JP7394801B2 - Gliding flying object tracking method, flying object tracking system, flying object countermeasure system, and ground system - Google Patents

Gliding flying object tracking method, flying object tracking system, flying object countermeasure system, and ground system Download PDF

Info

Publication number
JP7394801B2
JP7394801B2 JP2021024776A JP2021024776A JP7394801B2 JP 7394801 B2 JP7394801 B2 JP 7394801B2 JP 2021024776 A JP2021024776 A JP 2021024776A JP 2021024776 A JP2021024776 A JP 2021024776A JP 7394801 B2 JP7394801 B2 JP 7394801B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
satellite
monitoring
projectile
flying object
flying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021024776A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022126919A (en
Inventor
久幸 迎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2021024776A priority Critical patent/JP7394801B2/en
Publication of JP2022126919A publication Critical patent/JP2022126919A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7394801B2 publication Critical patent/JP7394801B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本開示は、滑空飛翔体追跡方法、飛翔体追跡システム、飛翔体対処システム、および、地上システムに関する。 The present disclosure relates to a gliding projectile tracking method, a projectile tracking system, a projectile countermeasure system, and a ground system.

近年、超音速で滑空する飛翔体の登場により、飛翔体の打上げ検知、飛翔経路追跡、あるいは着地位置の予測といった衛星による監視が期待されている。
滑空段階の飛翔体を検知して追跡する手段として、飛翔体が大気圏に侵入する時の大気摩擦による温度上昇を赤外線で検知することが有望視されている。また、滑空段階の飛翔体を赤外線で検知する手段は、低軌道周回衛星群から監視することが有望と考えられている。
In recent years, with the advent of flying objects that glide at supersonic speeds, there are expectations for satellite monitoring such as detecting the launch of flying objects, tracking their flight paths, and predicting their landing positions.
As a means of detecting and tracking a flying object during its gliding stage, it is seen as promising to use infrared light to detect the temperature rise caused by atmospheric friction when a flying object enters the atmosphere. Additionally, monitoring from a group of low-orbit satellites is considered to be a promising means of detecting flying objects in the gliding stage using infrared light.

特許文献1は、低軌道を周回する少ない衛星機数で地球全球面内における特定緯度の地域を網羅的に監視するための監視衛星について開示している。 Patent Document 1 discloses a monitoring satellite for comprehensively monitoring an area at a specific latitude within the entire spherical surface of the earth with a small number of satellites orbiting in a low orbit.

特開2008-137439号公報Japanese Patent Application Publication No. 2008-137439

低軌道(LEO:Low Earth Orbit)からの監視では、静止軌道からの監視と比較して、人工衛星から飛翔体までの距離が近距離となる。低軌道での監視衛星をLEO衛星ともいう。そのため、赤外線による検知性能を高めることが可能となる。一方、LEO衛星により常時監視および通信回線維持のためには、膨大な数の衛星が必要となる。さらに地球固定座標系に対してほぼ固定して見える静止衛星とは異なり、LEO衛星は時々刻々飛翔位置が移動するため、赤外監視装置を具備した監視装置群と通信衛星群とのデータ伝送方法が課題となる。 In monitoring from a low earth orbit (LEO), the distance from an artificial satellite to a flying object is shorter than monitoring from a geostationary orbit. Monitoring satellites in low orbit are also called LEO satellites. Therefore, it is possible to improve the detection performance using infrared rays. On the other hand, a huge number of satellites are required to constantly monitor and maintain communication lines using LEO satellites. Furthermore, unlike geostationary satellites that appear almost fixed relative to the earth-fixed coordinate system, the flight position of LEO satellites changes from time to time, so there is a method of data transmission between a group of monitoring equipment equipped with infrared monitoring equipment and a group of communication satellites. becomes an issue.

また、HGV(Hypersonic Glide Vehicle)と呼ばれる飛翔途中で間欠的に噴射して飛翔経路を変更する飛翔体が登場して新しい脅威となっている。噴射を止めた飛翔体を追跡するためには、温度上昇した飛翔体の本体を温度検知する必要があるため、高分解能かつ高感度の赤外監視が必要となる。 In addition, a new threat has emerged with the appearance of a flying object called HGV (Hypersonic Glide Vehicle), which intermittently ejects fuel to change its flight path during flight. In order to track a flying object that has stopped ejecting, it is necessary to detect the temperature of the flying object's body, which has risen in temperature, which requires high-resolution and highly sensitive infrared monitoring.

本開示は、飛翔体が間欠的に噴射する滑空飛翔体の場合に、監視衛星で発射探知した飛翔体情報を、低軌道の通信衛星からなる通信網を経由して後続監視衛星で追跡する滑空飛翔体追跡方法を提供することを目的とする。 In the case of a gliding flying object that is intermittently ejected, the present disclosure provides information on the flying object launched and detected by a monitoring satellite and tracked by a subsequent monitoring satellite via a communication network consisting of communication satellites in low orbit. The purpose of the present invention is to provide a method for tracking flying objects.

本開示に係る滑空飛翔体追跡方法は、
赤外監視装置を具備し、低軌道で飛行する複数の監視衛星で構成する衛星コンステレーションにより取得した飛翔体監視情報を地上システムで解析し、
発射後に大気圏上空まで軌道高度を下げた後に滑空飛行する滑空飛翔体を追跡する方法であって、
前記監視衛星が、
地心方向を指向する第一の赤外監視装置と、
地球周縁を指向する第二の赤外監視装置と、
を具備し、
前記第一の赤外監視装置により飛翔体発射時に伴う高温噴霧を探知し、飛翔経路モデルの起点となし、
前記第二の赤外監視装置により噴射終了後に温度上昇した飛翔体本体を宇宙背景で検知し、
前記地上システムは、
飛翔体の発射位置座標、飛翔方向、および発射から着弾までの時系列飛翔距離と飛翔高度プロファイル、から構成される飛翔経路をモデル化し、典型的な複数の飛翔経路モデルを格納したデータベースを具備し、
前記赤外監視装置が検出した飛翔体発射探知情報を起点として、複数の飛翔経路モデルの中から、飛翔経路を予測時刻に監視可能な後続監視衛星を選択して、発射探知した監視衛星から、選択した後続監視衛星へ情報伝送し、
噴射終了後の飛翔体本体を
南北方向に視線ベクトルを有する監視衛星が、
飛翔体の通過時刻、経度、および高度情報を計測し、
東西方向に視線ベクトルを有する監視衛星が、
飛翔体の通過時刻、緯度、および高度情報を計測し、
前記地上システムは、
飛翔経路モデルと実軌道の乖離を評価して飛翔経路モデルを補正し、
次の後続監視衛星で飛翔体監視を継続する。
The gliding flying object tracking method according to the present disclosure includes:
A ground system analyzes airborne object monitoring information obtained by a satellite constellation consisting of multiple monitoring satellites equipped with infrared monitoring equipment and flying in low orbit.
A method for tracking a gliding flying object that glides after lowering its orbital altitude to above the atmosphere after launch, the method comprising:
The monitoring satellite is
a first infrared monitoring device oriented toward the geocenter;
a second infrared monitoring device oriented toward the Earth's periphery;
Equipped with
Detecting high-temperature spray accompanying the projectile launch by the first infrared monitoring device and using it as a starting point for a flight path model;
The second infrared monitoring device detects the body of the flying object whose temperature has increased after the injection is completed in the space background,
The ground system includes:
It models the flight path consisting of the launch position coordinates of the projectile, the flight direction, and the time-series flight distance and flight altitude profile from launch to impact, and is equipped with a database that stores multiple typical flight path models. ,
Using the projectile launch detection information detected by the infrared monitoring device as a starting point, a subsequent monitoring satellite whose flight path can be monitored at the predicted time is selected from a plurality of flight path models, and from the monitoring satellite whose launch was detected, Transmits information to the selected subsequent monitoring satellite,
A monitoring satellite with a line-of-sight vector in the north-south direction looks at the main body of the projectile after injection.
Measures the passing time, longitude, and altitude information of the flying object,
A surveillance satellite with a line of sight vector in the east-west direction
Measuring the passing time, latitude, and altitude information of the flying object,
The ground system includes:
Evaluate the deviation between the flight path model and the actual trajectory and correct the flight path model.
Aircraft monitoring will continue with the next follow-on monitoring satellite.

本開示に係る滑空飛翔体追跡方法によれば、飛翔体が間欠的に噴射する滑空飛翔体の場合に、監視衛星で発射探知した飛翔体情報を、低軌道の通信衛星からなる通信網を経由して後続監視衛星で追跡することができる。 According to the gliding projectile tracking method according to the present disclosure, when the projectile is a gliding projectile that is intermittently ejected, the projectile information launched and detected by a monitoring satellite is sent via a communication network consisting of communication satellites in low orbit. and can be tracked by subsequent monitoring satellites.

極域以外で交差する複数の軌道面を有する衛星コンステレーションの例を示す図。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a satellite constellation having multiple orbital planes that intersect in non-polar regions. 実施の形態1に係る衛星コンステレーション形成システムの構成例を示す図。1 is a diagram showing a configuration example of a satellite constellation formation system according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る衛星コンステレーションの衛星の構成の一例を示す図。1 is a diagram illustrating an example of a configuration of satellites in a satellite constellation according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る衛星コンステレーションの衛星の構成の別例を示す図。7 is a diagram illustrating another example of the configuration of satellites in the satellite constellation according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係る衛星コンステレーション形成システムが備える地上設備の構成例を示す図。1 is a diagram illustrating a configuration example of ground equipment included in the satellite constellation formation system according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る衛星コンステレーション形成システムの機能構成例を示す図。1 is a diagram showing an example of a functional configuration of a satellite constellation forming system according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る宇宙物体情報の構成例を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of space object information according to the first embodiment. 実施の形態1に係る軌道予報情報の構成例を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of trajectory forecast information according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る飛翔体対処システムおよび飛翔体追跡システムの構成例を示す図。1 is a diagram illustrating a configuration example of a flying object handling system and a flying object tracking system according to Embodiment 1. FIG. 飛翔体の発射領域から着弾領域までの距離および飛翔方向の飛翔経路モデル例を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a flight path model of the distance from the launch area to the landing area of a flying object and the flight direction. 弾道飛行飛翔体の飛翔経路モデル例を示す図。A diagram showing an example of a flight path model of a ballistic flying object. 間欠的噴射飛翔体の飛翔経路モデル例を示す図。The figure which shows the example of a flight path model of an intermittent injection flying object. 弾道飛行飛翔体の飛翔経路モデルと間欠的噴射飛翔体の飛翔経路モデルとの比較例を示す図。The figure which shows the comparative example of the flight path model of a suborbital flying object, and the flight path model of an intermittent injection flying object. 赤道上空付近の監視衛星が弾道軌道を横から監視するリム観測を示す図。A diagram showing rim observation in which a monitoring satellite near the equator monitors a ballistic trajectory from the side. 傾斜軌道最北端付近の監視衛星が発射領域から着弾領域への飛翔方向から監視するリム観測を示す図。A diagram showing rim observation monitored by a monitoring satellite near the northernmost tip of an inclined orbit from the flight direction from the launch area to the impact area. 実施の形態2に係る滑空飛翔体識別方法の例を示す図。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a gliding flying object identification method according to a second embodiment. 実施の形態3に係る滑空飛翔体追跡方法の例を示す図。FIG. 7 is a diagram showing an example of a gliding flying object tracking method according to Embodiment 3; 実施の形態4に係る滑空飛翔体追跡方法の例を示す図。6 is a diagram illustrating an example of a gliding flying object tracking method according to Embodiment 4. FIG. 飛翔体対処システムおよび飛翔体追跡システムにおける時系列情報伝達順序の例を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a time-series information transmission order in a flying object handling system and a flying object tracking system. 飛翔体対処システムの時系列情報伝達順序の例1を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an example 1 of the time-series information transmission order of the flying object countermeasure system. 飛翔体対処システムの時系列情報伝達順序の例2を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a second example of the time-series information transmission order of the flying object countermeasure system. 飛翔体対処システムの時系列情報伝達順序の例3を示す図。FIG. 7 is a diagram illustrating a third example of the time-series information transmission order of the flying object countermeasure system.

以下、本開示の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。また、以下の図面では各構成の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「表」、「裏」といった方向あるいは位置が示されている場合がある。それらの表記は、説明の便宜上、そのように記載しているだけであって、装置、器具、あるいは部品といった構成の配置および向きを限定するものではない。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals. In the description of the embodiments, the description of the same or corresponding parts will be omitted or simplified as appropriate. Further, in the following drawings, the size relationship of each component may differ from the actual one. In addition, in the description of the embodiments, when directions or positions such as "top", "bottom", "left", "right", "front", "rear", "front", "back" are indicated There is. These notations are only described as such for the convenience of explanation, and do not limit the arrangement or orientation of components such as devices, instruments, or parts.

実施の形態1.
本実施の形態では、複数の監視衛星を有する監視システムと、複数の通信衛星を有する衛星情報伝送システムと、飛翔体に対処する陸海空の対処アセットを具備する対処システムとにより構成される飛翔体対処システム401について説明する。また、上述の監視システムと衛星情報伝送システムとにより構成される飛翔体追跡システム406について説明する。
Embodiment 1.
In this embodiment, a flying object countermeasure system is constructed of a monitoring system having a plurality of monitoring satellites, a satellite information transmission system having a plurality of communication satellites, and a countermeasure system having land, sea, and air countermeasure assets for dealing with flying objects. The system 401 will be explained. Also, a flying object tracking system 406 that is configured by the above-mentioned monitoring system and satellite information transmission system will be explained.

例えば、飛翔体の発射時の噴霧(プルーム)を静止軌道衛星に搭載した赤外観測装置で探知して、飛翔初期段階の移動情報に基づき着弾予測して対処システムで対応する飛翔体対処システムが存在する。
発射時噴霧は極めて高温な気体が広域に広がるため、静止軌道からの監視でも探知可能であった。
For example, there is a projectile countermeasure system that detects the spray (plume) when a projectile is launched using an infrared observation device mounted on a geostationary orbit satellite, predicts impact based on movement information from the initial stage of flight, and responds with a countermeasure system. exist.
The spray during launch spreads extremely hot gas over a wide area, so it could be detected even by monitoring from geostationary orbit.

しかしながら昨今HGVと呼ばれる飛翔途中で間欠的に噴射して飛翔経路を変更する飛翔体が登場して新しい脅威となっている。噴射を止めた飛翔体を追跡するためには、温度上昇した飛翔体の本体を温度検知する必要があるため、高分解能かつ高感度の赤外監視が必要となる。 However, recently, a flying vehicle called HGV, which intermittently ejects fuel to change its flight path during flight, has appeared, posing a new threat. In order to track a flying object that has stopped ejecting, it is necessary to detect the temperature of the flying object's body, which has risen in temperature, which requires high-resolution and highly sensitive infrared monitoring.

そこで低軌道(LEO)衛星群の衛星コンステレーションにより、静止軌道よりもはるかに近距離から飛翔体を監視する監視システムが期待されている。LEO衛星コンステレーションで常時監視をして、飛翔体発射探知後に即座に対処アセットに情報を伝達する仕組みが待望されている。 Therefore, low earth orbit (LEO) satellite constellations are expected to provide a surveillance system that monitors flying objects from a much closer distance than in geostationary orbit. There is a long-awaited system for constantly monitoring LEO satellite constellations and immediately transmitting information to response assets after a projectile launch is detected.

LEO衛星により常時監視および通信回線維持のためには膨大な数の衛星が必要となる。さらに、地球固定座標系に対してほぼ固定して見える静止衛星とは異なり、LEO衛星は時々刻々飛翔位置が移動するため、赤外監視装置を具備した監視装置と、通信衛星群の構成およびデータ伝送方法の仕組みが必要である。 A huge number of satellites are required for constant monitoring and communication line maintenance using LEO satellites. Furthermore, unlike geostationary satellites that appear almost fixed relative to the earth-fixed coordinate system, LEO satellites change their flight position from time to time. A mechanism for transmission method is required.

また、このような赤外監視装置を具備した監視衛星群を有する監視システムに加え、通信衛星群がメッシュ状の衛星コンステレーション通信網を形成する衛星情報伝送システムが期待されている。この衛星情報伝送システムを利用して飛翔体発射を探知して対処システムに飛翔体情報を準リアルタイムで伝送する手段を提供する。なお情報伝送に資する時間遅れと、衛星が最速タイミングで情報授受できるまでの待ち時間を考慮して、準リアルタイムと呼んでいる。 In addition to a monitoring system having a monitoring satellite group equipped with such an infrared monitoring device, a satellite information transmission system in which a group of communication satellites forms a mesh-like satellite constellation communication network is expected. This satellite information transmission system is used to detect a projectile launch and provide a means for transmitting projectile information to a countermeasure system in near real time. It is called near real-time because it takes into account the time delay that contributes to information transmission and the waiting time until the satellite can send and receive information at the fastest timing.

図1は、衛星コンステレーション20の一例として、極域以外で交差する複数の軌道面21を有する衛星コンステレーション20の例を示す図である。
上述したように、監視システムおよび衛星情報伝送システムは、衛星コンステレーションとして形成される。
FIG. 1 is a diagram showing, as an example of a satellite constellation 20, a satellite constellation 20 having a plurality of orbital planes 21 that intersect in non-polar regions.
As mentioned above, the surveillance system and the satellite information transmission system are formed as a satellite constellation.

図1の衛星コンステレーション20では、同一軌道面において同一高度で複数の衛星30が飛翔している。衛星30は人工衛星ともいう。
図1の衛星コンステレーション20では、複数の軌道面の各軌道面21の軌道傾斜角が約90度ではなく、かつ、複数の軌道面の各軌道面21が互いに異なる面に存在する。図1の衛星コンステレーション20では、任意の2つの軌道面が極域以外の地点で交差する。図1に示すように、軌道傾斜角が90度よりも傾斜している複数の軌道面の交点は軌道傾斜角に応じて極域から離れていく。また、軌道面の組合せによって赤道近傍を含む多様な位置で軌道面が交差する可能性がある。
図1の衛星コンステレーション20の他には、複数の軌道面の各軌道面の軌道傾斜角が約90度であり、複数の軌道面が極域近傍で交差するといった構成の衛星コンステレーションもある。
In the satellite constellation 20 of FIG. 1, a plurality of satellites 30 are flying at the same altitude in the same orbital plane. The satellite 30 is also called an artificial satellite.
In the satellite constellation 20 of FIG. 1, the orbital inclination angle of each orbital plane 21 of the plurality of orbital planes is not approximately 90 degrees, and each orbital plane 21 of the plurality of orbital planes exists in a different plane from each other. In the satellite constellation 20 of FIG. 1, any two orbital planes intersect at a point other than the polar regions. As shown in FIG. 1, the intersection points of a plurality of orbital planes whose orbital inclination angle is more than 90 degrees move away from the polar region according to the orbital inclination angle. Furthermore, depending on the combination of orbital planes, there is a possibility that the orbital planes intersect at various positions including near the equator.
In addition to the satellite constellation 20 shown in Figure 1, there is also a satellite constellation in which the orbital inclination angle of each orbital plane is approximately 90 degrees, and the plurality of orbital planes intersect near the polar regions. .

図2から図6を用いて衛星コンステレーション20を形成する衛星コンステレーション形成システム600における衛星30と地上設備700の例について説明する。衛星コンステレーション形成システム600は、単に衛星コンステレーションと呼ばれることがある。 An example of the satellite 30 and ground equipment 700 in the satellite constellation formation system 600 that forms the satellite constellation 20 will be described using FIGS. 2 to 6. Satellite constellation formation system 600 is sometimes simply referred to as a satellite constellation.

図2は、衛星コンステレーション形成システム600の構成例である。
衛星コンステレーション形成システム600は、コンピュータを備える。図2では、1つのコンピュータの構成を示しているが、実際には、衛星コンステレーション20を構成する複数の衛星の各衛星30、および、衛星30と通信する地上設備700の各々にコンピュータが備えられる。そして、複数の衛星の各衛星30、および、衛星30と通信する地上設備700の各々に備えられたコンピュータが連携して、衛星コンステレーション形成システム600の機能を実現する。以下において、衛星コンステレーション形成システム600の機能を実現するコンピュータの構成の一例について説明する。
FIG. 2 shows a configuration example of a satellite constellation formation system 600.
Satellite constellation formation system 600 includes a computer. Although FIG. 2 shows the configuration of one computer, in reality, each satellite 30 of the plurality of satellites configuring the satellite constellation 20 and each ground facility 700 that communicates with the satellite 30 are equipped with a computer. It will be done. Then, computers provided in each of the plurality of satellites 30 and each of the ground equipment 700 that communicates with the satellites 30 cooperate to realize the functions of the satellite constellation forming system 600. An example of the configuration of a computer that implements the functions of the satellite constellation formation system 600 will be described below.

衛星コンステレーション形成システム600は、衛星30と地上設備700を備える。衛星30は、地上設備700の通信装置950と通信する通信装置32を備える。図2では、衛星30が備える構成のうち通信装置32を図示している。 Satellite constellation formation system 600 includes satellite 30 and ground equipment 700. Satellite 30 includes a communication device 32 that communicates with communication device 950 of ground facility 700 . FIG. 2 illustrates the communication device 32 among the components included in the satellite 30.

衛星コンステレーション形成システム600は、プロセッサ910を備えるとともに、メモリ921、補助記憶装置922、入力インタフェース930、出力インタフェース940、および通信装置950といった他のハードウェアを備える。プロセッサ910は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。 Satellite constellation formation system 600 includes a processor 910 and other hardware such as memory 921, auxiliary storage 922, input interface 930, output interface 940, and communication device 950. Processor 910 is connected to other hardware via signal lines and controls these other hardware.

衛星コンステレーション形成システム600は、機能要素として、衛星コンステレーション形成部11を備える。衛星コンステレーション形成部11の機能は、ハードウェアあるいはソフトウェアにより実現される。
衛星コンステレーション形成部11は、衛星30と通信しながら衛星コンステレーション20の形成を制御する。
Satellite constellation formation system 600 includes satellite constellation formation section 11 as a functional element. The functions of the satellite constellation forming section 11 are realized by hardware or software.
The satellite constellation forming unit 11 controls the formation of the satellite constellation 20 while communicating with the satellites 30.

図3は、衛星コンステレーション形成システム600の衛星30の構成の一例である。
衛星30は、衛星制御装置31と通信装置32と推進装置33と姿勢制御装置34と電源装置35とを備える。その他、各種の機能を実現する構成要素を備えていてもよいが、図3では、衛星制御装置31と通信装置32と推進装置33と姿勢制御装置34と電源装置35について説明する。図3の衛星30は、通信装置32を具備する通信衛星308の例である。
FIG. 3 is an example of the configuration of the satellite 30 of the satellite constellation formation system 600.
The satellite 30 includes a satellite control device 31, a communication device 32, a propulsion device 33, an attitude control device 34, and a power supply device 35. In addition, the satellite control device 31, the communication device 32, the propulsion device 33, the attitude control device 34, and the power supply device 35 will be explained in FIG. Satellite 30 of FIG. 3 is an example of a communications satellite 308 that includes communications equipment 32. Satellite 30 of FIG.

衛星制御装置31は、推進装置33と姿勢制御装置34とを制御するコンピュータであり、処理回路を備える。具体的には、衛星制御装置31は、地上設備700から送信される各種コマンドにしたがって、推進装置33と姿勢制御装置34とを制御する。
通信装置32は、地上設備700と通信する装置である。あるいは、通信装置32は、同一軌道面の前後の衛星30、あるいは、隣接する軌道面の衛星30と通信する装置である。具体的には、通信装置32は、自衛星に関する各種データを地上設備700あるいは他の衛星30へ送信する。また、通信装置32は、地上設備700から送信される各種コマンドを受信する。
推進装置33は、衛星30に推進力を与える装置であり、衛星30の速度を変化させる。
姿勢制御装置34は、衛星30の姿勢と衛星30の角速度と視線方向(Line Of Sight)といった姿勢要素を制御するための装置である。姿勢制御装置34は、各姿勢要素を所望の方向に変化させる。もしくは、姿勢制御装置34は、各姿勢要素を所望の方向に維持する。姿勢制御装置34は、姿勢センサとアクチュエータとコントローラとを備える。姿勢センサは、ジャイロスコープ、地球センサ、太陽センサ、スター・トラッカ、スラスタおよび磁気センサといった装置である。アクチュエータは、姿勢制御スラスタ、モーメンタムホイール、リアクションホイールおよびコントロール・モーメント・ジャイロといった装置である。コントローラは、姿勢センサの計測データまたは地上設備700からの各種コマンドにしたがって、アクチュエータを制御する。
電源装置35は、太陽電池、バッテリおよび電力制御装置といった機器を備え、衛星30に搭載される各機器に電力を供給する。
The satellite control device 31 is a computer that controls the propulsion device 33 and the attitude control device 34, and includes a processing circuit. Specifically, satellite control device 31 controls propulsion device 33 and attitude control device 34 according to various commands transmitted from ground equipment 700.
The communication device 32 is a device that communicates with the ground equipment 700. Alternatively, the communication device 32 is a device that communicates with satellites 30 before and after the same orbit plane, or with satellites 30 in adjacent orbit planes. Specifically, the communication device 32 transmits various data regarding its own satellite to the ground facility 700 or other satellites 30. Furthermore, the communication device 32 receives various commands transmitted from the ground equipment 700.
The propulsion device 33 is a device that provides propulsion to the satellite 30 and changes the speed of the satellite 30.
The attitude control device 34 is a device for controlling attitude factors such as the attitude of the satellite 30, the angular velocity of the satellite 30, and the line of sight. The attitude control device 34 changes each attitude element in a desired direction. Alternatively, the attitude control device 34 maintains each attitude element in a desired direction. The attitude control device 34 includes an attitude sensor, an actuator, and a controller. Attitude sensors are devices such as gyroscopes, earth sensors, sun sensors, star trackers, thrusters and magnetic sensors. Actuators are devices such as attitude control thrusters, momentum wheels, reaction wheels and control moment gyros. The controller controls the actuator according to the measurement data of the attitude sensor or various commands from the ground equipment 700.
The power supply device 35 includes devices such as a solar cell, a battery, and a power control device, and supplies power to each device mounted on the satellite 30.

衛星制御装置31に備わる処理回路について説明する。
処理回路は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであってもよい。
処理回路において、一部の機能が専用のハードウェアで実現されて、残りの機能がソフトウェアまたはファームウェアで実現されてもよい。つまり、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせで実現することができる。
専用のハードウェアは、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC、FPGAまたはこれらの組み合わせである。
ASICは、Application Specific Integrated Circuitの略称である。FPGAは、Field Programmable Gate Arrayの略称である。
The processing circuit provided in the satellite control device 31 will be explained.
The processing circuit may be dedicated hardware or a processor that executes a program stored in memory.
In the processing circuit, some functions may be realized by dedicated hardware, and the remaining functions may be realized by software or firmware. That is, the processing circuit can be implemented in hardware, software, firmware, or a combination thereof.
The dedicated hardware is specifically a single circuit, a complex circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC, an FPGA, or a combination thereof.
ASIC is an abbreviation for Application Specific Integrated Circuit. FPGA is an abbreviation for Field Programmable Gate Array.

図4は、衛星コンステレーション形成システム600の衛星30の構成の別例である。
図4の衛星30では、図3の構成に加え、監視装置36を備える。
監視装置36は、物体を監視する装置である。具体的には、監視装置36は、宇宙物体、飛翔体、あるいは陸海空の移動体といった物体を監視あるいは観測するための装置である。監視装置36は、観測装置ともいう。
例えば、監視装置36は、飛翔体が大気圏に侵入する時の大気摩擦による温度上昇を赤外線で検知する赤外監視装置である。監視装置36は、飛翔体の発射時のプルームないし飛翔体本体の温度を検知する。赤外監視装置は赤外線監視装置ともいう。
あるいは、監視装置36は、光波ないし電波の情報収集装置でもよい。監視装置36は、物体を光学系で検知する装置でもよい。監視装置36は、観測衛星の軌道高度と異なる高度を飛翔する物体を光学系で撮影する。具体的には、監視装置36は可視光学センサであってもよい。
図4の衛星30は、監視装置36と通信装置32を具備する監視衛星307の例である。監視衛星307は、複数の監視装置36を備えていてもよい。また、監視衛星307は、複数種類の監視装置36を備えていてもよい。
FIG. 4 shows another example of the configuration of the satellites 30 of the satellite constellation formation system 600.
The satellite 30 in FIG. 4 includes a monitoring device 36 in addition to the configuration in FIG.
The monitoring device 36 is a device that monitors objects. Specifically, the monitoring device 36 is a device for monitoring or observing objects such as space objects, flying objects, or moving objects on land, sea, and air. The monitoring device 36 is also referred to as an observation device.
For example, the monitoring device 36 is an infrared monitoring device that uses infrared light to detect a temperature increase due to atmospheric friction when a flying object enters the atmosphere. The monitoring device 36 detects the temperature of the plume or the body of the flying object when the flying object is launched. An infrared monitoring device is also called an infrared monitoring device.
Alternatively, the monitoring device 36 may be a light wave or radio wave information gathering device. The monitoring device 36 may be a device that detects objects using an optical system. The monitoring device 36 uses an optical system to photograph an object flying at an altitude different from the orbital altitude of the observation satellite. Specifically, monitoring device 36 may be a visible optical sensor.
Satellite 30 in FIG. 4 is an example of a monitoring satellite 307 that includes monitoring device 36 and communication device 32. Satellite 30 in FIG. The monitoring satellite 307 may include a plurality of monitoring devices 36. Furthermore, the monitoring satellite 307 may include multiple types of monitoring devices 36.

図5は、衛星コンステレーション形成システム600が備える地上設備700の構成例である。
地上設備700は、全ての軌道面の多数衛星をプログラム制御する。地上設備700は、地上装置あるいは地上システムともいう。地上装置は、地上アンテナ装置、地上アンテナ装置に接続された通信装置、あるいは電子計算機といった地上局と、地上局にネットワークで接続されたサーバあるいは端末としての地上設備から構成される。また、地上装置には航空機、自走車両、あるいは移動端末といった移動体に搭載された通信装置を含んでも良い。
FIG. 5 is a configuration example of ground equipment 700 included in satellite constellation formation system 600.
Ground facilities 700 programmatically control multiple satellites in all orbital planes. The ground equipment 700 is also referred to as ground equipment or ground system. The ground equipment includes a ground station such as a ground antenna device, a communication device connected to the ground antenna device, or a computer, and ground equipment as a server or terminal connected to the ground station via a network. Further, the ground device may include a communication device mounted on a mobile object such as an aircraft, a self-propelled vehicle, or a mobile terminal.

地上設備700、すなわち地上システムは、本開示の実施の形態で説明する衛星コンステレーション、または、飛翔体対処システム、または、監視システム、または、衛星情報伝送システム、または、対処システムを運用制御する。
地上設備700、すなわち地上システムのハードウェア構成は、本開示の実施の形態で説明する対処地上センター、または、衛星統合指令センターと同様である。
The ground equipment 700, that is, the ground system, operates and controls a satellite constellation, a flying object countermeasure system, a monitoring system, a satellite information transmission system, or a countermeasure system described in the embodiments of the present disclosure.
The hardware configuration of the ground equipment 700, that is, the ground system, is similar to the response ground center or satellite integrated command center described in the embodiment of the present disclosure.

地上設備700は、各衛星30と通信することによって衛星コンステレーション20を形成する。地上設備700は、プロセッサ910を備えるとともに、メモリ921、補助記憶装置922、入力インタフェース930、出力インタフェース940、および通信装置950といった他のハードウェアを備える。プロセッサ910は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。 Ground equipment 700 forms satellite constellation 20 by communicating with each satellite 30 . Ground equipment 700 includes a processor 910 and other hardware such as memory 921, auxiliary storage 922, input interface 930, output interface 940, and communication device 950. Processor 910 is connected to other hardware via signal lines and controls these other hardware.

地上設備700は、機能要素として、軌道制御コマンド生成部510と、解析予測部520を備える。軌道制御コマンド生成部510および解析予測部520の機能は、ハードウェアあるいはソフトウェアにより実現される。 The ground equipment 700 includes an orbit control command generation section 510 and an analysis prediction section 520 as functional elements. The functions of the orbit control command generation section 510 and the analysis prediction section 520 are realized by hardware or software.

通信装置950は、衛星コンステレーション20を構成する衛星群の各衛星30を追跡管制する信号を送受信する。また、通信装置950は、軌道制御コマンド55を各衛星30に送信する。
解析予測部520は、衛星30の軌道を解析予測する。
軌道制御コマンド生成部510は、衛星30に送信する軌道制御コマンド55を生成する。
軌道制御コマンド生成部510および解析予測部520は、衛星コンステレーション形成部11の機能を実現する。すなわち、軌道制御コマンド生成部510および解析予測部520は、衛星コンステレーション形成部11の例である。
The communication device 950 transmits and receives signals for tracking and controlling each satellite 30 of the satellite group that constitutes the satellite constellation 20. Furthermore, the communication device 950 transmits the orbit control command 55 to each satellite 30.
The analysis prediction unit 520 analyzes and predicts the orbit of the satellite 30.
Orbit control command generation section 510 generates orbit control command 55 to be transmitted to satellite 30.
The orbit control command generation unit 510 and the analysis prediction unit 520 realize the functions of the satellite constellation formation unit 11. That is, the orbit control command generation section 510 and the analysis prediction section 520 are examples of the satellite constellation formation section 11.

図6は、衛星コンステレーション形成システム600の機能構成例を示す図である。
衛星30は、さらに、衛星コンステレーション20を形成する衛星コンステレーション形成部11bを備える。そして、複数の衛星の各衛星30の衛星コンステレーション形成部11bと、地上設備700の各々に備えられた衛星コンステレーション形成部11とが連携して、衛星コンステレーション形成システム600の機能を実現する。なお、衛星30の衛星コンステレーション形成部11bは、衛星制御装置31に備えられていてもよい。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the functional configuration of the satellite constellation formation system 600.
The satellite 30 further includes a satellite constellation forming section 11b that forms the satellite constellation 20. The satellite constellation forming unit 11b of each satellite 30 of the plurality of satellites and the satellite constellation forming unit 11 provided in each of the ground facilities 700 cooperate to realize the functions of the satellite constellation forming system 600. . Note that the satellite constellation forming unit 11b of the satellite 30 may be included in the satellite control device 31.

図7は、本実施の形態に係る宇宙物体情報の例である。
宇宙物体情報には、宇宙物体を識別する宇宙物体ID(Identifier)と、軌道情報とが設定される。軌道情報には、予報軌道情報と実績軌道情報が含まれる。宇宙物体は例えば、衛星である。
予報軌道情報は、元期、軌道要素、予測誤差、情報提供事業装置ID、および情報更新日を含む。
予報軌道情報は、UTS時刻、位置座標、計測誤差、情報提供事業装置ID、および情報更新日を含む。
FIG. 7 is an example of space object information according to this embodiment.
The space object information includes a space object ID (Identifier) for identifying a space object and orbit information. The trajectory information includes forecast trajectory information and actual trajectory information. A space object is, for example, a satellite.
The forecast trajectory information includes an epoch, a trajectory element, a prediction error, an information providing business device ID, and an information update date.
The forecast trajectory information includes UTS time, position coordinates, measurement error, information providing business device ID, and information update date.

図8は、本実施の形態に係る軌道予報情報の例を示す図である。
衛星コンステレーション形成システム600、地上設備700、あるいは衛星30は、宇宙物体の軌道の予報値が設定された軌道予報情報を備える。
FIG. 8 is a diagram showing an example of trajectory forecast information according to the present embodiment.
The satellite constellation formation system 600, the ground equipment 700, or the satellite 30 is equipped with orbit forecast information in which a predicted value of the orbit of a space object is set.

軌道予報情報には、衛星軌道予報情報とデブリ軌道予報情報とが含まれる。衛星軌道予報情報には、衛星の軌道の予報値が設定されている。デブリ軌道予報情報には、デブリの軌道の予報値が設定されている。 The orbit forecast information includes satellite orbit forecast information and debris orbit forecast information. The satellite orbit forecast information includes a predicted value of the orbit of the satellite. The debris trajectory forecast information includes a predicted value of the debris trajectory.

軌道予報情報には、例えば、宇宙物体ID、予報元期、予報軌道要素、および予報誤差といった情報が設定される。 Information such as a space object ID, a forecast period, a forecast orbit element, and a forecast error are set in the orbit forecast information, for example.

宇宙物体IDは、宇宙物体を識別する識別子である。図8では、宇宙物体IDとして、衛星IDとデブリIDが設定されている。宇宙物体は、具体的には、宇宙空間に打ち上げられるロケット、飛翔体、人工衛星、宇宙基地、デブリ除去衛星、惑星探査宇宙機、ミッション終了後にデブリ化した衛星あるいはロケットといった物体である。 The space object ID is an identifier that identifies a space object. In FIG. 8, a satellite ID and a debris ID are set as space object IDs. Specifically, space objects include objects such as rockets launched into outer space, flying objects, artificial satellites, space bases, debris removal satellites, planetary exploration spacecraft, and satellites or rockets that become debris after their missions are completed.

予報元期は、複数の宇宙物体の各々の軌道について予報されている元期である。
予報軌道要素は、複数の宇宙物体の各々の軌道を特定する軌道要素である。予報軌道要素は、複数の宇宙物体の各々の軌道について予報されている軌道要素である。図8では、予報軌道要素として、ケプラー軌道6要素が設定されている。
The forecast epoch is the epoch for which the orbits of each of a plurality of space objects are predicted.
The predicted orbit element is an orbit element that specifies the orbit of each of a plurality of space objects. The predicted orbit element is an orbit element predicted for each orbit of a plurality of space objects. In FIG. 8, six Keplerian orbit elements are set as forecast orbit elements.

予報誤差は、複数の宇宙物体の各々の軌道において予報される誤差である。予報誤差には、進行方向誤差、直交方向誤差、および誤差の根拠が設定されている。このように、予報誤差には、実績値が内包する誤差量が根拠とともに明示的に示される。誤差量の根拠としては、計測手段、位置座標情報の精度向上手段として実施したデータ処理の内容、および、過去データの統計的評価結果の一部あるいはすべてが含まれる。 The forecast error is an error predicted in each orbit of a plurality of space objects. The forecast error includes a forward direction error, an orthogonal direction error, and a basis for the error. In this way, the forecast error clearly shows the amount of error included in the actual value along with the basis. The basis for the amount of error includes the measurement means, the content of data processing performed as a means for improving the accuracy of position coordinate information, and some or all of the results of statistical evaluation of past data.

なお、本実施の形態に係る軌道予報情報では、宇宙物体について、予報元期と予報軌道要素が設定されている。予報元期と予報軌道要素により、宇宙物体の近未来における時刻と位置座標を求めることができる。例えば、宇宙物体についての近未来の時刻と位置座標が、軌道予報情報に設定されていてもよい。
このように、軌道予報情報には、元期と軌道要素、あるいは、時刻と位置座標を含む宇宙物体の軌道情報が具備され、宇宙物体の近未来の予報値が明示的に示されている。
また、あるいは、衛星コンステレーション形成システム600、地上設備700、あるいは衛星30は、宇宙物体の軌道の実績値が設定された軌道実績情報を備えていてもよい。
Note that in the orbit forecast information according to the present embodiment, a forecast era and forecast orbit elements are set for a space object. Using the forecast epoch and forecast orbit elements, the time and position coordinates of a space object in the near future can be determined. For example, the time and position coordinates of a space object in the near future may be set in the orbit forecast information.
In this way, the orbit forecast information includes the orbit information of the space object including the epoch and orbit elements, or the time and position coordinates, and explicitly indicates the predicted value of the space object in the near future.
Alternatively, the satellite constellation formation system 600, the ground equipment 700, or the satellite 30 may be provided with orbit track record information in which track record values of the orbits of space objects are set.

***飛翔体対処システム401の構成および機能概要***
***飛翔体追跡システム406の構成および機能概要***
図9は、本実施の形態に係る飛翔体対処システム401および飛翔体追跡システム406の構成例を示す図である。
なお、図9は、飛翔体対処システム401および飛翔体追跡システム406の一例であり、下記の機能を実現することができれば他の構成であってもよい。
***Summary of configuration and functions of the projectile object countermeasure system 401***
***Configuration and functional overview of the flying object tracking system 406***
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a flying object handling system 401 and a flying object tracking system 406 according to the present embodiment.
Note that FIG. 9 is an example of the flying object countermeasure system 401 and the flying object tracking system 406, and other configurations may be used as long as the following functions can be realized.

飛翔体追跡システム406は、衛星コンステレーション20と、地上システム810とにより構成される。飛翔体追跡システム406は、飛翔体601の発射探知と追跡を行う。
例えば、地上システム810は、後述する滑空飛翔体追跡方法により、間欠的噴射飛翔体を追跡する。あるいは、地上システム810は、後述する滑空飛翔体追跡方法により、弾道飛翔体を追跡する。
Aircraft tracking system 406 is comprised of satellite constellation 20 and ground system 810. The flying object tracking system 406 performs launch detection and tracking of the flying object 601.
For example, the ground system 810 tracks intermittent jetting projectiles using a glide projectile tracking method described below. Alternatively, the ground system 810 tracks the ballistic projectile using a gliding projectile tracking method described below.

飛翔体対処システム401は、衛星コンステレーション20と、地上システム810と、対処アセット801とにより構成される。
例えば、地上システム810は、後述する滑空飛翔体追跡方法により、間欠的噴射飛翔体を追跡して、予想着弾領域近傍の対処アセット801に飛翔体情報を伝送する。あるいは、地上システム810は、後述する滑空飛翔体追跡方法により、弾道飛翔体を追跡して、予想着弾領域近傍の対処アセット801に飛翔体情報を伝送する。
The flying object countermeasure system 401 includes a satellite constellation 20, a ground system 810, and a countermeasure asset 801.
For example, the ground system 810 tracks the intermittent jetting flying object using a gliding flying object tracking method described below, and transmits the flying object information to the countermeasure asset 801 near the expected impact area. Alternatively, the ground system 810 tracks the ballistic projectile using a gliding projectile tracking method to be described later, and transmits the projectile information to the countermeasure asset 801 near the expected impact area.

衛星コンステレーション20は、赤外監視装置を具備し、低軌道で飛行する複数の監視衛星307で構成される監視システム404である。 The satellite constellation 20 is a monitoring system 404 comprising a plurality of monitoring satellites 307 equipped with infrared monitoring equipment and flying in low orbit.

飛翔体対処システム401は、監視システム404と、通信システムである衛星情報伝送システム403の両衛星システムと情報の送受信を行う地上システム810を備える。
監視衛星307が飛翔体601の発射探知後に、近傍を飛翔する監視衛星群が当該飛翔体601の情報取得を継続するために、位置座標を伝達する必要がある。本実施の形態に係る飛翔体対処システム401によれば、近傍を通過する通信衛星308を経由して、監視衛星群に監視指令を与えることができる。
The flying object countermeasure system 401 includes a monitoring system 404 and a ground system 810 that transmits and receives information to and from both satellite systems, such as a satellite information transmission system 403 that is a communication system.
After the monitoring satellite 307 detects the launch of the flying object 601, it is necessary to transmit the position coordinates in order for the monitoring satellite group flying nearby to continue acquiring information about the flying object 601. According to the flying object countermeasure system 401 according to the present embodiment, a monitoring command can be given to the monitoring satellite group via the communication satellite 308 passing nearby.

飛翔体対処システム401は、監視システム404と、衛星情報伝送システム403と、対処システム405を備える。
監視システム404は、監視装置と通信装置を具備する複数の監視衛星307を有する。
衛星情報伝送システム403は、通信装置を具備する複数の通信衛星308を有する。
対処システム405は、飛翔体601に対処する陸海空の対処アセット801を具備する。対処システム405は、対処地上センター802を経由して情報を受信してもよいし、地上システム810、監視衛星307、あるいは通信衛星308から情報を受信してもよい。
The flying object countermeasure system 401 includes a monitoring system 404 , a satellite information transmission system 403 , and a countermeasure system 405 .
The monitoring system 404 includes a plurality of monitoring satellites 307 equipped with monitoring equipment and communication equipment.
Satellite information transmission system 403 includes a plurality of communication satellites 308 equipped with communication devices.
The response system 405 includes land, sea, and air response assets 801 that respond to the flying object 601. Response system 405 may receive information via response ground center 802 or may receive information from ground system 810 , monitoring satellite 307 , or communication satellite 308 .

飛翔体対処システム401は、監視システム404が飛翔体601を監視して生成した飛翔体情報を、衛星情報伝送システム403を経由して、対処システム405に伝送する。
例えば、監視衛星307は、赤外監視装置により、飛翔体601の発射時プルームと、温度上昇して飛翔する飛翔体601とを、高温対象として検知する。そして、監視システム404は、飛翔体601に関する時刻情報と位置情報とを含む飛翔体情報を、衛星情報伝送システム403を経由して、対処システム405に伝送する。
The flying object countermeasure system 401 transmits the flying object information generated by monitoring the flying object 601 by the monitoring system 404 to the countermeasure system 405 via the satellite information transmission system 403.
For example, the monitoring satellite 307 uses an infrared monitoring device to detect the plume of the flying object 601 at the time of launch and the flying object 601 flying with an increased temperature as high-temperature objects. Then, the monitoring system 404 transmits the flying object information including time information and position information regarding the flying object 601 to the response system 405 via the satellite information transmission system 403.

***滑空飛翔体追跡方法の説明***
滑空飛翔体追跡方法は、複数の監視衛星307で構成する衛星コンステレーション20により取得した飛翔体監視情報を地上システム810で解析し、発射後に大気圏上空まで軌道高度を下げた後に滑空飛行する滑空飛翔体を追跡する方法である。
***Explanation of how to track a gliding flying object***
The gliding flying object tracking method analyzes the flying object monitoring information acquired by the satellite constellation 20 consisting of a plurality of monitoring satellites 307 using the ground system 810, and after the launch, the flying object lowers its orbit altitude to above the atmosphere and then glides. It's a way to track your body.

監視衛星307は、監視装置36として、地心方向を指向する第一の赤外監視装置と、地球周縁を指向する第二の赤外監視装置とを具備する。
第一の赤外監視装置は、飛翔体発射時に伴う高温噴霧を探知し、飛翔経路モデルの起点となす。
第二の赤外監視装置は、噴射終了後に温度上昇した飛翔体本体を宇宙背景で検知する。
The monitoring satellite 307 includes, as the monitoring device 36, a first infrared monitoring device oriented toward the earth's center and a second infrared monitoring device oriented toward the circumference of the earth.
The first infrared monitoring device detects the high-temperature spray that accompanies a projectile launch and uses it as the starting point for a flight path model.
The second infrared monitoring device detects the body of the flying object, which has increased in temperature after the injection is completed, in the space background.

地上システム810は、飛翔体の発射位置座標、飛翔方向、および発射から着弾までの時系列飛翔距離と飛翔高度プロファイル、から構成される飛翔経路をモデル化し、典型的な複数の飛翔経路モデルを格納したデータベース811を具備する。
地上システム810は、監視装置36の第一の赤外監視装置が検出した飛翔体発射探知情報を起点として、複数の飛翔経路モデルの中から、飛翔経路を予測時刻に監視可能な後続監視衛星を選択する。そして、地上システム810は、発射探知した監視衛星から、選択した後続監視衛星へ情報伝送する。
The ground system 810 models a flight path consisting of a projectile's launch position coordinates, flight direction, time-series flight distance from launch to impact, and flight altitude profile, and stores a plurality of typical flight path models. A database 811 is provided.
The ground system 810 uses the projectile launch detection information detected by the first infrared monitoring device of the monitoring device 36 as a starting point, and selects a subsequent monitoring satellite that can monitor the flight path at the predicted time from among a plurality of flight path models. select. Then, the ground system 810 transmits information from the monitoring satellite whose launch was detected to the selected subsequent monitoring satellite.

噴射終了後の飛翔体本体について、南北方向に視線ベクトルを有する監視衛星が、飛翔体の通過時刻、経度、および高度情報を計測する。また、噴射終了後の飛翔体本体について、東西方向に視線ベクトルを有する監視衛星が、飛翔体の通過時刻、緯度、および高度情報を計測する。 After the injection is complete, a monitoring satellite with a line of sight vector in the north-south direction measures the passing time, longitude, and altitude information of the flying object. In addition, a monitoring satellite having a line-of-sight vector in the east-west direction measures the passing time, latitude, and altitude information of the flying object after the injection is completed.

地上システム810は、飛翔経路モデルと実軌道の乖離を評価して飛翔経路モデルを補正し、次の後続監視衛星で飛翔体監視を継続する。 The ground system 810 evaluates the deviation between the flight path model and the actual orbit, corrects the flight path model, and continues monitoring the flying object with the next subsequent monitoring satellite.

図10は、飛翔体601の発射領域から着弾領域までの距離および飛翔方向の飛翔経路モデル例を示す図である。
図11は、弾道飛行飛翔体の飛翔経路モデル例を示す図である。
図12は、間欠的噴射飛翔体の飛翔経路モデル例を示す図である。
図13は、弾道飛行飛翔体の飛翔経路モデルと間欠的噴射飛翔体の飛翔経路モデルとの比較例である。
FIG. 10 is a diagram showing an example of a flight path model of the distance from the launch area to the landing area of the flying object 601 and the flight direction.
FIG. 11 is a diagram showing an example of a flight path model of a suborbital flying object.
FIG. 12 is a diagram showing an example of a flight path model of an intermittent jetting flying object.
FIG. 13 is a comparison example between a flight path model of a suborbital flying object and a flight path model of an intermittent jetting object.

安全保障上の脅威となる飛翔体は、発射が予想される領域と、着弾が予想される領域を予め仮定できる。このため、このような飛翔体は、発射領域から着弾領域までの距離、飛翔方向、到達時間、および、弾道飛行の場合の軌道と到達高度といった典型的な飛翔経路モデルとして設定することが可能である。
近年滑空弾と呼ばれる間欠的に噴射を繰り返す飛翔体が登場したことにより、弾道弾と比較して、飛翔経路モデルのバリエーションが増えることになる。しかし、発射時噴射終了後に大気上層部を滑空する飛翔モデルとして、着弾領域までの飛翔経路モデルを想定することが可能である。間欠的な噴射により飛翔経路モデルからの逸脱があるとしても、発射から着弾までの飛翔経路のプロファイル全体と比較すれば高度方向にも水平方向にも微小な変化量である。また、典型的な飛翔経路モデルを暫定飛翔経路と仮定した上で、監視衛星の計測情報により、実軌道を修正することにより、飛翔経路予測の精度を向上することができる。
For projectiles that pose a security threat, the areas in which they are expected to be launched and the areas in which they are expected to land can be assumed in advance. For this reason, such a projectile can be set as a typical flight path model, including the distance from the launch area to the impact area, flight direction, arrival time, and trajectory and arrival altitude in the case of suborbital flight. be.
In recent years, the appearance of a flying object called a glide projectile that repeatedly fires intermittently has increased the variety of flight path models compared to ballistic projectiles. However, it is possible to assume a flight path model to the impact area as a flight model in which the missile glides in the upper atmosphere after the injection is completed during launch. Even if there is a deviation from the flight path model due to intermittent injection, the amount of change in both the altitude and horizontal directions is minute compared to the entire flight path profile from launch to impact. Further, by assuming a typical flight path model as a provisional flight path and correcting the actual trajectory using measurement information from monitoring satellites, it is possible to improve the accuracy of flight path prediction.

なお滑空弾としては、発射後噴射終了後に間欠的噴射をするHGVの他に、間欠的噴射せずに大気圏上層を超音速で滑空するHCM(Hypersonic Cruise Missile)が知られている。 In addition to the HGV, which performs intermittent injection after injection is completed after launch, there are also known glide missiles such as HCMs (Hypersonic Cruise Missiles), which glide at supersonic speeds in the upper atmosphere without intermittent injection.

図14は、赤道上空付近の監視衛星が弾道軌道を横から監視するリム観測を示す図である。
図15は、傾斜軌道最北端付近の監視衛星が発射領域から着弾領域への飛翔方向から監視するリム観測を示す図である。
図14の左図は、赤道上空付近の監視衛星によるリム観測を横から見た図であり、図14の右図は、赤道上空付近の監視衛星が弾道軌道を横から監視する図である。
FIG. 14 is a diagram showing rim observation in which a monitoring satellite near the equator monitors a ballistic trajectory from the side.
FIG. 15 is a diagram showing rim observation monitored from the flight direction from the launch area to the impact area by a monitoring satellite near the northernmost tip of the inclined orbit.
The left diagram of FIG. 14 is a side view of the rim observation by a monitoring satellite near the equator, and the right diagram of FIG. 14 is a diagram of the rim observation from the side by a monitoring satellite near the equator.

噴射終了後の温度上昇した飛翔体本体は、噴霧ほど高い温度とはならず、監視対象が飛翔体本体の寸法に限定されるため、地心方向を指向する赤外監視装置ではクラッタと呼ばれる地表からの赤外放射情報に埋もれて識別が困難になる場合がある。そこで第二の赤外監視装置により、リム観測と呼ばれる地球周縁を指向する監視方法によって、宇宙を背景にして飛翔体を監視することにより低温背景の中の輝点として、飛翔体を識別できるという効果がある。 The body of the flying object, which has increased in temperature after injection, is not as high as the temperature of the spray, and the object to be monitored is limited to the dimensions of the flying object. Identification may be difficult because it is buried in infrared radiation information from other sources. Therefore, by using a second infrared monitoring device, which uses a monitoring method called rim observation that focuses on the Earth's periphery, it is possible to identify the flying object as a bright spot in the low-temperature background by monitoring the flying object against the background of space. effective.

弾道飛行飛翔体においては、発射時の推進装置噴射終了段階の飛翔方向と速度により飛翔プロファイルが決まり、発射後に最高到達高度に至る時間と距離を計測すれば着弾領域が予測可能となる。一方、間欠的に噴射を繰り返す飛翔体では、飛翔経路が噴射のたびに変わるため時間経過に伴う経路の変化を追跡監視する必要がある。 For a suborbital projectile, the flight profile is determined by the flight direction and speed at the end of the propulsion injection at the time of launch, and the impact area can be predicted by measuring the time and distance to reach the highest altitude after launch. On the other hand, in the case of a flying object that repeats injections intermittently, the flight path changes each time it is ejected, so it is necessary to track and monitor changes in the path over time.

噴射終了後に温度上昇した飛翔体本体を検知するためには地球周縁を指向するリム観測をする必要がある。監視に適する監視衛星は飛翔体近傍を飛翔する監視衛星ではなく、リム観測に適した相対位置を飛翔する監視衛星となる。
またリム観測では監視衛星からみた高度方向と水平方向の計測精度は高いが、距離方向には計測誤差が大きい場合がある。
そこで、弾道軌道を横から監視する監視衛星と、発射領域から着弾領域への飛翔方向から監視する監視衛星の飛翔体情報を併用することにより、弾道軌道を高精度に追跡することができる。
In order to detect the body of the projectile whose temperature has risen after the injection, it is necessary to perform rim observations directed toward the Earth's periphery. A monitoring satellite suitable for monitoring is not a monitoring satellite that flies near the projectile, but a monitoring satellite that flies at a relative position suitable for rim observation.
In addition, in rim observation, the accuracy of measurement in the altitude and horizontal directions as seen from the monitoring satellite is high, but there may be large measurement errors in the distance direction.
Therefore, by using a monitoring satellite that monitors the ballistic trajectory from the side and information on the flying object from the monitoring satellite that monitors the trajectory from the launch area to the landing area, it is possible to track the ballistic trajectory with high precision.

図14に示すように、発射領域に対して東にある着弾領域にむけて発射される弾道飛行飛翔体においては、赤道上空近傍を飛翔する監視衛星が、弾道軌道を横から監視するのに適している。
図15に示すように、傾斜軌道の最北端付近を西から東に飛翔する監視衛星が、後方視するのが、飛翔方向から監視するのに適している。
そこで、赤道上空近傍を飛翔する監視衛星により、飛翔体の通過時刻、経度、および高度情報を計測し、傾斜軌道の最北端周辺を飛翔する監視衛星により、飛翔体の通過時刻、緯度、および高度情報を計測する。これにより、弾道飛行の正確な飛翔経路の計測が可能となり、次の後続監視衛星に精度の高い飛翔体情報を伝送することで、間欠的噴射物体の追跡が可能となる。
As shown in Figure 14, for a suborbital projectile that is launched toward a landing area east of the launch area, a monitoring satellite that flies near the equator is suitable for monitoring the ballistic trajectory from the side. ing.
As shown in FIG. 15, a monitoring satellite flying from west to east near the northernmost end of an inclined orbit is suitable for monitoring from the direction of flight if it looks backward.
Therefore, monitoring satellites flying near the equator measure the passing time, longitude, and altitude information of the flying object, and monitoring satellites flying around the northernmost tip of the inclined orbit measure the passing time, latitude, and altitude information of the flying object. Measure information. This makes it possible to accurately measure the trajectory of a suborbital flight, and by transmitting highly accurate information on the flying object to the subsequent monitoring satellite, it becomes possible to track intermittent projectiles.

***本実施の形態の効果の説明***
本実施の形態では、飛翔体対処システム401は、赤道上空近傍を飛翔する監視衛星により、飛翔体の通過時刻、経度、および高度情報を計測し、傾斜軌道の最北端周辺を飛翔する監視衛星により、飛翔体の通過時刻、緯度、および高度情報を計測する。これにより、弾道飛行の正確な飛翔経路の計測が可能となり、次の後続衛星に精度の高い飛翔体情報を伝送することで、間欠的噴射物体の追跡が可能となる。
***Explanation of effects of this embodiment***
In this embodiment, the flying object countermeasure system 401 measures the passing time, longitude, and altitude information of the flying object using a monitoring satellite that flies near the equator, and uses a monitoring satellite that flies around the northernmost point of an inclined orbit to measure the passing time, longitude, and altitude information of the flying object. , to measure the passing time, latitude, and altitude information of the flying object. This makes it possible to accurately measure the flight path of a suborbital flight, and by transmitting highly accurate information on the flying object to the next succeeding satellite, it becomes possible to track the intermittent jetting object.

***ハードウェアの説明***
ここで、衛星コンステレーション20を形成する衛星コンステレーション形成システム600、地上設備700、地上システム810、あるいは各衛星30といった各装置のコンピュータが備えるハードウェアについて説明する。例えば、図2に記載の地上設備700を用いて説明する。
***Hardware Description***
Here, the hardware included in the computers of each device such as the satellite constellation forming system 600, the ground equipment 700, the ground system 810, or each satellite 30 that form the satellite constellation 20 will be described. For example, explanation will be given using ground equipment 700 shown in FIG. 2.

プロセッサ910は、各装置の機能を実現するプログラムを実行する装置である。
プロセッサ910は、演算処理を行うIC(Integrated Circuit)である。プロセッサ910の具体例は、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、GPU(Graphics Processing Unit)である。
The processor 910 is a device that executes programs that implement the functions of each device.
The processor 910 is an IC (Integrated Circuit) that performs arithmetic processing. Specific examples of the processor 910 are a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), and a GPU (Graphics Processing Unit).

メモリ921は、データを一時的に記憶する記憶装置である。メモリ921の具体例は、SRAM(Static Random Access Memory)、あるいはDRAM(Dynamic Random Access Memory)である。
補助記憶装置922は、データを保管する記憶装置である。補助記憶装置922の具体例は、HDDである。また、補助記憶装置922は、SD(登録商標)メモリカード、CF、NANDフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ(登録商標)ディスク、DVDといった可搬の記憶媒体であってもよい。なお、HDDは、Hard Disk Driveの略語である。SD(登録商標)は、Secure Digitalの略語である。CFは、CompactFlash(登録商標)の略語である。DVDは、Digital Versatile Diskの略語である。
Memory 921 is a storage device that temporarily stores data. A specific example of the memory 921 is SRAM (Static Random Access Memory) or DRAM (Dynamic Random Access Memory).
Auxiliary storage device 922 is a storage device that stores data. A specific example of the auxiliary storage device 922 is an HDD. Further, the auxiliary storage device 922 may be a portable storage medium such as an SD (registered trademark) memory card, CF, NAND flash, flexible disk, optical disk, compact disc, Blu-ray (registered trademark) disc, or DVD. Note that HDD is an abbreviation for Hard Disk Drive. SD (registered trademark) is an abbreviation for Secure Digital. CF is an abbreviation for CompactFlash®. DVD is an abbreviation for Digital Versatile Disk.

入力インタフェース930は、マウス、キーボード、あるいはタッチパネルといった入力装置と接続されるポートである。入力インタフェース930は、具体的には、USB(Universal Serial Bus)端子である。なお、入力インタフェース930は、LAN(Local Area Network)と接続されるポートであってもよい。
出力インタフェース940は、ディスプレイといった表示機器941のケーブルが接続されるポートである。出力インタフェース940は、具体的には、USB端子またはHDMI(登録商標)(High Definition Multimedia Interface)端子である。ディスプレイは、具体的には、LCD(Liquid Crystal Display)である。
The input interface 930 is a port connected to an input device such as a mouse, keyboard, or touch panel. Specifically, the input interface 930 is a USB (Universal Serial Bus) terminal. Note that the input interface 930 may be a port connected to a LAN (Local Area Network).
The output interface 940 is a port to which a cable of a display device 941 such as a display is connected. The output interface 940 is specifically a USB terminal or an HDMI (registered trademark) (High Definition Multimedia Interface) terminal. Specifically, the display is an LCD (Liquid Crystal Display).

通信装置950は、レシーバとトランスミッタを有する。通信装置950は、具体的には、通信チップまたはNIC(Network Interface Card)である。 Communication device 950 has a receiver and a transmitter. The communication device 950 is specifically a communication chip or NIC (Network Interface Card).

各装置の機能を実現するプログラムは、プロセッサ910に読み込まれ、プロセッサ910によって実行される。メモリ921には、プログラムだけでなく、OS(Operating System)も記憶されている。プロセッサ910は、OSを実行しながら、プログラムを実行する。プログラムおよびOSは、補助記憶装置922に記憶されていてもよい。補助記憶装置922に記憶されているプログラムおよびOSは、メモリ921にロードされ、プロセッサ910によって実行される。なお、各装置の機能を実現するプログラムの一部または全部がOSに組み込まれていてもよい。 A program that implements the functions of each device is loaded into the processor 910 and executed by the processor 910. The memory 921 stores not only programs but also an OS (Operating System). Processor 910 executes programs while running the OS. The program and OS may be stored in the auxiliary storage device 922. The programs and OS stored in auxiliary storage device 922 are loaded into memory 921 and executed by processor 910. Note that part or all of the programs that implement the functions of each device may be incorporated into the OS.

各装置は、プロセッサ910を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、プログラムの実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサ910と同じように、プログラムを実行する装置である。 Each device may include multiple processors to replace processor 910. These multiple processors share the responsibility of executing programs. Each processor, like processor 910, is a device that executes a program.

プログラムにより利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値および変数値は、メモリ921、補助記憶装置922、または、プロセッサ910内のレジスタあるいはキャッシュメモリに記憶される。 Data, information, signal values, and variable values utilized, processed, or output by the program are stored in memory 921, auxiliary storage 922, or registers or cache memory within processor 910.

各装置の各部の「部」を「処理」、「手順」、「手段」、「段階」、「サーキットリ」あるいは「工程」に読み替えてもよい。また、各装置の各部の「部」を「プログラム」、「プログラムプロダクト」または「プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体」に読み替えてもよい。「処理」、「手順」、「手段」、「段階」、「サーキットリ」あるいは「工程」は、互いに読み換えが可能である。 The term "unit" in each part of each device may be read as "process," "procedure," "means," "step," "circuitry," or "step." Furthermore, the term "section" for each section of each device may be replaced with "program," "program product," or "computer-readable recording medium on which a program is recorded." "Process", "procedure", "means", "step", "circuitry", or "process" can be read interchangeably.

実施の形態2.
本実施の形態では、主に、実施の形態1と異なる点および実施の形態1に追加する点について説明する。
本実施の形態において、実施の形態1と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
Embodiment 2.
In this embodiment, points different from Embodiment 1 and points added to Embodiment 1 will be mainly described.
In this embodiment, components having the same functions as those in Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

本実施の形態では、複数の監視衛星307で構成する衛星コンステレーション20により取得した飛翔体監視情報を地上システム810で解析し、飛翔体が弾道飛翔体ではなく滑空飛翔体であることを識別する滑空飛翔体識別方法について説明する。 In this embodiment, the ground system 810 analyzes the flying object monitoring information acquired by the satellite constellation 20 composed of a plurality of monitoring satellites 307, and identifies that the flying object is a gliding flying object rather than a ballistic flying object. A method for identifying gliding flying objects will be explained.

飛翔体追跡システム406は、衛星コンステレーション20と、地上システム810とにより構成され、飛翔体の発射探知と追跡をする。
地上システム810は、本実施の形態に係る滑空飛翔体識別方法により、滑空飛翔体を識別する。
The flying object tracking system 406 includes a satellite constellation 20 and a ground system 810, and performs launch detection and tracking of flying objects.
The ground system 810 identifies the gliding aircraft using the gliding aircraft identification method according to the present embodiment.

飛翔体対処システム401は、衛星コンステレーション20と、地上システム810と、対処アセット801とにより構成される。
地上システム810は、本実施の形態に係る滑空飛翔体識別方法により滑空飛翔体を識別し、飛翔体を追跡して、予想飛翔経路近傍の対処アセット801に飛翔体情報を伝送する。
The flying object countermeasure system 401 includes a satellite constellation 20, a ground system 810, and a countermeasure asset 801.
The ground system 810 identifies the gliding aircraft using the gliding aircraft identification method according to the present embodiment, tracks the flying object, and transmits the flying object information to the countermeasure asset 801 near the expected flight path.

***滑空飛翔体識別方法の説明***
本実施の形態に係る滑空飛翔体識別方法は、赤外監視装置を具備する複数の監視衛星307で構成する衛星コンステレーション20により取得した飛翔体監視情報を地上システム810で解析し、飛翔体が弾道飛翔体ではなく滑空飛翔体であることを識別する。
地上システム810は、飛翔体の発射位置座標、飛翔方向、および発射から着弾までの時系列飛翔距離と飛翔高度プロファイル、から構成される飛翔経路をモデル化し、典型的な複数の飛翔経路モデルを格納したデータベース811を具備する。
地上システム810は、赤外監視装置が検出した飛翔体発射探知情報を起点として、弾道飛翔体と滑空飛翔体の飛行経路モデルの発射後に飛翔高度が異なる時間帯において、後続監視衛星で同時に弾道飛行体予測高度帯と滑空飛翔体予測高度帯を監視し、滑空飛翔体を識別する。
***Explanation of how to identify gliding flying objects***
In the gliding projectile identification method according to the present embodiment, a ground system 810 analyzes projectile monitoring information acquired by a satellite constellation 20 composed of a plurality of monitoring satellites 307 equipped with an infrared monitoring device, Identifies that it is a gliding projectile rather than a ballistic projectile.
The ground system 810 models a flight path consisting of a projectile's launch position coordinates, flight direction, time-series flight distance from launch to impact, and flight altitude profile, and stores a plurality of typical flight path models. A database 811 is provided.
The ground system 810 uses the projectile launch detection information detected by the infrared monitoring device as a starting point to simultaneously perform suborbital flight using a subsequent monitoring satellite at different flight altitudes after the flight path models of the ballistic projectile and the gliding projectile are launched. The system monitors the predicted height band of the gliding object and the predicted altitude band of the gliding object, and identifies the gliding object.

図16は、本実施の形態に係る滑空飛翔体識別方法を示す図である。
安全保障上の脅威となる飛翔体は弾道飛翔体であったので、発射探知して飛翔方向と高度を計測すれば、着弾領域を予測して対処行動が可能であった。しかしながら近年登場した滑空飛翔体は発射直後に軌道高度を大気圏上空まで高度を下げた後に、大気圏上空近傍高度を滑空しながら超高速に飛翔し着弾するという特徴があり、対処行動が難しいという場合がある。滑空飛翔体としては、発射後軌道高度を下げた後に間欠的に噴射を繰り返すHGVと、発射後軌道高度を下げた後に噴射はせず滑空するのみのHCMが知られている。
FIG. 16 is a diagram showing a gliding flying object identification method according to the present embodiment.
Since the projectile that posed a security threat was a ballistic projectile, by detecting the launch and measuring the flight direction and altitude, it was possible to predict the impact area and take countermeasures. However, the gliding projectiles that have appeared in recent years have the characteristic of lowering their orbital altitude to above the atmosphere immediately after launch, and then flying at extremely high speeds while gliding at an altitude close to the atmosphere and landing, which can make it difficult to take countermeasures. be. As gliding flying vehicles, there are known HGVs, which repeatedly inject intermittently after lowering the orbital altitude after launch, and HCMs, which do not inject and only glide after lowering the orbital altitude after launch.

特に滑空飛翔体は噴射終了後に温度上昇した飛翔体本体を赤外検知して追跡する必要があるため、弾道飛翔体を静止軌道衛星から監視したような遠方からの赤外監視では検知できないという場合がある。そこで低軌道衛星コンステレーションによる赤外監視システムの実現が待望されている。
低軌道衛星コンステレーションでは、個別衛星は高速で通過するため、特定の飛翔体の発射探知をした後に追跡監視するためには、複数衛星が連携して飛翔体情報を授受して飛翔体飛翔予測経路を監視する必要がある。
今後弾道飛翔体と滑空飛翔体が混在した場合に、滑空飛翔体を早期に識別して適切に対処行動する必要がある。
本実施の形態では、滑空飛翔体を最速で識別する方法を提供することを目的とする。
In particular, for gliding aircraft, it is necessary to track the body of the flying object, which has risen in temperature after injection, by infrared detection, so if a ballistic flying object cannot be detected by infrared monitoring from a distance such as that monitored from a geostationary orbit satellite. There is. Therefore, the realization of an infrared monitoring system using a low-orbit satellite constellation is eagerly awaited.
In a low-orbit satellite constellation, individual satellites pass at high speed, so in order to track and monitor a specific projectile after its launch, multiple satellites work together to send and receive projectile information and predict the projectile's flight. Routes need to be monitored.
In the future, when ballistic and gliding objects coexist, it will be necessary to identify the gliding object at an early stage and take appropriate countermeasures.
The present embodiment aims to provide a method for identifying gliding flying objects at the fastest speed.

実施の形態1で説明したように、安全保障上の脅威となる飛翔体は、発射が予想される領域と、着弾が予想される領域を予め仮定できるため、典型的な飛翔経路モデルとして設定することが可能である。近年滑空弾と呼ばれる間欠的に噴射を繰り返す飛翔体が登場したことにより、弾道弾と比較して、飛翔経路モデルのバリエーションが増えることになる。しかし、発射時噴射終了後に大気上層部を滑空する飛翔モデルとして、着弾領域までの飛翔経路モデルを想定することが可能である。間欠的な噴射により飛翔経路モデルからの逸脱があるとしても、発射から着弾までの飛翔経路のプロファイル全体と比較すれば高度方向にも水平方向にも微小な変化量である。典型的な飛翔経路モデルを弾道飛翔体と滑空飛翔体で比較すれば、発射直後に軌道高度変化に着目することで識別が可能となる。 As explained in Embodiment 1, the area where a flying object that poses a security threat is expected to be launched and the area where it is expected to land can be assumed in advance, so it is set as a typical flight path model. Is possible. In recent years, the appearance of a flying object called a glide projectile that repeatedly fires intermittently has increased the variety of flight path models compared to ballistic projectiles. However, it is possible to assume a flight path model to the impact area as a flight model in which the missile glides in the upper atmosphere after the injection is completed during launch. Even if there is a deviation from the flight path model due to intermittent injection, the amount of change in both the altitude and horizontal directions is minute compared to the entire flight path profile from launch to impact. By comparing typical flight path models for ballistic and gliding vehicles, it becomes possible to distinguish them by focusing on changes in trajectory altitude immediately after launch.

図16において発射探知段階T0では弾道飛翔体と滑空飛翔体との識別は困難である。継続監視衛星に発射探知情報を送信して、経過時間T1において検知すれば、弾道飛翔体であれば継続監視A1で、滑空飛翔体は継続監視B1で検知でき、少なくとも遠距離飛翔する弾道飛翔体を識別できる。
しかしながら短距離弾道飛翔体との識別はできない可能性が残る。経過時間T2において、継続監視B2で検知した飛翔体が滑空飛翔体であることが確定する。
継続監視A1とB1の高度を包含する視野範囲を持つ監視衛星であれば、1機の監視衛星が検知した高度を分析すれば、遠距離弾道飛翔体が識別できる。
ただし噴射終了後の飛翔体本体を監視するために、監視視野範囲が限定される場合には、経過時間T1において、異なる高度帯を2機の監視衛星で分担して監視することにより、識別が可能となる。
経過時間T1において飛翔体が継続監視B1に検知された場合、継続監視の視野高度を高度帯Bとし、継続監視B2に飛翔体が検知されれば滑空飛翔体と識別される。
早期に滑空飛翔体を識別することにより、継続衛星の監視範囲を高度帯Bに限定でき、対処行動に集中できるという効果がある。
In FIG. 16, it is difficult to distinguish between a ballistic projectile and a gliding projectile at the launch detection stage T0. If launch detection information is transmitted to a continuous monitoring satellite and detected at elapsed time T1, a ballistic projectile can be detected by continuous monitoring A1, a gliding projectile can be detected by continuous monitoring B1, and at least a ballistic projectile flying over a long distance can be detected by continuous monitoring A1. can be identified.
However, there remains a possibility that it may not be possible to distinguish it from a short-range ballistic projectile. At elapsed time T2, it is determined that the flying object detected by continuous monitoring B2 is a gliding flying object.
Continuous Monitoring If the monitoring satellite has a field of view that includes the altitudes of A1 and B1, long-range ballistic objects can be identified by analyzing the altitude detected by one monitoring satellite.
However, if the monitoring field of view is limited in order to monitor the body of the flying object after the injection is completed, identification may be made by having two monitoring satellites share and monitor different altitude zones during the elapsed time T1. It becomes possible.
When a flying object is detected by continuous monitoring B1 at elapsed time T1, the field of view altitude of continuous monitoring is set to altitude band B, and when a flying object is detected by continuous monitoring B2, it is identified as a gliding flying object.
By identifying a gliding flying object at an early stage, the monitoring range of the continuous satellite can be limited to altitude band B, which has the effect of allowing concentration on countermeasures.

実施の形態3.
本実施の形態では、主に、実施の形態1,2と異なる点および実施の形態1,2に追加する点について説明する。
本実施の形態において、実施の形態1,2と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
Embodiment 3.
In this embodiment, differences from Embodiments 1 and 2 and points added to Embodiments 1 and 2 will be mainly described.
In this embodiment, components having the same functions as those in Embodiments 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

本実施の形態では、実施の形態1で説明した滑空飛翔体追跡方法において、中緯度帯から発射され、主に東西方向に飛翔する飛翔体を追跡する場合について説明する。 In this embodiment, in the gliding projectile tracking method described in Embodiment 1, a case will be described in which a projectile launched from a mid-latitude zone and flying mainly in an east-west direction is tracked.

図17は、本実施の形態に係る滑空飛翔体追跡方法の例を示す図である。
図17は、中緯度帯から発射され、主に東西方向に飛翔する飛翔体を追跡する滑空飛翔体追跡方法を示している。
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of the gliding flying object tracking method according to the present embodiment.
FIG. 17 shows a gliding projectile tracking method for tracking a projectile launched from a mid-latitude zone and flying primarily in an east-west direction.

衛星コンステレーション20は、少なくとも傾斜軌道衛星を含む。
噴射終了後の飛翔体本体について、傾斜軌道の赤道上空近傍または赤道上空軌道を飛翔する監視衛星が、飛翔体の通過時刻、経度、および高度情報を計測する。また、噴射終了後の飛翔体本体について、傾斜軌道または極軌道の中緯度帯を飛翔する監視衛星が、飛翔体の通過時刻、緯度、および高度情報を計測する。
Satellite constellation 20 includes at least inclined orbit satellites.
After the injection is completed, a monitoring satellite flying near the equator in an inclined orbit or in an orbit above the equator measures the time of passage, longitude, and altitude information of the flying object. Furthermore, a monitoring satellite flying in a mid-latitude zone in an inclined or polar orbit measures the passing time, latitude, and altitude information of the flying object after the injection is completed.

中緯度帯を東西方向に飛翔する飛翔体は、赤道上空からのリム監視により、宇宙背景で高精度監視ができるという特徴がある。しかし、赤道上空軌道衛星だけでは緯度方向の計測誤差が大きいという場合がある。
本実施の形態に係る滑空飛翔体追跡方法によれば、赤道上空軌道および傾斜軌道または極軌道の衛星コンステレーションにより経度方向と緯度方向の位置を計測する手段を提供することができる。
A projectile flying in an east-west direction in mid-latitudes is characterized by its ability to perform high-precision monitoring in the cosmic background by monitoring its rim from above the equator. However, there are cases where the measurement error in the latitudinal direction is large using only a satellite orbiting over the equator.
According to the gliding flying object tracking method according to the present embodiment, it is possible to provide means for measuring the position in the longitudinal direction and the latitude direction using a satellite constellation in an equatorial orbit, an inclined orbit, or a polar orbit.

実施の形態4.
本実施の形態では、主に、実施の形態1から3と異なる点および実施の形態1から3に追加する点について説明する。
本実施の形態において、実施の形態1から3と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
Embodiment 4.
In this embodiment, differences from Embodiments 1 to 3 and points added to Embodiments 1 to 3 will be mainly described.
In this embodiment, components having the same functions as those in Embodiments 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

本実施の形態では、実施の形態1で説明した滑空飛翔体追跡方法において、高緯度帯から発射され、極域を通過して飛翔する飛翔体を追跡する場合について説明する。 In this embodiment, a case will be described in which, in the gliding projectile tracking method described in Embodiment 1, a projectile launched from a high latitude zone and flying through a polar region is tracked.

図18は、本実施の形態に係る滑空飛翔体追跡方法の例を示す図である。
図18は、高緯度帯から発射され、極域を通過して飛翔する飛翔体を追跡する滑空飛翔体追跡方法を示している。
FIG. 18 is a diagram showing an example of the gliding flying object tracking method according to the present embodiment.
FIG. 18 shows a gliding projectile tracking method for tracking a projectile launched from a high latitude zone and flying through a polar region.

衛星コンステレーション20は、少なくとも傾斜軌道衛星を含む。
噴射終了後の飛翔体本体について、傾斜軌道または極軌道の中緯度帯を飛翔する監視衛星が、飛翔体の通過時刻、経度、および高度情報を計測する。また、噴射終了後の飛翔体本体について、傾斜軌道の中緯度帯を飛翔する監視衛星が、飛翔体の通過時刻、緯度、および高度情報を計測する。
Satellite constellation 20 includes at least inclined orbit satellites.
After injection, a monitoring satellite flying in a mid-latitude zone in an inclined or polar orbit measures the passing time, longitude, and altitude information of the flying object. Furthermore, a monitoring satellite flying in a mid-latitude zone with an inclined orbit measures the passing time, latitude, and altitude information of the flying object after the injection is completed.

高緯度帯から発射されて極域を通過する飛翔体は赤道上空軌道からは監視できない場合がある。
本実施の形態に係る滑空飛翔体追跡方法によれば、傾斜軌道または極軌道の衛星コンステレーションにより経度方向と緯度方向の位置を計測する手段を提供することができる。
Projectiles launched from high latitudes and passing through the polar regions may not be monitored from orbits above the equator.
According to the gliding flying object tracking method according to the present embodiment, it is possible to provide means for measuring the position in the longitudinal direction and the latitude direction using a satellite constellation in an inclined orbit or a polar orbit.

実施の形態5.
本実施の形態では、主に、実施の形態1から4と異なる点および実施の形態1から4に追加する点について説明する。
本実施の形態において、実施の形態1から4と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
Embodiment 5.
In this embodiment, differences from Embodiments 1 to 4 and points added to Embodiments 1 to 4 will be mainly described.
In this embodiment, components having the same functions as those in Embodiments 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

本実施の形態では、実施の形態1から3で説明した飛翔体対処システム401および飛翔体追跡システム406における各機能についてさらに説明する。 In this embodiment, each function of the flying object handling system 401 and the flying object tracking system 406 described in Embodiments 1 to 3 will be further described.

飛翔体の発射時の噴霧は高温大気が拡散するので監視が容易である。一方、噴射を止めた後のポストブーストフェーズの飛翔体本体は、監視衛星からみた立体角が小さく、温度上昇もプルームほど顕著ではない。このため、噴射を止めた後のポストブーストフェーズの飛翔体本体に背景の陸域情報が混在すると、識別不能になる懸念がある。そこで地球周縁を指向するリム観測と呼ばれる監視方法により、深宇宙を背景として温度上昇した飛翔体本体を監視する。これにより、ノイズに埋もれることなく飛翔体を監視可能とする。複数の監視衛星が高温対象を探知した飛翔体情報を飛翔経路予測装置で統合して、時系列的な位置情報の変化を分析することにより、飛翔体の追跡ができ、飛翔経路の予測が可能となる。 The spray generated when a projectile is launched is easily monitored because the high-temperature atmosphere disperses it. On the other hand, the body of the projectile in the post-boost phase after injection has stopped has a small solid angle as seen from the monitoring satellite, and the temperature rise is not as pronounced as in the plume. For this reason, there is a concern that if background land area information is mixed into the body of the flying object in the post-boost phase after injection is stopped, it will become indistinguishable. Therefore, a monitoring method called rim observation that aims at the Earth's periphery will be used to monitor the body of the flying object, which has risen in temperature against the background of deep space. This makes it possible to monitor flying objects without being buried in noise. By integrating the information of flying objects detected by multiple monitoring satellites on high-temperature objects using a flight path prediction device and analyzing changes in positional information over time, it is possible to track flying objects and predict their flight paths. becomes.

飛翔途中で間欠的に再噴射をして、進行方向を変更しても、飛翔経路予測装置により追跡し、時系列情報を継続取得することにより、HGVの対処が可能となる。
対処アセット801としては陸海空に配備した航空機、艦船、および車両、あるいは、地上設置型設備といった多様な手段が存在する。また、個別アセットに対して直接情報伝送する手段もある。ただし、衛星情報伝送システムとして、安全を保つ専用ではないシステムを経由する場合には、セキュリティ上の制約により、個別アセットの位置情報を開示できない場合もある。よって、対処アセットへの指令を到達する対処地上センターに飛翔体情報を集約し、対処アセットに対する指令は対処地上センターから実施するのが合理的となる。
例えば、専用回線で対処アセットとの通信回線を持つ艦船といった移動体が対処地上センターの役割を担ってもよい。
衛星情報伝送システムの運用方法については、飛翔体対処システム全系の構成方法と運用方法に依存して異なる。
Even if the aircraft re-injects intermittently during flight and changes its direction of travel, it is possible to deal with HGVs by tracking the aircraft using a flight path prediction device and continuously acquiring time-series information.
As the response assets 801, there are various means such as aircraft, ships, and vehicles deployed on land, sea, and air, and ground-based equipment. There is also a means of directly transmitting information to individual assets. However, if the satellite information transmission system is not dedicated to ensuring safety, it may not be possible to disclose the location information of individual assets due to security restrictions. Therefore, it is rational to aggregate the flying object information to the response ground center where commands to the response assets are delivered, and to execute the commands to the response assets from the response ground center.
For example, a mobile object such as a ship with a dedicated line of communication with the response assets may take on the role of the response ground center.
The operation method of the satellite information transmission system differs depending on the configuration and operation method of the entire flying object countermeasure system.

図19は、飛翔体対処システム401および飛翔体追跡システム406における時系列情報伝達順序の例を示す模式図である。
図20は、飛翔体対処システム401における時系列情報伝達順序の例1を示す図である。
図20における飛翔体対処システム401において、飛翔体の将来時刻(t3,t6,・・tn,tn+4,tn+6,・・)における飛翔位置座標を予測して、近傍通過予定の監視衛星(A1,A2,A3,An,・・)と、近傍通過予定の通信衛星(B1,B2,Bn,Bn+1,・・)を選択する必要がある。
また最終的に対処アセット(C1,C2,・・)に情報伝達する必要がある。
しかるに、飛翔体発射時点において、飛翔体の飛行経路が不明であり、飛翔経路予測が必要である。また、飛翔経路予測のために、監視衛星と通信衛星の情報授受を繰り返す必要があり、都度最適通信ルート探索が必要である。
さらに、予想経路上で対処アセットの選択が必要となる。
FIG. 19 is a schematic diagram showing an example of the time-series information transmission order in the flying object countermeasure system 401 and the flying object tracking system 406.
FIG. 20 is a diagram showing an example 1 of the time-series information transmission order in the flying object countermeasure system 401.
The flying object countermeasure system 401 in FIG. 20 predicts the flight position coordinates of the flying object at future times (t3, t6, . . . tn, tn+4, tn+6, . , A3, An, . . .) and the communication satellites (B1, B2, Bn, Bn+1, . . .) that are scheduled to pass nearby.
Furthermore, it is necessary to finally transmit information to the coping assets (C1, C2, . . . ).
However, at the time of launching the projectile, the flight path of the projectile is unknown, and it is necessary to predict the flight path. Furthermore, in order to predict the flight path, it is necessary to repeatedly exchange information between the monitoring satellite and the communication satellite, and it is necessary to search for the optimal communication route each time.
Furthermore, it is necessary to select a coping asset on the predicted route.

図21は、飛翔体対処システム401における時系列情報伝達順序の例2を示す図である。
図21における飛翔体対処システム401において、飛翔体の将来飛翔位置近傍を通過する監視衛星、通信衛星は、飛翔体の発射時点(t0)において遠方に離れた位置座標を飛翔している。飛翔体の将来時刻(t3,t6,・・tn,tn+4,tn+6,・・)における飛翔位置座標を予測して、近傍通過予定の監視衛星(A1,A2,A3,An,・・)と、近傍通過予定の通信衛星(B1,B2,Bn,Bn+1,・・)を選択する必要がある。
監視衛星、通信衛星の軌道面と飛翔方向がそれぞれ異なる可能性が高く、将来時刻に飛翔体近傍で会合する監視衛星と通信衛星の選択アルゴリズムは難度が高い。
FIG. 21 is a diagram illustrating a second example of the time-series information transmission order in the flying object countermeasure system 401.
In the projectile countermeasure system 401 in FIG. 21, a monitoring satellite or a communication satellite that passes near the future flight location of the projectile is flying at position coordinates that are far away at the time of launch (t0) of the projectile. The flight position coordinates of the flying object at future times (t3, t6,...tn, tn+4, tn+6,...) are predicted and the monitoring satellites (A1, A2, A3, An,...) scheduled to pass nearby are predicted. It is necessary to select communication satellites (B1, B2, Bn, Bn+1, . . . ) that are scheduled to pass nearby.
It is highly likely that the orbit planes and flight directions of monitoring and communication satellites are different, making it difficult to create an algorithm for selecting monitoring and communication satellites that will meet near the flying object at a future time.

監視衛星については有意な監視情報を取得したすべての監視衛星情報を伝送する方法によれば、固有の監視衛星を選択する必要がなくなる。しかし、例えば広域視野監視(WFOV)監視衛星情報を中域視野監視(MFOV)監視衛星に先見情報として伝送する場合には、監視衛星の選択が必須となる。
WFOVは、Wide-field of Viewの略語である。
MFOVは、Multiple-Field-Of-Viewの略語である。
With respect to monitoring satellites, by transmitting information on all monitoring satellites that have acquired significant monitoring information, there is no need to select a unique monitoring satellite. However, for example, when transmitting wide field of view (WFOV) monitoring satellite information to a medium field of view (MFOV) monitoring satellite as foresight information, selection of the monitoring satellite is essential.
WFOV is an abbreviation for Wide-field of View.
MFOV is an abbreviation for Multiple-Field-Of-View.

飛翔体の飛翔経路は、発射探知段階では不明であり、監視衛星A2,A3の追跡監視情報により、t3,t6時点の飛翔体位置座標を評価する必要がある。
t0,t3,t6,・・tn,・・における飛翔体位置座標に基づき、飛翔経路予測して、tn+4,tn+6における位置座標を予測して、近傍に配備された対処アセットを選択する必要がある。
したがって、最適通信ルート探索と、飛翔経路予測および対処アセット選択が情報授受する仕組みとして必要となる。
The flight path of the projectile is unknown at the launch detection stage, and it is necessary to evaluate the projectile position coordinates at times t3 and t6 based on the tracking and monitoring information of the monitoring satellites A2 and A3.
It is necessary to predict the flight path based on the projectile position coordinates at t0, t3, t6, ... tn, ..., predict the position coordinates at tn+4, tn+6, and select a countermeasure asset deployed nearby. .
Therefore, optimal communication route search, flight route prediction, and countermeasure asset selection are required as a mechanism for exchanging information.

図22は、飛翔体対処システム401における時系列情報伝達順序の例3を示す図である。
図22における飛翔体対処システム401において、飛翔途中の飛翔体を追跡監視する監視衛星は、飛翔体近傍を飛翔している観測衛星とは限らない。地球周縁リム観測による監視衛星の飛翔位置は飛翔体の飛翔位置座標から遠方を飛翔している可能性がある。
例えば、中緯度帯を飛翔する飛翔体を、背景宇宙で高S/N撮影するためには、赤道上空付近を飛翔中の監視衛星が適している。
さらに赤道付近からのリム観測では緯度方向の座標推定誤差が大きいため、別位置を飛翔する監視衛星の取得情報と組み合わせて、空中三角測量による位置推定をする必要がある。
FIG. 22 is a diagram illustrating a third example of the time-series information transmission order in the flying object countermeasure system 401.
In the flying object countermeasure system 401 in FIG. 22, a monitoring satellite that tracks and monitors a flying object in flight is not necessarily an observation satellite flying near the flying object. The flight position of a monitoring satellite based on Earth's circumferential rim observations may be far away from the flight position coordinates of the projectile.
For example, a monitoring satellite flying near the equator is suitable for photographing a flying object flying in a mid-latitude zone with a high S/N ratio in the background space.
Furthermore, since there is a large error in estimating latitudinal coordinates when observing the rim from near the equator, it is necessary to estimate the position by aerial triangulation in combination with information obtained from monitoring satellites flying at different locations.

<通信ルート探索>
任意の時刻および場所で発射される飛翔体を発射探知して、飛翔体情報を、後続監視衛星に伝送するために、監視衛星が発射探知した発射位置座標(地表面)を推定して、近傍を通過する通信衛星を選択して情報伝送する必要がある。後続監視衛星に発射探知情報を伝送するためには、近傍を通過する監視衛星と通信衛星の選択が必要になる場合がある。
また発射探知した時点では、飛翔体の飛翔方向と目的地が不明なため、飛翔体情報を伝送する目標地点が未定である場合がある。
飛翔体の飛翔方向を把握するために、後続監視衛星の追跡情報から飛翔位置座標を推定する必要がある。弾道飛翔体の場合は発射終了後の挙動が物理法則により推定できるが、間欠的噴射を繰返す飛翔体の場合は、高度方向の移動も水平方向の移動もできるため、飛翔体の位置座標推定が難しい場合がある。
また噴射終了後の飛翔体本体を検知するために、リム観測が有効ではあるが、リム観測では監視衛星と飛翔体の距離が遠距離なため、監視衛星の選択肢が広く、近傍を通過する通信衛星の選択も難しい場合がある。
<Communication route search>
In order to detect a projectile launched at any time and place and transmit the projectile information to a subsequent monitoring satellite, the launch position coordinates (ground surface) detected by the monitoring satellite are estimated and the nearby It is necessary to select a communication satellite to pass through and transmit information. In order to transmit launch detection information to subsequent monitoring satellites, it may be necessary to select monitoring satellites and communication satellites that will pass nearby.
Further, at the time of launch detection, the flying direction and destination of the flying object are unknown, so the target point to which the flying object information is transmitted may not be determined.
In order to understand the flight direction of a flying object, it is necessary to estimate the flight position coordinates from tracking information from subsequent monitoring satellites. In the case of a ballistic projectile, its behavior after launch can be estimated using the laws of physics, but in the case of a projectile that repeatedly injects intermittently, it is possible to move both in the altitude direction and in the horizontal direction, so it is difficult to estimate the position coordinates of the projectile. It can be difficult.
Additionally, although rim observation is effective for detecting the body of the projectile after injection, the distance between the monitoring satellite and the projectile is long, so there are a wide range of options for monitoring satellites, and communication that passes nearby Satellite selection can also be difficult.

これらのケースを解決しながら、飛翔経路予測結果に基づき対処アセットの分布が特定され、情報伝送目標が決まる。上記一連の飛翔体情報授受の過程で、各ステップにおける通信衛星間の通信ルートと、飛翔経路予測の過程で必要になる監視衛星と通信衛星の飛翔体情報授受の計画立案と、経由する通信衛星IDを選択する必要がある。
飛翔体発射後の経過時間に伴い、飛翔体位置座標が時々刻々変化する。このため、移動後の飛翔体を後続する監視衛星が捉え、近傍を通過する通信衛星に飛翔体情報を送信する必要がある。しかし、飛翔体発射後の経過時間に応じて監視衛星と通信衛星も飛翔している。このため、通信ルート探索をするためには、飛翔体移動速度に応じて監視可能な監視衛星が異なり、近傍を通過する通信衛星も異なってくることに臨機応変に対応できる通信ルート探索方法が必要である。
While solving these cases, the distribution of coping assets is identified based on the flight path prediction results, and the information transmission target is determined. In the process of sending and receiving the above series of flying object information, the communication route between the communication satellites at each step, the planning of the sending and receiving of the flying object information between the monitoring satellite and the communication satellite, which are necessary in the process of flight route prediction, and the communication satellites that will pass through. You need to select an ID.
As time elapses after the projectile is launched, the projectile position coordinates change from moment to moment. For this reason, it is necessary for the following monitoring satellite to capture the flying object after it has moved, and to transmit the flying object information to a communication satellite passing nearby. However, monitoring satellites and communication satellites are also flying depending on the time that has passed since the projectile was launched. Therefore, in order to search for communication routes, it is necessary to develop a communication route search method that can respond flexibly to the fact that the monitoring satellites that can be monitored differ depending on the moving speed of the flying object, and the communication satellites passing nearby also vary. It is.

<飛翔経路予測>
発射探知段階において飛翔経路不明の飛翔体の将来飛翔経路を、後続監視衛星の取得した追跡情報により予測する必要がある。
さらに弾道飛行とは異なり、飛翔途中に間欠的に推進装置を動作するHGVでは高頻度に監視衛星による追跡情報を更新する必要がある。
地球周縁リム観測による追跡情報では、視線ベクトル方向の誤差が大きいため、複数監視衛星による追跡情報を用いた空中三角測量により位置座標の推定精度を向上する必要がある。
複数監視衛星の監視時刻差に伴う飛翔体移動効果を考慮する必要がある。
複数飛翔体がほぼ同時間帯に発射される場合に、時系列的位置情報の整合性により複数飛翔体の識別をする必要がある。
<Flight path prediction>
At the launch detection stage, it is necessary to predict the future flight path of a flying object whose flight path is unknown using tracking information acquired by subsequent monitoring satellites.
Furthermore, unlike suborbital flight, HGVs operate their propulsion systems intermittently during flight, and tracking information from monitoring satellites must be updated frequently.
Tracking information from Earth's circumferential rim observations has large errors in line-of-sight vector direction, so it is necessary to improve the estimation accuracy of position coordinates through aerial triangulation using tracking information from multiple monitoring satellites.
It is necessary to take into account the effect of flying object movement due to the difference in monitoring time between multiple monitoring satellites.
When multiple flying objects are launched at approximately the same time, it is necessary to identify the multiple flying objects based on consistency of time-series position information.

<対処アセット選択>
飛翔体の将来飛翔経路近傍に配備された対処アセットに情報伝送する必要がある。発射時点において飛翔経路が不明なため、飛翔初期段階においては広域に及ぶ多数の対処アセットに情報伝送する必要がある。または対処アセットを統合制御する対処地上センターに情報伝送する必要がある。
弾道飛翔体の場合は噴射終了後の飛翔方向と速度ないし高度情報を把握できれば着弾位置の推定が可能となるが、間欠的噴射を繰返す飛翔体の場合は着弾位置が推定不能であり、飛翔経路途上で対処行動を実施する必要がある。
このため飛翔体の時系列飛翔位置情報に基づく飛翔経路予測結果に基づき、対処アセットを選択する必要がある。
<Selection of coping assets>
It is necessary to transmit information to response assets deployed near the future flight path of the projectile. Since the flight path is unknown at the time of launch, it is necessary to transmit information to a large number of response assets over a wide area during the initial flight stage. Alternatively, it is necessary to transmit information to a response ground center that provides integrated control of response assets.
In the case of a ballistic projectile, it is possible to estimate the impact position if the flight direction, velocity, or altitude information after injection is completed is known, but in the case of a projectile that repeatedly ejects intermittently, the impact position cannot be estimated, and the flight path cannot be estimated. Coping actions need to be taken along the way.
Therefore, it is necessary to select a countermeasure asset based on the flight path prediction result based on the time-series flight position information of the flying object.

<通信ルート探索、飛翔経路予測、対処アセット選択の各アルゴリズム間で情報授受する仕組み>
上述の通り通信ルート探索と飛翔経路予測は相互依存性があり、対処アセット選択をして飛翔体情報を伝送するためには各アルゴリズム間で情報授受をする仕組みが必要となる。
飛翔経路不明の飛翔体に対して、監視衛星による追跡のための通信ルート探索、追跡情報に基づく飛翔経路予測、予測経路における監視衛星による追跡、終末予測経路における対処アセット選択、対処アセットへの情報伝送のための通信ルート探索を時系列的に実施する必要がある。よって、各アルゴリズム間で情報授受する仕組みが必要となる。
情報授受する仕組みとしては、監視衛星群を運用制御する地上システム、通信衛星群を運用制御する地上システム、対処アセットを運用制御する地上システムのそれぞれの情報授受、ないしは統合のバリエーションがありうる。
また安全保障に資する秘匿情報を含めて扱う地上システムと、商用通信システムなど情報秘匿が難しい地上システムなどの特徴を考慮した情報授受の仕組みを構築する必要がある。
<Mechanism for exchanging information between algorithms for communication route search, flight path prediction, and response asset selection>
As mentioned above, communication route search and flight path prediction are interdependent, and in order to select countermeasure assets and transmit flying object information, a mechanism for exchanging information between each algorithm is required.
For flying objects with unknown flight paths, communication route search for tracking by monitoring satellites, flight path prediction based on tracking information, tracking by monitoring satellites on the predicted route, selection of response assets on the predicted final route, information on response assets It is necessary to search for communication routes for transmission in chronological order. Therefore, a mechanism for exchanging information between each algorithm is required.
As for the mechanism for exchanging information, there may be variations in the information exchange or integration of the ground systems that operate and control the surveillance satellite group, the ground systems that operate and control the communication satellite group, and the ground systems that operate and control the response assets.
In addition, it is necessary to construct a system for exchanging information that takes into account the characteristics of ground systems that handle confidential information that contributes to security, and ground systems that are difficult to keep confidential, such as commercial communication systems.

以上の実施の形態1から5のうち、複数の部分を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、1つの部分を実施しても構わない。その他、これらの実施の形態を、全体としてあるいは部分的に、どのように組み合わせて実施しても構わない。
すなわち、実施の形態1から5では、実施の形態1から5のいずれかの部分の自由な組み合わせ、あるいは任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態1から5において任意の構成要素の省略が可能である。
Among the first to fifth embodiments described above, a plurality of parts may be combined and implemented. Alternatively, one part of these embodiments may be implemented. In addition, these embodiments may be implemented in any combination, in whole or in part.
That is, in Embodiments 1 to 5, any part of Embodiments 1 to 5 can be freely combined, any component can be modified, or any component can be omitted in Embodiments 1 to 5. It is.

なお、上述した実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本開示の範囲、本開示の適用物の範囲、および本開示の用途の範囲を制限することを意図するものではない。上述した実施の形態は、必要に応じて種々の変更が可能である。 Note that the embodiments described above are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present disclosure, the scope of applications of the present disclosure, and the scope of uses of the present disclosure. The embodiments described above can be modified in various ways as necessary.

11,11b 衛星コンステレーション形成部、20 衛星コンステレーション、21 軌道面、30 衛星、31 衛星制御装置、32 通信装置、33 推進装置、34 姿勢制御装置、35 電源装置、36 監視装置、55 軌道制御コマンド、307 監視衛星、308 通信衛星、401 飛翔体対処システム、403 衛星情報伝送システム、404 監視システム、405 対処システム、406 飛翔体追跡システム、510 軌道制御コマンド生成部、520 解析予測部、601 飛翔体、600 衛星コンステレーション形成システム、700 地上設備、801 対処アセット、802 対処地上センター、810 地上システム、811 データベース、910 プロセッサ、921 メモリ、922 補助記憶装置、930 入力インタフェース、940 出力インタフェース、941 表示機器、950 通信装置。 11, 11b satellite constellation formation unit, 20 satellite constellation, 21 orbital surface, 30 satellite, 31 satellite control device, 32 communication device, 33 propulsion device, 34 attitude control device, 35 power supply device, 36 monitoring device, 55 orbit control Command, 307 Monitoring satellite, 308 Communication satellite, 401 Flying object countermeasure system, 403 Satellite information transmission system, 404 Monitoring system, 405 Countermeasure system, 406 Flying object tracking system, 510 Orbit control command generation unit, 520 Analysis prediction unit, 601 Flight body, 600 satellite constellation formation system, 700 ground equipment, 801 response asset, 802 response ground center, 810 ground system, 811 database, 910 processor, 921 memory, 922 auxiliary storage device, 930 input interface, 940 output interface, 941 display Equipment, 950 Communication equipment.

Claims (6)

赤外監視装置を具備し、低軌道で飛行する複数の監視衛星で構成する衛星コンステレーションにより取得した飛翔体監視情報を地上システムで解析し、
発射後に大気圏上空まで軌道高度を下げた後に滑空飛行する滑空飛翔体を追跡する方法であって、
前記監視衛星が、
地心方向を指向する第一の赤外監視装置と、
地球周縁を指向する第二の赤外監視装置と、
を具備し、
前記第一の赤外監視装置により飛翔体発射時に伴う高温噴霧を探知し、飛翔経路モデルの起点となし、
前記第二の赤外監視装置により噴射終了後に温度上昇した飛翔体本体を宇宙背景で検知し、
前記地上システムは、
飛翔体の発射位置座標、飛翔方向、および発射から着弾までの時系列飛翔距離と飛翔高度プロファイル、から構成される飛翔経路をモデル化し、典型的な複数の飛翔経路モデルを格納したデータベースを具備し、
前記赤外監視装置が検出した飛翔体発射探知情報を起点として、複数の飛翔経路モデルの中から、飛翔経路を予測時刻に監視可能な後続監視衛星を選択して、発射探知した監視衛星から、選択した後続監視衛星へ情報伝送し、
噴射終了後の飛翔体本体を
南北方向に視線ベクトルを有する監視衛星が、
飛翔体の通過時刻、経度、および高度情報を計測し、
東西方向に視線ベクトルを有する監視衛星が、
飛翔体の通過時刻、緯度、および高度情報を計測し、
前記地上システムは、
飛翔経路モデルと実軌道の乖離を評価して飛翔経路モデルを補正し、
次の後続監視衛星で飛翔体監視を継続する
滑空飛翔体追跡方法。
A ground system analyzes airborne object monitoring information obtained by a satellite constellation consisting of multiple monitoring satellites equipped with infrared monitoring equipment and flying in low orbit.
A method for tracking a gliding flying object that glides after lowering its orbital altitude to above the atmosphere after launch, the method comprising:
The monitoring satellite is
a first infrared monitoring device oriented toward the geocenter;
a second infrared monitoring device oriented toward the Earth's periphery;
Equipped with
Detecting high-temperature spray accompanying the projectile launch by the first infrared monitoring device and using it as a starting point for a flight path model;
The second infrared monitoring device detects the body of the flying object whose temperature has increased after the injection is completed in the space background,
The ground system includes:
It models the flight path consisting of the launch position coordinates of the projectile, the flight direction, and the time-series flight distance and flight altitude profile from launch to impact, and is equipped with a database that stores multiple typical flight path models. ,
Using the projectile launch detection information detected by the infrared monitoring device as a starting point, a subsequent monitoring satellite whose flight path can be monitored at the predicted time is selected from a plurality of flight path models, and from the monitoring satellite whose launch was detected, Transmits information to the selected subsequent monitoring satellite,
A monitoring satellite with a line-of-sight vector in the north-south direction looks at the main body of the projectile after injection.
Measures the passing time, longitude, and altitude information of the flying object,
A surveillance satellite with a line of sight vector in the east-west direction
Measuring the passing time, latitude, and altitude information of the flying object,
The ground system includes:
Evaluate the deviation between the flight path model and the actual trajectory and correct the flight path model.
A method of tracking a gliding flying object that continues monitoring the flying object with the next subsequent monitoring satellite.
中緯度帯から発射され、主に東西方向に飛翔する飛翔体を追跡する滑空飛翔体追跡方法であって、
前記衛星コンステレーションが少なくとも傾斜軌道衛星を含み、
前記衛星コンステレーションが、
噴射終了後の飛翔体本体を
傾斜軌道の赤道上空近傍または赤道上空軌道を飛翔する監視衛星により、飛翔体の通過時刻、経度、および高度情報を計測し、
傾斜軌道または極軌道の中緯度帯を飛翔する監視衛星により、飛翔体の通過時刻、緯度、および高度情報を計測する、
請求項1記載の滑空飛翔体追跡方法。
A gliding projectile tracking method for tracking a projectile launched from a mid-latitude zone and flying mainly in an east-west direction,
the satellite constellation includes at least an inclined orbit satellite;
The satellite constellation is
After the injection is complete, a monitoring satellite that flies near the equator in an inclined orbit or above the equator measures the passing time, longitude, and altitude information of the projectile.
Monitoring satellites flying in mid-latitude zones in inclined or polar orbits measure passing time, latitude, and altitude information of flying objects.
The method for tracking a gliding flying object according to claim 1.
高緯度帯から発射され、極域を通過して飛翔する飛翔体を追跡する滑空飛翔体追跡方法であって、
前記衛星コンステレーションが少なくとも傾斜軌道衛星を含み、
前記衛星コンステレーションが、
噴射終了後の飛翔体本体を
傾斜軌道または極軌道の中緯度帯を飛翔する監視衛星により、飛翔体の通過時刻、経度、および高度情報を計測し、
傾斜軌道の中緯度帯を飛翔する監視衛星により、飛翔体の通過時刻、緯度、および高度情報を計測する、
請求項1記載の滑空飛翔体追跡方法。
A gliding projectile tracking method for tracking a projectile launched from a high latitude zone and flying through a polar region,
the satellite constellation includes at least an inclined orbit satellite;
The satellite constellation is
After the injection is complete, a monitoring satellite that flies in a mid-latitude zone in an inclined or polar orbit measures the passing time, longitude, and altitude information of the projectile.
Monitoring satellites flying in mid-latitudes on inclined orbits measure the passing time, latitude, and altitude information of flying objects.
The method for tracking a gliding flying object according to claim 1.
衛星コンステレーションと、地上システムとにより構成され、飛翔体の発射探知と追跡をする飛翔体追跡システムであって、
前記地上システムが、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の滑空飛翔体追跡方法により、弾道飛翔体を追跡する、
飛翔体追跡システム。
A flying object tracking system consisting of a satellite constellation and a ground system that detects and tracks the launch of a flying object,
The ground system is
Tracking a ballistic projectile by the gliding projectile tracking method according to any one of claims 1 to 3.
Projectile tracking system.
衛星コンステレーションと、地上システムと、対処アセットとにより構成される飛翔体対処システムであって、
前記地上システムが、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の滑空飛翔体追跡方法により、弾道飛翔体を追跡して、予想着弾領域近傍の対処アセットに飛翔体情報を伝送する、
飛翔体対処システム。
A flying object countermeasure system comprising a satellite constellation, a ground system, and a countermeasure asset,
The ground system is
Tracking a ballistic projectile by the gliding projectile tracking method according to any one of claims 1 to 3, and transmitting projectile information to a countermeasure asset near a predicted impact area.
Projectile countermeasure system.
請求項4に記載の飛翔体追跡システムまたは請求項5に記載の飛翔体対処システムに含まれる地上システム。 A ground system included in the projectile tracking system according to claim 4 or the projectile object countermeasure system according to claim 5.
JP2021024776A 2021-02-19 2021-02-19 Gliding flying object tracking method, flying object tracking system, flying object countermeasure system, and ground system Active JP7394801B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021024776A JP7394801B2 (en) 2021-02-19 2021-02-19 Gliding flying object tracking method, flying object tracking system, flying object countermeasure system, and ground system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021024776A JP7394801B2 (en) 2021-02-19 2021-02-19 Gliding flying object tracking method, flying object tracking system, flying object countermeasure system, and ground system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022126919A JP2022126919A (en) 2022-08-31
JP7394801B2 true JP7394801B2 (en) 2023-12-08

Family

ID=83060216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021024776A Active JP7394801B2 (en) 2021-02-19 2021-02-19 Gliding flying object tracking method, flying object tracking system, flying object countermeasure system, and ground system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7394801B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210094703A1 (en) * 2019-05-30 2021-04-01 Launch On Demand Corporation Launch on demand

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070284482A1 (en) 2003-09-04 2007-12-13 Harris Corporation Complimentary retrograde/prograde satellite constellation
JP2008137439A (en) 2006-11-30 2008-06-19 Mitsubishi Electric Corp Monitor satellite
US20100038490A1 (en) 2006-12-18 2010-02-18 Ohb Orbitale Hochtechnologie Bremen-Systems Ag Method, satellite, and a system or an arrangement with at least one satellite for detecting natural or artificial objects, and the use thereof in the execution of said method
CN110412869A (en) 2019-06-21 2019-11-05 中南大学 A kind of Spatial distributions object real-time tracking method that more stellar associations are same
WO2020261481A1 (en) 2019-06-27 2020-12-30 三菱電機株式会社 Satellite constellation, terrestrial equipment, and artificial satellite

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070284482A1 (en) 2003-09-04 2007-12-13 Harris Corporation Complimentary retrograde/prograde satellite constellation
JP2008137439A (en) 2006-11-30 2008-06-19 Mitsubishi Electric Corp Monitor satellite
US20100038490A1 (en) 2006-12-18 2010-02-18 Ohb Orbitale Hochtechnologie Bremen-Systems Ag Method, satellite, and a system or an arrangement with at least one satellite for detecting natural or artificial objects, and the use thereof in the execution of said method
CN110412869A (en) 2019-06-21 2019-11-05 中南大学 A kind of Spatial distributions object real-time tracking method that more stellar associations are same
WO2020261481A1 (en) 2019-06-27 2020-12-30 三菱電機株式会社 Satellite constellation, terrestrial equipment, and artificial satellite

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022126919A (en) 2022-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7817087B2 (en) Method and apparatus for relative navigation using reflected GPS signals
US20120232717A1 (en) Remote coordinate identifier system and method for aircraft
JP2024032957A (en) Hybrid constellation, hybrid constellation formation method, satellite information transmission system, ground system, mission satellite, and ground equipment
JP7394801B2 (en) Gliding flying object tracking method, flying object tracking system, flying object countermeasure system, and ground system
JP7394802B2 (en) Gliding flying object identification method, flying object tracking system, flying object countermeasure system, and ground system
WO2022176891A1 (en) Flying object countermeasure system, monitoring ground center, countermeasure ground center, communication route search device, flight path predicting device, countermeasure asset selecting device, equatorial satellite system, equatorial satellite, polar orbit satellite system, polar orbit satellite, inclined orbit satellite system, and inclined orbit satellite
WO2022176889A1 (en) Missile countermeasure system, satellite integrated command center, countermeasure ground center, communication route search system, flight path prediction device, counter measure asset selection device, equatorial satellite system, equatorial satellite, polar orbiting satellite system, polar orbiting satellite, inclined orbit satellite system, inclined orbit satellite, integrated data library, and satellite constellation
JP7329402B2 (en) Orbit transition support device, orbit transition support method, and orbit transition support program
WO2022176734A1 (en) Flight path model selection method, flying object tracking system, flying object handling system, and ground system
Cianciolo et al. A Simulation Framework for Precision Landing and Hazard Avoidance Technology Assessments
JP7407764B2 (en) Flying object tracking system, flight path prediction method, monitoring satellite, and ground equipment
JPWO2022176734A5 (en)
JP7418367B2 (en) Ballistic projectile tracking method, projectile tracking system, projectile countermeasure system and ground system
WO2022176890A1 (en) Flying object handling system, defense information integration center, communication route search device, flight path prediction device, handling asset selection device, satellite system above equator, polar-orbit satellite system, and monitoring satellite
Dwyer-Cianciolo et al. A Simulation Framework for Precision Landing and Hazard Avoidance Technology Assessments
WO2022176733A1 (en) Flight location derivation method, flying body tracking system, terrestrial system, and flying body addressing system
WO2022176892A1 (en) Flying object handling system, monitoring ground center, handling ground center, communication route search device, flight path prediction device, and handling asset selection device
Carson et al. GN&C Subsystem Concept for Safe Precision Landing of the Proposed Lunar MARE Robotic Science Mission
WO2023062732A1 (en) Communication satellite system, edge computing system, and main satellite
WO2022176895A1 (en) Communication route searching method, ground system, surveillance satellite constellation, communication satellite constellation, projectile handling system, integrated data library, satellite, and satellite constellation
US20240124161A1 (en) Flight path model selection method, flying object tracking system, flying object handling system, and ground system
JP2023058047A (en) Missile tracking system
Snyder et al. INS/GPS operational concept demonstration (OCD) high gear program
JP7460824B2 (en) Rocket launch support device, rocket launch support method, and rocket launch support program
JP7446251B2 (en) Satellite constellation systems and satellite constellations

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230301

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231025

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231031

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231128

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7394801

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150