特許ウォッチ

公開番号2025084780
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-03
出願番号2025019123,2023132349
出願日2025-02-07,2021-09-17
発明の名称地上設備
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人クロスボーダー特許事務所
主分類B64G 3/00 20060101AFI20250527BHJP(航空機;飛行;宇宙工学)
要約【課題】監視システムにより取得した衛星情報をほぼリアルタイムで地上設備に伝送するとともに、ほぼリアルタイムで各衛星を制御する技術を提供する。
【解決手段】監視システムにおいて、第1の衛星コンステレーション831を構成する衛星は、第2の衛星コンステレーション832を経由して地上設備との情報授受を実施する。第1の衛星コンステレーション831は、傾斜円軌道を1日に複数周回する。第1の衛星コンステレーション831に含まれる複数の衛星によって形成される複数の軌道面は、互いの法線がアジマス方向において均等な角度づつずれている。地上設備は、各軌道面の飛翔位置が同期制御されており、第1の衛星コンステレーション831と第2の衛星コンステレーション832を経由して情報伝送し、第1の衛星コンステレーション831と第2の衛星コンステレーション832の各々を構成する衛星をコマンドにより制御する。
【選択図】図31
特許請求の範囲【請求項１】
３機以上の衛星から成る衛星群が連携して地球、飛翔体、および宇宙物体を監視する第１の衛星コンステレーションと、
前記第１の衛星コンステレーションを構成する衛星と情報授受を実施する地上設備と、
軌道高度８００ｋｍ以上の太陽同期軌道を均等配置で飛翔し、同一軌道面の前後を飛翔する衛星と通信する６機以上の通信衛星からなる通信衛星群が連携して、衛星情報を中継する第２の衛星コンステレーションと
を備える監視システムに含まれる地上設備であって、
前記第１の衛星コンステレーションを構成する衛星は、
前記第２の衛星コンステレーションを経由して前記地上設備との情報授受を実施し、
前記第１の衛星コンステレーションは、
軌道高度１０００ｋｍ以上６０００ｋｍ以下の傾斜円軌道を１日に複数周回し、
前記第１の衛星コンステレーションに含まれる複数の衛星によって形成される複数の軌道面は、
互いの法線がアジマス方向において均等な角度ずつずれており、各軌道面の飛翔位置が同期制御されており、
前記地上設備は、
前記第１の衛星コンステレーションと前記第２の衛星コンステレーションを経由して情報伝送し、前記第１の衛星コンステレーションと前記第２の衛星コンステレーションの各々を構成する衛星をコマンドにより制御する地上設備。
続きを表示（約 2,800 文字）【請求項２】
軌道高度５００ｋｍ以上２０００ｋｍ以下の地球周回軌道であるＬＥＯ（ＬｏｗＥａｒｔｈＯｒｂｉｔ）を飛翔するユーザ衛星から成るユーザ衛星群と、
ＬＳＴ０６：００またはＬＳＴ１８：００の太陽同期軌道を飛翔する複数の通信衛星から成る通信衛星群と、
地上設備と、
により構成される衛星情報伝送システムに含まれる地上設備であって、
前記通信衛星群は、各通信衛星が前後を飛翔する通信衛星と通信し、
前記地上設備と通信する第１の衛星と、前記ユーザ衛星と通信する第２の衛星と、を備え、
前記ユーザ衛星と前記地上設備とは、
前記通信衛星群を経由して情報授受を実施し、
前記地上設備は、
前記第１の衛星と光通信し、被雲率が所定の値より高い地域である場合は前記第１の衛星と電波通信する地上設備。
【請求項３】
赤道上空軌道を飛翔し、同一軌道面の進行方向前後の衛星と通信する第１の通信装置を具備する複数の衛星が円環状通信網を形成する第１の通信コンステレーションと、
太陽同期軌道を飛翔し、同一軌道面の進行方向前後の衛星と通信する第１の通信装置を具備する複数の衛星が円環状通信網を形成する第２の通信コンステレーションと、
地上設備と
により構成される衛星情報伝送システムに含まれる地上設備であって、
前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションとの各衛星は、
前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションとが通信する第２の通信装置を具備し、前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションとを経由して衛星情報を地上設備に伝送し、
前記地上設備は、
前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションがそれぞれ円環状通信網を形成するように、前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションを経由して情報伝送し、前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションの各々を構成する衛星をコマンドにより制御する地上設備。
【請求項４】
赤道上空軌道を飛翔し、同一軌道面の進行方向前後の衛星と通信する第１の通信装置を具備する複数の衛星が円環状通信網を形成する第１の通信コンステレーションと、
太陽同期軌道を飛翔し、同一軌道面の進行方向前後の衛星と通信する第１の通信装置を具備する複数の衛星が円環状通信網を形成する第２の通信コンステレーションと、
傾斜軌道を飛翔し、同一軌道面の進行方向前後の衛星と通信する第１の通信装置を具備する複数の衛星が円環状通信網を形成する第３の通信コンステレーションと、
地上設備と
により構成される衛星情報伝送システムに含まれる地上設備であって、
前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションと前記第３の通信コンステレーションとの各衛星は、
前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーション、または、前記第２の通信コンステレーションと前記第３の通信コンステレーション、または、前記第３の通信コンステレーションと前記第１の通信コンステレーション、とが通信する第２の通信装置を具備し、前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションと前記第３の通信コンステレーションとの少なくとも２つを経由して衛星情報を地上設備に伝送し、
前記地上設備は、
前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションと前記第３の通信コンステレーションがそれぞれ円環状通信網を形成するように、前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションと前記第３の通信コンステレーションの少なくとも２つを経由して情報伝送し、前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションの各々を構成する衛星をコマンドにより制御する地上設備。
【請求項５】
太陽同期軌道を飛翔し、同一軌道面の進行方向前後の衛星と通信する第１の通信装置を具備する複数の衛星が円環状通信網を形成する第１の通信コンステレーションと、
前記第１の通信コンステレーションとは異なるＬＳＴ（ＬｏｃａｌＳｕｎＴｉｍｅ）の太陽同期軌道を飛翔し、同一軌道面の進行方向前後の衛星と通信する第１の通信装置を具備する複数の衛星が円環状通信網を形成する第２の通信コンステレーションと、
地上設備と
により構成される衛星情報伝送システムに含まれる地上設備であって、
前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションとの各衛星は、
前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションとが極域近傍通過時に通信する第２の通信装置を具備し、
前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションを経由して衛星情報を地上設備に伝送し、
前記地上設備は、
前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションがそれぞれ円環状通信網を形成するように、前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションを経由して情報伝送し、前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションの各々を構成する衛星をコマンドにより制御する地上設備。
【請求項６】
赤道上空軌道を飛翔し、同一軌道面の進行方向前後の衛星と通信する第１の通信装置を具備する複数の衛星が円環状通信網を形成する第１の通信コンステレーションと、
傾斜軌道を飛翔し、同一軌道面の進行方向前後の衛星と通信する第１の通信装置を具備する複数の衛星が円環状通信網を形成する第２の通信コンステレーションと、
地上設備と
により構成される衛星情報伝送システムに用いられる地上設備であって、
前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションとの各衛星は、
前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションとが通信する第２の通信装置を具備し、前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションを経由して衛星情報を地上設備に伝送し、
前記地上設備は、
前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションがそれぞれ円環状通信網を形成するように、前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションを経由して情報伝送し、前記第１の通信コンステレーションと前記第２の通信コンステレーションの各々を構成する衛星をコマンドにより制御する地上設備。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、地上設備、通信衛星、構成衛星、人工衛星、通信衛星コンステレーション、衛星コンステレーション、および、衛星に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
通信衛星を経由する遠距離あるいは辺境地域との情報授受、気象衛星ひまわりの画像を使った天気予報、および、準天頂測位衛星による地理空間情報の活用といった、衛星を使った社会インフラストラクチャは社会生活に定着している。これらの実用衛星群が社会生活に不可欠なクリティカルインフラストラクチャとなっている。
一方で、宇宙環境の物体数増加によるデブリ衝突といった要因により、クリティカルインフラストラクチャの故障あるいは喪失のリスクを伴う危険事象が増加している。
そこで、クリティカルインフラストラクチャを見守り、必要であれは危険回避行動をとる仕組みが必要になっている。
【０００３】
特許文献１は、太陽光が逆光になる空間でスペースデブリを観測するための方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１１－２１８８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
地球周回軌道（ＬＥＯ）を飛翔する衛星群では、緊急対応を要する事態が発生した場合にインフラストラクチャ衛星が地球の裏側を飛翔していると、見守りセンターとの通信環境確保ができないという課題がある。なお、地球周回軌道は、例えば、軌道高度５００ｋｍ以上２０００ｋｍ以下の軌道である。ＬＥＯは、ＬｏｗＥａｒｔｈＯｒｂｉｔの略語である。
特許文献１には、地球周回軌道において、クリティカルインフラストラクチャを見守る方法については開示されていない。
【０００６】
本開示は、地球周回軌道を飛翔する衛星群において、見守り衛星と見守りセンターとの通信環境を確保することを目的とする。特に、監視システムにより取得した衛星情報をほぼリアルタイムで地上設備に伝送するとともに、ほぼリアルタイムで各衛星を制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る
３機以上の衛星から成る衛星群が連携して地球、飛翔体、および宇宙物体を監視する第１の衛星コンステレーションと、
前記第１の衛星コンステレーションを構成する衛星と情報授受を実施する地上設備と、
軌道高度８００ｋｍ以上の太陽同期軌道を均等配置で飛翔し、同一軌道面の前後を飛翔する衛星と通信する６機以上の通信衛星からなる通信衛星群が連携して、衛星情報を中継する第２の衛星コンステレーションと
を備える監視システムに含まれる地上設備であって、
前記第１の衛星コンステレーションを構成する衛星は、
前記第２の衛星コンステレーションを経由して前記地上設備との情報授受を実施し、
前記第１の衛星コンステレーションは、
軌道高度１０００ｋｍ以上６０００ｋｍ以下の傾斜円軌道を１日に複数周回し、
前記第１の衛星コンステレーションに含まれる複数の衛星によって形成される複数の軌道面は、
互いの法線がアジマス方向において均等な角度ずつずれており、各軌道面の飛翔位置が同期制御されており、
前記地上設備は、
前記第１の衛星コンステレーションと前記第２の衛星コンステレーションを経由して情報伝送し、前記第１の衛星コンステレーションと前記第２の衛星コンステレーションの各々を構成する衛星をコマンドにより制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示に係る地上設備では、監視システムにより取得した衛星情報をほぼリアルタイムで地上設備に伝送できるとともに、ほぼリアルタイムで各衛星を制御することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施の形態１に係る衛星見守りシステムの全体構成例を示す図。
実施の形態１に係る見守りセンターの構成例を示す図。
実施の形態１に係る宇宙物体の一例である衛星の構成例を示す図。
実施の形態１に係る通信衛星の構成例を示す図。
実施の形態１に係る観測衛星の構成例を示す図。
実施の形態１に係る観測衛星の構成の別例を示す図。
実施の形態１に係る衛星見守りシステムの構成例を示す図。
実施の形態１に係る通信衛星群の構成例３を示す図。
実施の形態１に係る通信衛星群の構成例４を示す図。
実施の形態１に係る通信衛星群の通信方式を示す図。
実施の形態２に係る衛星情報伝送システムの構成例を示す図。
実施の形態２に係る衛星情報伝送システムの全体構成例を示す図。
実施の形態２に係る通信衛星群の通信方式を示す図。
実施の形態３に係る地上設備を説明する図を示す図。
実施の形態３に係る通信衛星の例１を説明する図を示す図。
実施の形態３に係る衛星情報伝送システムの例を示す図を示す図。
実施の形態３に係る通信衛星の例２を説明する図を示す図。
実施の形態４に係る監視システムの構成例を示す図。
実施の形態４に係る第１の衛星コンステレーションの例１の構成例を示す図。
実施の形態４に係る第１の衛星コンステレーションの例２の構成例を示す図。
実施の形態４に係る第２の衛星コンステレーションの例４の構成例を示す図。
実施の形態５に係る衛星情報伝送システムの通信方式例１を示す図。
実施の形態５に係る衛星情報伝送システムの全体構成例を示す図。
実施の形態５に係る衛星情報伝送システムの通信方式例６を示す図。
実施の形態６に係る人工衛星の構成例を示す図。
実施の形態６に係る通信衛星コンステレーションの構成例を示す図。
実施の形態６に係る衛星コンステレーションの構成例を示す図。
実施の形態６に係る衛星コンステレーションの構成の別例を示す図。
実施の形態６に係る衛星情報伝送システムの例１の構成例を示す図。
実施の形態６に係る衛星情報伝送システムの例２の構成例を示す図。
実施の形態６に係る衛星情報伝送システムの例３の構成例を示す図。
実施の形態６に係る衛星情報伝送システムの例４の構成例を示す図。
実施の形態６に係る衛星情報伝送システムの例５の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。また、以下の図面では各構成の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「表」、「裏」といった方向あるいは位置が示されている場合がある。それらの表記は、説明の便宜上、そのように記載しているだけであって、装置、器具、あるいは部品といった構成の配置および向きを限定するものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許