JP2017165402A - 衛星運用計画作成装置及び衛星運用計画作成プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】人工衛星を使用する複数のミッション要求に対して、より適切なコマンド配置を算出できる装置を提供する。【解決手段】衛星運用計画作成装置１０１は、複数の要求からなる要求群Ｒを衛星に処理させる複数のコマンドを時系列に配置したコマンド配置を算出する計画立案部１２１と、コマンド配置を人工衛星に処理させた場合の人工衛星の動作を模擬する模擬部１２２と、模擬された模擬結果を評価する評価部１２３とを備える。評価部１２３は、模擬結果に基づいて、予め設定されているコマンド種類と、コマンド種類の時系列における時刻移動量とを計画立案部１２１に通知し、計画立案部１２１にコマンド種類に該当するコマンドを時刻移動量だけ移動させた新たなコマンド配置を算出させると共に模擬部１２２に新たなコマンド配置を用いて人工衛星の動作を模擬させ、新たなコマンド配置で模擬された衛星の模擬結果を評価する。【選択図】図３

Description

この発明は、衛星運用計画作成装置及び衛星運用計画作成プログラムに関する。

従来の衛星運用計画では、人工衛星を使用する複数のミッション要求に対して、人工衛星の運用可能なコマンド配置をオペレータが手動で決定している場合もあった。また、運用可能なコマンド配置であっても運用可能であることがわかるだけで、より最適なコマンド配置であるどうかはわからなかった（例えば特許文献１）。

特開２０１４−１７２５５３号公報

この発明は、人工衛星を使用する複数のミッション要求に対して、より適切なコマンド配置を算出することができる装置及びプログラムの提供を目的とする。

この発明の衛星運用計画作成装置は、
人工衛星に対する複数の要求を受け付け、受け付けた複数の要求を前記人工衛星に処理させるための複数のコマンドを時系列に配置したコマンド配置を算出する計画立案部と、
算出された前記コマンド配置を、前記人工衛星に処理させた場合の前記人工衛星の動作を模擬する模擬部と、
前記模擬部により模擬された模擬結果を評価する評価部と
を備え、
前記評価部は、
前記模擬結果に基づいて、予め設定されているコマンド種類と、予め設定されている前記コマンド種類の前記時系列における時刻移動量とを前記計画立案部に通知し、前記計画立案部に前記コマンド種類に該当するコマンドを前記時刻移動量だけ移動させた新たなコマンド配置を算出させると共に、前記模擬部に前記新たなコマンド配置を用いて前記人工衛星の動作を模擬させ、前記新たなコマンド配置によって模擬された前記人工衛星の模擬結果を評価することを特徴とする。

前記評価部は、
前記模擬結果を評価する処理と、前記模擬結果の評価から前記計画立案部に新たなコマンド配置を算出させる処理と、算出された新たなコマンド配置を前記模擬部に模擬させる処理とを繰り返し実行し、前記模擬結果の収束値を探索することを特徴とする。

前記評価部は、
予め設定されている前記コマンド種類に該当するコマンドが、前記人工衛星の同一周回内に収まる前記時刻移動量を前記計画立案部に通知することを特徴とする。

前記計画立案部は、
前記模擬結果が閾値を満たさない場合、予め設定されているコマンド種類に該当するコマンドを、算出した前記コマンド配置において、前記人工衛星の次の周回内に配置することを特徴とする。

前記計画立案部が受け付ける前記複数の要求の各要求は、
優先度が付されており、
前記計画立案部は、
前記模擬結果が閾値を満たさない場合、前記優先度の順位を参照し、算出した前記コマンド配置に含まれる複数のコマンドのうちの少なくともいずれかのコマンドを、前記順位に応じて削除することを特徴とする。

前記計画立案部は、
前記人工衛星の軌道誤差を計算し、計算した前記軌道誤差に基づいて前記コマンド配置を算出することを特徴とする。

前記計画立案部は、
前記軌道誤差の確率分布関数を有しており、前記確率分布関数を用いてコマンド配置を補正することを特徴とする。

前記衛星運用計画作成装置は、
割込み要求を受け付ける割込み要求調整部と、
前記計画立案部と前記模擬部と前記評価部とを有する複数の運用計画作成部と
を備え、
前記割込み要求調整部は、
前記割込み要求を受け付けた場合、前記割込み要求の内容に応じて、少なくとも一つの前記運用計画作成部を選択し、選択した前記運用計画作成部の前記計画立案部、前記模擬部、前記評価部に、それぞれ、前記割込み要求に基づく前記コマンド配置の算出、前記割込み要求に基づく前記人工衛星の動作の模擬、前記割込み要求に基づく前記模擬結果の評価を実行させることを特徴とする。

前記複数の運用計画作成部の各運用計画作成部は、
他の運用計画作成部が対応付けられている人工衛星とは異なる人工衛星に対応付けられており、
前記割込み要求調整部は、
受け付けた前記割込み要求によって、前記割込み要求を処理させるべき人工衛星が特定できない場合には，候補となる複数の前記運用計画作成部を選択し、選択したすべての前記運用計画作成部の前記計画立案部、前記模擬部、前記評価部に、それぞれ、前記割込み要求に基づく前記コマンド配置の算出、前記割込み要求に基づく前記人工衛星の動作の模擬、前記割込み要求に基づく前記模擬結果の評価を実行させることを特徴とする。

この発明の衛星運用計画作成プログラムは、
コンピュータに、
人工衛星に対する複数の要求を受け付け、受け付けた複数の要求を前記人工衛星に処理させるための複数のコマンドを時系列に配置したコマンド配置を算出する計画立案処理、
算出された前記コマンド配置を、前記人工衛星に処理させた場合の前記人工衛星の動作を模擬する模擬処理、
前記模擬結果に基づいて、予め設定されているコマンド種類と、予め設定されている前記コマンド種類の前記時系列における時刻移動量とを決定する処理、
前記コマンド種類に該当するコマンドを前記時刻移動量だけ移動させた新たなコマンド配置を算出する処理、
前記新たなコマンド配置を用いて前記人工衛星の動作を模擬する処理、
前記新たなコマンド配置によって模擬した前記人工衛星の模擬結果を評価する処理、
を実行させることを特徴とする。

本発明によれば、人工衛星を使用する複数のミッション要求に対して、より適切なコマンド配置を算出することによりミッション要求の棄却を極小化できる装置及びプログラムを提供できる。

実施の形態１の図で、衛星運用システム１００１の全体構成を示す図。 実施の形態１の図で、衛星運用システム１００１の動作概要を説明するフローチャート。 実施の形態１の図で、衛星運用計画作成装置１０１の機能ブロック図。 実施の形態１の図で、衛星選択部１１０の動作概要を説明するフローチャート。 実施の形態１の図で、衛星運用計画作成装置１０１の動作を説明する図。（ａ）は要求群Ｒの例を示し、（ｂ）は計画立案部１２１の動作を説明し、（ｃ）は模擬部１２２の動作を説明し、（ｄ）は評価部１２３の動作を説明する図。 実施の形態１の図で、富士山等を示す日本地図の一部を示す図。 実施の形態１の図で、運用計画作成部１２０−１の計画立案部１２１、模擬部１２２及び評価部１２３の動作の概要を示すフローチャート。 実施の形態１の図で、運用計画作成部１２０−１の計画立案部１２１、模擬部１２２及び評価部１２３の動作の詳細を示すフローチャートで、方法１の処理を示すフローチャート。 実施の形態１の図で、要求ｒの有する情報を示す図。 実施の形態１の図で、要求ｒごとのコマンド配置を模式的に示す方法１の図。 実施の形態１の図で、コマンドｒ１−Ｃ１に対して、時刻幅ηを変動させる状態を示す方法１の図。 実施の形態１の図で、ステップＳ２３の方法２の内容を示す図。 実施の形態１の図で、ステップＳ２５の方法３の内容を示す図。 実施の形態１の図で、計画立案部１２１がコマンド配置を算出する際の、衛星の軌道誤差の計算方法を示す図。 実施の形態２の図で、衛星運用システム１００２の全体構成を示す図。 実施の形態２の図で、衛星運用計画作成装置１０２の機能ブロック図。 実施の形態２の図で、割込み要求調整部１１１の動作を示すフローチャート。 実施の形態２の図で、割込み要求ｉｒの内容を示す図。 実施の形態３の図で、衛星運用計画作成装置１０１、１０２のハードウェア構成を示す図。 実施の形態４の図で、衛星運用計画作成装置１０４のブロック構成を示す図。 実施の形態４の図で、割込み要求生成部１１４の動作を示すフローチャート。 実施の形態４の図で衛星ＳＡＴ−１〜衛星ＳＡＴ−３に対する、衛星観測要求地点Ａ、Ｂ、Ｃ、α及び観測要求地点βを示す図。 実施の形態４の図で、衛星群割込み要求ＩＲを受領した場合の動作を示す図。 実施の形態４の図で、３基の衛星ＳＡＴ−１、ＳＡＴ−２、ＳＡＴ−３による観測計画を示す図。 実施の形態５の図で、衛星運用計画作成装置１０５の構成を示す図。 実施の形態５の図で、誤差反映部１５０の動作を示すフローチャート。

実施の形態１．
図１から図１４を参照して、実施の形態１の衛星運用システム１００１を説明する。
図１は衛星運用システム１００１の全体構成を示す。図１に示すように、衛星運用システム１００１は、衛星運用計画作成装置１０１、複数の衛星管制システム２００、複数のアンテナ３００を備えている。衛星管制システム２００は、アンテナ３００を介して、対応する人工衛星ＳＡＴと通信を行う。人工衛星は、以下、衛星あるいは衛星ＳＡＴ−ｋのように記す。

衛星運用計画作成装置１０１は、運用計画作成部１２０−１，１２０−２，・・・１２０−ｎを備えている。それぞれの運用計画作成部１２０にそれぞれの衛星管制システム２００が対応し、それぞれの衛星管制システム２００にそれぞれのアンテナ３００及び衛星が対応する。つまり運用計画作成部１２０−ｋには、衛星ＳＡＴ−ｋが対応する。

衛星運用計画作成装置１０１の有するｎ個の運用計画作成部１２０は、同じ構成である。区別の必要がない場合は運用計画作成部１２０と記す場合がある。運用計画作成部１２０と記した場合は、一つの運用計画作成部を意味するものとする。衛星管制システム２００−１〜２００−ｎ、アンテナ３００−１〜３００−ｎも運用計画作成部１２０と同様に、それぞれは同じ構成である。衛星管制システム、アンテナについても区別の必要がない場合は、衛星管制システム２００、アンテナ３００のように記す場合があり、これらは一つの衛星管制システム、一つのアンテナを示すものとする。

図２は衛星運用システム１００１の動作概要を説明する図である。図２を参照して衛星運用システム１００１の動作の概要を説明する。
（１）ステップＳ０１において、衛星運用計画作成装置１０１の衛星選択部１１０が、オペレータから要求群Ｒを受け付ける。
ここで要求群Ｒとは、複数の要求ｒからなるグループである。図９で後述するが、要求ｒは図９の各行（レコード）である。要求ｒは図９に示すように「衛星タイプ、センサタイプの要求」の項目を有し、この項目が記載されている場合は要求ｒに適する衛星が決まる。
要求群Ｒは上記のように複数の要求ｒを含むが、要求群Ｒが要求ｒ１，ｒ２，．．．ｒ６の６個の要求からなるとすれば、６個の要求ｒの全部が衛星ＳＡＴ−１に適する場合もある。また、要求ｒ１〜ｒ４は衛星ＳＡＴ−１が適し、要求ｒ５，ｒ６は衛星ＳＡＴ−２が適する場合もあり、適する衛星が定まらない場合もあり、様々な場合がある。
実施の形態１では次のステップＳ０２においては、要求群Ｒに対して適する衛星が定まることを前提としている。（２）ステップＳ０２において、この例では、衛星選択部１１０は、要求ｒ１〜ｒ６からなる要求群Ｒに適する衛星とし衛星ＳＡＴ−１を決定し、ＳＡＴ−１要求として、要求群Ｒを運用計画作成部１２０−１に送信するものとする。
（３）ステップＳ０３において、ＳＡＴ−１要求を受信した運用計画作成部１２０−１は、衛星ＳＡＴ−１のためのコマンドであるＳＡＴ−１コマンドを作成して、衛星管制システム２００−１へ送信する。実施の形態１の特徴は、このステップＳ０３にある。
（４）ステップＳ０４において、ＳＡＴ−１コマンドを受信した衛星管制システム２００−１は、ＳＡＴ−１コマンドに従って、衛星ＳＡＴ−１を制御する。
（５）具体的には、ステップＳ０２において要求群Ｒ、つまり要求ｒ１〜ｒ６に適する衛星として衛星ＳＡＴ−１が決定されたので、図１の最上段の、運用計画作成部１２０−１、衛星管制システム２００−１、アンテナ３００−１を介して衛星ＳＡＴ−１が制御されることとなる。

＜＊＊＊構成の説明＊＊＊＞
図３は、衛星運用計画作成装置１０１の機能ブロック図を示す。図３を参照して、衛星運用計画作成装置１０１の構成を説明する。衛星運用計画作成装置１０１は、衛星選択部１１０、複数の運用計画作成部１２０を備えている。

衛星選択部１１０及び複数の運用計画作成部１２０は、プログラムをＣＰＵが実行することで実現される。

上記のように、それぞれの運用計画作成部１２０は同じ機能であるので、運用計画作成部１２０−１を例に説明する。運用計画作成部１２０−１は、計画立案部１２１、模擬部１２２、評価部１２３を備えている。
（１）計画立案部１２１は、後述する「コマンド配置」を立案する。
コマンド配置とは、計画立案部１２１が受け付けた複数の要求を人工衛星に処理させるための複数のコマンドを、時系列に配置したものである。
（２）模擬部１２２は、計画立案部１２１によって算出された前記コマンド配置を、衛星に処理させた場合の衛星の動作を模擬する。
（３）評価部１２３は、シミュレーション結果を評価し、要求群Ｒに適する「コマンド配置」を決定する。

図４は衛星選択部１１０の動作のフローチャートである。図４を参照して衛星選択部１１０の動作を説明する。
（１）ステップＳ１１において、衛星選択部１１０は、オペレータから「要求群Ｒ」を受け付ける。これは図２のステップＳ０１に相当する。
（２）ステップＳ１２において、衛星選択部１１０は、「要求群Ｒ」含まれる各要求ｒに適する衛星ＳＡＴ−１等を決定し、要求群Ｒに適する衛星がＳＡＴ−１であれば、「要求群Ｒ」を「ＳＡＴ−１要求」として衛星ＳＡＴ−１に対応する運用計画作成部１２０−１に送信する。これは図２のステップＳ０２に相当する。なお要求群Ｒに適する衛星がＳＡＴ−１に加えＳＡＴ−２も適すれば同様にＳＡＴ−２にも「ＳＡＴ−１要求」を送信するのは図２で述べたとおりである。要求群Ｒに適する衛星の決定方法として以下の方法がある。衛星選択部１１０は、それぞれの衛星ＳＡＴ−１〜衛星ＳＡＴ−ｎの軌道情報をデータベース等から取得可能である。この場合、軌道情報とは、衛星ＳＡＴ−１は１５時１６分１７秒には富士山を観測可能な軌道に存在するというような情報である。一方、図９に示すように要求ｒは「衛星タイプ、センサタイプの要求」を有しており、上記データベースには衛星の情報として「衛星タイプ、センサタイプ」も関連づけられている。衛星選択部１１０は軌道情報、「衛星タイプ、センサタイプ」を用いて、要求群Ｒに適する衛星を選択可能である。

次に、運用計画作成部１２０の動作を説明する。Ｓ１２において衛星選択部１１０が「ＳＡＴ−１要求」を運用計画作成部１２０−１に送信した場合を想定して説明する。

図５〜図１３を参照して運用計画作成部１２０−１の動作を説明する。
図５は、衛星運用計画作成装置１０１の動作を説明する図である。
図５（ａ）は、要求群Ｒの例を示す。
図５（ｂ）は、計画立案部１２１の動作を説明する図である。
図５（ｃ）は、模擬部１２２の動作を説明する図である。
図５（ｄ）は、評価部１２３の動作を説明する図である。

図６は、富士山等を示す日本地図の一部を示す図である。図５の要求群Ｒの例に対応する。

図７は、運用計画作成部１２０−１の計画立案部１２１、模擬部１２２、評価部１２３の動作の概要を示すフローチャートである。

図８は、運用計画作成部１２０−１の計画立案部１２１、模擬部１２２、評価部１２３の動作の詳細を示すフローチャートである。図８は後述の方法１の動作を示すフローチャートである。

図５では、（ａ）の要求Ｒに対して、「（ｂ）計画立案部１２１による処理」、「（ｃ）模擬部１２２による処理」、「（ｄ）評価部１２３による処理」が繰り返えされる。図５の動作概要を示すものが図７である。

（１）ステップＳ２１の方法１：
図８では、運用計画作成部１２０−１は、「評価対象の物理量」のタイムヒストリから、衛星運用が可能であるか、衛星運用が「最適であるか」の両方を評価する。「最適か否か」は、ある物理量が最小値に収束しているか否かで評価する。評価例としては、最急降下法等によるアルゴリズムを利用することが考えられる。説明は後述するが、方法１では衛星ＳＡＴ−１の同一周回でコマンドの時刻を変化させる。「変化させるコマンド時刻幅をη」（時刻移動量）とすると、ηは初めの段階は大きな値で変化させ、徐々にηの値を小さくし収束させる。
（２）ステップＳ２３の方法２：
ステップＳ２１の方法１で衛星運用が不可である場合（Ｓ２２でＮＯ）、運用計画作成部１２０−１は、時刻を変化させるべきコマンドを決定し、決定したコマンドの時刻を次の方法２で変化させる。方法２として、コマンドの実行時刻を次の衛星ＳＡＴ−１の周回に回す。
（３）ステップＳ２５の方法３：
ステップＳ２３の方法２で衛星運用が不可である場合（Ｓ２４でＮＯ）、運用計画作成部１２０−１では、方法３として、計画立案部１２１が優先度の低い要求ｒに紐付くコマンドを削除し、そのコマンドが削除された状態でコマンド配置を立案する。その内容は後述する。

衛星選択部１１０が、ＳＡＴ−１要求として要求ｒを運用計画作成部１２０−１に送信する。運用計画作成部１２０−１の計画立案部１２１がＳＡＴ−１要求を受信する。

図８は方法１の処理を示すフローチャートである。以下、図８のステップに沿って説明する。方法１は、衛星の同一周回内でコマンドを時刻幅ηだけ移動させる。

＜＊＊＊動作の説明＊＊＊＞
ステップＳ１０１において、計画立案部１２１は、要求ｒ１〜ｒ３、要求ｒ１１〜ｒ１３を受け付ける。つまり計画立案部１２１は、図５（ａ）に示すように、ＳＡＴ−１要求として、静岡県からの要求である、「箱根山の観測ｒ１、富士山の観測ｒ２、伊豆東部火山群の観測ｒ３」と、東京都からの要求である、「伊豆大島の観測ｒ１１、新島の観測ｒ１２、神津島の観測ｒ１３」の、合計６つの要求ｒからなる要求群Ｒが入力される。図６には、要求群Ｒの対象となる地域の日本地図の一部を示している。図９は、要求ｒの有する情報を示す図である。図９の各行（レコード）が要求ｒである。
各要求ｒは、項目として
（１）優先度：数値が大きいほど優先度が高いとする。
（２）関心領域情報（観測中心座標）、
（３）運用開始／終了の時刻、
（４）衛星タイプ、センサタイプの要求、
（５）要求者情報（政府機関，地方自治体，民間ｅｔｃ）、
を有している。

計画立案部１２１は、入力された要求群Ｒである要求ｒ１〜ｒ３、要求ｒ１１〜ｒ１３に対して、コマンド配置を算出する。図５の（ｂ）のコマンド配置１は要求ｒに対応する形式で表したコマンド配置である。
図１０は、要求ｒごとのコマンド配置を模式的に示す図である。
図１０において、ｒ１−Ｃ１〜ｒ１−Ｃ３は要求ｒ１に対応するコマンド配置１を示す。ｒ１−Ｃ１〜ｒ１−Ｃ３のそれぞれが要求ｒ１のコマンドである。同様に、ｒ２−Ｃ１〜ｒ２−Ｃ３及びｒ３−Ｃ１〜ｒ３−Ｃ３は、それぞれ要求ｒ２、要求ｒ３のコマンド配置である。図１０では、要求ｒ１１〜要求ｒ１３のコマンド配置は省略している。

ステップＳ１０２において、模擬部１２２は、計画立案部１２１から図１０に示すコマンド配置１を取得し、コマンド配置１から、「評価対象となる物理量」のタイムヒストリを算出する。ここで「評価対象となる物理量」とは、衛星の姿勢変更の角速度ω、衛星内の消費電力Ｗ１、衛星内の発熱量Ｗ２等である。模擬部１２２はこれら物理量のタイムヒストリとして、時間ｔの関数であるω（ｔ）、Ｗ１（ｔ）、Ｗ２（ｔ）を算出する。以下では、衛星の姿勢変更の角速度ω（ｔ）を例に説明する。
模擬部１２２は、図１０のコマンド配置１から角速度ω（ｔ）を算出したとする。
この角速度ω（ｔ）は図５の（ｃ）のｍ＝１の角速度ω（ｔ）に対応する。

ステップＳ１０３において、評価部１２３は、模擬部１２２が算出したω（ｔ）の最大値ω１_ｍａｘを見つけ出す。

ステップＳ１０４において、評価部１２３は、ω１_ｍａｘを低下させるコマンドを、時刻幅η＝−１０ｓｅｃ移動させることを決める。「ω１_ｍａｘを低下させるコマンド種類」（予め設定されているコマンド種類）は、知見に基づいて予め評価部１２３に設定されている。複数の場合もあるが、この例では簡単のため１コマンドとする。例としては、図１０のコマンドｒ１−Ｃ１とする。
図１１は、コマンドｒ１−Ｃ１に対して、時刻幅η（時刻移動量）を変動させる状態を示す図である。黒丸はコマンドｒ１−Ｃを示している。

ステップＳ１０５において、評価部１２３は、η値と対象コマンドを計画立案部１２１に通知する。この例では、
（η値，対象コマンド）＝（−１０ｓｅｃ，ｒ１−Ｃ１）
を通知する。
評価部１２３は「予め設定されているコマンド種類」に該当するコマンドが、衛星の同一周回内に収まる時刻移動量ηを計画立案部１２１に通知する。

ステップＳ１０６において、計画立案部１２１は、対象コマンドｒ１−Ｃ１をη＝−１０ｓｅｃだけ移動させたコマンド配置２を算出する。このコマンド配置２は、図５の（ｂ）のコマンド配置２（ｍ＝２）に相当する。
ステップＳ１０７において、模擬部１２２は、コマンド配置２における角速度ω（ｔ）を算出する。この角速度ω（ｔ）は図５の（ｃ）のｍ＝２の角速度ω（ｔ）である。
ステップＳ１０８において、評価部１２３は、ω（ｔ）の最大値（ω２_ｍａｘ）を見つけ出す。
ステップＳ１０９において、評価部１２３は、ω１_ｍａｘとω２_ｍａｘを比較する。
ステップＳ１１０において、評価部１２３は、予想どおり、ω１_ｍａｘ＞ω２_ｍａｘとなっていた場合には、さらに対象コマンドｒ１−Ｃ１をη＝−１０ｓｅｃ移動させることを決める。
ステップＳ１１１において、評価部１２３は、ηの値と対象コマンドｒ１−Ｃ１を計画立案部１２１に通知する。
つまりステップＳ１０５と同様に、
（η値，対象コマンド）＝（−１０ｓｅｃ，ｒ１−Ｃ１）
を通知する。

以下のステップＳ１１２〜ステップＳ１１７は、ステップＳ１０６〜ステップＳ１１１と類似である。
ステップＳ１１２において、計画立案部１２１は、対象コマンドｒ１−Ｃ１をη＝−１０ｓｅｃだけ移動させたコマンド配置３を算出する。
ステップＳ１１３において、模擬部１２２は、コマンド配置３における角速度ω（ｔ）を算出する。
ステップＳ１１４において、評価部１２３は、ω（ｔ）の最大値ω３_ｍａｘを見つけ出す。
ステップＳ１１５において、評価部１２３は、ω２_ｍａｘとω３_ｍａｘを比較する。
ステップＳ１１６において、評価部１２３は、予想に反して、ω２_ｍａｘ＜ω３_ｍａｘとなっていた場合には、収束点を超えてしまったと判断し、対象コマンドをη＝＋５ｓｅｃ移動させることを決める。
ステップＳ１１７において、評価部１２３は、ηの値と対象コマンドとの組（＋５ｓｅｃ，ｒ１−Ｃ１）を計画立案部１２１に通知する。

以下のステップＳ１１８〜ステップＳ１２３も、ステップＳ１０６〜ステップＳ１１１と類似である。
ステップＳ１１８において、計画立案部１２１は、対象コマンドｒ１−Ｃ１をη＝＋５ｓｅｃだけ移動させたコマンド配置４を算出する。
ステップＳ１１９において、模擬部１２２は、コマンド配置４における角速度ω（ｔ）を算出する。
ステップＳ１２０において、評価部１２３は、ω（ｔ）の最大値ω４_ｍａｘを見つけ出す。
ステップＳ１２１において、評価部１２３は、ω２_ｍａｘとω４_ｍａｘとを比較する。
ステップＳ１２２において、評価部１２３は、予想どおり、ω２_ｍａｘ＞ω４_ｍａｘとなっていた場合には、さらに対象コマンドｒ１−Ｃ１をη＝−２．５ｓｅｃ移動させることを決める。
ステップＳ１２３において、評価部１２３は、ηの値と対象コマンドとの組（−２．５ｓｅｃ，ｒ１−Ｃ１）を計画立案部１２１に通知する。

以下のステップＳ１２４〜ステップＳ１２９も、ステップＳ１０６〜ステップＳ１１１と類似である。
ステップＳ１２４において、計画立案部１２１は、対象コマンドｒ１−Ｃ１をη＝−２．５ｓｅｃだけ移動させたコマンド配置５を算出する。
ステップＳ１２５において、模擬部１２２は、コマンド配置５における角速度ω（ｔ）を算出する。
ステップＳ１２６において、評価部１２３は、ω（ｔ）の最大値ω５_ｍａｘを見つけ出す。
ステップＳ１２７において、評価部１２３は、ω４_ｍａｘとω５_ｍａｘとを比較する。
ステップＳ１２８において、評価部１２３は、予想に反して、ω４_ｍａｘ＜ω５_ｍａｘとなっていた場合には、収束点を超えてしまったと判断し、対象コマンドｒ１−Ｃ１をη＝＋１．２５ｓｅｃ移動させることを決める。
ステップＳ１２９において、評価部１２３は、ηの値と対象コマンドの組（＋１．２５ｓｅｃ，ｒ１−Ｃ１）を計画立案部１２１に通知する。

以下のステップＳ１３０〜ステップＳ１３５も、ステップＳ１０６〜ステップＳ１１１と類似である。
ステップＳ１３０において、計画立案部１２１は、対象コマンドｒ１−Ｃ１をη＝＋１．２５ｓｅｃだけ移動させたコマンド配置６を算出する。
ステップＳ１３１において、模擬部１２２は、コマンド配置６における角速度ω（ｔ）を算出する。
ステップＳ１３２において、評価部１２３は、ω（ｔ）の最大値ω６_ｍａｘを見つけ出す。
ステップＳ１３３において、評価部１２３は、ω４_ｍａｘとω６_ｍａｘを比較する。
ステップＳ１３４において、評価部１２３は、予想どおり、ω４_ｍａｘ＞ω６_ｍａｘとなっていた場合には、さらに対象コマンドをη＝＋０．６２５ｓｅｃ移動させることを決める。
ステップＳ１３５において、評価部１２３は、ηが１ｓｅｃ未満になったので、ω６_ｍａｘを収束点と判断する。

以上が図７のステップＳ２１の具体的な内容である。

図７のステップＳ２２において、評価部１２３は、ステップＳ２１による角速度ωに対する収束判定処理（Ｓ１０１〜Ｓ１３５）が終了した場合、最終的な角速度ω（ｔ）が指定された時間の範囲内において、閾値Ω_ｔｈ以下がどうかを判定する。つまり、方法１による収束判定処理は収束しない場合もあるが、評価部１２３は、角速度ω（ｔ）が収束する場合及び収束しない場合のいずれの場合とも、方法１の収束判定処理で得られた複数のω_ｍａｘのうちの最小値と、閾値Ω_ｔｈとを比較する。そして、複数のω_ｍａｘのうちの最小値が閾値Ω_ｔｈ以下であれば処理を終了し、その最小値のω_ｍａｘに対応するコマンド配置を、要求群Ｒに対する衛星ＳＡＴ−１のコマンド配置として採用する。

以上のように、方法１では評価部１２３は、模擬部１２２による模擬結果（ω（ｔ））に基づいて、予め設定されているコマンド種類と、予め設定されているコマンド種類の時系列における時刻移動量（η）とを計画立案部１２１に送信する。
そして評価部１２３は、計画立案部１２１にそのコマンド種類に該当するコマンドを時刻移動量ηだけ移動させた新たなコマンド配置を算出させると共に、模擬部１２２に新たなコマンド配置を用いて衛星の動作を模擬させ、新たなコマンド配置によって模擬された衛星の模擬結果（新たなω（ｔ））を評価する。

また以上のように、評価部１２３は、模擬結果（ω（ｔ））を評価する処理と、模擬結果の評価から計画立案部１２１に新たなコマンド配置を算出させる処理と、算出された新たなコマンド配置を模擬部１２２に模擬させる処理とを繰り返し実行し、模擬結果の収束値を探索する。

（方法２）
図７のステップＳ２２においてＮＯの場合、つまり、複数のω_ｍａｘのうちの最小値＞閾値Ω_ｔｈの場合は、処理はステップ２３の方法２の処理へ進む。
図１２は、ステップＳ２３の方法２の内容を示す図である。方法２では上記で述べたように、計画立案部１２１は、時刻を変化させるべきコマンドを決定し、決定したコマンドの時刻を、衛星ＳＡＴ−１の次の周回に回す。図１２は、計画立案部１２１がコマンドｒ１−Ｃ１を、衛星ＳＡＴ−１の次の周回に回した状態を示す。方法２の場合、どのコマンドを次の周回に回すかは過去の知見により、計画立案部１２１に予め設定されている。図１２では、要求ｒ１１〜ｒ１３に対応するコマンド配置は省略している。運用計画作成部１２０−１では，計画立案部１２１，模擬部１２２，評価部１２３が図８のフローと同様な処理を図１２のコマンド配置２１に対して実施する。つまり、コマンド配置２１が図８のコマンド配置１に相当するとして、図８のフローと同様の処理がステップＳ２４で実行される。つまり図１２では、計画立案部１２１は、模擬結果（ω（ｔ））が閾値を満たさない場合、予め設定されているコマンド種類に該当するコマンドを、算出したコマンド配置において、衛星の次の周回内に配置する。

そして、ステップＳ２４において、ステップＳ２２の場合と同様に、複数のω_ｍａｘのうちの最小値が閾値Ω_ｔｈ以下であれば処理を終了し、その最小値のω_ｍａｘに対応するコマンド配置を要求群Ｒに対する衛星ＳＡＴ−１のコマンド配置として採用する。一方、図７のステップＳ２４においてＮＯの場合、処理はステップ２５の方法３の処理へ進む。

（方法３）
方法３は上記で述べたように、計画立案部１２１が優先度の低い要求ｒに紐付くコマンドを削除し、模擬、評価を実施する。
図１３はステップＳ２５の方法３の内容を示す図である。この例では、図９に示すように要求ｒ１の優先度が最も低い。計画立案部１２１は、要求ｒ１に紐付くコマンドｒ１−Ｃ１を削除し、コマンド配置３１を生成する。図１３では、要求ｒ１１〜ｒ１３に対応するコマンド配置は省略している。運用計画作成部１２０−１では，計画立案部１２１，模擬部１２２，評価部１２３が図８のフローと同様な処理を図１３のコマンド配置３１に対して実施する。つまり、コマンド配置３１が図８のコマンド配置１に相当するとして、図８のフローと同様の処理がステップＳ２５で実行される。
このように計画立案部１２１は、模擬結果が閾値を満たさない場合、優先度の順位を参照し、算出したコマンド配置に含まれる複数のコマンドのうちの少なくともいずれかのコマンドを、優先度の順位に応じて削除する。

そして、ステップＳ２６において、ステップＳ２２の場合と同様に、複数のω_ｍａｘのうちの最小値が閾値Ω_ｔｈ以下であれば処理を終了し、その最小値のω_ｍａｘに対応するコマンド配置を要求群Ｒに対する衛星ＳＡＴ−１のコマンド配置として採用する。一方、図７のステップＳ２６においてＮＯの場合、処理はステップ２７へ進み、要求群Ｒへの対応不可の通知を評価部１２３が出力する。

以上により図７に示す処理が終了する。

＜軌道誤差の計算＞
図１４は、計画立案部１２１がコマンド配置を算出する際の、衛星の軌道誤差の計算方法を示す図である。計画立案部１２１はコマンド配置を算出する際、衛星の軌道誤差を考慮する。図１４を参照して、計画立案部１２１がコマンド配置を算出する際に用いる、衛星の軌道誤差の計算方法を説明する。計画立案部１２１は、軌道誤差の確率分布関数を有しており、確率分布関数を用いてコマンド配置を補正する。

以下に、計画立案部１２１による、衛星軌道誤差の予測値補正を説明する。計画立案部１２１は、予測軌道と真の軌道（確定軌道）との差（誤差）を分析し、その誤差を補正することでコマンド配置最適化を強化する。

軌道誤差には、バイアス誤差とランダム誤差がある。バイアス誤差とは、軌道誤差の確率分布の中央値からのずれ量である。バイアス誤差とは、コマンド配置を、確率分布の中央値からのずれ量だけオフセットすることで補正する誤差である。ランダム誤差の扱いは以下のようにする。

従来は、ランダム誤差に相当する部分は、一律に１０秒のような値を用いていた。つまり従来では確率分布の中央値（可視開始時刻の期待値）の時刻に「バイアス誤差＋ランダム誤差１０秒」を加えた時刻を用いていた。同様に、衛星可視終了時刻も、確率分布の中央値（可視終了時刻の期待値）に「−バイアス誤差−ランダム誤差１０秒」を加えた時刻を用いていた。しかし、衛星可視開始時刻及び衛星可視終了時刻のランダム誤差１０秒は、過剰なマージン値とも考えられる。つまり、従来はランダム軌道誤差１０秒という根拠に乏しい考慮の仕方をしていたため、本来の衛星の可視時間を有効に利用できていない。よって、過剰なマージン値としてのランダム誤差を小さくすることで、その分、衛星を利用することができるようになり、衛星の利用効率が向上する。

図１４に示すように、衛星が可視となる時刻（衛星が地上局と通信可能となる時刻）は、ランダム誤差を考慮すると、確率的に時間軸に分布することになる。そこで、計画立案部１２１には、何パーセント以上の確率で可視となると判断されるかという基準が設定されている。計画立案部１２１は、その時刻（可視となる時刻）を中心にコマンドを配置する。

計画立案部１２１は、
バイアス誤差：−１．５ｓｅｃ、
ランダム誤差（１σ）：０．２ｓｅｃ（正規分布）
であり、コマンド成立性確率を９９．６％とする場合、可視開始時刻（Ｔ）は、予測軌道値から算出される時刻Ｔ０に対して、誤差補正をし、以下の式で算出する。
Ｔ＝Ｔ０＋（−１．５ｓｅｃ−（０．２ｓｅｃ×３））
＝Ｔ０−２．１ｓｅｃ
計画立案部１２１が用いるこの軌道誤差の計算結果は、衛星可視の開始／終了に紐付くコマンド、例えば通信機のＯＮ／ＯＦＦコマンド等が対象となる。
つまり図１０、図１２、図１３等において、衛星可視の開始／終了に関係するコマンドの時刻軸ｔに対する配置に利用される。

＜＊＊＊実施の形態１の効果の説明＊＊＊＞
以上の実施の形態では、図７、図８等で述べたように、単に運用可能なコマンド配置を求めるのではなく、より最適に近いコマンド配置を探索する。このため、より効率的な衛星の運用が可能となる。
また、計画立案部１２１はコマンド配置の立案時に衛星軌道の計算に基づきコマンド配置を算出する。よって、衛星の可視可能な時間をより確保できるようになるため、衛星の利用率を向上することができる。

実施の形態２．
図１５〜図１８を参照して実施の形態２を説明する。実施の形態２は実施の形態１を基礎とし、さらに、割込み要求ｉｒに対応可能な実施の形態である。
図１５は、衛星運用システム１００２の全体構成を示す図である。
図１６は、衛星運用計画作成装置１０２の機能ブロック図である。
図１７は、割込み要求調整部１１１の動作を示すフローチャートである。
図１８は、割込み要求ｉｒの内容を示す図である。
図１８に示すように、割込み要求ｉｒの持つ項目は図９に示す要求ｒと同じである。つまり、割込み要求ｉｒも要求ｒである。

図１５に示す衛星運用システム１００２は、実施の形態１の衛星運用システム１００１に対して、破線の部分が追加になっている。つまり、割込み要求ｉｒに対応するため、衛星運用システム１００２では、衛星運用計画作成装置１０２の衛星選択部１１０が、割込み要求調整部１１１を有する。割込み要求調整部１１１は、オペレータから割込み要求ｉｒを受け付けた場合、それぞれの運用計画作成部１２０を用いて割込み要求ｉｒを処理する。

図１６に示す衛星運用計画作成装置１０２は、実施の形態１の衛星運用計画作成装置１０１に対して破線部分が追加となっている。つまり、割込み要求ｉｒに対応するため、衛星運用計画作成装置１０２では、実施の形態１の衛星運用計画作成装置１０１に対して割込み要求調整部１１１が追加されている。

図１７を参照して、実施の形態２の衛星運用計画作成装置１０２の動作を説明する。

ステップＳ１０１において、衛星選択部１１０の割込み要求調整部１１１が割込み要求ｉｒを受け付ける。

ステップＳ１０２において、割込み要求調整部１１１は、受け付けた割込み要求ｉｒのみで、一意に利用する衛星を識別できるかを判定する。ステップＳ１０２では、要求時点で「この衛星のこのセンサで観測したい」という割込み要求ｉｒであれば、一意に衛星は決まる。一方、「どの衛星でどのセンサでも良いので、早く観測したい」という要求であれば、要求時点では衛星は選択されていないので、衛星は一意に決まらない。衛星を一意に識別できる場合は処理はステップＳ１０３に進み、識別できない場合は処理はステップＳ１０９に進む。
なお、実施の形態１の図２のステップＳ０２では衛星が一意に識別できることを前提しており、要求ｒでも割込み要求ｉｒでも衛星の識別に関しては同様である。

まず、衛星を識別できる場合について説明する。ステップＳ１０１において、一意に識別された運用計画作成部１２０は、運用計画作成部１２０−Ｎとする。

ステップＳ１０３において、割込み要求調整部１１１は、運用計画作成部１２０−Ｎに対して、フィージビリティ検証を依頼する。依頼するための情報は、図１８に示す割込み要求ｉｒのレコードである。以下、運用計画作成部１２０−Ｎに対する割込み要求ｉｒを割込み要求ｉｒ−Ｎと記す。

ステップＳ１０４において、運用計画作成部１２０−Ｎの計画立案部１２１、模擬部１２２及び評価部１２３は、実施の形態１の図７で説明したコマンド配置最適化処理（軌道誤差の補正方法含む）を実行して、割込要求ｉｒ−Ｎを含めた対応可能なコマンド配置を計算する。
ステップＳ１０４の処理内容は以下のようである。運用計画作成部１２０−Ｎは、現在、要求ｒとして、図５の（ａ）に示す要求群Ｒである要求ｒ１〜ｒ３、ｒ１１〜ｒ１３を持っているとする。今回、これらの要求ｒに割込み要求ｉｒ−Ｎを受けた状態である。運用計画作成部１２０−Ｎの計画立案部１２１、模擬部１２２及び評価部１２３は、実施の形態１の図７、図８、図１０〜図１３で述べた方法を実施して、割込要求ｉｒ−Ｎを含めたコマンド配置の最適化処理（図７）を実行する。なお計算結果には要求に対応できない（図７のステップＳ２７も含む）場合も含まれる。なお、現在の要求ｒがなければ、運用計画作成部１２０−Ｎは、割込み要求ｉｒのみを対象に、コマンド配置の最適化処理（図７）を実行する。

ステップＳ１０５において、運用計画作成部１２０−Ｎの評価部１２３は、最適化処理の実行結果を割込み要求調整部１１１に返信する。

ステップＳ１０８において、割込み要求調整部１１１は、運用計画作成部１２０−Ｎからの回答を受信する。

次にステップＳ１０２において「一意に識別できない」場合を説明する。ステップＳ１０２で「できない」場合、ステップＳ１０９において、割込み要求調整部１１１は、候補となる複数の運用計画作成部１２０に、フィージビリティ検証を依頼する。つまり、割込み要求調整部１１１は、候補となる複数の運用計画作成部１２０に、割込み要求ｉｒのレコードを送信する。

ステップＳ１０７において、フィージビリティ検証の依頼をうけた運用計画作成部１２０は、フィージビリティ検証の処理を実行する。具体的には、それぞれの運用計画作成部１２０の計画立案部１２１、模擬部１２２及び評価部１２３は、ステップＳ１０４と同様の最適化処理（図７）を実行する。運用計画作成部１２０−１が、現在、図５の（ａ）の要求ｒ１〜ｒ３を持っているとする。運用計画作成部１２０−１は要求ｒ１〜ｒ３にさらに割込み要求ｉｒを含めて、最適化処理（図７）を実行する。同様に、運用計画作成部１２０−２が、現在、図５の（ａ）の要求ｒ１１〜ｒ１３を持っているとすれば、運用計画作成部１２０−２は要求ｒ１１〜ｒ１３にさらに割込み要求ｉｒを含めて、最適化処理（図７）を実行する。もちろん運用計画作成部１２０−１等は現在、要求ｒを持っていなければ割込み要求ｉｒのみを対象に最適化処理（図７）を実行する。

ステップＳ１０７では、それぞれの運用計画作成部１２０の処理結果が割込み要求調整部１１１へ送信される。

ステップＳ１０８において、割込み要求調整部１１１は各処理結果を受信し、各処理結果である回答を比較し、最適な割込み要求の対応方法を選択する。

＜＊＊＊実施の形態２の効果＊＊＊＞
実施の形態２の衛星運用計画作成装置１０２によれば、割込み要求ｉｒがあった場合にも、割込み要求ｉｒに柔軟に対応することができる。また、割込み要求ｉｒがあった場合に、単に対応可能なコマンド配置を決定するではなく、より最適なコマンド配置を取得することができる。

以上、本発明の実施の形態１，２について説明したが、実施の形態のうち、１つを部分的に実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態の各部分を組み合わせて実施しても構わない。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

実施の形態３．
実施の形態３は、コンピュータである衛星運用計画作成装置１０１，１０２のハードウェア構成を説明する。衛星運用計画作成装置１０１，１０２のハードウェア構成は同じであるので、衛星運用計画作成装置１０１を対象に説明する。衛星運用計画作成装置１０１の説明は衛星運用計画作成装置１０２にそのまま当てはまる。
図１９は、衛星運用計画作成装置１０１のハードウェア資源の一例を示す図である。

ハードウェア資源を示す図１９において、衛星運用計画作成装置１０１は、プログラムを実行するＣＰＵ８１０（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を備えている。ＣＰＵ８１０は、バス８２５を介してＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）８１１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）８１２、表示装置８１３、キーボード８１４、マウス８１５、通信ボード８１６、ＣＤＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）８１７、磁気ディスク装置８２０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８２０の代わりに、光ディスク装置、フラッシュメモリなどの記憶装置でもよい。

ＲＡＭ８１２は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ８１１、ＣＤＤ８１７、磁気ディスク装置８２０等の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、「記憶装置」あるいは記憶部、格納部、バッファの一例である。通信ボード８１６、キーボード８１４などは、入力部、入力装置の一例である。また、通信ボード８１６、表示装置８１３などは、出力部、出力装置の一例である。

通信ボード８１６は、ネットワーク（ＬＡＮ等）に接続されている。通信ボード８１６は、ＬＡＮに限らず、インターネット等のＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）などに接続されていても構わない。

磁気ディスク装置８２０には、オペレーティングシステム８２１（ＯＳ）、ウィンドウシステム８２２、プログラム群８２３、ファイル群８２４が記憶されている。プログラム群８２３のプログラムは、ＣＰＵ８１０、オペレーティングシステム８２１、ウィンドウシステム８２２により実行される。

上記プログラム群８２３には、以上の実施の形態１、２の説明において「〜部」として説明した機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ８１０により読み出され実行される。

ファイル群８２４には、以上の実施の形態１、２の説明において、「〜の判定結果」、「〜の算出結果」、「〜の抽出結果」、「〜の生成結果」、「〜の処理結果」として説明した情報や、データや信号値や変数値やパラメータなどが、「〜ファイル」や「〜データベース」の各項目として記憶されている。「〜ファイル」や「〜データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリなど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ＣＰＵ８１０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・表示などのＣＰＵ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ＣＰＵ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、以上に述べた実施の形態１、２の説明において、データや信号値は、ＲＡＭ８１２のメモリ、ＣＤＤ８１８のコンパクトディスク、磁気ディスク装置８２０の磁気ディスク、その他光ディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ・Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ・Ｄｉｓｋ）等の記録媒体に記録される。また、データや信号は、バス８２５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。

また、以上の実施の形態の説明において、「〜部」として説明したものは、「〜手段」、「〜回路」、「〜機器」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。すなわち、「〜部」として説明したものは、ＲＯＭ８１１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・配線など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、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ８１０により読み出され、ＣＰＵ８１０により実行される。すなわち、プログラムは、以上に述べた「〜部」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、以上に述べた「〜部」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。

以上の実施の形態では、衛星運用計画作成装置１０１，１０２を説明したが、衛星運用計画作成装置１０１，１０２の動作をコンピュータに実行させる衛星運用計画作成プログラムとして把握することも可能である。あるいは、衛星運用計画作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として把握することも可能である。また、衛星運用計画作成装置１０１，１０２の動作を衛星運用計画作成方法として把握することも可能である。

実施の形態４．
図２０から図２４を参照して実施の形態４の衛星運用システム１００４における衛星運用計画作成装置１０４を説明する。
図２０は、衛星運用計画作成装置１０４のブロック構成を示す。図２０では衛星管制システム等は省略している。また図２０では複数の運用計画作成部１２０を３つとしている。また衛星運用計画作成装置１０４のハードウェア構成は図１９と同じである。

図２０の衛星運用計画作成装置１０４は、実施の形態２の衛星運用計画作成装置１０２が、さらに、割込み要求生成部１１４を備えた構成である。衛星運用計画作成装置１０４の特徴は、割込み要求生成部１１４が衛星群割込み要求ＩＲを受け付け、衛星群割込み要求ＩＲから複数の割込み要求ｉｒを生成する点にある。複数の割込み要求ｉｒが生成された後の処理は実施の形態２の図１７で説明した処理となる。つまり割込み要求調整部１１１がそれぞれの割込み要求ｉｒを図１７で説明した方法で処理をする。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図２１は、割込み要求生成部１１４の動作を示すフローチャートである。

＜ステップＳ４１＞
ステップＳ４１において、割込み要求生成部１１４は、複数の衛星に地球上の同じ領域の観測を要求する衛星群割込み要求ＩＲをオペレータから受け付ける。

＜ステップＳ４２＞
ステップＳ４２において、割込み要求生成部１１４は、複数の衛星の各衛星の軌道情報と各衛星の衛星種別とを含む衛星情報４１０と、複数の衛星が観測可能な領域であり地球上の領域である地球領域の位置情報である緯度経度情報４２０とに基づいて、衛星群割込み要求ＩＲから、複数の割込み要求ｉｒを生成する。なお、衛星情報４１０及び緯度経度情報４２０は、実施の形態３の図１９に示した磁気ディスク装置８２０に格納されてもよいし、図示していないデータベース装置、図示していないサーバ装置から取得してもよい。
図２２は、衛星ＳＡＴ−１〜衛星ＳＡＴ−３に対する、衛星観測要求地点Ａ、衛星観測要求地点Ｂ、衛星観測要求地点Ｃ、観測要求地点α及び観測要求地点βを示す図である。
図２３は、図２２の領域Ａを高頻度で動態監視したいという衛星群割込み要求ＩＲを受領した場合を示す図である。
衛星情報４１０における各衛星の衛星種別とは、ある衛星から図１８の「衛星タイプ、センサタイプ」が決定できる情報である。つまり、衛星情報４１０と緯度経度情報４２０とから、図１８に示す割込み要求ｉｒを生成することができる。
図１８において、
（１）優先度は衛星群割込み要求ＩＲに含まれ、
（２）関心領域情報は、衛星群割込み要求ＩＲで「領域Ａ」を指定した場合に緯度経度情報４２０から決定でき、
（３）運用開始／終了開始の時刻は、衛星情報４１０の軌道情報と、緯度経度情報４２０に含まれる領域Ａについての緯度経度情報とから決定でき、
（４）「衛星タイプ、センサタイプ」は衛星群割込み要求ＩＲに含まれる要求に対して衛星情報４１０の衛星種別から決定できる。

図２３に示す衛星群割込み要求ＩＲは、３基の衛星ＳＡＴ−１〜衛星ＳＡＴ−３に対して、衛星観測要求地点Ａ（領域Ａ）を高頻度、つまりできる限り高い頻度で観測せよとする要求である。
衛星情報４１０には、３基の衛星ＳＡＴ−１、ＳＡＴ−２、ＳＡＴ−３の各軌道情報４１０及び各衛星種別が記載されている。緯度経度情報４２０には、３基の衛星ＳＡＴ−１〜ＳＡＴ−３が観測可能な領域であり地球上の領域である地球領域の位置情報が記載されている。図２３の緯度経度情報４２０には、衛星観測要求地点Ａ（領域Ａ）、衛星観測要求地点Ｂ、衛星観測要求地点Ｃ、観測要求地点α及び観測要求地点βの位置情報が含まれる。割込み要求生成部１１４は、衛星情報４１０と緯度経度情報４２０とを用いて、各衛星の観測機会である複数の割込み要求ｉｒ_１〜ｉｒ_９を生成する。上記で述べたように割込み要求ｉｒ_１〜割込み要求ｉｒ_９は図１８に示す内容である。

＜ステップＳ４３＞
ステップＳ４３において、割込み要求生成部１１４は、衛星群割込み要求ＩＲから生成した複数の割込み要求ｉｒ_１〜ｉｒ_９を順次、割込み要求調整部１１１に入力する。

そして、割込み要求調整部１１１は、９個の割込み要求を、実施の形態２の図１７で説明した方法で処理する。つまり、割込み要求生成部１１４が複数の割込み要求ｉｒを生成した後の処理は、実施の形態２の割込み要求ｉｒに対する処理である。

図２４は、３基の衛星ＳＡＴ−１、ＳＡＴ−２、ＳＡＴ−３による観測計画を示す図である。表１は、割込み要求生成部１１４が衛星群割込み要求ＩＲを受け付ける以前の観測計画である。表２は、割込み要求生成部１１４が衛星群割込み要求ＩＲを受け付けて衛星群割込み要求ＩＲから生成された９個の割込み要求ｉｒ_１〜ｉｒ_９を処理した結果後の観測計画である。図２４に示すように表１の領域α及び領域βが、表２では領域Ａへと変更になっている。なお、表１における「Ｎ日」とは、ある１日を示し、横に並ぶ０〜２２は、２４時間の時間帯を示す。

＊＊＊実施の形態４の効果＊＊＊
実施の形態２の場合は、オペレータが「領域αの観測をしている衛星なら領域Ａの観測ができるだろう」という判断を衛星毎に実施し、割込み要求ｉｒを割込み要求調整部１１１へ入力していた。
これに対して実施の形態４の衛星運用計画作成装置１０４によれば、割込み要求生成部１１４が衛星群に対する衛星群割込み要求ＩＲを受信した場合に、自動的に、衛星群割込み要求ＩＲから複数の割込み要求ｉｒが生成される。
よって、衛星運用計画作成装置１０４によれば、オペレータの判断をなしに、割込み要求ｉｒを作成できる。

実施の形態５．
実施の形態５の概要を説明する。実施の形態５の衛星運用計画作成装置１０５では、実施の形態１の衛星運用計画作成装置１０１に、さらに誤差反映部１５０を追加することで、地球観測衛星運用におけるポインティング誤差を補正する。誤差反映部１５０は、観測中心の真値（要求値）に対して実際にポインティングした位置の誤差を統計処理し、バイアス誤差成分を計算することで、ポインティング位置のバイアス誤差を補正する。
誤差反映部１５０は、実際にポインティングした位置を、画像処理結果と周辺の地図データとの比較によって、観測画像から中心位置として算出する。誤差反映部１５０は、観測中心位置と観測中心の真値（要求値）の差（差分）を任意の１要求における観測中心位置誤差とする。運用を継続することにより、観測中心位置を複数蓄積し、それぞれの観測中心位置と真値との誤差（差分）を求めて統計処理し、バイアス誤差を算出する。
誤差反映部１５０は、求めたバイアス誤差を計画立案部１２１によるコマンド配置の計算へ反映する。

図２５及び図２６を参照して実施の形態５の衛星運用システム１００５における衛星運用計画作成装置１０５を説明する。
図２５は、衛星運用計画作成装置１０５の構成を示す。なおハードウェア構成は図１９に示す構成である。衛星運用計画作成装置１０５は、実施の形態１の衛星運用計画作成装置１０１（図１、図３）に対して、さらに、誤差反映部１５０を追加した構成である。図２５は、実施の形態１の図３から運用計画作成部１２０−１を抜きだし、誤差反映部１５０を追加した構成である。つまり、図２５では、運用計画作成部１２０−１、ＳＡＴ−１管制システム２００−１、アンテナ３００−１及びＳＡＴ−１を示しているが、実施の形態１の図１と同様に、運用計画作成部１２０−２から運用計画作成部１２０−２等も存在する。図２５では運用計画作成部１２０−２等は省略している。誤差反映部１５０は、運用計画作成部１２０−ｋ（ｋ：１，２，・・・ｎ）に対しても運用計画作成部１２０−１と同様の処理を行う。

衛星運用計画作成装置１０５の特徴は以下のようである。
誤差反映部１５０は、一つの衛星、例えば衛星ＳＡＴ−１が観測要求に対して観測した地点の観測画像の観測中心位置を求め、求められた観測中心位置がとるべき値（真値）である基準値と比較することで誤差を算出する。そして、誤差反映部１５０は、算出した誤差を、計画立案部１２１による計画立案に反映する。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
図２５に示すように、誤差反映部１５０は、観測中心位置計測部１５１、観測中心位置誤差算出部１５２及びポインティング誤差補正部１５３を備えている。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図２６は、誤差反映部１５０の動作を示すフローチャートである。図２６を参照して誤差反映部１５０の動作を説明する。

＜ステップＳ５１＞
ステップＳ５１において、観測中心位置計測部１５１は、衛星ＳＡＴ−１が観測した地球の複数の観測画像Ｉｍ（ｉ）（ｉ＝１，２，３，・・・Ｎ）を画像処理装置５００から取得し、各観測画像Ｉｍ（ｉ）の中心位置である観測中心位置Ｃｎｔ（ｉ）を、地図データ１５４を用いて計測する。

＜ステップＳ５２＞
ステップＳ５２において、観測中心位置誤差算出部１５２は、各観測画像Ｉｍ（ｉ）の中心位置となるべき基準位置Ｐｓ（ｉ）と、観測中心位置計測部１５１によって計測された複数の観測中心位置Ｃｎｔ（ｉ）とを用いて統計処理を実行する。観測中心位置誤差算出部１５２は、基準位置であるＰｓ（ｉ）と観測中心位置であるＣｎｔ（ｉ）を用いて、
δ（ｉ）＝Ｃｎｔ（ｉ）−Ｐｓ（ｉ）
を計算する。

＜ステップＳ５３＞
ステップＳ５３において、観測中心位置誤差算出部１５２は、δ（ｉ）の平均値をポインティングのバイアス誤差とし、δ（ｉ）の標準偏差をポインティングのランダム誤差とする。

＜ステップＳ５４＞
ステップＳ５４において、ポインティング誤差補正部１５３は、観測中心位置誤差算出部１５２による統計処理の結果を、計画立案部１２１によるコマンド配置の計算に反映する。
具体的には、ポインティング誤差補正部１５３は、観測中心位置誤差算出部１５２の求めたバイアス誤差とランダム誤差との少なくとも一方を計画立案部１２１に送信し、計画立案部１２１のコマンド配置の計算に使用させる。

＊＊＊実施の形態５の効果＊＊＊
実施の形態５の衛星運用計画作成装置１０５は、誤差反映部１５０を備えたので、ポインティング位置誤差の補正が可能となる。

以上、本発明の実施の形態１から実施の形態５について説明したが、これらの実施の形態のうち、２つ以上を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、１つを部分的に実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、２つ以上を部分的に組み合わせて実施しても構わない。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

Ｒ 要求群、ｒ 要求、ｉｒ 割込み要求、ＳＡＴ−１，ＳＡＴ−２，ＳＡＴ−３ 人工衛星、１００１，１００２，１００４，１００５ 衛星運用システム、１０１，１０２，１０４，１０５ 衛星運用計画作成装置、１１０ 衛星選択部、１１１ 割込み要求調整部、１１４ 割込み要求生成部、１２０−１，１２０−２，１２０−ｎ 運用計画作成部、１２１ 計画立案部、１２２ 模擬部、１２３ 評価部、１５０ 誤差反映部、１５３ ポインティング誤差補正部、１５２ 観測中心位置誤差算出部、１５１ 観測中心位置計測部、１５４ 地図データ、１５５ 観測中心位置蓄積データ、２００−１，２００−２，２００−ｎ 衛星管制システム、３００−１，３００−２，３００−ｎ アンテナ、４１０ 衛星情報、４２０ 緯度経度情報、５００ 画像処理装置。

Claims (12)

1. 人工衛星に対する複数の要求を受け付け、受け付けた複数の要求を前記人工衛星に処理させるための複数のコマンドを時系列に配置したコマンド配置を算出する計画立案部と、
   算出された前記コマンド配置を、前記人工衛星に処理させた場合の前記人工衛星の動作を模擬する模擬部と、
   前記模擬部により模擬された模擬結果を評価する評価部と
   を備え、
   前記評価部は、
   前記模擬結果に基づいて、予め設定されているコマンド種類と、予め設定されている前記コマンド種類の前記時系列における時刻移動量とを前記計画立案部に通知し、前記計画立案部に前記コマンド種類に該当するコマンドを前記時刻移動量だけ移動させた新たなコマンド配置を算出させると共に、前記模擬部に前記新たなコマンド配置を用いて前記人工衛星の動作を模擬させ、前記新たなコマンド配置によって模擬された前記人工衛星の模擬結果を評価する衛星運用計画作成装置。
2. 前記評価部は、
   前記模擬結果を評価する処理と、前記模擬結果の評価から前記計画立案部に新たなコマンド配置を算出させる処理と、算出された新たなコマンド配置を前記模擬部に模擬させる処理とを繰り返し実行し、前記模擬結果の収束値を探索する請求項１に記載の衛星運用計画作成装置。
3. 前記評価部は、
   予め設定されている前記コマンド種類に該当するコマンドが、前記人工衛星の同一周回内に収まる前記時刻移動量を前記計画立案部に通知する請求項１または請求項２に記載の衛星運用計画作成装置。
4. 前記計画立案部は、
   前記模擬結果が閾値を満たさない場合、予め設定されているコマンド種類に該当するコマンドを、算出した前記コマンド配置において、前記人工衛星の次の周回内に配置する請求項３に記載の衛星運用計画作成装置。
5. 前記計画立案部が受け付ける前記複数の要求の各要求は、
   優先度が付されており、
   前記計画立案部は、
   前記模擬結果が閾値を満たさない場合、前記優先度の順位を参照し、算出した前記コマンド配置に含まれる複数のコマンドのうちの少なくともいずれかのコマンドを、前記順位に応じて削除する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の衛星運用計画作成装置。
6. 前記計画立案部は、
   前記人工衛星の軌道誤差を計算し、計算した前記軌道誤差に基づいて前記コマンド配置を算出する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の衛星運用計画作成装置。
7. 前記計画立案部は、
   前記軌道誤差の確率分布関数を有しており、前記確率分布関数を用いてコマンド配置を補正する請求項６に記載の衛星運用計画作成装置。
8. 前記衛星運用計画作成装置は、
   割込み要求を受け付ける割込み要求調整部と、
   前記計画立案部と前記模擬部と前記評価部とを有する複数の運用計画作成部とを備え、
   前記割込み要求調整部は、
   前記割込み要求を受け付けた場合、前記割込み要求の内容に応じて、少なくとも一つの前記運用計画作成部を選択し、選択した前記運用計画作成部の前記計画立案部、前記模擬部、前記評価部に、それぞれ、前記割込み要求に基づく前記コマンド配置の算出、前記割込み要求に基づく前記人工衛星の動作の模擬、前記割込み要求に基づく前記模擬結果の評価を実行させる請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の衛星運用計画作成装置。
9. 前記複数の運用計画作成部の各運用計画作成部は、
   他の運用計画作成部が対応付けられている人工衛星とは異なる人工衛星に対応付けられており、
   前記割込み要求調整部は、
   受け付けた前記割込み要求によって、前記割込み要求を処理させるべき人工衛星が特定できない場合には，候補となる複数の前記運用計画作成部を選択し、選択したすべての前記運用計画作成部の前記計画立案部、前記模擬部、前記評価部に、それぞれ、前記割込み要求に基づく前記コマンド配置の算出、前記割込み要求に基づく前記人工衛星の動作の模擬、前記割込み要求に基づく前記模擬結果の評価を実行させる請求項８に記載の衛星運用計画作成装置。
10. コンピュータに、
    人工衛星に対する複数の要求を受け付け、受け付けた複数の要求を前記人工衛星に処理させるための複数のコマンドを時系列に配置したコマンド配置を算出する処理、
    算出された前記コマンド配置を、前記人工衛星に処理させた場合の前記人工衛星の動作を模擬する処理、
    模擬結果に基づいて、予め設定されているコマンド種類と、予め設定されている前記コマンド種類の前記時系列における時刻移動量とを決定する処理、
    前記コマンド種類に該当するコマンドを前記時刻移動量だけ移動させた新たなコマンド配置を算出する処理、
    前記新たなコマンド配置を用いて前記人工衛星の動作を模擬する処理、
    前記新たなコマンド配置によって模擬した前記人工衛星の模擬結果を評価する処理、
    を実行させるための衛星運用計画作成プログラム。
11. 前記衛星運用計画作成装置は、さらに、
    複数の人工衛星に地球上の同じ領域の観測を要求する衛星群割込み要求を受け付け、複数の人工衛星の各人工衛星の軌道情報と各人工衛星の衛星種別とを含む衛星情報と、複数の人工衛星が観測可能な領域であり地球上の領域である地球領域の位置情報とに基づいて、前記衛星群割込み要求から複数の割込み要求を生成し、複数の割込み要求のそれぞれの割込み要求を前記割込み要求調整部へ入力する割込み要求生成部を備える請求項８に記載の衛星運用計画作成装置。
12. 前記衛星運用計画作成装置は、さらに、
    前記人工衛星が観測した地球の観測画像を取得し、前記観測画像の中心位置である観測中心位置を、地図データを用いて計測する観測中心位置計測部と、
    前記観測画像の前記観測中心位置となるべき基準位置と、前記観測中心位置計測部によって計測された複数の前記観測中心位置とを用いて統計処理を実行する観測中心位置誤差算出部と、
    前記統計処理の結果を、前記計画立案部による前記コマンド配置の計算に反映するポインティング誤差補正部と
    を備える請求項１に記載の衛星運用計画作成装置。

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