CN115039353A - 指向方向控制装置、光通信终端、光通信系统以及指向方向控制方法 - Google Patents

Abstract

指向方向控制装置(11)具备：指向方向控制信息取得部(13)，其取得指向方向控制信息，该指向方向控制信息用于控制作为第1收发装置的第1光通信终端(101)进行光的收发的指向方向；以及作为指向方向控制部的捕捉跟踪控制部(17)，其基于由指向方向控制信息取得部(13)取得的指向方向控制信息，控制作为第2收发装置的第2光通信终端(102)进行光或电波的收发的指向方向。

Description

指向方向控制装置、光通信终端、光通信系统以及指向方向控 制方法

技术领域

本公开涉及对进行光或电波的收发的指向方向进行控制的指向方向控制装置。

背景技术

在卫星中进行光或电波的收发的技术中，由于设置于卫星的收发装置所收发的光或电波的高指向性，卫星本身的干扰成为问题。例如，在产生了卫星无法抑制的微弧度级的干扰的情况下，收发装置进行光或电波的收发的指向方向会发生偏移。此外，由于其他的原因，也可能导致指向方向发生偏移。而且，在收发装置的指向方向偏移的情况下，通信品质可能下降。因此，设置于卫星的收发装置基于从设置于该卫星以外的卫星的收发装置接收到的信标光等光，对指向方向的偏移进行校正，由此具有维持指向方向的精度的性能(例如参照非专利文献1)。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：光衛星間通信技術～将来の宇宙通信インフラストラクチャの構築～(激光研究2011年1月山川史郎，城野隆宇宙航空研究开发机构)

发明内容

发明要解决的问题

例如，在卫星对信号进行中继的情况下，该卫星设置有多个收发装置，以与其他的多个卫星进行通信、或者在与其他卫星进行通信的同时对地球进行观测。在这样的卫星中，为了提高通信品质，需要针对全部收发装置提高维持上述的指向方向的精度的性能。因此，存在需要针对全部收发装置都设置高性能的传感器等设备这样的问题。

本公开是为了解决上述问题点而完成的，其目的在于，提供如下技术：针对设置于卫星的多个收发装置中的至少1个以上的收发装置，维持指向方向的精度而不需要设置高性能的传感器等设备。

用于解决问题的手段

本公开的指向方向控制装置在设置有进行光的收发的第1收发装置和进行光或电波的收发的第2收发装置的卫星中，控制该第2收发装置进行光或电波的收发的指向方向，其中，该指向方向控制装置具备：指向方向控制信息取得部，其取得指向方向控制信息，该指向方向控制信息用于控制第1收发装置进行光的收发的指向方向；以及指向方向控制部，其基于由指向方向控制信息取得部取得的指向方向控制信息，控制第2收发装置进行光或电波的收发的指向方向。

发明的效果

根据本公开，针对设置于卫星的多个收发装置中的至少1个以上的收发装置，能够维持指向方向的精度而不需要设置高性能的传感器等设备。

附图说明

图1是示出实施方式1的光通信系统进行光通信的情形的概要图。

图2是示出实施方式1的光通信系统的结构的框图。

图3是示出实施方式1的指向方向控制装置所执行的指向方向控制方法的流程图。

图4是示出实施方式1的指向方向控制装置所执行的指向方向控制方法的流程图。

图5A是示出实现指向方向控制装置的功能的硬件结构的框图。图5B是示出执行实现指向方向控制装置的功能的软件的硬件结构的框图。

图6是用于说明实施方式1的指向方向控制装置所执行的误差值估计方法的具体例的概要图。

图7是示出实施方式1的指向方向控制方法的具体例的框线图。

图8是示出实施方式1的第1变形例的光通信系统进行光通信和观测的情形的概要图。

图9是示出实施方式1的第2变形例的光通信系统的结构的框图。

图10是示出实施方式2的光通信系统的结构的框图。

图11是示出实施方式2的光通信系统的结构的框图。

图12是示出由实施方式2的指向方向控制装置执行的指向方向控制方法的流程图。

图13是用于说明由实施方式2的指向方向控制装置执行的指向方向控制方法所起到的效果的图。

具体实施方式

以下，为了更加详细地说明本公开，按照附图对用于实施本公开的方式进行说明。

实施方式1.

图1是示出实施方式1的光通信系统100进行光通信的情形的概要图。光通信系统100包含进行光的收发的第1收发装置和进行光或电波的收发的第2收发装置。在实施方式1中，如图1所示，光通信系统100包含第1光通信终端101和第2光通信终端102。另外，在实施方式1中，针对光通信系统100包含作为第1收发装置的第1光通信终端101和作为第2收发装置的第2光通信终端102这两个收发装置的结构进行说明，但光通信系统100所包含的收发装置的数量没有特别限定。

第1光通信终端101和第2光通信终端102分别设置于LEO卫星A。第1光通信终端101经由第1光链路B，与设置于GEO卫星C的第3光通信终端D进行光通信。此外，第2光通信终端102经由第2光链路E，与设置于LEO卫星F的第4光通信终端G进行光通信。

在本说明书中，卫星是指人造卫星。此外，光通信是指通过收发被赋予了数据的光信号而进行通信。此外，LEO卫星的LEO(Low Earth Orbit)是指近地轨道，GEO卫星的GEO(Geostationary Earth Orbit)是指静止轨道。在实施方式1中，GEO卫星C与LEO卫星A及LEO卫星F相比是低干扰且稳定的卫星，LEO卫星A及LEO卫星F与GEO卫星C相比是干扰大的卫星。

另外，在实施方式1中，GEO卫星C的作用是提供难以受到干扰的影响的线路。因此，代替GEO卫星C，也可以在低干扰的LEO、MEO(medium earth orbit：中地球轨道)或地面站设置上述的第3光通信终端D。在该情况下，第1光通信终端101经由第1光链路B，与设置于LEO、MEO或地面站的第3光通信终端D进行光通信。或者，关于第1光通信终端101的结构，也可以代替与第3光通信终端D进行光通信的结构而采用以下结构：向设置于比LEO卫星A的干扰少且稳定的场所(例如，行星等)的棱镜或反射镜发送光，并接收反射后的光。在该情况下，在以下的说明中使用的用语“光通信”被置换为光收发。

图2是示出实施方式1的光通信系统100的结构的框图。如图2所示，光通信系统100包括第1光通信终端101和第2光通信终端102。

第1光通信终端101具备收发部1、指向方向控制装置2以及捕捉跟踪机构部3。指向方向控制装置2具备接收方向信息取得部4、误差检测部5以及捕捉跟踪控制部6。

收发部1经由第1光链路B而接收光，由此，检测与经由第1光链路B而接收到光的方向相关的接收方向信息。收发部1将检测到的接收方向信息向指向方向控制装置2输出。更具体而言，收发部1检测到的接收方向信息例如是上述的GEO卫星C的第3光通信终端D所发送的光向收发部1入射的方向。另外，接收方向信息也可以包含与收发部1经由第1光链路B而接收到光的位置相关的信息。在该情况下，接收方向信息例如是上述的GEO卫星C的第3光通信终端D所发送的光入射到收发部1的位置。

接收方向信息取得部4取得由收发部1检测到的接收方向信息。接收方向信息取得部4将取得的接收方向信息向误差检测部5输出。

误差检测部5参照由接收方向信息取得部4取得的接收方向信息，来检测第1光通信终端101经由第1光链路B进行光通信的指向角度的第1误差。更详细而言，误差检测部5参照由接收方向信息取得部4取得的接收方向信息，来检测第1光通信终端101的收发部1经由第1光链路B进行光通信的指向角度的第1误差。误差检测部5将检测到的第1误差向捕捉跟踪控制部6和后述的第2光通信终端102的指向方向控制装置11分别输出。

另外，由误差检测部5检测到的误差例如是收发部1经由第1光链路B进行光通信的指向角度与后述的捕捉跟踪控制部6在控制中使用的目标指向角度之差。此外，在接收方向信息包含与收发部1经由第1光链路B而接收到光的位置相关的信息的情况下，误差检测部5也可以参照由接收方向信息取得部4取得的接收方向信息，进一步检测收发部1经由第1光链路B进行光通信的位置的误差。在该情况下，由误差检测部5检测到的位置的误差例如是收发部1经由第1光链路B进行光通信的位置与后述的捕捉跟踪控制部6在控制中使用的目标位置之差。

捕捉跟踪控制部6基于由误差检测部5检测到的第1误差，对第1光通信终端101经由第1光链路B进行光通信的指向方向进行控制，由此，控制用于维持第1光链路B的捕捉跟踪。更详细而言，在实施方式1中，捕捉跟踪控制部6基于由误差检测部5检测到的第1误差，对第1光通信终端101的收发部1经由第1光链路B进行光通信的指向方向进行控制，由此，控制用于维持第1光链路B的捕捉跟踪。例如，捕捉跟踪控制部6在将收发部1的指向角度控制为目标指向角度时，将控制量调整与第1误差相应的量。另外，在误差检测部5如上述那样检测到位置的误差的情况下，捕捉跟踪控制部6也可以基于由误差检测部5检测到的位置的误差，对收发部1经由第1光链路B进行光通信的位置进行控制，由此，控制用于维持第1光链路B的捕捉跟踪。

捕捉跟踪机构部3基于捕捉跟踪控制部6的控制，使收发部1的指向方向变化，由此，进行用于维持第1光链路B的捕捉跟踪。另外，在捕捉跟踪控制部6如上述那样基于位置的误差来控制收发部1的位置的情况下，捕捉跟踪机构部3也可以基于捕捉跟踪控制部6的控制，使收发部1的位置进一步变化，由此进行用于维持第1光链路B的捕捉跟踪。作为捕捉跟踪机构部3的例子，举出压电致动器等。

第2光通信终端102具备收发部10、指向方向控制装置11以及捕捉跟踪机构部12。指向方向控制装置11具备指向方向控制信息取得部13、误差值估计运算部14、接收方向信息取得部15、误差检测部16以及捕捉跟踪控制部17。

另外，关于第2光通信终端102的用于维持第2光链路E的捕捉跟踪，假定仅确立粗略捕捉。粗略捕捉是指以下状态：第2光通信终端102能够使用信标光等进行与上述的第4光通信终端G的跟踪的状态、或者虽然第2光通信终端102能够通过收发部10的跟踪用的传感器进行捕捉但并非始终能够通过收发部10的通信用传感器进行捕捉的状态。作为第2光通信终端102无法进行精细捕捉的原因，例如，认为是由于LEO卫星A的卫星干扰而导致收发部10的跟踪用的传感器的分辨率不足或者控制延迟，由此使收到反馈的捕捉跟踪机构部12产生振荡等。

收发部10经由第2光链路E而接收光，从而检测与经由第2光链路E而接收到光的方向相关的接收方向信息。收发部10将接收到的接收方向信息向接收方向信息取得部15输出。更具体而言，接收方向信息例如是上述的LEO卫星F的第4光通信终端G发送的光向收发部10入射的方向。另外，接收方向信息也可以包含与收发部10经由第2光链路E而接收到光的位置相关的信息。在该情况下，接收方向信息例如是上述的LEO卫星F的第4光通信终端G所发送的光入射到收发部10的位置。

指向方向控制信息取得部13取得用于对第1光通信终端101进行光的收发的指向方向进行控制的指向方向控制信息。更详细而言，在实施方式1中，指向方向控制信息取得部13从第1光通信终端101的指向方向控制装置2的误差检测部5取得如下指向方向控制信息，该指向方向控制信息包含第1光通信终端101的收发部1经由第1光链路B进行光通信的指向角度的第1误差。指向方向控制信息取得部13将取得的指向方向控制信息向误差值估计运算部14输出。

另外，由指向方向控制信息取得部13取得的指向方向控制信息还可以包含第1光通信终端101的收发部1经由第1光链路B进行光通信的位置的误差。此外，指向方向控制信息取得部13也可以从与第1光通信终端101及第2光通信终端102不同的设置于LEO卫星A的至少1个以上的光通信终端(未图示)进一步取得至少1个以上的指向方向控制信息。

误差值估计运算部14基于由指向方向控制信息取得部13取得的第1误差，来估计第2光通信终端102经由第2光链路E进行光通信的指向角度的第2误差。更详细而言，误差值估计运算部14基于由指向方向控制信息取得部13取得的第1误差，来估计第2光通信终端102的收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向角度的第2误差。此时，误差值估计运算部14也可以基于由指向方向控制信息取得部13取得的第1误差，转换成表示LEO卫星A的干扰程度的干扰值，基于转换后的干扰值，来估计第2光通信终端102的收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向角度的第2误差。

另外，在由指向方向控制信息取得部13取得的指向方向控制信息如上述那样包含位置的误差的情况下，误差值估计运算部14也可以基于由指向方向控制信息取得部13取得的位置的误差，来估计第2光通信终端102的收发部10经由第2光链路E进行光通信的位置的误差。此外，在指向方向控制信息取得部13从其他的至少1个以上的光通信终端取得了至少1个以上的指向方向控制信息的情况下，误差值估计运算部14也可以基于由指向方向控制信息取得部13取得的至少1个以上的指向方向控制信息所包含的其他的至少1个以上的光通信终端的指向角度的误差，进一步估计第2光通信终端102经由第2光链路E进行光通信的指向角度的第2误差。

接收方向信息取得部15取得与第2光通信终端102经由第2光链路E而接收到光的方向相关的接收方向信息。更详细而言，在实施方式1中，接收方向信息取得部15取得与第2光通信终端102的收发部10经由第2光链路E而接收到光的方向相关的接收方向信息。接收方向信息取得部15将取得的接收方向信息向误差检测部16输出。

误差检测部16参照由接收方向信息取得部15取得的接收方向信息，来检测第2光通信终端102经由第2光链路E进行光通信的指向角度的第3误差。更详细而言，在实施方式1中，误差检测部16参照由接收方向信息取得部15取得的接收方向信息，来检测第2光通信终端102的收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向角度的第3误差。误差检测部16将检测到的第3误差向误差值估计运算部14输出。误差值估计运算部14也可以将估计出的第2误差和取得的第3误差直接向捕捉跟踪控制部17输出，还可以基于第2误差和第3误差，计算精度比这些误差高的误差，将该误差向捕捉跟踪控制部17输出。

另外，误差检测部16所检测的误差例如是收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向角度与后述的捕捉跟踪控制部17在控制中使用的目标指向角度之差。此外，在接收方向信息包含与收发部10经由第2光链路E而接收到光的位置相关的信息的情况下，误差检测部16也可以参照由接收方向信息取得部15取得的接收方向信息，进一步检测收发部10经由第2光链路E进行光通信的位置的误差。在该情况下，误差检测部16所检测的位置的误差例如是收发部10经由第2光链路E进行光通信的位置与后述的捕捉跟踪控制部17在控制中使用的目标位置之差。

捕捉跟踪控制部17是基于由指向方向控制信息取得部13取得的指向方向控制信息来控制作为第2收发装置的第2光通信终端102进行光或电波的收发的指向方向的指向方向控制部。更详细而言，在实施方式1中，捕捉跟踪控制部17基于由指向方向控制信息取得部13取得的第1误差，对第2光通信终端102的收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向方向进行控制，由此控制用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。更详细而言，捕捉跟踪控制部17基于由误差值估计运算部14根据第1误差估计出的第2误差，对第2光通信终端102的收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向方向进行控制，由此控制用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。例如，捕捉跟踪控制部17在要将收发部10的指向角度控制为目标指向角度时，将控制量调整与第2误差相应的量。

更详细而言，捕捉跟踪控制部17还基于由误差检测部16检测到的第3误差，对第2光通信终端102的收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向方向进行控制，由此控制用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。在该情况下，捕捉跟踪控制部17例如也可以将第2误差用作前馈量，将第3误差用作反馈量，由此控制收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向方向。由此，第2光通信终端102的用于维持第2光链路E的捕捉跟踪能力得到改善。这在第2光通信终端102进行精细捕捉的情况下也能够提高精细捕捉精度，不限定于第2光通信终端102不进行精细捕捉而进行粗略捕捉的情况。作为精细捕捉精度的提高所产生的效果，能够期待接收光功率的提高。

另外，在误差检测部16如上述那样检测到位置的误差的情况下，捕捉跟踪控制部17也可以基于由误差检测部16检测到的位置的误差，对收发部10经由第2光链路E进行光通信的位置进行控制，由此控制用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。此外，在误差值估计运算部14基于其他的至少1个以上的光通信终端的指向角度的误差进一步估计出第2误差的情况下，捕捉跟踪控制部17也可以基于该第2误差，对第2光通信终端102的收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向方向进行控制，由此控制用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。

捕捉跟踪机构部12基于捕捉跟踪控制部17进行的控制，使收发部10的指向方向变化，由此进行用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。另外，在捕捉跟踪控制部17如上述那样基于位置的误差对收发部10的位置进行控制的情况下，捕捉跟踪机构部12也可以基于捕捉跟踪控制部17的控制，使收发部10的位置进一步变化，由此进行用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。作为捕捉跟踪机构部12的例子，举出压电致动器等。

接着，参照附图对实施方式1的第1光通信终端101的指向方向控制装置2的动作进行说明。图3是示出指向方向控制装置2所执行的指向方向控制方法的流程图。另外，假设在实施以下的指向方向控制方法之前，收发部1经由第1光链路B而接收光，由此检测到与经由第1光链路B而接收到光的方向相关的接收方向信息。

如图3所示，接收方向信息取得部4取得由收发部1检测到的接收方向信息(步骤ST1)。接收方向信息取得部4将取得的接收方向信息向误差检测部5输出。

接着，误差检测部5参照由接收方向信息取得部4取得的接收方向信息，来检测收发部1经由第1光链路B进行光通信的指向角度的第1误差(步骤ST2)。误差检测部5将检测到的第1误差向捕捉跟踪控制部6和第2光通信终端102的指向方向控制装置11的指向方向控制信息取得部13输出。

接着，捕捉跟踪控制部6基于由误差检测部5检测到的第1误差，对收发部1经由第1光链路B进行光通信的指向方向进行控制，由此控制用于维持第1光链路B的捕捉跟踪(步骤ST3)。

捕捉跟踪机构部3基于步骤ST3中的捕捉跟踪控制部6进行的控制，使收发部1的指向方向变化，由此进行用于维持第1光链路B的捕捉跟踪。指向方向通过捕捉跟踪机构部3而发生了变化的收发部1再次经由第1光链路B接收光，由此检测与经由第1光链路B而接收到光的方向相关的接收方向信息。指向方向控制装置2基于由收发部1再次检测到的接收方向信息，再次执行上述的步骤ST1至步骤ST3。第1光通信终端101通过重复以上的动作，进行用于维持第1光链路B的捕捉跟踪。

接着，参照附图对实施方式1的第2光通信终端102的指向方向控制装置11的动作进行说明。图4是示出指向方向控制装置11所执行的指向方向控制方法的流程图。另外，假设在实施以下的指向方向控制方法之前，收发部10经由第2光链路E而接收光，由此检测到与经由第2光链路E而接收到光的方向相关的接收方向信息。

如图4所示，指向方向控制信息取得部13从第1光通信终端101的指向方向控制装置2的误差检测部5取得指向方向控制信息，该指向方向控制信息包含第1光通信终端101的收发部1经由第1光链路B进行光通信的指向角度的第1误差(步骤ST10)。指向方向控制信息取得部13将取得的指向方向控制信息向误差值估计运算部14输出。

接着，误差值估计运算部14基于由指向方向控制信息取得部13取得的第1误差，来估计收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向角度的第2误差(步骤ST11)。

接着，接收方向信息取得部15取得与收发部10经由第2光链路E而接收到光的方向相关的接收方向信息(步骤ST12)。接收方向信息取得部15将取得的接收方向信息向误差检测部16输出。

接着，误差检测部16参照由接收方向信息取得部15取得的接收方向信息，来检测收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向角度的第3误差(步骤ST13)。误差检测部16将检测到的第3误差向误差值估计运算部14输出。误差值估计运算部14将在步骤ST11中估计出的第2误差和取得的第3误差向捕捉跟踪控制部17输出。

捕捉跟踪控制部17基于误差值估计运算部14在步骤ST11中根据第1误差估计出的第2误差和误差检测部16在步骤ST13中检测到的第3误差，对收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向方向进行控制，由此控制用于维持第2光链路E的捕捉跟踪(步骤ST14)。

捕捉跟踪机构部12基于步骤ST14中的捕捉跟踪控制部17进行的控制，使收发部10的指向方向变化，由此进行用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。指向方向通过捕捉跟踪机构部12而发生了变化的收发部10再次经由第2光链路E而接收光，由此检测与经由第2光链路E而接收到光的方向相关的接收方向信息。然后，指向方向控制装置11再次执行上述的步骤ST10至步骤ST14。第2光通信终端102通过重复以上的动作，进行用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。

指向方向控制装置2中的接收方向信息取得部4、误差检测部5及捕捉跟踪控制部6各自的功能由处理电路实现。即，指向方向控制装置2具备用于执行图3所示的步骤ST1至步骤ST3的处理的处理电路。该处理电路可以是专用的硬件，但也可以是执行存储器所存储的程序的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)。

此外，指向方向控制装置11中的指向方向控制信息取得部13、误差值估计运算部14、接收方向信息取得部15、误差检测部16及捕捉跟踪控制部17各自的功能由处理电路实现。即，指向方向控制装置11具备用于执行图4所示的步骤ST10至步骤ST14的处理的处理电路。该处理电路可以是专用的硬件，但也可以是执行存储器所存储的程序的CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)。

图5A是示出实现指向方向控制装置2或指向方向控制装置11的功能的硬件结构的框图。图5B是示出执行实现指向方向控制装置2或指向方向控制装置11的功能的软件的硬件结构的框图。图5A及图5B分别所示的收发装置21执行上述的收发部1的功能或上述的收发部10的功能。图5A及图5B分别所示的捕捉跟踪机构22执行上述的捕捉跟踪机构部3的功能或上述的捕捉跟踪机构部12的功能。

在上述处理电路是图5A所示的专用的硬件的处理电路20的情况下，处理电路20例如对应于单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)或者它们的组合。

也可以由不同的处理电路实现指向方向控制装置2中的接收方向信息取得部4、误差检测部5及捕捉跟踪控制部6各自的功能，还可以统一由1个处理电路实现它们的功能。此外，也可以由不同的处理电路实现指向方向控制装置11中的指向方向控制信息取得部13、误差值估计运算部14、接收方向信息取得部15、误差检测部16及捕捉跟踪控制部17各自的功能，还可以统一由1个处理电路实现它们的功能。

在上述处理电路是图5B所示的处理器23的情况下，指向方向控制装置2中的接收方向信息取得部4、误差检测部5及捕捉跟踪控制部6各自的功能通过软件、固件或软件与固件的组合来实现。或者，在上述处理电路是图5B所示的处理器23的情况下，指向方向控制装置11中的指向方向控制信息取得部13、误差值估计运算部14、接收方向信息取得部15、误差检测部16及捕捉跟踪控制部17各自的功能通过软件、固件或软件与固件的组合来实现。

另外，软件或固件以程序的形式记述并存储在存储器24中。

处理器23通过读出并执行存储器24所存储的程序，来实现指向方向控制装置2中的接收方向信息取得部4、误差检测部5及捕捉跟踪控制部6各自的功能。即，指向方向控制装置2具备存储器24，该存储器24用于存储在由处理器23执行时结果上执行图3所示的步骤ST1至步骤ST3的处理的程序。或者，处理器23通过读出并执行存储器24所存储的程序，来实现指向方向控制装置11中的指向方向控制信息取得部13、误差值估计运算部14、接收方向信息取得部15、误差检测部16及捕捉跟踪控制部17各自的功能。即，指向方向控制装置11具备存储器24，该存储器24用于存储在由处理器23执行时结果上执行图4所示的步骤ST10至步骤ST14的处理的程序。

这些程序使计算机执行指向方向控制装置2中的接收方向信息取得部4、误差检测部5及捕捉跟踪控制部6的步骤或方法。存储器24也可以是存储有用于使计算机作为指向方向控制装置2中的接收方向信息取得部4、误差检测部5及捕捉跟踪控制部6发挥功能的程序的计算机可读存储介质。或者，这些程序使计算机执行指向方向控制装置11中的指向方向控制信息取得部13、误差值估计运算部14、接收方向信息取得部15、误差检测部16及捕捉跟踪控制部17的步骤或方法。存储器24也可以是存储有用于使计算机作为指向方向控制装置11中的指向方向控制信息取得部13、误差值估计运算部14、接收方向信息取得部15、误差检测部16及捕捉跟踪控制部17发挥功能的程序的计算机可读存储介质。

存储器24例如包括RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(ReadOnly Memory：只读存储器)、闪存、EPROM(Erasable Programmable ROM：可擦可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically-EPROM：电可擦可编程只读存储器)等非易失性或易失性的半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、高密度盘、迷你盘、DVD等。

关于指向方向控制装置2中的接收方向信息取得部4、误差检测部5及捕捉跟踪控制部6各自的功能，也可以由专用的硬件实现一部分，由软件或固件实现一部分。

例如，接收方向信息取得部4和误差检测部5通过作为专用的硬件的处理电路来实现功能。关于捕捉跟踪控制部6，也可以通过处理器23读出并执行存储器24所存储的程序来实现功能。

或者，关于指向方向控制装置11中的指向方向控制信息取得部13、误差值估计运算部14、接收方向信息取得部15、误差检测部16及捕捉跟踪控制部17各自的功能，也可以由专用的硬件实现一部分，由软件或固件实现一部分。

例如，指向方向控制信息取得部13和误差值估计运算部14通过作为专用的硬件的处理电路来实现功能。关于接收方向信息取得部15、误差检测部16及捕捉跟踪控制部17，也可以通过处理器23读出并执行存储器24所存储的程序来实现功能。

这样，处理电路能够通过硬件、软件、固件或它们的组合来实现上述各个功能。

接着，参照附图，对实施方式1的第2光通信终端102的指向方向控制装置11所执行的指向方向控制方法中的上述的步骤ST11的误差值估计方法的具体例进行说明。图6是用于说明指向方向控制装置11所执行的误差值估计方法的具体例的概要图。另外，为了简化说明，在图6中，示出上述的各卫星的二维位置关系。

在图6中，将连结LEO卫星A和GEO卫星C的线(第1光链路B)与连结LEO卫星A和LEO卫星F的线(第2光链路E)所成的角设为θ。另外，设为在LEO卫星A与GEO卫星C之间精细捕捉成立。

首先，在上述的步骤ST2中，第1光通信终端101的指向方向控制装置2的误差检测部5在某个时间间隔Δt的期间，检测收发部1经由第1光链路B进行光通信的指向角度的第1误差Δθ。接着，指向方向控制信息取得部13在上述的步骤ST10中，取得该第1误差Δθ。

另外，由于GEO卫星C的干扰比LEO卫星A小，因此，成为第1误差Δθ的原因的LEO卫星A的干扰所产生的角度变动量远大于成为第1误差Δθ的原因的GEO卫星C的干扰所产生的角度变动量。因此，在该具体例中，在上述的步骤ST11中，第2光通信终端102的误差值估计运算部14估计为收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向角度的第2误差与第1光通信终端101的收发部1经由第1光链路B进行光通信的指向角度的第1误差Δθ是相同的值。由误差值估计运算部14估计出的第2误差Δθ在上述的步骤ST14中用于由捕捉跟踪控制部17进行的指向方向的控制，由此使LEO卫星A与LEO卫星F之间的第2光链路E稳定。

接着，参照框线图，对实施方式1的第1光通信终端101的指向方向控制装置2所执行的指向方向控制方法以及第2光通信终端102的指向方向控制装置11所执行的指向方向控制方法的具体例进行说明。图7是示出实施方式1的指向方向控制方法的具体例的框线图。

首先，在第1光通信终端101中，在上述的步骤ST3中，捕捉跟踪控制部6将目标的指向角度(图7的输入)和从误差检测部5预先取得的第1误差作为输入，将G11作为传递函数而计算针对捕捉跟踪机构部3的控制量，控制了收发部1经由第1光链路B进行光通信的指向方向。然后，捕捉跟踪机构部3基于步骤ST3中的捕捉跟踪控制部6进行的控制，使收发部1的指向方向变化，由此进行用于维持第1光链路B的捕捉跟踪。指向方向通过捕捉跟踪机构部3而发生了变化的收发部1经由第1光链路B而接收光，由此检测与经由第1光链路B而接收到光的方向相关的接收方向信息。

然后，再次由指向方向控制装置2执行指向方向控制方法，在上述的步骤ST1中，接收方向信息取得部4取得由收发部1检测到的接收方向信息。接着，在上述的步骤ST2中，误差检测部5将由接收方向信息取得部4取得的接收方向信息作为输入，将G12作为传递函数，来计算收发部1经由第1光链路B进行光通信的指向角度的第1误差。

接着，在上述的步骤ST3中，捕捉跟踪控制部6将目标的指向角度和由误差检测部5计算出的第1误差作为输入，将G11作为传递函数，再次计算针对捕捉跟踪机构部3的控制量，控制收发部1经由第1光链路B进行光通信的指向方向。即，在该具体例中，捕捉跟踪控制部6进行的控制是将第1误差用作反馈量的反馈控制。

另一方面，在第2光通信终端102中，在上述的步骤ST14中，捕捉跟踪控制部17将目标的指向角度、从误差值估计运算部14预先取得的第2误差、以及从误差检测部16预先取得的第3误差作为输入，将G21作为传递函数，计算针对捕捉跟踪机构部12的控制量，控制收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向方向，由此控制了用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。然后，捕捉跟踪机构部12基于步骤ST14中的捕捉跟踪控制部17进行的控制，使收发部10的指向方向变化，由此，进行用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。通过捕捉跟踪机构部12使指向方向发生了变化的收发部10经由第2光链路E而接收光，由此检测与经由第2光链路E而接收到光的方向相关的接收方向信息。

然后，再次由指向方向控制装置11执行指向方向控制方法，在上述的步骤ST10中，指向方向控制信息取得部13取得包含在上述的步骤ST2中由误差检测部5计算出的第1误差在内的指向方向控制信息。接着，在上述的步骤ST11中，误差值估计运算部14将由指向方向控制信息取得部13取得的第1误差作为输入，将传递函数作为G13，计算收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向角度的第2误差。

接着，在上述的步骤ST12中，接收方向信息取得部15取得与收发部10经由第2光链路E而接收到光的方向相关的接收方向信息。接着，在上述的步骤ST13中，误差检测部16将由接收方向信息取得部15取得的接收方向信息作为输入，将G22作为传递函数，计算收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向角度的第3误差。

接着，在上述的步骤ST14中，捕捉跟踪控制部17将目标的指向角度、误差值估计运算部14在步骤ST11中计算出的第2误差、以及误差检测部16在步骤ST13中计算出的第3误差作为输入，将G21作为传递函数，计算针对捕捉跟踪机构部12的控制量，控制收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向方向，由此控制用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。即，在该具体例中，捕捉跟踪控制部6进行的控制是同时使用了将第3误差用作反馈量的反馈控制和将第2误差用作前馈量的前馈控制的控制。

接着，参照附图对实施方式1的第1变形例进行说明。在上述的说明中，针对将第1光通信终端101和第2光通信终端102设置于LEO卫星A的结构进行了说明。在实施方式1的第1变形例中，针对代替第2光通信终端102而将观测用终端设置于LEO卫星A的结构进行说明。

图8是示出实施方式1的第1变形例的光通信系统103进行光通信和观测的情形的概要图。如图8所示，光通信系统103包含第1光通信终端101和观测用终端104。另外，第1变形例的第1光通信终端101的结构与图2所示的第1光通信终端101的结构是同样的。另一方面，第1变形例的观测用终端104的结构与图2所示的第2光通信终端102的结构的一部分不同。

观测用终端104通过进行光或电波的收发来观测地球。作为观测用终端104的例子，举出具有地面摄像用的光学元件的观测用终端、具有地面摄像用的电波处理装置的观测用终端、或者具有测定大气状态的测定装置的观测用终端等。在观测用终端104是这些观测用终端的情况下，观测用终端104中的与第2光通信终端102的收发部10相当的收发部包含地面摄像用的光学元件、地面摄像用的电波处理装置、或者测定大气状态的测定装置。该收发部也可以通过与第2光通信终端102的收发部10检测接收方向信息的上述的方法同样的方法，来检测与接收到光或电波的方向相关的接收方向信息。或者，该收发部也可以朝向地球发送光或电波并接收所反射的光或电波，由此检测与接收到光或电波的方向相关的接收方向信息。

观测用终端104中的与第2光通信终端102的捕捉跟踪控制部17相当的指向方向控制部基于由指向方向控制信息取得部13取得的第1误差，来控制观测用终端104的上述的收发部进行光或电波的收发的指向方向。更详细而言，该指向方向控制部基于误差值估计运算部14根据第1误差估计出的第2误差，来控制观测用终端104的上述的收发部进行光或电波的收发的指向方向。更详细而言，该指向方向控制部还基于由误差检测部16检测到的第3误差，来控制观测用终端104的上述的收发部进行光或电波的收发的指向方向。

此外，观测用终端104中的与第2光通信终端102的捕捉跟踪机构部12相当的机构部基于上述的指向方向控制部进行的控制，使收发部10的指向方向变化，由此调整观测方向。

如以上那样，实施方式1的指向方向控制装置11通过变更一部分结构，也能够应用于观测用终端104。

接着，参照附图对实施方式1的第2变形例进行说明。在实施方式1中，针对第2光通信终端102的指向方向控制装置11基于从第1光通信终端101的指向方向控制装置2取得的第1误差来控制指向方向的结构进行了说明。在第2变形例中，还针对第1光通信终端101的指向方向控制装置2具有与该结构同样的结构的例子进行说明。

图9是示出实施方式1的第2变形例的光通信系统105的结构的框图。如图9所示，第2变形例的第1光通信终端106的指向方向控制装置30与上述的指向方向控制装置2相比，还具备指向方向控制信息取得部31和误差值估计运算部32。

指向方向控制信息取得部31取得由第2光通信终端102的误差检测部16检测到的第3误差。误差值估计运算部32基于由指向方向控制信息取得部31取得的第3误差，来估计收发部1经由第1光链路B进行光通信的指向角度的第4误差。

第2变形例的捕捉跟踪控制部6还基于误差值估计运算部32根据第3误差估计出的第4误差，来控制收发部1经由第1光链路B进行光通信的指向方向，由此控制用于维持第1光链路B的捕捉跟踪。

根据第2变形例的结构，第1光通信终端101的用于维持第1光链路B的捕捉跟踪能力得到改善。

如以上那样，实施方式1的指向方向控制装置11在设置有作为进行光的收发的第1收发装置的第1光通信终端101和作为进行光或电波的收发的第2收发装置的第2光通信终端102的卫星中，控制该第2收发装置进行光或电波的收发的指向方向，其中，该指向方向控制装置11具备：指向方向控制信息取得部13，其取得用于控制第1收发装置进行光的收发的指向方向的指向方向控制信息；以及作为指向方向控制部的捕捉跟踪控制部17，其基于由指向方向控制信息取得部13取得的指向方向控制信息，来控制第2收发装置进行光或电波的收发的指向方向。

第1收发装置和第2收发装置被设置在相同的卫星中，因此，第1收发装置的指向方向和第2收发装置的指向方向具有相关性。因此，根据上述的结构，通过基于第1收发装置的指向方向控制信息来控制第2收发装置进行光或电波的收发的指向方向，能够维持第2收发装置的指向方向的精度。此外，例如在第1收发装置和第2收发装置以外的其他收发装置中，也可以基于第1收发装置的指向方向控制信息，来控制该其他收发装置进行光或电波的收发的指向方向。即，针对设置于卫星的多个收发装置中的至少1个以上的收发装置，能够维持指向方向的精度而不需要设置高性能的传感器等设备。此外，由此能够降低收发装置的设备所耗费的成本。

此外，在实施方式1的指向方向控制装置11中，第1收发装置是经由第1光链路B进行光通信的第1光通信终端101，第2收发装置是经由第2光链路E进行光通信的第2光通信终端102，由指向方向控制信息取得部13取得的指向方向控制信息包含第1光通信终端101经由第1光链路B进行光通信的指向角度的第1误差，指向方向控制部是如下的捕捉跟踪控制部17，该捕捉跟踪控制部17基于由指向方向控制信息取得部13取得的第1误差来控制第2光通信终端102经由第2光链路E进行光通信的指向方向、由此控制用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。

根据上述的结构，通过基于第1光通信终端101的指向角度的第1误差来控制第2光通信终端102的指向方向，从而能够校正LEO卫星A的干扰等所引起的第2光通信终端102的指向方向的偏移，能够维持第2光通信终端102的指向方向的精度。即，针对设置于卫星的多个光通信终端中的至少1个以上的光通信终端，能够维持指向方向的精度而不需设置高性能的传感器等设备。

此外，实施方式1的指向方向控制装置11还具备误差值估计运算部14，该误差值估计运算部14基于由指向方向控制信息取得部13取得的第1误差，来估计第2光通信终端102经由第2光链路E进行光通信的指向角度的第2误差，捕捉跟踪控制部17基于误差值估计运算部14根据第1误差估计出的第2误差，来控制第2光通信终端102经由第2光链路E进行光通信的指向方向，由此控制用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。

根据上述的结构，基于第1光通信终端101的指向角度的第1误差来估计第2光通信终端102的指向角度的第2误差，基于该第2误差来控制第2光通信终端102的指向方向。由此，能够适当地控制第2光通信终端102的指向方向。

此外，实施方式1的指向方向控制装置11还具备：接收方向信息取得部15，其取得与第2光通信终端102经由第2光链路E而接收到光的方向相关的接收方向信息；以及误差检测部16，其参照由接收方向信息取得部15取得的接收方向信息，检测第2光通信终端102经由第2光链路E进行光通信的指向角度的第3误差，捕捉跟踪控制部17还基于由误差检测部16检测到的第3误差，来控制第2光通信终端102经由第2光链路E进行光通信的指向方向，由此控制用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。

根据上述的结构，还基于第2光通信终端102的指向方向的第3误差来控制第2光通信终端102的指向方向。由此，能够适当地维持第2光通信终端102的指向方向的精度。

此外，在实施方式1的指向方向控制装置11中，第1收发装置是经由第1光链路B进行光通信的第1光通信终端101，第2收发装置是通过进行光或电波的收发来观测地球的观测用终端104，由指向方向控制信息取得部13取得的指向方向控制信息是第1光通信终端101经由第1光链路B进行光通信的指向角度的误差，作为指向方向控制部的捕捉跟踪控制部17基于由指向方向控制信息取得部13取得的误差，来控制观测用终端104进行光或电波的收发的指向方向。

根据上述的结构，基于第1光通信终端101的指向角度的第1误差来控制观测用终端104的指向方向，由此能够维持观测用终端104的指向方向的精度而不需要设置高性能的传感器等设备。

此外，实施方式1的第2光通信终端102具备：上述的指向方向控制装置11；收发部10(第2光通信终端收发部)，其经由第2光链路E而接收光，由此检测第2光通信终端102的接收方向信息；以及捕捉跟踪机构部12(第2光通信终端捕捉跟踪机构部)，其基于捕捉跟踪控制部17的控制，使收发部10的指向方向变化，由此进行用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。

根据上述的结构，能够参照由收发部10检测到的接收方向信息，来检测第2光通信终端102经由第2光链路E进行光通信的指向角度的第3误差。而且，捕捉跟踪机构部12通过捕捉跟踪控制部17的基于第3误差的控制而使收发部10的指向方向变化，由此能够适当地维持第2光通信终端102的指向方向的精度。

此外，实施方式1的光通信系统100包含上述的第2光通信终端102和第1光通信终端101，第1光通信终端101具备：收发部1(第1光通信终端收发部)，其经由第1光链路B而接收光，由此检测与经由第1光链路B而接收到光的方向相关的接收方向信息；接收方向信息取得部4(第1光通信终端接收方向信息取得部)，其取得由收发部1检测到的接收方向信息；误差检测部5(第1光通信终端误差检测部)，其参照由接收方向信息取得部4取得的接收方向信息，来检测第1光通信终端101经由第1光链路B进行光通信的指向角度的第1误差；捕捉跟踪控制部6(第1光通信终端捕捉跟踪控制部)，其基于由误差检测部5检测到的第1误差，来控制第1光通信终端101经由第1光链路B进行光通信的指向方向，由此控制用于维持第1光链路B的捕捉跟踪；以及捕捉跟踪机构部3(第1光通信终端捕捉跟踪机构部)，其基于捕捉跟踪控制部6的控制，使收发部1的指向方向变化，由此进行用于维持第1光链路B的捕捉跟踪。

根据上述的结构，通过基于由第1光通信终端101的误差检测部5检测到的第1误差来控制第2光通信终端102的指向方向，能够适当地维持第2光通信终端102的指向方向的精度。此外，通过基于由误差检测部5检测到的第1误差来控制第1光通信终端101的收发部1的指向方向，第1光通信终端101能够适当地维持指向方向的精度。

此外，实施方式1的光通信系统105中的第1光通信终端106还具备：指向方向控制信息取得部31(第1光通信终端指向方向控制信息取得部)，其取得由第2光通信终端102的误差检测部16检测到的第3误差；以及误差值估计运算部32(第1光通信终端误差值估计运算部)，其基于由指向方向控制信息取得部31取得的第3误差，来估计收发部1经由第1光链路B进行光通信的指向角度的第4误差，捕捉跟踪控制部6还基于误差值估计运算部32根据第3误差估计出的第4误差，来控制收发部1经由第1光链路B进行光通信的指向方向，由此控制用于维持第1光链路B的捕捉跟踪。

根据上述的结构，基于第2光通信终端102的指向角度的第3误差来控制第1光通信终端101的收发部1的指向方向，由此能够维持第1光通信终端101的指向方向的精度而不需要设置高性能的传感器等设备。

此外，实施方式1的指向方向控制方法在设置有作为进行光的收发的第1收发装置的第1光通信终端101和作为进行光或电波的收发的第2收发装置的第2光通信终端102的卫星中，控制该第2收发装置进行光或电波的收发的指向方向，其中，该指向方向控制方法包括：指向方向控制信息取得步骤，取得用于控制第1收发装置进行光的收发的指向方向的指向方向控制信息；以及指向方向控制步骤，基于在指向方向控制信息取得步骤中取得的指向方向控制信息，来控制第2收发装置进行光或电波的收发的指向方向。

根据上述的结构，起到与实施方式1的指向方向控制装置11所起到的效果同样的效果。

实施方式2.

如LEO星座所代表的那样，存在单一卫星的光通信终端与多个卫星的各光通信终端相互进行通信并且切换通信对象这样的使用用途(SPACE X公司starlink计划等)。在这样的用途中，在光通信终端切换通信对象时的捕捉所需的时间内，光通信终端间的通信被切断，因此，成为降低光通信终端的运转率的主要原因。因此，能够缩短通信对象的切换时间意味着可以使卫星间的通信量增加。

在卫星间的光通信中，作为光通信终端捕捉信号的方法，具有螺旋扫描方式(例如参照宇宙光通信技术有本好德著光学35卷9号(2006)URL：https：//annex.jsap.or.jp/photonics/kogaku/public/35-09-kaisetsu3.pdf)。该方式为以下方法：设置于一方的卫星的光通信终端将指向方向固定，设置于另一方的卫星的光通信终端按照螺旋型对指向方向进行扫描，由此，基于各自在通信视野中捕捉到的瞬间的指向方向，使彼此的指向方向渐渐一致。在这样的方式中，光通信终端根据能够以何种程度确定通信对象卫星所在的方向来改变扫描范围。缩窄扫描范围涉及到缩短捕捉所需的时间。在实施方式2中，一方的指向方向控制装置在实施方式1的结构的基础上，还基于另一方的指向方向控制装置所使用的控制用的指向角度来控制指向方向，由此缩短捕捉所需的时间。

以下，参照附图对实施方式2进行说明。另外，针对具有与实施方式1中说明的结构同样的功能的结构标注相同的标号，省略其说明。

图10是示出实施方式2的光通信系统107的结构的框图。如图10所示，图10是示出实施方式2的光通信系统107进行光通信的情形的概要图。如图10所示，光通信系统107包含第1光通信终端101和第2光通信终端108。

第1光通信终端101和第2光通信终端108分别设置于LEO卫星A。如上所述，第1光通信终端101经由第1光链路B，与设置于GEO卫星C的第3光通信终端D进行光通信。此外，第2光通信终端108经由第2光链路E，与设置于LEO卫星F的第4光通信终端G进行光通信。另外，如上所述，GEO卫星C相比于LEO卫星A及LEO卫星F是低干扰且稳定的卫星。此外，在GEO卫星C中设置有第5光通信终端H，在LEO卫星F中设置有第6光通信终端I。第5光通信终端H与第6光通信终端I相互经由第3光链路J进行光通信。

图11是示出实施方式2的光通信系统107的结构的框图。与实施方式1的光通信系统100相比，光通信系统107代替第2光通信终端102而包含第2光通信终端108。与实施方式1的第2光通信终端102相比，第2光通信终端108的指向方向控制装置40还具备指向角度转换部41。

实施方式2的指向方向控制信息取得部13还取得为了控制第1光通信终端101经由第1光链路B进行光通信的指向方向而使用的控制用的第1指向角度，作为指向方向控制信息。更详细而言，指向方向控制信息取得部13还从第1光通信终端101的指向方向控制装置2的捕捉跟踪控制部6取得为了控制第1光通信终端101经由第1光链路B进行光通信的指向方向而使用的控制用的第1指向角度，作为指向方向控制信息。指向方向控制信息取得部13将取得的第1指向角度向指向角度转换部41输出。

指向角度转换部41将由指向方向控制信息取得部13取得的第1指向角度转换成为了控制第2光通信终端108经由第2光链路E进行光通信的指向方向而使用的控制用的第2指向角度。更详细而言，在实施方式2中，指向角度转换部41将由指向方向控制信息取得部13取得的第1指向角度转换成为了控制第2光通信终端108经由第2光链路E进行光通信的指向方向而使用的控制用的第2指向角度。指向角度转换部41将转换后的第2指向角度向捕捉跟踪控制部17输出。

实施方式2的捕捉跟踪控制部17还基于由指向方向控制信息取得部13取得的第1指向角度，来控制第2光通信终端108经由第2光链路E进行光通信的指向方向，由此控制用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。更详细而言，在实施方式2中，捕捉跟踪控制部17还基于指向角度转换部41根据第1指向角度而转换的第2指向角度，来控制收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向方向，由此控制用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。

实施方式2的捕捉跟踪控制部17也可以基于指向角度转换部41根据第1指向角度而转换的第2指向角度和与LEO卫星A的轨道相关的轨道信息，来估计第2光通信终端108的位置。在该情况下，捕捉跟踪控制部17也可以基于估计出的位置来控制收发部10经由第2光链路E进行光通信的位置，由此控制用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。

接着，参照附图对实施方式2的第2光通信终端108的指向方向控制装置40的动作进行说明。另外，在实施方式2的第1光通信终端101的指向方向控制装置2的动作中，除了捕捉跟踪控制部6将为了控制第1光通信终端101经由第1光链路B进行光通信的指向方向而使用的控制用的第1指向角度向第2光通信终端108的指向方向控制装置40的指向方向控制信息取得部13输出以外，与实施方式1中说明的指向方向控制装置2的动作相同。因此，省略对实施方式2的第1光通信终端101的指向方向控制装置2的动作的说明。

图12是示出指向方向控制装置40所执行的指向方向控制方法的流程图。另外，假设在实施以下的指向方向控制方法之前，收发部10经由第2光链路E而接收光，由此检测到与经由第2光链路E而接收到光的方向相关的接收方向信息。

如图12所示，指向方向控制信息取得部13从第1光通信终端101的指向方向控制装置2的误差检测部5取得指向方向控制信息，该指向方向控制信息包含第1光通信终端101的收发部1经由第1光链路B进行光通信的指向角度的第1误差(步骤ST20)。指向方向控制信息取得部13将取得的指向方向控制信息向误差值估计运算部14输出。

接着，误差值估计运算部14基于由指向方向控制信息取得部13取得的第1误差，来估计收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向角度的第2误差(步骤ST21)。

接着，指向方向控制信息取得部13还从第1光通信终端101的指向方向控制装置2的捕捉跟踪控制部6取得为了控制第1光通信终端101经由第1光链路进行光通信的指向方向而使用的控制用的第1指向角度，作为指向方向控制信息(步骤ST22)。指向方向控制信息取得部13将取得的第1指向角度向指向角度转换部41输出。

接着，指向角度转换部41将由指向方向控制信息取得部13取得的第1指向角度转换成为了控制第2光通信终端108经由第2光链路E进行光通信的指向方向而使用的控制用的第2指向角度(步骤ST23)。指向角度转换部41将转换后的第2指向角度向捕捉跟踪控制部17输出。

接着，接收方向信息取得部15取得与收发部10经由第2光链路E而接收到光的方向相关的接收方向信息(步骤ST24)。接收方向信息取得部15将取得的接收方向信息向误差检测部16输出。

接着，误差检测部16参照由接收方向信息取得部15取得的接收方向信息，来检测收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向角度的第3误差(步骤ST25)。误差检测部16将检测到的第3误差向误差值估计运算部14输出。误差值估计运算部14将在步骤ST21中估计出的第2误差和从误差检测部16取得的第3误差向捕捉跟踪控制部17输出。

捕捉跟踪控制部17基于误差值估计运算部14在步骤ST21中根据第1误差估计出的第2误差、指向角度转换部41在步骤ST23中转换的第2指向角度、以及误差检测部16在步骤ST25中检测到的第3误差，来控制收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向方向，由此控制用于维持第2光链路E的捕捉跟踪(步骤ST26)。

捕捉跟踪机构部12基于步骤ST26中的捕捉跟踪控制部17的控制，使收发部10的指向方向变化，由此进行用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。指向方向通过捕捉跟踪机构部12而发生了变化的收发部10再次经由第2光链路E接收光，由此检测与经由第2光链路E而接收到光的方向相关的接收方向信息。然后，指向方向控制装置40再次执行上述的步骤ST20至步骤ST26。第2光通信终端108通过重复以上的动作，进行用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。

另外，实施方式2的指向方向控制装置40中的指向方向控制信息取得部13、误差值估计运算部14、接收方向信息取得部15、误差检测部16、捕捉跟踪控制部17以及指向角度转换部41各自的功能由处理电路实现。即，实施方式2的指向方向控制装置40具备用于执行图12所示的步骤ST20至步骤ST26的处理的处理电路。该处理电路可以是专用的硬件，但也可以是执行存储器所存储的程序的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)。实现实施方式2的指向方向控制装置40的功能的硬件结构与图5A所示的硬件结构相同。此外，执行实现实施方式2的指向方向控制装置40的功能的软件的硬件结构与图5B所示的硬件结构相同。

接着，参照附图对由实施方式2的指向方向控制装置40执行的指向方向控制方法所起到的效果进行说明。图13是用于说明由指向方向控制装置40执行的指向方向控制方法所起到的效果的图。

在上述的步骤ST26中，首先，捕捉跟踪控制部17基于误差值估计运算部14在步骤ST21中根据第1误差估计出的第2误差，来控制收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向方向，由此控制用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。由此，抑制了由LEO卫星A的干扰产生的影响，指向角度的误差范围缩窄(图12的单点划线)，因此，第2光通信终端108进行螺旋扫描等时的扫描范围缩窄。

另一方面，存在以下问题：第2光通信终端108的指向方向不仅根据LEO卫星A的干扰还根据LEO卫星A的姿态误差而偏移。于是，在上述的步骤ST26中，捕捉跟踪控制部17基于指向角度转换部41在步骤ST23中转换的第2指向角度，来控制收发部10经由第2光链路E进行光通信的指向方向，由此控制用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。由此，能够校正由LEO卫星A的姿态误差引起的第2光通信终端102的指向方向的偏移，因此，能够如图12的实线那样缩窄扫描范围。

以上的结构也能够应用于LEO卫星F。此外，在LEO卫星A具有3个以上的光通信终端的情况下也是有效的。例如，LEO卫星A与多个低干扰卫星确立了链路，指向方向控制装置40还基于为了控制与该多个低干扰卫星确立了链路的各光通信终端(未图示)进行光通信的指向方向而使用的控制用的指向角度，来控制指向方向，由此能够进一步缩窄姿态误差校正后的估计范围。因此，对于缩短捕捉所需的时间来说是有效的。

如以上那样，在实施方式2的指向方向控制装置40中，由指向方向控制信息取得部13取得的指向方向控制信息还包含为了控制第1光通信终端101经由第1光链路B进行光通信的指向方向而使用的控制用的第1指向角度，捕捉跟踪控制部17还基于由指向方向控制信息取得部13取得的第1指向角度来控制第2光通信终端108经由第2光链路E进行光通信的指向方向，由此控制用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。

根据上述的结构，还基于第1光通信终端101中的控制用的第1指向角度来控制第2光通信终端108经由第2光链路E进行光通信的指向方向，由此，能够校正由LEO卫星A的姿态误差引起的第2光通信终端108的指向方向的偏移，能够维持第2光通信终端108的指向方向的精度。此外，第2光通信终端108进行螺旋扫描等时的扫描范围缩窄。

此外，实施方式2的指向方向控制装置40还具备指向角度转换部41，该指向角度转换部41将由指向方向控制信息取得部13取得的第1指向角度转换成用于控制第2光通信终端108经由第2光链路E进行光通信的指向方向而使用的控制用的第2指向角度，捕捉跟踪控制部17还基于指向角度转换部41根据第1指向角度转换的第2指向角度，来控制第2光通信终端108经由第2光链路E进行光通信的指向方向，由此控制用于维持第2光链路E的捕捉跟踪。

根据上述的结构，还基于转换后的第2指向角度来控制第2光通信终端108经由第2光链路E进行光通信的指向方向，由此能够校正由LEO卫星A的姿态误差引起的第2光通信终端108的指向方向的偏移，能够适当地维持第2光通信终端108的指向方向的精度。

另外，能够进行各实施方式的自由组合或者各实施方式的任意的结构要素的变形，或者在各实施方式中能够省略任意的结构要素。

产业利用性

本公开的指向方向控制装置针对设置于卫星的多个收发装置中的至少1个以上的收发装置，不设置高性能的传感器等设备就能够维持指向方向的精度，因此，能够用于光通信系统。

附图标记说明

1收发部，2指向方向控制装置，3捕捉跟踪机构部，4接收方向信息取得部，5误差检测部，6捕捉跟踪控制部，10收发部，11指向方向控制装置，12捕捉跟踪机构部，13指向方向控制信息取得部，14误差值估计运算部，15接收方向信息取得部，16误差检测部，17捕捉跟踪控制部，20处理电路，21收发装置，22捕捉跟踪机构，23处理器，24存储器，30指向方向控制装置，31指向方向控制信息取得部，32误差值估计运算部，40指向方向控制装置，41指向角度转换部，100光通信系统，101第1光通信终端，102第2光通信终端，103光通信系统，104观测用终端，105光通信系统，106第1光通信终端，107光通信系统，108第2光通信终端。

Claims (11)

1.一种指向方向控制装置，其在设置有进行光的收发的第1收发装置和进行光或电波的收发的第2收发装置的卫星中，控制该第2收发装置进行光或电波的收发的指向方向，其特征在于，

所述指向方向控制装置具备：

指向方向控制信息取得部，其取得指向方向控制信息，该指向方向控制信息用于控制所述第1收发装置进行光的收发的指向方向；以及

指向方向控制部，其基于由所述指向方向控制信息取得部取得的指向方向控制信息，控制所述第2收发装置进行光或电波的收发的指向方向。

2.根据权利要求1所述的指向方向控制装置，其特征在于，

所述第1收发装置是经由第1光链路进行光通信的第1光通信终端，

所述第2收发装置是经由第2光链路进行光通信的第2光通信终端，

由所述指向方向控制信息取得部取得的指向方向控制信息包含所述第1光通信终端经由所述第1光链路进行光通信的指向角度的第1误差，

所述指向方向控制部是如下的捕捉跟踪控制部，该捕捉跟踪控制部基于由所述指向方向控制信息取得部取得的第1误差，控制所述第2光通信终端经由所述第2光链路进行光通信的指向方向，由此控制用于维持所述第2光链路的捕捉跟踪。

3.根据权利要求2所述的指向方向控制装置，其特征在于，

所述指向方向控制装置还具备误差值估计运算部，该误差值估计运算部基于由所述指向方向控制信息取得部取得的第1误差，估计所述第2光通信终端经由所述第2光链路进行光通信的指向角度的第2误差，

所述捕捉跟踪控制部基于所述误差值估计运算部根据所述第1误差估计出的第2误差，控制所述第2光通信终端经由所述第2光链路进行光通信的指向方向，由此控制用于维持所述第2光链路的捕捉跟踪。

4.根据权利要求3所述的指向方向控制装置，其特征在于，

所述指向方向控制装置还具备：

接收方向信息取得部，其取得与所述第2光通信终端经由所述第2光链路而接收到光的方向相关的接收方向信息；以及

误差检测部，其参照由所述接收方向信息取得部取得的接收方向信息，检测所述第2光通信终端经由所述第2光链路进行光通信的指向角度的第3误差，

所述捕捉跟踪控制部还基于由所述误差检测部检测到的第3误差，控制所述第2光通信终端经由所述第2光链路进行光通信的指向方向，由此控制用于维持所述第2光链路的捕捉跟踪。

5.根据权利要求1所述的指向方向控制装置，其特征在于，

所述第1收发装置是经由光链路进行光通信的光通信终端，

所述第2收发装置是通过进行光或电波的收发而观测地球的观测用终端，

由所述指向方向控制信息取得部取得的指向方向控制信息是所述光通信终端经由所述光链路进行光通信的指向角度的误差，

所述指向方向控制部基于由所述指向方向控制信息取得部取得的误差，控制所述观测用终端进行光或电波的收发的指向方向。

6.根据权利要求2所述的指向方向控制装置，其特征在于，

由所述指向方向控制信息取得部取得的指向方向控制信息还包含为了控制所述第1光通信终端经由所述第1光链路进行光通信的指向方向而使用的控制用的第1指向角度，

所述捕捉跟踪控制部还基于由所述指向方向控制信息取得部取得的第1指向角度，控制所述第2光通信终端经由所述第2光链路进行光通信的指向方向，由此控制用于维持所述第2光链路的捕捉跟踪。

7.根据权利要求6所述的指向方向控制装置，其特征在于，

所述指向方向控制装置还具备指向角度转换部，该指向角度转换部将由所述指向方向控制信息取得部取得的第1指向角度转换成为了控制所述第2光通信终端经由所述第2光链路进行光通信的指向方向而使用的控制用的第2指向角度，

所述捕捉跟踪控制部还基于所述指向角度转换部根据所述第1指向角度转换的第2指向角度，控制所述第2光通信终端经由所述第2光链路进行光通信的指向方向，由此控制用于维持所述第2光链路的捕捉跟踪。

8.一种光通信终端，其是作为所述第2光通信终端的光通信终端，其特征在于，

所述光通信终端具备：

权利要求4所述的指向方向控制装置；

第2光通信终端收发部，其经由所述第2光链路而接收光，由此检测所述第2光通信终端的所述接收方向信息；以及

第2光通信终端捕捉跟踪机构部，其基于所述捕捉跟踪控制部进行的控制，使所述第2光通信终端收发部的指向方向变化，由此进行用于维持所述第2光链路的捕捉跟踪。

9.一种光通信系统，其特征在于，

所述光通信系统包含权利要求8所述的作为第2光通信终端的光通信终端、以及所述第1光通信终端，

所述第1光通信终端具备：

第1光通信终端收发部，其经由所述第1光链路而接收光，由此检测与经由所述第1光链路而接收到光的方向相关的接收方向信息；

第1光通信终端接收方向信息取得部，其取得由所述第1光通信终端收发部检测到的接收方向信息；

第1光通信终端误差检测部，其参照由所述第1光通信终端接收方向信息取得部取得的接收方向信息，检测所述第1光通信终端经由所述第1光链路进行光通信的指向角度的所述第1误差；

第1光通信终端捕捉跟踪控制部，其基于由所述第1光通信终端误差检测部检测到的第1误差，控制所述第1光通信终端经由所述第1光链路进行光通信的指向方向，由此控制用于维持所述第1光链路的捕捉跟踪；以及

第1光通信终端捕捉跟踪机构部，其基于所述第1光通信终端捕捉跟踪控制部进行的控制，使所述第1光通信终端收发部的指向方向变化，由此进行用于维持所述第1光链路的捕捉跟踪。

10.根据权利要求9所述的光通信系统，其特征在于，

所述第1光通信终端还具备：

第1光通信终端指向方向控制信息取得部，其取得由所述第2光通信终端的所述误差检测部检测到的第3误差；以及

第1光通信终端误差值估计运算部，其基于由所述第1光通信终端指向方向控制信息取得部取得的第3误差，估计所述第1光通信终端收发部经由所述第1光链路进行光通信的指向角度的第4误差，

所述第1光通信终端捕捉跟踪控制部还基于所述第1光通信终端误差值估计运算部根据所述第3误差估计出的第4误差，控制所述第1光通信终端收发部经由所述第1光链路进行光通信的指向方向，由此控制用于维持所述第1光链路的捕捉跟踪。

11.一种指向方向控制方法，在设置有进行光的收发的第1收发装置和进行光或电波的收发的第2收发装置的卫星中控制该第2收发装置进行光或电波的收发的指向方向，其特征在于，

所述指向方向控制方法包括：

指向方向控制信息取得步骤，取得用于控制所述第1收发装置进行光的收发的指向方向的指向方向控制信息；以及

指向方向控制步骤，基于在所述指向方向控制信息取得步骤中取得的指向方向控制信息，控制所述第2收发装置进行光或电波的收发的指向方向。

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