JP2007230512A - 軌道生成装置、軌道生成方法および軌道生成プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】軌道六要素などの知識を有していない場合であっても、希望のグランドトレースを作成する軌道六要素の数値を生成可能とすることを目的とする。
【解決手段】軌道生成装置１００は、衛星の軌道を表示装置９８６に表示する軌道表示部１４２と、軌道表示部１４２が表示した軌道を入力装置９８２により変更する軌道変更部１１４と、軌道変更部１１４が変更した軌道に基づき、軌道六要素の各要素の値を算出し記憶装置９８０に記憶する軌道六要素算出部１２４とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば、画像を用いることにより人工衛星の軌道を生成する技術に関連する。

衛星（宇宙機）の軌道を表現する場合に、衛星の位置及び速度を表現する軌道六要素が使用されている。従来は、軌道六要素の数値を設定することにより、地表面に射影した衛星の軌跡であるグランドトレースを作成していた。軌道六要素は、大まかな軌道を決めた上で、有識者などの経験に基づき設定されていた。
特開２０００−１１１３５９号公報

従来は、軌道六要素の設定を行うには軌道六要素の定義を十分に理解している必要があった。また、軌道六要素の定義を理解していても、希望するグランドトレースとなる軌道六要素を決めるために軌道六要素以外にも高度な専門知識が必要であった。そのため、高度な専門知識を有する者の経験に基づかなければ、希望のグランドトレースを作成する軌道六要素の数値を生成することはできず、希望のグランドトレースを作成できないという課題があった。
本発明は、例えば、軌道六要素などの知識を有していない場合であっても、希望のグランドトレースを作成すること、および、そのグランドトレースを作成するための軌道六要素の数値を生成可能とすることを目的とする。

本発明の実施の形態にかかる軌道生成装置は、衛星の軌道を表示装置に表示する軌道表示部と、上記軌道表示部が表示した軌道を入力装置により変更する軌道変更部と、上記軌道変更部が変更した軌道に基づき、軌道六要素の各要素の値を算出し記憶装置に記憶する軌道六要素算出部とを備えることを特徴とする。

また、上記軌道生成装置は、さらに、上記軌道変更部が軌道を変更できる範囲を制限する制限情報を記憶装置に記憶する制限情報記憶部と、上記制限情報記憶部が記憶した制限情報に基づき、軌道を変更できる範囲を処理装置により制限する変更範囲制限部とを備えることを特徴とする。

さらに、上記軌道生成装置の上記制限情報記憶部は、軌道六要素の各要素である軌道長半径、離心率、軌道傾斜角、昇交点赤経、平均近点離角、近地点引数の少なくともいずれか又はすべてについての制限情報を記憶し、上記変更範囲制限部は、軌道長半径に基づき軌道を変更できる範囲を制限する軌道長半径制限部と、離心率に基づき軌道を変更できる範囲を制限する離心率制限部と、軌道傾斜角に基づき軌道を変更できる範囲を制限する軌道傾斜角制限部と、昇交点赤経に基づき軌道を変更できる範囲を制限する昇交点赤経制限部と、平均近点離角に基づき軌道を変更できる範囲を制限する平均近点離角制限部と、近地点引数に基づき軌道を変更できる範囲を制限する近地点引数制限部との少なくともいずれか又はすべてを備えることを特徴とする。

また、さらに、上記軌道生成装置の上記制限情報記憶部は、軌道六要素の所定の要素を固定値とする制限情報を記憶することを特徴とする。

また、上記軌道生成装置は、さらに、軌道六要素の各要素に対して、要素の値を変更する優先順位を示す優先度を入力装置により入力する優先度入力部を備え、上記軌道六要素算出部は、上記優先度入力部が入力した優先度が高い要素の値を優先的に変更し、軌道六要素の各要素の値を算出することを特徴とする。

また、上記軌道生成装置は、さらに、軌道を算出する場合の指定情報を入力装置により入力する指定情報入力部と、上記指定情報入力部が入力した指定情報に基づき軌道を算出し記憶装置に記憶する軌道算出部とを備え、上記軌道表示部は、上記軌道算出部が算出した軌道を表示することを特徴とする。

さらに、上記軌道生成装置の上記指定情報入力部は、指定情報として軌道六要素の各要素の値を入力し、上記軌道算出部は、上記指定情報入力部が入力した軌道六要素の各要素の値を満たす軌道を算出することを特徴とする。

また、さらに、本発明の実施の形態にかかる軌道生成装置は、軌道を算出する場合の指定情報を入力装置により入力する指定情報入力部と、上記指定情報入力部が入力した指定情報に基づき軌道を算出し記憶装置に記憶する軌道算出部と、上記軌道算出部が算出した軌道を表示装置に表示する軌道表示部と、上記軌道表示部が表示した軌道に基づき、軌道を１つに選択できるか否かの判定を入力装置により入力する判定入力部とを備え、上記指定情報入力部は、軌道を選択できないと判定入力部が入力した場合、指定情報を追加入力することを特徴とする。

また、上記軌道生成装置は、さらに、軌道を入力装置により選択できると判定入力部が入力した場合、選択した軌道を入力する軌道入力部と、上記軌道入力部が入力した軌道に基づき、軌道六要素の各要素の値を算出し記憶装置に記憶する軌道六要素算出部とを備えることを特徴とする。

本発明の実施の形態にかかる軌道生成方法は、軌道生成装置の軌道生成方法において、
衛星の軌道を軌道表示部が表示装置に表示する軌道表示ステップと、上記軌道表示ステップで表示した軌道を軌道変更部が入力装置により変更する軌道変更ステップと、上記軌道変更ステップで変更した軌道に基づき、軌道六要素の各要素の値を軌道六要素算出部が算出し記憶装置に記憶する軌道六要素算出ステップとを備えることを特徴とする。

本発明の実施の形態にかかる軌道生成プログラムは、軌道生成装置の軌道生成プログラムにおいて、
衛星の軌道を軌道表示部が表示装置に表示する軌道表示ステップと、上記軌道表示ステップで表示した軌道を入力装置からの入力により変更する軌道変更ステップと、上記軌道変更ステップで変更した軌道に基づき、軌道六要素の各要素の値を算出し記憶装置に記憶する軌道六要素算出ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。

また、上記軌道生成プログラムは、さらに、軌道を変更できる範囲を制限する制限情報を記憶装置に記憶する制限情報記憶ステップと、上記制限情報記憶ステップで記憶した制限情報に基づき、軌道を変更できる範囲を処理装置により制限する変更範囲制限ステップとをコンピュータに実行させることことを特徴とする。

さらに、上記軌道生成プログラムの上記制限情報記憶ステップでは、軌道六要素の各要素である軌道長半径、離心率、軌道傾斜角、昇交点赤経、平均近点離角、近地点引数の少なくともいずれか又はすべてについての制限情報を記憶し、上記変更範囲制限ステップでは、軌道長半径に基づき軌道を変更できる範囲を制限する軌道長半径制限ステップと、離心率に基づき軌道を変更できる範囲を制限する離心率制限ステップと、軌道傾斜角に基づき軌道を変更できる範囲を制限する軌道傾斜角制限ステップと、昇交点赤経に基づき軌道を変更できる範囲を制限する昇交点赤経制限ステップと、平均近点離角に基づき軌道を変更できる範囲を制限する平均近点離角制限ステップと、近地点引数に基づき軌道を変更できる範囲を制限する近地点引数制限ステップとの少なくともいずれか又はすべてをコンピュータに実行させることを特徴とする。

また、上記軌道生成プログラムの上記制限情報記憶ステップでは、軌道六要素の所定の要素を固定値とする制限情報を記憶することを特徴とする。

また、上記軌道生成プログラムは、さらに、軌道六要素の各要素に対して、要素の値を変更する優先順位を示す優先度を入力装置からの入力に基づき入力する優先度入力ステップをコンピュータに実行させ、上記軌道六要素算出ステップでは、上記優先度入力部が入力した優先度が高い要素の値を優先的に変更し、軌道六要素の各要素の値を算出することを特徴とする。

また、上記軌道生成プログラムは、さらに、軌道を算出する場合の指定情報を入力装置からの入力に基づき入力する指定情報入力ステップと、上記指定情報入力ステップで入力した指定情報に基づき軌道を算出し記憶装置に記憶する軌道算出ステップとをコンピュータに実行させ、上記軌道表示ステップでは、上記軌道算出ステップで算出した軌道を表示することを特徴とする。

また、上記軌道生成プログラムの上記指定情報入力ステップでは、指定情報として軌道六要素の各要素の値を入力し、上記軌道算出ステップでは、上記指定情報入力ステップで入力した軌道六要素の各要素の値を満たす軌道を算出することを特徴とする。

さらに、上記軌道生成プログラムの上記指定情報入力ステップでは、指定情報として位置を示す位置情報を入力し、上記軌道算出ステップでは、上記指定情報入力ステップで入力した位置情報を通る軌道を算出することを特徴とする。

また、さらに、本発明の実施の形態にかかる軌道生成プログラムは、軌道を算出する場合の指定情報を入力装置からの入力に基づき入力する指定情報入力ステップと、上記指定情報入力ステップで入力した指定情報に基づき軌道を算出し記憶装置に記憶する軌道算出ステップと、上記軌道算出ステップで算出した軌道を表示装置に表示する軌道表示ステップと、上記軌道表示ステップで表示した軌道に基づき、軌道を１つに選択できるか否かの判定を入力装置からの入力に基づき入力する判定入力ステップとをコンピュータに実行させ、上記指定情報入力ステップでは、軌道を選択できないと判定入力ステップで入力した場合、指定情報を追加入力することを特徴とする。

また、上記軌道生成プログラムでは、さらに、軌道を選択できると判定入力ステップで入力した場合、選択した軌道を入力装置からの入力に基づき入力する軌道入力ステップと、上記軌道入力ステップで入力した軌道に基づき、軌道六要素の各要素の値を算出し記憶装置に記憶する軌道六要素算出ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明の実施の形態にかかる軌道生成装置によれば、軌道表示部が表示した衛星の軌道を軌道変更部が変更し、希望のグランドトレースを作成する。そして、作成したグランドトレースに基づき、軌道六要素算出部が、軌道六要素の各要素の値を算出する。したがって、軌道六要素などの知識を有していない場合であっても、希望のグランドトレース、およびグランドトレースを作成する軌道六要素の数値を生成することができる。

以下、図に基づき、本発明の実施の形態について説明する。

まず、実施の形態にかかる軌道生成装置１００のハードウェア構成の一例について図１、図２に基づき説明する。

図１は、実施の形態にかかる軌道生成装置１００の外観の一例を示した図である。
図１において、軌道生成装置１００は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）表示装置９０１、キーボード（Ｋ／Ｂ）９０２、マウス９０３、コンパクトディスク装置（ＣＤＤ）９０５、データベース９０８、システムユニット９０９、サーバ９１０を備え、これらはケーブルで接続されている。
さらに、軌道生成装置１００は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）９４２、ゲートウェイ９４１を介してインターネット９４０に接続されている。
ここで、ＣＲＴ表示装置９０１は、表示装置９８６の一例である。

図２は、実施の形態における軌道生成装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。
図２において、軌道生成装置１００は、コンピュータであり、プログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９１１を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）９１３、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）９１４、通信ボード９１５、ＣＲＴ表示装置９０１、Ｋ／Ｂ９０２、マウス９０３、ＦＤＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｄｉｓｋ）９０４、ＣＤＤ９０５、磁気ディスク装置９２０と接続されている。
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、磁気ディスク装置９２０は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶装置９８４の一例である。
通信ボード９１５は、ＬＡＮ９４２等に接続されている。
また、Ｋ／Ｂ９０２、マウス９０３などは、入力装置９８２の一例である。
また、ＣＰＵ９１１は、処理装置９８０の一例である。

ここで、通信ボード９１５は、ＬＡＮ９４２に限らず、直接、インターネット９４０、或いはＩＳＤＮ等のＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）に接続されていても構わない。直接、インターネット９４０、或いはＩＳＤＮ等のＷＡＮに接続されている場合、軌道生成装置１００は、インターネット９４０、或いはＩＳＤＮ等のＷＡＮに接続され、ゲートウェイ９４１は不用となる。
磁気ディスク装置９２０には、オペレーティングシステム（ＯＳ）９２１、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３は、ＣＰＵ９１１、ＯＳ９２１、ウィンドウシステム９２２により実行される。

上記プログラム群９２３には、以下に述べる実施の形態の説明において「〜部」として説明する機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
ファイル群９２４には、以下に述べる実施の形態の説明において、「〜判定」として説明するものが、「〜ファイル」として記憶されている。
また、以下に述べる実施の形態の説明において説明するフローチャートの矢印の部分は主としてデータの入出力を示し、そのデータの入出力のためにデータは、磁気ディスク装置９２０、ＦＤ、光ディスク、ＣＤ、ＭＤ（ミニディスク）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のその他の記録媒体に記録される。あるいは、信号線やその他の伝送媒体により伝送される。

また、以下に述べる実施の形態の説明において「〜部」として説明するものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、ハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。

また、以下に述べる実施の形態を実施するプログラムは、また、磁気ディスク装置９２０、ＦＤ、光ディスク、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ等のその他の記録媒体による記録装置を用いて記憶されても構わない。

実施の形態１．
次に、実施の形態１について説明する。実施の形態１では、表示装置９８６などに表示した軌道を、入力装置９８２などにより変更して目的の軌道を生成し、生成した軌道から軌道六要素を算出する軌道生成装置１００について説明する。

まず、図３、図４に基づき実施の形態１にかかる軌道生成装置１００の概要について説明する。図３は、衛星の軌道の一例を示す図である。また、図４は、図３に示した軌道のグランドトレースを示した図である。
ここで、例えば、東京の上空を通過する衛星の軌道、および、その軌道の軌道六要素を求めることを考える。この場合、従来は有識者などが上記条件に合う軌道六要素を経験に基づき求めていた。しかし、実施の形態１にかかる軌道生成装置１００では、まず、所定の軌道のグランドトレースを表示装置９８６に表示する。ここで、所定の軌道としては、例えば、赤道上の周回軌道等の予め用意した軌道の例を表示する。表示された軌道が図４に示す軌道２００であったとする。次に、軌道生成装置１００は、例えば、図４に示す軌道２００の位置２０１を東京の位置２１０へマウス９０３などの入力装置９８２により変更する。軌道生成装置１００は、この操作により希望の軌道を生成する。ここで、軌道生成装置１００は、変更後の軌道２２０に基づき軌道六要素を算出する。このようにして、軌道生成装置１００は、東京の上空を通過する軌道、および、軌道を得る軌道六要素を求めることができる。
上記では、表示装置９８６に軌道のグランドトレースを表示して入力装置９８２で変更した。しかし、これに限られるわけではなく、例えば、図３に示す軌道を表示装置９８６に表示して入力装置９８２で変更しても構わない。以下では、図３に示す軌道や図４に示すグランドトレースなどを単に軌道として表現する。

軌道２００を東京の位置２１０を通過するように変更する方法は、上記のように位置２０１を東京の位置２１０へ移動させる方法に限られるわけではない。実施の形態１にかかる軌道生成装置１００は、例えば、軌道２００の位置２０２を東京の位置２１０へ入力装置９８２により移動させ、軌道を変更することなどができる。ここで、位置２０１を位置２１０へ移動した場合と、位置２０２を位置２１０へ移動した場合とでは変更後の軌道は異なる。つまり、変更後の軌道に基づき算出される軌道六要素の値も異なる。

ここで、軌道のある位置を他の位置へ移動させることにより、軌道として成立しなくなる場合がある。軌道のある位置を他の位置へ移動させることにより、軌道として成立しなくなる場合には、実施の形態１にかかる軌道生成装置１００は、例えば、警告音を鳴らす、警告を画面に表示するなどにより警告することで、その変更を許さない。
つまり、上記の例で、位置２０１を位置２１０へ移動した場合には、変更後においても軌道として成立するが、位置２０２を位置２１０へ移動した場合には、変更後においては軌道として成立しないということもある。

次に、軌道六要素について説明する。軌道六要素とは、軌道長半径、離心率、軌道傾斜角、昇交点赤経、平均近点離角、近地点引数であり、軌道六要素から衛星の位置及び速度を求めることができる。軌道長半径とは、衛星の軌道が描く楕円の長半径である。離心率とは、衛星の軌道が描く楕円の形を表す。楕円の形が完全な円である場合には離心率が０となる。軌道傾斜角とは、衛星の軌道が表す平面と地球の赤道面が交わる角度である。いわゆる極軌道と言われる北極と南極との上空を通過する軌道は、軌道傾斜角が概ね９０°である。一方、軌道傾斜角が０°の場合には、赤道上を通過する軌道となる。昇交点赤経とは、衛星の軌道が赤道面を南から北へ横切る点（昇交点）の赤経である。ここで、赤経とは、赤経が０と定義される点である春分点と昇交点とが地球を中心とした場合に成す角度である。平均近点離角とは、衛星の軌道の中心から見た場合の、衛星が所定の角速度で移動すると仮定した場合における近地点から衛星までの角度である。近地点引数とは、地球の中心から見た場合の昇交点から近地点へ向かって成す角度である。ここで、近地点とは、衛星の軌道において、衛星が最も地球に近づく点である。

次に、図５に基づき実施の形態１にかかる軌道生成装置１００の機能について説明する。図５は、実施の形態１にかかる軌道生成装置１００の機能を示す機能ブロック図である。

軌道生成装置１００は、入力部１１０、処理部１２０、表示部１４０、記憶部１５０、処理装置９８０、入力装置９８２、記憶装置９８４、表示装置９８６を備える。

入力部１１０は、優先度入力部１１２、軌道変更部１１４、指定情報入力部１１６を備える。
優先度入力部１１２は、軌道六要素の各要素に対して、要素の値を変更する優先順位を示す優先度を入力装置９８２により入力する。優先度は、優先順位に限定されるわけではなく、各要素の値を変更する比率などであっても構わない。
軌道変更部１１４は、後述する軌道表示部１４２が表示した軌道を入力装置９８２により変更する。軌道変更部１１４は、例えば、マウス９０３などにより、軌道のある点の位置を他の位置へ移動することや、軌道の形状や向きを変更することにより、軌道を変更する。
指定情報入力部１１６は、軌道を算出する場合の指定情報を入力装置９８２により入力する。指定情報入力部１１６は、例えば、指定情報として軌道六要素の各要素の値を入力する。指定情報入力部１１６が、指定情報として軌道六要素の各要素の値を入力する場合、作成した軌道を表現する正確な値を入力する必要はない。

処理部１２０は、軌道算出部１２２、軌道六要素算出部１２４、変更範囲制限部１３０を備える。
軌道算出部１２２は、指定情報入力部１１６が入力した指定情報に基づき軌道を算出し記憶装置９８４に記憶する。軌道算出部１２２は、例えば、指定情報入力部１１６が指定情報として軌道六要素の各要素の値を入力した場合に、入力された軌道六要素の各要素の値を満たす軌道を算出する。
軌道六要素算出部１２４は、後述する軌道表示部１４２が表示する軌道に基づき、軌道六要素の各要素の値を算出し記憶装置９８４に記憶する。軌道六要素算出部１２４は、軌道変更部１１４が軌道を変更した場合には、軌道変更部１１４が変更した後の軌道に基づき、軌道六要素の各要素の値を算出する。軌道六要素算出部１２４は、優先度入力部１１２が入力した優先度が高い要素の値を優先的に変更し、軌道六要素の各要素の値を算出する。
変更範囲制限部１３０は、後述する制限情報記憶部１５２が記憶した制限情報に基づき、軌道を変更できる範囲を制限する。変更範囲制限部１３０は、軌道のダイナミクスを考慮し、軌道変更部１１４が軌道を変更したことにより、軌道として成立しなくなることを防ぐ。変更範囲制限部１３０は、軌道長半径制限部１３１、離心率制限部１３２、軌道傾斜角制限部１３３、昇交点赤経制限部１３４、平均近点離角制限部１３５、近地点引数制限部１３６の少なくともいずれか又はすべてを備える。
軌道長半径制限部１３１は、軌道長半径に基づき軌道を変更できる範囲を制限する。軌道長半径制限部１３１は、例えば、高度０ｋｍ（ｋｉｌｏｍｅｔｅｒ）以上のみ入力を許すと制限する。
離心率制限部１３２は、離心率に基づき軌道を変更できる範囲を制限する。離心率制限部１３２は、例えば、０以上１未満のみ許すと制限する。
軌道傾斜角制限部１３３は、軌道傾斜角に基づき軌道を変更できる範囲を制限する。軌道傾斜角制限部１３３は、例えば、０°以上１８０°以下のみ許すと制限する。
昇交点赤経制限部１３４は、昇交点赤経に基づき軌道を変更できる範囲を制限する。昇交点赤経制限部１３４は、例えば、０°以上３６０°以下のみ許すと制限する。
平均近点離角制限部１３５は、平均近点離角に基づき軌道を変更できる範囲を制限する。平均近点離角制限部１３５は、例えば、０°以上３６０°以下のみ許すと制限する。
近地点引数制限部１３６は、近地点引数に基づき軌道を変更できる範囲を制限する。近地点引数制限部１３６は、例えば、０°以上３６０°以下のみ許すと制限する。

表示部１４０は、軌道表示部１４２を備える。
軌道表示部１４２は、衛星の軌道を表示装置９８６に表示する。また、軌道表示部１４２は、軌道算出部１２２が算出した軌道を表示する。

記憶部１５０は、制限情報記憶部１５２を備える。
制限情報記憶部１５２は、軌道変更部１１４が軌道を変更できる範囲を制限する制限情報を記憶装置９８４に記憶する。制限情報記憶部１５２は、軌道六要素の各要素である軌道長半径、離心率、軌道傾斜角、昇交点赤経、平均近点離角、近地点引数の少なくともいずれか又はすべてについての制限情報を記憶する。また、制限情報記憶部１５２は、例えば、軌道六要素の所定の要素を固定値とする制限情報を記憶する。

次に、図６に基づき実施の形態１にかかる軌道生成装置１００の動作について説明する。図６は、実施の形態１にかかる軌道生成装置１００の動作である軌道生成方法、および、軌道生成装置１００の軌道生成プログラムの処理内容を示すフローチャートである。

まず、制限情報記憶ステップ（Ｓ１０１）では、制限情報記憶部１５２は、軌道を変更できる範囲を制限する制限情報を記憶装置に記憶する。制限情報記憶部１５２は、例えば、軌道六要素の各要素である軌道長半径、離心率、軌道傾斜角、昇交点赤経、平均近点離角、近地点引数の少なくともいずれか又はすべてについての制限情報を記憶する。

（Ｓ１０１）に続き、変更範囲制限ステップ（Ｓ１０２）では、変更範囲制限部１３０は、制限情報記憶部１５２が記憶した制限情報に基づき、軌道を変更できる範囲を制限する。変更範囲制限部１３０は、例えば、軌道六要素の各要素である軌道長半径、離心率、軌道傾斜角、昇交点赤経、平均近点離角、近地点引数の少なくともいずれか又はすべてについて制限する。つまり、変更範囲制限ステップでは、軌道長半径に基づき軌道を変更できる範囲を制限する軌道長半径制限ステップと、離心率に基づき軌道を変更できる範囲を制限する離心率制限ステップと、軌道傾斜角に基づき軌道を変更できる範囲を制限する軌道傾斜角制限ステップと、昇交点赤経に基づき軌道を変更できる範囲を制限する昇交点赤経制限ステップと、平均近点離角に基づき軌道を変更できる範囲を制限する平均近点離角制限ステップと、近地点引数に基づき軌道を変更できる範囲を制限する近地点引数制限ステップとの少なくともいずれか又はすべてを変更範囲制限部１３０が実行する。

一方、（Ｓ１０１）、（Ｓ１０２）と並行して、指定情報入力ステップ（Ｓ１０３）では、指定情報入力部１１６は、軌道を算出する場合の指定情報を入力装置９８２により入力する。指定情報入力部１１６は、例えば、指定情報として軌道六要素の各要素の値を入力する。

（Ｓ１０３）に続き、軌道算出ステップ（Ｓ１０４）では、軌道算出部１２２は、指定情報入力部１１６が入力した指定情報に基づき軌道を算出し記憶装置９８４に記憶する。ここで、軌道の算出は、例えば地球周りの等速円運動の運動方程式、あるいは楕円軌道等の、衛星軌道の算出において通常用いられる方法を用いて算出する。

（Ｓ１０４）に続き、軌道表示ステップ（Ｓ１０５）では、軌道表示部１４２は、軌道算出部１２２が算出した衛星の軌道を表示装置９８６に表示する。

（Ｓ１０２）と（Ｓ１０５）とに続き、軌道変更ステップ（Ｓ１０６）では、軌道変更部１１４は、変更範囲制限部１３０の制限の下、軌道表示部１４２が表示した軌道を入力装置９８２により変更する。

一方、（Ｓ１０１）から（Ｓ１０６）と並行して、優先度入力ステップ（Ｓ１０７）では、優先度入力部１１２は、軌道六要素の各要素に対して、要素の値を変更する優先順位を示す優先度を入力する。

（Ｓ１０６）と（Ｓ１０７）とに続き、軌道六要素算出ステップ（Ｓ１０８）では、軌道六要素算出部１２４は、優先度入力部１１２が入力した優先度と軌道変更部１１４が変更した軌道とに基づき、軌道六要素の各要素の値を処理装置９８０により算出し記憶装置９８４に記憶する。

ここで、指定情報入力ステップ（Ｓ１０３）で指定情報入力部１１６が指定情報を入力しなくても構わない。この場合、例えば、軌道算出ステップ（Ｓ１０４）では、軌道算出部１２２は所定の軌道を算出し、軌道表示ステップ（Ｓ１０５）では、軌道表示部１４２は、軌道算出部１２２が算出した所定の軌道を表示装置９８６に表示するようにしても構わない。

従来、希望の軌道を作成するには、高度な専門知識を有していなければならなかった。しかし、実施の形態１にかかる軌道生成装置１００によれば、軌道表示部１４２が表示装置９８６に表示した軌道を、軌道変更部１１４が入力装置９８２により変更することで軌道を求める。そして、求めた軌道に基づき、軌道六要素算出部１２４が軌道六要素を処理装置９８０により算出する。したがって、実施の形態１にかかる軌道生成装置１００によれば、ユーザが軌道六要素などの知識を有していない場合であっても、希望の軌道、および、その軌道を作成する軌道六要素の数値を生成することができる。

また、従来は、軌道六要素から軌道を作成していたが、実施の形態１にかかる軌道生成装置１００によれば、軌道を作成することにより軌道六要素を算出することができる。

実施の形態２．
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２では、指定情報を追加入力することにより軌道を限定し、軌道を特定する軌道生成装置１００について説明する。つまり、実施の形態２では、表示装置９８６に表示した軌道を入力装置９８２により変更して軌道を作成するのではなく、表示装置９８６に表示した軌道が複数存在する場合に、指定情報を追加入力することで軌道を限定する。

まず、図７に基づき実施の形態２にかかる軌道生成装置１００の機能について説明する。図７は、実施の形態２にかかる軌道生成装置１００の機能を示す機能ブロック図である。ここでは、実施の形態２にかかる軌道生成装置１００の機能について、実施の形態１にかかる軌道生成装置１００の機能と異なる部分についてのみ説明する。

入力部１１０は、実施の形態１にかかる軌道生成装置１００に加え、判定入力部１１７、軌道入力部１１８を備える。また、入力部１１０は、優先度入力部１１２、軌道変更部１１４を備えていなくても構わない。
判定入力部１１７は、軌道表示部１４２が表示した軌道に基づき、軌道を１つに選択できるか否かの判定を入力装置９８２により入力する。つまり、判定入力部１１７は、複数の軌道が表示装置９８６に表示されている場合に、その中から希望の軌道を特定できるか、それとも指定情報を追加入力して、さらに軌道を限定するかを選択する。
軌道入力部１１８は、軌道を選択できると判定入力部１１７が入力した場合、軌道を選択し入力装置９８２により入力する。
また、指定情報入力部１１６は、ここでは、例えば、軌道が通過する位置を示す位置情報を指定情報として入力する。さらに、指定情報入力部１１６は、複数の位置を示す位置情報を指定情報として入力した場合に、衛星がある位置を通過してから次の位置を通過するまでの時間などを指定情報として入力しても構わない。また、さらに、指定情報入力部１１６は、軌道六要素の所定の要素の値を指定しても、また、所定の範囲内であるとする指定情報を入力しても構わない。

軌道算出部１２２は、指定情報入力部１１６が入力した指定情報に基づき、変更範囲制限部１３０の制限の下、軌道を算出し記憶装置９８４に記憶する。実施の形態１では、軌道変更部１１４が軌道を変更する場合に、変更範囲制限部１３０の制限がかかっていたため、軌道算出部１２２は変更範囲制限部１３０の制限を考慮する必要がなかった。しかし、実施の形態２においては、軌道変更部１１４が軌道を変更することがないため、軌道算出部１２２が軌道を算出する場合に変更範囲制限部１３０の制限を考慮する必要がある。
軌道算出部１２２が算出した軌道は、複数存在する場合がある。算出された軌道が複数存在する場合には、軌道表示部１４２は、複数存在する軌道を全て表示する。つまり、この場合、判定入力部１１７は、複数表示されている軌道から特定の軌道を選択することが可能か否かを入力する。

軌道を選択可能であると判定入力部１１７が入力し、軌道入力部１１８が軌道を選択した場合、軌道六要素算出部１２４は、軌道入力部１１８が選択して入力した軌道に基づき、軌道六要素の各要素の値を算出し記憶装置９８４に記憶する。一方、軌道を選択できないと判定入力部１１７が入力した場合、指定情報入力部１１６は指定情報を追加入力する。

次に、図８に基づき実施の形態２にかかる軌道生成装置１００の動作について説明する。図８は、実施の形態２にかかる軌道生成装置１００の動作である軌道生成方法、および、軌道生成装置１００の軌道生成プログラムの処理内容を示すフローチャートである。

（Ｓ２０１）から（Ｓ２０３）までは、実施の形態１の（Ｓ１０１）から（Ｓ１０３）までと同様である。

（Ｓ２０２）と（Ｓ２０３）とに続き、軌道算出ステップ（Ｓ２０４）では、指定情報入力部１１６が入力した指定情報に基づき、変更範囲制限部１３０の制限の下、軌道算出部１２２は、軌道を処理装置９８０により算出し記憶装置９８４に記憶する。

（Ｓ２０４）に続き、軌道表示ステップ（Ｓ２０５）では、軌道表示部１４２は、例えば、軌道算出部１２２が算出した軌道を全て表示する。

（Ｓ２０５）に続き、判定入力ステップ（Ｓ２０６）では、判定入力部１１７は、軌道表示部１４２が表示した軌道に基づき、軌道を１つに選択できるか否かの判定を入力装置９８２により入力する。選択できるとの判定を判定入力部１１７が入力した場合（Ｓ２０６で選択可）、軌道入力ステップ（Ｓ２０７）へ進む。選択できないとの判定を判定入力部１１７が入力した場合（Ｓ２０６で選択不可）、（Ｓ２０３）へ戻り、指定情報入力部１１６は、指定情報を追加入力する。

軌道入力ステップ（Ｓ２０７）では、軌道入力部１１８は、選択した軌道を入力する。

（Ｓ２０７）に続き、軌道六要素算出ステップ（Ｓ２０８）では、軌道六要素算出部１２４は、軌道入力部１１８が選択した軌道とに基づき、軌道六要素の各要素の値を処理装置９８０により算出し記憶装置９８４に記憶する。

実施の形態２にかかる軌道生成装置１００によれば、軌道を選択できるまで、指定情報入力部１１６が指定情報を追加入力し、軌道算出部１２２が指定情報に基づき軌道を算出する。したがって、実施の形態２にかかる軌道生成装置１００によれば、軌道六要素などの知識を有していない場合であっても、軌道を作成する場合の指定情報を入力することで、希望の軌道、および、その軌道を作成する軌道六要素の数値を生成することができる。つまり、実施の形態２にかかる軌道生成装置１００によれば、高度な専門知識を有していない場合であっても、ユーザの希望する条件を指定することで、軌道を作成することができる。また、その軌道を作成するための軌道六要素を算出することができる。

上記実施の形態では、軌道算出部１２２は軌道六要素の各要素について算出した。しかし、これに限られるわけではなく、例えば、軌道六要素のある要素については固定とし、残りの要素についてのみ軌道算出部１２２が算出しても構わない。

また、軌道生成装置１００は、実施の形態１の表示装置９８６に表示した軌道を入力装置９８２により変更する機能と、実施の形態２の指定情報を追加入力する機能との両方を備えていても構わない。

実施の形態にかかる軌道生成装置１００の外観の一例を示した図である。 実施の形態における軌道生成装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。 衛星の軌道の一例を示す図である。 図３に示した軌道のグランドトレースを示した図である。 実施の形態１にかかる軌道生成装置１００の機能を示す機能ブロック図である。 実施の形態１にかかる軌道生成装置１００の動作である軌道生成方法、および、軌道生成装置１００の軌道生成プログラムの処理内容を示すフローチャートである。 実施の形態２にかかる軌道生成装置１００の機能を示す機能ブロック図である。 実施の形態２にかかる軌道生成装置１００の動作である軌道生成方法、および、軌道生成装置１００の軌道生成プログラムの処理内容を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ 軌道生成装置、１１０ 入力部、１１２ 優先度入力部、１１４ 軌道変更部、１１６ 指定情報入力部、１１７ 判定入力部、１１８ 軌道入力部、１２０ 処理部、１２２ 軌道算出部、１２４ 軌道六要素算出部、１３０ 変更範囲制限部、１３１ 軌道長半径制限部、１３２ 離心率制限部、１３３ 軌道傾斜角制限部、１３４ 昇交点赤経制限部、１３５ 平均近点離角制限部、１３６ 近地点引数制限部、１４０ 表示部、１４２ 軌道表示部、１５０ 記憶部、１５２ 制限情報記憶部、９０１ ＣＲＴ表示装置、９０２ Ｋ／Ｂ、９０３ マウス、９０４ ＦＤＤ、９０５ ＣＤＤ、９０８ データベース、９０９ システムユニット、９１０ サーバ、９１１ ＣＰＵ、９１２ バス、９１３ ＲＯＭ、９１４ ＲＡＭ、９１５ 通信ボード、９２０ 磁気ディスク装置、９２１ ＯＳ、９２２ ウィンドウシステム、９２３ プログラム群、９２４ ファイル群、９３１ 電話器、９３２ ＦＡＸ機、９４０ インターネット、９４１ ゲートウェイ、９４２ ＬＡＮ、９８０ 処理装置、９８２ 入力装置、９８４ 記憶装置、９８６ 表示装置。

Claims (21)

1. 衛星の軌道を表示装置に表示する軌道表示部と、
   上記軌道表示部が表示した軌道を入力装置により変更する軌道変更部と、
   上記軌道変更部が変更した軌道に基づき、軌道六要素の各要素の値を算出し記憶装置に記憶する軌道六要素算出部と
   を備えることを特徴とする軌道生成装置。
2. 上記軌道生成装置は、さらに、
   上記軌道変更部が軌道を変更できる範囲を制限する制限情報を記憶装置に記憶する制限情報記憶部と、
   上記制限情報記憶部が記憶した制限情報に基づき、軌道を変更できる範囲を処理装置により制限する変更範囲制限部と
   を備えることを特徴とする請求項１記載の軌道生成装置。
3. 上記制限情報記憶部は、軌道六要素の各要素である軌道長半径、離心率、軌道傾斜角、昇交点赤経、平均近点離角、近地点引数の少なくともいずれか又はすべてについての制限情報を記憶し、
   上記変更範囲制限部は、
   軌道長半径に基づき軌道を変更できる範囲を制限する軌道長半径制限部と、
   離心率に基づき軌道を変更できる範囲を制限する離心率制限部と、
   軌道傾斜角に基づき軌道を変更できる範囲を制限する軌道傾斜角制限部と、
   昇交点赤経に基づき軌道を変更できる範囲を制限する昇交点赤経制限部と、
   平均近点離角に基づき軌道を変更できる範囲を制限する平均近点離角制限部と、
   近地点引数に基づき軌道を変更できる範囲を制限する近地点引数制限部との少なくともいずれか又はすべて
   を備えることを特徴とする請求項２記載の軌道生成装置。
4. 上記制限情報記憶部は、軌道六要素の所定の要素を固定値とする制限情報を記憶する
   ことを特徴とする請求項２記載の軌道生成装置。
5. 上記軌道生成装置は、さらに、
   軌道六要素の各要素に対して、要素の値を変更する優先順位を示す優先度を入力装置により入力する優先度入力部を備え、
   上記軌道六要素算出部は、上記優先度入力部が入力した優先度が高い要素の値を優先的に変更し、軌道六要素の各要素の値を算出する
   ことを特徴とする請求項１記載の軌道生成装置。
6. 上記軌道生成装置は、さらに、
   軌道を算出する場合の指定情報を入力装置により入力する指定情報入力部と、
   上記指定情報入力部が入力した指定情報に基づき軌道を算出し記憶装置に記憶する軌道算出部とを備え、
   上記軌道表示部は、上記軌道算出部が算出した軌道を表示する
   ことを特徴とする請求項１記載の軌道生成装置。
7. 上記指定情報入力部は、指定情報として軌道六要素の各要素の値を入力し、
   上記軌道算出部は、上記指定情報入力部が入力した軌道六要素の各要素の値を満たす軌道を算出する
   ことを特徴とする請求項６記載の軌道生成装置。
8. 上記指定情報入力部は、指定情報として位置を示す位置情報を入力し、
   上記軌道算出部は、上記指定情報入力部が入力した位置情報を通る軌道を算出する
   ことを特徴とする請求項６記載の軌道生成装置。
9. 軌道を算出する場合の指定情報を入力装置により入力する指定情報入力部と、
   上記指定情報入力部が入力した指定情報に基づき軌道を算出し記憶装置に記憶する軌道算出部と、
   上記軌道算出部が算出した軌道を表示装置に表示する軌道表示部と、
   上記軌道表示部が表示した軌道に基づき、軌道を１つに選択できるか否かの判定を入力装置により入力する判定入力部とを備え、
   上記指定情報入力部は、軌道を選択できないと判定入力部が入力した場合、指定情報を追加入力する
   ことを特徴とする軌道生成装置。
10. 上記軌道生成装置は、さらに、
    軌道を選択できると判定入力部が入力した場合、選択した軌道を入力装置により入力する軌道入力部と、
    上記軌道入力部が入力した軌道に基づき、軌道六要素の各要素の値を算出し記憶装置に記憶する軌道六要素算出部と
    を備えることを特徴とする請求項９記載の軌道生成装置。
11. 軌道生成装置の軌道生成方法において、
    衛星の軌道を軌道表示部が表示装置に表示する軌道表示ステップと、
    上記軌道表示ステップで表示した軌道を軌道変更部が入力装置により変更する軌道変更ステップと、
    上記軌道変更ステップで変更した軌道に基づき、軌道六要素の各要素の値を軌道六要素算出部が算出し記憶装置に記憶する軌道六要素算出ステップと
    を備えることを特徴とする軌道生成方法。
12. 軌道生成装置の軌道生成プログラムにおいて、
    衛星の軌道を表示装置に表示する軌道表示ステップと、
    上記軌道表示ステップで表示した軌道を入力装置からの入力により変更する軌道変更ステップと、
    上記軌道変更ステップで変更した軌道に基づき、軌道六要素の各要素の値を算出し記憶装置に記憶する軌道六要素算出ステップと
    をコンピュータに実行させることを特徴とする軌道生成プログラム。
13. 上記軌道生成プログラムは、さらに、
    軌道を変更できる範囲を制限する制限情報を記憶装置に記憶する制限情報記憶ステップと、
    上記制限情報記憶ステップで記憶した制限情報に基づき、軌道を変更できる範囲を処理装置により制限する変更範囲制限ステップと
    をコンピュータに実行させることことを特徴とする請求項１２記載の軌道生成プログラム。
14. 上記制限情報記憶ステップでは、軌道六要素の各要素である軌道長半径、離心率、軌道傾斜角、昇交点赤経、平均近点離角、近地点引数の少なくともいずれか又はすべてについての制限情報を記憶し、
    上記変更範囲制限ステップでは、
    軌道長半径に基づき軌道を変更できる範囲を制限する軌道長半径制限ステップと、
    離心率に基づき軌道を変更できる範囲を制限する離心率制限ステップと、
    軌道傾斜角に基づき軌道を変更できる範囲を制限する軌道傾斜角制限ステップと、
    昇交点赤経に基づき軌道を変更できる範囲を制限する昇交点赤経制限ステップと、
    平均近点離角に基づき軌道を変更できる範囲を制限する平均近点離角制限ステップと、
    近地点引数に基づき軌道を変更できる範囲を制限する近地点引数制限ステップとの少なくともいずれか又はすべて
    をコンピュータに実行させることを特徴とする請求項１３記載の軌道生成プログラム。
15. 上記制限情報記憶ステップでは、軌道六要素の所定の要素を固定値とする制限情報を記憶する
    ことを特徴とする請求項１３記載の軌道生成プログラム。
16. 上記軌道生成プログラムは、さらに、
    軌道六要素の各要素に対して、要素の値を変更する優先順位を示す優先度を入力装置からの入力に基づき入力する優先度入力ステップをコンピュータに実行させ、
    上記軌道六要素算出ステップでは、上記優先度入力部が入力した優先度が高い要素の値を優先的に変更し、軌道六要素の各要素の値を算出する
    ことを特徴とする請求項１２記載の軌道生成プログラム。
17. 上記軌道生成プログラムは、さらに、
    軌道を算出する場合の指定情報を入力装置からの入力に基づき入力する指定情報入力ステップと、
    上記指定情報入力ステップで入力した指定情報に基づき軌道を算出し記憶装置に記憶する軌道算出ステップとをコンピュータに実行させ、
    上記軌道表示ステップでは、上記軌道算出ステップで算出した軌道を表示する
    ことを特徴とする請求項１２記載の軌道生成プログラム。
18. 上記指定情報入力ステップでは、指定情報として軌道六要素の各要素の値を入力し、
    上記軌道算出ステップでは、上記指定情報入力ステップで入力した軌道六要素の各要素の値を満たす軌道を算出する
    ことを特徴とする請求項１７記載の軌道生成プログラム。
19. 上記指定情報入力ステップでは、指定情報として位置を示す位置情報を入力し、
    上記軌道算出ステップでは、上記指定情報入力ステップで入力した位置情報を通る軌道を算出する
    ことを特徴とする請求項１７記載の軌道生成プログラム。
20. 軌道を算出する場合の指定情報を入力装置からの入力に基づき入力する指定情報入力ステップと、
    上記指定情報入力ステップで入力した指定情報に基づき軌道を算出し記憶装置に記憶する軌道算出ステップと、
    上記軌道算出ステップで算出した軌道を表示装置に表示する軌道表示ステップと、
    上記軌道表示ステップで表示した軌道に基づき、軌道を１つに選択できるか否かの判定を入力装置からの入力に基づき入力する判定入力ステップとをコンピュータに実行させ、
    上記指定情報入力ステップでは、軌道を選択できないと判定入力ステップで入力した場合、指定情報を追加入力する
    ことを特徴とする軌道生成プログラム。
21. 上記軌道生成プログラムでは、さらに、
    軌道を選択できると判定入力ステップで入力した場合、選択した軌道を入力装置からの入力に基づき入力する軌道入力ステップと、
    上記軌道入力ステップで入力した軌道に基づき、軌道六要素の各要素の値を算出し記憶装置に記憶する軌道六要素算出ステップと
    をコンピュータに実行させることを特徴とする請求項２０記載の軌道生成プログラム。

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