を行うこと
   を特徴とする請求項１記載の移動体群制御システム。
5. 上記移動体は、人工衛星であること
   を特徴とする請求項１～４のうち何れか１項記載の移動体群制御システム。
6. 請求項１～５のうち何れか１項に記載の移動体群制御システムに適用される通信装置において、
   上記移動体に搭載され、上記リーダー移動体による上記フォロワー移動体の制御、及びフォーメーションフライトを行うための自らの位置又は姿勢の制御を行うオンボードプロセッサを備えること
   を特徴とする通信装置。
7. 請求項１～５のうち何れか１項に記載の移動体群制御システムに適用される通信装置において、
   上記地上局に搭載され、上記移動体との無線通信の回線制御又は上記移動体間の無線通信の回線制御、及び上記移動体と無線通信する何れかの当該地上局の選択の制御を行う制御手段を備えること
   を特徴とする通信装置。
8. フォーメーションフライトする移動体群を制御する移動体群制御方法において、
   上記移動体群を構成し、フォロワー移動体と、上記フォロワー移動体の情報を収集した上でこれを制御するリーダー移動体に分類され、互いにビームフォーミング又はＭＩＭＯに基づいて無線通信する各移動体に搭載されるオンボードプロセッサに基づいて、上記リーダー移動体による上記フォロワー移動体の制御、及びフォーメーションフライトを行うための自らの位置又は姿勢の制御を行い、
   上記各移動体と無線通信する地上局において、上記移動体との無線通信の回線制御又は上記移動体間の無線通信の回線制御、及び上記移動体と無線通信する何れかの当該地上局の選択の制御を行うこと
   を特徴とする移動体群制御方法。

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