JP2003327200A - 観測方向制御計画立案方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 方向制御パラメータテーブルのサイズ及びテ
ーブル作成計算量の削減を図る。 【解決手段】 格子状に分割して地表面を覆った観測格
子点の一つを観測目標地点と指定し、其処に正対して通
過するための衛星軌道パスおよび方向制御パラメータ
｛正対通過時刻，ピッチ角，ロール角｝を求めるため
に、衛星軌道パスから観測格子点に正対通過できる区間
を観測機会とし、その開始点と終了点の方向制御パラメ
ータを観測機会テーブルにして保持しておく。観測機会
テーブルを作成する時にピッチ角とロール角で作られる
方向制御領域の周辺方向に対するサンプル正対地点を計
算し、観測格子点の近傍のサンプル正対地点から観測格
子点に対する観測機会の開始点と終了点を得るようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、観測衛星がその姿
勢を変えることによって地表面上の観測目標地点に対し
て正対した姿勢で通過しながら観測するシステムの観測
計画作成において、観測目標地点を観測格子点の一つで
ある目標格子点で指定し、その目標格子点に対して衛星
が正対した姿勢で通過できる衛星軌道上の区間（＝衛星
軌道パス）を得る方法と、その目標格子点に対して衛星
が正対した姿勢で通過するための方向制御パラメータ
｛正対通過時刻，ピッチ角，ロール角｝を得る方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図３６乃至図３７は、従来の技術に依る
観測方向制御計画立案方法を示す図である。図３６に
は、地球１、地軸１０１、赤道３、衛星が周回する軌道
５、軌道５が赤道面と南から北へ交差する昇交点７が示
されている。静止している仮想的な地表面の上に衛星直
下方向点１０を取り、衛星が昇交点７から一周回する間
の衛星直下方向点１０の動きを衛星直下点軌跡６と呼
び、自転している地表面の上に衛星直下地点１１を取
り、衛星が昇交点７から周回する時に衛星直下地点１１
に描いた軌跡を衛星軌道パス１５と呼ぶ。或る衛星軌道
パス１５のパス開始点８は、先行する衛星軌道パス１５
ｂの終了点である。このように衛星軌道パスは順次継続
して行く。回帰衛星では衛星の長半径などの軌道緒元を
適切に設定して、回帰日数（例：５日間）の最後の衛星
軌道パス１５ｚの終了点が或る衛星軌道パスに回帰し、
以後これを繰り返す。以下の説明では、第１日の最初の
衛星軌道パス１５ｂのパス開始点に回帰し、以後これを
繰り返すとする。

【０００３】以後、地表点の位置を｛緯度，経度｝で表
現するときは、回帰周期の回帰開始時刻９９に地表面を
写し撮った地図の｛緯度，経度｝を用いる。

【０００４】観測格子点６７は、観測位置指定の精度
（例：５０ｋｍ）で決まる角度間隔（例：０．５度）で
経線と緯線を引いた時の交点であり、目標格子点１２は
これらの観測格子点６７のうちの１個として指定され
る。衛星が昇交点７にあった時刻に目標格子点１２ｂに
在った地表点は、地球の自転によって１２ｃまで至る。
他方、衛星は、昇交点７から衛星４の位置まで進んでい
る間に図３７に示すように、ピッチ角７２で指定される
ピッチ回転とロール角７３で指定されるロール回転をし
て、その観測方向９を変えておく。目標格子点１２ｃと
正対方向点２３が一致するように衛星４の時刻とピッチ
角７２およびロール角７３を指定しておくことにより、
衛星４は目標格子点１２ｃに正対して通過しながら観測
をする。図３６で描いた時刻から衛星が進むにつれて、
北半球の高緯度の地点、図３６の裏側の半球の地表点、
南半球の地表点に対して正対して通過する事ができる。

【０００５】第２周目の衛星軌道パス１５の近傍にある
目標格子点１２は、衛星が地球１を一周回（昇交点７か
ら昇交点７まで）している間に、地球の自転に依って目
標格子点緯度１３の上を１２ｂまで回転し、更に、衛星
が第２周目の昇交点７から衛星４まで進んでいる間に、
目標格子点１２ｂは、目標格子点１２ｃまで回転する。
他方、衛星は、昇交点７から衛星４の位置まで進んでい
る間に４の位置での正対方向点が２３になるようにその
観測方向９を変えておき、衛星４は１２ｃに正対して通
過しながら観測する。

【０００６】このようにして、各衛星軌道パスに沿った
帯状の地域は、順次、直下点軌跡６付近に到達し、衛星
は観測目標地点に正対して通過しながら観測する。この
結果、地表面の上の全ての地点を衛星は正対して通過し
ながら観測する。

【０００７】図３８は、衛星が目標格子点１２ｆに正対
して通過するための観測方向制御計画を、目標格子点１
２ｆから見た衛星４の動きの時系列的に示した概念図で
ある。観測方向制御計画は、衛星軌道パス１５、方向制
御パラメータ７０＝｛正対通過時刻７１，ピッチ角７
２，ロール角７３｝、方向制御時刻列８０＝｛ピッチ回
転開始時刻８１，ロール回転開始時刻８２，整定開始時
刻８３，観測開始時刻８４，正対通過時刻７１，観測終
了時刻８６，ピッチ戻し開始時刻８７｝で指定される。

【０００８】まず、衛星軌道５上の衛星４は、４ａで方
向制御待機状態にあり、その観測方向９ａは地球中心を
向いており、この時に観測方向９ａが地表と交わる地表
点、すなわち正対地点２４ａは衛星直下地点１１ａと一
致している。

【０００９】ピッチ回転開始時刻８１に、衛星４ｂは指
定されたピッチ角７２の回転を始める。ピッチ回転軸７
４は、衛星の右翼の方向（衛星進行方向と衛星から地球
中心への方向の双方に直角な方向）であり、その回転方
向は、衛星の機首を揚げるような方向を正、その逆を負
とする。ピッチ角が増すにつれて正対地点２４は衛星直
下地点１１より前方の地表点を指すようになる。ピッチ
角７２の回転に要するピッチ回転時間９０が経過した時
刻にピッチ回転を終わり、衛星４ｃの観測方向９ｃは、
衛星直下地点１１ｃより前方の正対地点２４ｃを指して
いる。

【００１０】衛星４ｃの時刻は、ロール回転開始時刻８
２でもあり、指定されたロール角７３の回転を始める。
このロール回転軸７５は、衛星進行方向にある機体座標
軸であり、その回転方向は、衛星の左翼を揚げるような
方向を正、その逆を負とする。ロール角７３が正方向に
増すにつれて、正対地点は衛星直下地点１１より左方に
離れた地表点を指すようになる。ロール角７３の回転に
要するロール回転時間９１が経過した時刻にロール回転
を終わり、衛星４ｄの観測方向９ｄは、この例では衛星
直下地点１１ｄより左前方の正対地点２４ｄを指してい
る。

【００１１】衛星４ｄの時刻は整定開始時刻８３でもあ
り、整定時間９２の間に擾乱を鎮め、衛星４ｅに至る。

【００１２】衛星４ｅの時点で方向制御を完了し、以
後、観測領域９７の観測を終了するまで方向制御はしな
い。衛星４ｅの時刻は、観測開始時刻８４でもあり、こ
の時点で観測領域９７の観測を開始する。

【００１３】観測前方保護時間９３が経過した正対通過
時刻７１の時刻で衛星４ｆに至る。衛星４ｆの観測方向
９ｆの正対地点２４ｆは、目標格子点１２ｆを指してお
り（そうなるように正対通過時刻、ピッチ角およびロー
ル角を選択している）、衛星は目標格子点１２ｆに正対
して通過しながら観測する。正対通過時刻７１から観測
後方保護時間９４が経過した観測終了時刻８６に衛星４
ｇは、観測領域９７の観測を終了する。以後、ロール戻
し時間９５、ピッチ戻し時間９６を経由して待機状態復
帰時刻８８のに衛星４ｊの位置で方向制御待機状態７９
に戻る。

【００１４】観測格子点６７のうちの一個を目標格子点
１２ｆとして指定し、其処に正対して通過しながら観測
する計画を立てるには、前述のように、衛星軌道パス１
５、方向制御パラメータ７０、方向制御時刻列８０を決
定する必要がある。

【００１５】図３９は、従来の技術に依る観測方向制御
計画立案方式で用いる方向制御パラメータテーブル７８
の例を示した図である。従来の技術に依る観測方向制御
計画立案方式では、地表面を緯度と経度に沿って格子状
に分割した観測格子点６７の全てに対して、其処に正対
して通過しながら観測する為のパス番号１７、方向制御
パラメータ７０＝｛正対通過時刻７１，ピッチ角７２，
ロール角７３｝を前もって計算して、図３９のように両
者を対応させた方向制御パラメータテーブル７８を作成
しておく。

【００１６】目標格子点１２ｆ｛目標格子点緯度１３
ｆ，目標格子点経度１４ｆ｝が指定されると、方向制御
パラメータテーブル７８内の対応する箇所から、パス番
号１７ｆ、方向制御パラメータ７０ｆ｛正対通過時刻、
ピッチ角、ロール角｝抽出する。別途指定の衛星の方向
制御性能（例：ピッチ回転のためのトルク、あるいはト
ルク／慣性モーメントで得られる角加速度）に依り方向
制御所要時間を計算して正対通過時刻７１の前後に方向
制御時刻を配置し、方向制御時刻列８０ｆ｛ピッチ回転
開始時刻８１，・・・，正対通過時刻７１，・・・，ピ
ッチ戻し開始時刻８７｝を得る。それに基づいて観測計
画の中の方向制御の計画を立てる。

【００１７】なお、図３９には、説明の都合で方向制御
時刻列８０ｆの一部をも表の中に持っている。衛星の方
向制御性能が与えられており、前記のピッチ角とロール
角を回転するに必要な時間を計算できる事、擾乱を鎮め
るための整定時間９２が一定値の２０秒間、および、観
測目標地点を通過する前に１０秒間の観測前方保護時間
９３を差し挟む事を前提とした方向制御時刻列８０の一
部を記している。

【００１８】例えば、観測目標地点が目標格子点１２ｆ
｛目標格子点緯度１３ｆ，目標格子点経度１４ｆ｝＝
｛４１度，１４１度｝と指定されると、方向制御パラメ
ータテーブル７８から、パス番号１７ｆ＝＃６０、正対
通過が可能な期間＝回帰期間の第４日の６４，０５６秒
（＝１７時４７分３６秒）から８５秒の間である事が読
みとれる。

【００１９】正対通過時刻７１をこの間の或る時点、例
えば６４，０５６＋４２秒にする為には、衛星はその姿
勢をピッチ角７２＝０．３度、ロール角７３＝２７.９
度だけ回転する必要があり、方向制御時系列８０は｛正
対通過時刻の５９秒前にピッチ回転を開始、５６秒前に
ロール回転を開始、３０秒前に擾乱を鎮めるための整定
開始、１０秒前に観測開始、所定の正対通過時刻６４，
０５６＋４２秒に目標格子点１２ｆに対して正対通過し
ながら観測、・・・｝である事が読みとれる。

【００２０】目標格子点１２ｆが指定された時、此処に
正対通過できる衛星軌道パス１５は上記の例の＃６０以
外にもある（図３９では省略）。これらの中から適切な
衛星軌道パス１５を選択し、観測目標地点に正対して通
過しながら観測する計画を立てていた。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術に依る観測
方向制御計画立案方法には、次の２つの課題がある。第
一に、方向制御計画を立てる為に必要な方向制御パラメ
ータテーブルのサイズが大きくなり、作成、維持管理が
困難になってしまっていた。

【００２２】第二に、方向制御の指定精度を高めようと
すると方向制御パラメータテーブルのサイズは更に増大
し、作成、維持管理が困難が増していた。

【００２３】ところで、観測方向制御計画立案に係る方
向制御パラメータテーブルのサイズと計算量は、テーブ
ル化して保持する必要のある下記項目に依存する。 ・ 観測目標地点の分離精度（即ち、観測格子点の数） ・ 隣接する衛星軌道パスの間隔（即ち、衛星軌道パス
の数） ・ 正対通過可能期間内での正対通過時刻指定精度 ・ 観測方向｛ピッチ角，ロール角｝の指定精度。

【００２４】例えば、観測幅を５０ｋｍ、観測格子点６
７の間隔を観測幅の半分として２５ｋｍとすると、緯度
方向と経度方向の何れもおよそ０．２５度の間隔で分
割、すなわち経度方向に３６０÷０．２５≒１４００分
割、緯度方向に１８０÷０．２５≒７００分割して、観
測格子点６７はおよそ１０**6点となる。また、一つの
観測格子点６７に対して一つの衛星軌道パス１５の上で
正対通過が可能な期間は約１００秒間である。衛星の対
地速度が１０ｋｍ／ｓ弱であり、凡そ１０ｋｍの精度で
観測方向制御計画をたてるためには、１秒間隔で方向制
御パラメータ７０を計算し保持する必要がある。すなわ
ち、正対通過期間内の正対通過時刻が１００点在る。ま
た、一つの目標格子点１２に対して正対して通過しなが
ら観測できる衛星軌道パス１５は４〜６個在る。

【００２５】これらより、方向制御パラメータテーブル
７８は、およそ５００×１０**6件の方向制御パラメー
タ７０を保持する事になる。１件の方向制御パラメータ
７０を１００バイトで構成するとして、方向制御パラメ
ータテーブル７８のサイズは、５０*１０**9バイトにな
る。１件の方向制御パラメータ７０を得る為に、ピッチ
角７２は例えば±２５度の間を１．５度間隔（地表面で
凡そ１０ｋｍに相当）、ロール角７３は±５０度の間を
１．５度間隔で変えて正対する方向を探すとすると、そ
の計算量は約２０００回、従って、全計算量は凡そ１０
**12回となる。これらの所要メモリサイズ、計算量は膨
大であり、方向制御パラメータテーブル７８を前述のよ
うな精度で作成、維持管理が困難である。

【００２６】観測目標地点の分離精度が更に１／２、１
／４と細かくして、それに応じて正対通過時刻指定精度
も同様に細かくすると、方向制御パラメータテーブル７
８の大きさは８倍、６４倍と増大し、作成、維持管理が
困難が更に増す。

【００２７】本発明は以上のような問題を解決するため
になされたものであり、その目的は、方向制御パラメー
タテーブルのサイズを小さくし、かつテーブル作成の計
算量を少なくすることのできる観測方向制御計画立案方
法を提供することにある。

【００２８】また、方向制御の指定精度を高めるときの
方向制御パラメータテーブルサイズの増加と計算量の増
加を抑制することのできる観測方向制御計画立案方法を
提供することにある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するために、本発明に係る観測方向制御計画立案方法
は、観測衛星がその姿勢を変えることによって地表面上
の観測目標地点に対して正対した姿勢で通過しながら観
測するシステムにおける観測方向制御計画立案方法にお
いて、観測衛星の回帰軌道のうち赤道面を南から北に向
けて通過する点から始まって地球を一周する区間を衛星
軌道パスとし、観測衛星が衛星軌道パス上を進行中に、
地表面を格子状に分割して形成した観測格子点それぞれ
に正対して通過できる期間を当該観測格子点の観測機会
とすると、観測目標地点として目標格子点が観測格子点
の中から選択指定されたときに、その指定された目標格
子点に正対して通過できる衛星軌道パスのパス番号と観
測機会とを、各観測格子点に対して正対通過できる衛星
軌道パスのパス番号とその観測機会とを対応付けした観
測機会情報を保持する観測機会テーブルから抽出する観
測機会抽出ステップと、前記観測機会抽出ステップが抽
出した各観測機会に対して、観測機会を時分割したとき
の各時点を示す正対通過時刻、各正対通過時刻において
観測格子点に正対するための観測衛星のピッチ角及びロ
ール角を含む方向制御パラメータを求める方向制御パラ
メータ取得ステップと、前記方向制御パラメータ及び観
測衛星の方向制御性能パラメータに基づいて観測衛星を
方向制御するための観測方向制御時系列データを算出す
る観測方向制御データ生成ステップとを含み、指定され
た観測目標地点に対する観測計画を立案する。

【００３０】すなわち、この発明においては、後述の実
施の形態１において詳述するが、格子状に分割して地表
面を覆った観測格子点の一つを観測目標地点と指定する
ときに、其処に正対して通過するためのパス番号および
方向制御パラメータ｛正対通過時刻，ピッチ角，ロール
角｝を求めるために、衛星軌道パス毎観測格子点毎に、
正対通過可能な区間の時々刻々に正対通過するための方
向制御パラメータを保持しておくのではなく、衛星が前
方に在る地表点に正対するように姿勢を変えておいて観
測格子点に正対し始める時点の方向制御パラメータ（＝
観測機会開始点）と、逆に衛星が後方に在る地表点に正
対するように姿勢を変えておいて観測格子点に正対し終
わる時点の方向制御パラメータ（＝観測機会終了点）と
で構成する観測機会｛観測機会開始点，観測機会終了
点｝を観測格子点毎に前以て計算して、観測機会テーブ
ル｛観測格子点：｛パス番号，観測機会｝｝として保持
しておき、観測目標地点となる目標格子点が指定される
と、その目標格子点に対する｛パス番号，観測機会｝を
観測機会テーブルから引き出し、各衛星軌道パスの観測
機会開始点と観測機会終了点の間の途中時点において該
目標格子点に正対した姿勢で通過するための方向制御パ
ラメータ｛正対通過時刻，ピッチ角，ロール角｝を、観
測機会開始点と観測機会終了点から内挿に依って得るよ
うにした。

【００３１】また、各衛星軌道パスにおいて一定間隔で
進めるサンプル時刻毎に、観測方向制御領域の周辺のサ
ンプル方向で、サンプル時刻及びサンプル方向で表され
るサンプル開始点を指定し、そのサンプル開始点が正対
するサンプル正対地点を計算し、そのサンプル開始点と
サンプル正対地点との組を要素とするサンプル開始点テ
ーブルを生成するサンプル開始点テーブル生成ステップ
と、各衛星軌道パスにおいて一定間隔で進めるサンプル
時刻毎に、観測方向制御領域内周辺の予め決められたサ
ンプル方向で、サンプル時刻及びサンプル方向で表され
るサンプル終了点を指定し、そのサンプル終了点が正対
するサンプル正対地点を計算し、そのサンプル終了点と
サンプル正対地点との組を要素とするサンプル終了点テ
ーブルを生成するサンプル終了点テーブル生成ステップ
と、前記サンプル開始点テーブルに対してサンプル正対
地点からサンプル開始点を求めるように参照することに
よって観測格子点に対する衛星軌道パスと観測機会開始
点を求める観測機会開始点取得ステップと、前記サンプ
ル終了点テーブルに対してサンプル正対地点からサンプ
ル終了点を求めるように参照することによって観測格子
点に対する衛星軌道パスと観測機会終了点を求める観測
機会終了点取得ステップと、観測格子点に対して、衛星
軌道パスのパス番号と前記観測機会開始点と前記観測機
会終了点とにより表される観測機会とを対応付けした観
測機会情報を保持する観測機会テーブルを生成する観測
機会テーブル生成ステップとを含むようにした。

【００３２】すなわち、この発明においては、後述の実
施の形態２において詳述するが、観測機会テーブル｛観
測格子点：｛パス番号，観測機会｝｝を前以て作成する
時に、観測格子点｛観測格子点緯度，観測格子点経度｝
を指定して、其処に正対通過するための衛星軌道パスと
方向制御パラメータ｛正対通過時刻，ピッチ角，ロール
角｝を計算する逆方向の計算は煩雑であるので、この計
算方法を採らずに、衛星軌道パスと方向制御パラメータ
｛正対通過時刻，ピッチ角，ロール角｝から正対地点を
求める素直な計算方法（順方向計算と呼ぶ）を用いて、
観測機会開始点と観測機会終了点は、ピッチ角とロール
角で作られる方向制御領域の４個の周辺方向（即ち、ピ
ッチ角あるいはロール角の一方をその最大値あるいは最
小値に固定し、他方をその最大値と最小値の間で変化さ
せて得られる方向）だけで得られること、および、衛星
軌道パスの北上区間と南下区間では、観測機会開始点と
観測機会終了点となる周辺方向が確定することに注目し
て、衛星軌道パス毎にそれを一定間隔で分割した各サン
プル時刻毎に、方向制御領域の周辺部のうち観測機会開
始点が得られる周辺部でピッチ角あるいはロール角の一
方を一定間隔で変更したサンプル方向を指定する。即
ち、サンプル開始点｛サンプル時刻，サンプル方向｝を
指定し、サンプル開始点が正対するサンプル正対地点
｛緯度，経度｝を前述の順方向計算で計算し、｛サンプ
ル開始点：サンプル正対地点｝を要素とするサンプル開
始点テーブルを衛星軌道パス毎に作成する。同様に、方
向制御領域の周辺部でサンプル終了点｛サンプル時刻，
サンプル方向｝を指定し、サンプル正対地点｛緯度，経
度｝を順方向計算で計算して｛サンプル終了点：サンプ
ル正対地点｝を要素とするサンプル終了点テーブルを衛
星軌道パス毎に作成し、衛星軌道パス毎のサンプル開始
点テーブルを逆に参照して、即ち、サンプル正対地点か
らサンプル開始点を求めるように参照して、観測格子点
に対する観測機会開始点を求める。同様に、衛星軌道パ
ス毎のサンプル終了点テーブルを逆に参照して、観測格
子点に対する観測機会終了点を求め、｛観測機会開始
点，観測機会終了点｝で観測機会を構成して、観測格子
点に対して衛星軌道パスと観測機会を対応させる観測機
会テーブル｛観測格子点：｛パス番号，観測機会｝｝を
作成して保持するようにした。

【００３３】また、観測格子点緯度に対して観測機会が
存在する経度の区間を正対可能経度区間とし、前記観測
機会テーブル生成ステップは、前記衛星軌道パスのうち
いずれか一つを参照パスとし、その参照パスの正対可能
経度区間に対してのみ観測格子点と観測機会とを対応付
けした観測機会情報によって前記観測機会テーブルを生
成して保持し、参照パス以外の衛星軌道パスに対応する
観測機会情報は、前記観測機会テーブルに保持された観
測機会情報を衛星軌道パスに関する情報によって換算し
て得るようにした。

【００３４】すなわち、この発明においては、後述の実
施の形態３において詳述するが、回帰期間内の全ての衛
星軌道パスに対して個別の観測機会テーブルを保持し
て、これに依り衛星軌道パス上の衛星と正対地点の動き
を記述しておいて、この正対地点に対する観測計画をた
てる代わりに、或る一個の衛星軌道パスを参照パスと
し、参照パスだけに限り、且つ各観測格子点緯度に対し
て観測機会が存在する正対可能経度区間だけに限って、
｛観測格子点：観測機会｝で構成する参照観測機会テー
ブルを保持し、参照パス上から正対して通過できる観測
格子点の参照パスの開始点から正対通過時刻までの動き
（格子点アンカー時系列）と、衛星の動き（衛星アンカ
ー時系列）とを参照観測機会テーブルに依って構成する
手段を持つようにし、或る衛星軌道パスから正対通過で
きる目標格子点の回帰周期の開始時刻から正対通過時刻
までの期間を、該衛星軌道パスのパス開始時刻までの期
間と、これに後続するパス開始時刻から正対通過時刻迄
の期間に分割し、前者の期間の目標格子点と衛星の動き
（これを格子点周回時系列、衛星周回時系列と呼ぶ）
は、地球の自転に依る目標格子点の移動と衛星の周回に
依る移動とで記述する手段と、後者の期間の目標格子点
と衛星の動き（即ち、格子点アンカー時系列と衛星アン
カー時系列）は、参照パスの格子点アンカー時系列と衛
星アンカー時系列を該衛星軌道パスの｛パス開始時刻，
パス開始経度｝で換算する手段を持つようにした。これ
らに依って、衛星軌道パス上の衛星と正対地点の動きを
計算して、この正対地点に対する観測計画をたてるよう
にした。

【００３５】また、観測目標地点として目標格子点が指
定しされた時に、前記観測機会テーブル内の目標格子点
緯度の正対可能経度区間に、各衛星軌道パスと参照パス
のパス開始点経度の差分を加えて、各衛星軌道パスの正
対可能経度区間を生成するステップと、この正対可能経
度区間の中に、目標格子点経度を含んでいる衛星軌道パ
スを抽出するステップと、この正対可能経度区間の中の
観測格子点経度が、目標格子点経度に等しい観測機会を
抽出するステップと、この観測機会の中の観測機会開始
点の正対通過時刻と観測機会終了点の正対通過時刻を、
衛星軌道パスのパス開始時刻と参照パスのパス開始時刻
の差分をを加えて換算するステップとを含み、これらに
依って、指定された観測目標地点に正対通過しながら観
測できる全ての衛星軌道パスと観測方向制御パラメータ
を求めるようにした。

【００３６】すなわち、この発明においては、後述の実
施の形態４において詳述するが、観測目標地点を目標格
子点｛目標格子点緯度，目標格子点経度｝によって指定
し、参照観測機会テーブル内の目標格子点緯度に対する
正対可能経度区間を全ての衛星軌道パスの正対可能経度
区間に展開し、この正対可能経度区間の中に目標格子点
経度を含んでいる衛星軌道パスを観測目標地点に正対し
て通過しながら観測できる衛星軌道パス（複数個）とし
て抽出し、この衛星軌道パスの正対可能経度区間の観測
機会テーブル要素｛観測格子点：｛パス番号，観測機
会｝｝の中から目標格子点経度の観測機会を抽出する。
この観測機会の時刻（観測機会開始点の時刻と観測機会
終了点の時刻）を、衛星軌道パスのパス開始点時刻で換
算し、この換算した観測機会、即ち、観測機会開始点
｛正対通過時刻，ピッチ角，ロール角｝と観測機会終了
点によって該衛星軌道パスの正対可能区間の任意の時点
における観測方向制御パラメータ｛正対通過時刻，ピッ
チ角，ロール角｝を計算し、指定された観測目標地点に
対する観測計画をたてるようにした。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
好適な実施の形態について説明する。

【００３８】実施の形態１．図１乃至図１０は、本発明
に係る観測方向制御計画立案方法の実施の形態１を説明
する図である。図３には、地球１、衛星の軌道５、衛星
４、衛星直下点軌跡６、衛星軌道パス１５、目標格子点
１２、方向制御領域４７、観測機会２８、正対可能経度
区間２０などが示されている。また、図４及び図５は、
本実施の形態における観測方向制御計画立案方法におい
て観測方向制御計画を観測計画に埋め込む処理を示した
フローチャートであり、図６は、観測機会テーブルの構
成例を示した図であり、図７乃至図１０は、観測機会か
ら方向制御パラメータの計算手法を示した図である。ま
ず、これらの図を用いて観測機会について説明する。

【００３９】図１乃至図３において、衛星軌道０５に対
して静止している仮想的な地表面の上に衛星直下方向点
１０を取り、衛星が昇交点７から一周回する間の衛星直
下方向点１０の動きを衛星直下点軌跡６と呼び、自転し
ている地表面の上に衛星直下地点１１を取り、衛星が昇
交点７から周回する時に衛星直下地点１１が描いた軌跡
を衛星軌道パス１５と呼ぶ。ある衛星軌道パス１５ｂの
パス開始点８は、先行する衛星軌道パス１５の終了点で
ある。このように衛星軌道パスは順次継続して行く。回
帰衛星では、衛星の長半径などの軌道緒元を適切に設定
し、回帰日数（例：５日間）の最後の衛星軌道パス１５
ｚの終点は或る衛星軌道パスに還って来る。以下の説明
では、簡単化の為に、第１日の最初の衛星軌道パス１５
のパス開始点に回帰し、以後、これを繰り返すとする。

【００４０】地表点の位置を｛緯度，経度｝で表現する
ときは、回帰周期の回帰開始時刻９９に地表面を写し撮
った地図の｛緯度，経度｝を用い、第１日目の最初の衛
星軌道パス１５のパス開始点のパス開始時刻１０９とパ
ス開始経度１１０は、各々回帰開始時刻９９と昇交点７
の直下点２２の経度に合わせておく。観測格子点６７
は、観測位置指定の精度（例：５０ｋｍ）で決まる角度
間隔（例：０．５度）で経線と緯線を引いた時の交点で
ある。観測目標地点は、これらの観測格子点６７のうち
の１個（目標格子点１２）として指定する。

【００４１】図１乃至図３において、４７はピッチ角７
２とロール角７３で決まる方向制御領域とし、４９はピ
ッチ角座標（衛星の機首を揚げる方向を正とする）、５
０はロール角座標（衛星の左翼を揚げる方向を正とす
る）とする。ピッチ角７２とロール角７３の各々を最小
値から最大値まで変えて得られる観測方向９の領域を正
対可能方向領域１９と呼ぶ。衛星軌道０５の上の衛星４
からは、この正対可能方向領域１９内にある地表点に対
して正対通過可能すなわち観測可能となる。衛星４が衛
星軌道０５の上を進行する事に対応して、正対可能方向
領域１９は衛星直下点軌跡６に沿って移動し、衛星軌道
０５に対して静止している仮想的な地表面の上で帯状の
方向領域を作る。衛星４から正対通過が可能な領域を自
転している地表面の上に取り、正対可能地点領域１８と
呼ぶ。正対可能地点領域１８は衛星直下地点１１を中心
とする概ね長方形（球面上に描かれるために少し変形す
る）の領域であり、衛星４が衛星軌道０５の上を進行す
る事に対応して、正対可能地点領域１８は衛星軌道パス
１５に沿って移動し、自転している地表面の上に帯状の
地点領域を作る。

【００４２】目標格子点１２に正対通過するように方向
制御する為の３個のパラメータ｛正対通過時刻７１，ピ
ッチ角７２，ロール角７３｝、すなわち、方向制御パラ
メータ７０をこの方向制御領域４７に描いた軌跡を観測
機会２８と呼ぶ。方向制御パラメータ７０の第１のパラ
メータである正対通過時刻７１は、方向制御領域４７の
上に直接には表現されないが、後述のように正対通過時
刻７１は方向制御領域４７に描いた観測機会２８に沿っ
て、ほぼ等間隔で経過する。

【００４３】図１において、時刻が回帰開始時刻９９か
ら正対通過時刻７１ｈまで経過する間に、目標格子点１
２ａに在った地表点は地球の自転によって１２ｈまで至
り、他方、衛星は、昇交点７から衛星４ｈの位置まで進
む間にピッチ角を最大にしてできるだけ前方の地表点に
正対できるようにしておき、ロール角を或る値にして観
測方向を９ｈの方向にしておき、正対通過時刻７１ｈに
おいて衛星４ｈは目標格子点１２ｈに正対して通過す
る。この衛星軌道パス１５上でこの時点以前では、目標
格子点１２ａに正対できない。従って、この方向制御パ
ラメータ７０｛正対通過時刻、ピッチ角、ロール角｝を
方向制御領域４７の上に描いた点２９を観測機会開始点
と呼ぶ。

【００４４】図２において、時刻が回帰開始時刻９９か
ら正対通過時刻７１ｊまで経過する間に、目標格子点１
２ａに在った地表点は地球の自転によって１２ｊまで至
り、他方、衛星は、昇交点７から衛星４ｊの位置まで進
む間にピッチ角＝０度とし、ロール角を或る値にして観
測方向を９ｊの方向にしておき、正対通過時刻７１ｊに
おいて衛星４ｊは目標格子点１２ｊに正対して通過す
る。この方向制御パラメータ７０を方向制御領域４７の
上に描いた点３０を観測機会中間点と呼ぶ。

【００４５】図３において、時刻が回帰開始時刻９９か
ら正対通過時刻７１ｋまで経過する間に、目標格子点１
２ａに在った地表点は地球の自転によって１２ｋまで至
り、他方、衛星は、昇交点７から衛星４ｋの位置まで進
む間にピッチ角を最小（負の方向に最大）にしてできる
だけ後方の地表点に正対できるようにしておき、ロール
角を或る値にして観測方向を９ｋの方向にしておき、正
対通過時刻７１ｋにおいて衛星４ｋは目標格子点１２ｋ
に正対して通過する。この衛星軌道パス１５上でこの時
点以後では目標格子点１２ａに正対できない。従って、
この方向制御パラメータ７０を方向制御領域４７の上に
描いた点３１を、観測機会終了点と呼ぶ。

【００４６】正対通過時刻７１ｈから７１ｋの間の正対
通過時刻７１ｘに対しては、時刻が回帰開始時刻９９か
ら正対通過時刻７１ｘまで経過する間に、目標格子点１
２ａに在った地表点は地球の自転によって１２ｈから１
２ｋの間の或る地点１２ｘまで至り、他方、衛星は、方
向制御領域４７に描いた観測機会２８の上の或る点で決
まる方向制御パラメータ７０ｘ｛正対通過時刻７１ｘ、
ピッチ角７２ｘ、ロール角７３ｘ｝の｛ピッチ角７２
ｘ、ロール角７３ｘ｝に従って方向制御して或る観測方
向９ｘの方向にしておき、正対通過時刻７１ｘにおい
て、４ｊから４ｋの間の或る位置で衛星４ｘは目標格子
点１２ｘに正対して通過する。目標格子点１２ａに対す
る正対通過時刻７１ｈから７１ｋの間の任意の正対通過
時刻７１ｘの方向制御パラメータ７０ｘは目標格子点１
２ａの観測機会２８の上に在る。

【００４７】このように、観測機会２８は、或る衛星軌
道パスの上で一つの目標格子点１２に正対通過している
衛星の方向制御パラメータ７０｛正対通過時刻，ピッチ
角，ロール角｝を、観測機会開始点２９から観測機会終
了点３１の限られた区間で、ピッチ角とロール角で作る
方向制御領域４７に描いた図であり、次のような特徴が
ある。 ・ 目標格子点１２に正対通過する方向制御パラメータ
７０の正対通過時刻７１を一定間隔で変えて方向制御領
域４７の上に描くと、観測機会開始点２９から観測機会
終了点３１までの間にほぼ一定間隔で並ぶ。即ち、方向
制御パラメータ７０の第１のパラメータである正対通過
時刻７１は、観測機会２８の上でほぼ等間隔に経過す
る。 ・ 観測機会２８の上で、正対通過時刻：ピッチ角の関
係は、直線で近似される。 ・ 観測機会２８の上で、正対通過時刻：ロール角の関
係は、直線で近似される。

【００４８】これらの特徴は、観測機会２８が或る一組
の｛衛星軌道パス、目標格子点｝だけに対応している、
衛星軌道パスあるいは目標格子点が異なればそれに応じ
て｛観測機会開始点、観測機会終了点｝も異なる、更
に、観測機会開始点２９から観測機会終了点３１までの
局所的な期間（約９０秒）の記述に限られている、等に
依っている。より正確には観測機会開始点２９と観測機
会終了点３１および両者の中間の１／３，２／３の２点
の４点に基づく近似のほうが良い。しかし、以下では説
明を簡単にするため、観測機会開始点２９と観測機会終
了点３１に依る直線近似で記述する。

【００４９】図４及び図５は、この発明の実施の形態１
における観測方向制御方式により、観測機会テーブル２
７を作成する処理過程と、目標格子点１２を指定されて
其処に正対通過するためのパス番号１７、方向制御パラ
メータ７０及び方向制御時系列８０を得て、観測計画に
埋め込む処理過程と、処理過程で用いる入出力データを
示している。

【００５０】まず、準備処理３１０は、観測システムの
パラメータ３００の中の衛星の軌道パラメータと方向制
御性能パラメータ３０２を用いて地表面上の全ての観測
格子点６７に対して、其処に正対通過する｛衛星軌道パ
ス１５、観測機会２８｝を計算して観測機会テーブル２
７を作成する。その詳細な方法は実施の形態２で示す。

【００５１】観測機会テーブル２７は図６に示すよう
に、｛観測格子点：｛パス番号，観測機会｝｝を要素と
し、観測格子点６７を指定して｛パス番号，観測機会｝
を引き出す構成にする。観測機会の抽出処理３１１は、
観測目標地点に関するデータ３０１の中で指定された目
標格子点１２を引数にして観測機会テーブル２７を参照
し、其処に正対通過できる全ての｛パス番号，観測機
会｝を抽出する。

【００５２】観測機会の選択処理３１２は、観測機会の
抽出処理３１１で抽出した候補｛パス番号，観測機会｝
の中から、或る選択規則に従って一つを選択して採用
｛パス番号，観測機会｝とする。実施の形態１では、例
示のための選択規則として、 ・ 衛星軌道パスの選択規則・・・・・できるだけ早い
機会、即ち、計画以後で最初に利用できる衛星軌道パス
を選択、 ・ 観測機会内の時刻の選択規則・・・ピッチ角＝０
度、即ち、方向制御に要する時間を短くする事を目的に
した場合、を採用する。

【００５３】方向制御パラメータの計算処理３１３は、
採用｛パス番号，観測機会｝の観測機会２８の｛観測機
会開始点２９，観測機会終了点３１｝を用いて、この間
でピッチ角＝０度（例示のための選択規則）となる正対
通過時刻７１、ロール角７３を計算して、方向制御パラ
メータ７０＝｛正対通過時刻７１，ピッチ角７２，ロー
ル角７３｝を得る。

【００５４】方向制御時系列の計算処理３１４では、ロ
ール回転トルクと衛星の慣性モーメントで決まるロール
角加速度などの衛星の方向制御性能パラメータ３０２を
参照して、ピッチ回転時間、ロール回転時間，整定時間
などを計算する。目標格子点１２に正対通過する時刻の
前後に所定の時間（観測前方保護時間９３、観測後方保
護時間９４）を確保して観測期間とする。正対通過時刻
７１を原点にして、それに先行する観測開始時刻８４、
整定開始時刻８３、ロール回転開始時刻８２、ピッチ回
転開始時刻８１および、正対通過時刻７１に後続の観測
終了時刻８６，ピッチ戻し開始時刻８７を配置して、目
標格子点１２に正対通過時刻７１で正対通過する為の方
向制御時系列８０＝｛ピッチ回転開始時刻８１，ロール
回転開始時刻８２，整定開始時刻８３，観測開始時刻８
４，正対通過時刻７１，観測終了時刻８６，ピッチ戻し
開始時刻８７｝を作成する。

【００５５】観測計画作成処理３１５では、衛星が目標
格子点１２に正対して通過するための観測計画の一部で
ある衛星軌道パス１５、方向制御パラメータ７０、およ
び方向制御時系列８０を埋め込む。

【００５６】図６において、２７は観測機会テーブルの
実施例であり、目標格子点１２ｙが与えられた時に、其
処に正対通過するパス番号１７ｙと観測機会開始点２９
ｙおよび観測機会終了点３１ｙを抽出する為に用いる。

【００５７】観測機会テーブル２７の構成は、次の通り
とする。 ・ 一つの観測格子点６７にはパス番号１７が異なる複
数個の｛パス番号１７，観測機会２８｝が対応する。 ・ 観測格子点６７は｛観測格子点緯度６８，観測格子
点経度６９｝で構成する。 ・ パス番号１７は観測格子点６７に正対通過可能な衛
星軌道パス１５の番号である。 ・ 観測機会２８は図１の観測機会開始点２９と観測機
会終了点３１で構成する。 ・ 観測機会開始点２９はパス番号１７の衛星軌道パス
の上で最初に観測格子点６７に正対する為の方向制御パ
ラメータ７０で構成する。 ・ 観測機会終了点３１はパス番号１７の衛星軌道パス
の上で最後に観測格子点６７に正対する為の方向制御パ
ラメータ７０で構成する。 ・ 方向制御パラメータ７０は｛正対通過時刻，ピッチ
角，ロール角｝で構成する。

【００５８】図３において、衛星が衛星軌道パス１５ｂ
の衛星直下地点１１ｃの上空に至った時の｛ピッチ角，
ロール角｝は、方向制御領域４７の範囲内であればどの
方向点でもよい。この事に対応して１１ｃの上空から正
対できる地表点は、正対可能領域１８ｃのように拡が
る。衛星が衛星直下地点１１ｃの上空から１１ｄの上空
まで進むにつれて正対可能領域は１８ｃから１８ｄまで
移る。観測格子点緯度６８に対して、衛星直下地点１１
ｃをできるだけ早い時点に採り、且つ観測格子点緯度６
８上の或る地表点（その経度を正対地点経度２６ｅとす
る）を正対可能領域１８ｃが含むようにし、他方 衛星
直下地点１１ｄをできるだけ遅い時点に採り、且つ観測
格子点緯度６８上の或る地表点（その経度を正対地点経
度２６ｗとする）を正対可能領域１８ｄが含むようにす
ると、観測格子点緯度６８上の２６ｗから２６ｅの経度
の区間だけは衛星軌道パス１５ｂから正対通過できる
が、その西側と東側は、衛星軌道パス１５ｂから正対通
過できない。観測格子点緯度６８上のこの経度区間を正
対可能経度区間２０と呼ぶ。

【００５９】正対可能経度区間２０は観測格子点緯度６
８の上で衛星軌道パス１５ｂに沿って移動する正対可能
領域１８に依って覆われる地表点の経度区間である。観
測格子点緯度６８が低緯度から中緯度では、一つの衛星
軌道パス１５の正対可能経度区間２０は北上中と南下中
に各々１個ずつ合計２個在り、高緯度では１個に縮退す
る。

【００６０】図６の観測機会テーブル２７を構成する時
には、或る観測格子点緯度６８の正対可能経度区間２０
ｎ（北上中），２０ｓ（南下中）に対してのみ｛パス番
号１７，観測機会２８｝を保持する。その他の経度区間
には、正対通過可能な時点が無いので観測機会テーブル
２７の此の部分は空とする。

【００６１】このようにして作った観測機会テーブル２
７を用いて、例えば、観測目標地点が目標格子点１２ｙ
（例：緯度＝４１度，経度＝４７度）と指定されると、
図６の観測機会テーブル２７から ・ パス番号１７ｙ＝＃０１、 ・ 観測機会開始点２９ｙ＝｛６１４秒， ２５度，１
４度｝ ・ 観測機会終了点３１ｙ＝｛６９９秒，−２５度，１
２度｝ が得られる。此の例では、＃０１の衛星軌道パス１５を
通過中に、衛星がピッチ角７２を２５度（＝最大）、ロ
ール角７３を１４度に方向制御し、左前方の地表点に正
対するように姿勢を変えておいて進んで来ると、回帰開
始時刻９９の後、６１４秒の時点で最も早く目標格子点
１２ｙに正対通過出来る事を表す。また、衛星がピッチ
角７２を−２５度（＝最小）、ロール角７３を１２度に
し、左後方の地表点に正対するように姿勢を変えておい
て進んで来ると、回帰開始時刻９９の後、６９９秒の時
点で最も遅く目標格子点１２ｙに正対通過出来る事を表
す。

【００６２】パス番号１７＝＃０１以外にもこの目標格
子点１２ｙに正対通過が可能な衛星軌道パス１５が複数
個あるが、図３の観測機会テーブル２７では省略してい
る。

【００６３】図７乃至９は、目標格子点１２に対する観
測機会２８の上で、即ち観測機会開始点２９と観測機会
終了点３１の途中の正対通過時刻７１ｘ＝νｘで、目標
格子点１２に正対通過する為の方向制御パラメータ７０
ｘ｛正対通過時刻，ピッチ角，ロール角｝、即ち観測機
会内部点３２を得る方法を示す。これは、図３の観測機
会２８の説明で記述した、 ・ ピッチ角７２とロール角７３は、方向制御領域４７
の上でほぼ直線状の関係がある。 ・ 正対通過時刻７１は観測機会２８の上でほぼ等間隔
に経過する。 ・ 正対通過時刻７１：ピッチ角７２は、直線で近似さ
れる。 ・ 正対通過時刻７１：ロール角７３は、直線で近似さ
れる。 に基づいている。

【００６４】図７に示すように目標格子点１２に対する
観測機会２８の観測機会開始点２９｛正対通過時刻７１
ｂ，ピッチ角７２ｂ，ロール角７３ｂ｝と観測機会終了
点３１｛正対通過時刻７１ｅ，ピッチ角７２ｅ，ロール
角７３ｅ｝が得られているとする。先ず、正対通過時刻
７１ｘを指定して、観測機会内部点３２のピッチ角７２
ｘを求める方法について説明する。図８は、正対通過時
刻座標４８とピッチ角座標４９で作る平面である。この
面上に、観測機会開始点２９の｛正対通過時刻７１ｂ，
ピッチ角７２ｂ｝と観測機会終了点３１の｛正対通過時
刻７１ｅ，ピッチ角７２ｅ｝を結ぶ正対通過時刻：ピッ
チ角グラフ５１を描く。正対通過時刻：ピッチ角グラフ
５１の上で、観測機会内部点３２の正対通過時刻７１ｘ
に対するピッチ角７２を観測機会内部点３２に対するピ
ッチ角７２ｘとする。

【００６５】次に、正対通過時刻７１ｘを指定して、観
測機会内部点３２のロール角７３ｘを求める方法につい
て説明する。図９は、正対通過時刻座標４８とロール角
座標５０で作る平面である。この面上に、観測機会開始
点２９の｛正対通過時刻７１ｂ，ロール角７３ｂ｝と観
測機会終了点３１の｛正対通過時刻７１ｅ，ロール角７
３ｅ｝を結ぶ正対通過時刻：ロール角グラフ５２を描
く。正対通過時刻：ロール角グラフ５２の上で、観測機
会内部点３２の正対通過時刻７１ｘに対するロール角７
３を観測機会内部点３２に対するロール角７３ｘとす
る。

【００６６】次に、ピッチ角７２ｘを指定して、正対通
過時刻７１ｘとロール角７３ｘを求める方法について説
明する。まず、図８の正対通過時刻：ピッチ角グラフ５
１の上で、ピッチ角７２ｘに対する正対通過時刻７１ｘ
を求める。そして、図９の正対通過時刻：ロール角グラ
フ５２の上で、正対通過時刻７１ｘに対するロール角７
３ｘを求める。

【００６７】以上の方法に依り、正対通過時刻７１ｘあ
るいはピッチ角７２ｘを指定した時、観測機会２８の途
中で目標格子点１２に正対通過する方向制御パラメータ
７０ｘ｛正対通過時刻、ピッチ角、ロール角｝、即ち観
測機会内部点３２を得る。

【００６８】図７において、観測機会開始点２９は、方
向制御領域４７の前方端（衛星の前方に観測方向９を振
る事に対応）にあり、その時点のピッチ角７２ｂは最大
値が採られている。また、観測機会終了点３１は、方向
制御領域４７の後方端にあり、その時点のピッチ角７２
ｅはピッチ角７２の最小値が採られている。

【００６９】図８に、観測機会２８が方向制御領域４７
の前方端以外の方向から始まり、後方端以外の方向で終
わる場合を含めて例示する。衛星の対地速度と地球自転
による地表点の速度の比率が概ね１０対１であるので、
衛星軌道パス１５の北上期間の観測機会２８は、殆どの
場合に方向制御領域４７の前方端から後方端迄の観測機
会２８ｎとなる。また、僅かの場合に左端から後方端迄
の観測機会２８ｐ、あるいは前方端から右端迄の観測機
会２８ｒとなる。一方、衛星軌道パス１５の南下期間の
観測機会２８は、殆どの場合に方向制御領域４７の前方
端から後方端迄の観測機会２８ｓとなる。また、僅かの
場合に右端から後方端迄の観測機会２８ｔ、あるいは前
方端から左端迄の観測機会２８ｕとなる。

【００７０】図６の観測格子点６７｛緯度＝４１度，経
度＝４１度｝に上記の観測機会２８ｐの型の例が見え、
観測機会開始点２９のピッチ角７２ｂが５度となってい
る。このような方向制御領域４７の左端または右端が観
測機会開始点２９あるいは観測機会終了点３１になる場
合も、前述の観測機会内部点３２の方向制御パラメータ
７０を得る方法はそのまま適用できて、期間が短い観測
機会２８（例えば観測機会２８ｐ）をも観測計画に使う
ことができる。

【００７１】本実施の形態の特徴を纏めると、次のよう
になる。

【００７２】観測衛星がその姿勢を変えて地表面上の目
標地点に対して正対した姿勢で通過しながら観測するシ
ステムの観測計画中の方向制御計画立案に必要な制御テ
ーブルのサイズは、下記の項目に依って決まる。 ・ 観測目標地点の分離精度（即ち、観測格子点の
数）、 ・ 隣接する衛星軌道パスの間隔（即ち、衛星軌道パス
の数）、 ・ 正対通過可能期間内での正対通過時刻指定精度。 更に、テーブル作成の計算量は、以上の項目に加えて、 ・ 観測方向｛ピッチ角，ロール角｝の指定精度、に依
って決まる。

【００７３】また、観測頻度の向上と観測目標地点の指
定精度の向上には、 ・ 観測格子点の間隔を狭め、その結果、観測格子点の
数が増加する、 ・ 回帰日数を長くして衛星軌道パスの間隔を狭める。
換言すれば、衛星軌道パスの数を増加する、 ・ 正対通過可能時間が長くなる事はないが、その指定
間隔を短くする、 ・ 方向制御領域の全立体角は変わらないが、その方向
指定間隔を狭くする、などの項目の指定点数の増加が伴
う。

【００７４】つまり、観測方向制御計画立案のために準
備して保持するテーブルサイズと計算時間に関して言う
と、従来の技術に依る観測方向制御計画立案方式では、
衛星軌道パスから或る観測格子点に正対通過できる期間
（≒１００秒）の全体に亘って、一定間隔（例：１秒間
隔）で方向制御パラメータ７０を計算し、方向制御パラ
メータテーブル７８に保持する必要があった。これに対
して、本実施の形態１において観測機会テーブル２７の
作成方法に依れば、衛星軌道パスから或る観測格子点に
正対通過できる期間の全体を一つの観測機会として捉
え、その記述には、観測機会開始点と観測機会終了点の
２点（中間の１／３，２／３の２点を入れて４点として
もよい）の方向制御パラメータ７０を計算して保持する
事になる。これにより、観測機会テーブルのサイズは、
方向制御パラメータテーブルのサイズの１／５０にする
事ができる。

【００７５】また、観測頻度の向上と観測目標地点の指
定精度の向上のための観測格子点以外の項目の指定点数
の増加に対しては、観測機会の開始点と終了点に関する
２個の方向制御パラメータで正対通過可能な観測機会を
記述するので、正対通過可能期間内の分割間隔が短くな
ってもテーブルサイズは直接には影響を受けない。

【００７６】実施の形態２．図１１乃至図２５は、本発
明に係る観測方向制御計画立案方法の実施の形態２を説
明する図である。本実施の形態における観測方向制御計
画立案方法では、上記実施の形態１の観測方向制御計画
立案方法に用いる観測機会テーブル２７｛観測格子点：
｛パス番号，観測機会｝｝を前以て作成する時に、 ＜手順１ｂ＞衛星軌道パス毎に観測機会開始点のサンプ
ルすなわちサンプル開始点｛正対通過時刻、ピッチ角、
ロール角｝を指定してその正対地点となるサンプル正対
地点を計算し（この計算は一本調子に行えるので「順方
向計算」と呼ぶ）、 ＜手順２ｂ＞｛サンプル開始点：サンプル正対地点｝を
要素とするサンプル開始点テーブル６０を作成し、 ＜手順１ｅ＞観測機会終了点のサンプルすなわちサンプ
ル終了点を指定してその正対地点となるサンプル正対地
点を計算し、 ＜手順２ｅ＞｛サンプル終了点：サンプル正対地点｝を
要素とするサンプル終了点テーブル６１を作成し、 ＜手順３＞衛星軌道パス毎のサンプル開始点テーブル６
０を逆に参照して、即ちサンプル正対地点からサンプル
開始点を求めるように参照して、観測格子点に対する観
測機会開始点を求め、同様に、衛星軌道パス毎のサンプ
ル終了点テーブル６１を逆に参照して、観測格子点に対
する観測機会終了点を求め、 ＜手順４＞｛観測機会開始点，観測機会終了点｝で観測
機会を構成し、観測格子点に対して衛星軌道パスと観測
機会を対応させる観測機会テーブル｛観測格子点：｛パ
ス番号，観測機会｝｝を作成して保持する。

【００７７】図１１は、衛星軌道パス１５の北上区間と
南下区間の各々で方向制御領域４７の４個の周辺の何処
に観測機会開始点、あるいは観測機会終了点が在るのか
を示す。即ち、衛星軌道パス１５の北上区間で正対通過
する観測格子点６７ｎに対しては、サンプル開始点を前
方端方向３３ｎと左端方向３５ｎの上に採り、サンプル
終了点を後方端方向３４ｎと右端方向３６ｎの上に採
る。また、衛星軌道パス１５の南下区間で正対通過する
観測格子点６７ｓに対しては、サンプル開始点３８を前
方端方向３３ｓと右端方向３６ｓの上に採り、サンプル
終了点３９を後方端方向３４ｓと左端方向３５ｓの上に
採る。

【００７８】また、前方端方向３３上のサンプル方向
は、ピッチ角７２を最大に固定し、ロール角７３を最小
値から最大値まで一定間隔で変えた時の方向、後方端方
向３４上のサンプル方向は、ピッチ角７２を最小に固定
し、ロール角７３を変えた時の方向、左端方向３５上の
サンプル方向は、ロール角７３を最大に固定して、ピッ
チ角７２を最小値から最大値まで一定間隔で変えた時の
方向、右端方向３６上のサンプル方向は、ロール角７３
を最小に固定して、ピッチ角７２を変えた時の方向であ
る。

【００７９】以下、上記手順１ｂ〜手順４のうち、北上
区間で正対通過される観測格子点６７ｎに対する観測機
会２８の観測機会開始点２９を計算する手順に注目し
て、本実施の形態を記述する。手順は、｛サンプル開始
点：サンプル正対地点｝を対応つけるサンプル開始点テ
ーブル６０と、｛サンプル終了点：サンプル正対地点｝
を対応つけるサンプル終了点テーブルを作成する迄の手
順１ｂ及び手順２ｂとにより構成する前半と、サンプル
開始点テーブルとサンプル終了点テーブルから観測機会
テーブル２７を作成する迄の手順３及び手順４とにより
構成される後半とに２分して記述する。

【００８０】まず、手順１ｂに関し、図１２で、衛星が
昇交点７を通過する回帰開始時刻９９から一定間隔に採
った時刻をサンプル時刻４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，・・
・，４０ｔ，・・・とし、衛星軌道５上の衛星４が在る
位置に記す。衛星４は、サンプル時刻４０ｔに至る迄に
方向制御領域４７ｔの上の前方端方向３３のサンプル開
始点３８Ｆ｛ピッチ角７２Ｆ，ロール角７３Ｆ｝で指定
される方向制御を終えて観測方向を９Ｆとしておき、サ
ンプル時刻４０ｔにおいて正対方向点２３Ｆに対して正
対しながら通過しているとする。

【００８１】図１３乃至図１５は、本実施の形態に依る
方向制御パラメータ７０｛正対通過時刻，ピッチ角，ロ
ール角｝からサンプル時刻４０におけるサンプル正対地
点４１を求める順方向計算を示す図である。

【００８２】図１３において、 ・ サンプル時刻４０が指定されると、軌道上の衛星４
の位置が計算される。衛星４は待機状態、すなわち観測
方向｛ピッチ角，ロール角｝＝｛０度，０度｝の状態で
あるとする。この時、 ・ 正対方向点２３ｈは直下点軌跡６の上にある、 ・ 慣性座標系から見た衛星機体の方向を｛衛星機体Ｘ
軸５５ｈ，衛星機体Ｙ軸５６ｈ，衛星機体Ｚ軸５７ｈ｝
とする、 ・ 衛星機体ＹＺ面が地球を切断する断面をＹＺ断面５
８ｈと呼ぶ、 ・ ＹＺ断面５８は衛星軌道５が作る面と常に直交す
る。

【００８３】図１４において、衛星は昇交点７から衛星
４に至る間に 観測方向＝｛ピッチ角７２ｊ，ロール角＝０度｝ で方向制御をし終わっているとする。この時、 ・ ピッチ回転軸７４は衛星機体Ｙ軸５６ｈと同一であ
り、正対方向点２３はピッチ回転するにつれて直下点軌
跡６の上を辿り、２３ｈから２３ｊに至る。 ・ ＹＺ断面５８ｊは元のＹＺ断面５８ｈとピッチ角７
２ｊで交わり、衛星軌道５が作る面とは依然として直交
する。 ・ 三角形｛地球中心１００，衛星４，正対方向点２３
ｊ｝は、辺｛地球中心１００，衛星４｝が衛星軌道５の
半径、辺｛地球中心１００，正対方向点２３ｊ｝が地球
半径、頂点｛衛星４｝の角度がピッチ角７２ｊであり、
これに依って三角形の形が決定される。即ち、正対地点
２３ｊの位置を計算できる。また、 ・ 三角形｛地球中心１００，ＹＺ断面中心５９ｊ，衛
星４｝は、辺｛地球中心１００，衛星４｝が衛星軌道５
の半径、頂点｛ＹＺ断面中心５９｝の角度は９０度、頂
点｛衛星４｝の角度がピッチ角７２ｊであり、これに依
って三角形の形が決定される。即ち、ＹＺ断面中心５９
ｊの位置を計算できる。

【００８４】図１５において、衛星は昇交点７から衛星
４に至る間に 観測方向＝｛ピッチ角７２ｊ，ロール角７３ｋ｝ で方向制御をし終わっているとする。この時、 ・ ピッチ角７２ｊに依って移動した正対方向点２３ｊ
とＹＺ断面中心５９ｊの位置は、図１４で説明した方法
で計算する。 ・ ロール角７３のロール回転軸７５は衛星機体Ｘ軸５
５ｊと同一であり、ロール回転するにつれて正対方向点
２３ｊはＹＺ断面５８ｊの周辺上に沿って移動し、正対
方向点２３ｋに至る。 ・ 三角形｛衛星４，ＹＺ断面中心５９ｊ，正対方向点
２３ｋ｝は、辺｛ＹＺ断面中心５９ｊ，衛星４｝は図１
５により既知、頂点｛正対方向点２３ｋ｝は 中心＝ＹＺ断面中心５９ｊの弧｛正対方向点２３ｊ，正
対方向点２３ｋ｝ の上に在り、頂点｛衛星４｝の角度はロール角７３ｋで
あり、これに依って三角形の形が決定される。即ち、正
対方向点２３ｋの位置を計算できる。

【００８５】更に図１５において、正対方向点２３ｋに
対応するサンプル正対地点を４１ｋとすると、サンプル
正対地点を４１ｋは、衛星が昇交点７から衛星４に至る
までの時間（＝正対通過時刻７１−回帰開始時刻９９）
に地球の自転に依って正対方向点２３ｋ迄回転して来て
いる。従って、 ・ サンプル正対地点４１ｋの正対地点緯度２５ｋは、
正対方向点２３ｋの緯度に等しい、 ・ サンプル正対地点４１ｋの正対地点経度２６ｋは、
正対方向点２３ｋの経度から（正対通過時刻７１−回帰
開始時刻９９）の間の地球の自転角度を差し引いた値で
ある。

【００８６】このように、サンプルの方向制御パラメー
タ７０｛正対通過時刻，ピッチ角，ロール角｝が与えら
れると、衛星４の位置、サンプル正対地点４１を計算す
る順方向計算は一本調子に進められる。この順方向計算
方法を用い、図１２において、方向制御領域４７ｔのサ
ンプル開始点３８Ｆで指定される方向制御を終えて観測
方向を９Ｆとしておき、サンプル時刻４０ｔにおいて正
対方向点２３Ｆに対して正対しながら通過している時の
サンプル正対地点４１Ｆ｛正対地点経度２６Ｆ，正対地
点緯度２５Ｆ｝を計算する。同様に、方向制御領域４７
ｔのサンプル終了点３９Ｂで指定される方向制御を終え
て、サンプル時刻４０ｔにおいて正対方向点２３Ｂに対
して正対しながら通過している時のサンプル正対地点４
１Ｂ｛正対地点経度２６Ｂ，正対地点緯度２５Ｂ｝を計
算する。

【００８７】逆に、正対地点２４を指定して、此処を指
すような方向制御パラメータ７０｛正対通過時刻、ピッ
チ角、ロール角｝を求める逆方向計算を採ろうとする
と、正対地点２４に対する観測機会２８上の任意の方向
制御パラメータ７０が解となり一意的には決まらない。
また、正対地点２４を指す観測機会開始点２９に限定
し、更に方向制御領域４７の前方端方向３３に限定して
も、｛正対通過時刻，ロール角｝の２次元で解を探す事
になる。これらの点に、逆方向計算の煩雑さの一因があ
る。

【００８８】図１６，１７は、前述した本実施の形態に
おける手順の前半をまとめたフローチャートであり、サ
ンプル開始点テーブル６０とサンプル終了点テーブル６
１を作成するまでを示す。

【００８９】まず、衛星軌道パス・サンプル時刻指定処
理３１８において、回帰軌道を構成している衛星軌道パ
ス１５のパス番号１７を指定し、各衛星軌道パス１５の
パス開始時刻１０９から、衛星一周回時間１０５の間、
一定の間隔でサンプル時刻４０の列を作成し、サンプル
時刻４０を順次増してながら後続の手順全体を実行す
る。

【００９０】衛星位置計算処理３１９において、観測シ
ステムパラメータ３００内の軌道パラメータを参照し
て、指定された衛星軌道パス１５の指定されたサンプル
時刻４０における衛星４の位置を計算する。

【００９１】サンプル方向指定処理３２０において、衛
星軌道パス１５の｛北上区間，南下区間｝に応じて図１
３に記述したように方向制御領域４７の４周辺方向｛前
方端方向３３、後方端方向３４、左端方向３５、右端方
向３６｝からサンプル開始点となる方向およびサンプル
終了点となる方向を選んでピッチ角あるいはロール角の
一方を最大値あるいは最小値に固定し、他方を最小値か
ら最大値まで一定間隔で変えたサンプル方向に対して、
後続の手順全体を実行する。

【００９２】サンプル開始点のサンプル正対地点計算処
理３２１において、サンプル開始点３８の方向制御パラ
メータ７０｛正対通過時刻＝サンプル時刻，サンプル方
向｝に対するサンプル正対地点４１｛緯度，経度｝を、
前述の順方向計算に依って計算し、得られた結果｛｛サ
ンプル時刻，サンプル方向｝：サンプル正対地点｝を、
サンプル開始点テーブル６０に保存する。

【００９３】サンプル終了点のサンプル正対地点計算処
理３２２において、サンプル終了点３９の方向制御パラ
メータ７０｛正対通過時刻＝サンプル時刻、サンプル方
向｝に対するサンプル正対地点４１を計算して、得られ
た結果｛｛サンプル時刻，ピッチ角，ロール角｝：サン
プル正対地点｝を、サンプル終了点テーブル６１に保存
する。

【００９４】このようにして、各衛星軌道パス１５の衛
星一周回時間１０５の間の全てのサンプル時刻４０にお
いて、方向制御領域４７の周辺上で方向を一定間隔で変
えて得られる全てのサンプル開始点３８あるいはサンプ
ル終了点３９に対して、｛｛サンプル時刻，サンプル方
向｝：サンプル正対地点｝を要素とするサンプル開始点
テーブル６０とサンプル終了点テーブル６１が得られ
る。

【００９５】正対通過時刻７１と方向制御パラメータ７
０を、サンプル時刻４０ｔと方向制御領域４７の前方端
方向３３のサンプル開始点３８ｔ＝｛ピッチ角７２ｔ，
ロール角７３ｔ｝として指定すれば、正対方向点２３ｔ
とサンプル正対地点４１ｔは前述の順方向計算で求ま
る。このようにして得られたサンプル正対地点４１を観
測格子点６７の側からみると、図１８，１９のようにな
る。図１８において、地表面を格子状に分割した観測格
子点を６７ｘ、６７ｙ、・・・とする。このとき、サン
プル正対地点４１ｔが在る観測格子点６７に一致すると
は限らない。換言すれば、観測格子点６７を指定した時
に、其処を指すような観測機会開始点２９の方向制御パ
ラメータ７０｛正対通過時刻、ピッチ角、ロール角｝が
サンプル開始点テーブル６０の中に在るとは限らない。
観測機会終了点３１に関しても、観測格子点６７を指定
した時に、其処を指すような観測機会終了点３１の方向
制御パラメータ７０がサンプル終了点テーブル６１の中
に在るとは限らない。

【００９６】図１８において、衛星軌道パス１５ｈと観
測格子点６７ｘが指定された時、観測格子点６７ｘに対
する観測機会、観測機会開始点、観測機会終了点を２８
ｘ、２９Ｆ、３１Ｂ（これらは未知である）で、観測機
会開始点２９Ｆは前方端方向３３に在り、観測機会終了
点３１Ｂは後方端方向３４に在るとする。観測格子点６
７ｘを中心にして格子間隔の１／３くらいを半径とする
領域を観測格子点近傍６２ｘとする。サンプル開始点３
８のサンプルを採る間隔、即ち｛サンプル時刻４０の間
隔，前方端方向３３を生成するロール角７３の間隔，左
端方向３５を生成するピッチ角７２の間隔｝は、この観
測格子点近傍６２ｘの中にサンプル正対地点４１が５個
くらい入るように設定しておく。

【００９７】方向制御領域４７上に例示するように、観
測格子点６７ｘの観測機会２８ｘが分かっていれば、こ
の観測機会２８ｘの観測機会開始点２９Ｆ、観測機会内
部点３２Ｍ、観測機会終了点３１Ｂを方向制御パラメー
タ７０として方向制御をすれば、その正対地点２４は図
１９の地表点２４Ｆ，２４Ｍ，２４Ｂに示すように、観
測格子点６７ｘに命中する。また、観測機会開始点２９
Ｆの近傍、あるいは観測機会終了点３１Ｂの近傍、ある
いは観測機会内部点３２Ｍの近傍にある方向制御パラメ
ータで方向制御をすれは、その正対地点はいずれも観測
格子点６７ｘの近傍に在る。

【００９８】図１９に示すように、サンプル開始点３８
ｔの方向制御パラメータ７０ｔ｛サンプル時刻４０ｔ，
ピッチ角７２ｔ，ロール角７３ｔ｝で方向制御した時の
サンプル正対地点４１ｔが、観測格子点６７ｘの観測格
子点近傍６２ｘの中に在るサンプル正対地点の一つとす
る。サンプル開始点３８のロール角７３あるいはサンプ
ル時刻４０を変えた時サンプル正対地点４１の動きは以
下のようになる。前方端方向３３の観測機会開始点２９
の場合を扱っているので、ピッチ角７２は最大値に固定
されている。

【００９９】サンプル時刻を固定してロール角を変えた
場合に得られる正対通過時刻等高線について説明する。
図１８において、方向制御領域４７の前方端方向３３の
上でロール角７３をロール角７３ｖに変えたサンプル開
始点３８ｖで方向制御をしておいて、サンプル時刻４０
ｔに衛星４ｔに至った時、その正対方向点２３ｖは正対
可能方向領域１９ｔの前方端の上に、サンプル正対地点
４１ｖは正対可能地点領域１８ｔの前方端の上にある。
図１９の拡大図に示すように、サンプル時刻４０ｔを固
定して、ロール角７３を方向制御領域４７の前方端方向
３３の上で等間隔で変えた場合のサンプル正対地点４１
ｔ、４１ｖ、・・・は、観測格子点近傍６２ｘの中では
ほぼ等間隔でかつほぼ直線状に並ぶ。サンプル開始点３
８ｔ、３８ｖ、・・・に対応するサンプル正対地点４１
ｔ、４１ｖ、・・・を結ぶ線４４ｔを正対通過時刻等高
線と呼ぶ。正対通過時刻等高線４４ｔに沿ってサンプル
正対地点４１が４１ｔから離れる距離は対応するサンプ
ル開始点３８のロール角７３が４１ｔのロール角７３ｔ
から離れる度数にほぼ比例する。換言すれば、サンプル
正対地点４１ｔから４１ｖまでの間の正対通過時刻等高
線４４ｔに、サンプル開始点３８ｔのロール角７３ｔか
らサンプル開始点３８ｖのロール角７３ｖまでのロール
角７３の目盛りを等間隔に付けることができる。

【０１００】次に、ロール角を固定してサンプル時刻を
変えた場合に得られるロール角等高線について説明す
る。図１８において、サンプル正対地点４１ｔと同じ
｛ピッチ角７２ｔ、ロール角７３ｔ｝で方向制御をして
おきサンプル時刻４０ｔより少し後のサンプル時刻４０
ｕにおけるサンプル正対地点４１ｕは図１９の拡大図に
示すように、４１ｔから衛星軌道パス１５ｈとほぼ並行
に進んだ位置にある。このように、ロール角７３ｔを固
定してサンプル時刻４０を等間隔で変えた場合、サンプ
ル正対地点４１は観測格子点近傍６２ｘの中ではほぼ等
間隔で、かつほぼ直線状に並ぶ。サンプル開始点３８
ｔ、３８ｕ、・・・に対応するのサンプル正対地点４１
ｔ、４１ｕ、・・・を結ぶ線４６ｔをロール角等高線と
呼ぶ。ロール角等高線４６ｔに沿ってサンプル正対地点
４１が４１ｔから離れる距離は対応するサンプル開始点
３８のサンプル時刻４０が４１ｔのサンプル時刻４０ｔ
から離れる時間にほぼ比例する。換言すれば、サンプル
正対地点４１ｔからサンプル正対地点４１ｕまでの間の
ロール角等高線４６ｔに、サンプル開始点３８ｔの正対
通過時刻７１ｔからサンプル開始点３８ｕの正対通過時
刻７１ｕまでの正対通過時刻７１の目盛りを等間隔に付
けることができる。

【０１０１】即ち、観測格子点６７ｘの観測機会開始点
２９Ｆ（未知）が方向制御領域４７の前方端方向３３に
在る場合、観測格子点近傍６２ｘのサンプル正対地点４
１の集合に注目すると、 ・ 順方向計算に依ってサンプル正対地点４１を生成し
た元であるサンプル開始点３８（既知）の集合は方向制
御領域４７の前方端方向３３上の観測機会開始点２９Ｆ
（未知）の近傍に在り、 ・ サンプル正対地点４１の集合の中で対応するサンプ
ル開始点３８の正対通過時刻７１が同一でロール角７３
が異なるサンプル正対地点４１を結んで正対通過時刻等
高線４４を作り、それに沿ってサンプル正対地点４１を
移動させると、対応したサンプル開始点３８は前方端方
向３３上を移動し、正対通過時刻７１を変えずに方向制
御領域４７の前方端方向３３に沿ってロール角７３が変
わり、サンプル正対地点４１の移動距離とロール角７３
の変化量は比例する。 ・ サンプル正対地点４１の集合の中で、サンプル開始
点３８のロール角７３が同一で正対通過時刻７１が異な
るサンプル正対地点４１を結んでロール角等高線４６を
作り、それに沿ってサンプル正対地点４１を移動させる
と、それに対応したサンプル開始点３８は、前方端方向
３３上でロール角７３を変えずに正対通過時刻７１が変
わり、サンプル正対地点４１の移動距離と正対通過時刻
７１の変化量は比例する。 ・ 前方端方向３３上のサンプル開始点３８に対するサ
ンプル正対地点４１の移動に限っているので、この場合
の正対通過時刻等高線４４あるいはロール角等高線４６
に沿った移動ではピッチ角７２は変化せず常に最大値を
維持する。

【０１０２】同様に、観測格子点６７ｘの観測機会終了
点３１Ｂ（未知）が方向制御領域４７の後方端方向３４
に在る場合、観測格子点近傍６２ｘのサンプル正対地点
４１の集合に注目すると、 ・ 順方向計算に依ってサンプル正対地点４１を生成し
た元であるサンプル終了点３９（既知）の集合は方向制
御領域４７の後方端方向３４上の観測機会終了点３１Ｂ
（未知）の近傍に在り、 ・ サンプル正対地点４１の集合の中で正対通過時刻等
高線４４を作り、それに沿ってサンプル正対地点４１を
移動させると、それに対応したサンプル終了点３９は後
方端方向３４上を移動し、正対通過時刻７１を変えずに
ロール角７３が変わり、サンプル正対地点４１の移動距
離とロール角７３の変化量は比例する。 ・ サンプル正対地点４１の集合の中でロール角等高線
４６を作り、それに沿ってサンプル正対地点４１を移動
させると、それに対応したサンプル終了点３９は後方端
方向３４上でロール角７３を変えずに、対通過時刻７１
が変わり、サンプル正対地点４１の移動距離と正対通過
時刻７１の変化量は比例する。 ・ 正対通過時刻等高線４４あるいはロール角等高線４
６に沿った移動では、ピッチ角７２は変化せず常に最小
値を維持する。

【０１０３】更に、観測格子点６７ｘの観測機会開始点
２９（未知）が方向制御領域４７の左端方向３５に在る
場合、観測格子点近傍６２ｘのサンプル正対地点４１の
集合に注目すると、 ・ 順方向計算に依ってサンプル正対地点４１を生成し
た元であるサンプル開始点３８（既知）の集合は方向制
御領域４７の左端方向３５上の観測機会開始点２９Ｌ
（未知）の近傍に在り、 ・ サンプル正対地点４１の集合の中で対応するサンプ
ル開始点３８の正対通過時刻７１が同一でピッチ角７２
が異なるサンプル正対地点４１を結んで正対通過時刻等
高線４４を作り、それに沿ってサンプル正対地点４１を
移動させると、対応したンプル開始点３８は左端方向３
５上を移動し、正対通過時刻７１を変えずに方向制御領
域４７の左端方向３５に沿ってピッチ角７２が変わり、
サンプル正対地点４１の移動距離と正対通過時刻７１の
変化量は比例する。 ・ サンプル正対地点４１の集合の中で元対応するサン
プル開始点３８のピッチ角７２が同一で正対通過時刻７
１が異なるサンプル正対地点４１を結んでピッチ角等高
線４５を作り、それに沿ってサンプル正対地点４１を移
動させると、其処に正対した元のサンプル開始点３８は
左端方向３５上でピッチ角７２を変えずに正対通過時刻
７１が変わり、サンプル正対地点４１の移動距離と正対
通過時刻７１の変化量は比例する。 ・ 左端方向３５上のサンプル開始点３８に対するサン
プル正対地点４１の移動に限っているので、この場合の
正対通過時刻等高線４４あるいはピッチ角等高線４５に
沿った移動ではロール角７３は変化せず常に最大値を維
持する。

【０１０４】観測機会開始点２９（未知）が方向制御領
域４７の右端方向３６に在る場合のサンプル正対地点４
１とサンプル開始点３８（既知）の関係、および、観測
機会終了点３１（未知）が方向制御領域４７の左端方向
３５にある場合あるいは右端方向３６にある場合のサン
プル正対地点４１とサンプル終了点３９（既知）の関係
も同様になる。即ち、正対通過時刻等高線４４に沿った
サンプル正対地点４１を移動距離とピッチ角７２の変化
量は比例し、ピッチ角等高線４５に沿ったサンプル正対
地点４１と正対通過時刻７１の変化量は比例する。

【０１０５】図２０乃至図２５に依って、本実施の形態
における計算手順の後半部分を説明する。即ち、観測格
子点６７を指定して、 ・ ｛サンプル開始点３８：サンプル正対地点４１｝を
要素とするサンプル開始点テーブル６０から、観測格子
点６７の観測機会開始点２９を計算する観測機会開始点
計算部３２９、 ・ ｛サンプル終了点３９：サンプル正対地点４１｝を
要素とするサンプル終了点テーブル６１から観測格子点
６７の観測機会終了点３１を計算する観測機会終了点計
算３３１の実施例を説明する。

【０１０６】本実施形態では、方向制御領域４７の４個
の周辺の各々は、前方端方向３３は観測機会開始点２９
に、後方端方向３４は観測機会終了点３１に、左端方向
３５と右端方向３６は、衛星軌道パス１５の北上区間
（南下区間）では各々観測機会開始点２９と観測機会終
了点３１（観測機会終了点３１と観測機会開始点２９）
に対応する事が前以て解っている。従って、図２０に示
すように順方向計算の計算結果を格納したサンプル開始
点テーブル６０は前方端方向用の６０Ｆ、左端方向用の
６０Ｌ、右端方向用の６０Ｒに、サンプル終了点テーブ
ル６１は後方端方向用の６１Ｂ、左端方向用の６１Ｌ、
右端方向用の６１Ｒに区別されている。また、方向制御
領域４７の４個の周辺の各々で固定しているパラメータ
と変化させているパラメータは確定している。例えば、
前方端方向用のサンプル開始点テーブル６０Ｂでは｛正
対通過時刻７１を変化、ピッチ角７２＝最大値に固定，
ロール角７３を変化｝であり、左端方向用のサンプル開
始点テーブル６０Ｌでは｛正対通過時刻７１を変化、ピ
ッチ角７２を変化，ロール角７３＝最大値に固定｝であ
る。

【０１０７】図２２において、観測格子点と衛星軌道パ
スの指定処理３２７は観測機会テーブル２７の中で未だ
観測機会２８の計算行われていないパス番号１７ｋの一
つの観測格子点６７ｋを指定して、その｛観測格子点緯
度６８ｋ，観測格子点経度６９ｋ，パス番号１７ｋ｝を
観測機会開始点計算部３２９と観測機会終了点計算３３
１に渡して、この｛パス番号１７ｋ，観測格子点６７
ｋ｝の 観測機会２８ｋ＝｛観測機会開始点２９ｋ，観
測機会終了点３１ｋ｝の計算を指示する。

【０１０８】図２１において、観測機会開始点計算部３
２９、観測機会終了点計算３３１いずれにとってもパス
番号１７ｋと観測格子点６７ｋが指定された段階では、 ・ このパス番号１７ｋの衛星軌道パスからこの観測格
子点６７ｋが正対通過可能か否かは不明である、 ・ 方向制御領域４７の４個の辺のうち、どこから観測
機会開始点２９ｋと観測機会終了点３１ｋの方向が得ら
れるか不明である。何れもサンプル開始点テーブル６０
とサンプル終了点テーブル６１を参照した結果として判
明する。

【０１０９】観測機会開始点計算部３２９は、観測格子
点６７ｋの観測格子点近傍６２ｋを指定して（図２０の
例では観測格子点６７ｋの観測格子点緯度６８ｋ−１度
から＋１、観測格子点経度６９ｋ−１度から＋１を観測
格子点近傍６２ｋとしている）、前方端方向のサンプル
開始点テーブル６０Ｆ、左端方向の６０Ｌ及び右端方向
のサ６０Ｒの中のサンプル正対地点４１を参照して、観
測格子点近傍６２ｋに含まれるサンプル正対地点４１を
探す。

【０１１０】サンプル開始点テーブル６０Ｆ，６０Ｌ，
６０Ｒの何れにも観測格子点近傍６２ｋに含まれるサン
プル正対地点４１が無い場合、この観測格子点６７ｋ
は、このパス番号１７ｋの衛星軌道パス１５ｋの上に観
測機会２８が無い、換言すれば、この衛星軌道パス１５
ｋから観測格子点６７ｋに正対通過できない事事が確定
する。図２１の観測機会開始点計算部３２９は観測機会
保存処理３３２にその結果を伝え、３３２は観測機会テ
ーブル２７の観測格子点６７ｋの観測機会２８欄に、観
測機会２８が無い事を表す記号（例えば、｛０｝）を入
れる。

【０１１１】観測格子点近傍６２ｋに含まれるサンプル
正対地点が在る場合には、サンプル開始点テーブル６０
Ｆ、６０Ｌ、６０Ｒの何れか一つのテーブル内にだけ在
る。これは、観測格子点６７ｋが衛星軌道パス１５ｋか
ら最初に見える方向が方向制御領域４７の前方端方向３
３と左端方向３５の両方と云うのはあり得ない事に対応
する。図２１では、前方端方向３３のサンプル開始点テ
ーブル６０Ｆの中に観測格子点近傍６２ｋに含まれるサ
ンプル正対地点が在り、後方端方向３４のサンプル終了
点テーブル６１Ｂの中に観測格子点近傍６２ｋに含まれ
るサンプル正対地点が在る場合を主として例示し、左端
方向３５のサンプル開始点テーブル６０Ｌの中に観測格
子点近傍６２ｋに含まれるサンプル正対地点が在る場合
を補足して例示する（勿論、観測格子点近傍６２ｋに含
まれるサンプル正対地点４１が６０Ｆと６０Ｌの両方に
在ると云うのではない）。

【０１１２】図２１において、前方端方向３３のサンプ
ル開始点テーブル６０Ｆの中に観測格子点６７ｋの観測
格子点近傍６２ｋに含まれるサンプル正対地点４１が在
る場合を例に採り、観測機会開始点２９ｋを計算する手
順を説明する。サンプル開始点テーブル６０Ｆの中に観
測格子点近傍６２ｋに含まれるサンプル正対地点４１が
あれば、この時点で、 ・ パス番号１７ｋの衛星軌道パス１５には、観測格子
点６７ｋの観測機会２８ｋが在る事、即ちこの衛星軌道
パス１５から観測格子点６７ｋに正対通過できる事が判
明、 ・ 観測機会開始点２９ｋは前方端方向３３で得られる
事が判明、 ・ 観測格子点６７ｋの観測機会開始点２９ｋのピッチ
角７２ｇ＝最大値が確定する。

【０１１３】図２１の観測機会開始点計算部３２９は、
観測機会開始点２９ｋの方向制御パラメータ７０の内の
可変なパラメータ｛正対通過時刻，ロール角｝を以下の
手順で計算する、 ・ 格子点経度緯度座標６６Ｆに、観測格子点６７ｋ
｛観測格子点経度６９ｋ，観測格子点緯度６８ｋ｝を描
き込む。 ・ 観測格子点近傍６２ｋに含まれるサンプル正対地点
４１の中で、観測格子点６７ｋに最も近いサンプル正対
地点４１ｔ｛正対地点経度２６ｔ，正対地点緯度２５
ｔ｝を選択し、対応するサンプル開始点３８ｔ｛サンプ
ル時刻４０ｔ，ピッチ角７２ｔ＝最大値，ロール角７３
ｔ｝をサンプル開始点テーブル６０Ｆから読み出す。 ・ 格子点経度緯度座標６６Ｆにサンプル正対地点４１
ｔ｛正対地点経度２６ｔ，正対地点緯度２５ｔ｝を描き
込む。

【０１１４】・ サンプル時刻４０をサンプル開始点３
８ｔのサンプル時刻４０ｔに固定して、ロール角７３を
変えたサンプル開始点３８ｖ｛サンプル時刻４０ｖ＝４
０ｔ，ピッチ角７２ｖ＝最大値，ロール角７３ｖ｝を選
択し、そのサンプル正対地点４１ｖ｛正対地点経度２６
ｖ，正対地点緯度２５ｖ｝をサンプル開始点テーブル６
０Ｆから読み出す。 ・ 格子点経度緯度座標６６Ｆにサンプル正対地点４１
ｖ｛正対地点経度２６ｖ，正対地点緯度２５ｖ｝を描き
込む。 ・ ４１ｔと４１ｖを結んで正対通過時刻等高線４４ｔ
とする。 ・ サンプル正対地点４１ｔからサンプル正対地点４１
ｖまでの間の正対通過時刻等高線４４ｔに、サンプル開
始点３８ｔのロール角７３ｔからサンプル開始点３８ｖ
のロール角７３ｖまでのロール角７３の目盛りを等間隔
に付ける。

【０１１５】・ ロール角７３をサンプル開始点３８ｔ
のロール角７３ｔに固定して、サンプル時刻４０を変え
たサンプル開始点３８ｕ｛サンプル時刻４０ｕ，ピッチ
角７２ｕ＝最大値，ロール角７３ｕ＝７３ｔ｝を選択
し、そのサンプル正対地点４１ｕ｛正対地点経度２６
ｕ，正対地点緯度２５ｕ｝をサンプル開始点テーブル６
０Ｆから読み出す。 ・ 格子点経度緯度座標６６Ｆにサンプル正対地点４１
ｕ｛正対地点経度２６ｕ，正対地点緯度２５ｕ｝を描き
込む。 ・ ４１ｔと４１ｕを結んでロール角等高線４６ｔとす
る。 ・ サンプル正対地点４１ｔからサンプル正対地点４１
ｕまでの間のロール角等高線４６ｔに、サンプル開始点
３８ｔのサンプル時刻４０ｔからサンプル開始点３８ｕ
のサンプル時刻４０ｕまでの正対通過時刻７１の目盛り
を等間隔に付ける。

【０１１６】正対通過時刻等高線４４ｔとロール角等高
線４６ｔに各々平行な辺で作る並行四辺形を、ロール角
＆正対通過時刻フレーム４２Ｆと呼ぶ。格子点経度緯度
座標６６Ｆの上で正対通過時刻等高線４４とロール角等
高線４６は直交するとは限らないので、ロール角＆正対
通過時刻フレーム４２Ｆは一般に並行四辺形となる。こ
のロール角＆正対通過時刻フレーム４２Ｆ内で、 ・ 指定された観測格子点６７ｋからロール角等高線４
６ｔに平行な線（これもロール角等高線４６）を引き、
正対通過時刻等高線４４ｔとの交点に付いているロール
角を読みとり、それを観測格子点６７ｋの観測機会開始
点２９ｋのロール角７３ｇとする。 ・ 同様に、観測格子点６７ｋから正対通過時刻等高線
４４ｔに平行な線（これも正対通過時刻等高線４４）を
引き、ロール角等高線４６ｔとの交点に付いている正対
通過時刻を読みとり、それを観測格子点６７ｋの観測機
会開始点２９ｋの正対通過時刻７１ｇとする。 ・ 正対通過時刻７１ｇとロール角７３ｇ、および前方
端方向３３に観測機会開始点２９ｋがある場合に固定値
となるピッチ角７２ｇ＝最大値に依って、観測格子点６
７ｋの観測機会２８ｋの観測機会開始点２９ｋ｛正対通
過時刻７１ｇ，ピッチ角７２ｇ＝最大値，ロール角７３
ｇ｝を得る。

【０１１７】続いて、後方端方向３４のサンプル終了点
テーブル６１Ｂの中に観測格子点６７ｋの観測格子点近
傍６２ｋに含まれるサンプル正対地点４１が在る場合を
例に採り、観測機会終了点３１ｋを計算する手順を説明
する。サンプル終了点テーブル６１Ｂの中に観測格子点
近傍６２ｋに含まれるサンプル正対地点４１があれば、
この時点で、 ・ パス番号１７ｋの衛星軌道パス１５には、観測格子
点６７ｋの観測機会２８ｋが在る事、即ちこの衛星軌道
パス１５から観測格子点６７ｋに正対通過できる事が判
明、 ・ 観測機会終了点３１ｋは後方端方向３４で得られる
事が判明、 ・ 観測格子点６７ｋの観測機会終了点３１ｋのピッチ
角７２ｊ＝最小値が確定する。

【０１１８】図２１の観測機会終了点計算３３１は、観
測機会終了点３１ｋの可変なパラメータ｛正対通過時
刻，ピッチ角｝を以下の手順で計算する、 ・ 格子点経度緯度座標６６Ｂに、観測格子点６７ｋ
｛観測格子点経度６９ｋ，観測格子点緯度６８ｋ｝を描
き込む。 ・ 観測格子点６７ｋに最も近いサンプル正対地点４１
ｐ｛正対地点経度２６ｐ，正対地点緯度２５ｐ｝を選択
し、対応するサンプル開始点３８ｐ｛サンプル時刻４０
ｐ，ピッチ角７２ｐ＝最小値，ロール角７３ｐ｝をサン
プル終了点テーブル６１Ｂから読み出す。 ・ 格子点経度緯度座標６６Ｂにサンプル正対地点４１
ｐ｛正対地点経度２６ｐ，正対地点緯度２５ｐ｝を描き
込む。

【０１１９】・ サンプル時刻４０を４０ｐに固定し
て、ロール角７３を変えたサンプル開始点３８ｒ｛サン
プル時刻４０ｒ＝４０ｐ，ピッチ角７２ｒ＝最小値，ロ
ール角７３ｒ｝を選択し、そのサンプル正対地点４１ｒ
｛正対地点経度２６ｒ，正対地点緯度２５ｒ｝をサンプ
ル開始点テーブル６０Ｆから読み出す。 ・ 格子点経度緯度座標６６Ｂにサンプル正対地点４１
ｒ｛正対地点経度２６ｒ，正対地点緯度２５ｒ｝を描き
込む。 ・ ４１ｐと４１ｒを結んで正対通過時刻等高線４４ｐ
とする。 ・ サンプル正対地点４１ｐからサンプル正対地点４１
ｒまでの間の正対通過時刻等高線４４ｐに、サンプル開
始点３８ｐのロール角７３ｐからサンプル開始点３８ｒ
のロール角７３ｒまでのロール角７３の目盛りを等間隔
に付ける。

【０１２０】・ ロール角７３をサンプル開始点３８ｐ
のロール角７３ｐに固定して、サンプル時刻４０を変え
たサンプル開始点３８ｑ｛サンプル時刻４０ｑ，ピッチ
角７２ｑ＝最小値，ロール角７３ｑ＝７３ｐ｝を選択
し、そのサンプル正対地点４１ｑ｛正対地点経度２６
ｑ，正対地点緯度２５ｑ｝をサンプル開始点テーブル６
０Ｆから読み出す。 ・ 格子点経度緯度座標６６Ｂにサンプル正対地点４１
ｑ｛正対地点経度２６ｑ，正対地点緯度２５ｑ｝を描き
込む。 ・ ４１ｐと４１ｑを結んでロール角等高線４６ｐとす
る。 ・ サンプル正対地点４１ｐからサンプル正対地点４１
ｑまでの間のロール角等高線４６ｐに、サンプル開始点
３８ｐのサンプル時刻４０ｐからサンプル開始点３８ｑ
のサンプル時刻４０ｑまでの正対通過時刻７１の目盛り
を等間隔に付ける。

【０１２１】正対通過時刻等高線４４ｐとロール角等高
線４６ｐに各々平行な辺で作る並行四辺形を、ロール角
＆正対通過時刻フレーム４２Ｂと呼ぶ。このロール角＆
正対通過時刻フレーム４２Ｂ内で、 ・ 指定された観測格子点６７ｋからロール角等高線４
６ｐに平行な線（これもロール角等高線４６）を引き、
正対通過時刻等高線４４ｐとの交点に付いているロール
角を読みとり、それを観測格子点６７ｋの観測機会終了
点３１ｋのロール角７３ｊとする。 ・ 同様に、観測格子点６７ｋから正対通過時刻等高線
４４ｐに平行な線（これも正対通過時刻等高線４４）を
引き、ロール角等高線４６ｐとの交点に付いている正対
通過時刻を読みとり、それを観測機会終了点３１ｋの正
対通過時刻７１ｊとする。 ・ 正対通過時刻７１ｊとロール角７３ｊ、固定値とな
るピッチ角７２ｊ＝最小値に依って、観測格子点６７ｋ
の観測機会２８ｋの観測機会終了点３１ｋ｛正対通過時
刻７１ｊ，ピッチ角７２ｊ＝最小値，ロール角７３ｊ｝
を得る。

【０１２２】以上の観測機会開始点２９ｋと観測機会終
了点３１ｋの計算結果より、観測機会保存処理３３２
は、観測格子点６７ｋの観測機会２８ｋ＝｛｛正対通過
時刻７１ｇ，ピッチ角７２ｇ＝最大値，ロール角７３
ｇ｝，｛正対通過時刻７１ｊ，ピッチ角７２ｊ＝最小
値，ロール角７３ｊ｝｝を構成して、観測機会テーブル
２７に格納する。

【０１２３】方向制御領域４７の左端方向３５または右
端方向３６の上に観測機会開始点２９または観測機会終
了点３１がある場合の観測機会開始点計算部３２９また
は観測機会終了点計算３３１は、前述のピッチ角７２固
定の代わりにロール角７３固定、ロール角等高線４６の
変わりにピッチ角等高線４５、ロール角＆正対通過時刻
フレーム４２の変わりにピッチ角＆正対通過時刻フレー
ム４３を用いて、観測機会開始点２９または観測機会終
了点３１を計算する。左端方向３５のサンプル開始点テ
ーブル６０Ｌに観測格子点近傍６２ｋに含まれるサンプ
ル正対地点４１が在る場合を例に採って、観測機会開始
点計算部３２９が観測機会開始点２９を計算する手順を
説明する。

【０１２４】左端方向３５のサンプル開始点テーブル６
０Ｌに観測格子点近傍６２ｋに含まれるサンプル正対地
点４１が在る事により、 ・ パス番号１７ｋの衛星軌道パス１５には、観測格子
点６７ｋの観測機会２８が在る事、即ち、この衛星軌道
パス１５から観測格子点６７ｋに正対通過できる事が判
明、 ・ その観測機会開始点２９は左端方向３５で得られる
事が判明、 ・ 観測格子点６７ｋの観測機会開始点２９ｋのロール
角７３ｇ＝最大値が確定する。

【０１２５】図２１の観測機会開始点計算部３２９は、
観測機会開始点２９ｋの方向制御パラメータ７０の内の
可変なパラメータ｛正対通過時刻，ピッチ角｝を以下の
手順で計算する、 ・ 格子点経度緯度座標６６Ｌに、観測格子点６７ｋ
｛観測格子点経度６９ｋ，観測格子点緯度６８ｋ｝を描
き込む。 ・ 観測格子点近傍６２ｋに含まれるサンプル正対地点
４１の中で観測格子点６７ｋに最も近いサンプル正対地
点４１ｃ｛正対地点経度２６ｃ，正対地点緯度２５ｃ｝
を選択し、対応するサンプル開始点３８ｃ｛サンプル時
刻４０ｃ，ピッチ角７２ｃ，ロール角７３ｃ＝最大値｝
をサンプル開始点テーブル６０Ｌから読み出す。 ・ 格子点経度緯度座標６６Ｌにサンプル正対地点４１
ｃ｛正対地点経度２６ｃ，正対地点緯度２５ｃ｝を描き
込む。

【０１２６】・ サンプル時刻４０をサンプル開始点３
８ｃのサンプル時刻４０ｃに固定して、ピッチ角７２を
変えたサンプル開始点３８ｅ｛サンプル時刻４０ｅ＝４
０ｃ，ピッチ角７２ｅ，ロール角７３ｅ＝最大値｝を選
択し、そのサンプル正対地点４１ｅ｛正対地点経度２６
ｅ，正対地点緯度２５ｅ｝をサンプル開始点テーブル６
０Ｌから読み出す。 ・ 格子点経度緯度座標６６Ｌにサンプル正対地点４１
ｅ｛正対地点経度２６ｅ，正対地点緯度２５ｅ｝を描き
込む。 ・ ４１ｃと４１ｅを結んで正対通過時刻等高線４４ｃ
とする。 ・ サンプル正対地点４１ｃからサンプル正対地点４１
ｅまでの間の正対通過時刻等高線４４ｃに、サンプル開
始点３８ｃのピッチ角７２ｃからサンプル開始点３８ｅ
のピッチ角７２ｅまでのピッチ角７２の目盛りを等間隔
に付ける。

【０１２７】・ ピッチ角７２をサンプル開始点３８ｃ
のピッチ角７２ｃに固定して、サンプル時刻４０を変え
たサンプル開始点３８ｄ｛サンプル時刻４０ｄ，ピッチ
角７２ｄ＝７２ｃ，ロール角７３ｄ＝最大値｝を選択
し、そのサンプル正対地点４１ｄ｛正対地点経度２６
ｄ，正対地点緯度２５ｄ｝をサンプル開始点テーブル６
０Ｌから読み出す。 ・ 格子点経度緯度座標６６Ｌにサンプル正対地点４１
ｄ｛正対地点経度２６ｄ，正対地点緯度２５ｄ｝を描き
込む。 ・ ４１ｃと４１ｄを結んでピッチ角等高線４５ｃとす
る。 ・ サンプル正対地点４１ｃからサンプル正対地点４１
ｄまでの間のピッチ角等高線４５ｃに、サンプル開始点
３８ｃのサンプル時刻４０ｃからサンプル開始点３８ｄ
のサンプル時刻４０ｄまでの正対通過時刻７１の目盛り
を等間隔に付ける。

【０１２８】正対通過時刻等高線４４ｃとピッチ角等高
線４５ｃに各々平行な辺で作る並行四辺形を、ピッチ角
＆正対通過時刻フレーム４３Ｌと呼ぶ。格子点経度緯度
座標６６Ｌの上で正対通過時刻等高線４４とピッチ角等
高線４５は直交するとは限らないので、ピッチ角＆正対
通過時刻フレーム４３Ｌは一般に並行四辺形となる。こ
のピッチ角＆正対通過時刻フレーム４３Ｌ内で、 ・ 指定された観測格子点６７ｋからピッチ角等高線４
５ｃに平行な線（これもピッチ角等高線４５）を引き、
正対通過時刻等高線４４ｃとの交点に付いているピッチ
角を読みとり、それを観測格子点６７ｋの観測機会開始
点２９ｋのピッチ角７２ｇとする。 ・ 同様に、観測格子点６７ｋから正対通過時刻等高線
４４ｃに平行な線（これも正対通過時刻等高線４４）を
引き、ピッチ角等高線４５ｃとの交点に付いている正対
通過時刻を読みとり、それを観測格子点６７ｋの観測機
会開始点２９ｋの正対通過時刻７１ｇとする。 ・ 正対通過時刻７１ｇとピッチ角７２ｇ、および左端
方向３５に観測機会開始点２９ｋがある場合に固定値と
なるロール角７３ｇ＝最大値に依って、観測格子点６７
ｋの観測機会２８ｋの観測機会開始点２９ｋ｛正対通過
時刻７１ｇ，ピッチ角７２ｇ，ロール角７３ｇ＝最大
値｝を得る。

【０１２９】観測機会開始点２９が右端方向３６で得ら
れる場合、観測機会終了点３１が左端方向３５で得られ
る場合、観測機会終了点３１が右端方向３６で得られる
場合も同様にして、観測機会開始点２９と観測機会終了
点３１の方向制御パラメータ７０を求めることができ
る。これらの結果を併せて観測格子点６７ｋに対する観
測機会２８を計算し、観測機会テーブル２７に格納す
る。

【０１３０】図２３において、前述の観測機会開始点計
算部３２９を、一次変換式を用いて実施する例を説明す
る。例では、前方端方向３３のサンプル開始点テーブル
６０Ｆの中に観測格子点６７ｋの観測格子点近傍６２ｋ
に含まれるサンプル正対地点４１が在るとする。この時
点で、 ・ パス番号１７ｋの衛星軌道パス１５には、観測格子
点６７ｋの観測機会２８ｋが在る事、即ちこの衛星軌道
パス１５から観測格子点６７ｋに正対通過できる事が判
明、 ・ 観測機会開始点２９ｋは前方端方向３３で得られる
事が判明、 ・ 観測格子点６７ｋの観測機会開始点２９ｋのピッチ
角７２ｇ＝最大値が確定する。 ・ 以後の一連の計算過程では方向制御領域４７の前方
端方向３３上の観測機会開始点２９に関するので、ピッ
チ角７２は最大値に固定されている。

【０１３１】・ 観測格子点近傍６２ｋに含まれるサン
プル正対地点４１の中で、観測格子点６７ｋに最も近い
サンプル正対地点４１ｔ｛正対地点緯度２５ｔ＝４１．
０度，正対地点経度２６ｔ＝４６．９度｝を選択し、対
応するサンプル開始点３８ｔ｛サンプル時刻４０ｔ＝６
１４秒，ピッチ角７２ｔ＝最大値，ロール角７３ｔ＝１
５度｝をサンプル開始点テーブル６０Ｆから読み出す。

【０１３２】・ サンプル時刻４０をサンプル開始点３
８ｔのサンプル時刻４０ｔに固定して、ロール角７３を
変えたサンプル開始点３８ｖ｛サンプル時刻４０ｖ＝６
１４秒，ピッチ角７２ｖ＝最大値，ロール角７３ｖ＝１
０度｝を選択し、そのサンプル正対地点４１ｖ｛正対地
点経度２６ｖ＝４７．５度，正対地点緯度２５ｖ＝４
１．３度｝をサンプル開始点テーブル６０Ｆから読み出
す。 ・ サンプル時刻４０を固定して、サンプル正対地点４
１ｔから４１ｖまでロール角７３を、 ロール角７３ｖ−７３ｔ＝１０−１５＝−５度、 だけ変化させた時、正対地点緯度２５と正対地点経度２
６は各々 正対地点緯度２５ｖ−２５ｔ＝４１．３−４１．０＝
０．３度、 正対地点経度２６ｖ−２６ｔ＝４７．５−４６．９＝
０．６度、 だけ変化する。 ・ 従って、観測格子点近傍６２ｋでは サンプル開始
点３８のロール角７３を１度変える時の、正対地点緯度
変化の割合（Δβ／Δφ）と正対地点経度変化の割合
（Δλ／Δφ）は、 Δβ／Δφ＝−０．０６度／度、 Δλ／Δφ＝−０．１２度／度、 となる。

【０１３３】・ ロール角７３をサンプル開始点３８ｔ
のロール角７３ｔに固定して、サンプル時刻４０を変え
たサンプル開始点３８ｕ｛サンプル時刻４０ｕ＝６１２
秒，ピッチ角７２ｕ＝最大値，ロール角７３ｕ＝１５
度｝を選択し、そのサンプル正対地点４１ｕ｛正対地点
緯度２５ｕ＝４０．７，正対地点経度２６ｕ＝４７．０
度｝をサンプル開始点テーブル６０Ｆから読み出す。 ・ ロール角７３を固定して、サンプル正対地点４１ｔ
から４１ｕまで正対通過時刻７１を、 サンプル時刻４０ｕ−４０ｔ＝６１２−６１４＝−２
秒、 だけ変化させた時、正対地点緯度２５と正対地点経度２
６は各々、 正対地点緯度２５ｕ−２５ｔ＝４０．７−４１．０＝−
０．３度 正対地点経度２６ｕ−２６ｔ＝４７．０−４６．９＝
０．１度 だけ変化する。 ・ 従って、観測格子点近傍６２ｋではサンプル開始点
３８の正対通過時刻７１を１秒変える時の、正対地点緯
度変化の割合（Δβ／Δν）と正対地点経度変化の割合
（Δλ／Δν）は、 Δβ／Δν＝ ０．１５度／秒、 Δλ／Δν＝−０．０５度／秒、 となる。

【０１３４】・ 図２３の変換行列６３Ｆは以上の４個
の変化の割合を要素として、 ｛Δβ／Δφ，Δβ／Δν｝ ｛Δλ／Δφ，Δλ／Δν｝ のように構成され、前方端方向３３上の観測機会開始点
２９の２個のパラメータ｛ロール角７３，正対通過時刻
７１｝を同時に変える時に、正対地点２４の｛正対地点
緯度２５，正対地点経度２６｝が変わる割合を行列形式
で表している。 ・ この変換行列６３Ｆを用いて、前方端方向３３での
任意の観測機会開始点２９ｘの｛ロール角７３＝φｘ，
正対通過時刻７１＝νｘ｝に対する観測格子点近傍６
２ｋ内の正対地点２４ｘの｛正対地点緯度２５＝βｘ，
正対地点経度２６＝λｘ｝を計算する一次変換式 ｛βｘ，λｘ｝＝変換行列６３Ｆ×（｛φｘ，νｘ｝−
｛φｔ，νｔ｝）＋｛βｔ，λｔ｝ が導出される。 ・ 図２３の一次変換式の中で、行列差（観測機会開始
点２９ｘ−サンプル開始点３８ｔ）は、サンプル開始点
３８ｔからの｛ロール角７３，正対通過時刻７１｝の変
化量を表す。それと、変換行列６３Ｆとの行列積によっ
て、｛正対地点緯度２５，正対地点経度２６｝の変化量
が計算される。この変化量とサンプル正対地点４１ｔ
｛正対地点緯度２５ｔ＝βｔ，正対地点経度２６ｔ＝λ
ｔ｝の行列和によって、正対地点２４ｘの｛正対地点緯
度２５＝βｘ，正対地点経度２６＝λｘ｝を得る。

【０１３５】次に、正対地点２４ｙを指定して、前方端
方向３３上の元になっている観測機会開始点２９ｙを計
算するための逆変換式を説明する。 ・ 変換行列６３Ｆから逆行列計算によって得られる逆
変換行列６４Ｆは、正対地点２４の｛正対地点緯度２
５，正対地点経度２６｝を同時に変える時に、観測機会
開始点２９の２個のパラメータ｛ロール角７３，正対通
過時刻７１｝が変わる割合を行列形式で表す。 ・ この逆変換行列６４Ｆを用いて、観測格子点近傍６
２ｋ内の任意の正対地点２４ｙ｛正対地点緯度２５＝β
ｙ，正対地点経度２６＝λｙ｝に対する前方端方向３３
での観測機会開始点２９ｙの｛ロール角７３＝φｙ，正
対通過時刻７１＝νｙ｝を計算する逆変換の一次変換式 ｛φｙ，νｙ｝＝逆変換行列６４Ｆ×（｛βｙ，λｙ｝
−｛βｔ，λｔ｝）＋｛φｔ，νｔ｝ が導出される。 ・ 図２３の逆変換式の中で、行列差（正対地点２４ｙ
−サンプル正対地点４１ｔ）は、サンプル正対地点４１
ｔからの｛正対地点緯度２５，正対地点経度２６｝の変
化量を表す。それと逆変換行列６４Ｆとの行列積によっ
て｛ロール角７３，正対通過時刻７１｝の変化量が計算
される。この変化量と、サンプル開始点３８ｔの｛ロー
ル角７３ｔ＝φｔ，正対通過時刻７１ｔ＝νｔ｝の行列
和によって、観測機会開始点２９ｙの｛ロール角７３＝
φｙ，正対通過時刻７１＝νｙ｝を得る。 ・ 此処で得られた一次変換式と逆変換の一次変換式
は、観測格子点近傍６２ｋ内だけで有効であり、観測格
子点６７が変われば導出しなおす。

【０１３６】・この逆換式の正対地点２４ｙに、観測格
子点６７ｋの｛観測格子点緯度６８ｋ，観測格子点経度
６９ｋ｝を代入して、観測格子点６７ｋの元になってい
る観測機会開始点２９ｋの｛ロール角７３ｇ，正対通過
時刻７１ｇ｝を得る。 ・これらと、ピッチ角７２ｇ＝最大値に固定を用いて、
観測機会開始点２９ｋ＝｛正対通過時刻７１ｇ，ピッチ
角７２ｇ，ロール角７３ｇ｝を組み立てる。

【０１３７】観測機会開始点２９が左端方向３５、右端
方向３６で得られる場合、観測機会終了点３１が後方端
方向３４、左端方向３５、右端方向３６で得られる場合
も同様にして、観測機会開始点２９あるいは観測機会終
了点３１の方向制御パラメータ７０を求めることができ
る。これらの結果を併せて観測格子点６７ｋに対する観
測機会２８を計算し、観測機会テーブル２７に格納す
る。

【０１３８】図２４乃至図２５は、本実施の形態におい
てサンプル開始点テーブル６０とサンプル終了点テーブ
ル６１から観測機会テーブル２７を作成する手順を示す
フローチャートと入出力データを説明する図である。

【０１３９】図２４の衛星軌道パスと観測格子点の指定
処理３２７において、 ・ 回帰軌道を構成している衛星軌道パス１５の全てに
対してそのパス番号１７＝πｐを順次指定して、 ・ 地表面の全緯度｛−９０度，＋９０度｝に亘って、
一定の間隔で格子点緯度列を作成し、観測格子点緯度６
８＝βｋを順次指定して、 ・ 地表面の全経度｛−１８０度，＋１８０度｝に亘っ
て、一定の間隔で格子点経度列を作成し、観測格子点経
度６９＝λｋを順次指定して、 ・ 観測格子点６７ｋの｛観測格子点緯度６８，観測格
子点経度６９｝＝｛βｋ，λｋ｝を指定して、以下のス
テップを実行する。

【０１４０】観測機会開始点が方向制御領域の周辺の何
処に在るかを判定する処理３２８において、 ・ サンプル開始点テーブル６０（前方端方向、左端方
向、右端方向に対応して、６０Ｆ，６０Ｌ，６０Ｒの３
個のテーブルから構成されている）を参照して、観測格
子点６７ｋ｛βｋ，λｋ｝の観測格子点近傍６２ｋに含
まれるサンプル正対地点４１の在るテーブルを探す。 ・ 観測格子点６７ｋの観測機会開始点２９が在るとす
れば、前方端方向３３、左端方向３５、右端方向３６の
何れか一つの周辺上である。従って、観測格子点近傍６
２ｋに含まれるサンプル正対地点４１が複数個のサンプ
ル開始点テーブル６０に在るＣａｓｅは無い。サンプル
開始点テーブル６０Ｆ，６０Ｌ，６０Ｒの内のどれに、
サンプル正対地点４１が在るかに依って、４個のＣａｓ
ｅに分かれる。 Ｃａｓｅ１：前方端方向３３のサンプル開始点テーブル
６０Ｆにサンプル正対地点４１が在る場合、 観測機会開始点２９のピッチ角７２＝最大値 が確定する。観測機会開始点２９の｛ロール角７３，正
対通過時刻７１｝は未知である。 Ｃａｓｅ２：左端方向３５のサンプル開始点テーブル６
０Ｌにサンプル正対地点４１が在る場合、 観測機会開始点２９のロール角７３＝最大値 が確定する。観測機会開始点２９の｛ピッチ角７２，正
対通過時刻７１｝は未知である。 Ｃａｓｅ３：右端方向３６のサンプル開始点テーブル６
０Ｒにサンプル正対地点４１が在る場合、 観測機会開始点２９のロール角７３＝最小値 が確定する。観測機会開始点２９の｛ピッチ角７２，正
対通過時刻７１｝は未知である。以上の３個のＣａｓｅ
では、該観測格子点６７ｋの観測機会２８が在り、パス
番号１７＝πｐの衛星軌道パス１５から該観測格子点６
７ｋに正対通過できる事が確定する。 Ｃａｓｅ４：何れのサンプル開始点テーブル６０にもサ
ンプル正対地点４１が無い場合、パス番号１７＝πｐの
衛星軌道パス１５には該観測格子点６７ｋの観測機会２
８は無い、換言すればこの衛星軌道パス１５から該観測
格子点６７ｋに正対通過できない事が判明する。従っ
て、以下の処理を迂回して次の観測格子点６７に対する
処理に進む。

【０１４１】観測機会開始点の計算処理３２９におい
て、観測機会開始点２９の方向制御パラメータ７０の未
知部分を計算する。前述と同様に、サンプル開始点テー
ブル６０Ｆ，６０Ｌ，６０Ｒの内のどれに観測格子点近
傍６２ｋに含まれるサンプル正対地点４１が在るかに依
って、３個のＣａｓｅに分かれる。此処では、 Ｃａｓｅ１：サンプル開始点テーブル６０Ｆにサンプル
正対地点４１が在って、 観測機会開始点２９ｋのピッチ角θｇ＝最大値 が確定し、｛ロール角φｇ，正対通過時刻νｇ｝が未知
である場合を例に採り、観測機会開始点計算部３２９を
一次変換式を用いて実施する図２３の実施例に従って説
明する。

【０１４２】サンプル開始点テーブル６０から観測格子
点近傍６２に含まれる３個のサンプル正対地点４１ｔ，
４１ｖ，４１ｕを下記の規則に従って引き出す。 ・ 観測格子点６７ｋに最も近いサンプル正対地点４１
ｔを選択し、対応するサンプル開始点３８ｔをサンプル
開始点テーブル６０Ｆから読み出す。 ・ サンプル時刻をサンプル開始点３８ｔの時刻に固定
して、ロール角を変えたサンプル開始点３８ｖを選択
し、そのサンプル正対地点４１ｖをサンプル開始点テー
ブル６０Ｆから読み出す。 ・ サンプル時刻を固定してロール角だけを変えた時
の、サンプル正対地点４１ｔから４１ｖまでの正対地点
緯度の変化量と、正対地点経度の変化量から、ロール角
を１度変える時の、正対地点緯度変化の割合と正対地点
経度変化の割合を得る。 ・ ロール角をサンプル開始点３８ｔの角度に固定し
て、サンプル時刻を変えたサンプル開始点３８ｕを選択
し、そのサンプル正対地点４１ｕをサンプル開始点テー
ブル６０Ｆから読み出す。 ・ ロール角を固定してサンプル時刻だけを変えた時
の、サンプル正対地点４１ｔから４１ｕまでの正対地点
緯度の変化量と、正対地点経度の変化量から、正対通過
時刻を１秒変える時の、正対地点緯度変化の割合と、正
対地点経度変化の割合を得る。 ・ 以上の４個の変化の割合を要素にして変換行列６３
Ｆを構成する。即ち、変換行列６３Ｆは前方端方向上の
観測機会開始点の２個のパラメータ｛ロール角，正対通
過時刻｝を同時に変える時に、正対地点の｛正対地点緯
度，正対地点経度｝が変わる割合を行列形式で表してい
る。 ・ この一次変換行列６３Ｆを用いて、前方端方向での
任意の観測機会開始点２９ｘの｛ロール角φｘ，正対通
過時刻νｘ｝に対する観測格子点近傍６２ｋ内の正対地
点２４ｘの｛正対地点緯度βｘ，正対地点経度λｘ｝を
計算する一次変換式 ｛βｘ，λｘ｝＝変換行列６３Ｆ×（｛φｘ，νｘ｝−
｛φｔ，νｔ｝）＋｛βｔ，λｔ｝ を得る。

【０１４３】次に、正対地点２４ｙを指定して、前方端
方向３３上の元になっている観測機会開始点２９ｙを計
算するための逆変換式を説明する。 ・ 変換行列Ｔから逆行列計算に依って逆変換行列６４
Ｆを得る。これは、正対地点２４ｙの｛正対地点緯度，
正対地点経度｝を同時に変える時に、観測機会開始点２
９の２個のパラメータ｛ロール角７３，正対通過時刻｝
が変わる割合を行列形式で表したものである。 ・ この逆変換行列６４Ｆを用いて、観測格子点近傍６
２ｋ内の任意の正対地点２４ｙ｛正対地点緯度βｙ，正
対地点経度λｙ｝に対する前方端方向３３での観測機会
開始点２９ｙの｛ロール角φｙ，正対通過時刻νｙ｝を
計算する一次変換式 ｛φｙ，νｙ｝＝逆変換行列６４Ｆ×（｛βｙ，λｙ｝
−｛βｔ，λｔ｝）＋｛φｔ，νｔ｝ を得る。

【０１４４】・この逆変換式の正対地点２４ｙに、観測
格子点６７ｋの｛観測格子点緯度βｋ，観測格子点経度
λｋ｝を代入して、観測格子点６７ｋの元になっている
観測機会開始点２９ｋの｛ロール角φｇ，正対通過時刻
νｇ｝を得る。これらと ピッチ角θｇ＝最大値に固定 を用いて、観測機会開始点２９ｋ＝｛正対通過時刻ν
ｇ，ピッチ角θｇ，ロール角φｇ｝を組み立てる。

【０１４５】Ｃａｓｅ２の場合はＣａｓｅ１の場合のピ
ッチ角とロール角の役割が替る。それ以外は同様にして
観測機会開始点２９ｋが得られる。Ｃａｓｅ３の場合は
Ｃａｓｅ２でロール角が最大値固定になるところが最小
値固定に変わる。それ以外は同様にして観測機会開始点
２９ｋが得られる。

【０１４６】観測機会終了点が方向制御領域の周辺の何
処に在るかを判定する処理３３０において、３個のサン
プル終了点テーブル６１Ｂ，６１Ｌ，６１Ｒ（後方端方
向、左端方向、右端方向に対応）を参照して、観測格子
点６７ｋ｛βｋ，λｋ｝の観測格子点近傍６２ｋに含ま
れるサンプル正対地点４１が何れのサンプル終了点テー
ブル６１に在るかに依って、４個のＣａｓｅに分ける、 Ｃａｓｅ１：サンプル終了点テーブル６１Ｂの場合、 観測機会終了点３１のピッチ角７２＝最小値 であり、｛ロール角７３，正対通過時刻７１｝は未知で
ある。 Ｃａｓｅ２：サンプル終了点テーブル６１Ｌの場合、 観測機会終了点３１のロール角７３＝最大値 であり、｛ピッチ角７２，正対通過時刻７１｝は未知で
ある。 Ｃａｓｅ３：サンプル開始点テーブル６０Ｒの場合、 観測機会終了点３１のロール角７３＝最小値 であり、｛ピッチ角７２，正対通過時刻７１｝は未知で
ある。以上の３個のＣａｓｅでは、該観測格子点６７ｋ
の観測機会２８が在り、パス番号１７＝πｐの衛星軌道
パス１５から該観測格子点６７ｋに正対通過できる事が
確定する。 Ｃａｓｅ４：何れのサンプル終了点テーブル６１にもサ
ンプル正対地点４１が無い場合、パス番号１７＝πｐの
衛星軌道パス１５には該観測格子点６７ｋの観測機会２
８は無い、換言すればこの衛星軌道パス１５から該観測
格子点６７ｋに正対通過できない事が判明する。従っ
て、以下の処理を迂回して次の観測格子点６７に対する
処理に進む。

【０１４７】観測機会終了点の計算処理３３１におい
て、観測機会終了点３１の方向制御パラメータ７０の未
知部分を計算する。計算方法は処理３２９と同様に、 ・ サンプル終了点テーブル６１から観測格子点近傍６
２ｋに含まれる３個のサンプル正対地点を取りだして、
観測機会終了点３１中の未知の方向制御パラメータ７０
を変化させた時に、サンプル正対地点４１の位置が変化
する割合である変換行列６３を計算する。 ・ それの逆行列計算により、逆変換行列６４を計算す
る。これは、正対地点２４を変化させた時に、観測機会
終了点３１中の未知の方向制御パラメータ７０を変化す
る割合を表す。 ・ 逆変換行列６４を用いて、正対地点２４ｙに対する
観測機会終了点３１ｙを計算する一次変換式を導出す
る。

【０１４８】・ この逆変換式の正対地点２４ｙに、観
測格子点６７ｋの｛観測格子点緯度βｋ，観測格子点経
度λｋ｝を代入して、観測格子点６７ｋの元になってい
る観測機会終了点３１ｋの未知の方向制御パラメータ７
０例えば｛ロール角φｊ，正対通過時刻νｊ｝を得る。
これらと、 確定している方向制御パラメータ７０例えばピッチ角θ
ｊ＝最小値に固定 を用いて、 観測機会開始点２９ｋ＝｛正対通過時刻νｊ，ピッチ角
θｊ，ロール角φｊ｝ を組み立てる。

【０１４９】観測機会を組み立てて観測機会テーブルに
保存する処理３３２において、以上の手順にて得た観測
機会開始点２９の方向制御パラメータと観測機会終了点
３１の方向制御パラメータに依って該観測格子点６７に
対する観測機会２８｛観測機会開始点，観測機会終了
点｝を構成し、観測機会テーブル２７の該観測格子点６
７に対応する欄に｛パス番号１７、観測機会２８｝を格
納する。図２２の観測機会テーブル２７は、観測格子点
６７ｋまで観測機会２８を計算して来た途中の状態を示
す。

【０１５０】以上を全ての観測格子点６７に対して繰り
返して実行し、全ての観測格子点に対して、正対通過で
きる衛星軌道パス、観測機会を得て、観測格子点と衛星
軌道パスおよび観測機会を対応させる観測機会テーブル
２７｛観測格子点：｛パス番号、観測機会｝｝を作成す
る。図６の観測機会テーブル２７は、以上のようにして
作成した観測機会テーブルの例である。

【０１５１】本実施の形態の特徴を纏めると、次のよう
になる。

【０１５２】観測方向制御計画立案のために準備して保
持するテーブルサイズと計算時間に関して言うと、従来
の技術に依る方式では、サンプルの方向制御パラメータ
７０に依って正対通過する観測格子点６７を計算する時
に、ピッチ角とロール角で作る方向制御領域４７の内部
も含めた全面を一定角度幅で分割したサンプル方向を方
向制御パラメータ｛正対通過時刻，ピッチ角，ロール
角｝に取り込む。例えば、５００ｋｍの高度から１０ｋ
ｍの精度で方向指定する為には、１．５度弱の間隔で角
度指定する必要がある。ピッチ角の変更範囲を±２５
度、ロール角の変更範囲を±５０度とすると、３０×７
０のサンプル方向で正対通過する観測格子点６７を計算
する必要がある。これに対して、本実施の形態では、観
測機会テーブル２７の作成段階において観測機会開始点
２９と観測機会終了点３１のサンプル方向を方向制御領
域４７の周辺で計算する。その数は、（３０＋７０）×
２となる。これにより、観測機会テーブル作成過程の計
算量は、方向制御パラメータテーブルの計算量の１／１
０にする事ができる。

【０１５３】また、観測システムの発展による観測格子
点以外の項目の指定点数の増加に対しては、ピッチ角と
ロール角で作る方向制御領域の周辺方向だけで観測機会
開始点と観測機会終了点のサンプル正対地点の計算をす
るので、その方向間隔の指定が１／Ｎに細かくなったと
きでもその計算量はＮ倍に留まり、Ｎ×Ｎ倍にはならな
い。

【０１５４】実施の形態３．図２６乃至図２９は、本発
明に係る観測方向制御計画立案方法の実施の形態３を説
明する図である。まず、図２６は、本実施の形態３にお
いて、回帰開始時刻９９から観測格子点６７を観測する
正対通過時刻７１までの衛星４の動き（＝軌道伝搬と方
向制御）を衛星周回時系列１１７と衛星アンカー時系列
１１８で構成する方法、および、任意の｛衛星軌道パス
１５ｙ，観測格子点６７ｙ｝に対する衛星アンカー時系
列１１８ｙを、｛参照パス１０４＝衛星軌道パス１５
ａ，参照パス１０４から正対通過できる観測格子点６７
ａ｝に対する参照方向制御時系列１２２＝衛星アンカー
時系列１１８ａによって作成する方法を説明する図であ
る。また、図２７は、観測格子点６７の動き（＝地球の
自転に依る回転）を格子点周回時系列１１９と格子点ア
ンカー時系列１２０で構成する方法を説明する図であ
る。なお、此処で、観測格子点６７の｛緯度，経度｝を
云う場合は、回帰開始時刻９９の時刻の地表面上の｛緯
度，経度｝とする。

【０１５５】衛星は、回帰開始時刻９９から或る観測格
子点６７を観測するまでの間に地球を何回か周回して
（これを衛星周回時系列１１７で構成する）、最終の衛
星軌道パス１５（これをアンカーパス１２１と呼ぶ）で
観測格子点６７に正対通過しながら観測する（これを衛
星アンカー時系列１１８で構成する）。図２６（ｂ）に
おいて、１１７ａ，１１７ｂ，・・・，１１７ｐ，・・
・で例示される衛星周回時系列１１７は、衛星軌道５を
周回している衛星４の位置と地表面とを関係付ける系列
であり、回帰開始時刻９９からアンカーパス１２１の開
始までの衛星の軌道伝搬を｛赤道面を南から北に通過す
る時刻＝パス開始時刻１０９，その経度＝パス開始経度
１１０｝の系列で表され、その各々は、以下のようにし
て構成する。

【０１５６】先ず、パス開始時刻１０９の全体は、衛星
４が衛星軌道５を１周回して昇交点７に還って来た時の
時刻の系列｛１０９ａ，１０９ｂ，・・・，１０９ｐ，
・・・｝であり、以下のようにして構成する。 ・ 第１日の第１番の衛星軌道パス１５ａのパス開始時
刻１０９ａ（これは回帰開始時刻９９と合わせておく）
から始まる。 ・ 第２番の衛星軌道パス１５ｂのパス開始時刻１０９
ｂは、１０９ａから衛星一周回時間１０５だけ時間経過
している。以後、これを繰り返す。 ・ 第２日が始まるまでに、即ち、地球自転周期１０２
が経過した自転周回時刻１０３Ｃの時刻までに、衛星は
数周回して１日の最後の衛星軌道パス１５ｎを周回中と
なる。地球自転周期１０２は衛星一周回時間１０５の整
数倍ではなく、１日の最後の衛星軌道パス１５ｎが、衛
星一周回時間／回帰日数（＝ズレ込み時間１０６）だけ
次の日にズレ込むように設定しておく。即ち、第２日の
第１番の衛星軌道パス１５ｐのパス開始時刻１０９ｐ
は、地球周回時刻１０３Ｃから、衛星一周回時間／回帰
日数だけずれて始まる。図２６は回帰日数が５日の例で
あり、ズレ込み時間１０６は衛星一周回時間１０５の１
／５としている。 ・ 以後、日毎の第１番の衛星軌道パス１５のパス開始
時刻１０９が地球自転周期１０２からずれる時間は、衛
星一周回時間／回帰日数ずつ増加する。 ・ 回帰日数が経過すると、再び、地球自転周期１０２
の開始とパス開始時刻１０９が一致する。以後、これを
繰り返す。即ち、図２６（ｂ）に示すように、衛星軌道
パス１５ａ，１５ｂ，・・・のパス開始時刻は１０９
ａ，１０９ｂ，・・・のようにズレていき、回帰周期の
最後の衛星軌道パス１５ｚの次には最初の衛星軌道パス
１５ａが続き、以後これを繰り返す。

【０１５７】パス開始経度１１０の系列は、衛星軌道５
を１周回して昇交点７に還って来た時の衛星直下点の経
度の系列｛１１０ａ，１１０ｂ，・・・，１１０ｐ，・
・・｝であり、以下のようにして構成する。 ・ 第１日の第１の衛星軌道パス１５ａのパス開始経度
１１０ａから始まり、第２の衛星軌道パス１５ｂのパス
開始経度１１０ｂは、衛星の後退運動と地球の自転に依
って衛星後退経度角１０７だけ西側にずれる。以後、こ
れを繰り返す。 ・ 第２日が始まるまでに、即ち、地球自転周期１０２
が経過した自転周回時刻１０３Ｃの時点までに、衛星は
数周回して１日の最後の衛星軌道パス１５ｎを周回中と
なる。衛星軌道パス１５ｎの終了経度、即ち第２日の１
５ｐのパス開始経度１１０ｐは１１０ａから西側に、ズ
レ込み時間１０６の分だけずれ込むように、即ち、１日
の最後の衛星軌道パス１５ｎが、衛星後退経度角１０７
／回帰日数だけ次の日にズレ込むように設定しておく。
図２６は回帰日数が５日の例であり、ずれ込む角度は衛
星後退経度角１０７の１／５としている。 ・ 以後、日毎の第１番の衛星軌道パス１５のパス開始
経度１１０がずれる経度は衛星後退経度角１０７／回帰
日数ずつ増加する。 ・ 回帰日数が経過すると再び衛星軌道パス１５ａのパ
ス開始経度１１０ａに還って来る。即ち、図２６（ｂ）
に示すように、衛星軌道パス１５ａ，１５ｂ，・・・の
パス開始経度は１１０ａ，１１０ｂ，・・・のようにズ
レていき、回帰周期の最後の衛星軌道パス１５ｚの次に
は最初の衛星軌道パス１５ａが続き、以後これを繰り返
す。

【０１５８】衛星アンカー時系列１１８は観測格子点６
７に正対通過するアンカーパス１２１のパス開始時刻１
０９と方向制御時系列８０で構成され、｛パス開始時刻
１０９，ピッチ回転開始時刻８１、ロール回転開始時刻
８２、整定開始時刻８３、観測開始時刻８４、正対通過
時刻７１、観測終了時刻８６、ピッチ戻し開始時刻８
７、待機状態復帰時刻８８｝となる。図２６の衛星軌道
パス１５ｐがアンカーパス１２１になる場合を例に採る
と、衛星アンカー時系列１１８ｐは観測格子点６７に正
対通過するアンカーパス１２１＝衛星軌道パス１５ｐの
パス開始時刻１０９ｐと方向制御時系列８０ｐ＝｛パス
開始時刻１０９ｐ，ピッチ回転開始時刻８１ｐ，・・
・，正対通過時刻７１ｐ，・・・，待機状態復帰時刻８
８ｐ｝となる。

【０１５９】回帰開始時刻９９から始まり、一つの観測
格子点６７を観測し終わるまでの間の衛星の動きを、衛
星周回時系列１１７と衛星アンカー時系列１１８で構成
し、地表点の動きを、格子点周回時系列１１９と格子点
アンカー時系列１２０で構成する例を以下に示す。

【０１６０】第一の例は第１日の第１の衛星軌道パス１
５ａから観測格子点６７ａに正対通過する場合であり、
衛星の動きは、図２６（ｂ）の衛星周回時系列１１７ａ
と、図２６（ａ）のパス開始時刻１０９ａに続く衛星ア
ンカー時系列１１８ａで構成される。 ・ この場合のアンカーパス１２１は衛星軌道パス１５
ａである。 ・ 衛星周回時系列１１７ａは縮退して｛｛パス開始時
刻１０９ａ＝回帰開始時刻９９，パス開始経度１１０
ａ｝，後続は無い｝となる。他方、衛星アンカー時系列
１１８ａでの衛星の動きの概要は、図２６（ａ）に示す
ように、 ・ アンカーパス１２１（＝衛星軌道パス１５ａ）のパ
ス開始時刻１０９ａに昇交点７を通過する。 ・ ピッチ回転開始時刻８１ａで方向制御を開始する。 ・ 正対通過時刻７１ａで正対方向点２３ｋに来ている
観測格子点６７ａに正対通過し、観測終了時刻８６ａ
（＝ロール戻し開始時刻）で観測を終了して方向を戻す
制御を開始する。 ・ 待機状態復帰時刻８８ａで方向制御待機状態に還
る。指定した観測格子点６７ａに正対通過しながら観測
をするには、方向制御時系列８０ａ｛ピッチ回転開始時
刻８１ａ，・・・，正対通過時刻７１ａ，・・・，ピッ
チ戻し開始時刻８７ａ｝を正対通過に適するように設定
しておく必要がある。

【０１６１】観測格子点６７ａの動きは、図２７（ｂ）
の地表点イベント時系列１１２ａに示すように、格子点
周回時系列１１９ａと格子点アンカー時系列１２０ａで
構成される。 ・ 回帰開始時刻９９が、即、アンカーパス１２１（＝
衛星軌道パス１５ａ）のパス開始時刻１０９ａであるの
で、格子点周回時系列１１９ａは縮退して、｛｛パス開
始時刻１０９ａ，観測格子点６７ａの観測格子点経度６
９ａ｝，後続は無い｝となる。他方、格子点アンカー時
系列１２０ａでの観測格子点６７ａの動きの概要は、図
２７に示すように、 ・ アンカーパス１２１（＝衛星軌道パス１５ａ）のパ
ス開始時刻１０９ａには観測格子点６７ａの地点に在
る。 ・ 正対通過時刻７１ａまでの間に、観測格子点緯度６
８の上を正対方向点２３ｋの位置まで移動し、衛星４か
ら正対通過される（＝観測される）。

【０１６２】第二の例は、第１日の第２の衛星軌道パス
１５ｂから観測格子点６７ｂに正対通過する場合であ
り、衛星の動きは、図２６（ｂ）の衛星周回時系列１１
７ｂと図２６（ａ）のパス開始時刻１０９ｂに続く衛星
アンカー時系列１１８ｂで構成される。 ・ 観測格子点６７ｂは、衛星軌道パス１５ｂに対する
相対位置が６７ａが１５ａに対する相対位置と同じにな
るように採る。 ・ この場合のアンカーパス１２１は衛星軌道パス１５
ｂである。 ・ 衛星周回時系列１１７ｂは図２６（ｂ）に示すよう
に、衛星軌道パス１５ａと１５ｂの開始点から構成さ
れ、｛｛パス開始時刻１０９ａ＝回帰開始時刻９９，パ
ス開始経度１１０ａ｝，｛１０９ｂ，１１０ｂ｝｝とな
る。即ち、衛星は回帰開始時刻９９（＝パス開始時刻１
０９ａ）に昇交点７を通過して、衛星軌道パス１５ａで
地球を周回し、パス開始時刻１０９ｂに再び昇交点７に
還って来た時の経度はパス開始経度１１０ｂである。他
方、衛星アンカー時系列１１８ｂでの衛星の動きの概要
は、図２６（ａ）に示すように、 ・ アンカーパス１２１（＝衛星軌道パス１５ｂ）のパ
ス開始時刻１０９ｂの時刻に、昇交点７の位置から開始
する。以後の衛星の動きは例１の場合と同じである。

【０１６３】観測格子点６７ｂの動きは、図２７（ｂ）
の地表点イベント時系列１１２ｂに示すように、格子点
周回時系列１１９ｂと格子点アンカー時系列１２０ｂで
構成される。 ・ 格子点周回時系列１１９ｂを｛｛パス開始時刻１０
９ａ，観測格子点６７ｂの観測格子点経度６９ｂ｝，
｛１０９ｂ，６９ｘ＝未知｝｝とすると、パス開始時刻
１０９ｂにおける観測格子点６７の観測格子点経度６９
ｘ＝６９ａとなる事を説明する。図２７において、時刻
１０９ａに衛星軌道から見て１５ｂに在った衛星軌道パ
ス１５は、時刻１０９ｂには、衛星軌道から見て１５ａ
に移動して来ており、その角度は衛星後退経度角１０７
である。他方、パス開始時刻１０９ａの時刻に、６７ｂ
｛観測格子点緯度６８，観測格子点経度６９ｂ｝に在っ
た観測格子点６７は、衛星一周回時間１０５（＝パス開
始時刻１０９ｂ−１０９ａ）が経過すると、観測格子点
緯度６８の上を衛星一周回時間の衛星軌道から見た地球
回転角１０８だけ東方に移動する。この角度は図２６の
衛星後退経度角１０７でもある。観測格子点６７ｂは、
その衛星軌道パス１５ｂに対する相対位置が、６７ａが
１５ａに対する相対位置と同じになるような採っている
ので、時刻１０９ｂにおける観測格子点経度６９ｘは、
６９ａと一致する。 ・ 即ち、格子点周回時系列１１９ｂは｛｛パス開始時
刻１０９ａ，観測格子点６７ｂの観測格子点経度６９
ｂ｝，｛１０９ｂ，６９ａ｝｝となる。他方、格子点ア
ンカー時系列１２０ｂでの観測格子点６７ｂの動きは、
図２７（ｂ）に示すように、 ・ アンカーパス１２１（＝衛星軌道パス１５ｂ）のパ
ス開始時刻１０９ｂには観測格子点６７ａの地点に在
る。 ・ 以後の観測格子点６７の動きは、第一の例の格子点
アンカー時系列１２０ａでの観測格子点６７の動きと同
じである。

【０１６４】第三の例は、第２日の第１の衛星軌道パス
１５ｐから観測格子点６７ｐに正対通過する場合であ
り、衛星の動きは、図２６（ｂ）の衛星周回時系列１１
７ｐと図２６（ａ）のパス開始時刻１０９ｐに続く衛星
アンカー時系列１１８ｐで構成される。 ・ 観測格子点６７ｐは、衛星軌道パス１５ｐに対する
相対位置が、６７ａが１５ａに対する相対位置と同じに
なるように採る。 ・ この場合のアンカーパス１２１は衛星軌道パス１５
ｐである。 ・ 図２６（ｂ）に示すように、衛星周回時系列１１７
ｐは衛星軌道パス１５ａ，１５ｂ，・・・，１５ｎ，１
５ｐの開始点から構成され、｛｛パス開始時刻１０９ａ
＝回帰開始時刻９９，パス開始経度１１０ａ｝，｛１０
９ｂ，１１０ｂ｝，・・・，｛１０９ｎ，１１０ｎ｝，
｛１０９ｐ，１１０ｐ｝｝となる。即ち、衛星は回帰開
始時刻９９（＝パス開始時刻１０９ａ）に昇交点７を通
過して、衛星軌道パス１５ａ，１５ｂ，・・・で地球を
周回し、１５ｎを周回中に地球周回時刻１０３Ｃを過ぎ
て第２日にズレ込み時間１０６だけずれ込んだパス開始
時刻１０９ｐに昇交点７に還って来る。この時の経度は
パス開始経度１１０ｐは、１１０ａより衛星後退経度角
１０７／回帰日数だけ西にずれている。他方、衛星アン
カー時系列１１８ｐでの衛星の動きの概要は、図２６
（ａ）に示すように、 ・ アンカーパス１２１（＝衛星軌道パス１５ｐ）のパ
ス開始時刻１０９ｐの時刻に、昇交点７の位置から開始
する。以後の衛星の動きは例１の場合と同じである。

【０１６５】観測格子点６７ｐの動きは、図２７（ｂ）
の地表点イベント時系列１１２ｐに示すように、格子点
周回時系列１１９ｐと格子点アンカー時系列１２０ｐで
構成される。 ・ 格子点周回時系列１１９ｐは、｛｛パス開始時刻１
０９ａ，観測格子点６７ｐの観測格子点経度６９ｐ｝，
｛１０９ｂ，６９ｐより衛星一周回時間の地球回転角１
０８だけ東、・・・，｛１０９ｐ，６９ｘ＝未知｝｝と
すると、パス開始時刻１０９ｐにおける観測格子点６７
の観測格子点経度６９ｘ＝６９ａとなる事を説明する。
図２７（ｂ）に示すように、地球周回時刻１０３Ｄの時
点で観測格子点６７ｐは地表面を一周して元の観測格子
点経度６９ｐに還って来ている。第１日の最後の衛星軌
道パス１５ｎが完了してパス開始時刻１０９ｐになるま
でに更にずれ込み時間１０６が経過する。この間に、観
測格子点６７ｐは衛星一周回時間の衛星軌道から見た地
球回転角１０８の１／回帰日数（例えば１／５）だけ東
に移動して観測格子点経度６９ｘに至る。換言すれば、
６９ｐは６９ｘより地球回転角１０８の１／回帰日数だ
け西に在る。前述のように、１１０ｐは１１０ａより衛
星後退経度角１０７／回帰日数だけ西にずれている。か
つ、６７ｐは１５ｐに対する相対位置が６７ａが１５ａ
に対する相対位置と同じになるように採っているので、
観測格子点経度６９ｘ＝６９ａとなる。 ・ 即ち、格子点周回時系列１１９ｐは｛｛１０９ａ，
６９ｐ｝，・・・，｛１０９ｎ，６９ｂ｝，｛１０９
ｐ，６９ａ｝｝となる。他方、格子点アンカー時系列１
２０ｐでの観測格子点６７ｐの動きは、図２７（ｂ）に
示すように、 ・ アンカーパス１２１（＝衛星軌道パス１５ｐ）のパ
ス開始時刻１０９ｐには観測格子点６７ａの地点に在
る。 ・ 以後の観測格子点６７の動きは、第一の例の格子点
アンカー時系列１２０ａでの観測格子点６７の動きと同
じである。

【０１６６】次に、参照パス１０４、参照方向制御時系
列１２２および参照格子点時系列１２３を導入し、衛星
軌道パス１５毎に異なっている衛星アンカー時系列１１
８（この中に方向制御時系列８０が含まれる）と格子点
アンカー時系列１２０を、唯一個の参照パス１０４＝１
５ａの衛星アンカー時系列１１８ａと格子点アンカー時
系列１２０ａを用いて、時刻と経度の換算で求める方法
を説明する。

【０１６７】衛星アンカー時系列１１８は、衛星軌道パ
ス１５毎に異なっている。しかし、第二の例、第三の例
の衛星アンカー時系列１１８ｂ，１１８ｐは、開始時刻
が衛星軌道パス１５ｂ，１５ｐのパス開始時刻１０９
ｂ，１０９ｐ、開始経度が衛星軌道パス１５ｂ，１５ｐ
のパス開始経度１１０ｂ，１１０ｐであり、衛星軌道パ
ス１５ａのパス開始時刻１０９ａ、パス開始経度１１０
ａと異なる事を除けば、第１日の第１の衛星軌道パス１
５ａの衛星アンカー時系列１１８ａに等しい。従って、
第１日の第１の衛星軌道パス１５ａの衛星アンカー時系
列１１８ａの中に含まれる方向制御時系列８０ａを基に
して、任意の衛星軌道パス１５ｙの衛星アンカー時系列
１１８ｙの中に含まれる方向制御時系列８０ｙは、方向
制御時系列８０ａのパス開始時刻１０９ａをパス開始時
刻１０９ｙで、パス開始経度１１０ａをパス開始経度１
１０ｙでそれぞれ置き換えて求めることができる。

【０１６８】格子点アンカー時系列１２０は、衛星軌道
パス１５毎に異なっている。しかし、観測格子点６７ｙ
を衛星軌道パス１５ｙに対する相対位置が、観測格子点
６７ａが衛星軌道パス１５ａに対する相対位置と同一に
なるように採れば、第二の例、第三の例の格子点アンカ
ー時系列１２０ｂ，１２０ｐにて示したように、パス開
始時刻１０９ｙとパス開始経度１１０ｙが格子点アンカ
ー時系列１２０ａのそれらと異なる点を除けば、第１日
の第１の衛星軌道パス１５から正対通過できる観測格子
点６７ａの格子点アンカー時系列１２０ａに等しい。従
って、第１日の第１の衛星軌道パス１５ａから正対通過
できる観測格子点６７ａの格子点アンカー時系列１２０
ａを基にして、任意の衛星軌道パス１５ｙから正対通過
できる観測格子点６７ｙの格子点アンカー時系列１２０
ｙは、格子点アンカー時系列１２０ａのパス開始時刻１
０９ａをパス開始時刻１０９ｙで、パス開始経度１１０
ａをパス開始経度１１０ｙでそれぞれ置き換えて求める
ことができる。

【０１６９】本実施の形態では、第１日の第１の衛星軌
道パス１５ａを参照パス１０４とし、１５ａの衛星アン
カー時系列１１８ａの中に含まれる方向制御時系列８０
ａを参照方向制御時系列１２２とし、１５ａから正対通
過できる観測格子点６７ａの格子点アンカー時系列１２
０ａを参照格子点時系列１２３とし、１５ａに沿ってあ
る正対可能地点領域１８ａを参照正対地点領域１２４と
する。参照パス１０４に対してのみ、且つ、１２４内の
６７ａに対してのみ（換言すれば、観測格子点緯度６８
上の正対可能経度区間２０の観測格子点経度６９に対し
てのみ）、観測機会テーブル２７を実施の形態２の方法
で作成し参照観測機会テーブル１１６と呼ぶ。観測格子
点６７ａが指定されると実施の形態１の方法で、１１６
から観測機会２８を抽出し、方向制御時系列８０ａ＝参
照方向制御時系列１２２および格子点アンカー時系列１
２０ａ＝参照格子点時系列１２３を計算する。参照パス
１０４以外の衛星軌道パス１５に関しては、その｛パス
開始時刻１０９，パス開始経度１１０｝を要素とする衛
星パス開始点テーブル１１５を保持しておく。

【０１７０】図２７（ａ）の任意の衛星軌道パス１５ｙ
と観測格子点６７ｙに対する衛星アンカー時系列１１８
ｙあるいは格子点アンカー時系列１２０ｙの中の或るイ
ベント（例えば、正対通過）の｛時刻，経度｝は、参照
パス１０４の観測格子点６７ａ（６７ｙと６７ａの対応
付けは後述する）に対する参照方向制御時系列１２２あ
るいは参照地表点時系列１２３の対応するイベントの
｛時刻，経度｝、１０４の｛パス開始時刻を１０９ａ、
パス開始経度を１１０ａ｝、および、１５ｙの｛１０９
ｙ、１１０ｙ｝を用いて、衛星アンカー時系列１１８ｙ
については、 １１８ｙ内のイベント時刻＝１２２内のイベント時刻＋
（１０９ｙ−１０９ａ）、 １１８ｙ内のイベント経度＝１２２内のイベント経度＋
（１１０ｙ−１１０ａ）、 格子点アンカー時系列１２０ｙについては、 １２０ｙ内のイベント時刻＝１２３内のイベント時刻＋
（１０９ｙ−１０９ａ）、 １２０ｙ内のイベント経度＝１２３内のイベント経度＋
（１１０ｙ−１１０ａ） と表せる。

【０１７１】衛星軌道パス１５ｙの正対可能地点領域１
８ｙ内に在る観測格子点６７ｙは、参照パス１０４の参
照正対地点領域１２４内の観測格子点６７ａから経度の
換算で求める。図２７（ａ）において、回帰周期開始時
刻９９＝１０９ａからアンカーパス１２１＝衛星軌道パ
ス１５ｙが始まるパス開始時刻１０９ｙまでの間に、観
測格子点６７ｙは格子点周回時系列１１９ｙを辿って観
測格子点６７ａに来ている。ここで６７ａは衛星軌道パ
ス１５ａに対する相対位置が、６７ｙが１５ｙに対する
相対位置と同じになる地表点である。依って、６７ｙか
ら６７ａまでの経度差＝パス開始経度１１０ａ−１１０
ｙとなる。換言すれば、参照パス１０４＝１５ａから或
る観測方向で正対通過できる観測格子点６７ａを、その
緯度は同一でその経度をパス開始経度１１０ａ−１１０
ｙだけ西に戻した６７ｙは１５ｙから同じ観測方向９で
正対通過できる地点である。

【０１７２】このようにして、参照パス１０４＝１５ａ
に対してのみ、且つ正対可能地点領域１８ａ＝１２４内
の観測格子点６７ａに対してのみ、観測機会テーブル２
７を実施の形態２の方法で作成し参照観測機会テーブル
１１６として保持し、他の衛星軌道パス１５に関しては
｛パス開始時刻１０９，パス開始経度１１０｝を要素と
する衛星パス開始点テーブル１１５ておけば、６７ａが
指定されると、これらを用いて、観測機会２８、参照方
向制御時系列１２２、参照地表点時系列１２３を計算す
る事ができる。任意の衛星軌道パス１５ｙの正対地点領
域１８ｙ、衛星アンカー時系列１１８ｙ、格子点アンカ
ー時系列１２０ｙの中の或るイベント時刻（例：正対通
過時刻７１）は、参照パス１０４の｛パス開始時刻を１
０９ａ，パス開始経度を１１０ａ｝と、衛星パス開始点
テーブル１１５から読み出した衛星軌道パス１５ｙの
｛パス開始時刻を１０９ｙ，パス開始経度を１１０ｙ｝
とを用いて換算し、 観測格子点６７ｙの｛緯度，経度｝＝６７ａの｛緯度，
経度｝＋｛０，１１０ｙ−１１０ａ｝、 衛星アンカー時系列１１８ｙ内のイベント時刻＝１２２
内のイベント時刻＋（１０９ｙ−１０９ａ）、 格子点アンカー時系列１２０ｙ内のイベント時刻＝１２
３内のイベント時刻＋（１０９ｙ−１０９ａ）と表せ
る。

【０１７３】図２８乃至２９は本実施の形態におけるパ
ス開始時刻経度テーブル１１５と参照観測機会テーブル
１１６の例を示した図である。パス開始時刻経度テーブ
ル１１５は、方向制御などとは無関係に衛星の軌道パラ
メータから計算される。この例では、要素の｛パス番号
１７：｛パス開始時刻１０９，パス開始経度１１０｝｝
の｛１０９，１１０｝を参照パス１０４のそれらに対す
る相対値で表している。なお、この例では参照パス１０
４に関して、 パス番号１７ａ ＝＃０１、 パス開始時刻１０９ａ＝｛１日：０００００秒｝、 パス開始経度１１０ａ＝６５度 としている。図２９の参照観測機会テーブル１１６は、
図６で例示した観測機会テーブル２７のうち衛星軌道パ
ス１５を参照パス１０４（＝＃０１の衛星軌道パス）の
部分に限って本実施の形態１に依って作成したもので、
その要素は２７と同様に｛観測格子点６７：観測機会２
８｝である。

【０１７４】次に、参照正対地点領域１２４の中の或る
観測格子点６７ａの観測機会２８ａを参照観測機会テー
ブル１１６から引き出し、パス開始時刻経度テーブル１
１５を用いて、これに対応する衛星軌道パス１５ｙ＝＃
３３（図２８の衛星パス開始点テーブル１１５におい
て、衛星軌道パス１５をパス開始経度１１０の順に並べ
た時の第３番目の衛星軌道パスであり、これは図２７
（ａ）において、第３日の第１の衛星軌道パス１５ｙと
して描かれている衛星軌道パスである）の観測格子点６
７ｙ、観測機会開始点２９ｙ、観測機会終了点３１ｙ、
方向制御パラメータ７０ｙ、方向制御時系列８０ｙを求
める過程を例示する。

【０１７５】まず、参照パスから正対通過する 観測格子点６７ａの｛緯度，経度｝＝｛４１度、４５
度｝としたとき、 参照観測機会テーブル１１６から観測機会２８を引き出
し、 観測機会開始点２９ａ｛正対通過時刻，ピッチ角，ロー
ル角｝＝｛１日：６２３秒，２５度，２８度｝、 観測機会終了点３１ａ｛正対通過時刻，ピッチ角，ロー
ル角｝＝｛１日：７０８秒，−２５度，２６度｝を得
る。 すなわち、正対通過時刻は、１日の６２３秒から７０８
秒の間に、ピッチ角は２５度（方向制御領域４７の前方
端方向）から−２５度（後方端方向）に、ロール角は２
８度から２６度の間（衛星の左翼を揚げる方向）に採る
ことができる事が分かる。

【０１７６】次に、参照パス１０４から観測格子点６７
ａに正対通過するための方向制御パラメータ７０ａ求め
る。得られた観測機会開始点２９ａと観測機会終了点３
１ａを、図８の正対通過時刻：ピッチ角グラフ５１と、
図９の正対通過時刻：ロール角グラフ５２に入れ、ここ
では観測条件の例として「ピッチ角＝０度で観測する
事」を付加すると、 ７０ａ｛正対通過時刻、ピッチ角、ロール角｝＝｛１
日：６６５秒，０度，２７度｝を得る。

【０１７７】ここで、衛星の方向制御性能パラメータの
例を図４の３０２とすると、例えば、ロール回転時間９
１＝５×平方根（ロール角）＝２６秒となる。正対通過
時刻７１ａ＝｛１日：６６５秒｝の前後に方向制御の所
要時間を配置して、参照方向制御時系列１２２は、 ピッチ回転開始時刻８１ａ＝ ６０９秒 ロール回転開始時刻８２ａ＝ ６０９秒 整定開始時刻８３ａ ＝ ６３５秒 観測開始時刻８４ａ ＝ ６５５秒 正対通過時刻７１ａ ＝１日：６６５秒 観測終了時刻８６ａ ＝ ６７５秒 ピッチ戻し開始時刻８７ａ＝ ７０１秒 待機状態復帰時刻８８ａ ＝ ７０１秒 となる。

【０１７８】続いて、これらを衛星軌道パス１５ｙ＝＃
３３の観測格子点６７ｙ、方向制御パラメータ７０ｙ、
方向制御時系列８０ｙに換算する。まず、図２８のパス
開始時刻経度テーブル１１５（参照パス１０４に対する
相対値で表している）から、衛星軌道パス＃３３につい
て、 パス開始時刻１０９ｙ−１０９ａ＝｛２日：２１８７
秒｝、 パス開始経度１１０ｙ−１１０ａ＝−９．１度 を得
る。 参照パス１０４については、 パス開始時刻１０９ａ＝｛１日：０００００秒｝、 パス開始経度１１０ａ＝６５度 であるので、衛星軌道パス１５ｙに換算して、 パス開始時刻１０９ｙ＝｛３日：２１８７秒｝、 パス開始経度１１０ｙ＝６５−９．１＝５６度 観測格子点６７ａを観測格子点６７ｙに換算して、 観測格子点緯度６８ｙ＝４１−０＝４１度、 観測格子点経度６９ｙ＝４５−９＝３６度 を得る。 方向制御パラメータ７０ａ｛１日：６６５秒，０度，２
７度｝の正対通過時刻７１ａ＝｛１日：６６５秒｝ を、方向制御パラメータ７０ｙの正対通過時刻７１ｙに
換算して、 正対通過時刻７１ｙ＝｛１日：６６５秒｝＋｛２日：２１８７秒｝ ＝｛３日：２８５２秒｝ を得る。 ピッチ角７２ｙとロール角７３ｙは方向制御パラメータ
７０ａのそれらと同一であり、 ピッチ角７２ｙ＝ ０度、 ロール角７３ｙ＝２７度 である。 また、参照パス１０４の参照方向制御時系列１２２を衛
星軌道パス１５＝＃３３に換算して方向制御時系列８０
ｙは、 ピッチ回転開始時刻８１ｙ＝３日：２７９６秒 ロール回転開始時刻８２ｙ＝３日：２７９６秒 整定開始時刻８３ｙ ＝３日：２８２２秒 観測開始時刻８４ｙ ＝３日：２８４２秒 正対通過時刻７１ｙ ＝３日：２８５２秒 観測終了時刻８６ｙ ＝３日：２８６２秒 ピッチ戻し開始時刻８７ｙ＝３日：２８８８秒 待機状態復帰時刻８８ｙ ＝３日：２８８８秒 とな
る。

【０１７９】本実施の形態の特徴を纏めると、次のよう
になる。観測方向制御計画立案のために準備して保持す
るテーブルサイズと計算時間に関して言うと、従来の技
術に依る方式では、観測格子点６７は全地表面に取って
いた。これに対して、本実施の形態では、参照パス１０
４の上から正対通過できる観測格子点６７ａ、即ち参照
パス１０４からロール角を±５０度振った時の正対地点
の範囲を幅として、直下点軌跡６に沿って１周回した時
にできる帯状の地域内の観測格子点６７ａに関してだけ
参照観測機会テーブル１１６を作成して保持すればよ
い。従来方式の場合と本実施の形態に係る方式の場合の
テーブルに保持する観測格子点６７の数の比は、（観測
格子点６７の間隔は変えないとして）計算対象の観測格
子点６７が在る地表面の面積の比になる。地球の半径を
Ｒ（≒６３００ｋｍ）ロール角を±５０度振った時の幅
をＷ（≒１０００ｋｍ）として、この面積の比は、４π
Ｒ**2 ：２πＲ×Ｗ＝２Ｒ：Ｗであり、およそ１０：１
となる。これにより、観測機会テーブルのサイズは、方
向制御パラメータテーブルのサイズの１／１０に、計算
時間も従来の技術に依る方式の１／１０にする事ができ
る。

【０１８０】更に、従来の技術に依る方式では、或る観
測格子点６７に正対通過できる全ての衛星軌道パス１５
について方向制御パラメータ７０を保持していた。或る
観測格子点６７に正対通過できる衛星軌道パス１５の数
は、隣接する衛星軌道パス１５の間隔、即ち回帰日数で
決まり、５日回帰くらいであれば、その数は４〜６であ
る。これに対して、本実施の形態では、ただ一つの参照
パス１０４から観測格子点６７に正対通過の為の観測機
会をテーブルに保持すれば良い。これにより、観測機会
テーブルのサイズは、方向制御パラメータテーブルのサ
イズの約１／５にする事ができる。

【０１８１】また、観測システムの発展に伴い、隣接す
る衛星軌道パス１５の間隔を狭める為に回帰日数が長く
して衛星軌道パスの数を増加しても、観測方向制御計画
立案に必要なテーブルは唯１個の参照パスに関する参照
観測機会テーブルを計算し保持すればよいのでテーブル
サイズは影響を受けない。

【０１８２】実施の形態４．図３０乃至図３４は、本発
明に係る観測方向制御計画立案方法の実施の形態４を説
明する図である。先ず、図３０乃至３２は図３１の目標
格子点１２ｔを観測格子点６７ｔ｛目標格子点緯度１３
ｔ，目標格子点経度１４ｔ｝で指定して、図３０の参照
観測機会テーブル１１６の中の正対可能経度区間２０ｎ
と２０ｓを図３１のパス番号１７ｇのパス開始経度１１
０ｇで正対可能経度区間２０ｇに展開し、観測格子点６
７ｔの目標格子点経度１４ｔが在る位置で、図３０の観
測機会２８ａを参照し、観測機会２８ａ内の正対通過時
刻７１ｂ，７１ｅを図３１のパス番号１７ｇのパス開始
時刻１０９ｇと参照パス１０４のパス開始時刻１０９ａ
の差で換算し、図３２の観測機会２８ｇを得る過程の概
念を示す図である。この過程は、観測格子点６７ｔに正
対通過できる全ての衛星軌道パス１５と観測機会２８を
引き出す。図３３乃至３４は、上記の処理過程と入出力
データを説明する図である。

【０１８３】参照パス１０４は、パス開始時刻１０９ａ
＝｛１日：０００００秒｝、パス開始経度１１０ａ＝６
５度とし、参照観測機会テーブル１１６の観測格子点経
度６９には、参照パス１０４のパス開始経度１１０ａ＝
６５度を既に足し込こんでいる。以下に、目標格子点１
２ｔを指定して、其処に正対通過する全ての衛星軌道パ
ス１５と観測機会２８を引き出す過程を説明する。

【０１８４】目標格子点１２ｔが或る観測格子点６７ｔ
｛観測格子点緯度６８ｔ＝４１度、観測格子点経度６９
ｔ＝１４１度｝に依って指定される。以下の手順は、全
て目標格子点１２ｔの観測格子点緯度６８ｔの上での記
述である。参照観測機会テーブル１１６の南下区間の正
対可能経度区間２０ｓと北上区間の正対可能経度区間２
０ｎ内の観測格子点６７の観測格子点経度６９を、図３
１のパス開始時刻経度テーブル１１５の各衛星軌道パス
１５のパス開始経度１１０で換算して、この衛星軌道パ
ス１５の正対可能経度区間２０の経度を計算する。全て
の衛星軌道パス１５に、参照観測機会テーブル１１６の
正対可能経度区間２０ｓと２０ｎに対応する正対可能経
度区間２０がある。しかし、図３１では、原則として目
標格子点１２ｔの観測格子点経度６９ｔ＝１４１度を含
んでいる正対可能経度区間２０を描いている。

【０１８５】図３１において、パス番号１７＝＃０６，
＃６９，＃５３の３個の衛星軌道パスは、南下区間の正
対可能経度区間２０が目標格子点１２ｔの目標格子点経
度１４ｔを含んでおり、目標格子点１２ｔに正対通過で
る事を示している。パス番号１７＝＃１３，＃７６，＃
６０，＃４４の４個の衛星軌道パスは、北上区間の正対
可能経度区間２０が目標格子点１２ｔの目標格子点経度
１４ｔを含んでおり、目標格子点１２ｔに正対通過でき
ることを示す。他の衛星軌道パス１５の正対可能経度区
間２０は、南下区間でも北上区間でも目標格子点１２ｔ
の目標格子点経度１４ｔを含んでおらず、目標格子点１
２ｔに正対通過できない事を示す。

【０１８６】以下に、正対可能経度区間２０が目標格子
点１２ｔの観測格子点経度６９ｔ＝１４１度を含む場合
と含まない場合を説明する。まず、正対可能経度区間２
０が目標格子点１２ｔの観測格子点経度６９ｔ＝１４１
度を含む場合、すなわち正対通過できる場合について、
図３１のパス番号１７ｇ＝＃６０の北上区間の正対可能
経度区間２０ｇを用いて説明する。

【０１８７】参照パス１０４の北上区間の正対可能経度
区間２０ｎの観測格子点経度６９を、パス番号１７ｇ＝
＃６０の衛星軌道パスの開始経度１１０ｇ＝９６度で換
算して、この衛星軌道パスの北上区間の正対可能経度区
間２０ｇを得る。正対可能経度区間２０ｇは、経度１３
７度から１５２度の区間であり、目標格子点１２ｔの目
標格子点経度１４ｔ＝１４１度を含んでいる。次に、参
照観測機会テーブル１１６からこの目標格子点経度１４
ｔに対する観測機会２８ａを引き出す。即ち、 観測機会開始点２９ａ｛正対通過時刻，ピッチ角，ロー
ル角｝＝｛１日：６２３秒，２５度，２８度｝、 観測機会終了点３１ａ｛正対通過時刻，ピッチ角，ロー
ル角｝＝｛１日：７０８秒，−２５度，２６度｝ となる。そして、 観測機会開始点２９ａ、観測機会終了点３１ａの時刻を
パス番号１７ｇ＝＃６０のパス開始時刻１０９ｇ＝｛３
日：６３４３３秒｝で換算する。 その結果、 パス番号１７ｇ＝＃６０の衛星軌道パスの観測機会２８
ｇは図３２に示すように、 観測機会開始点２９ｇ｛正対通過時刻，ピッチ角，ロー
ル角｝＝｛４日：６４０５６秒，２５度，２８度｝、 観測機会終了点３１ｇ｛正対通過時刻，ピッチ角，ロー
ル角｝＝｛４日：６４１４１秒，−２５度，２６度｝
となる。

【０１８８】目標格子点１２ｔに正対通過可能な他の６
個の衛星軌道パス１５に対しても同様に、観測機会開始
点２９、観測機会終了点３１を求めることができる。

【０１８９】一方、正対可能経度区間２０が目標格子点
１２ｔの観測格子点経度６９ｔ＝１４１度を含まない場
合、すなわち正対通過できない場合について、図３４の
パス番号１７ｑ＝＃１３の正対可能経度区間２０ｊを用
いて説明する。

【０１９０】参照パス１０４の南下区間の正対可能経度
区間２０ｓの観測格子点経度６９を、パス番号１７ｊ＝
＃１３の衛星軌道パスの開始経度１１０ｊ＝８７度で換
算して、この衛星軌道パスの北上区間の正対可能経度区
間２０ｊを得る。正対可能経度区間２０ｊは、経度−３
０度から−１６度の区間であり、目標格子点１２ｔの目
標格子点経度１４ｔ＝１４１度を含んでいない。従っ
て、パス番号１７ｊ＝＃１３の衛星軌道パスの南下区間
には、目標格子点１２ｔに正対通過する観測機会２８が
無い。このパス番号１７ｊ＝＃１３の衛星軌道パスは、
北上区間には目標格子点１２ｔに正対通過する観測機会
２８が在る。

【０１９１】このようにして、参照パス１０４＝｛パス
開始時刻１０９ａ，パス開始経度１１０ａ｝、パス開始
時刻経度テーブル１１５、および参照観測機会テーブル
１１６を用いて、与えられた目標格子点１２ｔに正対通
過できる衛星軌道パス１５とその観測機会２８の全てを
引き出す。

【０１９２】図３５，３６は、本実施の形態４における
観測機会の抽出処理を示すフローチャートである。

【０１９３】まず、観測目標地点の指定処理３３５にお
いて、観測格子点６７の一つを目標格子点１２ｔ｛目標
格子点緯度１３ｔ＝β，目標格子点経度１４ｔ＝λ｝と
して指定する。

【０１９４】格子点緯度の正対可能経度区間を抽出する
処理３３６において、図３４の参照観測機会テーブル１
１６の中から観測格子点緯度６８が目標格子点１２ｔの
目標格子点緯度１３ｔ（＝β）である部分の正対可能経
度区間２０ｎと２０ｓを取り出す。以下では、北上区間
の正対可能経度区間２０ｎ対する処理を記述する。南下
区間の正対可能経度区間２０ｓ、あるいは一個に縮退し
た正対可能経度区間２０に対する処理も同様である。

【０１９５】全ての衛星軌道パスの正対可能経度区間に
展開処理３３７において、前述の参照パス１０４の正対
可能経度区間２０ｎを図３４のパス開始時刻経度テーブ
ル１１５から取り出した各衛星軌道パス１５（＝πｐ）
のパス開始経度１１０（＝λｐ）で換算して、全ての衛
星軌道パスの正対可能経度区間に展開する。

【０１９６】観測目標地点に正対通過できる衛星軌道パ
スの抽出処理３３８において、全ての衛星軌道パスのう
ち、その正対可能経度区間に目標格子点１２ｔの目標格
子点経度１４ｔを含んでいる衛星軌道パス（＝πｍ）を
抽出する。ここで抽出された衛星軌道パス（＝πｍ）か
らは目標格子点１２ｔに正対通過できる。

【０１９７】観測機会の抽出処理３３９において、目標
格子点１２ｔに正対通過できる衛星軌道パス１５（複数
個）の各正対可能経度区間２０の中から、その経度が目
標格子点経度１４ｔ（＝λ）に等しい経度を指定して、
参照観測機会テーブル１１６の中からその経度の観測機
会２８＝｛観測機会開始点２９，観測機会終了点３１｝
を引き出す。

【０１９８】観測機会の時間換算処理３４０において、
上記処理３３９で抽出した観測機会開始点２９＝｛正対
通過時刻７１ｂ，ピッチ角７２ｂ，ロール角７３ｂ｝と
観測機会終了点３１＝｛正対通過時刻７１ｅ，ピッチ角
７２ｅ，ロール角７３ｅ｝の正対通過時刻７１を、衛星
軌道パス１５のパス開始時刻１０９で換算して、衛星軌
道パス１５の方向制御パラメータ７０を得る。

【０１９９】以上のようにして、目標格子点１２に対し
て正対通過できる全ての衛星軌道パスと観測機会を得
る。

【０２００】図３５は、本実施の形態において観測機会
の抽出処理の結果の例を示す図である。この例では、観
測目標地点を青森市の近くで｛北緯４１度、東経１４１
度｝の地表点としている。

【０２０１】図３０乃至３４で説明した方法によって、
この観測目標地点に正対通過できる７個の衛星軌道パス
｛北上区間では、＃４４，＄６０，＃７６，＃１３，南
下区間では＃５３，＃６９，＃０６｝とその観測機会２
８を抽出する。北上区間の観測機会２８の観測機会開始
点２９と観測機会終了点３１の例を図３５の地図上の衛
星軌道パス１５の衛星直下点軌跡６の上に描いて示す。

【０２０２】パス番号＝＃６０の衛星軌道パス１５ｇに
沿って見ると、パス開始時刻経度テーブル１１５ｇに記
すように、この衛星軌道パス１５は、第４日の６３４３
３秒に東経１６１度で赤道を南から北に通過し、４日６
４０５６秒で観測機会開始点２９ｇの地点で目標格子点
１２ｔに正対通過可能になる。その時に正対通過するた
めには、ピッチ角を最大値（＝２５度）にしてできるだ
け前方を向くように、かつ、ロール角（＝２８度）で左
翼を揚げた角度にする必要がある。この方向を方向制御
領域４７Ｂの上に描くと前方端方向３３ｇの方向であ
る。観測機会２８は、観測機会終了点３１ｇの地点迄の
８５秒間継続する。もし、観測機会終了点３１ｇで目標
格子点１２に正対通過しようとすると、ピッチ角を最小
（＝−２５度）にしてできるだけ後方を向くようにする
必要がある。ロール角は、観測機会開始点２９ｇの場合
と多少異なる。ピッチ角７２＝０度の観測条件を付加し
て、図８，９の正対通過時刻：ピッチ角グラフ５１およ
び正対通過時刻：ロール角グラフ５２を用いて計算した
方向制御パラメータを７０ｇをに示す。即ち７０ｇ｛正
対通過時刻，ピッチ角，ロール角｝＝｛４日６３０９８
秒、０度、２７度｝である。

【０２０３】この方向を方向制御領域４７ｔの上に描く
と観測方向９ｇの方向になる。図４の３０２で例示の衛
星の方向制御性能を想定して、方向制御時系列＝｛ピッ
チ回転開始時刻８１ｇ，ロール回転開始時刻８２ｇ，整
定開始時刻８３ｇ，観測開始時刻８４ｇ，正対通過時刻
７１ｇ，観測終了時刻８６ｇ，ピッチ戻し開始時刻８７
ｇ，待機状態復帰時刻８８ｇ｝を計算して、直下点軌跡
６ｇの上に描いて示す。

【０２０４】本実施の形態に依れば、この図３５に例示
するように、目標格子点１２に正対通過できる衛星軌道
パス１５、方向制御パラメータ７０｛正対通過時刻，ピ
ッチ角，ロール角｝を体系的に求めることができる。

【０２０５】本実施の形態の特徴を纏めると、次のよう
になる。

【０２０６】観測方向制御計画立案のために準備して保
持するテーブルサイズと計算時間に関して言うと、従来
の技術に依る方式では、或る目標格子点１２が指定され
た時に得られる｛衛星軌道パス，方向制御パラメータ
｛正対通過時刻，ピッチ角，ロール角｝｝の候補には規
則性を付加出来ない。これに対して、本実施の形態で
は、与えられた目標格子点１２に正対通過する｛衛星軌
道パス、観測機会｝が得られる。即ち、衛星軌道パス１
５と正対通過できる区間の両端の方向制御パラメータ
｛正対通過時刻，ピッチ角，ロール角｝とが得られる。
この観測機会の中のどの時点を該観測目標地点に正対通
過して観測する時点とするかの選択は、別の評価基準に
よって決める事ができる。

【０２０７】なお、本発明に係る観測方向制御計画立案
方法を各実施の形態において説明したが、各実施の形態
は、適宜組み合わせて使用することができる。従って、
各実施の形態において説明した効果を纏めると、観測方
向制御計画立案のために準備して保持するテーブルサイ
ズを凡そ（１／５０）×（１／１０）×（１／５）＝１
／２５００に、そのテーブル作成の所要計算量は（１／
２５００）×（１／２０）＝１／５００００と大幅に削
減することができる。

【０２０８】

【発明の効果】本発明によれば、衛星軌道パスから或る
観測格子点に正対通過できる期間の全体を一つの観測機
会として捉え、その記述には、観測機会開始点と観測機
会終了点の２点の方向制御パラメータ７０を計算して保
持すればよい。これにより、観測方向制御計画立案のた
めに準備して保持するテーブルサイズと計算時間を大幅
に削減することができる。また、観測機会の開始点と終
了点に関する２個の方向制御パラメータで正対通過可能
な観測機会を記述するので、正対通過可能期間内の分割
間隔が短くなってもテーブルサイズの増加に直接影響を
受けることがなくなる。

【０２０９】また、観測機会テーブルの作成段階におい
て観測機会開始点と観測機会終了点のサンプル方向を方
向制御領域の周辺のみ計算するようにしたので、観測機
会テーブル作成過程における計算量は、方向制御パラメ
ータテーブルの計算量に対して大幅に削減することがで
き、その結果、観測方向制御計画立案のために準備して
保持するテーブルサイズと計算時間を大幅に削減するこ
とができる。

【０２１０】また、全ての衛星軌道パスではなく、或る
一個の参照パスの上から正対通過できる観測格子点に関
してだけ観測機会テーブルを作成して保持するようにし
たので、観測機会テーブルのサイズを大幅に削減するこ
とができる。また、参照パスだけに関する観測機会テー
ブルを計算し保持すればよいので、回帰日数が長くなっ
て衛星軌道パスの数が多くなってもテーブルサイズは増
加しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る観測方向制御計画立案方法の実
施の形態１で用いる観測機会の概念図であり、観測機会
の開始点を説明する図である。

【図２】 本発明に係る観測方向制御計画立案方法の実
施の形態１で用いる観測機会の概念図であり、観測機会
の中間点を説明する図である。

【図３】 本発明に係る観測方向制御計画立案方法の実
施の形態１で用いる観測機会の概念図であり、観測機会
の全体を説明する図である。

【図４】 図５とともに、実施の形態１における観測方
向制御計画立案方法の処理過程を説明する図であり、こ
のうち図４では各処理における入力データを示す図であ
る。

【図５】 図４とともに、実施の形態１における観測方
向制御計画立案方法の処理過程を説明する図であり、図
５は観測機会テーブル処理過程と指定された観測目標地
点に正対通過する方向制御パラメータ、方向制御時系
列、観測計画の作成処理を示したフローチャートであ
る。

【図６】 実施の形態１における観測機会テーブルの構
成例を示した図である。

【図７】 実施の形態１における観測機会の開始点と終
了点からその間の任意の時点の方向制御パラメータの計
算手法を示した図である。

【図８】 実施の形態１における観測機会上の正対通過
時刻とピッチ角の関係を説明する図である。

【図９】 実施の形態１における観測機会上の正対通過
時刻とロール角の関係を説明する図である。

【図１０】 衛星進行方向が北上区間あるいは南下区間
によって決める観測機会の型を説明する図である。

【図１１】 衛星進行方向が北上区間あるいは南下区間
によって決めるサンプル開始点とサンプル終了点を説明
する図である。

【図１２】 実施の形態２におけるサンプル開始点、サ
ンプル終了点およびサンプル正対地点を説明する図であ
る。

【図１３】 実施の形態２において、方向制御しない時
の正対地点の計算方法を説明する図である。

【図１４】 実施の形態２において、ピッチ角を変える
方向制御する時の正対地点の計算方法を説明する図であ
る。

【図１５】 実施の形態２において、ピッチ角とロール
角を変える方向制御する時の正対地点の計算方法を説明
する図である。

【図１６】 図１７とともに、実施の形態２におけるサ
ンプル開始点テーブルとサンプル終了点テーブルの作成
手順を示したフローチャートである。

【図１７】 図１６で示した各処理における入力データ
と出力データを示した図である。

【図１８】 実施の形態２におけるサンプル正対地点の
分布の特徴を説明する図である

【図１９】 図１８に示したサンプル正対地点の分布の
うち、観測格子点近傍の分布を拡大して説明する図であ
る。

【図２０】 図２１、図２２とともに、実施の形態２に
おける観測格子点の観測機会を計算する方法を示す図の
うち、図２０は、観測格子点の近傍のサンプル正対地点
をサンプル開始点テーブルとサンプル終了点テーブルの
中から取り出す方法を説明する図である。

【図２１】 図２０、図２２とともに、実施の形態２に
おける観測格子点の観測機会を計算する方法を示す図の
うち、図２１は観測格子点の近傍の３組の｛サンプル開
始点、サンプル正対地点｝から観測機会開始点を同様に
３組の｛サンプル終了点、サンプル正対地点｝から観測
機会終了点を計算する方法を説明する図である。

【図２２】 図２０、図２１とともに、実施の形態２に
おける観測格子点の観測機会を計算する方法を示す図の
うち、図２２は、観測格子点に対する観測機会の計算結
果を観測機会テーブルに保存する方法を説明する図であ
る。

【図２３】 実施の形態２における観測格子点の観測機
会を計算する方法のうち、観測格子点の近傍の３組の
｛サンプル開始点、サンプル正対地点｝から観測格子点
と観測機会開始点の関係式、および、３組の｛サンプル
終了点、サンプル正対地点｝から観測格子点と観測機会
終了点の関係式を導出する例を説明する図である。

【図２４】 実施の形態２において、観測機会開始点サ
ンプルテーブルと観測機会終了点サンプルテーブルか
ら、観測機会テーブルを作成する処理手順を示したフロ
ーチャートである。

【図２５】 図２４で示した各処理における入力データ
と出力データを示した図である。

【図２６】 実施の形態３において、回帰開始時刻から
観測格子点を観測する正対通過時刻までの 衛星と観測
格子点の動きの概略と、衛星アンカー時系列の概念を説
明する図である。

【図２７】 実施の形態３において、回帰開始時刻から
観測格子点を観測する正対通過時刻までの、衛星の動き
を記述する衛星周回時系列と、観測格子点の動きを記述
する格子点周回時系列と格子点アンカー時系列の概念を
説明する図である。

【図２８】 実施の形態３におけるパス開始時刻経度テ
ーブルの例を示した図である。

【図２９】 実施の形態３における参照観測機会テーブ
ルの例を示した図である。

【図３０】 図３１、図３２とともに、実施の形態４に
おいて、指定した目標格子点に正対通過する衛星軌道パ
ス、観測機会を全てを抽出する処理過程を説明するため
の概念図のうち、参照観測機会テーブルから目標格子点
に対応する参照パスの観測格子点と観測機会を取り出す
方法を説明する図である。

【図３１】 図３０、図３２とともに、実施の形態４に
おいて、指定した目標格子点に正対通過する衛星軌道パ
ス、観測機会を全てを抽出する処理過程を説明するため
の概念図のうち、参照パスの正対可能経度区間から全て
の衛星軌道パスの正対可能経度区間に展開して、目標格
子点を含む衛星軌道パスと 対応する参照観測機会テー
ブルの観測格子点経度を求める方法を説明する図であ
る。

【図３２】 図３０、図３１とともに、実施の形態４に
おいて、指定した目標格子点に正対通過する衛星軌道パ
ス、観測機会を全てを抽出する処理過程を説明するため
の概念図のうち、参照パスで得られた観測機会を各衛星
軌道パスのパス開始時刻で補正して、観測機会を得る方
法を説明する図である。

【図３３】 実施の形態４において、指定した目標格子
点に正対通過する衛星軌道パス、観測機会を全てを抽出
する処理手順を示したフローチャートである。

【図３４】 図３３で示した各処理における入力データ
を示した図である。

【図３５】 実施の形態４において、観測機会抽出処理
の結果の例を示す図である。

【図３６】 従来の観測方向制御計画立案方法を説明す
るために用いる概念図である。

【図３７】 図３８の要部拡大図である。

【図３８】 従来において衛星が目標格子点に正対して
通過するための観測方向制御計画を、目標格子点ｆから
見た衛星の動きの時系列的に示した概念図である。

【図３９】 従来例において用いる方向制御パラメータ
テーブルの構成例を示した図である。

【符号の説明】

１ 地球、 ２ 地表点、 ３ 赤道、 ４ 衛星位
置、 ５ 軌道、 ６衛星直下点軌跡、 ７ 昇交点、
８ パス開始点、 ９ 観測方向、 １０衛星直下
点、 １１ 正対地点領域、 １２ 目標格子点、 １
３ 目標格子点緯度、 １４ 目標格子点経度、 １５
衛星軌道パス、 １６ 衛星軌道パス上の衛星位置、
１７ パス番号、 １８ 正対可能領域、 ２０ 正
対可能経度区間、 ２１ 観測目標地点、 ２２ 昇交
点直下点、 ２３ 正対方向点、２４ 正対地点、 ２
５ 正対地点緯度、 ２６ 正対地点経度、 ２７ 観
測機会テーブル、 ２８ 観測機会、 ２９ 観測機会
開始点、 ３０ 観測機会中間点、 ３１ 観測機会終
了点、 ３２ 観測機会内部点、 ３３ 前方端方向、
３４ 後方端方向、 ３５ 左端方向、３６ 右端方
向、 ３７ 内部方向、 ３８ サンプル開始点、 ３
９ サンプル終了点、 ４０ サンプル時刻、 ４１
サンプル正対地点、 ４２ ロール角＆正対通過時刻フ
レーム、４３ ピッチ角＆正対通過時刻フレーム、 ４
４ 正対通過時刻等高線、 ４５ピッチ角等高線、 ４
６ ロール角等高線、 ４７ 方向制御領域、 ４８正
対通過時刻座標、 ４９ ピッチ角座標、 ５０ ロー
ル角座標、 ５１ 正対通過時刻：ピッチ角グラフ、
５２ 正対通過時刻：ロール角グラフ、 ５５衛星機体
Ｘ軸、 ５６ 衛星機体Ｙ軸、 ５７ 衛星機体Ｚ軸、
５８ ＸＹ断面、 ５９ ＸＹ断面の中心、 ６０
サンプル開始点テーブル、 ６１ サンプル終了点テー
ブル、 ６２ 観測格子点近傍、 ６３ 変換行列、
６４逆変換行列、 ６６ 格子点経度緯度座標、 ６７
観測格子点、 ６８ 観測格子点緯度、 ６９ 観測
格子点経度、 ７０ 方向制御パラメータ、 ７１正対
通過時刻、 ７２ ピッチ角、 ７３ ロール角、 ７
４ ピッチ回転軸、７５ ロール回転軸、 ７８ 方向
制御パラメータテーブル、 ７９ 方向制御待機状態、
８０ 方向制御時系列、 ８１ ピッチ回転開始時
刻、 ８２ロール回転開始時刻、 ８３ 整定開始時
刻、 ８４ 観測開始時刻、 ８５観測格子点通過時
刻、８６ 観測終了時刻、 ８７ ピッチ戻し開始時
刻、 ８８ 待機状態復帰時刻、 ９０ ピッチ回転時
間、 ９１ ロール回転時間、９２ 整定時間、 ９３
観測前方保護時間、 ９４ 観測後方保護時間、 ９
５ ロール戻し時間、 ９６ ピッチ戻し時間、 ９９
回帰開始時刻、 １００ 地心、 １０１ 地軸、
１０２ 地球自転周期、 １０３ 地球周回時刻、 １
０４ 参照パス、 １０５ 衛星一周回時間、 １０６
ズレ込み時間、１０７ 衛星後退経度角、１０８ 衛
星一周回時間の地球回転角、 １０９パス開始時刻、
１１０ パス開始経度、 １１１ 赤道面交叉時系列、
１１２ 地表点イベント時系列、 １１４ 方向制御
動作、 １１５ パス開始時刻経度テーブル、 １１６
参照パス観測機会テーブル、 １１７ 衛星周回時系
列、 １１８ 衛星アンカー時系列、 １１８ 地表点
周回時系列、 １２０地表点アンカー時系列、 １２１
アンカーパス、 １２２ 参照方向制御時系列、 １
２３ 参照地表点時系列、１２４ 参照正対地点領域、
３００ 観測システムのパラメータ、３０１ 観測目
標地点に関するデータ、 ３０２ 衛星の方向制御パラ
メータ、 ３２９ 観測機会開始点計算部、 ３３１
観測機会終了点計算部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 観測衛星がその姿勢を変えることによっ
   て地表面上の観測目標地点に対して正対した姿勢で通過
   しながら観測するシステムにおける観測方向制御計画立
   案方法において、 観測衛星の回帰軌道のうち赤道面を南から北に向けて通
   過する点から始まって地球を一周する区間を衛星軌道パ
   スとし、観測衛星が衛星軌道パス上を進行中に、地表面
   を格子状に分割して形成した観測格子点それぞれに正対
   して通過できる期間を当該観測格子点の観測機会とし、
   各観測格子点に対して正対通過できる衛星軌道パスのパ
   ス番号とその観測機会とを対応付けした観測機会情報を
   要素とする観測機会テーブルを保持し、観測目標地点と
   して目標格子点が観測格子点の中から指定されたとき
   に、観測機会テーブルから、指定された観測格子点に対
   する衛星軌道パスと観測機会とを引き出す観測機会抽出
   ステップと、 前記観測機会抽出ステップが引き出した各観測機会に含
   まれる観測機会開始点と観測機会終了点を用いて、観測
   機会内の任意の時点すなわち正対通過時刻において観測
   格子点に正対するための観測衛星のピッチ角及びロール
   角を含む方向制御パラメータを求める方向制御パラメー
   タ取得ステップと、 前記方向制御パラメータ及び観測衛星の方向制御性能パ
   ラメータに基づいて観測衛星を方向制御するための観測
   方向制御時系列データを算出する観測方向制御データ生
   成ステップと、 を含み、指定された観測目標地点に対する観測計画を立
   案することを特徴とする観測方向制御計画立案方法。
2. 【請求項２】 各衛星軌道パスにおいて一定間隔で進め
   るサンプル時刻毎に、観測方向制御領域の周辺のサンプ
   ル方向でサンプル開始点を指定し、そのサンプル開始点
   が正対するサンプル正対地点を計算し、サンプル開始点
   とサンプル正対地点との組を要素とするサンプル開始点
   テーブルを生成するサンプル開始点テーブル生成ステッ
   プと、 各衛星軌道パスにおいて一定間隔で進めるサンプル時刻
   毎に、観測方向制御領域の周辺のサンプル方向でサンプ
   ル終了点を指定し、そのサンプル終了点が正対するサン
   プル正対地点を計算し、サンプル終了点とサンプル正対
   地点との組を要素とするサンプル終了点テーブルを生成
   するサンプル終了点テーブル生成ステップと、 観測機会テーブルを生成するために衛星軌道パスと観測
   格子点が指定されると、前記サンプル開始点テーブル内
   で観測格子点の近傍に在る複数組のサンプル正対地点と
   そのサンプル開始点の情報から観測格子点に対する衛星
   軌道パスと観測機会開始点を求める観測機会開始点取得
   ステップと、 前記サンプル終了点テーブルから同様にして観測格子点
   に対する観測機会終了点を求める観測機会終了点取得ス
   テップと、 観測格子点に対して、衛星軌道パスのパス番号と前記観
   測機会開始点と前記観測機会終了点とにより表される観
   測機会とを対応付けした観測機会情報を保持する観測機
   会テーブルを生成する観測機会テーブル生成ステップ
   と、 を含むことを特徴とする請求項１記載の観測方向制御計
   画立案方法。
3. 【請求項３】 前記衛星軌道パスのうちの一つを参照パ
   スとし、その参照パスの正対可能経度区間に対しての
   み、観測格子点と観測機会とを対応付けした参照観測機
   会テーブルと、衛星軌道パスと｛パス開始時刻，パス開
   始経度｝とを対応付けしたパス開始時刻経度テーブルと
   を保持し、 参照パスから正対通過可能な（参照用）観測格子点が指
   定されると参照観測機会テーブルから観測機会を引き出
   して（参照用）方向制御パラメータおよび（参照用）方
   向制御時系列を計算し、 参照パス以外の衛星軌道パスから正対通過できる観測格
   子点は、（参照用）観測格子点を基にしてパス開始経度
   だけの換算に依って計算し、 方向制御パラメータと方向制御時系列は、（参照用）方
   向制御パラメータおよび（参照用）方向制御時系列を基
   にしてパス開始時刻だけの換算に依って計算して得るこ
   とを特徴とする請求項２記載の観測方向制御計画立案方
   法。
4. 【請求項４】 観測目標地点として目標格子点が指定さ
   れた時に、前記観測機会テーブル内の目標格子点緯度の
   正対可能経度区間の経度に、各衛星軌道パスと参照パス
   のパス開始点経度の差分を加えて 各衛星軌道パスの正
   対可能経度区間を生成するステップと、 この正対可能経度区間の中に目標格子点経度を含んでい
   る衛星軌道パスを抽出するステップと、 この正対可能経度区間の中の観測格子点経度が目標格子
   点経度に等しい観測機会を抽出するステップと、 この観測機会の中の観測機会開始点の正対通過時刻と観
   測機会終了点の正対通過時刻を衛星軌道パスのパス開始
   時刻と参照パスのパス開始時刻の差分をを加えて換算す
   るステップとを含み、 これらに依って、指定された観測目標地点に正対通過し
   ながら観測できる全ての衛星軌道パスと観測方向制御パ
   ラメータを求めることを特徴とする請求項１記載の観測
   方向制御計画立案方法。