JPS6270939A - 運用管制装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は９人工衛星を打上げた後、その軌道上の人工
衛星を運用管制する装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の人工衛星の運用管制装置は、第６図に示すように
大別すると１人工衛星から受信するテレメトリデータか
２人工衛星へ送信するコマンドデータ等の処理を行う地
上受信、送信装置とデータ処理装置から成ってし・た。

図におし・て、（］）は人工衛星、（２）はテレメトリ
データかコマンドデータ等の運用管制データの地上アン
テナを含む地上受信・送信装置、（３）はこれらのデー
タを処理するデータ処理装置である。データ処理装置（
３）としては。

汎用の大型コンピュータやミニコンピユータ等が使用さ
れていた、 次にこれらの装置を使ったデータ処理の内容を第７図で
訝明する。第７図に示すように上記コンピュータを使っ
たデータ処理は大別すると９人工衛星（１）からのテレ
メトリデータを処理するテレメトリデータ処理手段αυ
９人工衛星（１）へ指令を与えるコマンドデータを処理
するコマンドデータ処理手段α２．テレメトリデータや
レンジングデータから人工衛星（１１の軌道と姿勢を決
定する軌道・姿勢決定手段０３１人工衛星（１）の軌道
と姿勢を制御するための計画を作成する軌道・姿勢制御
計画手段Ｉから成るソフトウェア（プログラム）によっ
て実施される。

従来の人工衛星の運用管制装置は、上記のように構成さ
れ、各手段は独立しても・るため９人間がその起動の順
番を決めて、各々を動作させる。そして各手段による処
理結果を得た後９人間がその結果の良否を判定していた
。例えは、テレメｌ−１ｊデ一タ処理手段では１人工衛
星から送られて来る温度や圧力等の人工衛星状態を示す
テレメトリデータを、２進数から１０進数に変換したり
、単位変換したりしてこれらのテレメトリデータを時刻
と共にブラウン管上に表示すると共に、ラインプリンタ
へ出力する。人間はその出力された結果を見て、温度や
圧力が設計した値の範囲内に入って℃・るかどうかを判
定して、範囲外の場合は温度や圧力に不具合が発生した
と判断して、その対策を人間が考えて処置していた。

その他の各手段も上記と同様に各手段により得られた処
理結果が設計値の範囲内かどうかの判定や不具合発生の
判断は全て人間にまかせられていた。

即ち、各手段によるデータ処理は上記のコンピュータで
自動的に処理され出力されるが、その結果の判定や不具
合発生の判断等は設計値と比較することにより全て衛星
専門家が行っていた。

以上説明したような人間の行っていたデータの良否の判
定や不具合判断をここではデータ診断と呼ぶと９人工衛
星の運用管制データのデータ診断は全て人手によってい
たことになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上説明したように、従来の運用管制装置では。

膨大なテレメトリデータやコマンドデータ等の運用管制
データの診断を人手に頼っているため、多数の衛星専門
家を必要とし、かつ人手によるデータ診断の為、衛星専
門家が、設計時の図面や設計。

試験時のデータと比較して良否の判定を行う診断作業に
要する時間も膨大となる問題点があった。

従って実際の運用時に９人工衛星に故障が発生した場合
の緊急事態発生時等において、膨大な運用管制データを
早急に、もれやミスなく診断することが困難となる問題
点もあった。

この発明は上述した問題点を解消したもので。

従来のデータ処理装置にデータ診断装置を接続し。

さらに人間とこれらの装置とのインタフェース装置の役
目をするオペレーション・コンソール装置をこれらの装
置に接続することにより、運用管制データの診断を自動
化して、データ診断の省力化や高速化を行うことのでき
る運用管制装置を得るよってしたことを目的とするもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係わる連用管制装置は、従来のデータ処理装
置の中に入れるソフトウェア（手段）として、独立して
存在する各ソフトウェア（手段）の起動の順番をコント
ロールするイベントコントローラ手段と、軌道制御や姿
勢制御を実行したときの人工衛星の動きを事前に模擬す
るシミュレーション手段と、各手段が入出力データとし
て共通に使う（僕を貯えた共通データベース手段とを新
しく備え、そして従来のデータ処理装置にデータ診断装
置とオペレーションコンソール装置を接続し。

データ診断装置には知識工学や人工知能分野で通称とな
って℃・る「エキスパートシステム」がデータ診断用に
ソフトウェア（手段）として構築されている。このエキ
スパートシステムはここではデータ診断手段と呼び、知
識データベース部と推論機能部とから成って℃・る。

知識データベース部には、データ診断用の判定基準が規
則（ルール）化されてデータベースとして入っており、
この判定基準は人工衛星の設計時の設計値を基準値とし
ている。

例えば、衛星設計時の衛星内部温度範囲が１５度Ｃから
３０度Ｃで設計されているとすると、この知識データベ
ース部の診断用ルールの一例トシては。

［もし温度が１５度Ｃから３０度Ｃ以外ならば衛星内部
温度は異常である」 となる。

推論機能部は、いわゆる三段論法等の論法で結果を推論
するアルゴリズムがソフトウェアとして組み込まれてい
るもので、上記ルール「もし〜ならば〜である」の集合
体から診断結果を推論するときに使用される。さらに、
オペレーションコンソール装置は通常のブラウン管とキ
ーボードから成る入出力用の装置で、上記各装置が処理
して℃゛る内容を表示して人間に知らせると共に９人間
と質疑応答する装置として使用される。

また、データ診断装置としては９通称「人工知能言語」
としてのＬｉ　ｓｐ言語やＰｒｏｌｏｇ言語で書かれた
ソフトウェア（プログラム）を高速で処理することので
きる通称「推論マシン」を使用する。

推論マシン例としては、逐次型推論マシン等が発表され
（１９８５年７月２日付日経新聞等に掲載された）実際
に稼動して（・る。

〔作用〕

この発明においては、知識データベース部と推論機能部
とから成る診断手段（エキスノ（−トシステム）により
、運用管制データの診断を自動化し。

省力化すると共に、専用のデータ診断装置を接続したこ
とによるデータ診断処理の高速化を実現できる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例の全体構成をノ・−ドウエ
アを中心に示すものであり、（１）〜（３）は上記従来
の装置と同一のものである。

（４）はデータ診断装置であり従来のデータ処理装置（
３）に接続されている。（５）はオペレーション・コン
ソール装置で上記（３１，＋４１に接続されて（・て９
人間とこれら＋３１．　（４１装置とのインタフェース
装置の役目をする。以上の全体構成の各装置（ノ・−ド
ウエア）の中にはソフトウェアが手段として組み込まれ
ており、各処理をアルゴリズムに従って実行する。上記
装置＋３＋、　（４１、＋５１に含まれている手段とし
てのソフトウェア（アルゴリズム）の構成を第２図に示
す。この図の中で、テレメ）　ＩＪデータ処理手段ａυ
、コマンドデータ処理手段（１２，軌道・姿勢決定手段
ｔ１３．軌道・姿勢１１ｉｌＪ御計画手段α心、イベン
トコントｏ−ラ手段αり、共通データベース手段αＢ、
シミュレーション手段α乃は従来のデータ処理装置の中
に組み込まれている。また０９〜０４０手段は従来のデ
ータ処理手段と同一であり９手段σ９゜ｔｌｅ、αηが
この発明で追加した手段である。次Ｋ。

通称「エキスパートシステム」と呼ばれている診断手段
αａは第１図に示すデータ診断装置（４）の中に含まれ
るデータ診断用のソフトウェアで知識データベース部σ
りと推論機能部■とから成っている。

上記のように構成された人工衛星の運用管制装置におい
ては１人工衛星からのテレメトリデータやレンジングデ
ータは地上受信・送信装置（２）を経由して、データ処
理装置（３）へ入力され１手段ｔ１９〜α４により各処
理が実施される。ここまでの処理は従来と同一である。

イベント・コントローラ手段は、上記ｕ　−ａｉｏの手
段を起動する順番を決めろ役目があり９手段αＤ〜Ｉの
起動も外部からの割込み要求がない限り。

前もって決められた処理順番に従つ【行われる。

このイベントコントローラ手段の動作の様子を第３図に
示すフローチャートで以下に説明する。第３図において
、　Ｇｌ）は外部割込み判定部で、Ｃ１υは例えば、キ
ーボード等の入力装置を含む上記したオペレーション・
コンソール装ＴＪ１．　（５１ヲ使っての７人間による
外部からのイベントコントローラ手段に対して処理中止
等の割込み命令があるかないかの識別を行う。外部割込
みがない場合は、■の定常処理へ進み、前もって決めら
れた処理順番に従って各手段αＢからＩを起動する。そ
して■へ進み共通データベースαＧを起動して処理結果
を書き込む。

そして次に図へ進み診断手段α＆を起動して、処理結果
データの診断を行いＧυへもどる。Ｃｌ１ｌで外部割込
があった場合は、（至）へ進み２人間が指示する外部要
求に従って、指示された手段を起動して実行しあらかじ
め決められた処理が全部完了したかどうか（至）で判定
して、全て完了すると終了し、残っている場合はＧυへ
もどる。

以上説明したようにイベントコントローラ手段ｔ１りに
より、定常的には各処理は自動的に実施され。

異常が発生した場合等での処理も外部割込み機能により
人間の指示通りに処理を行うことができる。

次に、シミュレーション手段ｔ１ηと診断手段Ｏｇとを
使ったデータ診断の動作の様子を以下に説明する。

シミュレーション手段＋１７）は人工衛星の動きを事前
に模擬するシミュレーションプログラムであり。

例えば２人工衛星の軌道制御や姿勢制御を実際に実行す
る前に、このシミュレーション手段αηヲ使って、軌道
制御や姿勢制御を行ったときの人工衛星の動きを予測計
算するもので、いわゆる計算機シミュレーションとして
使用されるものである。

診断手段α梯は、知識工学や人工知能分野で通称「エキ
スパートシステム」と呼ばれているソフトウェア（プロ
グラム）で、知識データベース部σｊと推論機能部■か
ら成っており、上記したデータ診断装置の中で動作し、
データ診断処理を行う、知識データベース部σ９は、デ
ータ診断用の判定基準がルール（規則）化されてルール
の集合体としてのデータベースを構成している。運用管
制用データの診断ルールの一例を第４図に示し以下説明
する。

第４図にお℃・ては、５個のルールを圓から卿に示して
おり、各ルールは仮定部（イ）と結論部Ｃ７１から成っ
ており、（４阻よ「もし〜ならば」に相当し、（４７１
は「〜である」に相当する。例えばこの図においてルー
ル１　（４１１の意味するところは「もし人工衛星の燃
料タンクの温度が１５度０から３０度Ｃの範囲外ならば
、燃料タンク温度は異常である。」を表わしている。

以上説明したように、これらのルールの集合体が知識デ
ータベース部ａうである。

次に推論機能部■は、知識工学や人工知能分野で通称「
推論エンジン」等と呼ばれている一般的なアルゴリズム
で構成されているもので、いわゆる三段論法等の論法で
結果を推論するアルゴリズムがソフトウェアとして組み
込まれており、上記ルール「もし〜ならば〜である」の
集合体から診断結果を推論するときに使用される。

次に上記したオペレーションコンソール装置は。

一般に使用されているクラウン管とキーボードからなる
入出力装置に相当するもので、ブラウン管の画面上にグ
ラフイク図形を表示したり９人間からの指令をキーボー
ドから入力したりするのに使用する。

以上言Ｐ明した各手段＋Ｉｓ〜αｇを使って人工衛星の
運用管制データの診断を行う動作を第５図を使って以下
に説明する。

第５図は、データ診断の動作を説明するフローチャート
である。前記したイベントコントローラ手段によってデ
ータ診断が起動（スタート）されると９人工衛星全体シ
ステムとサブシステムの系統図がオペレーション・コン
ソール装置に表示（５１）される。

次に診断手段α＆を使ったデータ診断結果に基づき不具
合発生部分（異常部分）を上記系統図上にカラー識別で
表示（５２）する。そして故障診断を実施（５３）して
９次に故障に対する対策案を作成（５４）する。この対
策案も上記したルールの中に含まれており、故障に応じ
て自動的に対策案も選定される。

そして、この対策案を実行したときのシミュレーション
をシミュレーション手段を使って実施して、結果を予測
（５５）する。そして最後に対策実行の為のコマンド作
成（５６）を行い人工衛星へ送信する。

ところで、上記謄明では、この発明を人工衛星の運用管
制装置に利用する場合について述べたが。

人工衛星に限らず、航空機か船舶等にも利用できること
はいうまでもない、 〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明は従来のデータ処理装置
にデータ診断装置を接続して２人手によるデータ診断作
業を機械化したので９人工衛星の運用管制データの診断
を自動化でき、運用管制作業の省力化と高速化を行う効
果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は、この発明の実施例による全体システム構成図
、第２図はこの発明の実施例に示すソフトウェアを手段
として示したソフトウェア構成図。 第３図は第２図に示したイベントコントローラ手段の動
作を説明したフローチャート図、第４図は第２図に示し
た診断手段化の知識データベース部を説明した図、第５
図は第２図に示した診断手段αｅの動作を説明した図、
第６図は従来の人工衛星の運用管制装置を示す全体シス
テム構成図、第７図は従来のソフトウェア構成図である
。 図中（３）はデータ処理装置、（４）はデータ診断装置
。 （５）はオペレーションコンソールｉｉ、　Ｑ５１はイ
ベントコントローラ手段、αｅは共通データベース手段
。 αηはシミュレーション手段、αＳは診断手段である。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 運用管制データを処理するデータ処理装置と、上記デー
   タ処理装置に接続され、上記運用管制データの診断を行
   うデータ診断装置と、上記データ処理装置とデータ診断
   装置との両方に接続されているオペレーション・コンソ
   ール装置と、上記データ処理装置にソフトウェアとして
   組み込まれているイベントコントローラ手段、共通デー
   タベース手段、およびシミユレーシヨン手段と、上記デ
   ータ診断装置にソフトウェアとして組み込まれている診
   断手段とを備えたことを特徴とする運用管制装置。