JP2006117180A - Information processor, orbital control device, artificial satellite, communication device and communication method - Google Patents

Information processor, orbital control device, artificial satellite, communication device and communication method Download PDF

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JP2006117180A JP2004309256A JP2004309256A JP2006117180A JP 2006117180 A JP2006117180 A JP 2006117180A JP 2004309256 A JP2004309256 A JP 2004309256A JP 2004309256 A JP2004309256 A JP 2004309256A JP 2006117180 A JP2006117180 A JP 2006117180A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make a satellite direction seen from an earth core when two satellites fly near an orbital plane intersection line approaching while avoiding collision of the satellites regarding a plurality of non-stationary satellites having crossed satellite orbital. <P>SOLUTION: An amount of difference of a distance from the earth core of two satellites is set and argument of perigee so as to satisfy the amount is determined at the time when respective two satellites of the first orbital satellite, the second satellite and the third satellite can be seen in the approximately same direction when seeing from an earth direction. Eccentricity is determined such that a flight time of the satellite from one orbital plane intersection line to the subsequent orbital plane intersection line becomes 1/3 time of an orbital period. Reference orbital of the first orbital satellite, the orbital of the second satellite and the orbital of the third satellite are set from the argument of perigee and the eccentricity and a retaining range is set around a satellite material point the reference orbital. The retaining range of the respective satellites are overlapped and can pass on the respective orbital surface intersection lines. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、互いに衛星軌道が交差した複数の非静止衛星の基準軌道設定技術、当該非静止衛星の軌道制御技術、当該非静止衛星と通信を行う通信技術等に関する。   The present invention relates to a reference orbit setting technique for a plurality of non-geostationary satellites whose satellite orbits intersect each other, an orbit control technique for the non-geostationary satellite, a communication technique for communicating with the non-geostationary satellite, and the like.

背景技術として、特開平8−223100、特開平8−331033 に開示された技術がある。これらには、イリジウム衛星(66個)のような複数衛星と地上間の通信をするための技術が開示されていると共に、互いに衛星軌道が交差した複数の非静止衛星について、2つの衛星が会合する際の衛星間距離を近づける技術が開示されている。   As background art, there are techniques disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 8-223100 and 8-3331033. These disclose technologies for communicating between a plurality of satellites such as Iridium satellites (66) and the ground, and two satellites meet for a plurality of non-stationary satellites whose satellite orbits intersect each other. A technique for reducing the inter-satellite distance at the time of performing is disclosed.

特開平8−223100号公報JP-A-8-223100 特開平8−331033号公報JP-A-8-331033

上記特許文献1及び特許文献2の従来技術が対象とするイリジウム衛星等の場合は地上から送信するRF信号の指向性が低いため、ある衛星から別の衛星に通信を移す際の2つの衛星間距離に大きな制約はなく、衛星同士を近づける必要は特には無い。また、地上から複数の衛星が見える必要はあるが、それ以上の制約は特に無いと思われ軌道配置に十分柔軟性があると考えられる。
このため、上記特許文献1及び特許文献2の従来技術は、ある衛星から別の衛星に通信を移す際に衛星間の距離を近づける必要がある衛星通信には適用ができない。
In the case of an iridium satellite or the like that is the subject of the prior art of Patent Document 1 and Patent Document 2 described above, the directivity of the RF signal transmitted from the ground is low, so the communication between two satellites when transferring from one satellite to another There is no major restriction on the distance, and there is no need to bring the satellites close to each other. In addition, it is necessary to see multiple satellites from the ground, but it seems that there are no further restrictions, and the orbital arrangement is considered to be sufficiently flexible.
For this reason, the prior arts of Patent Document 1 and Patent Document 2 described above cannot be applied to satellite communication in which it is necessary to reduce the distance between satellites when communication is transferred from one satellite to another.

本発明は、互いに衛星軌道が交差した複数の非静止衛星について、衛星同士の衝突を回避しながら2つの衛星が会合する際の衛星間距離を近づけることを目的とする。   An object of the present invention is to reduce the distance between satellites when two satellites meet while avoiding a collision between the satellites of a plurality of non-stationary satellites whose satellite orbits intersect each other.

本発明に係る情報処理装置は、
第1の人工衛星が周回する第1の衛星軌道と、前記第1の衛星軌道と地球中心から見た衛星方向が交差する第2の人工衛星の第2の衛星軌道と、を決定する情報処理装置であって、
第1の人工衛星から第2の人工衛星へ通信を移行する時点での第1の人工衛星の地球中心からの距離と第2の人工衛星の地球中心からの距離との差異量を設定する軌道差異量設定部と、
前記軌道差異量設定部で設定された差異量に基づき決定される近地点引数から第1の人工衛星の軌道保持範囲と第2の人工衛星の軌道保持範囲とが地球中心から見てを重複するように通過点を決定する基準軌道設定部と、を備えるものである。
An information processing apparatus according to the present invention includes:
Information processing for determining a first satellite orbit that the first artificial satellite orbits, and a second satellite orbit of the second artificial satellite that intersects the first satellite orbit and the satellite direction viewed from the earth center A device,
Orbit for setting the difference between the distance of the first artificial satellite from the earth center and the distance of the second artificial satellite from the earth center at the time of transfer of communication from the first artificial satellite to the second artificial satellite Difference amount setting section,
The orbit holding range of the first artificial satellite and the orbit holding range of the second artificial satellite overlap each other when viewed from the center of the earth based on the near point argument determined based on the difference amount set by the orbit difference amount setting unit. And a reference trajectory setting unit for determining a passing point.

本発明によれば、ある衛星から別の衛星へ通信を切り替えるハンドオーバ時での地上からみた各衛星間の方向を小さくすることができ、地上の信号送信用のアンテナが1台で済みハンドオーバ時の送信信号の切替制御も容易になる。   According to the present invention, it is possible to reduce the direction between each satellite as seen from the ground at the time of handover for switching communication from one satellite to another, and only one antenna for signal transmission on the ground is required. Transmission signal switching control is also facilitated.

実施の形態1.
本実施の形態では、互いに衛星軌道が交差した複数の非静止衛星の基準軌道を決定する情報処理装置について説明する。
ここで、基準軌道とは衛星の飛行する軌道の目標となる基準的な軌道をいい、特定の時刻に3個の衛星がそれぞれ特定の位置にいるようにするために各衛星が飛行する上で目標とすべき基準となる軌道を意味する。
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
Embodiment 1 FIG.
In this embodiment, an information processing apparatus that determines reference orbits of a plurality of non-stationary satellites whose satellite orbits intersect each other will be described.
Here, the reference orbit is a reference orbit that is the target of the orbit of the satellite. In order to ensure that each of the three satellites is in a specific position at a specific time, It means the reference trajectory to be targeted.
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、実施の形態1に係る情報処理装置の対象とする非静止衛星の例である準天頂衛星の衛星軌道例を示す図である。
図1では、地球を中心とした慣性空間での3つの準天頂衛星軌道と衛星の動きを天の北極から眺めた状況を示している。図1に示すように、準天頂衛星は、第1軌道10、第2軌道20、第3軌道30をそれぞれ周回する3つの人工衛星である。第1軌道10を飛行する衛星と第2軌道20を飛行する衛星はある時刻にそれぞれの軌道面の交線A上に同時に存在して地球中心から見た衛星方向が同じ方向になり、第2軌道20を飛行する衛星と第3軌道30を飛行する衛星はある時刻にそれぞれの軌道面の交線B上に同時に存在して地球中心から見た衛星方向が同じ方向になり、第3軌道30を飛行する衛星と第1軌道10を飛行する衛星はある時刻にそれぞれの軌道面の交線C上に同時に存在して地球中心から見た衛星方向が同じ方向になる。なお、2個の衛星がある時刻にそれぞれの軌道面の交線上に同時に存在して地球中心から見た衛星方向が同じ方向になることを方向会合と呼び、2個の軌道が方向会合する交線(交線A、交線B、交線C)を方向会合線と呼ぶ。準天頂衛星がある方向会合線から出発して次の方向会合線に到達するまでの時間は約8時間であり、第3軌道の衛星と第1軌道の衛星とが方向会合線Cで方向会合した約8時間後に、第1軌道の衛星と第2軌道の衛星とが方向会合線Aで方向会合する。また、約16時間後には、第2軌道の衛星と第3軌道の衛星とが方向会合線Bで方向会合する。そして、約24時間後即ち1日後に方向会合線Cで第3軌道の衛星と第1軌道の衛星が方向会合する。この繰り返しが継続してなされる。
方向会合線Cから方向会合線Aまでは、第1軌道10を周回する第1軌道の衛星が地上局と通信可能であり、方向会合線Aにて第2軌道20を周回する第2軌道の衛星と方向会合し、方向会合線A以降は地上局と通信を行う衛星が第2軌道の衛星に切替る。そして、第2軌道の衛星は方向会合線Aから方向会合線Bまで地上局と通信可能であり、方向会合線Bにて第3軌道30を周回する第3軌道の衛星と方向会合し、方向会合線B以降は地上局と通信を行う衛星が第3軌道の衛星に切替る。第3軌道の衛星は方向会合線Bから方向会合線Cまで地上局と通信が可能であり、方向会合線Cにて第1軌道の衛星と方向会合し、方向会合線C以降は地上局と通信を行う衛星が第1軌道の衛星に切替る。
FIG. 1 is a diagram illustrating a satellite orbit example of a quasi-zenith satellite that is an example of a non-geostationary satellite that is a target of the information processing apparatus according to the first embodiment.
FIG. 1 shows a situation in which three quasi-zenith satellite orbits and the movement of the satellite in an inertial space centered on the earth are viewed from the celestial North Pole. As shown in FIG. 1, the quasi-zenith satellite is three artificial satellites that orbit the first orbit 10, the second orbit 20, and the third orbit 30. The satellites flying in the first orbit 10 and the satellites flying in the second orbit 20 are simultaneously present on the intersection line A of their orbital planes at a certain time, and the satellite directions seen from the center of the earth are the same direction. The satellites flying in the orbit 20 and the satellites flying in the third orbit 30 are simultaneously present on the intersection line B of their orbital planes at a certain time, and the satellite directions viewed from the center of the earth are the same direction. The satellites flying in the first orbit 10 and the satellites flying in the first orbit 10 simultaneously exist on the intersection line C of their orbital planes at a certain time, and the satellite directions viewed from the center of the earth are the same. When two satellites exist at the same time on the intersection of their orbital planes at the same time and the satellite directions viewed from the center of the earth are the same, this is called direction association. Lines (intersection line A, intersection line B, intersection line C) are called direction meeting lines. The quasi-zenith satellite starts from one direction meeting line and arrives at the next direction meeting line, and it takes about 8 hours. The satellite in the third orbit and the satellite in the first orbit meet at the direction meeting line C. After about 8 hours, the satellites in the first orbit and the satellites in the second orbit meet at the direction meeting line A. In addition, after about 16 hours, the satellites in the second orbit and the satellites in the third orbit meet in the direction meeting line B. Then, after about 24 hours, that is, one day later, the satellite in the third orbit and the satellite in the first orbit meet in the direction meeting line C. This repetition is continued.
From the direction meeting line C to the direction meeting line A, the satellite in the first orbit that orbits the first orbit 10 can communicate with the ground station, and the second orbit that orbits the second orbit 20 on the direction meeting line A. The direction meeting with the satellite and after the direction meeting line A, the satellite communicating with the ground station is switched to the satellite in the second orbit. The satellite in the second orbit is communicable with the ground station from the direction meeting line A to the direction meeting line B, and is directionally associated with the satellite in the third orbit around the third orbit 30 on the direction meeting line B. After the meeting line B, the satellite communicating with the ground station is switched to the satellite in the third orbit. The satellite in the third orbit can communicate with the ground station from the direction meeting line B to the direction meeting line C, and directionally meets with the satellite in the first orbit on the direction meeting line C. The satellite for communication is switched to the satellite in the first orbit.

各衛星の軌道要素は次のように特徴づけられる。
軌道長半径は3軌道とも共通で約42164km即ち約23時間56分の周期、離心率は3軌道とも共通で約0.099から約0.101の間、軌道傾斜角は3軌道とも共通で45度、昇交点赤経は120度間隔に設定され、近地点引数は3軌道とも共通で約260度から約280度の間、ある同一時刻において平均近点離角は各々240度、120度、0度である。衛星の方向会合は、それぞれの軌道の軌跡が方向会合線に物理的に交わり、その交わる時刻に2つの衛星が地球中心から見て同じ方向を占めるという特徴をもつ。この特徴を持たせるのは近地点引数の関数としての特定の離心率の設定に基づく。近地点引数が約260度から約280度の間の共通な値を取る時、その値の関数として離心率は約0.099から約0.101の間の値を取らなければならない。離心率がこの値以外の異なる値を取ると、それぞれの軌道の軌跡は物理的には方向会合線で交わるが、所定の2つの衛星が方向会合線上に同時にあり地球中心から見て同じ方向を占めるということは起きない。この離心率は他の定められた軌道要素から数学的に求められる。
The orbital elements of each satellite are characterized as follows.
The orbital length radius is common to all three orbits and is about 42164 km, that is, a period of about 23 hours and 56 minutes, the eccentricity is common to all three orbits between about 0.099 and about 0.101, and the orbit inclination angle is common to all three orbits. The ascending intersection red longitude is set at an interval of 120 degrees, the peripoint argument is common to all three orbits between about 260 degrees and about 280 degrees, and the average near point separation angle is 240 degrees, 120 degrees, 0 at the same time. Degree. The satellite direction meeting is characterized in that the trajectories of the respective orbits physically intersect the direction meeting line, and at the time of the intersection, the two satellites occupy the same direction as viewed from the earth center. Providing this feature is based on setting a specific eccentricity as a function of the perimeter argument. When the perimeter argument takes a common value between about 260 degrees and about 280 degrees, the eccentricity should take a value between about 0.099 and about 0.101 as a function of that value. If the eccentricity takes a different value other than this value, the trajectories of the orbits physically intersect each other at the direction meeting line, but two predetermined satellites are simultaneously on the direction meeting line and have the same direction as seen from the center of the earth. It does not happen. This eccentricity is mathematically determined from other defined orbital elements.

ここで、隣り合う2つの衛星が軌道の方向会合線上で方向会合し、3つの衛星が3つの軌道の方向会合線で順次方向会合するための近地点引数の関数としての離心率の導出過程を下記に示す。
図8は、赤道面と第1軌道および第2軌道のそれぞれの軌道面の交差の状況を球面三角法を使って表わしたものである。赤道面を円盤Wで示し、その中心点をOで示す。点Oは地球の中心である。円盤W上に中心が共通で同じ径の半球面Tを設けその頂点をAとする(図8〜図11に示す、点A、B、Cは、図1に示した方向会合線A、B、Cとは異なる)。図8はこれら赤道面Wと半球面Tを真上から見た図であるため、点Oと点Aは同じ位置を占めているように見える。
第1の軌道の軌道面と半球面Tとの交線をUで示す。Uは半円の弧であり、赤道面Wとの交点をF、Gで表わす。線分FGは中心Oを通る。点Oから線分FGに垂直で第1の軌道面に含まれる直線が円弧Uと交わる点をCとする。明らかに点Cは円弧Uの最高点、即ち赤道面Wから最も離れた円弧U上の点となる。
第2の軌道の軌道面と半球面Tとの交線をVで示す。Vは半円の弧であり、赤道面Wとの交点をH、Iで表わす。線分HIは中心Oを通る。点Oから線分HIに垂直で第2の軌道面に含まれる直線が円弧Vと交わる点をDとする。明らかに点Dは円弧Vの最高点、即ち赤道面Wから最も離れた円弧V上の点となる。
第1の軌道面を120度反時計周りに回転させた面が第2の軌道面である。なお、この面の回転は赤道面Wに垂直な軸、即ち直線OAの周りになされる。第1および第2軌道の軌道傾斜角は各軌道面の軌道角運動量ベクトル(軌道面に垂直)と赤道面Wの北方向垂直軸、即ち直線OAのなす角度であり、ここでは等しいとする。その角度をiで表わす。具体的な例の数値としてはi=45度である。
ここで、円弧Uと円弧Vの交点をBとする。2つの軌道の軌道傾斜角が等しいとしたことから図8で円弧ABを基準として円弧UとV、点CとDが対称の位置にある。これは、球面三角形BIGが2等辺三角形であることからも判る。この対称であることから、平面OBAと平面ODAのなす球面の角BADと、平面OBAと平面OCAのなす球面の角BACが等しくその和は120度になることが判る。これは、円弧Uを120度回転して円弧Vが得られることから点Cが点Aの周りに120度回転して点Dが得られることからも判る。従って、球面の角BAD、BACは60度である。
また、平面OCAは線分FGに垂直であるため、平面OCF即ちOCBと垂直になる。これは球面の角ACBが直角であることを示す。同様に、平面ODAは線分HIに垂直であるため、平面ODH即ちODBと垂直になる。これは球面の角ADBが直角であることを示す。
Here, the process of deriving the eccentricity as a function of the near-field argument for two adjacent satellites to directionally meet on the orbital direction meeting line and three satellites to sequentially meet on the three orbital direction meeting lines is described below. Shown in
FIG. 8 shows the situation of the intersection of the equatorial plane and each of the first and second orbits using the spherical trigonometry. The equator plane is indicated by a disk W, and its center point is indicated by O. Point O is the center of the earth. A hemispherical surface T having the same center and the same diameter is provided on the disk W, and its apex is A (points A, B, and C shown in FIGS. 8 to 11 are direction meeting lines A and B shown in FIG. , Different from C). FIG. 8 is a view of the equatorial plane W and the hemispherical surface T as viewed from directly above, so that the points O and A appear to occupy the same position.
An intersection line between the track surface of the first track and the hemispherical surface T is indicated by U. U is a semicircular arc, and the intersection with the equator plane W is represented by F and G. The line segment FG passes through the center O. Let C be a point where a straight line included in the first orbital plane perpendicular to the line segment FG from the point O intersects the arc U. Apparently, the point C is the highest point of the arc U, that is, the point on the arc U farthest from the equator plane W.
An intersection line between the orbital surface of the second orbit and the hemispherical surface T is indicated by V. V is an arc of a semicircle, and the intersection with the equator plane W is represented by H and I. The line segment HI passes through the center O. Let D be the point where a straight line from the point O perpendicular to the line segment HI and included in the second orbital plane intersects the arc V. Apparently, the point D is the highest point of the arc V, that is, the point on the arc V farthest from the equator plane W.
A surface obtained by rotating the first track surface by 120 degrees counterclockwise is the second track surface. The rotation of this surface is made around an axis perpendicular to the equator plane W, that is, a straight line OA. The orbit inclination angles of the first and second orbits are the angles formed by the orbital angular momentum vector (perpendicular to the orbital plane) of each orbital plane and the north vertical axis of the equatorial plane W, that is, the straight line OA. The angle is represented by i. In a specific example, i = 45 degrees.
Here, let B be the intersection of arc U and arc V. Since the trajectory inclination angles of the two trajectories are the same, the arcs U and V and the points C and D are in symmetrical positions with reference to the arc AB in FIG. This can also be seen from the fact that the spherical triangle BIG is an isosceles triangle. Because of this symmetry, it can be seen that the spherical angle BAD formed by the plane OBA and the plane ODA is equal to the spherical angle BAC formed by the plane OBA and the plane OCA, and the sum thereof is 120 degrees. This can also be seen from the fact that the point C is rotated 120 degrees around the point A and the point D is obtained by rotating the arc U by 120 degrees. Accordingly, the spherical angles BAD and BAC are 60 degrees.
Further, since the plane OCA is perpendicular to the line segment FG, it is perpendicular to the plane OCF, that is, OCB. This indicates that the spherical angle ACB is a right angle. Similarly, since the plane ODA is perpendicular to the line segment HI, the plane ODA is perpendicular to the plane ODH, that is, ODB. This indicates that the spherical angle ADB is a right angle.

図9は図8に示した幾何的な関係を第1の軌道と第2の軌道について示した図である。図9において図8と同じ記号で表わされた要素W、Oは図8と同じであることを示す。
U'は第1の軌道を示す閉曲線であり、赤道面Wを南から北に横切る昇交点をG'、赤道面Wを北から南に横切る降交点をF'とする。点G'は図8の直線OG上にあり、点F'は図8の直線OF上にある。第1の軌道の近地点引数が270度である場合は、昇交点G'から軌道の遠地点C'までの角度が90度となり、点C'は図8の直線OC上にあることになる。
V'は第2の軌道を示す閉曲線であり、赤道面Wを南から北に横切る昇交点をH'、赤道面Wを北から南に横切る降交点をI'とする。点H'は図8の直線OH上にあり、点I'は図8の直線OI上にある。第2の軌道の近地点引数が270度である場合は、昇交点H'から軌道の遠地点D'までの角度が90度となり、点D'は図8の直線OD上にあることになる。
第1の軌道U'の遠地点C'と近地点を結ぶアプサイド線をJとすると、第1の軌道の近地点引数が270度である場合は、直線Jは直線F'G'および直線FGと垂直であり、直線Jがアプサイド線であることから、軌道U'は直線Jに関して対称である。同様に、第2の軌道V'の遠地点D'と近地点を結ぶアプサイド線をKとすると、第2の軌道の近地点引数が270度である場合は、直線Kは直線H'I'および直線HIと垂直であり、直線Jがアプサイド線であることから、軌道V'は直線Kに関して対称である。第1の軌道と第2の軌道は直線OAの周りに120度回転した関係にあるため、第1の軌道の近地点と第2の軌道の近地点引数が共に270度である場合は、これらの軌道の対称性から第1の軌道U'と第2の軌道V'は必ず交差し、その交点のうち赤道面Wの上側(北側)の交点をB'とすると、点B'は第1の軌道の軌道面と第2の軌道の軌道面の交差する直線上にある。これは点B'が図8の直線OB上にあることを意味する。角度B'OD'と角度B'OC'は等しく、その角度をaとする。
また、第1の軌道の近地点と第2の軌道の近地点引数が共に270度以外である場合は、第1の軌道U'と第2の軌道V'は交差することは無いが、それぞれの軌道は図8の直線OBとは必ず交差する。これは直線OBがおのおのの軌道面に含まれるためである。
FIG. 9 is a diagram showing the geometric relationship shown in FIG. 8 for the first trajectory and the second trajectory. In FIG. 9, elements W and O represented by the same symbols as in FIG. 8 indicate the same as in FIG.
U ′ is a closed curve indicating the first trajectory, and an ascending intersection crossing the equator plane W from the south to the north is G ′, and a descending intersection crossing the equator plane W from the north to the south is F ′. The point G ′ is on the straight line OG in FIG. 8, and the point F ′ is on the straight line OF in FIG. When the near point argument of the first trajectory is 270 degrees, the angle from the ascending intersection point G ′ to the far point C ′ of the trajectory is 90 degrees, and the point C ′ is on the straight line OC in FIG.
V ′ is a closed curve indicating the second trajectory, and an ascending intersection that crosses the equator plane W from south to north is H ′, and a descending intersection that crosses the equator plane W from north to south is I ′. The point H ′ is on the straight line OH in FIG. 8, and the point I ′ is on the straight line OI in FIG. When the near point argument of the second trajectory is 270 degrees, the angle from the ascending intersection H ′ to the far point D ′ of the trajectory is 90 degrees, and the point D ′ is on the straight line OD in FIG.
When the upside line connecting the far point C ′ and the near point of the first trajectory U ′ is J, when the near point argument of the first trajectory is 270 degrees, the straight line J is perpendicular to the straight line F′G ′ and the straight line FG. Since the straight line J is an upside line, the trajectory U ′ is symmetric with respect to the straight line J. Similarly, assuming that the upside line connecting the far point D ′ and the near point of the second trajectory V ′ is K, when the near point argument of the second trajectory is 270 degrees, the straight line K is a straight line H′I ′ and a straight line HI. Since the straight line J is an upside line, the trajectory V ′ is symmetric with respect to the straight line K. Since the first trajectory and the second trajectory are in a relationship rotated by 120 degrees around the straight line OA, when both the near-point argument of the first trajectory and the near-point argument of the second trajectory are 270 degrees, these trajectories The first trajectory U ′ and the second trajectory V ′ always cross each other due to the symmetry of the above, and if the intersection on the upper side (north side) of the equator plane W is B ′, the point B ′ is the first trajectory. Are on a straight line intersecting the orbital plane of the second and the orbital plane of the second orbit. This means that the point B ′ is on the straight line OB in FIG. The angle B′OD ′ and the angle B′OC ′ are equal, and the angle is a.
In addition, when both the near point of the first trajectory and the near point argument of the second trajectory are other than 270 degrees, the first trajectory U ′ and the second trajectory V ′ do not intersect each other, but each trajectory. Always intersects the straight line OB in FIG. This is because the straight line OB is included in each track surface.

図10は図8における球面三角形ABDを中心に幾何的な関係を抜粋した図である。図10において図8と同じ記号で表わされた要素A、B、D、U、Vは図8と同じであることを示す。点Eは第2の軌道の軌道角運動量ベクトル即ち第2の軌道の軌道面に垂直な直線が図8の半球面Tと交わる点を示す。軌道傾斜角iの定義は、赤道面Wに垂直な直線と軌道角運動量ベクトルとのなす角度であるから、球面上の辺AEのなす角が軌道傾斜角iとなる。また辺DEの角度は90度であるから、辺ADの角をbとすると、辺AEの角iは90deg−bとなる。また、上記図8の説明中に示したように、角度BADは60度であり、角度ADBは90度である。辺BDの角度は図9で示されているaそのものである。
球面三角形ABDは直角三角形であり、直角球面三角形の公式から次のような式が求められる。
角Aを角度BAD即ち60度、角aを辺BDの角、角bを辺ADの角とすると、
tan A=( tan a ) / ( sin b )
従って、
tan a=tan A × sin b
=(√3) × sin (90deg − i)
=(√3) × cos i
具体的な例として、i が45度のとき cos i=1/√2ゆえ、
tan a=√(3/2) となり、a=50.76848 度となることがわかる。
FIG. 10 is a diagram in which a geometrical relationship is extracted with the spherical triangle ABD in FIG. 8 as the center. 10, elements A, B, D, U, and V represented by the same symbols as in FIG. 8 indicate the same as in FIG. Point E indicates the point at which the orbital angular momentum vector of the second orbit, that is, the straight line perpendicular to the orbital plane of the second orbit intersects the hemispherical surface T in FIG. Since the orbit inclination angle i is defined as an angle formed by a straight line perpendicular to the equator plane W and the orbital angular momentum vector, the angle formed by the side AE on the spherical surface is the orbit inclination angle i. Further, since the angle of the side DE is 90 degrees, if the angle of the side AD is b, the angle i of the side AE is 90 deg−b. Further, as shown in the description of FIG. 8 above, the angle BAD is 60 degrees and the angle ADB is 90 degrees. The angle of the side BD is a shown in FIG.
The spherical triangle ABD is a right triangle, and the following equation is obtained from the right spherical triangle formula.
When the angle A is the angle BAD, that is, 60 degrees, the angle a is the angle of the side BD, and the angle b is the angle of the side AD,
tan A = (tan a) / (sin b)
Therefore,
tan a = tan A × sin b
= (√3) × sin (90 deg−i)
= (√3) x cos i
As a specific example, when i is 45 degrees, cos i = 1 / √2, so
It can be seen that tan a = √ (3/2) and a = 50.768848 degrees.

図11は第2の軌道に関して、近地点引数が270度の場合における近地点、遠地点、昇交点、降交点、第1の衛星の軌道との方向会合線を示した図である。 この幾何的な関係は、第1の軌道および第3の軌道でも全く同じように成り立つ。これは、3つの軌道の軌道面が赤道面垂直まわりに120度づつ離れ、軌道長半径すなわち軌道周期、離心率、軌道傾斜角、近地点引数がそれぞれ等しいためである。図11において図8および図9と同じ記号で表わされた要素O、B'、D'、H'、I'、aは図8および図9と同じであることを示す。点Lは軌道の近地点を示し、線OMは次の軌道即ち第3の軌道との方向会合線を示す。点Mはアプサイド線D'Lに関して点B'と対称な位置にある。角度fは近地点Lから点B'までのなす角であり真近点離角と呼ばれる角度である。
近地点引数が270度であるかどうかに係らず、3つの衛星が方向会合線で順次方向会合するとは、第2の軌道で見たとき、線OB'で第1の軌道の衛星と第2の軌道の衛星が方向会合し、その後第1の軌道の衛星とは離れ、第2の軌道の衛星が遠地点D'を経て方向会合線OMに到達した時、第3の軌道の衛星が線OM上に現れてそこで方向会合する事象を、3つの衛星ごとに順番に繰り返すことを指す。従って、この事象が起きるためには方向会合線OB'から次の方向会合線OMに至るまでの衛星飛行時間が軌道周期の3分の1であれば良い。反対に、衛星飛行時間が軌道周期の3分の1と異なる場合は順次方向会合することは起らない。これは3衛星の軌道が静止軌道とほぼ同じ周期23時間56分であり、衛星直下点の軌跡が地表上で一定であり変わらないという同期軌道のためである。
図11で、近地点引数が270度の場合、近地点Lから遠地点D'までの所要時間は遠地点D'から近地点Lまでの所要時間に等しく軌道周期の2分の1である。点B'から点D'までの所要時間は点D'から点Mまでの所要時間に等しく軌道周期の6分の1である。また、点Lから点B'までの所要時間は点Mから点Lまでの所要時間に等しく軌道周期の3分の1である。このことから、方向会合するための3つの衛星の配置の典型的な例として、或る時点で衛星がそれぞれ各軌道の点B'、点Mおよび点Lに居る場合が挙げられる。
3つの軌道で軌道長半径、離心率、軌道傾斜角、近地点引数が等しく、かつ軌道長半径、軌道傾斜角の値が与えられ近地点引数が270度で、3つの軌道の軌道面が赤道面垂直まわりに120度づつ離れている、即ち昇交点が120度ずつ離れているとき、方向会合線OB'から次の方向会合線OMまでの所要時間が軌道周期の3分の1になるためには、近地点Lから方向会合線OB'までの所要時間が軌道周期の3分の1であれば良く、それが成り立つ離心率は或る定まった値になる。この離心率の求め方を以下に示す。
近地点Lから点B'までの所要時間が軌道周期の3分の1であることから、点B'の平均近点離角mは、
m=(2×π)/3
である。これは、平均近点離角で表わした軌道周期が2×πであることによる。
平均近点離角mと離心近点離角gと真近点離角fの関係式として、次の式が良く知られている。
tan (f/2)
=√((1+e) / (1−e)) × tan (g / 2)
m=g − e×sin g
ここで、e が求める離心率である。
真近点離角fは角度aを用いて次のように表わされる。
f=π−a
以上をまとめると、軌道傾斜角iから角度aが求められ、aから真近点離角fが求められ、fとmからeが求められる。なお、これらの式からわかるようにfとmからeを求める式は超越方程式となり直接に解析的に求めることができず繰り返し法のような数値計算で求めることになる。
具体的な例としてi=45度の時、a=50.76848 度となり、数値計算によりe=0.099231 となることがわかる。
FIG. 11 is a diagram showing direction association lines with the near point, the far point, the ascending intersection, the descending intersection, and the orbit of the first satellite when the near point argument is 270 degrees with respect to the second orbit. This geometric relationship holds true for the first trajectory and the third trajectory. This is because the orbital planes of the three orbits are separated by 120 degrees around the equator plane perpendicularly, and the orbital length radius, that is, the orbital period, the eccentricity, the orbital inclination angle, and the near point argument are equal. 11, elements O, B ′, D ′, H ′, I ′ and a represented by the same symbols as in FIGS. 8 and 9 are the same as those in FIGS. Point L indicates the near point of the trajectory, and line OM indicates a direction meeting line with the next or third trajectory. The point M is symmetric with the point B ′ with respect to the upside line D′ L. The angle f is an angle formed from the near point L to the point B ′, and is an angle called a near point separation angle.
Regardless of whether or not the perimeter argument is 270 degrees, three satellites sequentially meet in the direction meeting line when viewed in the second orbit, the first orbiting satellite and the second When the orbiting satellite is directionally met and then separated from the first orbiting satellite and the second orbiting satellite reaches the direction meeting line OM via the far point D ′, the third orbiting satellite is on the line OM. The event that appears in the direction and meets direction is repeated for every three satellites in turn. Therefore, in order for this event to occur, the satellite flight time from the direction meeting line OB ′ to the next direction meeting line OM may be one third of the orbital period. On the other hand, if the satellite flight time is different from one third of the orbital period, directional meetings will not occur sequentially. This is because the orbits of the three satellites have the same period of 23 hours and 56 minutes as the geostationary orbits, and the locus of the point immediately below the satellites is constant on the ground surface and does not change.
In FIG. 11, when the near point argument is 270 degrees, the required time from the near point L to the far point D ′ is equal to the required time from the far point D ′ to the near point L and is a half of the orbital period. The required time from point B ′ to point D ′ is equal to the required time from point D ′ to point M and is one-sixth of the orbital period. Further, the required time from the point L to the point B ′ is equal to the required time from the point M to the point L and is one third of the orbital period. From this, a typical example of the arrangement of the three satellites for direction meeting is a case where the satellites are at point B ′, point M and point L of each orbit at a certain point in time.
The trajectory length radius, eccentricity, trajectory tilt angle, and peripheral arguments are the same for the three trajectories, and the trajectory length radius and trajectory tilt angle are given, and the perimeter arguments are 270 degrees. The trajectory planes of the three trajectories are perpendicular to the equatorial plane. In order for the time required from the direction meeting line OB ′ to the next direction meeting line OM to be one third of the orbital period when the surroundings are 120 degrees apart, that is, the ascending intersection is 120 degrees apart. The required time from the near point L to the direction meeting line OB ′ only needs to be one third of the orbital period, and the eccentricity at which it is established becomes a certain fixed value. The method for obtaining the eccentricity is shown below.
Since the required time from the near point L to the point B ′ is one third of the orbital period, the average near point separation angle m of the point B ′ is
m = (2 × π) / 3
It is. This is because the orbital period expressed by the average near point separation angle is 2 × π.
As a relational expression of the average near point separation angle m, the eccentric near point separation angle g, and the perfect near point separation angle f, the following equation is well known.
tan (f / 2)
= √ ((1 + e) / (1-e)) × tan (g / 2)
m = g−e × sing
Here, e is an eccentricity to be obtained.
The near point separation angle f is expressed as follows using the angle a.
f = π-a
In summary, the angle a is obtained from the orbit inclination angle i, the near point separation angle f is obtained from a, and e is obtained from f and m. As can be seen from these equations, the equation for obtaining e from f and m is a transcendental equation and cannot be obtained directly analytically but by numerical calculation such as an iterative method.
As a specific example, when i = 45 degrees, a = 50.768848 degrees, and it can be understood that e = 0.099231 by numerical calculation.

以上は、近地点引数が270度の場合の3衛星が順次方向会合するための離心率を求めたものである。次に近地点引数が270度と異なる場合について3衛星が順次方向会合するための離心率を求める。
図12は第2の軌道に関して、近地点引数が270度と異なる場合における近地点、遠地点、第1の衛星の軌道との方向会合線、第3の衛星の軌道との方向会合線を示した図である。
この幾何的な関係は、第1の軌道および第3の軌道でも全く同じように成り立つ。これは、3つの軌道の軌道面が赤道面垂直まわりに120度づつ離れ、軌道長半径すなわち軌道周期、離心率、軌道傾斜角、近地点引数がそれぞれ等しいためである。図12において図8、図9および図11と同じ記号で表わされた要素O、B'、M、aは図8、図9および図11と同じであることを示す。点L'は軌道の近地点を示し、点D”は軌道の遠地点を示し、点B”は点D”から時計回りに角度a進んだ軌道位置を示し、点M'は点D”から反時計回りに角度a進んだ軌道位置を示す。なお、点B'は線OB'が第1の軌道との方向会合線となる第2の軌道上の点であり、点Mは線OMが次の軌道即ち第3の軌道との方向会合線となる第2の軌道上の点である。角度Δωは270度から第2の軌道の近地点引数を差し引いた角度であり、図12では正値の場合を示す。
すでに述べているように、3つの衛星が方向会合線で順次方向会合するためには、各衛星ごとに方向会合線から次の方向会合線までの衛星飛行時間が軌道周期の3分の1であれば良い。これは、点B'から点Mまでの衛星飛行時間が軌道周期の3分の1であることを指す。既に述べた近地点引数が270度の場合に準じて、次のような式が成立する。
を点B”の真近点離角、fを点B'の真近点離角、fを点M'の真近点離角、fを点Mの真近点離角とすると、図12に示す幾何的関係から
= π − a
= π − a + Δω
= π + a
= π + a + Δω
、g 、m 、m を各々f 、f の離心近点離角、f 、f の平均近点離角として、点B'から点Mまでの衛星飛行時間が軌道周期の3分の1であることから、
− m = (2×π)/3
真近点離角、離心近点離角、平均近点離角の関係から、
tan(f /2)= √((1+e)/(1−e))×tan(g /2)
= g −e×sin g
tan(f /2)= √((1+e)/(1−e))×tan(g /2)
= g −e×sin g
ここで、e が求める離心率である。これらの式からわかるようにfとmの関係式からeを求める式は超越方程式となり直接に解析的に求めることができず繰り返し法のような数値計算で求めることになる。
具体的な例としてi=45度の場合、a=50.76848度であるから、近地点引数が260度(Δωが10度)の時、e=0.100904となり、近地点引数が265度(Δωが 5度)の時、e=0.099644となり、近地点引数が275度(Δωが −5度)の時、e=0.099644となり、近地点引数が280度(Δωが−10度)の時、e=0.100904となることがわかる。なお、近地点引数が270度の時は図11でのべた場合と一致して、e=0.099231となることがわかる。
The above is a calculation of the eccentricity for the three satellites to sequentially directionally meet when the perimeter argument is 270 degrees. Next, in the case where the perimeter argument is different from 270 degrees, the eccentricity for the three satellites to sequentially meet in direction is obtained.
FIG. 12 is a diagram showing the near-point, far-point, direction meeting line with the first satellite orbit, and direction meeting line with the third satellite orbit when the near-point argument is different from 270 degrees with respect to the second orbit. is there.
This geometric relationship holds true for the first trajectory and the third trajectory. This is because the orbital planes of the three orbits are separated by 120 degrees around the equator plane perpendicularly, and the orbital length radius, that is, the orbital period, the eccentricity, the orbital inclination angle, and the near point argument are equal. In FIG. 12, elements O, B ′, M and a represented by the same symbols as those in FIGS. 8, 9 and 11 are the same as those in FIGS. Point L ′ indicates the near point of the trajectory, point D ″ indicates the far point of the trajectory, point B ″ indicates the trajectory position advanced by angle a clockwise from point D ″, and point M ′ is counterclockwise from point D ″. The trajectory position advanced by an angle a around is shown. The point B ′ is a point on the second orbit where the line OB ′ becomes a direction meeting line with the first orbit, and the point M is a direction meeting line with the next or third orbit. Is a point on the second orbit. The angle Δω is an angle obtained by subtracting the near point argument of the second trajectory from 270 degrees, and FIG. 12 shows a case of a positive value.
As already mentioned, in order for three satellites to successively meet at the direction meeting line, the satellite flight time from the direction meeting line to the next direction meeting line is 1/3 of the orbital period for each satellite. I need it. This indicates that the satellite flight time from point B ′ to point M is one third of the orbital period. The following formula is established according to the case where the perimeter argument already described is 270 degrees.
f 1 is the near point separation angle of point B ″, f 2 is the near point separation angle of point B ′, f 3 is the near point separation angle of point M ′, and f 4 is the near point separation angle of point M ′. Then, f 1 = π−a from the geometric relationship shown in FIG.
f 2 = π−a + Δω
f 3 = π + a
f 4 = π + a + Δω
g 2, g 4, m 2 , m 4 each f 2, eccentricity anomaly of f 4, as the average anomaly of f 2, f 4, satellite flight time from point B 'to point M Because it is one third of the orbital period,
m 4 −m 2 = (2 × π) / 3
From the relationship between the near point separation angle, the eccentric point separation point, and the average near point separation angle,
tan (f 2/2) = √ ((1 + e) / (1-e)) × tan (g 2/2)
m 2 = g 2 −e × sing 2
tan (f 4/2) = √ ((1 + e) / (1-e)) × tan (g 4/2)
m 4 = g 4 −e × sing 4
Here, e is an eccentricity to be obtained. As can be seen from these equations, the equation for obtaining e from the relational expression of f and m is a transcendental equation and cannot be obtained directly analytically but by numerical calculation such as an iterative method.
As a specific example, when i = 45 degrees, since a = 50.768848 degrees, when the perimeter argument is 260 degrees (Δω is 10 degrees), e = 0.100904 and the perimeter argument is 265 degrees (Δω Is 5 degrees), e = 0.099644, and when the perimeter argument is 275 degrees (Δω is −5 degrees), e = 0.099644, and the perimeter argument is 280 degrees (Δω is −10 degrees). E = 0.100904. In addition, when the perimeter argument is 270 degrees, it is understood that e = 0.099231, which is the same as the case described in FIG.

このように、本実施の形態に係る情報処理装置の対象とする非静止衛星の例である準天頂衛星は、昇交点赤経が120度づつ異なり、即ち軌道面が120度づつ回転した配置であり、等軌道傾斜角(45度)、等近地点引数(約240度から約300度の間)かつ等周期(ほぼ静止周期、23時間56分で、同期軌道)の3つの衛星軌道において、それぞれの軌道上を飛行する衛星が各軌道の方向会合線で方向会合するように、3つの衛星の軌道に共通な離心率が設定されている。   Thus, the quasi-zenith satellite, which is an example of the non-geostationary satellite that is the target of the information processing apparatus according to the present embodiment, has an ascending intersection of different longitudes of 120 degrees, that is, an orbital plane rotated by 120 degrees. Yes, in three satellite orbits of equal orbit inclination angle (45 degrees), isobaric argument (between about 240 degrees and about 300 degrees) and equal period (almost stationary period, 23 hours 56 minutes, synchronous orbit) Eccentricity common to the orbits of the three satellites is set so that the satellites flying in the orbits of the orbits meet in the direction meeting line of each orbit.

図2は衛星直下点の地表上の軌跡を示す。ここでは、近地点引数が270度の場合を示す。
その軌跡は非対称8の字の形をしており、8の字の交点が図1の方向会合線の軌跡そのものを示す。図1では3つの軌道が示されているが、それらの軌道要素を上記のように設定することで衛星直下点の地表軌跡は1つの8の字となる。各衛星が遠地点または近地点に位置するときその直下点の経度は約東経135度であり、衛星が方向会合線から遠地点を経て次の方向会合線にいたるときその直下点の軌跡は8の字の交点から始まり時計回りに北緯45度で約東経135度の衛星直下地点を経て8の字の交点に再び戻ってくる。この期間(約8時間)の衛星は日本上空に滞在し、日本から衛星を見た時の仰角は約70度以上となり、山や建物の陰に入る可能性は通常の静止衛星にくらべて低くなる。
2つの衛星が方向会合線で方向会合する場合、例えば、第3軌道の衛星と第1軌道の衛星とが線OCにて方向会合する場合(地上局が通信対象とする衛星が第3軌道の衛星から第1軌道の衛星に切替る場合)は、衛星に送信される信号は地上局のアンテナから第3軌道の衛星に向かって送られており、ここで衛星に送信される信号が第1軌道の衛星にも送られるよう第3軌道の衛星向けとは異なる周波数で第1軌道の衛星への送信が開始される。そして、地上局における切替え処理が完了すると、第3軌道の衛星への送信が停止され、代わりに第1軌道の衛星が地上との通信を継続して担当することになる。
ここで、第3軌道の衛星と第1軌道の衛星とが方向会合する際に、第3軌道の衛星と第1軌道の衛星とに対して地上局が同一のアンテナで2つの衛星に同時に信号を送り出すことが出来る程度にそれぞれの方向が接近していることが望ましい。
このため、本実施の形態に係る情報処理装置では、2つの衛星が方向会合する際に、地上局の同一のアンテナで2つの衛星に同時に信号を送り出すことが出来る程度にそれぞれの方向が接近するように各衛星の位置関係を決定する。
FIG. 2 shows the trajectory on the ground surface at the point directly below the satellite. Here, a case where the perimeter argument is 270 degrees is shown.
The trajectory has the shape of an asymmetrical 8-character, and the intersection of the 8 characters indicates the trajectory of the direction meeting line in FIG. In FIG. 1, three orbits are shown. By setting these orbital elements as described above, the surface trajectory at the point directly below the satellite becomes one figure of eight. When each satellite is located at a far point or near point, the longitude of the point immediately below it is about 135 degrees east longitude, and when the satellite goes from the direction meeting line to the next direction meeting line through the far point, the locus of the point just below is a figure of 8 Starting at the intersection, it returns to the intersection of figure 8 again at 45 degrees north latitude, through a point just below the satellite at about 135 degrees east longitude. During this period (about 8 hours), the satellite stays above Japan, the elevation angle when looking at the satellite from Japan is about 70 degrees or more, and the possibility of entering the shadow of a mountain or building is lower than that of a normal geostationary satellite. Become.
When two satellites directionally meet on the direction meeting line, for example, when a satellite in the third orbit and a satellite in the first orbit directionally meet on the line OC (the satellite to be communicated by the ground station is in the third orbit When switching from a satellite to a satellite in the first orbit, the signal transmitted to the satellite is sent from the antenna of the ground station toward the satellite in the third orbit, and the signal transmitted to the satellite here is the first. Transmission to the satellite in the first orbit is started at a frequency different from that for the satellite in the third orbit so that the satellite is also sent to the satellite in the orbit. When the switching process at the ground station is completed, transmission to the satellite in the third orbit is stopped, and instead, the satellite in the first orbit continues to take charge of communication with the ground.
Here, when the satellite in the third orbit and the satellite in the first orbit are direction-meeting, the ground station simultaneously signals the two satellites with the same antenna for the satellite in the third orbit and the satellite in the first orbit. It is desirable that each direction is close enough to send out
For this reason, in the information processing apparatus according to the present embodiment, when the two satellites are direction-meeting, their directions approach to the extent that signals can be sent to the two satellites simultaneously using the same antenna of the ground station. Thus, the positional relationship of each satellite is determined.

図3は、本実施の形態に係る情報処理装置40の構成例を示すブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the information processing apparatus 40 according to the present embodiment.

入力部401は、オペレータから各種の指示を入力する。
表示部402は、情報処理装置40の処理結果等を表示ディスプレイに表示する。
The input unit 401 inputs various instructions from the operator.
The display unit 402 displays the processing result of the information processing apparatus 40 on the display display.

第1の保持範囲設定部403は、第1の人工衛星の基準軌道を飛行する質点の周りに第1の保持範囲を設定する。第1の保持範囲とは、第1の衛星がそのなかにとどまるべき範囲であり、基準軌道を飛行する質点を中心とした軌道進行方向と軌道面垂直方向の2辺からなる矩形をいう。
人工衛星の軌道は地球偏平による重力偏向や月・太陽の引力、太陽輻射圧の影響で次第に基準軌道からずれてくるが、基準軌道に対するずれの限度を定めるのが保持範囲であり、保持範囲を逸脱しそうな場合には、衛星に備わった軌道制御スラスタ即ちガスジェットを噴射することで衛星の軌道修正を行う。
この保持範囲に常に衛星をとどめておくことで、通信用アンテナを精度良く所定の地上方向に向けておくことが出来るとともに、他の衛星への電波干渉や物理的な衝突を回避することが可能になる。
The first holding range setting unit 403 sets the first holding range around the mass that flies in the reference orbit of the first artificial satellite. The first holding range is a range in which the first satellite should stay, and is a rectangle composed of two sides of the orbital traveling direction centered on the mass point flying in the reference orbit and the orbital plane vertical direction.
The orbit of an artificial satellite gradually deviates from the reference orbit due to the effects of gravity deflection due to earth flatness, lunar and solar attraction, and solar radiation pressure, but the holding range defines the limit of deviation from the reference orbit. In the case of deviating, the orbit of the satellite is corrected by injecting an orbit control thruster, that is, a gas jet provided in the satellite.
By always keeping the satellite within this holding range, the communication antenna can be accurately pointed to the specified ground direction, and radio wave interference and physical collision with other satellites can be avoided. become.

第2の保持範囲設定部404は、第2の人工衛星の基準軌道を飛行する質点の周りに第2の保持範囲を設定する。第2の保持範囲とは、第2の衛星がそのなかにとどまるべき範囲であり、基準軌道を飛行する質点を中心とした軌道進行方向と軌道面垂直方向の2辺からなる矩形をいう。   The second holding range setting unit 404 sets the second holding range around the mass point flying in the reference orbit of the second artificial satellite. The second holding range is a range in which the second satellite should stay, and is a rectangle composed of two sides of the trajectory traveling direction centering on the mass point flying in the reference trajectory and the trajectory plane vertical direction.

第3の保持範囲設定部405は、第3の人工衛星の基準軌道を飛行する質点の周りに第3の保持範囲を設定する。第3の保持範囲とは、第3の衛星がそのなかにとどまるべき範囲であり、軌道進行方向と軌道面垂直方向の2辺からなる基準軌道を飛行する質点を中心とした矩形をいう。   The third holding range setting unit 405 sets the third holding range around the mass point that flies in the reference orbit of the third artificial satellite. The third holding range is a range in which the third satellite is to stay, and is a rectangle centering on a mass point that flies in a reference orbit consisting of two sides of the orbit traveling direction and the orbit plane perpendicular direction.

軌道差異量設定部406は、第1の人工衛星から第2の人工衛星へ通信を移行する時点での第1の人工衛星の地球中心からの距離と第2の人工衛星の地球中心からの距離との差異量並びに第2の人工衛星から第3の人工衛星へ通信を移行する時点での第2の人工衛星の地球中心からの距離と第3の人工衛星の地球中心からの距離との差異量並びに第3の人工衛星から第1の人工衛星へ通信を移行する時点での第3の人工衛星の地球中心からの距離と第1の人工衛星の地球中心からの距離との差異量を設定する。この差異量は3つの人工衛星に対して同一の量として、3軌道の近地点引数を同じ値だけ次のように270度からずらして作りだす。図12は近地点引数が270度からずれた状態であり、点B'は線OB'が第1の軌道との方向会合線となる第2の軌道上の点であり、点Mは線OMが次の軌道即ち第3の軌道との方向会合線となる第2の軌道上の点である。この幾何関係は、近地点引数の値が同じであれば他の軌道でも同じように成り立つことから、人工衛星の地球中心からの距離の差異量は線分OB'と線分OMの差そのものとなる。ちなみに、図12の近地点引数のずれ角度Δωは正値のため、線分線分OB'が線分OMより大きくなっている。また、近地点引数が270度すなわち角度Δωがゼロのときは、差異量がゼロとなり、近地点引数が270度からずれるのに伴って差異量の絶対値は単調に増えていくことがわかる。
人工衛星の地球中心からの距離の差異量は、衛星間の通信の移行の条件と物理的な衝突の避ける条件から決められる。一般に、差異量が大きくなると衛星間の通信の移行時に発生する通信の時間ずれが大きくなり、通信性能の劣化を生じるようになる。他方、差異量が小さくなると衛星の物理的な衝突の発生の可能性が生じてくる。従って、双方の要求を満たす差異量が必然的に選ばれることがわかる。
差異量が選ばれたならば、近地点引数を270度からずらして、指定された差異量を実現する近地点引数を選ぶ。この選ばれた近地点引数の値がこのあと説明される基準軌道設定部での近地点引数設定値として使われる。
なお、差異量から求められる近地点引数の具体的数値例を次に示す。差異量の絶対値が639Kmに対して、270度から近地点引数を差し引いた角度Δωの絶対値は5度であり、同じように、511Kmに対して4度、383Kmに対して3度、255Kmに対して2度、128Kmに対して1度、90Kmに対して0.7度、63Kmに対して0.5度、40Kmに対して0.3度、13Kmに対して0.1度となる。
The orbital difference amount setting unit 406 includes a distance from the earth center of the first artificial satellite and a distance from the earth center of the second artificial satellite at the time when the communication is shifted from the first artificial satellite to the second artificial satellite. And the difference between the distance of the second artificial satellite from the earth center and the distance of the third artificial satellite from the earth center at the time of transfer of communication from the second artificial satellite to the third artificial satellite And a difference amount between the distance from the earth center of the third artificial satellite and the distance from the earth center of the first artificial satellite at the time when the communication is transferred from the third artificial satellite to the first artificial satellite. To do. This difference amount is the same for the three artificial satellites, and the three-orbit near point argument is shifted by the same value from 270 degrees as follows. FIG. 12 shows a state in which the near point argument is deviated from 270 degrees, the point B ′ is a point on the second trajectory where the line OB ′ is a direction meeting line with the first trajectory, and the point M is the line OM. It is a point on the second orbit that becomes a direction meeting line with the next or third orbit. Since this geometric relationship holds in the same way in other orbits if the value of the near point argument is the same, the difference in the distance from the earth center of the artificial satellite is the difference between the line segment OB ′ and the line segment OM itself. . Incidentally, since the deviation angle Δω of the near point argument in FIG. 12 is a positive value, the line segment OB ′ is larger than the line segment OM. In addition, when the near point argument is 270 degrees, that is, when the angle Δω is zero, the difference amount is zero, and it can be seen that the absolute value of the difference amount monotonously increases as the near point argument deviates from 270 degrees.
The amount of difference in the distance from the earth center of the artificial satellite is determined from the condition for transition of communication between satellites and the condition for avoiding physical collision. In general, when the amount of difference increases, a time lag of communication that occurs at the time of transition of communication between satellites increases, and communication performance deteriorates. On the other hand, when the difference amount is small, the possibility of physical collision of satellites arises. Therefore, it can be seen that a difference amount satisfying both requirements is necessarily selected.
If the difference amount is selected, the near point argument is shifted from 270 degrees, and the near point argument realizing the specified difference amount is selected. The value of the selected near point argument is used as the near point argument setting value in the reference trajectory setting unit described later.
The following is a specific numerical example of the near point argument obtained from the difference amount. The absolute value of the difference amount is 639 Km, and the absolute value of the angle Δω obtained by subtracting the near point argument from 270 degrees is 5 degrees. Similarly, the absolute value is 4 degrees for 511 Km, 3 degrees for 383 Km, and 255 Km. On the other hand, it is 2 degrees, 1 degree for 128 km, 0.7 degree for 90 km, 0.5 degree for 63 km, 0.3 degree for 40 km, and 0.1 degree for 13 km.

第1の基準軌道設定部407は、第1の人工衛星に対する基準軌道を設定する。基準軌道とは、衛星に搭載されたペイロードが行うミッションを満足する人工衛星が飛行すべき理想的な軌道を指し、その理想的な軌道を飛行する質点に添って人工衛星が飛行するのが理想的状態である。前述の保持範囲設定部で触れたように、地球偏平による重力偏向や月・太陽の引力、太陽輻射圧の影響で人工衛星は次第に基準軌道からずれてくるため、基準軌道を飛行する質点の周りに保持範囲を設けて、人工衛星がその保持範囲から逸脱しないように軌道制御を行う。
基準軌道設定の方法については後述する。
The first reference orbit setting unit 407 sets a reference orbit for the first artificial satellite. The reference orbit refers to the ideal orbit that an artificial satellite that satisfies the mission performed by the payload mounted on the satellite should fly, and it is ideal for the artificial satellite to fly along the mass point that flies in the ideal orbit. State. As mentioned in the holding range setting section above, artificial satellites gradually deviate from the reference orbit due to gravity deflection due to earth flatness, lunar / sun attraction, and solar radiation pressure. Is provided with a holding range, and orbit control is performed so that the satellite does not deviate from the holding range.
A method for setting the reference trajectory will be described later.

第2の基準軌道設定部408は、第2の人工衛星に対する基準軌道を設定する。基準軌道とは、衛星に搭載されたペイロードが行うミッションを満足する人工衛星が飛行すべき理想的な軌道を指し、その理想的な軌道を飛行する質点に添って人工衛星が飛行するのが理想的状態である。前述の保持範囲設定部で触れたように、地球偏平による重力偏向や月・太陽の引力、太陽輻射圧の影響で人工衛星は次第に基準軌道からずれてくるため、基準軌道を飛行する質点の周りに保持範囲を設けて、人工衛星がその保持範囲から逸脱しないように軌道制御を行う。
基準軌道設定の方法については後述する。
The second reference orbit setting unit 408 sets a reference orbit for the second artificial satellite. The reference orbit refers to the ideal orbit that an artificial satellite that satisfies the mission performed by the payload mounted on the satellite should fly, and it is ideal for the artificial satellite to fly along the mass point that flies in the ideal orbit. State. As mentioned in the holding range setting section above, artificial satellites gradually deviate from the reference orbit due to gravity deflection due to earth flatness, lunar / sun attraction, and solar radiation pressure. Is provided with a holding range, and orbit control is performed so that the satellite does not deviate from the holding range.
A method for setting the reference trajectory will be described later.

第3の基準軌道設定部409は、第3の人工衛星に対する基準軌道を設定する。基準軌道とは、衛星に搭載されたペイロードが行うミッションを満足する人工衛星が飛行すべき理想的な軌道を指し、その理想的な軌道を飛行する質点に添って人工衛星が飛行するのが理想的状態である。前述の保持範囲設定部で触れたように、地球偏平による重力偏向や月・太陽の引力、太陽輻射圧の影響で人工衛星は次第に基準軌道からずれてくるため、基準軌道を飛行する質点の周りに保持範囲を設けて、人工衛星がその保持範囲から逸脱しないように軌道制御を行う。
基準軌道設定の方法については次に述べる。
The third reference orbit setting unit 409 sets a reference orbit for the third artificial satellite. The reference orbit refers to the ideal orbit that an artificial satellite that satisfies the mission performed by the payload mounted on the satellite should fly, and it is ideal for the artificial satellite to fly along the mass point that flies in the ideal orbit. State. As mentioned in the holding range setting section above, artificial satellites gradually deviate from the reference orbit due to gravity deflection due to earth flatness, lunar / sun attraction, and solar radiation pressure. Is provided with a holding range, and orbit control is performed so that the satellite does not deviate from the holding range.
The method for setting the reference trajectory will be described next.

次に、本実施の形態に係る情報処理装置40における基準軌道設定の方法を説明する。
すでに述べたように、3つの衛星軌道に共通した近地点引数に基づき3衛星が方向会合線で順次方向会合するように3衛星軌道に共通な離心率を導出した。この導出方法に従って、軌道差異量設定部406で設定された近地点引数に対して3衛星が方向会合線で順次方向会合する離心率を計算して求める。このようにして、3衛星の軌道要素としての離心率および近地点引数が設定される。軌道長半径、軌道傾斜角、昇交点赤経、平均近点離角は事前に設定されている値をそのまま使用する。なお、平均近点離角は3衛星ごとに120度ずつ異なり、方向会合線で3衛星が順次方向会合するように平均運動(軌道平均レート)を時間変化率として時間に比例して増加する角度である。
基準軌道の設定方法とは、このようにして3衛星のそれぞれの軌道長半径、離心率、軌道傾斜角、昇交点赤経、近地点引数および時間とともに増える平均近点離角を設定することである。
Next, a reference trajectory setting method in the information processing apparatus 40 according to the present embodiment will be described.
As described above, the eccentricity common to the three satellite orbits was derived so that the three satellites would successively meet in the direction meeting line based on the near point argument common to the three satellite orbits. In accordance with this derivation method, the eccentricity at which the three satellites sequentially meet in the direction meeting line with respect to the near point argument set by the orbital difference amount setting unit 406 is calculated and obtained. In this way, the eccentricity and the near point argument as the orbital elements of the three satellites are set. The values set in advance are used as is for the orbital radius, the orbital inclination angle, the ascending intersection longitude, and the average near point separation angle. Note that the average near-point separation angle differs by 120 degrees for every three satellites, and the average motion (orbital average rate) increases in proportion to time with the average motion (orbital average rate) so that the three satellites sequentially meet in the direction meeting line. It is.
The reference orbit setting method is to set the orbital length radius, the eccentricity, the orbital inclination angle, the ascending intersection red longitude, the near-point argument, and the average near-point separation angle that increases with time in this way for each of the three satellites. .

次に、図4のフローチャートを参照して、本実施の形態に係る情報処理装置40の基準軌道設定の手順を説明する。
まず、ステップS701において、第1の人工衛星と第2の人工衛星と第3の人工衛星を決定する。図1に示した第1軌道の衛星、第2軌道の衛星、第3軌道の衛星のうちのいずれを第1の人工衛星、第2の人工衛星及び第3の人工衛星とするかについて入力部401がオペレータより指示を入力する。
Next, a procedure for setting a reference trajectory of the information processing apparatus 40 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, in step S701, a first artificial satellite, a second artificial satellite, and a third artificial satellite are determined. Input unit for determining which of the first orbit satellite, the second orbit satellite, and the third orbit satellite shown in FIG. 1 is the first artificial satellite, the second artificial satellite, and the third artificial satellite. 401 inputs an instruction from the operator.

次に、ステップS702において、第1の保持範囲を設定する。入力部401がオペレータより第1の保持範囲角度の値を入力し、第1の保持範囲設定部403が入力された値を第1の保持範囲角度として設定し、記憶する。第1の保持範囲とは、第1の衛星がそのなかにとどまるべき範囲であり、基準軌道を飛行する質点を中心とした軌道進行方向と軌道面垂直方向の2辺からなる矩形をいう。第1の保持範囲角度とはこの2辺からなる矩形のそれぞれの辺の角度をいう。   Next, in step S702, a first holding range is set. The input unit 401 inputs the value of the first holding range angle from the operator, and the first holding range setting unit 403 sets and stores the input value as the first holding range angle. The first holding range is a range in which the first satellite should stay, and is a rectangle composed of two sides of the orbital traveling direction centered on the mass point flying in the reference orbit and the orbital plane vertical direction. The first holding range angle refers to the angle of each side of the two-sided rectangle.

次に、ステップS703において、第2の保持範囲を設定する。入力部401がオペレータより第2の保持範囲角度の値を入力し、第2の保持範囲設定部404が入力された値を第2の保持範囲角度として設定し、記憶する。第2の保持範囲とは、第2の衛星がそのなかにとどまるべき範囲であり、基準軌道を飛行する質点を中心とした軌道進行方向と軌道面垂直方向の2辺からなる矩形をいう。第2の保持範囲角度とはこの2辺からなる矩形のそれぞれの辺の角度をいう。   Next, in step S703, a second holding range is set. The input unit 401 inputs the value of the second holding range angle from the operator, and the second holding range setting unit 404 sets and stores the input value as the second holding range angle. The second holding range is a range in which the second satellite should stay, and is a rectangle composed of two sides of the trajectory traveling direction centering on the mass point flying in the reference trajectory and the trajectory plane vertical direction. The second holding range angle refers to the angle of each side of the rectangle composed of these two sides.

次に、ステップS704において、第3の保持範囲を設定する。入力部401がオペレータより第3の保持範囲角度の値を入力し、第3の保持範囲設定部405が入力された値を第3の保持範囲角度として設定し、記憶する。第3の保持範囲とは、第3の衛星がそのなかにとどまるべき範囲であり、基準軌道を飛行する質点を中心とした軌道進行方向と軌道面垂直方向の2辺からなる矩形をいう。第3の保持範囲角度とはこの2辺からなる矩形のそれぞれの辺の角度をいう。   Next, in step S704, a third holding range is set. The input unit 401 inputs the value of the third holding range angle from the operator, and the third holding range setting unit 405 sets and stores the input value as the third holding range angle. The third holding range is a range in which the third satellite should stay, and is a rectangle composed of two sides of the trajectory traveling direction centering on the mass point flying in the reference trajectory and the trajectory plane vertical direction. The third holding range angle refers to the angle of each side of the two-sided rectangle.

次に、ステップS705において、衛星間の通信の移行条件からでてくる軌道の差異量並びに衛星の物理的な衝突を避けるための条件からでてくる軌道の差異量を共に満たす軌道の差異量を設定し、第1の人工衛星、第2の人工衛星および第3の人工衛星に共通した近地点引数を決定する。入力部401がオペレータより上記2種類の軌道の差異量および第1の人工衛星、第2の人工衛星および第3の人工衛星の軌道要素を入力し、軌道差異量設定部406が入力された値に基づいて3衛星に共通した軌道の差異量の設定と近地点引数を決定し、記憶する。  Next, in step S705, the orbital difference amount that satisfies both the orbital difference amount resulting from the communication transition condition between the satellites and the orbital difference amount resulting from the condition for avoiding the physical collision of the satellites is calculated. Set and determine a near point argument common to the first, second, and third satellites. The input unit 401 inputs the difference amount between the two types of orbits and the orbital elements of the first artificial satellite, the second artificial satellite, and the third artificial satellite from the operator, and the value input by the orbital difference amount setting unit 406 Based on the above, the setting of the orbital difference common to the three satellites and the near point argument are determined and stored.

次に、ステップS706において、第1の人工衛星の基準軌道を設定する。軌道差異量設定部406で決定された3衛星に共通した近地点引数を第1の基準軌道設定部407に入力して、第1の人工衛星の基準軌道を算出する。第1の人工衛星の基準軌道における平均近点離角については、入力部401でオペレータが所定の時刻(カレンダー日時で定義される日時刻)とその時刻での平均近点離角を入力し、それを基準軌道の初期値とする。基準軌道の質点は軌道長半径、離心率、軌道傾斜角、昇交点赤経、近地点引数とその質点の位置を決定する時刻まで伝播計算された平均近点離角からなり、伝播計算は軌道の二体問題の計算方法による。   Next, in step S706, the reference orbit of the first artificial satellite is set. The near point argument common to the three satellites determined by the orbital difference amount setting unit 406 is input to the first reference orbit setting unit 407, and the reference orbit of the first artificial satellite is calculated. For the average near point separation angle in the reference orbit of the first artificial satellite, the operator inputs a predetermined time (date time defined by the calendar date and time) and the average near point separation angle at that time in the input unit 401, This is the initial value of the reference trajectory. The mass of the reference trajectory consists of the trajectory length radius, eccentricity, trajectory tilt angle, ascending intersection, the ascending intersection, the near-point argument, and the average near-point declination calculated up to the time to determine the position of the mass point. According to the two-body problem calculation method.

次に、ステップS707において、第2の人工衛星の基準軌道を設定する。軌道差異量設定部406で決定された3衛星に共通した近地点引数を第2の基準軌道設定部408に入力して、第2の人工衛星の基準軌道を算出する。第2の人工衛星の基準軌道における平均近点離角については、第1の人工衛星の基準軌道における平均近点離角から3衛星に共通な軌道周期の3分の1時間だけ遅れた平均近点離角とする。基準軌道の質点は軌道長半径、離心率、軌道傾斜角、昇交点赤経、近地点引数とその質点の位置を決定する時刻まで伝播計算された平均近点離角からなり、伝播計算は軌道の二体問題の計算方法による。   Next, in step S707, the reference orbit of the second artificial satellite is set. The near point argument common to the three satellites determined by the orbital difference amount setting unit 406 is input to the second reference orbit setting unit 408, and the reference orbit of the second artificial satellite is calculated. The average near point separation angle in the reference orbit of the second satellite is the average near point delayed by one third of the orbital period common to the three satellites from the average near point separation angle in the reference orbit of the first satellite. The point separation angle. The mass of the reference trajectory consists of the trajectory length radius, eccentricity, trajectory tilt angle, ascending intersection, the ascending intersection, the near-point argument, and the average near-point declination calculated up to the time to determine the position of the mass point. According to the two-body problem calculation method.

次に、ステップS708において、第3の人工衛星の基準軌道を設定する。軌道差異量設定部406で決定された3衛星に共通した近地点引数を第3の基準軌道設定部409に入力して、第3の人工衛星の基準軌道を算出する。第3の人工衛星の基準軌道における平均近点離角については、第1の人工衛星の基準軌道における平均近点離角から3衛星に共通な軌道周期の3分の2時間だけ遅れた平均近点離角とする。基準軌道の質点は軌道長半径、離心率、軌道傾斜角、昇交点赤経、近地点引数とその質点の位置を決定する時刻まで伝播計算された平均近点離角からなり、伝播計算は軌道の二体問題の計算方法による。   Next, in step S708, the reference orbit of the third artificial satellite is set. The near point argument common to the three satellites determined by the orbital difference amount setting unit 406 is input to the third reference orbit setting unit 409, and the reference orbit of the third artificial satellite is calculated. The average near-point separation angle in the reference orbit of the third satellite is the average near-point delayed by two-thirds of the orbital period common to the three satellites from the average near-point separation angle in the reference orbit of the first satellite. The point separation angle. The mass of the reference trajectory consists of the trajectory length radius, eccentricity, trajectory tilt angle, ascending intersection, the ascending intersection, the near-point argument, and the average near-point declination calculated up to the time to determine the position of the mass point. According to the two-body problem calculation method.

以上のようにして第1の衛星の基準軌道、第2の衛星の基準軌道、第3の衛星の基準軌道を設定することにより、隣り合う軌道面の交線からなる方向会合線で方向会合する2つの衛星が地球から見て同じ方向に位置することになる。これにより方向会合する時点で衛星と地球の間の通信を別の衛星と地球の間の通信に通信を途切れさせること無くスムーズに移行させることができる。   By setting the reference orbit of the first satellite, the reference orbit of the second satellite, and the reference orbit of the third satellite as described above, the direction meets at the direction meeting line formed by the intersection of adjacent orbital surfaces. Two satellites will be located in the same direction as seen from the earth. As a result, the communication between the satellite and the earth can be smoothly transferred to the communication between another satellite and the earth without interrupting the communication at the time of the direction meeting.

また、地上装置でKuバンド使用の45cm直径パラボラアンテナのビーム幅は3度(p−p)であることから、通信のハンドオーバ時にパラボラアンテナの中心が1つの衛星を指向している場合、他の衛星が1.5度以内の離れ角であれば同じアンテナで2つの衛星をカバーすることが可能となる。このため、ハンドオーバ時に2つの衛星を同時に1つのユーザーアンテナでカバーするためには、2つの衛星のはなれ角の上限を1.5度とするのが適当であると考えられる。衛星の保持範囲を0.1度とすると、方向会合する際の2つの衛星の離れ角の最大値は約0.1度の√2倍のさらに2倍、即ち0.28度となり、上記1.5度以内に十分収まっている。   In addition, since the beam width of the 45 cm diameter parabolic antenna using Ku band in the ground device is 3 degrees (pp), when the center of the parabolic antenna is pointing to one satellite at the time of communication handover, It is possible to cover two satellites with the same antenna if the satellite is at an angle of 1.5 degrees or less. For this reason, in order to cover two satellites simultaneously with one user antenna at the time of handover, it is considered appropriate to set the upper limit of the angle of separation of the two satellites to 1.5 degrees. If the holding range of the satellite is 0.1 degree, the maximum value of the separation angle of the two satellites at the time of direction meeting is twice as much as √2 times of about 0.1 degree, that is, 0.28 degree. It is well within 5 degrees.

なお、以上では、図1に示す衛星軌道を周回する人工衛星、すなわち、昇交点赤経が120度づつ異なり、即ち軌道面が120度づつ回転した配置であり、等軌道傾斜角(45度)、等近地点引数(約260度から約280度の間)かつ等周期(ほぼ静止周期、23時間56分で、同期軌道)であり、共通な離心率が設定された3つの衛星軌道をそれぞれ周回する3機の準天頂衛星を例として説明したが、他の衛星の衛星軌道と交差する衛星軌道を有する人工衛星であれば、どのような衛星軌道を周回する人工衛星であっても本実施の形態に係る情報処理装置にて基準軌道を決定することができる。   In the above, the artificial satellite orbiting the satellite orbit shown in FIG. 1, that is, the ascending intersection is different by 120 degrees, that is, the orbital plane is rotated by 120 degrees, and the orbital inclination angle (45 degrees). , Orbits around three satellite orbits with isochonical point argument (between about 260 degrees and about 280 degrees) and equal period (almost stationary period, 23 hours 56 minutes, synchronous orbit) and common eccentricity As an example, the three quasi-zenith satellites have been described. However, any satellite having an orbit that intersects with the satellite orbits of other satellites can be used in this embodiment. The reference trajectory can be determined by the information processing apparatus according to the embodiment.

以上のように、本実施の形態によれば、第1の人工衛星と第2の人工衛星とが第1の保持範囲と第2の保持範囲とを重複させてこれら2つの衛星の軌道面の交線すなわち方向会合線を通過することができ、第2の人工衛星と第3の人工衛星とが第2の保持範囲と第3の保持範囲とを重複させてこれら2つの衛星の軌道面の交線すなわち方向会合線を通過することができ、第3の人工衛星と第1の人工衛星とが第3の保持範囲と第1の保持範囲とを重複させてこれら2つの衛星の軌道面の交線すなわち方向会合線を通過することができるように、第1の衛星の基準軌道、第2の衛星の基準軌道および第3の衛星の基準軌道を設定するため、方向会合時の通信のハンドオーバ時にそれぞれ第1の人工衛星と第2の人工衛星と、第2の人工衛星と第3の人工衛星とおよび第3の人工衛星と第1の人工衛星とを接近させることができる。このため、地上からみたハンドオーバ時の各衛星間の距離を小さくすることができ、地上の信号送信用のアンテナが1台で済みハンドオーバ時の送信信号の遅延時間制御も容易になる。   As described above, according to the present embodiment, the first artificial satellite and the second artificial satellite overlap the first holding range and the second holding range, and the orbital planes of these two satellites are overlapped. The second and third satellites overlap the second holding range and the third holding range so that the orbital planes of these two satellites overlap. The third satellite and the first satellite can overlap the third holding range and the first holding range so that the orbital planes of these two satellites overlap each other. Handover of communication during direction meeting to set the reference orbit of the first satellite, the reference orbit of the second satellite, and the reference orbit of the third satellite so that they can pass through the intersection line or direction meeting line Sometimes the first satellite, the second satellite, the second satellite, Possible of the satellite and the and the third satellite is possible to close the first satellite. For this reason, the distance between each satellite at the time of handover as seen from the ground can be reduced, and only one terrestrial signal transmission antenna is required, and the delay time control of the transmission signal at the time of handover is facilitated.

実施の形態2.
本実施の形態では、実施の形態1に示した設定された基準軌道に基づいて衛星軌道を周回する人工衛星及び当該人工衛星の軌道制御を行う軌道制御装置について説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the present embodiment, an artificial satellite that orbits a satellite orbit based on the set reference orbit shown in the first embodiment and an orbit control device that performs orbit control of the artificial satellite will be described.

上述したように、衛星の軌道は地球偏平による重力偏向や月・太陽の引力、太陽輻射圧の影響で次第にずれてくる。軌道制御装置は、衛星までの距離を電波の往復時間で測定して衛星の位置を推定する事でこのずれる量を事前に予測する事ができる。ずれが大きくなり衛星が保持範囲から逸脱しそうになるときは軌道制御のための指示(軌道制御指示)を軌道制御装置から衛星に対して行う。
衛星では、衛星に搭載された軌道制御スラスタ即ちガスジェットを噴射することで保持範囲にとどまるよう制御する。軌道制御スラスタは定まった推力(約22Nの組み合わせ)をオンオフで噴射するもので線形の推力は発生できず、衛星が保持範囲から逸脱しそうになると軌道制御装置で保持範囲に長くとどまれるような噴射方向と噴射量を計算で求め、軌道制御指示としてこれらの情報を衛星に送ってスラスタ噴射を行わせる間歇的な制御である。
このように、軌道制御装置により人工衛星の軌道制御を行うことにより、実施の形態1に示した設定された基準軌道に基づいて人工衛星を周回させることができ、このため、ある方向会合線にて方向会合する2機の人工衛星を第1の人工衛星と第2の人工衛星とした場合に、第1の人工衛星と第2の人工衛星は第1の保持範囲と第2の保持範囲とを重複させて方向会合線を通過することができる。第1の保持範囲及び第2の保持範囲とは、実施の形態1で示した通りであり、第1の人工衛星及び第2の人工衛星がとどまるべき範囲をいう。
As mentioned above, the orbit of the satellite gradually shifts due to the effects of gravity deflection due to the flattening of the earth, lunar and solar attraction, and solar radiation pressure. The orbit control device can predict the amount of deviation in advance by measuring the distance to the satellite by the round trip time of the radio wave and estimating the position of the satellite. When the deviation becomes large and the satellite is likely to deviate from the holding range, an instruction for orbit control (orbit control instruction) is issued from the orbit control device to the satellite.
In the satellite, an orbit control thruster, that is, a gas jet mounted on the satellite is jetted to control so as to stay within the holding range. The orbit control thruster injects a fixed thrust (a combination of about 22N) on and off, and linear thrust cannot be generated. When the satellite is about to deviate from the holding range, the orbit control device makes an injection that stays in the holding range for a long time. This is an intermittent control in which the direction and the injection amount are obtained by calculation, and this information is sent to the satellite as an orbit control instruction to perform the thruster injection.
As described above, by performing the orbit control of the artificial satellite by the orbit control device, the artificial satellite can be circulated based on the set reference orbit shown in the first embodiment. When the two satellites that are directionally meeting are the first satellite and the second satellite, the first satellite and the second satellite have the first holding range and the second holding range. Can be passed through the direction meeting line. The first holding range and the second holding range are as described in the first embodiment, and are the ranges where the first artificial satellite and the second artificial satellite should stay.

図5は、本実施の形態に係る軌道制御装置50の構成例を示すブロック図である。   FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the trajectory control device 50 according to the present embodiment.

衛星通信部501は、衛星軌道を周回する人工衛星と通信を行う。衛星通信部501では、衛星位置の推定のための電波の送受信及び軌道制御指示の送信を行う。   The satellite communication unit 501 communicates with an artificial satellite orbiting the satellite orbit. The satellite communication unit 501 transmits / receives radio waves and estimates orbit control instructions for estimating the satellite position.

衛星位置推定部502は、衛星までの距離を電波の往復時間で測定して衛星の位置を推定する。   The satellite position estimation unit 502 estimates the satellite position by measuring the distance to the satellite based on the round-trip time of the radio wave.

軌道情報記憶部503は、実施の形態1で示した情報処理装置40の第1の基準軌道設定部、第2の基準軌道設定部および第3の基準軌道設定部で設定した情報と同じ情報を記憶しており、例えば、図1に示す3機の準天頂衛星についてそれぞれの衛星の基準軌道情報、保持範囲設定情報を記憶している。
基準軌道情報とは各衛星が周回すべき基準軌道の質点位置を示す情報であり、保持範囲設定情報とは衛星の基準軌道の各質点位置における保持範囲を示す情報である。
軌道情報記憶部503に記憶されている基準軌道情報、保持範囲設定情報は、実施の形態1で示した設定された基準軌道に対応しており、第1の人工衛星と第2の人工衛星とが第1の保持範囲と第2の保持範囲とを重複させて方向会合線を通過することができるようになっている。
The trajectory information storage unit 503 stores the same information as the information set by the first reference trajectory setting unit, the second reference trajectory setting unit, and the third reference trajectory setting unit of the information processing apparatus 40 shown in the first embodiment. For example, for the three quasi-zenith satellites shown in FIG. 1, reference orbit information and holding range setting information of each satellite are stored.
The reference orbit information is information indicating the mass point position of the reference orbit that each satellite should orbit, and the holding range setting information is information indicating the holding range at each mass point position of the reference orbit of the satellite.
The reference orbit information and the holding range setting information stored in the orbit information storage unit 503 correspond to the set reference orbit shown in the first embodiment, and the first artificial satellite, the second artificial satellite, However, the first holding range and the second holding range can be overlapped to pass the direction meeting line.

制御指示部504は、衛星位置推定部502にて推定された衛星位置と軌道情報記憶部503に記憶された基準軌道情報、保持範囲設定情報とに基づき、衛星が保持範囲を逸脱するおそれがあるか否かを判断し、逸脱するおそれがある場合には、軌道制御スラスタの噴射方向と噴射量を計算で求め、算出した噴射方向と噴射量とを示す軌道制御指示を生成し、衛星通信部501を介して衛星に対して送信する。   The control instruction unit 504 may cause the satellite to deviate from the holding range based on the satellite position estimated by the satellite position estimating unit 502 and the reference orbit information and holding range setting information stored in the orbit information storage unit 503. If there is a risk of deviation, the injection direction and the injection amount of the orbit control thruster are obtained by calculation, and an orbit control instruction indicating the calculated injection direction and injection amount is generated, and the satellite communication unit It transmits to the satellite via 501.

図6は軌道制御を行うための人工衛星の形態を示す。
人工衛星本体に軌道制御スラスタが複数設置されて、軌道面に垂直な方向(+と−の両方向)に推力を発生するとともに軌道の進行方向(+と−の両方向)に推力を発生する。衛星本体はアンテナを地球方向に向けるためと軌道制御スラスタが所定の方向に推力を発生できるように三軸安定制御が行われている。軌道制御装置50から送信された軌道制指示に従って軌道制御スラスタを噴射することで衛星を常に保持範囲のなかにとどめておくことができる。
FIG. 6 shows the form of an artificial satellite for performing orbit control.
A plurality of orbit control thrusters are installed in the artificial satellite body to generate thrust in the direction perpendicular to the orbit plane (in both + and − directions) and in the traveling direction of the orbit (in both + and − directions). The satellite body performs three-axis stability control so that the antenna is directed toward the earth and the orbit control thruster can generate thrust in a predetermined direction. By injecting the orbit control thruster in accordance with the orbit control instruction transmitted from the orbit control device 50, the satellite can always remain within the holding range.

このように、本実施の形態によれば、軌道制御装置が人工衛星の位置を推定し、衛星が保持範囲を逸脱しそうな場合には軌道制御指示を送り、人工衛星で軌道制御指示に従って軌道制御を行うことにより人工衛星を保持範囲にとどめておくことが可能となり、この結果、第1の人工衛星と第2の人工衛星は第1の保持範囲と第2の保持範囲とを重複させて方向会合線を通過することが可能となり、ハンドオーバ時に第1の人工衛星と第2の人工衛星とを接近させることができる。このため、地上からみたハンドオーバ時の各衛星間の距離を小さくすることができ、地上の信号送信用のアンテナが1台で済みハンドオーバ時の送信信号の遅延時間制御も容易になる。   As described above, according to the present embodiment, the orbit control device estimates the position of the artificial satellite, and when the satellite is likely to deviate from the holding range, the orbit control instruction is sent, and the orbit control is performed according to the orbit control instruction by the artificial satellite. It becomes possible to keep the artificial satellite in the holding range by performing the above, and as a result, the first artificial satellite and the second artificial satellite overlap the first holding range and the second holding range in the direction. It becomes possible to pass the meeting line, and the first artificial satellite and the second artificial satellite can be brought close to each other at the time of handover. Therefore, the distance between the satellites at the time of handover as seen from the ground can be reduced, and only one ground signal transmission antenna is required, and the delay time control of the transmission signal at the time of handover is facilitated.

実施の形態3.
本実施の形態では、実施の形態1及び2にて説明した人工衛星と通信を行う地上の通信装置について説明する。
Embodiment 3 FIG.
In the present embodiment, a terrestrial communication device that communicates with the artificial satellite described in the first and second embodiments will be described.

図7は、本実施の形態に係る通信装置を説明するための図である。
図において、衛星受信用アンテナ701は車輌に搭載されたアンテナであり、準天頂衛星60から配信されるコンテンツ情報、測位情報、補正情報を受信する。
コンテンツ再生装置702及びカーナビゲーション装置703は車輌に搭載された通信装置である。コンテンツ再生装置702は衛星受信用アンテナ701を介してコンテンツ情報を受信し、コンテンツ情報の再生を行う。カーナビゲーション装置703は、衛星受信用アンテナ701を介して測位情報及び補正情報を受信し、測位情報及び補正情報を用いて車輌の所在位置を測位し、カーナビゲーションを行う。補正情報は、測位情報による測位の際に生じる誤差を補正するための情報であり、D−GPS(Differential−Global Positioning System)技術等に基づき作成された情報である。
携帯端末801は、準天頂衛星60から配信されるコンテンツ情報、測位情報、補正情報を受信し、コンテンツ情報の再生を行うとともに、測位情報及び補正情報を用いて携帯端末801のユーザの所在位置の測位を行う。
コンテンツ再生装置702、カーナビゲーション装置703、携帯端末801は通信装置の例に相当する。
FIG. 7 is a diagram for explaining the communication device according to the present embodiment.
In the figure, a satellite receiving antenna 701 is an antenna mounted on a vehicle, and receives content information, positioning information, and correction information distributed from the quasi-zenith satellite 60.
The content reproduction device 702 and the car navigation device 703 are communication devices mounted on a vehicle. The content reproduction apparatus 702 receives content information via the satellite reception antenna 701 and reproduces the content information. The car navigation device 703 receives the positioning information and the correction information via the satellite reception antenna 701, measures the location of the vehicle using the positioning information and the correction information, and performs car navigation. The correction information is information for correcting an error that occurs during positioning based on the positioning information, and is information created based on a D-GPS (Differential-Global Positioning System) technique or the like.
The mobile terminal 801 receives content information, positioning information, and correction information distributed from the quasi-zenith satellite 60, reproduces the content information, and uses the positioning information and correction information to determine the location of the user of the mobile terminal 801. Perform positioning.
The content playback device 702, the car navigation device 703, and the portable terminal 801 correspond to examples of communication devices.

コンテンツ再生装置702、カーナビゲーション装置703、携帯端末801が通信を行う準天頂衛星60は、例えば、図1に示した3つの衛星軌道を周回する3機の衛星であり、上述したように、3機の準天頂衛星のうちの2機の準天頂衛星が順に約8時間ごとに方向会合線で方向会合し、コンテンツ再生装置702、カーナビゲーション装置703、携帯端末801は、2機の準天頂衛星が方向会合線にて方向会合する際に、通信対象となる衛星を切替える(ハンドオーバを行う)。
この切替は、準天頂衛星からの指示に従い、コンテンツ再生装置702、カーナビゲーション装置703、携帯端末801が行っても良い。また、コンテンツ再生装置702、カーナビゲーション装置703、携帯端末801が3機の準天頂衛星のうちの2機の準天頂衛星からの信号を受信したときに、コンテンツ再生装置702、カーナビゲーション装置703、携帯端末801が自動的に切替を行っても良い。
準天頂衛星60は、それぞれ、実施の形態1で示した設定された基準軌道に基づいて衛星軌道を周回している。コンテンツ再生装置702、カーナビゲーション装置703、携帯端末801がハンドオーバ前に通信を行っている衛星を第1の人工衛星とし、ハンドオーバ後に通信を行う衛星を第2の人工衛星とした場合に、第1の人工衛星と第2の人工衛星は第1の保持範囲と第2の保持範囲とを重複させて方向会合線を通過することができる。つまり、第1の人工衛星と第2の人工衛星とが方向会合線において衛星受信用アンテナ701又は携帯端末801のアンテナが同時に2つの衛星(第1の人工衛星と第2の人工衛星)と通信を行うことが出来る程度に接近して方向会合する。
準天頂衛星60はこのように互いに接近して方向会合するため、コンテンツ再生装置702、カーナビゲーション装置703、携帯端末801は、ハンドオーバ時にそれぞれ一つのアンテナで第1の人工衛星と第2の人工衛星とを捕捉することができ、ハンドオーバ時の遅延時間制御を容易に行うことができる。
The quasi-zenith satellite 60 with which the content reproduction device 702, the car navigation device 703, and the portable terminal 801 communicate is, for example, three satellites that orbit the three satellite orbits shown in FIG. Of the two quasi-zenith satellites, two quasi-zenith satellites meet in order at the direction meeting line in order every eight hours, and the content reproduction device 702, the car navigation device 703, and the portable terminal 801 are two quasi-zenith satellites. When a direction meeting is made on the direction meeting line, the satellite to be communicated is switched (handover is performed).
This switching may be performed by the content reproduction device 702, the car navigation device 703, and the portable terminal 801 in accordance with an instruction from the quasi-zenith satellite. When the content playback device 702, the car navigation device 703, and the portable terminal 801 receive signals from two of the three quasi-zenith satellites, the content playback device 702, the car navigation device 703, The portable terminal 801 may automatically switch.
Each quasi-zenith satellite 60 orbits the satellite orbit based on the set reference orbit shown in the first embodiment. When the content communication device 702, the car navigation device 703, and the mobile terminal 801 communicate with each other before the handover is the first artificial satellite and the satellite with which the communication is performed after the handover is the second artificial satellite, The artificial satellite and the second artificial satellite can pass the direction meeting line by overlapping the first holding range and the second holding range. That is, the first artificial satellite and the second artificial satellite communicate with two satellites (the first artificial satellite and the second artificial satellite) at the same time on the direction meeting line. Meeting direction as close as possible.
Since the quasi-zenith satellite 60 approaches the direction close to each other in this way, the content reproduction device 702, the car navigation device 703, and the portable terminal 801 each have the first and second artificial satellites with one antenna at the time of handover. And delay time control at the time of handover can be easily performed.

なお、以上では、コンテンツ再生装置、カーナビゲーション装置、携帯端末といった移動通信装置を地上での通信装置の例としたが、固定の通信装置であってもよい。   In the above, mobile communication devices such as a content reproduction device, a car navigation device, and a portable terminal are examples of communication devices on the ground, but a fixed communication device may be used.

また、以上では、コンテンツ再生装置、カーナビゲーション装置、携帯端末はコンテンツ情報、測位情報、補正情報を受信することとしたが、これら以外の情報を受信してもよい。   In the above description, the content reproduction device, the car navigation device, and the mobile terminal receive content information, positioning information, and correction information. However, other information may be received.

また、以上では、準天頂衛星を例にして説明したが、地上の通信装置と通信を行う衛星が順に切替るような非静止衛星であれば準天頂衛星以外の衛星であってもよい。   In the above description, the quasi-zenith satellite has been described as an example. However, a satellite other than the quasi-zenith satellite may be used as long as it is a non-stationary satellite in which satellites communicating with the ground communication device are sequentially switched.

このように、本実施の形態によれば、通信装置は、第1の保持範囲と第2の保持範囲とを重複させて互いに方向を接近して方向会合線を通過する第1の人工衛星と第2の人工衛星と通信を行うため、ハンドオーバ時に1つのアンテナで第1の人工衛星と第2の人工衛星とを捕捉することができ、ハンドオーバ時の遅延時間制御を容易に行うことができる。   Thus, according to the present embodiment, the communication device includes a first artificial satellite that passes through the direction meeting line with the first holding range and the second holding range overlapping each other and approaching each other. Since communication is performed with the second artificial satellite, the first artificial satellite and the second artificial satellite can be captured by one antenna at the time of handover, and delay time control at the time of handover can be easily performed.

準天頂衛星の衛星軌道の例を示す図。The figure which shows the example of the satellite orbit of a quasi-zenith satellite. 準天頂衛星の衛星軌道の例を示す図。The figure which shows the example of the satellite orbit of a quasi-zenith satellite. 実施の形態1に係る情報処理装置の構成例を示す図。2 is a diagram illustrating a configuration example of an information processing device according to Embodiment 1. FIG. 基準軌道の設定手順を示すフローチャート図。The flowchart figure which shows the setting procedure of a reference | standard trajectory. 実施の形態2に係る軌道制御装置の構成例を示す図。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a trajectory control device according to a second embodiment. 実施の形態2に係る人工衛星の構成例を示す図。FIG. 6 shows a configuration example of an artificial satellite according to a second embodiment. 実施の形態3に係る通信装置の例を示す図。FIG. 6 shows an example of a communication apparatus according to Embodiment 3. 近地点引数から離心率の導出過程を説明する図。The figure explaining the derivation | leading-out process of the eccentricity from a perimeter argument. 近地点引数から離心率の導出過程を説明する図。The figure explaining the derivation | leading-out process of the eccentricity from a perimeter argument. 近地点引数から離心率の導出過程を説明する図。The figure explaining the derivation | leading-out process of the eccentricity from a perimeter argument. 近地点引数から離心率の導出過程を説明する図。The figure explaining the derivation | leading-out process of the eccentricity from a perimeter argument. 近地点引数から離心率の導出過程を説明する図。The figure explaining the derivation | leading-out process of the eccentricity from a perimeter argument.

符号の説明Explanation of symbols

10 第1軌道、20 第2軌道、30 第3軌道、40 情報処理装置、50 軌道制御装置、60 準天頂衛星、401 入力部、402 表示部、403 第1の保持範囲設定部、404 第2の保持範囲設定部、405 第3の保持範囲設定部、406 軌道差異量設定部、407 第1の基準軌道設定部、408 第2の基準軌道設定部、409 第3の基準軌道設定部、501 衛星通信部、502 衛星位置推定部、503 軌道情報記憶部、504 制御指示部、701 衛星受信用アンテナ、702 コンテンツ再生装置、703 カーナビゲーション装置、801 携帯端末。   10 first orbit, 20 second orbit, 30 third orbit, 40 information processing device, 50 orbit control device, 60 quasi-zenith satellite, 401 input unit, 402 display unit, 403 first holding range setting unit, 404 second Holding range setting unit, 405 third holding range setting unit, 406 trajectory difference amount setting unit, 407 first reference trajectory setting unit, 408 second reference trajectory setting unit, 409 third reference trajectory setting unit, 501 Satellite communication unit, 502 satellite position estimation unit, 503 orbit information storage unit, 504 control instruction unit, 701 satellite reception antenna, 702 content reproduction device, 703 car navigation device, 801 portable terminal.

Claims (10)

第1の人工衛星が周回する第1の衛星軌道と、前記第1の衛星軌道と地球中心から見た衛星方向が交差する第2の人工衛星の第2の衛星軌道と、を決定する情報処理装置であって、
第1の人工衛星から第2の人工衛星へ通信を移行する時点での第1の人工衛星の地球中心からの距離と第2の人工衛星の地球中心からの距離との差異量を設定する軌道差異量設定部と、
前記軌道差異量設定部で設定された差異量に基づき決定される近地点引数から第1の人工衛星の軌道保持範囲と第2の人工衛星の軌道保持範囲とが地球中心から見てを重複するように通過点を決定する基準軌道設定部と、を備える情報処理装置。
Information processing for determining a first satellite orbit that the first artificial satellite orbits, and a second satellite orbit of the second artificial satellite that intersects the first satellite orbit and the satellite direction viewed from the earth center A device,
Orbit for setting the difference between the distance of the first artificial satellite from the earth center and the distance of the second artificial satellite from the earth center at the time of transfer of communication from the first artificial satellite to the second artificial satellite Difference amount setting section,
The orbit holding range of the first artificial satellite and the orbit holding range of the second artificial satellite overlap each other when viewed from the center of the earth based on the near point argument determined based on the difference amount set by the orbit difference amount setting unit. And a reference trajectory setting unit for determining a passing point.
請求項1に記載の情報処理装置は、
昇交点赤経が120度づつ異なり、軌道傾斜角が45度に等しく、近地点引数が260度から280度の間にあって等しく、軌道周期が静止衛星軌道周期にほぼ等しく設定する請求項1に記載の情報処理装置。
An information processing apparatus according to claim 1 is provided.
The ascending intersection red longitude is different by 120 degrees, the orbit tilt angle is equal to 45 degrees, the near point argument is equal between 260 and 280 degrees, and the orbit period is set to be approximately equal to the geostationary satellite orbit period. Information processing device.
第1の人工衛星から第2の人工衛星へ通信を移行する時点での第1の人工衛星の地球中心からの距離と、第2の人工衛星の地球中心からの距離との差異量から決定される近地点引数に基づき、第1の人工衛星の保持範囲と第2の人工衛星の保持範囲とが地球中心から見て重複するように第1の人工衛星の軌道制御を行う軌道制御装置。 It is determined from the amount of difference between the distance from the earth center of the first artificial satellite and the distance from the earth center of the second artificial satellite at the time when the communication is transferred from the first artificial satellite to the second artificial satellite. Orbit control apparatus for controlling the orbit of the first artificial satellite so that the holding range of the first artificial satellite and the holding range of the second artificial satellite overlap each other when viewed from the center of the earth. 請求項3に記載の軌道制御装置は、
昇交点赤経が120度づつ異なり、軌道傾斜角が45度に等しく、近地点引数が260度から280度の間にあって等しく、軌道周期が静止衛星軌道周期にほぼ等しい衛星軌道を設定する請求項3に記載の軌道制御装置。
The trajectory control device according to claim 3 is:
4. A satellite orbit in which the ascending intersection is different by 120 degrees, the orbit inclination angle is equal to 45 degrees, the near point argument is between 260 and 280 degrees and equal, and the orbit period is substantially equal to the geostationary satellite orbit period. Orbit control device according to 1.
他の人工衛星が周回する第1の衛星軌道と地球中心から見て交差する第2の衛星軌道を周回する人工衛星であって、
前記他の人工衛星及び自人工衛星が各々の衛星軌道を周回する際に保持範囲を設け、前記他の人工衛星および、自人工衛星の地球中心からの距離の差異量により決められた近地点引数に基づき、前記他の人工衛星の保持範囲と自人工衛星の保持範囲とが地球中心から見て重複する第2の衛星軌道を周回する人工衛星。
An orbiting satellite orbiting a second satellite orbit intersecting the first orbit of the other satellite orbiting as seen from the center of the earth,
A holding range is provided when the other artificial satellite and the own artificial satellite orbit each satellite orbit, and the near-point argument determined by the difference in distance from the earth center of the other artificial satellite and the own artificial satellite is used. Based on the second satellite orbit in which the holding range of the other artificial satellite and the holding range of the own artificial satellite overlap each other as viewed from the earth center.
請求項5に記載の人工衛星は、
昇交点赤経が120度づつ異なり、軌道傾斜角が45度に等しく、近地点引数が260度から280度の間にあって等しく、軌道周期が静止衛星軌道周期にほぼ等しく設定された人工衛星とする請求項5に記載の人工衛星。
The artificial satellite according to claim 5 is:
An artificial satellite in which the ascending intersection is different by 120 degrees, the orbit inclination angle is equal to 45 degrees, the near point argument is equal between 260 degrees and 280 degrees, and the orbit period is set to be approximately equal to the geostationary satellite orbit period. Item 6. The artificial satellite according to item 5.
第1の衛星軌道を周回する第1の人工衛星と、前記第1の衛星軌道と地球中心から見た衛星方向が交差する第2の衛星軌道を周回する第2の人工衛星とが通信可能であり、所定の衛星切替え時期に通信対象の人工衛星を第1の人工衛星から第2の人工衛星に切替える通信装置であって、
第1の人工衛星の保持範囲及び第2の人工衛星の保持範囲を設け、第1の人工衛星および第2の人工衛星の軌道差異量により決められた近地点引数に基づき、第1の人工衛星の保持範囲と第2の人工衛星の保持範囲とが地球中心から見て重複したときに第1の人工衛星から第2の人工衛星に通信を切替える通信装置。
The first artificial satellite orbiting the first satellite orbit and the second artificial satellite orbiting the second satellite orbit intersecting the first satellite orbit and the satellite direction seen from the earth center are communicable. A communication device that switches a satellite to be communicated from a first satellite to a second satellite at a predetermined satellite switching time;
A holding range of the first artificial satellite and a holding range of the second artificial satellite are provided, and based on the near-point argument determined by the orbital difference between the first artificial satellite and the second artificial satellite, A communication device that switches communication from the first artificial satellite to the second artificial satellite when the holding range and the holding range of the second artificial satellite overlap when viewed from the center of the earth.
請求項7に記載の通信装置は、
昇交点赤経が120度づつ異なり、軌道傾斜角が45度に等しく、近地点引数が260度から280度の間にあって等しく、軌道周期が静止衛星軌道周期にほぼ等しく設定される請求項7に記載の通信装置。
The communication device according to claim 7 is:
8. The ascending intersection red longitude is different by 120 degrees, the orbit tilt angle is equal to 45 degrees, the near point argument is equal between 260 degrees and 280 degrees, and the orbit period is set substantially equal to the geostationary satellite orbit period. Communication equipment.
第1の衛星軌道を周回する第1の人工衛星と、第1の衛星軌道と地球中心から見た衛星方向が交差する第2の衛星軌道を周回する第2の人工衛星と通信を行うとともに、所定の衛星切替え時期に、通信対象の人工衛星を第1の人工衛星から第2の人工衛星に切替える通信方法であって、
第1の人工衛星及び第2の人工衛星が各々の衛星軌道を周回する際に保持範囲を設け、第1の人工衛星および第2の人工衛星の軌道差異量から決められた近地点引数に基づき、第1の人工衛星の保持範囲と第2の人工衛星の保持範囲とが地球中心から見て重複したときに通信切替えるを通信方法。
Communicating with the first artificial satellite orbiting the first satellite orbit and the second artificial satellite orbiting the second satellite orbit where the first satellite orbit intersects the satellite direction seen from the earth center, A communication method for switching an artificial satellite to be communicated from a first artificial satellite to a second artificial satellite at a predetermined satellite switching time,
A holding range is provided when the first artificial satellite and the second artificial satellite orbit each satellite orbit, and based on the near-point argument determined from the orbital difference between the first artificial satellite and the second artificial satellite, A communication method for switching communication when a holding range of a first artificial satellite and a holding range of a second artificial satellite overlap when viewed from the earth center.
請求項9に記載の通信方法は、
昇交点赤経が120度づつ異なり、軌道傾斜角が45度に等しく、近地点引数が260度から280度の間にあって等しく、軌道周期が静止衛星軌道周期にほぼ等しく設定される請求項9に記載の通信方法。
The communication method according to claim 9 is:
The ascending intersection red longitude is different by 120 degrees, the orbit tilt angle is equal to 45 degrees, the near point argument is equal between 260 degrees and 280 degrees, and the orbit period is set to be approximately equal to the geostationary satellite orbit period. Communication method.
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