JP2001127676A - 宇宙航行体のアンテナ切り替え装置 - Google Patents
宇宙航行体のアンテナ切り替え装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アップリンクレベルを運用統括者がモニタ
し、主に経験に基づき切り替えタイミングを指示してい
たため、切り替え後に回線断となる危険があった。ま
た、可視運用の負荷が増えるという問題があった。 【解決手段】 各アンテナ系のアップリンクレベルが交
差する時点を検出し、そのタイミングでレベルが高い方
のアンテナに切り替えるコマンドを送信する。
し、主に経験に基づき切り替えタイミングを指示してい
たため、切り替え後に回線断となる危険があった。ま
た、可視運用の負荷が増えるという問題があった。 【解決手段】 各アンテナ系のアップリンクレベルが交
差する時点を検出し、そのタイミングでレベルが高い方
のアンテナに切り替えるコマンドを送信する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、人工衛星や宇宙
機などに搭載された複数のアンテナを切り替える装置に
関するものである。
機などに搭載された複数のアンテナを切り替える装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１２は、宇宙航行体におけるアンテナ
切り替えの概念図である。慣性空間固定指向姿勢で飛行
している宇宙航行体においては、地上局とリンクがとれ
るアンテナが可視中に入れ替わる。Ａ点においては＋Ｚ
アンテナ、Ｂ点においては−Ｘアンテナ、Ｃ点において
は−Ｚアンテナが地上局とリンクしている様子を表して
いる。図１３に、具体的な装置の構造を示す。図におい
て１は＋Ｘアンテナ、２は−Ｘアンテナ、３は＋Ｚアン
テナ、４は−Ｚアンテナ、５は＋Ｘアンテナ１及び−Ｘ
アンテナ２（以後Ｘアンテナ系１、２と呼ぶ）で送受信
したＲＦ信号を分配・合成するハイブリット装置、６は
＋Ｚアンテナ３及び−Ｚアンテナ４（以後Ｚアンテナ系
３、４と呼ぶ）で送受信したアップリンク信号およびダ
ウンリンク信号を混合・合成するハイブリット装置、７
および８はアップリンク信号とダウンリンク信号を分離
処理するダイプレクサ、９はアップリンク信号を処理し
デジタル信号に変換するＲＦ受信機、１０はＲＦ受信機
９から出力されたデジタル信号をコマンドとして解釈す
るコマンドデコーダ、１１はテレメトリ信号をＲＦ送信
信号に変換するＲＦ送信機、１２はＲＦ送信機１１から
出力されたダウンリンク信号をＸアンテナ系もしくはＺ
アンテナ系に接続する切り替えスイッチ、１３は受信し
たアップリンク信号のレベルを検出するアップリンクレ
ベル検出装置、１４はアップリンクレベル検出装置１３
からの出力をテレメトリに編集するテレメトリ編集装
置、１５は宇宙航行体と地上局のＲＦ信号を授受する地
上局アンテナ、１６はアップリンクレベルの情報をテレ
メトリとして受信するテレメトリ受信装置、１７はアッ
プリンクレベルの情報をモニタするテレメトリモニタ装
置、１８はコマンド生成装置、１９はコマンドをアップ
リンク信号にして送信するコマンド送信装置、２０は運
用統括者、２１は運用統括者２０の指示でコマンドを送
信するコマンドオペレータである。
切り替えの概念図である。慣性空間固定指向姿勢で飛行
している宇宙航行体においては、地上局とリンクがとれ
るアンテナが可視中に入れ替わる。Ａ点においては＋Ｚ
アンテナ、Ｂ点においては−Ｘアンテナ、Ｃ点において
は−Ｚアンテナが地上局とリンクしている様子を表して
いる。図１３に、具体的な装置の構造を示す。図におい
て１は＋Ｘアンテナ、２は−Ｘアンテナ、３は＋Ｚアン
テナ、４は−Ｚアンテナ、５は＋Ｘアンテナ１及び−Ｘ
アンテナ２（以後Ｘアンテナ系１、２と呼ぶ）で送受信
したＲＦ信号を分配・合成するハイブリット装置、６は
＋Ｚアンテナ３及び−Ｚアンテナ４（以後Ｚアンテナ系
３、４と呼ぶ）で送受信したアップリンク信号およびダ
ウンリンク信号を混合・合成するハイブリット装置、７
および８はアップリンク信号とダウンリンク信号を分離
処理するダイプレクサ、９はアップリンク信号を処理し
デジタル信号に変換するＲＦ受信機、１０はＲＦ受信機
９から出力されたデジタル信号をコマンドとして解釈す
るコマンドデコーダ、１１はテレメトリ信号をＲＦ送信
信号に変換するＲＦ送信機、１２はＲＦ送信機１１から
出力されたダウンリンク信号をＸアンテナ系もしくはＺ
アンテナ系に接続する切り替えスイッチ、１３は受信し
たアップリンク信号のレベルを検出するアップリンクレ
ベル検出装置、１４はアップリンクレベル検出装置１３
からの出力をテレメトリに編集するテレメトリ編集装
置、１５は宇宙航行体と地上局のＲＦ信号を授受する地
上局アンテナ、１６はアップリンクレベルの情報をテレ
メトリとして受信するテレメトリ受信装置、１７はアッ
プリンクレベルの情報をモニタするテレメトリモニタ装
置、１８はコマンド生成装置、１９はコマンドをアップ
リンク信号にして送信するコマンド送信装置、２０は運
用統括者、２１は運用統括者２０の指示でコマンドを送
信するコマンドオペレータである。
【０００３】次に動作について説明する。宇宙航行体で
受信されたアップリンク信号の強度はアップリンクレベ
ル検出装置１３によりＸアンテナ系１、２、Ｚアンテナ
系３、４それぞれについて検出され、テレメトリ編集装
置１４によりテレメトリに編集され、ＲＦ送信機１１に
より地上局に伝送され、地上局アンテナ１５を経由して
テレメトリ受信装置１６により受信される。地上の管制
センターにいる運用統括者２０はテレメトリモニタ装置
１７によりＸアンテナ系１、２とＺアンテナ系３、４の
それぞれのアップリンク信号の強度をモニタしている。
運用統括者２０は、図１４に示すようなＸアンテナ系
１、２の受信レベルとＺアンテナ系３、４の受信レベル
を監視し、交差時にアンテナ切り替えのコマンドの送信
を指示し、コマンドオペレータ２１が切り替えコマンド
の送信をコマンド生成装置１８により行う。この切り替
えタイミングは、レベルの変化の状態をモニタしながら
主として運用統括者２０の経験に基づいて決定され、指
示されている。コマンド送信装置１９、地上局アンテナ
１５を経由して送信されたコマンドは宇宙航行体のＸア
ンテナ系１、２、Ｚアンテナ系３、４いずれかにより受
信され、ハイブリット５もしくは６、ダイプレクサ７も
しくは８を経由しＲＦ受信機９に受信される。受信され
たアンテナ切り替えコマンドはコマンドデコーダ１０に
より解釈され切り替えスイッチ１２を切り替える。これ
によりＲＦ送信機１１からのＲＦ信号は選択されたアン
テナ系から送信されるようになる。
受信されたアップリンク信号の強度はアップリンクレベ
ル検出装置１３によりＸアンテナ系１、２、Ｚアンテナ
系３、４それぞれについて検出され、テレメトリ編集装
置１４によりテレメトリに編集され、ＲＦ送信機１１に
より地上局に伝送され、地上局アンテナ１５を経由して
テレメトリ受信装置１６により受信される。地上の管制
センターにいる運用統括者２０はテレメトリモニタ装置
１７によりＸアンテナ系１、２とＺアンテナ系３、４の
それぞれのアップリンク信号の強度をモニタしている。
運用統括者２０は、図１４に示すようなＸアンテナ系
１、２の受信レベルとＺアンテナ系３、４の受信レベル
を監視し、交差時にアンテナ切り替えのコマンドの送信
を指示し、コマンドオペレータ２１が切り替えコマンド
の送信をコマンド生成装置１８により行う。この切り替
えタイミングは、レベルの変化の状態をモニタしながら
主として運用統括者２０の経験に基づいて決定され、指
示されている。コマンド送信装置１９、地上局アンテナ
１５を経由して送信されたコマンドは宇宙航行体のＸア
ンテナ系１、２、Ｚアンテナ系３、４いずれかにより受
信され、ハイブリット５もしくは６、ダイプレクサ７も
しくは８を経由しＲＦ受信機９に受信される。受信され
たアンテナ切り替えコマンドはコマンドデコーダ１０に
より解釈され切り替えスイッチ１２を切り替える。これ
によりＲＦ送信機１１からのＲＦ信号は選択されたアン
テナ系から送信されるようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の宇宙航行体のア
ンテナ切り替え装置は以上のように、その切り替えタイ
ミングをテレメトリに含まれるアップリンク信号の受信
強度の情報に基づき地上の運用者が経験に基づいて指示
していたため、切り替え直後に切り替え先のアンテナか
らの信号が弱まり回線が途切れるという問題があった。
また、可視中の運用作業が複雑化し運用コストがかかる
という問題もあった。
ンテナ切り替え装置は以上のように、その切り替えタイ
ミングをテレメトリに含まれるアップリンク信号の受信
強度の情報に基づき地上の運用者が経験に基づいて指示
していたため、切り替え直後に切り替え先のアンテナか
らの信号が弱まり回線が途切れるという問題があった。
また、可視中の運用作業が複雑化し運用コストがかかる
という問題もあった。
【０００５】本発明は以上のような課題を解決するため
になされたものであり、人間を介することなく自動的に
宇宙航行体のアンテナを切り替えることにより可視運用
の負荷を軽減するとともに、切り替え時の回線断を防止
することを目的とする。
になされたものであり、人間を介することなく自動的に
宇宙航行体のアンテナを切り替えることにより可視運用
の負荷を軽減するとともに、切り替え時の回線断を防止
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明による宇宙航
行体のアンテナ切り替え装置は、アンテナ切り替えのタ
イミングを、Ｘアンテナ系およびＺアンテナ系のアップ
リンクレベルの差をモニタし、一定以上の差が一定時間
持続することを判断基準に決定し、自動的にアンテナ切
り替えコマンドが送信されるようにする。
行体のアンテナ切り替え装置は、アンテナ切り替えのタ
イミングを、Ｘアンテナ系およびＺアンテナ系のアップ
リンクレベルの差をモニタし、一定以上の差が一定時間
持続することを判断基準に決定し、自動的にアンテナ切
り替えコマンドが送信されるようにする。
【０００７】また、第２の発明による宇宙航行体のアン
テナ切り替え装置は、第１の発明におけるアップリンク
レベルの比較の際に信号を平滑化してから実施し、自動
的にアンテナ切り替えコマンドが送信されるようにす
る。
テナ切り替え装置は、第１の発明におけるアップリンク
レベルの比較の際に信号を平滑化してから実施し、自動
的にアンテナ切り替えコマンドが送信されるようにす
る。
【０００８】第３の発明による宇宙航行体のアンテナ切
り替え装置は、第１の発明においては地上で実施してい
たアップリンクレベルの比較を宇宙航行体内で実施し、
宇宙航行体内部で自律的にアンテナ切り替えを実施す
る。
り替え装置は、第１の発明においては地上で実施してい
たアップリンクレベルの比較を宇宙航行体内で実施し、
宇宙航行体内部で自律的にアンテナ切り替えを実施す
る。
【０００９】また、第４の発明による宇宙航行体のアン
テナ切り替え装置は、第１の発明においては地上で実施
していたアップリンクレベルの比較および平滑化処理を
宇宙航行体内で実施し、宇宙航行体内部で自律的にアン
テナ切り替えを実施する。
テナ切り替え装置は、第１の発明においては地上で実施
していたアップリンクレベルの比較および平滑化処理を
宇宙航行体内で実施し、宇宙航行体内部で自律的にアン
テナ切り替えを実施する。
【００１０】第５の発明による宇宙航行体のアンテナ切
り替え装置は、回線解析の結果から割り出したアンテナ
切り替え時刻をあらかじめ宇宙機航行体に送信してお
き、アンテナ切り替え時刻に宇宙航行体内部で自律的に
アンテナ切り替えを実施する。
り替え装置は、回線解析の結果から割り出したアンテナ
切り替え時刻をあらかじめ宇宙機航行体に送信してお
き、アンテナ切り替え時刻に宇宙航行体内部で自律的に
アンテナ切り替えを実施する。
【００１１】また、第６の発明による宇宙航行体のアン
テナ切り替え装置は、宇宙航行体の姿勢と軌道情報に基
づいて、リアルタイムで地上局とリンクできるアンテナ
を自動的に選択する。
テナ切り替え装置は、宇宙航行体の姿勢と軌道情報に基
づいて、リアルタイムで地上局とリンクできるアンテナ
を自動的に選択する。
【００１２】第７の発明による宇宙航行体のアンテナ切
り替え装置は、第６の発明における軌道情報を宇宙航行
体に搭載したＧＰＳ受信機より得るようにする。
り替え装置は、第６の発明における軌道情報を宇宙航行
体に搭載したＧＰＳ受信機より得るようにする。
【００１３】また、第８の発明による宇宙航行体のアン
テナ切り替え装置は、第６の発明における軌道情報を地
上から伝送した初期軌道情報をもとに伝播することで生
成する。
テナ切り替え装置は、第６の発明における軌道情報を地
上から伝送した初期軌道情報をもとに伝播することで生
成する。
【００１４】また、第９の発明による宇宙航行体のアン
テナ切り替え装置は、第６の発明における軌道情報を地
上から伝送した初期軌道情報をもとに伝播した結果と宇
宙航行体に搭載したＧＰＳ受信機のデータの両者を利用
することで生成する。
テナ切り替え装置は、第６の発明における軌道情報を地
上から伝送した初期軌道情報をもとに伝播した結果と宇
宙航行体に搭載したＧＰＳ受信機のデータの両者を利用
することで生成する。
【００１５】また、第１０の発明による宇宙航行体のア
ンテナ切り替え装置は、ＧＰＳ受信機からの正常な軌道
情報が一定時間途切れた場合には、その直前の軌道情報
に基づいて伝播した軌道推定値を用いるものである。
ンテナ切り替え装置は、ＧＰＳ受信機からの正常な軌道
情報が一定時間途切れた場合には、その直前の軌道情報
に基づいて伝播した軌道推定値を用いるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１を示すブロック図であり、図において１は
＋Ｘアンテナ、２は−Ｘアンテナ、３は＋Ｚアンテナ、
４は−Ｚアンテナ、５は＋Ｘアンテナ１及び−Ｘアンテ
ナ２（以後Ｘアンテナ系１、２と呼ぶ）で送受信したＲ
Ｆ信号を分配・合成するハイブリット装置、６は＋Ｚア
ンテナ３及び−Ｚアンテナ４（以後Ｚアンテナ系３、４
と呼ぶ）で送受信したアップリンク信号およびダウンリ
ンク信号を混合・合成するハイブリット装置、７および
８はアップリンク信号とダウンリンク信号を分離処理す
るダイプレクサ、９はアップリンク信号を処理しデジタ
ル信号に変換するＲＦ受信機、１０はＲＦ受信機９から
出力されたデジタル信号をコマンドとして解釈するコマ
ンドデコーダ、１１はテレメトリ信号をＲＦ送信信号に
変換するＲＦ送信機、１２はＲＦ送信機１１から出力さ
れたダウンリンク信号をＸアンテナ系１、２もしくはＺ
アンテナ系３、４に接続する切り替えスイッチ、１５は
宇宙航行体とＲＦ信号を授受する地上局アンテナ、１８
は宇宙航行体に送信するコマンドを生成するコマンド生
成装置、１９はコマンドをアップリンク信号にして送信
するコマンド送信装置、２２はＸアンテナ系１、２、Ｚ
アンテナ系３、４のアップリンクレベルを比較するアッ
プリンクレベル比較装置である。
実施の形態１を示すブロック図であり、図において１は
＋Ｘアンテナ、２は−Ｘアンテナ、３は＋Ｚアンテナ、
４は−Ｚアンテナ、５は＋Ｘアンテナ１及び−Ｘアンテ
ナ２（以後Ｘアンテナ系１、２と呼ぶ）で送受信したＲ
Ｆ信号を分配・合成するハイブリット装置、６は＋Ｚア
ンテナ３及び−Ｚアンテナ４（以後Ｚアンテナ系３、４
と呼ぶ）で送受信したアップリンク信号およびダウンリ
ンク信号を混合・合成するハイブリット装置、７および
８はアップリンク信号とダウンリンク信号を分離処理す
るダイプレクサ、９はアップリンク信号を処理しデジタ
ル信号に変換するＲＦ受信機、１０はＲＦ受信機９から
出力されたデジタル信号をコマンドとして解釈するコマ
ンドデコーダ、１１はテレメトリ信号をＲＦ送信信号に
変換するＲＦ送信機、１２はＲＦ送信機１１から出力さ
れたダウンリンク信号をＸアンテナ系１、２もしくはＺ
アンテナ系３、４に接続する切り替えスイッチ、１５は
宇宙航行体とＲＦ信号を授受する地上局アンテナ、１８
は宇宙航行体に送信するコマンドを生成するコマンド生
成装置、１９はコマンドをアップリンク信号にして送信
するコマンド送信装置、２２はＸアンテナ系１、２、Ｚ
アンテナ系３、４のアップリンクレベルを比較するアッ
プリンクレベル比較装置である。
【００１７】次に動作について説明する。可視中にテレ
メトリ受信装置１６から出力されるＸアンテナ系１、
２、Ｚアンテナ系３、４のそれぞれのアップリンクレベ
ルをアップリンクレベル比較装置２２が常に監視してお
り、２つのレベルが交差する時点を識別し、そのタイミ
ングをコマンド生成装置１８に通知する。この２つのレ
ベルの比較は、例えば図２に示すようにステップＳ1で
Ｘアンテナ系１、２のレベルがＺアンテナ系３、４のレ
ベルより３ｄＢ高いか否かを判定し、高いと判定された
場合、ステップＳ2において当該３ｄＢ高い状態が１０
秒間持続した場合にＸアンテナ系１、２に切り替える
（ステップＳ３）というアルゴリズムで行う。コマンド
生成装置１８は、アンテナ切り替えコマンドを生成し、
コマンド送信装置１９、地上局アンテナ１５を経由し、
宇宙航行体に送信する。コマンド送信装置１９、地上局
アンテナ１５を経由して送信されたコマンドは宇宙航行
体のＸアンテナ系１、２、Ｚアンテナ系３、４いずれか
により受信され、ハイブリット５もしくは６、ダイプレ
クサ７もしくは８を経由しＲＦ受信機９に受信される。
受信されたアンテナ切り替えコマンドはコマンドデコー
ダ１０により解釈され切り替えスイッチ１２を切り替え
る。これによりＲＦ送信機１１からのＲＦ信号は選択さ
れたアンテナ系から送信されるようになる。
メトリ受信装置１６から出力されるＸアンテナ系１、
２、Ｚアンテナ系３、４のそれぞれのアップリンクレベ
ルをアップリンクレベル比較装置２２が常に監視してお
り、２つのレベルが交差する時点を識別し、そのタイミ
ングをコマンド生成装置１８に通知する。この２つのレ
ベルの比較は、例えば図２に示すようにステップＳ1で
Ｘアンテナ系１、２のレベルがＺアンテナ系３、４のレ
ベルより３ｄＢ高いか否かを判定し、高いと判定された
場合、ステップＳ2において当該３ｄＢ高い状態が１０
秒間持続した場合にＸアンテナ系１、２に切り替える
（ステップＳ３）というアルゴリズムで行う。コマンド
生成装置１８は、アンテナ切り替えコマンドを生成し、
コマンド送信装置１９、地上局アンテナ１５を経由し、
宇宙航行体に送信する。コマンド送信装置１９、地上局
アンテナ１５を経由して送信されたコマンドは宇宙航行
体のＸアンテナ系１、２、Ｚアンテナ系３、４いずれか
により受信され、ハイブリット５もしくは６、ダイプレ
クサ７もしくは８を経由しＲＦ受信機９に受信される。
受信されたアンテナ切り替えコマンドはコマンドデコー
ダ１０により解釈され切り替えスイッチ１２を切り替え
る。これによりＲＦ送信機１１からのＲＦ信号は選択さ
れたアンテナ系から送信されるようになる。
【００１８】また、図３に示すようにアップリンクレベ
ル比較装置２２の前処理としてスムーザを入れて信号を
平滑化する方式もある。図において、２３はＸアンテナ
系１、２のアップリンクレベルを平滑化するスムーザ、
２４はＺアンテナ系３、４のアップリンクレベルを平滑
化するスムーザである。ここで、スムーザとは過去のデ
ータを平均をとることでデータの変動を平滑化する装置
である。例えば、過去１０点のデータをＤ１，Ｄ２，Ｄ
３，・・・，Ｄ１０としたとき、スムーザは Ｄａｖ＝（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋・・・＋Ｄ１０）／１０ を現在の値として出力する。その様子を図４に示す。こ
の図から、Ｘアンテナ系１、２、Ｚアンテナ系３、４の
変化の激しいアップリンクレベルがスムーザにより平滑
化され、レベルの比較においてチャタリングが起こりに
くくなっていることがわかる。
ル比較装置２２の前処理としてスムーザを入れて信号を
平滑化する方式もある。図において、２３はＸアンテナ
系１、２のアップリンクレベルを平滑化するスムーザ、
２４はＺアンテナ系３、４のアップリンクレベルを平滑
化するスムーザである。ここで、スムーザとは過去のデ
ータを平均をとることでデータの変動を平滑化する装置
である。例えば、過去１０点のデータをＤ１，Ｄ２，Ｄ
３，・・・，Ｄ１０としたとき、スムーザは Ｄａｖ＝（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋・・・＋Ｄ１０）／１０ を現在の値として出力する。その様子を図４に示す。こ
の図から、Ｘアンテナ系１、２、Ｚアンテナ系３、４の
変化の激しいアップリンクレベルがスムーザにより平滑
化され、レベルの比較においてチャタリングが起こりに
くくなっていることがわかる。
【００１９】実施の形態２．図５はこの発明の実施の形
態２を示すブロック図であり、実施の形態１とは異なり
アップリンクレベルの比較を宇宙航行体内部で実施して
いる。図において、２５はアップリンクレベル比較装置
２２の出力に基づいてアンテナ切り替え信号を発生する
アンテナ切り替え信号発生装置である。
態２を示すブロック図であり、実施の形態１とは異なり
アップリンクレベルの比較を宇宙航行体内部で実施して
いる。図において、２５はアップリンクレベル比較装置
２２の出力に基づいてアンテナ切り替え信号を発生する
アンテナ切り替え信号発生装置である。
【００２０】次に動作について説明する。Ｘアンテナ系
１、２、Ｚアンテナ系３、４それぞれのアップリンクレ
ベルは、宇宙航行体内部においてアップリンクレベル検
出装置１３により検出される。検出された信号は、アッ
プリンクレベル比較装置２２により常に監視されてい
る。それらの信号が交差し、例えば図２に示すアルゴリ
ズムのようにＸアンテナ系のレベルがＺアンテナ系より
３ｄＢ高い状態が１０秒間継続した時（ステップＳ1，
Ｓ2）にアンテナ切り替え信号発生装置２５にアンテナ
切り替えの指示がアップリンクレベル比較装置２２から
送られる。アンテナ切り替え信号発生装置２５は、その
指示に従い切り替えスイッチ１２を動作させアンテナ切
り替えを実施する。宇宙航行体にアップリンクレベル比
較装置２２を搭載することで、実施の形態１では運用に
利用するすべての地上局に準備しなくてはならないアッ
プリンクレベル比較装置２２を削減できるという効果が
ある。また、搭載側で処置しているため、たとえダウン
リンクが回線断になってもアンテナ切り替えが正常に実
行されるという効果もある。
１、２、Ｚアンテナ系３、４それぞれのアップリンクレ
ベルは、宇宙航行体内部においてアップリンクレベル検
出装置１３により検出される。検出された信号は、アッ
プリンクレベル比較装置２２により常に監視されてい
る。それらの信号が交差し、例えば図２に示すアルゴリ
ズムのようにＸアンテナ系のレベルがＺアンテナ系より
３ｄＢ高い状態が１０秒間継続した時（ステップＳ1，
Ｓ2）にアンテナ切り替え信号発生装置２５にアンテナ
切り替えの指示がアップリンクレベル比較装置２２から
送られる。アンテナ切り替え信号発生装置２５は、その
指示に従い切り替えスイッチ１２を動作させアンテナ切
り替えを実施する。宇宙航行体にアップリンクレベル比
較装置２２を搭載することで、実施の形態１では運用に
利用するすべての地上局に準備しなくてはならないアッ
プリンクレベル比較装置２２を削減できるという効果が
ある。また、搭載側で処置しているため、たとえダウン
リンクが回線断になってもアンテナ切り替えが正常に実
行されるという効果もある。
【００２１】また、実施の形態１と同様にスムーザ２３
および２４が加えた構成も考えられる。図６において、
２３はＸアンテナ系１、２のアップリンクレベルを平滑
化するスムーザ、２４はＺアンテナ系３、４のアップリ
ンクレベルを平滑化するスムーザである。
および２４が加えた構成も考えられる。図６において、
２３はＸアンテナ系１、２のアップリンクレベルを平滑
化するスムーザ、２４はＺアンテナ系３、４のアップリ
ンクレベルを平滑化するスムーザである。
【００２２】次に動作について説明する。スムーザ２３
および２４によりＸアンテナ系１、２、Ｚアンテナ系
３、４のそれぞれが受信するアップリンク信号を実施の
形態１と同様に平滑化する。平滑化されなめらかになっ
た信号は、アップリンクレベル比較装置２２により常に
監視されている。アップリンクレベル比較装置２２は、
それらの信号が交差し、例えば図２に示すアルゴリズム
のようにＸアンテナ系のレベルがＺアンテナ系より３ｄ
Ｂ高い状態が１０秒間継続した時に（ステップＳ 1，
Ｓ2）にアンテナ切り替え信号発生装置２５にアンテナ
切り替えの指示がアップリンクレベル比較装置２２から
送られる。アンテナ切り替え信号発生装置２５は、その
指示に従い切り替えスイッチ１２を動作させアンテナ切
り替えを実施する。これにより、実施の形態２と同様に
チャタリングを防止することができる。
および２４によりＸアンテナ系１、２、Ｚアンテナ系
３、４のそれぞれが受信するアップリンク信号を実施の
形態１と同様に平滑化する。平滑化されなめらかになっ
た信号は、アップリンクレベル比較装置２２により常に
監視されている。アップリンクレベル比較装置２２は、
それらの信号が交差し、例えば図２に示すアルゴリズム
のようにＸアンテナ系のレベルがＺアンテナ系より３ｄ
Ｂ高い状態が１０秒間継続した時に（ステップＳ 1，
Ｓ2）にアンテナ切り替え信号発生装置２５にアンテナ
切り替えの指示がアップリンクレベル比較装置２２から
送られる。アンテナ切り替え信号発生装置２５は、その
指示に従い切り替えスイッチ１２を動作させアンテナ切
り替えを実施する。これにより、実施の形態２と同様に
チャタリングを防止することができる。
【００２３】実施の形態３．図７はこの発明の実施の形
態３を示すブロック図であり、図において２６は予め宇
宙航行体の軌道および姿勢から回線レベルを計算する回
線解析装置、２７は回線解析装置２６の結果からアンテ
ナ切り替えの時刻を指定するコマンド生成するアンテナ
切り替え時刻指定コマンド生成装置、２８はアンテナ切
り替え時刻を記録しておくアンテナ切り替え時刻記録装
置である。
態３を示すブロック図であり、図において２６は予め宇
宙航行体の軌道および姿勢から回線レベルを計算する回
線解析装置、２７は回線解析装置２６の結果からアンテ
ナ切り替えの時刻を指定するコマンド生成するアンテナ
切り替え時刻指定コマンド生成装置、２８はアンテナ切
り替え時刻を記録しておくアンテナ切り替え時刻記録装
置である。
【００２４】次に動作について説明する。予め回線解析
装置２６により回線解析を行なう。回線解析では、以下
の式により衛星からのダウンリンク信号のレベルを計算
する。 ［ダウンリンク信号のレベル］＝［宇宙航行体から放射される電波の強度］＋［ 伝播損失］＋［地上局のアンテナゲイン］ （１） 式（１）の中で、［宇宙航行体から放射される電波の強
度］は、以下の式で計算される ［宇宙航行体から放射される電波の強度］＝［宇宙航行体の送信機出力（アンテ ナ入力端）］＋［地上局方向のアンテナゲイン］ （２） このうち［地上局方向のアンテナゲイン］は、宇宙航行
体の姿勢と軌道から宇宙航行体のアンテナから地上局が
見える方向を求め、その方向とアンテナパターンから計
算する。伝播損失については、軌道情報から地上局と宇
宙航行体の距離Ｒをもとめ、以下の式により計算する。
装置２６により回線解析を行なう。回線解析では、以下
の式により衛星からのダウンリンク信号のレベルを計算
する。 ［ダウンリンク信号のレベル］＝［宇宙航行体から放射される電波の強度］＋［ 伝播損失］＋［地上局のアンテナゲイン］ （１） 式（１）の中で、［宇宙航行体から放射される電波の強
度］は、以下の式で計算される ［宇宙航行体から放射される電波の強度］＝［宇宙航行体の送信機出力（アンテ ナ入力端）］＋［地上局方向のアンテナゲイン］ （２） このうち［地上局方向のアンテナゲイン］は、宇宙航行
体の姿勢と軌道から宇宙航行体のアンテナから地上局が
見える方向を求め、その方向とアンテナパターンから計
算する。伝播損失については、軌道情報から地上局と宇
宙航行体の距離Ｒをもとめ、以下の式により計算する。
【００２５】
【数１】
【００２６】ここで、λはダウンリンクの波長である。
【００２７】［地上局のアンテナゲイン］については、
宇宙航行体を追尾していることを前提とするので最大ゲ
インで計算する。
宇宙航行体を追尾していることを前提とするので最大ゲ
インで計算する。
【００２８】以上の計算にしたがってＸアンテナ系１、
２、Ｚアンテナ系３、４それぞれの回線レベルを時刻毎
に計算する。その計算結果から、Ｘアンテナ系１、２の
ダウンリンクレベルがＺアンテナ系３、４のダウンリン
クレベルより３ｄＢ以上高くなる予測時刻を求める。そ
の結果からアンテナ切り替え時刻を計算し、アンテナ切
り替え時刻指定コマンド生成装置２７によりアンテナ切
り替え時刻を指定するコマンドを生成する。そのコマン
ドを、コマンド送信装置１９、地上局アンテナ１５を経
由してあらかじめ宇宙航行体に伝送し、アンテナ切り替
え時刻記録装置２８にアンテナ切り替え時刻を記録して
おく。アンテナ切り替え時刻になるとアンテナ切り替え
記録装置２８から、アンテナ切り替え信号発生装置２５
に通知されアンテナ切り替え信号が切り替えスイッチ１
２に出力され、アンテナ切り替えが実施される。
２、Ｚアンテナ系３、４それぞれの回線レベルを時刻毎
に計算する。その計算結果から、Ｘアンテナ系１、２の
ダウンリンクレベルがＺアンテナ系３、４のダウンリン
クレベルより３ｄＢ以上高くなる予測時刻を求める。そ
の結果からアンテナ切り替え時刻を計算し、アンテナ切
り替え時刻指定コマンド生成装置２７によりアンテナ切
り替え時刻を指定するコマンドを生成する。そのコマン
ドを、コマンド送信装置１９、地上局アンテナ１５を経
由してあらかじめ宇宙航行体に伝送し、アンテナ切り替
え時刻記録装置２８にアンテナ切り替え時刻を記録して
おく。アンテナ切り替え時刻になるとアンテナ切り替え
記録装置２８から、アンテナ切り替え信号発生装置２５
に通知されアンテナ切り替え信号が切り替えスイッチ１
２に出力され、アンテナ切り替えが実施される。
【００２９】この方式においては、予め予測した時刻に
アンテナ切り替えを搭載側で実施するため、地上局でア
ップリンクを送信しなくてもアンテナ切り替えを実施で
きる。
アンテナ切り替えを搭載側で実施するため、地上局でア
ップリンクを送信しなくてもアンテナ切り替えを実施で
きる。
【００３０】実施の形態４．図８はこの発明の実施の形
態４を示すブロック図であり、図において２９は宇宙航
行体に搭載されたＧＰＳ受信機、３０は宇宙航行体の姿
勢を決定するスターセンサ、３１はＧＰＳ受信機２９お
よびスターセンサ３０から出力される情報に基づきアン
テナを選択する選択アンテナ計算装置である。
態４を示すブロック図であり、図において２９は宇宙航
行体に搭載されたＧＰＳ受信機、３０は宇宙航行体の姿
勢を決定するスターセンサ、３１はＧＰＳ受信機２９お
よびスターセンサ３０から出力される情報に基づきアン
テナを選択する選択アンテナ計算装置である。
【００３１】次に動作について説明する。ＧＰＳ受信機
２９は、周回軌道に２０数個配置されたＧＰＳ衛星より
の電波を受信し、その遅延時間より各ＧＰＳ衛星との距
離を測定し、それらから宇宙航行体自体の位置を割り出
す。宇宙航行体に搭載されているどのアンテナが地上局
と最もリンクを確立しやすいかは、以下のアルゴリズム
により地球に対する宇宙航行体の姿勢および位置により
決定される。 （ＳＴＥＰ１）宇宙航行体の軌道位置と地上局アンテナ
の位置から距離Ｒを計算する。 （ＳＴＥＰ２）宇宙航行体の姿勢情報から地上局アンテ
ナの方向（θ，φ）を計算する。 （ＳＴＥＰ３）Ｘアンテナ系のアンテナパターンの情報
から（θ，φ）方向のアンテナゲインＧx（θ，φ）を
計算する。 （ＳＴＥＰ４）距離Ｒと搭載アンテナのアンテナゲイン
Ｇx（θ，φ）から以下の式により搭載アンテナの入力
端から地上アンテナまでのゲインを計算する。
２９は、周回軌道に２０数個配置されたＧＰＳ衛星より
の電波を受信し、その遅延時間より各ＧＰＳ衛星との距
離を測定し、それらから宇宙航行体自体の位置を割り出
す。宇宙航行体に搭載されているどのアンテナが地上局
と最もリンクを確立しやすいかは、以下のアルゴリズム
により地球に対する宇宙航行体の姿勢および位置により
決定される。 （ＳＴＥＰ１）宇宙航行体の軌道位置と地上局アンテナ
の位置から距離Ｒを計算する。 （ＳＴＥＰ２）宇宙航行体の姿勢情報から地上局アンテ
ナの方向（θ，φ）を計算する。 （ＳＴＥＰ３）Ｘアンテナ系のアンテナパターンの情報
から（θ，φ）方向のアンテナゲインＧx（θ，φ）を
計算する。 （ＳＴＥＰ４）距離Ｒと搭載アンテナのアンテナゲイン
Ｇx（θ，φ）から以下の式により搭載アンテナの入力
端から地上アンテナまでのゲインを計算する。
【００３２】Ｇx［ｄＢ］＝Ｇ（θ，φ）［ｄＢ］＋２
０ｌｏｇλ−１０ｌｏｇ４π−２０ｌｏｇＲ ここで、λはダウンリンクの波長を表す。
０ｌｏｇλ−１０ｌｏｇ４π−２０ｌｏｇＲ ここで、λはダウンリンクの波長を表す。
【００３３】（ＳＴＥＰ５）（ＳＴＥＰ１）〜（ＳＴＥ
Ｐ４）をＺアンテナ系について行いＧ zを求める。（Ｓ
ＴＥＰ６）ＧxとＧzを比較し、Ｇx＞Ｇzならば、Ｘアン
テナ系、Ｇx＜ＧzならばＺアンテナ系を選択する。
Ｐ４）をＺアンテナ系について行いＧ zを求める。（Ｓ
ＴＥＰ６）ＧxとＧzを比較し、Ｇx＞Ｇzならば、Ｘアン
テナ系、Ｇx＜ＧzならばＺアンテナ系を選択する。
【００３４】このアルゴリズムに基づき、ＧＰＳ受信機
２９からの軌道情報と宇宙航行体に搭載されたスターセ
ンサ３０からの姿勢情報とに基づき、使用すべきアンテ
ナを選択アンテナ計算装置３１で計算する。選択アンテ
ナ計算装置３１からアンテナ切り替え信号発生装置２５
に切り替えるべきアンテナが指示される。アンテナ切り
替え信号発生装置２５から切り替えスイッチ１２に切り
替え信号が出力されることによりアンテナ切り替えが実
施される。
２９からの軌道情報と宇宙航行体に搭載されたスターセ
ンサ３０からの姿勢情報とに基づき、使用すべきアンテ
ナを選択アンテナ計算装置３１で計算する。選択アンテ
ナ計算装置３１からアンテナ切り替え信号発生装置２５
に切り替えるべきアンテナが指示される。アンテナ切り
替え信号発生装置２５から切り替えスイッチ１２に切り
替え信号が出力されることによりアンテナ切り替えが実
施される。
【００３５】この方式によれば、アップリンクの回線状
態ではなく軌道上位置と姿勢によりアンテナを選択する
ため、アップリンクが確立していない非可視状態でも常
に最も適切なアンテナが選択されており、したがって可
視開始時にも最適なアンテナが選択される。また、ＧＰ
Ｓ受信機による軌道情報を利用しているため、地上での
軌道決定等が不要になり運用コストを削減できるという
効果がある。
態ではなく軌道上位置と姿勢によりアンテナを選択する
ため、アップリンクが確立していない非可視状態でも常
に最も適切なアンテナが選択されており、したがって可
視開始時にも最適なアンテナが選択される。また、ＧＰ
Ｓ受信機による軌道情報を利用しているため、地上での
軌道決定等が不要になり運用コストを削減できるという
効果がある。
【００３６】なお、上記においては姿勢情報をスターセ
ンサにより得ているが、これを例えば太陽センサ、地球
センサ等の光学センサ、慣性基準装置、もしくはそれら
を複合した姿勢決定装置に置き換えることも可能であ
る。
ンサにより得ているが、これを例えば太陽センサ、地球
センサ等の光学センサ、慣性基準装置、もしくはそれら
を複合した姿勢決定装置に置き換えることも可能であ
る。
【００３７】実施の形態５．図９はこの発明の実施の形
態５を示すブロック図であり、図において３２は地上か
らのコマンドにより初期軌道情報を記録する初期軌道情
報記録装置、３３は与えられた初期軌道をもとに軌道伝
播することで軌道を生成する軌道伝播装置である。
態５を示すブロック図であり、図において３２は地上か
らのコマンドにより初期軌道情報を記録する初期軌道情
報記録装置、３３は与えられた初期軌道をもとに軌道伝
播することで軌道を生成する軌道伝播装置である。
【００３８】次に動作について説明する。実施の形態５
においては、初期軌道情報記録装置３２から出力される
初期軌道情報に基づいて、軌道伝播装置３３で軌道伝播
を行うことで宇宙航行体の軌道情報を得ている。軌道伝
播装置３３から出力される軌道位置の推定値とスターセ
ンサ３０より出力される姿勢情報をもとに実施の形態４
に示したアルゴリズムにより、使用すべきアンテナを選
択アンテナ計算装置３１で計算する。選択アンテナ計算
装置３１からアンテナ切り替え信号発生装置２５に切り
替えるべきアンテナが指示される。アンテナ切り替え信
号発生装置２５から切り替えスイッチ１２に切り替え信
号が出力されることによりアンテナ切り替えが実施され
る。この方式によれば、地上側から初期軌道情報をイン
プットし伝播するため、搭載側にＧＰＳ等の軌道決定装
置を用意する必要がなく、宇宙航行体のコストを低減で
きる。
においては、初期軌道情報記録装置３２から出力される
初期軌道情報に基づいて、軌道伝播装置３３で軌道伝播
を行うことで宇宙航行体の軌道情報を得ている。軌道伝
播装置３３から出力される軌道位置の推定値とスターセ
ンサ３０より出力される姿勢情報をもとに実施の形態４
に示したアルゴリズムにより、使用すべきアンテナを選
択アンテナ計算装置３１で計算する。選択アンテナ計算
装置３１からアンテナ切り替え信号発生装置２５に切り
替えるべきアンテナが指示される。アンテナ切り替え信
号発生装置２５から切り替えスイッチ１２に切り替え信
号が出力されることによりアンテナ切り替えが実施され
る。この方式によれば、地上側から初期軌道情報をイン
プットし伝播するため、搭載側にＧＰＳ等の軌道決定装
置を用意する必要がなく、宇宙航行体のコストを低減で
きる。
【００３９】また、図１０のように軌道情報を得る手段
としてＧＰＳ受信機と軌道伝播装置のいずれかを切り替
えられる方式もある。この図において３４は軌道情報と
してＧＰＳ受信機の出力を使用する場合と、軌道伝播の
結果を使用する場合を切り替える軌道情報選択装置であ
る。
としてＧＰＳ受信機と軌道伝播装置のいずれかを切り替
えられる方式もある。この図において３４は軌道情報と
してＧＰＳ受信機の出力を使用する場合と、軌道伝播の
結果を使用する場合を切り替える軌道情報選択装置であ
る。
【００４０】次に動作について説明する。通常は、ＧＰ
Ｓ受信機２９から出力される軌道情報とスターセンサ３
０より出力される姿勢情報に基づき使用すべきアンテナ
を選択アンテナ計算装置３１で計算する。しかしなが
ら、ＧＰＳ受信機２９が故障した場合、もしくはＧＰＳ
衛星が受信できないような状態になった場合には、その
ような状況になる直前のＧＰＳ受信機３３の出力もしく
は、地上から伝送し、初期軌道情報記録装置３２に記録
されている初期軌道情報を初期状態として軌道伝播装置
３３により軌道伝播を行うことにより軌道推定値を得る
ことができる。この状態においては、この軌道推定値と
スターセンサ３０より出力される姿勢情報に基づき使用
すべきアンテナを選択アンテナ計算装置３１で計算す
る。この軌道情報源の切り替えは、もっとも容易な方式
としては、軌道情報を選択するコマンドを地上から送信
し、そのコマンドをＲＦ受信機９を経由した後コマンド
デコーダ１０が解釈し、軌道情報選択装置３４に指示を
送ることで実行される。軌道情報選択装置３４により選
択された軌道情報とスターセンサ３０から得られる姿勢
情報により、選択アンテナ計算装置３１で計算された使
用すべきアンテナが、アンテナ切り替え信号発生装置２
５に指示される。アンテナ切り替え信号発生装置２５か
ら切り替えスイッチ１２に切り替え信号が出力されるこ
とによりアンテナ切り替えが実施される。
Ｓ受信機２９から出力される軌道情報とスターセンサ３
０より出力される姿勢情報に基づき使用すべきアンテナ
を選択アンテナ計算装置３１で計算する。しかしなが
ら、ＧＰＳ受信機２９が故障した場合、もしくはＧＰＳ
衛星が受信できないような状態になった場合には、その
ような状況になる直前のＧＰＳ受信機３３の出力もしく
は、地上から伝送し、初期軌道情報記録装置３２に記録
されている初期軌道情報を初期状態として軌道伝播装置
３３により軌道伝播を行うことにより軌道推定値を得る
ことができる。この状態においては、この軌道推定値と
スターセンサ３０より出力される姿勢情報に基づき使用
すべきアンテナを選択アンテナ計算装置３１で計算す
る。この軌道情報源の切り替えは、もっとも容易な方式
としては、軌道情報を選択するコマンドを地上から送信
し、そのコマンドをＲＦ受信機９を経由した後コマンド
デコーダ１０が解釈し、軌道情報選択装置３４に指示を
送ることで実行される。軌道情報選択装置３４により選
択された軌道情報とスターセンサ３０から得られる姿勢
情報により、選択アンテナ計算装置３１で計算された使
用すべきアンテナが、アンテナ切り替え信号発生装置２
５に指示される。アンテナ切り替え信号発生装置２５か
ら切り替えスイッチ１２に切り替え信号が出力されるこ
とによりアンテナ切り替えが実施される。
【００４１】この方式によれば、搭載したＧＰＳ受信機
が故障、あるいはＧＰＳ衛星側の故障等により使用でき
なくなった場合でも、軌道伝播機能によりアンテナ切り
替えを正常に実施できる。
が故障、あるいはＧＰＳ衛星側の故障等により使用でき
なくなった場合でも、軌道伝播機能によりアンテナ切り
替えを正常に実施できる。
【００４２】また、軌道情報選択装置を図１０に示すよ
うなアルゴリズムで動作させる方式もある。このアルゴ
リズムでは、何らかの異常により一定時間ＧＰＳ受信機
からの軌道情報の入力がないと、ＧＰＳ受信装置の故障
と判断し故障直前にＧＰＳ受信機から入力された軌道情
報に基づいた軌道伝播を自動的に開始し、それ以後は軌
道伝播の結果得られた軌道推定値とスターセンサ３０で
生成される姿勢情報によりアンテナ切り替えを実施す
る。
うなアルゴリズムで動作させる方式もある。このアルゴ
リズムでは、何らかの異常により一定時間ＧＰＳ受信機
からの軌道情報の入力がないと、ＧＰＳ受信装置の故障
と判断し故障直前にＧＰＳ受信機から入力された軌道情
報に基づいた軌道伝播を自動的に開始し、それ以後は軌
道伝播の結果得られた軌道推定値とスターセンサ３０で
生成される姿勢情報によりアンテナ切り替えを実施す
る。
【００４３】この方式によれば、一定時間ＧＰＳ受信機
からの信号が途絶えたときに自動的に軌道伝播による軌
道情報に基づくアンテナ切り替え方式に切り替わるた
め、非可視中の故障にも迅速に対応が可能である。
からの信号が途絶えたときに自動的に軌道伝播による軌
道情報に基づくアンテナ切り替え方式に切り替わるた
め、非可視中の故障にも迅速に対応が可能である。
【００４４】なお、上記においては姿勢情報をスターセ
ンサにより得ているが、これを例えば太陽センサ、地球
センサ等の光学センサ、慣性基準装置、もしくはそれら
を複合した姿勢決定装置に置き換えることも可能であ
る。
ンサにより得ているが、これを例えば太陽センサ、地球
センサ等の光学センサ、慣性基準装置、もしくはそれら
を複合した姿勢決定装置に置き換えることも可能であ
る。
【００４５】また、すべての実施の形態において「地上
局」は、当該宇宙航行体と通信を行う宇宙ステーショ
ン、補給機等の他の宇宙航行体、ならびに月面基地等の
他の惑星、衛星に設置された有人もしくは無人の基地局
に置き換えることが可能である。
局」は、当該宇宙航行体と通信を行う宇宙ステーショ
ン、補給機等の他の宇宙航行体、ならびに月面基地等の
他の惑星、衛星に設置された有人もしくは無人の基地局
に置き換えることが可能である。
【００４６】
【発明の効果】本発明による宇宙航行体のアンテナ切り
替え装置は、アンテナ切り替え時において回線断となる
危険性を防ぎ、かつ可視運用中の運用者の負担が軽減
し、運用コストを低減するという効果がある。
替え装置は、アンテナ切り替え時において回線断となる
危険性を防ぎ、かつ可視運用中の運用者の負担が軽減
し、運用コストを低減するという効果がある。
【図１】 この発明による宇宙航行体のアンテナ切り替
え装置の実施の形態１を示すブロック図である。
え装置の実施の形態１を示すブロック図である。
【図２】 この発明による宇宙航行体のアンテナ切り替
え装置の実施の形態１のアンテナ切り替えのアルゴリズ
ムを示すフローチャートである。
え装置の実施の形態１のアンテナ切り替えのアルゴリズ
ムを示すフローチャートである。
【図３】 この発明による宇宙航行体のアンテナ切り替
え装置の実施の形態１においてスムーザを使用した場合
を示すブロック図である。
え装置の実施の形態１においてスムーザを使用した場合
を示すブロック図である。
【図４】 実施の形態１においてアンテナ切り替え時の
アップリンクレベル信号を平滑化する様子を示す図であ
る。
アップリンクレベル信号を平滑化する様子を示す図であ
る。
【図５】 この発明による宇宙航行体のアンテナ切り替
え装置の実施の形態２を示すブロック図である。
え装置の実施の形態２を示すブロック図である。
【図６】 この発明による宇宙航行体のアンテナ切り替
え装置の実施の形態２においてスムーザを使用した場合
を示すブロック図である。
え装置の実施の形態２においてスムーザを使用した場合
を示すブロック図である。
【図７】 この発明による宇宙航行体のアンテナ切り替
え装置の実施の形態３を示すブロック図である。
え装置の実施の形態３を示すブロック図である。
【図８】 この発明による宇宙航行体のアンテナ切り替
え装置の実施の形態４を示すブロック図である。
え装置の実施の形態４を示すブロック図である。
【図９】 この発明による宇宙航行体のアンテナ切り替
え装置の実施の形態５を示すブロック図である。
え装置の実施の形態５を示すブロック図である。
【図１０】 この発明による宇宙航行体のアンテナ切り
替え装置の実施の形態５においてＧＰＳ受信機と軌道伝
播の両者を切り替える方式を示すブロック図である。
替え装置の実施の形態５においてＧＰＳ受信機と軌道伝
播の両者を切り替える方式を示すブロック図である。
【図１１】 実施の形態５においてＧＰＳ受信機からの
軌道情報が途切れた場合の処理を示すフローチャートで
ある。
軌道情報が途切れた場合の処理を示すフローチャートで
ある。
【図１２】 宇宙航行体のアンテナ切り替えの様子を示
す概念図。
す概念図。
【図１３】 従来の宇宙航行体のアンテナ切り替えの様
子を示すブロック図。
子を示すブロック図。
【図１４】 アンテナ切り替えの時のアップリンクレベ
ルの様子を示した図。
ルの様子を示した図。
１ ＋Ｘアンテナ、２ −Ｘアンテナ、３ ＋Ｚアンテ
ナ、４ −Ｚアンテナ、５ ハイブリッド、６ ハイブ
リッド、７ ダイプレクサ、８ ダイプレクサ、９ Ｒ
Ｆ受信機、１０ コマンドデコーダ、１１ ＲＦ受信
機、１２ 切り替えスイッチ、１３ アップリンクレベ
ル検出装置、１４ テレメトリ編集装置、１５ 地上局
アンテナ、１６ テレメトリ受信装置、１７ テレメト
リモニタ装置、１８ コマンド生成装置、１９ コマン
ド送信装置、２０ 運用統括者、２１ コマンドオペレ
ータ、２２ アップリンクレベル比較装置、２３ スム
ーザ、２４ スムーザ、２５ アンテナ切り替え信号発
生装置、２６ 回線解析装置、２７ アンテナ切り替え
時刻コマンド生成装置、２８ アンテナ切り替え時刻記
録装置、２９ ＧＰＳ受信機、３０ スターセンサ、３
１ 選択アンテナ計算装置、３２ 初期軌道情報記録装
置、３３ 軌道伝播装置、３４ 軌道情報選択装置。
ナ、４ −Ｚアンテナ、５ ハイブリッド、６ ハイブ
リッド、７ ダイプレクサ、８ ダイプレクサ、９ Ｒ
Ｆ受信機、１０ コマンドデコーダ、１１ ＲＦ受信
機、１２ 切り替えスイッチ、１３ アップリンクレベ
ル検出装置、１４ テレメトリ編集装置、１５ 地上局
アンテナ、１６ テレメトリ受信装置、１７ テレメト
リモニタ装置、１８ コマンド生成装置、１９ コマン
ド送信装置、２０ 運用統括者、２１ コマンドオペレ
ータ、２２ アップリンクレベル比較装置、２３ スム
ーザ、２４ スムーザ、２５ アンテナ切り替え信号発
生装置、２６ 回線解析装置、２７ アンテナ切り替え
時刻コマンド生成装置、２８ アンテナ切り替え時刻記
録装置、２９ ＧＰＳ受信機、３０ スターセンサ、３
１ 選択アンテナ計算装置、３２ 初期軌道情報記録装
置、３３ 軌道伝播装置、３４ 軌道情報選択装置。
Claims (10)
- 【請求項１】 宇宙航行体の複数のアンテナ系で受信さ
れるアップリンク信号のレベルを検出しテレメトリに編
集する手段と、そのテレメトリを受信する手段と、テレ
メトリ情報から抽出した各アンテナ系の受信するアップ
リンク信号のレベルを比較しアップリンクレベルが交差
するタイミングでレベルの高い方のアンテナを選択する
手段とを備えたことを特徴とした宇宙航行体のアンテナ
切り替え装置。 - 【請求項２】 テレメトリを受信する装置から出力され
る各アンテナ系のアップリンク信号レベルを平滑化する
手段を設けたことを特徴とした請求項１の宇宙航行体の
アンテナ切り替え装置。 - 【請求項３】 宇宙航行体内部において各アンテナ系の
アップリンクレベルを比較する手段と、その比較の結果
によりアンテナ切り替えを実行する手段とから構成さ
れ、宇宙航行体内部において各アンテナのアップリンク
信号のレベルを比較しレベルの高い方のアンテナを選択
することを特徴とする請求項１記載の宇宙航行体のアン
テナ切り替え装置。 - 【請求項４】 各アンテナ系のアップリンクレベルを平
滑化する装置を付加した、宇宙航行体内部においてアッ
プリンク信号レベルの変動によるアンテナ切り替えのチ
ャタリングを防止することを特徴とした請求項３記載の
宇宙航行体のアンテナ切り替え装置。 - 【請求項５】 宇宙航行体の軌道および姿勢の情報と宇
宙航行体と通信する局の位置情報から回線レベルを計算
しアンテナ切り替え時刻を計算する手段と、アンテナ切
り替え時刻を指定するコマンドを生成する手段と、宇宙
航行体内部でアンテナ切り替え時刻を記録しておく手段
と、その記録してある時刻にアンテナ切り替え信号を出
力する手段から構成され、予めアンテナ切り替え時刻を
宇宙機内に設定しておくことにより局からのコマンドを
当該時刻に送信することなしに、自動的にアンテナ切り
替えを実施することを特徴とする宇宙航行体のアンテナ
切替え装置。 - 【請求項６】 宇宙航行体内部において宇宙航行体の姿
勢情報を生成する手段と、軌道情報を生成する手段と、
上記姿勢情報と軌道情報から選択するアンテナを計算す
る手段と、選択されたアンテナに切り替える手段とを備
えたことを特徴とした宇宙航行体のアンテナ切替え装
置。 - 【請求項７】 軌道情報をＧＰＳ受信機により生成する
ことを特徴とした請求項６記載の宇宙航行体のアンテナ
切替え装置。 - 【請求項８】 軌道情報を局から送られた初期軌道情報
に基づいて伝播した軌道推定値とすることを特徴とした
請求項６記載の宇宙航行体のアンテナ切り替え装置。 - 【請求項９】 軌道情報を通常はＧＰＳ受信機により生
成し、ＧＰＳが使用できなくなった場合は、局からの初
期軌道情報に基づいて伝播した軌道推定値とすることを
特徴とした請求項６記載の宇宙航行体のアンテナ切替え
装置。 - 【請求項１０】 軌道情報を通常はＧＰＳ受信機により
生成し、ＧＰＳ受信機からの正常な軌道情報が一定時間
とぎれた場合には、その直前の軌道情報に基づいて伝播
した軌道推定値とすることを特徴とした請求項６記載の
宇宙航行体のアンテナ切替え装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30397499A JP2001127676A (ja) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | 宇宙航行体のアンテナ切り替え装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30397499A JP2001127676A (ja) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | 宇宙航行体のアンテナ切り替え装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001127676A true JP2001127676A (ja) | 2001-05-11 |
Family
ID=17927529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30397499A Pending JP2001127676A (ja) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | 宇宙航行体のアンテナ切り替え装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001127676A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006229382A (ja) * | 2005-02-16 | 2006-08-31 | Nec Corp | 移動通信システム、基地局、移動局及びそれらに用いる通信制御方法 |
| CN113824460A (zh) * | 2021-10-22 | 2021-12-21 | 陕西航天技术应用研究院有限公司 | 一种航空遥测通道的选择方法 |
-
1999
- 1999-10-26 JP JP30397499A patent/JP2001127676A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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