JP2010086092A - Satellite design support apparatus, satellite design support program, and satellite design support method - Google Patents

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JP2010086092A JP2008251973A JP2008251973A JP2010086092A JP 2010086092 A JP2010086092 A JP 2010086092A JP 2008251973 A JP2008251973 A JP 2008251973A JP 2008251973 A JP2008251973 A JP 2008251973A JP 2010086092 A JP2010086092 A JP 2010086092A
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Masahito Shindo
雅人 真道
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Mitsubishi Space Software Co Ltd
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Mitsubishi Space Software Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and software for facilitating artificial satellite mounting apparatus arrangement design. <P>SOLUTION: A two-dimensional (2D) display part 111 displays a development figure, where an artificial satellite model with a mounting apparatus arranged therein is developed in a 2D coordinate system, in a display device. A model editing part 120 operates an input device such as a keyboard and a mouse, so as to edit the arrangement of the mounting apparatus of the artificial satellite model, etc., concerning the development figure displayed by the 2D display part 111. A temperature calculating part 141 calculates, based on information edited by the model editing part 120, an incident amount of heat to the artificial satellite model when an artificial satellite is moved on an orbit, and calculates the temperature of the mounting apparatus of the artificial satellite model at a prescribed position. Then, the 2D display part 111 displays the calculated temperature of the mounting apparatus of the artificial satellite model in the display device. The above processing is repeated, so as to perform the artificial satellite mounting apparatus arrangement design. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、人工衛星の設計を行うためのCAD(Computer Aided Design)装置等の衛星設計支援装置に関する。特に、本発明は、人工衛星の搭載機器配置の概念設計を支援するためのCAD装置等の衛星設計支援装置に関する。本発明は、例えば、ユーザが衛星の構体形状や搭載機器の配置・形状・特性を各構体パネルからの熱収支の観点から最適化できるように支援を行うものである。   The present invention relates to a satellite design support apparatus such as a CAD (Computer Aided Design) apparatus for designing an artificial satellite. In particular, the present invention relates to a satellite design support device such as a CAD device for supporting the conceptual design of the arrangement of equipment mounted on an artificial satellite. The present invention provides support so that, for example, a user can optimize the structure shape of a satellite and the arrangement / shape / characteristics of onboard equipment from the viewpoint of the heat balance from each structure panel.

人工衛星の搭載機器配置設計に資することができるような熱解析方法および装置としては、例えば特許文献1に記載された形状要素を細分化して行う解析方法を用いた汎用的な解析ツールがある。
特開平04−007675号公報
As a thermal analysis method and apparatus that can contribute to the arrangement design of onboard equipment for an artificial satellite, for example, there is a general-purpose analysis tool that uses an analysis method that is performed by subdividing the shape elements described in Patent Document 1.
Japanese Patent Laid-Open No. 04-007675

上述したような汎用的な解析ツールを使うと、人工衛星モデルに搭載する搭載機器を汎用的な形状要素の定義方法に従って定義しなければならない。そのため、人工衛星モデル作成のための操作に多くの手間と時間がかかるとともに、ある程度のスキルが要求される。したがって、汎用的な解析ツールは、計算精度を得るために詳細な形状定義が必要な詳細設計段階で使用するには適しているが、詳細の決まっていない初期の概念設計段階において、大まかな計算を素早く行う目的に対しては必要以上に多くのデータ編集操作が求められ不向きである。   When the general-purpose analysis tool as described above is used, the on-board equipment mounted on the satellite model must be defined according to the general-purpose shape element definition method. For this reason, the operation for creating the satellite model takes a lot of time and effort, and a certain level of skill is required. Therefore, general-purpose analysis tools are suitable for use in the detailed design stage where detailed shape definition is required to obtain calculation accuracy, but rough calculation is performed in the initial conceptual design stage where details are not determined. This is not suitable for the purpose of quickly performing data editing operations because more data editing operations are required than necessary.

また、汎用的な解析ツールでは、人工衛星モデルを細分化された形状単位で扱い、搭載機器単位で扱うわけではない。そのため、汎用的な解析ツールは、搭載機器配置を試行錯誤して決定する場合には、搭載機器の追加・削除のみならず移動やサイズ変更といった編集も容易ではない。   In general-purpose analysis tools, an artificial satellite model is handled in subdivided shape units, not in units of installed devices. For this reason, when a general-purpose analysis tool determines the placement of mounted devices by trial and error, it is not easy to edit not only addition / deletion of mounted devices but also movement and size change.

さらに、人工衛星の構体は一般的にハニカムパネルで構成された多面体構造である。そのため、搭載機器が天体から受ける熱入射量は時々刻々変化する各パネルの向きと天体の位置との幾何学的関係に大きく左右される。したがって、搭載機器配置の試行錯誤を行う際にはパネル単位での熱収支バランスを考慮して、異なるパネル間に跨る配置変更を行うことが頻繁にある。このような目的において多くの解析ケースを試行するための編集作業は、一般に3次元の座標系でしか扱えない汎用解析ツールの編集機能では非常に煩雑になる。また、搭載機器の配置結果をすぐに衛星自身の位置や姿勢、天体の位置との相対関係に関連付けて配置設計に援用できるものはない。   Furthermore, the structure of an artificial satellite generally has a polyhedral structure composed of honeycomb panels. For this reason, the amount of heat incident on the mounted device from the celestial body greatly depends on the geometrical relationship between the orientation of each panel and the position of the celestial body that change from moment to moment. Therefore, when performing trial and error on the placement of mounted devices, the placement across different panels is frequently performed in consideration of the heat balance in units of panels. The editing work for trying many analysis cases for such a purpose is very complicated with the editing function of a general-purpose analysis tool that can generally be handled only by a three-dimensional coordinate system. In addition, there is nothing that can immediately use the placement result of the on-board equipment in the layout design by associating it with the relative relationship with the position and attitude of the satellite itself and the position of the celestial body.

本発明は、例えば、人工衛星の搭載機器配置設計を容易にするための装置及びソフトウェアを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide, for example, an apparatus and software for facilitating the design of an onboard equipment for an artificial satellite.

本発明に係る衛星設計支援装置は、例えば、人工衛星の搭載機器配置設計を支援する衛星設計支援装置であり、
搭載機器が配置された人工衛星モデルを2次元座標系に展開した展開図を表示装置に表示する2次元表示部と、
前記2次元表示部が表示した展開図を入力装置を介して操作することにより、前記人工衛星モデルの搭載機器の配置と形状とサイズとの少なくともいずれかの設定情報を編集するモデル編集部と、
前記モデル編集部が編集した前記人工衛星モデルの搭載機器の設定情報に基づき、前記人工衛星モデルが示す人工衛星が所定の軌道を移動した場合の前記人工衛星モデルへの熱の入射量を計算して、前記所定の軌道における移動開始後所定の時刻の前記人工衛星モデルの搭載機器温度を処理装置により計算する温度計算部と、
前記温度計算部が計算した前記人工衛星モデルの搭載機器温度を結果情報として表示装置に表示する結果表示部と
を備えることを特徴とする。
The satellite design support apparatus according to the present invention is, for example, a satellite design support apparatus that supports placement design of an installed device of an artificial satellite,
A two-dimensional display unit that displays on a display device a development view in which a satellite model in which the on-board equipment is arranged is developed in a two-dimensional coordinate system;
A model editing unit that edits setting information of at least one of an arrangement, a shape, and a size of the mounted device of the artificial satellite model by operating a development view displayed by the two-dimensional display unit via an input device;
Based on the setting information of the device equipped with the satellite model edited by the model editing unit, the amount of heat incident on the satellite model when the satellite indicated by the satellite model moves in a predetermined orbit is calculated. A temperature calculation unit for calculating a temperature of the mounted device of the artificial satellite model at a predetermined time after the start of movement in the predetermined orbit by a processing device;
And a result display unit that displays the temperature of the on-board device of the satellite model calculated by the temperature calculation unit as result information on a display device.

前記モデル編集部は、前記人工衛星の移動開始後の時刻毎に、前記搭載機器の発熱量を設定し、
前記温度計算部は、前記人工衛星モデルへの熱の入射量と前記発熱量とに基づき、前記所定の位置での前記人工衛星モデルの搭載機器温度を計算する
ことを特徴とする。
The model editing unit sets the calorific value of the on-board equipment at each time after the artificial satellite starts moving,
The temperature calculation unit calculates a temperature of the mounted device of the artificial satellite model at the predetermined position based on an amount of heat incident on the artificial satellite model and the calorific value.

前記モデル編集部は、太陽電池パドルを含む搭載機器の設定情報を編集するとともに、前記搭載機器の電力収支を設定し、
前記衛星設計支援装置は、さらに、
前記モデル編集部が設定した前記搭載機器の電力収支に基づき、前記人工衛星が前記所定の軌道を移動した場合の所定の位置での前記人工衛星モデルの電力収支を処理装置により計算する電力収支計算部を備え、
前記結果表示部は、前記電力収支計算部が計算した電力収支を結果情報として表示する
ことを特徴とする。
The model editing unit edits the setting information of the onboard device including the solar battery paddle, and sets the power balance of the onboard device,
The satellite design support device further includes:
Based on the power balance of the on-board equipment set by the model editing unit, a power balance calculation for calculating a power balance of the artificial satellite model at a predetermined position when the artificial satellite moves in the predetermined orbit by a processing device Part
The result display unit displays the power balance calculated by the power balance calculation unit as result information.

前記モデル編集部は、前記人工衛星の移動開始後の時刻毎に、前記搭載機器の消費電力を設定し、
前記電力収支計算部は、前記搭載機器の電力収支と、前記モデル編集部が設定した消費電力とに基づき、前記所定の位置での前記人工衛星モデルの電力収支を計算する
ことを特徴とする。
The model editing unit sets the power consumption of the mounted device at each time after the start of movement of the artificial satellite,
The power balance calculation unit calculates the power balance of the artificial satellite model at the predetermined position based on the power balance of the mounted device and the power consumption set by the model editing unit.

前記衛星設計支援装置は、さらに、
前記搭載機器の発熱量と消費電力との少なくともいずれかを設定するためのタイムチャートを表示装置に表示する設定チャート表示部を備え、
前記モデル編集部は、前記設定チャート表示部が表示したタイムチャートを操作することにより、前記人工衛星の移動開始後の時刻毎に、前記搭載機器の発熱量と消費電力との少なくともいずれかを設定し、
前記結果表示部は、前記設定チャート表示部が表示したタイムチャートと並べて又は重ねて前記結果情報をグラフとして表示する
ことを特徴とする。
The satellite design support device further includes:
A setting chart display unit for displaying a time chart for setting at least one of the heat generation amount and power consumption of the mounted device on a display device;
The model editing unit sets at least one of the heat generation amount and power consumption of the mounted device at each time after the start of movement of the artificial satellite by operating the time chart displayed by the setting chart display unit. And
The result display unit displays the result information as a graph side by side or overlaid with the time chart displayed by the setting chart display unit.

前記結果表示部は、前記所定の軌道を移動する前記人工衛星の3次元アニメーションと、前記3次元アニメーションが示す前記所定の軌道における前記人工衛星の移動開始後所定の時刻の前記結果情報とを表示する
ことを特徴とする。
The result display unit displays a three-dimensional animation of the artificial satellite moving in the predetermined orbit and the result information at a predetermined time after the artificial satellite starts moving in the predetermined orbit indicated by the three-dimensional animation. It is characterized by doing.

前記結果表示部は、前記所定の軌道を移動する前記人工衛星とともに、前記人工衛星についての太陽光が当たっている部分と当たっていない部分とを識別可能に表示する
ことを特徴とする。
The result display unit displays the artificial satellite moving in the predetermined orbit so that the portion of the artificial satellite that is exposed to sunlight and the portion that is not irradiated can be identified.

前記結果表示部は、前記結果情報をグラフとして表示する場合には、前記グラフのうち、前記3次元アニメーションが示す前記所定の軌道における前記人工衛星の移動開始後所定の時刻の前記結果情報を示す部分を強調して表示する
ことを特徴とする。
When displaying the result information as a graph, the result display unit indicates the result information at a predetermined time after the start of movement of the artificial satellite in the predetermined orbit indicated by the three-dimensional animation in the graph. It is characterized by highlighting the part.

前記モデル編集部は、前記搭載機器について、付加する質点の質量と付加位置、密度、面密度の少なくとも1つ以上を含む質量特性を設定し、
前記衛星設計支援装置は、さらに、
前記搭載機器の形状及びサイズと、前記モデル編集部が設定した質量特性とに基づき、前記人工衛星モデルの慣性能率と慣性乗積と質量と重心座標との少なくともいずれか1つ以上を含む質量特性を処理装置により計算する質量特性計算部を備え、
前記結果表示部は、前記質量特性計算部が計算した前記人工衛星モデルの質量特性を表示する
ことを特徴とする。
The model editing unit sets mass characteristics including at least one of a mass of mass points to be added, an addition position, a density, and an area density for the mounted device,
The satellite design support device further includes:
Based on the shape and size of the on-board equipment and the mass characteristics set by the model editing unit, the mass characteristics including at least one of inertia ratio, inertial product, mass, and barycentric coordinates of the satellite model A mass characteristic calculation unit for calculating
The result display unit displays the mass characteristic of the artificial satellite model calculated by the mass characteristic calculation unit.

前記衛星設計支援装置は、さらに、
前記2次元表示部が表示する搭載機器が配置された人工衛星モデルを3次元表示するとともに、前記人工衛星モデルが示す人工衛星のアクチュエータによって動作する搭載機器の動作覆域表面を表示装置に表示する3次元表示部
を備えることを特徴とする。
The satellite design support device further includes:
The satellite model on which the mounted device displayed by the two-dimensional display unit is arranged is displayed three-dimensionally, and the operating coverage surface of the mounted device operated by the actuator of the artificial satellite indicated by the artificial satellite model is displayed on the display device. A three-dimensional display unit is provided.

前記3次元表示部は、搭載機器からの視野範囲を前記搭載機器とともに人工衛星モデルに重畳表示する
ことを特徴とする。
The three-dimensional display unit is characterized in that the visual field range from the mounted device is superimposed on the artificial satellite model together with the mounted device.

本発明に係る衛星設計支援プログラムは、例えば、人工衛星の搭載機器配置設計を支援する衛星設計支援プログラムであり、
搭載機器が配置された人工衛星モデルを2次元座標系に展開した展開図を表示する2次元表示処理と、
前記2次元表示処理で表示した展開図を操作することにより、前記人工衛星モデルの搭載機器の配置と形状とサイズとの少なくともいずれかの設定情報を編集するモデル編集処理と、
前記モデル編集処理で編集した前記人工衛星モデルの搭載機器の設定情報に基づき、前記人工衛星モデルが示す人工衛星が所定の軌道を移動した場合の前記人工衛星モデルへの熱の入射量を計算して、前記所定の軌道における移動開始後所定の時刻の前記人工衛星モデルの搭載機器温度を計算する温度計算処理と、
前記温度計算処理で計算した前記人工衛星モデルの温度を結果情報として表示する結果表示処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする。
The satellite design support program according to the present invention is, for example, a satellite design support program that supports onboard equipment layout design of an artificial satellite,
A two-dimensional display process for displaying a development view in which a satellite model in which an on-board device is arranged is developed in a two-dimensional coordinate system;
A model editing process for editing setting information of at least one of the arrangement, shape, and size of the mounted device of the artificial satellite model by manipulating the developed view displayed in the two-dimensional display process;
The amount of heat incident on the satellite model when the artificial satellite indicated by the artificial satellite model moves in a predetermined orbit is calculated based on the setting information of the onboard device of the artificial satellite model edited by the model editing process. A temperature calculation process for calculating a temperature of the mounted device of the artificial satellite model at a predetermined time after the start of movement in the predetermined orbit,
And a result display process for displaying the temperature of the artificial satellite model calculated in the temperature calculation process as result information.

前記モデル編集処理では、前記人工衛星の移動開始後の時刻毎に、前記搭載機器の発熱量を設定し、
前記温度計算処理では、前記人工衛星モデルへの熱の入射量と前記発熱量とに基づき、前記所定の位置での前記人工衛星モデルの搭載機器温度を計算する
ことを特徴とする。
In the model editing process, for each time after the start of movement of the artificial satellite, set the heat generation amount of the onboard equipment,
In the temperature calculation process, the temperature of the equipment mounted on the artificial satellite model at the predetermined position is calculated based on the amount of heat incident on the artificial satellite model and the calorific value.

前記モデル編集処理では、太陽電池パドルを含む搭載機器の設定情報を編集するとともに、前記搭載機器の電力収支を設定し、
前記衛星設計支援プログラムは、さらに、
前記モデル編集処理で設定した前記搭載機器の電力収支に基づき、前記人工衛星が前記所定の軌道を移動した場合の所定の位置での前記人工衛星モデルの電力収支を処理装置により計算する電力収支計算処理をコンピュータに実行させ、
前記結果表示処理では、前記電力収支計算処理で計算した電力収支を結果情報として表示する
ことを特徴とする。
In the model editing process, the setting information of the mounted device including the solar battery paddle is edited, and the power balance of the mounted device is set,
The satellite design support program further includes:
Based on the power balance of the on-board equipment set in the model editing process, a power balance calculation for calculating the power balance of the artificial satellite model at a predetermined position when the artificial satellite moves in the predetermined orbit by a processing device Let the computer execute the process,
In the result display process, the power balance calculated in the power balance calculation process is displayed as result information.

前記モデル編集処理では、前記人工衛星の移動開始後の時刻毎に、前記搭載機器の消費電力を設定し、
前記電力収支計算処理では、前記搭載機器の電力収支と、前記モデル編集処理で設定した消費電力とに基づき、前記所定の位置での前記人工衛星モデルの電力収支を計算する
ことを特徴とする。
In the model editing process, for each time after the start of movement of the artificial satellite, set the power consumption of the on-board equipment,
In the power balance calculation process, the power balance of the artificial satellite model at the predetermined position is calculated based on the power balance of the mounted device and the power consumption set in the model editing process.

前記衛星設計支援プログラムは、さらに、
前記搭載機器の発熱量と消費電力との少なくともいずれかを設定するためのタイムチャートを表示する設定チャート表示処理をコンピュータに実行させ、
前記モデル編集処理では、前記設定チャート表示処理で表示したタイムチャートを操作することにより、前記人工衛星の移動開始後の時刻毎に、前記搭載機器の発熱量と消費電力との少なくともいずれかを設定し、
前記結果表示処理では、前記設定チャート表示処理で表示したタイムチャートと並べて又は重ねて前記結果情報をグラフとして表示する
ことを特徴とする。
The satellite design support program further includes:
Causing the computer to execute a setting chart display process for displaying a time chart for setting at least one of the heat generation amount and power consumption of the mounted device;
In the model editing process, by operating the time chart displayed in the setting chart display process, at least one of the heat generation amount and power consumption of the mounted device is set for each time after the artificial satellite starts moving. And
In the result display process, the result information is displayed as a graph side by side or superimposed on the time chart displayed in the setting chart display process.

前記結果表示処理では、前記所定の軌道を移動する前記人工衛星の3次元アニメーションと、前記3次元アニメーションが示す前記所定の軌道における前記人工衛星の移動開始後所定の時刻の前記結果情報とを表示する
ことを特徴とする。
In the result display process, the three-dimensional animation of the artificial satellite moving in the predetermined orbit and the result information at a predetermined time after the artificial satellite starts moving in the predetermined orbit indicated by the three-dimensional animation are displayed. It is characterized by doing.

前記結果表示処理では、前記所定の軌道を移動する前記人工衛星とともに、前記人工衛星についての太陽光が当たっている部分と当たっていない部分とを識別可能に表示する
ことを特徴とする。
In the result display process, together with the artificial satellite moving in the predetermined orbit, a portion of the artificial satellite that is exposed to sunlight and a portion that is not irradiated are displayed so as to be distinguishable.

前記結果表示処理では、前記結果情報をグラフとして表示する場合には、前記グラフのうち、前記3次元アニメーションが示す前記所定の軌道における前記人工衛星の移動開始後所定の時刻の前記結果情報を示す部分を強調して表示する
ことを特徴とする。
In the result display process, when the result information is displayed as a graph, the result information at a predetermined time after the start of movement of the artificial satellite in the predetermined orbit indicated by the three-dimensional animation is displayed. It is characterized by highlighting the part.

前記モデル編集処理では、前記搭載機器について、付加する質点の質量と付加位置、密度、面密度の少なくとも1つ以上を含む質量特性を設定し、
前記衛星設計支援プログラムは、さらに、
前記搭載機器の形状及びサイズと、前記モデル編集処理で設定した質量特性とに基づき、前記人工衛星モデルの慣性能率と慣性乗積と質量と重心座標との少なくともいずれか1つ以上を含む質量特性を処理装置により計算する質量特性計算処理をコンピュータに実行させ、
前記結果表示処理では、前記質量特性計算処理で計算した前記人工衛星モデルの質量特性を表示する
ことを特徴とする。
In the model editing process, a mass characteristic including at least one of the mass of the mass point to be added, the addition position, the density, and the surface density is set for the mounted device,
The satellite design support program further includes:
Based on the shape and size of the on-board equipment and the mass characteristics set in the model editing process, the mass characteristics including at least one of inertia ratio, inertial product, mass, and barycentric coordinates of the satellite model The computer executes mass characteristic calculation processing for calculating
In the result display process, the mass characteristic of the satellite model calculated in the mass characteristic calculation process is displayed.

前記衛星設計支援プログラムは、さらに、
前記2次元表示処理で表示する搭載機器が配置された人工衛星モデルを3次元表示するとともに、前記人工衛星モデルが示す人工衛星のアクチュエータによって動作する搭載機器の動作覆域表面を表示装置に表示する3次元表示処理
をコンピュータに実行させることを特徴とする。
The satellite design support program further includes:
The artificial satellite model in which the on-board equipment to be displayed in the two-dimensional display processing is arranged is three-dimensionally displayed, and the operation coverage surface of the on-board equipment operated by the artificial satellite actuator indicated by the artificial satellite model is displayed on the display device. A three-dimensional display process is executed by a computer.

前記3次元表示処理では、搭載機器からの視野範囲を前記搭載機器とともに人工衛星モデルに重畳表示する
ことを特徴とする。
In the three-dimensional display process, the visual field range from the mounted device is superimposed on the artificial satellite model together with the mounted device.

本発明に係る衛星設計支援方法は、例えば、人工衛星の搭載機器配置設計を支援する衛星設計支援方法であり、
表示装置が、搭載機器が配置された人工衛星モデルを2次元座標系に展開した展開図を表示する2次元表示ステップと、
入力装置が、前記2次元表示ステップで表示した展開図を操作することにより、前記人工衛星モデルの搭載機器の配置と形状とサイズとの少なくともいずれかの設定情報を編集するモデル編集ステップと、
処理装置が、前記モデル編集ステップで編集した前記人工衛星モデルの搭載機器の設定情報に基づき、前記人工衛星モデルが示す人工衛星が所定の軌道を移動した場合の前記人工衛星モデルへの熱の入射量を計算して、前記所定の軌道における移動開始後所定の時刻の前記人工衛星モデルの搭載機器温度を計算する温度計算ステップと、
表示装置が、前記温度計算ステップで計算した前記人工衛星モデルの温度を結果情報として表示する結果表示ステップと
を備えることを特徴とする。
The satellite design support method according to the present invention is, for example, a satellite design support method that supports placement design of an onboard device for an artificial satellite,
A two-dimensional display step in which the display device displays a development view in which the satellite model in which the on-board equipment is arranged is developed in a two-dimensional coordinate system;
A model editing step in which the input device edits the setting information of at least one of the arrangement, shape, and size of the device on which the artificial satellite model is mounted by operating the development view displayed in the two-dimensional display step;
The processor enters the artificial satellite model when the artificial satellite indicated by the artificial satellite model moves in a predetermined orbit based on the setting information of the equipment equipped with the artificial satellite model edited in the model editing step. A temperature calculation step of calculating an amount, and calculating a temperature of a mounted device of the artificial satellite model at a predetermined time after the start of movement in the predetermined orbit,
The display device includes a result display step of displaying the temperature of the artificial satellite model calculated in the temperature calculation step as result information.

本発明に係る衛星設計支援装置によれば、2次元表示された人工衛星モデル展開図を操作することにより人工衛星の搭載機器配置設計が行え、設計結果の熱収支の確認ができる。そのため、人工衛星の搭載機器配置設計を容易にすることができる。   According to the satellite design support apparatus according to the present invention, it is possible to design the placement of artificial satellites by manipulating a two-dimensionally displayed artificial satellite model development view, and to confirm the heat balance of the design result. Therefore, it is possible to facilitate the arrangement design of the onboard equipment for the artificial satellite.

以下の説明において、処理装置は後述するCPU911等である。記憶装置は後述するROM913、RAM914、磁気ディスク920等である。入力装置は後述するキーボード902、マウス903、通信ボード915等である。表示装置は後述するLCD901等である。つまり、処理装置、記憶装置、入力装置、表示装置はハードウェアである。   In the following description, the processing device is a CPU 911 or the like which will be described later. The storage device is a ROM 913, a RAM 914, a magnetic disk 920, etc., which will be described later. Input devices are a keyboard 902, a mouse 903, a communication board 915, and the like, which will be described later. The display device is an LCD 901 described later. That is, the processing device, the storage device, the input device, and the display device are hardware.

実施の形態1.
図1は、人工衛星の搭載機器配置設計を支援する衛星設計支援装置100の機能を示す機能ブロック図である。
衛星設計支援装置100は、表示部110(結果表示部)、モデル編集部120、軌道計算部130、結果計算部140を備える。
表示部110は、搭載機器が配置された人工衛星モデル(人工衛星構体モデル)を表示装置に表示する。ここで、人工衛星モデルは、人工衛星を3次元の数学モデルで表した仮想人工衛星である。また、表示部110は、後述する結果計算部140が計算した結果を表示装置に表示する。表示部110は、2次元表示部111、3次元表示部112、宇宙モデル表示部113、設定チャート表示部114、トランスポートダイアログ表示部115を備える。表示部110の各機能については後述する。
モデル編集部120は、表示部110が表示した搭載機器が配置された人工衛星モデルを入力装置を介して操作することにより、人工衛星モデルおよび前記人工衛星モデルに配置された搭載機器の設定情報を編集する。
軌道計算部130は、人工衛星モデルが示す人工衛星の位置(軌道)を軌道力学に基づき処理装置により計算する。
結果計算部140は、モデル編集部120が編集した人工衛星モデルおよび搭載機器の設定情報に基づき、人工衛星モデルの質量特性と、軌道計算部130が計算した軌道を人工衛星が移動した場合の、その軌道における所定の時刻の位置での人工衛星モデルの搭載機器温度、電力収支を結果情報として処理装置により計算する。結果計算部140は、温度計算部141、電力収支計算部142、質量特性計算部143を備える。結果計算部140の各機能については後述する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a functional block diagram showing the functions of a satellite design support apparatus 100 that supports the placement design of onboard equipment for artificial satellites.
The satellite design support apparatus 100 includes a display unit 110 (result display unit), a model editing unit 120, an orbit calculation unit 130, and a result calculation unit 140.
The display unit 110 displays an artificial satellite model (artificial satellite structure model) on which the on-board device is arranged on a display device. Here, the artificial satellite model is a virtual artificial satellite in which the artificial satellite is represented by a three-dimensional mathematical model. The display unit 110 displays the result calculated by the result calculation unit 140 described later on the display device. The display unit 110 includes a two-dimensional display unit 111, a three-dimensional display unit 112, a space model display unit 113, a setting chart display unit 114, and a transport dialog display unit 115. Each function of the display unit 110 will be described later.
The model editing unit 120 operates the artificial satellite model on which the on-board device displayed by the display unit 110 is arranged via the input device, thereby obtaining the setting information of the on-satellite model and the on-board device arranged in the artificial satellite model. To edit.
The orbit calculation unit 130 calculates the position (orbit) of the artificial satellite indicated by the artificial satellite model based on the orbital dynamics.
The result calculation unit 140 is based on the artificial satellite model edited by the model editing unit 120 and the setting information of the on-board equipment, and the mass characteristics of the artificial satellite model and the orbit calculated by the orbit calculation unit 130 when the artificial satellite moves. The equipment temperature and power balance of the artificial satellite model at a predetermined time position in the orbit are calculated by the processing device as result information. The result calculation unit 140 includes a temperature calculation unit 141, a power balance calculation unit 142, and a mass characteristic calculation unit 143. Each function of the result calculation unit 140 will be described later.

表示部110の各機能について説明する。上述したように、表示部110は、2次元表示部111、3次元表示部112、宇宙モデル表示部113、設定チャート表示部114、トランスポートダイアログ表示部115を備える。
2次元表示部111、3次元表示部112、宇宙モデル表示部113はそれぞれ人工衛星モデルと搭載機器を編集するためのグラフィカル編集ウィンドウを表示する。つまり、衛星設計支援装置100は、3つのグラフィカル編集ウィンドウを備える。
また、設定チャート表示部114は、時刻毎の設定をするとともに、時刻毎の結果情報を確認するための画面を表示する。さらに、トランスポートダイアログ表示部115は、計算の実行、一時停止、続行、終了を制御するための画面を表示する。
Each function of the display unit 110 will be described. As described above, the display unit 110 includes the two-dimensional display unit 111, the three-dimensional display unit 112, the space model display unit 113, the setting chart display unit 114, and the transport dialog display unit 115.
The two-dimensional display unit 111, the three-dimensional display unit 112, and the space model display unit 113 display a graphical editing window for editing the artificial satellite model and the mounted device, respectively. That is, the satellite design support apparatus 100 includes three graphical editing windows.
The setting chart display unit 114 displays a screen for performing setting for each time and confirming result information for each time. Further, the transport dialog display unit 115 displays a screen for controlling execution, pause, continuation, and termination of calculation.

図2は、2次元表示部111が表示するグラフィカル編集ウィンドウを示す図である。
2次元表示部111が表示するグラフィカル編集ウィンドウを搭載機器配置モデル編集画面と呼ぶ。2次元表示部111は、人工衛星モデルが備える衛星構体パネル1を2次元座標系に展開した展開図と、各パネルに配置された搭載機器2の取付面の2次元投影図を表示する。
モデル編集部120は、2次元表示部111が表示する搭載機器配置モデル編集画面において、市販のワードプロセッサ・ソフトウェアや表計算ソフトウェア等に搭載されている図形編集機能と同様に、搭載機器2の2次元投影図の追加、コピー、削除、移動、サイズ変更、特性編集等をマウス操作やキーボード入力によるカット&ペーストおよびドラッグ&ドロップによって行うことができる。なお、特性には、衛星構体パネルや各搭載機器に形状モデルの密度(密度、面密度)や付加する質点質量、付加位置等の質量特性が含まれる。モデル編集部120は、例えば、破線部4に示すように、あるパネルから他のパネルへ搭載機器をドラッグ&ドロップにより移動させることができる。また、搭載機器配置モデル編集画面で編集された結果は、後述する3次元表示部112が表示する3次元衛星モデル編集画面における3次元の人工衛星モデルに反映される。また、モデル編集部120は、搭載機器配置モデル編集画面ではヒートパイプ3を配置することもでき、搭載機器2間をヒートパイプ3で連結することにより、搭載機器2間の熱伝導結合を定義することができる。また、2次元表示部111は、後述する結果計算部140が計算した温度計算結果を、各搭載機器の温度に対応した色により搭載機器配置モデル編集画面に表示することができる。
FIG. 2 is a diagram showing a graphical editing window displayed by the two-dimensional display unit 111.
The graphical editing window displayed by the two-dimensional display unit 111 is referred to as an on-board device arrangement model editing screen. The two-dimensional display unit 111 displays a development view in which the satellite structure panel 1 included in the artificial satellite model is developed in a two-dimensional coordinate system, and a two-dimensional projection view of the mounting surface of the mounted device 2 arranged on each panel.
The model editing unit 120 displays the 2D of the mounted device 2 in the same manner as the graphic editing function mounted in commercially available word processor software or spreadsheet software on the mounted device arrangement model editing screen displayed by the 2D display unit 111. Projection views can be added, copied, deleted, moved, resized, and edited by cutting and pasting and dragging and dropping using mouse operations and keyboard input. Note that the characteristics include mass characteristics such as the density (density, surface density) of the shape model, mass point mass to be added, and added position in the satellite structure panel and each mounted device. For example, the model editing unit 120 can move the mounted device from one panel to another panel by drag and drop, as indicated by the broken line portion 4. The result edited on the on-board device arrangement model editing screen is reflected on the three-dimensional artificial satellite model on the three-dimensional satellite model editing screen displayed by the three-dimensional display unit 112 described later. The model editing unit 120 can also arrange the heat pipe 3 on the on-board device arrangement model editing screen, and define the heat conduction coupling between the on-board devices 2 by connecting the on-board devices 2 with the heat pipe 3. be able to. In addition, the two-dimensional display unit 111 can display the temperature calculation result calculated by the result calculation unit 140 (to be described later) on the on-board device arrangement model editing screen using a color corresponding to the temperature of each on-board device.

図3は、3次元表示部112が表示するグラフィカル編集ウィンドウを示す図である。図4は、人工衛星モデルに搭載されたセンサやアンテナを模擬する搭載機器の視野範囲31や、太陽電池パドルやアンテナの動作覆域表面32をモデル表示した表示例を示す図である。
3次元表示部112が表示するグラフィカル編集ウィンドウを3次元衛星モデル編集画面と呼ぶ。3次元表示部112は、搭載機器を含めた人工衛星モデル全体を3次元モデルのまま表示する。3次元表示部112は、人工衛星モデルが備える衛星構体パネルを半透明または線画で表示することができる。そのため、内部の搭載機器配置状態を透視することが可能であり、2次元表示部111が表示した2次元の搭載機器配置モデル編集画面で編集した結果について搭載機器相互の占有空間の干渉がないか等を確認することができる。
また、図4に示すように、3次元表示部112は、入力装置によりボタン押下等の所定の操作をされると、センサやアンテナを模擬する搭載機器の視野範囲31や、太陽電池パドルやアンテナの動作覆域表面32を自動的にモデル表示できる。なお、動作覆域表面32のことをエンベロープともいう。図4では、3次元表示部112は、センサ34からの視野範囲31を表示し、人工衛星モデルが示す人工衛星の搭載機器がアクチュエータによって動作する場合の覆域表面、すなわち太陽電池パドル33やアンテナが回転や往復運動などを行なった場合に掃く空間の外周面(動作する範囲)を動作覆域表面32として表示している。モデル編集部120は、搭載機器配置モデル編集画面や3次元衛星モデル編集画面で設定された搭載機器のサイズや配置から覆域表面を計算する。そのため、ユーザはセンサ34やアンテナ、太陽電池パドル33等との干渉がないか確認しながら搭載機器配置を設計することができる。なお、視野範囲31の長さは現実には非常に長いか無限長が正しいが、表示の目的は衛星構体自身あるいは搭載機器によるセンサ視野内への干渉がないかを確認することであるから、表示上は図4に示すように適当な長さの有限長で良い。また、図4では円錐形状で表したが、当然ながらセンサの種類により四角錐など他の形状になる場合もあり、さらにアクチュエータによって掃引を行うようなセンサの場合においては視野形状によって掃かれる全領域の外周面を表示してもよい。
モデル編集部120は、3次元表示部112が表示する3次元衛星モデル編集画面からも搭載機器の選択、移動、サイズ変更、特性編集が可能である。また、3次元衛星モデル編集画面で編集された結果は、2次元表示部111が表示する搭載機器配置モデル編集画面における2次元の人工衛星モデルに反映される。つまり、搭載機器配置モデル編集画面と3次元衛星モデル編集画面との編集結果は相互に反映される。
また、3次元表示部112は、後述する結果計算部140が計算した温度計算結果を、各搭載機器の温度に対応した色により3次元衛星モデル編集画面に表示することができる。
なお、2次元表示部111が表示する搭載機器配置モデル編集画面における搭載機器と3次元表示部112が表示する3次元衛星モデル編集画面における搭載機器との対応関係を、例えば、色やハッチング、番号を各画面に表示して示してもよい。また、搭載機器の名称を各画面に表示するとしてもよい。また、搭載機器にカーソルを合わせた場合に、その搭載機器の名称等が表示されるようにしてもよい。
FIG. 3 is a diagram showing a graphical editing window displayed by the three-dimensional display unit 112. FIG. 4 is a diagram showing a display example in which a visual field range 31 of a mounted device that simulates a sensor or antenna mounted on an artificial satellite model, and an operation coverage surface 32 of a solar battery paddle or an antenna are model-displayed.
The graphical editing window displayed by the three-dimensional display unit 112 is called a three-dimensional satellite model editing screen. The three-dimensional display unit 112 displays the entire artificial satellite model including the on-board equipment as the three-dimensional model. The three-dimensional display unit 112 can display a satellite structure panel included in the artificial satellite model in a translucent or line drawing. Therefore, it is possible to see through the internal device placement state, and whether there is interference in the space occupied by the devices mounted on the result of editing on the two-dimensional device placement model editing screen displayed by the two-dimensional display unit 111. Etc. can be confirmed.
In addition, as shown in FIG. 4, when a predetermined operation such as button pressing is performed by the input device, the three-dimensional display unit 112, a visual field range 31 of a mounted device that simulates a sensor or an antenna, a solar cell paddle or an antenna The operation coverage surface 32 can be automatically displayed as a model. The operation coverage surface 32 is also referred to as an envelope. In FIG. 4, the three-dimensional display unit 112 displays the field of view range 31 from the sensor 34, and covers the surface when the artificial satellite mounted device indicated by the artificial satellite model is operated by the actuator, that is, the solar cell paddle 33 and the antenna. The outer peripheral surface (operating range) of the space swept when rotating or reciprocating is displayed as the operation coverage surface 32. The model editing unit 120 calculates the coverage surface from the size and arrangement of the onboard equipment set on the onboard equipment arrangement model editing screen or the 3D satellite model editing screen. Therefore, the user can design the on-board equipment arrangement while checking whether there is any interference with the sensor 34, the antenna, the solar battery paddle 33, or the like. Although the length of the visual field range 31 is actually very long or infinite length is correct, the purpose of the display is to confirm whether there is interference in the sensor visual field by the satellite structure itself or the mounted equipment. The display may be a finite length having an appropriate length as shown in FIG. In FIG. 4, although it is represented by a conical shape, it may naturally have other shapes such as a quadrangular pyramid depending on the type of sensor, and in the case of a sensor that performs sweeping by an actuator, the entire region swept by the visual field shape. You may display the outer peripheral surface.
The model editing unit 120 can also select, move, change the size, and edit the characteristics of the mounted device from the 3D satellite model editing screen displayed by the 3D display unit 112. The result edited on the 3D satellite model editing screen is reflected on the 2D satellite model on the on-board device arrangement model editing screen displayed by the 2D display unit 111. That is, the editing results of the on-board device arrangement model editing screen and the 3D satellite model editing screen are reflected mutually.
In addition, the three-dimensional display unit 112 can display the temperature calculation result calculated by the result calculation unit 140 (to be described later) on the three-dimensional satellite model editing screen with a color corresponding to the temperature of each mounted device.
The correspondence relationship between the mounted device on the mounted device arrangement model edit screen displayed by the 2D display unit 111 and the mounted device on the 3D satellite model edit screen displayed by the 3D display unit 112 is, for example, a color, hatching, or number. May be displayed on each screen. In addition, the name of the mounted device may be displayed on each screen. In addition, when the cursor is placed on the mounted device, the name of the mounted device may be displayed.

図5は、質量特性表示画面を示す図である。
2次元表示部111と3次元表示部112とは、モデル編集部120がボタンを押下する等の所定の操作を行うことにより、独立したダイアログとして質量特性表示画面を表示する。
質量特性表示画面には、各搭載機器等の質量特性を集計した人工衛星モデル全体の質量特性が表示される。図5に示す質量特性表示画面では、質量、慣性テンソル、重心位置を質量特性として表示している。ユーザは、質量特性表示画面を確認することにより衛星全体の質量バランスも考慮に入れながら搭載機器配置を設計することができる。
なお、上記説明では、質量特性表示画面を独立したダイアログとして表示するとしたが、他のウィンドウの一部に表示してもよい。
FIG. 5 is a diagram showing a mass characteristic display screen.
The two-dimensional display unit 111 and the three-dimensional display unit 112 display the mass characteristic display screen as an independent dialog when the model editing unit 120 performs a predetermined operation such as pressing a button.
On the mass characteristic display screen, the mass characteristic of the entire satellite model obtained by summing up the mass characteristics of each mounted device is displayed. On the mass characteristic display screen shown in FIG. 5, the mass, inertia tensor, and barycentric position are displayed as mass characteristics. By checking the mass characteristic display screen, the user can design the on-board equipment arrangement while taking into account the mass balance of the entire satellite.
In the above description, the mass characteristic display screen is displayed as an independent dialog, but may be displayed in a part of another window.

図6は、宇宙モデル表示部113が表示するグラフィカル編集ウィンドウを示す図である。
宇宙モデル表示部113が表示するグラフィカル編集ウィンドウを宇宙モデル編集画面と呼ぶ。宇宙モデル表示部113は、天体の形状、位置、軌道、影領域、および衛星の形状、位置、姿勢、太陽電池パドルの形状、配置、回転をユーザの定義に基づいて3次元モデルアニメーションで表示する。ただし、衛星の表示スケールは惑星に対して大きな値に設定することができ、惑星全体がウィンドウに収まるように表示を行っても、解析には何ら影響を与えることなく衛星を目視で確認できるサイズで表示できる。この画面には、対応する入力インターフェース画面(図示していない)があり、天体や衛星、軌道モデルの追加、削除、特性編集、サイズ・姿勢変更が可能である。
FIG. 6 is a diagram showing a graphical editing window displayed by the space model display unit 113.
The graphical editing window displayed by the space model display unit 113 is called a space model editing screen. The space model display unit 113 displays the shape, position, orbit, shadow region, and satellite shape, position, attitude, solar cell paddle shape, arrangement, and rotation of the celestial body as a three-dimensional model animation based on the definition of the user. . However, the display scale of the satellite can be set to a large value for the planet, and even if it is displayed so that the entire planet fits in the window, the satellite can be visually confirmed without affecting the analysis. Can be displayed. This screen has a corresponding input interface screen (not shown), which can add, delete, edit characteristics, and change the size and orientation of celestial bodies, satellites, and orbit models.

図7は、設定チャート表示部114が表示する画面を示す図である。
設定チャート表示部114が表示する画面をタイムチャートウィンドウと呼ぶ。設定チャート表示部114は、タイムチャート配置エリア61とグラフエリア62,63とを備える。グラフエリア62,63は、電力収支を表示する電力収支グラフエリア62と、搭載機器温度を表示する搭載機器温度グラフエリア63とを備える。なお、タイムチャート配置エリア61、グラフエリア62,63では、左から右へ向かって時刻が経過するものとする。
モデル編集部120は、タイムチャート配置エリア61で、開始時刻(人工衛星の移動開始時刻)から終了時刻(人工衛星の移動終了時刻)までの人工衛星の指向性、マヌーバ(姿勢変更)、搭載機器の消費電力、発熱量、太陽電池パドルやアンテナなどのアクチュエータで動作する搭載機器の指向性や回転、あるいは往復運動などを開始時刻以後の時刻ステップ毎に(開始時刻からの経過時間毎に)ユーザにそれぞれ個別に定義(設定)させる。ここで、例えば、消費電力モード1は消費電力○○、消費電力モード2は消費電力○×というように、消費電力を設定した消費電力モードを予め複数用意しておき、時刻毎に消費電力モードを割り当てして消費電力を設定してもよい。これにより、消費電力の設定が容易に行える。同様に、発熱量等その他の設定項目についても予め複数のモードを用意しておき、時刻毎にモードを割り当てして発熱量を設定してもよい。図7では、一例として、消費電力を初めはMODE1に設定し、次にMODE2に切り替えるようにしている(MODE1,2には所定の消費電力が設定されている)。同様に、発熱量を初めはMODE5に設定し、次にMODE6に切り替えるようにしている。
設定チャート表示部114は、後述する結果計算部140が計算を開始すると、現在計算中の時刻を示す時刻表示カーソル64を移動して現在計算している時刻を示す。また、モデル編集部120は、時刻表示カーソル64が示す位置に配置されている定義(消費電力モード、発熱量モード、マヌーバ等の定義)に従って人工衛星のマヌーバ実行や消費電力値等を設定して結果計算部140の入力とする。そして、モデル編集部120は、同様に定義を宇宙モデル編集画面の3次元グラフィック表示に反映する。つまり、マヌーバ実行による人工衛星の姿勢変更等を宇宙モデル編集画面の3次元グラフィック表示に反映する。
設定チャート表示部114は、グラフエリア62,63に、搭載機器温度や搭載機器の熱収支あるいは電力収支の計算結果(結果情報)をグラフ表示する。設定チャート表示部114は、現在計算中の時刻の計算結果をグラフの時刻表示カーソル64の位置にプロットとして追加する。つまり、図7では、時刻毎の設定情報の下に、その時刻の計算結果が並んで表示される。これにより、ユーザは容易に設定と結果とを対比することができる。さらに、このとき、宇宙モデル表示部113が表示する宇宙モデル編集画面の3次元モデルアニメーションが表している状態は、時刻表示カーソル64の指し示す時刻の状態である。そのため、ユーザは直ちに衛星の位置や姿勢、天体との相対関係、チャートで設定した消費電力モード、発熱量モードと、計算結果との相互関係を知ることができる。
また、計算終了後あるいは計算の一時停止中であっても時刻表示カーソル64を移動させると宇宙モデル表示部113が表示する宇宙モデル編集画面の3次元モデルアニメーションがその時刻の状態(フレーム)を表示する。そのため、計算中の時刻(直近に計算した時刻)の結果のみならず、既に計算された結果のある時刻における人工衛星と天体との幾何学的関係がどうであったかを後から確認することも可能である。また、このときの各搭載機器の温度は、2次元表示部111が表示する搭載機器配置モデル編集画面や3次元表示部112が表示する3次元衛星モデル編集画面に表示された搭載機器の色表示によっても知ることができる。特に、2次元表示部111が表示する搭載機器配置モデル編集画面においては、搭載機器の配置と構体パネルごとの搭載機器の温度分布の関係を一度に把握することが可能であり、さらに2次元表示しているため印刷して文書化する際にも都合がよい。
FIG. 7 is a diagram illustrating a screen displayed by the setting chart display unit 114.
A screen displayed by the setting chart display unit 114 is referred to as a time chart window. The setting chart display unit 114 includes a time chart arrangement area 61 and graph areas 62 and 63. The graph areas 62 and 63 include a power balance graph area 62 that displays a power balance, and a mounted device temperature graph area 63 that displays a mounted device temperature. In the time chart arrangement area 61 and the graph areas 62 and 63, the time elapses from left to right.
In the time chart arrangement area 61, the model editing unit 120 includes the directivity, maneuver (posture change), and onboard equipment of the satellite from the start time (satellite movement start time) to the end time (satellite movement end time). Power consumption, calorific value, directivity, rotation, and reciprocation of the equipment that operates with actuators such as solar cell paddles and antennas at each time step after the start time (every time elapsed from the start time) Each is defined (set) individually. Here, for example, a plurality of power consumption modes in which power consumption is set are prepared in advance such as power consumption mode 1 for power consumption mode 1 and power consumption mode 2 for power consumption mode 2. May be assigned to set the power consumption. Thereby, the power consumption can be easily set. Similarly, a plurality of modes may be prepared in advance for other setting items such as the heat generation amount, and the heat generation amount may be set by assigning a mode for each time. In FIG. 7, as an example, the power consumption is initially set to MODE1 and then switched to MODE2 (a predetermined power consumption is set for MODE1 and MODE2). Similarly, the heat generation amount is initially set to MODE5 and then switched to MODE6.
When the result calculation unit 140 described later starts calculation, the setting chart display unit 114 moves the time display cursor 64 indicating the time currently being calculated to indicate the time currently being calculated. Further, the model editing unit 120 sets the maneuver execution of the artificial satellite, the power consumption value, and the like according to the definitions (definitions of the power consumption mode, the heat generation mode, the maneuver, etc.) arranged at the position indicated by the time display cursor 64. The result is input to the result calculation unit 140. Then, the model editing unit 120 similarly reflects the definition on the three-dimensional graphic display on the space model editing screen. In other words, the attitude change of the artificial satellite due to the execution of the maneuver is reflected in the three-dimensional graphic display on the space model editing screen.
The setting chart display unit 114 displays the calculation results (result information) of the mounted device temperature, the heat balance of the mounted device, or the power balance in the graph areas 62 and 63. The setting chart display unit 114 adds the calculation result of the time currently being calculated as a plot at the position of the time display cursor 64 in the graph. That is, in FIG. 7, the calculation result of the time is displayed side by side under the setting information for each time. Thereby, the user can easily compare the setting with the result. Furthermore, at this time, the state represented by the three-dimensional model animation on the space model editing screen displayed by the space model display unit 113 is the state of the time indicated by the time display cursor 64. Therefore, the user can immediately know the interrelationship between the position and orientation of the satellite, the relative relationship with the celestial body, the power consumption mode set in the chart, the heat generation mode, and the calculation result.
In addition, when the time display cursor 64 is moved even after the calculation is finished or the calculation is paused, the 3D model animation on the space model editing screen displayed by the space model display unit 113 displays the state (frame) at that time. To do. Therefore, it is possible to confirm not only the result of the time being calculated (the time calculated most recently) but also the geometric relationship between the satellite and the celestial body at the time when the result has already been calculated. It is. The temperature of each mounted device at this time is the color display of the mounted device displayed on the mounted device arrangement model editing screen displayed by the two-dimensional display unit 111 or the three-dimensional satellite model editing screen displayed by the three-dimensional display unit 112. You can also know by. In particular, on the on-board device arrangement model editing screen displayed by the two-dimensional display unit 111, it is possible to grasp the relationship between the placement of the on-board device and the temperature distribution of the on-board device for each structure panel at the same time. Therefore, it is convenient when printing and documenting.

図8は、トランスポートダイアログ表示部115が表示するトランスポートダイアログを示す図である。
トランスポートダイアログは、再生ボタン71、一時停止ボタン72、停止ボタン73を備える。モデル編集部120は、入力装置により、これらボタンを操作して計算の実行、一時停止、続行、終了を制御することができる。
実行中は、時間ステップ77に設定された時間Δtから得られる式「t=ti−1+Δt」に基づいて計算ステップ毎の時刻が生成される。この値に基づいて搭載機器温度や電力収支の計算が行われる。ここでti−1は1ステップ前の時刻である。つまり、結果計算部140は、Δt時間毎の搭載機器温度や電力収支の計算を行う。
また、開始時刻、終了時刻、時間ステップについてもそれぞれ入力インターフェース(入力画面)を備えており、これらを設定することにより、ユーザは計算時の積分時間ステップと、計算の開始および終了時刻を設定することができる。
なお、衛星は複数機同時に配置することによって、同時に解析を行うことができる。また、トランスポートダイアログは、モードレスのダイアログであり、表示中に他のウィンドウを操作することが可能である。さらに、上記では時刻ステップ毎に逐次計算するものとして示したが、予め1度計算した結果を再生する場合のインターフェースとしても使用できることはいうまでもない。
FIG. 8 is a diagram showing a transport dialog displayed by the transport dialog display unit 115.
The transport dialog includes a play button 71, a pause button 72, and a stop button 73. The model editing unit 120 can control execution, pause, continuation, and termination of calculations by operating these buttons with an input device.
During execution, the time for each calculation step is generated based on the expression “t i = t i−1 + Δt” obtained from the time Δt set in the time step 77. On-board equipment temperature and power balance are calculated based on this value. Here, t i-1 is the time one step before. That is, the result calculation unit 140 calculates the temperature of the mounted device and the power balance every Δt time.
Each of the start time, the end time, and the time step has an input interface (input screen), and by setting these, the user sets the integration time step at the time of calculation and the start and end times of the calculation. be able to.
Note that multiple satellites can be placed at the same time to perform analysis simultaneously. The transport dialog is a modeless dialog, and other windows can be operated during display. Furthermore, in the above description, the calculation is performed sequentially for each time step, but it goes without saying that it can also be used as an interface for reproducing a result calculated once in advance.

次に、軌道計算部130について説明する。
軌道計算部130は、処理装置により軌道計算を行う。軌道計算には、天体の位置計算と衛星の位置計算とが必要である。天体の位置は、必要に応じて固定位置を指定してもよいし、位置の時刻暦をテーブルに予め保存しておき、これを読み込んでもよい。このほかの手段として、アメリカ航空宇宙局(NASA)のジェット推進研究所(JPL)が一般公開している天体暦を用いることもできる。この方法は、天体位置をチェビシェフ多項式で表すための係数列テーブルデータを予めファイルに保存しておき、任意の時刻の天体位置を補間によって求める方法であり、精度のよい天体暦として良く知られている。もちろんこれらの複数の手段からユーザが任意に選択できるようにしても構わない。衛星の位置は、摂動理論に基づく軌道力学に基づいて計算する。永年項のみ考慮した簡易な式が知られているほか、例えば北アメリカ航空宇宙防衛司令部(NORAD)が標準一般摂動理論に基づく一連のアルゴリズム(SGP、SGP4、SDP4、SGP8、SDP8)を公表しており、それらを用いても構わない。また、目的の必要性に応じて摂動を行わずに常に同一の軌道上を周回する軌道を用いてもよい。もちろん複数の軌道計算方法を用意してユーザが任意に選択できるようにしても構わない。
Next, the trajectory calculation unit 130 will be described.
The trajectory calculation unit 130 performs trajectory calculation by the processing device. Orbital calculation requires astronomical object position calculation and satellite position calculation. As the position of the celestial body, a fixed position may be designated as necessary, or the time calendar of the position may be stored in a table in advance and read. As another means, the ephemeris that is publicly available by the Jet Propulsion Laboratory (JPL) of the National Aeronautics and Space Administration (NASA) can also be used. This method is a method in which coefficient sequence table data for representing astronomical positions in a Chebyshev polynomial is stored in a file in advance, and astronomical positions at arbitrary times are obtained by interpolation, and is well known as an accurate ephemeris. Yes. Of course, the user may arbitrarily select from these plural means. The position of the satellite is calculated based on orbital mechanics based on perturbation theory. A simple formula that takes into account only the secular term is known. For example, the North American Aerospace Defense Command (NORAD) has published a series of algorithms (SGP, SGP4, SDP4, SGP8, SDP8) based on standard general perturbation theory. They may be used. Alternatively, a trajectory that always circulates on the same trajectory without performing perturbation may be used according to the necessity of the purpose. Of course, a plurality of trajectory calculation methods may be prepared so that the user can arbitrarily select them.

次に、結果計算部140の各機能について説明する。結果計算部140は、モデル編集部120が編集した搭載機器の設定情報と、軌道計算部130が計算した軌道情報とに基づき、(1)搭載機器の温度計算、(2)電力収支計算、(3)質量特性計算を行う。上述したように、結果計算部140は、(1)(2)(3)の各計算を行う温度計算部141、電力収支計算部142、質量特性計算部143を備える。   Next, each function of the result calculation unit 140 will be described. The result calculation unit 140, based on the setting information of the mounted device edited by the model editing unit 120 and the track information calculated by the track calculation unit 130, (1) temperature calculation of the mounted device, (2) power balance calculation, ( 3) Calculate mass characteristics. As described above, the result calculation unit 140 includes the temperature calculation unit 141, the power balance calculation unit 142, and the mass characteristic calculation unit 143 that perform the calculations (1), (2), and (3).

(1)搭載機器の温度計算
温度計算部141は、処理装置により搭載機器の温度計算を行う。図9は、搭載機器の温度計算の流れを示すフローチャートである。
(S1−S4:形態係数算出ステップ)
温度計算のためには、まず、各構体パネル面への母天体(地球)からの熱放射や太陽光反射、太陽からの熱放射による熱入力を算出する必要がある。そこでまず、温度計算部141は、各構体パネル面と太陽や天体との間でお互いがどの程度可視であるかを示す形態係数を処理装置により計算する。温度計算部141は、例えば、数1により形態係数を計算する。つまり、温度計算部141は、例えば、人工衛星モデルが備える各衛星構体パネルから母天体を見た時の形態係数を、図10に示す情報を数1に適用し数値積分によって計算する。

Figure 2010086092
(S5:熱放射入力計算ステップ)
温度計算部141は、例えば、数1により求めた形態係数に基づき、数2から軌道における熱放射入力を計算する。
Figure 2010086092
(S6)
数2による計算結果を利用して、温度計算部141は、軌道における熱入力を数3に従って数値積分により計算する。ここで、発熱量は、設定チャート表示部114が表示したタイムチャートウィンドウで設定した値である。
Figure 2010086092
(1) Temperature calculation of mounted device The temperature calculation unit 141 calculates the temperature of the mounted device by the processing device. FIG. 9 is a flowchart showing a flow of temperature calculation of the mounted device.
(S1-S4: Form factor calculation step)
In order to calculate the temperature, it is first necessary to calculate the heat input from the parent body (Earth) to the surface of each structure panel, the reflection of sunlight, and the heat radiation from the sun. Therefore, first, the temperature calculation unit 141 calculates a view factor indicating how visible each other is between each structure panel surface and the sun or celestial body. For example, the temperature calculation unit 141 calculates the form factor by Equation 1. That is, for example, the temperature calculation unit 141 calculates the form factor when the parent body is viewed from each satellite structure panel included in the artificial satellite model by numerical integration using the information shown in FIG.
Figure 2010086092
(S5: Thermal radiation input calculation step)
For example, the temperature calculation unit 141 calculates the thermal radiation input in the orbit from Equation 2 based on the form factor obtained by Equation 1.
Figure 2010086092
(S6)
Using the calculation result according to Equation 2, the temperature calculation unit 141 calculates the heat input in the orbit by numerical integration according to Equation 3. Here, the heat generation amount is a value set in the time chart window displayed by the setting chart display unit 114.
Figure 2010086092

(2)電力収支計算
電力収支計算部142は、処理装置により衛星の電力収支計算を行う。
電力収支計算部142は、例えば、数4に従い衛星の電力収支計算を行う。ここで、消費電力は、設定チャート表示部114が表示したタイムチャートウィンドウで設定した値である。

Figure 2010086092
(2) Power balance calculation The power balance calculation unit 142 calculates the power balance of the satellite using the processing device.
The power balance calculation unit 142 performs satellite power balance calculation according to Equation 4, for example. Here, the power consumption is a value set in the time chart window displayed by the setting chart display unit 114.
Figure 2010086092

(3)質量特性計算
質量特性計算部143は、処理装置により衛星の質量特性計算を行う。ここで、質量特性とは、慣性能率と慣性乗積の各項から成る慣性テンソル、質量、重心座標である。衛星全体の質量特性は、構体や搭載機器を含む衛星の全構成要素の合成によって得られる。
質量特性計算部143は、例えば、数5、数6に従い質量特性計算を行う。なお、要素の質量は、例えば表面積×面密度から計算する。

Figure 2010086092
Figure 2010086092
(3) Mass characteristic calculation The mass characteristic calculation unit 143 performs mass characteristic calculation of the satellite by the processing device. Here, the mass characteristic is an inertia tensor, a mass, and a barycentric coordinate composed of terms of inertia ratio and product of inertia. The mass characteristics of the entire satellite can be obtained by synthesizing all the components of the satellite including the structure and onboard equipment.
The mass characteristic calculation unit 143 performs mass characteristic calculation according to, for example, Equations 5 and 6. The mass of the element is calculated from, for example, surface area × surface density.
Figure 2010086092
Figure 2010086092

以上のように、結果計算部140が計算した結果(結果情報)を表示部110が表示装置に表示する。そして、ユーザは、表示部110が表示装置に表示した結果を確認しながら、再度搭載機器の配置等の設計(編集)を行う。つまり、ユーザは、衛星設計支援装置100を用いて、搭載機器の配置等の編集と計算とを繰り返し行う。つまり、衛星設計支援装置100は、搭載機器配置設計をするための対話式グラフィカルツールである。この際、衛星設計支援装置100を用いて搭載機器の配置等の設計を行うことで、以下のような効果がある。
衛星設計支援装置100によれば、搭載機器の配置設計において、ユーザは各機器の搭載パネルや配置、有効面積(放熱面積)、ヒータによる加熱量を設定し、各搭載機器温度が、衛星の運用期間中を通じて軌道上を移動中にそれぞれの温度許容範囲から逸脱することがないことをタイムチャートウィンドウのグラフや、搭載機器の色表示を見て確認することができる。なお、温度許容範囲を超えた場合には、所定の色で表示することや、点滅表示させることにより警告することも可能である。
また、衛星設計支援装置100によれば、搭載機器の配置設計において、ユーザは太陽電池パドルの定格発生電力やバッテリ容量、搭載機器の消費電力等を設定し、バッテリの放電深度(DOD)が、衛星の運用期間中を通じて許容上限以上にならないことをタイムチャートウィンドウのグラフを見て確認することができる。
さらに、衛星設計支援装置100によれば、搭載機器の配置設計において、ユーザは構体や各搭載機器の形状や質量特性を設定し、重心座標の基準点からのずれ量や質量、慣性能率が許容範囲内から逸脱していないことを、質量表示を見て確認することができる。
つまり、衛星設計支援装置100によれば、軌道上を移動中の衛星の各搭載機器の温度変化を計算し、かかる計算結果に対する構体パネル面上の搭載機器配置の影響を、時々刻々変化する衛星の位置や姿勢、天体位置との幾何学的な相対関係と直感的に関連付けて把握できる。
As described above, the display unit 110 displays the result (result information) calculated by the result calculation unit 140 on the display device. Then, the user again designs (edits) the placement of the mounted device while confirming the result displayed on the display device by the display unit 110. That is, the user uses the satellite design support apparatus 100 to repeatedly edit and calculate the arrangement of the on-board equipment. That is, the satellite design support apparatus 100 is an interactive graphical tool for designing the on-board equipment arrangement. At this time, the following effects can be obtained by designing the arrangement of the on-board equipment using the satellite design support apparatus 100.
According to the satellite design support apparatus 100, in the layout design of the on-board equipment, the user sets the on-board panel and layout of each equipment, the effective area (heat radiation area), the heating amount by the heater, and the temperature of each on-board equipment depends on the operation of the satellite. It can be confirmed by looking at the graph of the time chart window and the color display of the mounted device that the temperature does not deviate from the allowable temperature range while moving on the orbit throughout the period. If the temperature exceeds the allowable temperature range, a warning can be given by displaying in a predetermined color or blinking.
Further, according to the satellite design support device 100, in the layout design of the on-board equipment, the user sets the rated generated power of the solar cell paddle, the battery capacity, the power consumption of the on-board equipment, etc., and the discharge depth (DOD) of the battery is It can be confirmed by looking at the graph in the time chart window that the upper limit is not exceeded during the operation period of the satellite.
Furthermore, according to the satellite design support apparatus 100, in the layout design of the on-board equipment, the user sets the shape and the mass characteristics of the on-board equipment and each on-board equipment, and the deviation amount, mass, and inertia ratio from the reference point of the center of gravity coordinates are allowed. It can be confirmed by looking at the mass display that there is no deviation from the range.
That is, according to the satellite design support apparatus 100, the temperature change of each mounted device of the satellite moving in the orbit is calculated, and the influence of the mounted device arrangement on the structure panel surface with respect to the calculation result changes with time. Can be grasped intuitively in relation to the geometrical relative relationship with the position, posture, and celestial position.

以上をまとめると次のようになる。
衛星設計支援装置100は、天体の位置と、放射強度またはアルベド(太陽光反射率)、複数の平面によって構成される衛星構体の形状、サイズ、姿勢、および搭載機器の形状、サイズとそれらの熱収支特性を定義・編集できるモデル編集部120と、
前記衛星構体モデルの展開図を自動的に2次元座標系上に配置および表示するとともに、各パネル上に配置された搭載機器をパネル上に投影表示することによって、3次元の搭載機器配置や形状を2次元展開パネル上でのカット&ペーストによっても編集できる表示部110(2次元表示部111)と、
軌道力学に基づいて任意の時刻の衛星位置を算出する軌道計算部130と、
かかる衛星位置計算結果と衛星の姿勢、衛星軌道の母天体位置、および母天体が投じる太陽光の影領域の相対的な幾何学関係に基づいて、母天体の赤外放射強度やアルベド、太陽放射による各衛星構体パネル面への熱の入射量を算出する機能と、かかる熱の入射量の計算結果と前記搭載機器配置や搭載機器の熱収支特性に基づいて各搭載機器の温度を算出する機能を有する結果計算部140(温度計算部141)と、
そのときの天体や天体が投じる太陽光の影の範囲、および衛星を3次元アニメーション表示する表示部110(宇宙モデル表示部113)と、
前記搭載機器温度の計算結果を視覚的に表示する表示部110(2次元表示部111、3次元表示部112、設定チャート表示部114)と
を有することを特徴とする。
The above is summarized as follows.
The satellite design support apparatus 100 includes the position of the celestial body, the radiation intensity or albedo (sunlight reflectivity), the shape, size, and attitude of the satellite structure constituted by a plurality of planes, and the shape, size, and heat of the mounted equipment. A model editing unit 120 that can define and edit balance characteristics;
A development view of the satellite structure model is automatically arranged and displayed on a two-dimensional coordinate system, and on-panel equipment arranged on each panel is projected and displayed on the panel, thereby providing a three-dimensional equipment arrangement and shape. A display unit 110 (two-dimensional display unit 111) that can be edited by cutting and pasting on a two-dimensional development panel;
An orbit calculation unit 130 for calculating a satellite position at an arbitrary time based on orbital mechanics;
Based on the relative geometric relationship between the satellite position calculation result and the attitude of the satellite, the position of the mother body in the satellite orbit, and the shadow area of the sunlight cast by the mother body, the infrared radiation intensity, albedo, and solar radiation of the mother body A function for calculating the amount of heat incident on each satellite structure panel surface by means of, and a function for calculating the temperature of each mounted device based on the calculation result of the amount of incident heat and the heat balance characteristics of the mounted device and the mounted device. A result calculation unit 140 (temperature calculation unit 141) having
A display unit 110 (space model display unit 113) that displays a three-dimensional animation of the celestial body and the range of sunlight shadows cast by the celestial body, and a satellite;
It has the display part 110 (2D display part 111, 3D display part 112, setting chart display part 114) which displays the calculation result of the said mounted apparatus temperature visually.

また、モデル編集部120は、太陽電池パドルを含む各搭載機器の電力収支や回転を定義・編集でき、
結果計算部140は、衛星位置計算結果と衛星の姿勢、天体位置、および天体が投じる太陽光の影領域の相対的な幾何学関係に基づいて、太陽電池表面への太陽光の入射量を算出するとともに、かかる太陽光の入射量の計算結果と太陽電池面の配置や回転、形状、サイズ、太陽電池パドルを含む各搭載機器の電力収支に基づいて衛星全体の電力収支を算出する電力収支計算部142有し、
表示部110(設定チャート表示部114)は、前記電力収支の計算結果を視覚的に表示できる
ことを特徴とする。
In addition, the model editing unit 120 can define and edit the power balance and rotation of each installed device including the solar battery paddle,
The result calculation unit 140 calculates the amount of sunlight incident on the surface of the solar cell based on the satellite position calculation result and the relative geometric relationship between the attitude of the satellite, the celestial position, and the shadow area of the sunlight cast by the celestial body. In addition, the power balance calculation calculates the power balance of the entire satellite based on the calculation result of the incident amount of sunlight and the power balance of each on-board device including the arrangement, rotation, shape, size, and solar paddle of the solar cell surface. Part 142,
The display unit 110 (setting chart display unit 114) can visually display the calculation result of the power balance.

さらに、モデル編集部120(熱収支特性編集部)は、各搭載機器の発熱量を複数のモード毎に設定でき、
モデル編集部120(タイムチャート編集部)は、表示部110(設定チャート表示部114)の表示に基づき、搭載機器温度計算の時間軸における計算区間内で、任意かつ1つ以上の時間区間において前記発熱量モードを選択でき、
結果計算部140(温度計算部141)は、搭載機器の温度計算を行う際に、搭載機器への熱入力に前記発熱量モードで指定された発熱量を加算して用いる
ことを特徴とする。
Furthermore, the model editing unit 120 (heat balance characteristic editing unit) can set the heat generation amount of each mounted device for each of a plurality of modes,
The model editing unit 120 (time chart editing unit) is based on the display of the display unit 110 (setting chart display unit 114), and can be used in any one or more time intervals within the calculation interval on the time axis of the on-board device temperature calculation. The calorific value mode can be selected,
When calculating the temperature of the mounted device, the result calculation unit 140 (temperature calculation unit 141) is characterized in that the heat generation amount specified in the heat generation amount mode is added to the heat input to the mounted device and used.

また、さらに、モデル編集部120(電力収支特性編集部)は、各搭載機器の消費電力を複数のモード毎に設定でき、
結果計算部140(電力収支計算部142)は、前記消費電力モード毎に搭載機器の消費電力を集計して総消費電力を算出し、
モデル編集部120(タイムチャート編集部)は、表示部110(設定チャート表示部114)の表示に基づき、衛星の電力収支計算の時間軸における計算区間内で、任意かつ1つ以上の時間区間において前記消費電力モードを選択でき、
結果計算部140(電力収支計算部142)は、衛星の電力収支計算を行う際に、前記消費電力モードで指定された総消費電力を用いる
ことを特徴とする。
Furthermore, the model editing unit 120 (power balance characteristic editing unit) can set the power consumption of each mounted device for each of a plurality of modes,
The result calculation unit 140 (power balance calculation unit 142) calculates the total power consumption by totaling the power consumption of the mounted devices for each power consumption mode,
Based on the display of the display unit 110 (setting chart display unit 114), the model editing unit 120 (time chart editing unit) is arbitrarily and within one or more time intervals within the calculation interval on the time axis of the satellite power balance calculation. The power consumption mode can be selected,
The result calculation unit 140 (power balance calculation unit 142) uses the total power consumption specified in the power consumption mode when calculating the power balance of the satellite.

また、表示部110(設定チャート表示部114)は、
モードを設定するタイムチャートを視覚的に表示するとともに、計算結果をグラフに出力し、
前記タイムチャートと前記グラフは時間軸を揃えて上下に並列表示されるとともに、前記タイムチャートと前記グラフの時間軸上の特定位置を示す時刻表示カーソルを有するとともに、3次元アニメーションで表示中のフレームの時間軸上の位置と前記時刻表示カーソルの時間軸上の位置が一致している
ことを特徴とする。
The display unit 110 (setting chart display unit 114)
While displaying the time chart to set the mode visually, the calculation result is output to the graph,
The time chart and the graph are displayed side by side with the time axis aligned, and have a time display cursor indicating a specific position on the time axis of the time chart and the graph, and a frame being displayed in a three-dimensional animation The position on the time axis coincides with the position on the time axis of the time display cursor.

さらに、モデル編集部120は、各搭載機器の質量特性を定義・編集でき、
結果計算部140は、搭載機器配置と各搭載機器の質量特性すなわち各軸周りの慣性能率、慣性乗積、質量、重心座標に基づいて衛星全体の少なくとも1項目以上の質量特性を算出し、
結果計算部140は、前記衛星全体の質量特性の少なくとも1項目を表示する
ことを特徴とする。
Furthermore, the model editing unit 120 can define and edit the mass characteristics of each mounted device,
The result calculation unit 140 calculates the mass characteristics of at least one or more items of the entire satellite based on the on-board equipment arrangement and the mass characteristics of each on-board equipment, that is, the inertia performance factor, inertial product, mass, and barycentric coordinates around each axis.
The result calculation unit 140 displays at least one item of mass characteristics of the entire satellite.

また、さらに、モデル編集部120は、搭載機器がアクチュエータによって動作する時の動作覆域表面を自動的に作成でき、
表示部110(3次元表示部112)は、生成した前記覆域モデルを当該搭載機器と共に衛星モデル上に重畳表示できる
ことを特徴とする。
Furthermore, the model editing unit 120 can automatically create an operation coverage surface when the mounted device is operated by an actuator,
The display unit 110 (three-dimensional display unit 112) is characterized in that the generated coverage model can be superimposed and displayed on the satellite model together with the mounted device.

また、表示部110(3次元表示部112)搭載機器からの視野範囲を当該搭載機器と共に衛星モデル上に重畳表示できる
ことを特徴とする。
Further, the visual field range from the display unit 110 (three-dimensional display unit 112) mounted device can be superimposed and displayed on the satellite model together with the mounted device.

つまり、衛星設計支援装置100によれば、人工衛星の搭載機器の搭載機器配置を設計するのに必要な時間やスキルを軽減するCAD装置およびソフトウェアが提供される。
すなわち、衛星設計支援装置100は、3次元衛星構体モデルの各パネルを自動的に2次元座標系上に展開配置するとともに、各パネル上に配置された搭載機器をパネル上に投影表示することによって、3次元の搭載機器の配置や形状を2次元展開パネル上でのカット&ペーストによって編集できる2次元モデル編集インターフェースを備えている。さらに、衛星設計支援装置100は、軌道力学に基づく軌道上の衛星位置計算も実行でき、母天体の放射やアルベド(反射)、太陽による各構体パネル面への時々刻々変化する熱入射量に基づいて、ユーザが設定した前記搭載機器配置や搭載機器の特性に対する搭載機器の熱収支や温度を計算する機能を備えている。天体や衛星の位置や姿勢、天体による太陽光の影領域の変化、太陽電池パドルの回転の様子は3次元グラフィクスで表示され、搭載機器温度の計算結果は同時にグラフ表示されるため、ユーザは時々刻々変化する構体パネル面の方向と太陽の影の範囲および天体との位置関係と、搭載機器温度との関係を直感的に把握しながら、搭載機器の配置設計を容易に確認することができる。
That is, according to the satellite design support apparatus 100, a CAD apparatus and software that reduce the time and skill necessary to design the onboard equipment arrangement of the onboard equipment are provided.
That is, the satellite design support apparatus 100 automatically deploys and arranges each panel of the three-dimensional satellite structure model on the two-dimensional coordinate system, and projects and displays the mounted devices arranged on each panel on the panel. It has a 2D model editing interface that allows you to edit the layout and shape of 3D on-board equipment by cutting and pasting on a 2D development panel. Furthermore, the satellite design support apparatus 100 can also execute satellite position calculation in orbit based on orbital dynamics, based on radiation of the parent body, albedo (reflection), and the amount of heat incident from time to time on each structure panel surface by the sun. In addition, it has a function of calculating the heat balance and temperature of the mounted device with respect to the mounted device arrangement and the characteristics of the mounted device set by the user. The position and orientation of celestial bodies and satellites, changes in the shadow area of sunlight due to celestial bodies, and the state of rotation of the solar battery paddle are displayed in 3D graphics, and the calculation results of the temperature of the onboard equipment are displayed simultaneously in graphs, so the user sometimes It is possible to easily confirm the layout design of the on-board equipment while intuitively grasping the relationship between the position of the structure panel surface that changes every moment, the range of the shadow of the sun and the celestial body, and the on-board equipment temperature.

次に、実施の形態における衛星設計支援装置100のハードウェア構成について説明する。
図11は、衛星設計支援装置100のハードウェア構成の一例を示す図である。
図11に示すように、衛星設計支援装置100は、プログラムを実行するCPU911(Central・Processing・Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう)を備えている。CPU911は、バス912を介してROM913、RAM914、LCD901(Liquid Crystal Display)、キーボード902、マウス903、通信ボード915、磁気ディスク装置920と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。磁気ディスク装置920の代わりに、光ディスク装置、メモリカード読み書き装置等の記憶装置でもよい。
Next, the hardware configuration of the satellite design support apparatus 100 in the embodiment will be described.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the satellite design support apparatus 100.
As shown in FIG. 11, the satellite design support apparatus 100 includes a CPU 911 (also referred to as a central processing unit, a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, and a processor) that executes a program. . The CPU 911 is connected to the ROM 913, the RAM 914, the LCD 901 (Liquid Crystal Display), the keyboard 902, the mouse 903, the communication board 915, and the magnetic disk device 920 via the bus 912, and controls these hardware devices. Instead of the magnetic disk device 920, a storage device such as an optical disk device or a memory card read / write device may be used.

ROM913、磁気ディスク装置920は、不揮発性メモリの一例である。RAM914は、揮発性メモリの一例である。   The ROM 913 and the magnetic disk device 920 are examples of a nonvolatile memory. The RAM 914 is an example of a volatile memory.

磁気ディスク装置920又はROM913等には、オペレーティングシステム921(OS)、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のプログラムは、CPU911、オペレーティングシステム921、ウィンドウシステム922により実行される。   An operating system 921 (OS), a window system 922, a program group 923, and a file group 924 are stored in the magnetic disk device 920 or the ROM 913. The programs in the program group 923 are executed by the CPU 911, the operating system 921, and the window system 922.

プログラム群923には、上記の説明において「表示部110」、「モデル編集部120」、「軌道計算部130」、「結果計算部140」等として説明した機能を実行するソフトウェアやプログラムやその他の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、上記の説明において「搭載機器温度」、「電力収支」、「質量特性」等の情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「ファイル」や「データベース」の各項目として記憶される。「ファイル」や「データベース」は、ディスクやメモリ等の記録媒体に記憶される。ディスクやメモリ等の記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してCPU911によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示等のCPU911の動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示のCPU911の動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
また、上記の説明におけるフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、RAM914のメモリ、その他光ディスク等の記録媒体に記録される。また、データや信号は、バス912や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。
The program group 923 includes software and programs that execute the functions described as “display unit 110”, “model editing unit 120”, “trajectory calculation unit 130”, “result calculation unit 140”, and the like in the above description. The program is stored. The program is read and executed by the CPU 911.
In the file group 924, information, data, signal values, variable values, and parameters such as “equipment temperature”, “power balance”, “mass characteristics”, etc. in the above description are stored in the “file” and “database” items. Is remembered as The “file” and “database” are stored in a recording medium such as a disk or a memory. Information, data, signal values, variable values, and parameters stored in a storage medium such as a disk or memory are read out to the main memory or cache memory by the CPU 911 via a read / write circuit, and extracted, searched, referenced, compared, and calculated. Used for the operation of the CPU 911 such as calculation / processing / output / printing / display. Information, data, signal values, variable values, and parameters are temporarily stored in the main memory, cache memory, and buffer memory during the operation of the CPU 911 for extraction, search, reference, comparison, calculation, calculation, processing, output, printing, and display. Is remembered.
In addition, the arrows in the flowcharts in the above description mainly indicate input / output of data and signals, and the data and signal values are recorded in a memory of the RAM 914 and other recording media such as an optical disk. Data and signals are transmitted online via a bus 912, signal lines, cables, or other transmission media.

また、上記の説明において「〜部」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」、「〜手段」、「〜機能」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。また、「〜装置」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」、「〜手段」、「〜機能」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。さらに、「〜処理」として説明するものは「〜ステップ」であっても構わない。すなわち、「〜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、素子・デバイス・基板・配線等のハードウェアのみ、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。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、ROM913等の記録媒体に記憶される。プログラムはCPU911により読み出され、CPU911により実行される。すなわち、プログラムは、上記で述べた「〜部」としてコンピュータ等を機能させるものである。あるいは、上記で述べた「〜部」の手順や方法をコンピュータ等に実行させるものである。   In addition, what is described as “to part” in the above description may be “to circuit”, “to device”, “to device”, “to means”, and “to function”. It may be “step”, “˜procedure”, “˜processing”. In addition, what is described as “˜device” may be “˜circuit”, “˜device”, “˜equipment”, “˜means”, “˜function”, and “˜step”, “ ~ Procedure "," ~ process ". Furthermore, what is described as “to process” may be “to step”. That is, what is described as “˜unit” may be realized by firmware stored in the ROM 913. Alternatively, only software, hardware such as elements, devices, substrates, and wiring, a combination of software and hardware, or a combination of firmware may be used. Firmware and software are stored in a recording medium such as ROM 913 as a program. The program is read by the CPU 911 and executed by the CPU 911. That is, the program causes a computer or the like to function as the “˜unit” described above. Alternatively, the computer or the like is caused to execute the procedures and methods of “to part” described above.

つまり、衛星設計支援装置100は、衛星設計支援プログラム、衛星設計支援方法と読み替えてもよい。衛星設計支援プログラムである場合には、衛星設計支援装置100が備える「〜部」は「〜処理」と読み替え、衛星設計支援方法である場合には、衛星設計支援装置100が備える「〜部」は「〜ステップ」と読み替えてもよい。   That is, the satellite design support apparatus 100 may be read as a satellite design support program and a satellite design support method. In the case of the satellite design support program, the “˜unit” included in the satellite design support apparatus 100 is read as “˜processing”, and in the case of the satellite design support method, the “˜unit” included in the satellite design support apparatus 100. May be read as "~ step".

衛星設計支援装置100の機能を示す機能ブロック図。3 is a functional block diagram showing functions of the satellite design support apparatus 100. FIG. 搭載機器配置モデル編集画面の画面構成と使用状況の一例を示す図。The figure which shows an example of the screen structure and usage condition of an on-board equipment arrangement model edit screen. 3次元衛星モデル編集画面の画面構成と使用状況の一例を示す図。The figure which shows an example of the screen structure and usage condition of a three-dimensional satellite model edit screen. 搭載機器の視野および動作覆域表面の3次元衛星モデル編集画面への表示状況の一例を示す図。The figure which shows an example of the display condition on the three-dimensional satellite model edit screen of the visual field of an mounted apparatus, and an operation | movement coverage surface. 質量特性計算結果の表示画面の一例を示す図。The figure which shows an example of the display screen of a mass characteristic calculation result. 宇宙モデル編集画面の画面構成と使用状況の一例を示す図。The figure which shows an example of a screen structure and usage condition of a space model edit screen. タイムチャートウィンドウの画面構成と使用状況の一例を示す図。The figure which shows an example of the screen structure and usage condition of a time chart window. トランスポートダイアログの画面構成と使用状況の一例を示す図。The figure which shows an example of a screen structure and usage condition of a transport dialog. 搭載機器温度の計算フローを示す図。The figure which shows the calculation flow of onboard equipment temperature. 形態係数の計算式の補足説明図。The supplementary explanatory drawing of the formula of a form factor. 衛星設計支援装置100のハードウェア構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the hardware constitutions of the satellite design assistance apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 衛星構体パネル、2 搭載機器、3 ヒートパイプ、31 視野範囲、32 動作覆域表面、33 太陽電池パドル、34 センサ、51 母天体、52 衛星、53 衛星軌道、54 母天体影領域、61 タイムチャート配置エリア、62 電力収支グラフエリア、63 搭載機器温度グラフエリア、64 時刻表示カーソル、65 編集モード表示エリア、71 再生ボタン、72 一時停止ボタン、73 停止ボタン、74 計算開始時刻設定インターフェース、75 計算終了時刻設定インターフェース、76 時刻表示/設定インターフェース、77 時間ステップ設定インターフェース、91 構体パネル面、92 太陽、93 母天体表面、100 衛星設計支援装置、110 表示部、111 2次元表示部、112 3次元表示部、113 宇宙モデル表示部、114 設定チャート表示部、115 トランスポートダイアログ表示部、120 モデル編集部、130 軌道計算部、140 結果計算部、141 温度計算部、142 電力収支計算部、143 質量特性計算部、150 結果表示部。   1 Satellite structure panel, 2 Onboard equipment, 3 Heat pipe, 31 Field of view, 32 Operating coverage surface, 33 Solar cell paddle, 34 Sensor, 51 Mother body, 52 Satellite, 53 Satellite orbit, 54 Mother body shadow area, 61 time Chart layout area, 62 Power balance graph area, 63 On-board equipment temperature graph area, 64 Time display cursor, 65 Edit mode display area, 71 Play button, 72 Pause button, 73 Stop button, 74 Calculation start time setting interface, 75 Calculation End time setting interface, 76 Time display / setting interface, 77 Time step setting interface, 91 Structure panel surface, 92 Sun, 93 Mother body surface, 100 Satellite design support device, 110 Display unit, 111 2D display unit, 112 3D Display unit, 11 Space model display section, 114 setting chart display section, 115 transport dialog display section, 120 model editing section, 130 orbit calculation section, 140 result calculation section, 141 temperature calculation section, 142 power balance calculation section, 143 mass property calculation section, 150 Result display section.

Claims (23)

人工衛星の搭載機器配置設計を支援する衛星設計支援装置であり、
搭載機器が配置された人工衛星モデルを2次元座標系に展開した展開図を表示装置に表示する2次元表示部と、
前記2次元表示部が表示した展開図を入力装置を介して操作することにより、前記人工衛星モデルの搭載機器の配置と形状とサイズとの少なくともいずれかの設定情報を編集するモデル編集部と、
前記モデル編集部が編集した前記人工衛星モデルの搭載機器の設定情報に基づき、前記人工衛星モデルが示す人工衛星が所定の軌道を移動した場合の前記人工衛星モデルへの熱の入射量を計算して、前記所定の軌道における移動開始後所定の時刻の前記人工衛星モデルの搭載機器温度を処理装置により計算する温度計算部と、
前記温度計算部が計算した前記人工衛星モデルの搭載機器温度を結果情報として表示装置に表示する結果表示部と
を備えることを特徴とする衛星設計支援装置。
It is a satellite design support device that supports the layout design of onboard equipment for artificial satellite
A two-dimensional display unit that displays on a display device a development view in which a satellite model in which the on-board equipment is arranged is developed in a two-dimensional coordinate system;
A model editing unit that edits setting information of at least one of an arrangement, a shape, and a size of the mounted device of the artificial satellite model by operating a development view displayed by the two-dimensional display unit via an input device;
Based on the setting information of the device equipped with the satellite model edited by the model editing unit, the amount of heat incident on the satellite model when the satellite indicated by the satellite model moves in a predetermined orbit is calculated. A temperature calculation unit for calculating a temperature of the mounted device of the artificial satellite model at a predetermined time after the start of movement in the predetermined orbit by a processing device;
A satellite design support apparatus, comprising: a result display unit configured to display, on the display device, the temperature of the device mounted on the artificial satellite model calculated by the temperature calculation unit as result information.
前記モデル編集部は、前記人工衛星の移動開始後の時刻毎に、前記搭載機器の発熱量を設定し、
前記温度計算部は、前記人工衛星モデルへの熱の入射量と前記発熱量とに基づき、前記所定の位置での前記人工衛星モデルの搭載機器温度を計算する
ことを特徴とする請求項1に記載の衛星設計支援装置。
The model editing unit sets the calorific value of the on-board equipment at each time after the artificial satellite starts moving,
2. The temperature calculation unit calculates a temperature of a device mounted on the artificial satellite model at the predetermined position based on an amount of heat incident on the artificial satellite model and the calorific value. The satellite design support apparatus described.
前記モデル編集部は、太陽電池パドルを含む搭載機器の設定情報を編集するとともに、前記搭載機器の電力収支を設定し、
前記衛星設計支援装置は、さらに、
前記モデル編集部が設定した前記搭載機器の電力収支に基づき、前記人工衛星が前記所定の軌道を移動した場合の所定の位置での前記人工衛星モデルの電力収支を処理装置により計算する電力収支計算部を備え、
前記結果表示部は、前記電力収支計算部が計算した電力収支を結果情報として表示する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の衛星設計支援装置。
The model editing unit edits the setting information of the onboard device including the solar battery paddle, and sets the power balance of the onboard device,
The satellite design support device further includes:
Based on the power balance of the on-board equipment set by the model editing unit, a power balance calculation for calculating a power balance of the artificial satellite model at a predetermined position when the artificial satellite moves in the predetermined orbit by a processing device Part
The satellite design support apparatus according to claim 1, wherein the result display unit displays the power balance calculated by the power balance calculation unit as result information.
前記モデル編集部は、前記人工衛星の移動開始後の時刻毎に、前記搭載機器の消費電力を設定し、
前記電力収支計算部は、前記搭載機器の電力収支と、前記モデル編集部が設定した消費電力とに基づき、前記所定の位置での前記人工衛星モデルの電力収支を計算する
ことを特徴とする請求項3に記載の衛星設計支援装置。
The model editing unit sets the power consumption of the mounted device at each time after the start of movement of the artificial satellite,
The power balance calculation unit calculates a power balance of the artificial satellite model at the predetermined position based on a power balance of the mounted device and power consumption set by the model editing unit. Item 4. The satellite design support device according to item 3.
前記衛星設計支援装置は、さらに、
前記搭載機器の発熱量と消費電力との少なくともいずれかを設定するためのタイムチャートを表示装置に表示する設定チャート表示部を備え、
前記モデル編集部は、前記設定チャート表示部が表示したタイムチャートを操作することにより、前記人工衛星の移動開始後の時刻毎に、前記搭載機器の発熱量と消費電力との少なくともいずれかを設定し、
前記結果表示部は、前記設定チャート表示部が表示したタイムチャートと並べて又は重ねて前記結果情報をグラフとして表示する
ことを特徴とする請求項2又は4に記載の衛星設計支援装置。
The satellite design support device further includes:
A setting chart display unit for displaying a time chart for setting at least one of the heat generation amount and power consumption of the mounted device on a display device;
The model editing unit sets at least one of the heat generation amount and power consumption of the mounted device at each time after the start of movement of the artificial satellite by operating the time chart displayed by the setting chart display unit. And
5. The satellite design support apparatus according to claim 2, wherein the result display unit displays the result information as a graph side by side or overlaid with the time chart displayed by the setting chart display unit.
前記結果表示部は、前記所定の軌道を移動する前記人工衛星の3次元アニメーションと、前記3次元アニメーションが示す前記所定の軌道における前記人工衛星の移動開始後所定の時刻の前記結果情報とを表示する
ことを特徴とする請求項1から5までのいずれかに記載の衛星設計支援装置。
The result display unit displays a three-dimensional animation of the artificial satellite moving in the predetermined orbit and the result information at a predetermined time after the artificial satellite starts moving in the predetermined orbit indicated by the three-dimensional animation. The satellite design support apparatus according to claim 1, wherein
前記結果表示部は、前記所定の軌道を移動する前記人工衛星とともに、前記人工衛星についての太陽光が当たっている部分と当たっていない部分とを識別可能に表示する
ことを特徴とする請求項6に記載の衛星設計支援装置。
7. The result display unit displays the artificial satellite moving in the predetermined orbit so that a portion of the artificial satellite that is exposed to sunlight and a portion that is not irradiated can be identified. The satellite design support device described in 1.
前記結果表示部は、前記結果情報をグラフとして表示する場合には、前記グラフのうち、前記3次元アニメーションが示す前記所定の軌道における前記人工衛星の移動開始後所定の時刻の前記結果情報を示す部分を強調して表示する
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の衛星設計支援装置。
When displaying the result information as a graph, the result display unit indicates the result information at a predetermined time after the start of movement of the artificial satellite in the predetermined orbit indicated by the three-dimensional animation in the graph. The satellite design support device according to claim 6 or 7, wherein the portion is highlighted and displayed.
前記モデル編集部は、前記搭載機器について、付加する質点の質量と付加位置、密度、面密度の少なくとも1つ以上を含む質量特性を設定し、
前記衛星設計支援装置は、さらに、
前記搭載機器の形状及びサイズと、前記モデル編集部が設定した質量特性とに基づき、前記人工衛星モデルの慣性能率と慣性乗積と質量と重心座標との少なくともいずれか1つ以上を含む質量特性を処理装置により計算する質量特性計算部を備え、
前記結果表示部は、前記質量特性計算部が計算した前記人工衛星モデルの質量特性を表示する
ことを特徴とする請求項1から8までのいずれかに記載の衛星設計支援装置。
The model editing unit sets mass characteristics including at least one of a mass of mass points to be added, an addition position, a density, and an area density for the mounted device,
The satellite design support device further includes:
Based on the shape and size of the on-board equipment and the mass characteristics set by the model editing unit, the mass characteristics including at least one of inertia ratio, inertial product, mass, and barycentric coordinates of the satellite model A mass characteristic calculation unit for calculating
9. The satellite design support apparatus according to claim 1, wherein the result display unit displays a mass characteristic of the artificial satellite model calculated by the mass characteristic calculation unit.
前記衛星設計支援装置は、さらに、
前記2次元表示部が表示する搭載機器が配置された人工衛星モデルを3次元表示するとともに、前記人工衛星モデルが示す人工衛星のアクチュエータによって動作する搭載機器の動作覆域表面を表示装置に表示する3次元表示部
を備えることを特徴とする請求項1から9までのいずれかに記載の衛星設計支援装置。
The satellite design support device further includes:
The satellite model on which the mounted device displayed by the two-dimensional display unit is arranged is displayed three-dimensionally, and the operating coverage surface of the mounted device operated by the actuator of the artificial satellite indicated by the artificial satellite model is displayed on the display device. The satellite design support apparatus according to claim 1, further comprising a three-dimensional display unit.
前記3次元表示部は、搭載機器からの視野範囲を前記搭載機器とともに人工衛星モデルに表示する
ことを特徴とする請求項10に記載の衛星設計支援装置。
The satellite design support apparatus according to claim 10, wherein the three-dimensional display unit displays a field-of-view range from a mounted device on an artificial satellite model together with the mounted device.
人工衛星の搭載機器配置設計を支援する衛星設計支援プログラムであり、
搭載機器が配置された人工衛星モデルを2次元座標系に展開した展開図を表示する2次元表示処理と、
前記2次元表示処理で表示した展開図を操作することにより、前記人工衛星モデルの搭載機器の配置と形状とサイズとの少なくともいずれかの設定情報を編集するモデル編集処理と、
前記モデル編集処理で編集した前記人工衛星モデルの搭載機器の設定情報に基づき、前記人工衛星モデルが示す人工衛星が所定の軌道を移動した場合の前記人工衛星モデルへの熱の入射量を計算して、前記所定の軌道における移動開始後所定の時刻の前記人工衛星モデルの搭載機器温度を計算する温度計算処理と、
前記温度計算処理で計算した前記人工衛星モデルの温度を結果情報として表示する結果表示処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする衛星設計支援プログラム。
It is a satellite design support program that supports the placement design of onboard equipment for artificial satellites,
A two-dimensional display process for displaying a development view in which a satellite model in which an on-board device is arranged is developed in a two-dimensional coordinate system;
A model editing process for editing setting information of at least one of the arrangement, shape, and size of the mounted device of the artificial satellite model by manipulating the developed view displayed in the two-dimensional display process;
The amount of heat incident on the satellite model when the artificial satellite indicated by the artificial satellite model moves in a predetermined orbit is calculated based on the setting information of the onboard device of the artificial satellite model edited by the model editing process. A temperature calculation process for calculating a temperature of the mounted device of the artificial satellite model at a predetermined time after the start of movement in the predetermined orbit,
A satellite design support program for causing a computer to execute a result display process for displaying the temperature of the artificial satellite model calculated by the temperature calculation process as result information.
前記モデル編集処理では、前記人工衛星の移動開始後の時刻毎に、前記搭載機器の発熱量を設定し、
前記温度計算処理では、前記人工衛星モデルへの熱の入射量と前記発熱量とに基づき、前記所定の位置での前記人工衛星モデルの搭載機器温度を計算する
ことを特徴とする請求項12に記載の衛星設計支援プログラム。
In the model editing process, for each time after the start of movement of the artificial satellite, set the heat generation amount of the onboard equipment,
The temperature calculation process calculates the temperature of the device mounted on the artificial satellite model at the predetermined position based on the amount of heat incident on the artificial satellite model and the calorific value. The satellite design support program described.
前記モデル編集処理では、太陽電池パドルを含む搭載機器の設定情報を編集するとともに、前記搭載機器の電力収支を設定し、
前記衛星設計支援プログラムは、さらに、
前記モデル編集処理で設定した前記搭載機器の電力収支に基づき、前記人工衛星が前記所定の軌道を移動した場合の所定の位置での前記人工衛星モデルの電力収支を処理装置により計算する電力収支計算処理をコンピュータに実行させ、
前記結果表示処理では、前記電力収支計算処理で計算した電力収支を結果情報として表示する
ことを特徴とする請求項12又は13に記載の衛星設計支援プログラム。
In the model editing process, the setting information of the mounted device including the solar battery paddle is edited, and the power balance of the mounted device is set,
The satellite design support program further includes:
Based on the power balance of the on-board equipment set in the model editing process, a power balance calculation for calculating the power balance of the artificial satellite model at a predetermined position when the artificial satellite moves in the predetermined orbit by a processing device Let the computer execute the process,
14. The satellite design support program according to claim 12, wherein the result display process displays the power balance calculated in the power balance calculation process as result information.
前記モデル編集処理では、前記人工衛星の移動開始後の時刻毎に、前記搭載機器の消費電力を設定し、
前記電力収支計算処理では、前記搭載機器の電力収支と、前記モデル編集処理で設定した消費電力とに基づき、前記所定の位置での前記人工衛星モデルの電力収支を計算する
ことを特徴とする請求項14に記載の衛星設計支援プログラム。
In the model editing process, for each time after the start of movement of the artificial satellite, set the power consumption of the on-board equipment,
The power balance calculation process calculates a power balance of the satellite model at the predetermined position based on a power balance of the mounted device and power consumption set by the model editing process. Item 15. A satellite design support program according to Item 14.
前記衛星設計支援プログラムは、さらに、
前記搭載機器の発熱量と消費電力との少なくともいずれかを設定するためのタイムチャートを表示する設定チャート表示処理をコンピュータに実行させ、
前記モデル編集処理では、前記設定チャート表示処理で表示したタイムチャートを操作することにより、前記人工衛星の移動開始後の時刻毎に、前記搭載機器の発熱量と消費電力との少なくともいずれかを設定し、
前記結果表示処理では、前記設定チャート表示処理で表示したタイムチャートと並べて又は重ねて前記結果情報をグラフとして表示する
ことを特徴とする請求項13又は15に記載の衛星設計支援プログラム。
The satellite design support program further includes:
Causing the computer to execute a setting chart display process for displaying a time chart for setting at least one of the heat generation amount and power consumption of the mounted device;
In the model editing process, by operating the time chart displayed in the setting chart display process, at least one of the heat generation amount and power consumption of the mounted device is set for each time after the artificial satellite starts moving. And
16. The satellite design support program according to claim 13, wherein in the result display process, the result information is displayed as a graph side by side or overlaid with the time chart displayed in the setting chart display process.
前記結果表示処理では、前記所定の軌道を移動する前記人工衛星の3次元アニメーションと、前記3次元アニメーションが示す前記所定の軌道における前記人工衛星の移動開始後所定の時刻の前記結果情報とを表示する
ことを特徴とする請求項12から16までのいずれかに記載の衛星設計支援プログラム。
In the result display process, the three-dimensional animation of the artificial satellite moving in the predetermined orbit and the result information at a predetermined time after the artificial satellite starts moving in the predetermined orbit indicated by the three-dimensional animation are displayed. The satellite design support program according to any one of claims 12 to 16, wherein the program is a satellite design support program.
前記結果表示処理では、前記所定の軌道を移動する前記人工衛星とともに、前記人工衛星についての太陽光が当たっている部分と当たっていない部分とを識別可能に表示する
ことを特徴とする請求項17に記載の衛星設計支援プログラム。
18. In the result display processing, together with the artificial satellite moving in the predetermined orbit, a portion of the artificial satellite that is exposed to sunlight and a portion that is not irradiated are displayed so as to be distinguishable. Satellite design support program described in 1.
前記結果表示処理では、前記結果情報をグラフとして表示する場合には、前記グラフのうち、前記3次元アニメーションが示す前記所定の軌道における前記人工衛星の移動開始後所定の時刻の前記結果情報を示す部分を強調して表示する
ことを特徴とする請求項17又は18に記載の衛星設計支援プログラム。
In the result display process, when the result information is displayed as a graph, the result information at a predetermined time after the start of movement of the artificial satellite in the predetermined orbit indicated by the three-dimensional animation is displayed. The satellite design support program according to claim 17 or 18, wherein the portion is highlighted and displayed.
前記モデル編集処理では、前記搭載機器について、付加する質点の質量と付加位置、密度、面密度の少なくとも1つ以上を含む質量特性を設定し、
前記衛星設計支援プログラムは、さらに、
前記搭載機器の形状及びサイズと、前記モデル編集処理で設定した質量特性とに基づき、前記人工衛星モデルの慣性能率と慣性乗積と質量と重心座標との少なくともいずれか1つ以上を含む質量特性を処理装置により計算する質量特性計算処理をコンピュータに実行させ、
前記結果表示処理では、前記質量特性計算処理で計算した前記人工衛星モデルの質量特性を表示する
ことを特徴とする請求項12から19までのいずれかに記載の衛星設計支援プログラム。
In the model editing process, a mass characteristic including at least one of the mass of the mass point to be added, the addition position, the density, and the surface density is set for the mounted device,
The satellite design support program further includes:
Based on the shape and size of the on-board equipment and the mass characteristics set in the model editing process, the mass characteristics including at least one of inertia ratio, inertial product, mass, and barycentric coordinates of the satellite model The computer executes mass characteristic calculation processing for calculating
The satellite design support program according to any one of claims 12 to 19, wherein in the result display process, the mass characteristic of the artificial satellite model calculated in the mass characteristic calculation process is displayed.
前記衛星設計支援プログラムは、さらに、
前記2次元表示処理で表示する搭載機器が配置された人工衛星モデルを3次元表示するとともに、前記人工衛星モデルが示す人工衛星のアクチュエータによって動作する搭載機器の動作覆域表面を表示装置に表示する3次元表示処理
をコンピュータに実行させることを特徴とする請求項12から20までのいずれかに記載の衛星設計支援プログラム。
The satellite design support program further includes:
The artificial satellite model in which the on-board equipment to be displayed in the two-dimensional display processing is arranged is three-dimensionally displayed, and the operation coverage surface of the on-board equipment operated by the artificial satellite actuator indicated by the artificial satellite model is displayed on the display device. The satellite design support program according to any one of claims 12 to 20, wherein the computer executes a three-dimensional display process.
前記3次元表示処理では、搭載機器からの視野範囲を前記搭載機器とともに人工衛星モデルに表示する
ことを特徴とする請求項21に記載の衛星設計支援プログラム。
The satellite design support program according to claim 21, wherein, in the three-dimensional display process, a field-of-view range from the mounted device is displayed on an artificial satellite model together with the mounted device.
人工衛星の搭載機器配置設計を支援する衛星設計支援方法であり、
表示装置が、搭載機器が配置された人工衛星モデルを2次元座標系に展開した展開図を表示する2次元表示ステップと、
入力装置が、前記2次元表示ステップで表示した展開図を操作することにより、前記人工衛星モデルの搭載機器の配置と形状とサイズとの少なくともいずれかの設定情報を編集するモデル編集ステップと、
処理装置が、前記モデル編集ステップで編集した前記人工衛星モデルの搭載機器の設定情報に基づき、前記人工衛星モデルが示す人工衛星が所定の軌道を移動した場合の前記人工衛星モデルへの熱の入射量を計算して、前記所定の軌道における移動開始後所定の時刻の前記人工衛星モデルの搭載機器温度を計算する温度計算ステップと、
表示装置が、前記温度計算ステップで計算した前記人工衛星モデルの温度を結果情報として表示する結果表示ステップと
を備えることを特徴とする衛星設計支援方法。
It is a satellite design support method that supports the placement design of onboard equipment for artificial satellites,
A two-dimensional display step in which the display device displays a development view in which the satellite model in which the on-board equipment is arranged is developed in a two-dimensional coordinate system;
A model editing step in which the input device edits the setting information of at least one of the arrangement, shape, and size of the device on which the artificial satellite model is mounted by operating the development view displayed in the two-dimensional display step;
The processor enters the artificial satellite model when the artificial satellite indicated by the artificial satellite model moves in a predetermined orbit based on the setting information of the equipment equipped with the artificial satellite model edited in the model editing step. A temperature calculation step of calculating an amount, and calculating a temperature of a mounted device of the artificial satellite model at a predetermined time after the start of movement in the predetermined orbit,
A satellite design support method, comprising: a result display step in which the display device displays the temperature of the artificial satellite model calculated in the temperature calculation step as result information.
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