JPH10147300A - Detecting method for space suspended matter - Google Patents

Detecting method for space suspended matter

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JPH10147300A
JPH10147300A JP8309365A JP30936596A JPH10147300A JP H10147300 A JPH10147300 A JP H10147300A JP 8309365 A JP8309365 A JP 8309365A JP 30936596 A JP30936596 A JP 30936596A JP H10147300 A JPH10147300 A JP H10147300A
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JP
Japan
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data
satellite
command
artificial satellite
control station
Prior art date
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Pending
Application number
JP8309365A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ikuko Hirashima
郁子 平嶋
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH10147300A publication Critical patent/JPH10147300A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect exact locations and speed of fragments suspending in space by feeding a plurality f artificial satellites provided with receives and detecting phase differences of scattered waves generated by a command from a control station and irradiation of fragments. SOLUTION: An artificial satellite 2 is placed in an orbit which is suitable for observing fragments 1 and scattered waves 6 according to effective cross section of fragments 1 due to search radio waves 5 transmitted from a transmission equipment 3 are received by the artificial satellite 2. The transmitting direction of search radio waves 5 transmitted from the transmission equipment 3 can be set with high accuracy. At the same time of transmitting search radios waves 5, a command 7 is transmitted from a control station 4 to the artificial satellite 2, continuous waves which are demodulated into pseudo random noise codes to be distance measurement information are used for search radio waves 5 and the command 7, and distance difference data corresponding to attaining time difference to the artificial satellite 2 of the command 7 and scattered waves 6 which is determined from phase differences of the pseudo random noise codes can be made to be detected. As a result, the location detentions of fragments can be easily detected also in an orbit altitude in which radio waves are invalidly expanded.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は宇宙空間に浮遊す
る宇宙浮遊物を検出する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting a floating object in space.

【0002】[0002]

【従来の技術】宇宙空間に浮遊する破片等の浮遊物(以
下破片と称す。)を検出するには従来からレーダが用い
られた。破片には人工衛星に見られるようなトランスポ
ンダを搭載している訳ではないので、一次レーダを使用
しなければならない。図7は一次レーダの構成を示した
ものであり、図において1は破片、70は地上レーダ設
備、71は送信波、72は反射波である。
2. Description of the Related Art Radar has conventionally been used to detect suspended matters such as debris floating in outer space (hereinafter referred to as debris). The debris does not carry transponders like those found on satellites, so primary radar must be used. FIG. 7 shows the configuration of a primary radar. In the figure, 1 is a fragment, 70 is a ground radar facility, 71 is a transmitted wave, and 72 is a reflected wave.

【0003】地上レーダ設備70は目標である破片1に
対し利得の高いアンテナビームを絞った電波71を照射
する。この電波71は破片1の有効断面積に比例した反
射波72を生じ、この反射波72を再び地上レーダ設備
70で受信する。
The terrestrial radar equipment 70 irradiates a target fragment 1 with a radio wave 71 in which an antenna beam having a high gain is focused. The radio wave 71 generates a reflected wave 72 proportional to the effective area of the fragment 1, and the reflected wave 72 is received by the ground radar equipment 70 again.

【0004】[0004]

【数1】 (Equation 1)

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】一次レーダの特性は上
記“数1”が適用される。破片1の存在領域が高度20
0km付近より高高度の所に存在するので、レーダの受
信電力はレーダ目標間距離Rの4乗に比例して減衰し、
微弱なものになる。これに対しては送信電力を増強する
こととアンテナの利得を大きくすることが必要になる
が、それを実現するためハードウェアを大型にするので
各種の問題点が発生する。例えば送信電力の増大は送信
装置の大型化を招くが、なかでもパルスを繰り返し送信
する方法は、破片1へ到達するまでの間に電波のビーム
が無効に拡がっていくため、電力効率が悪い。よって従
来の方式では200km以上離れた破片1の存在のみを
レーダにより検出するだけで、破片1の実像および物質
等について確認できず、破片1の粉砕も行うことはでき
ない。
The above-mentioned "Equation 1" is applied to the characteristics of the primary radar. The area where fragment 1 exists is altitude 20
Since the radar is located at a higher altitude than around 0 km, the received power of the radar attenuates in proportion to the fourth power of the distance R between the radar targets,
It becomes weak. To cope with this, it is necessary to increase the transmission power and increase the gain of the antenna, but various problems occur because the hardware is increased in size to achieve this. For example, an increase in transmission power leads to an increase in the size of the transmission device. However, in the method of repeatedly transmitting pulses, the power efficiency is poor because the radio wave beam is ineffectively spread before reaching the fragment 1. Therefore, in the conventional method, only the presence of the fragments 1 separated by 200 km or more is detected by the radar, but the actual image and the substance of the fragments 1 cannot be confirmed, and the fragments 1 cannot be ground.

【0006】この発明は、かかる課題を解決するために
なされたものであり、宇宙空間に浮遊する破片1の位置
を人工衛星を介在させることにより容易に検出し、人工
衛星の航法誘導機能により人工衛星を破片1に近づけた
後は、従来の地上レーダ設備70の方式によるレーダを
人工衛星に搭載して更に人工衛星を破片1に接近させな
がら正確な破片1の位置および速度を検出する。
The present invention has been made to solve such a problem, and the position of a fragment 1 floating in outer space is easily detected by interposing an artificial satellite, and the artificial navigation is performed by the navigation guidance function of the artificial satellite. After the satellite is brought close to the fragment 1, the radar based on the conventional terrestrial radar equipment 70 is mounted on the satellite, and the position and velocity of the fragment 1 are detected accurately while the satellite is brought closer to the fragment 1.

【0007】また、至近距離まで接近することにより破
片の実像や材質、物質を解析するための画像を得る。
Further, by approaching to a close distance, a real image of the fragment and an image for analyzing a material and a substance are obtained.

【0008】また、取得した画像データより破片の危険
性や粉砕の可能性を判断して破片を粉砕する方法を提供
するものである。
It is another object of the present invention to provide a method for crushing fragments by judging the risk of fragments and the possibility of crushing from the acquired image data.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明に係わる宇宙浮
遊物の検出方法は、破片1が多く存在するとされる軌道
高度200km〜250kmの軌道に位置を変えて複数
人工衛星を投入し、これに受信装置を備え、地上に送信
設備及び管制局を備え、これらを組合せた送受信システ
ムを構成することにより送受を分離し、捜索電波に連続
波を容易に使うことができるようにして管制局より送信
したコマンド(直接波)と送信設備より破片1に照射し
て発生した散乱波の位相差を検出できるようにし、また
ほぼ同高度に人工衛星を位置させているため、人工衛星
の姿勢制御および航法誘導機能により、破片1に接近
し、更に人工衛星にレーダを搭載することにより破片1
の追尾およびより正確な位置と速度データを取得し、至
近距離まで宇宙浮遊物に接近するとともにより正確な位
置および速度を検出し、人工衛星に搭載したVTRカメ
ラにより宇宙浮遊物の画像を取得するに適した相対距離
と姿勢への制御を行い、至近距離からVTRカメラによ
る破片1の画像を取得し、これを地上に送信することに
よって、地上において破片1の実態を確認できるように
したものである。
According to the method of detecting a suspended object in space according to the present invention, a plurality of artificial satellites are introduced by changing the position to an orbit at an altitude of 200 km to 250 km, which is considered to have many debris 1, and Equipped with a receiving device, equipped with a transmission facility and a control station on the ground, and configured a transmission and reception system that combines them to separate transmission and reception, so that continuous waves can be easily used for search radio waves and transmitted from the control station The phase difference between the command (direct wave) and the scattered wave generated by irradiating the fragment 1 from the transmitting equipment can be detected, and since the satellite is positioned at almost the same altitude, the attitude control and navigation of the satellite By the guidance function, it approaches the fragment 1 and furthermore, the radar
Tracking and acquiring more accurate position and velocity data, approaching spaceborne objects to a close distance, detecting more accurate position and velocity, and acquiring images of spaceborne objects with a VTR camera mounted on a satellite By controlling the relative distance and attitude suitable for the aircraft, acquiring an image of the fragment 1 from the VTR camera from a close distance, and transmitting it to the ground, the actual state of the fragment 1 can be confirmed on the ground. is there.

【0010】また、この発明は人工衛星に光学センサを
搭載し、取得した画像を地上の管制局で受信し、地上に
おいて画像データに種々とアルゴリズム処理をかけるこ
とにより破片を構成する素材、物質を解析することが可
能となる。
Further, the present invention provides an artificial satellite with an optical sensor, receives the acquired image at a ground control station, and performs various algorithm processing on the image data on the ground to obtain materials and substances constituting fragments. It becomes possible to analyze.

【0011】この発明は、人工衛星に破片を粉砕するレ
ーザ装置を持たせることにより、人工衛星により取得さ
れた破片の位置、速度データとその時刻データおよびV
TRカメラの画像データを地上の管制局で受信し、地上
において破片のVTR画像を見ることにより破片の危険
性と粉砕の必要性を判断し、地上からの粉砕を実行する
コマンドを送信することで破片の粉砕が可能となる。
According to the present invention, by providing a satellite with a laser device for crushing the fragments, the position, velocity data, time data and V data of the fragments obtained by the satellite are obtained.
By receiving the image data of the TR camera at the ground control station, determining the danger of debris and the necessity of crushing by viewing the VTR image of the shards on the ground, and transmitting a command to execute crushing from the ground Debris can be crushed.

【0012】また、この発明は人工衛星に管制局より送
信されるコマンドと、送信設備より捜索電波が照射され
て発生する散乱波をそれぞれ受信する受信アンテナおよ
び受信機と、コマンドと散乱波の疑似ランダム雑音符号
の位相差を検出するための局部PN符号発生機、比較回
路、積分及び追尾回路、符号差検出回路を有すること
で、人工衛星において破片の位置データを算出するため
に必要なコマンドと散乱波の位相差に相当する距離差デ
ータを求めることが可能となる。
Further, the present invention provides a command transmitted from a control station to an artificial satellite, a receiving antenna and a receiver for respectively receiving a scattered wave generated by irradiating a search radio wave from a transmission facility, and a pseudo-command and a scattered wave. By having a local PN code generator for detecting the phase difference of the random noise code, a comparison circuit, an integration and tracking circuit, and a code difference detection circuit, a command necessary for calculating fragment position data in an artificial satellite is provided. Distance difference data corresponding to the phase difference of the scattered waves can be obtained.

【0013】この発明は、人工衛星において、検出した
コマンドと散乱波の距離差データと、搭載ソフトウェア
により算出した送信設備、管制局、人工衛星のそれぞれ
の位置データをもとに送信設備と人工衛星の位置をそれ
ぞれ焦点とし、管制局から人工衛星までの距離に距離差
データを加算した距離データを送信設備−立体楕円の曲
面−人工衛星の距離とした立体楕円方程式をたて、コマ
ンドにより送信された捜索電波の照射角度により立体楕
円方程式を解くことによって、破片の位置データを算出
することが可能となる。
According to the present invention, a transmission facility and a satellite are calculated based on distance data between a detected command and a scattered wave, and position data of a transmission facility, a control station, and a satellite calculated by on-board software. The distance data obtained by adding the distance difference data to the distance from the control station to the artificial satellite with the position of the focal point as the focal point respectively is set as the transmission equipment-the curved surface of the three-dimensional ellipse-the three-dimensional elliptic equation as the distance of the artificial satellite is transmitted by a command By solving the three-dimensional elliptic equation based on the irradiation angle of the search radio wave, it becomes possible to calculate the position data of the fragment.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1.この発明の基本構成を図1に示す。図中
1は破片、2は破片の存在する付近の軌道上に位置を変
えて複数投入した人工衛星のうち一つの人工衛星、3は
送信設備、4は管制局、5は送信設備3から送信する破
片1の捜索電波、6は破片1からの散乱波、7は管制局
4から人工衛星2へのコマンド、8は人工衛星2から管
制局4へのテレメトリ、9は破片追尾用レーダ、10は
VTRカメラ、11は光学センサ、12は破片粉砕用レ
ーザ装置、13はVTR表示装置、14は画像処理装置
である。
Embodiment 1 FIG. FIG. 1 shows the basic configuration of the present invention. In the figure, 1 is a fragment, 2 is an artificial satellite of a plurality of artificial satellites whose positions have been changed in orbit near the fragment, 3 is a transmission facility, 4 is a control station, 5 is transmitted from a transmission facility 3 6 scattered waves from the fragment 1, 7 is a command from the control station 4 to the satellite 2, 8 is telemetry from the satellite 2 to the control station 4, 9 is a radar for tracking the fragment, 10. Is a VTR camera, 11 is an optical sensor, 12 is a laser device for crushing fragments, 13 is a VTR display device, and 14 is an image processing device.

【0015】人工衛星2は破片1の観測に適した軌道に
投入する。送信設備3より破片1の捜索電波5を送信す
る。捜索電波5が破片1に照射されると、破片1の有効
断面積に応じた散乱波6をおこす。この散乱波6は人工
衛星2により受信される。送信設備3から送信する捜索
電波5の送信方向は高精度で設定可能である。送信設備
3より捜索電波5を送信すると同時に管制局4より人工
衛星2へコマンド7を送信し、捜索電波5とコマンド7
には測距情報となる疑似ランダム雑音符号に変調した連
続波を用いるため、疑似ランダム雑音符号の位相差より
求められるコマンド7と散乱波6の人工衛星2への到達
時間差に相当する距離差データを検出することができ
る。
The artificial satellite 2 is put into an orbit suitable for observing the fragment 1. The search facility 5 transmits a search radio wave 5 for the fragment 1. When the search radio wave 5 is applied to the fragment 1, a scattered wave 6 corresponding to the effective area of the fragment 1 is generated. This scattered wave 6 is received by the artificial satellite 2. The transmission direction of the search radio wave 5 transmitted from the transmission equipment 3 can be set with high accuracy. At the same time as transmitting the search radio wave 5 from the transmission equipment 3, the command 7 is transmitted from the control station 4 to the artificial satellite 2, and the search radio wave 5 and the command 7 are transmitted.
Since a continuous wave modulated into a pseudo-random noise code serving as distance measurement information is used, distance difference data corresponding to the difference between the arrival time of the command 7 and the scattered wave 6 reaching the artificial satellite 2 obtained from the phase difference of the pseudo-random noise code. Can be detected.

【0016】人工衛星2の軌道は人工衛星2に搭載した
Global Positioning System
Receiver(以下GPSRと称す。)データ、
管制局4での軌道決定値による補正をもとに人工衛星2
の搭載ソフトウェアにおいて計算しており、時刻が判明
すれば破片1の位置を求めることができる。衛星の可視
時間帯に破片1の位置決定を数回行い、そのデータより
破片1の速度データも算出する。
The orbit of the artificial satellite 2 is the Global Positioning System mounted on the artificial satellite 2
Receiver (hereinafter referred to as GPSR) data,
The artificial satellite 2 based on the correction by the orbit determination value in the control station 4
The on-board software calculates the position of the fragment 1 if the time is known. The position of the fragment 1 is determined several times in the visible time zone of the satellite, and the velocity data of the fragment 1 is calculated from the data.

【0017】また検出した破片1の位置、速度データと
人工衛星2の位置、速度データをもとに人工衛星2が航
法誘導機能により破片1に十分接近した上で、人工衛星
2に搭載した破片追尾用レーダ9を利用して追尾し、至
近距離まで破片1に接近するとともにより正確な破片1
の位置および速度を検出し、人工衛星に搭載したVTR
カメラ10により宇宙浮遊物の画像を取得するに適した
相対距離と姿勢への制御を行い、至近距離からVTRカ
メラ10により破片1の可視波長による実像画像を取得
し、取得した画像データおよび画像の縮尺比データ、画
像を取得した時刻およびその時刻における破片1の位置
・速度データ、人工衛星2との相対位置データを地上の
管制局4で受信し、管制局内のVTR表示装置13に宇
宙浮遊物の実像および受信データ表示し、地上において
宇宙浮遊物の実像を確認し、破片の形状および大きさか
ら破片が他の航行する宇宙機に衝突した場合の危険性を
判断し、また破片が宇宙機等の残骸であって推進燃料に
よる爆発の危険性があるかを実像から判断することによ
って、破片の粉砕の必要性までを判断することができ
る。
On the basis of the detected position and velocity data of the fragment 1 and the position and velocity data of the artificial satellite 2, the artificial satellite 2 sufficiently approaches the fragment 1 by the navigation guidance function, and then the fragment mounted on the artificial satellite 2. Use the tracking radar 9 to track, approach the fragment 1 to a close distance, and obtain a more accurate fragment 1.
VTR mounted on artificial satellites by detecting the position and speed of
The camera 10 controls the relative distance and attitude suitable for acquiring an image of a suspended object, acquires a real image of the fragment 1 at a visible wavelength from the close range from the VTR camera 10, and acquires acquired image data and image data. The scale ratio data, the time at which the image was acquired, the position / velocity data of the fragment 1 at that time, and the relative position data with respect to the artificial satellite 2 are received by the control station 4 on the ground, and the VTR display device 13 in the control station displays a space floating object. Display the actual image of the spacecraft on the ground, determine the danger of the debris colliding with other navigating spacecraft based on the shape and size of the debris, By judging from the actual image whether or not there is a danger of explosion due to the propellant, it is possible to judge the necessity of fragmentation.

【0018】また、人工衛星2に数種の波長帯域を観測
する光学センサ11を搭載し、至近距離より破片1の画
像を取得し、取得した画像データを地上の管制局4で受
信し、種々のアルゴリズム処理ソフトウェアを載せた画
像処理設備14により、放射率、透過率を解析すること
によって、破片1を構成する物質、材質を解析すること
ができる。例えば、50〜75GHzの電波を破片に照
射した場合、金属の反射損失は0dB、ポリプロピレン
の反射損失は−9dB以下であり、また金属の透過損失
はなく、ポリプロピレンの透過損失は0.2〜1.6d
Bである。これらの数値と画像処理設備14で得られた
取得データを比較できる。これにより、破片1の材質を
測定でき、宇宙機の残骸か否かの実態を知ることがで
き、より詳細に破片1の危険性や粉砕の必要性を判断す
ることが可能である。
An artificial satellite 2 is equipped with an optical sensor 11 for observing several wavelength bands, an image of the fragment 1 is acquired from a short distance, and the acquired image data is received by the control station 4 on the ground. By analyzing the emissivity and the transmittance by the image processing equipment 14 loaded with the algorithm processing software of the above, the substance and the material constituting the fragment 1 can be analyzed. For example, when a radio wave of 50 to 75 GHz is applied to a fragment, the reflection loss of metal is 0 dB, the reflection loss of polypropylene is -9 dB or less, there is no transmission loss of metal, and the transmission loss of polypropylene is 0.2 to 1. .6d
B. These values can be compared with the acquired data obtained by the image processing equipment 14. Thereby, the material of the fragment 1 can be measured, the actual situation of whether or not the fragment is a debris of the spacecraft can be known, and the danger of the fragment 1 and the necessity of crushing can be determined in more detail.

【0019】また、人工衛星2に破片粉砕用レーザ装置
12を持たせ、地上のVTR表示装置13において破片
1のVTR画像を見ることにより破片1の危険性と粉砕
の可能性を判断し、地上からの粉砕を実行するコマンド
を送信し、人工衛星2の相対位置・姿勢制御機能により
破片粉砕用レーザ装置12を適した距離から破片1に照
準を合わせ、照射することにより破片1の粉砕を可能と
した。
Further, the artificial satellite 2 is provided with a laser device 12 for crushing the fragments, and the VTR image of the fragments 1 is viewed on the VTR display device 13 on the ground to judge the danger of the fragments 1 and the possibility of crushing. A command to execute crushing from the satellite is transmitted, and the relative position and attitude control function of the artificial satellite 2 is used to aim the shards 1 from a suitable distance with the laser device 12 for crushing the shards and irradiate the shards 1 to crush the shards 1 And

【0020】コマンド7の測距情報には疑似ランダム雑
音符号(以下PN符号と称す。)を用い、捜索電波5に
も同様にPN符号に変調された連続波を使用する。人工
衛星2が受信する測距情報となるコマンドのPN符号と
散乱波6のPN符号の関係を図2に示す。15は測距情
報となるコマンドのPN符号、16は測距情報となる散
乱波11のPN符号、17及び18はPN符号15、1
6の1ブロックを示す。19はコマンドと散乱波6の間
の伝播遅延時間である。
A pseudo random noise code (hereinafter, referred to as a PN code) is used as the distance measurement information of the command 7, and a continuous wave modulated into a PN code is similarly used for the search radio wave 5. FIG. 2 shows the relationship between the PN code of the command serving as the ranging information received by the artificial satellite 2 and the PN code of the scattered wave 6. Reference numeral 15 denotes a PN code of a command serving as distance measurement information, 16 denotes a PN code of the scattered wave 11 serving as distance measurement information, and 17 and 18 denote PN codes 15, 1;
6 shows one block. 19 is a propagation delay time between the command and the scattered wave 6.

【0021】PN符号1ブロック17、18はi、j、
kのような疑似ランダム符号になっており、実際は図中
に示す0と1の一連の組合せにより成り立つ。0と1の
長さは、PN符号17の種類を選択することによって決
まる値であり、i、j、k…、aのどの文字長も同一
で、一つのブロックはこの文字を連続させ構成されてい
る。人工衛星2は相関器を備えており、コマンドのPN
符号15と散乱波のPN符号16の位相を読み取ること
ができる。この2つの位相差を比較すれば、コマンド1
5と散乱波16の伝播遅延時間19を検出することがで
きる。
The PN code 1 blocks 17 and 18 are i, j,
This is a pseudo-random code such as k, and is actually realized by a series of combinations of 0 and 1 shown in the figure. The lengths of 0 and 1 are values determined by selecting the type of the PN code 17, and the character lengths of i, j, k..., A are the same, and one block is formed by connecting these characters. ing. The artificial satellite 2 has a correlator, and the command PN
The phase of the code 15 and the PN code 16 of the scattered wave can be read. By comparing these two phase differences, Command 1
5 and the propagation delay time 19 of the scattered wave 16 can be detected.

【0022】人工衛星2と送信設備3の位置が判明して
いて、さらにコマンドのPN符号15と散乱波6のPN
符号16の伝播遅延時間19が判明しているので、図3
のようにこの関係を簡単な幾何モデルとして表現でき
る。図中20はx軸、21はy軸、22、23は楕円の
焦点AおよびB、24は楕円、25は楕円上の点と二つ
の焦点A22とB23を結ぶ線分、26は楕円上の一
点、27はA点から見た破片の方向、28は破片の位置
である。
The positions of the satellite 2 and the transmitting equipment 3 are known, and the PN code 15 of the command and the PN
Since the propagation delay time 19 of the code 16 is known, FIG.
This relation can be expressed as a simple geometric model as follows. In the figure, 20 is the x-axis, 21 is the y-axis, 22 and 23 are the focal points A and B of the ellipse, 24 is the ellipse, 25 is the line segment connecting the point on the ellipse and the two focal points A22 and B23, and 26 is the ellipse. One point, 27, is the direction of the fragment viewed from point A, and 28 is the position of the fragment.

【0023】人工衛星2の位置をB点23とし、送信設
備3の位置をA点22とすると、両者を貫く線分として
x軸20が定義できる。人工衛星2の搭載ソフトウェア
において、人工衛星2の位置はGPSRの位置・速度デ
ータ、管制局4における軌道決定による補正データをも
とに計算され、また送信設備3の位置も送信設備3の地
球固定座標系の位置データをもとに計算し、捜索電波5
を送信した時刻のAB間の距離は求められる。送信設備
3と破片1と人工衛星2を結ぶ経路の距離は、捜索電波
5を送信した時刻における管制局4から人工衛星2の距
離と、測距情報を含むコマンド7が人工衛星2に到達す
る時間と捜索電波5を経て散乱波6が人工衛星2に到達
する時間との差である伝播遅延時間19に相当する距離
の和より求めることができる。この二つの距離より次の
構図が作成できる。即ち、人工衛星2と送信設備3の距
離離れた焦点A22と焦点B23を焦点とし、楕円の一
点P’26が伝播遅延時間19に相当する距離と、管制
局4から人工衛星2の距離の和になるような楕円24を
描くことができる。2次元で考えれば、破片1はこの楕
円24上に存在することになる。実際3次元であるから
破片1は、楕円24をx軸20回りに回転した時できる
回転楕円体の表面上に存在することがわかる。
Assuming that the position of the artificial satellite 2 is point B 23 and the position of the transmitting equipment 3 is point A 22, the x-axis 20 can be defined as a line segment passing through both. In the software installed on the artificial satellite 2, the position of the artificial satellite 2 is calculated based on the position / velocity data of the GPSR and the correction data based on the orbit determination in the control station 4, and the position of the transmitting equipment 3 is also fixed to the earth of the transmitting equipment 3. Calculate based on the position data of the coordinate system and search
The distance between A and B at the time when is transmitted is obtained. The distance between the transmission facility 3 and the path connecting the fragment 1 and the artificial satellite 2 is determined by the distance of the artificial satellite 2 from the control station 4 at the time when the search radio wave 5 is transmitted, and the command 7 including the distance measurement information reaches the artificial satellite 2. It can be obtained from the sum of the distance corresponding to the propagation delay time 19, which is the difference between the time and the time when the scattered wave 6 reaches the artificial satellite 2 via the search radio wave 5. The following composition can be created from these two distances. In other words, the focal point A22 and the focal point B23, which are apart from the artificial satellite 2 and the transmission facility 3, are the focal points, and one point P'26 of the ellipse is the sum of the distance corresponding to the propagation delay time 19 and the distance of the artificial satellite 2 from the control station 4. An ellipse 24 can be drawn such that If considered in two dimensions, the fragment 1 will be on this ellipse 24. Since it is actually three-dimensional, it can be seen that the fragment 1 exists on the surface of the spheroid formed when the ellipse 24 is rotated around the x-axis 20.

【0024】一方焦点A22は送信設備3を想定し、送
信設備3から破片1への捜索電波5の照射設定方位角と
仰角の二つの角度情報を得ている。したがって焦点A2
2より照射方向27に直線を描き、前に述べた回転楕円
体との交点を求めれば、破片の位置28がわかる。
On the other hand, the focal point A22 is assumed to be the transmitting facility 3, and obtains two pieces of angle information of the irradiation setting azimuth and the elevation angle of the search radio wave 5 from the transmitting facility 3 to the fragment 1. Therefore focus A2
By drawing a straight line in the irradiation direction 27 from 2 and determining the intersection with the spheroid described above, the position 28 of the fragment can be known.

【0025】図4に人工衛星2における距離差を検出す
る回路構成を示す。29は散乱波6の散乱波受信アンテ
ナ、30はコマンド7のコマンド受信アンテナ、31、
32は受信機、33、34は比較回路、35、36は局
部PN符号発生器、37、38は積分及び追尾回路、3
9は符号差検出回路である。
FIG. 4 shows a circuit configuration for detecting a distance difference in the artificial satellite 2. 29 is a scattered wave receiving antenna for scattered wave 6, 30 is a command receiving antenna for command 7, 31,
32 is a receiver, 33 and 34 are comparison circuits, 35 and 36 are local PN code generators, 37 and 38 are integration and tracking circuits,
9 is a sign difference detection circuit.

【0026】散乱波受信アンテナ29は散乱波6を受信
し、受信機31において受信した搬送波よりビデオ出力
を得る。この出力は送信設備3と管制局4が持っている
のと同じPN符号より構成される局部PN符号発生器3
5の出力と比較され、相関の強さが比較回路33で検出
され、符号のアクイジションの設定及び符号の追尾が積
分及び追尾回路37によって行われる。同様にコマンド
受信アンテナ30はコマンド7を受信し、受信機32、
比較回路34、積分及び追尾回路38、局部PN符号発
生器36により、前述の散乱波6と同様の処理を行う。
両方の符号について、アクイジションを達成した後の局
部PN符号発生器35、36は受信符号と常に同一の位
相を示すので、そのPN符号を符号差検出回路39に入
力することにより、コマンド7と散乱波6の間の位相
差、即ち距離差を検出することができる。
The scattered wave receiving antenna 29 receives the scattered wave 6 and obtains a video output from the carrier received by the receiver 31. This output is output from a local PN code generator 3 composed of the same PN codes as the transmission equipment 3 and the control station 4 have.
5, and the strength of the correlation is detected by the comparison circuit 33. The acquisition of the code and the tracking of the code are performed by the integration and tracking circuit 37. Similarly, the command receiving antenna 30 receives the command 7 and the receiver 32,
The comparison circuit 34, the integration and tracking circuit 38, and the local PN code generator 36 perform the same processing as that of the scattered wave 6 described above.
For both codes, the local PN code generators 35 and 36, after achieving the acquisition, always show the same phase as the received code. Therefore, by inputting the PN codes to the code difference detection circuit 39, the command 7 The phase difference between the waves 6, that is, the distance difference can be detected.

【0027】図5は破片1の位置検出アルゴリズムをま
とめたものである。40は検出時刻、41は散乱波とコ
マンドの距離差データ、42は管制局の位置データ、4
3は送信設備の位置データ、44はGPSRによる人工
衛星の位置データ、45は捜索電波の照射角度、46は
管制局と人工衛星の距離データ、47は送信設備と人工
衛星の距離データ、48は捜索電波5が破片1に当たり
散乱波6となって人工衛星2に到達した散乱経路の距離
データ、49は立体楕円方程式、50は破片の位置デー
タ、51は破片の速度データである。
FIG. 5 summarizes the position detection algorithm of the fragment 1. 40 is the detection time, 41 is the distance difference data between the scattered wave and the command, 42 is the position data of the control station, 4
3 is the position data of the transmission facility, 44 is the position data of the satellite by GPSR, 45 is the irradiation angle of the search radio wave, 46 is the distance data between the control station and the satellite, 47 is the distance data between the transmission facility and the satellite, 48 is The search radio wave 5 hits the fragment 1 and becomes the scattered wave 6 and reaches the artificial satellite 2 as the distance data of the scattering path, 49 denotes the three-dimensional elliptic equation, 50 denotes the position data of the fragment, and 51 denotes the speed data of the fragment.

【0028】破片1の位置データ50を検出するために
は、送信設備3と人工衛星2の距離データ47と、管制
局4と人工衛星2の距離データ46と、送信設備3から
照射された捜索電波5が破片1において散乱波6となて
人工衛星2まで到達した距離である散乱経路の距離デー
タ48、送信設備3における捜索電波5の照射角度45
が必要である。これら4データのうち前者3つは特定な
検出時刻40におけるデータとして人工衛星2の搭載ソ
フトウェアにより演算され、捜索電波5の照射角度45
は管制局4からのコマンド7として得られる。人工衛星
2の位置はGPSRによる人工衛星の位置データ44と
検出時刻40により軌道伝播計算で求められ、地球固定
座標系での管制局の位置データ42および送信設備の位
置データ43より検出時刻40における慣性座標系での
位置データを演算し、管制局4と人工衛星2の距離デー
タ46と送信設備3から人工衛星2の距離データ47が
得られる。散乱波6とコマンド7の距離差データ41と
管制局4と人工衛星2の距離データ46の和により、散
乱経路の距離データ48が求められる。送信設備3と人
工衛星2の距離データ47と捜索電波5が破片1に当た
り散乱波6となって人工衛星2に到達した散乱経路の距
離データ48により立体楕円方程式49が得られ、この
立体楕円方程式49と捜索電波5の照射角度45により
決まる直線との交点である破片1の位置データ50を得
ることができる。上記のように得られた検出時刻の異な
る破片1の位置データ50より破片1の速度データ51
も得ることができる。
In order to detect the position data 50 of the fragment 1, the distance data 47 between the transmitting equipment 3 and the artificial satellite 2, the distance data 46 between the control station 4 and the artificial satellite 2, and the search radiated from the transmitting equipment 3 The distance data 48 of the scattering path, which is the distance that the radio wave 5 reaches the artificial satellite 2 as the scattered wave 6 in the fragment 1, the irradiation angle 45 of the search radio wave 5 in the transmission facility 3
is necessary. Of the four data, the former three are calculated by the onboard software of the artificial satellite 2 as data at a specific detection time 40, and the irradiation angle 45 of the search radio wave 5 is calculated.
Is obtained as a command 7 from the control station 4. The position of the artificial satellite 2 is obtained by orbit propagation calculation based on the position data 44 of the artificial satellite by GPSR and the detection time 40, and is obtained at the detection time 40 from the position data 42 of the control station and the position data 43 of the transmission facility in the earth fixed coordinate system. The position data in the inertial coordinate system is calculated, and the distance data 46 between the control station 4 and the artificial satellite 2 and the distance data 47 of the artificial satellite 2 from the transmission equipment 3 are obtained. The distance data 48 of the scattering path is obtained from the sum of the distance difference data 41 of the scattered wave 6 and the command 7 and the distance data 46 of the control station 4 and the artificial satellite 2. A three-dimensional elliptic equation 49 is obtained from the distance data 47 between the transmitting equipment 3 and the artificial satellite 2 and the distance data 48 of the scattering path that reaches the artificial satellite 2 as the scattered wave 6 hits the fragment 1 by the search radio wave 5. It is possible to obtain the position data 50 of the fragment 1 which is the intersection of the 49 and the straight line determined by the irradiation angle 45 of the search radio wave 5. The velocity data 51 of the fragment 1 is obtained from the position data 50 of the fragment 1 having different detection times obtained as described above.
Can also be obtained.

【0029】図6は人工衛星2、送信設備3、管制局4
の送受信システムにより破片1の位置を検出した後、人
工衛星2の自律的航法誘導機能により破片1に接近した
後、人工衛星2の破片追尾用レーダ9をオンにして航法
誘導と姿勢制御を行い、人工衛星2のVTRカメラ10
および光学センサ11により破片1の画像を取得し、地
上の破片粉砕コマンドが送信された場合は粉砕に適した
破片1との相対位置および姿勢まで航法誘導と姿勢制御
を行い、破片粉砕用レーザ装置12を照射するまでの処
理の流れを示したものである。図において52は接近コ
マンド、53は搭載ソフトウェアにより計算されるある
時刻の人工衛星の位置速度データ、54は搭載ソフトウ
ェアにより行われる軌道制御のマヌーバ計算、55は人
工衛星が破片に接近するための第一接近航法誘導、56
は第一接近完了、57は破片追尾用レーダオン、58は
人工衛星の姿勢データ、59は破片追尾用レーダにより
検出された相対位置姿勢データ、60は破片の位置速度
データ、61は追尾画像取得モード航法誘導、62は追
尾画像取得モード姿勢制御、63は接近完了、64はV
TR画像取得、65は光学センサ画像取得、66は破片
粉砕コマンド、67は破片粉砕モード航法誘導、68は
破片粉砕モード姿勢制御、69は破片粉砕用レーザ照射
を示す。
FIG. 6 shows an artificial satellite 2, a transmission facility 3, and a control station 4.
After detecting the position of the fragment 1 by the transmission / reception system of the above, after approaching the fragment 1 by the autonomous navigation guidance function of the artificial satellite 2, the radar 9 for tracking the fragment of the artificial satellite 2 is turned on to perform navigation guidance and attitude control. , VTR camera 10 of artificial satellite 2
And an image of the fragment 1 is acquired by the optical sensor 11, and when a ground fragmentation command is transmitted, navigation guidance and attitude control are performed up to the relative position and attitude with respect to the fragment 1 suitable for the fragmentation, and the fragmentation laser device is used. 12 shows the flow of processing up to the irradiation of No. 12. In the figure, 52 is an approach command, 53 is the position and speed data of the artificial satellite at a certain time calculated by the on-board software, 54 is the maneuver calculation of the orbit control performed by the on-board software, and 55 is the No. 5 for the artificial satellite to approach the debris. One approach navigation, 56
Is the first approach completed, 57 is the fragment tracking radar on, 58 is the attitude data of the satellite, 59 is the relative position and attitude data detected by the fragment tracking radar, 60 is the position and speed data of the fragment, 61 is the tracking image acquisition mode Navigation guidance, 62 is tracking image acquisition mode attitude control, 63 is approach completion, 64 is V
TR image acquisition, 65 is an optical sensor image acquisition, 66 is a fragment crush command, 67 is a fragment crush mode navigation guidance, 68 is a fragment crush mode attitude control, and 69 is a fragment crush laser irradiation.

【0030】破片の位置データ50および破片の速度デ
ータ51を検出した後、破片1の位置が人工衛星2から
簡単な制御で接近可能な位置であるか等を、破片の位置
データ50、破片の速度データ51および人工衛星の位
置速度データ53から、人工衛星の搭載ソフトウェアに
おいて軌道制御の時刻や方法を決定するマヌーバ計算5
4を行うことにより判断し、可能な場合は接近コマンド
52をオンにする。接近コマンド52がオンの場合、マ
ヌーバ計算54に従い、破片追尾用レーダ9を作動させ
るに十分な距離まで人工衛星2の自律的航法誘導機能が
働くのが第一接近航法誘導55であり、第一接近航法誘
導完了56を判定し、完了した場合は破片追尾用レーダ
オン57とする。破片追尾用レーダオン57となると、
破片追尾用レーダ9により検出された相対位置姿勢デー
タ59と人工衛星の位置速度データ53と人工衛星の姿
勢データ58より相対および慣性空間における破片の位
置速度データ60を算出し、追尾画像取得モード航法誘
導61および追尾画像取得モード姿勢制御62を行う。
追尾画像取得モード航法誘導61、追尾画像取得モード
姿勢制御62における接近完了63を判定するとVTR
画像取得64と光学センサ画像取得65がなされる。人
工衛星2より管制局4へ送信されたVTR画像を管制局
4内のVTR表示装置13に表示し、また同様に人工衛
星2より送信された光学センサ11による画像データを
管制局4内の画像処理装置14により処理および表示
し、地上において破片1の実像と構成する素材や物質お
よび画像を取得した方向から見た破片1の大きさを確認
することにより破片1の危険性や粉砕する必要性や可能
性を判断し、管制局4より破片粉砕コマンドオン66が
送信される。破片粉砕コマンドオン66が送信される
と、航法誘導および姿勢制御則が追尾画像取得モードか
ら粉砕モードに切り替わり、レーザを照射するのに適し
た相対位置へ航法誘導する粉砕モード航法誘導67とレ
ーザの照射軸を破片に向けるような粉砕モード姿勢制御
68が実行される。粉砕モード航法誘導67、粉砕モー
ド姿勢制御68における接近完了63を判断すると破片
粉砕用レーザ照射69が行われる。
After detecting the position data 50 of the fragment and the speed data 51 of the fragment, it is determined whether the position of the fragment 1 can be accessed from the artificial satellite 2 by simple control, and the like. Maneuver calculation 5 for determining the time and method of orbit control in the onboard software of the satellite from the speed data 51 and the position and speed data 53 of the satellite
4 and the approach command 52 is turned on if possible. When the approach command 52 is on, according to the maneuver calculation 54, the first approach navigation guide 55 is where the autonomous navigation guidance function of the satellite 2 works to a distance sufficient to operate the fragment tracking radar 9; It is determined that the approaching navigation guidance has been completed 56, and when it is completed, it is determined as the fragment tracking radar-on 57. When it comes to the fragment tracking radar on 57,
The relative position and velocity data 60 of the fragments in the relative and inertial space are calculated from the relative position and orientation data 59 detected by the fragment tracking radar 9, the position and velocity data 53 of the satellite, and the attitude data 58 of the satellite, and the tracking image acquisition mode navigation is performed. Guidance 61 and tracking image acquisition mode attitude control 62 are performed.
When the approach completion 63 in the tracking image acquisition mode navigation guidance 61 and the tracking image acquisition mode attitude control 62 is determined, the VTR
Image acquisition 64 and optical sensor image acquisition 65 are performed. The VTR image transmitted from the artificial satellite 2 to the control station 4 is displayed on the VTR display device 13 in the control station 4, and the image data from the optical sensor 11 transmitted from the artificial satellite 2 is similarly transmitted to the image in the control station 4. The danger and the necessity of crushing the fragment 1 by confirming the size and the size of the fragment 1 viewed from the direction in which the real image of the fragment 1 is processed and displayed on the ground and constituting the material and the material constituting the fragment 1 on the ground and the image are confirmed. The control station 4 transmits a fragment crush command ON 66. When the debris crush command ON 66 is transmitted, the navigation guidance and attitude control rules are switched from the tracking image acquisition mode to the crush mode, and the crush mode navigation guidance 67 and the laser for guiding the navigation to a relative position suitable for irradiating the laser are performed. A grinding mode attitude control 68 is performed such that the irradiation axis is directed to the fragments. When it is determined that the approach 63 has been completed in the crushing mode navigation guidance 67 and the crushing mode attitude control 68, the fragment crushing laser irradiation 69 is performed.

【0031】[0031]

【発明の効果】この発明は、以下に記載されるような効
果を奏する。
The present invention has the following effects.

【0032】宇宙空間に浮遊する破片が周回している付
近に人工衛星の軌道を設定し、測距情報を含むコマンド
を管制局から人工衛星へ、同様に捜索電波を送信設備か
ら破片へ送信することにより一方向の電波伝ぱん搬検出
の組合せによって破片の位置を求めるため、破片への双
方向の電波伝播による受信電力密度を表わすレーダ方程
式前記“数1”においてR4 の項が大きくなり無効に電
波が拡がてしまう軌道高度にておいても、破片の位置検
出が容易にできる。
The orbit of the artificial satellite is set in the vicinity of the debris floating in outer space, and commands including ranging information are transmitted from the control station to the artificial satellite, and similarly, search radio waves are transmitted from the transmission equipment to the debris. way for determining the position of the fragments by a combination of radio Den bread搬検unloading, term of R 4 increases disabled in the radar equation the "number 1" representing the received power density by two-way radio transmission to pieces by Even at an orbital altitude where the radio waves spread, the position of the debris can be easily detected.

【0033】さらに個々の破片の検出のみでなく、人工
衛星の航法誘導機能と破片追尾用レーダにより至近距離
まで接近できるため、VTRカメラや光学センサにより
画像を取得し、地上において取得した画像より破片の実
像や物質等を知り、破片の危険性や粉砕の可能性を判断
することが可能である。
Furthermore, not only the detection of individual debris, but also the approach to the closest distance by the navigation guidance function of the satellite and the debris tracking radar, an image is obtained by a VTR camera or an optical sensor, and the debris is obtained from the image obtained on the ground. It is possible to determine the danger of debris and the possibility of crushing by knowing the real image and the material of the material.

【0034】さらに破片の危険性や粉砕の可能性を判断
し、レーザにより破片を粉砕することができる。
Further, the risk of fragments and the possibility of crushing are determined, and the fragments can be crushed by laser.

【0035】さらに人工衛星において、破片の位置デー
タを検出するために必要なコマンドと散乱波の位相差に
相当する距離差データを検出することができる。
Further, in the artificial satellite, it is possible to detect the distance difference data corresponding to the phase difference between the command necessary for detecting the fragment position data and the scattered wave.

【0036】さらに人工衛星の搭載ソフトウェアによっ
て、コマンドと散乱波の距離差データと送信設備、管制
局、人工衛星の位置データおよびコマンドにより得た捜
索電波の照射角度から立体楕円方程式を解くことで、破
片の位置データを算出できる。
Further, by using the software installed on the artificial satellite to solve the three-dimensional elliptic equation from the distance difference data between the command and the scattered wave, the transmission equipment, the control station, the position data of the artificial satellite, and the irradiation angle of the search radio wave obtained by the command, Fragment position data can be calculated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の宇宙浮遊物の検出方法の基本構成
図である。
FIG. 1 is a basic configuration diagram of a method for detecting a suspended object in space according to the present invention.

【図2】 コマンドと散乱波のPN符号の関係を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a command and a PN code of a scattered wave.

【図3】 送信設備と人工衛星と破片との幾何学モデル
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a geometric model of a transmission facility, an artificial satellite, and fragments.

【図4】 人工衛星において距離差を検出する回路構成
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration for detecting a distance difference in an artificial satellite.

【図5】 破片位置検出アルゴリズムを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a fragment position detection algorithm.

【図6】 人工衛星の自律的航法誘導機能により破片に
接近し、更に破片追尾用レーダにより至近距離まで接近
し、破片の画像データを取得し、更に破片粉砕用レーザ
を照射するまでの処理の流れを示した図である。
FIG. 6 shows a process of approaching a fragment by an autonomous navigation guidance function of an artificial satellite, further approaching a close distance by a fragment tracking radar, acquiring image data of the fragment, and further irradiating a fragment grinding laser. It is a figure showing a flow.

【図7】 従来の一次レーダの構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a conventional primary radar.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 破片、2 人工衛星、3 送信設備、4 管制局、
5 捜索電波、6 散乱波、7 コマンド、8 テレメ
トリ、9 破片追尾用レーダ、10 VTRカメラ、1
1 光学センサ、12 破片粉砕用レーザ装置、13
VTR表示装置、14 画像処理装置、15 コマンド
のPN符号、16 散乱波のPN符号、17 PN符号
1ブロック、18 PN符号1ブロック、19 伝播遅
延時間、20 x軸、21 y軸、22 焦点A、23
焦点B、24 楕円、25 焦点を結ぶ線分、26
楕円の一点(P’)、27 破片の方向、28 楕円の
一点(P)、29 散乱波受信アンテナ、30 コマン
ド受信アンテナ、31 受信器、32 受信器 33
比較回路、34 比較回路、35 局部PN符号発生
器、36 局部PN符号発生器、37 積分及び追尾回
路、38 積分及び追尾回路、39 符号差検出回路、
40 検出時刻、41 距離差データ、42管制局の位
置データ、43 送信設備の位置データ、44 GPS
Rによる人工衛星の位置データ、45 捜索電波の照射
角度、46 管制局と人工衛星の距離データ、47 送
信設備と人工衛星の距離データ、48 散乱経路の距離
データ、49 立体楕円方程式、50 破片の位置デー
タ、51 破片の速度データ、52 接近コマンド、5
3 人工衛星の位置速度データ、54 マヌーバ計算、
55 第一接近航法誘導、56 第一接近完了、57
破片追尾用レーダオン、58 人工衛星の姿勢データ、
59 相対位置姿勢データ、60 破片の位置速度デー
タ、61 追尾画像取得モード航法誘導、62 追尾画
像取得モード姿勢制御、63 接近完了、64 VTR
画像取得、65 光学センサ画像取得、66 破片粉砕
コマンド、67 粉砕モード航法誘導、68 粉砕モー
ド姿勢制御、69 破片粉砕用レーザ照射、70 地上
レーダ設備、71 送信波、72反射波。
1 debris, 2 satellites, 3 transmission facilities, 4 control stations,
5 search radio wave, 6 scattered wave, 7 command, 8 telemetry, 9 fragment tracking radar, 10 VTR camera, 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical sensor, 12 Fragment grinding laser device, 13
VTR display device, 14 image processing device, 15 command PN code, 16 scattered wave PN code, 17 PN code 1 block, 18 PN code 1 block, 19 propagation delay time, 20 x axis, 21 y axis, 22 focus A , 23
Focal point B, 24 ellipse, 25 line segment connecting the focal points, 26
One point of ellipse (P '), 27 Fragment direction, 28 One point of ellipse (P), 29 Scattered wave receiving antenna, 30 Command receiving antenna, 31 receiver, 32 receiver 33
Comparison circuit, 34 comparison circuit, 35 local PN code generator, 36 local PN code generator, 37 integration and tracking circuit, 38 integration and tracking circuit, 39 code difference detection circuit,
40 detection time, 41 distance difference data, 42 control station position data, 43 transmission equipment position data, 44 GPS
R, satellite position data, 45 search radio wave irradiation angle, 46 control station and satellite distance data, 47 transmission equipment and satellite distance data, 48 scattering path distance data, 49 solid elliptic equation, 50 fragment Position data, 51 fragment speed data, 52 approach commands, 5
3 satellite position and velocity data, 54 maneuver calculations,
55 First approach navigation guidance, 56 First approach complete, 57
Radar on for tracking debris, attitude data of 58 satellites,
59 relative position and orientation data, 60 fragment position and velocity data, 61 tracking image acquisition mode navigation guidance, 62 tracking image acquisition mode attitude control, 63 approach completion, 64 VTR
Image acquisition, 65 Optical sensor image acquisition, 66 Shard crush command, 67 Smash mode navigation guidance, 68 Smash mode attitude control, 69 Laser smash for shard crush, 70 Ground radar equipment, 71 Transmitted wave, 72 reflected wave.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 宇宙浮遊物が存在する付近の軌道上に位
置を変えて複数の人工衛星を投入し、地表の管制局より
可視な人工衛星へ測距情報となる疑似ランダム雑音符号
に変調したコマンドを送信し、同時に地表の送信設備よ
り測距情報となる疑似ランダム雑音符号に変調したコマ
ンドとは別の周波数のビームを浮遊物を検出しようとす
る方向に照射し、このビームに宇宙浮遊物が照射された
時発生する宇宙浮遊物の持つ固有な電波の有効断面積に
応じた散乱波を人工衛星により受信し、疑似ランダム雑
音符号の位相差より求められる前記のコマンドと前記の
散乱波の人工衛星への到達時間差に相当する距離差デー
タを検出する工程、人工衛星に搭載したソフトウェアに
より計算される人工衛星及び管制局の位置データと前述
の距離差データを加算することにより求められる送信設
備から照射したビームが宇宙浮遊物に散乱されて人工衛
星まで到達した経路の距離データと、人工衛星と送信設
備の位置データと、送信設備におけるビーム照射方向デ
ータをもとに人工衛星にて演算することにより、ある時
刻の宇宙浮遊物の位置を検出する工程、連続する位置デ
ータより宇宙浮遊物の速度データを検出し、検出した宇
宙浮遊物の位置・速度データをもとに人工衛星が航行誘
導して宇宙浮遊物に十分接近した上で、人工衛星に搭載
したレーダを利用して追尾し、至近距離まで宇宙浮遊物
に接近するとともにより正確な位置および速度を検出す
る工程、人工衛星に搭載したVTRカメラにより宇宙浮
遊物の画像を取得するに適した相対距離と姿勢への制御
を行い、至近距離からVTRカメラにより宇宙浮遊物の
画像を取得し、取得した画像データおよび画像の縮尺比
データ、画像を取得した時刻とその時刻における宇宙浮
遊物の位置・速度データと人工衛星との相対位置データ
を地上の管制局で受信し、管制局内の表示装置に宇宙浮
遊物の実像および受信データ表示し、地上において宇宙
浮遊物の実態を確認する工程とを有することを特徴とす
る宇宙浮遊物の検出方法。
1. A plurality of artificial satellites are put into orbit in the vicinity of the presence of a suspended object, and are modulated into pseudo-random noise codes serving as ranging information to artificial satellites visible from a ground control station. At the same time, a command is sent from the transmitting equipment on the earth's surface, and a beam with a frequency different from that of the command modulated into a pseudo-random noise code, which serves as ranging information, is emitted in the direction in which a floating object is to be detected. Receiving scattered waves according to the effective cross section of the unique radio wave of the universe floating object generated when illuminated by an artificial satellite, the command and the scattered wave of the command obtained from the phase difference of the pseudo random noise code Detecting the distance difference data corresponding to the arrival time difference to the satellite, adding the position difference data of the satellite and the control station calculated by the software mounted on the satellite to the distance difference data described above. The distance data of the path that the beam radiated from the transmitting equipment scattered by the floating object and reached the artificial satellite, the position data of the artificial satellite and the transmitting equipment, and the beam irradiation direction data at the transmitting equipment are also obtained by the calculation. The process of detecting the position of a suspended object at a certain time by calculating with an artificial satellite, detecting the velocity data of the suspended object from continuous position data, and detecting the position and velocity data of the detected suspended object Based on the navigation of the artificial satellite and approaching the suspended object sufficiently, tracking using the radar mounted on the artificial satellite to approach the suspended object to a close distance and improve the more accurate position and speed. The process of detection, the relative distance and attitude suitable for acquiring the image of a suspended object by the VTR camera mounted on the artificial satellite Obtained images of space floating objects, and obtained image data and scale ratio data of the images, and the time and date of image acquisition and the relative position data of space floating objects and satellites at that time on the ground control Receiving at a station, displaying a real image of the space floating object on a display device in the control station and receiving data, and confirming the actual state of the space floating object on the ground.
【請求項2】 至近距離より、人工衛星に搭載した光学
センサにより宇宙浮遊物の画像を取得し、取得した画像
データを地上の管制局で受信させ、管制局内の画像処理
設備において受信画像を処理して宇宙浮遊物の素材、物
質を解析することを特徴とした請求項第1項記載の宇宙
浮遊物の検出方法。
2. An image of a suspended object is acquired from an extremely short distance by an optical sensor mounted on an artificial satellite, the acquired image data is received by a control station on the ground, and a received image is processed by image processing equipment in the control station. 2. The method for detecting a suspended object in space according to claim 1, wherein a material and a substance of the suspended object in space are analyzed.
【請求項3】 人工衛星により取得した宇宙浮遊物の位
置、速度データとその時刻データおよびVTRカメラの
画像データを地上の管制局で受信し、管制局において宇
宙浮遊物の危険性と粉砕の必要性および粉砕の可能性を
判断し、粉砕の判断をした場合に管制局より人工衛星へ
粉砕実行コマンドが送信され、人工衛星が宇宙浮遊物と
の相対位置および姿勢を制御し、宇宙浮遊物に粉砕用の
レーザを照射して粉砕することを特徴とした請求項第1
項記載の宇宙浮遊物検出方法。
3. A control station on the ground receives the position, velocity data and time data of the suspended object obtained by the artificial satellite and the image data of the VTR camera, and the danger of the suspended object and the necessity of crushing at the control station. The control station sends a crushing execution command to the satellite when the crushing is judged, and the satellite controls the relative position and attitude with respect to the space floating object, and 2. The method according to claim 1, wherein the crushing is performed by irradiating a crushing laser.
The method for detecting suspended objects in space as described in the item.
【請求項4】 宇宙浮遊物が存在する付近に投入した人
工衛星において、疑似ランダム雑音符号に変調された管
制局より送信されるコマンド、および同時に送信設備よ
り宇宙浮遊物へ照射された捜索電波より発生した散乱波
をそれぞれの受信アンテナにより受信し、コマンド及び
捜索電波のそれぞれの受信機により受信した搬送波より
ビデオ出力を得る工程、コマンドより得られたビデオ出
力は管制局が持っているのと同じ疑似ランダム雑音符号
より構成される局部PN符号発生機の出力と上記ビデオ
出力とを比較し、相関の強さを比較回路で検出し、符号
のアクイジションの設定及び符号の追尾を積分及び追尾
回路により行う工程、捜索電波より得られたビデオ出力
を送信設備が持っているのと同じ疑似ランダム雑音符号
より構成される局部PN符号発生機の出力と比較し、相
関の強さを比較回路で検出し、符号のアクイジションの
設定及び符号の追尾を積分及び追尾回路により行う工
程、上記それぞれの比較回路の出力を疑似ランダム雑音
符号差検出回路に入力することによりコマンドと散乱波
の間の位相差に相当する距離差データを検出する工程と
を有することを特徴とした請求項第1項記載の宇宙浮遊
物の検出方法。
4. A command transmitted from a control station modulated to a pseudo-random noise code in an artificial satellite put in the vicinity of the presence of a suspended object, and at the same time, a search radio wave applied to the suspended object from a transmission facility. Receiving the scattered waves generated by the respective receiving antennas and obtaining video output from the carrier received by the command and search radio wave receivers; the video output obtained from the command is the same as the control station has The output of the local PN code generator composed of a pseudo random noise code is compared with the video output, the strength of the correlation is detected by a comparison circuit, and the acquisition of the code and the tracking of the code are integrated and tracked by the integration and tracking circuit. Performing the process, the video output obtained from the search radio signal is composed of the same pseudo-random noise code as the transmission equipment has Comparing the output of the PN code generator with the output of the PN code generator, detecting the strength of the correlation by a comparison circuit, and performing the setting of code acquisition and tracking of the code by an integration and tracking circuit; 2. The method according to claim 1, further comprising the step of detecting distance difference data corresponding to a phase difference between the command and the scattered wave by inputting to the code difference detection circuit.
【請求項5】 宇宙浮遊物が存在する付近に投入した人
工衛星において、送信設備より宇宙浮遊物に照射された
捜索電波により発生した散乱波と管制局より同時に送信
されたコマンドとの距離差データを検出し、人工衛星の
搭載ソフトウェアによって検出時刻における管制局、送
信設備の位置データを算出し、GPSRによるデータお
よび搭載ソフトウェアの軌道伝播計算により検出時刻に
おける人工衛星の位置データを計算し、送信設備と人工
衛星の位置をそれぞれ焦点とし、管制局から人工衛星ま
での距離に距離差データを加算した距離データを送信設
備−立体楕円の曲面−人工衛星の距離とした立体楕円方
程式をたて、コマンドにより得られた捜索電波の照射角
度により立体楕円方程式を解いて破片の位置データを検
出することを特徴とした請求項第1項記載の宇宙浮遊物
の検出方法。
5. A distance difference data between a scattered wave generated by a search radio wave radiated from a transmission facility to a space floating object and a command transmitted simultaneously from a control station in an artificial satellite put in the vicinity of the existence of the floating space. , And calculates the position data of the control station and the transmission equipment at the detection time by the onboard software of the satellite, and calculates the position data of the artificial satellite at the detection time by the data by GPSR and the orbit propagation calculation of the onboard software. The distance data obtained by adding the distance difference data to the distance from the control station to the satellite with the focus on the position of the satellite and the satellite, respectively, is transmitted. Is characterized by detecting the position data of fragments by solving the three-dimensional elliptic equation based on the irradiation angle of the search radio wave obtained by The method for detecting a suspended object in space according to claim 1.
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