JP7412641B2 - 通信衛星、衛星コンステレーション、衛星間通信方法、人工衛星および地上設備 - Google Patents

Description

本開示は、通信衛星、衛星コンステレーション、衛星間通信方法、人工衛星および地上設備に関する。

従来では衛星コンステレーションを用いた監視システムがある（例えば特許文献１）。監視システムで取得した情報を、複数の軌道面からなる極軌道または複数の軌道面からなる傾斜軌道の衛星コンステレーションで構成される伝送システムで地上に伝送する場合は、軌道面の最北端ないし最南端において軌道が左右に入れ替わるため、通信回線を途絶せずに維持するのが難しいという課題がある。

国際公開第２０１７／１７５６９６号パンフレット

本開示は、複数の軌道面からなる極軌道または複数の軌道面からなる傾斜軌道の衛星コンステレーションで伝送システムを形成する際に、軌道面の最北端ないし最南端において軌道が左右に入れ替わる場合にも、通信回線が途絶しない伝送システムの提供を目的とする。

本開示に係る通信衛星は、
軌道傾斜角θｉｄｅｇの軌道を飛翔し、右手直交座標でプラス方向を向く＋Ｚ軸の方向を地心方向、右手直交座標でプラス方向を向く＋Ｘ軸の方向を進行方向として、Ｚ軸回りに、＋Ｘ軸に対して±θｉｄｅｇの視野変更範囲を有する通信装置を具備し、昇交点赤経の通過時に、前記軌道の軌道面の法線ベクトルの経度方向に隣接する軌道において赤道面よりも北側を飛翔する衛星と通信する。

本開示によれば、軌道面の最北端において隣接軌道どうしが左右に入れ替わる場合にも、通信回線が途絶しない伝送システムを提供できる。

実施の形態１の図で、衛星コンステレーション３００で使用される通信衛星２００を示す図。 実施の形態１の図で、通信衛星２００Ａと通信衛星２０１との通信方向が、軌道面北端を通過後に入れ替わる様子を示す図。 実施の形態１の図で、通信衛星２００Ｃを示す図。 実施の形態１の図で、通信衛星２００ＣＸを示す図。 実施の形態１の図で、衛星コンステレーション３００を示す図。 実施の形態１の図で、隣接軌道間通信を示す図。 実施の形態１の図で、円環状通信および隣接軌道間通信の可能な衛星コンステレーション３００を示す図。 実施の形態１の図で、経度方向通信網による衛星間通信方法を示す図。 実施の形態１の図で、図５の複数の円環状通信軌道面２３Ｐのそれぞれに、通信衛星２００ＣＸが複数機飛翔する図。 実施の形態１の図で、図９の衛星コンステレーション３００に通信衛星２００ＣＸＭを配置した構成を示す図。 実施の形態１の図で、衛星コンステレーション３００が少なくとも１機の通信衛星２００ＣＸＣを備える構成を示す図。 実施の形態１の図で、通信衛星２００のハードウェア構成を示す図。 実施の形態１の図で、地上設備６００のハードウェア構成を示す図。

以下、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。以下の実施の形態では、「部」を、「回路」、「工程」、「手順」、「処理」又は「サーキットリー」に適宜読み替えてもよい。
以下の実施の形態では、人工衛星を衛星と表記している。

実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊

以下の実施の形態では、衛星の進行方向及び地心方向を以下のように定める。右手直交座標でプラス方向を向く＋Ｘ軸の方向を衛星の衛星進行方向＋Ｘ、右手直交座標でプラス方向を向く＋Ｚ軸の方向を衛星の地心方向＋Ｚとする。

＜監視システム５０１：傾斜軌道＞
図１から図１３を参照して，実施の形態１の衛星コンステレーション３００を説明する。

＜通信衛星＞
図１は、地球４００の上空に形成される衛星コンステレーション３００で使用される通信衛星２００を示す。
実施の形態１では、搭載する通信装置の種類によって通信衛星２００を以下のように分類する。
（１）通信衛星２００Ａ：
通信衛星２００Ａは通信装置５１Ｃを搭載する。通信衛星２００Ａが昇交点赤経通過時に、通信装置５１Ｃは隣接移動において赤道面よりも北側を飛翔する衛星と通信する。
（２）通信衛星２００Ｂ：
通信衛星２００Ｂは通信装置５２Ｃを搭載する。通信衛星２００Ｂが昇交点赤経通過時に、通信装置５２Ｃは隣接移動において赤道面よりも南側を飛翔する衛星と通信する。
（３）通信衛星２００Ｃ：
通信衛星２００Ｂは、通信装置５１Ｃおよび通信装置５２Ｃを搭載する。
（４）通信衛星２００Ａｘ，２００ＢＸ，２００ＣＸ：
通信衛星２００Ａ，通信衛星２００Ｂ，通信衛星２００Ｃが、同一軌道面において前方を飛翔する衛星と通信する通信装置５３Ｃおよび同一軌道面において後方を飛翔する衛星と通信する通信装置５４Ｃ備えるとき、通信衛星２００ＡＸ，通信衛星２００ＢＸ，通信衛星２００ＣＸと表記する。
（５）通信衛星２００Ｘ：
通信衛星２００が通信装置５３Ｃおよび通信装置５４Ｃを搭載するとき、通信衛星２００を通信衛星２００Ｘと表記する。
（６）通信衛星２０１、２０２，２０３，２０４
通信衛星２００の飛翔する軌道の隣接軌道を飛翔する衛星を通信衛星２０１、２０２，２０３，２０４のように表記する。

図１では通信衛星２００Ａを示している。通信衛星２００Ａは、軌道傾斜角θｉｄｅｇの軌道２１を飛翔する。通信衛星２００Ａは、右手直交座標でプラス方向を向く＋Ｚ軸の方向を地心方向、右手直交座標でプラス方向を向く＋Ｘ軸の方向を進行方向（飛翔方向ともいう）として、Ｚ軸回りに、＋Ｘ軸に対して±θｉｄｅｇの視野変更範囲を有する通信装置５１Ｃを具備する。通信衛星２００Ａは、図１で時刻ｔ１として示す昇交点赤経の通過時に、軌道２１の軌道面の法線ベクトルの経度方向に隣接する軌道２２において赤道面４０１よりも北側を飛翔する通信衛星２０１と、通信装置５１Ｃを用いて通信する。時刻ｔ２では、通信衛星２００Ａおよび通信衛星２０１はそれぞれの軌道の最北端近くで通信し、時刻ｔ３で通信衛星２００Ａと通信衛星２０１の軌道は入れ替わる。

図１では、通信衛星２００Ａと通信衛星２０１とは、時刻ｔ１から時刻ｔ３にかけて通信を継続する想定である。昇交点赤経の通過時（時刻ｔ１）に東側隣の接軌道２２において前方を飛翔していた通信衛星２０１は、軌道面北端において軌道が交差する。このため図１に示すように、北端通過後（時刻ｔ３）に通信衛星２０１の軌道面は、西側隣接軌道面となり、通信衛星２００Ａと通信衛星２０１との通信方向は左右が入れ替わる。
図２は、通信衛星２００Ａと通信衛星２０１との通信方向が、軌道面北端を通過後に入れ替わる様子を示している。通信衛星２００Ａが１Ｆから４Ｆと飛翔し、通信衛星２０１が１Ｇから４Ｇと飛翔する。通信衛星２００Ａに着目すれば、右方向の通信衛星２０１との通信は、軌道最北端を通過後は、軌道２１と軌道２２が入れ替わるため、左方向の通信衛星２０１（４Ｆ，４Ｇ位置）との通信になる。昇交点赤経通過時に東側隣接軌道赤道面で北側を飛翔する通信衛星２０１との通信衛星２００Ａの通信視野は、衛星進行方向＋Ｘ軸に対して地心方向＋Ｚ軸回りに軌道傾斜角θｉに対して±θｉの範囲にある。これにより、図２に示すような軌道面最北端の通過後の左右入れ替えにより、通信視野方向の±が入れ替わり、降交点赤経にかけて－θｉまで視野方向が回転することで、通信衛星２００Ａは通信衛星２０１と通信途絶することなく継続的に通信可能となる。

通信衛星２０１が南半球飛翔時も同様の動作により衛星の軌道１周回以上、通信途絶することなく継続的に通信可能となる。
図３は、通信衛星２００Ｃを示している。通信衛星２００Ｃは、通信衛星２００Ａに対して通信装置５１Ｃおよび通信装置５２Ｃを備えている。通信衛星２００Ｃも軌道２１を飛翔する。具体的には以下のようである。通信衛星２００Ｃは、右手直交座標でプラス方向を向く＋Ｚ軸の方向を地心方向、右手直交座標でプラス方向を向く＋Ｘ軸の方向を進行方向とする。通信衛星２００Ｃは、Ｚ軸回りに、＋Ｘ軸に対して±θｉｄｅｇの視野変更範囲を有する通信装置５１Ｃと、Ｚ軸回りに、＋Ｚ軸の反対方向を向く－Ｚ軸に対して±θｉｄｅｇの視野変更範囲を有する通信装置５２Ｃとを具備する。通信衛星２００Ｃは、軌道２１の軌道面の法線ベクトルの経度方向に隣接する右側（東側）の軌道２２において赤道面４０１よりも北側を飛翔する通信衛星２０１と通信装置５１Ｃで通信する。また、通信衛星２００Ｃは、隣接する左側（西側）の軌道２２において赤道面４０１よりも南側を飛翔する通信衛星２０２と通信装置５２Ｃで通信する。通信衛星２００Ｃは通信装置５２Ｃを備えているので、図１と同様に、通信衛星２００Ｃと、西側で隣接する通信衛星２０２とは、通信途絶することなく継続的に通信可能となる。なお図３では通信装置５１Ｃおよび通信装置５２Ｃを備える通信衛星２００Ｃを説明したが、通信装置５２Ｃのみを備える通信衛星２００Ｂについても西側で隣接する通信衛星２０２と通信を継続できることは通信衛星２００Ｃと同様である。

図４は、通信衛星２００ＣＸを示す。通信衛星２００ＣＸは、同一軌道面の前方を飛翔する通信衛星２０３と通信する通信装置５３Ｃと、同一軌道面の後方を飛翔する通信衛星２０４と通信する通信装置５４Ｃと、通信装置５１Ｃおよび通信装置５２Ｃを有する。通信衛星２００ＣＸのほか、通信衛星２００ＡＸあるいは通信衛星２００ＢＸでもよい。

＜衛星コンステレーション：複合１軌道面＞
図５は、衛星コンステレーション３００を示す。衛星コンステレーション３００では、通信装置５３Ｃと、通信装置５４Ｃとを具備する８機以上の通信衛星が円環状通信軌道面２３を飛翔して、８機以上の通信衛星が円環状の通信網を形成する。通信装置５３Ｃは、同一軌道面である円環状通信軌道面２３の前方を飛翔する通信衛星と通信する。通信装置５４Ｃは、円環状通信軌道面２３の後方を飛翔する通信衛星と通信する。図５では通信衛星２００として星印で示す８機の通信衛星を示している。図５の衛星コンステレーション３００では、図４で述べた、通信衛星２００ＡＸ，２００ＢＸ，２００ＣＸのうち、少なくとも１機含む。これにより円環状通信軌道面２３と、円環状通信軌道面２３の隣接軌道との通信が可能になる。同一軌道面の前後を飛翔する各衛星との通信ができれば、監視衛星、測位衛星など、様々な目的の衛星が、円環状通信網を形成しながら独自のミッション目的を遂行することが可能となり、取得データを即座に円環状通信網を通じて伝送可能となる。各通信衛星ないし各種衛星は、地上設備と情報授受できることは言うまでもないが、各通信衛星ないし各種衛星は、監視衛星が取得した大容量画像情報など、衛星が独自に具備する通信装置では通信容量が不足する場合には、以下の通信が可能となる。すなわち、各通信衛星ないし各種衛星は、円環状通信網を経由して、地上と大容量通信できる同一軌道面内の衛星から、情報を地上設備に伝送可能となる。なお本実施の形態では、監視衛星および測位衛星のような衛星であっても他の衛星と通信可能な衛星は通信衛星である。

＜衛星間通信方法、隣接軌道間通信＞
衛星コンステレーション３００では以下の方法を用いることができる。
図６は、隣接軌道間通信を示す。図６を参照して隣接軌道間通信を説明する。軌道２１の軌道面２１Ｐに対して、経度方向に軌道面の法線ベクトルが異なる通信衛星２００Ｂまたは２００Ｃの軌道２２の軌道面２２Ｐを形成する。通信衛星２００Ａまたは通信衛星２００Ｃが昇降点赤経通過時において、通信衛星２００Ｂまたは２００Ｃは、赤道面４０１よりも北側を飛翔し、異なる軌道面間の通信を１周回以上継続する。

＜衛星コンステレーション、円環および隣接軌道間通信＞
以下の衛星コンステレーション３００を形成することもできる。すなわち、衛星コンステレーション３００は、図５に示す円環状通信軌道面２３Ｐを複数有する。
図７は、円環状通信および隣接軌道間通信の可能な衛星コンステレーション３００を示す。図７では、図５に示す円環状通信軌道面２３Ｐの通信衛星２００Ａまたは通信衛星２００Ｃと、東側で隣接する円環状通信軌道面２３Ｐの通信衛星２００Ｂまたは通信衛星２００Ｃとが通信する。これにより、複数の円環状通信網を隣接軌道間通信で連接する衛星コンステレーション３００形成できる。

＜衛星間通信方法 １周回以上継続＞
図５の衛星コンステレーション３００において、図６の衛星間通信方法により、衛星が軌道１周回以上飛翔する間に、全ての軌道面間の通信が継続する。

＜衛星間通信方法、経度方向通信網＞
図８は、経度方向通信網による衛星間通信方法を示す。図８に示す衛星間通信方法では、法線ベクトルが異なる８以上の軌道面を経度方向に分散配置する。図８では軌道面２１Ｐ，この軌道面２１Ｐの東西に隣接する２つの軌道面２２Ｐとの３つの軌道面を概念的に示している。図８では図６の衛星間通信方法により、経度方向に対して通信回線が地球を１周連接する通信網を形成する。

＜衛星コンステレーション３００＞
図９の衛星コンステレーション３００の形成も可能である。
図９は、図５の複数の円環状通信軌道面２３Ｐの各円環状通信軌道面２３Ｐに、通信衛星２００ＣＸが複数機飛翔する。なお図９では一つの円環状通信軌道面２３Ｐのみを示している。図９に図６の衛星間通信方法を適用することにより、経度方向に法線ベクトルが異なる複数の軌道面間で飛翔方向に形成された複数の円環状通信網を複数の通信回線で経度方向に地球を１周連接して、メッシュ状通信網を形成する衛星コンステレーションを構築できる。

＜光通信装置＞。
なお、通信衛星２００Ａ，通信衛星２００Ｂおよび通信衛星２００Ｃの搭載する通信装置には光通信装置を用いることができる。つまり、同一軌道面間の通信装置が光通信装置でもよい。より具体的には、異なる軌道面を飛翔する衛星どうしは、光通信装置を用いて通信してもよい。

また、同一軌道面での通信に用いる通信装置、つまり図４に示す通信装置５３Ｃおよび通信装置５４Ｃが光通信装置でもよい。

＜監視衛星＞
また、赤外監視装置と、同一軌道面の前後の衛星と通信する通信装置とを具備し、図９の衛星コンステレーション３００によるメッシュ通信網で監視情報を伝送する通信衛星２００ＣＸＭを、図９の衛星コンステレーション３００に配置してもよい。
図１０は、図９の衛星コンステレーション３００に通信衛星２００ＣＸＭを配置した構成である。通信衛星２００ＣＸＭは通信衛星２００ＣＸが、赤外監視装置を搭載した、通信衛星２００ＣＸの変形例である。

＜偵察衛星＞
また図１０の通信衛星２００ＣＸＭは、赤外監視装置に代えて、光学監視装置と電波監視装置とのすくなくともいずれかを備えてもよい。

＜Ｌｉｎｋ１６＞
図９の衛星コンステレーション３００は、通信衛星２００ＣＸＣを備えてもよい。通信衛星２００ＣＸＣは、通信衛星２００ＣＸ４が、陸海空または地上に配備した飛翔体対処装置と通信する対地上通信装置を備える変形例である。通信衛星２００ＣＸＣは、図１０の衛星コンステレーションによるメッシュ通信網で監視情報を伝送する。
図１１は、衛星コンステレーション３００が少なくとも１機の通信衛星２００ＣＸＣを備える構成を示している。

＊＊＊実施の形態１の効果の説明＊＊＊
実施の形態１によれば、軌道面の最北端において隣接軌道どうしが左右に入れ替わる場合にも、通信回線が途絶しない伝送システムを提供できる。また実施の形態１によれば、少ない衛星数で情報を伝達する衛星通信システムを構築できる。

（通信衛星２００のハードウェア構成の補足）
図１２は、通信衛星２００のハードウェア構成を示す。図１２を参照して、通信衛星２００のハードウェア構成を説明する。

図１２に基づいて、通信衛星２００の構成を説明する。通信衛星２００は、監視装置２１０、通信装置２２０、姿勢制御装置２３０、推進装置２４０、衛星制御装置２５０および電源装置２６０を備える。

監視装置２１０は、上記で説明したように、赤外監視装置、光学監視装置あるいは電波監視装置である。なお通信衛星２００が監視衛星でない場合、これら監視装置は不要である。

通信装置２２０は、通信装置５１Ｃ、通信装置５２Ｃ、通信装置５３Ｃ、通信装置５４Ｃあるいは対地上通信装置である。

姿勢制御装置２３０は、通信衛星２００の姿勢と通信衛星２００の角速度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２３０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２３０は、各姿勢要素を所望の方向に維持する。姿勢制御装置２３０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などである。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・ジャイロ等である。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６００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。

推進装置２４０は、通信衛星２００に推進力を与える装置であり、通信衛星２００の速度を変化させる。具体的には、推進装置２４０は電気推進機である。例えば、推進装置２４０は、イオンエンジンまたはホールスラスタである。

衛星制御装置２５０は、通信衛星２００の各装置を制御するコンピュータであり、処理回路を備える。例えば、衛星制御装置２５０は、地上設備６００から送信される各種コマンドにしたがって、各装置を制御する。

電源装置２６０は、太陽電池、バッテリおよび電力制御装置などを備え、通信衛星２００の各装置に電力を供給する。

衛星制御装置２５０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。

（地上設備のハードウェア構成）
図１３は、地上設備６００のハードウェア構成を示す。図１３を参照して、地上設備６００のハードウェア構成を説明する。地上設備６００は衛星コンステレーション３００を形成する衛星コンステレーション形成装置である。あるいは複数の衛星を制御する衛星制御装置である。地上設備６００は、コンピュータである。地上設備６００は、プロセッサ６２１０を備えるとともに、主記憶装置６２０、補助記憶装置６３０、入力ＩＦ６４０、出力ＩＦ６５０、および通信ＩＦ６６０といった他のハードウェアを備える。ＩＦはインタフェースを示す。プロセッサ６１０は、信号線６７０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。地上設備６００は、機能要素として、制御部６１１を備える。制御部６１１は、通信衛星２００の制御を実行する。制御部６１１の機能は、プロセッサ６１０とプログラム６０１との協働により実現される。通信ＩＦ６６０には、地上側通信装置７１０が接続されている。制御部６１１は、地上側通信装置７１０および地上側アンテナ７２０を介して通信衛星２００と通信する。制御部６１１は、地上側通信装置７１０および地上側アンテナ７２０を介して通信衛星２００に制御信号を送信する。

プログラム６０１は、制御部６１１の「部」を「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順あるいは各工程をコンピュータに実行させるプログラムである。プログラム６０１は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されて提供されてもよいし、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。

２１ 軌道、２２ 軌道、２３Ｐ 円環状通信軌道面、５１Ｃ 通信装置、５２Ｃ 通信装置、５３Ｃ 通信装置、５４Ｃ 通信装置、２００ 通信衛星、２００Ａ 通信衛星、２００Ｂ 通信衛星、２００Ｃ 通信衛星、２００Ｘ 通信衛星、２００ＡＸ 通信衛星、２００ＢＸ 通信衛星、２００ＣＸ 通信衛星、２００ＣＸＭ 通信衛星、２０１ 通信衛星、２０２ 通信衛星、２０３ 通信衛星、２０４ 通信衛星、３００ 衛星コンステレーション、４００ 地球、４０１ 赤道面、６１０ プロセッサ、６１１ 制御部、６２０ 主記憶装置、６３０ 補助記憶装置、６４０ 入力ＩＦ、６５０ 出力ＩＦ、６６０ 通信ＩＦ、７１０ 地上側通信装置、７２０ 地上側アンテナ。

Claims (16)

1. 軌道傾斜角θｉｄｅｇの軌道を飛翔し、右手直交座標でプラス方向を向く＋Ｚ軸の方向を地心方向、右手直交座標でプラス方向を向く＋Ｘ軸の方向を進行方向として、Ｚ軸回りに、＋Ｘ軸に対して±θｉｄｅｇの視野変更範囲を有する通信装置を具備し、昇交点赤経の通過時に、前記軌道の軌道面の法線ベクトルの経度方向に隣接する軌道において赤道面よりも北側を飛翔する衛星と通信する通信衛星。
2. 軌道傾斜角θｉｄｅｇの軌道を飛翔し、右手直交座標でプラス方向を向く＋Ｚ軸の方向を地心方向、右手直交座標でプラス方向を向く＋Ｘ軸の方向を進行方向として、Ｚ軸回りに、＋Ｘ軸の反対方向を向く－Ｘ軸に対して±θｉｄｅｇの視野変更範囲を有する通信装置を具備し、昇交点赤経の通過時に、前記軌道の軌道面の法線ベクトルの経度方向に隣接する軌道において赤道面よりも南側を飛翔する衛星と通信する通信衛星。
3. 軌道傾斜角θｉｄｅｇの軌道を飛翔し、右手直交座標でプラス方向を向く＋Ｚ軸の方向を地心方向、右手直交座標でプラス方向を向く＋Ｘ軸の方向を進行方向として、Ｚ軸回りに、＋Ｘ軸に対して±θｉｄｅｇの視野変更範囲を有する通信装置と、Ｚ軸回りに、＋Ｘ軸の反対方向を向く－Ｘ軸に対して±θｉｄｅｇの視野変更範囲を有する通信装置とを具備し、前記軌道の軌道面の法線ベクトルの経度方向に隣接する軌道において赤道面よりも北側を飛翔する衛星と通信し、赤道面よりも南側を飛翔する衛星と通信する通信衛星。
4. 同一軌道面の前方を飛翔する通信衛星と通信する通信装置と、
   同一軌道面の後方を飛翔する通信衛星と通信する通信装置と、
   を具備する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の通信衛星。
5. 同一軌道面の前方を飛翔する通信衛星と通信する通信装置と、同一軌道面の後方を飛翔する通信衛星と通信する通信装置とを具備する８機以上の通信衛星が前記同一軌道面を飛翔して、円環状の通信網を形成する衛星コンステレーションであって、
   請求項４に記載する通信衛星を少なくとも１機含む衛星コンステレーション。
6. 請求項１または請求項３に記載の通信衛星の軌道面に対して、経度方向に法線ベクトルが異なる請求項２または請求項３に記載の通信衛星の軌道面を形成し、
   請求項１または請求項３に記載の通信衛星が昇降点赤経通過時において、請求項２または請求項３に記載の通信衛星は、赤道よりも北側を飛翔し、異なる軌道面間の通信を１周回以上継続する衛星間通信方法。
7. 請求項５に記載の軌道面を複数有し、請求項１または請求項３に記載の通信衛星と、
   請求項２または請求項３に記載の通信衛星との間で通信して、複数の円環状通信網を隣接軌道間通信で連接する衛星コンステレーション。
8. 請求項５に記載の衛星コンステレーションにおいて、
   請求項６に記載の衛星間通信方法により、衛星が軌道１周回以上飛翔する間に、全ての軌道面間の通信が継続する衛星間通信方法。
9. 法線ベクトルが異なる８以上の軌道面を経度方向に分散配置し、請求項６に記載の衛星間通信方法により経度方向に対して通信回線が地球を１周連接する通信網を形成する衛星間通信方法。
10. 請求項５に記載の各軌道面に請求項３に記載の通信衛星が複数機飛翔し、請求項９に記載の衛星間通信方法により、経度方向に法線ベクトルが異なる複数の軌道面間で飛翔方向に形成された複数の円環状通信網を複数の通信回線で経度方向に地球を１周連接して、メッシュ状通信網を形成する衛星コンステレーション。
11. 前記通信装置が光通信装置である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の通信衛星。
12. 同一軌道面間の通信装置が光通信装置である請求項４に記載の通信衛星。
13. 赤外監視装置と、同一軌道面の前後の各衛星と通信する通信装置とを具備し、請求項１０に記載の衛星コンステレーションによるメッシュ通信網で監視情報を伝送する人工衛星。
14. 光学監視装置と電波監視装置とのすくなくともいずれかと、同一軌道面の前後の各通信衛星と通信する通信装置を具備し、請求項１０に記載の衛星コンステレーションによるメッシュ通信網で監視情報を伝送する人工衛星。
15. 陸海空ないし地上に配備した飛翔体対処装置と通信する対地上通信装置と、
    同一軌道面の前後の衛星と通信する通信装置と、
    を具備し、
    請求項１０に記載の衛星コンステレーションによるメッシュ通信網で監視情報を伝送する人工衛星。
16. 請求項１０に記載の衛星コンステレーションを構成する通信衛星に対して制御信号を送信し、情報を授受する地上設備。

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