JP2022126920A - 滑空飛翔体識別方法、飛翔体追跡システム、飛翔体対処システム、および、地上システム - Google Patents

Abstract

【課題】弾道飛翔体と滑空飛翔体が混在した場合に、滑空飛翔体を素早く的確に識別する滑空飛翔体識別方法を提供することを目的とする。【解決手段】地上システムは、飛翔体の発射位置座標、飛翔方向、および発射から着弾までの時系列飛翔距離と飛翔高度プロファイル、から構成される飛翔経路をモデル化し、典型的な複数の飛翔経路モデルを格納したデータベースを具備する。地上システムは、赤外監視装置が検出した飛翔体発射探知情報を起点として、弾道飛翔体と滑空飛翔体の飛行経路モデルの発射後に飛翔高度が異なる時間帯において、後続監視衛星で同時に弾道飛行体予測高度帯と滑空飛翔体予測高度帯を監視し、滑空飛翔体を識別する。【選択図】図１６

Description

本開示は、滑空飛翔体識別方法、飛翔体追跡システム、飛翔体対処システム、および、地上システムに関する。

近年、超音速で滑空する飛翔体の登場により、飛翔体の打上げ検知、飛翔経路追跡、あるいは着地位置の予測といった衛星による監視が期待されている。
滑空段階の飛翔体を検知して追跡する手段として、飛翔体が大気圏に侵入する時の大気摩擦による温度上昇を赤外線で検知することが有望視されている。また、滑空段階の飛翔体を赤外線で検知する手段は、低軌道周回衛星群から監視することが有望と考えられている。

特許文献１は、低軌道を周回する少ない衛星機数で地球全球面内における特定緯度の地域を網羅的に監視するための監視衛星について開示している。

特開２００８－１３７４３９号公報

低軌道（ＬＥＯ：Ｌｏｗ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ）からの監視では、静止軌道からの監視と比較して、人工衛星から飛翔体までの距離が近距離となる。低軌道での監視衛星をＬＥＯ衛星ともいう。そのため、赤外線による検知性能を高めることが可能となる。一方、ＬＥＯ衛星により常時監視および通信回線維持のためには、膨大な数の衛星が必要となる。さらに地球固定座標系に対してほぼ固定して見える静止衛星とは異なり、ＬＥＯ衛星は時々刻々飛翔位置が移動するため、赤外監視装置を具備した監視装置群と通信衛星群とのデータ伝送方法が課題となる。

また、ＨＧＶ（Ｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃ Ｇｌｉｄｅ Ｖｅｈｉｃｌｅ）と呼ばれる飛翔途中で間欠的に噴射して飛翔経路を変更する飛翔体が登場して新しい脅威となっている。噴射を止めた飛翔体を追跡するためには、温度上昇した飛翔体の本体を温度検知する必要があるため、高分解能かつ高感度の赤外監視が必要となる。

本開示は、弾道飛翔体と滑空飛翔体が混在した場合に、滑空飛翔体を素早く的確に識別する滑空飛翔体識別方法を提供することを目的とする。

本開示に係る滑空飛翔体識別方法は、
赤外監視装置を具備する複数の監視衛星で構成する衛星コンステレーションにより取得した飛翔体監視情報を地上システムで解析し、飛翔体が弾道飛翔体ではなく滑空飛翔体であることを識別する滑空飛翔体識別方法であって、
前記地上システムは、
飛翔体の発射位置座標、飛翔方向、および発射から着弾までの時系列飛翔距離と飛翔高度プロファイル、から構成される飛翔経路をモデル化し、
典型的な複数の飛翔経路モデルを格納したデータベースを具備し、
赤外監視装置が検出した飛翔体発射探知情報を起点として、
弾道飛翔体と滑空飛翔体の飛行経路モデルの発射後に飛翔高度が異なる時間帯において、後続監視衛星で同時に弾道飛行体予測高度帯と滑空飛翔体予測高度帯を監視し、
滑空飛翔体を識別する。

本開示に係る滑空飛翔体識別方法によれば、弾道飛翔体と滑空飛翔体が混在した場合に、滑空飛翔体を素早く的確に識別することができる。

極域以外で交差する複数の軌道面を有する衛星コンステレーションの例を示す図。 実施の形態１に係る衛星コンステレーション形成システムの構成例を示す図。 実施の形態１に係る衛星コンステレーションの衛星の構成の一例を示す図。 実施の形態１に係る衛星コンステレーションの衛星の構成の別例を示す図。 実施の形態１に係る衛星コンステレーション形成システムが備える地上設備の構成例を示す図。 実施の形態１に係る衛星コンステレーション形成システムの機能構成例を示す図。 実施の形態１に係る宇宙物体情報の構成例を示す図。 実施の形態１に係る軌道予報情報の構成例を示す図。 実施の形態１に係る飛翔体対処システムおよび飛翔体追跡システムの構成例を示す図。 飛翔体の発射領域から着弾領域までの距離および飛翔方向の飛翔経路モデル例を示す図。 弾道飛行飛翔体の飛翔経路モデル例を示す図。 間欠的噴射飛翔体の飛翔経路モデル例を示す図。 弾道飛行飛翔体の飛翔経路モデルと間欠的噴射飛翔体の飛翔経路モデルとの比較例を示す図。 赤道上空付近の監視衛星が弾道軌道を横から監視するリム観測を示す図。 傾斜軌道最北端付近の監視衛星が発射領域から着弾領域への飛翔方向から監視するリム観測を示す図。 実施の形態２に係る滑空飛翔体識別方法の例を示す図。 飛翔体対処システムおよび飛翔体追跡システムにおける時系列情報伝達順序の例を示す模式図。 飛翔体対処システムの時系列情報伝達順序の例１を示す図。 飛翔体対処システムの時系列情報伝達順序の例２を示す図。 飛翔体対処システムの時系列情報伝達順序の例３を示す図。

以下、本開示の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。また、以下の図面では各構成の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「表」、「裏」といった方向あるいは位置が示されている場合がある。それらの表記は、説明の便宜上、そのように記載しているだけであって、装置、器具、あるいは部品といった構成の配置および向きを限定するものではない。

実施の形態１．
本実施の形態では、複数の監視衛星を有する監視システムと、複数の通信衛星を有する衛星情報伝送システムと、飛翔体に対処する陸海空の対処アセットを具備する対処システムとにより構成される飛翔体対処システム４０１について説明する。また、上述の監視システムと衛星情報伝送システムとにより構成される飛翔体追跡システム４０６について説明する。

例えば、飛翔体の発射時の噴霧（プルーム）を静止軌道衛星に搭載した赤外観測装置で探知して、飛翔初期段階の移動情報に基づき着弾予測して対処システムで対応する飛翔体対処システムが存在する。
発射時噴霧は極めて高温な気体が広域に広がるため、静止軌道からの監視でも探知可能であった。

しかしながら昨今ＨＧＶと呼ばれる飛翔途中で間欠的に噴射して飛翔経路を変更する飛翔体が登場して新しい脅威となっている。噴射を止めた飛翔体を追跡するためには、温度上昇した飛翔体の本体を温度検知する必要があるため、高分解能かつ高感度の赤外監視が必要となる。

そこで低軌道（ＬＥＯ）衛星群の衛星コンステレーションにより、静止軌道よりもはるかに近距離から飛翔体を監視する監視システムが期待されている。ＬＥＯ衛星コンステレーションで常時監視をして、飛翔体発射探知後に即座に対処アセットに情報を伝達する仕組みが待望されている。

ＬＥＯ衛星により常時監視および通信回線維持のためには膨大な数の衛星が必要となる。さらに、地球固定座標系に対してほぼ固定して見える静止衛星とは異なり、ＬＥＯ衛星は時々刻々飛翔位置が移動するため、赤外監視装置を具備した監視装置と、通信衛星群の構成およびデータ伝送方法の仕組みが必要である。

また、このような赤外監視装置を具備した監視衛星群を有する監視システムに加え、通信衛星群がメッシュ状の衛星コンステレーション通信網を形成する衛星情報伝送システムが期待されている。この衛星情報伝送システムを利用して飛翔体発射を探知して対処システムに飛翔体情報を準リアルタイムで伝送する手段を提供する。なお情報伝送に資する時間遅れと、衛星が最速タイミングで情報授受できるまでの待ち時間を考慮して、準リアルタイムと呼んでいる。

図１は、衛星コンステレーション２０の一例として、極域以外で交差する複数の軌道面２１を有する衛星コンステレーション２０の例を示す図である。
上述したように、監視システムおよび衛星情報伝送システムは、衛星コンステレーションとして形成される。

図１の衛星コンステレーション２０では、同一軌道面において同一高度で複数の衛星３０が飛翔している。衛星３０は人工衛星ともいう。
図１の衛星コンステレーション２０では、複数の軌道面の各軌道面２１の軌道傾斜角が約９０度ではなく、かつ、複数の軌道面の各軌道面２１が互いに異なる面に存在する。図１の衛星コンステレーション２０では、任意の２つの軌道面が極域以外の地点で交差する。図１に示すように、軌道傾斜角が９０度よりも傾斜している複数の軌道面の交点は軌道傾斜角に応じて極域から離れていく。また、軌道面の組合せによって赤道近傍を含む多様な位置で軌道面が交差する可能性がある。
図１の衛星コンステレーション２０の他には、複数の軌道面の各軌道面の軌道傾斜角が約９０度であり、複数の軌道面が極域近傍で交差するといった構成の衛星コンステレーションもある。

図２から図６を用いて衛星コンステレーション２０を形成する衛星コンステレーション形成システム６００における衛星３０と地上設備７００の例について説明する。衛星コンステレーション形成システム６００は、単に衛星コンステレーションと呼ばれることがある。

図２は、衛星コンステレーション形成システム６００の構成例である。
衛星コンステレーション形成システム６００は、コンピュータを備える。図２では、１つのコンピュータの構成を示しているが、実際には、衛星コンステレーション２０を構成する複数の衛星の各衛星３０、および、衛星３０と通信する地上設備７００の各々にコンピュータが備えられる。そして、複数の衛星の各衛星３０、および、衛星３０と通信する地上設備７００の各々に備えられたコンピュータが連携して、衛星コンステレーション形成システム６００の機能を実現する。以下において、衛星コンステレーション形成システム６００の機能を実現するコンピュータの構成の一例について説明する。

衛星コンステレーション形成システム６００は、衛星３０と地上設備７００を備える。衛星３０は、地上設備７００の通信装置９５０と通信する通信装置３２を備える。図２では、衛星３０が備える構成のうち通信装置３２を図示している。

衛星コンステレーション形成システム６００は、プロセッサ９１０を備えるとともに、メモリ９２１、補助記憶装置９２２、入力インタフェース９３０、出力インタフェース９４０、および通信装置９５０といった他のハードウェアを備える。プロセッサ９１０は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。

衛星コンステレーション形成システム６００は、機能要素として、衛星コンステレーション形成部１１を備える。衛星コンステレーション形成部１１の機能は、ハードウェアあるいはソフトウェアにより実現される。
衛星コンステレーション形成部１１は、衛星３０と通信しながら衛星コンステレーション２０の形成を制御する。

図３は、衛星コンステレーション形成システム６００の衛星３０の構成の一例である。
衛星３０は、衛星制御装置３１と通信装置３２と推進装置３３と姿勢制御装置３４と電源装置３５とを備える。その他、各種の機能を実現する構成要素を備えていてもよいが、図３では、衛星制御装置３１と通信装置３２と推進装置３３と姿勢制御装置３４と電源装置３５について説明する。図３の衛星３０は、通信装置３２を具備する通信衛星３０８の例である。

衛星制御装置３１は、推進装置３３と姿勢制御装置３４とを制御するコンピュータであり、処理回路を備える。具体的には、衛星制御装置３１は、地上設備７００から送信される各種コマンドにしたがって、推進装置３３と姿勢制御装置３４とを制御する。
通信装置３２は、地上設備７００と通信する装置である。あるいは、通信装置３２は、同一軌道面の前後の衛星３０、あるいは、隣接する軌道面の衛星３０と通信する装置である。具体的には、通信装置３２は、自衛星に関する各種データを地上設備７００あるいは他の衛星３０へ送信する。また、通信装置３２は、地上設備７００から送信される各種コマンドを受信する。
推進装置３３は、衛星３０に推進力を与える装置であり、衛星３０の速度を変化させる。
姿勢制御装置３４は、衛星３０の姿勢と衛星３０の角速度と視線方向（Ｌｉｎｅ Ｏｆ Ｓｉｇｈｔ）といった姿勢要素を制御するための装置である。姿勢制御装置３４は、各姿勢要素を所望の方向に変化させる。もしくは、姿勢制御装置３４は、各姿勢要素を所望の方向に維持する。姿勢制御装置３４は、姿勢センサとアクチュエータとコントローラとを備える。姿勢センサは、ジャイロスコープ、地球センサ、太陽センサ、スター・トラッカ、スラスタおよび磁気センサといった装置である。アクチュエータは、姿勢制御スラスタ、モーメンタムホイール、リアクションホイールおよびコントロール・モーメント・ジャイロといった装置である。コントローラは、姿勢センサの計測データまたは地上設備７００からの各種コマンドにしたがって、アクチュエータを制御する。
電源装置３５は、太陽電池、バッテリおよび電力制御装置といった機器を備え、衛星３０に搭載される各機器に電力を供給する。

衛星制御装置３１に備わる処理回路について説明する。
処理回路は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであってもよい。
処理回路において、一部の機能が専用のハードウェアで実現されて、残りの機能がソフトウェアまたはファームウェアで実現されてもよい。つまり、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせで実現することができる。
専用のハードウェアは、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡまたはこれらの組み合わせである。
ＡＳＩＣは、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略称である。ＦＰＧＡは、Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略称である。

図４は、衛星コンステレーション形成システム６００の衛星３０の構成の別例である。
図４の衛星３０では、図３の構成に加え、監視装置３６を備える。
監視装置３６は、物体を監視する装置である。具体的には、監視装置３６は、宇宙物体、飛翔体、あるいは陸海空の移動体といった物体を監視あるいは観測するための装置である。監視装置３６は、観測装置ともいう。
例えば、監視装置３６は、飛翔体が大気圏に侵入する時の大気摩擦による温度上昇を赤外線で検知する赤外監視装置である。監視装置３６は、飛翔体の発射時のプルームないし飛翔体本体の温度を検知する。赤外監視装置は赤外線監視装置ともいう。
あるいは、監視装置３６は、光波ないし電波の情報収集装置でもよい。監視装置３６は、物体を光学系で検知する装置でもよい。監視装置３６は、観測衛星の軌道高度と異なる高度を飛翔する物体を光学系で撮影する。具体的には、監視装置３６は可視光学センサであってもよい。
図４の衛星３０は、監視装置３６と通信装置３２を具備する監視衛星３０７の例である。監視衛星３０７は、複数の監視装置３６を備えていてもよい。また、監視衛星３０７は、複数種類の監視装置３６を備えていてもよい。

図５は、衛星コンステレーション形成システム６００が備える地上設備７００の構成例である。
地上設備７００は、全ての軌道面の多数衛星をプログラム制御する。地上設備７００は、地上装置あるいは地上システムともいう。地上装置は、地上アンテナ装置、地上アンテナ装置に接続された通信装置、あるいは電子計算機といった地上局と、地上局にネットワークで接続されたサーバあるいは端末としての地上設備から構成される。また、地上装置には航空機、自走車両、あるいは移動端末といった移動体に搭載された通信装置を含んでも良い。

地上設備７００、すなわち地上システムは、本開示の実施の形態で説明する衛星コンステレーション、または、飛翔体対処システム、または、監視システム、または、衛星情報伝送システム、または、対処システムを運用制御する。
地上設備７００、すなわち地上システムのハードウェア構成は、本開示の実施の形態で説明する対処地上センター、または、衛星統合指令センターと同様である。

地上設備７００は、各衛星３０と通信することによって衛星コンステレーション２０を形成する。地上設備７００は、プロセッサ９１０を備えるとともに、メモリ９２１、補助記憶装置９２２、入力インタフェース９３０、出力インタフェース９４０、および通信装置９５０といった他のハードウェアを備える。プロセッサ９１０は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。

地上設備７００は、機能要素として、軌道制御コマンド生成部５１０と、解析予測部５２０を備える。軌道制御コマンド生成部５１０および解析予測部５２０の機能は、ハードウェアあるいはソフトウェアにより実現される。

通信装置９５０は、衛星コンステレーション２０を構成する衛星群の各衛星３０を追跡管制する信号を送受信する。また、通信装置９５０は、軌道制御コマンド５５を各衛星３０に送信する。
解析予測部５２０は、衛星３０の軌道を解析予測する。
軌道制御コマンド生成部５１０は、衛星３０に送信する軌道制御コマンド５５を生成する。
軌道制御コマンド生成部５１０および解析予測部５２０は、衛星コンステレーション形成部１１の機能を実現する。すなわち、軌道制御コマンド生成部５１０および解析予測部５２０は、衛星コンステレーション形成部１１の例である。

図６は、衛星コンステレーション形成システム６００の機能構成例を示す図である。
衛星３０は、さらに、衛星コンステレーション２０を形成する衛星コンステレーション形成部１１ｂを備える。そして、複数の衛星の各衛星３０の衛星コンステレーション形成部１１ｂと、地上設備７００の各々に備えられた衛星コンステレーション形成部１１とが連携して、衛星コンステレーション形成システム６００の機能を実現する。なお、衛星３０の衛星コンステレーション形成部１１ｂは、衛星制御装置３１に備えられていてもよい。

図７は、本実施の形態に係る宇宙物体情報の例である。
宇宙物体情報には、宇宙物体を識別する宇宙物体ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）と、軌道情報とが設定される。軌道情報には、予報軌道情報と実績軌道情報が含まれる。宇宙物体は例えば、衛星である。
予報軌道情報は、元期、軌道要素、予測誤差、情報提供事業装置ＩＤ、および情報更新日を含む。
予報軌道情報は、ＵＴＳ時刻、位置座標、計測誤差、情報提供事業装置ＩＤ、および情報更新日を含む。

図８は、本実施の形態に係る軌道予報情報の例を示す図である。
衛星コンステレーション形成システム６００、地上設備７００、あるいは衛星３０は、宇宙物体の軌道の予報値が設定された軌道予報情報を備える。

軌道予報情報には、衛星軌道予報情報とデブリ軌道予報情報とが含まれる。衛星軌道予報情報には、衛星の軌道の予報値が設定されている。デブリ軌道予報情報には、デブリの軌道の予報値が設定されている。

軌道予報情報には、例えば、宇宙物体ＩＤ、予報元期、予報軌道要素、および予報誤差といった情報が設定される。

宇宙物体ＩＤは、宇宙物体を識別する識別子である。図８では、宇宙物体ＩＤとして、衛星ＩＤとデブリＩＤが設定されている。宇宙物体は、具体的には、宇宙空間に打ち上げられるロケット、飛翔体、人工衛星、宇宙基地、デブリ除去衛星、惑星探査宇宙機、ミッション終了後にデブリ化した衛星あるいはロケットといった物体である。

予報元期は、複数の宇宙物体の各々の軌道について予報されている元期である。
予報軌道要素は、複数の宇宙物体の各々の軌道を特定する軌道要素である。予報軌道要素は、複数の宇宙物体の各々の軌道について予報されている軌道要素である。図８では、予報軌道要素として、ケプラー軌道６要素が設定されている。

予報誤差は、複数の宇宙物体の各々の軌道において予報される誤差である。予報誤差には、進行方向誤差、直交方向誤差、および誤差の根拠が設定されている。このように、予報誤差には、実績値が内包する誤差量が根拠とともに明示的に示される。誤差量の根拠としては、計測手段、位置座標情報の精度向上手段として実施したデータ処理の内容、および、過去データの統計的評価結果の一部あるいはすべてが含まれる。

なお、本実施の形態に係る軌道予報情報では、宇宙物体について、予報元期と予報軌道要素が設定されている。予報元期と予報軌道要素により、宇宙物体の近未来における時刻と位置座標を求めることができる。例えば、宇宙物体についての近未来の時刻と位置座標が、軌道予報情報に設定されていてもよい。
このように、軌道予報情報には、元期と軌道要素、あるいは、時刻と位置座標を含む宇宙物体の軌道情報が具備され、宇宙物体の近未来の予報値が明示的に示されている。
また、あるいは、衛星コンステレーション形成システム６００、地上設備７００、あるいは衛星３０は、宇宙物体の軌道の実績値が設定された軌道実績情報を備えていてもよい。

＊＊＊飛翔体対処システム４０１の構成および機能概要＊＊＊
＊＊＊飛翔体追跡システム４０６の構成および機能概要＊＊＊
図９は、本実施の形態に係る飛翔体対処システム４０１および飛翔体追跡システム４０６の構成例を示す図である。
なお、図９は、飛翔体対処システム４０１および飛翔体追跡システム４０６の一例であり、下記の機能を実現することができれば他の構成であってもよい。

飛翔体追跡システム４０６は、衛星コンステレーション２０と、地上システム８１０とにより構成される。飛翔体追跡システム４０６は、飛翔体６０１の発射探知と追跡を行う。
飛翔体対処システム４０１は、衛星コンステレーション２０と、地上システム８１０と、対処アセット８０１とにより構成される。

衛星コンステレーション２０は、赤外監視装置を具備し、低軌道で飛行する複数の監視衛星３０７で構成される監視システム４０４である。

飛翔体対処システム４０１は、監視システム４０４と、通信システムである衛星情報伝送システム４０３の両衛星システムと情報の送受信を行う地上システム８１０を備える。
監視衛星３０７が飛翔体６０１の発射探知後に、近傍を飛翔する監視衛星群が当該飛翔体６０１の情報取得を継続するために、位置座標を伝達する必要がある。本実施の形態に係る飛翔体対処システム４０１によれば、近傍を通過する通信衛星３０８を経由して、監視衛星群に監視指令を与えることができる。

飛翔体対処システム４０１は、監視システム４０４と、衛星情報伝送システム４０３と、対処システム４０５を備える。
監視システム４０４は、監視装置と通信装置を具備する複数の監視衛星３０７を有する。
衛星情報伝送システム４０３は、通信装置を具備する複数の通信衛星３０８を有する。
対処システム４０５は、飛翔体６０１に対処する陸海空の対処アセット８０１を具備する。対処システム４０５は、対処地上センター８０２を経由して情報を受信してもよいし、地上システム８１０、監視衛星３０７、あるいは通信衛星３０８から情報を受信してもよい。

飛翔体対処システム４０１は、監視システム４０４が飛翔体６０１を監視して生成した飛翔体情報を、衛星情報伝送システム４０３を経由して、対処システム４０５に伝送する。
例えば、監視衛星３０７は、赤外監視装置により、飛翔体６０１の発射時プルームと、温度上昇して飛翔する飛翔体６０１とを、高温対象として検知する。そして、監視システム４０４は、飛翔体６０１に関する時刻情報と位置情報とを含む飛翔体情報を、衛星情報伝送システム４０３を経由して、対処システム４０５に伝送する。

滑空飛翔体追跡方法は、複数の監視衛星３０７で構成する衛星コンステレーション２０により取得した飛翔体監視情報を地上システム８１０で解析し、発射後に大気圏上空まで軌道高度を下げた後に滑空飛行する滑空飛翔体を追跡する方法である。

監視衛星３０７は、監視装置３６として、地心方向を指向する第一の赤外監視装置と、地球周縁を指向する第二の赤外監視装置とを具備する。
第一の赤外監視装置は、飛翔体発射時に伴う高温噴霧を探知し、飛翔経路モデルの起点となす。
第二の赤外監視装置は、噴射終了後に温度上昇した飛翔体本体を宇宙背景で検知する。

地上システム８１０は、飛翔体の発射位置座標、飛翔方向、および発射から着弾までの時系列飛翔距離と飛翔高度プロファイル、から構成される飛翔経路をモデル化し、典型的な複数の飛翔経路モデルを格納したデータベース８１１を具備する。
地上システム８１０は、監視装置３６の第一の赤外監視装置が検出した飛翔体発射探知情報を起点として、複数の飛翔経路モデルの中から、飛翔経路を予測時刻に監視可能な後続監視衛星を選択する。そして、地上システム８１０は、発射探知した監視衛星から、選択した後続監視衛星へ情報伝送する。

噴射終了後の飛翔体本体について、南北方向に視線ベクトルを有する監視衛星が、飛翔体の通過時刻、経度、および高度情報を計測する。また、噴射終了後の飛翔体本体について、東西方向に視線ベクトルを有する監視衛星が、飛翔体の通過時刻、緯度、および高度情報を計測する。

地上システム８１０は、飛翔経路モデルと実軌道の乖離を評価して飛翔経路モデルを補正し、次の後続監視衛星で飛翔体監視を継続する。

図１０は、飛翔体６０１の発射領域から着弾領域までの距離および飛翔方向の飛翔経路モデル例を示す図である。
図１１は、弾道飛行飛翔体の飛翔経路モデル例を示す図である。
図１２は、間欠的噴射飛翔体の飛翔経路モデル例を示す図である。
図１３は、弾道飛行飛翔体の飛翔経路モデルと間欠的噴射飛翔体の飛翔経路モデルとの比較例である。

安全保障上の脅威となる飛翔体は、発射が予想される領域と、着弾が予想される領域を予め仮定できる。このため、このような飛翔体は、発射領域から着弾領域までの距離、飛翔方向、到達時間、および、弾道飛行の場合の軌道と到達高度といった典型的な飛翔経路モデルとして設定することが可能である。
近年滑空弾と呼ばれる間欠的に噴射を繰り返す飛翔体が登場したことにより、弾道弾と比較して、飛翔経路モデルのバリエーションが増えることになる。しかし、発射時噴射終了後に大気上層部を滑空する飛翔モデルとして、着弾領域までの飛翔経路モデルを想定することが可能である。間欠的な噴射により飛翔経路モデルからの逸脱があるとしても、発射から着弾までの飛翔経路のプロファイル全体と比較すれば高度方向にも水平方向にも微小な変化量である。また、典型的な飛翔経路モデルを暫定飛翔経路と仮定した上で、監視衛星の計測情報により、実軌道を修正することにより、飛翔経路予測の精度を向上することができる。

なお滑空弾としては、発射後噴射終了後に間欠的噴射をするＨＧＶの他に、間欠的噴射せずに大気圏上層を超音速で滑空するＨＣＭ（Ｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃ Ｃｒｕｉｓｅ Ｍｉｓｓｉｌｅ）が知られている。

図１４は、赤道上空付近の監視衛星が弾道軌道を横から監視するリム観測を示す図である。
図１５は、傾斜軌道最北端付近の監視衛星が発射領域から着弾領域への飛翔方向から監視するリム観測を示す図である。
図１４の左図は、赤道上空付近の監視衛星によるリム観測を横から見た図であり、図１４の右図は、赤道上空付近の監視衛星が弾道軌道を横から監視する図である。

噴射終了後の温度上昇した飛翔体本体は、噴霧ほど高い温度とはならず、監視対象が飛翔体本体の寸法に限定されるため、地心方向を指向する赤外監視装置ではクラッタと呼ばれる地表からの赤外放射情報に埋もれて識別が困難になる場合がある。そこで第二の赤外監視装置により、リム観測と呼ばれる地球周縁を指向する監視方法によって、宇宙を背景にして飛翔体を監視することにより低温背景の中の輝点として、飛翔体を識別できるという効果がある。

弾道飛行飛翔体においては、発射時の推進装置噴射終了段階の飛翔方向と速度により飛翔プロファイルが決まり、発射後に最高到達高度に至る時間と距離を計測すれば着弾領域が予測可能となる。一方、間欠的に噴射を繰り返す飛翔体では、飛翔経路が噴射のたびに変わるため時間経過に伴う経路の変化を追跡監視する必要がある。

噴射終了後に温度上昇した飛翔体本体を検知するためには地球周縁を指向するリム観測をする必要がある。監視に適する監視衛星は飛翔体近傍を飛翔する監視衛星ではなく、リム観測に適した相対位置を飛翔する監視衛星となる。
またリム観測では監視衛星からみた高度方向と水平方向の計測精度は高いが、距離方向には計測誤差が大きい場合がある。
そこで、弾道軌道を横から監視する監視衛星と、発射領域から着弾領域への飛翔方向から監視する監視衛星の飛翔体情報を併用することにより、弾道軌道を高精度に追跡することができる。

図１４に示すように、発射領域に対して東にある着弾領域にむけて発射される弾道飛行飛翔体においては、赤道上空近傍を飛翔する監視衛星が、弾道軌道を横から監視するのに適している。
図１５に示すように、傾斜軌道の最北端付近を西から東に飛翔する監視衛星が、後方視するのが、飛翔方向から監視するのに適している。
そこで、赤道上空近傍を飛翔する監視衛星により、飛翔体の通過時刻、経度、および高度情報を計測し、傾斜軌道の最北端周辺を飛翔する監視衛星により、飛翔体の通過時刻、緯度、および高度情報を計測する。これにより、弾道飛行の正確な飛翔経路の計測が可能となり、次の後続監視衛星に精度の高い飛翔体情報を伝送することで、間欠的噴射物体の追跡が可能となる。

＊＊＊本実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態では、飛翔体対処システム４０１によれば、弾道飛行の正確な飛翔経路の計測が可能となり、次の後続衛星に精度の高い飛翔体情報を伝送することで、間欠的噴射物体の追跡が可能となる。

＊＊＊ハードウェアの説明＊＊＊
ここで、衛星コンステレーション２０を形成する衛星コンステレーション形成システム６００、地上設備７００、地上システム８１０、あるいは各衛星３０といった各装置のコンピュータが備えるハードウェアについて説明する。例えば、図２に記載の地上設備７００を用いて説明する。

プロセッサ９１０は、各装置の機能を実現するプログラムを実行する装置である。
プロセッサ９１０は、演算処理を行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。プロセッサ９１０の具体例は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。

メモリ９２１は、データを一時的に記憶する記憶装置である。メモリ９２１の具体例は、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、あるいはＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）である。
補助記憶装置９２２は、データを保管する記憶装置である。補助記憶装置９２２の具体例は、ＨＤＤである。また、補助記憶装置９２２は、ＳＤ（登録商標）メモリカード、ＣＦ、ＮＡＮＤフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤといった可搬の記憶媒体であってもよい。なお、ＨＤＤは、Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅの略語である。ＳＤ（登録商標）は、Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌの略語である。ＣＦは、ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ（登録商標）の略語である。ＤＶＤは、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋの略語である。

入力インタフェース９３０は、マウス、キーボード、あるいはタッチパネルといった入力装置と接続されるポートである。入力インタフェース９３０は、具体的には、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）端子である。なお、入力インタフェース９３０は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と接続されるポートであってもよい。
出力インタフェース９４０は、ディスプレイといった表示機器９４１のケーブルが接続されるポートである。出力インタフェース９４０は、具体的には、ＵＳＢ端子またはＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）端子である。ディスプレイは、具体的には、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）である。

通信装置９５０は、レシーバとトランスミッタを有する。通信装置９５０は、具体的には、通信チップまたはＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）である。

各装置の機能を実現するプログラムは、プロセッサ９１０に読み込まれ、プロセッサ９１０によって実行される。メモリ９２１には、プログラムだけでなく、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）も記憶されている。プロセッサ９１０は、ＯＳを実行しながら、プログラムを実行する。プログラムおよびＯＳは、補助記憶装置９２２に記憶されていてもよい。補助記憶装置９２２に記憶されているプログラムおよびＯＳは、メモリ９２１にロードされ、プロセッサ９１０によって実行される。なお、各装置の機能を実現するプログラムの一部または全部がＯＳに組み込まれていてもよい。

各装置は、プロセッサ９１０を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、プログラムの実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサ９１０と同じように、プログラムを実行する装置である。

プログラムにより利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値および変数値は、メモリ９２１、補助記憶装置９２２、または、プロセッサ９１０内のレジスタあるいはキャッシュメモリに記憶される。

各装置の各部の「部」を「処理」、「手順」、「手段」、「段階」、「サーキットリ」あるいは「工程」に読み替えてもよい。また、各装置の各部の「部」を「プログラム」、「プログラムプロダクト」または「プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体」に読み替えてもよい。「処理」、「手順」、「手段」、「段階」、「サーキットリ」あるいは「工程」は、互いに読み換えが可能である。

実施の形態２．
本実施の形態では、主に、実施の形態１と異なる点および実施の形態１に追加する点について説明する。
本実施の形態において、実施の形態１と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態では、複数の監視衛星３０７で構成する衛星コンステレーション２０により取得した飛翔体監視情報を地上システム８１０で解析し、飛翔体が弾道飛翔体ではなく滑空飛翔体であることを識別する滑空飛翔体識別方法について説明する。

飛翔体追跡システム４０６は、衛星コンステレーション２０と、地上システム８１０とにより構成され、飛翔体の発射探知と追跡をする。
地上システム８１０は、本実施の形態に係る滑空飛翔体識別方法により、滑空飛翔体を識別する。

飛翔体対処システム４０１は、衛星コンステレーション２０と、地上システム８１０と、対処アセット８０１とにより構成される。
地上システム８１０は、本実施の形態に係る滑空飛翔体識別方法により滑空飛翔体を識別し、飛翔体を追跡して、予想飛翔経路近傍の対処アセット８０１に飛翔体情報を伝送する。

＊＊＊滑空飛翔体識別方法の説明＊＊＊
本実施の形態に係る滑空飛翔体識別方法は、赤外監視装置を具備する複数の監視衛星３０７で構成する衛星コンステレーション２０により取得した飛翔体監視情報を地上システム８１０で解析し、飛翔体が弾道飛翔体ではなく滑空飛翔体であることを識別する。
地上システム８１０は、飛翔体の発射位置座標、飛翔方向、および発射から着弾までの時系列飛翔距離と飛翔高度プロファイル、から構成される飛翔経路をモデル化し、典型的な複数の飛翔経路モデルを格納したデータベース８１１を具備する。
地上システム８１０は、赤外監視装置が検出した飛翔体発射探知情報を起点として、弾道飛翔体と滑空飛翔体の飛行経路モデルの発射後に飛翔高度が異なる時間帯において、後続監視衛星で同時に弾道飛行体予測高度帯と滑空飛翔体予測高度帯を監視し、滑空飛翔体を識別する。

図１６は、本実施の形態に係る滑空飛翔体識別方法を示す図である。
安全保障上の脅威となる飛翔体は弾道飛翔体であったので、発射探知して飛翔方向と高度を計測すれば、着弾領域を予測して対処行動が可能であった。しかしながら近年登場した滑空飛翔体は発射直後に軌道高度を大気圏上空まで高度を下げた後に、大気圏上空近傍高度を滑空しながら超高速に飛翔し着弾するという特徴があり、対処行動が難しい場合がある。滑空飛翔体としては、発射後軌道高度を下げた後に間欠的に噴射を繰り返すＨＧＶと、発射後軌道高度を下げた後に噴射はせず滑空するのみのＨＣＭが知られている。

特に滑空飛翔体は噴射終了後に温度上昇した飛翔体本体を赤外検知して追跡する必要があるため、弾道飛翔体を静止軌道衛星から監視したような遠方からの赤外監視では検知できない場合がある。そこで低軌道衛星コンステレーションによる赤外監視システムの実現が待望されている。
低軌道衛星コンステレーションでは、個別衛星は高速で通過するため、特定の飛翔体の発射探知をした後に追跡監視するためには、複数衛星が連携して飛翔体情報を授受して飛翔体飛翔予測経路を監視する必要がある。
今後弾道飛翔体と滑空飛翔体が混在した場合に、滑空飛翔体を早期に識別して適切に対処行動する必要がある。
本実施の形態では、滑空飛翔体を最速で識別する方法を提供することを目的とする。

実施の形態１で説明したように、安全保障上の脅威となる飛翔体は、発射が予想される領域と、着弾が予想される領域を予め仮定できるため、典型的な飛翔経路モデルとして設定することが可能である。近年滑空弾と呼ばれる間欠的に噴射を繰り返す飛翔体が登場したことにより、弾道弾と比較して、飛翔経路モデルのバリエーションが増えることになる。しかし、発射時噴射終了後に大気上層部を滑空する飛翔モデルとして、着弾領域までの飛翔経路モデルを想定することが可能である。間欠的な噴射により飛翔経路モデルからの逸脱があるとしても、発射から着弾までの飛翔経路のプロファイル全体と比較すれば高度方向にも水平方向にも微小な変化量である。典型的な飛翔経路モデルを弾道飛翔体と滑空飛翔体で比較すれば、発射直後に軌道高度変化に着目することで識別が可能となる。

図１６において発射探知段階Ｔ０では弾道飛翔体と滑空飛翔体との識別は困難である。継続監視衛星に発射探知情報を送信して、経過時間Ｔ１において検知すれば、弾道飛翔体であれば継続監視Ａ１で、滑空飛翔体は継続監視Ｂ１で検知でき、少なくとも遠距離飛翔する弾道飛翔体を識別できる。
しかしながら短距離弾道飛翔体との識別はできない可能性が残る。経過時間Ｔ２において、継続監視Ｂ２で検知した飛翔体が滑空飛翔体であることが確定する。
継続監視Ａ１とＢ１の高度を包含する視野範囲を持つ監視衛星であれば、１機の監視衛星が検知した高度を分析すれば、遠距離弾道飛翔体が識別できる。
ただし噴射終了後の飛翔体本体を監視するために、監視視野範囲が限定される場合には、経過時間Ｔ１において、異なる高度帯を２機の監視衛星で分担して監視することにより、識別が可能となる。
経過時間Ｔ１において飛翔体が継続監視Ｂ１に検知された場合、継続監視の視野高度を高度帯Ｂとし、継続監視Ｂ２に飛翔体が検知されれば滑空飛翔体と識別される。
早期に滑空飛翔体を識別することにより、継続衛星の監視範囲を高度帯Ｂに限定でき、対処行動に集中できるという効果がある。

実施の形態３．
本実施の形態では、主に、実施の形態１，２と異なる点および実施の形態１，２に追加する点について説明する。
本実施の形態において、実施の形態１，２と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態では、実施の形態１，２で説明した飛翔体対処システム４０１および飛翔体追跡システム４０６における各機能についてさらに説明する。

飛翔体の発射時の噴霧は高温大気が拡散するので監視が容易である。一方、噴射を止めた後のポストブーストフェーズの飛翔体本体は、監視衛星からみた立体角が小さく、温度上昇もプルームほど顕著ではない。このため、噴射を止めた後のポストブーストフェーズの飛翔体本体に背景の陸域情報が混在すると、識別不能になる懸念がある。そこで地球周縁を指向するリム観測と呼ばれる監視方法により、深宇宙を背景として温度上昇した飛翔体本体を監視する。これにより、ノイズに埋もれることなく飛翔体を監視可能とする。複数の監視衛星が高温対象を探知した飛翔体情報を飛翔経路予測装置で統合して、時系列的な位置情報の変化を分析することにより、飛翔体の追跡ができ、飛翔経路の予測が可能となる。

飛翔途中で間欠的に再噴射をして、進行方向を変更しても、飛翔経路予測装置により追跡し、時系列情報を継続取得することにより、ＨＧＶの対処が可能となる。
対処アセット８０１としては陸海空に配備した航空機、艦船、および車両、あるいは、地上設置型設備といった多様な手段が存在する。また、個別アセットに対して直接情報伝送する手段もある。ただし、衛星情報伝送システムとして、安全を保つ専用ではないシステムを経由する場合には、セキュリティ上の制約により、個別アセットの位置情報を開示できない場合もある。よって、対処アセットへの指令を到達する対処地上センターに飛翔体情報を集約し、対処アセットに対する指令は対処地上センターから実施するのが合理的となる。
例えば、専用回線で対処アセットとの通信回線を持つ艦船といった移動体が対処地上センターの役割を担ってもよい。
衛星情報伝送システムの運用方法については、飛翔体対処システム全系の構成方法と運用方法に依存して異なる。

図１７は、飛翔体対処システム４０１および飛翔体追跡システム４０６における時系列情報伝達順序の例を示す模式図である。
図１８は、飛翔体対処システム４０１における時系列情報伝達順序の例１を示す図である。
図１８における飛翔体対処システム４０１において、飛翔体の将来時刻（ｔ３，ｔ６，・・ｔｎ，ｔｎ＋４，ｔｎ＋６，・・）における飛翔位置座標を予測して、近傍通過予定の監視衛星（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａｎ，・・）と、近傍通過予定の通信衛星（Ｂ１，Ｂ２，Ｂｎ，Ｂｎ＋１，・・）を選択する必要がある。
また最終的に対処アセット（Ｃ１，Ｃ２，・・）に情報伝達する必要がある。
しかるに、飛翔体発射時点において、飛翔体の飛行経路が不明であり、飛翔経路予測が必要である。また、飛翔経路予測のために、監視衛星と通信衛星の情報授受を繰り返す必要があり、都度最適通信ルート探索が必要である。
さらに、予想経路上で対処アセットの選択が必要となる。

図１９は、飛翔体対処システム４０１における時系列情報伝達順序の例２を示す図である。
図１９における飛翔体対処システム４０１において、飛翔体の将来飛翔位置近傍を通過する監視衛星、通信衛星は、飛翔体の発射時点（ｔ０）において遠方に離れた位置座標を飛翔している。飛翔体の将来時刻（ｔ３，ｔ６，・・ｔｎ，ｔｎ＋４，ｔｎ＋６，・・）における飛翔位置座標を予測して、近傍通過予定の監視衛星（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａｎ，・・）と、近傍通過予定の通信衛星（Ｂ１，Ｂ２，Ｂｎ，Ｂｎ＋１，・・）を選択する必要がある。
監視衛星、通信衛星の軌道面と飛翔方向がそれぞれ異なる可能性が高く、将来時刻に飛翔体近傍で会合する監視衛星と通信衛星の選択アルゴリズムは難度が高い。

監視衛星については有意な監視情報を取得したすべての監視衛星情報を伝送する方法によれば、固有の監視衛星を選択する必要がなくなる。しかし、例えば広域視野監視（ＷＦＯＶ）監視衛星情報を中域視野監視（ＭＦＯＶ）監視衛星に先見情報として伝送する場合には、監視衛星の選択が必須となる。
ＷＦＯＶは、Ｗｉｄｅ－ｆｉｅｌｄ ｏｆ Ｖｉｅｗの略語である。
ＭＦＯＶは、Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－Ｆｉｅｌｄ－Ｏｆ－Ｖｉｅｗの略語である。

飛翔体の飛翔経路は、発射探知段階では不明であり、監視衛星Ａ２，Ａ３の追跡監視情報により、ｔ３，ｔ６時点の飛翔体位置座標を評価する必要がある。
ｔ０，ｔ３，ｔ６，・・ｔｎ，・・における飛翔体位置座標に基づき、飛翔経路予測して、ｔｎ＋４，ｔｎ＋６における位置座標を予測して、近傍に配備された対処アセットを選択する必要がある。
したがって、最適通信ルート探索と、飛翔経路予測および対処アセット選択が情報授受する仕組みとして必要となる。

図２０は、飛翔体対処システム４０１における時系列情報伝達順序の例３を示す図である。
図２０における飛翔体対処システム４０１において、飛翔途中の飛翔体を追跡監視する監視衛星は、飛翔体近傍を飛翔している観測衛星とは限らない。地球周縁リム観測による監視衛星の飛翔位置は飛翔体の飛翔位置座標から遠方を飛翔している可能性がある。
例えば、中緯度帯を飛翔する飛翔体を、背景宇宙で高Ｓ／Ｎ撮影するためには、赤道上空付近を飛翔中の監視衛星が適している。
さらに赤道付近からのリム観測では緯度方向の座標推定誤差が大きいため、別位置を飛翔する監視衛星の取得情報と組み合わせて、空中三角測量による位置推定をする必要がある。

＜通信ルート探索＞
任意の時刻および場所で発射される飛翔体を発射探知して、飛翔体情報を、後続監視衛星に伝送するために、監視衛星が発射探知した発射位置座標（地表面）を推定して、近傍を通過する通信衛星を選択して情報伝送する必要がある。後続監視衛星に発射探知情報を伝送するためには、近傍を通過する監視衛星と通信衛星の選択が必要になる場合がある。
また発射探知した時点では、飛翔体の飛翔方向と目的地が不明なため、飛翔体情報を伝送する目標地点が未定である場合がある。
飛翔体の飛翔方向を把握するために、後続監視衛星の追跡情報から飛翔位置座標を推定する必要がある。弾道飛翔体の場合は発射終了後の挙動が物理法則により推定できるが、間欠的噴射を繰返す飛翔体の場合は、高度方向の移動も水平方向の移動もできるため、飛翔体の位置座標推定が難しい場合がある。
また噴射終了後の飛翔体本体を検知するために、リム観測が有効ではあるが、リム観測では監視衛星と飛翔体の距離が遠距離なため、監視衛星の選択肢が広く、近傍を通過する通信衛星の選択も難しい場合がある。

これらのケースを解決しながら、飛翔経路予測結果に基づき対処アセットの分布が特定され、情報伝送目標が決まる。上記一連の飛翔体情報授受の過程で、各ステップにおける通信衛星間の通信ルートと、飛翔経路予測の過程で必要になる監視衛星と通信衛星の飛翔体情報授受の計画立案と、経由する通信衛星ＩＤを選択する必要がある。
飛翔体発射後の経過時間に伴い、飛翔体位置座標が時々刻々変化する。このため、移動後の飛翔体を後続する監視衛星が捉え、近傍を通過する通信衛星に飛翔体情報を送信する必要がある。しかし、飛翔体発射後の経過時間に応じて監視衛星と通信衛星も飛翔している。このため、通信ルート探索をするためには、飛翔体移動速度に応じて監視可能な監視衛星が異なり、近傍を通過する通信衛星も異なってくることに臨機応変に対応できる通信ルート探索方法が必要である。

＜飛翔経路予測＞
発射探知段階において飛翔経路不明の飛翔体の将来飛翔経路を、後続監視衛星の取得した追跡情報により予測する必要がある。
さらに弾道飛行とは異なり、飛翔途中に間欠的に推進装置を動作するＨＧＶでは高頻度に監視衛星による追跡情報を更新する必要がある。
地球周縁リム観測による追跡情報では、視線ベクトル方向の誤差が大きいため、複数監視衛星による追跡情報を用いた空中三角測量により位置座標の推定精度を向上する必要がある。
複数監視衛星の監視時刻差に伴う飛翔体移動効果を考慮する必要がある。
複数飛翔体がほぼ同時間帯に発射される場合に、時系列的位置情報の整合性により複数飛翔体の識別をする必要がある。

＜対処アセット選択＞
飛翔体の将来飛翔経路近傍に配備された対処アセットに情報伝送する必要がある。発射時点において飛翔経路が不明なため、飛翔初期段階においては広域に及ぶ多数の対処アセットに情報伝送する必要がある。または対処アセットを統合制御する対処地上センターに情報伝送する必要がある。
弾道飛翔体の場合は噴射終了後の飛翔方向と速度ないし高度情報を把握できれば着弾位置の推定が可能となるが、間欠的噴射を繰返す飛翔体の場合は着弾位置が推定不能であり、飛翔経路途上で対処行動を実施する必要がある。
このため飛翔体の時系列飛翔位置情報に基づく飛翔経路予測結果に基づき、対処アセットを選択する必要がある。

＜通信ルート探索、飛翔経路予測、対処アセット選択の各アルゴリズム間で情報授受する仕組み＞
上述の通り通信ルート探索と飛翔経路予測は相互依存性があり、対処アセット選択をして飛翔体情報を伝送するためには各アルゴリズム間で情報授受をする仕組みが必要となる。
飛翔経路不明の飛翔体に対して、監視衛星による追跡のための通信ルート探索、追跡情報に基づく飛翔経路予測、予測経路における監視衛星による追跡、終末予測経路における対処アセット選択、対処アセットへの情報伝送のための通信ルート探索を時系列的に実施する必要がある。よって、各アルゴリズム間で情報授受する仕組みが必要となる。
情報授受する仕組みとしては、監視衛星群を運用制御する地上システム、通信衛星群を運用制御する地上システム、対処アセットを運用制御する地上システムのそれぞれの情報授受、ないしは統合のバリエーションがありうる。
また安全保障に資する秘匿情報を含めて扱う地上システムと、商用通信システムなど情報秘匿が難しい地上システムなどの特徴を考慮した情報授受の仕組みを構築する必要がある。

以上の実施の形態１から３のうち、複数の部分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つの部分を実施しても構わない。その他、これらの実施の形態を、全体としてあるいは部分的に、どのように組み合わせて実施しても構わない。
すなわち、実施の形態１から３では、実施の形態１から３のいずれかの部分の自由な組み合わせ、あるいは任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態１から５において任意の構成要素の省略が可能である。

なお、上述した実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本開示の範囲、本開示の適用物の範囲、および本開示の用途の範囲を制限することを意図するものではない。上述した実施の形態は、必要に応じて種々の変更が可能である。

１１，１１ｂ 衛星コンステレーション形成部、２０ 衛星コンステレーション、２１ 軌道面、３０ 衛星、３１ 衛星制御装置、３２ 通信装置、３３ 推進装置、３４ 姿勢制御装置、３５ 電源装置、３６ 監視装置、５５ 軌道制御コマンド、３０７ 監視衛星、３０８ 通信衛星、４０１ 飛翔体対処システム、４０３ 衛星情報伝送システム、４０４ 監視システム、４０５ 対処システム、４０６ 飛翔体追跡システム、５１０ 軌道制御コマンド生成部、５２０ 解析予測部、６０１ 飛翔体、６００ 衛星コンステレーション形成システム、７００ 地上設備、８０１ 対処アセット、８０２ 対処地上センター、８１０ 地上システム、８１１ データベース、９１０ プロセッサ、９２１ メモリ、９２２ 補助記憶装置、９３０ 入力インタフェース、９４０ 出力インタフェース、９４１ 表示機器、９５０ 通信装置。

Claims (4)

1. 赤外監視装置を具備する複数の監視衛星で構成する衛星コンステレーションにより取得した飛翔体監視情報を地上システムで解析し、飛翔体が弾道飛翔体ではなく滑空飛翔体であることを識別する滑空飛翔体識別方法であって、
   前記地上システムは、
   飛翔体の発射位置座標、飛翔方向、および発射から着弾までの時系列飛翔距離と飛翔高度プロファイル、から構成される飛翔経路をモデル化し、
   典型的な複数の飛翔経路モデルを格納したデータベースを具備し、
   赤外監視装置が検出した飛翔体発射探知情報を起点として、
   弾道飛翔体と滑空飛翔体の飛行経路モデルの発射後に飛翔高度が異なる時間帯において、後続監視衛星で同時に弾道飛行体予測高度帯と滑空飛翔体予測高度帯を監視し、
   滑空飛翔体を識別する
   滑空飛翔体識別方法。
2. 衛星コンステレーションと、地上システムとにより構成され、飛翔体の発射探知と追跡をする飛翔体追跡システムであって、
   前記地上システムが、
   請求項１に記載の滑空飛翔体識別方法により、滑空飛翔体を識別する、
   飛翔体追跡システム。
3. 衛星コンステレーションと、地上システムと、対処アセットとにより構成される飛翔体対処システムであって、
   前記地上システムが、
   請求項１に記載の滑空飛翔体識別方法により、滑空飛翔体を識別し、
   飛翔体を追跡して、予想飛翔経路近傍の対処アセットに飛翔体情報を伝送する、
   飛翔体対処システム。
4. 請求項２に記載の飛翔体追跡システムまたは請求項３に記載の飛翔体対処システムに含まれる地上システム。

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