JP7394802B2 - 滑空飛翔体識別方法、飛翔体追跡システム、飛翔体対処システム、および、地上システム - Google Patents
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Description
滑空段階の飛翔体を検知して追跡する手段として、飛翔体が大気圏に侵入する時の大気摩擦による温度上昇を赤外線で検知することが有望視されている。また、滑空段階の飛翔体を赤外線で検知する手段は、低軌道周回衛星群から監視することが有望と考えられている。
赤外監視装置を具備する複数の監視衛星で構成する衛星コンステレーションにより取得した飛翔体監視情報を地上システムで解析し、飛翔体が弾道飛翔体ではなく滑空飛翔体であることを識別する滑空飛翔体識別方法であって、
前記地上システムは、
飛翔体の発射位置座標、飛翔方向、および発射から着弾までの時系列飛翔距離と飛翔高度プロファイル、から構成される飛翔経路をモデル化し、
典型的な複数の飛翔経路モデルを格納したデータベースを具備し、
赤外監視装置が検出した飛翔体発射探知情報を起点として、
弾道飛翔体と滑空飛翔体の飛行経路モデルの発射後に飛翔高度が異なる時間帯において、後続監視衛星で同時に弾道飛行体予測高度帯と滑空飛翔体予測高度帯を監視し、
滑空飛翔体を識別する。
本実施の形態では、複数の監視衛星を有する監視システムと、複数の通信衛星を有する衛星情報伝送システムと、飛翔体に対処する陸海空の対処アセットを具備する対処システムとにより構成される飛翔体対処システム401について説明する。また、上述の監視システムと衛星情報伝送システムとにより構成される飛翔体追跡システム406について説明する。
発射時噴霧は極めて高温な気体が広域に広がるため、静止軌道からの監視でも探知可能であった。
上述したように、監視システムおよび衛星情報伝送システムは、衛星コンステレーションとして形成される。
図1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。図1の衛星コンステレーション20では、任意の2つの軌道面が極域以外の地点で交差する。図1に示すように、軌道傾斜角が90度よりも傾斜している複数の軌道面の交点は軌道傾斜角に応じて極域から離れていく。また、軌道面の組合せによって赤道近傍を含む多様な位置で軌道面が交差する可能性がある。
図1の衛星コンステレーション20の他には、複数の軌道面の各軌道面の軌道傾斜角が約90度であり、複数の軌道面が極域近傍で交差するといった構成の衛星コンステレーションもある。
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2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ていてもよいが、図3では、衛星制御装置31と通信装置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。図3の衛星30は、通信装置32を具備する通信衛星308の例である。
通信装置32は、地上設備700と通信する装置である。あるいは、通信装置32は、同一軌道面の前後の衛星30、あるいは、隣接する軌道面の衛星30と通信する装置である。具体的には、通信装置32は、自衛星に関する各種データを地上設備700あるいは他の衛星30へ送信する。また、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。
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。
図4の衛星30では、図3の構成に加え、監視装置36を備える。
監視装置36は、物体を監視する装置である。具体的には、監視装置36は、宇宙物体、飛翔体、あるいは陸海空の移動体といった物体を監視あるいは観測するための装置である。監視装置36は、観測装置ともいう。
例えば、監視装置36は、飛翔体が大気圏に侵入する時の大気摩擦による温度上昇を赤外線で検知する赤外監視装置である。監視装置36は、飛翔体の発射時のプルームないし飛翔体本体の温度を検知する。赤外監視装置は赤外線監視装置ともいう。
あるいは、監視装置36は、光波ないし電波の情報収集装置でもよい。監視装置36は、物体を光学系で検知する装置でもよい。監視装置36は、観測衛星の軌道高度と異なる高度を飛翔する物体を光学系で撮影する。具体的には、監視装置36は可視光学センサであってもよい。
図4の衛星30は、監視装置36と通信装置32を具備する監視衛星307の例である。監視衛星307は、複数の監視装置36を備えていてもよい。また、監視衛星307は、複数種類の監視装置36を備えていてもよい。
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、地上装置あるいは地上システムともいう。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。
地上設備700、すなわち地上システムのハードウェア構成は、本開示の実施の形態で説明する対処地上センター、または、衛星統合指令センターと同様である。
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。
宇宙物体情報には、宇宙物体を識別する宇宙物体ID(Identifier)と、軌道情報とが設定される。軌道情報には、予報軌道情報と実績軌道情報が含まれる。宇宙物体は例えば、衛星である。
予報軌道情報は、元期、軌道要素、予測誤差、情報提供事業装置ID、および情報更新日を含む。
予報軌道情報は、UTS時刻、位置座標、計測誤差、情報提供事業装置ID、および情報更新日を含む。
衛星コンステレーション形成システム600、地上設備700、あるいは衛星30は、宇宙物体の軌道の予報値が設定された軌道予報情報を備える。
予報軌道要素は、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8では、予報軌道要素として、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、宇宙物体の近未来の予報値が明示的に示されている。
また、あるいは、衛星コンステレーション形成システム600、地上設備700、あるいは衛星30は、宇宙物体の軌道の実績値が設定された軌道実績情報を備えていてもよい。
***飛翔体追跡システム406の構成および機能概要***
図9は、本実施の形態に係る飛翔体対処システム401および飛翔体追跡システム406の構成例を示す図である。
なお、図9は、飛翔体対処システム401および飛翔体追跡システム406の一例であり、下記の機能を実現することができれば他の構成であってもよい。
飛翔体対処システム401は、衛星コンステレーション20と、地上システム810と、対処アセット801とにより構成される。
監視衛星307が飛翔体601の発射探知後に、近傍を飛翔する監視衛星群が当該飛翔体601の情報取得を継続するために、位置座標を伝達する必要がある。本実施の形態に係る飛翔体対処システム401によれば、近傍を通過する通信衛星308を経由して、監視衛星群に監視指令を与えることができる。
監視システム404は、監視装置と通信装置を具備する複数の監視衛星307を有する。
衛星情報伝送システム403は、通信装置を具備する複数の通信衛星308を有する。
対処システム405は、飛翔体601に対処する陸海空の対処アセット801を具備する。対処システム405は、対処地上センター802を経由して情報を受信してもよいし、地上システム810、監視衛星307、あるいは通信衛星308から情報を受信してもよい。
例えば、監視衛星307は、赤外監視装置により、飛翔体601の発射時プルームと、温度上昇して飛翔する飛翔体601とを、高温対象として検知する。そして、監視システム404は、飛翔体601に関する時刻情報と位置情報とを含む飛翔体情報を、衛星情報伝送システム403を経由して、対処システム405に伝送する。
第一の赤外監視装置は、飛翔体発射時に伴う高温噴霧を探知し、飛翔経路モデルの起点となす。
第二の赤外監視装置は、噴射終了後に温度上昇した飛翔体本体を宇宙背景で検知する。
地上システム810は、監視装置36の第一の赤外監視装置が検出した飛翔体発射探知情報を起点として、複数の飛翔経路モデルの中から、飛翔経路を予測時刻に監視可能な後続監視衛星を選択する。そして、地上システム810は、発射探知した監視衛星から、選択した後続監視衛星へ情報伝送する。
図11は、弾道飛行飛翔体の飛翔経路モデル例を示す図である。
図12は、間欠的噴射飛翔体の飛翔経路モデル例を示す図である。
図13は、弾道飛行飛翔体の飛翔経路モデルと間欠的噴射飛翔体の飛翔経路モデルとの比較例である。
近年滑空弾と呼ばれる間欠的に噴射を繰り返す飛翔体が登場したことにより、弾道弾と比較して、飛翔経路モデルのバリエーションが増えることになる。しかし、発射時噴射終了後に大気上層部を滑空する飛翔モデルとして、着弾領域までの飛翔経路モデルを想定することが可能である。間欠的な噴射により飛翔経路モデルからの逸脱があるとしても、発射から着弾までの飛翔経路のプロファイル全体と比較すれば高度方向にも水平方向にも微小な変化量である。また、典型的な飛翔経路モデルを暫定飛翔経路と仮定した上で、監視衛星の計測情報により、実軌道を修正することにより、飛翔経路予測の精度を向上することができる。
図15は、傾斜軌道最北端付近の監視衛星が発射領域から着弾領域への飛翔方向から監視するリム観測を示す図である。
図14の左図は、赤道上空付近の監視衛星によるリム観測を横から見た図であり、図14の右図は、赤道上空付近の監視衛星が弾道軌道を横から監視する図である。
またリム観測では監視衛星からみた高度方向と水平方向の計測精度は高いが、距離方向には計測誤差が大きい場合がある。
そこで、弾道軌道を横から監視する監視衛星と、発射領域から着弾領域への飛翔方向から監視する監視衛星の飛翔体情報を併用することにより、弾道軌道を高精度に追跡することができる。
図15に示すように、傾斜軌道の最北端付近を西から東に飛翔する監視衛星が、後方視するのが、飛翔方向から監視するのに適している。
そこで、赤道上空近傍を飛翔する監視衛星により、飛翔体の通過時刻、経度、および高度情報を計測し、傾斜軌道の最北端周辺を飛翔する監視衛星により、飛翔体の通過時刻、緯度、および高度情報を計測する。これにより、弾道飛行の正確な飛翔経路の計測が可能となり、次の後続監視衛星に精度の高い飛翔体情報を伝送することで、間欠的噴射物体の追跡が可能となる。
本実施の形態では、飛翔体対処システム401によれば、弾道飛行の正確な飛翔経路の計測が可能となり、次の後続衛星に精度の高い飛翔体情報を伝送することで、間欠的噴射物体の追跡が可能となる。
ここで、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システム600、地上設備700、地上システム810、あるいは各衛星30といった各装置のコンピュータが備えるハードウェアについて説明する。例えば、図2に記載の地上設備700を用いて説明する。
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。
本実施の形態では、主に、実施の形態1と異なる点および実施の形態1に追加する点について説明する。
本実施の形態において、実施の形態1と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
地上システム810は、本実施の形態に係る滑空飛翔体識別方法により、滑空飛翔体を識別する。
地上システム810は、本実施の形態に係る滑空飛翔体識別方法により滑空飛翔体を識別し、飛翔体を追跡して、予想飛翔経路近傍の対処アセット801に飛翔体情報を伝送する。
本実施の形態に係る滑空飛翔体識別方法は、赤外監視装置を具備する複数の監視衛星307で構成する衛星コンステレーション20により取得した飛翔体監視情報を地上システム810で解析し、飛翔体が弾道飛翔体ではなく滑空飛翔体であることを識別する。
地上システム810は、飛翔体の発射位置座標、飛翔方向、および発射から着弾までの時系列飛翔距離と飛翔高度プロファイル、から構成される飛翔経路をモデル化し、典型的な複数の飛翔経路モデルを格納したデータベース811を具備する。
地上システム810は、赤外監視装置が検出した飛翔体発射探知情報を起点として、弾道飛翔体と滑空飛翔体の飛行経路モデルの発射後に飛翔高度が異なる時間帯において、後続監視衛星で同時に弾道飛行体予測高度帯と滑空飛翔体予測高度帯を監視し、滑空飛翔体を識別する。
安全保障上の脅威となる飛翔体は弾道飛翔体であったので、発射探知して飛翔方向と高度を計測すれば、着弾領域を予測して対処行動が可能であった。しかしながら近年登場した滑空飛翔体は発射直後に軌道高度を大気圏上空まで高度を下げた後に、大気圏上空近傍高度を滑空しながら超高速に飛翔し着弾するという特徴があり、対処行動が難しい場合がある。滑空飛翔体としては、発射後軌道高度を下げた後に間欠的に噴射を繰り返すHGVと、発射後軌道高度を下げた後に噴射はせず滑空するのみのHCMが知られている。
低軌道衛星コンステレーションでは、個別衛星は高速で通過するため、特定の飛翔体の発射探知をした後に追跡監視するためには、複数衛星が連携して飛翔体情報を授受して飛翔体飛翔予測経路を監視する必要がある。
今後弾道飛翔体と滑空飛翔体が混在した場合に、滑空飛翔体を早期に識別して適切に対処行動する必要がある。
本実施の形態では、滑空飛翔体を最速で識別する方法を提供することを目的とする。
しかしながら短距離弾道飛翔体との識別はできない可能性が残る。経過時間T2において、継続監視B2で検知した飛翔体が滑空飛翔体であることが確定する。
継続監視A1とB1の高度を包含する視野範囲を持つ監視衛星であれば、1機の監視衛星が検知した高度を分析すれば、遠距離弾道飛翔体が識別できる。
ただし噴射終了後の飛翔体本体を監視するために、監視視野範囲が限定される場合には、経過時間T1において、異なる高度帯を2機の監視衛星で分担して監視することにより、識別が可能となる。
経過時間T1において飛翔体が継続監視B1に検知された場合、継続監視の視野高度を高度帯Bとし、継続監視B2に飛翔体が検知されれば滑空飛翔体と識別される。
早期に滑空飛翔体を識別することにより、継続衛星の監視範囲を高度帯Bに限定でき、対処行動に集中できるという効果がある。
本実施の形態では、主に、実施の形態1,2と異なる点および実施の形態1,2に追加する点について説明する。
本実施の形態において、実施の形態1,2と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
対処アセット801としては陸海空に配備した航空機、艦船、および車両、あるいは、地上設置型設備といった多様な手段が存在する。また、個別アセットに対して直接情報伝送する手段もある。ただし、衛星情報伝送システムとして、安全を保つ専用ではないシステムを経由する場合には、セキュリティ上の制約により、個別アセットの位置情報を開示できない場合もある。よって、対処アセットへの指令を到達する対処地上センターに飛翔体情報を集約し、対処アセットに対する指令は対処地上センターから実施するのが合理的となる。
例えば、専用回線で対処アセットとの通信回線を持つ艦船といった移動体が対処地上センターの役割を担ってもよい。
衛星情報伝送システムの運用方法については、飛翔体対処システム全系の構成方法と運用方法に依存して異なる。
図18は、飛翔体対処システム401における時系列情報伝達順序の例1を示す図である。
図18における飛翔体対処システム401において、飛翔体の将来時刻(t3,t6,・・tn,tn+4,tn+6,・・)における飛翔位置座標を予測して、近傍通過予定の監視衛星(A1,A2,A3,An,・・)と、近傍通過予定の通信衛星(B1,B2,Bn,Bn+1,・・)を選択する必要がある。
また最終的に対処アセット(C1,C2,・・)に情報伝達する必要がある。
しかるに、飛翔体発射時点において、飛翔体の飛行経路が不明であり、飛翔経路予測が必要である。また、飛翔経路予測のために、監視衛星と通信衛星の情報授受を繰り返す必要があり、都度最適通信ルート探索が必要である。
さらに、予想経路上で対処アセットの選択が必要となる。
図19における飛翔体対処システム401において、飛翔体の将来飛翔位置近傍を通過する監視衛星、通信衛星は、飛翔体の発射時点(t0)において遠方に離れた位置座標を飛翔している。飛翔体の将来時刻(t3,t6,・・tn,tn+4,tn+6,・・)における飛翔位置座標を予測して、近傍通過予定の監視衛星(A1,A2,A3,An,・・)と、近傍通過予定の通信衛星(B1,B2,Bn,Bn+1,・・)を選択する必要がある。
監視衛星、通信衛星の軌道面と飛翔方向がそれぞれ異なる可能性が高く、将来時刻に飛翔体近傍で会合する監視衛星と通信衛星の選択アルゴリズムは難度が高い。
WFOVは、Wide-field of Viewの略語である。
MFOVは、Multiple-Field-Of-Viewの略語である。
t0,t3,t6,・・tn,・・における飛翔***置座標に基づき、飛翔経路予測して、tn+4,tn+6における位置座標を予測して、近傍に配備された対処アセットを選択する必要がある。
したがって、最適通信ルート探索と、飛翔経路予測および対処アセット選択が情報授受する仕組みとして必要となる。
図20における飛翔体対処システム401において、飛翔途中の飛翔体を追跡監視する監視衛星は、飛翔体近傍を飛翔している観測衛星とは限らない。地球周縁リム観測による監視衛星の飛翔位置は飛翔体の飛翔位置座標から遠方を飛翔している可能性がある。
例えば、中緯度帯を飛翔する飛翔体を、背景宇宙で高S/N撮影するためには、赤道上空付近を飛翔中の監視衛星が適している。
さらに赤道付近からのリム観測では緯度方向の座標推定誤差が大きいため、別位置を飛翔する監視衛星の取得情報と組み合わせて、空中三角測量による位置推定をする必要がある。
任意の時刻および場所で発射される飛翔体を発射探知して、飛翔体情報を、後続監視衛星に伝送するために、監視衛星が発射探知した発射位置座標(地表面)を推定して、近傍を通過する通信衛星を選択して情報伝送する必要がある。後続監視衛星に発射探知情報を伝送するためには、近傍を通過する監視衛星と通信衛星の選択が必要になる場合がある。
また発射探知した時点では、飛翔体の飛翔方向と目的地が不明なため、飛翔体情報を伝送する目標地点が未定である場合がある。
飛翔体の飛翔方向を把握するために、後続監視衛星の追跡情報から飛翔位置座標を推定する必要がある。弾道飛翔体の場合は発射終了後の挙動が物理法則により推定できるが、間欠的噴射を繰返す飛翔体の場合は、高度方向の移動も水平方向の移動もできるため、飛翔体の位置座標推定が難しい場合がある。
また噴射終了後の飛翔体本体を検知するために、リム観測が有効ではあるが、リム観測では監視衛星と飛翔体の距離が遠距離なため、監視衛星の選択肢が広く、近傍を通過する通信衛星の選択も難しい場合がある。
飛翔体発射後の経過時間に伴い、飛翔***置座標が時々刻々変化する。このため、移動後の飛翔体を後続する監視衛星が捉え、近傍を通過する通信衛星に飛翔体情報を送信する必要がある。しかし、飛翔体発射後の経過時間に応じて監視衛星と通信衛星も飛翔している。このため、通信ルート探索をするためには、飛翔体移動速度に応じて監視可能な監視衛星が異なり、近傍を通過する通信衛星も異なってくることに臨機応変に対応できる通信ルート探索方法が必要である。
発射探知段階において飛翔経路不明の飛翔体の将来飛翔経路を、後続監視衛星の取得した追跡情報により予測する必要がある。
さらに弾道飛行とは異なり、飛翔途中に間欠的に推進装置を動作するHGVでは高頻度に監視衛星による追跡情報を更新する必要がある。
地球周縁リム観測による追跡情報では、視線ベクトル方向の誤差が大きいため、複数監視衛星による追跡情報を用いた空中三角測量により位置座標の推定精度を向上する必要がある。
複数監視衛星の監視時刻差に伴う飛翔体移動効果を考慮する必要がある。
複数飛翔体がほぼ同時間帯に発射される場合に、時系列的位置情報の整合性により複数飛翔体の識別をする必要がある。
飛翔体の将来飛翔経路近傍に配備された対処アセットに情報伝送する必要がある。発射時点において飛翔経路が不明なため、飛翔初期段階においては広域に及ぶ多数の対処アセットに情報伝送する必要がある。または対処アセットを統合制御する対処地上センターに情報伝送する必要がある。
弾道飛翔体の場合は噴射終了後の飛翔方向と速度ないし高度情報を把握できれば着弾位置の推定が可能となるが、間欠的噴射を繰返す飛翔体の場合は着弾位置が推定不能であり、飛翔経路途上で対処行動を実施する必要がある。
このため飛翔体の時系列飛翔位置情報に基づく飛翔経路予測結果に基づき、対処アセットを選択する必要がある。
上述の通り通信ルート探索と飛翔経路予測は相互依存性があり、対処アセット選択をして飛翔体情報を伝送するためには各アルゴリズム間で情報授受をする仕組みが必要となる。
飛翔経路不明の飛翔体に対して、監視衛星による追跡のための通信ルート探索、追跡情報に基づく飛翔経路予測、予測経路における監視衛星による追跡、終末予測経路における対処アセット選択、対処アセットへの情報伝送のための通信ルート探索を時系列的に実施する必要がある。よって、各アルゴリズム間で情報授受する仕組みが必要となる。
情報授受する仕組みとしては、監視衛星群を運用制御する地上システム、通信衛星群を運用制御する地上システム、対処アセットを運用制御する地上システムのそれぞれの情報授受、ないしは統合のバリエーションがありうる。
また安全保障に資する秘匿情報を含めて扱う地上システムと、商用通信システムなど情報秘匿が難しい地上システムなどの特徴を考慮した情報授受の仕組みを構築する必要がある。
すなわち、実施の形態1から3では、実施の形態1から3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から5において任意の構成要素の省略が可能である。
Claims (4)
- 赤外監視装置を具備する複数の監視衛星で構成する衛星コンステレーションにより取得した飛翔体監視情報を地上システムで解析し、飛翔体が弾道飛翔体ではなく滑空飛翔体であることを識別する滑空飛翔体識別方法であって、
前記地上システムは、
飛翔体の発射位置座標、飛翔方向、および発射から着弾までの時系列飛翔距離と飛翔高度プロファイル、から構成される飛翔経路をモデル化し、
典型的な複数の飛翔経路モデルを格納したデータベースを具備し、
赤外監視装置が検出した飛翔体発射探知情報を起点として、
弾道飛翔体と滑空飛翔体の飛行経路モデルの発射後に飛翔高度が異なる時間帯において、後続監視衛星で同時に弾道飛行体予測高度帯と滑空飛翔体予測高度帯を監視し、
滑空飛翔体を識別する
滑空飛翔体識別方法。 - 衛星コンステレーションと、地上システムとにより構成され、飛翔体の発射探知と追跡をする飛翔体追跡システムであって、
前記地上システムが、
請求項1に記載の滑空飛翔体識別方法により、滑空飛翔体を識別する、
飛翔体追跡システム。 - 衛星コンステレーションと、地上システムと、対処アセットとにより構成される飛翔体対処システムであって、
前記地上システムが、
請求項1に記載の滑空飛翔体識別方法により、滑空飛翔体を識別し、
飛翔体を追跡して、予想飛翔経路近傍の対処アセットに飛翔体情報を伝送する、
飛翔体対処システム。 - 請求項2に記載の飛翔体追跡システムまたは請求項3に記載の飛翔体対処システムに含まれる地上システム。
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---|---|---|---|---|
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JP2004211992A (ja) | 2003-01-06 | 2004-07-29 | Mitsubishi Electric Corp | 誘導飛しょう体 |
JP2005291639A (ja) | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Mitsubishi Electric Corp | 飛しょう体誘導システム |
JP2008137439A (ja) | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Mitsubishi Electric Corp | 監視衛星 |
JP2011052999A (ja) | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Lighthouse Technology & Consulting Co Ltd | 飛翔体探知方法及びシステムならびにプログラム |
CN104778376A (zh) | 2015-05-04 | 2015-07-15 | 哈尔滨工业大学 | 一种临近空间高超声速滑翔弹头跳跃弹道预测方法 |
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