JP2022546369A - 衛星編隊ベースの遠隔検知システム及びコンステレーションシステム - Google Patents
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Abstract
Description
によって姿勢測定を実行するGPS受信機を備える。
101 第3の付随衛星
200 第1の付随衛星
201 第2の付随衛星
300 撮像・検知デバイス
310 測定デバイス
400 同期デバイス
410 時間同期モジュール
420周波数同期モジュール
430 空間同期モジュール
A 第1の空間ベースライン
B 第2の空間ベースライン
C 長いトラックに沿うベースライン
D 短いクロストラックベースライン
Claims (15)
- SARシステムをそのペイロードとして備えるマスター衛星(100)と、第1の付随衛星(200)と、第2の付随衛星(201)とを備え、
前記第1の付随衛星(200)及び前記第2の付随衛星(201)が前記マスター衛星(100)の周りを飛行し、前記マスター衛星(100)は、同一のクロストラックベースライン成分を有する第1の空間ベースライン(A)及び第2の空間ベースライン(B)を規定するように前記第1の付随衛星(200)及び前記第2の付随衛星(201)の運動軌跡の長軸上に位置される、
遠隔検知システム又は特に衛星編隊ベースの遠隔検知システム。 - 前記マスター衛星(100)には、そのペイロードとして撮像・検知デバイス(300)及び同期デバイス(400)が設けられ、
前記同期デバイス(400)は、時間、周波数、及び、空間に関する同期に基づいて、前記第1の空間ベースライン(A)及び前記第2の空間ベースライン(B)を時系列で形成し、
前記撮像・検知デバイス(300)は、前記第1の空間ベースライン(A)及び前記第2の空間ベースライン(B)にしたがって地面領域の変化の時空間的特徴を取得する、
請求項1に記載のシステム。 - 前記マスター衛星(100)と共にタンデム編隊で飛行する前記第1の付随衛星(200)及び前記第2の付随衛星(201)の運動軌跡の外側に位置されるとともに、撮像・検知デバイス(300)及び同期デバイス(400)をそのペイロードとして備える第3の付随衛星(101)を更に備え、
前記第3の付随衛星(101)は、前記第3の付随衛星(101)が前記マスター衛星(100)に対して長いトラックに沿うベースライン(C)及び短いクロストラックベースライン(D)を規定するように、前記マスター衛星(100)に隣接する軌道上に位置され、
前記撮像・検知デバイス(300)は、高精度で広範囲の撮像を実行しつつ地形仰角情報及び移動ターゲット速度情報を取得するために、前記第1の空間ベースライン(A)及び前記第2の空間ベースライン(B)並びに前記短いクロストラックベースライン(D)及び前記長いトラックに沿うベースライン(C)に基づいて最適な干渉ベースライン処理を実行する、
請求項1又は2に記載のシステム。 - 前記撮像・検知デバイス(300)は、前記マスター衛星(100)、前記第1の付随衛星(200)、前記第2の付随衛星(201)、及び、前記第3の付随衛星(101)の衛星姿勢パラメータをリアルタイムで測定するとともに、正確な軌道決定を行なって、前記第1の空間ベースライン(A)、前記第2の空間ベースライン(B)、前記長いトラックに沿うベースライン(C)、及び、前記短いクロストラックベースライン(D)を高精度で取得するように構成される測定デバイス(310)を更に備える、請求項2又は3に記載のシステム。
- 前記撮像・検知デバイス(300)は、前記測定デバイス(310)を使用して地面ターゲット領域に関する先験的情報を取得するとともに、前記地面ターゲット領域の緯度情報に基づいて、前記マスター衛星(100)、前記第3の付随衛星(101)、前記第1の付随衛星(200)、及び、前記第2の付随衛星(201)の前記撮像・検知デバイス(300)のアンテナ角度を調整して、一定の仰角曖昧さを維持し、それにより、異なる緯度の領域における地面仰角を測定するための精度の一貫性を高めるように更に構成される、請求項2から4のいずれか一項に記載のシステム。
- 先験的情報に基づいて取得される地面ターゲット領域の地形高度が変化の大きな振幅を示すときに、前記マスター衛星(100)、前記第3の付随衛星(101)、前記第1の付随衛星(200)、及び、前記第2の付随衛星(201)の前記撮像・検知デバイス(300)のアンテナ角度は、前記SARシステムが2つの異なる仰角曖昧さで撮像を少なくとも2回実行するように、一定であって第1の仰角曖昧さとは異なる第2の仰角曖昧さを維持するように調整される、請求項1から5のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記第3の付随衛星(101)が前記同期デバイス(400)によって同期されると、前記第1の空間ベースライン(A)、前記第2の空間ベースライン(B)、前記短いクロストラックベースライン(D)、及び、前記長いトラックに沿うベースライン(C)は、トラックに沿うベースライン及びクロストラックベースラインを時系列で規定し、
前記撮像・検知デバイス(300)は、時系列のトラックに沿う接線に基づいて移動するターゲットの経時的な速度の変化情報を取得するとともに、時系列で前記クロストラックベースラインに基づいて経時的な地面仰角の変化情報を取得する、請求項2から6のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記マスター衛星(100)の軌道パラメータが与えられると、前記第1の付随衛星(200)及び前記第2の付随衛星(201)の軌道パラメータは、有効クロストラックベースラインの長さと前記第1の空間ベースライン(A)及び前記第2の空間ベースライン(B)のクロストラック有効ベースラインの限界長とを比較するとともに前記第1の付随衛星(200)及び前記第2の付随衛星(201)の飛行経路の半短軸を調整することによって取得され、
前記第3の付随衛星(101)の軌道パラメータは、アジマスドップラー曖昧さ分解のための空間サンプリングの要件及びドップラー曖昧さ分解の精度の要件に基づいて取得される、
請求項1から7のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記同期デバイス(400)は、少なくとも、時間同期モジュール(410)、周波数同期モジュール(420)、及び、空間同期モジュール(430)を備え、
前記時間同期モジュール(410)は、起動時に衛星によって運ばれるタイミングパルス信号をトリガーして、衛星間の周波数同期パルスによる衛星間の周波数差を取得し、それにより、時間同期を達成するように構成される、請求項2から8のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記同期デバイス(400)における前記周波数同期モジュール(420)は、線形周波数変調信号を同期パルスとして使用して、前記マスター衛星(100)及び前記第1の付随衛星(200)又は前記第2の付随衛星(201)又は前記第3の付随衛星(101)の同期パルス信号処理を周期的に切り換え、それにより、衛星周波数源によって引き起こされる位相差を取得し、その結果、位相補償を実行して周波数同期を達成するように構成される、請求項2から9のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記同期デバイス(400)における前記空間同期モジュール(430)は、地面ターゲット領域に対する前記マスター衛星(100)の前記撮像・検知デバイス(300)の方向と前記第1の付随衛星(200)又は前記第2の付随衛星(201)又は前記第3の付随衛星(101)の衛星姿勢とに基づいて前記第1の付随衛星(200)又は前記第2の付随衛星(201)又は前記第3の付随衛星(101)の前記撮像・検知デバイス(300)を同じ地面ターゲット領域に向け、それにより、空間同期を達成するように構成される、請求項2から10のいずれか一項に記載のシステム。
- SARシステムをそのペイロードとして備えるマスター衛星(100)と、前記マスター衛星(100)の周りを飛行する第1の付随衛星(200)と第2の付随衛星(201)とから成る少なくとも1つの対とを備える、衛星搭載SARコンステレーションシステムであって、
前記第1の付随衛星(200)及び前記第2の付随衛星(201)は前記マスター衛星(100)の周りを飛行し、前記マスター衛星(100)は、同一のクロストラックベースライン成分を有する第1の空間ベースライン(A)及び第2の空間ベースライン(B)を規定するように前記第1の付随衛星(200)及び前記第2の付随衛星(201)の運動軌跡の長軸上に位置され、
前記第1の付随衛星(200)及び前記第2の付随衛星(201)は、中心対称的に前記マスター衛星(100)に対して受動的に安定した形態を形成し、それにより、前記第1の付随衛星(200)が前記マスター衛星(100)に対して前記第1の空間ベースライン(A)を規定し、前記第2の付随衛星(201)が前記マスター衛星(100)に対して前記第2の空間ベースライン(B)を規定し、
前記第1の空間ベースライン(A)及び前記第2の空間ベースライン(B)は、長さに関して同一であり、位相に関して反対である、
衛星搭載SARコンステレーションシステム。 - 第3の付随衛星(101)を更に備え、
前記第3の付随衛星(101)が、前記第1の付随衛星(200)及び前記第2の付随衛星(201)の飛行軌道の外側に位置されるとともに、前記第1のマスター衛星(100)と共にタンデム編隊で飛行するように前記マスター衛星(100)に隣接する軌道上にあり、それにより、前記マスター衛星(100)に対して長いトラックに沿うベースライン(C)及び短いクロストラックベースライン(D)を規定し、
前記SARシステムは、前記第1の空間ベースライン(A)及び前記第2の空間ベースライン(B)に基づき、長さに関して前記短いクロストラックベースライン(D)よりも大きい長い垂直ベースラインと、長さに関して前記長いトラックに沿うベースライン(C)よりも小さい短い水平ベースラインとを規定するとともに、前記短いクロストラックベースライン(D)及び前記長いトラックに沿うベースライン(C)と組み合わされる最適な干渉信号処理を実行して、精度及びレンジに関して改善された地形高度測定を伴って高分解能の幅広いスワスの撮像を実行する、
請求項12に記載のシステム。 - 前記マスター衛星(100)、前記第3の付随衛星(101)、前記第1の付随衛星(200)、及び、前記第2の付随衛星(201)の軌道パラメータが取得された後、前記マスター衛星(100)は、測定デバイスを使用してSARレーダーアンテナの姿勢パラメータを取得して、前記マスター衛星(100)、前記第3の付随衛星(101)、前記第1の付随衛星(200)、及び、前記第2の付随衛星(201)に関する正確な軌道決定を行ない、それにより、前記第1の空間ベースライン(A)、前記第2の空間ベースライン(B)、前記長いトラックに沿うベースライン(C)、及び、前記短いクロストラックベースライン(D)を高精度で取得し、
前記測定デバイスは、少なくとも、
主にエフェメリスデータの復号化及びデータの同期化を含めて未加工データを前処理するステップと、
微分位置決めアルゴリズムを使用して前記SARレーダーアンテナの位置パラメータを取得するステップと、
前記SARレーダーアンテナの位置パラメータを使用して整数の曖昧さの初期値を取得し、カルマンフィルタ及び再帰検索によって前記整数の曖昧さの正確な値を計算するとともに、キャリア位相を使用して正確な座標を取得するステップと、
前記取得された正確な座標を使用して衛星間ベースラインベクトルを取得するとともに、前記衛星間ベースラインベクトルを使用して前記SARレーダーアンテナの姿勢パラメータを取得するステップと、
によって姿勢測定を実行するGPS受信機を備える、
請求項12又は13に記載のシステム。 - SARシステムをそのペイロードとして備えるマスター衛星(100)と、第3の付随衛星(101)と、前記マスター衛星(100)の周りを飛行する第1の付随衛星(200)と第2の付随衛星(201)とから成る少なくとも1つの対と備える衛星遠隔検知システムであって、
前記マスター衛星(100)がSARレーダーアンテナの姿勢パラメータを取得した後、GPS受信機が、少なくとも、前記マスター衛星(100)、前記第3の付随衛星(101)、前記第1の付随衛星(200)、及び、前記第2の付随衛星(201)の軌道パラメータとGPSコンステレーションとのその接続とに基づいて月面重力摂動、太陽放射圧力摂動、及び、大気抗力摂動に関する先験的情報を取得し、コンステレーションシステムの軌道摂動モデルを構築して、ベースライン測定に対する摂動の影響を排除し、
前記GPS受信機は、前記コンステレーションシステムの前記軌道摂動モデルを通じて取得される軌道決定結果と前記SARレーダーアンテナの姿勢パラメータとに基づいて、第1の空間ベースライン(A)、第2の空間ベースライン(B)、長いトラックに沿うベースライン(C)、及び、短いクロストラックベースライン(D)を規定する、
衛星遠隔検知システム。
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