JP7446130B2

JP7446130B2 - 監視制御装置、人工衛星および地上設備

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Publication number: JP7446130B2
Application number: JP2020037123A
Authority: JP
Inventors: 久幸迎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-03-04
Filing date: 2020-03-04
Publication date: 2024-03-08
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Description

本開示は、地球または宇宙空間の物体を宇宙から監視するためのシステムに関するものである。

地球を周回する人工衛星によって地球の対象地域を監視するシステムが知られている。
特許文献１は、地球を周回する複数の観測衛星群を用いて観測目標地域を観測するシステムを開示している。
システムの構築コストは、使用される人工衛星の数が多いほど高くなる。

特開２００８－１２６８７６号公報

本開示は、なるべく少ない数の人工衛星によって監視対象を監視できるようにし、また、監視対象を監視する時間帯と監視に要する時間を変更する自由度が得られるようにすることを目的とする。

本開示の監視制御装置は、人工衛星に搭載される。
前記人工衛星が、
監視対象を監視するための監視装置と、
前記人工衛星の速度を変化させるための推進装置と、
を備える。
前記監視制御装置は、前記人工衛星が減速するように前記推進装置を制御し、
前記人工衛星の軌道高度が、前記人工衛星の減速によって下降し、
地球の自転速度に対する前記人工衛星の周回速度である対地速度が、前記軌道高度の下降に伴って上がり、
前記人工衛星が、前記対地速度が上がることによって前記監視対象に対して東方へ移動し、
前記監視制御装置は、前記人工衛星が前記監視対象に対して東方へ移動し始めた後に前記監視装置を動作させる。

本開示によれば、なるべく少ない数の人工衛星によって監視対象を監視できるようにし、また、監視対象を監視する時間帯と監視に要する時間を変更する自由度を得ることが可能となる。

実施の形態１における監視システム１００および地上設備１４０の構成図。実施の形態１における周回軌道１２２を示す図。実施の形態１における衛星速度と衛星高度の関係図。実施の形態１における周回軌道１２２と監視時間の関係図。実施の形態１における衛星高度の変化を示す図。実施の形態２における周回軌道１２２と監視時間の関係図。実施の形態２における衛星高度の変化を示す図。実施の形態３における周回軌道１２２と監視時間の関係図。実施の形態３における衛星高度の変化を示す図。実施の形態４における周回軌道１２２と監視時間の関係図。実施の形態４における衛星高度の変化を示す図。実施の形態５における周回軌道１２２と監視時間の関係図。実施の形態５における周回軌道１２２と人工衛星１０１と太陽１２３の関係図。実施の形態５における周回軌道１２２と監視時間の関係図。実施の形態７における衛星コンステレーション１３０の構成図。実施の形態７における衛星コンステレーション１３０の構成図。実施の形態７における衛星コンステレーション１３０の動きを示す図。実施の形態７における衛星コンステレーション１３０の動きを示す図。実施の形態７における衛星コンステレーション１３０の動きを示す図。実施の形態７における軌道高度と緯度の関係を示すグラフ。実施の形態８における周回軌道１２２を示す図。実施の形態９における周回軌道１２２を示す図。実施の形態１０における周回軌道１２２を示す図。実施の形態１１における周回軌道１２２を示す図。実施の形態１１における周回軌道１２２を示す図。実施の形態１１における周回軌道１２２を示す図。

実施の形態および図面において、同じ要素または対応する要素には同じ符号を付している。説明した要素と同じ符号が付された要素の説明は適宜に省略または簡略化する。

実施の形態１．
監視システム１００について、図１から図５に基づいて説明する。
監視システム１００は、地球の地物または宇宙空間の物体などの監視対象を監視時間帯の自由度が高くて好ましい観測条件で宇宙から監視するためのシステムである。

実施の形態１において、時刻、高度、距離または周回数などの値は、おおよその値である。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１に基づいて、監視システム１００の構成を説明する。
監視システム１００は、人工衛星１０１によって実現される。人工衛星１０１の数は複数であってもよい。
人工衛星１０１は、監視装置１０２、推進装置１０３、通信装置１０４、姿勢制御装置１０５および電源装置１０６などを備える。
監視装置１０２は、人工衛星１０１に搭載され、監視対象を監視する。具体的には、監視装置１０２は、可視光学センサまたは赤外光学センサである。但し、監視装置１０２は、合成開口レーダ（ＳＡＲ）またはその他の装置であってもよい。「監視」は「観測」または「撮影」と読み替えてもよい。
推進装置１０３は、人工衛星１０１に搭載され、人工衛星１０１の速度を変化させる。具体的には、推進装置１０３は電気推進機である。例えば、推進装置１０３は、イオンエンジンまたはホールスラスタである。
通信装置１０４は、人工衛星１０１に搭載され、監視データなどを通信する。監視データは、監視装置１０２が行う監視によって得られるデータである。監視データは、監視対象が映った画像に相当する。
姿勢制御装置１０５は、人工衛星１０１に搭載され、人工衛星１０１の姿勢と人工衛星１０１の角速度と監視装置１０２の視線方向（ＬｉｎｅＯｆＳｉｇｈｔ）といった姿勢要素を制御する。姿勢制御装置１０５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１０５は、各姿勢要素を所望の方向に維持する。姿勢制御装置１０５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。例えば、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等である。例えば、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。例えば、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１４０からの制御コマンドに基づいて制御プログラムを実行することによって、アクチュエータを制御する。
電源装置１０６は、太陽電池、バッテリおよび電力制御装置などを備え、人工衛星１０１に搭載される各機器に電力を供給する。

人工衛星１０１は、さらに、監視制御装置１１０を備える。
監視制御装置１１０は、人工衛星１０１に搭載される。監視制御装置１１０は、監視装置１０２が監視対象をできるだけ長い時間にわたって好ましい監視条件で監視することが可能になるように、推進装置１０３、監視装置１０２および姿勢制御装置１０５を制御する。例えば、監視制御装置１１０は、地上設備１４０からの制御コマンドに基づいて制御プログラムを実行することによって、各種制御を行う。例えば、監視制御装置１１０はコンピュータである。

監視制御装置１１０は処理回路１１１を備える。
処理回路１１１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１１１は、推進装置１０３を制御する監視制御部として機能する。
処理回路１１１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１１１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、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡまたはこれらの組み合わせである。
ＡＳＩＣは、ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔの略称である。
ＦＰＧＡは、ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙの略称である。

人工衛星１０１のポインティング機能について説明する。
人工衛星１０１は、監視装置１０２の監視方向を監視対象に向けるためのポインティング機能を備える。ポインティング機能は、監視方向を変更する機能である。
例えば、人工衛星１０１は、リアクションホイールを備える。リアクションホイールは、人工衛星１０１の姿勢を制御するための装置である。リアクションホイールによって人工衛星１０１の姿勢を制御することによって、ボディポインティングが実現される。
例えば、監視装置１０２は、ポインティング機構を備える。ポインティング機構は、監視する方向を変えるための機構である。例えば、ポインティング機構には、駆動ミラー等が利用される。

監視装置１０２の監視機能について説明する。
監視装置１０２は、分解能可変機能およびオートフォーカス機能を有する。
分解能可変機能は、分解能を変える機能である。
オートフォーカス機能は、焦点を合わせる機能である。

図１に基づいて、地上設備１４０の構成を説明する。
地上設備１４０は、通信装置１４１と衛星管制装置１４２とを備え、人工衛星１０１と通信することによって人工衛星１０１を制御する。例えば、地上設備１４０は、人工衛星１０１の監視制御装置１１０を制御する。
衛星管制装置１４２は、人工衛星１０１を制御するための各種コマンドを生成するコンピュータであり、処理回路および入出力インタフェースなどのハードウェアを備える。処理回路は各種コマンドを生成する。入出力インタフェースには入力装置および出力装置が接続される。衛星管制装置１４２は、入出力インタフェースを介して、通信装置１４１に接続される。
通信装置１４１は、人工衛星１０１と通信を行う。具体的には、通信装置１４１は、各種コマンドを人工衛星１０１へ送信する。また、通信装置１４１は、人工衛星１０１から送信される監視データを受信する。衛星管制装置１４２は監視データを処理する。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図２に基づいて、人工衛星１０１の動作と監視制御装置１１０の動作を説明する。
人工衛星１０１は地球１２０を周回する。
人工衛星１０１が地球１２０を周回する軌道を周回軌道１２２と称する。周回軌道１２２について後述する。

対象地域１２１に存在する物体が監視対象となる場合について説明する。対象地域１２１の監視は監視対象の監視に相当する。但し、監視対象は宇宙空間に存在する物体であってもよい。
監視制御装置１１０は、人工衛星１０１が対象地域１２１の上空を飛行する時間が延伸されるように、対象時間帯における対象地域１２１に対する人工衛星１０１の相対位置を調整する。
対象地域１２１は、監視の対象となる地域である。例えば、対象地域１２１は日本である。
対象時間帯は、対象地域１２１が監視される時間帯である。例えば、対象時間帯は日中である。

具体的には、監視制御装置１１０は、人工衛星１０１が地球１２０を周回する間に推進装置１０３を制御する。
例えば、監視制御装置１１０は、推力の増加または推力の減少を推進装置１０３に指示し、推進装置１０３が指示に従って推力を増加または減少させる。その結果、人工衛星１０１が増速または減速する。
例えば、監視制御装置１１０は、監視制御プログラムを実行することによって、決められた時間帯に決められた制御信号を推進装置１０３などに入力する。または、監視制御装置１１０は、地上設備からの制御データを通信装置１０４を介して受け取り、地上設備からの制御データに従って推進装置１０３などに制御信号を入力する。
例えば、監視制御装置１１０は、推進装置１０３による推薬の噴射方向、噴射量および噴射時間などを制御する。

監視制御装置１１０の制御によって、人工衛星１０１の各種パラメータが変更される。例えば、衛星高度または推力の増減速などのパラメータが変更される。

図３に基づいて、衛星速度と衛星高度との関係を説明する。地球１２０の中に記された黒丸は北極点を表している。
人工衛星１０１の飛行速度が上がると、人工衛星１０１の高度が上昇する。そして、人工衛星１０１の高度が上昇すると、人工衛星１０１の対地速度が下がる。
人工衛星１０１の飛行速度が下がると、人工衛星１０１の高度が下降する。そして、人工衛星１０１の高度が下降すると、人工衛星１０１の対地速度が上がる。

図４に基づいて、周回軌道１２２と監視とのそれぞれについて説明する。
地球１２０に付された各時刻は、日本標準時刻（ＪＳＴ）である。
周回軌道１２２に付された時刻は、人工衛星１０１が通過するときのＪＳＴである。
点線矢印は、日本が視野に入る時間帯における人工衛星１０１の飛行範囲を表している。

周回軌道１２２は、赤道上空の円軌道である。例えば、人工衛星１０１が太陽直下を正午に横切る位相で、人工衛星１０１は周回軌道１２２を飛行する。
周回軌道１２２の高度は、２００００キロメートルである。
周回軌道１２２の公転周期は、半日すなわち１２時間である。人工衛星１０１は、周回軌道１２２を１日に２周する。

監視装置１０２は、９時から１５時まで時間すなわち日中の６時間において日本を連続して監視する。
現状の技術水準から類推すると、静止軌道からの直下分解能（ＧＳＤ）が５メートル程度となる望遠鏡が将来実現されることが想定される。さらに、同一の監視対象が複数回撮像され超解像技術が適用されることにより、分解能が３メートル程度まで向上されることが想定される。すると、軌道高度の相違に伴うＧＳＤ向上効果で換算した場合、ＧＳＤは２．８メートル以上１０メートル以下となり、分解能は１．７メートル以上となる。

図５に基づいて、衛星高度と時刻との関係を説明する。
網掛けは、対象地域１２１の日照状況または日陰状況を表している。
破線は、各時刻における人工衛星１０１の高度を示している。

人工衛星１０１の速度が電気推進によって制御され、加速と減速との組み合わせによって公転周期が維持され、人工衛星１０１が周回軌道１２２を１日に２周回する。
日中における平均衛星高度は高く、日没後に人工衛星１０１が減速して衛星高度が低下する。日出前には人工衛星１０１が加速し、日出までに衛星高度が上がる。衛星高度が高いほど対地速度は低下するので、日中の監視時間が延伸される。

＊＊＊実施の形態１の補足＊＊＊
監視制御装置１１０について補足する。「対地速度」は、地球１２０の自転速度に対する人工衛星１０１の周回速度である。
監視制御装置１１０は、人工衛星１０１が減速するように推進装置１０３を制御する。
人工衛星１０１の軌道高度は、人工衛星１０１の減速によって下降する。
人工衛星１０１の対地速度は、軌道高度の下降に伴って上がる。
人工衛星１０１は、対地速度が上がることによって監視対象に対して東方へ移動する。
監視制御装置１１０は、人工衛星１０１が監視対象に対して東方へ移動し始めた後に監視装置１０２を動作させる。

監視制御装置１１０は、人工衛星１０１が増速するように推進装置１０３を制御する。
人工衛星１０１の軌道高度は、人工衛星１０１の増速によって上昇する。
人工衛星１０１の対地速度は、軌道高度の上昇に伴って下がる。
人工衛星１０１は、対地速度が下がることによって監視対象に対して西方へ移動する。
監視制御装置１１０は、人工衛星１０１が監視対象に対して西方へ移動し始めた後に監視装置１０２を動作させる。

監視制御装置１１０は、人工衛星１０１の減速と人工衛星１０１の増速とによって、人工衛星１０１の軌道周期を調整する。
監視装置１０２は、人工衛星１０１の東方移動における任意のタイミングと人工衛星１０１の西方移動における任意のタイミングに動作する。そして、人工衛星１０１の平均的な軌道周期が調整される。

監視制御装置１１０は、人工衛星１０１の減速と人工衛星１０１の増速とによって、監視対象に対する人工衛星１０１の平均の相対位置を維持する。
監視装置１０２は、人工衛星１０１の東方移動における任意のタイミングと人工衛星１０１の西方移動における任意のタイミングに動作する。そして、監視対象に対する人工衛星１０１の平均的な相対位置が維持される。

監視制御装置１１０は、推進装置１０３を制御することによって監視対象に対する人工衛星１０１の相対位置を調整する。
監視装置１０２が監視対象を監視する時間帯（監視時間帯）は、相対位置の調整によって変更される。
人工衛星１０１が監視対象の上空を飛行する時間（監視時間）は、記相対位置の調整によって延伸される。

＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
電気推進が使われない前提でも、人工衛星１０１が太陽直下を正午に横切る位相で人工衛星１０１が飛行した場合、９時から１５時までの時間すなわち日中の６時間、対象地域１２１を監視することが可能である。
実施の形態１は、監視可能時間の更なる延伸を可能とする。また、人工衛星１０１の対地高度が静止軌道衛星の対地高度の０．６倍となるので、監視装置１０２の分解能が静止軌道衛星の監視装置の分解能に対して１．８倍向上する。

人工衛星１０１のポインティング機能を制御することにより、視線ベクトルすなわち監視方向を変更することができる。そのため、対象地域１２１を凝視すること、または、対象地域１２１を変更することができる。

対象地域１２１からみて人工衛星１０１が地平線から昇り上空を通過し地平線に沈むまでの間に、人工衛星１０１から対象地域１２１までの距離（対地距離）が変化する。人工衛星１０１が地平線近傍を飛行するときは、対地距離が短く斜視角度が浅い。人工衛星１０１が上空を通過するときは、対地距離が長く斜視角度が深い。
対地距離に応じて監視装置１０２の監視機能が制御されることにより、対地距離に応じて最適な監視条件で監視を行うことができる。

＊＊＊実施の形態１のまとめ＊＊＊
監視制御装置１１０は、人工衛星１０１に搭載される。
人工衛星１０１は、対象地域１２１を監視するための監視装置１０２と、人工衛星１０１の速度を変化させるための推進装置１０３と、を備える。
監視制御装置１１０は、人工衛星１０１が周回軌道１２２を周回する間に推進装置１０３を制御することによって、対象時間帯における対象地域１２１に対する人工衛星１０１の相対位置を調整する。人工衛星１０１が対象地域１２１の上空を飛行する監視時間は、相対位置の調整によって延伸される。

周回軌道１２２は、赤道上空の高度２００００キロメートルの円軌道である。
人工衛星１０１は、周回軌道１２２を１日に２周する。

監視制御装置１１０は、対象時間帯の前に人工衛星１０１を加速させることによって対象時間帯における人工衛星１０１の高度を上げる。
監視時間は、人工衛星１０１の高度の上昇に伴って対象地域１２１に対する人工衛星１０１の速度（対地速度）が低下することによって延伸される。

人工衛星１０１は、ポインティング機能を備える。
監視制御装置１１０は、ポインティング機能を制御することによって、監視装置１０２の監視方向を対象地域１２１に向ける。

監視装置１０２は、分解能可変機能を有する。
監視制御装置１１０は、人工衛星１０１から対象地域１２１までの距離の変化に応じて監視装置１０２を制御することによって、監視装置１０２の分解能を調整する。

実施の形態２．
監視システム１００について、主に実施の形態１と異なる点を図６および図７に基づいて説明する。

実施の形態２において、時刻、高度、距離または周回数などの値は、おおよその値である。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
監視システム１００の構成は、実施の形態１における構成（図１参照）と同じである。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
人工衛星１０１と監視制御装置１１０とのそれぞれの基本的な動作は、実施の形態１における動作（図２および図３を参照）と同じである。

図６に基づいて、周回軌道１２２と監視とのそれぞれについて説明する。図６の見方は図４の見方と同じである。
周回軌道１２２は、赤道上空の円軌道である。例えば、人工衛星１０１が太陽直下を正午に横切る位相で、人工衛星１０１は周回軌道１２２を飛行する。
周回軌道１２２の高度は、１４０００キロメートルである。
周回軌道１２２の公転周期は、８時間である。人工衛星１０１は、周回軌道１２２を１日に３周する。

監視装置１０２は、１０時から１４時までの時間すなわち日中の４時間において日本を連続して監視する。
軌道高度の相違に伴うＧＳＤ向上効果で換算した場合、ＧＳＤは１．９メートル以上７メートル以下となり、分解能は１．２メートル以上となる。

図７に基づいて、衛星高度と時刻との関係を説明する。図７の見方は図５の見方と同じである。
人工衛星１０１の速度が電気推進によって制御され、加速と減速との組み合わせによって公転周期が維持され、人工衛星１０１が周回軌道１２２を１日に３周回する。
日中における平均衛星高度は高く、日没後に人工衛星１０１が減速して衛星高度が低下する。日出前に人工衛星１０１が加速し、日出までに衛星高度が上がる。衛星高度が高いほど対地速度は低下するので、日中の監視時間が延伸される。

＊＊＊実施の形態２の効果＊＊＊
電気推進が使われない前提でも、人工衛星１０１が太陽直下を正午に横切る位相で人工衛星１０１が飛行した場合、１０時から１４時までの時間すなわち日中の４時間、対象地域１２１を監視することが可能である。
実施の形態２は、監視可能時間の更なる延伸を可能とする。また、人工衛星１０１の対地高度が静止軌道衛星の対地高度の０．４倍となるので、監視装置１０２の分解能が静止軌道衛星の監視装置の分解能と比較して２．６倍向上する。

＊＊＊実施の形態２の特徴＊＊＊
周回軌道１２２は、赤道上空の高度１４０００キロメートルの円軌道である。
人工衛星１０１はが、周回軌道１２２を１日に３周する。

実施の形態３．
監視システム１００について、主に実施の形態１と異なる点を図８および図９に基づいて説明する。

実施の形態３において、時刻、高度、距離または周回数などの値は、おおよその値である。

図８に基づいて、周回軌道１２２と監視とのそれぞれについて説明する。図８の見方は図４の見方と同じである。
周回軌道１２２は、赤道上空の円軌道である。人工衛星１０１が太陽直下を正午に横切る位相で、人工衛星１０１は周回軌道１２２を飛行する。
周回軌道１２２の高度は、１００００キロメートルである。
周回軌道１２２の公転周期は、６時間である。人工衛星１０１は、周回軌道１２２を１日に４周する。

監視装置１０２は、１０時３０分から１３時３０分までの時間すなわち日中の３時間において日本を連続して監視する。
軌道高度の相違に伴うＧＳＤ向上効果で換算した場合、ＧＳＤは１．５メートル以上５メートル以下となり、分解能は０．９メートル以上となる。

図９に基づいて、衛星高度と時刻との関係を説明する。図９の見方は図５の見方と同じである。
人工衛星１０１の速度が電気推進によって制御され、加速と減速との組み合わせによって公転周期が維持され、人工衛星１０１が１日に４周回する。
日中における平均衛星高度は高く、日没後に人工衛星１０１が減速して衛星高度が低下する。日出前に人工衛星１０１が加速し、日出までに衛星高度が上がる。衛星高度が高いほど対地速度は低下するので、日中の監視時間が延伸される。

＊＊＊実施の形態３の効果＊＊＊
電気推進が使われない前提でも、人工衛星１０１が太陽直下を正午に横切る位相で人工衛星１０１が飛行した場合、１０時３０分から１３時３０分までの時間すなわち日中の３時間、対象地域１２１を監視することが可能である。
実施の形態３は、監視可能時間の更なる延伸を可能とする。また、人工衛星１０１の対地高度が静止軌道衛星の対地高度の０．３倍となるので、監視装置１０２の分解能が静止軌道衛星の監視装置の分解能と比較して３．６倍向上する。

＊＊＊実施の形態３の特徴＊＊＊
周回軌道１２２は、赤道上空の高度１００００キロメートルの円軌道である。
人工衛星１０１は、正午に太陽直下を横切る位相で飛行し、周回軌道１２２を１日に４周する。

実施の形態４．
監視システム１００について、主に実施の形態１と異なる点を図１０および図１１に基づいて説明する。

実施の形態４において、時刻、高度、距離または周回数などの値は、おおよその値である。

図１０に基づいて、周回軌道１２２と監視とのそれぞれについて説明する。図１０の見方は図４の見方と同じである。
周回軌道１２２は、赤道上空の円軌道である。人工衛星１０１が地球１２０の真裏を正午に横切る位相で、人工衛星１０１は周回軌道１２２を飛行する。
周回軌道１２２の高度は、１００００キロメートルである。
周回軌道１２２の公転周期は、６時間である。つまり、人工衛星１０１は、周回軌道１２２を１日に４周する。

監視装置１０２は、７時３０分から９時３０分までの時間と１４時３０分から１６時３０分までの時間において日本を連続して監視する。つまり、監視装置１０２は、日中に２時間の連続監視を２回行う。
軌道高度の相違に伴うＧＳＤ向上効果で換算した場合、ＧＳＤは１．５メートル以上５メートル以下となり、分解能は０．９メートル以上となる。

図１１に基づいて、衛星高度と時刻との関係を説明する。図１１の見方は図５の見方と同じである。
人工衛星１０１の速度が電気推進によって制御され、加速と減速との組み合わせによって公転周期が維持され、人工衛星１０１が１日に４周回する。
日中における平均衛星高度は低く、日没後に人工衛星１０１が加速して衛星高度が上昇する。日出前に人工衛星１０１が減速し、日出までに衛星高度が下がる。衛星高度が低いほど対地速度は上昇するので、日中の２周回で監視が可能となる。日中の（合計）監視時間が延伸される。
なお、太陽１２３が対象地域１２１を照らしていても人工衛星１０１が地平線よりも下に位置している間は、人工衛星１０１から対象地域１２１を監視することができない。そのため、１回当たりの連続監視時間は、実施の形態３における連続監視時間よりも短くなる。

＊＊＊実施の形態４の効果＊＊＊
電気推進が使われない前提でも、人工衛星１０１が地球１２０の真裏を正午に横切る位相で人工衛星１０１が飛行した場合、７時３０分から９時３０分までの２時間と１４時３０分から１６時３０分までの２時間との２回の監視が可能である。
実施の形態４は、正午に近い２つの時間帯に２回の監視を可能とする。また、人工衛星１０１の対地高度が静止軌道衛星の対地高度の０．３倍となるので、監視装置１０２の分解能が静止軌道衛星の監視装置の分解能と比較して３．６倍向上する。

＊＊＊実施の形態４の特徴＊＊＊
周回軌道１２２は、赤道上空の高度１００００キロメートルの円軌道である。
人工衛星１０１は、正午に地球１２０の真裏を横切る位相で飛行し、周回軌道１２２を１日に４周する。

監視制御装置１１０は、対象時間帯の前に人工衛星１０１を減速させることによって対象時間帯における人工衛星１０１の高度を下げる。
対象時間帯における人工衛星１０１の周回数は、人工衛星１０１の高度の下降に伴って人工衛星１０１星の対地速度が上昇することによって２周回以上となる。
監視時間は、対象時間帯における人工衛星の周回数が２周回以上となることによって延伸される。

実施の形態５．
監視システム１００について、主に実施の形態１と異なる点を図１２から図１４に基づいて説明する。

実施の形態５において、時刻、高度、距離または周回数などの値は、おおよその値である。

周回軌道１２２と監視とのそれぞれについて説明する。
周回軌道１２２は、太陽同期の傾斜円軌道である。つまり、周回軌道１２２は、太陽同期軌道であり且つ傾斜軌道である且つ円軌道である。人工衛星１０１は、太陽同期軌道を飛行する衛星（太陽同期衛星）である。
周回軌道１２２の軌道傾斜角は、３０度以上６０度以下である。
周回軌道１２２は、ＬＳＴ１２：００の軌道である。ＬＳＴは地方標準時を意味する。
人工衛星１０１は、対象地域１２１の地方時が１２時となるタイミングで周回軌道１２２の最北点を飛行する。
人工衛星１０１の周回数は、１日に整数回である。
監視制御装置１１０は、ポインティング機能を制御する。これにより、対象地域１２１が１０分以上可視となる条件が満たされる。

図１２に基づいて、周回軌道１２２の具体例を説明する。図１２の見方は図４の見方と同様である。但し、図１２に記されている各時刻は、対象地域１２１の地方標準時（ＬＳＴ）である。
軌道高度は、５１４４キロメートルである。
軌道傾斜角は、１４１．６度である。
公転周期は、３．４時間である。人工衛星１０１は、周回軌道１２２を１日に７周回する。
監視範囲は、北緯プラス３８度から北緯マイナス３８度の範囲である。
監視装置１０２は、７時４５分から８時３０分までの０．７５時間と１１時１５分から１２時４５分までの１．５時間と１５時３０分から１６時１５分までの０．７５時間に対象地域１２１を連続して監視する。つまり、監視装置１０２は、日中に１０分以上の連続監視を３回程度行い、日中に３時間程度、対象地域１２１を監視する。
但し、対象地域１２１が日本である場合に、軌道面内の人工衛星１０１がたまたま日本上空を飛行しているとは限らない。そのため、日本を監視することが可能な時間帯は上述の時間から前後する可能性がある。

軌道面内における人工衛星１０１の位相位置が対象地域１２１から離れている場合、軌道面の日照条件が維持されても、対象地域１２１に対する監視条件は悪い。そこで、監視制御装置１１０は、好適条件での対象地域１２１の監視を可能にするために、推進装置１０３の推力を制御することによって人工衛星１０１の位相位置を対象地域１２１に近づける。その後、監視制御装置１１０は、制御された推力の方向とは逆の方向に推進装置１０３の推力を制御する。これにより、平均的な軌道条件が維持されるため、太陽同期条件が維持される。そして、監視の継続が可能となる。

周回軌道１２２について補足する。
人工衛星１０１の周回数は衛星高度に依存するので、周回数が決まれば衛星高度が一意に決定する。
例えば、人工衛星１０１の周回数が１日当たり７周回である場合、衛星高度は５１４４キロメートルである。
太陽同期条件は、地球１２０の扁平形状に伴う重力の偏分布に起因しており、衛星高度と軌道傾斜角の相関性に基づいて一意に決定する。
衛星高度が５１４４キロメートルである場合、軌道傾斜角が１４１．６度である軌道が太陽同期軌道となる。
軌道傾斜角が１４１．６度である場合、軌道面は、赤道から３８．４度（＝１８０－１４１．６）傾斜している。そのため、人工衛星１０１は、地球１２０に対してプラス３８度からマイナス３８度の緯度範囲を飛行する。
監視制御装置１１０は、緯度方向に監視方向を制御する。これにより、監視装置１０２がプラス６０度からマイナス６０度の緯度範囲内で地球１２０を監視することが可能となる。
周回軌道１２２がＬＳＴ１２：００の太陽入射角を有する軌道であれば、周回軌道１２２の軌道面において北半球が常に日照となる。そして、人工衛星１０１は、周回軌道１２２の最北端において北緯３８度の上空を飛行することとなる。

図１３に基づいて、監視について補足する。
地球１２０の対象地域１２１が日照状態であり、周回軌道１２２における最北点の緯度が対象地域１２１の緯度の近傍であり、且つ、人工衛星１０１が対象地域１２１の上空を通過する、という条件を満たせば、好適条件で監視が行える。

周回軌道１２２は、円軌道ではなく、離心率を有する楕円軌道であってもよい。周回軌道１２２が楕円軌道であっても、太陽同期条件を満足する人工衛星１０１は実現可能である。

＊＊＊実施の形態５の効果＊＊＊
太陽同期軌道では、軌道面に対する太陽光の入射角が時間推移および季節によらず概ね一定に維持される。例えば、緯度４０度付近を監視する目的あれば、人工衛星１０１が１２時に対象地域１２１の真上を飛翔するよう軌道面が設定されれば、日照時に人工衛星１０１が北緯４０度付近に滞留する軌道を維持することが可能となる。
人工衛星１０１の対地高度が静止軌道衛星の対地高度の０．１４倍になるので、監視装置１０２の分解能は静止軌道衛星の監視装置の分解能に対して７倍向上する。
静止軌道衛星の監視装置は北緯４０度付近を斜視監視するので、分解能が低下する。しかし、監視装置１０２は北緯４０度付近を直下視できるので、分解能が低下しない。

＊＊＊実施例の説明＊＊＊
図１４に基づいて、周回軌道１２２の例を説明する。
周回軌道１２２の高度は、４１６３キロメートルである。
周回軌道１２２の軌道傾斜角は、１２５度である。
人工衛星１０１は、周回軌道１２２を１日に８周回する。
これにより、人工衛星１０１が北緯プラス５５度から北緯マイナス５５度の範囲を飛行する軌道面が実現される。
そして、８時１５分から９時までの０．７５時間と１１時１５分から１２時４５分までの１．５時間と１５時００分から１５時４５分までの０．７５時間に対象地域１２１を連続して監視することが可能となる。つまり、日中に１０分以上の連続監視を３回程度行うこと、および、合計３時間程度の監視を行うことが可能となる。

１日当たりの周回数が整数であることに拘れなければ、太陽同期軌道である周回軌道１２２が下記の組み合わせで実現される。なお、周回軌道１２２が円軌道であると仮定する。
（１）軌道高度が４０００キロメートルである。軌道傾斜角が１２３度である。人工衛星１０１が緯度プラス５７度から緯度マイナス５７度の範囲を飛行する。人工衛星１０１が周回軌道１２２を１日に８周する。人工衛星１０１が周回軌道１２２を３時間で１周する。
（２）軌道高度が４５００キロメートルである。軌道傾斜角が１３０度である。人工衛星１０１が緯度プラス５０度から緯度マイナス５０度の範囲を飛行する。人工衛星１０１が周回軌道１２２を１日に７周から８周する。人工衛星１０１が周回軌道１２２を３時間から４時間で１周する。
（３）軌道高度が５０００キロメートルである。軌道傾斜角が１３９度である。人工衛星１０１が緯度プラス４１度から緯度マイナス４１度の範囲を飛行する。人工衛星１０１が周回軌道１２２を１日に７周から８周する。人工衛星１０１が周回軌道１２２を３時間から４時間で１周する。
（４）軌道高度が５５００キロメートルである。軌道傾斜角が１５１度である。人工衛星１０１が緯度プラス２９度から緯度マイナス２９度の範囲を飛行する。人工衛星１０１が周回軌道１２２を１日に７周する。人工衛星１０１が周回軌道１２２を４時間で１周する。
（１）から（４）の周回軌道１２２の軌道面は、ＬＳＴ１２：００の軌道面であり、最北端が正午となる。但し、人工衛星１０１が１２時に最北端を飛行しているとは限らないため、人工衛星１０１が軌道面の最北端を通過する時刻が相前後することになる。

＊＊＊実施の形態５の特徴＊＊＊
監視システム１００は、周回軌道１２２を１日に整数回周回する人工衛星１０１を備える。
周回軌道１２２は、太陽同期軌道であり且つ傾斜軌道であり且つ円軌道である。
人工衛星１０１は、対象地域１２１の地方時が１２時となるタイミングに周回軌道１２２の最北点を飛行する。

実施の形態６．
監視システム１００について、主に実施の形態１と異なる点を説明する。

実施の形態６において、時刻、高度、距離または周回数などの値は、おおよその値である。

周回軌道１２２について説明する。
周回軌道１２２は、太陽同期の傾斜楕円軌道である。つまり、周回軌道１２２は、太陽同期軌道であり且つ傾斜軌道である。さらに、周回軌道１２２は、高離心率を有する楕円軌道である。
軌道高度は、５１００キロメートルである。
軌道長半径は、１１４７８キロメートルである。
離心率は、０．４１８である。
軌道傾斜角は、１２１．８８度である。
遠地点高度は、９８９８キロメートルである。
近地点高度は、３０２キロメートルである。

周回軌道１２２は、ＬＳＴ１２：００の軌道である。人工衛星１０１は、対象地域１２１の地方時が１２時となるタイミングに周回軌道１２２の近地点を飛行する。周回軌道１２２の近地点は周回軌道１２２の最北点である。

＊＊＊実施の形態６の効果＊＊＊
人工衛星１０１が周回軌道１２２を飛行することにより、対象地域１２１が１０分以上可視となる条件が満たされる。

＊＊＊実施の形態６の特徴＊＊＊
周回軌道１２２は、太陽同期軌道であり且つ傾斜軌道であり且つ楕円軌道である。
人工衛星１０１は、対象地域１２１の地方時が１２時となるタイミングに周回軌道１２２の近地点を飛行する。

実施の形態７．
衛星コンステレーション１３０について、主に実施の形態１と異なる点を図１５から図２０に基づいて説明する。

実施の形態７において、時刻、高度、距離または周回数などの値は、おおよその値である。

図１５から図１９に基づいて、衛星コンステレーション１３０の構成を説明する。
図１５は、軌道面の法線方向から見た衛星コンステレーション１３０を示している。
図１６は、軌道面から見た衛星コンステレーション１３０を示している。例えば、図１６は、赤道の上空から見た衛星コンステレーション１３０を示している。
図１７、図１８および図１９は、軌道面において各人工衛星（１０１Ａ～１０１Ｃ）の楕円軌道の長軸が地球１２０を中心に回転する様子を示している。
各人工衛星（１０１Ａ～１０１Ｃ）は、人工衛星１０１と同じ種類の人工衛星である。

各人工衛星（１０１Ａ～１０１Ｃ）は太陽同期の傾斜楕円軌道を周回する。
３機の人工衛星（１０１Ａ～１０１Ｃ）により、日中における北半球の監視が維持される。

各人工衛星（１０１Ａ～１０１Ｃ）の軌道は非凍結軌道である。
つまり、各人工衛星（１０１Ａ～１０１Ｃ）の軌道は凍結軌道ではなく、時間の経過と共に長軸が地球１２０を中心に回転する。

３機の人工衛星（１０１Ａ～１０１Ｃ）は、近地点、遠地点または中間点から交互に地球１２０の対象地域１２１を監視する。中間点は近地点と遠地点との間に位置する地点である。
近地点では、短時間ではあるが高分解能で監視を行うことができる。
遠地点では、低分解能ではあるが長時間の監視を行うことができる。

３つの軌道のそれぞれの長軸は、地球１２０を中心とする円周方向すなわち緯度方向において互いに１２０度ずつずれて傾いている。つまり、３つの軌道長軸は、緯度方向において均等な間隔で配置されている。
各軌道の長軸は太陽１２３に対して回転するが、３つの軌道の相対関係は維持される。

３つの軌道において、法線方向と太陽入射角の相対関係が維持される。

正午１２時において、各人工衛星（１０１Ａ～１０１Ｃ）の位相は、地球１２０の対象地域１２１の緯度と相関しない。

３機の人工衛星（１０１Ａ～１０１Ｃ）のうちの１機は、地球１２０の対象地域１２１を監視することが可能である。そして、３機の人工衛星によって、対象地域１２１を連続して監視することが可能である。

各人工衛星（１０１Ａ～１０１Ｃ）が遠地点側で地球１２０の対象地域１２１の上空を通過する場合、各人工衛星は、低分解能ではあるが長時間、地球１２０の対象地域１２１を監視できる。
各人工衛星が近地点側で地球１２０の対象地域１２１の上空を通過する場合、各人工衛星は、短時間ではあるが高分解能で、地球１２０の対象地域１２１を監視できる。

各人工衛星（１０１Ａ～１０１Ｃ）の軌道の具体例は以下の通りである。
楕円軌道の元となる円軌道の高度は、５１００キロメートルである。
楕円軌道の離心率は、０．４１８である。
軌道傾斜角は、１２２度である。
遠地点高度は、９８９８キロメートルである。
近地点高度は、３０２キロメートルである。

図２０に基づいて、各人工衛星（１０１Ａ～１０１Ｃ）の軌道について高度と緯度との関係を説明する。
点線は、人工衛星１０１Ａの軌道を表している。一点鎖線は、人工衛星１０１Ｂの軌道を表している。破線は、人工衛星１０１Ｃの軌道を表している。

「Ｈａ」は近地点高度であり、「Ｈｃ」は常時近地点利用高度である。常時近地点利用高度は、３機の人工衛星（１０１Ａ～１０１Ｃ）の少なくともいずれかによって対象地域１２１を近地点側から監視することが可能な高度である。
「Ｈｂ」は遠地点高度であり、「Ｈｄ」は常時遠地点利用高度である。常時遠地点利用高度は、３機の人工衛星（１０１Ａ～１０１Ｃ）の少なくともいずれかによって対象地域１２１を遠地点側から監視することが可能な高度である。
それぞれの利用高度（Ｈｄ、Ｈｃ）は、図２０のグラフにおいて２つの軌道の交点の高度に相当する。

各人工衛星（１０１Ａ～１０１Ｃ）が対象地域１２１の上空に滞在する時間の長さを、人工衛星の滞在時間と称する。
遠地点側では、各人工衛星の滞在時間が長く、各人工衛星の視野範囲が広い。
各人工衛星（１０１Ａ～１０１Ｃ）が利用高度Ｈｄよりも高い高度を飛行しているときに対象地域１２１が視野範囲に収まるように、利用高度Ｈｂと監視装置１０２の視野角とのそれぞれが決定される。これにより、対象地域１２１の常時監視が可能となる。
近地点側では各人工衛星（１０１Ａ～１０１Ｃ）の滞在時間が短いので、近地点側での監視は常時性を有さない。しかし、対象地域１２１がいかなる緯度に存在しても、少なくともいずれかの人工衛星が利用高度Ｈｃよりも低い高度から対象地域１２１を監視することができる。

利用高度Ｈｃにおいて所望の分解能が達成されるように監視装置１０２の分解能が決定される。これにより、対象地域１２１を高分解能で監視することが可能となる。

＊＊＊実施の形態７の効果＊＊＊
３機の人工衛星（１０１Ａ～１０１Ｃ）が交互に遠地点近傍で長時間滞留するので、常時監視が可能となる。
３機の人工衛星のうち近地点近傍を通過する人工衛星によって、高分解能観測が可能である。

＊＊＊実施の形態７の特徴＊＊＊
衛星コンステレーション１３０は、３機の人工衛星（１０１Ａ～１０１Ｃ）を備える。
各人工衛星の周回軌道１２２は、太陽同期軌道であり且つ傾斜軌道であり且つ楕円軌道である。
３機の人工衛星の３つの周回軌道１２２は、互いの軌道長軸が緯度方向において１２０度ずつずれて傾くように配置される。

実施の形態８．
監視システム１００について、主に実施の形態１と異なる点を図２１に基づいて説明する。

実施の形態８において、時刻、高度、距離または周回数などの値は、おおよその値である。

図２１に基づいて、周回軌道１２２の具体例を説明する。地図上に記された実曲線が周回軌道１２２を表している。
周回軌道１２２は、傾斜楕円軌道である。
近地点高度は、７０００キロメートルである。
遠地点高度は、３４０００キロメートルである。
軌道傾斜角は、２０度から６０度の範囲である。
公転周期は、１２時間である。人工衛星１０１は、周回軌道１２２を１日に２周する。
遠地点利用の監視において、監視装置１０２は、９時から１５時までの６時間、日本を監視することができる。
ＧＳＤは、５メートル以上１７メートル以下である。

＊＊＊実施の形態８の効果＊＊＊
日中の６時間、継続して対象地域１２１の上空を監視することができる。
高度３４０００キロメートルの遠地点から対象地域１２１を直下視することができる。
地平線から遠地点に至る途中と遠地点から地平線に至る途中では、人工衛星１０１が遠地点から遠ざかるほど対地距離が小さくなるので、高分解能監視が可能となる。
可視望遠鏡による監視で多用される午前９時から午後３時までの６時間にわたり、１機の人工衛星１０１のみで対象地域１２１を監視し続けることが可能となる。

３５度から４０度程度の軌道傾斜角は、日本全域、中国および朝鮮半島などの監視に好適である。一方、５０度程度の軌道傾斜角は欧州主要国の監視に好適であり、６０度程度の軌道傾斜角は北欧の監視に好適である。また、２０度から３０度程度の軌道傾斜角はアフリカ北部、中東およびインドなどの監視に好適である。

＊＊＊実施の形態８の特徴＊＊＊
監視制御装置１１０は、周回軌道１２２を周回する人工衛星１０１に搭載される。
周回軌道１２２は、楕円軌道であり且つ傾斜軌道である。
監視制御装置１１０は、人工衛星１０１が周回軌道１２２を周回する間に推進装置１０３を制御することによって、周回軌道１２２の遠地点において人工衛星１０１に対象地域１２１の上空を飛行させる。

周回軌道１２２の近地点高度は、７０００キロメートルである。
周回軌道１２２の遠地点高度は、３４０００キロメートルである。
人工衛星１０１は、周回軌道１２２を１日に２周する。

実施の形態９．
監視システム１００について、主に実施の形態１と異なる点を図２２に基づいて説明する。

実施の形態９において、時刻、高度、距離または周回数などの値は、おおよその値である。

図２２に基づいて、周回軌道１２２の具体例を説明する。地図上に記された実曲線が周回軌道１２２を表している。
周回軌道１２２は、傾斜楕円軌道である。
近地点高度は、４０００キロメートルである。
遠地点高度は、２５０００キロメートルである。
軌道傾斜角は、２０度から６０度の範囲である。
公転周期は、８時間である。人工衛星１０１は、周回軌道１２２を１日に３周する。
遠地点利用の監視において、監視装置１０２は、１０時から１４時までの４時間、日本を監視することができる。
ＧＳＤは、３．４メートル以上１２メートル以下である。

＊＊＊実施の形態９の効果＊＊＊
日中の４時間、継続して対象地域１２１の上空を監視することができる。
高度２５０００キロメートルの遠地点から対象地域１２１を直下視することができる。
地平線から遠地点に至る途中と遠地点から地平線に至る途中では、人工衛星１０１が遠地点から遠ざかるほど対地距離が小さくなるので、高分解能監視が可能となる。
可視望遠鏡による監視で多用される午前９時から午後３時までの６時間にわたり、２機の人工衛星１０１で対象地域１２１を監視し続けることが可能となる。

＊＊＊実施の形態９の特徴＊＊＊
周回軌道１２２の近地点高度は、４０００キロメートルである。
周回軌道１２２の遠地点高度は、２５０００キロメートルである。
人工衛星１０１は、周回軌道１２２を１日に３周する。

実施の形態１０．
監視システム１００について、主に実施の形態１と異なる点を図２３に基づいて説明する。

実施の形態１０において、時刻、高度、距離または周回数などの値は、おおよその値である。

図２３に基づいて、周回軌道１２２の具体例を説明する。地図上に記された実曲線が周回軌道１２２を表している。
周回軌道１２２は、傾斜楕円軌道である。
近地点高度は、１７００キロメートルである。
遠地点高度は、１７０００キロメートルである。
軌道傾斜角は、２０度から６０度の範囲である。
公転周期は、６時間である。人工衛星１０１は、周回軌道１２２を１日に４周する。
遠地点利用の監視において、監視装置１０２は、１１時から１３時までの２時間、日本を監視することができる。
ＧＳＤは、２．６メートル以上９メートル以下である。

＊＊＊実施の形態１０の効果＊＊＊
日中の２時間、継続して対象地域１２１の上空を監視することができる。
高度１７０００キロメートルの遠地点から対象地域１２１を直下視することができる。
地平線から遠地点に至る途中と遠地点から地平線に至る途中では、人工衛星１０１が遠地点から遠ざかるほど対地距離が小さくなるので、高分解能監視が可能となる。
可視望遠鏡による監視で多用される午前９時から午後３時までの６時間にわたり、３機の人工衛星１０１で対象地域１２１を監視し続けることが可能となる。

＊＊＊実施の形態１０の特徴＊＊＊
周回軌道１２２の近地点高度は、１７００キロメートルである。
周回軌道１２２の遠地点高度は、１７０００キロメートルである。
人工衛星１０１は、周回軌道１２２を１日に４周する。

実施の形態１１．
監視システム１００について、主に実施の形態１と異なる点を図２４から図２６に基づいて説明する。

実施の形態１１において、時刻、高度、距離または周回数などの値は、おおよその値である。

図２４に基づいて、周回軌道１２２の具体例を説明する。地図上に記された実曲線が周回軌道１２２を表している。
周回軌道１２２は、傾斜楕円軌道である。
近地点高度は、２０００キロメートルである。
遠地点高度は、１９０００キロメートルである。
公転周期は、６時間である。人工衛星１０１は、周回軌道１２２を１日に４周する。
近地点利用の監視において、監視装置１０２は、１１時３０分から１２時３０分までの１時間、日本を監視することができる。
ＧＳＤは０．３メートル以上１．１メートル以下である。分解能は０．２メートル以上である。

図２５に基づいて、周回軌道１２２の具体例を説明する。地図上に記された実曲線が周回軌道１２２を表している。
周回軌道１２２は、傾斜楕円軌道である。
近地点高度は、４０００キロメートルである。
遠地点高度は、２５０００キロメートルである。
公転周期は、８時間である。人工衛星１０１は、周回軌道１２２を１日に３周する。
近地点利用の監視において、監視装置１０２は、１１時３０分から１２時３０分までの１時間、日本を監視することができる。
ＧＳＤは０．６メートル以上２．１メートル以下である。分解能は０．６メートル以上２．１メートル以下である。

図２６に基づいて、周回軌道１２２の具体例を説明する。地図上に記された実曲線が周回軌道１２２を表している。
周回軌道１２２は、傾斜楕円軌道である。
近地点高度は、７０００キロメートルである。
遠地点高度は、３４０００キロメートルである。
公転周期は、１２時間である。人工衛星１０１は、周回軌道１２２を１日に２周する。
近地点利用の監視において、監視装置１０２は、１１時から１３時までの２時間、日本を監視することができる。
ＧＳＤは１メートル以上４メートル以下である。分解能は０．６メートル以上である。

＊＊＊実施の形態１１の効果＊＊＊
近地点において監視装置１０２が対象地域１２１を監視することにより、静止観測と比較して格段に分解能が高い監視が可能となる。
人工衛星１０１が日本と中国を含めてアジアの上空を横断して飛行する。そして、日中において人工衛星１０１が２回以上、アジア上空を訪れる機会が得られる。

＊＊＊実施の形態１１の特徴＊＊＊
監視制御装置１１０は、周回軌道１２２を周回する人工衛星１０１に搭載される。
周回軌道１２２は、楕円軌道であり且つ傾斜軌道である。
監視制御装置１１０は、人工衛星１０１が周回軌道１２２を周回する間に推進装置１０３を制御することによって、周回軌道１２２の近地点において人工衛星１０１に対象地域１２１の上空を飛行させる。

＊＊＊実施の形態の補足＊＊＊
各実施の形態は、好ましい形態の例示であり、本開示の技術的範囲を制限することを意図するものではない。各実施の形態は、部分的に実施してもよいし、他の形態と組み合わせて実施してもよい。

１００監視システム、１０１人工衛星、１０２監視装置、１０３推進装置、１０４通信装置、１０５姿勢制御装置、１０６電源装置、１１０監視制御装置、１１１処理回路、１２０地球、１２１対象地域、１２２周回軌道、１２３太陽、１３０衛星コンステレーション、１４０地上設備、１４１通信装置、１４２衛星管制装置。

Claims

静止軌道近傍を飛翔する人工衛星に搭載される監視制御装置であって、
前記人工衛星が、
地球上の地物である監視対象を監視するための監視装置と、
前記人工衛星の速度を変化させるための推進装置と、
を備え、
前記監視制御装置は、前記人工衛星が減速するように前記推進装置を制御し、
前記人工衛星の軌道高度が、前記人工衛星の減速によって下降し、
地球の自転速度に対する前記人工衛星の周回速度である対地速度が、前記軌道高度の下降に伴って上がり、
前記人工衛星が、前記対地速度が上がることによって第一の監視対象に対して東方へ移動し、
前記監視制御装置は、前記人工衛星が前記第一の監視対象よりも東方へ移動し始めた後に前記監視装置を動作させ、前記第一の監視対象に対して東方にある別の監視対象を前記監視装置に監視させる
監視制御装置。
静止軌道近傍を飛翔する人工衛星に搭載される監視制御装置であって、
前記人工衛星が、
地球上の地物である監視対象を監視するための監視装置と、
前記人工衛星の速度を変化させるための推進装置と、
を備え、
前記監視制御装置は、前記人工衛星が増速するように前記推進装置を制御し、
前記人工衛星の軌道高度が、前記人工衛星の増速によって上昇し、
地球の自転速度に対する前記人工衛星の周回速度である対地速度が、前記軌道高度の上昇に伴って下がり、
前記人工衛星が、前記対地速度が下がることによって第一の監視対象に対して西方へ移動し、
前記監視制御装置は、前記人工衛星が前記第一の監視対象よりも西方へ移動し始めた後に前記監視装置を動作させ、前記第一の監視対象に対して西方にある別の監視対象を前記監視装置に監視させる
監視制御装置。
静止軌道近傍を飛翔する人工衛星に搭載される監視制御装置であって、
前記人工衛星が、
地球上の地物である監視対象を監視するための監視装置と、
前記人工衛星の速度を変化させるための推進装置と、
を備え、
前記監視制御装置は、前記人工衛星が減速するように前記推進装置を制御し、
前記人工衛星の軌道高度が、前記人工衛星の減速によって下降し、
地球の自転速度に対する前記人工衛星の周回速度である対地速度が、前記軌道高度の下降に伴って上がり、
前記人工衛星が、前記対地速度が上がることによって第一の監視対象に対して東方へ移動し、
前記監視制御装置は、前記第一の監視対象に対して東方にある別の監視対象を監視するために前記監視装置を動作させ、
前記監視制御装置は、前記人工衛星が増速するように前記推進装置を制御し、
前記人工衛星の軌道高度が、前記人工衛星の増速によって上昇し、
地球の自転速度に対する前記人工衛星の周回速度である対地速度が、前記軌道高度の上昇に伴って下がり、
前記人工衛星が、前記対地速度が下がることによって前記第一の監視対象に対して西方へ移動し、
前記監視制御装置は、前記第一の監視対象に対して西方にある別の監視対象を監視するために前記監視装置を動作させ、
前記監視制御装置は、前記人工衛星の減速と前記人工衛星の増速とによって、前記人工衛星の軌道周期を調整する
監視制御装置。
静止軌道近傍を飛翔する人工衛星に搭載される監視制御装置であって、
前記人工衛星が、
地球上の地物である監視対象を監視するための監視装置と、
前記人工衛星の速度を変化させるための推進装置と、
を備え、
前記監視制御装置は、前記人工衛星が減速するように前記推進装置を制御し、
前記人工衛星の軌道高度が、前記人工衛星の減速によって下降し、
地球の自転速度に対する前記人工衛星の周回速度である対地速度が、前記軌道高度の下降に伴って上がり、
前記人工衛星が、前記対地速度が上がることによって第一の監視対象に対して東方へ移動し、
前記監視制御装置は、前記第一の監視対象に対して東方にある別の監視対象を監視するために前記監視装置を動作させ、
前記監視制御装置は、前記人工衛星が増速するように前記推進装置を制御し、
前記人工衛星の軌道高度が、前記人工衛星の増速によって上昇し、
地球の自転速度に対する前記人工衛星の周回速度である対地速度が、前記軌道高度の上昇に伴って下がり、
前記人工衛星が、前記対地速度が下がることによって前記第一の監視対象に対して西方へ移動し、
前記監視制御装置は、前記第一の監視対象に対して西方にある別の監視対象を監視するために前記監視装置を動作させ、
前記監視制御装置は、前記人工衛星の減速と前記人工衛星の増速とによって、前記監視対象に対する前記人工衛星の平均の相対位置を維持する
監視制御装置。
前記監視制御装置は、前記推進装置を制御することによって前記別の監視対象に対する前記人工衛星の相対位置を調整し、
前記監視装置が前記別の監視対象を監視する時間帯が、前記相対位置の調整によって変更される
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の監視制御装置。
前記監視制御装置は、前記推進装置を制御することによって前記別の監視対象に対する前記人工衛星の相対位置を調整し、
前記人工衛星が前記別の監視対象の上空を飛行する時間が、前記相対位置の調整によって延伸される
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の監視制御装置。
軌道高度３６０００キロメートル未満の赤道上空円軌道を東方へ飛翔する人工衛星に搭載される監視制御装置であって、
前記人工衛星が、
地球上の地物である監視対象を監視するための監視装置と、
前記人工衛星の速度を変化させるための推進装置と、
を備え、
前記監視制御装置は、前記人工衛星が増速するように前記推進装置を制御し、
前記人工衛星の軌道高度が、前記人工衛星の増速によって上昇し、
地球の自転速度に対する前記人工衛星の周回速度である対地速度が、前記軌道高度の上昇に伴って下がり、
前記人工衛星が、前記対地速度が下がることによって前記監視対象が前記監視装置の視野範囲内に入ってから視野範囲外に抜けるまでの時間が対地速度を変更する前と比較して長くなり、
前記監視制御装置は、前記監視対象が前記監視装置の視野範囲内に入ってから視野範囲外に抜けるまで前記監視装置を動作させる
監視制御装置。
前記監視制御装置は、前記監視対象が前記監視装置の視野範囲外に抜けた後に前記人工衛星が減速するように前記推進装置を制御し、
前記人工衛星の軌道高度が、前記人工衛星の減速によって下降し、
前記対地速度が、前記軌道高度の下降に伴って上がり、
前記人工衛星が赤道上空を１周回する周回時間に対して、前記対地速度が下がることによって延伸した周回時間を前記対地速度が上がることによって短縮して、複数周回で平均周回時間を維持する
請求項７記載の監視制御装置。
軌道高度３６０００キロメートル未満の赤道上空円軌道を東方へ飛翔する人工衛星に搭載される監視制御装置であって、
前記人工衛星が、
地球上の地物である監視対象を監視するための監視装置と、
前記人工衛星の速度を変化させるための推進装置と、
を備え、
前記監視制御装置は、前記人工衛星が減速するように前記推進装置を制御し、
前記人工衛星の軌道高度が、前記人工衛星の減速によって下降し、
地球の自転速度に対する前記人工衛星の周回速度である対地速度が、前記軌道高度の下降に伴って上がり、
前記対地速度が上がることによって前記監視対象に対して再訪する時間が短縮され日中の合計監視時間が延伸され、
前記監視制御装置は、高度変更前と比較して前記監視対象との相対距離が近い高度で前記監視装置を動作させる
監視制御装置。
前記監視制御装置は、前記監視対象が前記監視装置の視野範囲外に抜けた後に前記人工衛星が増速するように前記推進装置を制御し、
前記人工衛星の軌道高度が、前記人工衛星の増速によって上昇し、
前記対地速度が、前記軌道高度の上昇に伴って下がり、
前記人工衛星が赤道上空を１周回する周回時間に対して、前記対地速度が下がることによって延伸した周回時間を前記対地速度が上がることによって短縮して、複数周回で平均周回時間を維持する
請求項９記載の監視制御装置。
前記人工衛星の軌道が、赤道上空の高度約２００００キロメートルの略円軌道であり、
前記人工衛星が、前記軌道を１日に２周する
請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の監視制御装置。
前記軌道が、赤道上空の高度約１４０００キロメートルの略円軌道であり、
前記人工衛星が、前記軌道を１日に３周する
請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の監視制御装置。
前記軌道が、赤道上空の高度約１００００キロメートルの略円軌道であり、
前記人工衛星が、正午に太陽直下を横切る位相で飛行し、前記軌道を１日に４周する
請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の監視制御装置。
前記軌道が、赤道上空の高度約１００００キロメートルの略円軌道であり、
前記人工衛星が、正午に太陽直下に対して地球の真裏を横切る位相で飛行し、前記軌道を１日に４周する
請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の監視制御装置。
前記人工衛星が、ポインティング機能を備え、
前記監視制御装置は、前記ポインティング機能を制御することによって、前記監視装置の監視方向を監視の対象に向ける
請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の監視制御装置。
請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の監視制御装置を備える人工衛星。
請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の監視制御装置を制御する地上設備。