JP7432013B2 - 衛星コンステレーション、飛翔体対処システム、情報収集システム、衛星情報伝送システム、衛星、ハイブリッドコンステレーション、ハイブリッドコンステレーション形成方法、地上システム、ミッション衛星、および、地上設備 - Google Patents

Description

本開示は、監視システム用の衛星コンステレーション、飛翔体対処システム、情報収集システム、衛星情報伝送システム、衛星、ハイブリッドコンステレーション、ハイブリッドコンステレーション形成方法、地上システム、ミッション衛星、および、地上設備に関する。

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、飛行経路追跡、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。

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。

特許４９４６３９８号公報

低軌道からの監視では、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。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。ただし、低軌道からの監視では、常時監視を継続するために多数の衛星が必要となる。米国では、数百機から千機を超える規模の衛星群によるシステム実現が検討されている。
しかし、多数機を保有する大規模システムには、コスト規模が大きくなるという課題がある。

本開示は、監視システムにおいて所望の目的を達成するための衛星コンステレーションを低コストで実現できるようにすることを目的とする。

本開示に係る衛星コンステレーションは、
同一軌道面の前後を飛翔する衛星と通信する第１の通信装置と、
隣接軌道を飛翔する衛星と通信する第２の通信装置と、
地上設備ないし陸海空の移動体と通信する第３の通信装置と、
を具備する第１の衛星と、
同一軌道面の前後を飛翔する衛星と通信する第１の通信装置と、
隣接軌道を飛翔する衛星と通信する第２の通信装置と、
地上設備ないし陸海空の移動体と通信する第３の通信装置と、
物体を監視する監視装置と、
を具備する第２の衛星と、
同一軌道面の前後を飛翔する衛星と通信する第１の通信装置と、
地上設備ないし陸海空の移動体と通信する第３の通信装置と、
物体を監視する監視装置と、
を具備する第３の衛星と、
同一軌道面の前後を飛翔する衛星と通信する第１の通信装置と、
地上設備ないし陸海空の移動体と通信する第３の通信装置と、
を具備する第４の衛星と、
により衛星コンステレーションを形成し、
同一軌道面において、複数の第１の衛星と複数の第２の衛星と複数の第３の衛星と複数の第４の衛星が同一高度を飛翔し、円環状に飛翔する前後の衛星が第１の通信装置を用いて双方向に通信リンクを形成することにより円環状の通信網を形成する。

本開示に係る衛星コンステレーションでは、同一軌道面で６機以上の衛星が前後の衛星と通信リンクを形成すれば円環状の通信網を形成可能である。また、本開示に係る衛星コンステレーションでは、第１の衛星から第４の衛星は機能とコストに相違があるため、衛星コンステレーションの構成目的と予算に応じて、衛星の構成と組合せを選ぶことができる。よって、本開示に係る衛星コンステレーションによれば、監視システムにおいて所望の目的を達成するための衛星コンステレーションを、低コストで実現できるという効果がある。

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。 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。 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。 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。 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。 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。 実施の形態１に係る衛星コンステレーションの例１の構成例。 実施の形態１に係る同一軌道面前後を飛翔する衛星同士が第１の通信装置により通信する例。 実施の形態１に係る隣接軌道を飛翔する衛星同士が第２の通信装置により通信する例。 実施の形態１に係る衛星コンステレーションの例２の構成例。 実施の形態１に係る衛星コンステレーションの例３の構成例。 実施の形態１に係る衛星コンステレーションの例４の構成例。 実施の形態２に係る衛星コンステレーションのメッシュ通信網の例。 実施の形態３に係る飛翔体対処システムの例。 実施の形態３に係る情報収集システムの例。 実施の形態３に係る衛星情報伝送システムの例。 実施の形態４に係るハイブリッドコンステレーションの例。 実施の形態５に係るハイブリッドコンステレーションの例。 実施の形態７に係るハイブリッドコンステレーションの例８から例１４を示す図。 実施の形態７に係るハイブリッドコンステレーションの例１５を示す図。 実施の形態７に係るハイブリッドコンステレーションと通信する地上設備の例１６を示す図。 実施の形態６に係る同期制御手法の一例を示す図である。 実施の形態６に係る同期制御手法の別例を示す図である。

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。

実施の形態１．
以下の実施の形態に係る衛星コンステレーション２０の例について説明する。

図１は、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の例である。
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。

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、通信コンステレーション、あるいはハイブリッドコンステレーションと呼ばれることがある。

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。

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。

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。

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。

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６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。

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。

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。

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。具体体には、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線監視装置である。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。
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。

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、情報収集システム、または、衛星情報伝送システム、または、ハイブリッドコンステレーションを運用制御する。

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。

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。

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。

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。

＊＊＊衛星コンステレーションの構成と効果の説明＊＊＊
次に、図７から図１２を用いて、本実施の形態に係る衛星コンステレーション２０の例について説明する。
以下の説明において、第１の衛星３０１から第５の衛星３０５の各衛星３０に備えられる通信装置あるいは監視装置には、同一の符号を付している。しかし、同一の符号を付しているのは機能の説明を簡単にするためのものであり、実際は衛星それぞれに別個の装置が備えられている。
また、以下で説明する、第１の衛星３０１と第２の衛星３０２と第３の衛星３０３と第４の衛星３０４と第５の衛星３０５は、衛星３０の例である。

＜衛星コンステレーション２０の例１：衛星コンステレーション２０１＞
図７は、本実施の形態に係る衛星コンステレーション２０１の構成例を示す図である。
衛星コンステレーション２０１は、本実施の形態に係る衛星コンステレーション２０の例１である。衛星コンステレーション２０１は、例えば、衛星コンステレーション形成システム６００により形成される。

衛星コンステレーション２０１は、第１の衛星３０１と第２の衛星３０２と第３の衛星３０３と第４の衛星３０４により形成される。

第１の衛星３０１は、第１の通信装置５０１と第２の通信装置５０２と第３の通信装置５０３を備える。

図８は、本実施の形態に係る同一軌道面前後を飛翔する衛星同士が第１の通信装置５０１により通信する例を示す図である。
図７および図８に示すように、第１の通信装置５０１は、同一軌道面の前後を飛翔する衛星と通信する。具体的には、衛星３０の第１の通信装置５０１は、同一軌道面の前後を飛翔する衛星が備える第１の通信装置５０１と双方向の通信リンク７１を形成する。通信リンク７１を形成することにより、同一軌道面の前後を飛翔する衛星同士が双方向に通信可能となる。

図９は、本実施の形態に係る隣接軌道を飛翔する衛星同士が第２の通信装置５０２により通信する例を示す図である。
図７および図９に示すように、第２の通信装置５０２は、隣接軌道を飛翔する衛星と通信する。具体的には、衛星３０の第２の通信装置５０２は、隣接軌道を飛翔する衛星が備える第２の通信装置５０２と双方向の通信リンク７２を形成する。図９では、衛星３０の第２の通信装置５０２は、東側および西側の各隣接軌道を飛翔する衛星が備える第２の通信装置５０２と双方向の通信リンク７２を形成する。通信リンク７２を形成することにより、隣接軌道を飛翔する衛星との双方向の通信が可能となる。

第３の通信装置５０３は、地上設備８００ないし陸海空の移動体８０１と通信する。地上設備８００には、衛星コンステレーション形成システム６００の地上設備７００が含まれる。その他、地上設備８００には、各種の情報を衛星３０と通信する通信装置を備えた地上設備、地上装置、あるいは地上機器が含まれる。また、陸海空の移動体８０１とは、地球で用いられる各種の移動体が含まれる。具体的には、各種の情報を衛星３０と通信する通信装置を備えた車両、船舶、潜水艦、あるいは飛翔体といった移動体が含まれる。

第２の衛星３０２は、第１の通信装置５０１と第２の通信装置５０２と第３の通信装置５０３と監視装置３６を備える。
第１の通信装置５０１と第２の通信装置５０２と第３の通信装置５０３の機能については、上述したように、第１の衛星３０１に備えられるものと同様である。
監視装置３６は、上述したように、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する装置である。

第３の衛星３０３は、第１の通信装置５０１と第３の通信装置５０３と監視装置３６を備える。
第１の通信装置５０１と第３の通信装置５０３と監視装置３６の機能については、上述したように、第１の衛星３０１あるいは第２の衛星３０２に備えられるものと同様である。

第４の衛星３０４は、第１の通信装置５０１と第３の通信装置５０３を備える。
第１の通信装置５０１と第３の通信装置５０３の機能については、上述したように、第１の衛星３０１に備えられるものと同様である。

衛星コンステレーション２０１では、同一軌道面において、複数の第１の衛星３０１と複数の第２の衛星３０２と複数の第３の衛星３０３と複数の第４の衛星３０４が同一高度を飛翔する。そして、円環状に飛翔する前後の衛星３０が第１の通信装置５０１を用いて双方向に通信リンクを形成することにより円環状の通信網である円環状通信網７０２を形成する。双方向の通信リンクを通信クロスリンクともいう。

衛星コンステレーション２０１では、同一軌道面で６機以上の衛星が前後の衛星と通信クロスリンクをすれば円環状の通信網を形成可能である。また、第１の衛星３０１から第４の衛星３０４は機能とコストに相違がある。このため、衛星コンステレーションの構成目的と予算に応じて、衛星の構成と組合せを選べるという効果がある。よって、衛星コンステレーション２０１によれば、監視システムにおいて所望の目的を達成するための衛星コンステレーションを、低コストで実現できるという効果がある。

また、衛星コンステレーション２０１では、衛星３０が同一軌道面を同一高度で数珠繋ぎ上に隊列飛行する。衛星コンステレーション２０１において、前後の衛星と第１の通信装置５０１により通信クロスリンクして円環状の通信網を形成すれば、同一軌道上で第２の通信装置５０２を具備する第１の衛星３０１あるいは第２の衛星３０２を経由して隣接軌道と通信することができるという効果がある。

また、衛星コンステレーション２０１では、第３の通信装置５０３を具備する任意の衛星から地上ないし陸海空の移動体と通信できるという効果がある。

＜衛星コンステレーション２０の例２：衛星コンステレーション２０２＞
図１０は、本実施の形態に係る衛星コンステレーション２０２の構成例を示す図である。
衛星コンステレーション２０２は、本実施の形態に係る衛星コンステレーション２０の例２である。衛星コンステレーション２０２は、例えば、衛星コンステレーション形成システム６００により形成される。

衛星コンステレーション２０２は、第１の衛星３０１と第３の衛星３０３と第４の衛星３０４により形成される。

第１の衛星３０１は、第１の通信装置５０１と第２の通信装置５０２と第３の通信装置５０３を備える。
第３の衛星３０３は、第１の通信装置５０１と監視装置３６と第３の通信装置５０３を備える。
第４の衛星３０４は、第１の通信装置５０１と第３の通信装置５０３を備える。

衛星コンステレーション２０２では、同一軌道面において、複数の第１の衛星３０１と複数の第３の衛星３０３と複数の第４の衛星３０４が同一高度を飛翔する。そして、円環状に飛翔する前後の衛星３０が第１の通信装置５０１を用いて双方向に通信リンクを形成することにより円環状通信網７０２を形成する。すなわち、円環状に飛翔する前後の衛星３０が第１の通信装置５０１により通信クロスリンクして円環状通信網７０２を形成している。

衛星コンステレーション２０の例１で説明した第２の衛星３０２は、通信装置と監視装置とにおける、レイアウト、実装、および運用が複雑となり、コスト高となるという課題がある。
衛星コンステレーション２０２では、監視装置３６の情報は前後の衛星経由で伝送することにより、高価な第２の衛星３０２を含まずに、所望の目的を低コストで実現できるという効果がある。特に、衛星コンステレーション２０２では、監視装置３６の情報を隣接軌道の衛星に伝送する場合に、前後の衛星経由で伝送することができる。

＜衛星コンステレーション２０の例３：衛星コンステレーション２０３＞
図１１は、本実施の形態に係る衛星コンステレーション２０３の構成例を示す図である。
衛星コンステレーション２０３は、本実施の形態に係る衛星コンステレーション２０の例３である。衛星コンステレーション２０３は、例えば、衛星コンステレーション形成システム６００により形成される。

衛星コンステレーション２０３は、第１の衛星３０１と第３の衛星３０３により形成される。

第１の衛星３０１は、第１の通信装置５０１と第２の通信装置５０２と第３の通信装置５０３を備える。
第３の衛星３０３は、第１の通信装置５０１と監視装置３６と第３の通信装置５０３を備える。

衛星コンステレーション２０３では、同一軌道面において、複数の第１の衛星３０１と複数の第３の衛星３０３が同一高度を飛翔する。そして、円環状に飛翔する前後の衛星３０が第１の通信装置５０１を用いて双方向に通信リンクを形成することにより円環状通信網７０２を形成する。すなわち、円環状に飛翔する前後の衛星３０が第１の通信装置５０１により通信クロスリンクして円環状通信網７０２を形成している。

第１の衛星を同一軌道面に多数機配備して、多数軌道面を経度方向に分散して配列し、第１の通信装置による同一軌道面内通信クロスリンクと、第２の通信装置による隣接軌道間通信クロスリンクとによりメッシュ通信網を形成することができる。衛星コンステレーション２０３を用いることにより、このメッシュ通信網に第３の衛星を割り込ませて、同一軌道面内では円環状通信網７０２の構成要素とすることができる。よって、衛星コンステレーション２０３を用いることにより、メッシュ通信網の本来の通信サービスを維持しながら、第３の衛星による監視と監視情報の伝送が可能になるという効果がある。

＜衛星コンステレーション２０の例４：衛星コンステレーション２０４＞
図１２は、本実施の形態に係る衛星コンステレーション２０４の構成例を示す図である。
衛星コンステレーション２０４は、本実施の形態に係る衛星コンステレーション２０の例４である。衛星コンステレーション２０４は、例えば、衛星コンステレーション形成システム６００により形成される。

衛星コンステレーション２０４は、第１の衛星３０１と第５の衛星３０５と第３の衛星３０３と第４の衛星３０４により形成される。

第１の衛星３０１は、第１の通信装置５０１と第２の通信装置５０２と第３の通信装置５０３を備える。
第３の衛星３０３は、第１の通信装置５０１と第３の通信装置５０３と監視装置３６を備える。
第４の衛星３０４は、第１の通信装置５０１と第３の通信装置５０３を備える。

第５の衛星３０５は、第１の通信装置５０１と第３の通信装置５０３と第４の通信装置５０４を備える。
第４の通信装置５０４は、観測衛星、測位衛星、あるいは通信衛星といったユーザ衛星３０６と通信する。

衛星コンステレーション２０４は、同一軌道面において、１機ないし複数の第５の衛星３０５と、少なくとも第１の衛星３０１を含む。衛星コンステレーション２０４は、さらに、第３の衛星３０３と第４の衛星３０４を含んでもよい。衛星コンステレーション２０４の衛星は、同一高度を飛翔する。そして、円環状に飛翔する前後の衛星３０が第１の通信装置５０１を用いて双方向に通信リンクを形成することにより円環状通信網７０２を形成する。すなわち、円環状に飛翔する前後の衛星が第１の通信装置５０１により通信クロスリンクして円環状通信網７０２を形成する。

観測衛星、測位衛星、通信衛星といったユーザ衛星３０６が、低軌道高度に形成された通信網を経由して情報授受するニーズがある。このため、衛星コンステレーション２０４は、同一軌道面の円環状通信網７０２の中に、ユーザ衛星３０６と通信する第４の通信装置５０４を具備した第５の衛星３０５を含む。これにより、衛星間通信によるデータ中継機能を具備したメッシュ通信網を形成できるという効果がある。
なお、衛星コンステレーション２０４が、第３の衛星３０３あるいは第４の衛星３０４を含まない場合であっても、同様の効果が得られる。

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７００，８００、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図１３は、本実施の形態に係る衛星コンステレーション２０ａを示す図である。
本実施の形態に係る衛星コンステレーション２０ａでは、実施の形態１で説明した衛星コンステレーション２０１，２０２，２０３，２０４の中から任意の６軌道面以上の衛星コンステレーションが、経度方向に分散して配列される。そして、第２の通信装置５０２により隣接軌道間の衛星同士が通信クロスリンクして、メッシュ状の通信網であるメッシュ通信網７０３を形成する。

図１３に示すように、隣接軌道間通信網を形成するのは、第２の通信装置５０２を有する衛星である。例えば、第１の衛星群である。また、隣接軌道間通信網を形成せずに、同一軌道面前後の通信のみをするのは、第２の通信装置５０２を有さない衛星である。例えば、第３の衛星群である。

円環状通信網７０２を有する衛星コンステレーション２０１，２０２，２０３，２０４を経度方向に分散配置して、第２の通信装置５０２により隣接軌道間通信クロスリンクして、経度方向に地球１周する円環状の通信網を形成する。これにより、メッシュ通信網７０３を形成でき、監視情報を即座に全球の任意の目的地に伝送できるという効果がある。
全ての軌道面が同一軌道高度で形成されていれば、軌道面の相対関係が維持されるので、安定的に監視および通信サービスを継続できるという効果がある。
ただし、全ての軌道面が同一軌道高度で形成された場合に、軌道上で衝突するリスクがあるため、軌道面毎に軌道高度を変えることにより衝突確立が激減するという効果がある。この際軌道面同士の相対関係が時間経緯に伴い変化するという課題がある。この対策として、平均軌道高度が同一となるように、それぞれの軌道面高度を変動させることにより、軌道面の相対関係を平均的に維持し、衝突リスクを激減できるという効果がある。

実施の形態３．
本実施の形態では、主に、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。

図１４は、本実施の形態に係る飛翔体対処システム４０１を示す図である。
衛星３０の例である監視衛星３０７は、監視装置３６を備える。監視装置３６は、赤外線監視装置である。監視装置３６は、飛翔体６０１の発射時のプルームないし飛翔体６０１本体の温度を検知し、飛翔体情報を取得する。
飛翔体対処システム４０１は、実施の形態２で説明した衛星コンステレーション２０ａにより形成されるメッシュ通信網７０３を経由して、地上設備８００ないし陸海空の飛翔体対処アセット８０２に対して飛翔体情報を伝送する。

飛翔体対処システム４０１によれば、発射後に間欠的に噴射を繰り返す極超音速滑空飛翔体（ｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃ ｇｌｉｄｅ ｖｅｈｉｃｌｅ：ＨＧＶ）の発射探知および追跡ができるという効果がある。

図１５は、本実施の形態に係る情報収集システム４０２を示す図である。
衛星３０の例である監視衛星３０７は、監視装置３６を備える。監視装置３６は、光波ないし電波の情報収集装置である。監視装置３６は、観測対象６０２の画像情報といった監視情報を取得する。
情報収集システム４０２は、実施の形態２で説明した衛星コンステレーション２０ａにより形成されるメッシュ通信網７０３を経由して、地上設備８００ないし陸海空の情報収集アセット８０３に対して監視情報を伝送する。

情報収集システム４０２によれば、観測対象６０２である潜水艦が海上の浮上した際の画像偵察情報、あるいは、浮上時に送受する電波情報を探知して監視情報を即座に伝送できるという効果がある。

図１６は、本実施の形態に係る衛星情報伝送システム４０３を示す図である。
衛星情報伝送システム４０３は、ユーザ衛星３０６と通信する第５の衛星３０５を含む。
衛星情報伝送システム４０３では、実施の形態２で説明した衛星コンステレーション２０ａにより形成されるメッシュ通信網７０３を経由して、ユーザ衛星３０６の衛星情報を、地上設備８００ないし陸海空の移動体８０１に対して送受信をする。

衛星情報伝送システム４０３によれば、実施の形態２で説明した衛星コンステレーション２０ａとは異なる軌道面ないし軌道高度を飛翔するユーザ衛星３０６の衛星情報を即座に伝送できるという効果がある。

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。

図１７は、本実施の形態に係るハイブリッドコンステレーション２０ｂの構成例を示す図である。
本実施の形態では、ハイブリッドコンステレーション２０ｂ、およびハイブリッドコンステレーション２０ｂを形成するハイブリッドコンステレーション形成方法について説明する。
本実施の形態に係るハイブリッドコンステレーション２０ｂは、同一軌道面の進行方向前後の衛星と通信する通信装置を具備する複数の衛星が円環状通信網７０２を形成する通信コンステレーションとミッション衛星とを備える。
本実施の形態に係る通信コンステレーションは、実施の形態１および２で説明した衛星コンステレーション２０と同様である。

ハイブリッドコンステレーション２０ｂでは、前後の衛星と通信する通信装置を具備し、各種ミッションを実行するミッション装置を具備したミッション衛星３０ｂを備える。ミッション衛星３０ｂは、円環状通信網７０２を形成する通信コンステレーションを形成する衛星の間を飛翔する。
ハイブリッドコンステレーション２０ｂは、円環状通信網７０２を形成する通信コンステレーションを形成する複数の衛星とミッション衛星３０ｂとを用いて円環状通信網７０２を再構築することにより形成される。

ハイブリッドコンステレーション２０ｂは、通信のみならず、監視、観測、測位、あるいは各種情報収集といった各種ミッションが通信網を形成しつつ、各種ミッションも実現するハイブリッドなコンステレーションである。ハイブリッドコンステレーション２０ｂは、マルチミッションプラットフォームと読み替えてもよい。

具体的には、ミッション衛星３０ｂは、実施の形態１で説明した、前後の衛星と通信する第１の通信装置５０１を備える。

ハイブリッドコンステレーション２０ｂによれば、通信以外のミッションを実行するミッション装置の情報をリアルタイムに円環状通信網７０２を経由して伝送できるという効果がある。
各種ミッション装置は、監視装置、観測装置、測位装置、あるいは情報収集装置といった通信装置以外のミッション装置である。また、各種ミッション装置は、データ中継装置、あるいは移動体を含む各種地上アセットとの通信装置のような通信装置でもよい。

例えば、ミッション衛星３０ｂが、前後の衛星と通信する通信装置を具備し、各種衛星情報取得装置を具備した情報取得衛星であってもよい。このとき、ハイブリッドコンステレーション２０ｂは、衛星情報伝送システムともいう。

また、ミッション衛星３０ｂは、地表面ないし地表面から発射される飛翔体の情報を収集する情報収集装置をミッション装置として備えた情報収集衛星であってもよい。このとき、ハイブリッドコンステレーション２０ｂは、情報収集装置が取得した衛星情報を海洋ないし大陸を跨いで伝送する。
また、ミッション衛星３０ｂは、測位信号を送信する測位信号送信装置をミッション装置として備えた測位信号送信衛星であってもよい。このとき、ハイブリッドコンステレーション２０ｂは、再構築された通信網である円環状通信網７０２を経由して衛星同士の時刻管理信号を授受する。

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。

図１８は、本実施の形態に係るハイブリッドコンステレーション２０ｃの構成例を示す図である。
本実施の形態では、ハイブリッドコンステレーション２０ｃ、およびハイブリッドコンステレーション２０ｃを形成するハイブリッドコンステレーション形成方法について説明する。
本実施の形態に係るハイブリッドコンステレーション２０ｃは、同一軌道面の進行方向前後の衛星と通信する通信装置を具備する複数の衛星が円環状通信網７０２を形成するとともに、隣接軌道の左右の衛星と通信する通信装置を具備する複数の衛星がメッシュ通信網７０３を形成する通信コンステレーションと、ミッション衛星とを備える。
本実施の形態に係る通信コンステレーションは、実施の形態３で説明した衛星コンステレーション２０ａと同様である。

ハイブリッドコンステレーション２０ｃでは、前後の衛星と通信する通信装置を具備し、各種ミッションを実行するミッション装置を具備したミッション衛星３０ｃを備える。ミッション衛星３０ｃは、円環状通信網７０２を形成するとともにメッシュ通信網７０３を形成する通信コンステレーションを形成する衛星の間を飛翔する。
ハイブリッドコンステレーション２０ｃは、円環状通信網７０２を形成するとともにメッシュ通信網７０３を形成する通信コンステレーションと、ミッション衛星３０ｃとを用いて、同一軌道面の円環状通信網７０２を再構築するとともに、メッシュ通信網７０３を再構築することにより形成される。

ハイブリッドコンステレーション２０ｃは、通信のみならず、監視、観測、測位、あるいは各種情報収集といった各種ミッションが通信網を形成しつつ、各種ミッションも実現するハイブリッドなコンステレーションである。ハイブリッドコンステレーション２０ｃは、マルチミッションプラットフォームと読み替えてもよい。

例えば、ミッション衛星３０ｃが、前後の衛星と通信する通信装置を具備し、各種衛星情報取得装置を具備した情報取得衛星であってもよい。このとき、ハイブリッドコンステレーション２０ｃは、衛星情報伝送システムともいう。

また、ミッション衛星３０ｃは、地表面ないし地表面から発射される飛翔体の情報を収集する情報収集装置をミッション装置として備えた情報収集衛星であってもよい。このとき、ハイブリッドコンステレーション２０ｃは、情報収集装置が取得した衛星情報を海洋ないし大陸を跨いで伝送する。
また、ミッション衛星３０ｃは、測位信号を送信する測位信号送信装置をミッション装置として備えた測位信号送信衛星であってもよい。このとき、ハイブリッドコンステレーション２０ｃは、再構築された通信網である円環状通信網７０２およびメッシュ通信網７０３を経由して衛星同士の時刻管理信号を授受する。

具体的には、ミッション衛星３０ｃは、実施の形態１で説明した、前後の衛星と通信する第１の通信装置５０１を備える。

ハイブリッドコンステレーション２０ｃによれば、実施の形態４と同様の効果に加え、全球網羅的に各種ミッションの情報伝送が可能になるという効果がある。

実施の形態６．
本実施の形態では、主に、実施の形態１から５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５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。

ＬＥＯ（Ｌｏｗ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ）メガコンステレーションを測位衛星として利用する構想がある。測位衛星として必須な高精度時刻制御を低コストで実現するため、原子時計を具備しない衛星コンステレーション時刻制御技術が待望されている。
そこで、本実施の形態では、同期制御と測位ミッション実現に資するハイブリッドコンステレーションの例について説明する。ハイブリッドコンステレーションについては、実施の形態４，５で説明したものと同様である。

＜ハイブリッドコンステレーションの例１（同期制御信号）＞
ハイブリッドコンステレーションは、ミッション装置として高精度マスタークロックを具備するミッション衛星を含み、複数衛星間で同期制御信号を授受する。

衛星コンステレーションを構成する個々の衛星が高精度クロックを具備していなくても、高精度マスタークロックを具備するミッション衛星（マスタークロック衛星）の送信する同期制御信号により、高精度の時刻管理が可能になるという効果がある。
例えば、ミッション装置が測位ミッションである場合に、マスタークロック衛星が送信する同期制御信号を使えば、原子時計を具備しない測位衛星から高精度の測位信号を配信可能になるという効果がある。

以下測位ミッションについて説明する。
原子時計あるいは光格子時計といった高精度な時計と、測位信号送信装置をミッション装置として具備する衛星が、自衛星の精密軌道情報を含めて測位信号を配信すれば、ＧＰＳあるいは準天頂測位衛星といったＧＮＳＳと同様に、測位衛星として機能する。ＧＰＳは、Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍの略語である。ＧＮＳＳは、Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍの略語である。

ただし、マスタークロックとなる高精度な時計は高価なので、全ての衛星がマスタークロックを具備するシステムは高価になるという課題がある。
衛星が標準的に具備する水晶時計といった時計は、原子時計として比較して長期安定性が劣るため、長時間放置して運用すると時刻誤差が生じるという課題がある。
そこで、所望の時刻精度を維持している間に、マスタークロックからの同期信号を参照して、標準的な時計を校正することにより、高精度マスタークロックを具備しなくても正確な時刻を維持して測位衛星として機能可能となる。

＜ハイブリッドコンステレーションの例２（同期制御信号）＞
ハイブリッドコンステレーションは、測位信号受信機と、測位信号送信機をミッション装置として具備するミッション衛星を含む。ハイブリッドコンステレーションは、測位信号受信機が受信した信号により正確な時刻を算出して自衛星の時計を校正し、複数衛星間で同期制御信号を授受する。
測位信号送信機は、衛星測位用の信号である測位信号を発信する、
測位信号受信機は、測位信号を受信し、受信した信号により正確な時刻を算出して自衛星の時計を校正する。

ＧＰＳあるいは準天頂測位衛星といったＧＮＳＳの測位信号受信機は、測位信号を受信することで、位置だけでなく正確な時刻を算出できる。よって、マスタークロックを具備しない衛星であっても、測位信号受信機を具備していれば、ＧＮＳＳをマスタークロックとして自衛星の時計を校正および同期制御することができる。
以後マスタークロックにより校正される標準的な時計をスレーブクロックと呼ぶ。スレーブクロックの同期手法としては、ＧＰＳ時刻同期と呼ばれる手法が知られている。

図２２は、本実施の形態に係る同期制御手法の一例を示す図である。
図２３は、本実施の形態に係る同期制御手法の別例を示す図である。

図２２に示すように、同期制御信号として、粗調整用の同期信号Ａと精調整用の同期信号Ｂとを同時に送信する方法がある。
また、図２３に示すように、タイミング信号に時刻情報を付与する方法なども有効である。

例えば、図２３に示すように、測位衛星Ａと測位衛星Ｂが双方向光通信装置を具備する場合について説明する。
測位衛星Ａと測位衛星Ｂのそれぞれの具備する時計により、同期制御信号を発信した時刻と受信した時刻のタイムスタンプ情報が付与される。相対距離Ｌが一定とした場合に、Ａが発信した時刻とＢが受信した時刻の時刻差、および、Ｂを発信した時刻とＡが受信した時刻の時刻差、が本来一致する前提とすれば、双方の具備する時計の相対誤差を導出することが可能となる。
なお、通信端末が電波通信装置であっても遅延誤差あるいはドップラ効果等を考慮して、同様の時刻管理ができることは言うまでもない。

＜ハイブリッドコンステレーションの例３（衛星間測距）＞
ハイブリッドコンステレーションは、測距装置を具備する衛星を含み、衛星同士が距離を計測する。

ハイブリッドコンステレーションを構成する衛星の位置情報を含む軌道情報を高精度化することは、測位ミッションの測位サービス信号の精度向上に役立つ。
軌道周期が管理されて同一軌道面を同期して飛翔するハイブリッドコンステレーションでは、前後の衛星との距離を正確に測距して、軌道情報を地上で高精度軌道決定処理をすることにより、系統誤差を排除して、軌道情報を高精度化できるという効果がある。
衛星間の測距手段としては、例えばレーザー測距装置を具備する衛星が、前方を飛翔する衛星に具備したレーザーリフレクタの反射レーザーを受信して、ダブルパスの測距をしてもよい。あるいは、時刻同期した衛星間で光通信端末の信号を送受してシングルパスの測距をしてもよい。
光通信端末を測距装置として利用することも可能である。
また隣接軌道間の衛星間測距により、異なる軌道面の衛星飛翔位置を正確に計測できるという効果がある。

＜ハイブリッドコンステレーションの例４（順逆時刻管理）＞
ハイブリッドコンステレーションにおいて、円環通信網を形成して同一軌道面を飛翔する衛星同士が、衛星進行方向に向かって時刻管理信号を伝達する順方向時刻管理と、進行方向の逆方向に向かって時刻管理信号を伝達する逆方向時刻管理を実施する。

衛星は軌道上を、秒速４ｋｍを超える速度で移動しているため、特殊相対性理論により地上の時計に比べて相対的に遅れる事になる。
また高度２万ｋｍの軌道上は地表に比べて重力の影響が弱いため、一般相対性理論により地上の時計に比べて早く進む。
双方の効果を重ね合わせると、ＧＰＳ衛星に搭載された原子時計は、地上の時計に比べて１日当たり２８．６マイクロ秒だけ早く進むことになる。
光は２８．６マイクロ秒の間におよそ１１ｋｍ進むため、このズレを１日放っておくだけで、ＧＰＳに１１ｋｍもの誤差が出ることになる。
ＧＮＳＳにおいて、これら相対論の効果を打ち消すべく原子時計の補正が行われている。

ハイブリッドコンステレーションにより測位ミッションを実現する場合にも同様に相対論の効果を打ち消すため時計の補正が必要となる。マスタークロックを具備しない衛星のスレーブクロックの補正では、同期制御する過程で発生する系統誤差を排除する必要がある。円環状通信網を形成する衛星群において順方向時刻管理と逆方向時刻管理の時刻および軌道上情報を地上において比較評価することにより、系統誤差を排除できるという効果がある。

＜ハイブリッドコンステレーションの例５（軌道上生成指令情報）＞
ハイブリッドコンステレーションにおいて、軌道上で生成した異なるミッション装置への指令情報を複数の衛星同士で授受する。

軌道上で自動生成して衛星間で授受することにより、地上経由の時間遅延なく迅速な複数衛星の連携運用が可能となる。
例えば飛翔体追跡システムでは、発射探知した衛星が発射探知した発射点の位置座標を軌道上で自動生成して、別の監視衛星に対して監視目標位置座標として監視指示指令情報を伝送することにより、迅速に飛翔体追跡が可能となる。

＜ハイブリッドコンステレーションの例６（飛翔体情報共有）＞
ハイブリッドコンステレーションにおいて、軌道上で取得した飛翔体情報を複数の衛星同士で授受する。

飛翔体追跡システムでは任意の監視衛星が取得した飛翔体情報を、地上設備を経由して別の監視衛星で伝送するため、時間遅れが発生するという課題があった。例６ハイブリッドコンステレーションによれば、地上設備を経由せずに直接別の監視衛星に飛翔体情報を送信できるので、迅速に対処行動を要する飛翔体追跡において遅滞なく飛翔体情報を共有できるという効果がある。

＜ハイブリッドコンステレーションの例７（ミッション衛星および地上設備）＞
前後通信装置とミッション装置を具備することにより、実施の形態４または５、あるいは、本実施の形態の例１から例６のいずれかで説明したハイブリッドコンステレーションを構成する。このハイブリッドコンステレーションにおいて、ミッション衛星は、ミッション装置として、光学情報収集装置、電波情報収集装置、レーザー発生装置、電波発生装置、赤外線監視装置、測位信号発生装置、電波データ中継装置、あるいは、光データ中継装置のいずれかを含む。
また、地上設備は、本実施の形態の例１から例６のハイブリッドコンステレーションを運用制御する地上システムである。

実施の形態７．
本実施の形態では、主に、実施の形態１から６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６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。

本実施の形態では、よりリアルタイムかつ低負荷なデータ処理を実現するハイブリッドコンステレーションの例について説明する。ハイブリッドコンステレーションについては、実施の形態４，５，６で説明したものと同様である。
本実施の形態では、地上設備を地上装置、地上システム、あるいは、地上データセンタともいう。また、地上設備を単に地上と記載する場合もある。

図１９は、本実施の形態に係るハイブリッドコンステレーションの例８から例１４を示す図である。
図１９では、エッジサーバ８１を具備するミッション衛星を備えたハイブリッドコンステレーションの例を示している。

＜ハイブリッドコンステレーションの例８（エッジサーバ）＞
ハイブリッドコンステレーションにおいて、ミッション衛星は、ＡＩ（人工知能）を具備する計算機とエッジサーバを具備し、軌道上でエッジコンピューティングする。

分散型アーキテクチャを実現する手法としてＩＯＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）側にエッジサーバを具備するエッジコンピューティングが着目されている。ＩｏＴではセンサで収集したデータをインターネット経由でクラウドへ送信し、分析・解析を行う中央集中型の仕組みが一般的である。これに対し、エッジコンピューティングではデバイス本体もしくはデバイスとクラウドの間に設置したエッジサーバで分散してデータ処理を行う仕組みをとる。これにより、リアルタイムかつ低負荷なデータ処理を実現する。

また情報社会の高度化に伴う情報量の増大に伴い、消費電力の増大と排熱対策が課題となっている。特に中央集中型の仕組みではスーパーコンピュータあるいは大規模データセンタの大電力化と排熱対策が深刻な課題になっている。

一方宇宙空間では放射冷却により深宇宙に排熱できるので、衛星をＩＯＴにおけるデバイスと見立てて、衛星コンステレーション側にエッジサーバを具備し、軌道上で分散コンピューティング処理をした後に必要データのみを地上に伝送するのが合理的である。
ハイブリッドコンステレーションによれば、円環状通信網ないしメッシュ通信網を経由して、地上設備にデータセンタを具備するクラウドと情報授受して、低遅延（レイテンシ）とデータの一元管理を実現できるという効果がある。

分散コンピューティングで処理する目的として、以下に示す目的がある。
・地上でクラウドコンピューティング処理していた内容を、軌道上分散コンピューティング処理することにより、地上処理の負担を軽減する目的。
・ミッション衛星が取得した衛星情報を、軌道上で分散コンピューティング処理することにより、地上に伝送するデータ量を軽減する目的。
・衛星コンステレーションの自システム内衝突防止のように、軌道上で自律的にシステム管理する目的。
・飛翔体追跡システムのように、緊急時において、軌道上取得情報を迅速に処理して、自律的に判断して軌道上次工程に反映すべき情報を分散コンピューティングすることにより、地上システムとの情報授受をなくして判断の迅速化を図る目的。

また、軌道上でＩＯＴデバイスと見立てた衛星が分散コンピューティングする効果として、以下に示す効果がある。
・地上設備の電力増大と集中による排熱問題の解決。
・地上に送信する衛星情報のデータ量低減による地上処理負荷の低減。
・衛星コンステレーションの自律的システム管理による地上処理負荷の低減。
・緊急事態における対応の迅速化。
さらに、地上処理の負担を低減する効果として、温室効果ガス排出量を減らし、地上のＳＤＧｓ（Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｇｏａｌｓ）に貢献できるという効果がある。

＜ハイブリッドコンステレーションの例９（エッジサーバ，衝突回避）＞
例８のハイブリッドコンステレーションにおいて、エッジサーバがコンステレーションを構成する衛星群の軌道情報を格納する。そして、ＡＩを具備する計算機がコンステレーションを構成する衛星同士の衝突危険解析をする。

法線ベクトルの異なる複数の軌道面において同一高度を衛星が飛翔する衛星コンステレーションでは、軌道面の交線上で衝突するリスクがある。
そこで、ハイブリッドコンステレーションの構成衛星の中に、エッジサーバを持ち、コンステレーションを構成する衛星群の軌道情報を格納して危険解析をし、予め衝突が予見された衛星があれば、軌道上で推進装置を動作する指示を与える。これにより、ハイブリッドコンステレーションにおいて、衝突を回避して飛行安全を確保することが可能となる。

＜ハイブリッドコンステレーションの例１０（飛翔体情報送信）＞
例８のハイブリッドコンステレーションにおいて、エッジサーバがコンステレーションを構成する衛星群の軌道情報と、コンステレーションを構成する衛星が取得した飛翔体情報を格納する。そして、ＡＩを具備する計算機が飛翔体情報を、コンステレーションを構成する衛星に送信する。

ミッション衛星として監視装置を具備する監視衛星が、飛翔体の発射探知情報を取得して、エッジサーバを具備する衛星に送信する。そして、エッジサーバを具備する衛星の計算機において飛翔体を追跡監視できる監視衛星を選択して、飛翔体情報を送信することにより、飛翔体追跡が可能となる。

＜ハイブリッドコンステレーションの例１１（飛翔経路予測）＞
例８あるいは例１０のハイブリッドコンステレーションにおいて、ＡＩを具備する計算機が、複数の監視衛星から取得した飛翔体情報と、エッジサーバに格納された先見情報により飛翔経路解析をする。そして、ＡＩを具備する計算機が、予測飛翔経路を追跡可能な監視衛星に飛翔体情報を送信する。

エッジサーバが、先見情報として飛翔体の型式と、推薬の種別と、飛翔可能距離と典型的な飛翔プロファイルを飛翔体モデルとして格納する。エッジサーバが、ミッション衛星として監視装置を具備する監視衛星が取得した飛翔体の追跡情報を、複数の監視衛星から取得する。ＡＩを具備する計算機が、飛翔体モデルを参照してＡＩ機械学習による推論により飛翔経路予測解析をする。そして、ＡＩを具備する計算機が、予測飛翔経路を追跡可能な監視衛星に飛翔体情報を送信することにより、飛翔体追跡が可能となる。

＜ハイブリッドコンステレーションの例１２（着弾予測）＞
例８、例１０、あるいは、例１１のハイブリッドコンステレーションにおいて、ＡＩを具備する計算機が、複数の監視衛星から取得した飛翔体情報と、エッジサーバに格納された先見情報により飛翔体着弾予測をする。そして、ＡＩを具備する計算機が、対処可能な地上アセットに飛翔体情報を送信できる衛星を選択して飛翔体情報送信司令を送信する。

エッジサーバが、先見情報として、飛翔体対処アセットの配備された位置情報を格納している。そして、ＡＩを具備する計算機が、ＡＩ機械学習により着弾位置を推定し、予測着弾位置の近傍に位置する対処アセットに飛翔体情報を送信することにより、飛翔体対処が可能になる。

＜ハイブリッドコンステレーションの例１３（合成開口処理）＞
例８のハイブリッドコンステレーションにおいて、ミッション衛星が合成開口レーダを具備する。ミッション衛星では、エッジサーバに取得情報を格納する。そして、計算機が、軌道上で合成開口処理による画像生成をし、画像データを地上に送信する。

合成開口レーダを具備する観測衛星では、合成開口処理をして画像化する処理を地上で実施してきた。しかし、観測衛星から地上に送信するデータ量が膨大になるため、軌道上で合成開口処理して画像データのみを地上伝送するシステムが待望されていた。軌道上でエッジコンピューティングすることにより、地上へ送信するデータ量を低減し、地上処理の負荷を低減できるという効果がある。
なお複数のミッション衛星が合成開口レーダを具備し、同一観測対象から取得した監視情報を複数のミッション衛星がエッジサーバに格納して、合成開口処理してもよい。
また合成開口レーダを具備する衛星と、計算機を搭載する衛星と、エッジサーバを搭載する衛星が別々であっても、通信網を経由して処理可能であることは言うまでもない。

＜ハイブリッドコンステレーションの例１４（超解像処理）＞
例８のハイブリッドコンステレーションにおいて、ミッション衛星が光学監視装置を具備する。ミッション衛星では、エッジサーバに取得情報を格納する。そして、計算機が、軌道上で超解像処理による画像生成をし、画像データを地上に送信する。

光学監視装置を具備する観測衛星が取得した画像を超解像処理する場合には、地上に画像情報を送信した後に、地上処理設備において超解像処理を実施してきた。しかし、観測衛星から地上に送信するデータ量が膨大になるため、軌道上で超解像処理して画像データのみを地上伝送するシステムが待望されていた。軌道上でエッジコンピューティングすることにより、地上へ送信するデータ量を低減し、地上処理の負荷を低減できるという効果がある。
なお複数のミッション衛星が光学監視装置を具備し、同一観測対象から取得した監視情報を複数のミッション衛星がエッジサーバに格納して、超解像処理してもよい。
また光学監視装置を具備する衛星と、計算機を搭載する衛星と、エッジサーバを搭載する衛星が別々であっても、通信網を経由して処理可能であることは言うまでもない。

図２０は、本実施の形態に係るハイブリッドコンステレーションの例１５を示す図である。
図２０では、スーパーコンピュータ８３およびデータセンタ８４の両方またはどちらか一方を具備するミッション衛星を備えたハイブリッドコンステレーションの例を示している。

＜ハイブリッドコンステレーションの例１５＞
ハイブリッドコンステレーションにおいて、ミッション衛星は、スーパーコンピュータおよびデータセンタの両方またはどちらか一方を具備する。

情報社会の高度化に伴う情報量の増大に伴い、消費電力の増大と排熱対策が課題となっている。特に中央集中型の仕組みではスーパーコンピュータあるいは大規模データセンタの大電力化と排熱対策が深刻な課題になっている。
一方宇宙空間では放射冷却により深宇宙に排熱できる。衛星コンステレーション側に、クラウド環境を実現するためのスーパーコンピュータあるいはデータセンタを具備することが可能である。ミッション衛星が、軌道上で演算処理をした後に必要データのみを地上のユーザに伝送することにより、クラウド環境を維持し、温室効果ガス排出量を低減することができる。これにより、地上のＳＤＧｓに貢献できるという効果がある。
また、ハイブリッドコンステレーションによれば、円環状通信網ないしメッシュ通信網を経由して、任意の地上ユーザと情報授受ができる。よって、ハイブリッドコンステレーションを構成する各衛星とＩＯＴと見なした分散コンピューティングを、低遅延（レイテンシ）でデータ一元管理を実現できるという効果がある。

図２１は、本実施の形態に係るハイブリッドコンステレーションと通信する地上設備の例１６を示す図である。
図２１では、スーパーコンピュータおよびデータセンタの両方またはどちらか一方を具備する地上設備の例を示している。

＜ハイブリッドコンステレーションと通信する地上設備の例１６＞
地上設備は、地上データセンタともいう。
地上設備は、スーパーコンピュータまたはデータセンタを具備し、緯度５０度以上の高緯度地域に設置される。地上設備は、ハイブリッドコンステレーションを経由して情報授受する。

スーパーコンピュータあるいは大規模データセンタを構成する計算機は消費電力が大きく、発熱量も大きい。このため、大規模な冷却設備を具備する地上設備内で稼働してきた。しかし、大電力の消費あるいは外部に対する排熱はＳＤＧｓの観点のデメリットとなるという課題があった。

クラウドコンピューティングの普及に伴い、スーパーコンピュータあるいはデータセンタの設置場所はユーザにとっては制約条件にならなくなっている。高速な通信回線が確保されれば、大電力を消費して高発熱の機器は寒冷地となる高緯度地域に配備するのが合理的である。

一方、光ファイバー通信網などを地上で敷設する場合に、高緯度地域からユーザが密集する大都市部まで大容量通信網を張り巡らすのはコスト的にデメリットが大きいという課題があった。
これに対して例えば軌道高度３５０ｋｍ程度に形成されて、光通信端末で円環状ないしメッシュ状通信網を形成するハイブリッドコンステレーションによれば、高緯度地域から大都市部への情報通信網確保が容易である。よって、低遅延（レーテンシ）を実現できるという効果がある。

また、極軌道衛星は毎周回極域を通過するので、極域を含む高緯度地域に対して通信容量の拡大が容易にできるという効果がある。
傾斜軌道衛星においても、南半球から北上する衛星は軌道面最北端において、衛星が西から東に飛翔して北半球から南下する方向に進行方向が変わる。北半球から南下する衛星は軌道面最南端において、衛星が西から東に飛翔して南半球から北上する方向に進行方向が変わる。よって、軌道傾斜角が５０度以上の軌道では、衛星が西から東に飛翔する領域において軌道面の最北端および最南端において極域を含む高緯度地域に設置された地上設備と通信容量を拡大しやすいという効果がある。
また、極域を含む高緯度地域に設置したデータセンタとの通信回線を、堅牢なセキュリティ対策を施した衛星との通信に限定することにより、サイバー攻撃から遮断した、堅牢なセキュリティ環境のデータセンタを構築できるという効果がある。

以上の実施の形態１から７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７では、実施の形態１から７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７において任意の構成要素の省略が可能である。

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。

１１，１１ｂ 衛星コンステレーション形成部、２０，２０ａ，２０１，２０２，２０３，２０４ 衛星コンステレーション、２０ｂ，２０ｃ ハイブリッドコンステレーション、２１ 軌道面、３０ 衛星、３０ｂ，３０ｃ ミッション衛星、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、７１，７２ 通信リンク、３０１ 第１の衛星、３０２ 第２の衛星、３０３ 第３の衛星、３０４ 第４の衛星、３０５ 第５の衛星、３０６ ユーザ衛星、３０７ 監視衛星、４０１ 飛翔体対処システム、４０２ 情報収集システム、４０３ 衛星情報伝送システム、５０１ 第１の通信装置、５０２ 第２の通信装置、５０３ 第３の通信装置、５０４ 第４の通信装置、５１０ 軌道制御コマンド生成部、５２０ 解析予測部、６０１ 飛翔体、６０２ 観測対象、６００ 衛星コンステレーション形成システム、７００，８００ 地上設備、７０２ 円環状通信網、７０３ メッシュ通信網、８０１ 移動体、８０２ 飛翔体対処アセット、８０３ 情報収集アセット、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、８１ エッジサーバ、８３ スーパーコンピュータ、８４ データセンタ。

Claims (32)

1. ＬＥＯ（Ｌｏｗ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ）に形成される衛星コンステレーションにおいて、
   同一軌道面の前後を飛翔する衛星と通信する第１の通信装置と、
   隣接軌道を飛翔する衛星と通信する第２の通信装置と、
   地上設備ないし陸海空の移動体と通信する第３の通信装置と、
   を具備する第１の衛星と、
   同一軌道面の前後を飛翔する衛星と通信する第１の通信装置と、
   隣接軌道を飛翔する衛星と通信する第２の通信装置と、
   地上設備ないし陸海空の移動体と通信する第３の通信装置と、
   物体を監視する監視装置と、
   を具備する第２の衛星と、
   同一軌道面の前後を飛翔する衛星と通信する第１の通信装置と、
   地上設備ないし陸海空の移動体と通信する第３の通信装置と、
   物体を監視する監視装置と、
   を具備する第３の衛星であって、隣接軌道を飛翔する衛星と通信する第２の通信装置を備えない第３の衛星と、
   同一軌道面の前後を飛翔する衛星と通信する第１の通信装置と、
   地上設備ないし陸海空の移動体と通信する第３の通信装置と、
   を具備する第４の衛星と、
   により衛星コンステレーションを形成し、
   同一軌道面において、複数の第１の衛星と複数の第２の衛星と複数の第３の衛星と複数の第４の衛星が同一高度を飛翔し、円環状に飛翔する前後の衛星が第１の通信装置を用いて双方向に通信リンクを形成することにより円環状の通信網を形成する衛星コンステレーション。
2. ＬＥＯ（Ｌｏｗ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ）に形成される衛星コンステレーションにおいて、
   同一軌道面の前後を飛翔する衛星と通信する第１の通信装置と、
   隣接軌道を飛翔する衛星と通信する第２の通信装置と、
   地上設備ないし陸海空の移動体と通信する第３の通信装置と、
   を具備する第１の衛星と、
   同一軌道面の前後を飛翔する衛星と通信する第１の通信装置と、
   地上設備ないし陸海空の移動体と通信する第３の通信装置と、
   物体を監視する監視装置と、
   を具備する第３の衛星であって、隣接軌道を飛翔する衛星と通信する第２の通信装置を備えない第３の衛星と、
   同一軌道面の前後を飛翔する衛星と通信する第１の通信装置と、
   地上設備ないし陸海空の移動体と通信する第３の通信装置と、
   を具備する第４の衛星と、
   により衛星コンステレーションを形成し、
   同一軌道面において、複数の第１の衛星と複数の第３の衛星と複数の第４の衛星が同一高度を飛翔して、円環状に飛翔する前後の衛星が第１の通信装置を用いて双方向に通信リンクを形成することにより円環状の通信網を形成する衛星コンステレーション。
3. ＬＥＯ（Ｌｏｗ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ）に形成される衛星コンステレーションにおいて、
   同一軌道面の前後を飛翔する衛星と通信する第１の通信装置と、
   隣接軌道を飛翔する衛星と通信する第２の通信装置と、
   地上設備ないし陸海空の移動体と通信する第３の通信装置と、
   を具備する第１の衛星と、
   同一軌道面の前後を飛翔する衛星と通信する第１の通信装置と、
   地上設備ないし陸海空の移動体と通信する第３の通信装置と、
   物体を監視する監視装置と、
   を具備する第３の衛星であって、隣接軌道を飛翔する衛星と通信する第２の通信装置を備えない第３の衛星と、
   により衛星コンステレーションを形成し、同一軌道面において、複数の第１の衛星と複数の第３の衛星とが同一高度を飛翔して、円環状に飛翔する前後の衛星が第１の通信装置を用いて双方向に通信リンクを形成することにより円環状の通信網を形成する衛星コンステレーション。
4. ＬＥＯ（Ｌｏｗ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ）に形成される衛星コンステレーションにおいて、
   同一軌道面の前後を飛翔する衛星と通信する第１の通信装置と、
   隣接軌道を飛翔する衛星と通信する第２の通信装置と、
   地上設備ないし陸海空の移動体と通信する第３の通信装置と、
   を具備する第１の衛星と、
   同一軌道面の前後を飛翔する衛星と通信する第１の通信装置と、
   地上設備ないし陸海空の移動体と通信する第３の通信装置と、
   ユーザ衛星と通信する第４の通信装置と、
   を具備する第５の衛星と、
   同一軌道面の前後を飛翔する衛星と通信する第１の通信装置と、
   地上設備ないし陸海空の移動体と通信する第３の通信装置と、
   物体を監視する監視装置と、
   を具備する第３の衛星であって、隣接軌道を飛翔する衛星と通信する第２の通信装置を備えない第３の衛星と、
   同一軌道面の前後を飛翔する衛星と通信する第１の通信装置と、
   地上設備ないし陸海空の移動体と通信する第３の通信装置と、
   を具備する第４の衛星と、
   により衛星コンステレーションを形成し、同一軌道面において、１機ないし複数の第５の衛星が、少なくとも第１の衛星を含み、第３の衛星と第４の衛星を含んでもよく、同一高度を飛翔して、円環状に飛翔する前後の衛星が第１の通信装置を用いて双方向に通信リンクを形成することにより円環状の通信網を形成する衛星コンステレーション。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の衛星コンステレーションの中から任意の６軌道面以上の衛星コンステレーションが経度方向に分散して配列し、第２の通信装置を用いて隣接軌道間の衛星同士が双方向に通信リンクを形成することによりメッシュ状の通信網であるメッシュ通信網を形成する衛星コンステレーション。
6. 監視装置が赤外線監視装置であって、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して、
   請求項５に記載の衛星コンステレーションにより形成されるメッシュ通信網を経由して地上設備ないし陸海空の対処アセットに対して飛翔体情報を伝送する飛翔体対処システム。
7. 監視装置が光波ないし電波の情報収集装置であって、
   請求項５に記載の衛星コンステレーションにより形成されるメッシュ通信網を経由して地上設備ないし陸海空の情報収集アセットに対して監視情報を伝送する情報収集システム。
8. 請求項４に記載の衛星コンステレーションに含まれる第５の衛星を含み、
   請求項５に記載の衛星コンステレーションにより形成されるメッシュ通信網を経由して地上設備ないし陸海空の移動体に対してユーザ衛星と衛星情報の送受信をする衛星情報伝送システム。
9. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の衛星コンステレーションを構成する衛星。
10. ＬＥＯ（Ｌｏｗ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ）に形成されるハイブリッドコンステレーションにおいて、
    同一軌道面の進行方向前後の衛星と通信する通信装置を具備する複数の衛星が円環状通信網を形成する通信コンステレーションと、
    前後の衛星と通信する通信装置を具備し、ミッションを実行するミッション装置を具備したミッション衛星と
    を備えたハイブリッドコンステレーションであって、
    前記ミッション衛星が、前記通信コンステレーションを形成する複数の衛星の間を飛翔し、
    前記ハイブリッドコンステレーションは、前記ミッション衛星と前記通信コンステレーションを形成する複数の衛星とを用いて、前記円環状通信網を再構築して形成され、前記ミッション衛星としてＡＩ（人工知能）を具備する計算機と、エッジサーバを具備し、軌道上でエッジコンピューティングするハイブリッドコンステレーション。
11. ＬＥＯ（Ｌｏｗ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ）に形成されるハイブリッドコンステレーションにおいて、
    同一軌道面の進行方向前後の衛星と通信する通信装置を具備する複数の衛星が円環状通信網を形成するとともに、隣接軌道の左右の衛星と通信する通信装置を具備する複数の衛星がメッシュ通信網を形成する通信コンステレーションと、
    前後の衛星と通信する通信装置を具備し、ミッションを実行するミッション装置を具備したミッション衛星と
    を備えたハイブリッドコンステレーションであって、
    前記ミッション衛星が、前記通信コンステレーションを形成する複数の衛星の間を飛翔し、
    前記ハイブリッドコンステレーションは、前記ミッション衛星と前記通信コンステレーションを形成する複数の衛星とを用いて、前記円環状通信網を再構築するとともに、前記メッシュ通信網を再構築して形成され、前記ミッション衛星としてＡＩ（人工知能）を具備する計算機と、エッジサーバを具備し、軌道上でエッジコンピューティングするハイブリッドコンステレーション。
12. ＬＥＯ（Ｌｏｗ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ）に形成されるハイブリッドコンステレーションを形成するハイブリッドコンステレーション形成方法において、
    同一軌道面の進行方向前後の衛星と通信する通信装置を具備する複数の衛星が円環状通信網を形成する通信コンステレーションと、
    前後の衛星と通信する通信装置を具備し、ミッションを実行するミッション装置を具備したミッション衛星と
    を備えたハイブリッドコンステレーションを形成するハイブリッドコンステレーション形成方法であって、
    前記ミッション衛星が、前記通信コンステレーションを形成する複数の衛星の間を飛翔し、
    前記ミッション衛星と前記通信コンステレーションを形成する複数の衛星とを用いて、前記円環状通信網を再構築してハイブリッドコンステレーションを形成し、
    前記ハイブリッドコンステレーションは、前記ミッション衛星としてＡＩ（人工知能）を具備する計算機と、エッジサーバを具備し、軌道上でエッジコンピューティングするハイブリッドコンステレーション形成方法。
13. ＬＥＯ（Ｌｏｗ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ）に形成されるハイブリッドコンステレーションを形成するハイブリッドコンステレーション形成方法において、
    同一軌道面の進行方向前後の衛星と通信する通信装置を具備する複数の衛星が円環状通信網を形成するとともに、隣接軌道の左右の衛星と通信する通信装置を具備する複数の衛星がメッシュ通信網を形成する通信コンステレーションと、
    前後の衛星と通信する通信装置を具備し、ミッションを実行するミッション装置を具備したミッション衛星と
    を備えたハイブリッドコンステレーションを形成するハイブリッドコンステレーション形成方法であって、
    前記ミッション衛星が、前記通信コンステレーションを形成する複数の衛星の間を飛翔し、
    前記ミッション衛星と前記通信コンステレーションを形成する複数の衛星とを用いて、前記円環状通信網を再構築するとともに、前記メッシュ通信網を再構築してハイブリッドコンステレーションを形成し、
    前記ハイブリッドコンステレーションは、前記ミッション衛星としてＡＩ（人工知能）を具備する計算機と、エッジサーバを具備し、軌道上でエッジコンピューティングするハイブリッドコンステレーション形成方法。
14. 前記ミッション衛星は、地表面ないし地表面から発射される飛翔体の情報を収集する情報収集装置を前記ミッション装置として備えた情報収集衛星であって、
    前記情報収集装置が取得した衛星情報を海洋ないし大陸を跨いで伝送する請求項１０または請求項１１に記載のハイブリッドコンステレーション。
15. 前記ミッション衛星は、測位信号を送信する測位信号送信装置を前記ミッション装置として備えた測位信号送信衛星であって、
    再構築された通信網を経由して衛星同士の時刻管理信号を授受する請求項１０または請求項１１に記載のハイブリッドコンステレーション。
16. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の衛星コンステレーション、または、請求項６に記載の飛翔体対処システム、または、請求項７に記載の情報収集システム、または、請求項８に記載の衛星情報伝送システム、または、請求項１０または請求項１１に記載のハイブリッドコンステレーションを運用制御する地上システム。
17. 前記ミッション装置として高精度マスタークロックを具備するミッション衛星を含み、複数衛星間で同期制御信号を授受する請求項１０または請求項１１に記載のハイブリッドコンステレーション。
18. 測位信号受信機と、測位信号送信機を前記ミッション装置として具備するミッション衛星を含み、
    前記測位信号受信機が受信した信号により正確な時刻を算出して自衛星の時計を校正し、複数衛星間で同期制御信号を授受する請求項１０または請求項１１に記載のハイブリッドコンステレーション。
19. 測距装置を具備する衛星を含み、衛星同士が距離を計測する請求項１０または請求項１１に記載のハイブリッドコンステレーション。
20. 円環通信網を形成して同一軌道面を飛翔する衛星同士が、衛星進行方向に向かって時刻管理信号を伝達する順方向時刻管理と、進行方向の逆方向に向かって時刻管理信号を伝達する逆方向時刻管理を実施する請求項１０または請求項１１に記載のハイブリッドコンステレーション。
21. 軌道上で生成した異なる前記ミッション装置への指令情報を、複数の衛星同士で授受する請求項１０または請求項１１に記載のハイブリッドコンステレーション。
22. 軌道上で取得した飛翔体情報を複数の衛星同士で授受する請求項１０または請求項１１に記載のハイブリッドコンステレーション。
23. 前後通信装置とミッション装置を具備して請求項１０から請求項１１、請求項１４から請求項１５、および、請求項１７から請求項２２のいずれか１項に記載のハイブリッドコンステレーションを構成するミッション衛星であって、
    前記ミッション装置として、光学情報収集装置、電波情報収集装置、レーザー発生装置、電波発生装置、赤外線監視装置、測位信号発生装置、電波データ中継装置、光データ中継装置のいずれかを含むことを特徴とするミッション衛星。
24. 請求項１７から請求項２２のいずれか１項に記載のハイブリッドコンステレーションを運用制御する地上システム。
25. 前記エッジサーバがコンステレーションを構成する衛星群の軌道情報を格納し、前記ＡＩを具備する計算機がコンステレーションを構成する衛星同士の衝突危険解析をする請求項１０または請求項１１に記載のハイブリッドコンステレーション。
26. 前記エッジサーバがコンステレーションを構成する衛星群の軌道情報と、コンステレーションを構成する衛星が取得した飛翔体情報を格納し、前記ＡＩを具備する計算機が飛翔体情報を、コンステレーションを構成する衛星に送信する請求項１０、請求項１１、および請求項２５のいずれか１項に記載のハイブリッドコンステレーション。
27. 前記ＡＩを具備する計算機が、複数の監視衛星から取得した飛翔体情報と、前記エッジサーバに格納された先見情報により飛翔経路解析をして、予測飛翔経路を追跡可能な監視衛星に飛翔体情報を送信する請求項１０、請求項１１、請求項２５、および請求項２６のいずれか１項に記載のハイブリッドコンステレーション。
28. 前記ＡＩを具備する計算機が、複数の監視衛星から取得した飛翔体情報と、前記エッジサーバに格納された先見情報により飛翔体着弾予測をして、対処可能な地上アセットに飛翔体情報を送信できる衛星を選択して飛翔体情報送信司令を送信する請求項１０、請求項１１、および請求項２５から請求項２７のいずれか１項に記載のハイブリッドコンステレーション。
29. 前記ミッション衛星が合成開口レーダを具備し、前記エッジサーバに取得情報を格納し、
    前記計算機が、軌道上で合成開口処理による画像生成をし、画像データを地上に送信する請求項１０または請求項１１に記載のハイブリッドコンステレーション。
30. 前記ミッション衛星が光学監視装置を具備し、前記エッジサーバに取得情報を格納し、
    前記計算機が、軌道上で超解像処理による画像生成をし、画像データを地上に送信する請求項１０または請求項１１に記載のハイブリッドコンステレーション。
31. 前記ミッション衛星としてスーパーコンピュータおよびデータセンタの両方またはどちらか一方を具備する請求項１０または請求項１１記載のハイブリッドコンステレーション。
32. スーパーコンピュータまたはデータセンタを具備し、緯度５０度以上の高緯度地域に設置された地上設備であって、請求項１０から請求項１１のいずれか１項に記載のハイブリッドコンステレーションを経由して情報授受する地上設備。

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