JP5986768B2

JP5986768B2 - Satellite system

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Publication number: JP5986768B2
Application number: JP2012072537A
Authority: JP
Inventors: 博池淵; 一範益川; 篤大石
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2016-09-06
Anticipated expiration: 2032-03-27
Also published as: JP2013203164A

Description

本発明は、連携してミッションを行う複数の人工衛星からなる人工衛星システムに関する。 The present invention relates to an artificial satellite system including a plurality of artificial satellites that perform missions in cooperation.

複数の人工衛星が連携し、協働してミッションを行う人工衛星システムの研究がなされている。例えば、宇宙観測用の人工衛星システムにおいて、アンテナをそれぞれ備えた複数の小型の人工衛星が、一定範囲の宇宙空間に展開する。各衛星のアンテナの観測結果を合成することにより、直径の大きい合成アンテナとしての機能を実現することができる。 Research on artificial satellite systems in which multiple satellites cooperate and perform missions together is underway. For example, in a space observation artificial satellite system, a plurality of small artificial satellites each having an antenna are deployed in a certain range of outer space. By combining the observation results of the antennas of the satellites, a function as a combined antenna having a large diameter can be realized.

図１に、人工衛星システムの参考例を示す。人工衛星システム１０４は、地球１０１に設置される管制局１０２と、複数の人工衛星１０３によって構成される。図２は、人工衛星１０３の構成を示す。人工衛星１０３は、トラブル発生時に修理を行うことが容易でないため、冗長系システムを備える。図２の例では、人工衛星は主系１０５と従系１０６との２つのシステムを備える。 FIG. 1 shows a reference example of an artificial satellite system. The artificial satellite system 104 includes a control station 102 installed on the earth 101 and a plurality of artificial satellites 103. FIG. 2 shows the configuration of the artificial satellite 103. Since the artificial satellite 103 is not easy to be repaired when a trouble occurs, the artificial satellite 103 includes a redundant system. In the example of FIG. 2, the artificial satellite includes two systems, a main system 105 and a slave system 106.

主系１０５は、ｎ個の機能モジュール１０８−１〜１０８−ｎと、通信モジュール１０９とを備える。同様に従系も、ｎ個の機能モジュール１１０−１〜１１０−ｎと、通信モジュール１１１とを備える。主系１０５と従系１０６とはネットワーク１０７で接続される。主系１０５のｎ個の機能モジュール１０８−１〜１０８−ｎと、従系１０６のｎ個の機能モジュール１１０−１〜１１０−ｎとは、それぞれ実質的に同一の機能を備える。 The main system 105 includes n functional modules 108-1 to 108-n and a communication module 109. Similarly, the subordinate system includes n functional modules 110-1 to 110-n and a communication module 111. The master system 105 and the slave system 106 are connected by a network 107. The n functional modules 108-1 to 108-n of the main system 105 and the n functional modules 110-1 to 110-n of the slave system 106 have substantially the same functions.

通常時には、人工衛星システム１０４は、各人工衛星１０３の主系１０５の機能モジュールによって動作する。いずれかの人工衛星１０３の主系１０５の機能に異常が発見された場合、その機能は従系に切り替えられる。すなわちｋ番目の機能モジュール１０８−ｋが故障した場合、その代わりに、従系１０６のｋ番目の機能モジュール１１０−ｋが処理を行う。その結果、機能モジュール１０８−１〜１０８−ｎのいずれかに異常が発生した場合にも、人工衛星システム１０４は支障なくミッションを遂行できる。 At normal times, the satellite system 104 is operated by the functional module of the main system 105 of each satellite 103. When an abnormality is found in the function of the primary system 105 of any artificial satellite 103, the function is switched to the secondary system. That is, when the k-th functional module 108-k fails, the k-th functional module 110-k of the slave 106 performs processing instead. As a result, even when an abnormality occurs in any of the functional modules 108-1 to 108-n, the satellite system 104 can perform the mission without any trouble.

複数の人工衛星からなるシステムに関する先行技術文献として、特許文献１を挙げる。 Patent Document 1 is given as a prior art document related to a system composed of a plurality of artificial satellites.

特開２００６−１６８４６１号JP 2006-168461 A

人工衛星のサイズや重量には、厳しい制限が課される。よりコンパクトな構成によって冗長系を実現する人工衛星システムが望まれる。 Strict restrictions are imposed on the size and weight of satellites. An artificial satellite system that realizes a redundant system with a more compact configuration is desired.

本発明の一側面において、人工衛星システムは、それぞれ複数の機能モジュールを備える複数の人工衛星を備える。複数の人工衛星のうちの任意の第１人工衛星が備える複数の機能モジュールは、複数の人工衛星のうちの任意の他の第２人工衛星が備える複数の機能モジュールと同じ機能を有する。第１人工衛星は、複数の機能モジュールのうちのｎ番目（ｎは整数）の機能モジュールの動作に支障が発生したときに、第２人工衛星にｎ番目の機能モジュールを支障モジュールとして特定する支障モジュール識別子を送信する支障モジュール通知部を備える。第２人工衛星は、支障モジュール識別子を受信するとバックアップモードに設定するバックアップ設定部を備える。第１人工衛星は更に、支障モジュールで処理していた情報である入力情報を第２人工衛星に送信する処理依頼情報送信部を備える。第２人工衛星は、バックアップモードに設定されたときに入力情報を受信すると、ｎ番目の機能モジュールによって入力情報を処理した結果である出力情報を第１人工衛星に送信する処理結果情報送信部を備える。 In one aspect of the present invention, an artificial satellite system includes a plurality of artificial satellites each including a plurality of functional modules. The plurality of functional modules included in any first artificial satellite among the plurality of artificial satellites has the same function as the plurality of functional modules included in any other second artificial satellite among the plurality of artificial satellites. When the first artificial satellite has trouble in the operation of the n-th (n is an integer) functional module among the plurality of functional modules, the first artificial satellite has a problem of identifying the n-th functional module as the trouble module. A trouble module notification unit for transmitting a module identifier is provided. The second artificial satellite includes a backup setting unit that sets the backup mode when receiving the trouble module identifier. The first artificial satellite further includes a processing request information transmitting unit that transmits input information, which is information processed by the trouble module, to the second artificial satellite. When the second artificial satellite receives the input information when set to the backup mode, the second artificial satellite includes a processing result information transmission unit that transmits output information, which is a result of processing the input information by the nth functional module, to the first artificial satellite. Prepare.

本発明により、衛星間で主系と従系として機能する機能モジュールを設定することが可能となり、よりコンパクトな構成によって冗長系を実現する人工衛星システムが提供される。 According to the present invention, it is possible to set functional modules that function as a primary system and a secondary system between satellites, and an artificial satellite system that realizes a redundant system with a more compact configuration is provided.

図１は、人工衛星システムの一例を示す。FIG. 1 shows an example of an artificial satellite system. 図２は、人工衛星の構成を示す。FIG. 2 shows the configuration of the artificial satellite. 図３は、本発明の一実施形態における人工衛星システムを示す。FIG. 3 shows an artificial satellite system according to an embodiment of the present invention. 図４は、人工衛星システムの構成を示す。FIG. 4 shows the configuration of the artificial satellite system. 図５は、各衛星の通信モジュールが備える機能ブロックを示す。FIG. 5 shows functional blocks provided in the communication module of each satellite. 図６は、本発明の第１実施形態における人工衛星システムの動作を示す。FIG. 6 shows the operation of the artificial satellite system in the first embodiment of the present invention. 図７は、本発明の第２実施形態における人工衛星システムの動作を示す。FIG. 7 shows the operation of the artificial satellite system in the second embodiment of the present invention. 図８は、本発明の第３実施形態における人工衛星システムの動作を示す。FIG. 8 shows the operation of the artificial satellite system in the third embodiment of the present invention.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図３は、本発明の一実施形態における人工衛星システムを示す。人工衛星システム４は、複数の人工衛星３−１〜３−３を備える。図３の例では３個の人工衛星３−１〜３−３が描かれているが、その個数は限定されない。地球１には、人工衛星システム４を監視・制御するための管制局２が設けられる。複数の人工衛星３は、相互に連携してミッションを遂行する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 3 shows an artificial satellite system according to an embodiment of the present invention. The artificial satellite system 4 includes a plurality of artificial satellites 3-1 to 3-3. In the example of FIG. 3, three artificial satellites 3-1 to 3-3 are depicted, but the number is not limited. The earth 1 is provided with a control station 2 for monitoring and controlling the artificial satellite system 4. The plurality of artificial satellites 3 perform a mission in cooperation with each other.

図４は、人工衛星システム４の構成を示す。複数の人工衛星３−１〜３−３は、連携してミッションを遂行する。複数の人工衛星３−１〜３−３は、ネットワーク５を介して相互に通信可能である。ネットワーク５としては、地上の管制局２を使用することもできる。しかしながら通信速度や通信の継続性の観点からは、管制局２を介さず宇宙空間で信号を送受信する衛星間通信ネットワークを採用することが望ましい。このようなネットワークを構築するための一例として、ネットワーク５のホスト衛星が人工衛星システム４の近くの軌道に配置される。ホスト衛星が人工衛星３−１〜３−３の相互の信号の送受信を中継することによって、ネットワーク５が実現される。なお、ネットワークを構築する方法として、特定のホスト衛星を介さず、各衛星が相互に調停を行ってもよい。 FIG. 4 shows the configuration of the artificial satellite system 4. The plurality of artificial satellites 3-1 to 3-3 perform the mission in cooperation. The plurality of artificial satellites 3-1 to 3-3 can communicate with each other via the network 5. As the network 5, the ground control station 2 can also be used. However, from the viewpoint of communication speed and communication continuity, it is desirable to employ an inter-satellite communication network that transmits and receives signals in space without using the control station 2. As an example for constructing such a network, a host satellite of the network 5 is placed in an orbit near the artificial satellite system 4. The network 5 is realized by the host satellite relaying transmission / reception of signals between the artificial satellites 3-1 to 3-3. As a method for constructing a network, each satellite may arbitrate mutually without using a specific host satellite.

各人工衛星３−１〜３−３は、ｎ個（ｎは１以上の整数）の機能モジュール６−１〜６−ｎと、通信モジュール７とを備える。通信モジュール７は、管制局２との通信と、先述の衛星間のネットワーク５による通信とを行うことができる。 Each of the artificial satellites 3-1 to 3-3 includes n (n is an integer of 1 or more) function modules 6-1 to 6-n and a communication module 7. The communication module 7 can perform communication with the control station 2 and communication using the network 5 between the satellites described above.

複数の人工衛星３−１〜３−３のうちの任意の一つである第１人工衛星が備える機能モジュール６−１〜６−ｎは、任意の他の一つである第２人工衛星が備える複数の機能モジュール６−１〜６−ｎとそれぞれ同じ機能を有する。すなわち、人工衛星３−１の任意のｋ番目（ｋは１以上ｎ以下の整数）の機能モジュール６−ｋは、他の人工衛星３−２、３−３のｋ番目の機能モジュール６−ｋと実質的に同一の機能を備える。例えば、同一の入力情報が人工衛星３−１〜３−３の各機能モジュール６−ｋに入力されると、同一の情報処理が行われ、同一の出力情報が出力される。 The functional modules 6-1 to 6-n included in the first artificial satellite that is any one of the plurality of artificial satellites 3-1 to 3-3 include the second artificial satellite that is any other one. Each of the plurality of functional modules 6-1 to 6-n has the same function. That is, an arbitrary k-th function module 6-k of the artificial satellite 3-1 (k is an integer of 1 to n) is the k-th functional module 6-k of the other artificial satellites 3-2 and 3-3. With substantially the same function. For example, when the same input information is input to each functional module 6-k of the artificial satellites 3-1 to 3-3, the same information processing is performed and the same output information is output.

従って、人工衛星３−２、３−３の機能モジュール６−ｋは、人工衛星３−１の機能モジュール６−ｋの冗長系（従系）として利用できる。いずれかの衛星の機能モジュール６−ｋに異常が発生したとき、他の衛星の機能モジュール６−ｋによってその機能を代替することによって、人工衛星システム４はミッションを支障なく遂行することができる。更に、いずれかの機能モジュール６−ｋにおける処理の負荷が過剰な場合に、その処理の一部を他の衛星の機能モジュール６−ｋで実行することによって、負荷を分散することができる。 Therefore, the functional module 6-k of the artificial satellites 3-2 and 3-3 can be used as a redundant system (secondary system) of the functional module 6-k of the artificial satellite 3-1. When an abnormality occurs in the function module 6-k of any satellite, the satellite system 4 can perform the mission without any trouble by substituting the function with the function module 6-k of the other satellite. Furthermore, when the processing load in any one of the function modules 6-k is excessive, the load can be distributed by executing a part of the processing in the function module 6-k of another satellite.

このような構成においては、人工衛星３−１〜３−３の各々が内部の従系を備える必要が無い。そのため、個々の衛星を小型・軽量化することができる。あるいは個々の衛星に、より多数又はより高機能の機能モジュール６を搭載することができる。 In such a configuration, each of the artificial satellites 3-1 to 3-3 does not need to have an internal slave system. Therefore, each satellite can be reduced in size and weight. Alternatively, more or more functional modules 6 can be mounted on individual satellites.

以下、複数の人工衛星３−１〜３−３が互いに冗長系として機能するための構成及び動作について詳しく説明する。図５は、各衛星の通信モジュール７が備える機能ブロックを示す。通信モジュール７は、通常時の通信を制御する通常時通信部１１と、支障モジュール通知部１２、バックアップ設定部１３、処理依頼部１４、処理引受部１７、指向性制御部２０、及び中継部２１を備える。処理依頼部１４は、処理依頼情報送信部１５と、処理結果情報受信部１６とを備える。処理引受部１７は、処理依頼情報受信部１８と、処理結果情報送信部１９とを備える。これらの各部は、各衛星が備えるコンピュータが、非一時的な記憶装置に格納されたプログラムを読み出して実行することにより実現可能である。 Hereinafter, the configuration and operation for the plurality of artificial satellites 3-1 to 3-3 to function as a redundant system will be described in detail. FIG. 5 shows functional blocks provided in the communication module 7 of each satellite. The communication module 7 includes a normal communication unit 11 that controls normal communication, a trouble module notification unit 12, a backup setting unit 13, a process request unit 14, a process acceptance unit 17, a directivity control unit 20, and a relay unit 21. Is provided. The processing request unit 14 includes a processing request information transmission unit 15 and a processing result information reception unit 16. The processing underwriting unit 17 includes a processing request information receiving unit 18 and a processing result information transmitting unit 19. Each of these units can be realized by a computer included in each satellite reading and executing a program stored in a non-temporary storage device.

次に、本発明の第１実施形態における人工衛星システム４の動作を説明する。本実施形態における人工衛星システム４は、図３〜図５を参照して説明した構成を有する。本実施形態においては、機能モジュール６に支障（故障、負荷の過剰など）が発生した場合に、管制局２を介してバックアップ機能が実現される。この処理を実現するために、任意の第１人工衛星は、任意の他の第２人工衛星の軌道情報を地上の管制局２から取得する。 Next, the operation of the artificial satellite system 4 in the first embodiment of the present invention will be described. The artificial satellite system 4 in the present embodiment has the configuration described with reference to FIGS. In the present embodiment, a backup function is realized via the control station 2 when trouble (failure, excessive load, etc.) occurs in the function module 6. In order to realize this process, any first artificial satellite acquires orbit information of any other second artificial satellite from the control station 2 on the ground.

図６は、本発明の第１実施形態における人工衛星システム４の動作を示す。人工衛星３−１の機能モジュール６−ｋに支障が発生したとする（Ｓ１）。人工衛星３−１は、ｋ番目の機能モジュール６−ｋに支障が発生したことを自己診断によって認識する。支障モジュール通知部１２は、支障通知信号を管制局２に通知する（Ｓ２）。支障通知信号は、支障が発生したｋ番目の機能モジュール６−ｋを支障モジュールとして特定する支障モジュール識別子を含む。 FIG. 6 shows the operation of the artificial satellite system 4 in the first embodiment of the present invention. Assume that a problem occurs in the functional module 6-k of the artificial satellite 3-1 (S1). The artificial satellite 3-1 recognizes that a failure has occurred in the k-th functional module 6-k by self-diagnosis. The trouble module notification unit 12 notifies a trouble notification signal to the control station 2 (S2). The trouble notification signal includes a trouble module identifier that identifies the k-th functional module 6-k where the trouble has occurred as a trouble module.

管制局２は、人工衛星システム４の中で支障が発生した衛星以外の人工衛星３−２、３−３の各々に対して、バックアップ機能を実行できるか否かを照会する照会信号を送信する（Ｓ３）。照会信号は、支障モジュール識別子を含む。複数の衛星に一斉に照会する場合は、複数の衛星が、従系として機能し得るとの回答をする場合がある。そのような場合、管制局２は、支障があった衛星に対する距離などの条件に基づいて、従系となる衛星を決定する。 The control station 2 transmits an inquiry signal for inquiring whether or not the backup function can be executed to each of the artificial satellites 3-2 and 3-3 other than the satellite in which the trouble has occurred in the artificial satellite system 4. (S3). The inquiry signal includes a trouble module identifier. When inquiring to a plurality of satellites all at once, there may be a reply that a plurality of satellites can function as slaves. In such a case, the control station 2 determines the satellite to be a slave based on conditions such as the distance to the satellite that has trouble.

管制局２が複数の衛星に順次に照会を行う場合は、例えば以下の手順で照会が行われる。管制局２は、各衛星の軌道の情報に基づいて、人工衛星システム４の中で、従系としての適合度のランキングを作成する。例えば支障が発生した人工衛星３−１との距離が近い衛星が、より上位にランキングされる。管制局２は、そのランキングの上位の衛星から順に照会し、最初に処理依頼を引き受けることが可能であると回答した衛星を従系として設定する。 When the control station 2 sequentially inquires a plurality of satellites, for example, the inquiry is performed by the following procedure. The control station 2 creates a ranking of the degree of fitness as a slave in the artificial satellite system 4 based on the orbit information of each satellite. For example, the satellites that are close to the artificial satellite 3-1 where the trouble has occurred are ranked higher. The control station 2 inquires in order from the satellite with the highest rank in the ranking, and first sets the satellite that replied that it can accept the processing request as the slave.

各衛星は、管制局２からの照会に対する回答を用意する。例えば人工衛星３−３のバックアップ設定部１３は、ｋ番目の機能モジュール６−ｋがビジーであり、他の衛星からの処理依頼を引き受けられないことを示すＮＧ信号を管制局２に送信する（Ｓ４）。人工衛星３−２のバックアップ設定部１３は、ｋ番目の機能モジュール６−ｋが他の衛星に利用可能であることを示すＯＫ信号を管制局２に送信する（Ｓ５）。 Each satellite prepares an answer to the inquiry from the control station 2. For example, the backup setting unit 13 of the artificial satellite 3-3 transmits an NG signal to the control station 2 indicating that the k-th functional module 6-k is busy and cannot accept a processing request from another satellite ( S4). The backup setting unit 13 of the artificial satellite 3-2 transmits an OK signal indicating that the k-th functional module 6-k can be used for other satellites to the control station 2 (S5).

管制局２は、受け取った回答に基づいて、人工衛星３−２を従系として設定する。管制局２は、その設定信号を人工衛星３−２に送信する。設定信号は、支障が発生した人工衛星３−１の軌道上の位置を示す軌道情報を含む。人工衛星３−２のバックアップ設定部１３は、管制局２による設定を承認し、ｋ番目の機能モジュール６−ｋをバックアップモードに設定する。 The control station 2 sets the artificial satellite 3-2 as a slave based on the received answer. The control station 2 transmits the setting signal to the artificial satellite 3-2. The setting signal includes orbit information indicating the position on the orbit of the artificial satellite 3-1 where the trouble has occurred. The backup setting unit 13 of the artificial satellite 3-2 approves the setting by the control station 2, and sets the kth functional module 6-k to the backup mode.

管制局２は、従系の人工衛星３−２の識別子と、その軌道上の位置を示す軌道情報とを、支障が発生した人工衛星３−１に切替信号として送信する（Ｓ６）。人工衛星３−１は、切替信号を受信すると、自衛星の機能モジュール６−ｋを他のモジュールから切り離し、その機能を停止する。人工衛星３−１の指向性制御部２０は、切替信号に含まれる軌道情報に基づいて、通信モジュール７のアンテナの指向性を従系として設定された人工衛星３−２の方に向ける（Ｓ７）。処理依頼部１４は、通常時には自人工衛星３−１の機能モジュール６−ｋによって処理する入力情報を、処理依頼情報として人工衛星３−２に送信する（Ｓ８）。 The control station 2 transmits the identifier of the secondary artificial satellite 3-2 and the orbit information indicating the position on the orbit as a switching signal to the artificial satellite 3-1 where the trouble has occurred (S6). When the artificial satellite 3-1 receives the switching signal, the artificial satellite 3-1 disconnects the function module 6-k of the own satellite from other modules and stops its function. The directivity control unit 20 of the artificial satellite 3-1 directs the directivity of the antenna of the communication module 7 toward the artificial satellite 3-2 set as a slave based on the orbit information included in the switching signal (S7). ). The processing request unit 14 normally transmits input information processed by the functional module 6-k of the own artificial satellite 3-1 to the artificial satellite 3-2 as processing request information (S8).

バックアップモードに設定されている人工衛星３−２の処理依頼情報受信部１８は、処理依頼情報を受信する。その処理依頼情報は、人工衛星３−２の機能モジュール６−ｋによって処理され、処理結果が出力される（Ｓ９）。人工衛星３−２の指向性制御部２０は、管制局２から受信した軌道情報に基づいて、アンテナの指向性を人工衛星３−１の方に向ける。処理結果情報送信部１９は、そのアンテナによって、処理結果を人工衛星３−１に送信する。人工衛星３−１の処理結果情報受信部１６は、その処理結果を受信する（Ｓ１０）。 The processing request information receiving unit 18 of the artificial satellite 3-2 set in the backup mode receives the processing request information. The processing request information is processed by the functional module 6-k of the artificial satellite 3-2, and the processing result is output (S9). The directivity control unit 20 of the artificial satellite 3-2 directs the directivity of the antenna toward the artificial satellite 3-1, based on the orbit information received from the control station 2. The processing result information transmission unit 19 transmits the processing result to the artificial satellite 3-1 using the antenna. The processing result information receiving unit 16 of the artificial satellite 3-1 receives the processing result (S10).

以上の動作により、いずれかの衛星の機能モジュール６−ｋに支障が発生した場合に、他の衛星の対応する機能モジュール６−ｋによる処理に切り替えることができる。 By the above operation, when trouble occurs in the function module 6-k of any satellite, it is possible to switch to processing by the function module 6-k corresponding to another satellite.

次に、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態における人工衛星システム４も、図３〜図５を参照して説明した構成を有する。本実施形態においては、管制局２を介さずにバックアップ機能が実現される。具体的には、第１人工衛星は、支障が発生したとき、予め記憶した第２人工衛星の軌道情報に基づいて、アンテナの指向性を第２人工衛星の方に向ける。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. The artificial satellite system 4 in the present embodiment also has the configuration described with reference to FIGS. In the present embodiment, the backup function is realized without using the control station 2. Specifically, when trouble occurs, the first artificial satellite directs the antenna directivity toward the second artificial satellite based on the orbit information of the second artificial satellite stored in advance.

図７は、本発明の第２実施形態における人工衛星システム４の動作を示す。人工衛星３−１の機能モジュール６−ｋに支障が発生したとする（Ｓ１１）。人工衛星３−１は、ｋ番目の機能モジュール６−ｋに支障が発生したことを自己診断によって認識する。 FIG. 7 shows the operation of the artificial satellite system 4 in the second embodiment of the present invention. Assume that a problem occurs in the functional module 6-k of the artificial satellite 3-1 (S11). The artificial satellite 3-1 recognizes that a failure has occurred in the k-th functional module 6-k by self-diagnosis.

本実施形態において、管制局２は、例えば１日に１度、予め人工衛星３−１〜３−３に対して、人工衛星システム４を構成する各衛星の軌道上の位置を示す軌道情報を送信する。各衛星は、他の各衛星の軌道情報を記憶する。支障が発生した人工衛星３−１は、その軌道情報に基づいて、人工衛星システム４を構成する他の各人工衛星３−２、３−３の位置を計算する（Ｓ１２）。人工衛星３−１の支障モジュール通知部１２は、他の人工衛星３−２、３−３の中からいずれかの衛星を選択する。この選択は、例えば自人工衛星３−１との距離が近い衛星から順に行ってもよい。 In the present embodiment, the control station 2 provides orbit information indicating the positions on the orbits of the satellites constituting the artificial satellite system 4 to the artificial satellites 3-1 to 3-3 in advance once a day, for example. Send. Each satellite stores orbit information of each other satellite. The artificial satellite 3-1 in which the trouble has occurred calculates the positions of the other artificial satellites 3-2 and 3-3 constituting the artificial satellite system 4 based on the orbit information (S12). The trouble module notification unit 12 of the artificial satellite 3-1 selects one of the other artificial satellites 3-2 and 3-3. This selection may be performed, for example, in order from the satellite with the closest distance to the own artificial satellite 3-1.

人工衛星３−１の支障モジュール通知部１２は、選択した人工衛星３−２の方を向くように自衛星のアンテナの指向性を制御する（Ｓ１３）。支障モジュール通知部１２は、支障通知信号を管制局２に通知する（Ｓ１４）。支障通知信号を受信した人工衛星３−２は、例えば機能モジュール６−ｋがビジーである等の事情によってバックアップ処理を引き受けられない場合、ＮＧ信号を人工衛星３−１に送信する（Ｓ１５）。 The trouble module notification unit 12 of the artificial satellite 3-1 controls the directivity of the antenna of the own satellite so as to face the selected artificial satellite 3-2 (S13). The trouble module notification unit 12 notifies a trouble notification signal to the control station 2 (S14). The artificial satellite 3-2 that has received the trouble notification signal transmits an NG signal to the artificial satellite 3-1 when the backup process cannot be undertaken due to, for example, the function module 6-k being busy (S15).

人工衛星３−１の支障モジュール通知部１２は、ＮＧ信号を受信すると、次に処理を依頼する人工衛星３−３を選択し、アンテナの指向性を人工衛星３−３の方に向ける（Ｓ１６）。支障通知信号が人工衛星３−３に送信される（Ｓ１７）。人工衛星３−３は、処理依頼が引き受け可能な場合、バックアップ設定部１３によりバックアップ状態に設定され、且つＯＫ信号を人工衛星３−１に送信する（Ｓ１８）。 Upon receiving the NG signal, the trouble module notification unit 12 of the artificial satellite 3-1 selects the artificial satellite 3-3 to request processing next, and directs the antenna directivity toward the artificial satellite 3-3 (S16). ). A trouble notification signal is transmitted to the artificial satellite 3-3 (S17). When the processing request can be accepted, the artificial satellite 3-3 is set to the backup state by the backup setting unit 13 and transmits an OK signal to the artificial satellite 3-1 (S18).

人工衛星３−１の処理依頼部１４は、通常時には自人工衛星３−１の機能モジュール６−ｋによって処理する入力情報を、処理依頼情報として人工衛星３−３に送信する（Ｓ１９）。バックアップモードに設定されている人工衛星３−３の処理依頼情報受信部１８は、処理依頼情報を受信する。その処理依頼情報は、人工衛星３−３の機能モジュール６−ｋによって処理され、処理結果が出力される（Ｓ２０）。人工衛星３−３の指向性制御部２０は、予め記憶した軌道情報に基づいて人工衛星３−１の位置を計算し、アンテナの指向性を人工衛星３−１の方に向ける。処理結果情報送信部１９は、そのアンテナによって、処理結果を人工衛星３−１に送信する。人工衛星３−１の処理結果情報受信部１６は、その処理結果を受信する（Ｓ２１）。 The processing request unit 14 of the artificial satellite 3-1 normally transmits input information processed by the functional module 6-k of the own artificial satellite 3-1 to the artificial satellite 3-3 as processing request information (S19). The processing request information receiving unit 18 of the artificial satellite 3-3 set in the backup mode receives the processing request information. The processing request information is processed by the functional module 6-k of the artificial satellite 3-3, and the processing result is output (S20). The directivity control unit 20 of the artificial satellite 3-3 calculates the position of the artificial satellite 3-1 based on the orbit information stored in advance, and directs the antenna directivity toward the artificial satellite 3-1. The processing result information transmission unit 19 transmits the processing result to the artificial satellite 3-1 using the antenna. The processing result information receiving unit 16 of the artificial satellite 3-1 receives the processing result (S21).

本実施形態においては、機能モジュール６−ｋに支障が発生した場合に、管制局２を介さずに他の衛星に処理を依頼することができる。従って、管制局２から人工衛星システム４への通信が困難な条件でも、バックアップ処理を行うことができる。更に、管制局２を経由しないため、短時間でバックアップ処理を行うことができる。 In the present embodiment, when trouble occurs in the functional module 6-k, it is possible to request processing from another satellite without going through the control station 2. Therefore, the backup process can be performed even under conditions where communication from the control station 2 to the satellite system 4 is difficult. Furthermore, since it does not go through the control station 2, backup processing can be performed in a short time.

第２実施形態を第１実施形態と組み合わせることもできる。例えば、支障が発生した人工衛星３−１が、自衛星の位置情報に基づいて、所定の基準に従って管制局２との通信が困難であると判断した場合には、まず第２実施形態における処理依頼を行う。管制局２との通信が可能となった場合には、第１実施形態の処理依頼に切り替える。 The second embodiment can be combined with the first embodiment. For example, when the troubled satellite 3-1 determines that it is difficult to communicate with the control station 2 according to a predetermined standard based on the position information of the own satellite, first, the processing in the second embodiment is performed. Make a request. When communication with the control station 2 becomes possible, the processing request is switched to that of the first embodiment.

次に、本発明の第３実施形態を説明する。本実施形態における人工衛星システムも、図３〜図５を参照して説明した構成を有する。本実施形態においては、バックアップ機能が他の衛星を介して中継される。すなわち、第２人工衛星が第１人工衛星からの処理依頼を受信したが機能モジュール６−ｋを使用できない場合、第２人工衛星は、その処理依頼を第３人工衛星に中継する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described. The artificial satellite system in the present embodiment also has the configuration described with reference to FIGS. In this embodiment, the backup function is relayed via another satellite. That is, when the second artificial satellite receives a processing request from the first artificial satellite but cannot use the function module 6-k, the second artificial satellite relays the processing request to the third artificial satellite.

図８は、本発明の第３実施形態における人工衛星システム４の動作を示す。人工衛星３−１の機能モジュール６−ｋに支障が発生したとする（Ｓ１１）。人工衛星３−１は、ｋ番目の機能モジュール６−ｋに支障が発生したことを自己診断によって認識する。 FIG. 8 shows the operation of the artificial satellite system 4 in the third embodiment of the present invention. Assume that a problem occurs in the functional module 6-k of the artificial satellite 3-1 (S11). The artificial satellite 3-1 recognizes that a failure has occurred in the k-th functional module 6-k by self-diagnosis.

本実施形態においても、第１及び第２実施形態と同様に、指向性のアンテナを用いて処理依頼を行ってもよい。但し図８の例では、無指向性のアンテナを用いて処理依頼を行うものとする。人工衛星３−１の支障モジュール通知部１２は、支障通知信号をブロードキャストで送信する（Ｓ３２）。 Also in the present embodiment, as in the first and second embodiments, a processing request may be made using a directional antenna. However, in the example of FIG. 8, it is assumed that a processing request is made using an omnidirectional antenna. The trouble module notification unit 12 of the artificial satellite 3-1 transmits a trouble notification signal by broadcasting (S32).

人工衛星３−１からの距離が、人工衛星３−２は比較的小さく、人工衛星３−３は比較的大きいものとする。人工衛星３−２は、人工衛星３−１からの信号を受信できる。人工衛星３−３は、人工衛星３−１からの信号を受信できないか、低いビットレートでのみ受信できるものとする。人工衛星３−１から送信された支障通知は、人工衛星３−２に到達する。これ以降の処理は、人工衛星３−２において処理を引き受けられる場合（Ｓ３３〜Ｓ３６）と、引き受けられない場合（Ｓ３７〜Ｓ４４）に条件分岐する。 Assume that the distance from the artificial satellite 3-1 is relatively small for the artificial satellite 3-2 and relatively large for the artificial satellite 3-3. The artificial satellite 3-2 can receive a signal from the artificial satellite 3-1. The artificial satellite 3-3 cannot receive a signal from the artificial satellite 3-1, or can receive only at a low bit rate. The trouble notification transmitted from the artificial satellite 3-1 reaches the artificial satellite 3-2. Subsequent processing branches depending on whether the artificial satellite 3-2 can accept the processing (S33 to S36) or not (S37 to S44).

人工衛星３−２のバックアップ設定部１３は、ｋ番目の機能モジュール６−ｋにおいて処理依頼が引き受け可能な場合、自衛星をバックアップ状態に設定する。人工衛星３−２は、ＯＫ信号を人工衛星３−１に送信する（Ｓ３３）。 The backup setting unit 13 of the artificial satellite 3-2 sets its own satellite in the backup state when the k-th functional module 6-k can accept the processing request. The artificial satellite 3-2 transmits an OK signal to the artificial satellite 3-1 (S33).

人工衛星３−１の処理依頼部１４は、通常時には自機能モジュール６−ｋによって処理する入力情報を、処理依頼情報として人工衛星３−２に送信する（Ｓ３４）。人工衛星３−３の処理依頼情報受信部１８は、処理依頼情報を受信する。その処理依頼情報は、人工衛星３−２の機能モジュール６−ｋによって処理され、処理結果が出力される（Ｓ３５）。人工衛星３−２の処理結果情報送信部１９は、処理結果を人工衛星３−１に送信する。人工衛星３−１の処理結果情報受信部１６は、その処理結果を受信する（Ｓ３６）。 The processing request unit 14 of the artificial satellite 3-1 normally transmits input information processed by the own function module 6-k to the artificial satellite 3-2 as processing request information (S34). The processing request information receiving unit 18 of the artificial satellite 3-3 receives the processing request information. The processing request information is processed by the functional module 6-k of the artificial satellite 3-2, and the processing result is output (S35). The processing result information transmission unit 19 of the artificial satellite 3-2 transmits the processing result to the artificial satellite 3-1. The processing result information receiving unit 16 of the artificial satellite 3-1 receives the processing result (S36).

次に、人工衛星３−２により処理依頼を引き受けられない場合を説明する。支障通知を受信した人工衛星３−２は、処理依頼を引き受けられない場合、支障通知をブロードキャストにより送信する。その支障通知は、人工衛星３−２から比較的距離の近い人工衛星３−３により受信される（Ｓ３７）。人工衛星３−３は、機能モジュール６−ｋにより処理依頼を引き受けられる場合、自衛星をバックアップ状態に設定し、人工衛星３−２を送信先としてＯＫ信号を送信する（Ｓ３８）。 Next, a case where a processing request cannot be accepted by the artificial satellite 3-2 will be described. The artificial satellite 3-2 that has received the failure notification transmits the failure notification by broadcast when the processing request cannot be accepted. The trouble notification is received by the artificial satellite 3-3 that is relatively close to the artificial satellite 3-2 (S37). When the function module 6-k can accept the processing request, the artificial satellite 3-3 sets its own satellite in the backup state, and transmits an OK signal with the artificial satellite 3-2 as the transmission destination (S38).

人工衛星３−２の中継部２１は、ＯＫ信号を人工衛星３−１に中継する（Ｓ３９）。人工衛星３−１の処理依頼部１４は、処理依頼情報を人工衛星３−２に送信する（Ｓ４０）。人工衛星３−２の中継部２１は、処理依頼情報を人工衛星３−３に中継する（Ｓ４１）。人工衛星３−３の処理引受部１７は、機能モジュール６−ｋによって受信した入力情報を処理する（Ｓ４２）。処理結果情報送信部１９は、処理結果を人工衛星３−２に送信する（Ｓ４３）。人工衛星３−２の中継部２１は、受信した処理結果を人工衛星３−１に中継する（Ｓ４４）。 The relay unit 21 of the artificial satellite 3-2 relays the OK signal to the artificial satellite 3-1 (S39). The process request unit 14 of the artificial satellite 3-1 transmits the process request information to the artificial satellite 3-2 (S40). The relay unit 21 of the artificial satellite 3-2 relays the processing request information to the artificial satellite 3-3 (S41). The processing underwriting unit 17 of the artificial satellite 3-3 processes the input information received by the functional module 6-k (S42). The processing result information transmission unit 19 transmits the processing result to the artificial satellite 3-2 (S43). The relay unit 21 of the artificial satellite 3-2 relays the received processing result to the artificial satellite 3-1 (S44).

以上の動作により、いずれかの衛星に支障が発生した場合、他の衛星が処理を引き受けられなければ、更に他の衛星に中継される。そのため、人工衛星３−１が他の人工衛星に順次に処理依頼をする第２実施形態に比べて、人工衛星３−１の処理が少なく済む。更に、比較的距離の近い衛星間での中継によって処理依頼をできるため、無指向性のアンテナを用いる場合に適している。 With the above operation, when any satellite has trouble, if the other satellite cannot take over the processing, it is further relayed to the other satellite. Therefore, compared with the second embodiment in which the artificial satellite 3-1 sequentially requests other artificial satellites for processing, the processing of the artificial satellite 3-1 is less. Furthermore, since a processing request can be made by relaying between satellites that are relatively close to each other, this is suitable when an omnidirectional antenna is used.

１地球
２管制局
３−１〜３−３人工衛星
４人工衛星システム
５ネットワーク
６、６−１〜６−３機能モジュール
７通信モジュール
１１通常時通信部
１２支障モジュール通知部
１３バックアップ設定部
１４処理依頼部
１５処理依頼情報送信部
１６処理結果情報受信部
１７処理引受部
１８処理依頼情報受信部
１９処理結果情報送信部
２０指向性制御部
２１中継部
１０１地球
１０２管制局
１０３人工衛星
１０４人工衛星システム
１０５主系
１０６従系
１０７ネットワーク
１０８−１〜１０８−ｎ機能モジュール
１０９通信モジュール
１１０−１〜１１０−ｎ機能モジュール
１１１通信モジュール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Earth 2 Control station 3-1 to 3-3 Artificial satellite 4 Artificial satellite system 5 Network 6, 6-1 to 6-3 Function module 7 Communication module 11 Normal time communication part 12 Failure module notification part 13 Backup setting part 14 Process Request unit 15 Processing request information transmission unit 16 Processing result information reception unit 17 Processing underwriting unit 18 Processing request information reception unit 19 Processing result information transmission unit 20 Directivity control unit 21 Relay unit 101 Earth 102 Control station 103 Artificial satellite 104 Artificial satellite system 105 Main System 106 Subordinate System 107 Network 108-1 to 108-n Function Module 109 Communication Module 110-1 to 110-n Function Module 111 Communication Module

Claims

A plurality of artificial satellites each having n (n is an integer of 2 or more) functional modules;
The n function modules provided in any of the first satellite of the plurality of satellites is the same as the n functional modules any other second satellite of the plurality of satellites comprise Has function,
Wherein the first satellite, the k-th of the n functional modules (k is an integer from 1 to n) when the trouble occurs in the operation of the functional module of the k-th to second satellite A failure module notification unit for transmitting a failure module identifier that identifies a functional module as a failure module;
The second satellite is provided with a backup setting unit that sets the backup mode upon receiving the trouble module identifier,
Wherein the first satellite is further input information is information that has been processed by the trouble module comprises a processing request information transmitting unit for transmitting to the second satellite,
The second satellite is sent upon receiving the input information when it is set in the backup mode, the output information is the result of processing the input information by the k-th functional module to the first satellite An artificial satellite system comprising a processing request information transmission unit.

The artificial satellite system according to claim 1,
Wherein the first satellite is further when the trouble has occurred, based on the orbital information of the second satellite, to control the directivity of the antenna for transmitting the trouble module identifier in the direction of the second satellite An artificial satellite system with a directivity control unit.

An artificial satellite system according to claim 2,
Wherein the first satellite is a satellite system that acquires orbit information of said second satellite from a ground control station.

An artificial satellite system according to claim 2 or 3,
The directional control unit generates the location information of the second satellite on the basis of the previously acquired orbit information of the second satellite, the directivity of the antenna for transmitting the trouble module identifier based on said positional information satellite system having a function of controlling the direction of the second satellite to.

The artificial satellite system according to any one of claims 1 to 4,
The second satellite is further the case where k-th unavailable function module upon receiving the trouble module identifier, the relay unit for relaying the input information to the third satellite of the plurality of satellites An artificial satellite system comprising:

The artificial satellite system according to claim 1,
The trouble module notification unit transmits the trouble module identifier to the plurality of artificial satellites by broadcasting,
The second satellite is further the case where k-th unavailable function module upon receiving the trouble module identifier, the relay unit for relaying the input information to the third satellite of the plurality of satellites An artificial satellite system comprising: