JP7134382B2 - Trajectory calculation system - Google Patents

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Description

本開示は、飛翔体の軌道を算出する軌道算出装置、軌道算出方法及び軌道算出システムに関するものである。 The present disclosure relates to a trajectory calculation device, a trajectory calculation method, and a trajectory calculation system for calculating the trajectory of a flying object.

飛翔体の軌道を算出する軌道算出システムの中には、電磁波を飛翔体に向けて送信する一方、飛翔体によって反射された電磁波を受信する送受信アンテナと、送受信アンテナにより送受信された電磁波に基づいて、飛翔体の軌道を算出する信号処理部とを備える軌道算出システム(以下「従来の軌道算出システム」という)がある。
従来の軌道算出システムでは、送受信アンテナと飛翔体との間を電磁波が往復するため、電磁波の伝搬距離は、送受信アンテナと飛翔体との間の距離の2倍である。
Some trajectory calculation systems for calculating the trajectory of a flying object include a transmitting/receiving antenna that transmits electromagnetic waves toward the flying object and receives the electromagnetic waves reflected by the flying object, and , and a signal processing unit for calculating the trajectory of a flying object (hereinafter referred to as "conventional trajectory calculation system").
In the conventional trajectory calculation system, since electromagnetic waves reciprocate between the transmitting/receiving antenna and the flying object, the propagation distance of the electromagnetic waves is twice the distance between the transmitting/receiving antenna and the flying object.

ところで、飛翔体である宇宙機から送信された電磁波を受信する複数の受信装置を備え、複数の受信装置により受信された複数の電磁波の位相差の時間変化率に用いて、宇宙機の軌道を算出する軌道演算装置がある(例えば、特許文献1を参照)。当該軌道演算装置では、飛翔体が電磁波を送信するようにしているため、当該軌道演算装置における電磁波の伝搬距離は、従来の軌道算出システムにおける電磁波の伝搬距離の半分である。 By the way, a plurality of receiving devices for receiving electromagnetic waves transmitted from a spacecraft, which is a flying object, is provided, and the orbit of the spacecraft is calculated by using the rate of change over time of the phase difference of the plurality of electromagnetic waves received by the plurality of receiving devices. There is a trajectory calculation device for calculating (see Patent Document 1, for example). In the trajectory calculation device, since the flying object transmits electromagnetic waves, the propagation distance of the electromagnetic waves in the trajectory calculation device is half the propagation distance of the electromagnetic waves in the conventional trajectory calculation system.

特開2007-256004号公報JP 2007-256004 A

従来の軌道算出システムでは、送受信アンテナにより送受信される電磁波のパワーが、電磁波の伝搬距離の2乗に反比例して弱くなる。このため、従来の軌道算出システムでは、送受信アンテナと飛翔体との間の距離によっては、飛翔体の軌道を算出できないことがあるという課題があった。
特許文献1に開示されている軌道演算装置における電磁波の伝搬距離は、従来の軌道算出システムにおける電磁波の伝搬距離よりも短い。このため、従来の軌道算出システムでは軌道を算出できない遠方の飛翔体についても、特許文献1に開示されている軌道演算装置では、軌道を算出できることがある。しかし、当該軌道演算装置では、飛翔体が、電磁波を送信する送信機を備えていなければ、電磁波を送信できないため、送信機を備えていない飛翔体については、軌道を算出することができない。したがって、当該軌道演算装置を従来の軌道算出システムに適用すると、送信機を備えていない飛翔体の軌道を算出できなくなる。つまり、送信機を備えていない飛翔体についても軌道を算出する必要がある軌道算出システムには、当該軌道演算装置を適用することができない。
In the conventional trajectory calculation system, the power of the electromagnetic waves transmitted and received by the transmitting and receiving antennas weakens in inverse proportion to the square of the propagation distance of the electromagnetic waves. Therefore, the conventional trajectory calculation system has a problem that the trajectory of the flying object cannot be calculated depending on the distance between the transmitting/receiving antenna and the flying object.
The electromagnetic wave propagation distance in the trajectory calculation device disclosed in Patent Document 1 is shorter than the electromagnetic wave propagation distance in the conventional trajectory calculation system. Therefore, the trajectory of a distant flying object whose trajectory cannot be calculated by a conventional trajectory calculation system can sometimes be calculated by the trajectory calculation device disclosed in Patent Document 1. However, since the trajectory calculation device cannot transmit electromagnetic waves unless the flying object is equipped with a transmitter for transmitting electromagnetic waves, the trajectory of the flying object without a transmitter cannot be calculated. Therefore, if the trajectory calculation device is applied to a conventional trajectory calculation system, the trajectory of a flying object that does not have a transmitter cannot be calculated. In other words, the trajectory calculation device cannot be applied to a trajectory calculation system that needs to calculate a trajectory even for a flying object that does not have a transmitter.

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、従来の軌道算出システムでは軌道を算出できない遠方の飛翔体の軌道を算出できることがある軌道算出装置、軌道算出方法及び軌道算出システムを得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in order to solve the above-described problems. Aim to get the system.

本開示技術に係る軌道算出システムは、照明光源から放射されたのち、飛翔体によって反射された光を集光する第1の集光装置と、第1の集光装置の第1の時刻及び第2の時刻におけるそれぞれの指向方向と、飛翔体に対する光の第1の時刻及び第2の時刻におけるそれぞれの反射位置とから、第1の集光装置から飛翔体を見た第1の角度として、第1の時刻及び第2の時刻におけるそれぞれの第1の角度を算出する第1の角度算出部と、照明光源から放射されたのち、飛翔体によって反射された光を集光する第2の集光装置と、第2の集光装置の第1の時刻及び第2の時刻におけるそれぞれの指向方向と、飛翔体に対する光の第1の時刻及び第2の時刻におけるそれぞれの反射位置とから、第2の集光装置から飛翔体を見た第2の角度として、第1の時刻及び第2の時刻におけるそれぞれの第2の角度を算出する第2の角度算出部と、第1の角度算出部により算出された第1の角度と、第2の角度算出部により算出された第2の角度と、第1の時刻及び第2の時刻における、第1の集光装置の位置及び第2の集光装置の位置とから、飛翔体の軌道を算出する軌道算出部と、を備え、第1の集光装置、第1の角度算出部及び軌道算出部が、第1の光測角局に搭載され、第2の集光装置及び第2の角度算出部が、第2の光測角局に搭載され、第1の光測角局は、位置が固定されている固定局であり、第2の光測角局は、位置が変化する可搬局であり、第2の光測角局が、飛翔体の軌道と高度が異なる軌道に配置されているA trajectory calculation system according to the technology disclosed herein includes: a first light collecting device that collects light emitted from an illumination light source and then reflected by a flying object; The first angle when the flying object is viewed from the first light collecting device from each pointing direction at time 2 and each reflection position of the light with respect to the flying object at the first time and the second time is: A first angle calculator that calculates a first angle at a first time and a second time, and a second collector that collects the light emitted from the illumination light source and then reflected by the flying object. A second a second angle calculator for calculating a second angle at a first time and a second time as a second angle when the flying object is viewed from the second light collecting device; and a first angle calculator. A first angle calculated by a second angle calculator, a second angle calculated by a second angle calculation unit, a position of the first concentrator at a first time and a second time, and a second convergence a trajectory calculation unit for calculating the trajectory of the flying object from the position of the optical device; , the second light collecting device and the second angle calculation unit are mounted on a second optical angle measurement station, the first optical angle measurement station is a fixed station whose position is fixed, and the second The second optical goniometric station is a portable station whose position changes, and the second optical goniometric station is arranged in a trajectory different in altitude from the trajectory of the flying object .

本開示によれば、従来の軌道算出システムでは軌道を算出できない遠方の飛翔体の軌道を算出できることがある。 According to the present disclosure, it may be possible to calculate the trajectory of a distant flying object that cannot be calculated by a conventional trajectory calculation system.

実施の形態1に係る軌道算出システムにおける照明光源1、飛翔体2、第1の光測角局3及び第2の光測角局4の位置関係の一例を示す説明図である。4 is an explanatory diagram showing an example of the positional relationship among the illumination light source 1, the flying object 2, the first optical angle measurement station 3, and the second optical angle measurement station 4 in the trajectory calculation system according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る軌道算出システムを示す構成図である。1 is a configuration diagram showing a trajectory calculation system according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態1に係る軌道算出装置13のハードウェアを示すハードウェア構成図である。2 is a hardware configuration diagram showing hardware of a trajectory calculation device 13 according to Embodiment 1. FIG. 軌道算出装置13が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。2 is a hardware configuration diagram of a computer when the trajectory calculation device 13 is realized by software, firmware, or the like; FIG. 実施の形態1に係る軌道算出システムを示す具体的な構成図である。1 is a specific configuration diagram showing a trajectory calculation system according to Embodiment 1; FIG. 図2に示す軌道算出装置13の処理手順である軌道算出方法を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a trajectory calculation method, which is a processing procedure of the trajectory calculation device 13 shown in FIG. 2; 第1の光測角局3の角度計算部53による距離の算出精度を示す説明図である。4 is an explanatory diagram showing distance calculation accuracy by an angle calculator 53 of the first optical goniometric station 3. FIG. 3つの観測時刻t,t,tにおけるそれぞれの角度の算出精度及びそれぞれの距離の算出精度を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the calculation precision of each angle at three observation time t0 , t1, t2, and the calculation precision of each distance. 地上に設置されている測角局が電波を放射し、測角局が飛翔体2によって反射された電波を受信することによって、測角局から飛翔体2までの距離を算出する場合の測定精度を示す説明図である。Measurement accuracy when calculating the distance from the goniometric station to the flying object 2 by radiating radio waves from the goniometric station installed on the ground and receiving the radio waves reflected by the flying object 2 at the goniometric station It is an explanatory view showing the. 2つの観測時刻t,tにおけるそれぞれの角度の算出精度及びそれぞれの距離の算出精度を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the calculation precision of each angle at two observation time t1, t2, and the calculation precision of each distance. 実施の形態1に係る軌道算出システムにおける角度の算出精度及び距離の算出精度を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing angle calculation accuracy and distance calculation accuracy in the trajectory calculation system according to Embodiment 1; 実施の形態1に係る軌道算出システムにおける軌道の算出精度を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the accuracy of trajectory calculation in the trajectory calculation system according to Embodiment 1; 実施の形態2に係る軌道算出システムにおける照明光源1、飛翔体2、第1の光測角局3及び第2の光測角局4の位置関係の一例を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of the positional relationship among the illumination light source 1, the flying object 2, the first optical angle measurement station 3, and the second optical angle measurement station 4 in the trajectory calculation system according to Embodiment 2; 実施の形態2に係る軌道算出システムにおける角度の算出精度及び距離の算出精度を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing angle calculation accuracy and distance calculation accuracy in the trajectory calculation system according to Embodiment 2; 実施の形態3に係る軌道算出システムにおける飛翔体2、第1の光測角局3及び第2の光測角局4の位置関係の一例を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of the positional relationship among a flying object 2, a first optical angle measurement station 3, and a second optical angle measurement station 4 in a trajectory calculation system according to Embodiment 3; 実施の形態3に係る軌道算出システムを示す具体的な構成図である。FIG. 11 is a specific configuration diagram showing a trajectory calculation system according to Embodiment 3; 実施の形態4に係る軌道算出システムにおける飛翔体2、第1の光測角局3及び第2の光測角局4の位置関係の一例を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of the positional relationship among a flying object 2, a first optical angle measurement station 3, and a second optical angle measurement station 4 in a trajectory calculation system according to Embodiment 4;

以下、本開示をより詳細に説明するために、本開示を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。 Hereinafter, in order to describe the present disclosure in more detail, embodiments for carrying out the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings.

実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る軌道算出システムにおける照明光源1、飛翔体2、第1の光測角局3及び第2の光測角局4の位置関係の一例を示す説明図である。
照明光源1は、光を放射する太陽等の恒星である。ただし、照明光源1は、光を放射する光源であればよく、恒星に限るものではない。
飛翔体2は、地球を周回する移動体であり、照明光源1から放射された光を反射させる。
Embodiment 1.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the positional relationship among the illumination light source 1, the flying object 2, the first optical angle measurement station 3, and the second optical angle measurement station 4 in the trajectory calculation system according to the first embodiment. .
The illumination source 1 is a fixed star such as the sun that emits light. However, the illumination light source 1 is not limited to a fixed star as long as it is a light source that emits light.
The flying object 2 is a moving object that orbits the earth and reflects the light emitted from the illumination light source 1 .

第1の光測角局3は、地球の地上に固定されている固定局である。図1に示す軌道算出システムでは、第1の光測角局3が、固定局である。しかし、これは一例に過ぎず、第1の光測角局3が、位置が変化する可搬局であってもよい。
第1の光測角局3は、少なくとも、図2に示す第1の集光装置11、第1の角度算出部21及び軌道算出部23を搭載している。第1の光測角局3が搭載している具体的な構成要素は、図5に示している。
第2の光測角局4は、固定局、又は、可搬局である。
第2の光測角局4は、少なくとも、図2に示す第2の集光装置12及び第2の角度算出部22を搭載している。第2の光測角局4が搭載している具体的な構成要素は、図5に示している。
基準信号源5は、第1の光測角局3と第2の光測角局4とが時刻の同期に用いる基準信号を第1の光測角局3及び第2の光測角局4のそれぞれに送信する。
The first optical goniometric station 3 is a fixed station fixed on the ground of the earth. In the trajectory calculation system shown in FIG. 1, the first optical goniometric station 3 is a fixed station. However, this is only an example, and the first optical goniometric station 3 may be a portable station whose position changes.
The first optical goniometric station 3 includes at least the first condensing device 11, the first angle calculator 21, and the trajectory calculator 23 shown in FIG. Specific components mounted on the first optical goniometric station 3 are shown in FIG.
The second optical goniometric station 4 is a fixed station or a portable station.
The second optical goniometric station 4 has at least the second condensing device 12 and the second angle calculator 22 shown in FIG. Specific components mounted on the second optical goniometric station 4 are shown in FIG.
A reference signal source 5 transmits a reference signal to the first optical angle measurement station 3 and the second optical angle measurement station 4, which is used for time synchronization between the first optical angle measurement station 3 and the second optical angle measurement station 4. to each of the

図2は、実施の形態1に係る軌道算出システムを示す構成図である。
図2に示す軌道算出システムは、第1の集光装置11、第2の集光装置12及び軌道算出装置13を備えている。
図3は、実施の形態1に係る軌道算出装置13のハードウェアを示すハードウェア構成図である。
第1の集光装置11は、例えば、光の屈折を利用する屈折型の望遠鏡及び光の反射を利用する反射型の望遠鏡のうち、1つ以上の望遠鏡によって実現される。
第1の集光装置11は、照明光源1から放射されたのち、飛翔体2によって反射された光を集光する。
第2の集光装置12は、例えば、屈折型の望遠鏡及び反射型の望遠鏡のうち、1つ以上の望遠鏡によって実現される。
第2の集光装置12は、照明光源1から放射されたのち、飛翔体2によって反射された光を集光する。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a trajectory calculation system according to Embodiment 1. FIG.
The trajectory calculation system shown in FIG. 2 includes a first light collecting device 11 , a second light collecting device 12 and a trajectory calculation device 13 .
FIG. 3 is a hardware configuration diagram showing hardware of the trajectory calculation device 13 according to the first embodiment.
The first condensing device 11 is realized, for example, by one or more telescopes among a refractive telescope that utilizes refraction of light and a reflective telescope that utilizes reflection of light.
The first light collecting device 11 collects the light emitted from the illumination light source 1 and then reflected by the flying object 2 .
The second concentrator 12 is realized, for example, by one or more of a refractive telescope and a reflective telescope.
The second light collecting device 12 collects the light emitted from the illumination light source 1 and then reflected by the flying object 2 .

軌道算出装置13は、第1の角度算出部21、第2の角度算出部22及び軌道算出部23を備えている。
第1の角度算出部21は、例えば、図3に示す第1の角度算出回路31によって実現される。
第1の角度算出部21は、第1の集光装置11の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの指向方向と、飛翔体2に対する光の第1の時刻t及び前記第2の時刻tにおけるそれぞれの反射位置とから、第1の集光装置11から飛翔体2を見た角度である第1の角度を算出する。第1の角度は、第1の集光装置11から飛翔体2を見たアジマス角Azと、第1の集光装置11から飛翔体2を見たエレベーション角Elvとを含んでいる。なお、第1の時刻tにおけるアジマス角は、AzA1、第2の時刻tにおけるアジマス角は、AzA2、第1の時刻tにおけるエレベーション角は、Elv 、第2の時刻tにおけるエレベーション角は、ElvA2である。
第1の角度算出部21は、算出した第1の角度として、アジマス角AzA1、AzA2及びエレベーション角ElvA1、ElvA2のそれぞれを軌道算出部23に出力する。
The trajectory calculator 13 includes a first angle calculator 21 , a second angle calculator 22 and a trajectory calculator 23 .
The first angle calculator 21 is implemented by, for example, a first angle calculator circuit 31 shown in FIG.
The first angle calculator 21 calculates the orientation directions of the first light collecting device 11 at the first time t1 and the second time t2, and the light directed to the flying object 2 at the first times t1 and t2. A first angle, which is the angle at which the flying object 2 is viewed from the first focusing device 11, is calculated from each reflection position at the second time t2. The first angle includes an azimuth angle Az A when the projectile 2 is viewed from the first focusing device 11 and an elevation angle Elv A when viewing the projectile 2 from the first focusing device 11. . The azimuth angle at the first time t 1 is Az A1 , the azimuth angle at the second time t 2 is Az A2 , the elevation angle at the first time t 1 is Elv A 1 , and the second time The elevation angle at t2 is Elv A2 .
The first angle calculator 21 outputs the azimuth angles Az A1 and Az A2 and the elevation angles Elv A1 and Elv A2 to the trajectory calculator 23 as the calculated first angles.

第2の角度算出部22は、例えば、図3に示す第2の角度算出回路32によって実現される。
第2の角度算出部22は、第2の集光装置12の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの指向方向と、飛翔体2に対する光の第1の時刻t及び前記第2の時刻tにおけるそれぞれの反射位置とから、第2の集光装置12から飛翔体2を見た角度である第2の角度を算出する。第2の角度は、第2の集光装置12から飛翔体2を見たアジマス角Azと、第2の集光装置12から飛翔体2を見たエレベーション角Elvとを含んでいる。なお、第1の時刻tにおけるアジマス角は、AzB1、第2の時刻tにおけるアジマス角は、AzB2、第1の時刻tにおけるエレベーション角は、Elv 、第2の時刻tにおけるエレベーション角は、ElvB2である。
第2の角度算出部22は、算出した第2の角度として、アジマス角AzB1、AzB2及びエレベーション角ElvB1、ElvB2のそれぞれを軌道算出部23に出力する。
The second angle calculator 22 is implemented by, for example, the second angle calculator 32 shown in FIG.
The second angle calculator 22 calculates the pointing direction of the second light collecting device 12 at the first time t1 and the second time t2, and the light directed to the flying object 2 at the first time t1 and A second angle, which is the angle at which the flying object 2 is viewed from the second focusing device 12, is calculated from each reflection position at the second time t2. The second angles include an azimuth angle Az B when the projectile 2 is viewed from the second light collector 12 and an elevation angle Elv B when the projectile 2 is viewed from the second light collector 12. . The azimuth angle at the first time t 1 is Az B1 , the azimuth angle at the second time t 2 is Az B2 , the elevation angle at the first time t 1 is Elv B 1 , and the second time The elevation angle at t2 is Elv B2 .
The second angle calculator 22 outputs the azimuth angles Az B1 and Az B2 and the elevation angles Elv B1 and Elv B2 to the trajectory calculator 23 as the calculated second angles.

軌道算出部23は、例えば、図3に示す軌道算出回路33によって実現される。
軌道算出部23は、第1の角度算出部21により算出された、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第1の角度と、第2の角度算出部22により算出された、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第2の角度とを取得する。
軌道算出部23は、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第1の角度と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第2の角度と、第1の集光装置11の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの位置と、第2の集光装置12の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの位置とから、飛翔体2の軌道を算出する。
The trajectory calculation unit 23 is implemented by, for example, a trajectory calculation circuit 33 shown in FIG.
The trajectory calculation unit 23 calculates the first angle at the first time t1 and the second time t2 calculated by the first angle calculation unit 21 and the first angle calculated by the second angle calculation unit 22. Also, the second angles at the first time t1 and the second time t2 are obtained.
The trajectory calculation unit 23 calculates the respective first angles at the first time t1 and the second time t2, the respective second angles at the first time t1 and the second time t2, Positions of the first collector 11 at the first time t1 and the second time t2, respectively, and positions of the second collector 12 at the first time t1 and the second time t2, respectively. , and the trajectory of the flying object 2 is calculated.

図2では、軌道算出装置13の構成要素である第1の角度算出部21、第2の角度算出部22及び軌道算出部23のそれぞれが、図3に示すような専用のハードウェアによって実現されるものを想定している。即ち、軌道算出装置13が、第1の角度算出回路31、第2の角度算出回路32及び軌道算出回路33によって実現されるものを想定している。
第1の角度算出回路31、第2の角度算出回路32及び軌道算出回路33のそれぞれは、例えば、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(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又は、これらを組み合わせたものが該当する。
In FIG. 2, each of the first angle calculator 21, the second angle calculator 22, and the trajectory calculator 23, which are components of the trajectory calculator 13, is implemented by dedicated hardware as shown in FIG. I'm assuming something. That is, it is assumed that the trajectory calculation device 13 is implemented by a first angle calculation circuit 31, a second angle calculation circuit 32, and a trajectory calculation circuit 33. FIG.
Each of the first angle calculation circuit 31, the second angle calculation circuit 32, and the trajectory calculation circuit 33 is, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). ), FPGA (Field-Programmable Gate Array), or a combination thereof.

軌道算出装置13の構成要素は、専用のハードウェアによって実現されるものに限るものではなく、軌道算出装置13が、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現されるものであってもよい。
ソフトウェア又はファームウェアは、プログラムとして、コンピュータのメモリに格納される。コンピュータは、プログラムを実行するハードウェアを意味し、例えば、CPU(Central Processing Unit)、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、あるいは、DSP(Digital Signal Processor)が該当する。
The components of the trajectory calculation device 13 are not limited to those realized by dedicated hardware, and the trajectory calculation device 13 may be realized by software, firmware, or a combination of software and firmware. good too.
Software or firmware is stored as a program in a computer's memory. A computer means hardware that executes a program, for example, a CPU (Central Processing Unit), a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, a processor, or a DSP (Digital Signal Processor). do.

図4は、軌道算出装置13が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。
軌道算出装置13が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合、第1の角度算出部21、第2の角度算出部22及び軌道算出部23におけるそれぞれの処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムがメモリ41に格納される。そして、コンピュータのプロセッサ42がメモリ41に格納されているプログラムを実行する。
また、図3では、軌道算出装置13の構成要素のそれぞれが専用のハードウェアによって実現される例を示し、図4では、軌道算出装置13がソフトウェア又はファームウェア等によって実現される例を示している。しかし、これは一例に過ぎず、軌道算出装置13における一部の構成要素が専用のハードウェアによって実現され、残りの構成要素がソフトウェア又はファームウェア等によって実現されるものであってもよい。
FIG. 4 is a hardware configuration diagram of a computer when the trajectory calculation device 13 is implemented by software, firmware, or the like.
When the trajectory calculation device 13 is implemented by software, firmware, or the like, a program for causing a computer to execute respective processing procedures in the first angle calculation unit 21, the second angle calculation unit 22, and the trajectory calculation unit 23 is provided. It is stored in memory 41 . Then, the processor 42 of the computer executes the program stored in the memory 41 .
FIG. 3 shows an example in which each component of the trajectory calculation device 13 is realized by dedicated hardware, and FIG. 4 shows an example in which the trajectory calculation device 13 is realized by software, firmware, or the like. . However, this is only an example, and some components of the trajectory calculation device 13 may be implemented by dedicated hardware, and the remaining components may be implemented by software, firmware, or the like.

図5は、実施の形態1に係る軌道算出システムを示す具体的な構成図である。
図5に示す軌道算出システムでは、第1の光測角局3が、第1の集光装置11、遮光装置51、位置検出部52、角度計算部53、時刻校正部54、カウンター55、制御装置56、指向装置57、通信部58、記録装置59及び軌道計算部60を備えている。
図5に示す軌道算出システムでは、第2の光測角局4が、第2の集光装置12、遮光装置71、位置検出部72、角度計算部73、時刻校正部74、カウンター75、制御装置76、指向装置77及び通信部78を備えている。
FIG. 5 is a specific configuration diagram showing the trajectory calculation system according to the first embodiment.
In the trajectory calculation system shown in FIG. 5, the first optical angle measurement station 3 includes the first light collecting device 11, the light shielding device 51, the position detection unit 52, the angle calculation unit 53, the time calibration unit 54, the counter 55, the control A device 56 , a pointing device 57 , a communication section 58 , a recording device 59 and a trajectory calculation section 60 are provided.
In the trajectory calculation system shown in FIG. 5, the second optical angle measurement station 4 includes the second light collecting device 12, the light shielding device 71, the position detection unit 72, the angle calculation unit 73, the time calibration unit 74, the counter 75, the control It comprises a device 76 , a pointing device 77 and a communication section 78 .

遮光装置51は、例えば、機械的なシャッター、又は、電子的なシャッターによって実現される。
遮光装置51は、第1の集光装置11と位置検出部52との間の光路に配置されている。
遮光装置51は、制御装置56によって制御される露光時間に合わせて、シャッターの開閉が制御される。遮光装置51は、シャッターの開閉が制御されることによって、第1の集光装置11により集光された光の遮断と光の透過とを交互に行う。
The light shielding device 51 is implemented by, for example, a mechanical shutter or an electronic shutter.
The light blocking device 51 is arranged in the optical path between the first light collecting device 11 and the position detection section 52 .
The light blocking device 51 controls the opening and closing of the shutter according to the exposure time controlled by the control device 56 . The light blocking device 51 alternately blocks the light condensed by the first condensing device 11 and transmits the light by controlling the opening and closing of the shutter.

図5に示す第1の角度算出部21は、図2に示す第1の角度算出部21と同じ角度算出部である。
図5に示す第1の角度算出部21は、位置検出部52及び角度計算部53を備えている。
位置検出部52は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ、又は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサによって実現される。
位置検出部52は、第1の時刻t及び第2の時刻tのときに、制御装置56から出力された撮像指令を取得すると、遮光装置51を透過してきた光を検出することによって、飛翔体2が映っている光強度画像を撮像する。
即ち、位置検出部52は、第1の時刻tのときに遮光装置51を透過してきた光を検出することによって、飛翔体2が映っている光強度画像を撮像し、第2の時刻tのときに遮光装置51を透過してきた光を検出することによって、飛翔体2が映っている光強度画像を撮像する。
位置検出部52は、第1の時刻tにおける光強度画像及び第2の時刻tにおける光強度画像のそれぞれを角度計算部53に出力する。
図5に示す軌道算出システムでは、位置検出部52が、第1の角度算出部21の内部に設けられている。しかし、これは一例に過ぎず、位置検出部52が、第1の角度算出部21の外部に設けられていてもよい。
The first angle calculator 21 shown in FIG. 5 is the same angle calculator as the first angle calculator 21 shown in FIG.
The first angle calculator 21 shown in FIG. 5 includes a position detector 52 and an angle calculator 53 .
The position detection unit 52 is realized by, for example, a CCD (Charge Coupled Device) image sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor.
When the position detection unit 52 acquires the imaging command output from the control device 56 at the first time t1 and the second time t2, the position detection unit 52 detects the light transmitted through the light shielding device 51, A light intensity image in which the flying object 2 is reflected is picked up.
That is, the position detection unit 52 detects light transmitted through the light shielding device 51 at the first time t1, thereby picking up a light intensity image showing the flying object 2, and picking up the light intensity image at the second time t1. By detecting the light transmitted through the light shielding device 51 at the time of 2 , a light intensity image in which the flying object 2 is reflected is picked up.
The position detector 52 outputs the light intensity image at the first time t 1 and the light intensity image at the second time t 2 to the angle calculator 53 .
In the trajectory calculation system shown in FIG. 5 , the position detection section 52 is provided inside the first angle calculation section 21 . However, this is merely an example, and the position detection section 52 may be provided outside the first angle calculation section 21 .

図5に示す軌道算出システムでは、位置検出部52が、CCDイメージセンサ、又は、CMOSイメージセンサによって実現されている。しかし、これは一例に過ぎず、位置検出部52が、単に光の有無を検出するセンサであって、飛翔体2が視野内に入ると、光を検出するセンサによって実現されているものであってもよい。ただし、単に光の有無を検出するセンサの視野は、CCDイメージセンサの視野よりも狭い。このため、位置検出部52が、単に光の有無を検出するセンサによって実現される場合、CCDイメージセンサによって実現される場合よりも、第1の集光装置11の指向方向が、きめ細かく制御される必要がある。
なお、位置検出部52が、CCDイメージセンサ、又は、CMOSイメージセンサによって実現されている場合、第1の集光装置11の指向方向が、光強度画像の中心位置からずれていても、飛翔体2が光強度画像内に入っていれば、飛翔体2を検出することができる。このため、位置検出部52が、CCDイメージセンサ、又は、CMOSイメージセンサによって実現されている場合、単に光の有無を検出するセンサによって実現される場合よりも、第1の集光装置11の指向方向の制御が容易になる。また、位置検出部52が、CCDイメージセンサ、又は、CMOSイメージセンサによって実現されている場合、飛翔体2の移動方向が、視野の上下方向であるのか、視野の左右方向であるのか等を把握することができる。また、恒星又は他の飛翔体からの漏れ込み光の有無等も把握することができる。
In the trajectory calculation system shown in FIG. 5, the position detection section 52 is implemented by a CCD image sensor or a CMOS image sensor. However, this is only an example, and the position detection unit 52 is a sensor that simply detects the presence or absence of light, and is realized by a sensor that detects light when the flying object 2 enters the field of view. may However, the field of view of a sensor that simply detects the presence or absence of light is narrower than that of a CCD image sensor. Therefore, when the position detection unit 52 is implemented by a sensor that simply detects the presence or absence of light, the directivity direction of the first light condensing device 11 is more finely controlled than when it is implemented by a CCD image sensor. There is a need.
In addition, when the position detection unit 52 is implemented by a CCD image sensor or a CMOS image sensor, even if the pointing direction of the first light collecting device 11 deviates from the center position of the light intensity image, the flying object If 2 is in the light intensity image, the flying object 2 can be detected. For this reason, when the position detection unit 52 is realized by a CCD image sensor or a CMOS image sensor, the directivity of the first light collecting device 11 is greater than when it is realized by a sensor that simply detects the presence or absence of light. Direction control becomes easier. Also, if the position detection unit 52 is realized by a CCD image sensor or a CMOS image sensor, it is possible to grasp whether the moving direction of the flying object 2 is the vertical direction of the field of view or the horizontal direction of the field of view. can do. In addition, it is possible to grasp the presence or absence of leakage light from a fixed star or other flying object.

角度計算部53は、制御装置56から、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向を取得し、位置検出部52から、第1の時刻tにおける光強度画像を取得する。
角度計算部53は、飛翔体2に対する光の第1の時刻tの反射位置として、第1の時刻tにおける光強度画像内での光の位置を検出する。
角度計算部53は、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向と、第1の時刻tの反射位置とから、第1の時刻tにおける第1の角度を算出する。
また、角度計算部53は、制御装置56から、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向を取得し、位置検出部52から、第2の時刻tにおける光強度画像を取得する。
角度計算部53は、飛翔体2に対する光の第2の時刻tの反射位置として、第2の時刻tにおける光強度画像内での光の位置を検出する。
角度計算部53は、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向と、第2の時刻tの反射位置とから、第2の時刻tにおける第1の角度を算出する。
The angle calculator 53 acquires the pointing direction of the first light collecting device 11 at the first time t1 from the control device 56, and acquires the light intensity image at the first time t1 from the position detector 52. do.
The angle calculator 53 detects the position of the light in the light intensity image at the first time t1 as the reflection position of the light with respect to the flying object 2 at the first time t1.
The angle calculator 53 calculates the first angle at the first time t1 from the pointing direction of the first light collecting device 11 at the first time t1 and the reflection position at the first time t1. do.
Further, the angle calculation unit 53 acquires the orientation direction of the first light collecting device 11 at the second time t2 from the control device 56, and obtains the light intensity image at the second time t2 from the position detection unit 52. to get
The angle calculator 53 detects the position of the light within the light intensity image at the second time t2 as the reflected position of the light with respect to the flying object 2 at the second time t2.
The angle calculator 53 calculates the first angle at the second time t2 from the pointing direction of the first light collecting device 11 at the second time t2 and the reflection position at the second time t2. do.

時刻校正部54は、例えば、GPS(Global Positioning System)受信機、受信アンテナ及び時計を備えている。
時刻校正部54の受信アンテナは、基準信号源5から送信された基準信号を受信する。
時刻校正部54のGPS受信機は、受信アンテナが基準信号を受信すると、GPS衛星から送信されたGPS信号を繰り返し受信する。
時刻校正部54は、GPS受信機によって受信されたGPS信号から、第1の集光装置11の位置及び現在の時刻を取得する。GPS信号に含まれている位置情報は、時刻校正部54を搭載している第1の光測角局3の位置を示している。第1の集光装置11は、第1の光測角局3に搭載されているものであるため、時刻校正部54は、第1の光測角局3の位置を、第1の集光装置11の位置として取得している。
時刻校正部54は、取得した現在の時刻を用いて、内部時計の時刻を校正し、校正後の時刻をカウンター55に出力する。
図5に示す軌道算出システムでは、時刻校正部54が、内部時計の時刻を校正し、校正後の時刻をカウンター55に出力している。しかし、これは一例に過ぎず、時刻校正部54が、校正後の時刻として、GPS信号から取得した現在の時刻をカウンター55に出力するようにしてもよい。
図5に示す軌道算出システムでは、時刻校正部54が、GPS受信機によって受信された電波から現在の時刻を取得している。しかし、これは一例に過ぎず、時刻校正部54が、電波時計等に代表される標準電波から現在の時刻を取得するようにしてもよいし、NTP(Network Time Protocol)に代表されるネットワーク機器の時刻同期のためのプロトコルを利用して、現在の時刻を取得するようにしてもよい。
例えば、太陽は、日周運動によって、一秒間で15秒角(=15/3600度)ほど動くため、位置の決定に秒角の精度が必要な場合、時刻校正部54は、内部時計の時刻をサブ秒の精度で校正する。
時刻校正部54は、第1の集光装置11の位置を制御装置56に出力する。
また、時刻校正部54は、制御装置56から、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の位置と、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の位置とを取得し、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の位置と、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の位置とを記録装置59に出力する。
The time calibration unit 54 includes, for example, a GPS (Global Positioning System) receiver, a receiving antenna, and a clock.
The receiving antenna of the time calibration unit 54 receives the reference signal transmitted from the reference signal source 5 .
The GPS receiver of the time calibration unit 54 repeatedly receives GPS signals transmitted from GPS satellites when the reception antenna receives the reference signal.
The time calibration unit 54 acquires the position of the first light collecting device 11 and the current time from the GPS signal received by the GPS receiver. The positional information included in the GPS signal indicates the position of the first optical goniometric station 3 on which the time calibration unit 54 is mounted. Since the first light collecting device 11 is mounted on the first optical goniometer station 3, the time calibration unit 54 determines the position of the first optical goniometer station 3 to the first light collecting device. It is acquired as the position of the device 11 .
The time calibration unit 54 calibrates the time of the internal clock using the acquired current time, and outputs the calibrated time to the counter 55 .
In the trajectory calculation system shown in FIG. 5, the time calibration unit 54 calibrates the time of the internal clock and outputs the calibrated time to the counter 55 . However, this is only an example, and the time calibration unit 54 may output the current time obtained from the GPS signal to the counter 55 as the time after calibration.
In the orbit calculation system shown in FIG. 5, the time calibration unit 54 acquires the current time from radio waves received by the GPS receiver. However, this is only an example, and the time calibration unit 54 may acquire the current time from a standard radio wave typified by a radio clock or the like, or a network device typified by NTP (Network Time Protocol). protocol for time synchronization may be used to acquire the current time.
For example, the sun moves about 15 arcseconds (=15/3600 degrees) per second due to diurnal motion. is calibrated with subsecond accuracy.
The time calibration unit 54 outputs the position of the first light collecting device 11 to the control device 56 .
Further, the time calibration unit 54 acquires the position of the first light collecting device 11 at the first time t1 and the position of the first light collecting device 11 at the second time t2 from the control device 56. Then, the position of the first light collecting device 11 at the first time t 1 and the position of the first light collecting device 11 at the second time t 2 are output to the recording device 59 .

カウンター55は、時刻校正部54による校正後の時刻を取得し、ある代表的な時刻からの経過時間を計測する。ある代表的な時刻としては、例えば、飛翔体2の軌道の算出開始時刻である。
カウンター55は、計測した経過時間を制御装置56に出力する。
The counter 55 acquires the time after calibration by the time calibration unit 54 and measures the elapsed time from a certain representative time. A representative time is, for example, the start time of calculation of the trajectory of the flying object 2 .
The counter 55 outputs the measured elapsed time to the control device 56 .

制御装置56は、例えば、CPUを実装している半導体集積回路、あるいは、FPGAのようなプログラム基板によって実現される。
制御装置56は、カウンター55から出力された経過時間に従って、飛翔体2の観測時刻として、第1の時刻t及び第2の時刻tのそれぞれを把握する。
また、制御装置56は、軌道データベース80から、通信部58を介して、飛翔体2における過去の軌道情報を取得し、過去の軌道情報から、第1の時刻tにおける飛翔体2のおおよその位置と、第2の時刻tにおける飛翔体2のおおよその位置とを把握する。
The control device 56 is realized by, for example, a semiconductor integrated circuit mounting a CPU or a program substrate such as an FPGA.
The control device 56 grasps each of the first time t 1 and the second time t 2 as the observation time of the flying object 2 according to the elapsed time output from the counter 55 .
In addition, the control device 56 acquires past trajectory information of the flying object 2 from the trajectory database 80 via the communication unit 58, and from the past trajectory information, approximates the flying object 2 at the first time t1. Know the position and the approximate position of the projectile 2 at the second time t2.

制御装置56は、時刻校正部54から出力された第1の集光装置11の位置のうち、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の位置と、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の位置とを特定する。
制御装置56は、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の位置と、第1の時刻tにおける飛翔体2のおおよその位置とから、第1の集光装置11に対する飛翔体2の第1の時刻tにおける相対位置を算出する。
また、制御装置56は、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の位置と、第2の時刻tにおける飛翔体2のおおよその位置とから、第1の集光装置11に対する飛翔体2の第2の時刻tにおける相対位置を算出する。
Of the positions of the first light collecting device 11 output from the time calibration unit 54, the control device 56 determines the position of the first light collecting device 11 at the first time t1 and the position at the second time t2. The position of the first condensing device 11 is specified.
Based on the position of the first light collecting device 11 at the first time t1 and the approximate position of the flying object 2 at the first time t1, the control device 56 determines the position of the flying object relative to the first light collecting device 11. 2, the relative position at the first time t1 is calculated.
In addition, the control device 56 calculates the position of the first light collecting device 11 at the second time t2 and the approximate position of the flying object 2 at the second time t2. A relative position of the flying object 2 at the second time t2 is calculated.

制御装置56は、第1の時刻tにおける相対位置から、第1の時刻tのときに第1の集光装置11が飛翔体2を見る方向、即ち、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向を把握する。
また、制御装置56は、第2の時刻tにおける相対位置から、第2の時刻tのときに第1の集光装置11が飛翔体2を見る方向、即ち、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向を把握する。
The control device 56 changes the direction in which the first focusing device 11 sees the flying object 2 at the first time t1 from the relative position at the first time t1, that is, the direction in which the flying object 2 is seen at the first time t1. 1, the orientation direction of the condensing device 11 is grasped.
In addition, the control device 56 changes the direction in which the first focusing device 11 sees the flying object 2 at the second time t2 from the relative position at the second time t2, that is, the second time t2. , the directivity direction of the first light collecting device 11 is grasped.

制御装置56は、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向を指向装置57及び角度計算部53のそれぞれに出力し、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向を指向装置57及び角度計算部53のそれぞれに出力する。
制御装置56は、第1の時刻t及び第2の時刻tのときに、所定の露光時間だけ、シャッターを開くように、遮光装置51を制御する。
制御装置56は、第1の時刻t及び第2の時刻tのときに、撮像指令を位置検出部52に出力する。
The control device 56 outputs the pointing direction of the first light collecting device 11 at the first time t1 to each of the pointing device 57 and the angle calculation unit 53, and outputs the direction of the first light collecting device 11 at the second time t2. 11 pointing directions are output to the pointing device 57 and the angle calculating section 53, respectively.
The control device 56 controls the light blocking device 51 to open the shutter for a predetermined exposure time at the first time t1 and the second time t2.
The control device 56 outputs imaging commands to the position detection section 52 at the first time t1 and the second time t2.

指向装置57は、一軸以上の回転軸を有する回転ステージ及びモータによって実現される。一軸以上の回転軸を有する回転ステージとしては、経緯台、又は、赤道儀等が考えられる。
指向装置57の回転ステージには、第1の集光装置11が実装されている。
指向装置57は、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向が、制御装置56が出力された第1の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向と一致するように、モータを駆動することによって、回転ステージを回転させる。
指向装置57は、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向が、制御装置56が出力された第2の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向と一致するように、モータを駆動することによって、回転ステージを回転させる。
The pointing device 57 is implemented by a rotating stage having one or more rotating shafts and a motor. An altazimuthal mount, an equatorial mount, or the like can be considered as a rotating stage having one or more rotation axes.
A first condensing device 11 is mounted on the rotating stage of the directing device 57 .
The directing device 57 causes the directing direction of the first light collecting device 11 at the first time t1 to match the directing direction of the first light collecting device 11 at the first time t1 when the control device 56 outputs. The rotation stage is rotated by driving the motor so as to rotate.
The directing device 57 causes the directing direction of the first light collecting device 11 at the second time t2 to match the directing direction of the first light collecting device 11 at the second time t2 when the control device 56 outputs. The rotation stage is rotated by driving the motor so as to rotate.

通信部58は、軌道データベース80から、飛翔体2における過去の軌道情報を取得し、軌道情報を制御装置56に出力する。
通信部58は、第2の光測角局4の通信部78から送信された、第1の時刻tにおける第2の角度及び第2の時刻tにおける第2の角度のそれぞれを受信する。
通信部58は、第2の光測角局4の通信部78から送信された、第2の集光装置12の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの位置を受信する。
通信部58は、第1の時刻tにおける第2の角度及び第2の時刻tにおける第2の角度のそれぞれを記録装置59に記録させ、第2の集光装置12の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの位置を記録装置59に記録させる。
The communication unit 58 acquires past trajectory information of the flying object 2 from the trajectory database 80 and outputs the trajectory information to the control device 56 .
The communication unit 58 receives the second angle at the first time t1 and the second angle at the second time t2, which are transmitted from the communication unit 78 of the second optical angle measurement station 4. .
The communication unit 58 receives the respective positions of the second light collecting device 12 at the first time t1 and the second time t2, which are transmitted from the communication unit 78 of the second optical goniometric station 4. .
The communication unit 58 causes the recording device 59 to record each of the second angle at the first time t1 and the second angle at the second time t2, and the second light collecting device 12 at the first time Let the recording device 59 record the respective positions at t 1 and the second time t 2 .

図5に示す軌道算出部23は、図2に示す軌道算出部23と同じ軌道算出部である。
図5に示す軌道算出部23は、記録装置59及び軌道計算部60を備えている。
記録装置59は、RAM(Random Access Memory)、又は、ハードディスク等の記録媒体によって実現される。
記録装置59は、第1の時刻tにおける第1の角度及び第2の時刻tにおける第1の角度のそれぞれを記録し、第1の時刻tにおける第2の角度及び第2の時刻tにおける第2の角度のそれぞれを記録する。
記録装置59は、第1の集光装置11の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの位置と、第2の集光装置12の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの位置とを記録する。
The trajectory calculation unit 23 shown in FIG. 5 is the same trajectory calculation unit as the trajectory calculation unit 23 shown in FIG.
The trajectory calculator 23 shown in FIG. 5 includes a recording device 59 and a trajectory calculator 60 .
The recording device 59 is implemented by a recording medium such as a RAM (Random Access Memory) or a hard disk.
The recording device 59 records the first angle at the first time t1 and the first angle at the second time t2, respectively, and records the second angle at the first time t1 and the second time Record each of the second angles at t2.
The recording device 59 records the respective positions of the first light collector 11 at the first time t1 and the second time t2 and the positions of the second light collector 12 at the first time t1 and the second time t2. Record the respective positions at time t2.

軌道計算部60は、記録装置59から、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第1の角度と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第2の角度とを取得する。
また、軌道計算部60は、記録装置59から、第1の集光装置11の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの位置と、第2の集光装置12の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの位置とを取得する。
軌道計算部60は、第1の集光装置11の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの位置と、第2の集光装置12の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの位置とから、第1の時刻tのときの、第1の集光装置11と第2の集光装置12との距離である装置間距離と、第2の時刻tのときの装置間距離とを算出する。
軌道計算部60は、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの装置間距離と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第1の角度と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第2の角度と、第1の集光装置11の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの位置とから、第1の集光装置11から飛翔体2までの第1の距離を算出する。即ち、軌道計算部60は、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第1の距離を算出する。
軌道計算部60は、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの装置間距離と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第1の角度と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第2の角度と、第2の集光装置12の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの位置とから、第2の集光装置12から飛翔体2までの第2の距離を算出する。即ち、軌道計算部60は、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第2の距離を算出する。
軌道計算部60は、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第1の角度と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第2の角度と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第1の距離と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第2の距離とから、飛翔体2の位置及び速度のそれぞれを算出する。即ち、軌道計算部60は、飛翔体2の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの位置を算出する。あるいは、軌道計算部60は、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第1の角度と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第2の角度と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第1の距離と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第2の距離とから、飛翔体2の第1の時刻tの位置と速度とを算出する。なお、速度は、時刻tから時刻tの時間における飛翔体2の位置の差分として求められる。
軌道計算部60は、飛翔体2の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの位置、あるいは、飛翔体2の第1の時刻tの位置と、速度とから、飛翔体2の軌道を算出する。
図5に示す軌道算出システムでは、記録装置59が、軌道算出部23の内部に設けられている。しかし、これは一例に過ぎず、記録装置59が、軌道算出部23の外部に設けられていてもよい。
The trajectory calculator 60 obtains from the recording device 59 the first angles at the first time t1 and the second time t2, and the respective first angles at the first time t1 and the second time t2. 2 angles.
Further, the trajectory calculation unit 60 obtains from the recording device 59 the respective positions of the first light collecting device 11 at the first time t 1 and the second time t 2 and the first position of the second light collecting device 12 . , and their respective positions at time t 1 and a second time t 2 .
The trajectory calculator 60 calculates the respective positions of the first light collector 11 at the first time t1 and the second time t2, and the positions of the second light collector 12 at the first time t1 and the second time t1. and the respective positions at time t2, the inter-device distance, which is the distance between the first light collecting device 11 and the second light collecting device 12 at the first time t1, and the second time and the inter - device distance at t2.
The trajectory calculation unit 60 calculates the inter-device distances at the first time t1 and the second time t2, the first angles at the first time t1 and the second time t2, and the From the respective second angles at one time t 1 and second time t 2 and from the respective positions of the first light collector 11 at the first time t 1 and second time t 2 , the first A first distance from one light collecting device 11 to the flying object 2 is calculated. That is, the trajectory calculator 60 calculates the first distances at the first time t1 and the second time t2.
The trajectory calculation unit 60 calculates the inter-device distances at the first time t1 and the second time t2, the first angles at the first time t1 and the second time t2, and the From the respective second angles at one time t 1 and second time t 2 and from the respective positions of the second light collector 12 at the first time t 1 and second time t 2 , a second 2, a second distance from the condensing device 12 to the flying object 2 is calculated. That is, the trajectory calculator 60 calculates the second distances at the first time t1 and the second time t2.
The trajectory calculation unit 60 calculates the respective first angles at the first time t1 and the second time t2, the respective second angles at the first time t1 and the second time t2, The position of the projectile 2 is calculated from the respective first distances at the first time t1 and the second time t2 and the respective second distances at the first time t1 and the second time t2. and velocity, respectively. That is, the trajectory calculator 60 calculates the positions of the flying object 2 at the first time t1 and the second time t2. Alternatively, the trajectory calculator 60 calculates the respective first angles at the first time t1 and the second time t2 and the respective second angles at the first time t1 and the second time t2 , the first distances at the first time t1 and the second time t2, and the second distances at the first time t1 and the second time t2, the projectile 2 Calculate the position and velocity at the first time t1 of . Note that the velocity is obtained as the difference in the position of the flying object 2 from time t1 to time t2.
The trajectory calculation unit 60 calculates the position of the flying object 2 at the first time t1 and the second time t2, or the position and velocity of the flying object 2 at the first time t1. Calculate the trajectory of 2.
In the trajectory calculation system shown in FIG. 5 , a recording device 59 is provided inside the trajectory calculation section 23 . However, this is only an example, and the recording device 59 may be provided outside the trajectory calculation section 23 .

遮光装置71は、例えば、機械的なシャッター、又は、電子的なシャッターによって実現される。
遮光装置71は、第2の集光装置12と位置検出部72との間の光路に配置されている。
遮光装置71は、制御装置76によって制御される露光時間に合わせて、シャッターの開閉が制御される。遮光装置71は、シャッターの開閉が制御されることによって、第2の集光装置12により集光された光の遮断と光の透過とを交互に行う。
The light shielding device 71 is implemented by, for example, a mechanical shutter or an electronic shutter.
The light blocking device 71 is arranged in the optical path between the second light collecting device 12 and the position detection section 72 .
The light shielding device 71 controls the opening and closing of the shutter according to the exposure time controlled by the control device 76 . The light blocking device 71 alternately blocks the light condensed by the second condensing device 12 and transmits the light by controlling the opening and closing of the shutter.

図5に示す第2の角度算出部22は、図2に示す第2の角度算出部22と同じ角度算出部である。
図5に示す第2の角度算出部22は、位置検出部72及び角度計算部73を備えている。
位置検出部72は、例えば、CCDイメージセンサ、又は、CMOSイメージセンサによって実現される。
位置検出部72は、第1の時刻t及び第2の時刻tのときに、制御装置76から出力された撮像指令を取得すると、遮光装置71を透過してきた光を検出することによって、飛翔体2が映っている光強度画像を撮像する。
即ち、位置検出部72は、第1の時刻tのときに遮光装置71を透過してきた光を検出することによって、飛翔体2が映っている光強度画像を撮像し、第2の時刻tのときに遮光装置71を透過してきた光を検出することによって、飛翔体2が映っている光強度画像を撮像する。
位置検出部72は、第1の時刻tにおける光強度画像及び第2の時刻tにおける光強度画像のそれぞれを角度計算部73に出力する。
The second angle calculator 22 shown in FIG. 5 is the same angle calculator as the second angle calculator 22 shown in FIG.
The second angle calculator 22 shown in FIG. 5 includes a position detector 72 and an angle calculator 73 .
The position detection unit 72 is implemented by, for example, a CCD image sensor or a CMOS image sensor.
When the position detection unit 72 acquires the imaging command output from the control device 76 at the first time t1 and the second time t2, the position detection unit 72 detects the light transmitted through the light shielding device 71, A light intensity image in which the flying object 2 is reflected is picked up.
That is, the position detection unit 72 picks up a light intensity image showing the flying object 2 by detecting the light transmitted through the light blocking device 71 at the first time t1, and detects the light intensity image at the second time t1. By detecting the light transmitted through the light shielding device 71 at the time of 2 , a light intensity image in which the flying object 2 is reflected is picked up.
The position detector 72 outputs the light intensity image at the first time t 1 and the light intensity image at the second time t 2 to the angle calculator 73 .

角度計算部73は、制御装置76から、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向を取得し、位置検出部72から、第1の時刻tにおける光強度画像を取得する。
角度計算部73は、飛翔体2に対する光の第1の時刻tの反射位置として、第1の時刻tにおける光強度画像内での光の位置を検出する。
角度計算部73は、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向と、第1の時刻tの反射位置とから、第1の時刻tにおける第2の角度を算出する。
また、角度計算部73は、制御装置76から、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向を取得し、位置検出部72から、第2の時刻tにおける光強度画像を取得する。
角度計算部73は、飛翔体2に対する光の第2の時刻tの反射位置として、第2の時刻tにおける光強度画像内での光の位置を検出する。
角度計算部73は、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向と、第2の時刻tの反射位置とから、第2の時刻tにおける第2の角度を算出する。
角度計算部73は、第1の時刻tにおける第2の角度及び第2の時刻tにおける第2の角度のそれぞれを通信部78に出力する。
図5に示す軌道算出システムでは、位置検出部72が、第2の角度算出部22の内部に設けられている。しかし、これは一例に過ぎず、位置検出部72が、第2の角度算出部22の外部に設けられていてもよい。
The angle calculator 73 acquires the pointing direction of the second light collecting device 12 at the first time t1 from the control device 76, and acquires the light intensity image at the first time t1 from the position detector 72. do.
The angle calculator 73 detects the position of the light within the light intensity image at the first time t1 as the reflected position of the light with respect to the flying object 2 at the first time t1.
The angle calculator 73 calculates the second angle at the first time t1 from the pointing direction of the second light collecting device 12 at the first time t1 and the reflection position at the first time t1. do.
Further, the angle calculation unit 73 acquires the orientation direction of the second light collecting device 12 at the second time t2 from the control device 76, and obtains the light intensity image at the second time t2 from the position detection unit 72. to get
The angle calculator 73 detects the position of the light within the light intensity image at the second time t2 as the reflected position of the light with respect to the flying object 2 at the second time t2.
The angle calculator 73 calculates the second angle at the second time t2 from the pointing direction of the second light collecting device 12 at the second time t2 and the reflection position at the second time t2. do.
The angle calculator 73 outputs the second angle at the first time t 1 and the second angle at the second time t 2 to the communication unit 78 .
In the trajectory calculation system shown in FIG. 5 , the position detection section 72 is provided inside the second angle calculation section 22 . However, this is merely an example, and the position detection section 72 may be provided outside the second angle calculation section 22 .

時刻校正部74は、例えば、GPS受信機、受信アンテナ及び時計を備えている。
時刻校正部74の受信アンテナは、基準信号源5から送信された基準信号を受信する。
時刻校正部74のGPS受信機は、受信アンテナが基準信号を受信すると、GPS衛星から送信されたGPS信号を繰り返し受信する。
時刻校正部74は、GPS受信機によって受信されたGPS信号から、第2の集光装置12の位置及び現在の時刻を取得する。GPS信号に含まれている位置情報は、時刻校正部74を搭載している第2の光測角局4の位置を示している。第2の集光装置12は、第2の光測角局4に搭載されているものであるため、時刻校正部74は、第2の光測角局4の位置を、第2の集光装置12の位置として取得している。
時刻校正部74は、取得した現在の時刻を用いて、内部時計の時刻を校正する。
図5に示す軌道算出システムでは、時刻校正部74が、内部時計の時刻を校正し、校正後の時刻をカウンター75に出力している。しかし、これは一例に過ぎず、時刻校正部74が、校正後の時刻として、GPS信号から取得した現在の時刻をカウンター75に出力するようにしてもよい。
図5に示す軌道算出システムでは、時刻校正部74が、GPS受信機によって受信された電波から現在の時刻を取得している。しかし、これは一例に過ぎず、時刻校正部74が、電波時計等に代表される標準電波から現在の時刻を取得するようにしてもよいし、NTPに代表されるネットワーク機器の時刻同期のためのプロトコルを利用して、現在の時刻を取得するようにしてもよい。
例えば、太陽は、日周運動によって、一秒間で15秒角ほど動くため、位置の決定に秒角の精度が必要な場合、時刻校正部74は、内部時計の時刻をサブ秒の精度で校正する。
時刻校正部74は、第2の集光装置12の位置を制御装置76に出力する。
また、時刻校正部74は、制御装置76から、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の位置と、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の位置とを取得し、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の位置と、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の位置とを通信部78に出力する。
The time calibration unit 74 has, for example, a GPS receiver, a receiving antenna, and a clock.
The receiving antenna of the time calibration unit 74 receives the reference signal transmitted from the reference signal source 5 .
The GPS receiver of the time calibration unit 74 repeatedly receives GPS signals transmitted from GPS satellites when the reception antenna receives the reference signal.
The time calibration unit 74 obtains the position of the second light collecting device 12 and the current time from the GPS signal received by the GPS receiver. The positional information included in the GPS signal indicates the position of the second optical goniometric station 4 on which the time calibration unit 74 is mounted. Since the second light collecting device 12 is mounted on the second optical angle measuring station 4, the time calibration unit 74 determines the position of the second optical angle measuring station 4 from the second light collecting unit. It is acquired as the position of the device 12 .
The time calibration unit 74 uses the acquired current time to calibrate the time of the internal clock.
In the trajectory calculation system shown in FIG. 5, the time calibration unit 74 calibrates the time of the internal clock and outputs the calibrated time to the counter 75 . However, this is only an example, and the time calibration unit 74 may output the current time obtained from the GPS signal to the counter 75 as the time after calibration.
In the orbit calculation system shown in FIG. 5, the time calibration unit 74 obtains the current time from radio waves received by the GPS receiver. However, this is only an example, and the time calibration unit 74 may acquire the current time from a standard radio wave represented by a radio clock or the like. protocol to get the current time.
For example, the sun moves about 15 arcseconds per second due to diurnal motion, so if accuracy of arcseconds is required for position determination, the time calibration unit 74 calibrates the time of the internal clock with subsecond accuracy. do.
The time calibration unit 74 outputs the position of the second light collecting device 12 to the control device 76 .
Further, the time calibration unit 74 acquires the position of the second light collecting device 12 at the first time t1 and the position of the second light collecting device 12 at the second time t2 from the control device 76. Then, the position of the second light collecting device 12 at the first time t 1 and the position of the second light collecting device 12 at the second time t 2 are output to the communication unit 78 .

カウンター75は、時刻校正部74による校正後の時刻を取得し、ある代表的な時刻からの経過時間を計測する。
カウンター75は、計測した経過時間を制御装置76に出力する。
The counter 75 acquires the time after calibration by the time calibration unit 74 and measures the elapsed time from a certain representative time.
The counter 75 outputs the measured elapsed time to the control device 76 .

制御装置76は、例えば、CPUを実装している半導体集積回路、あるいは、FPGAのようなプログラム基板によって実現される。
制御装置76は、カウンター75から出力された経過時間に従って、飛翔体2の観測時刻として、第1の時刻t及び第2の時刻tのそれぞれを把握する。
また、制御装置76は、軌道データベース80から、通信部78を介して、飛翔体2における過去の軌道情報を取得し、過去の軌道情報から、第1の時刻tにおける飛翔体2のおおよその位置と、第2の時刻tにおける飛翔体2のおおよその位置とを把握する。
The control device 76 is realized by, for example, a semiconductor integrated circuit mounting a CPU or a program board such as an FPGA.
The control device 76 grasps each of the first time t 1 and the second time t 2 as the observation time of the flying object 2 according to the elapsed time output from the counter 75 .
In addition, the control device 76 acquires past trajectory information of the flying object 2 from the trajectory database 80 via the communication unit 78, and from the past trajectory information, approximates the flying object 2 at the first time t1. Know the position and the approximate position of the projectile 2 at the second time t2.

制御装置76は、時刻校正部74から出力された第2の集光装置12の位置のうち、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の位置と、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の位置とを特定する。
制御装置76は、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の位置と、第1の時刻tにおける飛翔体2のおおよその位置とから、第2の集光装置12に対する飛翔体2の第1の時刻tにおける相対位置を算出する。
また、制御装置76は、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の位置と、第2の時刻tにおける飛翔体2のおおよその位置とから、第2の集光装置12に対する飛翔体2の第2の時刻tにおける相対位置を算出する。
Of the positions of the second light collecting device 12 output from the time calibration unit 74, the control device 76 determines the position of the second light collecting device 12 at the first time t1 and The position of the second light concentrator 12 is identified.
Based on the position of the second light collecting device 12 at the first time t1 and the approximate position of the flying object 2 at the first time t1, the control device 76 determines the position of the flying object relative to the second light collecting device 12. 2, the relative position at the first time t1 is calculated.
In addition, the control device 76 calculates a A relative position of the flying object 2 at the second time t2 is calculated.

制御装置76は、第1の時刻tにおける相対位置から、第1の時刻tのときに第2の集光装置12が飛翔体2を見る方向、即ち、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向を把握する。
また、制御装置76は、第2の時刻tにおける相対位置から、第2の時刻tのときに第2の集光装置12が飛翔体2を見る方向、即ち、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向を把握する。
The control device 76 changes the direction in which the second focusing device 12 sees the flying object 2 at the first time t1 from the relative position at the first time t1, that is, the direction in which the flying object 2 is viewed at the first time t1. 2, the pointing direction of the condensing device 12 is grasped.
In addition, the control device 76 changes the direction in which the second light collecting device 12 sees the flying object 2 at the second time t2 from the relative position at the second time t2, that is, the second time t2. to grasp the pointing direction of the second light collecting device 12 at .

制御装置76は、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向を指向装置77及び角度計算部73のそれぞれに出力し、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向を指向装置77及び角度計算部73のそれぞれに出力する。
制御装置76は、第1の時刻t及び第2の時刻tのときに、所定の露光時間だけ、シャッターを開くように、遮光装置71を制御する。
制御装置76は、第1の時刻t及び第2の時刻tのときに、撮像指令を位置検出部72に出力する。
The control device 76 outputs the pointing direction of the second light collecting device 12 at the first time t1 to each of the pointing device 77 and the angle calculation unit 73, and outputs the direction of the second light collecting device 12 at the second time t2. The 12 directional directions are output to the directional device 77 and the angle calculator 73, respectively.
The control device 76 controls the light blocking device 71 to open the shutter for a predetermined exposure time at the first time t1 and the second time t2.
The control device 76 outputs imaging commands to the position detection section 72 at the first time t1 and the second time t2.

指向装置77は、一軸以上の回転軸を有する回転ステージ及びモータによって実現される。
指向装置77の回転ステージには、第2の集光装置12が実装されている。
指向装置77は、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向が、制御装置76が出力された第1の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向と一致するように、モータを駆動することによって、回転ステージを回転させる。
指向装置77は、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向が、制御装置76が出力された第2の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向と一致するように、モータを駆動することによって、回転ステージを回転させる。
The pointing device 77 is implemented by a rotating stage having one or more rotating shafts and a motor.
A second condensing device 12 is mounted on the rotating stage of the directing device 77 .
The pointing device 77 causes the pointing direction of the second light collecting device 12 at the first time t1 to match the pointing direction of the second light collecting device 12 at the first time t1 when the control device 76 outputs. The rotation stage is rotated by driving the motor so as to rotate.
The pointing device 77 causes the pointing direction of the second light collecting device 12 at the second time t2 to match the pointing direction of the second light collecting device 12 at the second time t2 when the control device 76 outputs. The rotation stage is rotated by driving the motor so as to rotate.

通信部78は、軌道データベース80から、飛翔体2における過去の軌道情報を取得し、軌道情報を制御装置76に出力する。
通信部78は、角度計算部73から出力された、第1の時刻tにおける第2の角度及び第2の時刻tにおける第2の角度のそれぞれを通信部58に送信する。
通信部78は、時刻校正部74から出力された、第2の集光装置12の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの位置を通信部58に送信する。
The communication unit 78 acquires past trajectory information of the flying object 2 from the trajectory database 80 and outputs the trajectory information to the control device 76 .
The communication unit 78 transmits the second angle at the first time t 1 and the second angle at the second time t 2 output from the angle calculation unit 73 to the communication unit 58 .
The communication unit 78 transmits the positions of the second light collecting device 12 at the first time t 1 and the second time t 2 , which are output from the time calibration unit 74 , to the communication unit 58 .

軌道データベース80は、例えば、RAM、又は、ハードディスク等の記録媒体によって実現される。
軌道データベース80は、飛翔体2における過去の軌道情報を記憶している。
図5に示す軌道算出システムでは、軌道データベース80が、軌道算出システムの外部に設けられている。しかし、これは一例に過ぎず、軌道データベース80が、軌道算出システムの内部に設けられていてもよい。
また、軌道データベース80が、図示せぬネットワークと接続されており、軌道データベース80が、当該ネットワークを介して、軌道算出システムと接続されていてもよい。
The trajectory database 80 is realized by a recording medium such as RAM or hard disk, for example.
The trajectory database 80 stores past trajectory information of the flying object 2 .
In the trajectory calculation system shown in FIG. 5, a trajectory database 80 is provided outside the trajectory calculation system. However, this is only an example, and the trajectory database 80 may be provided inside the trajectory calculation system.
Alternatively, the trajectory database 80 may be connected to a network (not shown), and the trajectory database 80 may be connected to the trajectory calculation system via the network.

次に、図5に示す軌道算出システムの動作について説明する。
図6は、図2に示す軌道算出装置13の処理手順である軌道算出方法を示すフローチャートである。
まず、基準信号源5は、第1の光測角局3と第2の光測角局4とが時刻の同期に用いる基準信号を第1の光測角局3及び第2の光測角局4のそれぞれに送信する。
第1の光測角局3における時刻校正部54の受信アンテナは、基準信号源5から送信された基準信号を受信する。
時刻校正部54のGPS受信機は、受信アンテナが基準信号を受信すると、GPS衛星から送信されたGPS信号を繰り返し受信する。
時刻校正部54は、GPS受信機によって受信されたGPS信号から、第1の集光装置11の位置及び現在の時刻を取得する。
時刻校正部54は、取得した現在の時刻を用いて、内部時計の時刻を校正する。
時刻校正部54は、第1の集光装置11の位置を制御装置56に出力する。
Next, the operation of the trajectory calculation system shown in FIG. 5 will be described.
FIG. 6 is a flow chart showing a trajectory calculation method, which is a processing procedure of the trajectory calculation device 13 shown in FIG.
First, the reference signal source 5 transmits a reference signal used for time synchronization between the first optical angle measurement station 3 and the second optical angle measurement station 4 to the first optical angle measurement station 3 and the second optical angle measurement station 4. to each of the stations 4.
The receiving antenna of the time calibration unit 54 in the first optical goniometric station 3 receives the reference signal transmitted from the reference signal source 5 .
The GPS receiver of the time calibration unit 54 repeatedly receives GPS signals transmitted from GPS satellites when the reception antenna receives the reference signal.
The time calibration unit 54 acquires the position of the first light collecting device 11 and the current time from the GPS signal received by the GPS receiver.
The time calibration unit 54 calibrates the time of the internal clock using the acquired current time.
The time calibration unit 54 outputs the position of the first light collecting device 11 to the control device 56 .

時刻校正部74のGPS受信機は、受信アンテナが基準信号を受信すると、GPS衛星から送信されたGPS信号を繰り返し受信する。
時刻校正部74は、GPS受信機によって受信されたGPS信号から、第2の集光装置12の位置及び現在の時刻を取得する。
時刻校正部74は、取得した現在の時刻を用いて、内部時計の時刻を校正する。
時刻校正部74は、第2の集光装置12の位置を制御装置76に出力する。
第1の光測角局3の時刻校正部54が内部時計の時刻を校正し、第2の光測角局4の時刻校正部74が内部時計の時刻を校正することによって、第1の光測角局3と第2の光測角局4とにおける時刻の同期が図られる。
時刻同期の精度は、遮光装置51,71におけるシャッターの開閉時間の精度で制限される。シャッターの開閉時間は、ミリ秒程度であるため、マイクロ秒程度の精度で時刻同期が行わればよい。なお、時刻校正部54,74の内部時計が用いる時刻としては、例えば、協定世界時(coordinated universal time)である。
The GPS receiver of the time calibration unit 74 repeatedly receives GPS signals transmitted from GPS satellites when the reception antenna receives the reference signal.
The time calibration unit 74 obtains the position of the second light collecting device 12 and the current time from the GPS signal received by the GPS receiver.
The time calibration unit 74 uses the acquired current time to calibrate the time of the internal clock.
The time calibration unit 74 outputs the position of the second condensing device 12 to the control device 76 .
The time calibration unit 54 of the first optical angle measurement station 3 calibrates the time of the internal clock, and the time calibration unit 74 of the second optical angle measurement station 4 calibrates the time of the internal clock. Time synchronization between the goniometric station 3 and the second optical goniometric station 4 is achieved.
The accuracy of time synchronization is limited by the accuracy of opening and closing times of the shutters in the light shielding devices 51 and 71 . Since the opening and closing time of the shutter is about milliseconds, time synchronization may be performed with an accuracy of about microseconds. The time used by the internal clocks of the time calibration units 54 and 74 is, for example, coordinated universal time.

第1の光測角局3のカウンター55は、時刻校正部54による校正後の時刻を取得し、ある代表的な時刻からの経過時間tを計測する。ある代表的な時刻としては、例えば、飛翔体2の軌道の算出開始時刻である。
カウンター55は、計測した経過時間tを制御装置56に出力する。
第2の光測角局4のカウンター75は、時刻校正部74による校正後の時刻を取得し、ある代表的な時刻からの経過時間tを計測する。
カウンター75は、計測した経過時間tを制御装置76に出力する。
第1の光測角局3の通信部58は、軌道データベース80から、飛翔体2における過去の軌道情報を取得し、軌道情報を制御装置56に出力する。
第2の光測角局4の通信部78は、軌道データベース80から、飛翔体2における過去の軌道情報を取得し、軌道情報を制御装置76に出力する。
The counter 55 of the first optical angle measurement station 3 acquires the time after calibration by the time calibration unit 54, and measures the elapsed time t from a certain representative time. A representative time is, for example, the start time of calculating the trajectory of the flying object 2 .
The counter 55 outputs the measured elapsed time t to the control device 56 .
The counter 75 of the second optical angle measurement station 4 obtains the time after calibration by the time calibration unit 74, and measures the elapsed time t from a certain representative time.
The counter 75 outputs the measured elapsed time t to the control device 76 .
The communication unit 58 of the first optical goniometric station 3 acquires past trajectory information of the flying object 2 from the trajectory database 80 and outputs the trajectory information to the control device 56 .
The communication unit 78 of the second optical angle measurement station 4 acquires past trajectory information of the flying object 2 from the trajectory database 80 and outputs the trajectory information to the control device 76 .

第1の光測角局3の制御装置56は、カウンター55から出力された経過時間tを取得する。
制御装置56は、経過時間tに従って、飛翔体2の観測時刻として、第1の時刻t及び第2の時刻tのそれぞれを把握する。
また、制御装置56は、通信部58から出力された軌道情報を取得し、軌道情報から、第1の時刻tにおける飛翔体2のおおよその位置と、第2の時刻tにおける飛翔体2のおおよその位置とを把握する。
The control device 56 of the first optical angle measurement station 3 acquires the elapsed time t output from the counter 55 .
The control device 56 grasps each of the first time t 1 and the second time t 2 as the observation time of the flying object 2 according to the elapsed time t.
In addition, the control device 56 acquires the trajectory information output from the communication unit 58, and uses the trajectory information to determine the approximate position of the flying object 2 at the first time t1 and the approximate position of the flying object 2 at the second time t2. to know the approximate location of

制御装置56は、時刻校正部54から出力された第1の集光装置11の位置のうち、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の位置と、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の位置とを特定する。
制御装置56は、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の位置と、第1の時刻tにおける飛翔体2のおおよその位置とから、第1の集光装置11に対する飛翔体2の第1の時刻tにおける相対位置を算出する。第1の集光装置11に対する飛翔体2の相対位置の算出処理自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
また、制御装置56は、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の位置と、第2の時刻tにおける飛翔体2のおおよその位置とから、第1の集光装置11に対する飛翔体2の第2の時刻tにおける相対位置を算出する。
Of the positions of the first light collecting device 11 output from the time calibration unit 54, the control device 56 determines the position of the first light collecting device 11 at the first time t1 and the position at the second time t2. The position of the first condensing device 11 is specified.
Based on the position of the first light collecting device 11 at the first time t1 and the approximate position of the flying object 2 at the first time t1, the control device 56 determines the position of the flying object relative to the first light collecting device 11. 2, the relative position at the first time t1 is calculated. The processing itself for calculating the relative position of the flying object 2 with respect to the first light collecting device 11 is a known technique, and detailed description thereof will be omitted.
In addition, the control device 56 calculates the position of the first light collecting device 11 at the second time t2 and the approximate position of the flying object 2 at the second time t2. A relative position of the flying object 2 at the second time t2 is calculated.

制御装置56は、第1の時刻tにおける相対位置から、第1の時刻tのときに第1の集光装置11が飛翔体2を見る方向、即ち、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向を把握する。
また、制御装置56は、第2の時刻tにおける相対位置から、第2の時刻tのときに第1の集光装置11が飛翔体2を見る方向、即ち、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向を把握する。
The control device 56 changes the direction in which the first focusing device 11 sees the flying object 2 at the first time t1 from the relative position at the first time t1, that is, the direction in which the flying object 2 is seen at the first time t1. 1, the orientation direction of the condensing device 11 is grasped.
In addition, the control device 56 changes the direction in which the first focusing device 11 sees the flying object 2 at the second time t2 from the relative position at the second time t2, that is, the second time t2. , the directivity direction of the first light collecting device 11 is grasped.

制御装置56は、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向を指向装置57及び角度計算部53のそれぞれに出力し、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向を指向装置57及び角度計算部53のそれぞれに出力する。
制御装置56は、第1の時刻t及び第2の時刻tのときに、所定の露光時間だけ、シャッターを開くように、遮光装置51を制御する。
制御装置56は、第1の時刻t及び第2の時刻tのときに、撮像指令を位置検出部52に出力する。
制御装置56は、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の位置と、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の位置とを時刻校正部54に出力する。
The control device 56 outputs the pointing direction of the first light collecting device 11 at the first time t1 to each of the pointing device 57 and the angle calculation unit 53, and outputs the direction of the first light collecting device 11 at the second time t2. 11 pointing directions are output to the pointing device 57 and the angle calculating section 53, respectively.
The control device 56 controls the light blocking device 51 to open the shutter for a predetermined exposure time at the first time t1 and the second time t2.
The control device 56 outputs imaging commands to the position detection section 52 at the first time t1 and the second time t2.
The control device 56 outputs the position of the first light collecting device 11 at the first time t 1 and the position of the first light collecting device 11 at the second time t 2 to the time calibration unit 54 .

第1の光測角局3の指向装置57は、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向が、制御装置56が出力された第1の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向と一致するように、モータを駆動することによって、回転ステージを回転させる。
指向装置57は、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向が、制御装置56が出力された第2の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向と一致するように、モータを駆動することによって、回転ステージを回転させる。
第1の集光装置11は、物体面を像面に射影する機能を有し、基準となる光軸を備えているので、指向装置57は、第1の集光装置11の光軸を制御装置56から出力された指向方向に合わせることによって、第1の集光装置11の指向方向を制御する。
なお、指向装置57による第1の集光装置11の指向方向の制御は、ある程度の時間を要するため、制御装置56は、観測時刻が第1の時刻tになる前に、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向を指向装置57に出力する。また、制御装置56は、観測時刻が第2の時刻tになる前に、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向を指向装置57に出力する。
The pointing device 57 of the first optical angle measuring station 3 detects that the pointing direction of the first light collecting device 11 at the first time t1 is the first direction at the first time t1 when the control device 56 outputs. The rotating stage is rotated by driving the motor so as to match the pointing direction of the condensing device 11 .
The directing device 57 causes the directing direction of the first light collecting device 11 at the second time t2 to match the directing direction of the first light collecting device 11 at the second time t2 when the control device 56 outputs. The rotation stage is rotated by driving the motor so as to rotate.
The first light condensing device 11 has a function of projecting the object plane onto the image plane, and has a reference optical axis. The pointing direction of the first condensing device 11 is controlled by matching the pointing direction output from the device 56 .
Since it takes a certain amount of time to control the pointing direction of the first light collecting device 11 by the pointing device 57, the control device 56 controls the first time before the observation time reaches the first time t1. The pointing direction of the first condensing device 11 at t 1 is output to the pointing device 57 . Further, the control device 56 outputs the pointing direction of the first light collecting device 11 at the second time t2 to the pointing device 57 before the observation time reaches the second time t2.

図5に示す軌道算出システムでは、制御装置56が、飛翔体2が第1の集光装置11の視野の範囲内に入るように、第1の集光装置11の指向方向を指向装置57に指示している。第1の集光装置11の視野と、位置検出部52の視野とが異なる場合には、制御装置56は、第1の集光装置11の視野及び位置検出部52の視野のうち、狭い方の視野の範囲内に飛翔体2が入るように、第1の集光装置11の指向方向を指向装置57に指示する。
なお、飛翔体2が静止衛星であり、第1の光測角局3が固定局であれば、第1の光測角局3と飛翔体2との相対位置が変化しない。相対位置が変化しない場合、制御装置56は、飛翔体2が第1の集光装置11の視野の範囲内に入るように、第1の集光装置11の指向方向を指向装置57に一度指示すれば、以後、第1の集光装置11の指向方向を固定にしてもよい。厳密には、軌道傾斜角の違い等があるため、僅かに相対位置が変化するが、観測時間が、数秒程度であれば、第1の集光装置11の指向方向を固定にしても問題ない。
In the trajectory calculation system shown in FIG. instructing. When the field of view of the first light collecting device 11 and the field of view of the position detection unit 52 are different, the control device 56 selects the narrower of the field of view of the first light collection device 11 and the field of view of the position detection unit 52. The direction of the first light collecting device 11 is instructed to the directing device 57 so that the flying object 2 is within the range of the field of view of .
If the flying object 2 is a geostationary satellite and the first optical goniometric station 3 is a fixed station, the relative position between the first optical goniometric station 3 and the flying object 2 does not change. When the relative position does not change, the control device 56 once instructs the directing device 57 on the directing direction of the first light collecting device 11 so that the flying object 2 is within the range of the field of view of the first light collecting device 11 . Then, thereafter, the directivity direction of the first light condensing device 11 may be fixed. Strictly speaking, the relative position changes slightly due to differences in the orbital inclination angle, etc., but if the observation time is about several seconds, there is no problem even if the pointing direction of the first light collecting device 11 is fixed. .

第1の光測角局3の第1の集光装置11は、照明光源1から放射されたのち、飛翔体2によって反射された光を集光する。
第1の光測角局3の遮光装置51は、第1の時刻t及び第2の時刻tのときに、制御装置56によって、所定の露光時間だけ、シャッターを開くように制御される。
第1の時刻tのときに、所定の露光時間だけ、遮光装置51のシャッターが開くことによって、第1の集光装置11により集光された光が遮光装置51を透過し、当該光が位置検出部52に到達する。
また、第2の時刻tのときに、所定の露光時間だけ、遮光装置51のシャッターが開くことによって、第1の集光装置11により集光された光が遮光装置51を透過し、当該光が位置検出部52に到達する。
A first condensing device 11 of the first optical goniometric station 3 condenses the light emitted from the illumination light source 1 and then reflected by the flying object 2 .
The light blocking device 51 of the first optical goniometric station 3 is controlled by the control device 56 to open the shutter for a predetermined exposure time at the first time t1 and the second time t2. .
At the first time t1, the shutter of the light blocking device 51 is opened for a predetermined exposure time, so that the light collected by the first light collecting device 11 passes through the light blocking device 51, and the light is It reaches the position detector 52 .
Further, at the second time t2, the shutter of the light shielding device 51 opens for a predetermined exposure time, so that the light condensed by the first light collecting device 11 passes through the light shielding device 51. Light reaches the position detector 52 .

第1の光測角局3の位置検出部52は、第1の時刻tのときに、制御装置56から出力された撮像指令を取得すると、遮光装置51を透過してきた光の検出処理を開始し、飛翔体2が映っている光強度画像を撮像する。
位置検出部52は、撮像した光強度画像を、第1の時刻tにおける光強度画像として、角度計算部53に出力する。
また、位置検出部52は、第2の時刻tのときに、制御装置56から出力された撮像指令を取得すると、遮光装置51を透過してきた光の検出処理を開始し、飛翔体2が映っている光強度画像を撮像する。
位置検出部52は、撮像した光強度画像を、第2の時刻tにおける光強度画像として、角度計算部53に出力する。
When the position detection unit 52 of the first optical angle measurement station 3 acquires the imaging command output from the control device 56 at the first time t1, the detection processing of the light transmitted through the light blocking device 51 is performed. Then, a light intensity image in which the flying object 2 is reflected is picked up.
The position detection unit 52 outputs the captured light intensity image to the angle calculation unit 53 as a light intensity image at the first time t1.
Further, when the position detection unit 52 acquires the imaging command output from the control device 56 at the second time t2, the position detection unit 52 starts detection processing of the light transmitted through the light shielding device 51, and the flying object 2 Capture the reflected light intensity image.
The position detection unit 52 outputs the captured light intensity image to the angle calculation unit 53 as a light intensity image at the second time t2.

第1の光測角局3の角度計算部53は、制御装置56から、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向を取得し、位置検出部52から、第1の時刻tにおける光強度画像を取得する。
角度計算部53は、飛翔体2に対する光の第1の時刻tの反射位置として、第1の時刻tにおける光強度画像内での光の位置を検出する。
角度計算部53は、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向と、第1の時刻tの反射位置とから、第1の時刻tにおける第1の角度を算出する(図6のステップST1)。
角度計算部53は、第1の時刻tにおける光強度画像に含まれている暗転流ノイズの除去処理、光強度画像に含まれている背景光ノイズの除去処理、あるいは、光強度画像に含まれている周辺光量の減衰処理等を実施し、これらの処理後の光強度画像から、第1の角度を算出するようにしてもよい。
以下、角度計算部53による第1の角度の算出処理を具体的に説明する。
The angle calculator 53 of the first optical goniometric station 3 acquires the directivity direction of the first light collecting device 11 at the first time t1 from the controller 56, and from the position detector 52, the first Acquire a light intensity image at time t1.
The angle calculator 53 detects the position of the light within the light intensity image at the first time t1 as the reflected position of the light with respect to the flying object 2 at the first time t1.
The angle calculator 53 calculates the first angle at the first time t1 from the pointing direction of the first light collecting device 11 at the first time t1 and the reflection position at the first time t1. (step ST1 in FIG. 6).
The angle calculator 53 removes dark commutation noise included in the light intensity image at the first time t1, removes background light noise included in the light intensity image, or removes background light noise included in the light intensity image. The first angle may be calculated from the light intensity image after processing such as attenuation processing of the amount of peripheral light.
The calculation process of the first angle by the angle calculator 53 will be specifically described below.

角度計算部53は、第1の集光装置11の指向方向が位置検出部52の視野中心であると仮定して、光強度画像の視野角を求める。光強度画像に含まれている1つの画素の大きさと第1の集光装置11の焦点距離から、1画素当りの視野角が求められる。1つの画素の大きさ及び第1の集光装置11の焦点距離のそれぞれは、角度計算部53において、既値である。
光強度画像の視野角は、光強度画像の中心の画素から光強度画像の視野中心の画素に至るまでの画素数を、1画素当りの視野角に乗算することによって求まる。
角度計算部53は、光強度画像の視野中心及び光強度画像の視野角から、位置検出部52の指向方向と飛翔体2の見かけの大きさとを求めることができる。位置検出部52の指向方向と飛翔体2の見かけの大きさとが求まれば、角度計算部53は、光強度画像上の座標と、宇宙空間における照明光源1の位置を示す天球座標との位置関係を求めることができる。
天球座標の座標系は、天の赤道を基準とする赤道座標系、観測者から見た地平線を基準とする地平座標系、又は、銀河面を基準とする銀河座標系等のいずれであってもよい。光強度画像上の位置は、天球座標の位置、赤経、赤緯、あるいは、アジマス角及びエレベーション角等の角度によって表すことができる。
The angle calculator 53 obtains the viewing angle of the light intensity image, assuming that the pointing direction of the first light collecting device 11 is the center of the viewing field of the position detecting section 52 . From the size of one pixel included in the light intensity image and the focal length of the first condensing device 11, the viewing angle per pixel is obtained. The size of one pixel and the focal length of the first condensing device 11 are already set in the angle calculator 53 .
The viewing angle of the light intensity image is obtained by multiplying the viewing angle per pixel by the number of pixels from the center pixel of the light intensity image to the pixel of the viewing center of the light intensity image.
The angle calculator 53 can obtain the pointing direction of the position detector 52 and the apparent size of the flying object 2 from the visual field center of the light intensity image and the visual field angle of the light intensity image. Once the pointing direction of the position detection unit 52 and the apparent size of the flying object 2 are obtained, the angle calculation unit 53 calculates the position of the coordinates on the light intensity image and the celestial coordinates indicating the position of the illumination light source 1 in outer space. You can ask for a relationship.
The celestial coordinate system may be an equatorial coordinate system based on the celestial equator, a horizontal coordinate system based on the horizon seen from the observer, or a galactic coordinate system based on the plane of the galaxy. good. The position on the light intensity image can be represented by the position of celestial coordinates, right ascension, declination, or angles such as azimuth angle and elevation angle.

角度計算部53は、光強度画像に含まれている複数の画素の中で、画素値が閾値以上の画素が集まっている画素群である点像が、飛翔体2を表しているものと判断し、点像の重心位置を算出する。閾値は、0より大きく、画素値の最大値よりも小さい値であり、例えば、角度計算部53の内部メモリに格納されている。
第1の集光装置11の大きさが有限である場合、点像は、回折限界以上の広がりを有している。実際には、大気の揺らぎによる広がり、又は、シーイングの影響を受けるため、飛翔体2が小さい場合に写る点像は、更に広がる。
角度計算部53は、広がりがある点像の位置を、飛翔体2に対する光の反射位置として求めるため、点像の重心位置を算出している。
光強度画像上の位置は、上述したように、アジマス角及びエレベーション角等の角度によって表すことができるため、角度計算部53は、算出した点像の重心位置を角度で表すことによって、第1の角度を求める。
第1の角度は、第1の集光装置11から飛翔体2を見た角度であり、第1の集光装置11から飛翔体2を見たアジマス角Azと、第1の集光装置11から飛翔体2を見たエレベーション角Elvとを含んでいる。
角度計算部53は、第1の時刻tにおける第1の角度として、第1の時刻tにおけるアジマス角AzA1と、第1の時刻tにおけるエレベーション角ElvA1とを記録装置59に記録させる。
The angle calculator 53 determines that a point image, which is a group of pixels with pixel values equal to or greater than the threshold among the plurality of pixels included in the light intensity image, represents the flying object 2. and calculate the position of the center of gravity of the point image. The threshold is a value greater than 0 and less than the maximum pixel value, and is stored in the internal memory of the angle calculator 53, for example.
If the size of the first light condensing device 11 is finite, the point image has a spread beyond the diffraction limit. In practice, the point image captured when the flying object 2 is small is further spread because it is affected by atmospheric fluctuations or seeing.
The angle calculation unit 53 calculates the position of the center of gravity of the point image in order to determine the position of the point image with the spread as the reflection position of the light with respect to the flying object 2 .
As described above, the position on the light intensity image can be represented by angles such as the azimuth angle and the elevation angle. Find the angle of 1.
The first angle is the angle when the flying object 2 is viewed from the first light collecting device 11. The azimuth angle AzA when the flying object 2 is viewed from the first light collecting device 11 and the first light collecting device 11 and the elevation angle Elv A when the projectile 2 is viewed from 11 .
The angle calculator 53 stores the azimuth angle Az A1 at the first time t1 and the elevation angle Elv A1 at the first time t1 as the first angles at the first time t1 to the recording device 59. record.

角度計算部53は、制御装置56から、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向を取得し、位置検出部52から、第2の時刻tにおける光強度画像を取得する。
角度計算部53は、飛翔体2に対する光の第2の時刻tの反射位置として、第2の時刻tにおける光強度画像内での光の位置を検出する。
角度計算部53は、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の指向方向と、第2の時刻tの反射位置とから、第2の時刻tにおける第1の角度を算出する(図6のステップST2)。
角度計算部53は、第2の時刻tにおける光強度画像に含まれている暗転流ノイズの除去処理、光強度画像に含まれている背景光ノイズの除去処理、あるいは、光強度画像に含まれている周辺光量の減衰処理等を実施し、これらの処理後の光強度画像から、第1の角度を算出するようにしてもよい。
第2の時刻tにおける第1の角度の算出処理は、第1の時刻tにおける第1の角度の算出処理と同様であるため詳細な説明を省略する。
角度計算部53は、第2の時刻tにおける第1の角度として、第2の時刻tにおけるアジマス角AzA2と、第2の時刻tにおけるエレベーション角ElvA2とを記録装置59に記録させる。
The angle calculator 53 acquires the pointing direction of the first light collecting device 11 at the second time t2 from the control device 56, and acquires the light intensity image at the second time t2 from the position detector 52. do.
The angle calculator 53 detects the position of the light within the light intensity image at the second time t2 as the reflected position of the light with respect to the flying object 2 at the second time t2.
The angle calculator 53 calculates the first angle at the second time t2 from the pointing direction of the first light collecting device 11 at the second time t2 and the reflection position at the second time t2. (step ST2 in FIG. 6).
The angle calculator 53 removes dark commutation noise included in the light intensity image at the second time t2, removes background light noise included in the light intensity image, or removes background light noise included in the light intensity image. The first angle may be calculated from the light intensity image after processing such as attenuation processing of the amount of peripheral light.
The calculation processing of the first angle at the second time t2 is the same as the calculation processing of the first angle at the first time t1, so detailed description thereof will be omitted.
The angle calculator 53 stores the azimuth angle AzA2 at the second time t2 and the elevation angle ElvA2 at the second time t2 as the first angle at the second time t2 in the recording device 59. record.

時刻校正部54は、制御装置56から出力された、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の位置と、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の位置とを取得する。
時刻校正部54は、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の位置と、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の位置とを記録装置59に記録させる。
ここでは、時刻校正部54が、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の位置と、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の位置とを記録装置59に記録させている。第1の光測角局3が、固定局であれば、第1の集光装置11の位置が変化しないため、いずれかの時刻の第1の集光装置11の位置を記録装置59に記録させればよい。
The time calibration unit 54 compares the position of the first light collecting device 11 at the first time t1 and the position of the first light collecting device 11 at the second time t2, which are output from the control device 56. get.
The time calibration unit 54 causes the recording device 59 to record the position of the first light collecting device 11 at the first time t1 and the position of the first light collecting device 11 at the second time t2.
Here, the time calibration unit 54 records the position of the first light collecting device 11 at the first time t1 and the position of the first light collecting device 11 at the second time t2 in the recording device 59. I am letting If the first optical angle measurement station 3 is a fixed station, the position of the first light collecting device 11 does not change, so the position of the first light collecting device 11 at any time is recorded in the recording device 59. Let it be.

第2の光測角局4の制御装置76は、カウンター75から出力された経過時間tを取得する。
制御装置76は、経過時間tに従って、飛翔体2の観測時刻として、第1の時刻t及び第2の時刻tのそれぞれを把握する。
また、制御装置76は、通信部78から出力された軌道情報を取得し、軌道情報から、第1の時刻tにおける飛翔体2のおおよその位置と、第2の時刻tにおける飛翔体2のおおよその位置とを把握する。
The control device 76 of the second optical angle measurement station 4 acquires the elapsed time t output from the counter 75 .
The control device 76 grasps each of the first time t 1 and the second time t 2 as the observation time of the flying object 2 according to the elapsed time t.
In addition, the control device 76 acquires the trajectory information output from the communication unit 78, and uses the trajectory information to determine the approximate position of the flying object 2 at the first time t1 and the approximate position of the flying object 2 at the second time t2. to know the approximate location of

制御装置76は、時刻校正部74から出力された第2の集光装置12の位置のうち、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の位置と、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の位置とを特定する。
制御装置76は、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の位置と、第1の時刻tにおける飛翔体2のおおよその位置とから、第2の集光装置12に対する飛翔体2の第1の時刻tにおける相対位置を算出する。
また、制御装置76は、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の位置と、第2の時刻tにおける飛翔体2のおおよその位置とから、第2の集光装置12に対する飛翔体2の第2の時刻tにおける相対位置を算出する。
Of the positions of the second light collecting device 12 output from the time calibration unit 74, the control device 76 determines the position of the second light collecting device 12 at the first time t1 and The position of the second light concentrator 12 is identified.
Based on the position of the second light collecting device 12 at the first time t1 and the approximate position of the flying object 2 at the first time t1, the control device 76 determines the position of the flying object relative to the second light collecting device 12. 2, the relative position at the first time t1 is calculated.
In addition, the control device 76 calculates a A relative position of the flying object 2 at the second time t2 is calculated.

制御装置76は、第1の時刻tにおける相対位置から、第1の時刻tのときに第2の集光装置12が飛翔体2を見る方向、即ち、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向を把握する。
また、制御装置76は、第2の時刻tにおける相対位置から、第2の時刻tのときに第2の集光装置12が飛翔体2を見る方向、即ち、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向を把握する。
The control device 76 changes the direction in which the second focusing device 12 sees the flying object 2 at the first time t1 from the relative position at the first time t1, that is, the direction in which the flying object 2 is viewed at the first time t1. 2, the pointing direction of the condensing device 12 is grasped.
In addition, the control device 76 changes the direction in which the second light collecting device 12 sees the flying object 2 at the second time t2 from the relative position at the second time t2, that is, the second time t2. to grasp the pointing direction of the second light collecting device 12 at .

制御装置76は、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向を指向装置77及び角度計算部73のそれぞれに出力し、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向を指向装置77及び角度計算部73のそれぞれに出力する。
制御装置76は、第1の時刻t及び第2の時刻tのときに、所定の露光時間だけ、シャッターを開くように、遮光装置71を制御する。
制御装置76は、第1の時刻t及び第2の時刻tのときに、撮像指令を位置検出部72に出力する。
制御装置76は、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の位置と、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の位置とを時刻校正部74に出力する。
The control device 76 outputs the pointing direction of the second light collecting device 12 at the first time t1 to each of the pointing device 77 and the angle calculation unit 73, and outputs the direction of the second light collecting device 12 at the second time t2. The 12 directional directions are output to the directional device 77 and the angle calculator 73, respectively.
The control device 76 controls the light blocking device 71 to open the shutter for a predetermined exposure time at the first time t1 and the second time t2.
The control device 76 outputs imaging commands to the position detection section 72 at the first time t1 and the second time t2.
The control device 76 outputs the position of the second light collecting device 12 at the first time t 1 and the position of the second light collecting device 12 at the second time t 2 to the time calibration section 74 .

第2の光測角局4の指向装置77は、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向が、制御装置76が出力された第1の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向と一致するように、モータを駆動することによって、回転ステージを回転させる。
指向装置77は、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向が、制御装置76が出力された第2の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向と一致するように、モータを駆動することによって、回転ステージを回転させる。
第2の集光装置12は、物体面を像面に射影する機能を有し、基準となる光軸を備えているので、指向装置77は、第2の集光装置12の光軸を制御装置76から出力された指向方向に合わせることによって、第2の集光装置12の指向方向を制御する。
なお、指向装置77による第2の集光装置12の指向方向の制御は、ある程度の時間を要するため、制御装置76は、観測時刻が第1の時刻tになる前に、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向を指向装置77に出力する。また、制御装置76は、観測時刻が第2の時刻tになる前に、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向を指向装置77に出力する。
The pointing device 77 of the second optical angle measuring station 4 detects that the pointing direction of the second light collecting device 12 at the first time t1 is the second direction at the first time t1 when the control device 76 outputs By driving the motor, the rotating stage is rotated so as to match the pointing direction of the condenser 12 .
The pointing device 77 causes the pointing direction of the second light collecting device 12 at the second time t2 to match the pointing direction of the second light collecting device 12 at the second time t2 when the control device 76 outputs. The rotation stage is rotated by driving the motor so as to rotate.
The second focusing device 12 has a function of projecting the object plane onto the image plane and has a reference optical axis. The pointing direction of the second concentrator 12 is controlled by matching the pointing direction output from the device 76 .
Since it takes a certain amount of time for the pointing device 77 to control the pointing direction of the second light collecting device 12, the control device 76 controls the first time before the observation time reaches the first time t1. The pointing direction of the second light collector 12 at t 1 is output to the pointing device 77 . Further, the control device 76 outputs the pointing direction of the second light collecting device 12 at the second time t 2 to the pointing device 77 before the observation time reaches the second time t 2 .

図5に示す軌道算出システムでは、制御装置76が、飛翔体2が第2の集光装置12の視野の範囲内に入るように、第2の集光装置12の指向方向を指向装置77に指示している。第2の集光装置12の視野と、位置検出部72の視野とが異なる場合には、制御装置76は、第2の集光装置12の視野及び位置検出部72の視野のうち、狭い方の視野の範囲内に飛翔体2が入るように、第2の集光装置12の指向方向を指向装置77に指示する。
なお、飛翔体2が静止衛星であり、第2の光測角局4が固定局であれば、第2の光測角局4と飛翔体2との相対位置が変化しない。相対位置が変化しない場合、制御装置76は、飛翔体2が第2の集光装置12の視野の範囲内に入るように、第2の集光装置12の指向方向を指向装置77に一度指示すれば、以後、第2の集光装置12の指向方向を固定にしてもよい。厳密には、軌道傾斜角の違い等があるため、僅かに相対位置が変化するが、観測時間が、数秒程度であれば、第2の集光装置12の指向方向を固定にしても問題ない。
In the trajectory calculation system shown in FIG. instructing. When the field of view of the second light collecting device 12 and the field of view of the position detection unit 72 are different, the control device 76 selects the narrower of the field of view of the second light collecting device 12 and the field of view of the position detection unit 72. The direction of the second light condensing device 12 is instructed to the directing device 77 so that the flying object 2 is within the range of the field of view of .
If the flying object 2 is a geostationary satellite and the second optical angle measuring station 4 is a fixed station, the relative position between the second optical angle measuring station 4 and the flying object 2 does not change. If the relative position does not change, the control device 76 once instructs the orientation device 77 of the orientation direction of the second light collector 12 so that the flying object 2 is within the range of the field of view of the second light collector 12 . Then, thereafter, the directivity direction of the second light condensing device 12 may be fixed. Strictly speaking, the relative position changes slightly due to differences in the orbital inclination angle, etc., but if the observation time is about several seconds, there is no problem even if the pointing direction of the second light collecting device 12 is fixed. .

第2の光測角局4の第2の集光装置12は、照明光源1から放射されたのち、飛翔体2によって反射された光を集光する。
第2の光測角局4の遮光装置71は、第1の時刻t及び第2の時刻tのときに、制御装置76によって、所定の露光時間だけ、シャッターを開くように制御される。
第1の時刻tのときに、所定の露光時間だけ、遮光装置71のシャッターが開くことによって、第2の集光装置12により集光された光が遮光装置71を透過し、当該光が位置検出部72に到達する。
また、第2の時刻tのときに、所定の露光時間だけ、遮光装置71のシャッターが開くことによって、第2の集光装置12により集光された光が遮光装置71を透過し、当該光が位置検出部72に到達する。
A second light collector 12 of the second optical goniometric station 4 collects the light emitted from the illumination light source 1 and then reflected by the flying object 2 .
The light blocking device 71 of the second optical goniometric station 4 is controlled by the control device 76 to open the shutter for a predetermined exposure time at the first time t1 and the second time t2. .
At the first time t1, the shutter of the light blocking device 71 is opened for a predetermined exposure time, so that the light condensed by the second light collecting device 12 passes through the light blocking device 71, and the light is It reaches the position detector 72 .
Further, at the second time t2, the shutter of the light blocking device 71 is opened for a predetermined exposure time, so that the light condensed by the second light collecting device 12 passes through the light blocking device 71. Light reaches the position detector 72 .

第2の光測角局4の位置検出部72は、第1の時刻tのときに、制御装置76から出力された撮像指令を取得すると、遮光装置71を透過してきた光の検出処理を開始し、飛翔体2が映っている光強度画像を撮像する。
位置検出部72は、撮像した光強度画像を、第1の時刻tにおける光強度画像として、角度計算部73に出力する。
また、位置検出部72は、第2の時刻tのときに、制御装置76から出力された撮像指令を取得すると、遮光装置71を透過してきた光の検出処理を開始し、飛翔体2が映っている光強度画像を撮像する。
位置検出部72は、撮像した光強度画像を、第2の時刻tにおける光強度画像として、角度計算部73に出力する。
When the position detection unit 72 of the second optical angle measurement station 4 acquires the imaging command output from the control device 76 at the first time t1, the detection processing of the light transmitted through the light blocking device 71 is performed. Then, a light intensity image in which the flying object 2 is reflected is picked up.
The position detection unit 72 outputs the captured light intensity image to the angle calculation unit 73 as a light intensity image at the first time t1.
Further, when the position detection unit 72 acquires the imaging command output from the control device 76 at the second time t2, the position detection unit 72 starts detection processing of the light transmitted through the light shielding device 71, and the flying object 2 Capture the reflected light intensity image.
The position detection unit 72 outputs the captured light intensity image to the angle calculation unit 73 as the light intensity image at the second time t2.

第2の光測角局4の角度計算部73は、制御装置76から、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向を取得し、位置検出部72から、第1の時刻tにおける光強度画像を取得する。
角度計算部73は、飛翔体2に対する光の第1の時刻tの反射位置として、第1の時刻tにおける光強度画像内での光の位置を検出する。
角度計算部73は、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向と、第1の時刻tの反射位置とから、第1の時刻tにおける第2の角度を算出する(図6のステップST3)。
角度計算部73は、第1の時刻tにおける光強度画像に含まれている暗転流ノイズの除去処理、光強度画像に含まれている背景光ノイズの除去処理、あるいは、光強度画像に含まれている周辺光量の減衰処理等を実施し、これらの処理後の光強度画像から、第2の角度を算出するようにしてもよい。
角度計算部73による第2の角度の算出処理は、角度計算部53による第1の角度の算出処理と同様であるため詳細な説明を省略する。
角度計算部73は、第1の時刻tにおける第2の角度として、第1の時刻tにおけるアジマス角AzB1と、第1の時刻tにおけるエレベーション角ElvB1とを通信部78に出力する。
The angle calculator 73 of the second optical goniometric station 4 acquires the directivity direction of the second light collecting device 12 at the first time t1 from the controller 76, and from the position detector 72, the first Acquire a light intensity image at time t1.
The angle calculator 73 detects the position of the light within the light intensity image at the first time t1 as the reflected position of the light with respect to the flying object 2 at the first time t1.
The angle calculator 73 calculates the second angle at the first time t1 from the pointing direction of the second light collecting device 12 at the first time t1 and the reflection position at the first time t1. (step ST3 in FIG. 6).
The angle calculator 73 removes dark commutation noise included in the light intensity image at the first time t1, removes background light noise included in the light intensity image, or removes background light noise included in the light intensity image. The second angle may be calculated from the light intensity image after processing such as attenuation processing of the amount of peripheral light.
The calculation processing of the second angle by the angle calculation unit 73 is the same as the calculation processing of the first angle by the angle calculation unit 53, so detailed description thereof will be omitted.
The angle calculator 73 transmits the azimuth angle Az B1 at the first time t1 and the elevation angle Elv B1 at the first time t1 to the communication unit 78 as the second angles at the first time t1. Output.

角度計算部73は、制御装置76から、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向を取得し、位置検出部72から、第2の時刻tにおける光強度画像を取得する。
角度計算部73は、飛翔体2に対する光の第2の時刻tの反射位置として、第2の時刻tにおける光強度画像内での光の位置を検出する。
角度計算部73は、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の指向方向と、第2の時刻tの反射位置ととから、第2の時刻tにおける第2の角度を算出する(図6のステップST4)。
角度計算部73は、第2の時刻tにおける光強度画像に含まれている暗転流ノイズの除去処理、光強度画像に含まれている背景光ノイズの除去処理、あるいは、光強度画像に含まれている周辺光量の減衰処理等を実施し、これらの処理後の光強度画像から、第2の角度を算出するようにしてもよい。
角度計算部73は、第2の時刻tにおける第2の角度として、第2の時刻tにおけるアジマス角AzB2と、第2の時刻tにおけるエレベーション角ElvB2とを通信部78に出力する。
The angle calculator 73 acquires the pointing direction of the second light collecting device 12 at the second time t2 from the control device 76, and acquires the light intensity image at the second time t2 from the position detector 72. do.
The angle calculator 73 detects the position of the light within the light intensity image at the second time t2 as the reflected position of the light with respect to the flying object 2 at the second time t2.
The angle calculator 73 calculates the second angle at the second time t2 from the pointing direction of the second light collecting device 12 at the second time t2 and the reflection position at the second time t2. Calculate (step ST4 in FIG. 6).
The angle calculator 73 removes dark commutation noise included in the light intensity image at the second time t2, removes background light noise included in the light intensity image, or removes background light noise included in the light intensity image. The second angle may be calculated from the light intensity image after processing such as attenuation processing of the amount of peripheral light.
The angle calculator 73 transmits the azimuth angle Az B2 at the second time t2 and the elevation angle Elv B2 at the second time t2 to the communication unit 78 as the second angles at the second time t2. Output.

時刻校正部74は、制御装置76から出力された、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の位置と、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の位置とを取得する。
時刻校正部74は、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の位置と、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の位置とを通信部78に出力する。
The time calibration unit 74 compares the position of the second light collecting device 12 at the first time t1 and the position of the second light collecting device 12 at the second time t2 output from the control device 76. get.
The time calibration unit 74 outputs the position of the second light collecting device 12 at the first time t 1 and the position of the second light collecting device 12 at the second time t 2 to the communication unit 78 .

通信部78は、第1の時刻tにおける第2の角度、第2の時刻tにおける第2の角度、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の位置及び第2の時刻tにおける第2の集光装置12の位置のそれぞれを通信部58に送信する。
通信部58は、通信部78から、第1の時刻tにおける第2の角度、第2の時刻tにおける第2の角度、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の位置及び第2の時刻tにおける第2の集光装置12の位置のそれぞれを受信する。
通信部58は、第1の時刻tにおける第2の角度、第2の時刻tにおける第2の角度、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の位置及び第2の時刻tにおける第2の集光装置12の位置のそれぞれを記録装置59に記録させる。
ここでは、通信部58が、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の位置と、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の位置とを記録装置59に記録させている。第2の光測角局4が固定局であれば、第2の集光装置12の位置が変化しないため、いずれかの時刻の第2の集光装置12の位置を記録装置59に記録させればよい。
The communication unit 78 communicates the second angle at the first time t1, the second angle at the second time t2, the position of the second light collecting device 12 at the first time t1, and the second time Each of the positions of the second light collector 12 at t 2 is transmitted to the communication unit 58 .
The communication unit 58 receives from the communication unit 78 the second angle at the first time t1, the second angle at the second time t2, the position of the second concentrator 12 at the first time t1. and the position of the second light collector 12 at the second time t2, respectively.
The communication unit 58 communicates the second angle at the first time t1, the second angle at the second time t2, the position of the second light collecting device 12 at the first time t1, and the second time Let the recording device 59 record each of the positions of the second light collector 12 at t 2 .
Here, the communication unit 58 causes the recording device 59 to record the position of the second light collecting device 12 at the first time t1 and the position of the second light collecting device 12 at the second time t2. ing. If the second optical angle measurement station 4 is a fixed station, the position of the second light collecting device 12 does not change, so the recording device 59 is caused to record the position of the second light collecting device 12 at any time. All you have to do is

軌道計算部60は、記録装置59から、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第1の角度と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第2の角度とを取得する。
軌道計算部60は、記録装置59から、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の位置と、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の位置と、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の位置と、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の位置とを取得する。
The trajectory calculator 60 obtains from the recording device 59 the first angles at the first time t1 and the second time t2, and the respective first angles at the first time t1 and the second time t2. 2 angles.
The trajectory calculation unit 60 obtains from the recording device 59 the position of the first light collecting device 11 at the first time t1, the position of the first light collecting device 11 at the second time t2, and the first Obtain the position of the second light collector 12 at time t 1 and the position of the second light collector 12 at a second time t 2 .

軌道計算部60は、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の位置(xA1、y 、zA1)と、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の位置(xB1、yB1、zB1)とから、図12に示すように、第1の時刻tにおける、第1の集光装置11と第2の集光装置12との装置間距離LAB1を算出する。
図12は、実施の形態1に係る軌道算出システムにおける軌道の算出精度を示す説明図である。
第1の時刻tにおいて、第1の集光装置11と第2の集光装置12と飛翔体2とは、三角形におけるそれぞれの頂点に配置されている。したがって、装置間距離LAB1と、第1の角度(AzA1、ElvA1)と、第2の角度(AzB1、ElvB1)と、第1の集光装置11の位置(xA1、yA1、zA1)又は第2の集光装置12の位置(x 、yB1、zB1)とが分かれば、三角形の余弦定理を用いることで、第1の集光装置11及び第2の集光装置12のそれぞれから飛翔体2までの距離を幾何学的に算出することができる。
軌道計算部60は、装置間距離LAB1と、第1の角度(AzA1、ElvA1)と、第2の角度(AzB1、ElvB1)と、第1の集光装置11の位置(xA1、yA1、zA1)とから、余弦定理を用いて、第1の集光装置11から飛翔体2までの距離として、第1の時刻tにおける第1の距離RengeA1を算出する。
また、軌道計算部60は、装置間距離LAB1と、第1の角度(AzA1、ElvA1)と、第2の角度(AzB1、ElvB1)と、第2の集光装置12の位置(xB1、yB1、zB1)とから、余弦定理を用いて、第2の集光装置12から飛翔体2までの距離として、第1の時刻tにおける第2の距離RengeB1を算出する。
The trajectory calculation unit 60 calculates the position (x A1 , y A 1 , z A1 ) of the first light collecting device 11 at the first time t 1 and the position (x A1 , y A 1 , z A1 ) of the second light collecting device 12 at the first time t 1 From the position (x B1 , y B1 , z B1 ), as shown in FIG. 12, the inter - device distance L Calculate AB1 .
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the calculation accuracy of the trajectory in the trajectory calculation system according to the first embodiment.
At the first time t1, the first condensing device 11, the second condensing device 12 and the flying object 2 are arranged at respective vertices of the triangle. Therefore, the inter-device distance L AB1 , the first angle (Az A1 , Elv A1 ), the second angle (Az B1 , Elv B1 ), and the position (x A1 , y A1 , z A1 ) or the position of the second concentrator 12 (x B 1 , y B1 , z B1 ), the first concentrator 11 and the second The distance from each light collecting device 12 to the flying object 2 can be geometrically calculated.
The trajectory calculation unit 60 calculates the inter-device distance L AB1 , the first angle (Az A1 , Elv A1 ), the second angle (Az B1 , Elv B1 ), the position of the first light collecting device 11 (x A1 , y A1 , z A1 ), using the law of cosines, the first distance Renge A1 at the first time t 1 is calculated as the distance from the first focusing device 11 to the flying object 2 .
Further, the trajectory calculation unit 60 calculates the inter-device distance L AB1 , the first angle (Az A1 , Elv A1 ), the second angle (Az B1 , Elv B1 ), the position of the second light collecting device 12 From (x B1 , y B1 , z B1 ), using the law of cosines, calculate the second distance Renge B1 at the first time t 1 as the distance from the second focusing device 12 to the flying object 2 do.

軌道計算部60は、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の位置(xA2、y 、zA2)と、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の位置(xB2、yB2、zB2)とから、第2の時刻tにおける、第1の集光装置11と第2の集光装置12との装置間距離LAB2を算出する。
第1の光測角局3及び第2の光測角局4のそれぞれが固定局である場合、第2の時刻tにおける装置間距離LAB2は、第1の時刻tにおける装置間距離LAB1と同じであるため、第2の時刻tにおける装置間距離LAB2の算出を省略することができる。
軌道計算部60は、装置間距離LAB2と、第1の角度(AzA2、ElvA2)と、第2の角度(AzB2、ElvB2)と、第1の集光装置11の位置(xA2、yA2、zA2)とから、余弦定理を用いて、第1の集光装置11から飛翔体2までの距離として、第2の時刻tにおける第1の距離RengeA2を算出する。
また、軌道計算部60は、装置間距離LAB2と、第1の角度(AzA2、ElvA2)と、第2の角度(AzB2、ElvB2)と、第2の集光装置12の位置(xB2、yB2、zB2)とから、余弦定理を用いて、第2の集光装置12から飛翔体2までの距離として、第2の時刻tにおける第2の距離RengeB2を算出する。
The trajectory calculator 60 calculates the position (x A2 , y A 2 , z A2 ) of the first light collecting device 11 at the second time t 2 and the position (x A2 , y A 2 , z A2 ) of the second light collecting device 12 at the second time t 2 . From the position (x B2 , y B2 , z B2 ), the inter-device distance L AB2 between the first light collecting device 11 and the second light collecting device 12 at the second time t 2 is calculated.
When each of the first optical angle measurement station 3 and the second optical angle measurement station 4 is a fixed station, the device-to-device distance L AB2 at the second time t2 is the device-to-device distance at the first time t1 Since it is the same as L AB1 , the calculation of the inter-device distance L AB2 at the second time t2 can be omitted.
The trajectory calculation unit 60 calculates the inter-device distance L AB2 , the first angles (Az A2 , Elv A2 ), the second angles (Az B2 , Elv B2 ), the position of the first light collecting device 11 (x A2 , y A2 , z A2 ), using the law of cosines, the first distance Renge A2 at the second time t 2 is calculated as the distance from the first focusing device 11 to the flying object 2 .
Further, the trajectory calculation unit 60 calculates the inter-device distance L AB2 , the first angle (Az A2 , Elv A2 ), the second angle (Az B2 , Elv B2 ), the position of the second light collecting device 12 From (x B2 , y B2 , z B2 ) and using the law of cosines, the second distance Renge B2 at the second time t 2 is calculated as the distance from the second focusing device 12 to the flying object 2. do.

軌道計算部60は、第1の時刻tにおける第1の角度(AzA1、ElvA1)と、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の位置(xA1、yA1、zA1)と、第1の時刻tにおける第1の距離RengeA1とから、第1の時刻tにおける飛翔体2の位置(x’、y’、z’)を算出する。
また、軌道算出部23は、第1の時刻tにおける第2の角度(AzB1、ElvB1)と、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の位置(xB1、yB1、zB1)と、第1の時刻tにおける第2の距離RengeB1とから、第1の時刻tにおける飛翔体2の位置(x”、y”、z”)を算出する。
軌道計算部60は、位置(x’、y’、z’)と位置(x”、y”、z”)とが異なっていれば、例えば、以下の式(1)に示すように、第1の時刻tにおける飛翔体2の位置(x、y、z)として、位置(x’、y’、z’)と位置(x”、y”、z”)との平均値を算出する。
=(x’+x”)/2
=(y’+y”)/2
=(z’+z”)/2 (1)
軌道計算部60は、位置(x’、y’、z’)と位置(x”、y”、z”)とが同じであれば、位置(x’、y’、z’)、又は、位置(x”、y”、z”)を、第1の時刻tにおける飛翔体2の位置(x、y、z)とする。
The trajectory calculator 60 calculates the first angle (Az A1 , Elv A1 ) at the first time t 1 and the position (x A1 , y A1 , z A1 ) and the first distance Range A1 at the first time t 1 , the position (x 1 ', y 1 ', z 1 ') of the flying object 2 at the first time t 1 is calculated.
Further, the trajectory calculation unit 23 calculates the second angle (Az B1 , Elv B1 ) at the first time t 1 and the position (x B1 , y B1 , z B1 ) and the second distance Range B1 at the first time t 1 , the position (x 1 ″, y 1 ″, z 1 ″) of the projectile 2 at the first time t 1 is calculated. .
If the position (x 1 ', y 1 ', z 1 ') and the position (x 1 '', y 1 '', z 1 '') are different, the trajectory calculation unit 60, for example, the following formula (1) , as the position (x 1 , y 1 , z 1 ) of the flying object 2 at the first time t 1 , the position (x 1 ', y 1 ', z 1 ') and the position (x 1 '', y 1 ″, z 1 ″).
x1=(x1'+ x1 '') / 2
y1 =( y1 '+y1'')/ 2
z1=(z1'+z1'') / 2 ( 1 )
The trajectory calculator 60 calculates the position ( x 1 ' , y 1 ', z 1 ') or the position (x 1 '', y 1 '', z 1 '') is the position (x 1 , y 1 , z 1 ) of the projectile 2 at the first time t 1 .

軌道計算部60は、第2の時刻tにおける第1の角度(AzA2、ElvA2)と、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の位置(xA2、yA2、zA2)と、第2の時刻tにおける第1の距離RengeA2とから、第2の時刻tにおける飛翔体2の位置(x’、y’、z’)を算出する。
また、軌道算出部23は、第2の時刻tにおける第2の角度(AzB2、ElvB2)と、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の位置(xB2、yB2、zB2)と、第2の時刻tにおける第2の距離RengeB2とから、第2の時刻tにおける飛翔体2の位置(x”、y”、z”)を算出する。
軌道計算部60は、位置(x’、y’、z’)と位置(x”、y”、z”)とが異なっていれば、例えば、以下の式(2)に示すように、第2の時刻tにおける飛翔体2の位置(x、y、z)として、位置(x’、y’、z’)と位置(x”、y”、z”)との平均値を算出する。
=(x’+x”)/2
=(y’+y”)/2
=(z’+z”)/2 (2)
軌道計算部60は、位置(x’、y’、z’)と位置(x”、y”、z”)とが同じであれば、位置(x’、y’、z’)、又は、位置(x”、y”、z”)を、第2の時刻tにおける飛翔体2の位置(x、y、z)とする。
The trajectory calculator 60 calculates the first angle (Az A2 , Elv A2 ) at the second time t 2 and the position (x A2 , y A2 , z A2 ) and the first distance Range A2 at the second time t2, the position ( x2', y2', z2') of the flying object 2 at the second time t2 is calculated.
Further, the trajectory calculation unit 23 calculates the second angle (Az B2 , Elv B2 ) at the second time t 2 and the position (x B2 , y B2 , z B2 ) and the second distance Range B2 at the second time t 2 , the position (x 2 ″, y 2 ″, z 2 ″) of the projectile 2 at the second time t 2 is calculated. .
If the position (x 2 ', y 2 ', z 2 ') and the position (x 2 '', y 2 '', z 2 '') are different, the trajectory calculation unit 60, for example, the following formula (2) , as the position (x 2 , y 2 , z 2 ) of the projectile 2 at the second time t 2 , the position (x 2 ', y 2 ', z 2 ') and the position (x 2 '', y 2 ″, z 2 ″).
x2 = (x2' + x2'')/ 2
y2 = (y2' + y2'')/ 2
z2 = (z2'+z2'')/ 2 ( 2 )
If the position (x 2 ', y 2 ', z 2 ') and the position (x 2 '', y 2 '', z 2 '') are the same, the trajectory calculator 60 calculates the position (x 2 ', y 2 ', z 2 ') or the position (x 2 '', y 2 '', z 2 '') is the position (x 2 , y 2 , z 2 ) of the projectile 2 at the second time t 2 .

軌道計算部60は、第1の時刻tにおける飛翔体2の位置(x、y、z)と、第2の時刻tにおける飛翔体2の位置(x、y、z)とを算出する。あるいは、軌道計算部60は、第1の時刻tにおける飛翔体2の位置及び速度のそれぞれを算出する。
したがって、第1の時刻tにおける飛翔体2の位置(x、y、z)と第2の時刻tにおける飛翔体2の位置(x、y、z)、あるいは、第1の時刻tにおける飛翔体2の位置(x、y、z)と速度(vx、vy、vz)とが分かれば、飛翔体2の軌道を算出することができる。なお、軌道とは、飛翔体の位置の時間変化と、軌跡とを表すものであり、飛翔体2が、主に地球の重力に従って運動していると仮定すると、その運動はケプラー運動となるため、軌跡は二次曲線で近似できる。二次曲線は、離心率、長半径、軌道傾斜角等に代表される軌道六要素で定められ、軌道六要素のパラメータが、飛翔体のある時刻t1、における位置(x、y、z)、(x、y、z)から定まり、軌道が求められる。ただし、地球近傍の移動体は、軌道が時々刻々と変わり、軌道六要素では軌跡を表すのに不十分なため、位置(x、y、z)と速度(vx、vy、vz)とを逐次求めることが、軌道を求めることとみなしてもよい。
軌道計算部60は、第1の時刻tにおける飛翔体2の位置(x、y、z)と、第2の時刻tにおける飛翔体2の位置(x、y、z)、あるいは、第1の時刻tにおける飛翔体2の位置(x、y、z)と速度(vx、vy、vz)とから、飛翔体2の軌道を算出する(図6のステップST5)。
The trajectory calculator 60 calculates the position (x 1 , y 1 , z 1 ) of the flying object 2 at the first time t 1 and the position (x 2 , y 2 , z 2 ) is calculated. Alternatively, the trajectory calculator 60 calculates the position and velocity of the flying object 2 at the first time t1.
Therefore, the position (x 1 , y 1 , z 1 ) of the flying object 2 at the first time t 1 and the position (x 2 , y 2 , z 2 ) of the flying object 2 at the second time t 2 , or If the position (x 1 , y 1 , z 1 ) and velocity (vx 1 , vy 1 , vz 1 ) of the flying object 2 at the first time t 1 are known, the trajectory of the flying object 2 can be calculated. . Note that the trajectory represents the change in the position of the flying object over time and the trajectory, and assuming that the flying object 2 is moving mainly according to the gravity of the earth, the movement is Keplerian motion. , the trajectory can be approximated by a quadratic curve. The quadratic curve is defined by six orbital elements represented by eccentricity, semimajor axis, orbital inclination angle, etc. The parameters of the six orbital elements are the positions (x1 , y 1 , z 1 ), (x 2 , y 2 , z 2 ), and the trajectory is obtained. However, since the trajectory of a moving object near the earth changes every moment and the trajectory is not sufficiently represented by the six elements of the trajectory, position (x 1 , y 1 , z 1 ) and velocity (vx 1 , vy 1 , vz 1 ) may be regarded as obtaining the trajectory.
The trajectory calculator 60 calculates the position (x 1 , y 1 , z 1 ) of the flying object 2 at the first time t 1 and the position (x 2 , y 2 , z 2 ), or calculate the trajectory of the projectile 2 from the position (x 1 , y 1 , z 1 ) and velocity (vx 1 , vy 1 , vz 1 ) of the projectile 2 at the first time t 1 (Step ST5 in FIG. 6).

以下、図5に示す軌道算出システムでは、第1の光測角局3と第2の光測角局4とにおける時刻の同期が図られている理由について説明する。
第1の光測角局3の角度計算部53は、第1の集光装置11の指向方向と光強度画像とから、第1の角度を算出することができるが、第1の集光装置11の指向方向と光強度画像との情報のみでは、第1の集光装置11から飛翔体2までの距離を高精度に算出することができない。
第2の光測角局4の角度計算部73は、第2の集光装置12の指向方向と光強度画像とから、第2の角度を算出することができるが、第2の集光装置12の指向方向と光強度画像との情報のみでは、第2の集光装置12から飛翔体2までの距離を高精度に算出することができない。
図7は、第1の光測角局3の角度計算部53による距離の算出精度を示す説明図である。
図7において、網掛け楕円領域は、距離の算出精度及び角度の算出精度のそれぞれを示している。網掛け楕円領域は、レンジ方向に長い楕円形状であるため、距離の算出精度が悪いことを表している。
The reason why the trajectory calculation system shown in FIG. 5 synchronizes the time between the first optical angle measurement station 3 and the second optical angle measurement station 4 will be described below.
The angle calculator 53 of the first optical goniometric station 3 can calculate the first angle from the directional direction of the first light collecting device 11 and the light intensity image. The distance from the first condensing device 11 to the flying object 2 cannot be calculated with high accuracy only with the information of the 11 orientation directions and the light intensity image.
The angle calculator 73 of the second optical goniometric station 4 can calculate the second angle from the pointing direction of the second light collecting device 12 and the light intensity image. The distance from the second condensing device 12 to the flying object 2 cannot be calculated with high accuracy only with the information of the 12 pointing directions and the light intensity image.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the accuracy of distance calculation by the angle calculator 53 of the first optical goniometric station 3 .
In FIG. 7 , shaded elliptical areas indicate the distance calculation accuracy and the angle calculation accuracy. Since the shaded elliptical area has an elliptical shape that is elongated in the range direction, it indicates that the distance calculation accuracy is poor.

図7に示すように、第1の集光装置11から飛翔体2までの距離を高精度に算出できない場合でも、図8に示すように、3つの観測時刻t,t,tにおいて、角度計算部53が、第1の角度をそれぞれ算出すれば、飛翔体2の軌道を算出することができる。
図8は、3つの観測時刻t,t,tにおけるそれぞれの角度の算出精度及びそれぞれの距離の算出精度を示す説明図である。
第1の光測角局3に対して、飛翔体2が相対的に移動しているので、角度計算部53は、観測時刻tにおける第1の角度(AzA0、ElvA0)、観測時刻tにおける第1の角度(AzA1、ElvA1)及び観測時刻tにおける第1の角度(AzA2、ElvA2)のそれぞれを算出することができる。
飛翔体2は、主に地球の重力に従って運動していると仮定すると、飛翔体2の軌道は、ケプラー運動によって二次曲線になるため、飛翔体2の3回の観測があれば、飛翔体2までの距離が分からなくても、観測時刻t、t、tのそれぞれの第1の角度と、飛翔体2が各点を移動する時間から、飛翔体2までの距離を推定できるので、飛翔体2の軌道が一意に定まる。実際には、地球の重力異常、又は、放射圧等の影響を受けるため、誤差を含む可能性があるが、原理的には、飛翔体2の3回の観測があれば、飛翔体2の軌道を求めることができる。
As shown in FIG. 7, even if the distance from the first light collecting device 11 to the flying object 2 cannot be calculated with high accuracy, as shown in FIG . , and the angle calculator 53 respectively calculate the first angle, the trajectory of the flying object 2 can be calculated.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the calculation accuracy of each angle and the calculation accuracy of each distance at three observation times t 0 , t 1 , and t 2 .
Since the flying object 2 is moving relative to the first optical goniometric station 3, the angle calculator 53 calculates the first angle (Az A0 , Elv A0 ) at the observation time t 0 , the observation time A first angle (Az A1 , Elv A1 ) at t 1 and a first angle (Az A2 , Elv A2 ) at observation time t 2 can be calculated respectively.
Assuming that the flying object 2 moves mainly according to the gravity of the earth, the trajectory of the flying object 2 becomes a quadratic curve due to Keplerian motion. Even if the distance to the flying object 2 is unknown, the distance to the flying object 2 can be estimated from the first angle at each of the observation times t 0 , t 1 , and t 2 and the time taken by the flying object 2 to move between each point. Therefore, the trajectory of the flying object 2 is uniquely determined. In reality, it is affected by the earth's gravitational anomaly, radiation pressure, etc., and may contain errors. You can find the trajectory.

図9は、地上に設置されている測角局が電波を放射し、測角局が飛翔体2によって反射された電波を受信することによって、測角局から飛翔体2までの距離を算出する場合の測定精度を示す説明図である。
測角局が電波を放射し、測角局が飛翔体2によって反射された電波を受信することによって、測角局から飛翔体2までの距離を算出する場合、電波の放射時刻と電波の受信時刻との時刻差、あるいは、放射した電波の位相と受信した電波の位相との位相差から、距離が算出される。このため、測角局は、距離の他に、測角局に対する飛翔体2の角度(Az、Elv)を算出することが可能である。
図9において、網掛け楕円領域は、距離の算出精度及び角度の算出精度のそれぞれを示している。
図9に示す網掛け楕円領域は、図7に示す網掛け楕円領域よりも、レンジ方向の長さが短いため、図9に示す測角局における距離の算出精度は、図7における距離の算出精度よりも高くなっている。しかし、電波の波長(cm)は、例えば、可視光の波長(ミクロン)よりも長いため、図9に示す測角局における角度の算出精度は、図7における角度の算出精度よりも劣化している。
In FIG. 9, a goniometric station installed on the ground emits radio waves, and the goniometric station receives the radio waves reflected by the flying object 2, thereby calculating the distance from the goniometric station to the flying object 2. FIG. 10 is an explanatory diagram showing measurement accuracy in a case;
When calculating the distance from the goniometric station to the flying object 2 by radiating radio waves from the goniometric station and receiving the radio waves reflected by the flying object 2, the radio wave emission time and the radio wave reception The distance is calculated from the time difference from the time or the phase difference between the phase of the radiated radio waves and the phase of the received radio waves. Therefore, the goniometric station can calculate the angle (Az, Elv) of the flying object 2 with respect to the goniometric station, in addition to the distance.
In FIG. 9 , shaded elliptical areas indicate the distance calculation accuracy and the angle calculation accuracy.
The shaded elliptical area shown in FIG. 9 has a shorter length in the range direction than the shaded elliptical area shown in FIG. higher than accuracy. However, since the wavelength (cm) of radio waves is, for example, longer than the wavelength (microns) of visible light, the angle calculation accuracy in the goniometric station shown in FIG. 9 is lower than the angle calculation accuracy in FIG. there is

距離と角度の双方が求まる場合、図10に示すように、2つの観測時刻t,tにおいて、距離と角度の双方が算出すれば、飛翔体2の軌道を算出することができる。
図10は、2つの観測時刻t,tにおけるそれぞれの角度の算出精度及びそれぞれの距離の算出精度を示す説明図である。
2つの観測時刻t,tにおけるそれぞれの距離と角度とから、観測時刻tにおける飛翔体2の位置(x、y、z)と、観測時刻tにおける飛翔体2の位置(x、y、z)とが求まる。
あるいは、観測時刻tにおける飛翔体2の位置(x、y、z)から観測時刻tにおける飛翔体2の速度(vx、vy、vz)が求まる。したがって、2つの観測時刻t,tにおいて、距離と角度の双方を算出できれば、飛翔体2の軌道を算出することができる。
When both the distance and the angle are obtained, the trajectory of the flying object 2 can be calculated by calculating both the distance and the angle at the two observation times t 1 and t 2 as shown in FIG.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the calculation accuracy of each angle and the calculation accuracy of each distance at two observation times t 1 and t 2 .
From the respective distances and angles at two observation times t 1 and t 2 , the position (x 1 , y 1 , z 1 ) of the flying object 2 at observation time t 1 and the position (x 1 , y 1 , z 1 ) of the flying object 2 at observation time t 2 (x 2 , y 2 , z 2 ) are obtained.
Alternatively, the velocity (vx 1 , vy 1 , vz 1 ) of the flying object 2 at the observation time t 1 is obtained from the position (x 1 , y 1 , z 1 ) of the flying object 2 at the observation time t 1 . Therefore, if both the distance and the angle can be calculated at the two observation times t 1 and t 2 , the trajectory of the flying object 2 can be calculated.

図11は、実施の形態1に係る軌道算出システムにおける角度の算出精度及び距離の算出精度を示す説明図である。
実施の形態1に係る軌道算出システムでは、互いの設置位置が異なる2つの光測角局である、第1の光測角局3及び第2の光測角局4が、同時刻に同じ飛翔体2に対する角度を算出している。
このため、第1の光測角局3における第1の集光装置11と、第2の光測角局4における第2の集光装置12と、飛翔体2とが、三角形におけるそれぞれの頂点に配置されているものとして、三角形の余弦定理を適用することができる。三角形の余弦定理を用いることで、第1の集光装置11及び第2の集光装置12のそれぞれから飛翔体2までの距離を幾何学的に算出することができる。
第1の光測角局3及び第2の光測角局4が、同時刻に同じ飛翔体2に対する角度を算出するものでなければ、三角形の余弦定理を適用することができないため、図7の網掛け楕円領域が示すように、距離の算出精度が悪くなる。
図11において、飛翔体2を含む菱形の領域は、距離の算出精度及び角度の算出精度のそれぞれを示している。菱形の領域は、図7に示す網掛け楕円領域よりも、レンジ方向の長さが短い。このため、図5に示す軌道算出システムにおける距離の算出精度が、図7に示すものよりも向上していることが分かる。
以上より、第1の光測角局3と第2の光測角局4とにおける時刻の同期が図られている理由は、距離の算出精度を高めるためである。また、観測時刻が2つであっても、飛翔体2の軌道を算出できるようにするためである。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing the angle calculation accuracy and the distance calculation accuracy in the trajectory calculation system according to the first embodiment.
In the trajectory calculation system according to Embodiment 1, the first optical angle measurement station 3 and the second optical angle measurement station 4, which are two optical angle measurement stations installed at different positions, operate at the same time and in the same flight. The angle with respect to the body 2 is calculated.
For this reason, the first light collecting device 11 in the first optical goniometer station 3, the second light collecting device 12 in the second optical goniometer station 4, and the flying object 2 are located at the respective vertices of the triangle. The triangle cosine rule can be applied as if it were placed in . By using the triangle cosine theorem, the distance from each of the first light collecting device 11 and the second light collecting device 12 to the flying object 2 can be geometrically calculated.
Unless the first optical goniometric station 3 and the second optical goniometric station 4 calculate the angles with respect to the same flying object 2 at the same time, the triangle cosine theorem cannot be applied. As shown by the shaded elliptical area of , the distance calculation accuracy deteriorates.
In FIG. 11, the diamond-shaped region including the flying object 2 indicates the distance calculation accuracy and the angle calculation accuracy. The rhombic area has a shorter length in the range direction than the shaded elliptical area shown in FIG. Therefore, it can be seen that the distance calculation accuracy in the trajectory calculation system shown in FIG. 5 is improved as compared with that shown in FIG.
As described above, the reason why the first optical angle measurement station 3 and the second optical angle measurement station 4 are synchronized in time is to improve the distance calculation accuracy. Also, the trajectory of the flying object 2 can be calculated even if there are two observation times.

以上の実施の形態1では、照明光源1から放射されたのち、飛翔体2によって反射された光を集光する第1の集光装置11の第1の時刻及び第2の時刻におけるそれぞれの指向方向と、飛翔体2に対する光の第1の時刻及び第2の時刻におけるそれぞれの反射位置とから、第1の集光装置11から飛翔体2を見た第1の角度として、第1の時刻及び第2の時刻におけるそれぞれの第1の角度を算出する第1の角度算出部21と、飛翔体2によって反射された光を集光する第2の集光装置12の第1の時刻及び第2の時刻におけるそれぞれの指向方向と、飛翔体2に対する光の第1の時刻及び第2の時刻におけるそれぞれの反射位置とから、第2の集光装置12から飛翔体2を見た第2の角度として、第1の時刻及び第2の時刻におけるそれぞれの第2の角度を算出する第2の角度算出部22と、第1の角度算出部21により算出された第1の角度と、第2の角度算出部22により算出された第2の角度と、第1の時刻及び第2の時刻における、第1の集光装置11の位置及び第2の集光装置12の位置とから、飛翔体2の軌道を算出する軌道算出部23とを備えるように、軌道算出装置13を構成した。したがって、従来の軌道算出システムでは軌道を算出できない遠方の飛翔体2の軌道を算出できることがある。 In the first embodiment described above, the orientation of the first light collecting device 11 that collects the light that is emitted from the illumination light source 1 and then reflected by the flying object 2 at the first time and the second time From the direction and the respective reflection positions of the light on the flying object 2 at the first time and the second time, the first time and a first angle calculator 21 that calculates the respective first angles at the first time and the second time; 2, and the reflection positions of the light on the flying object 2 at the first time and the second time. As angles, the first angle calculated by the second angle calculator 22 that calculates the respective second angles at the first time and the second time, the first angle calculated by the first angle calculator 21, and the second angle From the second angle calculated by the angle calculation unit 22 of and the positions of the first light collecting device 11 and the position of the second light collecting device 12 at the first time and the second time, the flying object The trajectory calculation device 13 is configured to include a trajectory calculation unit 23 that calculates the trajectory of No. 2. Therefore, it may be possible to calculate the trajectory of the distant flying object 2, which cannot be calculated by the conventional trajectory calculation system.

図5に示す軌道算出システムは、2つの光測角局として、第1の光測角局3及び第2の光測角局4を備えている。しかし、天候によっては、例えば、第1の光測角局3が、飛翔体2によって反射された光を集光できても、第2の光測角局4が、飛翔体2によって反射された光を集光できない状況を生じることがある。このような状況では、図5に示す軌道算出システムが、飛翔体2の軌道を算出することができない。このような状況でも、飛翔体2の軌道を算出できるようにするため、第1の光測角局3及び第2の光測角局4とは別に第3の光測角局を備えるようにしてもよい。第3の光測角局の構成は、第2の光測角局4の構成と同様であり、第3の光測角局の設置位置は、第1の光測角局3及び第2の光測角局4におけるそれぞれの設置位置と異なる。 The trajectory calculation system shown in FIG. 5 includes a first optical angle measurement station 3 and a second optical angle measurement station 4 as two optical angle measurement stations. However, depending on the weather, for example, even if the first optical goniometric station 3 can collect the light reflected by the flying object 2 , the second optical goniometric station 4 may collect the light reflected by the flying object 2 . A situation may arise in which the light cannot be collected. In such a situation, the trajectory calculation system shown in FIG. 5 cannot calculate the trajectory of the flying object 2 . In order to be able to calculate the trajectory of the flying object 2 even in such a situation, a third optical angle measurement station is provided separately from the first optical angle measurement station 3 and the second optical angle measurement station 4. may The configuration of the third optical angle measurement station is the same as the configuration of the second optical angle measurement station 4, and the installation positions of the third optical angle measurement station are the first optical angle measurement station 3 and the second optical angle measurement station. It is different from each installation position in the optical goniometric station 4 .

実施の形態2.
実施の形態2では、第1の光測角局3が固定局であり、第2の光測角局4が可搬局である軌道算出システムについて説明する。
Embodiment 2.
Embodiment 2 describes a trajectory calculation system in which the first optical angle measurement station 3 is a fixed station and the second optical angle measurement station 4 is a portable station.

図13は、実施の形態2に係る軌道算出システムにおける照明光源1、飛翔体2、第1の光測角局3及び第2の光測角局4の位置関係の一例を示す説明図である。
図13に示す軌道算出システムでは、第1の光測角局3が固定局であり、第2の光測角局4が可搬局である。
図14は、実施の形態2に係る軌道算出システムにおける角度の算出精度及び距離の算出精度を示す説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of the positional relationship among the illumination light source 1, the flying object 2, the first optical angle measurement station 3, and the second optical angle measurement station 4 in the trajectory calculation system according to the second embodiment. .
In the trajectory calculation system shown in FIG. 13, the first optical angle measurement station 3 is a fixed station, and the second optical angle measurement station 4 is a portable station.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing the angle calculation accuracy and the distance calculation accuracy in the trajectory calculation system according to the second embodiment.

図13に示す軌道算出システムでも、第1の光測角局3の位置と第2の光測角局4の位置とが異なっていれば、図5に示す軌道算出システムと同様の原理で、飛翔体2の軌道を算出することができる。
ただし、照明光源1である太陽の位置、又は、可搬局である第2の光測角局4の位置が変化することによって、第1の光測角局3及び第2の光測角局4が、同時刻に同じ飛翔体2からの光を受信できない観測条件になることがある。例えば、第2の光測角局4が、第1の光測角局3から見て、地球の裏側に位置しているような場合、第1の光測角局3及び第2の光測角局4が、同時刻に同じ飛翔体2からの光を受信できない。
第1の光測角局3及び第2の光測角局4が、同時刻に同じ飛翔体2からの光を受信できる観測条件であれば、図13に示す軌道算出システムでも、図5に示す軌道算出システムと同様に、飛翔体2の軌道を算出することができる。
Even in the trajectory calculation system shown in FIG. 13, if the position of the first optical angle measurement station 3 and the position of the second optical angle measurement station 4 are different, the principle similar to that of the trajectory calculation system shown in FIG. The trajectory of the flying object 2 can be calculated.
However, when the position of the sun, which is the illumination light source 1, or the position of the second optical goniometric station 4, which is a portable station, changes, the first optical goniometric station 3 and the second optical goniometric station 4 may become an observation condition in which light from the same flying object 2 cannot be received at the same time. For example, when the second optical goniometric station 4 is located on the other side of the earth as seen from the first optical goniometric station 3, the first optical goniometric station 3 and the second optical goniometric station The corner station 4 cannot receive light from the same flying object 2 at the same time.
If the observation conditions allow the first optical angle measurement station 3 and the second optical angle measurement station 4 to receive light from the same flying object 2 at the same time, the trajectory calculation system shown in FIG. The trajectory of the flying object 2 can be calculated in the same manner as the trajectory calculation system shown.

図13に示す軌道算出システムでも、図5に示す軌道算出システムと同様に、第2の光測角局4の通信部78が、第2の角度と第2の集光装置12の位置とを、第1の光測角局3の通信部58に送信している。
しかし、第2の光測角局4は、例えば軌道上を移動しているため、第1の光測角局3と第2の光測角局4との位置関係によっては、通信部78が、第2の角度と第2の集光装置12の位置とを、第1の光測角局3の通信部58に直接送信できない場合がある。
このような場合、第2の光測角局4の通信部78が、第2の角度と第2の集光装置12の位置とを、図13及び図14に示す地上局6に送信し、地上局6が、第2の角度と第2の集光装置12の位置とを第1の光測角局3の通信部58に転送するようにしてもよい。
地上局6は、第2の光測角局4を運用している地上局であり、例えば、第2の光測角局4の姿勢及び位置等を制御するものである。
In the trajectory calculation system shown in FIG. 13, similarly to the trajectory calculation system shown in FIG. , to the communication unit 58 of the first optical goniometric station 3 .
However, since the second optical angle measurement station 4 is moving on an orbit, for example, depending on the positional relationship between the first optical angle measurement station 3 and the second optical angle measurement station 4, the communication unit 78 may , the second angle and the position of the second light collecting device 12 may not be transmitted directly to the communication unit 58 of the first optical goniometric station 3 .
In such a case, the communication unit 78 of the second optical goniometric station 4 transmits the second angle and the position of the second light collecting device 12 to the ground station 6 shown in FIGS. The ground station 6 may transfer the second angle and the position of the second light collector 12 to the communication unit 58 of the first optical goniometric station 3 .
The ground station 6 is a ground station that operates the second optical goniometric station 4, and controls the attitude, position, etc. of the second optical goniometric station 4, for example.

実施の形態3.
実施の形態3では、第1の光測角局3が測距装置91を備え、第2の光測角局4が再帰反射部81を備えている軌道算出システムについて説明する。
Embodiment 3.
In Embodiment 3, a trajectory calculation system in which the first optical goniometric station 3 has a ranging device 91 and the second optical goniometric station 4 has a retroreflector 81 will be described.

図15は、実施の形態3に係る軌道算出システムにおける飛翔体2、第1の光測角局3及び第2の光測角局4の位置関係の一例を示す説明図である。
第2の光測角局4は、再帰反射部81を備えている。
再帰反射部81は、光を入射方向に射出する機能を有する光学部材によって実現される。当該光学部材としては、ビーズが敷き詰められているもののほか、コーナーキューブリフレクタ等が考えられる。
再帰反射部81は、第1の光測角局3の測距装置91から放射された光を再帰反射させる。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing an example of the positional relationship among the flying object 2, the first optical angle measurement station 3, and the second optical angle measurement station 4 in the trajectory calculation system according to the third embodiment.
The second optical goniometric station 4 has a retroreflector 81 .
The retroreflective portion 81 is implemented by an optical member having a function of emitting light in the incident direction. As the optical member, a corner cube reflector or the like is conceivable in addition to the one covered with beads.
The retroreflector 81 retroreflects the light emitted from the rangefinder 91 of the first optical goniometric station 3 .

図16は、実施の形態3に係る軌道算出システムを示す具体的な構成図である。図16において、図5と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
測距装置91は、第1の光測角局3に搭載されている。
測距装置91は、集光装置92、光送信部93、光受信部94、距離計算部95及び指向装置96を備えている。
測距装置91は、光を再帰反射部81に向けて放射したのち、再帰反射部81によって反射された光を受信し、放射した光と受信した光とから、第1の光測角局3と第2の光測角局4との距離を算出する。
FIG. 16 is a specific configuration diagram showing the trajectory calculation system according to the third embodiment. In FIG. 16, the same reference numerals as those in FIG. 5 denote the same or corresponding parts, so description thereof will be omitted.
A distance measuring device 91 is mounted on the first optical angle measuring station 3 .
The distance measuring device 91 includes a light collecting device 92 , an optical transmitter 93 , an optical receiver 94 , a distance calculator 95 and a directional device 96 .
The distance measuring device 91 radiates light toward the retroreflecting portion 81, receives the light reflected by the retroreflecting portion 81, and converts the radiated light and the received light into the first optical angle measuring station 3. and the second optical goniometric station 4 is calculated.

集光装置92は、例えば、屈折型の望遠鏡及び反射型の望遠鏡のうち、1つ以上の望遠鏡によって実現される。
集光装置92は、光送信部93から出力されたレーザ光を再帰反射部81に向けて放射し、再帰反射部81によって反射されたレーザ光を集光する。
光送信部93は、例えば、レーザ光源、光アンプ及び光変調器によって実現される。
光送信部93は、レーザ光を集光装置92に出力することによって、集光装置92からレーザ光を再帰反射部81に向けて放射させる。
光受信部94は、例えば、半導体光受信器によって実現される。半導体光受信器としては、フォトダイオード、又は、四分割フォトダイオード等が考えられる。
光受信部94は、集光装置92により集光されたレーザ光を受信する。
The concentrator 92 is implemented by one or more telescopes, for example, a refractive telescope and a reflective telescope.
The light collecting device 92 emits the laser light output from the light transmitting section 93 toward the retroreflecting section 81 and collects the laser light reflected by the retroreflecting section 81 .
The optical transmitter 93 is implemented by, for example, a laser light source, an optical amplifier, and an optical modulator.
The light transmitting section 93 outputs the laser light to the light collecting device 92 to cause the light collecting device 92 to radiate the laser light toward the retroreflecting section 81 .
The optical receiver 94 is implemented by, for example, a semiconductor optical receiver. A photodiode, a quadrant photodiode, or the like can be considered as the semiconductor optical receiver.
The optical receiver 94 receives the laser light condensed by the condensing device 92 .

距離計算部95は、光送信部93からの電波の放射時刻と光受信部94による電波の受信時刻との時刻差、あるいは、光送信部93から出力された電波の位相と光受信部94により受信された電波の位相との位相差から、第1の光測角局3と第2の光測角局4との距離である装置間距離を算出する。
即ち、距離計算部95は、第1の時刻tにおける装置間距離LAB1と第2の時刻tにおける装置間距離LAB2とを算出し、装置間距離LAB1と装置間距離LAB2とを軌道算出部23の軌道計算部61に出力する。
The distance calculator 95 calculates the time difference between the time when the radio wave is emitted from the optical transmitter 93 and the time when the radio wave is received by the optical receiver 94 , or the phase of the radio wave output from the optical transmitter 93 and the optical receiver 94 . The inter-device distance, which is the distance between the first optical goniometric station 3 and the second optical goniometric station 4, is calculated from the phase difference from the phase of the received radio wave.
That is, the distance calculation unit 95 calculates the inter-device distance L AB1 at the first time t1 and the inter-device distance L AB2 at the second time t2, and calculates the inter-device distance L AB1 and the inter-device distance L AB2 . to the trajectory calculator 61 of the trajectory calculator 23 .

指向装置96は、一軸以上の回転軸を有する回転ステージ及びモータによって実現される。一軸以上の回転軸を有する回転ステージとしては、経緯台、又は、赤道儀等が考えられる。
指向装置96の回転ステージには、集光装置92が実装されている。
指向装置96は、第1の時刻tのときの集光装置92の指向方向が、制御装置56が出力された第1の時刻tのときの集光装置92の指向方向と一致するように、モータを駆動することによって、回転ステージを回転させる。
指向装置96は、第2の時刻tのときの集光装置92の指向方向が、制御装置56が出力された第2の時刻tのときの集光装置92の指向方向と一致するように、モータを駆動することによって、回転ステージを回転させる。
The pointing device 96 is implemented by a rotating stage having one or more rotating shafts and a motor. An altazimuthal mount, an equatorial mount, or the like can be considered as a rotating stage having one or more rotation axes.
A light collecting device 92 is mounted on the rotating stage of the directing device 96 .
The pointing device 96 is configured so that the pointing direction of the light collecting device 92 at the first time t1 matches the pointing direction of the light collecting device 92 at the first time t1 when the control device 56 outputs. Second, the rotating stage is rotated by driving the motor.
The directing device 96 is configured so that the directing direction of the light collecting device 92 at the second time t2 matches the directing direction of the light collecting device 92 at the second time t2 when the control device 56 outputs. Second, the rotating stage is rotated by driving the motor.

軌道算出部23は、記録装置59及び軌道計算部61を備えている。
軌道計算部61は、距離計算部95から、集光装置92の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの指向方向と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの装置間距離LAB1,LAB2とを取得する。
軌道計算部61は、記録装置59から、第1の集光装置11の第1の時刻t及び第2の時刻tにおける位置を取得する。
軌道計算部61は、集光装置92の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの指向方向と、第1の集光装置11の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの位置と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの装置間距離LAB ,LAB2とを用いて、第2の集光装置12の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの位置を算出する。
The trajectory calculator 23 includes a recording device 59 and a trajectory calculator 61 .
The trajectory calculation unit 61 obtains from the distance calculation unit 95 the orientation directions of the light collecting device 92 at the first time t1 and the second time t2, and the directions at the first time t1 and the second time t2. obtain the respective inter-device distances L AB1 and L AB2 in .
The trajectory calculator 61 acquires the positions of the first light collecting device 11 at the first time t 1 and the second time t 2 from the recording device 59 .
The trajectory calculation unit 61 calculates the orientation directions of the light collector 92 at the first time t1 and the second time t2, and the orientation directions of the first light collector 11 at the first time t1 and the second time t1. Using the respective positions at t2 and the respective inter-device distances L AB1 and L AB2 at the first time t1 and the second time t2, the first time Calculate the respective positions at t 1 and a second time t 2 .

軌道計算部61は、図5に示す軌道計算部60と同様に、記録装置59から、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第1の角度と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第2の角度とを取得する。
軌道計算部61は、図5に示す軌道計算部60と同様に、それぞれの第1の角度と、それぞれの第2の角度と、第1の集光装置11及び第2の集光装置12におけるそれぞれの位置とから、第1の集光装置11から飛翔体2までの距離として、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第1の距離を算出する。
軌道計算部61は、図5に示す軌道計算部60と同様に、それぞれの第1の角度と、それぞれの第2の角度と、それぞれの位置とから、第2の集光装置12から飛翔体2までの距離として、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第2の距離を算出する。
軌道計算部61は、図5に示す軌道計算部60と同様に、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第1の角度と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第2の角度と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第1の距離と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第2の距離とから、飛翔体2の位置及び速度のそれぞれを算出する。即ち、軌道計算部61は、飛翔体2の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの位置、あるいは、第1の時刻tの飛翔体2の位置と速度とを算出する。
軌道計算部61は、図5に示す軌道計算部60と同様に、飛翔体2の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの位置、あるいは、飛翔体2の第1の時刻tの位置と速度とから、飛翔体2の軌道を算出する。
The trajectory calculator 61, like the trajectory calculator 60 shown in FIG . 1 and a respective second angle at a second time t2.
Like the trajectory calculation unit 60 shown in FIG. 5, the trajectory calculation unit 61 calculates the respective first angles, the respective second angles, and First distances at the first time t 1 and the second time t 2 are calculated as the distances from the first focusing device 11 to the flying object 2 from the respective positions.
The trajectory calculation unit 61, like the trajectory calculation unit 60 shown in FIG. 2, the respective second distances at the first time t1 and the second time t2 are calculated.
Similar to the trajectory calculation unit 60 shown in FIG. 5, the trajectory calculation unit 61 calculates the first angles at the first time t1 and the second time t2, A respective second angle at time t2, a respective first distance at a first time t1 and a second time t2, and a respective first distance at a first time t1 and a second time t2 The position and velocity of the flying object 2 are calculated from the second distance. That is, the trajectory calculator 61 calculates the positions of the flying object 2 at the first time t1 and the second time t2, or the position and velocity of the flying object 2 at the first time t1. .
The trajectory calculator 61, like the trajectory calculator 60 shown in FIG . The trajectory of the flying object 2 is calculated from the position and velocity of t1.

次に、図16に示す軌道算出システムの動作について説明する。
図5に示す軌道算出システムでは、軌道計算部60が、第1の集光装置11及び第2の集光装置12におけるそれぞれの位置から、第1の集光装置11と第2の集光装置12との装置間距離LAB1,LAB2を算出している。
図16に示す軌道算出システムでは、測距装置91が、第1の集光装置11と第2の集光装置12との装置間距離LAB1,LAB2として、第1の光測角局3と第2の光測角局4との距離を算出している点で、図5に示す軌道算出システムと相違している。
測距装置91による距離の算出精度は、図5に示す軌道算出システムによる距離の算出精度よりも高い。図5に示す軌道算出システムによる距離の算出精度は、図11に示す菱形の領域におけるレンジ方向の長さである。
ただし、レーザ光の強度は、レーザ光の伝搬距離の2乗に反比例して弱くなるため、第1の光測角局3と第2の光測角局4との距離が長い場合には、測距装置91が、装置間距離LAB1,LAB2を算出できない場合がある。図16に示す軌道算出システムでは、第2の光測角局4が、再帰反射部81を備えているため、第2の光測角局4の反射による、レーザ光の強度の減衰が抑えられている。よって、図16に示す軌道算出システムでは、第2の光測角局4が再帰反射部81を備えていないものよりは、算出が可能な距離が延びている。
Next, the operation of the trajectory calculation system shown in FIG. 16 will be described.
In the trajectory calculation system shown in FIG. 5, the trajectory calculation unit 60 calculates the first light collection device 11 and the second light collection device 12 from respective positions in the first light collection device 11 and the second light collection device 12. 12 are calculated .
In the trajectory calculation system shown in FIG. 16, the distance measuring device 91 uses the first optical angle measuring station 3 and the second optical goniometric station 4, which is different from the trajectory calculating system shown in FIG.
The distance calculation accuracy of the distance measuring device 91 is higher than the distance calculation accuracy of the trajectory calculation system shown in FIG. The distance calculation accuracy of the trajectory calculation system shown in FIG. 5 is the length in the range direction of the rhombic area shown in FIG.
However, since the intensity of the laser beam weakens in inverse proportion to the square of the propagation distance of the laser beam, when the distance between the first optical angle measuring station 3 and the second optical angle measuring station 4 is long, The distance measuring device 91 may not be able to calculate the inter-device distances L AB1 and L AB2 . In the trajectory calculation system shown in FIG. 16, since the second optical angle measurement station 4 includes the retroreflector 81, attenuation of the intensity of the laser beam due to reflection from the second optical angle measurement station 4 can be suppressed. ing. Therefore, in the trajectory calculation system shown in FIG. 16, the distance that can be calculated is longer than that in which the second optical goniometric station 4 does not have the retroreflector 81 .

制御装置56は、第1の時刻tにおける集光装置92の指向方向を指向装置96に出力し、第2の時刻tにおける集光装置92の指向方向を指向装置96に出力する。
制御装置56は、第1の時刻t及び第2の時刻tのときに、レーザ光の放射指令を光送信部93及び距離計算部95のそれぞれに出力する。
例えば、制御装置56の内部メモリには、第2の光測角局4の軌道情報が記録されている。制御装置56は、軌道情報に基づいて、第1の時刻tにおける集光装置92の指向方向を特定し、第2の時刻tにおける集光装置92の指向方向を特定する。
The control device 56 outputs the pointing direction of the light collecting device 92 at the first time t 1 to the pointing device 96 and outputs the pointing direction of the light collecting device 92 at the second time t 2 to the pointing device 96 .
The control device 56 outputs a laser light emission command to the light transmission section 93 and the distance calculation section 95 at the first time t1 and the second time t2.
For example, the trajectory information of the second optical goniometric station 4 is recorded in the internal memory of the control device 56 . Based on the trajectory information, the control device 56 identifies the pointing direction of the light collecting device 92 at the first time t1, and identifies the pointing direction of the light collecting device 92 at the second time t2.

指向装置96は、第1の時刻tのときの集光装置92の指向方向が、制御装置56が出力された第1の時刻tのときの集光装置92の指向方向と一致するように、モータを駆動することによって、回転ステージを回転させる。
指向装置96は、第2の時刻tのときの集光装置92の指向方向が、制御装置56が出力された第2の時刻tのときの集光装置92の指向方向と一致するように、モータを駆動することによって、回転ステージを回転させる。
なお、指向装置96による集光装置92の指向方向の制御は、ある程度の時間を要するため、制御装置56は、観測時刻が第1の時刻tになる前に、第1の時刻tにおける集光装置92の指向方向を指向装置96に出力する。また、制御装置56は、観測時刻が第2の時刻tになる前に、第2の時刻tにおける集光装置92の指向方向を指向装置96に出力する。
The pointing device 96 is configured so that the pointing direction of the light collecting device 92 at the first time t1 matches the pointing direction of the light collecting device 92 at the first time t1 when the control device 56 outputs. Second, the rotating stage is rotated by driving the motor.
The directional device 96 is configured so that the directional direction of the light collecting device 92 at the second time t2 matches the directional direction of the light collecting device 92 at the second time t2 when the control device 56 outputs. Second, the rotating stage is rotated by driving the motor.
Since it takes a certain amount of time to control the pointing direction of the light collecting device 92 by the pointing device 96, the control device 56 controls the The pointing direction of the condensing device 92 is output to the pointing device 96 . Further, the control device 56 outputs the pointing direction of the light collecting device 92 at the second time t2 to the pointing device 96 before the observation time reaches the second time t2.

光送信部93は、第1の時刻t及び第2の時刻tのときに、制御装置56から、レーザ光の放射指令を受けると、レーザ光を集光装置92に出力することによって、集光装置92からレーザ光を再帰反射部81に向けて放射させる。
集光装置92は、光送信部93から出力されたレーザ光を再帰反射部81に向けて放射する。
第1の時刻tのときに、集光装置92から放射されたレーザ光は、第2の光測角局4に取り付けられている再帰反射部81によって反射される。
再帰反射部81によって反射されたレーザ光は、集光装置92によって集光される。
光受信部94は、集光装置92により集光されたレーザ光を受信し、レーザ光の受信信号を距離計算部95に出力する。
Upon receiving a laser light emission command from the control device 56 at the first time t1 and the second time t2, the light transmission unit 93 outputs the laser light to the light collecting device 92, A laser beam is emitted from the condenser 92 toward the retroreflective portion 81 .
The light collecting device 92 radiates the laser light output from the light transmitting section 93 toward the retroreflecting section 81 .
At the first time t 1 , the laser light emitted from the light collecting device 92 is reflected by the retroreflector 81 attached to the second optical goniometric station 4 .
The laser light reflected by the retroreflector 81 is condensed by the condensing device 92 .
The light receiving section 94 receives the laser light condensed by the condensing device 92 and outputs a received signal of the laser light to the distance calculating section 95 .

距離計算部95は、光送信部93からの電波の放射時刻と光受信部94による電波の受信時刻との時刻差、あるいは、光送信部93から出力された電波の位相と光受信部94により受信された電波の位相との位相差から、第1の光測角局3と第2の光測角局4との距離を算出する。
即ち、距離計算部95は、制御装置56から放射指令が出力された時刻である第1の時刻tから、光受信部94よりレーザ光の受信信号を受けるまでの時間に基づいて、第1の時刻tにおける装置間距離LAB1を算出する。
また、距離計算部95は、制御装置56から放射指令が出力された時刻である第2の時刻tから、光受信部94よりレーザ光の受信信号を受けるまでの時間に基づいて、第2の時刻tにおける装置間距離LAB2を算出する。
距離計算部95は、第1の時刻tにおける集光装置92の指向方向、第2の時刻tにおける集光装置92の指向方向、第1の時刻tにおける装置間距離LAB1及び第2の時刻tにおける装置間距離LAB2のそれぞれを軌道算出部23の軌道計算部61に出力する。
The distance calculator 95 calculates the time difference between the radio wave emission time from the optical transmitter 93 and the radio wave reception time by the optical receiver 94, or the phase of the radio wave output from the optical transmitter 93 and the optical receiver 94. The distance between the first optical goniometric station 3 and the second optical goniometric station 4 is calculated from the phase difference with respect to the phase of the received radio waves.
That is, the distance calculation unit 95 calculates the first distance based on the time from the first time t1 when the emission command is output from the control device 56 to the reception of the laser beam reception signal from the light reception unit 94 . , the inter-device distance L AB1 at time t 1 is calculated.
Further, the distance calculation unit 95 calculates the second distance based on the time from the second time t2 when the emission command is output from the control device 56 to the reception of the received signal of the laser light from the light receiving unit 94 . , the inter-device distance LAB2 at time t2 of is calculated.
The distance calculation unit 95 calculates the pointing direction of the light collecting device 92 at the first time t1, the pointing direction of the light collecting device 92 at the second time t2, the inter-device distance L AB1 at the first time t1, and the second 2 to the trajectory calculator 61 of the trajectory calculator 23 .

軌道計算部61は、距離計算部95から、集光装置92の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの指向方向と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの装置間距離LAB1,LAB2とを取得する。
軌道計算部61は、記録装置59から、第1の集光装置11の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの位置を取得する。
軌道計算部61は、第1の時刻tにおける集光装置92の指向方向と、第1の時刻tにおける第1の集光装置11の位置と、第1の時刻tにおける装置間距離LAB1とを用いて、第1の時刻tにおける第2の集光装置12の位置を算出する。
軌道計算部61は、第2の時刻tにおける集光装置92の指向方向と、第2の時刻tにおける第1の集光装置11の位置と、第2の時刻tにおける装置間距離LAB2とを用いて、第2の時刻tにおける第2の集光装置12の位置を算出する。
The trajectory calculation unit 61 obtains from the distance calculation unit 95 the orientation directions of the light collecting device 92 at the first time t1 and the second time t2, and the directions at the first time t1 and the second time t2. obtain the respective inter-device distances L AB1 and L AB2 in .
The trajectory calculator 61 acquires the positions of the first light collecting device 11 at the first time t 1 and the second time t 2 from the recording device 59 .
The trajectory calculator 61 calculates the pointing direction of the light collecting device 92 at the first time t1, the position of the first light collecting device 11 at the first time t1, and the inter-device distance at the first time t1. L AB1 is used to calculate the position of the second light collector 12 at the first time t1.
The trajectory calculator 61 calculates the pointing direction of the light collecting device 92 at the second time t2, the position of the first light collecting device 11 at the second time t2, and the inter-device distance at the second time t2. L AB2 is used to calculate the position of the second concentrator 12 at the second time t2.

軌道計算部61は、図5に示す軌道計算部60と同様に、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第1の角度と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第2の角度とを取得する。
軌道計算部61は、図5に示す軌道計算部60と同様に、それぞれの第1の角度と、それぞれの第2の角度と、第1の集光装置11におけるそれぞれの位置と、第2の集光装置12におけるそれぞれの位置とから、第1の集光装置11から飛翔体2までの距離として、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第1の距離を算出する。
軌道計算部61は、図5に示す軌道計算部60と同様に、それぞれの第1の角度と、それぞれの第2の角度と、第1の集光装置11におけるそれぞれの位置と、第2の集光装置12におけるそれぞれの位置とから、第2の集光装置12から飛翔体2までの距離として、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第2の距離を算出する。
Similar to the trajectory calculation unit 60 shown in FIG. 5, the trajectory calculation unit 61 calculates the first angles at the first time t1 and the second time t2, Obtain a respective second angle at time t2.
The trajectory calculator 61, like the trajectory calculator 60 shown in FIG. First distances at first time t1 and second time t2 are calculated as distances from the first light collecting device 11 to the flying object 2 from the respective positions on the light collecting device 12. .
The trajectory calculator 61, like the trajectory calculator 60 shown in FIG. Second distances at the first time t1 and the second time t2 are calculated as the distance from the second light collecting device 12 to the flying object 2 from each position on the light collecting device 12. .

軌道計算部61は、図5に示す軌道計算部60と同様に、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第1の角度と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第2の角度と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第1の距離と、第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの第2の距離とから、飛翔体2の位置及び速度のそれぞれを算出する。即ち、軌道計算部61は、飛翔体2の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの位置、あるいは、第1の時刻tの飛翔体2の位置と速度とを算出する。
軌道計算部61は、図5に示す軌道計算部60と同様に、飛翔体2の第1の時刻t及び第2の時刻tにおけるそれぞれの位置、あるいは、飛翔体2の第1の時刻tの位置と速度とから、飛翔体2の軌道を算出する。
Similar to the trajectory calculation unit 60 shown in FIG. 5, the trajectory calculation unit 61 calculates the first angles at the first time t1 and the second time t2, A respective second angle at time t2, a respective first distance at a first time t1 and a second time t2, and a respective first distance at a first time t1 and a second time t2 The position and velocity of the flying object 2 are calculated from the second distance. That is, the trajectory calculator 61 calculates the positions of the flying object 2 at the first time t1 and the second time t2, or the position and velocity of the flying object 2 at the first time t1. .
The trajectory calculator 61, like the trajectory calculator 60 shown in FIG . The trajectory of the flying object 2 is calculated from the position and velocity of t1.

以上の実施の形態3では、第2の光測角局4が、光を再帰反射させる再帰反射部81を備え、第1の光測角局3が、光を再帰反射部81に向けて放射したのち、再帰反射部81によって反射された光を受信し、放射した光と受信した光とから、第1の光測角局3と第2の光測角局4との距離を算出する測距装置91を備えており、軌道算出部23が、測距装置91により算出された距離を用いて、第2の集光装置12の位置を算出するように、図16に示す軌道算出システムを構成した。したがって、図16に示す軌道算出システムは、図5に示す軌道算出システムと同様に、従来の軌道算出システムでは軌道を算出できない遠方の飛翔体2の軌道を算出できることがある。また、図16に示す軌道算出システムは、図5に示す軌道算出システムよりも、飛翔体2の軌道の算出精度が向上する。 In the third embodiment described above, the second optical goniometric station 4 includes the retroreflective section 81 that retroreflects light, and the first optical goniometric station 3 emits light toward the retroreflective section 81. After that, the light reflected by the retroreflector 81 is received, and the distance between the first optical angle measurement station 3 and the second optical angle measurement station 4 is calculated from the emitted light and the received light. The trajectory calculation system shown in FIG. 16 is configured so that a distance device 91 is provided and the trajectory calculation unit 23 calculates the position of the second light collecting device 12 using the distance calculated by the distance measurement device 91. Configured. Therefore, like the trajectory calculation system shown in FIG. 5, the trajectory calculation system shown in FIG. 16 can sometimes calculate the trajectory of a distant flying object 2 that cannot be calculated by the conventional trajectory calculation system. Further, the trajectory calculation system shown in FIG. 16 has higher accuracy in calculating the trajectory of the flying object 2 than the trajectory calculation system shown in FIG.

実施の形態4.
実施の形態4では、第2の光測角局4が、飛翔体2の軌道と高度が異なる軌道に配置されている軌道算出システムについて説明する。
Embodiment 4.
Embodiment 4 describes a trajectory calculation system in which the second optical goniometric station 4 is arranged in a trajectory different in altitude from the trajectory of the flying object 2 .

図17は、実施の形態4に係る軌道算出システムにおける飛翔体2、第1の光測角局3及び第2の光測角局4の位置関係の一例を示す説明図である。
図17において、101は、第2の光測角局4の軌道を示しており、hは、軌道101の高度を示している。
102は、飛翔体2の軌道を示しており、hは、軌道102の高度を示している。
103は、第2の光測角局4の軌道を示しており、hは、軌道103の高度を示している。
第2の光測角局4は、飛翔体2の軌道102よりも高度が低い軌道101に配置されることがあり、また、飛翔体2の軌道102よりも高度が高い軌道103に配置されることがある。
また、第2の光測角局4の軌道が、軌道101から軌道103に切り替わる一方、軌道103から軌道101に切り替わることがある。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing an example of the positional relationship among the flying object 2, the first optical angle measurement station 3, and the second optical angle measurement station 4 in the trajectory calculation system according to the fourth embodiment.
17, 101 indicates the orbit of the second optical goniometric station 4 , and h1 indicates the altitude of the orbit 101. In FIG.
102 indicates the trajectory of the flying object 2 and h 2 indicates the altitude of the trajectory 102 .
103 indicates the orbit of the second optical goniometric station 4 and h 3 indicates the altitude of the orbit 103 .
The second optical goniometric station 4 may be arranged in an orbit 101 lower in altitude than the orbit 102 of the flying object 2, and may be arranged in an orbit 103 higher in altitude than the orbit 102 of the flying object 2. Sometimes.
Also, the orbit of the second optical goniometric station 4 may switch from the orbit 101 to the orbit 103 and from the orbit 103 to the orbit 101 .

地球を周回する軌道は、地球の重力と高度とにより決まる。当該軌道を移動する第2の光測角局4の速度v(i=1,3)は、以下の式(3)のように表される。vは、高度hの軌道101を移動する第2の光測角局4の速度、vは、高度hの軌道103を移動する第2の光測角局4の速度である。vは、飛翔体2の速度である。

Figure 0007134382000001
式(3)において、rは、地球の半径、Gは、万有引力定数、Mは、地球の質量である。The orbit around the earth is determined by the earth's gravity and altitude. The velocity v i (i=1, 3) of the second optical goniometric station 4 moving on the track is represented by the following equation (3). v1 is the velocity of the second optical goniometric station 4 moving on the trajectory 101 at altitude h1, and v3 is the velocity of the second optical goniometric station 4 moving on the trajectory 103 at altitude h3. v2 is the velocity of the projectile 2 ;

Figure 0007134382000001
In equation (3), r E is the radius of the earth, G is the universal gravitational constant, and M is the mass of the earth.

第2の光測角局4の速度v(i=1,3)は、式(3)から明らかなように、高度hが高いほど、遅くなる。
したがって、第2の光測角局4が飛翔体2の軌道102よりも高度が高い軌道101に配置される場合、時間の経過に伴って、第2の光測角局4が飛翔体2に追い越されることがある。一方、第2の光測角局4が飛翔体2の軌道102よりも高度が低い軌道101に配置される場合、時間の経過に伴って、第2の光測角局4が飛翔体2を追い越すことがある。
第1の光測角局3と第2の光測角局4と飛翔体2との幾何学的な配置の時間的な変化は、第2の光測角局4が配置される軌道の高度によって異なる。
The velocity v i (i=1, 3) of the second optical goniometric station 4 becomes slower as the altitude hi increases, as is clear from the equation (3).
Therefore, when the second optical goniometric station 4 is placed on the orbit 101 higher than the orbit 102 of the flying object 2, the second optical goniometric station 4 becomes closer to the flying object 2 as time passes. You may be overtaken. On the other hand, when the second optical goniometer station 4 is placed in the orbit 101 which is lower in altitude than the orbit 102 of the flying object 2, the second optical goniometric station 4 moves the flying object 2 over time. may overtake.
The temporal change in the geometric arrangement of the first optical goniometric station 3, the second optical goniometric station 4, and the flying object 2 is the altitude of the orbit where the second optical goniometric station 4 is arranged. Varies depending on

実施の形態4に係る軌道算出システムは、例えば、飛翔体2の軌道102よりも高度が低い軌道101に配置されている第2の光測角局4と、飛翔体2の軌道102よりも高度が高い軌道101に配置されている第2の光測角局4との双方を備えていてもよい。
軌道算出システムが、2つの第2の光測角局4を備えていれば、軌道101に配置されている第2の光測角局4に係る幾何学的な配置と、軌道103に配置されている第2の光測角局4に係る幾何学的な配置とのうち、いずれかの幾何学的な配置に基づいて、飛翔体2の軌道102を算出することができる。一方の幾何学的な配置では、第1の光測角局3及び第2の光測角局4が、同時刻に同じ飛翔体2からの光を受信できない観測条件でにあっても、他方の幾何学的な配置では、第1の光測角局3及び第2の光測角局4が、同時刻に同じ飛翔体2からの光を受信できる観測条件の可能性がある。よって、実施の形態4に係る軌道算出システムでは、飛翔体2の軌道を算出できない時間を短縮することができる。
The trajectory calculation system according to the fourth embodiment includes, for example, the second optical goniometric station 4 arranged in the trajectory 101 lower in altitude than the trajectory 102 of the flying object 2 and the and a second optical goniometric station 4 located in an orbit 101 with a high altitude.
If the trajectory calculation system includes two second optical goniometric stations 4, the geometric arrangement of the second optical goniometric stations 4 located on the orbit 101 and the geometric arrangement of the second optical goniometric stations 4 located on the orbit 103. The trajectory 102 of the flying object 2 can be calculated based on any one of the geometrical arrangements of the second optical goniometric station 4 . In one geometric arrangement, even if the observation conditions are such that the first optical goniometric station 3 and the second optical goniometric station 4 cannot receive light from the same flying object 2 at the same time, the other , there is a possibility of observation conditions under which the first optical goniometric station 3 and the second optical goniometric station 4 can receive light from the same flying object 2 at the same time. Therefore, in the trajectory calculation system according to Embodiment 4, the time during which the trajectory of the flying object 2 cannot be calculated can be shortened.

なお、本開示は、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 It should be noted that the present disclosure allows free combination of each embodiment, modification of arbitrary constituent elements of each embodiment, or omission of arbitrary constituent elements in each embodiment.

本開示は、飛翔体の軌道を算出する軌道算出装置、軌道算出方法及び軌道算出システムに適している。 The present disclosure is suitable for a trajectory calculation device, a trajectory calculation method, and a trajectory calculation system for calculating the trajectory of a flying object.

1 照明光源、2 飛翔体、3 第1の光測角局、4 第2の光測角局、5 基準信号源、6 地上局、11 第1の集光装置、12 第2の集光装置、13 軌道算出装置、21 第1の角度算出部、22 第2の角度算出部、23 軌道算出部、31 第1の角度算出回路、32 第2の角度算出回路、33 軌道算出回路、41 メモリ、42 プロセッサ、51 遮光装置、52 位置検出部、53 角度計算部、54 時刻校正部、55 カウンター、56 制御装置、57 指向装置、58 通信部、59 記録装置、60 軌道計算部、61 軌道計算部、71 遮光装置、72 位置検出部、73 角度計算部、74 時刻校正部、75 カウンター、76 制御装置、77 指向装置、78
通信部、80 軌道データベース、81 再帰反射部、91 測距装置、92 集光装置、93 光送信部、94 光受信部、95 距離計算部、96 指向装置、101,102,103 軌道。
1 illumination light source 2 flying object 3 first optical angle measurement station 4 second optical angle measurement station 5 reference signal source 6 ground station 11 first light collecting device 12 second light collecting device , 13 trajectory calculation device, 21 first angle calculation unit, 22 second angle calculation unit, 23 trajectory calculation unit, 31 first angle calculation circuit, 32 second angle calculation circuit, 33 trajectory calculation circuit, 41 memory , 42 processor, 51 shading device, 52 position detection unit, 53 angle calculation unit, 54 time calibration unit, 55 counter, 56 control device, 57 pointing device, 58 communication unit, 59 recording device, 60 trajectory calculation unit, 61 trajectory calculation Part 71 Light shielding device 72 Position detection part 73 Angle calculation part 74 Time calibration part 75 Counter 76 Control device 77 Orientation device 78
Communication unit, 80 trajectory database, 81 retroreflection unit, 91 distance measuring device, 92 light collecting device, 93 light transmitting unit, 94 light receiving unit, 95 distance calculation unit, 96 directing device, 101, 102, 103 trajectory.

Claims (1)

照明光源から放射されたのち、飛翔体によって反射された光を集光する第1の集光装置と、
前記第1の集光装置の第1の時刻及び第2の時刻におけるそれぞれの指向方向と、前記飛翔体に対する光の前記第1の時刻及び前記第2の時刻におけるそれぞれの反射位置とから、前記第1の集光装置から前記飛翔体を見た第1の角度として、前記第1の時刻及び前記第2の時刻におけるそれぞれの第1の角度を算出する第1の角度算出部と、
前記照明光源から放射されたのち、前記飛翔体によって反射された光を集光する第2の集光装置と、
前記第2の集光装置の前記第1の時刻及び前記第2の時刻におけるそれぞれの指向方向と、前記飛翔体に対する光の前記第1の時刻及び前記第2の時刻におけるそれぞれの反射位置とから、前記第2の集光装置から前記飛翔体を見た第2の角度として、前記第1の時刻及び前記第2の時刻におけるそれぞれの第2の角度を算出する第2の角度算出部と、
前記第1の角度算出部により算出された第1の角度と、前記第2の角度算出部により算出された第2の角度と、前記第1の時刻及び前記第2の時刻における、前記第1の集光装置の位置及び前記第2の集光装置の位置とから、前記飛翔体の軌道を算出する軌道算出部と、を備え、
前記第1の集光装置、前記第1の角度算出部及び前記軌道算出部が、第1の光測角局に搭載され、
前記第2の集光装置及び前記第2の角度算出部が、第2の光測角局に搭載され、
前記第1の光測角局は、位置が固定されている固定局であり、
前記第2の光測角局は、位置が変化する可搬局であり、
前記第2の光測角局が、前記飛翔体の軌道と高度が異なる軌道に配置されている、
軌道算出システム。
a first light collecting device for collecting light emitted from the illumination light source and then reflected by the flying object;
From the orientation directions of the first light collecting device at the first time and the second time, and the reflection positions of the light with respect to the flying object at the first time and the second time, the a first angle calculator that calculates respective first angles at the first time and at the second time as the first angle of the flying object viewed from the first light collecting device;
a second light collecting device for collecting the light emitted from the illumination light source and then reflected by the flying object;
From the orientation directions of the second light collecting device at the first time and the second time, and the reflection positions of the light with respect to the flying object at the first time and the second time , a second angle calculator that calculates respective second angles at the first time and at the second time as second angles of viewing the flying object from the second light collecting device;
The first angle calculated by the first angle calculation unit, the second angle calculated by the second angle calculation unit, and the first angle at the first time and the second time a trajectory calculation unit that calculates the trajectory of the flying object from the position of the light collecting device and the position of the second light collecting device ,
The first light collecting device, the first angle calculation unit, and the trajectory calculation unit are mounted on a first optical angle measurement station,
The second light collecting device and the second angle calculation unit are mounted on a second optical goniometric station,
the first optical goniometric station is a fixed station with a fixed location;
The second optical goniometric station is a portable station whose position changes,
The second optical goniometric station is arranged in a trajectory different in altitude from the trajectory of the flying object.
Trajectory calculation system.
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