JP7274042B2 - ジャミング衛星回避方法、および、メガコンステレーション事業装置 - Google Patents
ジャミング衛星回避方法、および、メガコンステレーション事業装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7274042B2 JP7274042B2 JP2022508352A JP2022508352A JP7274042B2 JP 7274042 B2 JP7274042 B2 JP 7274042B2 JP 2022508352 A JP2022508352 A JP 2022508352A JP 2022508352 A JP2022508352 A JP 2022508352A JP 7274042 B2 JP7274042 B2 JP 7274042B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- satellite
- constellation
- orbital
- mega
- satellites
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 33
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 9
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 81
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 37
- 230000006870 function Effects 0.000 description 25
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- 230000009471 action Effects 0.000 description 9
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 4
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000012026 site acceptance test Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000000803 paradoxical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000012502 risk assessment Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000010972 statistical evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04K—SECRET COMMUNICATION; JAMMING OF COMMUNICATION
- H04K3/00—Jamming of communication; Counter-measures
- H04K3/20—Countermeasures against jamming
- H04K3/22—Countermeasures against jamming including jamming detection and monitoring
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/10—Artificial satellites; Systems of such satellites; Interplanetary vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/10—Artificial satellites; Systems of such satellites; Interplanetary vehicles
- B64G1/1085—Swarms and constellations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/24—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control
- B64G1/242—Orbits and trajectories
- B64G1/2429—Station keeping
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/24—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control
- B64G1/244—Spacecraft control systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G3/00—Observing or tracking cosmonautic vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/155—Ground-based stations
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
- H04B7/18519—Operations control, administration or maintenance
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Description
このような宇宙空間における衛星およびスペースデブリといった宇宙物体の急激な増加に伴い、宇宙交通管制(STM)では、宇宙物体の衝突を回避するための国際的なルール作りの必要性が高まっている。
また、他事業者の衛星との衝突を回避するために、メガコンステ衛星群を構成する衛星同士が衝突事故を発生した場合、一見すると他事業者衛星側には過失がないように見えるため、合法的にメガコンステレーション衛星群の衝突を誘発できることになる。
特許文献1には、メガコンステレーション衛星群の軌道高度領域に他事業者の宇宙物体が存在する場合の衝突回避の仕組みについては記載されていない。
以下の実施の形態に係る宇宙交通管理システムの前提となる衛星コンステレーションの例について説明する。
図1は、全球に亘り通信サービスを実現する衛星コンステレーション20を示している。
同一軌道面を同一高度で飛行している複数の衛星の各衛星では、地上に対する通信サービス範囲が後続衛星の通信サービス範囲とオーバーラップしている。よって、このような複数の衛星によれば、地上の特定地点に対して、同一軌道面上の複数の衛星が時分割的に交互に交代しながら通信サービスを提供することができる。また、隣接軌道面を設けることにより、隣接軌道間の地上に対する通信サービスを面的に網羅することが可能となる。同様に、地球の周りに多数の軌道面を概ね均等配置すれば、全球に亘り地上に対する通信サービスが可能となる。
図2は、地球観測サービスを実現する衛星コンステレーション20を示している。図2の衛星コンステレーション20は、光学センサあるいは合成開口レーダーといった電波センサである地球観測装置を具備した衛星が同一軌道面を同一高度で飛行する。このように、地上の撮像範囲が時間遅れで後続衛星がオーバーラップする衛星群300では、地上の特定地点に対して軌道上複数の衛星が時分割的に交互に交代しながら地上画像を撮像することにより地球観測サービスを提供する。
図3の衛星コンステレーション20では、複数の軌道面の各軌道面21の軌道傾斜角が約90度であり、かつ、複数の軌道面の各軌道面21が互いに異なる面に存在する。
図4の衛星コンステレーション20では、複数の軌道面の各軌道面21の軌道傾斜角が約90度ではなく、かつ、複数の軌道面の各軌道面21が互いに異なる面に存在する。
このように、宇宙空間におけるデブリ増加、および、メガコンステレーションを始めとする衛星数の急激な増加に伴い、宇宙交通管制(STM)の必要性が高まっている。
また、衛星コンステレーション形成システム600による衛星制御方式は、衛星を制御する事業装置40にも適用される。例えば、デブリ除去衛星を管理するデブリ除去事業装置45、ロケットを打ち上げるロケット打ち上げ事業装置46、および軌道遷移衛星を管理する軌道遷移事業装置44といった事業装置40に搭載されていてもよい。
衛星コンステレーション形成システム600による衛星制御方式は、宇宙物体60を管理する事業者の事業装置であれば、どのような事業装置に搭載されていても構わない。
なお、事業装置40の各装置については後述する。
衛星コンステレーション形成システム600は、コンピュータを備える。図5では、1つのコンピュータの構成を示しているが、実際には、衛星コンステレーション20を構成する複数の衛星の各衛星30、および、衛星30と通信する地上設備700の各々にコンピュータが備えられる。そして、複数の衛星の各衛星30、および、衛星30と通信する地上設備700の各々に備えられたコンピュータが連携して、衛星コンステレーション形成システム600の機能を実現する。以下において、衛星コンステレーション形成システム600の機能を実現するコンピュータの構成の一例について説明する。
衛星コンステレーション形成部11は、衛星30と通信しながら衛星コンステレーション20の形成を制御する。
衛星30は、衛星制御装置31と衛星通信装置32と推進装置33と姿勢制御装置34と電源装置35とを備える。その他、各種の機能を実現する構成要素を備えるが、図6では、衛星制御装置31と衛星通信装置32と推進装置33と姿勢制御装置34と電源装置35について説明する。衛星30は、宇宙物体60の一例である。
衛星通信装置32は、地上設備700と通信する装置である。具体的には、衛星通信装置32は、自衛星に関する各種データを地上設備700へ送信する。また、衛星通信装置32は、地上設備700から送信される各種コマンドを受信する。
推進装置33は、衛星30に推進力を与える装置であり、衛星30の速度を変化させる。具体的には、推進装置33は、アポジキックモーターまたは化学推進装置、または電気推進装置である。アポジキックモーター(AKM:Apogee Kick Motor)は、人工衛星の軌道投入に使われる上段の推進装置のことであり、アポジモーター(固体ロケットモーター使用時)、またはアポジエンジン(液体エンジン使用時)とも呼ばれている。
化学推進装置は、一液性ないし二液性燃料を用いたスラスタである。電気推進装置としては、イオンエンジンまたはホールスラスタである。アポジキックモーターは軌道遷移に用いる装置の名称であり、化学推進装置の一種である場合もある。
姿勢制御装置34は、衛星30の姿勢と衛星30の角速度と視線方向(Line Of Sight)といった姿勢要素を制御するための装置である。姿勢制御装置34は、各姿勢要素を所望の方向に変化させる。もしくは、姿勢制御装置34は、各姿勢要素を所望の方向に維持する。姿勢制御装置34は、姿勢センサとアクチュエータとコントローラとを備える。姿勢センサは、ジャイロスコープ、地球センサ、太陽センサ、スター・トラッカ、スラスタおよび磁気センサといった装置である。アクチュエータは、姿勢制御スラスタ、モーメンタムホイール、リアクションホイールおよびコントロール・モーメント・ジャイロといった装置である。コントローラは、姿勢センサの計測データまたは地上設備700からの各種コマンドにしたがって、アクチュエータを制御する。
電源装置35は、太陽電池、バッテリおよび電力制御装置といった機器を備え、衛星30に搭載される各機器に電力を供給する。
処理回路は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであってもよい。
処理回路において、一部の機能が専用のハードウェアで実現されて、残りの機能がソフトウェアまたはファームウェアで実現されてもよい。つまり、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせで実現することができる。
専用のハードウェアは、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC、FPGAまたはこれらの組み合わせである。
ASICは、Application Specific Integrated Circuitの略称である。FPGAは、Field Programmable Gate Arrayの略称である。
地上設備700は、全ての軌道面の多数衛星をプログラム制御する。地上設備700は、地上装置の例である。地上装置は、地上アンテナ装置、地上アンテナ装置に接続された通信装置、あるいは電子計算機といった地上局と、地上局にネットワークで接続されたサーバあるいは端末としての地上設備から構成される。また、地上装置には航空機、自走車両、あるいは移動端末といった移動体に搭載された通信装置を含んでも良い。
れら他のハードウェアを制御する。地上設備700のハードウェアについては、図9において後述する宇宙交通管理装置100のハードウェアと同様である。
解析予測部520は、衛星30の軌道を解析予測する。
軌道制御コマンド生成部510は、衛星30に送信する軌道制御コマンド55を生成する。
軌道制御コマンド生成部510および解析予測部520は、衛星コンステレーション形成部11の機能を実現する。すなわち、軌道制御コマンド生成部510および解析予測部520は、衛星コンステレーション形成部11の例である。
衛星30は、さらに、衛星コンステレーション20を形成する衛星コンステレーション形成部11bを備える。そして、複数の衛星の各衛星30の衛星コンステレーション形成部11bと、地上設備700の各々に備えられた衛星コンステレーション形成部11とが連携して、衛星コンステレーション形成システム600の機能を実現する。なお、衛星30の衛星コンステレーション形成部11bは、衛星制御装置31に備えられていてもよい。
本実施の形態に係る宇宙交通管理システム500は、衝突回避支援事業装置43と、複数のメガコンステレーション事業装置41を備える。衝突回避支援事業装置43は、宇宙空間における宇宙物体同士の衝突の回避を支援する。メガコンステレーション事業装置41は、100機以上の衛星から成る衛星コンステレーションであるメガコンステレーションを管理する。
また、本実施の形態に係る宇宙交通管理装置100は、衝突回避支援事業装置43と、複数のメガコンステレーション事業装置41の各々とに実装されるとともに、データベース211とサーバ212を備える。また、宇宙交通管理装置100は、SSA(Space Situational Awareness)事業、すなわち、宇宙状況監視事業を行うSSA事業装置47に実装されていてもよい。
図10は、本実施の形態に係る事業装置40の宇宙交通管理装置100のハードウェア構成例を示す図である。
本実施の形態では、宇宙交通管理装置100は、複数のメガコンステレーション事業装置41の各々、SSA事業装置47、および衝突回避支援事業装置43の各々に実装される。
衝突回避支援事業装置43は、宇宙空間における宇宙物体同士の衝突の回避を支援する。具体的には、衝突回避支援事業装置43は、宇宙空間における宇宙物体同士の衝突の回避を支援する衝突回避支援事業者のコンピュータである。
事業装置40の各々は、各装置が管理する人工衛星、あるいは、デブリといった宇宙物体60に関する情報を提供する。事業装置40は、人工衛星、あるいは、デブリといった宇宙物体60に関する情報を収集する事業者のコンピュータである。
衛星事業装置は、1機から数機の衛星を扱う衛星事業者のコンピュータである。
軌道遷移事業装置は、衛星の宇宙物体侵入警報を行う軌道遷移事業者のコンピュータである。
デブリ除去事業装置は、デブリを回収する事業を行うデブリ除去事業者のコンピュータである。
ロケット打ち上げ事業装置は、ロケット打ち上げ事業を行うロケット打ち上げ事業者のコンピュータである。
SSA事業装置は、SSA事業、すなわち、宇宙状況監視事業を行うSSA事業者のコンピュータである。
プロセッサ910は、サーバの例である。メモリ921および補助記憶装置922は、データベース211の例である。また、サーバ212は、入力インタフェース930、出力インタフェース940、通信装置950、および記憶機器といった他のハードウェアを備えていてもよい。サーバ212は、メガコンステレーション事業装置41、SSA事業装置47、および衝突回避支援事業装置43の各々の機能を実現する。
また、図10に示すように、宇宙交通管理装置100は、メガコンステレーション管理機能を実現する機能要素の一例として、衝突解析部411と対策立案部412と記憶部140を備える。記憶部140には、宇宙情報レコーダー101が記憶されている。
なお、図9では、宇宙交通管理装置100が衝突回避支援の機能を実現するものとして説明する。しかし、宇宙交通管理装置100は衝突回避支援の機能以外の様々な機能を有する。
プロセッサ910は、演算処理を行うIC(Integrated Circuit)である。プロセッサ910の具体例は、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、GPU(Graphics Processing Unit)である。
補助記憶装置922は、データを保管する記憶装置である。補助記憶装置922の具体例は、HDDである。また、補助記憶装置922は、SD(登録商標)メモリカード、CF、NANDフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ(登録商標)ディスク、DVDといった可搬の記憶媒体であってもよい。なお、HDDは、Hard Disk Driveの略語である。SD(登録商標)は、Secure Digitalの略語である。CFは、CompactFlash(登録商標)の略語である。DVDは、Digital Versatile Diskの略語である。
出力インタフェース940は、ディスプレイといった表示機器941のケーブルが接続されるポートである。出力インタフェース940は、具体的には、USB端子またはHDMI(登録商標)(High Definition Multimedia Interface)端子である。ディスプレイは、具体的には、LCD(Liquid Crystal Display)である。
宇宙交通管理プログラムは、宇宙交通管理システムの各部の「部」を「処理」、「手順」、「手段」、「段階」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順、各手段、各段階あるいは各工程を、コンピュータに実行させる。また、宇宙交通管理方法は、宇宙交通管理装置100が宇宙交通管理プログラムを実行することにより行われる方法である。
宇宙交通管理プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納されて提供されてもよい。また、各プログラムは、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
宇宙交通管理装置100は、宇宙物体60の軌道の予報値が設定された軌道予報情報51を記憶部140に記憶する。宇宙交通管理装置100は、例えば、複数の宇宙物体60を管理する管理事業者により利用される事業装置40から、複数の宇宙物体60の各々の軌道の予報値を取得し、軌道予報情報51として記憶してもよい。あるいは、宇宙交通管理装置100は、複数の宇宙物体60の各々の軌道の予報値が設定された軌道予報情報51を管理事業者から取得し、記憶部140に記憶してもよい。
管理事業者は、衛星コンステレーション、各種の衛星、ロケット、およびデブリといった宇宙を飛行する宇宙物体60を管理する事業者である。また、上述したように、各管理事業者により利用される事業装置40は、メガコンステレーション事業装置、LEOコンステレーション事業装置、衛星事業装置、軌道遷移事業装置、デブリ除去事業装置、ロケット打ち上げ事業装置、およびSSA事業装置といったコンピュータである。
予報軌道要素513は、複数の宇宙物体の各々の軌道を特定する軌道要素である。予報軌道要素513は、複数の宇宙物体の各々の軌道について予報されている軌道要素である。図10では、予報軌道要素513として、ケプラー軌道6要素が設定されている。
このように、軌道予報情報51には、元期と軌道要素、あるいは、時刻と位置座標を含む宇宙物体の軌道情報が具備され、宇宙物体60の近未来の予報値が明示的に示されている。
ジャミング衛星は、メガコンステレーション衛星群が飛翔する公称軌道高度及び公称軌道傾斜角を採用し、推進装置33を具備する人工衛星である。ジャミング衛星は、不規則に推進装置33を動作させながら、軌道高度および軌道傾斜角を変動させながら飛翔する。また、ジャミング衛星は、1週間ないし1か月間の期間に飛翔した平均軌道高度と平均軌道傾斜角が、メガコンステレーション衛星群が飛翔する公称軌道高度および公称軌道傾斜角と同じになるように維持する。また、ジャミング衛星は、メガコンステレーション衛星群を制御する装置とは異なる地上装置により制御される。
ジャミング衛星の構成は、図6の宇宙物体60と同様である。
また、地上装置の構成は、図7の地上設備700の構成と同様である。
しかしながら、この軌道高度領域に1機でも他事業者の宇宙物体が存在すると、飛行安全を確保するためのタイミング管理が極めて難しくなる。
特に時々刻々推進装置を動作させて軌道特性が変動する場合には、軌道予測誤差が大きくなり、メガコンステレーション自体の衛星群のタイミング管理ができなくなるリスクが発生する。
他事業者の衛星との衝突を回避するために、メガコンステレーション衛星群を構成する衛星同士が衝突事故を発生した場合、一見すると他事業者衛星側には過失がないように見えるため、合法的にメガコンステ衛星群の衝突を誘発できることになる。
次に、公称軌道高度が同一であっても、メガコンステレーション衛星群を構成する個々の衛星が軌道高度を変更しながら飛翔することにより、ジャミング衛星との衝突を回避する方法について説明する。
以下に具体例を説明する。
メガコンステレーション事業装置41は、法線ベクトルの異なる軌道面毎に軌道高度を変更することにより、ジャミング衛星の軌道高度から異なる軌道高度を採用することが可能となる。よって、ジャミング衛星との衝突を回避できるという効果がある。
更に、自衛星群の軌道面同士の交点が解消するので、自衛星の衝突リスクが理論的にはなくなり、厳密なタイミング管理をしなくても、自衛星同士の衝突を回避できるという効果がある。
更に、同一軌道高度を多数機が飛翔する場合とは異なり、万が一衝突事故が発生した場合に、衝突連鎖を起こすリスクが低減できるという効果がある。
軌道高度だけを変更した場合には、軌道面の公転周期が変わってしまい、衛星群のフォーメーションが崩れるという課題がある。しかし、軌道高度と連動して、最適な軌道傾斜角となるよう制御することで、軌道面の公転周期を同期させることが可能となり、上記課題も解決できる。
メガコンステレーション事業装置41は、法線ベクトルの異なる軌道面毎に軌道高度と軌道傾斜角を変更することにより、ジャミング衛星を回避する。
法線ベクトルの異なる軌道面毎に軌道高度と軌道傾斜角を変更した場合に、軌道高度の異なる衛星同士では対地速度が異なるため、隣接軌道衛星との相対関係を維持するミッションにおいては衛星群のフォーメーションが変わってしまうという課題がある。しかし、時間経過と共に軌道高度と軌道傾斜角を変更しながら、平均的な軌道高度と平均的な軌道傾斜角を維持するように全衛星を同期制御することにより、隣接軌道衛星との相対関係を概ね維持することも可能となる。
メガコンステレーション事業装置41は、メガコンステレーション衛星が具備する推進装置を、同一軌道面を飛翔する衛星同士は同期制御し、隣接する軌道面同士では一定の時間遅れをもって飛翔方向の順方向および逆方向に交互に動作させる。このような制御により、軌道面毎の軌道高度を変えながら、かつ平均的な軌道高度を維持することができる。この時軌道傾斜角と衛星対地速度は軌道面毎に異なるが、平均的な軌道傾斜角と衛星対地速度は維持されるため、軌道面の公転周期は同期し、かつ隣接軌道との衛星対地速度も平均的に維持されることになる。
隣接軌道面の並び順にこの動作を繰り返すことにより、軌道面毎の軌道高度は正弦波状に並ぶことになり、かつ時間経過と共に正弦波状高度差がウェーブ状に推移していくことになる。
図12では、17個の軌道面を有する衛星コンステレーション20における各軌道面の相対高度差を表している。縦軸は、軌道面1の高度が高く、降順で高度が低くなることを表しており、距離を示すものではない。図12では、軌道面1を基準とした場合に、隣接する軌道面1と軌道面2との軌道高度の差、軌道面2と軌道面3との軌道高度の差、というようにプロットしていくと、正弦波状となることを示している。
<ジャミング衛星回避方法の具体例4>
図13は、本実施の形態に係る宇宙交通管理システム500の構成例を示す図である。
図14は、本実施の形態に係るメガコンステレーション事業装置41の宇宙情報レコーダー101の詳細構成例である。
図15は、本実施の形態に係るSSA事業装置47の宇宙情報レコーダー101の詳細構成例である。
図16は、本実施の形態に係るジャミング衛星回避方法のフロー図である。
具体的には、以下の通りである。以下の(1)から(4)は、図13の(1)から(4)に相当する。
(2)ステップS102において、メガコンステレーション事業装置41は、定期的、ないしは不定期に、メガコンステレーション衛星群Aの個別衛星のリアルタイム高精度軌道情報を、SSA事業装置47に送信する。
(3)ステップS103において、SSA事業装置47は、メガコンステレーション衛星群Aの軌道高度領域において、メガコンステレーション衛星群Aの衛星とは異なる、カタログにない不審衛星を発見したかを判定する。不審衛星を発見した場合、ステップS104に進む。
(4)ステップS104において、SSA事業装置47は、危険警報としてメガコンステレーション事業装置41に通報する。
(5)ステップS105において、メガコンステレーション事業装置41は、回避行動を実施する。
次に、図13から図15を用いて、本実施の形態に係る宇宙交通管理システム500の機能構成例について説明する。各宇宙交通管理装置100のハードウェア構成については上述した通りである。
メガコンステレーション事業装置41の宇宙交通管理装置100は、宇宙情報レコーダー101と、危険警報装置102と、宇宙物体の軌道解析をする危険解析装置103と、危険回避行動支援装置104と、危険回避行動実施計画情報105とを備える。
宇宙情報レコーダー101は、衛星群を識別する衛星群IDに対応付けられた公開軌道情報61と、衛星を識別する衛星IDに対応付けられたリアルタイム高精度軌道情報64を備える。
公開軌道情報61は、他の事業装置に公開することが可能な軌道情報である。公開軌道情報61は、衛星群を構成する衛星の機数および衛星IDといった構成衛星情報と、衛星群の軌道高度の上限および下限と、衛星群の軌道傾斜角の上限および下限が設定される。
リアルタイム高精度軌道情報64は、衛星群を構成する衛星ごとの予報軌道情報と実績軌道情報である。予報軌道情報の具体例は、図10の軌道予報情報51である。
危険回避行動実施計画情報105には、危険回避行動支援装置104により立案された回避行動計画が設定される。
公開軌道情報61は、メガコンステレーション事業装置Aから取得したメガコンステレーション衛星群の軌道情報である。
本実施の形態では、宇宙交通管理装置100の機能がソフトウェアで実現される。変形例として、宇宙交通管理装置100の機能がハードウェアで実現されてもよい。
宇宙交通管理装置100は、プロセッサ910に替えて電子回路909を備える。
電子回路909は、宇宙交通管理装置100の機能を実現する専用の電子回路である。
電子回路909は、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックIC、GA、ASIC、または、FPGAである。GAは、Gate Arrayの略語である。
宇宙交通管理装置100の機能は、1つの電子回路で実現されてもよいし、複数の電子回路に分散して実現されてもよい。
別の変形例として、宇宙交通管理装置100の一部の機能が電子回路で実現され、残りの機能がソフトウェアで実現されてもよい。
本開示に係るジャミング衛星回避方法によれば、メガコンステレーション衛星群の軌道高度領域に他事業者の宇宙物体が存在した場合に衝突回避することができる。
また、本開示に係る宇宙交通管理システムによれば、メガコンステレーション事業装置とSSA事業装置とが連携して、所在不明の不審衛星に対する衝突回避をすることができる。
本実施の形態では、ジャミング衛星による電波妨害を回避するジャミング衛星回避方法について説明する。
本実施の形態に係るジャミング衛星は、メガコンステレーション衛星群が飛翔する公称軌道高度および公称軌道傾斜角を採用する人工衛星である。ジャミング衛星は、LバンドまたはXバンドとCバンドとKuバンドとKaバンドのうちの1バンドまたは複数バンドの電波送信機を具備する。また、ジャミング衛星は、メガコンステレーション衛星群を制御する装置とは異なる地上装置により制御される。さらに、ジャミング衛星は、地上装置が制御して電波を受信する別の人工衛星、または地上設備が飛翔しない領域で電波を送信する。
ジャミング衛星の構成は、図6の宇宙物体60と同様である。
また、地上装置の構成は、図7の地上設備700の構成と同様である。
本開示に係るジャミング衛星回避方法によれば、メガコンステレーション衛星群に対するジャミング衛星による電波妨害を回避することができる。
すなわち、実施の形態1,2では、実施の形態1,2のいずれかの部分の自由な組み合わせ、あるいは任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態1,2において任意の構成要素の省略が可能である。
Claims (2)
- 100機以上の衛星から構成されたメガコンステレーション衛星群において、法線ベクトルの異なる軌道面毎に軌道高度を変更することにより、前記メガコンステレーション衛星群を制御する装置の事業者とは異なる他事業者の地上装置により制御され、前記メガコンステレーション衛星群の衝突を誘発させるジャミング衛星であって、前記地上装置により、前記メガコンステレーション衛星群が飛翔する公称軌道高度および公称軌道傾斜角と同じになるように、軌道高度および軌道傾斜角が維持されるジャミング衛星を回避するジャミング衛星回避方法であって、
前記メガコンステレーション衛星群において、法線ベクトルの異なる軌道面毎に前記ジャミング衛星の軌道高度と異なる軌道高度に変更することにより、前記ジャミング衛星を回避するジャミング衛星回避方法。 - 100機以上の衛星から構成されたメガコンステレーション衛星群を制御するメガコンステレーション事業装置において、
前記メガコンステレーション事業装置とは異なる他事業者の地上装置により制御され、前記メガコンステレーション衛星群の衝突を誘発させるジャミング衛星であって、前記地上装置により、前記メガコンステレーション衛星群が飛翔する公称軌道高度および公称軌道傾斜角と同じになるように、軌道高度および軌道傾斜角が維持されるジャミング衛星を回避するメガコンステレーション事業装置であって、
前記メガコンステレーション衛星群において、法線ベクトルの異なる軌道面毎に前記ジャミング衛星の軌道高度と異なる軌道高度に変更することにより、前記ジャミング衛星を回避するメガコンステレーション事業装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023074470A JP7520184B2 (ja) | 2020-03-18 | 2023-04-28 | ジャミング衛星回避方法、および、メガコンステレーション事業装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020048298 | 2020-03-18 | ||
JP2020048298 | 2020-03-18 | ||
PCT/JP2021/010405 WO2021187427A1 (ja) | 2020-03-18 | 2021-03-15 | ジャミング衛星回避方法、人工衛星、地上装置、メガコンステレーション事業装置、および、宇宙交通管理システム |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023074470A Division JP7520184B2 (ja) | 2020-03-18 | 2023-04-28 | ジャミング衛星回避方法、および、メガコンステレーション事業装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2021187427A1 JPWO2021187427A1 (ja) | 2021-09-23 |
JPWO2021187427A5 JPWO2021187427A5 (ja) | 2022-05-09 |
JP7274042B2 true JP7274042B2 (ja) | 2023-05-15 |
Family
ID=77771285
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022508352A Active JP7274042B2 (ja) | 2020-03-18 | 2021-03-15 | ジャミング衛星回避方法、および、メガコンステレーション事業装置 |
JP2023074470A Active JP7520184B2 (ja) | 2020-03-18 | 2023-04-28 | ジャミング衛星回避方法、および、メガコンステレーション事業装置 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023074470A Active JP7520184B2 (ja) | 2020-03-18 | 2023-04-28 | ジャミング衛星回避方法、および、メガコンステレーション事業装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11968036B2 (ja) |
JP (2) | JP7274042B2 (ja) |
WO (1) | WO2021187427A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116248163B (zh) * | 2022-12-02 | 2023-11-07 | 中国科学院国家空间科学中心 | 一种面向大规模低轨星座的频率兼容性分析方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110226907A1 (en) | 2010-03-22 | 2011-09-22 | Raytheon Company | Optimal space situational awareness system |
JP2013065927A (ja) | 2011-09-15 | 2013-04-11 | Mitsubishi Electric Corp | 衛星通信システム及び通信装置 |
US20180022474A1 (en) | 2016-07-20 | 2018-01-25 | Worldvu Satellites Limited | Constellation Configuration for Constellations having a Large Number of LEO Satellites |
US20180111702A1 (en) | 2016-10-25 | 2018-04-26 | Marshall H. Kaplan | Apparatus and Methods for Orbital Debris Removal |
WO2018146220A1 (de) | 2017-02-08 | 2018-08-16 | Klaus Schilling | Formationsfähiger kleinstsatellit und formation aus mehreren kleinstsatelliten |
WO2019078348A1 (ja) | 2017-10-20 | 2019-04-25 | 三菱電機株式会社 | 通信装置および通信方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU724520B2 (en) | 1996-11-05 | 2000-09-21 | Worldspace, Inc. | Direct satellite direct broadcast system |
US6011951A (en) * | 1997-08-22 | 2000-01-04 | Teledesic Llc | Technique for sharing radio frequency spectrum in multiple satellite communication systems |
JPH11261464A (ja) * | 1998-03-09 | 1999-09-24 | Toshiba Corp | 宇宙通信システム |
JP2006279494A (ja) | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Mitsubishi Electric Corp | 衛星搭載中継器、通信衛星、および衛星通信方法 |
JP6291471B2 (ja) | 2015-12-21 | 2018-03-14 | 株式会社Ihiエアロスペース | 衛星コンステレーションの形成方法 |
US9651946B1 (en) * | 2016-06-29 | 2017-05-16 | Planet Labs Inc. | Automated schedule calculation for controlling a constellation of satellites |
US10291347B2 (en) | 2017-01-03 | 2019-05-14 | Intelligent Fusion Technology, Inc. | Effective cross-layer satellite communications link interferences mitigation in the presence of various RFI types |
US10389474B1 (en) | 2019-01-11 | 2019-08-20 | Architecture Technology, Inc. | Dynamic receiver tuning of wideband anti-jam modems |
US10979137B2 (en) * | 2019-08-01 | 2021-04-13 | Planet Labs, Inc. | Multi-pathway satellite communication systems and methods |
-
2021
- 2021-03-15 JP JP2022508352A patent/JP7274042B2/ja active Active
- 2021-03-15 US US17/795,228 patent/US11968036B2/en active Active
- 2021-03-15 WO PCT/JP2021/010405 patent/WO2021187427A1/ja active Application Filing
-
2023
- 2023-04-28 JP JP2023074470A patent/JP7520184B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110226907A1 (en) | 2010-03-22 | 2011-09-22 | Raytheon Company | Optimal space situational awareness system |
JP2013065927A (ja) | 2011-09-15 | 2013-04-11 | Mitsubishi Electric Corp | 衛星通信システム及び通信装置 |
US20180022474A1 (en) | 2016-07-20 | 2018-01-25 | Worldvu Satellites Limited | Constellation Configuration for Constellations having a Large Number of LEO Satellites |
US20180111702A1 (en) | 2016-10-25 | 2018-04-26 | Marshall H. Kaplan | Apparatus and Methods for Orbital Debris Removal |
WO2018146220A1 (de) | 2017-02-08 | 2018-08-16 | Klaus Schilling | Formationsfähiger kleinstsatellit und formation aus mehreren kleinstsatelliten |
WO2019078348A1 (ja) | 2017-10-20 | 2019-04-25 | 三菱電機株式会社 | 通信装置および通信方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2021187427A1 (ja) | 2021-09-23 |
JP2023086965A (ja) | 2023-06-22 |
WO2021187427A1 (ja) | 2021-09-23 |
JP7520184B2 (ja) | 2024-07-22 |
US20230052469A1 (en) | 2023-02-16 |
US11968036B2 (en) | 2024-04-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7224515B2 (ja) | 宇宙交通管理システム、宇宙物体管理部、および軌道降下時衝突回避運用方法 | |
JP7507923B2 (ja) | 宇宙情報レコーダー、情報管理方法、ssa事業装置、およびオープンアーキテクチャデータリポジトリ | |
JP7204997B2 (ja) | 宇宙交通管理システム、宇宙交通管理装置、衝突回避支援事業装置、ssa事業装置、メガコンステレーション事業装置、宇宙交通管理方法、および、oadr | |
JP2024029042A (ja) | 宇宙状況監視事業装置、および宇宙交通管理システム | |
JP7214047B2 (ja) | 宇宙交通管理システム、デブリ除去方法、デブリ除去事業装置、第1メガコンステレーション事業装置、第2メガコンステレーション事業装置、および、oadr | |
JP7224544B2 (ja) | 宇宙交通管理システム、宇宙情報レコーダー、宇宙交通管理装置、宇宙交通管理方法、衝突回避支援事業装置、宇宙物体事業装置、メガコンステレーション事業装置、ロケット打ち上げ支援事業装置、宇宙状況監視事業装置、デブリ除去事業装置、ロケット打ち上げ事業装置、および、oadr | |
JP7520184B2 (ja) | ジャミング衛星回避方法、および、メガコンステレーション事業装置 | |
JP7224530B2 (ja) | 衛星コンステレーション形成システム、衛星コンステレーション形成方法、衛星コンステレーション形成プログラム、地上設備、事業装置、およびオープンアーキテクチャーデータリポジトリ | |
JP2024075770A (ja) | 衛星コンステレーション形成システム、および地上設備 | |
JP7186894B2 (ja) | 宇宙物体侵入警報装置、宇宙物体侵入警報方法、宇宙物体侵入警報プログラム、衛星コンステレーション形成システム、デブリ除去衛星、地上設備、および宇宙物体侵入警報システム | |
JP7228057B2 (ja) | 宇宙交通管理システム、宇宙交通管理装置、メガコンステレーション衛星事業装置、コンステレーション衛星事業装置、衛星事業装置、および、宇宙情報レコーダー | |
JP7233609B2 (ja) | 宇宙交通管理システム、宇宙交通管理装置、宇宙交通管理方法、衝突回避支援事業装置、衛星コンステレーション事業装置、メガコンステレーション事業装置、宇宙物体事業装置、宇宙状況監視事業装置、および、oadr | |
JP7233608B2 (ja) | 宇宙情報レコーダー、危険解析システム、危険解析方法、メガコンステレーション事業装置、ssa事業装置、ロケット打ち上げ事業装置、衛星事業装置、デブリ除去事業装置、軌道遷移事業装置、および、oadr | |
JP7313246B2 (ja) | ロケット打上支援装置、ロケット打上支援方法、およびロケット打上支援プログラム | |
JP7499912B2 (ja) | 保険金支払いシステム、宇宙保険支援装置、宇宙保険プログラム、および保険金支払い方法 | |
JP7224543B2 (ja) | ロケット打上支援装置、ロケット打上支援システム、ロケット打上支援方法、宇宙情報レコーダー、宇宙交通管理装置、宇宙状況監視事業装置、メガコンステレーション事業装置、および、oadr | |
WO2021182427A1 (ja) | 衛星コンステレーション形成システム、衛星コンステレーション形成方法、衛星コンステレーション形成プログラム、地上設備、および事業装置 | |
JP2023001802A (ja) | デブリ除去事業装置、地上設備、および、メガコンステレーション事業装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220217 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221122 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221227 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230207 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230330 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230418 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230428 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7274042 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |