JP2001196993A - 観測衛星の通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、地上受信局へ送信できる観測データ量
が限られ、待ち時間が長いという課題があった。 【解決手段】 極に近い場所に設置され、受信した観測
データを一時保存する蓄積中継地上局４と、地表面上の
観測対象５の上空を通過するときは観測データを収集
し、地上受信局２の可視領域２０を通過するときは前記
収集した観測データを地上受信局に送信し、蓄積中継地
上局の可視領域４０を通過するときには前記収集した観
測データを蓄積中継地上局に送信する観測衛星１Ａと、
蓄積中継地上局の可視領域を通過するときは蓄積中継地
上局に保存していた観測衛星の観測データを自機に取り
込み、地上受信局の可視領域を通過するときには前記自
機に取込んだ観測衛星の観測データを地上受信局に送信
するデータ運搬衛星３とを備えた。 【効果】 送信できる観測データの量を増加でき、観測
データを衛星から地上局に送り得る状態になる迄の待ち
時間が短くできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数個の観測衛
星が極軌道を採って地球を周回しながら地球を観測する
編隊運行観測衛星システムにおいて、観測衛星が収集し
た観測データを地上受信局に速やかに送信する観測衛星
の通信システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の観測衛星の通信システムについて
図面を参照しながら説明する。図１４は、従来の観測衛
星の通信システムの構成を示す図である。

【０００３】図１４において、１ａ、１ｂ、１ｃは編隊
運行している観測衛星、２は地上受信局、５は観測対
象、６ａ、６ｂは観測衛星１（１ａ、１ｂ、１ｃ）の南
下軌道、７は北上軌道、２０は地上受信局２の可視領域
である。

【０００４】図１５は、従来の通信システムの観測衛星
の構成と観測データの収集過程を示す図である。同図に
おいて、１は観測衛星、１１は観測装置、１２は一時記
憶装置、１３は送信装置、５は観測対象である。

【０００５】図１６は、従来の観測衛星の通信システム
による観測データを地上受信局へ送信する過程と地上受
信局の構成を示す図である。同図において、２は地上受
信局、２１はアンテナ、２２は観測データ受信装置、２
３は観測データ処理装置である。

【０００６】つぎに、前述した従来の観測衛星の通信シ
ステムの動作について図面を参照しながら説明する。図
１７は、従来の観測衛星の通信システムにおいて、観測
衛星が２日間に２４周回して回帰する全軌道と、地上受
信局へ観測データを送信できる軌道位置を模式的に示す
図である。

【０００７】図１４に示す南下軌道６ｂで観測衛星１ｂ
は、地表面上の観測対象５の上空を通過す時に、図１５
に示す観測装置１１によって収集した観測データを一時
記憶装置１２の中に保存する。この南下軌道６ｂは、地
上受信局２の上を通過しないので、観測衛星１ｂは、何
回かの周回の後に南下軌道６ａあるいは北上軌道７をと
り、地上受信局２の可視領域２０を通過する時に、図１
６に示すように、一時記憶装置１２から観測データを読
み出して、送信装置１３から地上受信局２に送信する。
この地上受信局２では、観測データ受信装置２２が観測
データを受信した後、観測データ処理装置２３でデータ
の解析などの処理を行う。

【０００８】観測衛星１は、地球を何回か周回して元の
位置に回帰する。図１７は、２日間に２４周回して回帰
する観測衛星１の、全軌道と地上受信局２へ観測データ
を送信できる軌道位置を模式的に示す図である。

【０００９】同図において、或る南下軌道６が地上受信
局２が設置されている位置の緯度線８１を通過する点の
経度（東経）８２をＥ−００度、その時の地上受信局２
のローカルな時刻６３を第１日の００時として、以後、
２時間毎に南下軌道６が緯度８１を通過する地点の経度
８２が１５度（＝３６０度／２４周回）ずつ西の方向へ
ずれていくことを示す。また、８４は、経度Ｅ−００か
ら見て地球の裏側で北上軌道７が緯度線８１を通過する
点の経度であり、２時間毎に１５度ずつ西の方向にずれ
ていくことを示す。

【００１０】図１７に示す北上軌道７が緯度線８１を通
過する経度８４は、地上受信局２のローカルな時刻が第
２日の００時に前述の東経Ｅ−００度となり、この時に
北上軌道７ｂは地上受信局２の可視領域２０ｂを通過す
る。図１７で例示するように、可視領域２０の緯度幅が
１５度（＝３６０度／２４周回）未満であれば、２日間
に観測衛星１が地上受信局２の可視領域２０を通過する
回数は、南下軌道６で１回、北上軌道７で１回の合計２
回だけである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
観測衛星の通信システムでは、観測衛星１が地上受信局
２に観測データを送信できる通信可能時間は、その観測
衛星１が地上受信局２の可視領域２０を通過する期間だ
けである。２日間にＮ周回（例えば、Ｎ=２４）する場
合でも通信可能な周回は数回（例えば、２回）であり、
大部分の周回は地上受信局２の可視領域２０を離れた軌
道を通る。このため、観測衛星１は、大部分の周回中に
は観測データを観測衛星１の中の一時記憶装置１２に保
存し続け、地上受信局２への送信は、通信可能な軌道に
乗り地上受信局２の可視領域２０を通過する迄待たせら
れる。この状況には、以下の二つの問題点があった。

【００１２】すなわち、第１に、観測可能時間に比べて
通信可能時間が短いので地上受信局へ送信できる観測デ
ータ量が限られるという問題点があった。

【００１３】第２に、観測データの入手迄に長い時間が
かかるという問題点があった。ある観測対象を観測して
から地上受信局へ送信するまでの待ち時間は、観測対象
が地上受信局の可視領域を通過する軌道の下にあって可
視領域を通過する直前の位置にあれば、観測データ収集
の後に即座に地上受信局へ送信できるが、逆に観測対象
が可視領域を通過した直後に位置していれば観測データ
を地上受信局に送るまでに長時間（例えば（Ｎ／２）周
回時間＝２４時間）待たねばならない。

【００１４】この発明は、前述した問題点を解決するた
めになされたもので、地上受信局へ送信できる観測デー
タの量を増加することができ、観測データを観測衛星か
ら地上受信局に送り得る状態になる迄の待ち時間が短く
することができる観測衛星の通信システムを得ることを
目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る観測衛星の通信システムは、所定の経緯度に設置さ
れ、受信した観測データを解析処理する第１の地上局
と、極に近い場所に設置され、受信した観測データを一
時保存する第２の地上局と、地表面上の観測対象の上空
を通過するときは観測データを収集し、前記第１の地上
局の可視領域を通過するときは前記収集した観測データ
を前記第１の地上局に送信するとともに、前記第２の地
上局の可視領域を通過するときには前記収集した観測デ
ータを前記第２の地上局に送信する第１の衛星と、前記
第２の地上局の可視領域を通過するときは前記第２の地
上局に保存していた前記第１の衛星の観測データを自機
に取り込み、前記第１の地上局の可視領域を通過すると
きには前記自機に取込んだ前記第１の衛星の観測データ
を前記第１の地上局に送信する第２の衛星とを備えたも
のである。

【００１６】この発明の請求項２に係る観測衛星の通信
システムは、前記第１の衛星が、前記第２の地上局の可
視領域を通過するときは前記第２の地上局に保存してい
た前記第２の衛星の観測データを自機に取り込み、前記
第１の地上局の可視領域を通過するときには前記自機に
取込んだ前記第２の衛星の観測データを前記第１の地上
局に送信し、前記第２の衛星が、地表面上の観測対象の
上空を通過するときは観測データを収集し、前記第１の
地上局の可視領域を通過するときは前記収集した観測デ
ータを前記第１の地上局に送信するとともに、前記第２
の地上局の可視領域を通過するときには前記収集した観
測データを前記第２の地上局に送信するものである。

【００１７】この発明の請求項３に係る観測衛星の通信
システムは、前記第２の衛星が、地表面上の観測対象の
上空を通過するときは観測データを収集し、前記第１の
地上局の可視領域を通過するときは前記収集した観測デ
ータを前記第１の地上局に送信するとともに、前記第２
の地上局の可視領域を通過するときには前記収集した観
測データを前記第２の地上局に送信するものである。

【００１８】この発明の請求項４に係る観測衛星の通信
システムは、前記第２の衛星と前記第１及び第２の地上
局との間の第２の通信速度を、前記第１の衛星と前記第
１及び第２の地上局との間の第１の通信速度に比べて、
高速化したものである。

【００１９】この発明の請求項５に係る観測衛星の通信
システムは、前記第２の地上局が、前記受信した観測デ
ータの中に在る冗長性を除去してデータ圧縮した観測デ
ータを一時保存するものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明の実施の
形態１に係る観測衛星の通信システムについて図面を参
照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１
に係る観測衛星の通信システムの構成を示す図である。
なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

【００２１】図１において、１Ａａ、１Ａｅ、１Ａｆは
編隊運行している観測衛星、２は地上受信局、３ｆ、３
ｈはデータ運搬衛星、４は蓄積中継地上局、５は観測対
象、６ａ、６ｅ、６ｈは観測衛星の南下軌道、２０は地
上受信局２の可視領域、４０は蓄積中継地上局４の可視
領域である。

【００２２】図２は、この発明の実施の形態１に係る観
測衛星の通信システムにおける観測データの収集過程を
示す図である。同図において、１Ａは観測衛星、１１は
観測装置、１２は一時記憶装置、１３は送信装置、５は
観測対象である。

【００２３】図３は、この発明の実施の形態１に係る観
測衛星の通信システムにおける観測衛星と蓄積中継地上
局間の観測データの中継過程及び蓄積中継地上局の構成
を示す図である。同図において、４は蓄積中継地上局、
４１はアンテナ、４２は中継受信装置、４３は中継制御
装置、４４は中継記憶装置、４５は中継送信装置であ
る。

【００２４】図４は、この発明の実施の形態１に係る観
測衛星の通信システムにおける蓄積中継地上局とデータ
運搬衛星間の観測データの中継過程及びデータ運搬衛星
の構成を示す図である。同図において、３はデータ運搬
衛星、３２は一時記憶装置、３３は送信装置、３４は受
信装置、３５は運搬操作制御装置である。

【００２５】図５は、この発明の実施形態１におけるデ
ータ運搬衛星と地上受信局間の観測データの受信過程及
び地上受信局の構成を示す図である。同図において、２
は地上受信局、２１はアンテナ、２２は観測データ受信
装置、２３は観測データ処理装置である。

【００２６】つぎに、この実施の形態１に係る観測衛星
の通信システムの動作について図面を参照しながら説明
する。図６は、この発明の実施の形態１に係る観測衛星
の通信システムにおいて観測データを１機の観測衛星自
身と３機のデータ運搬衛星によって中継通信する過程を
時間的に説明する図である。

【００２７】図６において、１Ａａ１は時刻００時（観
測衛星１Ａが東経Ｅ−００に在って地上受信局２の可視
領域２０を南下している時刻）の観測衛星、３ｉ、３
ｊ、３ｋは時刻００時の３機のデータ運搬衛星である。

【００２８】また、同図において、２は地上受信局、２
０ａは南下中の衛星によって利用されている地上受信局
２の可視領域、２０ｂは北上中の観測衛星によって利用
されている地上受信局２の可視領域である。

【００２９】また、同図において、４は蓄積中継地上
局、４０は蓄積中継地上局４の可視領域、８１は地上受
信局２の在る位置の緯度線、８２は南下軌道６が緯度線
８１を通過する経度を表すと共に南下軌道の識別名称、
８４は北上軌道７が緯度線８１を通過する経度を表すと
共に北上軌道の識別名称、８５は衛星が地球を２時間で
周回する毎に１５度ずつ西の方向に移動し２４周で回帰
する軌道全体模式図を示す。

【００３０】図１において、観測対象５を観測して観測
データを得た観測衛星１Ａｅは、周回して蓄積中継地上
局４の可視領域４０を通過中の軌道位置１Ａｆにある時
に、観測データを蓄積中継地上局４に送信する。

【００３１】この観測衛星１Ａと時間的にずれて周回し
ているデータ運搬衛星３は、地上受信局２の可視領域２
０を通過する周回軌道６ｈに乗り、蓄積中継地上局４の
可視領域４０を通過中の軌道位置３ｆにある時、蓄積中
継地上局４に観測データの読み出しと送信を指示し、送
られて来た観測データを受信して保存し、周回軌道６ｈ
を南下して地上受信局２の可視領域２０を通過中の軌道
位置３ｈに来た時に、観測データを地上受信局２に送信
する。

【００３２】図２は、この発明の実施の形態１における
観測データの収集過程を示す図であり、従来例による観
測データの収集過程を示す図１５に示す動作と同一であ
るので説明を省略する。

【００３３】図３と図４は、この発明の実施の形態１に
おける観測データの中継過程を示す図である。図３に示
すように、観測データを一時記憶装置１２に保存した状
態で蓄積中継地上局４の可視領域４０を通過する観測衛
星１Ａは、地上からの観測データ送信指示に従って観測
データを一時記憶装置１２から読み出して蓄積中継地上
局４に向けて送信する。この蓄積中継地上局４は、受信
した観測データを中継記憶装置４４に保存する。

【００３４】図４に示すように、データ運搬衛星３が図
１の軌道位置３ｆに示す蓄積中継地上局４の可視領域４
０を通過する時、データ運搬衛星３の運搬操作制御装置
３５は、蓄積中継地上局４に観測データ送信指示を出
す。それを受け取った蓄積中継地上局４の中継制御装置
４３は、中継記憶装置４４から観測データを読み出し
て、中継送信装置４５経由でデータ運搬衛星３に送信す
る。この観測データを受信装置３４経由で受け取ったデ
ータ運搬衛星３の運搬操作制御装置３５は、それを一時
記憶装置３２に保存する。

【００３５】図５は、この発明の実施の形態１における
観測データの受信過程を示す図である。同図に示すよう
に、データ運搬衛星３が図１の軌道位置３ｈに示す地上
受信局２の可視領域２０を通過する時、データ運搬衛星
３の運搬操作制御装置３５は、一時記憶装置３２に保存
していた観測データを読み出して、地上受信局２に送信
する。観測データを受信した地上受信局２の動作は、従
来例による観測データの受信過程を示す図１６に示す動
作と同一であるので説明を省略する。

【００３６】図６は、この発明の実施の形態１における
１機の観測衛星１Ａの観測データを観測衛星１Ａ自身と
３機のデータ運搬衛星３によって中継通信する過程を、
１回帰期間＝４８時間を取って説明する図である。４機
の衛星は地上受信局２の可視領域２０を通過する時間間
隔がほぼ等間隔（＝６時間）に配置されているものとす
る。

【００３７】また、第１日の時刻００時（観測衛星１Ａ
が東経Ｅ−００に在って地上受信局２の可視領域２０を
南下している時刻）に、１機の観測衛星１Ａと、３機の
データ運搬衛星３が、図６の１Ａａ１（南下軌道Ｅ−０
０の上）と、３ｉ（南下軌道Ｅ−１３５の上）、３ｊ
（南下軌道Ｅ−２７０の上）、３ｋ（南下軌道Ｅ−４５
の上）の位置に在るとする。

【００３８】この配置では、第１日の０６時には、デー
タ運搬衛星３ｉが可視領域２０ｂを通過（３ｉ１に図
示）、第１日の１２時には、データ運搬衛星３ｊが可視
領域２０ａを通過（３ｊ１に図示）、第１日の１８時に
は、データ運搬衛星３ｋが可視領域２０ｂを通過（３ｋ
１に図示）、第２日の００時には、観測衛星１Ａが可視
領域２０ｂを通過（１Ａａ２に図示）し、以下６時間毎
にいずれかの衛星が可視領域２０ｂあるいは２０ａを通
過する。

【００３９】観測衛星１Ａは、第１日の時刻００時で南
下軌道Ｅ−００に在って地上受信局２の可視領域２０ａ
を通過した以降の２４時間は地上受信局２の可視領域２
０を通過しないので、この間は観測データを地上受信局
２へ直接には送信できない。その代わりに、観測衛星１
Ａａが南下軌道Ｅ−１５、Ｅ−３０、Ｅ−４５、Ｅ−６
０、．．．、Ｅ−１０５、Ｅ−１２０に入り始めの位置
で蓄積中継地上局４の可視領域４０内を通過している時
に、１周回の間に収集して一時記憶装置１２に保存して
いた観測データを蓄積中継地上局４に向けて送信する。

【００４０】データ運搬衛星３ｉは、第１日の０６時に
地上受信局２の可視領域２０ｂを通過する直前に、即ち
南下軌道Ｅ−１８０に乗り蓄積中継地上局４の可視領域
４０を通過する時に、蓄積中継地上局４に保存している
観測データ（この例では観測衛星１Ａａが南下軌道Ｅ−
１５、Ｅ−３０に入り始めの位置で蓄積中継地上局４に
送信しておいた観測データ）を蓄積中継地上局４から送
ってもらい自機内の一時記憶装置３２に保存する。

【００４１】そのすぐ後に、図中３ｉ１の位置で、デー
タ運搬衛星３ｉは、地上受信局２の可視領域２０ｂを通
過する時に自機内の一時記憶装置３２に保存していた観
測データを地上受信局２に送信する。

【００４２】観測衛星１Ａａが南下軌道Ｅ−４５、Ｅ−
６０、Ｅ−７５に入り始めの位置で蓄積中継地上局４に
送信しておいた観測データは、データ運搬衛星３ｊが南
下軌道Ｅ−３６０に乗り蓄積中継地上局４の可視領域４
０を通過する時に、蓄積中継地上局４から送ってもらい
自機内の一時記憶装置３２に保存する。

【００４３】第１日の１２時に、データ運搬衛星３ｊ
は、地上受信局２の可視領域２０ａを通過するときに、
図中３ｊ１の位置で自機内の一時記憶装置３２に保存し
ていた観測データを地上受信局２に送信する。

【００４４】同様の動作過程で、観測衛星１Ａａが南下
軌道Ｅ−９０、Ｅ−１０５、Ｅ−１２０に入り始めの位
置で蓄積中継地上局４に送信しておいた観測データは、
第１日の１８時に、データ運搬衛星３ｋが可視領域２０
ｂにて地上受信局２に向けて送信する。

【００４５】観測衛星１Ａａが南下軌道Ｅ−１２
０、．．．、南下軌道Ｅ−１８０の間に収集した観測デ
ータは、観測衛星１Ａａ自らが第２日の００時に図中１
Ａａ２の位置で、可視領域２０ｂにて地上受信局２に向
けて送信する。以下、これを繰り返して、観測データの
中継通信を行う。

【００４６】このようにして、２日間に観測衛星１Ａの
観測データを地上受信局２に送信する回数は、自ら地上
受信局２に直接に送信する２回と、蓄積中継地上局４と
データ運搬衛星３による６回の中継通信を合計した８回
となり、その間隔は６時間となる。

【００４７】すなわち、この実施の形態１は、極軌道を
とり複数個で編隊運行する観測衛星が観測データを地上
受信局へ送信する編隊運行観測衛星システムにおいて、
周回ごとに通過する極に近い場所に蓄積中継地上局４を
設置し、観測衛星１Ａがこの蓄積中継地上局４の可視領
域４０を通過し蓄積中継地上局４と観測衛星１Ａの間で
通信が可能になる度に、観測衛星１Ａ上の一時記憶装置
１２に保存していた観測データを蓄積中継地上局４に送
信して、蓄積中継地上局４の中継記憶装置４４の中に保
存しておき、地上受信局２の可視領域２０を通過する軌
道に乗ったデータ運搬衛星３が蓄積中継地上局４の可視
領域４０を通過する度に、蓄積中継地上局４に保存して
いた他の観測衛星１Ａの観測データを自機に取り込んで
一時記憶装置３２に保存し、そのデータ運搬衛星３が地
上受信局２の可視領域２０を通過する時に、一時記憶装
置３２に保存していた他の観測衛星１Ａの観測データを
地上受信局２に送信する中継通信方式である。

【００４８】この実施の形態１によれば、観測衛星１Ａ
から観測データを地上受信局２に送信できる回数が増加
して、地上受信局２へ送信できる観測データの量を増加
できる。さらに、観測データを観測衛星１Ａから地上受
信局２に送り得る状態になる迄の待ち時間が短くでき
る。これらによって観測データ通信が効率的な編隊運行
観測衛星システムを実現できる。

【００４９】実施の形態２．この発明の実施の形態２に
係る観測衛星の通信システムについて図面を参照しなが
ら説明する。図７は、この発明の実施の形態２に係る観
測衛星の通信システムのデータ運搬機能付き観測衛星の
構成を示すブロック図である。

【００５０】図７において、３Ａはデータ運搬機能付き
観測衛星、３１は観測装置、３２は一時記憶装置、３３
は送信装置、３４は受信装置、３５は運搬操作制御装置
である。

【００５１】つぎに、この実施の形態２に係る観測衛星
の通信システムの動作について図面を参照しながら説明
する。図８は、この発明の実施の形態２に係る観測衛星
の通信システムのデータ運搬機能付き観測衛星の動作
（観測、中継通信）を示す図である。

【００５２】このデータ運搬機能付き観測衛星３Ａは、
図４及び図５に示すデータ運搬衛星３に観測装置３１を
具備したもので、上記実施の形態１での観測衛星１Ａと
データ運搬衛星３の両方の働きをさせるものである。そ
して、この実施の形態２に係る観測衛星の通信システム
は、従来の観測衛星１に代えて、全ての衛星をデータ運
搬機能付き観測衛星３Ａに置き換える。

【００５３】図８（ａ）に示すように、データ運搬機能
付き観測衛星３Ａは、観測対象５の観測データを収集す
る。

【００５４】次に、同図に示すように、地上受信局２の
可視領域２０を通過する時に、地上受信局２へ直接に観
測データを送信する。

【００５５】図８（ｂ）に示すように、データ運搬機能
付き観測衛星３Ａｓは，地上受信局２の可視領域２０か
ら離れた軌道にある期間は、蓄積中継地上局４の可視領
域４０を通過する毎に、１周回の観測データを蓄積中継
地上局４へ送信する。

【００５６】次に、同図に示すように、この観測データ
を蓄積中継地上局４から地上受信局２へ中継通信するの
は編隊運用している他のデータ運搬機能付き観測衛星３
Ａｔの役割とする。

【００５７】勿論、図８（ｂ）に示すデータ運搬機能付
き観測衛星３Ａｓは、他のデータ運搬機能付き観測衛星
３Ａのために蓄積中継地上局４ら地上受信局２へ中継通
信する機能を果たす。

【００５８】すなわち、この実施の形態２は、上記実施
の形態１のデータ運搬衛星３にデータ運搬機能と観測の
機能を持たせて、他の観測衛星３Ａの観測データ中継通
信をするとともに、自らも観測データを収集して地上受
信局２へ向けて直接に送信、あるいは観測データを他の
データ運搬機能付き観測衛星３Ａと蓄積中継地上局４に
より地上受信局２へ中継通信する中継通信方式である。

【００５９】この実施の形態２によれば、観測データの
収集と観測データの中継通信をする衛星を一体化でき
る。これにより、或る観測衛星３Ａの観測データの中継
通信機能が編隊運用の他の全ての観測衛星３Ａにより提
供され、また自らも他の観測衛星３Ａの中継通信の役割
を果たす。その結果、少ない数の観測衛星３Ａで上記実
施の形態１と同様の効果を得る事ができる。

【００６０】実施の形態３．この発明の実施の形態３に
係る観測衛星の通信システムについて図面を参照しなが
ら説明する。図９及び図１０は、この発明の実施の形態
３に係る観測衛星の通信システムの動作を示す図であ
る。

【００６１】図９（ａ）に示すように、編隊運行する観
測衛星１Ａと地上受信局２から構成される既設の観測衛
星システムに対して、図９（ｂ）に示すように、蓄積中
継地上局４とデータ運搬機能付き観測衛星３Ａを付加し
たもので、上記実施の形態１のデータ運搬衛星３に代え
て、上記実施の形態２のデータ運搬機能付き観測衛星３
Ａを付加したものである。

【００６２】図９（ａ）に示すように、観測衛星１Ａが
地上受信局２に観測データを送信するのと同様に、図９
（ｃ）に示すように、蓄積中継地上局４に対しても観測
データを送信させる。

【００６３】（１）既設の方法に従って観測データを地
上受信局２へ直接に送信する形態（図９（ｂ））と、
（２）上記実施の形態１で記述したように、観測衛星１
Ａが地上受信局２の可視領域２０から離れた軌道にある
期間は、蓄積中継地上局４とデータ運搬機能付き観測衛
星３Ａによる中継通信により観測データを地上受信局２
へ送信する形態（図９（ｃ））と、（３）付加したデー
タ運搬機能付き観測衛星３Ａが観測データを地上受信局
２へ直接に送信する形態（図１０（ａ））と、（４）デ
ータ運搬機能付き観測衛星３Ａｓが地上受信局２の可視
領域２０から離れた軌道にある期間は、蓄積中継地上局
４とデータ運搬機能付き観測衛星３Ａｔによる中継通信
により観測データを地上受信局２へ送信する形態（図１
０（ｂ））の全てを可能にする。

【００６４】このようにして、既設の観測衛星１Ａとデ
ータ運搬機能付き観測衛星３Ａの混在する編隊運行観測
衛星システムに対して、上記実施の形態１と同様の観測
データの中継通信機能を実現する。

【００６５】すなわち、この実施の形態３は、編隊運行
する観測衛星１Ａと地上受信局２から構成される既設の
編隊運行観測衛星システムに対して、蓄積中継地上局４
とデータ運搬機能付き観測衛星３Ａを付加し、既設の観
測衛星１Ａが地上受信局２に観測データを送信するのと
同様に、蓄積中継地上局４に対しても観測データを送信
することにより、観測衛星１Ａとデータ運搬機能付き観
測衛星３Ａの混在する編隊運行観測衛星システムに対し
て観測データの中継通信機能を具備できる中継通信方式
である。

【００６６】この実施の形態３によれば、既存の観測衛
星１Ａをそのまま利用し続け、新規に追加する観測衛星
３Ａは勿論のこと、既存の観測衛星１Ａにも上記実施の
形態１と同様の効果を活用できる。これにより、既存の
編隊運行観測衛星システムを上記実施の形態１による、
より効率的な編隊運行観測衛星システムへ移行する事が
円滑にできる。

【００６７】実施の形態４．この発明の実施の形態４に
係る観測衛星の通信システムについて図面を参照しなが
ら説明する。図１１及び図１２は、この発明の実施の形
態４に係る観測衛星の通信システムの動作を示す図であ
る。

【００６８】図１１（ａ）に示すように、既設の観測衛
星１Ａに関わる通信回線、即ち観測衛星１Ａから地上受
信局２への通信回線と、観測衛星１Ａから蓄積中継地上
局４への通信回線の通信速度は既設の値に維持し続けた
ままで、データ運搬機能付き観測衛星３Ａに関わる通信
回線、即ちデータ運搬機能付き観測衛星３Ａと蓄積中継
地上局４の間の送信・受信回線と、データ運搬機能付き
観測衛星３Ａと地上受信局２の間の通信回線の通信速度
だけを高速化する。その様子を図１１の中で太線で示
す。

【００６９】（１）既設の観測衛星１Ａは元のままの通
信速度で観測データを地上受信局２へ直接に送信する形
態（図１１（ｂ））と、（２）既設の観測衛星１Ａは元
のままの通信速度で観測データを蓄積中継地上局４に送
信し、データ運搬機能付き観測衛星３Ａが高速な通信速
度で蓄積中継地上局４から地上受信局２へ観測データを
中継通信する形態（図１１（ｃ））と、（３）データ運
搬機能付き観測衛星３Ａが高速な通信速度で直接に地上
受信局２へ観測データを地上受信局２へ直接に送信する
形態（図１２（ａ））と、（４）データ運搬機能付き観
測衛星３Ａｓが地上受信局２の可視領域２０から離れた
軌道にある期間は、蓄積中継地上局４とデータ運搬機能
付き観測衛星３Ａｔによる中継通信により観測データを
地上受信局２へ送信する一連の過程を高速な通信速度で
実行する通信形態（図１２（ｂ））の全てを可能にす
る。

【００７０】このようにして、既設の観測衛星１Ａとデ
ータ運搬機能付き観測衛星３Ａの混在する編隊運行観測
衛星システムの通信速度を部分的に高速化する中継通信
機能を実現する。

【００７１】なお、上記実施の形態１において、同様
に、データ運搬衛星３の通信速度を高速化してもよい。
さらに、上記実施の形態２において、全てのデータ運搬
機能付き観測衛星３Ａの通信速度を高速化してもよい。

【００７２】すなわち、この実施の形態１は、既設の観
測衛星１Ａとデータ運搬機能付き観測衛星３Ａが混在す
る編隊運行観測衛星システムにおいて、既設の観測衛星
１Ａに関わる通信回線の通信速度は元のままに保ち、デ
ータ運搬機能付き観測衛星３Ａに関わる通信回線の通信
速度だけを高速化して、蓄積中継地上局４からデータ運
搬機能付き観測衛星３Ａ経由で地上受信局２に至る中継
通信の通信速度を高速化できる中継通信方式である。

【００７３】この実施の形態４によれば、既存の観測衛
星１Ａの通信速度は元のままに保ち、新規に追加する観
測衛星３Ａに関わる観測データの通信速度の高速化が円
滑にできる。この通信速度の高速化は新規に追加する観
測衛星３Ａの観測データの通信を高速化するのは勿論の
こと、既存の観測衛星１Ａの観測データの中継通信を高
速化できる。これにより、上記各実施の形態の観測デー
タ通信が効率的な編隊運行観測衛星システムの通信性能
を更に高める。

【００７４】実施の形態５．この発明の実施の形態５に
係る観測衛星の通信システムについて図面を参照しなが
ら説明する。図１３は、この発明の実施の形態５に係る
観測衛星の通信システムの蓄積中継地上局の構成を示す
図である。

【００７５】図１３において、４Ａは蓄積中継地上局、
４１はアンテナ、４２は中継受信装置、４３は中継制御
装置、４４は中継記憶装置、４５は中継送信装置、４６
はデータ圧縮装置である。

【００７６】図１３に示すように、蓄積中継地上局４Ａ
は、観測衛星１Ａあるいはデータ運搬機能付き観測衛星
３Ａから受信して中継記憶装置４４に保存した観測デー
タを読み出して、データ圧縮装置４６により観測データ
の中に在る冗長性を除去するデータ圧縮をし観測データ
のサイズを小さくして再び中継記憶装置４４に蓄積して
おき、データ運搬衛星３や、データ運搬機能付き観測衛
星３Ａから観測データ取り込み要求が来たときに、デー
タ圧縮した観測データを送り出す。これにより以後の中
継過程における通信時間を短縮することができる。

【００７７】すなわち、この実施の形態５は、蓄積中継
地上局４Ａにおいて、観測衛星１Ａ等から受信して中継
記憶装置４４に保存した観測データを読み出して、デー
タ圧縮装置４６により観測データの中に在る冗長性を除
去するデータ圧縮をして観測データのサイズを小さくし
て中継記憶装置４４に保存しておき、データ運搬機能付
き観測衛星３Ａ等から観測データ取り込み要求が来たと
きに、データ圧縮した観測データを送り出す中継通信方
式である。

【００７８】この実施の形態５によれば、観測データ中
継通信のための通信データ量を減少させる事ができる。
これは、データ運搬機能付き観測衛星３Ａ内の一時記憶
装置３２の容量削減に効果がある。更に、地上受信局２
および蓄積中継地上局４Ａの全通信時間は観測衛星１Ａ
等が地上受信局２の可視領域２０を通過する時間に限ら
れるので、観測データ中継のための通信データ量の減少
は、観測対象５の増加あるいは編隊運行観測衛星システ
ムの観測衛星の数の増加を可能にする。

【００７９】

【発明の効果】この発明の請求項１に係る観測衛星の通
信システムは、以上説明したとおり、所定の経緯度に設
置され、受信した観測データを解析処理する第１の地上
局と、極に近い場所に設置され、受信した観測データを
一時保存する第２の地上局と、地表面上の観測対象の上
空を通過するときは観測データを収集し、前記第１の地
上局の可視領域を通過するときは前記収集した観測デー
タを前記第１の地上局に送信するとともに、前記第２の
地上局の可視領域を通過するときには前記収集した観測
データを前記第２の地上局に送信する第１の衛星と、前
記第２の地上局の可視領域を通過するときは前記第２の
地上局に保存していた前記第１の衛星の観測データを自
機に取り込み、前記第１の地上局の可視領域を通過する
ときには前記自機に取込んだ前記第１の衛星の観測デー
タを前記第１の地上局に送信する第２の衛星とを備えた
ので、送信できる観測データの量を増加でき、観測デー
タを衛星から地上局に送り得る状態になる迄の待ち時間
が短くできるという効果を奏する。

【００８０】この発明の請求項２に係る観測衛星の通信
システムは、以上説明したとおり、前記第１の衛星が、
前記第２の地上局の可視領域を通過するときは前記第２
の地上局に保存していた前記第２の衛星の観測データを
自機に取り込み、前記第１の地上局の可視領域を通過す
るときには前記自機に取込んだ前記第２の衛星の観測デ
ータを前記第１の地上局に送信し、前記第２の衛星が、
地表面上の観測対象の上空を通過するときは観測データ
を収集し、前記第１の地上局の可視領域を通過するとき
は前記収集した観測データを前記第１の地上局に送信す
るとともに、前記第２の地上局の可視領域を通過すると
きには前記収集した観測データを前記第２の地上局に送
信するので、観測データの収集と観測データの中継通信
をする衛星を一体化できるという効果を奏する。

【００８１】この発明の請求項３に係る観測衛星の通信
システムは、以上説明したとおり、前記第２の衛星が、
地表面上の観測対象の上空を通過するときは観測データ
を収集し、前記第１の地上局の可視領域を通過するとき
は前記収集した観測データを前記第１の地上局に送信す
るとともに、前記第２の地上局の可視領域を通過すると
きには前記収集した観測データを前記第２の地上局に送
信するので、送信できる観測データの量を増加でき、観
測データを衛星から地上局に送り得る状態になる迄の待
ち時間が短くできるという効果を奏する。

【００８２】この発明の請求項４に係る観測衛星の通信
システムは、以上説明したとおり、前記第２の衛星と前
記第１及び第２の地上局との間の第２の通信速度を、前
記第１の衛星と前記第１及び第２の地上局との間の第１
の通信速度に比べて、高速化したので、システム全体の
通信性能を更に高めることができるという効果を奏す
る。

【００８３】この発明の請求項５に係る観測衛星の通信
システムは、以上説明したとおり、前記第２の地上局
が、前記受信した観測データの中に在る冗長性を除去し
てデータ圧縮した観測データを一時保存するので、通信
データ量を減少することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る観測衛星の通
信システムの構成を示す図である。

【図２】 この発明の実施の形態１に係る観測衛星の通
信システムの観測衛星の観測データの収集過程を示す図
である。

【図３】 この発明の実施の形態１に係る観測衛星の通
信システムおける蓄積中継地上局の構成と観測データを
観測衛星から蓄積中継地上局へ送信する過程を示す図で
ある。

【図４】 この発明の実施の形態１に係る観測衛星の通
信システムにおけるデータ運搬衛星の構成と観測データ
を蓄積中継地上局からデータ運搬衛星に送信する過程を
示す図である。

【図５】 この発明の実施の形態１に係る観測衛星の通
信システムにおいて、観測データをデータ運搬衛星から
地上受信局に送信する過程を示す図である。

【図６】 この発明の実施の形態１に係る観測衛星の通
信システムの動作（観測衛星の観測データを観測衛星自
身とデータ運搬衛星によって中継通信する過程）を示す
図である。

【図７】 この発明の実施の形態２に係る観測衛星の通
信システムのデータ運搬機能付き観測衛星の構成を示す
ブロック図である。

【図８】 この発明の実施の形態２に係る観測衛星の通
信システムの観測、中継通信を示す図である。

【図９】 この発明の実施の形態３に係る観測衛星の通
信システムの観測、中継通信を示す図である。

【図１０】 この発明の実施の形態３に係る観測衛星の
通信システムの観測、中継通信を示す図である。

【図１１】 この発明の実施の形態４に係る観測衛星の
通信システムの観測、中継通信を示す図である。

【図１２】 この発明の実施の形態４に係る観測衛星の
通信システムの観測、中継通信を示す図である。

【図１３】 この発明の実施の形態５に係る観測衛星の
通信システムの蓄積中継地上局の構成を示す図である。

【図１４】 従来の観測衛星の通信システムの構成を示
す図である。

【図１５】 従来の観測衛星の通信システムの観測衛星
の構成と観測データの収集過程を示す図である。

【図１６】 従来の観測衛星の通信システムにおいて観
測データを地上受信局へ送信する過程と地上受信局の構
成を示す図である。

【図１７】 従来の観測衛星の通信システムの動作（観
測衛星が２日間に２４周回して回帰する全軌道と、地上
受信局へ観測データを送信できる軌道位置）を模式的に
示す図である。

【符号の説明】

１Ａ 観測衛星、２ 地上受信局、３ データ運搬衛
星、３Ａ データ運搬機能付き観測衛星、４、４Ａ 蓄
積中継地上局、５ 観測対象、１１ 観測装置、１２
一時記憶装置、１３ 送信装置、２１ アンテナ、２２
観測データ受信装置、２３ 観測データ処理装置、３
１ 観測装置、３２ 一時記憶装置、３３送信装置、３
４ 受信装置、３５ 運搬操作制御装置、４１ アンテ
ナ、４２中継受信装置、４３ 中継制御装置、４４ 中
継記憶装置、４５ 中継送信装置、４６ データ圧縮装
置。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の経緯度に設置され、受信した観測
   データを解析処理する第１の地上局と、 極に近い場所に設置され、受信した観測データを一時保
   存する第２の地上局と、 地表面上の観測対象の上空を通過するときは観測データ
   を収集し、前記第１の地上局の可視領域を通過するとき
   は前記収集した観測データを前記第１の地上局に送信す
   るとともに、前記第２の地上局の可視領域を通過すると
   きには前記収集した観測データを前記第２の地上局に送
   信する第１の衛星と、 前記第２の地上局の可視領域を通過するときは前記第２
   の地上局に保存していた前記第１の衛星の観測データを
   自機に取り込み、前記第１の地上局の可視領域を通過す
   るときには前記自機に取込んだ前記第１の衛星の観測デ
   ータを前記第１の地上局に送信する第２の衛星とを備え
   たことを特徴とする観測衛星の通信システム。
2. 【請求項２】 前記第１の衛星は、前記第２の地上局の
   可視領域を通過するときは前記第２の地上局に保存して
   いた前記第２の衛星の観測データを自機に取り込み、前
   記第１の地上局の可視領域を通過するときには前記自機
   に取込んだ前記第２の衛星の観測データを前記第１の地
   上局に送信し、 前記第２の衛星は、地表面上の観測対象の上空を通過す
   るときは観測データを収集し、前記第１の地上局の可視
   領域を通過するときは前記収集した観測データを前記第
   １の地上局に送信するとともに、前記第２の地上局の可
   視領域を通過するときには前記収集した観測データを前
   記第２の地上局に送信することを特徴とする請求項１記
   載の観測衛星の通信システム。
3. 【請求項３】 前記第２の衛星は、地表面上の観測対象
   の上空を通過するときは観測データを収集し、前記第１
   の地上局の可視領域を通過するときは前記収集した観測
   データを前記第１の地上局に送信するとともに、前記第
   ２の地上局の可視領域を通過するときには前記収集した
   観測データを前記第２の地上局に送信することを特徴と
   する請求項１記載の観測衛星の通信システム。
4. 【請求項４】 前記第２の衛星と前記第１及び第２の地
   上局との間の第２の通信速度を、前記第１の衛星と前記
   第１及び第２の地上局との間の第１の通信速度に比べ
   て、高速化したことを特徴とする請求項１、２又は３記
   載の観測衛星の通信システム。
5. 【請求項５】 前記第２の地上局は、前記受信した観測
   データの中に在る冗長性を除去してデータ圧縮した観測
   データを一時保存することを特徴とする請求項１、２又
   は３記載の観測衛星の通信システム。