JP2958005B2 - 不等間隔データファイルのアクセス方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 電子計算機による計算処理のためのデータファイルへ
のアクセス方法に関し、 不等間隔に生成されたデータファイルへのアクセスの
迅速化を目的とし、 データ生成時間をデータレコード数で割って平均管理
時間を算出する平均管理時間計算手段と、算出された平
均管理時間と指定時刻と現在読み込んでいるレコードの
中心時刻の差から予想レコード番号を算出する予想レコ
ード番号計算手段と、算出された予想レコード番号のレ
コードを読み出し指定時刻がレコード内かを調べレコー
ド内でなければ隣のレコードを読み出し調べるレコード
チェック手段を備え、１レコードの平均管理時間を算出
し、これを利用して予想レコード番号を算出し、予想レ
コード番号のレコードより１レコードずつ調べて指定時
刻のデータにアクセスするよう構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は電子計算機による計算処理のためのデータフ
ァイルへのアクセス方法に係わり、特に不等時間間隔で
生成されたデータファイルへのアクセス方法に関する。

〔従来の技術〕

人工衛星の軌道計算は、人工衛星のデータ解析および
利用において重要である。人工衛星の軌道計算には、そ
の利用分野に応じて種々の態様があるが、その一つとし
て時刻に対する軌道位置を運動方程式を解いて計算し、
ファイルとして記録しておく方式がある。従来は、一定
時間間隔の軌道位置データとしてのファイルが一般であ
った。

これに対して、長楕円軌道の人工衛星の軌道生成を、
さらに高精度に効率よく行うために、可変ステップサイ
ズ（不等間隔の時間刻み幅）に計算された軌道上の加速
度（ベクトル）データをファイルとして記録しておき、
これを読出し補間計算により軌道位置を算出する方式が
提案されている。

人工衛星の軌道が長楕円軌道である場合には、第４図
に示すように軌道上の位置により地球との距離が大きく
変わり、速度が大幅に変わるため、一定時間間隔のデー
タとすると、次のような不具合が生ずる。

第５図は、この不等間隔ファイルの必要性の背景を示
す図である。図に示すように、刻み幅を近地点（地球に
近いところ）では誤差小さくするように選ぶと、遠地点
（地球より遠いところ）では積分誤差が必要以上に小さ
くなるものの、計算回数が増えることにより丸め誤差の
累積が大きくなる。逆に、遠地点での誤差を小さくする
よう選ぶと、近地点では人工衛星の動きが大きいため積
分誤差が大きくなるからである。

そこで、第４図に示すように、例えば近地点付近では
処理ステップ幅を１〜５秒とし、遠地点付近では30〜60
秒とし、軌道の途中ではその間を何段階かのステップ幅
で処理する。

不等間隔で生成された軌道データのファイルは、生成
値データファイルと呼ばれている。生成値データは、過
去の複数の点のデータを使って次の時刻のデータを求め
る多段積分法によって計算しているので、そのデータテ
ーブルはバックポイントテーブルと呼ばれており、生成
値データファイルは、高精度で効率よく処理するため、
バックポイントテーブル（例えばｎ次の多段積分ではｎ
点のデータを持つ）をそのままファイルに出力する方法
を採っている。生成値データファイルの１レコードは、
複数（例えば、ｍ個）のバックポイントテーブルを格納
する。

〔発明が解決しようとする課題〕

可変ステップサイズ方式により積分したときのバック
ポイントテーブルファイルは、データ出力間隔が不等間
隔になる。

このため、任意時刻に対応するデータを格納したレコ
ードの位置（レコード番号）を計算によって求めること
ができない。そこで、読込みを開始したレコードから順
に、目的とする時刻のデータがレコード内にあるかどう
かを１レコードずつ調べていくことになるが、読込みを
開始したレコード位置と、目的のレコード位置が離れて
いる場合には、時間が長くかかるという問題点がある。

本発明の解決しようとする課題は、このような従来の
問題点を解消して、生成値データファイルに対して指定
時刻によらずに効率よく読み込む方式を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明の不等間隔データファイルアクセス
方法の原理ブロック図を示す。

図において、１は平均管理時間計算手段であり、デー
タ生成時間をデータレコード数で割って平均管理時間を
算出する。

２は予想レコード番号計算手段であり、算出された平
均管理時間と指定時刻と現在読み込んでいるレコードの
中心時刻の差から予想レコード番号を算出する。

３はレコードチェック手段であり、算出された予想レ
コード番号のレコードを読み出し指定時刻がレコード内
かを調べレコード内でなければ隣のレコードを読み出し
調べる。

〔作 用〕

本発明は、指定された時刻のデータを含むレコードに
アクセスするため、衛星軌道の周期性を利用して目的の
レコード近傍のレコード位置を予想計算して求め、その
レコードから１レコードずつ調べていく方法を採る。

ステップサイズは、軌道に沿って周期的に変化する。
そこでまず、平均管理時間計算手段１がデータ生成時間
をデータレコード数で割った１レコード当たりの平均管
理時間を求める。軌道周期をこの平均管理時間で割った
ものが１周回当たりのレコード数と考えてよい。

次いで、予想レコード番号計算機手段２により、次の
計算を行って予想レコード番号を算出する。

レコードチェック手段３は、予想レコード番号のレコ
ードを読み取り、指定時刻が読み込んだレコード内かを
チェックし、レコード内でなければ隣のレコードを読み
出して調べる。

平均管理時間を用いてレコード番号を概算することに
より、データ検索時間を短縮することができる。

本アクセス方式は、固定ステップサイズのデータファ
イルに対しても、同じくアクセスすることができるの
で、ファイルによって処理を分ける必要はない。

〔実施例〕

以下第２図および第３図に示す実施例により、本発明
をさらに具体的に説明する。

第２図は、本発明の一実施例における生成値データフ
ァイルのレコードフォーマットを示す図である。

図の（ａ）は管理部（管理レコード）を示し、データ
生成開始時刻、データ生成終了時刻およびデータレコー
ド数を記録する。

図の（ｂ）はデータ部（データレコード）を示し、１
レコードごとに、レコードの開始時刻、レコードの終了
時刻、レコードの中心時刻および複数個ｍ（本実施例で
は10個）のテーブルを記録する。各テーブルには、各々
先頭時刻、ステップサイズ、およびバックポイントテー
ブルを記録する。バックポイントテーブルには、例えば
９次の多段積分の時は三次元のベクトルデータが９個、
即ち27個の加速度データが記録してある。

第３図は、本発明の一実施例による処理を示すフロー
チャートである。

第３図（ａ）は、ファイルアクセスのための初期設定
手順を示すフローチャートである。

以下、フローチャートのステップに従ってその動作を
説明する。

磁気ディスク装置に格納されている生成値データファ
イルにアクセスし管理部を読み出す。

読み出した管理部のデータより、データ生成終了時刻
とデータ生成開始時刻の差をデータレコード数で割って
１レコードの平均管理時間を算出する。

１レコードの平均管理時間と読込みレコード番号（＝
NO）を共通領域/A/に設定する。

レコード番号（NO）のレコードを生成値データファイ
ルのデータ部から読み込む。

第３図（ｂ）は、ファイルアクセスの手順を示すフロ
ーチャートである。

以下、フローチャートのステップに従ってその動作を
説明する。

指定時刻と読み込んだレコード番号（NO）のレコード
の中心時刻の差を１レコードの平均管理時間で割った値
にレコード番号（NO）を加えて予想レコード番号を算出
する。

算出したレコード番号を読込みレコード番号とする。

読込みレコード番号のレコードを読み込む。

指定時刻が読み込んだレコード内にあるかを判定す
る。レコード内にあれば、アクセス処理を終わり、レコ
ード内に無ければステップへ飛ぶ。

（指定時刻）＞（読込みレコードの終了時刻）のとき
は、（読込みレコード番号＋１）を読込みレコード番号
とし、（指定時刻）＜（読込みレコードの開始時刻）の
ときは、（読込みレコード番号−１）を読込みレコード
番号として、ステップに戻る。

〔発明の効果〕

以上説明のように本発明によれば、前回の指定時刻と
今回の指定時刻の差の大きさにより、データファイル検
索時間が長くかかるのを防止して、検索時間を短縮する
ことができ、また固定ステップサイズのデータファイル
に対しても同一の方式でアクセスできるので、ファイル
によって処理を分ける必要がなく、データ処理効率の向
上に寄与する効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、 第２図は本発明の一実施例における生成値データファイ
ルのレコードフォーマットを示す図、 第３図は本発明の一実施例による処理を示すフローチャ
ートである。 第４図は人工衛星の長楕円軌道を示す図、 第５図は軌道計算における不等間隔ファイルの必要性の
背景を示す図である。 図面において、 １は平均管理時間計算手段、 ２は予想レコード番号計算手段、 ３はレコードチェック手段、 をそれぞれ示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】不等時間間隔に生成された移動点の位置デ
   ータを、一定数の点のデータを１レコードとして記録し
   たデータファイルへのアクセス方法において、 データ生成開始時刻からデータ生成終了時刻までのデー
   タ生成時間をデータレコードの総数で割って平均管理時
   間を算出する平均管理時間計算手段（１）と、 該平均管理時間計算手段（１）により算出された平均管
   理時間と、読出すべきデータの生成された読出し指定時
   刻と現在読み込んでいるレコードの中心時刻との差から
   予想レコード番号を算出する予想レコード番号計算手段
   （２）と、 該予想レコード番号計算手段（２）により算出された予
   想レコード番号のレコードを読出し指定時刻がレコード
   内にあるかを調べ指定時刻が該レコード内に有れば処理
   を終わり無ければ指定時刻とレコードの開始又は終了時
   刻と比較しその大小に応じてレコード番号の＋又は−方
   向に１レコードずつ調べて指定時刻のデータにアクセス
   するレコードチェック手段（３）とを備えて行うことを
   特徴とする不等間隔データファイルのアクセス方法。