WO2022176734A1 - 飛翔経路モデル選択方法、飛翔体追跡システム、飛翔体対処システムおよび地上システム - Google Patents

飛翔経路モデル選択方法、飛翔体追跡システム、飛翔体対処システムおよび地上システム Download PDF

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WO2022176734A1
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satellite
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久幸 迎
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三菱電機株式会社
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    • F41H11/00—Defence installations; Defence devices
    • F41H11/02—Anti-aircraft or anti-guided missile or anti-torpedo defence installations or systems

Definitions

  • the present disclosure relates to technology for tracking the flight trajectory of a flying object.
  • the flying object countermeasure system uses an infrared observation device mounted on a geostationary orbit satellite to detect the plume at the time of launch, predicts the landing position based on movement information in the early stages of flight, and responds with the countermeasure system.
  • the flying object countermeasure system uses an infrared observation device mounted on a geostationary orbit satellite to detect the plume at the time of launch, predicts the landing position based on movement information in the early stages of flight, and responds with the countermeasure system.
  • Infrared observation device mounted on a geostationary orbit satellite to detect the plume at the time of launch, predicts the landing position based on movement information in the early stages of flight, and responds with the countermeasure system.
  • When launched extremely hot gas spreads over a wide area. Therefore, it is possible to detect flying objects even when monitoring from a geostationary orbit.
  • HOV Hypersonic Glide Vehicle
  • This flying object intermittently jets during flight to change its flight path.
  • it is necessary to detect the temperature of the main body of the flying object. Therefore, high-resolution and high-sensitivity infrared monitoring is required, which cannot be handled by conventional monitoring using geostationary satellites.
  • a low earth orbit satellite constellation is a satellite constellation made up of low earth orbit satellites.
  • a constellation of low earth orbit satellites is one or more low earth orbit satellites.
  • a low earth orbit satellite is a satellite that flies in a low earth orbit, such as LEO.
  • LEO is an abbreviation for Low Earth Orbit.
  • Patent Document 1 discloses a surveillance satellite that circulates in a low orbit and comprehensively monitors a specific latitude area within the global surface of the earth.
  • the present disclosure aims to enable tracking of the flight trajectory of a flying object.
  • While orbiting the earth three or more monitoring satellites monitor the periphery of the earth where flying objects fly from mutually different latitudes at a target time to obtain three or more monitoring data, and obtain the three or more monitoring data. and send A ground system receives the three or more monitoring data, and calculates three or more line-of-sight directions from the three or more monitoring satellites to the flying object at the target time based on the three or more monitoring data. Then, based on the three or more line-of-sight directions, a flying object coordinate value indicating the position of the flying object at the target time is calculated, and one from a plurality of flight path models respectively representing the predicted flight path of the flying object. A flight path model is selected based on the projectile coordinate values.
  • the present disclosure it is possible to select a flight path model suitable for the flight path of the flying object. Therefore, by using the flight path model, it becomes possible to track the flight trajectory of the flying object.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a flying object tracking system 101 according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a monitoring satellite 120 according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 shows monitoring by the flying object tracking system 101 according to the first embodiment; 4 is a diagram showing three patterns of distances (A, B, and C) according to the first embodiment;
  • FIG. FIG. 2 shows two trajectory models (ballistic flight) according to the first embodiment;
  • FIG. 2 shows two trajectory models (intermittent injection) according to the first embodiment;
  • FIG. 10 is a diagram showing monitoring by the flying object tracking system 101 according to the second embodiment;
  • FIG. 11 is a configuration diagram of a flying object countermeasure system 102 according to Embodiment 3;
  • FIG. 11 is a configuration diagram of a flying object tracking system 103 according to Embodiment 4;
  • FIG. 12 is a diagram showing monitoring by the flying object tracking system 103 according to the fourth embodiment;
  • FIG. 11 shows monitoring by the flying object tracking system 103 according to Embodiment 5;
  • FIG. 11 is a configuration diagram of a flying object countermeasure system 104 according to Embodiment 6;
  • FIG. 11 is a configuration diagram of a flying object tracking system 105 according to Embodiment 7;
  • FIG. 11 is a configuration diagram of a flying object countermeasure system 106 according to an eighth embodiment;
  • Embodiment 1 The flying object tracking system 101 will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
  • FIG. 1 A flying object tracking system 101 will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
  • the flying object tracking system 101 is a system for tracking the flight trajectory of the flying object 109 .
  • the flying object tracking system 101 includes a satellite constellation 110 and a ground system 130.
  • Satellite constellation 110 has three or more surveillance satellites 120 including a first surveillance satellite 120A, a second surveillance satellite 120B, and a third surveillance satellite 120C.
  • Monitoring satellite 120 is an artificial satellite for monitoring flying object 109 .
  • the configuration of the monitoring satellite 120 will be described based on FIG.
  • the surveillance satellite 120 includes a communication device 121 , a surveillance device 122 , a propulsion device 123 , an attitude control device 124 , a satellite control device 125 and a power supply device 126 .
  • the communication device 121 is a communication device for communicating with the ground system 130. For example, communication device 121 receives various commands from ground system 130 . The communication device 121 also transmits monitoring data obtained by the monitoring device 122 to the ground system 130 .
  • the monitoring device 122 is a device for monitoring the flying object 109 and generates monitoring data. Specifically, the monitoring device 122 is a monitoring device that uses infrared rays.
  • the monitoring data is data corresponding to an image of the flying object 109 and indicates the position of the flying object 109 in the field of view (monitoring range) of the monitoring device 122 .
  • the monitoring data may include time information, position information, line-of-sight information, field-of-view information, and the like.
  • the time information indicates the time when monitoring was performed (monitoring time).
  • the position information indicates coordinate values of the monitoring satellite 120 .
  • the line-of-sight information indicates the line-of-sight direction of the monitoring device 122 .
  • the field of view information indicates the field of view of the monitoring device 122 .
  • the propulsion device 123 is a device that gives propulsion to the surveillance satellite 120 and changes the speed of the surveillance satellite 120 .
  • the propulsion device 123 is an electric propulsion machine.
  • propulsion device 123 is an ion engine or a Hall thruster.
  • the attitude control device 124 is a device for controlling attitude elements such as the attitude of the surveillance satellite 120 and the angular velocity of the surveillance satellite 120 .
  • Attitude control device 124 changes each attitude element in a desired direction.
  • attitude controller 124 maintains each attitude element in the desired orientation.
  • the attitude control device 124 includes an attitude sensor, an actuator, and a controller.
  • Attitude sensors include gyroscopes, earth sensors, sun sensors, star trackers, thrusters and magnetic sensors.
  • Actuators include attitude control thrusters, momentum wheels, reaction wheels and control moment gyros.
  • the controller controls the actuators according to measurement data from the attitude sensor or various commands from the ground system 130 .
  • the attitude control device 124 can be used as a device for changing the viewing direction of the monitoring device 122 (viewing direction changing device).
  • the viewing direction of the monitoring device 122 corresponds to the viewing direction of the monitoring device 122 .
  • a range (field of view) centered on the line-of-sight direction of the monitoring device 122 is a monitoring range.
  • the satellite control device 125 is a computer that controls each device of the surveillance satellite 120 and has a processing circuit. For example, the satellite controller 125 controls each device according to various commands sent from the ground system 130 .
  • the power supply device 126 includes a solar battery, a battery, a power control device, and the like, and supplies power to each device of the surveillance satellite 120 .
  • the surveillance satellite 120 has a pointing function for directing the line of sight to the flying object 109 .
  • surveillance satellites 120 include reaction wheels.
  • a reaction wheel is a device for controlling the attitude of surveillance satellite 120 .
  • Body pointing is achieved by the reaction wheels controlling the attitude of the surveillance satellite 120 .
  • surveillance satellite 120 includes a pointing mechanism.
  • the pointing mechanism is a mechanism for changing the viewing direction of the monitoring device 122 (viewing direction changing device). For example, a driving mirror or the like is used as the pointing mechanism.
  • the ground system 130 has a communication device 131 and a satellite control device 132 .
  • the satellite control device 132 is a computer equipped with hardware such as processing circuits and input/output interfaces. An input device and an output device are connected to the input/output interface.
  • the satellite control device 132 is connected to the communication device 131 via an input/output interface. Satellite controller 132 generates various commands for each surveillance satellite 120 to control satellite constellation 110 .
  • the satellite control device 132 also analyzes the monitoring data obtained from each monitoring satellite 120 to generate information (for example, position information) of the flying object 109 .
  • the communication device 131 communicates with each monitoring satellite 120 . Specifically, the communication device 131 transmits various commands to each monitoring satellite 120 .
  • the communication device 131 also receives monitoring data transmitted from each monitoring satellite 120 .
  • the processing circuitry may be dedicated hardware or a processor executing a program stored in memory. In the processing circuit, some functions may be implemented in dedicated hardware and the remaining functions may be implemented in software or firmware. That is, processing circuitry can be implemented in hardware, software, firmware, or a combination thereof.
  • Dedicated hardware may be, for example, single circuits, multiple circuits, programmed processors, parallel programmed processors, ASICs, FPGAs, or combinations thereof.
  • ASIC is an abbreviation for Application Specific Integrated Circuit.
  • FPGA is an abbreviation for Field Programmable Gate Array.
  • Satellite controller 132 generates commands for controlling the altitude of each surveillance satellite 120 .
  • the satellite control device 132 also generates commands for controlling the orbital inclination of each surveillance satellite 120 .
  • the satellite control device 132 then transmits these commands to each monitoring satellite 120 .
  • the satellite controller 125 adjusts the satellite altitude and orbital inclination, respectively, according to these commands. Specifically, satellite controller 125 controls propulsion device 123 according to these commands.
  • the satellite altitude and orbital inclination can be adjusted by the propulsion unit 123 changing the satellite velocity.
  • the propulsion unit 123 changing the satellite velocity.
  • the propulsion device 123 generates thrust in a direction perpendicular to the orbital plane at a point (an equinox) where the surveillance satellite 120 crosses the sky above the equator, the orbital inclination angle can be finely adjusted effectively.
  • the operation procedure of the flying object tracking system 101 corresponds to the flight path model selection method.
  • a flight path model selection method will be described with reference to FIG.
  • the upward pointing black triangle represents the projectile 109 at launch.
  • the other black triangle represents the projectile 109 in flight after launch.
  • Surveillance satellite 120D is surveillance satellite 120 included in satellite constellation 110 .
  • the monitoring satellite 120D may be any one of the first monitoring satellite 120A, the second monitoring satellite 120B, and the third monitoring satellite 120C, or may be another monitoring satellite 120.
  • the surveillance satellite 120D looks directly down at the launch point of the flying object 109 and detects the launch of the flying object 109 . Illustration of ground system 130 is omitted.
  • the position of each monitoring satellite 120 at each time is known in the ground system 130.
  • Three or more monitoring satellites 120 monitor the earth's periphery where the flying object 109 flies from different latitudes at the target time while orbiting the earth. This provides three or more pieces of monitoring data. Three or more surveillance satellites 120 obtain three or more surveillance data and transmit three or more surveillance data to the ground system 130 .
  • the first monitoring satellite 120A operates as follows.
  • the first monitoring satellite 120A orbits the earth and monitors the circumference of the earth at the time of interest from the first latitude.
  • the first latitude is a latitude within the range from -10 degrees to +10 degrees. That is, the first monitoring satellite 120A monitors the flying object 109 by performing rim observation from above the equator. Thereby, the first monitoring data is obtained.
  • the first monitoring data is monitoring data obtained by the first monitoring satellite 120A.
  • First monitoring satellite 120 A obtains first monitoring data and transmits the first monitoring data to ground system 130 .
  • the second monitoring satellite 120B operates as follows.
  • the second monitoring satellite 120B orbits the earth and monitors the circumference of the earth at the time of interest from the second latitude.
  • the second latitude is a latitude within the range from plus 20 degrees to plus 40 degrees.
  • the second monitoring satellite 120B monitors the flying object 109 by performing rim observation from the mid-latitude band.
  • the second monitoring data is monitoring data obtained by the second monitoring satellite 120B.
  • Second monitoring satellite 120 B obtains second monitoring data and transmits the second monitoring data to ground system 130 .
  • the third monitoring satellite 120C operates as follows.
  • the third monitoring satellite 120C orbits the earth and monitors the circumference of the earth from the third latitude at the time of interest.
  • the third latitude is a latitude within the range from plus 40 degrees to plus 60 degrees.
  • the third surveillance satellite 120C orbits the earth in an inclined orbit.
  • the third latitude is the latitude of the northern end of the inclined orbit. That is, the third monitoring satellite 120C monitors the flying object 109 by performing (rearward) rim observation from near the northern end of the orbital plane. Thereby, the third monitoring data is obtained.
  • the third monitoring data is monitoring data obtained by the third monitoring satellite 120C.
  • Third monitoring satellite 120 C obtains third monitoring data and transmits the third monitoring data to ground system 130 .
  • Ground system 130 operates as follows. First, ground system 130 receives three or more monitoring data. Ground system 130 then calculates three or more line-of-sight directions based on the three or more monitoring data. Each of the three or more line-of-sight directions is the line-of-sight direction from each of the three or more monitoring satellites 120 to the flying object 109 at the target time. Then, the ground system 130 calculates the flying object coordinate values at the target time based on the three or more line-of-sight directions. The flying object coordinate values are coordinate values indicating the position of the flying object 109 . Specifically, the ground system 130 calculates coordinate values of intersections of three straight lines corresponding to three or more line-of-sight directions. The calculated coordinate values are flying object coordinate values.
  • ground system 130 operates as follows. First, ground system 130 receives first monitoring data, second monitoring data, and third monitoring data. Ground system 130 then calculates a first line-of-sight direction based on the first monitoring data. The first line-of-sight direction is the line-of-sight direction from the first monitoring satellite 120A to the flying object 109 at the target time. The ground system 130 also calculates a second line-of-sight direction based on the second monitoring data. The second line-of-sight direction is the line-of-sight direction from the second monitoring satellite 120B to the flying object 109 at the target time. Additionally, the ground system 130 calculates a third line-of-sight direction based on the third monitoring data.
  • the third line-of-sight direction is the line-of-sight direction from the third monitoring satellite 120C to the flying object 109 at the target time. Then, the ground system 130 calculates the flying object coordinate values at the target time based on the first line-of-sight direction, the second line-of-sight direction, and the third line-of-sight direction.
  • ground system 130 calculates a first straight line.
  • the first straight line is a straight line passing through the first viewing direction. That is, the first straight line is a straight line passing through the first monitoring satellite 120A and having the same inclination as the first line-of-sight direction.
  • Ground system 130 also calculates a second straight line.
  • the second straight line is a straight line passing through the second viewing direction. That is, the second straight line is a straight line that passes through the second monitoring satellite 120B and has the same inclination as the second line-of-sight direction.
  • ground system 130 computes a third straight line.
  • the third straight line is a straight line passing through the third line-of-sight direction.
  • the third straight line passes through the third monitoring satellite 120C and has the same inclination as the third line-of-sight direction.
  • the ground system 130 then calculates the coordinate values of the intersections of the first straight line, the second straight line, and the third straight line.
  • the calculated coordinate values are flying object coordinate values.
  • the coordinate values of the flying object are calculated as follows. First, the ground system 130 calculates a sphere where the first straight line, the second straight line, and the third straight line touch. The ground system 130 then calculates the coordinate values of the center of the calculated sphere. The calculated coordinate values are flying object coordinate values.
  • ground system 130 operates as follows.
  • a plurality of flight path models are stored in advance in the satellite control device 132 .
  • the flight path model represents the predicted flight path of the flying object 109 .
  • the flight path model indicates coordinate values indicating the launch point of the flying object 109 (launch point coordinate values).
  • the flight path model indicates the flight direction of the flying object 109 .
  • the flight path model indicates the flight distance and flight altitude at each time after launch. Each time after launch is indicated by the elapsed time from the time of launch.
  • the ground system 130 selects one flight path model from a plurality of flight path models based on the flying object coordinate values at the target time. Specifically, the ground system 130 calculates predicted coordinate values for each flight path model based on the flight path model.
  • the predicted coordinate value indicates the predicted position of the flying object 109 at the target time. Then, the ground system 130 selects, from among the plurality of flight path models, the flight path model corresponding to the predicted coordinate values closest to the flying object coordinate values at the target time.
  • the predicted coordinate values are calculated as follows. First, the ground system 130 receives surveillance data from at least one of the surveillance satellites 120 in the satellite constellation 110 when the projectile 109 is launched. Next, the ground system 130 calculates the line-of-sight direction from the surveillance satellite 120 to the flying object 109 at the launch time based on the monitoring data when the flying object 109 is launched. Next, the ground system 130 calculates a straight line passing through the calculated line-of-sight direction, and calculates the coordinate values of the intersection of the calculated straight line and the ground surface. The calculated coordinate values are the projectile coordinate values at the launch time and correspond to the launch point coordinate values. However, the ground system 130 may use the launch point coordinates indicated in each trajectory model instead of calculating the launch point coordinates.
  • the ground system 130 calculates the flying object coordinate values at the target time, as described above.
  • the ground system 130 also calculates the elapsed time from the launch time to the target time.
  • the ground system 130 calculates the position of the flying object 109 when the elapsed time has passed since the flying object 109 was launched from the launch point and flew in the pattern indicated by the flying path model for each flight path model. Calculate the coordinate values shown.
  • the calculated coordinate values are the predicted coordinate values.
  • ground system 130 tracks the trajectory of projectile 109 using the selected trajectory model. Specifically, the ground system 130 uses the selected flight path model to calculate the flying object coordinate values at each time after the target time.
  • the flying object tracking system 101 is a system that detects the launch of the flying object 109 and tracks the flying object 109 .
  • a flying object tracking system 101 is composed of a satellite constellation 110 and a ground system 130 .
  • Satellite constellation 110 consists of a plurality of surveillance satellites 120 equipped with infrared surveillance equipment.
  • Ground system 130 models the trajectory of projectile 109 .
  • the flight path model consists of the launch position coordinates (launch point coordinate values) of the flying object 109, the flight direction of the flying object 109, and the time-series profile (flight distance and flight altitude) from launch to landing.
  • Ground system 130 includes a database that stores a plurality of typical flight path models.
  • the ground system 130 derives the intersection of the line-of-sight vector from the surveillance satellite 120 at the time of launch detection and the ground surface as the launch position coordinates of the flying object 109 .
  • the monitoring satellite 120 selects a flight path model that matches the flight path of the flying object 109 from among a plurality of flight path models, starting from the launch position coordinates of the flying object 109 .
  • Each surveillance satellite 120 comprises an infrared surveillance device pointing toward the earth's periphery.
  • the first monitoring satellite 120A flies in the latitude band above the equator, specifically in the low latitude band from minus 10 degrees to plus 10 degrees.
  • the second monitoring satellite 120B flies in the mid-latitude band from plus 20 degrees to plus 40 degrees.
  • the third surveillance satellite 120C flies in an inclined orbit whose northern end is in the latitude band from plus 40 degrees to plus 60 degrees. Then, the first monitoring satellite 120A, the second monitoring satellite 120B, and the third monitoring satellite 120C simultaneously monitor the flying object 109 at the target time.
  • the position coordinates of each monitoring satellite 120 at the target time are known.
  • the ground system 130 derives the azimuth angle (line-of-sight direction) of the line-of-sight vector from each monitoring satellite 120 to the flying object 109, and the intersection of the azimuth angles from the three monitoring satellites 120 is the position coordinate of the flying object 109 (the flying object coordinates).
  • the ground system 130 selects the flight path model corresponding to the predicted position coordinates with the smallest difference from the position coordinates of the flying object 109 at the target time.
  • the predicted position coordinates are the position coordinates of the flying object 109 when the time from the launch time to the target time has elapsed in the flight path model.
  • FIG. 4 shows three patterns of distances (A, B, and C) from launch to landing of the projectile 109 .
  • a black circle represents the flying object 109 .
  • the projectile 109 is launched from a point within the launch area and lands at a point within the landing area.
  • FIG. 5 shows two flight path models when the projectile 109 makes ballistic flight. Each trajectory model shows the relationship between distance and altitude. The reaching distance of the flying object 109 in one flight path model is distance A, and the reaching distance of the flying object 109 in the other flight path model is distance C.
  • FIG. FIG. 6 shows two flight path models when the projectile 109 ejects intermittently. Each trajectory model shows the relationship between distance and altitude. The reaching distance of the flying object 109 in one flight path model is distance B, and the reaching distance of the flying object 109 in the other flight path model is distance C.
  • FIG. 5 shows two flight path models when the projectile 109 makes ballistic flight. Each trajectory model shows the relationship between distance and altitude. The reaching distance of
  • Embodiment 1 *** Effect of Embodiment 1 *** According to Embodiment 1, the position coordinates of the flying object 109 flying mainly in the east-west direction from the mid-latitude band can be derived by the principle of aerial triangulation, and the flight path model can be quickly and accurately selected.
  • Embodiment 2 Regarding the flying object tracking system 101, mainly the points different from the first embodiment will be described with reference to FIG.
  • the first monitoring satellite 120A monitors the circumference of the earth where the flying object 109 flies from the first latitude at the target time.
  • the first latitude is a latitude within the range from plus 20 degrees to plus 40 degrees. That is, the first monitoring satellite 120A monitors the flying object 109 by performing rim observation from the mid-latitude band. Thereby, the first monitoring data is obtained.
  • First monitoring satellite 120 A obtains first monitoring data and transmits the first monitoring data to ground system 130 .
  • the second monitoring satellite 120B orbits the earth and monitors the circumference of the earth at the time of interest from the second latitude.
  • the second latitude is a latitude within the range from plus 40 degrees to plus 60 degrees.
  • the second surveillance satellite 120B orbits the earth in an inclined orbit.
  • the second latitude is the latitude of the northern end of the inclined orbit.
  • the second monitoring satellite 120B monitors the flying object 109 by performing rim observation from the mid-high latitude band. Thereby, the second monitoring data is obtained.
  • Second monitoring satellite 120 B obtains second monitoring data and transmits the second monitoring data to ground system 130 .
  • the third monitoring satellite 120C orbits the earth and monitors the circumference of the earth from the third latitude at the time of interest.
  • the third latitude is a latitude of plus 50 degrees or more. That is, the third monitoring satellite 120C monitors the flying object 109 by performing (rear) rim observation from a high latitude band. Thereby, the third monitoring data is obtained.
  • Third monitoring satellite 120 C obtains third monitoring data and transmits the third monitoring data to ground system 130 .
  • ground system 130 The operation of the ground system 130 is the same as that in the first embodiment.
  • the position coordinates of the flying object 109 flying in a high latitude band including polar regions can be derived by the principle of aerial triangulation, and a flight path model can be quickly and accurately selected.
  • Embodiment 3 The flying object countermeasure system 102 will be described mainly with reference to FIG. 8 for differences from the first and second embodiments.
  • the flying object handling system 102 is an example of the flying object tracking system 101 .
  • the flying object handling system 102 is a system for tracking the flight trajectory of the flying object 109 and handling the flying object 109 .
  • the airborne object countermeasure system 102 comprises a satellite constellation 110 , a ground system 130 and a plurality of countermeasure assets 140 .
  • a plurality of countermeasure assets 140 are placed at different locations to counter the flying object 109 .
  • Examples of response assets 140 are aircraft, ships, or vehicles.
  • the ground system 130 includes a communication device 131 , a satellite control device 132 and a communication device 133 .
  • the communication device 133 is a device for communicating with each handling asset 140 .
  • the ground system 130 calculates the flying object coordinate values at each time.
  • the calculation method is the same as the method in the first embodiment.
  • the ground system 130 selects one or more response assets 140 from multiple response assets 140 based on the flying object coordinate values at each time. For example, ground system 130 predicts the destination of projectile 109 and selects response asset 140 that is closest to the predicted destination. Ground system 130 then generates projectile information data and transmits the projectile information data to each of the selected one or more response assets 140 .
  • the flying object information data indicates information on the flying object 109 . For example, the flying object information data indicates flying object coordinate values at each time.
  • Embodiment 3 it is possible to track the flying object 109 and select the countermeasure asset 140 to deal with the flying object 109 .
  • Embodiment 4 The flying object tracking system 103 will be described mainly with reference to FIGS. 9 and 10 for the differences from the first and second embodiments.
  • the flying object tracking system 103 is a system for tracking the flight trajectory of the flying object 109 .
  • the flying object tracking system 103 includes a satellite constellation 110 and a ground system 130.
  • the satellite constellation 110 has multiple surveillance satellites 120 .
  • Each of first surveillance satellite 120A, second surveillance satellite 120B, and third surveillance satellite 120C is an example of surveillance satellites 120 included in satellite constellation 110 .
  • the dashed arrow indicates the flight distance of the flying object 109 in the longitudinal direction (east-west direction).
  • the flying object 109 is launched from a launch point on the earth and flies along the circumference of the earth in the longitudinal direction.
  • the launch point is a point within the mid-latitude zone.
  • the monitoring satellites (120A, 120B) orbit the earth and monitor the circumference of the earth at the time of interest from latitudes within the low latitude band.
  • a low latitude band is a latitude band lower than a middle latitude band. Specifically, the low latitude band is a latitude band from minus 20 degrees to plus 20 degrees. This provides monitoring data.
  • the surveillance satellites (120A, 120B) obtain surveillance data and transmit the surveillance data to the ground system 130.
  • Ground system 130 operates as follows. First, ground system 130 receives monitoring data. Next, the ground system 130 calculates the flight distance at the target time based on the monitoring data. The flying distance at the target time is the distance that the projectile 109 flew up to the target time in the longitude direction. Then, the ground system 130 selects one flight path model from a plurality of flight path models based on the flight distance at the target time. Specifically, the ground system 130 calculates a predicted distance for each flight path model based on the flight path model. The predicted distance is the predicted flying distance at the target time. Then, the ground system 130 selects, from among the plurality of flight path models, the flight path model corresponding to the flight distance closest to the flight distance at the target time.
  • the flying distance is calculated as follows. First, as in the first embodiment, the ground system 130 calculates the launch point coordinate values and the projectile coordinate values at the target time. The ground system 130 then calculates the distance from the launch point coordinate value to the projectile coordinate value at the target time. The calculated distance is the flying distance.
  • the predicted distance is calculated as follows. First, the ground system 130 calculates the elapsed time from the launch time to the target time, as in the first embodiment. Then, the ground system 130 calculates the flying distance of the flying object 109 when the elapsed time has passed since the flying object 109 was launched for each flight path model. The calculated flying distance is the predicted distance.
  • ground system 130 tracks the trajectory of projectile 109 using the selected trajectory model. Specifically, the ground system 130 uses the selected flight path model to calculate the flying object coordinate values at each time after the target time.
  • the projectile 109 is launched in a mid-latitude region and flies mainly in the east-west direction. At least one of the surveillance satellites 120 flies in a latitude band above the equator, specifically a low latitude band from minus 20 degrees to plus 20 degrees.
  • the ground system 130 selects the flight path model corresponding to the predicted distance with the smallest difference from the flight distance of the flying object 109 at the target time. The predicted distance is the flight distance of the projectile 109 when the time from the launch time to the target time has elapsed in the flight path model.
  • Embodiment 4 it is possible to derive the flight distance of the flying object 109 that is launched in the mid-latitude region and flies mainly in the east-west direction, and to quickly and accurately select the flight path model.
  • Embodiment 5 The flying object tracking system 103 will be described mainly with reference to FIG. 11 for differences from the fourth embodiment.
  • the dashed arrow represents the flying distance of the flying object 109 in the latitudinal direction.
  • the projectile 109 is launched from a launch point on the earth and flies over the polar regions.
  • a launch point is a point within a region of high latitude.
  • the monitoring satellite (120A) orbits the earth and monitors the circumference of the earth at the time of interest from latitudes within the mid-to-high latitude range.
  • the mid-high latitude band is a latitude band of 30 degrees or more. This provides monitoring data.
  • Surveillance satellites ( 120 A) obtain surveillance data and transmit surveillance data to ground system 130 .
  • the operation of the ground system 130 is the same as that in the fourth embodiment.
  • the flight distance and predicted distance calculated by the ground system 130 are flight distances in the latitudinal direction.
  • Embodiment 5 it is possible to derive the flight distance of the flying object 109 flying in a high latitude band including polar regions, and to quickly and accurately select a flight path model.
  • Embodiment 6 With regard to the flying object countermeasure system 104, mainly the differences from the third to fifth embodiments will be described with reference to FIG.
  • the flying object handling system 104 is an example of the flying object tracking system 103 .
  • the flying object handling system 104 is a system for tracking the flight trajectory of the flying object 109 and handling the flying object 109 .
  • the flying object countermeasure system 104 includes a satellite constellation 110 and a ground system 130 as in the configuration of the fourth embodiment.
  • the flying object countermeasure system 104 includes a plurality of countermeasure assets 140 as in the configuration in the third embodiment.
  • the ground system 130 has a communication device 133 as in the configuration of the third embodiment.
  • the ground system 130 calculates the flying object coordinate values at each time by the same method as in the fourth embodiment.
  • the ground system 130 selects the countermeasure asset 140 and transmits the flying object information data to the selected countermeasure asset 140 by the same method as in the third embodiment.
  • Embodiment 6 it is possible to track the flying object 109 and select the countermeasure asset 140 to deal with the flying object 109 .
  • Embodiment 7 The flying object tracking system 105 will be described mainly with reference to FIG. 13 for differences from the first and second embodiments.
  • the flying object tracking system 105 is a system for tracking the flight trajectory of the flying object 109 .
  • the flying object tracking system 105 includes a satellite constellation 110 and a ground system 130.
  • the satellite constellation 110 has multiple surveillance satellites 120 .
  • Each of first surveillance satellite 120A, second surveillance satellite 120B, and third surveillance satellite 120C is an example of surveillance satellites 120 included in satellite constellation 110 .
  • the flying object 109 is launched from a launching point on the earth, and after the ejection at the time of launch is completed, it is ejected again and flies.
  • the temperature of the spray during re-injection increases.
  • the monitoring satellite 120 points toward the center of the earth and monitors the flying object 109 during re-injection. As a result, monitoring data for the flying object 109 at the time of re-injection can be obtained.
  • Surveillance satellites 120 obtain surveillance data and transmit the surveillance data to ground systems 130 .
  • Ground system 130 operates as follows. First, ground system 130 receives monitoring data. Next, the ground system 130 calculates the line-of-sight direction from the surveillance satellite 120 to the flying object 109 at the time of re-injection based on the surveillance data. Then, the ground system 130 calculates the coordinate values of the flying object at the time of re-injection based on the line-of-sight direction. Specifically, the ground system 130 calculates the predicted altitude of the flying object 109 at the time of re-injection based on a plurality of flight path models, and calculates the coordinate values of the intersection of a straight line passing through the line-of-sight direction and a plane representing the predicted altitude. calculate. The calculated coordinate values are the projectile coordinate values at the time of re-injection.
  • the flying object coordinate values are calculated as follows. First, the ground system 130 calculates a straight line passing through the line-of-sight direction. The ground system 130 also calculates the elapsed time from launch to refire. Next, the ground system 130 calculates, for each flight path model, the predicted altitude of the flying object 109 when the elapsed time has passed since the launch of the flying object 109 based on the flight path model. Ground system 130 then determines a representative predicted altitude based on the plurality of predicted altitudes corresponding to the plurality of flight path models. For example, the average of multiple predicted altitudes becomes the representative predicted altitude. Ground system 130 then computes a plane representing the representative predicted altitude. The ground system 130 then calculates the coordinate values of the points of intersection between the calculated straight line and the calculated plane. The calculated coordinate values are flying object coordinate values.
  • ground system 130 operates as follows.
  • the ground system 130 selects one flight path model from a plurality of flight path models based on the flying object coordinate values at the time of re-injection.
  • the ground system 130 calculates predicted coordinate values for each flight path model based on the flight path model.
  • the predicted coordinate value indicates the predicted position of the flying object 109 at the target time (re-injection time).
  • the ground system 130 selects, from among the plurality of flight path models, the flight path model corresponding to the predicted coordinate values closest to the flying object coordinate values at the target time.
  • the predicted coordinate values are calculated by the method described in the first embodiment, for example.
  • ground system 130 tracks the trajectory of projectile 109 using the selected trajectory model. Specifically, the ground system 130 uses the selected flight path model to calculate the flying object coordinate values at each time after the target time.
  • the projectile 109 re-injects after the injection at the time of launch is completed.
  • the surveillance satellite 120 is equipped with an infrared surveillance device pointing in the direction of the earth's center, and detects the high-temperature spray when the projectile 109 is re-injected.
  • the ground system 130 derives the intersection of the line-of-sight vector from the monitoring satellite 120 to the detection point and the plane of flight altitude (predicted altitude) assumed by a plurality of flight path models as the flight position of the flying object 109 at the time of re-injection. do.
  • the ground system 130 selects the flight path model corresponding to the predicted position with the smallest deviation from the flight position of the projectile 109 at the time of re-injection.
  • the predicted position is the flight position of the projectile 109 at the time of re-injection in the flight path model.
  • Embodiment 7 *** Effect of Embodiment 7 *** According to Embodiment 7, a flight path model can be quickly and accurately selected.
  • Embodiment 8 The flying object countermeasure system 106 will be described mainly with reference to FIG. 14 for the differences from the seventh embodiment.
  • the projectile handling system 106 is an example of the projectile tracking system 105 .
  • the flying object handling system 106 is a system for tracking the flight trajectory of the flying object 109 and handling the flying object 109 .
  • the flying object countermeasure system 106 has a satellite constellation 110 and a ground system 130 as in the seventh embodiment.
  • the flying object countermeasure system 106 includes a plurality of countermeasure assets 140 as in the configuration of the third embodiment.
  • the ground system 130 has a communication device 133 as in the configuration of the third embodiment.
  • the ground system 130 calculates the flying object coordinate values at each time by the same method as in the seventh embodiment.
  • the ground system 130 selects the countermeasure asset 140 and transmits the flying object information data to the selected countermeasure asset 140 by the same method as in the third embodiment.
  • the projectile When the projectile is launched, the high-temperature atmosphere diffuses, making it easy to monitor.
  • the body of the projectile in the post-boost phase has a small solid angle that can be seen from the surveillance satellite, and the temperature rise is not as remarkable as that of the plume. Therefore, if the background land information is mixed with the flying object information, there is a concern that the flying object cannot be identified.
  • the post-boost phase is the phase after injection has ceased. Therefore, by using a monitoring method called rim observation, which points toward the earth's periphery, the body of the flying object whose temperature has risen is monitored against the background of deep space. As a result, the flying object can be monitored without the flying object information being buried in noise.
  • the satellite control device functions as a flight path prediction device that integrates flying object information indicating high-temperature objects detected by a plurality of surveillance satellites and analyzes changes in time-series positional information. As a result, the flying object can be tracked and the flight path can be predicted. Even if the flying object intermittently re-injects mid-flight and changes its traveling direction, the flight path prediction device tracks the traveling direction and continuously acquires time-series information, so that it is possible to take measures against the flying object. It becomes possible.
  • Response assets include aircraft, ships and vehicles deployed on land, sea and air.
  • ground-mounted equipment and the like also exist.
  • due to security restrictions, etc. it may not be possible to disclose the location information of individual response assets. Therefore, when the flying object response system uses a special dedicated system, it is possible to collect commands to the response assets and information on the flying objects in the response ground center (ground system), and execute commands to the response assets from the response ground center. Be reasonable.
  • the operation method of the flying object countermeasure system varies depending on the configuration method and operation method of the entire system.
  • 101 flying object tracking system 102 flying object handling system, 103 flying object tracking system, 104 flying object handling system, 105 flying object tracking system, 106 flying object handling system, 109 flying object, 110 satellite constellation, 120 surveillance satellite, 120A 1st surveillance satellite, 120B 2nd surveillance satellite, 120C 3rd surveillance satellite, 121 communication device, 122 surveillance device, 123 propulsion device, 124 attitude control device, 125 satellite control device, 126 power supply device, 130 ground system, 131 communication device , 132 satellite control device, 133 communication device, 140 response asset.

Abstract

飛翔体（１０９）は地球周縁を飛翔する。３機以上の監視衛星（１２０）は、対象時刻に互いに異なる緯度から地球周縁を監視し、３つ以上の監視データを送信する。地上システム（１３０）は、３つ以上の監視データを受信し、３つ以上の監視データに基づいて対象時刻における３機以上の監視衛星から飛翔体への３つ以上の視線方向を算出し、３つ以上の視線方向に基づいて対象時刻における飛翔体の位置を示す飛翔体座標値を算出し、複数の飛翔経路モデルから１つの飛翔経路モデルを飛翔体座標値に基づいて選択する。

Description

飛翔経路モデル選択方法、飛翔体追跡システム、飛翔体対処システムおよび地上システム
　本開示は、飛翔体の飛翔軌跡を追跡するための技術に関するものである。
　飛翔体が弾道飛行することを前提とする飛翔体対処システムが存在する。
　飛翔体対処システムは、発射時の噴霧（プルーム）を静止軌道衛星に搭載した赤外観測装置で探知し、飛行初期の段階の移動情報に基づき着地位置を予測し、対処システムで対処する。
　発射時には、極めて高温な気体が広域に広がる。そのため、静止軌道からの監視でも飛翔体の探知が可能である。
　しかしながら、昨今、Ｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃ　Ｇｌｉｄｅ　Ｖｅｈｉｃｌｅ（ＨＧＶ）と呼ばれる飛翔体が登場して新しい脅威となっている。この飛翔体は、飛行途中で間欠的に噴射して飛行経路を変更する。
　噴射を止めた飛翔体を追跡するためには、飛翔体の本体の温度を検知する必要がある。そのため、高分解能かつ高感度の赤外監視が必要となり、従来の静止衛星による監視では対応できない。
　そこで、低軌道衛星コンステレーションにより、静止軌道よりもはるかに近距離から飛翔体を監視するシステムの研究が始まっている。
　そして、低軌道衛星コンステレーションで常時監視を行って、飛翔体の発射の探知後に即座に対処アセットに情報を伝達する仕組みが待望されている。
　低軌道衛星コンステレーションは、低軌道衛星群で構成される衛星コンステレーションである。
　低軌道衛星群は、１機以上の低軌道衛星である。
　低軌道衛星は、ＬＥＯのような低軌道を飛翔する人工衛星である。
　ＬＥＯは、Ｌｏｗ　Ｅａｒｔｈ　Ｏｒｂｉｔの略称である。
　特許文献１は、低軌道を周回して地球の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
　本開示は、飛翔体の飛翔軌跡の追跡を可能にすることを目的とする。
　本開示の飛翔経路モデル選択方法では、
　３機以上の監視衛星が、地球を周回しながら、対象時刻に互いに異なる緯度から、飛翔体が飛翔する地球周縁を監視して３つ以上の監視データを得て、前記３つ以上の監視データを送信し、
　地上システムが、前記３つ以上の監視データを受信し、前記３つ以上の監視データに基づいて前記対象時刻における前記３機以上の監視衛星から前記飛翔体への３つ以上の視線方向を算出し、前記３つ以上の視線方向に基づいて前記対象時刻における前記飛翔体の位置を示す飛翔体座標値を算出し、前記飛翔体の予測の飛翔経路をそれぞれに表す複数の飛翔経路モデルから１つの飛翔経路モデルを前記飛翔体座標値に基づいて選択する。
　本開示によれば、飛翔体の飛翔経路に適合した飛翔経路モデルを選択することが可能となる。そのため、飛翔経路モデルを用いることにより、飛翔体の飛翔軌跡の追跡が可能となる。
実施の形態１における飛翔体追跡システム１０１の構成図。 実施の形態１における監視衛星１２０の構成図。 実施の形態１における飛翔体追跡システム１０１による監視を示す図。 実施の形態１における３パターンの距離（Ａ，Ｂ，Ｃ）を示す図。 実施の形態１における２つの飛翔経路モデル（弾道飛行）を示す図。 実施の形態１における２つの飛翔経路モデル（間欠的噴射）を示す図。 実施の形態２における飛翔体追跡システム１０１による監視を示す図。 実施の形態３における飛翔体対処システム１０２の構成図。 実施の形態４における飛翔体追跡システム１０３の構成図。 実施の形態４における飛翔体追跡システム１０３による監視を示す図。 実施の形態５における飛翔体追跡システム１０３による監視を示す図。 実施の形態６における飛翔体対処システム１０４の構成図。 実施の形態７における飛翔体追跡システム１０５の構成図。 実施の形態８における飛翔体対処システム１０６の構成図。
　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．
　飛翔体追跡システム１０１について、図１から図６に基づいて説明する。
＊＊＊構成の説明＊＊＊
　図１に基づいて、飛翔体追跡システム１０１の構成を説明する。
　飛翔体追跡システム１０１は、飛翔体１０９の飛翔軌跡を追跡するためのシステムである。
　飛翔体追跡システム１０１は、衛星コンステレーション１１０と、地上システム１３０と、を備える。
　衛星コンステレーション１１０は、第１監視衛星１２０Ａと、第２監視衛星１２０Ｂと、第３監視衛星１２０Ｃと、を含む３機以上の監視衛星１２０を有する。
　監視衛星１２０は、飛翔体１０９を監視するための人工衛星である。
　図２に基づいて、監視衛星１２０の構成を説明する。
　監視衛星１２０は、通信装置１２１と、監視装置１２２と、推進装置１２３と、姿勢制御装置１２４と、衛星制御装置１２５と、電源装置１２６と、を備える。
　通信装置１２１は、地上システム１３０と通信するための通信装置である。例えば、通信装置１２１は、地上システム１３０から各種コマンドを受信する。また、通信装置１２１は、監視装置１２２によって得られる監視データを地上システム１３０に送信する。
　監視装置１２２は、飛翔体１０９を監視するための装置であり、監視データを生成する。具体的には、監視装置１２２は、赤外線を利用する監視装置である。
　監視データは、飛翔体１０９が映った画像に相当するデータであり、監視装置１２２の視野（監視範囲）における飛翔体１０９の位置を示す。
　監視データは、時刻情報、位置情報、視線情報および視野情報などを含んでもよい。時刻情報は、監視が行われた時刻（監視時刻）を示す。位置情報は、監視衛星１２０の座標値を示す。視線情報は、監視装置１２２の視線方向を示す。視野情報は、監視装置１２２の視野を示す。
　推進装置１２３は、監視衛星１２０に推進力を与える装置であり、監視衛星１２０の速度を変化させる。具体的には、推進装置１２３は電気推進機である。例えば、推進装置１２３は、イオンエンジンまたはホールスラスタである。
　姿勢制御装置１２４は、監視衛星１２０の姿勢と監視衛星１２０の角速度といった姿勢要素を制御するための装置である。
　姿勢制御装置１２４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１２４は、各姿勢要素を所望の方向に維持する。姿勢制御装置１２４は、姿勢センサとアクチュエータとコントローラとを備える。姿勢センサは、ジャイロスコープ、地球センサ、太陽センサ、スター・トラッカ、スラスタおよび磁気センサなどである。アクチュエータは、姿勢制御スラスタ、モーメンタムホイール、リアクションホイールおよびコントロール・モーメント・ジャイロ等である。コントローラは、姿勢センサの計測データまたは地上システム１３０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。
　姿勢制御装置１２４は、監視装置１２２の視野方向を変更するための装置（視野方向変更装置）として使用することができる。監視装置１２２の視野方向は、監視装置１２２の視線方向に相当する。監視装置１２２の視線方向を中心とする範囲（視野）が監視範囲となる。
　衛星制御装置１２５は、監視衛星１２０の各装置を制御するコンピュータであり、処理回路を備える。例えば、衛星制御装置１２５は、地上システム１３０から送信される各種コマンドにしたがって、各装置を制御する。
　電源装置１２６は、太陽電池、バッテリおよび電力制御装置などを備え、監視衛星１２０の各装置に電力を供給する。
　監視衛星１２０のポインティング機能について説明する。
　監視衛星１２０は、視線方向を飛翔体１０９へ向けるためのポインティング機能を有する。
　例えば、監視衛星１２０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、監視衛星１２０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が監視衛星１２０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、監視衛星１２０は、ポインティング機構を備える。ポインティング機構は、監視装置１２２の視野方向を変えるための機構（視野方向変更装置）である。例えば、ポインティング機構として、駆動ミラーなどが利用される。
　図１に戻り、地上システム１３０の構成を説明する。
　地上システム１３０は、通信装置１３１と、衛星管制装置１３２と、を備える。
　衛星管制装置１３２は、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コンピュータである。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１３２は、入出力インタフェースを介して、通信装置１３１に接続される。衛星管制装置１３２は、衛星コンステレーション１１０を制御するために、各監視衛星１２０に対する各種コマンドを生成する。また、衛星管制装置１３２は、各監視衛星１２０から得られる監視データを解析して飛翔体１０９の情報（例えば位置情報）を生成する。
　通信装置１３１は、各監視衛星１２０と通信を行う。具体的には、通信装置１３１は、各種コマンドを各監視衛星１２０へ送信する。また、通信装置１３１は、各監視衛星１２０から送信される監視データを受信する。
　衛星管制装置１３２と衛星制御装置１２５とのそれぞれ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、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、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔの略称である。
　ＦＰＧＡは、Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙの略称である。
　衛星高度および軌道傾斜角の調整について説明する。
　監視衛星１２０の軌道面の法線を北極側から見た相対角度は、衛星高度と軌道傾斜角との相関で成立する。
　１日当たりの衛星周回数を維持する高度条件において、適切な軌道傾斜角を微調整することにより、軌道面間の相対角度を維持したまま、衛星コンステレーション１１０の運用が可能となる。
　衛星管制装置１３２は、各監視衛星１２０の高度を制御するためのコマンドを生成する。また、衛星管制装置１３２は、各監視衛星１２０の軌道傾斜角を制御するためのコマンドを生成する。そして、衛星管制装置１３２は、これらコマンドを各監視衛星１２０へ送信する。
　各監視衛星１２０において、衛星制御装置１２５は、これらのコマンドにしたがって、衛星高度と軌道傾斜角とのそれぞれを調整する。具体的には、衛星制御装置１２５は、これらのコマンドにしたがって、推進装置１２３を制御する。推進装置１２３が衛星速度を変えることにより、衛星高度と軌道傾斜角とを調整することができる。
　監視衛星１２０の飛行速度が増速すると、監視衛星１２０の高度が上昇する。そして、監視衛星１２０の高度が上昇すると、監視衛星１２０の対地速度が減速する。
　監視衛星１２０の飛行速度が減速すると、監視衛星１２０の高度が下降する。そして、監視衛星１２０の高度が下降すると、監視衛星１２０の対地速度が増速する。
　監視衛星１２０が赤道上空を横切る地点（分点）において推進装置１２３が軌道面と直交する方向へ推力を発生させれば、効果的に軌道傾斜角を微調整することができる。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
　飛翔体追跡システム１０１の動作の手順は飛翔経路モデル選択方法に相当する。
　図３に基づいて、飛翔経路モデル選択方法を説明する。
　上向きの黒三角は、発射時の飛翔体１０９を表す。他方の黒三角形は、発射後に飛翔している飛翔体１０９を表す。
　監視衛星１２０Ｄは、衛星コンステレーション１１０に含まれる監視衛星１２０である。監視衛星１２０Ｄは、第１監視衛星１２０Ａと第２監視衛星１２０Ｂと第３監視衛星１２０Ｃとのいずれかであってよいし、他の監視衛星１２０であってもよい。監視衛星１２０Ｄは、飛翔体１０９の発射地点を直下視して飛翔体１０９の発射を探知する。
　地上システム１３０の図示は省略する。
　各時刻における各監視衛星１２０の位置は、地上システム１３０において既知である。
　３機以上の監視衛星１２０は、地球を周回しながら、対象時刻に互いに異なる緯度から、飛翔体１０９が飛翔する地球周縁を監視する。これにより、３つ以上の監視データが得られる。
　３機以上の監視衛星１２０は、３つ以上の監視データを得て、３つ以上の監視データを地上システム１３０へ送信する。
　具体的には、第１監視衛星１２０Ａは、以下のように動作する。
　第１監視衛星１２０Ａは、地球を周回しながら、地球周縁を対象時刻に第１緯度から監視する。第１緯度は、マイナス１０度からプラス１０度までの範囲内の緯度である。つまり、第１監視衛星１２０Ａは、赤道上空からリム観測を行って飛翔体１０９を監視する。これにより、第１監視データが得られる。第１監視データは、第１監視衛星１２０Ａによって得られる監視データである。
　第１監視衛星１２０Ａは、第１監視データを得て、第１監視データを地上システム１３０へ送信する。
　具体的には、第２監視衛星１２０Ｂは、以下のように動作する。
　第２監視衛星１２０Ｂは、地球を周回しながら、地球周縁を対象時刻に第２緯度から監視する。第２緯度は、プラス２０度からプラス４０度までの範囲内の緯度である。つまり、第２監視衛星１２０Ｂは、中緯度帯からリム観測を行って飛翔体１０９を監視する。これにより、第２監視データが得られる。第２監視データは、第２監視衛星１２０Ｂによって得られる監視データである。
　第２監視衛星１２０Ｂは、第２監視データを得て、第２監視データを地上システム１３０へ送信する。
　具体的には、第３監視衛星１２０Ｃは、以下のように動作する。
　第３監視衛星１２０Ｃは、地球を周回しながら、地球周縁を対象時刻に第３緯度から監視する。第３緯度は、プラス４０度からプラス６０度までの範囲内の緯度である。例えば、第３監視衛星１２０Ｃは、傾斜軌道を飛翔して地球を周回する。そして、第３緯度は、傾斜軌道の北端部の緯度である。つまり、第３監視衛星１２０Ｃは、軌道面の北端付近から（後方）リム観測を行って飛翔体１０９を監視する。これにより、第３監視データが得られる。第３監視データは、第３監視衛星１２０Ｃによって得られる監視データである。
　第３監視衛星１２０Ｃは、第３監視データを得て、第３監視データを地上システム１３０へ送信する。
　地上システム１３０は、以下のように動作する。
　まず、地上システム１３０は、３つ以上の監視データを受信する。
　次に、地上システム１３０は、３つ以上の監視データに基づいて３つ以上の視線方向を算出する。３つ以上の視線方向のそれぞれは、対象時刻における３機以上の監視衛星１２０のそれぞれから飛翔体１０９への視線方向である。
　そして、地上システム１３０は、３つ以上の視線方向に基づいて対象時刻における飛翔体座標値を算出する。飛翔体座標値は、飛翔体１０９の位置を示す座標値である。
　具体的には、地上システム１３０は、３つ以上の視線方向に対応する３つの直線の交点の座標値を算出する。算出される座標値が飛翔体座標値である。
　具体的には、地上システム１３０は、以下のように動作する。
　まず、地上システム１３０は、第１監視データと第２監視データと第３監視データを受信する。
　次に、地上システム１３０は、第１監視データに基づいて第１視線方向を算出する。第１視線方向は、対象時刻における第１監視衛星１２０Ａから飛翔体１０９への視線方向である。
　また、地上システム１３０は、第２監視データに基づいて第２視線方向を算出する。第２視線方向は、対象時刻における第２監視衛星１２０Ｂから飛翔体１０９への視線方向である。
　さらに、地上システム１３０は、第３監視データに基づいて第３視線方向を算出する。第３視線方向は、対象時刻における第３監視衛星１２０Ｃから飛翔体１０９への視線方向である。
　そして、地上システム１３０は、第１視線方向と第２視線方向と第３視線方向に基づいて、対象時刻における飛翔体座標値を算出する。
　飛翔体座標値は、以下のように算出される。
　まず、地上システム１３０は第１直線を算出する。第１直線は、第１視線方向を通る直線である。つまり、第１直線は、第１監視衛星１２０Ａを通り、第１視線方向と同じ傾きを有する直線である。
　また、地上システム１３０は第２直線を算出する。第２直線は、第２視線方向を通る直線である。つまり、第２直線は、第２監視衛星１２０Ｂを通り、第２視線方向と同じ傾きを有する直線である。
　さらに、地上システム１３０は第３直線を算出する。第３直線は、第３視線方向を通る直線である。つまり、第３直線は、第３監視衛星１２０Ｃを通り、第３視線方向と同じ傾きを有する直線である。
　そして、地上システム１３０は、第１直線と第２直線と第３直線の交点の座標値を算出する。算出される座標値が飛翔体座標値である。
　第１直線と第２直線と第３直線の交点が求まらない場合、飛翔体座標値は以下のように算出される。
　まず、地上システム１３０は、第１直線と第２直線と第３直線が接する球を算出する。
　そして、地上システム１３０は、算出した球の中心の座標値を算出する。算出される座標値が飛翔体座標値である。
　さらに、地上システム１３０は、以下のように動作する。
　衛星管制装置１３２には、複数の飛翔経路モデルが予め記憶される。飛翔経路モデルは、飛翔体１０９の予測の飛翔経路を表す。例えば、飛翔経路モデルは、飛翔体１０９の発射地点を示す座標値（発射地点座標値）を示す。また、飛翔経路モデルは、飛翔体１０９の飛翔方向を示す。さらに、飛翔経路モデルは、発射後の各時刻における飛翔距離および飛翔高度を示す。発射後の各時刻は、発射時から経過した時間で示される。
　地上システム１３０は、対象時刻における飛翔体座標値に基づいて、複数の飛翔経路モデルから１つの飛翔経路モデルを選択する。
　具体的には、地上システム１３０は、飛翔経路モデルごとに、飛翔経路モデルに基づいて予測座標値を算出する。予測座標値は、対象時刻における飛翔体１０９の予測の位置を示す。そして、地上システム１３０は、複数の飛翔経路モデルのうち、対象時刻における飛翔体座標値に最も近い予測座標値に対応する飛翔経路モデルを選択する。
　例えば、予測座標値は、以下のように算出される。
　まず、地上システム１３０は、衛星コンステレーション１１０の少なくともいずれかの監視衛星１２０から、飛翔体１０９の発射時の監視データを受信する。
　次に、地上システム１３０は、飛翔体１０９の発射時の監視データに基づいて、発射時刻における監視衛星１２０から飛翔体１０９への視線方向を算出する。
　次に、地上システム１３０は、算出した視線方向を通る直線を算出し、算出した直線と地表面との交点の座標値を算出する。算出される座標値は、発射時刻における飛翔体座標値であり、発射地点座標値に相当する。但し、地上システム１３０は、発射地点座標値を算出する代わりに、各飛翔経路モデルに示される発射地点座標値を使用してもよい。
　次に、地上システム１３０は、前述の通り、対象時刻における飛翔体座標値を算出する。また、地上システム１３０は、発射時刻から対象時刻までの経過時間を算出する。
　そして、地上システム１３０は、飛翔経路モデルごとに、飛翔体１０９が発射地点から発射され飛翔体１０９が飛翔経路モデルに示されるパターンで飛翔して経過時間が経過したときの飛翔体１０９の位置を示す座標値を算出する。算出される座標値が予測座標値となる。
　さらに、地上システム１３０は、選択した飛翔経路モデルを用いて、飛翔体１０９の飛翔軌跡を追跡する。
　具体的には、地上システム１３０は、選択した飛翔経路モデルを用いて、対象時刻以降の各時刻における飛翔体座標値を算出する。
＊＊＊実施の形態１のまとめ及び補足＊＊＊
　飛翔体追跡システム１０１は、飛翔体１０９の発射探知と飛翔体１０９の追跡とを行うシステムである。
　飛翔体追跡システム１０１は、衛星コンステレーション１１０と地上システム１３０により構成される。衛星コンステレーション１１０は、赤外監視装置を具備する複数の監視衛星１２０で構成される。
　地上システム１３０は、飛翔体１０９の飛翔経路をモデル化する。飛翔経路モデルは、飛翔体１０９の発射位置座標（発射地点座標値）、飛翔体１０９の飛翔方向、発射から着地までの時系列プロファイル（飛翔距離および飛翔高度）で構成される。
　地上システム１３０は、典型的な複数の飛翔経路モデルを格納したデータベースを具備する。
　監視衛星１２０が飛翔体１０９の発射を探知した後に、地上システム１３０は、発射探知時の監視衛星１２０からの視線ベクトルと地表面との交点を、飛翔体１０９の発射位置座標として導出する。
　監視衛星１２０は、飛翔体１０９の発射位置座標を起点にして、複数の飛翔経路モデルの中から、飛翔体１０９の飛翔経路に適合する飛翔経路モデルを選択する。
　各監視衛星１２０は、地球周縁を指向する赤外監視装置を具備する。
　第１監視衛星１２０Ａは、赤道上空の緯度帯、具体的にはマイナス１０度からプラス１０までの低緯度帯を飛翔する。
　第２監視衛星１２０Ｂは、プラス２０度からプラス４０度までの中緯度帯を飛翔する。
　第３監視衛星１２０Ｃは、北端部がプラス４０度からプラス６０度までの緯度帯にある傾斜軌道を飛翔する。
　そして、第１監視衛星１２０Ａ、第２監視衛星１２０Ｂおよび第３監視衛星１２０Ｃは、対象時刻において同時に飛翔体１０９の監視を実施する。対象時刻における各監視衛星１２０の位置座標は既知である。
　地上システム１３０は、各監視衛星１２０から飛翔体１０９への視線ベクトルの方位角（視線方向）を導出し、３機の監視衛星１２０からの方位角の交点を飛翔体１０９の位置座標（飛翔体座標値）として導出する。
　地上システム１３０は、対象時刻における飛翔体１０９の位置座標との差分が最も小さい予測位置座標に対応する飛翔経路モデルを選択する。予測位置座標は、飛翔経路モデルにおいて発射時刻から対象時刻までの時間が経過したときの飛翔体１０９の位置座標である。
　図４は、飛翔体１０９が発射してから着地するまでの３パターンの距離（Ａ，Ｂ，Ｃ）を示している。黒丸は飛翔体１０９を表す。
　飛翔体１０９は、発射領域内の地点から発射され、着地領域内の地点に着地する。
　図５は、飛翔体１０９が弾道飛行する場合の２つの飛翔経路モデルを表す。各飛翔経路モデルは距離と高度の関係を示す。一方の飛翔経路モデルにおける飛翔体１０９の到達距離は距離Ａであり、他方の飛翔経路モデルにおける飛翔体１０９の到達距離は距離Ｃである。
　図６は、飛翔体１０９が間欠的に噴射する場合の２つの飛翔経路モデルを表す。各飛翔経路モデルは距離と高度の関係を示す。一方の飛翔経路モデルにおける飛翔体１０９の到達距離は距離Ｂであり、他方の飛翔経路モデルにおける飛翔体１０９の到達距離は距離Ｃである。
＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
　実施の形態１により、中緯度帯から主に東西方向に飛翔する飛翔体１０９の位置座標を空中三角測量の原理で導出し、飛翔経路モデルを迅速かつ的確に選択できる。
　実施の形態２．
　飛翔体追跡システム１０１について、主に実施の形態１と異なる点を図７に基づいて説明する。
＊＊＊構成の説明＊＊＊
　飛翔体追跡システム１０１の構成は、実施の形態１における構成と同じである。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
　図７に基づいて、飛翔経路モデル選択方法を説明する。
　第１監視衛星１２０Ａは、地球を周回しながら、飛翔体１０９が飛翔する地球周縁を対象時刻に第１緯度から監視する。第１緯度は、プラス２０度からプラス４０度までの範囲内の緯度である。つまり、第１監視衛星１２０Ａは、中緯度帯からリム観測を行って飛翔体１０９を監視する。これにより、第１監視データが得られる。
　第１監視衛星１２０Ａは、第１監視データを得て、第１監視データを地上システム１３０へ送信する。
　第２監視衛星１２０Ｂは、地球を周回しながら、地球周縁を対象時刻に第２緯度から監視する。第２緯度は、プラス４０度からプラス６０度までの範囲内の緯度である。例えば、第２監視衛星１２０Ｂは、傾斜軌道を飛翔して地球を周回する。そして、第２緯度は、傾斜軌道の北端部の緯度である。つまり、第２監視衛星１２０Ｂは、中高緯度帯からリム観測を行って飛翔体１０９を監視する。これにより、第２監視データが得られる。
　第２監視衛星１２０Ｂは、第２監視データを得て、第２監視データを地上システム１３０へ送信する。
　第３監視衛星１２０Ｃは、地球を周回しながら、地球周縁を対象時刻に第３緯度から監視する。第３緯度は、プラス５０度以上の緯度である。つまり、第３監視衛星１２０Ｃは、高緯度帯から（後方）リム観測を行って飛翔体１０９を監視する。これにより、第３監視データが得られる。
　第３監視衛星１２０Ｃは、第３監視データを得て、第３監視データを地上システム１３０へ送信する。
　地上システム１３０の動作は、実施の形態１における動作を同じである。
＊＊＊実施の形態２の効果＊＊＊
　実施の形態２により、極域含む高緯度帯を飛翔する飛翔体１０９の位置座標を空中三角測量の原理で導出し、飛翔経路モデルを迅速かつ的確に選択できる。
　実施の形態３．
　飛翔体対処システム１０２について、主に実施の形態１および実施の形態２と異なる点を図８に基づいて説明する。
＊＊＊構成の説明＊＊＊
　図８に基づいて、飛翔体対処システム１０２の構成を説明する。飛翔体対処システム１０２は、飛翔体追跡システム１０１の一例である。
　飛翔体対処システム１０２は、飛翔体１０９の飛翔軌跡を追跡し、飛翔体１０９に対処するためのシステムである。
　飛翔体対処システム１０２は、衛星コンステレーション１１０と、地上システム１３０と、複数の対処アセット１４０と、を備える。
　複数の対処アセット１４０は、飛翔体１０９に対処するために互いに異なる場所に配置される。対処アセット１４０の具体例は、航空機、船舶または車両である。
　地上システム１３０は、通信装置１３１と、衛星管制装置１３２と、通信装置１３３と、を備える。
　通信装置１３３は、各対処アセット１４０と通信するための装置である。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
　衛星コンステレーション１１０の動作は、実施の形態１または実施の形態２における動作と同じである。
　まず、地上システム１３０は、各時刻の飛翔体座標値を算出する。算出方法は、実施の形態１における方法と同じである。
　次に、地上システム１３０は、各時刻の飛翔体座標値に基づいて、複数の対処アセット１４０から１つ以上の対処アセット１４０を選択する。例えば、地上システム１３０は、飛翔体１０９の飛翔先を予測し、予測した飛翔先に最も近い対処アセット１４０を選択する。
　そして、地上システム１３０は、飛翔体情報データを生成し、選択した１つ以上の対処アセット１４０のそれぞれに飛翔体情報データを送信する。
　飛翔体情報データは、飛翔体１０９の情報を示す。例えば、飛翔体情報データは、各時刻の飛翔体座標値を示す。
＊＊＊実施の形態３の効果＊＊＊
　実施の形態３により、飛翔体１０９を追跡して対処アセット１４０を選択し、飛翔体１０９に対処することが可能となる。
　実施の形態４．
　飛翔体追跡システム１０３について、主に実施の形態１および実施の形態２と異なる点を図９および図１０に基づいて説明する。
＊＊＊構成の説明＊＊＊
　図９に基づいて、飛翔体追跡システム１０３の構成を説明する。
　飛翔体追跡システム１０３は、飛翔体１０９の飛翔軌跡を追跡するためのシステムである。
　飛翔体追跡システム１０３は、衛星コンステレーション１１０と、地上システム１３０と、を備える。
　衛星コンステレーション１１０は、複数の監視衛星１２０を有する。第１監視衛星１２０Ａと第２監視衛星１２０Ｂと第３監視衛星１２０Ｃとのそれぞれは、衛星コンステレーション１１０に含まれる監視衛星１２０の一例である。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
　図１０に基づいて、飛翔経路モデル選択方法を説明する。破線の矢印は、経度方向（東西方向）における飛翔体１０９の飛翔距離を表している。
　飛翔体１０９は、地球の発射地点から発射されて地球周縁を経度方向に飛翔する。発射地点は、中緯度帯の領域内の地点である。
　監視衛星（１２０Ａ、１２０Ｂ）は、地球を周回しながら、対象時刻に地球周縁を低緯度帯の範囲内の緯度から監視する。低緯度帯は、中緯度帯よりも低い緯度帯である。具体的には、低緯度帯は、マイナス２０度からプラス２０度までの緯度帯である。これにより、監視データが得られる。
　監視衛星（１２０Ａ、１２０Ｂ）は、監視データを得て、監視データを地上システム１３０へ送信する。
　地上システム１３０は、以下のように動作する。
　まず、地上システム１３０は、監視データを受信する。
　次に、地上システム１３０は、監視データに基づいて、対象時刻における飛翔距離を算出する。対象時刻における飛翔距離は、経度方向において飛翔体１０９が対象時刻までに飛翔した距離である。
　そして、地上システム１３０は、複数の飛翔経路モデルから１つの飛翔経路モデルを対象時刻における飛翔距離に基づいて選択する。
　具体的には、地上システム１３０は、飛翔経路モデルごとに、飛翔経路モデルに基づいて予測距離を算出する。予測距離は、対象時刻における予測の飛翔距離である。そして、地上システム１３０は、複数の飛翔経路モデルのうち、対象時刻における飛翔距離に最も近い飛翔距離に対応する飛翔経路モデルを選択する。
　例えば、飛翔距離は、以下のように算出される。
　まず、地上システム１３０は、実施の形態１と同じく、発射地点座標値と対象時刻における発射体座標値を算出する。
　そして、地上システム１３０は、発射地点座標値から対象時刻における発射体座標値までの距離を算出する。算出される距離が飛翔距離である。
　例えば、予測距離は、以下のように算出される。
　まず、地上システム１３０は、実施の形態１と同じく、発射時刻から対象時刻までの経過時間を算出する。
　そして、地上システム１３０は、飛翔経路モデルごとに、飛翔体１０９が発射され経過時間が経過したときの飛翔体１０９の飛翔距離を算出する。算出される飛翔距離が予測距離となる。
　さらに、地上システム１３０は、選択した飛翔経路モデルを用いて、飛翔体１０９の飛翔軌跡を追跡する。
　具体的には、地上システム１３０は、選択した飛翔経路モデルを用いて、対象時刻以降の各時刻における飛翔体座標値を算出する。
＊＊＊実施の形態４のまとめ及び補足＊＊＊
　飛翔体１０９は、中緯度領域で発射されて主に東西方向に飛翔する。
　少なくともいずれかの監視衛星１２０は、赤道上空の緯度帯、具体的にはマイナス２０度からプラス２０度までの低緯度帯を飛翔する。
　地上システム１３０は、対象時刻における飛翔体１０９の飛翔距離との差分が最も小さい予測距離に対応する飛翔経路モデルを選択する。予測距離は、飛翔経路モデルにおいて発射時刻から対象時刻までの時間が経過したときの飛翔体１０９の飛翔距離である。
＊＊＊実施の形態４の効果＊＊＊
　実施の形態４により、中緯度領域で発射されて主に東西方向に飛翔する飛翔体１０９の飛翔距離を導出し、飛翔経路モデルを迅速かつ的確に選択できる。
　実施の形態５．
　飛翔体追跡システム１０３について、主に実施の形態４と異なる点を図１１に基づいて説明する。
＊＊＊構成の説明＊＊＊
　飛翔体追跡システム１０３の構成は、実施の形態４における構成と同じである。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
　図１１に基づいて、飛翔経路モデル選択方法を説明する。破線の矢印は、緯度方向における飛翔体１０９の飛翔距離を表している。
　飛翔体１０９は、地球の発射地点から発射されて極域を飛翔する。発射地点は、高緯度帯の領域内の地点である。
　監視衛星（１２０Ａ）は、地球を周回しながら、対象時刻に地球周縁を中高緯度帯の範囲内の緯度から監視する。中高緯度帯は、３０度以上の緯度帯である。これにより、監視データが得られる。
　監視衛星（１２０Ａ）は、監視データを得て、監視データを地上システム１３０へ送信する。
　地上システム１３０の動作は、実施の形態４における動作を同じである。但し、地上システム１３０によって算出される飛翔距離および予測距離は、緯度方向における飛翔距離である。
＊＊＊実施の形態５の効果＊＊＊
　実施の形態５により、極域含む高緯度帯を飛翔する飛翔体１０９の飛翔距離を導出し、飛翔経路モデルを迅速かつ的確に選択できる。
　実施の形態６．
　飛翔体対処システム１０４について、主に実施の形態３から実施の形態５と異なる点を図１２に基づいて説明する。
＊＊＊構成の説明＊＊＊
　図１２に基づいて、飛翔体対処システム１０４の構成を説明する。飛翔体対処システム１０４は、飛翔体追跡システム１０３の一例である。
　飛翔体対処システム１０４は、飛翔体１０９の飛翔軌跡を追跡し、飛翔体１０９に対処するためのシステムである。
　飛翔体対処システム１０４は、実施の形態４における構成と同じく、衛星コンステレーション１１０と地上システム１３０を備える。
　飛翔体対処システム１０４は、実施の形態３における構成と同じく、複数の対処アセット１４０を備える。
　地上システム１３０は、実施の形態３における構成と同じく、通信装置１３３を備える。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
　衛星コンステレーション１１０の動作は、実施の形態４または実施の形態５における動作と同じである。
　地上システム１３０は、実施の形態４における方法と同じ方法で、各時刻における飛翔体座標値を算出する。
　地上システム１３０は、実施の形態３における方法と同じ方法で、対処アセット１４０を選択し、選択した対処アセット１４０に飛翔体情報データを送信する。
＊＊＊実施の形態６の効果＊＊＊
　実施の形態６により、飛翔体１０９を追跡して対処アセット１４０を選択し、飛翔体１０９に対処することが可能となる。
　実施の形態７．
　飛翔体追跡システム１０５について、主に実施の形態１および実施の形態２と異なる点を図１３に基づいて説明する。
＊＊＊構成の説明＊＊＊
　図１３に基づいて、飛翔体追跡システム１０５の構成を説明する。
　飛翔体追跡システム１０５は、飛翔体１０９の飛翔軌跡を追跡するためのシステムである。
　飛翔体追跡システム１０５は、衛星コンステレーション１１０と、地上システム１３０と、を備える。
　衛星コンステレーション１１０は、複数の監視衛星１２０を有する。第１監視衛星１２０Ａと第２監視衛星１２０Ｂと第３監視衛星１２０Ｃとのそれぞれは、衛星コンステレーション１１０に含まれる監視衛星１２０の一例である。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
　飛翔体１０９は、地球の発射地点から発射され、発射時の噴射が終了した後に再噴射して飛翔する。再噴射時の噴霧は高温化する。
　監視衛星１２０は、地球を周回しながら、地心方向を指向して再噴射時の飛翔体１０９を監視する。これにより、再噴射時の飛翔体１０９に対する監視データが得られる。
　監視衛星１２０は、監視データを得て、監視データを地上システム１３０へ送信する。
　地上システム１３０は、以下のように動作する。
　まず、地上システム１３０は、監視データを受信する。
　次に、地上システム１３０は、監視データに基づいて、再噴射時における監視衛星１２０から飛翔体１０９への視線方向を算出する。
　そして、地上システム１３０は、視線方向に基づいて、再噴射時の飛翔体座標値を算出する。
　具体的には、地上システム１３０は、複数の飛翔経路モデルに基づいて再噴射時における飛翔体１０９の予測高度を算出し、視線方向を通る直線と予測高度を表す平面との交点の座標値を算出する。算出される座標値が再噴射時の飛翔体座標値である。
　例えば、飛翔体座標値は、以下のように算出される。
　まず、地上システム１３０は、視線方向を通る直線を算出する。
　また、地上システム１３０は、発射時から再噴射時までの経過時間を算出する。
　次に、地上システム１３０は、飛翔経路モデルごとに、飛翔体１０９が発射してから経過時間が経過したときの飛翔体１０９の予測高度を飛翔経路モデルに基づいて算出する。
　次に、地上システム１３０は、複数の飛翔経路モデルに対応する複数の予測高度に基づいて、代表の予測高度を決定する。例えば、複数の予測高度の平均が代表の予測高度となる。
　次に、地上システム１３０は、代表の予測高度を表す平面を算出する。
　そして、地上システム１３０は、算出した直線と算出した平面との交点の座標値を算出する。算出される座標値が飛翔体座標値である。
　さらに、地上システム１３０は、以下のように動作する。
　地上システム１３０は、再噴射時の飛翔体座標値に基づいて、複数の飛翔経路モデルから１つの飛翔経路モデルを選択する。
　具体的には、地上システム１３０は、飛翔経路モデルごとに、飛翔経路モデルに基づいて予測座標値を算出する。予測座標値は、対象時刻（再噴射時刻）における飛翔体１０９の予測の位置を示す。そして、地上システム１３０は、複数の飛翔経路モデルのうち、対象時刻における飛翔体座標値に最も近い予測座標値に対応する飛翔経路モデルを選択する。予測座標値は、例えば、実施の形態１で説明した方法によって算出される。
　さらに、地上システム１３０は、選択した飛翔経路モデルを用いて、飛翔体１０９の飛翔軌跡を追跡する。
　具体的には、地上システム１３０は、選択した飛翔経路モデルを用いて、対象時刻以降の各時刻における飛翔体座標値を算出する。
＊＊＊実施の形態７のまとめ及び補足＊＊＊
　飛翔体１０９は、発射時の噴射が終了した後に再噴射する。
　監視衛星１２０は、地心方向を指向する赤外監視装置を具備し、飛翔体１０９の再噴射時の高温化した噴霧を探知する。
　地上システム１３０は、監視衛星１２０から探知地点への視線ベクトルと複数の飛翔経路モデルによって想定される飛翔高度（予測高度）の平面との交点を、再噴射時における飛翔体１０９の飛翔位置として導出する。
　地上システム１３０は、再噴射時における飛翔体１０９の飛翔位置との乖離が最も小さい予測位置に対応する飛翔経路モデルを選択する。予測位置は、飛翔経路モデルにおいて再噴射時の飛翔体１０９の飛翔位置である。
＊＊＊実施の形態７の効果＊＊＊
　実施の形態７により、飛翔経路モデルを迅速かつ的確に選択できる。
　実施の形態８．
　飛翔体対処システム１０６について、主に実施の形態７と異なる点を図１４に基づいて説明する。
＊＊＊構成の説明＊＊＊
　図１４に基づいて、飛翔体対処システム１０６の構成を説明する。飛翔体対処システム１０６は、飛翔体追跡システム１０５の一例である。
　飛翔体対処システム１０６は、飛翔体１０９の飛翔軌跡を追跡し、飛翔体１０９に対処するためのシステムである。
　飛翔体対処システム１０６は、実施の形態７における構成と同じく、衛星コンステレーション１１０と地上システム１３０を備える。
　飛翔体対処システム１０６は、実施の形態３における構成と同じく、複数の対処アセット１４０を備える。
　地上システム１３０は、実施の形態３における構成と同じく、通信装置１３３を備える。
＊＊＊動作の説明＊＊＊
　衛星コンステレーション１１０の動作は、実施の形態７における動作と同じである。
　地上システム１３０は、実施の形態７における方法と同じ方法で、各時刻における飛翔体座標値を算出する。
　地上システム１３０は、実施の形態３における方法と同じ方法で、対処アセット１４０を選択し、選択した対処アセット１４０に飛翔体情報データを送信する。
＊＊＊実施の形態８の効果＊＊＊
　実施の形態８により、飛翔体１０９を追跡して対処アセット１４０を選択し、飛翔体１０９に対処することが可能となる。
＊＊＊実施の形態の補足＊＊＊
　飛翔体の発射時には高温の大気が拡散するので監視が容易にできる。しかし、ポストブーストフェーズの飛翔体本体は、監視衛星から見える立体角が小さく、温度上昇もプルームほど顕著ではない。そのため、背景となる陸域の情報が飛翔体情報に混在すると、飛翔体の識別が不能になる懸念がある。ポストブーストフェーズは、噴射が止まった後のフェーズである。
　そこで、地球周縁を指向するリム観測と呼ばれる監視方法により、温度上昇した飛翔体本体を、深宇宙を背景にして監視する。
　これにより、飛翔体情報がノイズに埋もれることなく飛翔体の監視が可能となる。
　衛星管制装置は、複数の監視衛星によって探知された高温対象を示す飛翔体情報を統合して時系列的な位置情報の変化を分析する飛翔経路予測装置として機能する。これにより、飛翔体の追跡ができ、飛翔経路の予測が可能となる。
　飛翔体が飛翔途中で間欠的に再噴射をして進行方向を変更しても、飛翔経路予測装置が進行方向を追跡して時系列情報を継続的に取得することにより、飛翔体に対する処置が可能となる。
　対処アセットとして、陸海空に配備された航空機、船舶および車両が存在する。その他に、地上設置型設備なども存在する。
　また、個別の対処アセットに対して直接に情報を伝送する手段がある。但し、セキュリティ上の制約などにより、個別の対処アセットの位置情報を開示できない場合がある。そのため、飛翔体対処システムが特別な専用システムを利用する場合、対処アセットへの指令および飛翔体情報を対処地上センター（地上システム）に集約し、対処地上センターから対処アセットに対する指令を実施することが合理的である。
　飛翔体対処システムの運用方法は、システム全体の構成方法および運用方法によって変わる。
　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。
　１０１　飛翔体追跡システム、１０２　飛翔体対処システム、１０３　飛翔体追跡システム、１０４　飛翔体対処システム、１０５　飛翔体追跡システム、１０６　飛翔体対処システム、１０９　飛翔体、１１０　衛星コンステレーション、１２０　監視衛星、１２０Ａ　第１監視衛星、１２０Ｂ　第２監視衛星、１２０Ｃ　第３監視衛星、１２１　通信装置、１２２　監視装置、１２３　推進装置、１２４　姿勢制御装置、１２５　衛星制御装置、１２６　電源装置、１３０　地上システム、１３１　通信装置、１３２　衛星管制装置、１３３　通信装置、１４０　対処アセット。

Claims (23)

  1. 　３機以上の監視衛星が、地球を周回しながら、対象時刻に互いに異なる緯度から、飛翔体が飛翔する地球周縁を監視して３つ以上の監視データを得て、前記３つ以上の監視データを送信し、
    　地上システムが、前記３つ以上の監視データを受信し、前記３つ以上の監視データに基づいて前記対象時刻における前記３機以上の監視衛星から前記飛翔体への３つ以上の視線方向を算出し、前記３つ以上の視線方向に基づいて前記対象時刻における前記飛翔体の位置を示す飛翔体座標値を算出し、前記飛翔体の予測の飛翔経路をそれぞれに表す複数の飛翔経路モデルから１つの飛翔経路モデルを前記飛翔体座標値に基づいて選択する
    飛翔経路モデル選択方法。
  2. 　前記地上システムは、前記３つ以上の視線方向に対応する３つの直線の交点の座標値を前記飛翔体座標値として算出する
    請求項１に記載の飛翔経路モデル選択方法。
  3. 　前記地上システムは、
    　飛翔経路モデルごとに、飛翔経路モデルに基づいて前記対象時刻における飛翔体１０９の予測の位置を示す予測座標値を算出し、
    　前記複数の飛翔経路モデルのうち、前記飛翔体座標値に最も近い予測座標値に対応する飛翔経路モデルを前記１つの飛翔経路モデルとして選択する
    請求項１または請求項２に記載の飛翔経路モデル選択方法。
  4. 　前記３機以上の監視衛星は、第１監視衛星と第２監視衛星と第３監視衛星とを含み、
    　前記第１監視衛星が、前記対象時刻に第１緯度から監視を行い、
    　前記第２監視衛星が、前記対象時刻に第２緯度から監視を行い、
    　前記第３監視衛星が、前記対象時刻に第３緯度から監視を行い、
    　前記第１緯度が、マイナス１０度からプラス１０度までの範囲内の緯度であり、
    　前記第２緯度が、プラス２０度からプラス４０度までの範囲内の緯度であり、
    　前記第３緯度が、プラス４０度からプラス６０度までの範囲内の緯度である
    請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の飛翔経路モデル選択方法。
  5. 　前記第３監視衛星は、傾斜軌道を飛翔して地球を周回し、
    　前記第３緯度が、前記傾斜軌道の北端部の緯度である
    請求項４に記載の飛翔経路モデル選択方法。
  6. 　前記３機以上の監視衛星は、第１監視衛星と第２監視衛星と第３監視衛星とを含み、
    　前記第１監視衛星が、前記対象時刻に第１緯度から監視を行い、
    　前記第２監視衛星が、前記対象時刻に第２緯度から監視を行い、
    　前記第３監視衛星が、前記対象時刻に第３緯度から監視を行い、
    　前記第１緯度が、プラス２０度からプラス４０度までの範囲内の緯度であり、
    　前記第２緯度が、プラス４０度からプラス６０度までの範囲内の緯度であり、
    　前記第３緯度が、プラス５０度以上の緯度である
    請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の飛翔経路モデル選択方法。
  7. 　前記第２監視衛星は、傾斜軌道を飛翔して地球を周回し、
    　前記第２緯度が、前記傾斜軌道の北端部の緯度である
    請求項６に記載の飛翔経路モデル選択方法。
  8. 　請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の飛翔経路モデル選択方法に使用される３機以上の監視衛星を有する衛星コンステレーションと、
    　前記飛翔経路モデル選択方法に使用される地上システムと、
    を備える飛翔体追跡システム。
  9. 　請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の飛翔経路モデル選択方法に使用される３機以上の監視衛星を有する衛星コンステレーションと、
    　前記飛翔経路モデル選択方法に使用される地上システムと、
    　飛翔体に対処するために互いに異なる場所に配置された複数の対処アセットと、
    を備え、
    　前記地上システムは、前記飛翔経路モデル選択方法によって飛翔経路モデルを選択し、選択した飛翔経路モデルを用いて各時刻の飛翔体座標値を算出し、各時刻の飛翔体座標値に基づいて前記複数の対処アセットから１つ以上の対処アセットを選択し、選択した１つ以上の対処アセットのそれぞれに前記飛翔体の情報を示す飛翔体情報データを送信する
    飛翔体対処システム。
  10. 　請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の飛翔経路モデル選択方法に使用される地上システム。
  11. 　監視衛星が、地球を周回しながら、飛翔体が飛翔する地球周縁を対象時刻に監視して監視データを得て、前記監視データを送信し、
    　地上システムが、前記監視データを受信し、前記飛翔体が前記対象時刻までに飛翔した飛翔距離を前記監視データに基づいて算出し、前記飛翔体の予測の飛翔経路をそれぞれに表す複数の飛翔経路モデルから１つの飛翔経路モデルを前記飛翔距離に基づいて選択する飛翔経路モデル選択方法。
  12. 　前記地上システムは、
    　飛翔経路モデルごとに、飛翔経路モデルに基づいて前記対象時刻における飛翔体１０９の予測の飛翔距離である予測距離を算出し、
    　前記複数の飛翔経路モデルのうち、前記飛翔距離に最も近い予測距離に対応する飛翔経路モデルを前記１つの飛翔経路モデルとして選択する
    請求項１１に記載の飛翔経路モデル選択方法。
  13. 　前記飛翔体は、地球の発射地点から発射されて経度方向に飛翔し、
    　前記監視衛星は、前記対象時刻に、マイナス２０度からプラス２０度までの範囲内の緯度から監視を行い、
    　前記地上システムは、前記経度方向における前記飛翔距離に基づいて前記１つの飛翔経路モデルを選択する
    請求項１１または請求項１２に記載の飛翔経路モデル選択方法。
  14. 　前記飛翔体は、地球の発射地点から発射されて極域を飛翔し、
    　前記監視衛星は、前記対象時刻に、プラス３０度以上の緯度から監視を行い、
    　前記地上システムは、緯度方向における前記飛翔距離に基づいて前記１つの飛翔経路モデルを選択する
    請求項１１または請求項１２に記載の飛翔経路モデル選択方法。
  15. 　請求項１１から請求項１４のいずれか１項に記載の飛翔経路モデル選択方法に使用される監視衛星を有する衛星コンステレーションと、
    　前記飛翔経路モデル選択方法に使用される地上システムと、
    を備える飛翔体追跡システム。
  16. 　請求項１１から請求項１４のいずれか１項に記載の飛翔経路モデル選択方法に使用される監視衛星を有する衛星コンステレーションと、
    　前記飛翔経路モデル選択方法に使用される地上システムと、
    　飛翔体に対処するために互いに異なる場所に配置された複数の対処アセットと、
    を備え、
    　前記地上システムは、前記飛翔経路モデル選択方法によって飛翔経路モデルを選択し、選択した飛翔経路モデルを用いて各時刻の飛翔体座標値を算出し、各時刻の飛翔体座標値に基づいて前記複数の対処アセットから１つ以上の対処アセットを選択し、選択した１つ以上の対処アセットのそれぞれに前記飛翔体の情報を示す飛翔体情報データを送信する
    飛翔体対処システム。
  17. 　請求項１１から請求項１４のいずれか１項に記載の飛翔経路モデル選択方法に使用される地上システム。
  18. 　監視衛星が、地心方向を監視して発射時の噴射が終了した後の再噴射時の飛翔体に対する監視データを得て、前記監視データを送信し、
    　地上システムが、前記監視データを受信し、前記監視データに基づいて前記再噴射時における前記監視衛星から前記飛翔体への視線方向を算出し、前記視線方向に基づいて前記再噴射時における前記飛翔体の位置を示す飛翔体座標値を算出し、前記飛翔体の予測の飛翔経路をそれぞれに表す複数の飛翔経路モデルから１つの飛翔経路モデルを前記飛翔体座標値に基づいて選択する
    飛翔経路モデル選択方法。
  19. 　前記地上システムは、前記複数の飛翔経路モデルに基づいて前記再噴射時における前記飛翔体の予測高度を算出し、前記視線方向を通る直線と前記予測高度を表す平面との交点の座標値を前記飛翔体座標値として算出する
    請求項１８に記載の飛翔経路モデル選択方法。
  20. 　前記地上システムは、
    　飛翔経路モデルごとに、飛翔経路モデルに基づいて前記再噴射時における飛翔体１０９の予測の位置を示す予測座標値を算出し、
    　前記複数の飛翔経路モデルのうち、前記飛翔体座標値に最も近い予測座標値に対応する飛翔経路モデルを前記１つの飛翔経路モデルとして選択する
    請求項１８または請求項１９に記載の飛翔経路モデル選択方法。
  21. 　請求項１８から請求項２０のいずれか１項に記載の飛翔経路モデル選択方法に使用される監視衛星を有する衛星コンステレーションと、
    　前記飛翔経路モデル選択方法に使用される地上システムと、
    を備える飛翔体追跡システム。
  22. 　請求項１８から請求項２０のいずれか１項に記載の飛翔経路モデル選択方法に使用される監視衛星を有する衛星コンステレーションと、
    　前記飛翔経路モデル選択方法に使用される地上システムと、
    　飛翔体に対処するために互いに異なる場所に配置された複数の対処アセットと、
    を備え、
    　前記地上システムは、前記飛翔経路モデル選択方法によって飛翔経路モデルを選択し、選択した飛翔経路モデルを用いて各時刻の飛翔体座標値を算出し、各時刻の飛翔体座標値に基づいて前記複数の対処アセットから１つ以上の対処アセットを選択し、選択した１つ以上の対処アセットのそれぞれに前記飛翔体の情報を示す飛翔体情報データを送信する
    飛翔体対処システム。
  23. 　請求項１８から請求項２０のいずれか１項に記載の飛翔経路モデル選択方法に使用される地上システム。
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