JP2001266118A - 天体観測システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、観測形態の多様化を図ったうえ
で、簡便にして、容易に信頼性の高い高精度な観測を実
現し得るようにすることにある。 【解決手段】第１の宇宙航行体１０を静止軌道に配備し
て、第２の宇宙航行体１１を周回軌道に配備し、その第
１の宇宙航行体１０で広域画像データＡを取得して、こ
の広域画像データＡより、地球１２上の概略を把握する
と共に、事象の有無を判定し、その事象を認知した状態
で、事象を認知した領域を選定して、この領域の観測領
域画像データＢを第２の宇宙航行体１１で取得し、この
観測領域画像データＢを用いて事象を観測するように構
成したものである。

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、例えば地球等の
天体の観測領域の画像データを取得して該天体を観測す
る天体観測システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の天体観測システムに
おいては、地球環境を観測するために、高度４００ｋｍ
から１０００ｋｍ程度の回帰若しくは非回帰軌道に人工
衛星を配備して、この人工衛星に塔載した撮像カメラや
合成開口レーダ等の撮像手段により地表や海洋等の画像
データを取得して地球観測を行なう地球観測システムが
知られている。

【０００３】このような地球観測システムは、人工衛星
が軌道を周回して、所望の観測領域に到来すると、その
撮像手段が駆動制御されて観測領域を撮像して、その地
表や海洋等の画像データの取得が行なわれる。

【０００４】また、このような地球観測システムには、
高度３６０００ｋｍの静止軌道に人工衛星を配備して地
球上の広い領域の画像データを取得して地球観測を行う
ものも出現されている。

【０００５】ところが、上記地球観測システムにあって
は、前者の場合、比較的ピンポイントな画像データとな
るために、その地上に発生する事象画像の取得が困難で
あり、後者の場合だと、取得できる画像データの分解能
が低いために、その画像データに基づいて地上に発生す
る事象等の細部の観察が困難であるという問題を有す
る。

【０００６】そこで、最近では、先ず後者のシステムで
取得した広い領域の概略画像データに基づいて観測した
い局所領域を選定して、この選定した局所領域の画像を
前者のシステムで取得することにより、所望の局所領域
の観測を行う方法が採られている。

【０００７】しかしながら、上記方法では、その広範囲
な領域の概略画像データと、特定したい局所領域の画像
データとの相互の画像データ同士の位置合わせ等が困難
であり、観測上の信頼性が劣ると共に、その運用を含む
取扱いが非常に面倒であるという問題を要する。

【０００８】また、これによれば、移動する物体等の観
測が困難で、その観測形態に制約を受けるという問題を
有する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の天体観測システムでは、その運用を含む取扱いが非
常に面倒であると共に、その観測形態に制約を受けると
いう問題を有する。

【００１０】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、構成簡易にして、観測形態の多様化を図り得、且
つ、簡便にして、容易に信頼性の高い高精度な観測を実
現し得るようにした天体観測システムを提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、高度の異な
る天体周囲軌道に配備され、天体の画像を取得する第１
及び第２の宇宙航行体と、高度の高い天体周囲軌道に配
備される第１の宇宙航行体で取得した第１の画像データ
に基づいて事象の有無を判定する事象判定手段と、この
事象判定手段の判定に基づいて観測領域を選定する領域
選定手段と、この領域選定手段で選定した観測領域情報
に基づいて前記第２の宇宙航行体を運用制御して前記観
測領域の第２の画像データを取得する運用制御手段とを
備えて天体観測システムを構成したものである。

【００１２】上記構成によれば、高い高度に配備した第
１の宇宙航行体で、第１の画像データを取得して、この
第１の画像データより、天体上の概略を把握すると共
に、事象の有無を判定し、その事象を認知した状態で、
事象を認知した領域を観測領域として選定して、この観
測領域を、第１の宇宙航行体より高度の低い高度に配備
された第２の宇宙航行体で撮像して第２の画像データを
取得して、狭域の観測が行われる。これにより、天体上
の概略観測から狭域に発生する事象の観測まで実現する
ことが可能となり、高精度な観測を容易に実現すること
が可能となると共に、自然観測から社会事象に至る各種
の観測が可能となり、観測形態の多様化を図ることがで
きる。

【００１３】また、この発明は、さらに、事象判定手段
の事象の発生の判定に応動して事象発生を警告する警告
手段を備えて構成した。これによれば、事象の発生を運
用者に迅速に知らせることができるため、事象の発生を
見落としたりすることがなくなることにより、信頼性の
高い観測に寄与することが可能となる。

【００１４】また、この発明は、第１及び第２の画像デ
ータを記憶するデータベースを備えて構成した。これに
よれば、画像の取得後に、データベースに格納した第１
及び第２の画像データを組み合わせて各種の観測が可能
となり、その観測の多様化に寄与することが可能とな
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。

【００１６】図１は、この発明の一実施の形態に係る天
体観測システムの構成を示すもので、第１及び第２の宇
宙航行体１０，１１には、図示しない撮像部が搭載され
て異なる軌道に配備される。例えば第１及び第２の宇宙
航行体１０，１１は、図２に示すように地球１２の静止
軌道及び周回軌道に配備され、その撮像部（図示せず）
で分解能の異なる地球上の画像データを取得する。

【００１７】このうち第１の宇宙航行体１０は、例えば
地上に配置される第１の追跡管制部１３を介して運用制
御され、その撮像部（図示せず）で図３に示すような地
球上の広域地域の広域画像データＡを取得してその広域
画像データを第１の画像処理部１４に出力する。この第
１の画像処理部１４は、その出力端に第１の記録部１５
が接続され、この第１の記録部１５には、第１の画像処
理部１４で生成した広域画像データが記録される。

【００１８】また、上記第１の画像処理部１４には、第
１の判定処理部１６が接続され、第１の宇宙航行体１０
で取得した広域画像データを画像処理して第１の判定処
理部１６に出力する。この第１の判定処理部１６は、図
４の示すように第１の画像処理部１４より広域画像デー
タが入力されると、該広域画像データの中から雲被覆領
域を検出して、その雲被覆領域をマスク処理し、その
後、ウインドを指定して、その平均・分散値を算出し、
該平均・分散値画像を合わせ込み処理する（ステップＳ
１〜Ｓ５）。そして、この平均・分散値画像を合わせ込
み処理した画像は、データベース１７に格納される地上
基準点データに基づいて精密位置合わせする（ステップ
Ｓ６）。

【００１９】次に、この精密位置合わせを施した画像
は、時間ｔ１と時間ｔ２で取得したものを画像差分抽出
処理を施した後（ステップＳ７）、その雑音の除去処理
を施し（ステップＳ８）、この雑音処理を施した画像と
時間ｔ２の画像を重畳処理して観測領域画像を生成する
（ステップＳ９、Ｓ１０）。

【００２０】そして、上記第１の判定処理部１６には、
第１及び第２の表示装置１８，１９が接続される。この
うち第１の表示装置１８には、上記観測領域画像が第１
の判定処理部１６を介して入力されて該観測領域画像を
表示する。他方、第２の表示装置１９には、第１の宇宙
航行体１０で取得した広域画像データが第１の判定処理
部１６を介して入力され、該広域画像データをリアルタ
イムで表示する。

【００２１】また、第２の表示装置１９には、例えば地
上に配置される運用計画部２０が接続され、その表示画
像に基づいて操作部が操作されて第２の宇宙航行体１１
による観測領域を指定すると、その観測領域情報を生成
して運用計画部２０に出力する。この運用計画部２０に
は、第２の追跡管制部２１が接続され、入力した観測領
域情報に基づいて運用変更情報を生成して第２の追跡管
制部２１に出力する。

【００２２】第２の追跡管制部２１には、運用情報が入
力されおり、上記運用変更情報に基づいて第２の宇宙航
行体１１の運用変更を実行して該第２の宇宙航行体１１
の撮像部（図示せず）で図３に示すような観測領域の観
測領域画像データＢを取得する。この第２の宇宙航行体
１１は、その撮像部（図示せず）で取得した観測領域画
像データを第２の画像処理部２２に出力する。この第２
の画像処理部２２は、その出力端に第２の記録部２３が
接続され、この第２の記録部２３には、第２の画像処理
部２２で生成した観測領域画像データが記録される。

【００２３】また、上記第２の画像処理部２２には、第
２の判定処理部２４が接続される。第２の判定処理部２
４は、例えば上記時間ｔ２における観測領域画像を抽出
して上記第１の表示装置１８に出力する。ここで、第１
の表示装置１８には、運用者が比較検討可能に第１の判
定処理部１６からの観測領域画像及び第２の判定処理部
２４からの観測領域画像データが表示される。

【００２４】上記構成において、第１の宇宙航行体１０
は、図５に示すようにその撮像部（図示せず）で地球１
２の広域画像データＡを取得すると（ステップＳ２
０）、該広域画像データが第１の画像処理部１４を介し
て第１の判定処理部１６に入力される（ステップＳ２
１）。

【００２５】第１の判定処理部１６は、その取得した広
域画像データＡを第２の表示装置１９に出力して表示さ
せる（ステップＳ２２）。同時に、第１の判定処理部１
６は、上述したように広域画像データＡを補正処理して
時間ｔ２における観測領域画像を生成して第１の表示装
置１８に出力して表示させる（ステップＳ２３、Ｓ２
４）。この際、第１の画像処理部１４は、広域画像デー
タＡを第１の記録部１５に格納する。

【００２６】ここで、第１及び第２の表示装置１８，１
９に表示される画像に基づいて運用者は、観測領域を選
定して（ステップＳ２５）、観測領域情報を運用計画部
２０に出力する。すると、運用計画部２０は、観測領域
情報にしたがって運用変更情報を生成して第２の追跡管
制部２１に出力する（ステップＳ２６）。

【００２７】第２の追尾管制部２１は、運用変更情報に
したがって第２の宇宙航行体１１を運用制御して、その
撮像部（図示せず）で所望の観測領域を撮像して観測領
域画像データＢを取得する（ステップＳ２７）。ここ
で、第２の宇宙航行体１１は、取得した観測領域画像デ
ータを第２の画像処理部２２に出力する。第２の画像処
理部２２は、観測領域画像データＢを画像処理して第２
の判定処理部２４に出力する。

【００２８】この第２の判定処理部は、入力した観測領
域画像データＢのうち時間ｔ２における画像データを、
例えば平均・分散処理や雑音除去処理等を施して上記第
１の表示装置に出力し、上記第１の判定処理部を介して
入力される時間ｔ２観測領域画像とともに表示させる
（ステップ２９）。この際、第２の画像処理部２２は、
観測領域画像データを第２の記録部２３に格納する。

【００２９】ここで、運用者は、第１の表示装置１８に
表示される時間ｔ２における観測領域画像及び観測領域
画像データＢを観察することにより、その画像の比較観
測が行われる。

【００３０】また、上記第１及び第２の記録部１５，２
２に記録された第１及び第２の宇宙航行体１０，１１で
取得した広域画像データＡ及び観測領域画像データＢ
は、例えば必要に応じて読み出して観察するように構成
したり、あるいは読み出した画像を組み合わせたり、相
互の画像を融合させて各種の画像を生成して観察するの
に供される。

【００３１】このように、上記天体観測システムは、第
１の宇宙航行体１０を静止軌道に配備して、第２の宇宙
航行体１１を周回軌道に配備し、その第１の宇宙航行体
１０で広域画像データＡを取得して、この広域画像デー
タＡより、地球１２上の概略を把握すると共に、事象の
有無を判定し、その事象を認知した状態で、事象を認知
した領域を選定して、この領域の観測領域画像データＢ
を第２の宇宙航行体１１で取得し、この観測領域画像デ
ータＢを用いて事象を観測するように構成した。

【００３２】これによれば、地球１２上の広域の概略観
測から狭域に発生する事象の観測を有機的に結合した状
態で実現することができることにより、広域から狭域に
至る高精度な観測が容易に実現され、しかも、自然観測
から社会事象に至る各種の観測を実現することができ
る。

【００３３】なお、この発明は、警告手段を備えて、第
１の判定処理部１６で事象を判定した状態、警告手段を
動作制御して事象の発生を運用者に知らせるように構成
しても良い。これによれば、発生した事象が運用者に確
実に把握されることにより、事象の発生の見落としが確
実に防止が図れて、信頼性の高い観測を実現することが
できる。

【００３４】上記警告手段としては、例えば警告音を発
生させるように構成しても良いし、あるいは警告表示を
第１及び第２の表示装置１８，１９や、その他の表示手
段に表示するように構成することが可能である。

【００３５】また、上記実施の形態では、広域画像デー
タから事象を判定して観測領域画像を生成するの時間的
な変化（差分抽出）に基づいて生成するように構成した
場合で説明したが、これに限ることなく、統計量算出手
法や分類、ファイリング等の各種の手法により求めるこ
とが可能であり、いずれの手法においても略同様の効果
が期待される。

【００３６】さらに、上記実施の形態では、静止軌道に
第１の宇宙航行体１０を１台配備して、周回軌道に第２
の宇宙航行体１１を１台配備するように構成した場合で
説明したが、これに限ることなく、静止軌道及び周回軌
道の双方の軌道に複数台ずつ配備するように構成して
も、あるいは一方軌道に複数台配備するように構成して
も良い。

【００３７】また、上記実施の形態では、地球周囲軌道
として、第１の宇宙航行体１０を静止軌道に配備し、第
２の宇宙航行体１１を周回軌道に配備して、それぞれで
分解能の異なる画像データ及び観測領域画像データを取
得するように構成した場合で説明したが、宇宙航行体の
配備軌道としては、これらの軌道に限ることなく、その
他、各種の配備構成が可能である。

【００３８】さらに、上記実施の形態では、第１及び第
２の宇宙航行体１０，１１と地上に配置される第１及び
第２の追跡管制部１３，２１、第１及び第２の画像処理
部１４，２２との間の信号の送受を直接的に行うように
構成した場合で説明したが、これに限ることなく、例え
ば他の中継衛星等を用いて行うように構成することも可
能である。

【００３９】さらに、上記実施の形態では、地球１２の
観測を行なうように構成した場合で説明したが、これに
限ることなく、その他の天体の観測に適用することも可
能で、略同様の効果が期待される。

【００４０】よって、この発明は、上記各実施の形態に
限ることなく、その他、この発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々の変形を実施し得ることは勿論である。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、構成簡易にして、観測形態の多様化を図り得、且
つ、簡便にして、容易に信頼性の高い高精度な観測を実
現し得るようにした天体観測システムを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態に係る天体観測システ
ムの構成を示したブロック図である。

【図２】図１の第１及び第２の宇宙航行体の配備状態を
説明するために示した配置図である。

【図３】図１の広域画像データと観測領域画像データの
関係を説明するために示した図である。

【図４】図１の第１の判定処理部の処理動作を説明する
ために示したフローチャートである。

【図５】図１の観測領域画像データの取得動作を説明す
るために示したフローチャートである。

【符号の説明】

１０ … 第１の宇宙航行体。 １１ … 第２の宇宙航行体。 １２ … 地球。 １３ … 第１の追跡管制部。 １４ … 第１の画像処理部。 １５ … 第１の記録部。 １６ … 第１の判定処理部。 １７ … データベース。 １８ … 第１の表示装置。 １９ … 第２の表示装置。 ２０ … 運用計画部。 ２１ … 第２の追跡管制部。 ２２ … 第２の画像処理部。 ２３ … 第２の記録部。 ２４ … 第２の判定処理部。 Ａ … 広域画像データ。 Ｂ … 観測領域画像データ。 Ｓ１〜Ｓ１０ … ステップ。 Ｓ２０〜Ｓ２９ … ステップ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高度の異なる天体周囲軌道に配備され、
   天体の画像を取得する第１及び第２の宇宙航行体と、 高度の高い天体周囲軌道に配備される第１の宇宙航行体
   で取得した第１の画像データに基づいて事象の有無を判
   定する事象判定手段と、 この事象判定手段の判定に基づいて観測領域を選定する
   領域選定手段と、 この領域選定手段で選定した観測領域情報に基づいて前
   記第２の宇宙航行体を運用制御して前記観測領域の第２
   の画像データを取得する運用制御手段とを具備したこと
   を特徴とする天体観測システム。
2. 【請求項２】 前記第１の宇宙航行体は、リアルタイム
   で第１の画像データを取得することを特徴とする請求項
   １記載の天体観測システム。
3. 【請求項３】 前記事象判定手段は、第１の画像データ
   の時間的変化により事象の有無を判定してなることを特
   徴とする請求項１又は２記載の天体観測システム。
4. 【請求項４】 さらに、前記事象判定手段の事象の発生
   の判定に応動して事象発生を警告する警告手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の天体
   観測システム。
5. 【請求項５】 さらに、前記第１及び第２の画像データ
   を記憶するデータベースを備えたことを特徴とする請求
   項１乃至４のいずれか記載の天体観測システム。
6. 【請求項６】 前記天体は、地球であることを特徴とす
   る請求項１乃至５のいずれか記載の天体観測システム。