衛星の観測計画立案装置、方法、及びプログラム
【課題】観測対象となる領域が広域である場合にも効率よく観測できる手法を提供する。
【解決手段】観測計画立案プログラムは、地表面上の観測対象領域を含むメッシュからなる観測対象メッシュ群を選定し、複数の時刻における衛星の軌道１周回の地上軌跡を規定する複数のパスの中から、観測対象メッシュ群を所定の期間内に観測可能な複数の候補パスを選定し、衛星に対する複数の姿勢制御条件の各々に対して、姿勢制御条件によって定まる衛星の観測範囲を用いて、時刻の早い候補パスから順に候補パスをサーチして、複数の候補パスの中で、観測対象メッシュ群の全体の観測を完了するまでに必要となる要観測パスと、観測対象メッシュ群の全体の観測が完了する観測完了時刻とを特定し、姿勢制御条件毎に特定された要観測パスの数及び観測完了時刻の少なくとも一方を用いて複数の姿勢制御条件の評価結果を出力する、処理をコンピュータに実行させる。
【解決手段】観測計画立案プログラムは、地表面上の観測対象領域を含むメッシュからなる観測対象メッシュ群を選定し、複数の時刻における衛星の軌道１周回の地上軌跡を規定する複数のパスの中から、観測対象メッシュ群を所定の期間内に観測可能な複数の候補パスを選定し、衛星に対する複数の姿勢制御条件の各々に対して、姿勢制御条件によって定まる衛星の観測範囲を用いて、時刻の早い候補パスから順に候補パスをサーチして、複数の候補パスの中で、観測対象メッシュ群の全体の観測を完了するまでに必要となる要観測パスと、観測対象メッシュ群の全体の観測が完了する観測完了時刻とを特定し、姿勢制御条件毎に特定された要観測パスの数及び観測完了時刻の少なくとも一方を用いて複数の姿勢制御条件の評価結果を出力する、処理をコンピュータに実行させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
いくつかの実施形態は衛星の観測計画立案装置、方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地球観測衛星１は、例えば一般的なものでは極（北極点２及び南極点３）付近上空を通過する円軌道４を、高度：数１００ｋｍ〜１０００ｋｍで、一周に約９０分〜１００分をかけて１日に１４〜１５周回する（図１（ａ））。地球観測衛星１の軌道４が地球赤道面５上を通過する地点は昇交点６／降交点７と呼ばれており（図１（ｂ））、通常、昇交点６の位置を基準にして地球観測衛星１の軌道１周回が定義されている。地球８は矢印９に示す方向に地軸１０の周りを自転しているので、昇交点６における衛星直下点経度は地球観測衛星１が周回する毎にずれていく。地球観測衛星１の軌道４は、地球観測衛星１の高度を適切に選択することにより、地球観測衛星１の地上軌跡１３が特定の経度を周期的に通過するように設計されている。
【０００３】
図２は、地球８を周回する地球観測衛星１の赤道１１から中緯度付近でのパス１２を例示する図である。地球観測衛星１の軌道１周回に対応した地上軌跡１３は、赤道１１の通過時の経度（交点経度１４）で識別することができる。一般に、軌道１周回に対応した地上軌跡１３は“パス（ＰＡＴＨ）”と呼ばれおり、交点経度１４に通番を付与して識別している。この番号は“パス番号”と呼ばれており、図２では、６本のパス１２の左側にパス番号（４６番〜５１番）を付した。交点経度１４の数、及び地球観測衛星１がどのような順序で交点経度１４を通過するかは、準回帰条件と言い、以下の３つのパラメータで規定することができる。
Ｎ： 日周回数（１日の周回数を四捨五入した整数）
Ｍ： 回帰日数（同一交点経度を再び通過するまでの日数）
Ｌ： 日移動数（翌日、東へいくつずれた交点経度を通過するか）
ここで、交点経度の数は Ｘ＝Ｎ×Ｍ＋Ｌ で表される。
【０００４】
図２は、地球観測衛星１の軌道４が、各周回で西に５つトビに交点経度１４を通過し、更に、翌日は東に２つずれた交点経度１４を通過する場合の例を示している。この場合、１日目の１周回目にパス番号：５１番のパス、２周回目にパス番号：４６番のパスを通過し、２日目の１周回目にパス番号：４８番、３日目の１周回目にパス番号：５０番というように、通過する交点経度１４がずれて行く。そして、４日目にパス番号：４７番、５日目にパス番号：４９番のパスを通過し、６日目に元のパス番号：５１番のパスに戻る。なお、図２に示す６本のパスの通過順序（１番〜７番）をパスの右側に付した。従って、図２の例では５日間で全交点を通過することになる（即ち、Ｍ＝５、Ｌ＝２）。このようにして、地球観測衛星１は複数のパス１２をかけて地表面１５上をまんべんなく通過して観測対象の地点を観測する。
【０００５】
図３は、地球観測衛星１による地表面１５の観測を例示する。図３に示すように、地球観測衛星１はパス１２毎の衛星１の軌道４に沿って進行しながら観測を行う。地球観測衛星１によって観測可能な領域範囲は、地球観測衛星１の観測センサ１６の視野角に依存している。観測センサ１６の視野角は、衛星１の進行方向に対する垂直面内での衛星直下点からの角度で定義される。図３においては視野角はθ１及びθ２で表されており、衛星１の進行方向に対する垂直面上に衛星直下点から視野角θ１及びθ２で引いた直線が地表面１５と交わる位置Ｗ１及びＷ２（観測センサ１６の視野端）の間の距離が観測幅Ｗとなる。衛星１はパス１２に沿って進行しながら観測センサ１６の視野角に対応した観測幅Ｗで地表面１５を刈り取って（観測）いく。
【０００６】
図４は、地球観測衛星１による観測対象の地点の観測を例示する。図４において、★１８は観測対象の地点を表している。パス番号：４６番、４８番、５１番のパス１２に沿った灰色で示す領域１９は、各パス１２において地球観測衛星１の観測センサ１６で観測可能な領域をそれぞれ示している。また、パス番号：４６番、４８番、５１番のパス１２上に示す太枠は観測シーン１７を表す。観測シーン１７は地球観測データの提供、注文、及び売買の際に用いられる地表面１５上の領域を表す単位であり、地球観測データの取引は一般に“観測シーン”単位で行われている。上記で説明したように地球観測衛星１は特定の地上軌跡１３を通過するので、一般に、観測シーン１７は地上軌跡１３を基準として定義されている。観測シーン１７は例えば図４に示されるように、目標とする観測対象の地点★１８が包含されるように切り出される。観測シーン１７の幅は観測センサ１６のセンサ視野角θで決まり、観測シーン１７の長さは衛星１の観測継続可能な時間の制約等で決まる。地球観測衛星１は、図４に示すように複数のパス１２をかけて地表面１５上をまんべんなく通過し、地表面１５上の様々な位置にある観測対象の地点★１８を観測する。
【０００７】
近年、衛星姿勢制御系のアジリティ性能向上に伴い、衛星姿勢を変えて観測地点を観測する技術が開発されてきている。
これに関し、方向制御パラメータテーブルのサイズ及びテーブル作成計算量の削減を図る技術が知られている。
【０００８】
また、観測センサ条件や観測運用要求を考慮して軌道パラメータの算出を行うことが可能な軌道パラメータ算出プログラムを提供する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−３２７２００号公報
【特許文献２】特開２００６−９８３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、観測対象となる地点が広域である場合に衛星姿勢のアジリティを考慮して効率よく観測できる手法は無かった。本発明に係るいくつかの実施形態は、観測対象となる地点が広域である場合にも衛星姿勢のアジリティを考慮して効率よく観測できる手法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一つの態様の観測計画立案プログラムは、地表面を区分することで形成される複数のメッシュの中から、観測対象領域を含むメッシュからなる観測対象メッシュ群を選定し、複数の時刻における衛星の軌道１周回の地上軌跡を規定する複数のパスの中から、観測対象メッシュ群を所定の期間内に観測可能な複数の候補パスを選定し、衛星に対する複数の姿勢制御条件の各々に対して、姿勢制御条件によって定まる衛星の観測範囲を用いて、時刻の早い候補パスから順に候補パスをサーチして、複数の候補パスの中で、観測対象メッシュ群の全体の観測を完了するまでに必要となる要観測パスと、観測対象メッシュ群の全体の観測が完了する観測完了時刻とを特定し、姿勢制御条件毎に特定された要観測パスの数及び観測完了時刻の少なくとも一方を用いて複数の姿勢制御条件の評価結果を出力する、処理をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１２】
上述の態様により、観測対象となる地点が広域である場合にも衛星姿勢のアジリティを考慮して効率よく観測を実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】地球を周回する地球観測衛星の衛星軌道を例示する図である。
【図２】地球を周回する地球観測衛星の赤道から中緯度付近でのパスを例示する図である。
【図３】地球観測衛星による地表面の観測を例示する図である。
【図４】地球観測衛星による観測対象の地点の観測と観測シーンとを例示する図である。
【図５】一実施形態に係る衛星の姿勢を説明する図である。
【図６】一実施形態に係るロール制御を行った場合の衛星の観測範囲を例示する図である。
【図７】一実施形態に係るロール・ヨー制御を行った場合の衛星の観測範囲を例示する図である。
【図８】一実施形態に係る姿勢制御を用いた観測シーンの切り出しを例示する図である。
【図９】一実施形態に係る地表面上の１つの観測対象領域と、その観測対象領域に含まれるメッシュからなる観測対象メッシュ群とを例示する図である。
【図１０】一実施形態に係るメッシュ点情報テーブルを例示する図である。
【図１１】一実施形態に係る観測対象メッシュ点テーブルを例示する図である。
【図１２】一実施形態に係る衛星軌道暦情報を例示する図である。
【図１３】一実施形態に係るパス情報テーブルを例示する図である。
【図１４】一実施形態に係る候補パステーブルを例示する図である。
【図１５】一実施形態に係る姿勢制御条件テーブルを例示する図である。
【図１６】一実施形態に係る観測時間を変更した際の観測範囲の変化を例示する図である。
【図１７】一実施形態に係る衛星の観測センサの視野端ポインティング位置ベクトルの算出について説明する図である。
【図１８】一実施形態に係る観測範囲と観測対象メッシュ点との配置をベクトルで表す図である。
【図１９】一実施形態に係る観測対象メッシュ点の観測可否判定処理について説明する図である。
【図２０】いくつかの実施形態に係る観測計画立案処理の動作フロー図である。
【図２１】第１の実施形態に係るロール制御の姿勢制御条件での或る時刻における観測範囲を例示する図である。
【図２２】第１の実施形態に係る観測パス管理テーブルを例示する図である。
【図２３】第１の実施形態に係るロール制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理の動作フロー図である。
【図２４】第１の実施形態に係るロール制御を用いる場合の評価材料テーブルを例示する図である。
【図２５】第１の実施形態に係るロール制御を用いる場合の評価結果テーブルを例示する図である。
【図２６】第２の実施形態に係るロール・ヨー制御の姿勢制御条件での或る時刻における観測範囲を例示する図である。
【図２７】第２の実施形態に係る観測一次テーブルを例示する図である。
【図２８】第２の実施形態に係る観測二次テーブルを例示する図である。
【図２９】第２に実施形態に係るロール・ヨー制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理の動作フロー図である。
【図３０】第２の実施形態に係るロール・ヨー制御を用いる場合の評価材料テーブルを例示する図である。
【図３１】第２の実施形態に係るロール・ヨー制御を用いる場合の評価結果テーブルを例示する図である。
【図３２】第３の実施形態に係るロール制御及びロール・ヨー制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理の動作フロー図である。
【図３３】第３の実施形態に係るロール制御及びロール・ヨー制御を用いる場合の評価結果テーブルを例示する。
【図３４】いくつかの実施形態に係る観測計画立案装置の機能ブロックを例示す図である。
【図３５】いくつかの実施形態に係る観測計画立案装置のハードウェア構成を例示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
いくつかの実施形態について図面を参照しながら以下に詳細に説明する。複数の図面において対応する要素には同一の符号を付した。なお、以下で述べる、いくつかの実施形態は衛星１０１が、地球観測衛星である場合を例にとり説明するが、本発明に係る実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、衛星１０１は緯度／経度が規定できる天体の周回宇宙機であってもよい。
【００１５】
図３４は、いくつかの実施形態に係る観測計画立案装置２００の機能ブロックを例示する図であり、また、図３５は、いくつかの実施形態に係る観測計画立案装置２００のハードウェア構成を例示する図である。以下の説明では、適宜これらの図面の機能ブロック及びハードウェア構成を参照しながら説明を行う。
【００１６】
初めに図５から図８を参照して、一実施形態に係る姿勢制御を用いた観測対象領域１０８の観測について簡単に説明する。図５は、一実施形態に係る衛星１０１の姿勢を説明する図である。図６は、一実施形態に係るロール制御を行った場合の衛星１０１の観測範囲１０５を例示する図である。図７は、一実施形態に係るロール・ヨー制御を行った場合の衛星１０１の観測範囲１０５を例示する図である。図８は、一実施形態に係る姿勢制御を用いた観測シーン１０４の切り出しを例示する図である。
【００１７】
図５を参照して地球１０３を観測センサ１０２で観測する衛星１０１の衛星姿勢について説明する。なお、以下の説明では右手系を例に説明を行うが、本発明に係る実施形態は、これに限定されるものではなく、例えば左手系に合わせて実施形態を変更した変形形態も包含する。まず、衛星１０１の軌道１１６を基準とする衛星軌道座標系を以下のように定義する。
Ｚ軸： 地球１０３の地心方向
Ｘ軸： 軌道面内でＺ軸に垂直な衛星１０１の進行方向
Ｙ軸： ＺＸに対して右手系で定義（軌道面に垂直方向）
【００１８】
続いて、衛星１０１の機体の機体軸を決める。衛星１０１の機体に固定された互いに垂直な三軸を機体軸：ロール軸、ピッチ軸、及びヨー軸として決める。このロール軸、ピッチ軸、及びヨー軸がＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の方向とそれぞれ一致している状態を三軸安定姿勢、又は姿勢角＝０と呼ぶ。以降の説明では、このように決めた三軸安定姿勢での衛星直下点の位置を、観測センサ１０２の中心視点１０７と呼ぶ。観測センサ１０２の中心視点１０７は、三軸安定姿勢では地上軌跡１０６上を動く。また更に、この三軸安定姿勢における観測センサ１０２の視野に関して、以降では説明の簡便のために、衛星１０１の進行方向に右ねじの進む方向を合わせた場合に、右ねじの回転方向と一致する方向の視野角をθ１とし、その視野端をＷ１とする。また、右ねじの回転方向とは逆の回転方向の視野角をθ２とし、その視野端をＷ２とする（図３を参照）。
【００１９】
衛星１０１の姿勢制御とは、機体軸周りに衛星機体を回転させることである。例えば、衛星機体をロール軸の周りに回転させることをロール制御と呼ぶ。同様に、ピッチ軸周りに回転させることをピッチ制御、ヨー軸の周りに回転させることをヨー制御と呼ぶ。また、アジリティ性能とは、衛星１０１が姿勢角を動的に変更する能力を言う。なお、以降の説明では、ロール軸、ピッチ軸、及びヨー軸のいずれの軸を回転させる場合においても、ロール軸、ピッチ軸、ヨー軸のそれぞれの軸の方向に、右ねじの進む方向を合わせた場合に、右ねじの回転方向と一致する軸の回転方向を正の回転方向とし、逆の回転方向を負の回転方向とする。しかしながら、本発明に係る実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、回転方向の正及び負を逆向きにとってもよい。
【００２０】
図６及び図７を参照して、ロール制御及びロール・ヨー制御を実施した場合における衛星１０１の観測範囲１０５について説明する。
図６は、本発明の一実施形態に係るロール制御を行った場合の衛星１０１の観測範囲１０５を例示する図である。図６（ａ）は、ロール制御を実施した場合の衛星１０１の観測幅Ｗの位置を例示している。図６（ａ）において、ロール軸は紙面垂直手前方向である。図６（ａ）に破線で示すように、衛星１０１の観測センサ１０２は姿勢角＝０では衛星直下点から角度θ１及びθ２の視野角の範囲を観測幅Ｗとしている。ロール制御によりロール軸の周りを角度αで回転させると、図６（ａ）において実線で示すように、衛星１０１の観測センサ１０２は観測幅Ｗの位置はずれる。図６（ｂ）は、図６（ａ）を衛星１０１の真上から見た状態である。
【００２１】
図６（ｂ）に示されるように、ロール制御を行うことで、衛星１０１は姿勢角＝０で観測センサ１０２の中心視点１０７を地上軌跡１０６に沿わせて観測するよりも地上軌跡１０６からより離れた領域を観測することができる。ロール制御では、角度αで位置がずれた観測幅Ｗの領域を、衛星１０１の進行方向に沿って観測していく。例えば、観測時刻Ｔを中心に観測時間ΔＴの長さで観測を行うとした場合、観測開始時刻Ｔ−ΔＴ／２における観測センサ１０２の視野端の位置をＷ１ｓ及びＷ２ｓとする。また、観測終了時刻Ｔ＋ΔＴ／２における観測センサ１０２の視野端の位置をＷ１ｅ及びＷ２ｅとする。このとき、Ｗ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ及びＷ２ｅで囲われる範囲が観測範囲１０５として観測される。
【００２２】
図７は、本発明の一実施形態に係るロール制御とヨー制御とを実施（以降、ロール・ヨー制御とも称する）した場合の衛星１０１の観測範囲１０５を例示する図である。図７は、衛星１０１を真上から見た状態である。ロール・ヨー制御を行うことにより、例えば図７に示されるように、観測センサ１０２の中心視点１０７の軌跡及び観測幅Ｗが地上軌跡１０６に対して傾いた観測範囲１０５を衛星１０１で観測することができる。図７に示す観測範囲１０５は、角度βでヨー制御を行い、そのヨー角βを維持しつつ、観測開始時刻Ｔｏｓから観測終了時刻Ｔｏｅにかけて、ロール角を＋αから−αまで均一な速度で徐々に変化させることにより観測される。観測時間ΔＴ及びロール角α、ヨー角βの限界値は衛星１０１の仕様等で決まる。
【００２３】
以上で図６及び図７を参照して述べたように、ロール制御及びロール・ヨー制御を行うことで、衛星１０１の地上軌跡１０６からより離れた範囲を観測したり、及び観測センサ１０２の中心視点１０７の軌跡及び観測幅Ｗが地上軌跡１０６に対して傾いた領域を観測したりすることができる。
【００２４】
図８は、姿勢制御を用いない場合と、一実施形態に係る姿勢制御を用いる場合の観測シーン１０４の切り出しを例示する図である。図８（ａ）は姿勢制御を用いず、観測センサ１０２の中心視点１０７が地上軌跡１０６に張り付いた姿勢（即ち姿勢角＝０）で観測対象領域１０８を観測する場合の例である。図８（ａ）に示されるように、姿勢角＝０に固定して観測する場合、Ｎ日の観測では観測対象領域１０８の全体を観測しきることができない。図示されるように、観測を完了するためにはパス１０９が２パス必要であり、観測はＮ＋３日に完了する。また、姿勢角＝０では観測シーン１０４の数も２シーン必要である。
【００２５】
一方、図８（ｂ）に示されるように、ロール制御を用いた場合には、Ｎ日の観測で観測対象領域１０８の観測を完了することができる。従って、観測を完了するまでに必要なパス数は１パスで済み、観測はＮ日で完了する。また、必要な観測シーン１０４の数も１シーンで済む。即ち、ロール制御を行って観測を行うことで、より早くに観測を完了することができる。そのため、観測対象領域１０８の観測を依頼した顧客に、いち早く観測結果を提供することができる。また、観測に必要な観測シーン１０４の数もより少なくすることができる。一般に、地球観測データの提供、注文、及び売買は、“シーン”単位で行われているため、シーン数を削減することは、顧客にとってコストダウンに繋がり有益である。或いは、地球観測データを提供する側にとっても、観測結果を少ないパス数で得たことにより空いた時間で、別な領域を観測することが可能となり、有益である。
【００２６】
図８（ｃ）、図８（ｄ）、及び図８（ｅ）は、姿勢制御を用いる場合と用いない場合の観測シーン１０４の切り出しの別な例である。図８（ｃ）は姿勢制御を用いず、姿勢角＝０で観測対象領域１０８を観測する場合の例である。図８（ｃ）に示されるように、姿勢角＝０に固定して観測する場合、観測対象領域１０８の観測を完了するまでに３パスが必要であり観測が完了するのはＮ＋５日である。また、観測シーン１０４の数も３シーン必要である。
【００２７】
一方、図８（ｄ）に示されるように、ロール制御を用いた場合には、Ｎ＋３日の観測で観測対象領域１０８の観測を完了することができる。従って、観測を完了するまでに必要なパス数は２パスで済み観測はＮ＋３日で完了する。また、必要な観測シーン１０４の数も２シーンで済む。従って、姿勢制御を用いない場合よりも、ロール制御を用いることでより早く及びより効率的に観測対象領域１０８の観測を行うことができる。しかしながら、図８（ｄ）の例では、観測対象領域１０８が広く、衛星１０１の観測幅Ｗよりも観測対象領域１０８の幅が長いため、ロール制御を用いても、観測対象領域１０８を１パスで収めることはできない。
【００２８】
このような場合であっても、図８（ｅ）に示すように、ロール・ヨー制御を用いて地上軌跡１０６に対して傾けて観測を行うと、Ｎ日の１パスの観測のみで観測対象領域１０８の観測を完了することができる。また、必要な観測シーン１０４の数も１シーンで済む。以上、図８を参照して述べたように、姿勢制御を用いることで、観測対象領域１０８の観測、特には姿勢角＝０に固定した観測では１パスに収まりきらない広域の観測対象領域１０８の観測をより効率的に行うことができる。以上の図８を用いて述べた姿勢制御を用いる観測について以下に詳細に説明していく。
【００２９】
図９から図１１を参照して、一実施形態に係る１つの観測対象領域１０８を含むメッシュ１１０からなる観測対象メッシュ群１１１の選定処理について説明する。図９は、一実施形態に係る地表面１１２上の１つの観測対象領域１０８と、その観測対象領域１０８を内部に含むメッシュ１１０からなる観測対象メッシュ群１１１とを例示する図である。図１０は、一実施形態に係るメッシュ点情報テーブル２０４を例示する図である。図１１は、一実施形態に係る観測対象メッシュ点テーブル２０５を例示する図である。
【００３０】
図９に示されるように、地表面１１２はメッシュ状に区分され複数の区画へと分割される。以降の説明では、このメッシュ状に区分されて形成された複数の区画のそれぞれを、メッシュ１１０と呼ぶ。また、メッシュ１１０の各頂点をメッシュ点１１３と呼ぶ。それぞれのメッシュ１１０の大きさは、衛星１０１が１回の観測でカバー可能な観測範囲１０５の大きさよりも小さく設定され、例えば売買に用いる観測シーン１０４のサイズよりも小さい大きさに設定される。一実施形態においては、メッシュ１１０の大きさは、１辺の長さが５ｋｍから１０ｋｍ程度の矩形である。このようにメッシュ状に分割された地表面１１２上に、例えば、ＧＵＩに表示した地図上で領域をドラッグすることにより１つの観測対象領域１０８（図９の斜線領域）を指定する。続いて、指定された１つの観測対象領域１０８を含むメッシュ１１０を選定することにより、１つの観測対象領域１０８を複数のメッシュ１１０（図９の灰色領域）で代表することができる。なお、以降ではこの１つの観測対象領域１０８を代表する複数のメッシュ１１０を観測対象メッシュ群１１１と呼ぶ。なお、図９においては、格子状に分割されたメッシュ１１０を例示するが、メッシュ１１０の形状はこれに限定されるものではなく、例えば蜂の巣状に分割されていてもよい。
【００３１】
地表面１１２を区分するメッシュ１１０の各頂点、即ちメッシュ点１１３（図９の白丸及び黒丸）に、メッシュ点番号を振ることで、個々のメッシュ点１１３の識別が可能になる。割り振ったメッシュ点１１３のメッシュ点番号は、そのメッシュ点１１３の位置情報とともにメッシュ点情報テーブル２０４（図１０）に格納しておく。メッシュ点情報テーブル２０４に格納する位置情報としては、例えば、メッシュ点１１３の緯度及び経度と、並びに地球１０３の地心からメッシュ点１１３へ延ばしたベクトルの単位ベクトルであるメッシュ点位置方向単位ベクトルとを格納しておく。
【００３２】
一実施形態においては、メッシュ点位置方向単位ベクトルは、地球１０３の地心を原点とし、北緯９０度の北極点の方向にＺ軸をとり、緯度０度及び経度０度の方向をＸ軸にとり、緯度０度及び経度９０度の方向をＹ軸にとった座標系における、地心からメッシュ点１１３の座標へのベクトルの単位ベクトルとして取得される。なお、メッシュ点位置方向単位ベクトルの規定に用いる座標系はこれに限定されるものではなく、例えば、Ｘ軸とＹ軸が入れ替えてもよい。これらの各メッシュ点１１３の位置情報は、予め計算することが可能な値であり、本発明に係るいくつかの実施形態においては、メッシュ点情報生成部３００がメッシュ点情報テーブル２０４を生成し、それを予め記憶装置４０３に格納しておくものとする。
【００３３】
図１１は、一実施形態に係る観測対象メッシュ点テーブル２０５を例示する図である。観測対象メッシュ点テーブル２０５は、１つの観測対象領域１０８を代表する観測対象メッシュ群１１１（図９の灰色領域）を構成する複数のメッシュ点１１３（図９の黒丸）のメッシュ点番号を格納する。なお、この観測対象メッシュ群１１１を構成する複数のメッシュ点１１３を以降の説明では、観測対象メッシュ点１１４とも称する。一実施形態においては、観測対象メッシュ点テーブル２０５は、メッシュ点情報テーブル２０４から個々のメッシュ１１０の緯度及び経度範囲を取得し、メッシュ１１０の緯度及び経度範囲に観測対象領域１０８を含むメッシュ１１０を抜き出し、抜き出したメッシュ１１０を構成するメッシュ点１１３のメッシュ点番号を抽出することで作成されてもよい。
【００３４】
図１２、図１３、及び図１４を参照して、衛星１０１の複数のパス１０９の中から候補パスを選定する処理を説明する。図１２は、一実施形態に係る衛星軌道暦情報２１４を例示する図である。図１３は、一実施形態に係るパス情報テーブル２０６を例示する図である。図１４は、一実施形態に係る候補パステーブル２０７を例示する図である。
【００３５】
一般に、特定の期間における衛星１０１の衛星軌道暦（時々刻々の位置情報）は事前に計算することが可能である。そして、衛星軌道暦からは、例えば、衛星１０１の時刻Ｔにおける位置情報（衛星１０１の地上軌跡１０６の緯度及び経度、地心から衛星１０１への位置ベクトルなど）、及び衛星１０１の交点経度及び交点通過時刻等の情報を取得することができる。本発明に係るいくつかの実施形態においては、軌道情報生成部３０１に衛星軌道暦を計算させ、得られた衛星軌道暦を含む衛星軌道暦情報２１４を生成し、それを予め記憶装置４０３に格納しておくものとする。
【００３６】
図１２に示す衛星軌道暦情報２１４の例では、上段から下段に向かって時刻Ｔが進められている。例示した衛星軌道暦情報２１４は、各時刻Ｔにおける、衛星１０１の地上軌跡１０６の緯度及び経度、衛星１０１の位置ベクトル、並びにその他の情報を含む。なお、衛星１０１の位置ベクトルは、上述した図１０におけるメッシュ点位置方向単位ベクトルと同じ向きにＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸をとった座標系におけるベクトルである。衛星軌道暦を含む衛星軌道暦情報２１４を参照することで、衛星１０１の時々刻々の位置情報、交点経度、及び交点通過時刻等を取得することが可能である。例えば、図１２において、緯度：０．００００の行における時刻Ｔは、衛星１０１の昇交点通過時刻であり、経度は昇交点経度である。
【００３７】
以上で例示したように、衛星軌道暦が取得可能である場合、衛星軌道暦を入力として交点経度（昇交点経度及び降交点経度）を算出し、交点経度にパス番号を付与してパス情報テーブル２０６（図１３）を作成することができる。なお、パス情報テーブル２０６で付与するパス番号は軌道１周回（パス１０９）を識別できればよく、衛星軌道の準回帰条件に合わせて付与する必要はない。更に、衛星１０１の軌道１１６は準回帰軌道である必要もない。例えば現在時刻以降からの観測の依頼において指定された期日までの間の期間に通過する複数のパス１０９を交点経度で区別しパス番号を通過時刻が早い方から順から付与して、図１３に示されるパス情報テーブル２０６を作成してもよい。図１３のパス情報テーブル２０６では、パス１０９に付与したパス番号と、パス番号に対応するパスの昇交点経度及び降交点経度とを対応づけた例を示した。一実施形態においては、パス情報テーブル２０６は、衛星軌道暦を含む衛星軌道暦情報２１４を用いてパス情報テーブル生成部２０３により生成される。しかしながら、これに限定されるものではなく、例えば、パス情報テーブル２０６を軌道情報生成部３０１に生成させ、生成されたパス情報テーブル２０６を例えばネットワーク４１０を介して取得し、記憶装置４０３に格納してもよい。
【００３８】
続いて、パス情報テーブル２０６に含まれる複数のパス１０９のうちから、観測指定期間内に地上軌跡１０６が観測対象領域１０８の付近を通過するパス１０９を候補パスとして選定する。換言すると、観測指定期間内において、例えば姿勢制御を行った場合に、視野角内に観測対象領域１０８を収める可能性のあるパス１０９を候補パスとして選定する。なお、観測指定期間とは、例えば、「今日から１週間以内に観測領域の観測を完了してください」などの観測データの受領期日等により決まる、実際に観測対象領域１０８の観測に当てることが可能な期間のことである。一実施形態においては、候補パスの選定は以下のように行なわれる。
【００３９】
図９及び図１０を参照して述べたように１つの観測対象領域１０８を観測対象メッシュ群１１１で代表すると、観測対象メッシュ群１１１を構成するメッシュ点１１３の経度範囲は図１０のメッシュ点情報テーブル２０４から取得可能であり、観測対象領域１０８の大まかな経度範囲も取得できる。そのため、観測対象領域１０８の大まかな経度範囲に近い（例えば観測対象領域１０８の経度範囲の＋／−５〜２０の経度範囲。一実施形態においては例えば＋／−１０度の経度範囲の）交点経度を観測指定期間内に通過するパス１０９を候補パスとして選定してもよい。或いは、パス１０９の地上軌跡１０６から観測対象領域１０８までの距離の最小値が、所定の距離以下となる観測指定期間内のパス１０９を選定することで候補パスを選定してもよい。地上軌跡１０６が観測対象領域１０８の付近を通過する候補パスの選定は、これらに限定されるものではなく、その他の手法を用いてもよい。
【００４０】
なお、候補パスの選定は、必ずしも厳密に観測センサ１０２の視野角内に観測対象領域１０８を収めるパス１０９を選定する必要はなく、例えば観測センサ１０２の視野角内に観測対象領域１０８が収まらないパス１０９が選定された候補パスに含まれていてもよい。また、後述するように、ロール制御の角度を大きくすると、姿勢角＝０で衛星直下を観測した場合と比較して観測結果の画像の画質が劣化するおそれがある。そのため、高い画質で観測を行いたい場合には、観測対象領域１０８の経度範囲により近い交点経度のパス１０９を候補パスとして選定するというように、目的に応じて候補パスの選定基準を動的に変更してもよい。
【００４１】
続いて、選定した候補パスについて候補パステーブル２０７を生成する。選定した候補パスを観測指定期間内において、衛星１０１がどのような順序で通過するかは、例えば、衛星軌道暦を含む衛星軌道暦情報２１４から各候補パスの交点通過日時を取得することで分かる。そこで、衛星軌道暦を含む衛星軌道暦情報２１４から各候補パスの交点通過日時を取得し、各パスの交点通過日時に従って、例えば、候補パスを昇交点経度の通過順序の早い順に並べ替えてパス通過番号を付与し候補パステーブル２０７（図１４）を作成する。図１４に示すように、一実施形態においては、候補パステーブル２０７には、通過順序の早い順に上段から候補パスのパス番号が登録される。また、各候補パスの昇交点経度の通過時刻がパス開始時刻：Ｔｓとして、候補パスが終了する時刻（即ち、候補パスの次の周回のパスの昇交点経度の通過時刻）がパス終了時刻：Ｔｅとして、 登録される。一実施形態においては、候補パステーブル２０７は、候補パス選定部２２０により生成され記憶装置４０３に格納される。
【００４２】
続いて、図１５を参照して、一実施形態に係る姿勢制御条件テーブル２０８について説明する。図１５は、一実施形態に係る姿勢制御条件テーブル２０８を例示する図である。姿勢制御条件テーブル２０８には、衛星１０１での観測の際に、衛星１０１の姿勢をどのように制御するかを規定する複数の姿勢制御条件が登録されている。各姿勢制御条件には、姿勢制御条件毎に割り振られた姿勢制御条件識別番号（ＡＭＩＤ）、姿勢制御条件がロール制御であるか、ロール・ヨー制御であるかを示す姿勢制御フラグ（ＩＦＡ）、観測開始時刻におけるロール制御の条件：ロール角１（ｄｅｇ＝α１）、観測終了時刻におけるロール制御の条件：ロール角２（ｄｅｇ＝α２）、ヨー制御の条件：ヨー角（ｄｅｇ＝β）、及び観測時間（ｓｅｃ＝Δｔｏｂｓ）の情報が格納されている。図１５においては、姿勢制御フラグ（ＩＦＡ）の値が“Ｒ”の姿勢制御条件は、ロール制御の姿勢制御条件である。姿勢制御フラグ（ＩＦＡ）の値が“ＲＹ”の姿勢制御条件は、ロール・ヨー制御の姿勢制御条件である。姿勢制御がロール制御である場合には、ロール角２（ｄｅｇ＝α２）、ヨー角（ｄｅｇ＝β）、及び観測時間（ｓｅｃ＝Δｔｏｂｓ）の情報については設定する必要が無いため、値を設定してはいない（詳細は後述する）。姿勢制御条件テーブル２０８の姿勢制御条件の姿勢角及び観測時間の値は、衛星１０１の仕様による制限値の範囲内で任意の値に設定できる。
【００４３】
図１５の例では、姿勢角＝０で観測を行う姿勢制御条件は、ロール制御におけるα１＝０のＡＭＩＤ：１で規定されている。また、ロール制御に関して、例えばＡＭＩＤ：２に規定される姿勢制御条件ではロール角１がα１＝−２０度に設定されている。これは姿勢角＝０の姿勢において衛星１０１の進行方向と一致しているロール軸の方向に、右ねじの進行方向を合わせた場合に、右ねじの回転方向とは逆の回転方向に２０度回転させる姿勢制御を行うことを表している。
【００４４】
また、ロール・ヨー制御に関して、例えばＡＭＩＤ：５８に規定される姿勢制御条件ではロール角１がα１＝１５度に設定されている。これは姿勢角＝０の姿勢において、衛星１０１の進行方向と一致しているロール軸の方向に、右ねじの進行方向を合わせた場合に、右ねじの回転方向と同じ回転方向に３０度回転させた姿勢を、観測開始時刻にとるようにロール角を制御することを表している。また、ＡＭＩＤ：５８に規定される姿勢制御条件ではロール角２がα２＝−１５度に設定されている。これは姿勢角＝０の姿勢において、衛星１０１の進行方向と一致しているロール軸の方向に、右ねじの進行方向を合わせた場合に、右ねじの回転方向とは逆の回転方向に１５度回転させた姿勢を、観測終了時刻にとるようにロール角を制御することを表している。更に、ＡＭＩＤ：５８に規定される姿勢制御条件ではヨー角がβ＝４０度に設定されている。これは姿勢角＝０の姿勢において、地球１０３の地心方向と一致しているヨー軸の方向に、右ねじの進行方向を合わせた場合に、右ねじの回転方向と同じ回転方向に４０度回転させた姿勢を、観測時間Δｔｏｂｓの間とるようにヨー角を制御することを表している。
【００４５】
また更に、ＡＭＩＤ：５８に規定される姿勢制御条件では観測時間Δｔｏｂｓが１８０秒に設定されている。これは観測時間が１８０秒であることを示している。また、観測時間Δｔｏｂｓの１８０秒は、ロール・ヨー制御において、観測開始時刻での姿勢のロール角１５度から観測終了時刻での姿勢のロール角−１５度まで観測時間：Δｔｏｂｓ＝１８０秒にわたってロール角を一定の間隔又は速度で徐々に動かすことを表している。
【００４６】
姿勢制御条件テーブル２０８のロール制御におけるロール角α１、及びロール・ヨー制御におけるロール角α１、α２、及びヨー角βの限界値は上述したように衛星１０１が取ることが可能な姿勢の範囲等の衛星仕様などにより決まる。また、観測時間Δｔｏｂｓの限界値は観測に用いる観測センサ１０２の可能な観測時間、及び衛星１０１が実行可能なロール制御の速度等の衛星１０１の仕様などによって決まる。衛星１０１の仕様などに従って実施可能な範囲であれば、姿勢制御条件テーブル２０８に登録される姿勢制御条件のロール角α１、α２、ヨー角β、及び観測時間Δｔｏｂｓは任意の値に設定できる。
【００４７】
姿勢制御条件のロール角α１、α２、ヨー角β、及び観測時間Δｔｏｂｓの値を様々な値に設定することで、パス１０９に沿って様々な観測範囲１０５を設定することができる。図１６は、一実施形態に係る観測時間を変更した際の観測範囲１０５の変化を例示する図である。図１６は、衛星１０１を真上から見た状態である。図１６において、Δｔｏｂｓを２４０秒とした時の観測範囲１０５を縦縞領域として示す、３００秒とした時の観測範囲１０５を灰色領域として示す、及び３６０秒とした時の観測範囲１０５を横縞領域として示す。図示されるように、ロール・ヨー制御では、観測時間Δｔｏｂｓが変化すると、観測センサ１０２の中心視点１０７の軌跡と、衛星１０１の地上軌跡１０６との成す角が変化し、観測される範囲も変わってくることが分かる。
【００４８】
続いて、１つの観測対象領域１０８を代表する観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４のうちの１つに着目し、その観測対象メッシュ点１１４が衛星１０１の観測範囲１０５に含まれるか否かを判定する処理について図１７から図１９を参照して説明する。図１７は、一実施形態に係る衛星１０１の観測センサ１０２の視野端ポインティング位置ベクトルＰの算出について説明する図である。図１８は、一実施形態に係る観測範囲１０５と観測対象メッシュ点１１４との配置をベクトルで表す図である。図１９は、一実施形態に係る観測対象メッシュ点１１４の観測可否判定処理について説明する図である。
【００４９】
まず、観測範囲１０５について説明する。いくつかの実施形態において、観測範囲１０５は以下の４点で囲まれた領域として規定される。まず、観測開始時刻における衛星１０１の姿勢と、衛星１０１が備える観測センサ１０２の視野角θ１及びθ２とによって定まる観測センサ１０２の視野端の位置Ｗ１ｓ及びＷ２ｓの２点。続いて、観測終了時刻における衛星１０１の姿勢と、観測センサ１０２の視野角θ１及びθ２とによって定まる観測センサ１０２の視野端の位置Ｗ１ｅ及びＷ２ｅとの２点。以上のＷ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅの四点で囲まれる領域を以降の説明では観測範囲１０５として用いる。
【００５０】
続いて、或る時刻における観測センサ１０２の視野端ポインティング位置ベクトルＰの計算について、図１７を参照して説明する。視野端ポインティング位置ベクトルＰは、地心から衛星１０１の観測センサ１０２の地表面１１２上の視野端を指すベクトル（図１７の矢印Ｐ）である。或る時刻における観測センサ１０２の視野端ポインティング位置ベクトルＰ（例えば、地心から視野端Ｗ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅを指すベクトル）は、以下のように求めることができる。
【００５１】
まず、或る時刻における衛星１０１から、観測センサ１０２の地表面１１２上の視野端へのベクトルであるセンサ視野端方向ベクトルρを取得する。センサ視野端方向ベクトルρは事前に取得可能な値を用いて以下の式１で計算される。
【００５２】
【数１】
【００５３】
前述の通り衛星軌道暦（時々刻々の衛星位置情報）は事前に取得することが可能な値であり、衛星軌道暦から式１中の衛星１０１の地心からの位置ベクトルＲを取得できる。一実施形態においては、記憶装置４０３に格納されている衛星軌道暦情報２１４から位置ベクトルＲを取得する。式１中のＲとρとの成す角φは、衛星１０１の仕様（例えば、ロール制御とヨー制御をどのような順序で実行するか）と、観測センサ１０２の視野角θ１及びθ２と、ロール角α（α１，α２）と、及びヨー角βとが分かれば計算することができる。衛星１０１の観測センサ１０２の視野角θ１及びθ２は観測センサ１０２の仕様によって定まる値であり、事前に取得することが可能な値である。また、ロール角α（α１，α２）、及びヨー角βは設定値であるため、例えば図１５に示した姿勢制御条件テーブル２０８などから予め取得可能な値である。従って、φ角も事前に計算することが可能である。ａｅは地球赤道半径であり、これも取得可能な値である。従って、上記式１により衛星１０１から観測センサ１０２の視野端へのセンサ視野端方向ベクトルρが計算できる。
【００５４】
求めるべきセンサ視野端ポインティング位置ベクトルＰ（例えば、地心からＷ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅへのベクトル）は以下の式２で求められる。
Ｐ＝Ｒ＋ρ ・・・式２
【００５５】
Ｒ及びρは上述のとおり取得されているため、以上の式を用いることで、観測範囲１０５を規定する４点、即ち、観測開始時刻における衛星１０１の観測センサ１０２の視野端の位置Ｗ１ｓ及びＷ２ｓ、並びに観測終了時刻における衛星１０１の視野端の位置Ｗ１ｅ及びＷ２ｅに対する、地心からのセンサ視野端ポインティング位置ベクトルＰ：Ｐｉ（ｉ＝１，２，３，４）をそれぞれ求めることができる。各センサ視野端ポインティング位置ベクトルＰｉの方向単位ベクトルｕｉは以下の式３で求めることができる。
ｕｉ＝Ｐｉ／｜Ｐｉ｜ ・・・式３
【００５６】
以上により、点Ｗ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅのそれぞれへの方向単位ベクトル：ｕ１、ｕ２、ｕ３、及びｕ４が求められる。
【００５７】
続いて、これら４つの方向単位ベクトルを用いて、観測範囲１０５に観測対象のメッシュ点１１３が包含されるか否かを判定する処理について、図１８及び図１９を参照して説明する。図１８には、地表面１１２上の点Ｗ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅで取り囲まれる観測範囲１０５、のそれぞれへの方向単位ベクトル：ｕ１、ｕ２、ｕ３、及びｕ４、並びに観測対象のメッシュ点Ｓとその位置ベクトル：ｕｓとが示されている。
【００５８】
ここで、ｕ１、ｕ２、ｕ３、及びｕ４については、図１７を参照して上述したように、式１及から式３により求めることができる。また、メッシュ点Ｓの位置方向単位ベクトル：ｕｓは、予め計算することが可能であり、例えば図１０に示されるように、メッシュ点情報テーブル２０４に格納しておくことで、観測対象メッシュ点位置方向単位ベクトルはメッシュ点情報テーブル２０４から取得することができる。
【００５９】
ここで、観測対象の或るメッシュ点Ｓが観測範囲１０５において観測可能である条件は、メッシュ点Ｓが点Ｗ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅで囲まれる領域内にあればよく、これは以下のように判定することができる。
【００６０】
観測対象の或るメッシュ点Ｓが観測範囲１０５の境界線Ｗ１ｓ−Ｗ２ｓよりも観測範囲１０５の内側の方向に存在することは以下で判定される。まず、ｕ１，ｕ２が成す面から観測範囲１０５の内側方向に延びる法線ベクトルＶ１２を外積で求める（図１９）。
Ｖ１２＝ｕ１×ｕ２
【００６１】
続いて、ｕｓと、この法線ベクトルＶ１２との内積が以下の条件を満たすと、ｕ１，ｕ２が成す面より法線ベクトルＶ１２が延びる方向（即ち、観測範囲１０５の内側方向）にメッシュ点Ｓが存在することになる（図１９）。
ｕｓ・Ｖ１２≧０
【００６２】
同様に、観測対象のメッシュ点Ｓが観測範囲１０５の境界線Ｗ１ｅ−Ｗ２ｅよりも観測範囲１０５の内側方向に存在することは以下で判定される。まず、ｕ４，ｕ３が成す面から観測範囲１０５の内側方向に延びる法線ベクトルＶ４３を外積で求める（図１９）。
Ｖ４３＝ｕ４×ｕ３
【００６３】
ｕｓと、この法線ベクトルＶ４３との内積が以下の条件を満たすと、ｕ４，ｕ３が成す面より法線ベクトルＶ４３が延びる方向（即ち、観測範囲１０５の内側方向）にメッシュ点Ｓが存在することになる（図１９）。
ｕｓ・Ｖ４３≧０
【００６４】
観測範囲１０５の境界Ｗ１ｓ−Ｗ１ｅと、境界Ｗ２ｓ−Ｗ２ｅとに挟まれる領域にメッシュ点Ｓが存在する条件も、同様に以下が成立することである。
Ｖ３１＝ｕ３×ｕ１
Ｖ２４＝ｕ２×ｕ４
ｕｓ・Ｖ３１≧０
ｕｓ・Ｖ２４≧０
【００６５】
従って、以下の４つの条件が満たされれば、メッシュ点Ｓは観測範囲１０５内に存在することになる。
ｕｓ・Ｖ１２≧０
ｕｓ・Ｖ４３≧０
ｕｓ・Ｖ３１≧０
ｕｓ・Ｖ２４≧０
【００６６】
以上を換言すると、観測対象メッシュ点１１４が観測範囲１０５に包含されるか否かの判定は以下で実行できる。観測開始時刻における衛星１０１の観測センサ１０２の視野端の位置Ｗ１ｓ及びＷ２ｓと、観測終了時刻における衛星１０１の視野端の位置Ｗ１ｅ及びＷ２ｅとで囲まれた領域を観測範囲１０５とする。この場合に、観測範囲１０５の辺を形成する隣り合う２点と、地心とで形成される４面をとる。この４面のそれぞれから観測範囲１０５の内側の方向に延びる法線ベクトルと、地心から観測対象メッシュ点１１４へと延びるベクトルの単位ベクトルとの内積を計算し、いずれの内積も０以上である場合に観測対象メッシュ点１１４は観測範囲１０５の内側にあると判定できる。
【００６７】
以上の条件式判定により、１つのメッシュ点の観測可否を判別できる。以降の説明では、この１つのメッシュ点１１３の観測可否を判別する処理を、「メッシュ点観測可否判定処理」とも称する。
【００６８】
なお、このメッシュ点観測可否判定処理は以下の２つの利点を含んでいる。
ａ）この判定では観測範囲１０５（Ｗ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅで囲まれる領域）と地上軌跡１０６との位置関係を規定していない。従って、例えば、観測範囲１０５（Ｗ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅで囲まれる領域）が地上軌跡１０６に対して傾いていても問題なく判定することができる。
【００６９】
ｂ）判定の対象時刻における衛星位置情報を直接使っているため、その衛星軌道が「どのような準回帰条件であるか」に、この判定は依存しない。即ち、この判定を行う上では、例えば、衛星１０１が準回帰軌道である必要はない。従って、衛星１０１の準回帰条件が変更されても問題なく判定を行うことができる。
【００７０】
上述したように、或る１つのメッシュ点１１３が観測範囲１０５内に存在するか否かは、メッシュ点観測可否判定処理により判別できる。従って、例えば図９に例示した観測対象領域１０８が観測できるか否かは、観測対象領域１０８を代表する観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４のそれぞれに対して、メッシュ点観測可否判定処理を実行することで判定することができる。
【００７１】
以下には、メッシュ点観測可否判定処理を利用して、１つの観測対象領域１０８を代表する観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４の観測の可否を判定し、観測対象領域１０８を効率良く観測できる姿勢制御条件を提示するための観測計画立案処理について説明する。
【００７２】
図２０は、いくつかの実施形態に係る観測計画立案処理の動作フロー図である。図２０の動作フローは、観測計画立案装置２００において観測計画立案処理が実行されると開始する。ステップＳ１０１において、観測条件入力部２２４は、例えば入出力装置４０７を介してユーザーからの１つの観測対象領域１０８（例えば、図９の斜線領域）を指定する入力を受け付ける。続いて、観測対象メッシュ点抽出部２２１は、ステップＳ１０２で、入力された観測対象領域１０８を含む観測対象メッシュ群１１１（例えば、図９の灰色領域）を選定する。観測対象メッシュ点抽出部２２１は、選定した観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４（例えば、図９の黒丸）のメッシュ点番号をメッシュ点情報テーブル２０４から抽出して、観測対象メッシュ点テーブル２０５を生成する。ステップＳ１０３において、観測条件入力部２２４は、例えば入出力装置４０７を介して観測指定期間の入力を受け付ける。ステップＳ１０３の処理では、例えば、「今日から１週間以内」等の観測指定期間の指定をユーザーから受け付ける。
【００７３】
ステップＳ１０４において、候補パス選定部２２０は、パス情報テーブル２０６から候補パスを選定し、選定した候補パスのパス番号を取得する。この処理では、例えば、図１３に示されるパス情報テーブル２０６から、観測指定期間内に通過するパス１０９を抽出し、更に抽出したパス１０９の中から、観測対象メッシュ点１１４の近傍を通過するパス１０９を候補パスとして選定する。一実施形態においては、候補パス選定部２２０は、メッシュ点情報テーブル２０４と観測対象メッシュ点テーブル２０５とから、観測対象メッシュ群１１１の経度範囲を取得する。続いて、パス情報テーブル２０６から、観測指定期間内に通過するパス１０９を抽出し、抽出したパス１０９の交点経度のうちで、取得した観測対象メッシュ群１１１の経度範囲の例えば＋／−５〜２０度の経度範囲（一実施形態においては＋／−１０度）の範囲を通過するパス１０９を候補パスとして選定する。
【００７４】
続いて、ステップＳ１０５において、候補パス選定部２２０は、衛星軌道暦情報２１４に含まれるパス１０９の交点通過時刻の情報に基づいて、選定した候補パスをパス１０９の通過順序の早い順に並べ替え、図１４に示される候補パステーブル２０７を作成する。
【００７５】
ステップＳ１０６において、姿勢制御条件の入力を受け付ける。姿勢制御条件は、例えば、図１５に示される姿勢制御条件テーブル２０８から入力される。なお、後述する第１の実施形態では、ロール制御の姿勢制御条件を処理の対象とするため、第１の実施形態ではステップＳ１０６で入力する姿勢制御条件は、姿勢制御条件テーブル２０８において姿勢制御フラグ：ＩＦＡの値が“Ｒ”のロール制御の姿勢制御条件を入力する。一方、後述する第２の実施形態では、ロール・ヨー制御の姿勢制御条件を処理の対象とするため、第２の実施形態ではステップＳ１０６で入力する姿勢制御条件は、姿勢制御条件テーブル２０８において姿勢制御フラグ：ＩＦＡの値が“ＲＹ”のロール・ヨー制御の姿勢制御条件を入力する。
【００７６】
ステップＳ１０７からステップＳ１０９の処理は評価材料特定部２２２によって実行される、繰り返し処理である。ステップＳ１０７において、処理の繰り返しの度に、評価材料特定部２２２は、ステップＳ１０６で入力された姿勢制御条件から姿勢制御条件を１つずつ読み出す。
【００７７】
ステップＳ１０８において、評価材料特定部２２２は、読み出した姿勢制御条件に対して、姿勢制御条件の評価材料特定処理を実行し、姿勢制御条件の間で観測の良し悪しを比較することが可能な姿勢制御条件の評価材料情報を特定する。また、評価材料情報からは各姿勢制御条件における最適な観測条件も特定できる。姿勢制御条件の評価材料特定処理の詳細については後述する。
【００７８】
上述したように、ステップＳ１０７からステップＳ１０９までの処理は評価材料特定部２２２による繰り返し処理である。ステップＳ１０７において、繰り返しの度に、評価材料特定部２２２は、ステップＳ１０６で入力された姿勢制御条件を読み出し、ステップＳ１０６で入力された全ての姿勢制御条件の読み出しが完了するまで、ステップＳ１０７からステップＳ１０９の処理を繰り返す。全ての姿勢制御条件の読み出しが完了すると、フローはステップＳ１０９からステップＳ１１０へと進む。
【００７９】
ステップＳ１１０において、姿勢制御条件評価部２２３は、姿勢制御条件毎に評価材料テーブル２１２に登録された姿勢制御条件の評価材料情報に基づいて、姿勢制御条件を評価の高い順に並べ替える。また、姿勢制御条件評価部２２３は、並べ替えにより上位に位置する評価の高い姿勢制御条件を抽出し評価結果テーブル２１３を生成する。なお、評価材料情報に基づいた姿勢制御条件の評価の高い順の並べ替えは、実行される姿勢制御条件の評価材料特定処理によって異なるため、これについても評価材料特定処理とともに後述する。
【００８０】
ステップＳ１１１において、表示部２０２は、評価結果テーブル２１３を、例えばディスプレー等の入出力装置４０７を介して表示して、本動作フローは終了する。
以上で述べた、観測計画立案処理に関して、特には、姿勢制御条件の評価材料特定処理から評価結果テーブル２１３の表示までの処理に関して、以下にロール制御を用いる第１の実施形態と、ロール・ヨー制御を用いる第２の実施形態とに分けて説明する。
【００８１】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態に係るロール制御を用いる場合の姿勢制御条件の評価材料特定処理について説明する。第１の実施形態では、ロール制御を用いて観測対象領域１０８の観測を行う。
【００８２】
ロール制御を用いて観測を行う場合に以下の前提の下で観測を行うものとする。
衛星１０１の観測センサ１０２による観測では、通常、観測の際の姿勢角が異なると観測される画像の分解能も異なる。そのため、画質を考慮すると、１つの観測対象領域１０８に対してはできるだけ同一の姿勢角で観測を完了することが好ましい。従って、第１の実施形態に係るロール制御とは、観測開始時刻において所定のロール角の姿勢を衛星１０１にとらせた以降は、１つの観測対象領域１０８の観測を完了するまでそのロール角を変更しないことを前提とする。即ち、観測対象領域１０８の観測中にロール角を変更することはせず、観測開始時刻のロール角を維持して観測を行うものとする。また、観測対象領域１０８が広域にわたる場合、ロール制御を行ったとしても観測対象領域１０８を１パスで観測範囲１０５内に収めることができない場合がある（例えば、図８の（ｄ））。そのような場合には、観測対象領域１０８の観測の実行を複数のパス１０９に分割せざるを得ないが、複数のパス１０９で観測対象領域１０８を観測する場合にも各パス１０９では同一のロール角で観測するものとする。例えば、観測対象領域１０８の或る部分をα１=３０ｄｅｇで観測し、残りの部分をα１＝−２０ｄｅｇで観測するということはせず、観測対象領域１０８の或る部分をα１=３０度で観測したならば、残りの部分もα１＝３０度で観測するものとする。
【００８３】
このような条件の下で、姿勢制御条件テーブル２０８に登録されている様々なロール制御の姿勢制御条件の評価材料情報を特定する。ロール制御の姿勢制御条件の評価材料特定処理では、各ロール制御の姿勢制御条件において、観測対象領域１０８の観測の完了までに観測を実行する必要があるパス１０９（以降の説明では要観測パスとも称する）を、評価材料情報として特定する。また、その要観測パス内で観測対象領域１０８が観測される期間を表す観測開始時刻と、観測終了時刻も評価材料情報として特定する。
【００８４】
或るロール制御の姿勢制御条件において、候補パスの中で、衛星１０１が観測対象領域１０８の観測を完了するまでに観測を実行する必要がある要観測パス、その要観測パス内での観測対象領域１０８の観測開始時刻及び観測終了時刻は、以下の処理で特定できる。
【００８５】
まず、観測対象領域１０８を含むメッシュ１１０を選定することで１つの観測対象領域１０８を観測対象メッシュ群１１１で代表する。また、衛星１０１の複数のパス１０９の中から、観測対象メッシュ群１１１の付近を通過する複数の候補パスを選定する。続いて、姿勢制御条件テーブル２０８に登録されている複数のロール制御の姿勢制御条件のそれぞれに対し以下の処理を繰り返す。まず、複数の候補パスの中から通過順序の早い順に１パス選択する。候補パスを通過順序の早い順に選択するのは、できるだけ早くに観測を完了することが最適な観測計画の要件の１つだからである。選択した候補パスのパス開始時刻からパス終了時刻までにわたってΔＴ間隔で時刻Ｔを進め、各時刻において、読み出したロール制御の姿勢制御条件での観測範囲１０５を順次切り出しパス１０９内をサーチする。切り出した各観測範囲１０５において観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４のそれぞれに対して上述のメッシュ点観測可否判定処理を実行し、観測対象メッシュ点１１４が観測範囲１０５に含まれるか否かを判定する。この判定を時刻Ｔがパス終了時刻に達するまで繰り返し、選択した候補パスにおいて観測された観測対象メッシュ点１１４と、その観測時刻とを特定する。更に、選択した候補パスにおいて観測できた観測対象メッシュ点１１４を特定したため、全ての観測対象メッシュ点１１４が観測できたか否かを判定することができる。全ての観測対象メッシュ点１１４を観測しきれていない場合には、次に通過順序の早い候補パスを選択し、未だ観測できていない観測対象メッシュ点１１４に対して同様の処理を実行し、全ての観測対象メッシュ点１１４が観測されるまでこの処理を繰り返す。処理において、選択した候補パスに、その候補パスで初めて観測される観測対象メッシュ点１１４が存在する場合には、選択した候補パスを要観測パスとする。この様にして、観測対象領域１０８の観測の完了までに必要な要観測パスと、その要観測パスでの観測開始時刻及び観測終了時刻とを姿勢制御条件毎に特定する。ここで、或る姿勢制御条件において特定された要観測パスの数は、その姿勢制御条件で観測対象領域１０８を観測した場合に、観測の完了までに観測の実行が必要なパス数である。また、或る姿勢制御条件において特定された要観測パスの中で、最も遅い時刻に通過する要観測パスの観測完了時刻は観測対象領域１０８の観測が完了する時刻である。そのため、これらの値を比較することで観測を依頼した顧客の希望等に合った最適な姿勢制御条件と、その姿勢制御条件での観測期間とを提示することが可能になる。
【００８６】
図２１は、第１の実施形態に係るロール制御の姿勢制御条件での或る時刻を中心とする微小時間ΔＴにおける観測範囲１０５を例示する図である。図示されるように、観測センサ１０２の中心視点１０７が地表面１１２を移動する軌跡は衛星１０１の軌道１１６から角度：α１で傾いており、そこから観測幅Ｗの範囲を衛星１０１の地上軌跡１０６に沿って観測センサ１０２は地表面１１２を刈り取るように観測していく。候補パスをサーチする時刻間隔をΔＴとすると、或る時刻を中心としたΔＴ期間における観測範囲１０５を実線の枠で囲まれた領域として示した。観測範囲１０５はΔＴの時刻間隔で衛星１０１の進行方向にずれて行き、候補パスをサーチしてゆく。観測範囲１０５の幅はセンサの視野角できまる観測幅Ｗであり、長さはサーチ時刻間隔ΔＴ間に衛星が移動する距離で決まる。つまり、連続した観測対象領域を時間ΔＴに対応した長さで分割して扱うことになる。候補パスをサーチする際に用いる観測時刻間隔は、衛星１０１の仕様を超えない範囲であれば任意の値に設定することができる。しかしながら、観測対象メッシュ点１１４が存在し無い領域をできる限り観測範囲１０５に含むことが無いように、実際に観測対象領域１０８の観測に用いる観測時間：Ｔｏｓ〜Ｔｏｅを設定することを考慮すると、衛星１０１の進行方向に対し１〜５列程度のメッシュ点が観測範囲１０５に収まるように候補パスのサーチの際の観測時刻間隔を設定することが好ましい。一実施形態においては、候補パスをサーチする時刻間隔ΔＴは０．５〜３分の間に設定され、例えば１分に設定される。 候補パスのサーチにおいて、観測範囲１０５はΔＴ間隔で衛星１０１の進行方向にずれて行き、各観測範囲１０５で観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４のそれぞれに対して、上述のメッシュ点観測可否判定処理が実行し、観測の可否を判定する。図２１においては黒色の観測対象メッシュ点１１４は、この候補パスにおいて観測できる観測対象メッシュ点１１４を表しており、白色の観測対象メッシュ点１１４はこの候補パスでは観測できない観測対象メッシュ点１１４を表している。
【００８７】
なお、図２１に示されるように、候補パスにおいて、ΔＴ間隔で時刻Ｔを進めながら観測範囲１０５を切り取り、初めて観測範囲１０５内に観測対象メッシュ点１１４が含まれる時刻が観測開始時刻：Ｔｏｓとして設定される。一方、候補パスにおいて、ΔＴ間隔で時刻Ｔを進めながら観測範囲１０５を切り取り、観測範囲１０５内に観測対象メッシュ点１１４が含まれる最も遅い時刻は観測終了時刻：Ｔｏｅとして設定される。
【００８８】
また、図２１において、点線の枠は観測シーン１０４を表している。上述したように観測シーン１０４は、地球観測データの売買などの際に用いられる単位であるため、観測シーン１０４の大きさは衛星１０１の性能を超えない範囲であれば自由に設定できる。図２１では、衛星１０１の観測幅Ｗに沿った２つの観測シーン１０４が示されている。
【００８９】
図２２は、第１の実施形態に係る観測パス管理テーブル２０９を例示する図である。観測パス管理テーブル２０９は、観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４に対する、或る姿勢制御条件における観測可否判定処理の判定結果を管理するために用いられる。観測パス管理テーブル２０９の列には、候補パステーブル２０７で並べ替えた順序に従い、通過順序の早い順に図面左側より候補パスが並べられている。なお、パス通過番号は、候補パスの通過順序を表す番号である。また、行には観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４のそれぞれのメッシュ点番号と、観測済みメッシュ点数と、パス別情報とが並べられている。各候補パスの列は、観測フラグ：ＭＯＢＳと観測時刻：Ｔｏｂｓとを含んでいる。観測フラグ：ＭＯＢＳは、行に示す観測対象メッシュ点番号の観測対象メッシュ点１１４が観測済みであるか否かを示す情報である。前述したように通過順序の早い候補パスから順に、各観測対象メッシュ点１１４に対して観測可否判定処理の判定が行われる。或る候補パスにおいて、或る観測対象メッシュ点１１４が初めて観測できた場合には、その観測対象メッシュ点１１４のメッシュ点番号の行、且つ、観測できた候補パスの観測フラグ：ＭＯＢＳの列に“１”を格納する（図２２のボックスＢ１）。更に、観測できた観測対象メッシュ点１１４の観測された時刻も観測時刻：Ｔｏｂｓに格納する（図２２のボックスＢ１）。また、観測対象メッシュ点１１４が或る候補パスにおいて観測でき、その観測対象メッシュ点１１４のメッシュ点番号の観測フラグ：ＭＯＢＳに“１”を格納した場合は、その候補パスよりも通過順序が遅い図面右側の候補パスについても、観測フラグ：ＭＯＢＳに“１”を格納する（図２２のボックスＢ２）。
【００９０】
観測済みメッシュ点数の欄には、各候補パスの列において観測フラグ：ＭＯＢＳの値が“１”の観測対象メッシュ点１１４の数が格納される（図２２のボックスＢ３）。上述したように、或る候補パスにおいて観測対象メッシュ点１１４が観測された場合、その後続の候補パスにおいても観測フラグ：ＭＯＢＳに“１”が格納される。そのため、観測済みメッシュ点数に格納される数値は、その観測済みメッシュ点数が格納されている候補パスの終了時までに観測された、観測済みの観測対象メッシュ点１１４の合計数である。従って、観測済みメッシュ点数が、観測対象メッシュ群１１１を構成する観測対象メッシュ点１１４の総数と一致している場合には、観測対象メッシュ群１１１の全体が観測できたことを示している。例えば、図２２の例において、観測対象メッシュ点１１４の総数が５５個であるとすると、パス通過番号：ｉ番の候補パス（パス番号５０）で観測済みメッシュ点数が５５個となり総数と一致する（図２２のボックスＢ４）。これは、ｉ番の候補パスでの観測の終了時には全ての観測対象メッシュ点１１４が観測済みになることを示している。
【００９１】
パス別情報には、各候補パスの列毎に、パス観測フラグ：ＰＯＢＳと、パス観測開始時刻：Ｔｏｓと、パス観測終了時刻：Ｔｏｅの情報が格納される。パス観測フラグ：ＰＯＢＳは、候補パス毎に、その候補パスにおいて初めて観測された観測対象メッシュ点１１４が有るか否かを示す情報であり、初めて観測された観測対象メッシュ点１１４が有る場合には値“Ｙ”が格納される（図２２のボックスＢ５）。候補パスにおいて観測できる観測対象メッシュ点１１４があるとしても、その観測対象メッシュ点１１４が初めて観測された観測対象メッシュ点１１４でない場合には、観測済みメッシュ点数の数が前の候補パスと同じ数値になる。この場合には、パス観測フラグ：ＰＯＢＳにも値“Ｙ”は格納されない（図２２のボックスＢ６）。パス観測フラグ：ＰＯＢＳに値“Ｙ“が格納される場合に、値”Ｙ“が格納された候補パスの観測時刻：Ｔｏｂｓの列に格納されている時刻の中から、最も早い時刻がパス別情報のパス観測開始時刻：Ｔｏｓに格納され、最も遅い時刻がパス観測終了時刻：Ｔｏｅに格納される。従って、パス観測開始時刻：Ｔｏｓからパス観測終了時刻：Ｔｏｅまでの期間を観測すれば、その候補パスにおいて初めて観測された観測対象メッシュ点１１４は全て観測できることになる。観測パス管理テーブル２０９に値を入力する処理については、図２３の動作フローを参照して後述する。
【００９２】
図２３は、第１の実施形態に係るロール制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理の動作フロー図である。図２３に示すロール制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理の動作フローは、図２０のステップＳ１０８において実行される。なお、第１の実施形態においては、図２０のステップＳ１０６で入力される姿勢制御条件は、ロール制御の姿勢制御条件とする。
【００９３】
図２３の動作フローは、図２０の動作フローにおいてステップＳ１０８に進むと開始する。ステップＳ２０１において、評価材料特定部２２２は、図２０のステップＳ１０７で読み出された姿勢制御条件のロール角α１を読み込む。ステップＳ２０２において、評価材料特定部２２２は、観測パス管理テーブル２０９を初期状態にリセットする。これは、本動作フローの前回の実行時に観測パス管理テーブル２０９に設定された値等を消去し、新たなデータを入力可能な初期状態に戻す処理である。
【００９４】
ステップＳ２０３からステップＳ２１８までの処理は繰り返し処理である。ステップＳ２０３において、評価材料特定部２２２は、処理の繰り返しの度に、図１４に示される候補パステーブル２０７から候補パスを通過順序の早い順に１パスずつ読み出す。図１４に示される候補パステーブル２０７は、前述したように既に通過順序の早いパスから順番に候補パスが並べられているので、一番上の候補パスから順に候補パスが選択される。
【００９５】
ステップＳ２０４において、評価材料特定部２２２は、選択したパス通過番号：ｉ番の候補パスのパス番号と、パス開始時刻（Ｔｓ）として昇交点経度通過時刻（ＵＴＣ）と、及びパス終了時刻（Ｔｅ）としてｉ番の候補パスの次の周回の昇交点経度通過時刻（ＵＴＣ）を候補パステーブル２０７から読み出す。
【００９６】
ステップＳ２０５からステップＳ２１５までは繰り返し処理である。ステップＳ２０５において、評価材料特定部２２２は、初期値として時刻Ｔにパス開始時刻（Ｔｓ）を格納し、以降、繰り返しの度に、時刻Ｔがパス終了時刻（Ｔｅ）を過ぎるまで時刻Ｔに時刻間隔ΔＴを加算しながら、ステップＳ２０５からステップＳ２１５までの処理を繰り返す。
【００９７】
ステップＳ２０６において、評価材料特定部２２２は、観測開始時刻：時刻Ｔ−ΔＴ／２、及び観測終了時刻：時刻Ｔ＋ΔＴ／２における衛星１０１の地心からの位置ベクトル（図１７におけるＲ）を、衛星軌道暦を含む衛星軌道暦情報２１４から読み込む。ステップＳ２０７において、評価材料特定部２２２は、観測開始時刻：時刻Ｔ−ΔＴ／２における衛星１０１の観測センサ１０２の視野端の位置Ｗ１ｓ及びＷ２ｓへの位置方向単位ベクトル：ｕ１、ｕ２を計算する。また、観測終了時刻：時刻Ｔ＋ΔＴ／２における衛星１０１の視野端の位置Ｗ１ｅ及びＷ２ｅの位置方向単位ベクトル：ｕ３、ｕ４も計算する。位置方向単位ベクトル：ｕ１、ｕ２、ｕ３、及びｕ４については、図１７から図１９を参照して上述したように、衛星位置ベクトルＲと、衛星１０１の観測センサ１０２の視野角θ１及びθ２と、ロール制御の角度α１とから計算することができる。また、上述したようにＷ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅで囲まれた領域は時刻Ｔにおける観測範囲１０５である。
【００９８】
ステップＳ２０８からステップＳ２１４までは繰り返し処理である。ステップＳ２０８において、繰り返しの度に、評価材料特定部２２２は、観測対象メッシュ点テーブル２０５から観測対象メッシュ点１１４のメッシュ点番号を順に１つずつ読み出し、観測対象メッシュ点テーブル２０５に登録されている全ての観測対象メッシュ点１１４が読み出されるまで、ステップＳ２０８からステップＳ２１４までの処理を繰り返す。ステップＳ２０８で読み出したメッシュ点番号の観測対象メッシュ点１１４が既に観測済みか否かを判定するために、ステップＳ２０９では、評価材料特定部２２２は、観測パス管理テーブル２０９において、読み出したメッシュ点番号のｉ番の候補パスの観測フラグ：ＭＯＢＳの値を参照する。続いて、ステップＳ２１０において、評価材料特定部２２２は、その値が１か否かを確認する。観測フラグ：ＭＯＢＳの値が１であれば、既にその観測対象メッシュ点１１４は、別の候補パスで観測済みであるため、ステップＳ２１０はＹｅｓと判定されフローはステップＳ２１４へと進む。一方、ステップＳ２１０において、読み出した観測対象メッシュ点１１４のメッシュ点番号に対するｉ番の候補パスの観測フラグ：ＭＯＢＳの値に１が入っていなければ、選択した観測対象メッシュ点１１４は未だ観測されていないため、Ｎｏと判定されフローはステップＳ２１１へと進む。ステップＳ２１１において、評価材料特定部２２２は、選択した観測対象メッシュ点１１４のメッシュ点番号を用いてメッシュ点情報テーブル２０４を参照し、選択した観測対象メッシュ点１１４のメッシュ点位置方向単位ベクトル：ｕｓを読み込む。
【００９９】
ステップＳ２１２において、評価材料特定部２２２は、ステップＳ２０７で取得した観測範囲１０５の位置方向単位ベクトル：ｕ１、ｕ２、ｕ３、及びｕ４と、選択した観測対象メッシュ点１１４の位置方向ベクトル：ｕｓとを用いて、上述したメッシュ点観測可否判定処理を実行し、選択した観測対象メッシュ点１１４が観測範囲１０５（Ｗ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅで囲まれる領域）内に存在するか否かを判定する。ステップＳ２１２において、選択した観測対象メッシュ点１１４が観測範囲１０５内に存在しない場合は、Ｎｏと判定され、フローはステップＳ２１４へと進む。一方、ステップＳ２１２において、選択した観測対象メッシュ点１１４が観測範囲１０５内に存在する場合は、Ｙｅｓと判定されフローはステップＳ２１３へと進む。
【０１００】
ステップＳ２１３において、評価材料特定部２２２は、観測パス管理テーブル２０９に以下の値を設定する。まず、選択した観測対象メッシュ点１１４のメッシュ点番号に対する、選択したパス通過番号：ｉ番の候補パスの観測フラグ：ＭＯＢＳに１を設定して選択した観測対象メッシュ点１１４が観測済みであることを記録する。また、観測時刻：Ｔｏｂｓに時刻Ｔを設定し、選択した観測対象メッシュ点１１４が観測範囲１０５に収まった時刻を記録する。更に、ｉ番の候補パスのパス観測フラグ：ＰＯＢＳに“Ｙ”を設定し、ｉ番の候補パスにおいて初めて観測範囲１０５に収まった観測対象メッシュ点１１４が少なくとも１つ存在することを記録する。即ち、パス観測フラグ：ＰＯＢＳに設定される“Ｙ”は、その候補パスが、観測を実行する必要のある要観測パスであることを示している。更に、ｉ番の候補パスの以降に通過する全ての候補パスについても、選択した観測対象メッシュ点１１４のメッシュ点番号に対する観測フラグ：ＭＯＢＳに１を設定し、選択した観測対象メッシュ点１１４が観測済みであることを記録する。これにより、以降に通過する候補パスでは、ステップＳ２１０がＹと判定されるため、観測済みの観測対象メッシュ点１１４に対してはステップＳ２１１からステップＳ２１３の処理は実行されない。以上の値を観測パス管理テーブル２０９に書き込んだ後、フローはステップＳ２１４へと進む。
【０１０１】
上述した通り、ステップＳ２０８からステップＳ２１４までは繰り返し処理である。ステップＳ２１４では、観測対象メッシュ点テーブル２０５に登録されている全ての観測対象メッシュ点１１４が読み出されていない場合はステップＳ２０８へと戻るが、全ての観測対象メッシュ点１１４が読み出されている場合にはステップＳ２１５へと進む。ステップＳ２０８からステップＳ２１４までの繰り返し処理により、観測対象メッシュ点テーブル２０５に含まれる未だ観測されていない観測対象メッシュ点１１４が、ｉ番の候補パスの時刻Ｔにおける観測範囲１０５に収まるか否かが判定される。
【０１０２】
また、上述した通り、ステップＳ２０５からステップＳ２１５までは繰り返し処理である。ステップＳ２１５では、繰り返しの度に、時刻間隔ΔＴを加算することで時刻Ｔが進められ、加算後の時刻Ｔがパス終了時刻（Ｔｅ）を過ぎていなければステップＳ２０５へと戻る。一方、加算後の時刻Ｔがパス終了時刻（Ｔｅ）を過ぎている場合には、ステップＳ２１６へと進む。ステップＳ２０５からステップＳ２１５までの繰り返し処理により、ｉ番の候補パスの地上軌跡１０６に沿ってΔＴ間隔で観測範囲１０５が設けられ、各観測範囲１０５において観測対象メッシュ点テーブル２０５に含まれる未だ観測されていない観測対象メッシュ点１１４が観測範囲１０５に収まったか否かが判定されることになる。
【０１０３】
ステップＳ２１６において、評価材料特定部２２２は、以下の値を観測パス管理テーブル２０９に格納する。まず、観測パス管理テーブル２０９のｉ番の候補パスの列の観測フラグ：ＭＯＢＳを参照し、値が１となっている観測対象メッシュ点１１４の個数をカウントして、その個数を観測済みメッシュ点数：Ｎｏｂｓに格納する。例えば、図２２の例では、２番パス（パス番号４６）で観測済みメッシュ点数：Ｎｏｂｓに１０が格納されており、これは１０個の観測対象メッシュ点１１４が２番パスの終了までに観測済みであることを示している。また、観測パス管理テーブル２０９のｉ番の候補パスの列において、パス観測フラグ：ＰＯＢＳを参照し、値が“Ｙ”であれば、ｉ番の候補パスの列の観測時刻：Ｔｏｂｓに格納されている値のうちで最も早い観測時刻をパス観測開始時刻：Ｔｏｓに設定し、最も遅い観測時刻をパス観測終了時刻：Ｔｏｅに設定する。従って、ｉ番の候補パスにおいては、設定したパス観測開始時刻：Ｔｏｓからパス観測終了時刻：Ｔｏｅまでの期間で観測を行えば、ｉ番の候補パスで初めて観測された観測対象メッシュ点１１４については観測ができることになる。以上の値を観測パス管理テーブル２０９に格納した後、フローはステップＳ２１７へと進む。
【０１０４】
ステップＳ２１７において、評価材料特定部２２２は、読み出したロール制御の姿勢制御条件において、全ての観測対象メッシュ点１１４が観測されたか否かを、観測済みメッシュ点数：Ｎｏｂｓの値が観測対象メッシュ点１１４の総数：Ｎｔｏｔと等しいか否かを判定することで判定する。等しい場合には、読み出したロール制御の姿勢制御条件において全ての観測対象メッシュ点１１４が観測されているため、Ｙｅｓと判定し、フローはステップＳ２１９へと進む。一方、等しくない場合には、読み出したロール制御の姿勢制御条件での観測で未だ観測されていない観測対象メッシュ点１１４が存在するため、Ｎｏと判定し、フローはステップＳ２１８へと進む。
【０１０５】
上述したように、ステップＳ２０３からステップＳ２１８までの処理は繰り返し処理である。ステップＳ２０３において、繰り返しの度に、評価材料特定部２２２は、候補パステーブル２０７から候補パスを通過順序の早い順に読み出し、全ての候補パスの読み出しが完了するまで、ステップＳ２０３からステップＳ２１８の処理を繰り返す。全ての候補パスの読み出しが完了すると、フローはステップＳ２１８からステップＳ２１９へと進む。
【０１０６】
ステップＳ２１９において、評価材料特定部２２２は、観測パス管理テーブル２０９を参照し、パス観測フラグ：ＰＯＢＳの値を確認する。パス観測フラグ：ＰＯＢＳに値“Ｙ”が入っている候補パスは、読み出した姿勢制御条件において観測が必要なパスであるため、要観測パスとして、そのパス番号と、パス観測開始時刻：Ｔｏｓ及びパス観測終了時刻：Ｔｏｅとを評価材料テーブル２１２に格納し、本動作フローは終了する。
【０１０７】
図２４は、第１の実施形態に係る評価材料テーブル２１２を例示する図である。図２０のステップＳ１０８に示すように、以上で述べた図２３のロール制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理は、姿勢制御条件テーブル２０８に登録されている全てのロール制御の姿勢制御条件に対して繰り返し実行される。そのため、図２４に示されるように、評価材料テーブル２１２には、姿勢制御条件テーブル２０８に登録されている全てのロール制御の姿勢制御条件について、観測が必要な要観測パスのパス番号と、そのパスにおいて初めて観測された観測対象メッシュ点１１４が観測される期間を表すパス観測開始時刻：Ｔｏｓ及びパス観測終了時刻：Ｔｏｅとが評価材料情報として登録される。
【０１０８】
ロール制御の姿勢制御条件を用いる第１の実施形態では、姿勢制御条件評価部２２３は、これらの姿勢制御条件の評価材料情報を用いて、図２０のステップＳ１１０における姿勢制御条件の並べ替えを実行し、並べ替えにより上位に位置する評価の高い姿勢制御条件の評価結果テーブル２１３を生成する。上述したように、観測対象領域１０８の観測をできるだけ早く完了することは最適な観測計画の要件の１つである。そのため、一実施形態においては、評価材料情報に含まれる要観測パスのうちで最も遅くに通過する要観測パスのパス観測終了時刻：Ｔｏｅ（即ち、その姿勢制御条件において全ての観測対象メッシュ点１１４の観測が完了する観測完了時刻）が、早い姿勢制御条件から順に評価が上位となるように並べ替えてもよい。
【０１０９】
また、上述したように、一般に、観測データの取引は観測シーン単位で行われるため、シーン数により価格が変わる。そのため、シーン数が少ないことも、最適な観測計画の要件の１つである。そして、シーン数は、ロール制御の場合には、要観測パスの数が増えると増加する。そのため、一実施形態においては、観測完了時刻が同じである場合には、観測の完了までに必要な要観測パスの数が少ない姿勢制御条件を上位にしてもよい。或いは、別な実施形態では、姿勢制御条件毎に決定された観測完了時刻が同じである場合に、ロール角α１の値が小さい姿勢制御条件を上位にしてもよい。これは、ロール角α１の値が大きくなると、観測センサ１０２の視野端と、地表面１１２との成す角度がきつくなり分解能が低くなるためである。
【０１１０】
以上で例示した、ロール制御の姿勢制御条件に対する評価材料情報の順位付けの評価基準（全ての観測対象メッシュ点１１４の観測が完了する観測完了時刻、観測の完了までに必要な要観測パスの数、及びロール角α１の値など）は、ユーザーの目的に応じていずれを優先してもよい。例えば、ユーザーが観測シーン１０４のシーン数を少なく抑えた上で観測完了の早い姿勢制御条件を特定したい場合には、評価材料テーブル２１２の姿勢制御条件の評価材料情報を観測の完了までに必要な要観測パスの数が少ない順に並べ替えてもよい。そして、必要な要観測パスの数が同じである場合には、観測完了時刻が早い方から順に並べ替えてもよい。
【０１１１】
図２５は、評価材料テーブル２１２を観測完了時刻が早い方から順に評価が上位となるように並べ替えた後、上位の姿勢制御条件を所定の数（例えば、上位５つ）だけ抽出し、作成した評価結果テーブル２１３を例示する図である。図２０のステップＳ１１１において、表示部２０２は、図２５の評価結果テーブル２１３を例えばディスプレー等の入出力装置４０７を介して表示する。図２５に示す評価結果テーブル２１３の例では、姿勢制御識別番号と、姿勢制御フラグと、要観測パスの数と、パス番号と、パス観測開始時刻：Ｔｏｓ及びパス観測終了時刻：Ｔｏｅと対応づけて格納している。
【０１１２】
従って、ユーザーは評価結果テーブル２１３を参照することで、例えば、観測完了時刻の最も早いロール制御の姿勢制御条件と、観測を行うべき要観測パスのパス番号と、パス観測開始時刻：Ｔｏｓ及びパス観測終了時刻：Ｔｏｅとを特定することができる。従って、評価結果テーブル２１３により、ユーザーは、例えば、できるだけ早く観測を完了したいという自己の要望にあった観測を実行することができる。
【０１１３】
以上で述べたように、第１の実施形態では、ロール制御の姿勢制御条件毎に、観測の完了までに必要となる要観測パスと、観測の完了する時刻とが特定される。そのため、ユーザーは、観測対象領域１０８を観測する上で最適な姿勢制御条件を特定することができる。また、姿勢制御条件の比較に用いた評価材料情報からは、特定した姿勢制御条件での観測の条件（要観測パスにおける観測期間等）も特定できる。そのため、例えば、第１の実施形態によれば、図８（ｃ）に示すような、衛星１０１の観測センサ１０２の中心視点１０７が衛星１０１の地上軌跡１０６に沿った観測では、１パスで観測を完了することができない広域の観測対象領域１０８に対しても、図８（ｂ）及び（ｄ）に示すように、ロール制御を用いた効率のよい観測を実行できる。
【０１１４】
また、第１の実施形態では、１つの観測対象領域１０８の観測ではロール角を一定に維持して観測を行っているため、姿勢制御による観測データ品質のばらつきを抑えることができる。
【０１１５】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態に係るロール・ヨー制御を用いる場合の姿勢制御条件の評価材料特定処理について以下に説明する。
【０１１６】
第２の実施形態では、ロール・ヨー制御を用いて観測対象領域１０８の観測を行う。ロール・ヨー制御を用いて観測を行う場合、以下の前提の下で観測を行うものとする。ロール・ヨー制御では、観測対象領域１０８が広域にわたる場合でも、観測対象領域１０８を可能な限り１つの観測シーン１０４で観測することを目的に観測を行うものとする。従って、ロール・ヨー制御を行う場合には複数パスによる観測は考えないものとする。その場合、必ずしも観測対象領域１０８の全体を網羅できるとは限らないので、姿勢制御条件毎に、観測できた観測対象メッシュ点１１４の数の観測対象メッシュ点１１４の総数に対する割合をカバー率として算出し、各ロール・ヨー制御の姿勢制御条件の評価材料を取得する。
【０１１７】
また、第２の実施形態に係るロール・ヨー制御の姿勢制御条件は、ロール角α１、α２、ヨー角β、及び観測時間Δｔｏｂｓにより規定される。ここで、ロール角α１は、観測開始時刻のロール角であり、ロール角α２は、観測終了時刻のロール角である。ヨー角βは観測期間の間に維持されるヨー角である。観測時間Δｔｏｂｓは観測開始時刻から観測終了時刻までの時間である。第２の実施形態に係るロール・ヨー制御の姿勢制御条件のロール角α１、α２、ヨー角β、及び観測時間Δｔｏｂｓは、衛星１０１の仕様などに従って実施可能な範囲であれば任意の値に設定できる。例えば、ヨー角βを角度０度に設定してもよい。即ち、第２の実施形態に係るロール・ヨー制御の姿勢制御条件では、ヨー角を回転させずに０度に維持して観測を実行することも含む。また、ロール角α１、α２を同じ角度に設定してもよい。即ち、例えば、ヨー角のみを回転させて観測を実行してもよい。また、第２の実施形態に係るロール・ヨー制御の姿勢制御条件では、ロール角α１、α２と観測時間Δｔｏｂｓとは、観測開始時刻でのロール角α１から観測終了時刻でのロール角α２まで観測時間：Δｔｏｂｓにわたってロール角を一定の間隔又は速度で徐々に動かすことも表している。ロール角を動かす間隔又は速度は、特に制約しない。 しかしながら、後述するように、第２の実施形態においても、観測対象メッシュ点１１４の観測の可否の判定には観測可否判定処理を用いる。そして、観測可否判定処理では、観測開始時刻における観測幅Ｗと、観測終了時刻における観測幅Ｗとで囲まれる領域を観測範囲１０５として、観測可否の判定を行う。そのため、ロール角を動かす間隔又は速度は、観測可否判定処理で用いる観測範囲１０５に、衛星１０１の実際の観測範囲１０５が可能な限り一致するように動かすことが好ましい。第２の実施形態に係るロール・ヨー制御の姿勢制御条件では、ヨー角を回転させた状態で観測を行うことで及び／又はロール角を観測中に動かすことで、第１の実施形態に係るロール制御を用いた姿勢制御条件による観測では設定できなかった観測範囲１０５を設定することが可能となる。
【０１１８】
以下には、姿勢制御条件テーブル２０８に登録されている様々なロール・ヨー制御の姿勢制御条件に対する評価材料情報の取得について述べる。ロール・ヨー制御の姿勢制御条件の評価材料特定処理では、各ロール・ヨー制御の姿勢制御条件において、複数の候補パスのうちで衛星１０１の観測範囲１０５に観測対象領域１０８が最も良く包含される要観測パスと、その要観測パス内での観測期間とが評価材料情報として特定される。
【０１１９】
或るロール・ヨー制御の姿勢制御条件において、複数の候補パスのうちで衛星１０１の観測範囲１０５に観測対象領域１０８が最も良く包含される要観測パスと、その要観測パス内での観測期間とは、以下の処理で特定できる。
【０１２０】
まず、観測対象領域１０８に含まれるメッシュ１１０を選定することで観測対象領域１０８を観測対象メッシュ群１１１で代表する。また、衛星１０１の複数のパス１０９のうちから、観測対象メッシュ群１１１の付近を通る複数の候補パスを選定する。続いて、姿勢制御条件テーブル２０８に登録されている複数のロール・ヨー制御の姿勢制御条件のそれぞれに対し以下の処理を繰り返す。まず、複数の候補パスの中から通過順序の早い順に１パス選択する。候補パスを通過順序の早い順に選択するのは、できるだけ早く観測を完了することが最適な観測計画の要件の１つだからである。選択した候補パスのパス開始時刻からパス終了時刻までにわたってΔＴ間隔で時刻Ｔを進め、各時刻において読み出したロール・ヨー制御の姿勢制御条件での観測範囲１０５を順次切り出す。切り出した各観測範囲１０５において観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４のそれぞれに対して上述のメッシュ点観測可否判定処理を実行し、観測対象メッシュ点１１４がいくつ含まれるかをカウントする。続いて、カウントした観測対象メッシュ点１１４の数を観測対象メッシュ点１１４の総数で除算することで観測された観測対象メッシュ点１１４の割合（カバー率）を求める。ΔＴ間隔で進められる時刻Ｔ毎に求められたカバー率を比較することで、その候補パスにおいて観測された観測対象メッシュ点１１４が最も多い時刻と、その時のカバー率とが特定できる。以上の処理を、全ての候補パスに対して実行し、各候補パスにおいて最も高いカバー率と、その時刻とを特定し、そのカバー率を比較することで、或る姿勢制御条件において最もカバー率の高い観測が可能な候補パスを要観測パスとして特定する。姿勢制御条件毎に特定した、要観測パスと、そのカバー率及び観測時刻とは評価材料情報として用いられ、それらの評価材料情報を比較することで、観測を依頼した顧客等の希望に合った姿勢制御条件と観測期間とを提示することが可能になる。
【０１２１】
図２６は、第２の実施形態に係るロール・ヨー制御の姿勢制御条件での或る時刻における観測範囲１０５を例示する図である。図示されるように、観測センサ１０２の視野角で決まる視野の向きは、衛星１０１の進行方向と地心方向に対して垂直な方向から角度：βで傾いている。観測範囲１０５は、図２６では実線の枠で囲まれた領域として示されている。観測範囲１０５の幅はセンサの視野角できまる観測幅Ｗであり、また、観測範囲１０５の形状は姿勢制御条件（ヨー角をβ、観測開始時刻：Ｔｏｓにおけるロール角α１、観測終了時刻：Ｔｏｅにおけるロール角α２、及び観測期間をΔｔｏｂｓの値）に応じて多様な形状をとる。観測範囲１０５はΔＴ間隔で衛星１０１の進行方向にずれて行き、各観測範囲１０５において観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４のそれぞれに対して上述のメッシュ点観測可否判定処理が実行され、観測の可否が判定される。図２６においては黒色の観測対象メッシュ点１１４は、図示した時刻における観測範囲１０５で観測できるメッシュ点１１３を表しており、白色の観測対象メッシュ点１１４はこの時刻での観測範囲１０５では観測できないメッシュ点１１３を表している。以上のようにして、各候補パスにおいて、ΔＴ間隔で時刻Ｔを進めながら観測範囲１０５が切り取られ、観測範囲１０５内に含まれる観測対象メッシュ点１１４の数を各時刻Ｔ毎に取得することで各候補パスをサーチし、観測範囲１０５に含まれる観測対象メッシュ点１１４の数が最大のタイミングを探す。
【０１２２】
なお、ロール・ヨー制御の姿勢制御条件では、観測範囲１０５の形状は姿勢制御条件により定まるため、観測シーン１０４は、例えば観測範囲１０５と一致する範囲に設定される。上述したように、観測シーン１０４は、地球観測データの売買などの際に用いられる単位であるため、姿勢制御条件により定まる観測範囲１０５内であれば自由に設定できる。図２６では、観測シーン１０４は衛星１０１の観測範囲１０５と一致する範囲に設定されている。
【０１２３】
図２７は、第２の実施形態に係る、観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４が、或る姿勢制御条件の或る候補パスにおける観測範囲１０５にいくつ収まるかの判定の結果を時刻Ｔ毎に管理するための観測一次結果テーブル２１０を例示する図である。観測一次結果テーブル２１０では、ΔＴ間隔で進められる観測時刻Ｔのそれぞれに対して、その時刻Ｔにおいて観測される観測対象メッシュ点１１４の数（観測メッシュ点数：Ｍｍｓ）を対応づけて格納している。図２７では、５５個の観測対象メッシュ点１１４が観測される時刻が、観測メッシュ点数が最大の時刻であることが分かる。この或る候補パスにおける最大の観測メッシュ点数を、観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４の総数で除算し、百分率で表すことでカバー率が計算される。或る姿勢制御条件での各候補パスの観測メッシュ点数が最大の時刻Ｔと、その時刻におけるカバー率とは、観測二次結果テーブル２１１に登録される。
【０１２４】
図２８は、観測二次結果テーブル２１１を例示する図である。観測二次結果テーブル２１１では、或る姿勢制御条件での複数の候補パスのパス番号と、各候補パスにおける観測メッシュ点数が最大の観測中心時刻Ｔｏｃと、その時刻におけるカバー率とが対応付けられている。図２８の例では、観測二次結果テーブル２１１から、パス番号：５０の候補パスのカバー率が９５％で最大であること、及びその時の時刻Ｔが分かる。観測二次結果テーブル２１１において、カバー率が最大の候補パスは要観測パスとして後述の評価材料テーブル２１２に格納される。
【０１２５】
観測一次結果テーブル２１０及び観測二次結果テーブル２１１に値を入力する、第２に実施形態に係るロール・ヨー制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理を図２９を参照して以下に述べる。
【０１２６】
図２９は、第２に実施形態に係るロール・ヨー制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理の動作フロー図である。図２９に示すロール・ヨー制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理の動作フローは、図２０のステップＳ１０８において実行される。なお、第２の実施形態においては、図２０のステップＳ１０６で入力される姿勢制御条件は、ロール・ヨー制御の姿勢制御条件とする。
【０１２７】
図２９の動作フローは、図２０の動作フローにおいてステップＳ１０８に進むと開始する。ステップＳ３０１において、評価材料特定部２２２は、図２０のステップＳ１０７で読み出した姿勢制御条件のロール角α１、α２、ヨー角β、及び観測時間Δｔｏｂｓを読み込む。ステップＳ３０２において、評価材料特定部２２２は、観測一次結果テーブル２１０及び観測二次結果テーブル２１１を初期状態にリセットする。これは、本動作フローの前回の実行時に観測一次結果テーブル２１０及び観測二次結果テーブル２１１に設定された値等を消去し、新たなデータを入力可能な初期状態に戻す処理である。
【０１２８】
ステップＳ３０３からステップＳ３１９までの処理は繰り返し処理である。ステップＳ３０３において、評価材料特定部２２２は、処理の繰り返しの度に、図１４に示される候補パステーブル２０７から候補パスを通過順序の早い順に１パスずつ読み出す。図１４に示される候補パステーブル２０７は、前述したように既に通過順序の早いパスから順番に候補パスが並べられているので、一番上の候補パスから順に候補パスが選択される。
【０１２９】
ステップＳ３０４において、評価材料特定部２２２は、選択したパス通過番号：ｉ番の候補パスのパス番号と、ｉ番の候補パスのパス開始時刻（Ｔｓ）として昇交点経度通過時刻（ＵＴＣ）と、及びｉ番の候補パスのパス終了時刻（Ｔｅ）としてｉ番の候補パスの次の周回の昇交点経度通過時刻（ＵＴＣ）を候補パステーブル２０７から読み出す。
【０１３０】
ステップＳ３０５からステップＳ３１６までは繰り返し処理である。ステップＳ３０５において、評価材料特定部２２２は、初期値として時刻Ｔにパス開始時刻（Ｔｓ）を格納し、以降、繰り返しの度に、時刻Ｔがパス終了時刻（Ｔｅ）を過ぎるまで時刻Ｔに時刻間隔ΔＴを加算しながら、ステップＳ３０５からステップＳ３１６までの処理を繰り返す。なお、候補パスをサーチする時刻間隔ΔＴは、一実施形態においては０．５〜３分の間に設定され、例えば１分に設定される。候補パスをサーチする時刻間隔ΔＴは、例えば、読み出した姿勢制御条件において、観測対象メッシュ点１１４が候補パス内で観測できるか否かを判定できる時刻間隔に設定される。
【０１３１】
ステップＳ３０６において、評価材料特定部２２２は、観測一次結果テーブル２１０の一番上の行から順に時刻Ｔを設定する。前述の通りステップＳ３０５からステップＳ３１６は繰り返し処理であり、繰り返しの度に、時刻ＴがΔＴずつパス終了時刻（Ｔｅ）まで変化するが、それら繰り返しの度に変わる時刻Ｔの値が、観測一次結果テーブル２１０の一番上の行から順に格納される。
【０１３２】
ステップＳ３０７において、評価材料特定部２２２は、観測開始時刻：時刻Ｔ−Δｔｏｂｓ／２、及び観測終了時刻：時刻Ｔ＋Δｔｏｂｓ／２における衛星１０１の地心からの位置ベクトル（図１７におけるＲ）を衛星軌道暦情報２１４から読み込む。ステップＳ３０８において、評価材料特定部２２２は、観測開始時刻：時刻Ｔ−Δｔｏｂｓ／２における衛星１０１の観測センサ１０２の視野端の位置Ｗ１ｓ及びＷ２ｓへの位置方向単位ベクトル：ｕ１、ｕ２を計算する。また、観測終了時刻：時刻Ｔ＋Δｔｏｂｓ／２における衛星１０１の視野端の位置Ｗ１ｅ及びＷ２ｅの位置方向単位ベクトル：ｕ３、ｕ４を計算する。位置方向単位ベクトル：ｕ１、ｕ２、ｕ３、及びｕ４については、図１７から図１９を参照して上述したように、衛星位置ベクトルＲと、衛星１０１の観測センサ１０２の視野角θ１及びθ２と、ロール角α（α１，α２）と、及びヨー角βの情報が分かれば計算することができる。また、上述したようにＷ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅで囲まれた領域は時刻Ｔにおける観測範囲１０５である。
【０１３３】
ステップＳ３０９において、評価材料特定部２２２は、観測範囲１０５（Ｗ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅで囲まれた領域）に包含される観測対象メッシュ点１１４のカウント数である観測メッシュ点数：Ｍｍｓを初期設定の０個にリセットする。
【０１３４】
ステップＳ３１０からステップＳ３１４までは繰り返し処理である。ステップＳ３１０において、評価材料特定部２２２は、繰り返しの度に、観測対象メッシュ点テーブル２０５から観測対象メッシュ点１１４のメッシュ点番号を順に１つずつ読み出し、観測対象メッシュ点テーブル２０５に登録されている全ての観測対象メッシュ点１１４が読み出されるまで、以降のステップＳ３１０からステップＳ３１４までの処理を繰り返す。ステップＳ３１１において、評価材料特定部２２２は、読み出した観測対象メッシュ点１１４のメッシュ点番号を用いてメッシュ点情報テーブル２０４を参照し、読み出した観測対象メッシュ点１１４のメッシュ点位置方向単位ベクトル：ｕｓを読み込む。
【０１３５】
ステップＳ３１２において、評価材料特定部２２２は、ステップＳ３０８で取得した観測範囲１０５の位置方向単位ベクトル：ｕ１、ｕ２、ｕ３、及びｕ４と、選択した観測対象メッシュ点１１４の位置方向ベクトル：ｕｓとを用いて、上述したメッシュ点観測可否判定処理を実行し、選択した観測対象メッシュ点１１４が観測範囲１０５（Ｗ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅで囲まれた領域）内に存在するか否かを判定する。ステップＳ３１２において、選択した観測対象メッシュ点１１４が観測範囲１０５内に存在しない場合は、Ｎｏと判定され、フローはステップＳ３１４へと進む。一方、ステップＳ３１２において、選択した観測対象メッシュ点１１４が観測範囲１０５内に存在する場合は、Ｙｅｓと判定されフローはステップＳ３１３へと進む。ステップＳ３１３において、評価材料特定部２２２は、観測メッシュ点数：Ｍｍｓに１を加算し、観測できた観測対象メッシュ点１１４の数をカウントアップし、ステップＳ３１４へと進む。
【０１３６】
上述した通り、ステップＳ３１０からステップＳ３１４までは繰り返し処理である。ステップＳ３１４では、観測対象メッシュ点テーブル２０５に登録されている全ての観測対象メッシュ点１１４が読み出されていない場合はステップＳ３１０へと戻るが、全ての観測対象メッシュ点１１４が読み出された場合にはステップＳ３１５へと進む。ステップＳ３１０からステップＳ３１４までの繰り返し処理により、時刻Ｔにおいて観測範囲１０５に収まった観測対象メッシュ点１１４の数がカウントされる。
【０１３７】
ステップＳ３１５において、評価材料特定部２２２は、カウントした時刻Ｔにおける観測対象メッシュ点１１４の数を、観測一次結果テーブル２１０の時刻Ｔに対応する観測メッシュ数：Ｍｍｓに設定し、フローはステップＳ３１６へと進む。
【０１３８】
上述した通り、ステップＳ３０５からステップＳ３１６までは繰り返し処理である。ステップＳ３１６では、繰り返しの度に、時刻間隔ΔＴを加算することで時刻Ｔが進められ、加算後の時刻Ｔがパス終了時刻（Ｔｅ）を過ぎていなければステップＳ３０５へと戻る。一方、加算後の時刻Ｔがパス終了時刻（Ｔｅ）を過ぎている場合には、ステップＳ３１７へと進む。ステップＳ３０５からステップＳ３１６までの繰り返し処理により、選択したパス通過番号：ｉ番の候補パスの地上軌跡１０６に沿ってΔＴ間隔で観測範囲１０５が設けられ、各観測範囲１０５において観測対象メッシュ点テーブル２０５に含まれる観測対象メッシュ点１１４がどれだけ観測されるかがカウントされる。そして、繰り返しの度に、ΔＴ間隔で進められる時刻Ｔの値と、その時刻Ｔにおける観測範囲１０５で観測された観測対象メッシュ点１１４の数（観測メッシュ点数：Ｍｍｓ）とが、観測一次結果テーブル２１０に格納される。
【０１３９】
ステップＳ３１７において、評価材料特定部２２２は、観測一次結果テーブル２１０を参照し、観測メッシュ点数：Ｍｍｓが最大の観測時刻Ｔと、その時の観測メッシュ点数：Ｍｍｓの値とを読み込む。なお、この観測メッシュ点数：Ｍｍｓが最大であった観測時刻Ｔを観測中心時刻：Ｔｏｃとする。そして、読み込んだ観測メッシュ点数：Ｍｍｓと、観測対象メッシュ点テーブル２０５に登録されている観測対象メッシュ点１１４の総数：Ｎｔｏｔとを用いて、例えば、（Ｍｍｓ／Ｎｔｏｔ）×１００を計算することにより、カバー率：Ｃｏｂｓを算出する。
【０１４０】
ステップＳ３１８において、評価材料特定部２２２は、以下の値を観測二次結果テーブル２１１に設定する。まず、ステップＳ３０３において選択され、以降のステップＳ３０４からステップＳ３１８までの処理の対象としたパス通過番号：ｉ番の候補パスのパス番号を設定する。そして、ステップＳ３１７において、観測一次結果テーブル２１０で観測メッシュ点数が最大の観測時刻Ｔを観測中心時刻Ｔｏｃとして設定する。また、その観測中心時刻Ｔｏｃにおけるカバー率：Ｃｏｂｓを設定する。以上のパス番号、観測中心時刻Ｔｏｃ、及びカバー率：Ｃｏｂｓが観測二次結果テーブル２１１に対応づけて設定される。その後、フローはステップＳ３１９へと進む。
【０１４１】
上述したように、ステップＳ３０３からステップＳ３１９までの処理は繰り返し処理である。評価材料特定部２２２は、繰り返しの度に、ステップＳ３０３では候補パステーブル２０７から候補パスを通過順序の早い順に読み出し、全ての候補パスの読み出しが完了するまで、ステップＳ３０３からステップＳ３１７の処理を繰り返す。全ての候補パスの読み出しが完了すると、フローはステップＳ３１９からステップＳ３２０へと進む。
【０１４２】
ステップＳ３２０において、評価材料特定部２２２は、観測二次結果テーブル２１１に登録されている候補パスの中でカバー率：Ｃｏｂｓが最大の候補パスを要観測パスとして特定し、その要観測パスのパス番号と、その要観測パスにおける観測中心時刻：Ｔｏｃ及びカバー率：Ｃｏｂｓの値を評価材料テーブル２１２に格納する。また、その要観測パスにおける観測中心時刻：Ｔｏｃを用いて、観測開始時刻：Ｔｏｓ及び観測終了時刻：Ｔｏｅの値を計算し、それらの値も評価材料テーブル２１２に格納する。本実施形態では観測開始時刻：Ｔｏｓの値は、Ｔｏｓ＝Ｔｏｃ−Δｔｏｂｓ／２を計算することで、また、観測終了時刻：Ｔｏｅの値は、Ｔｏｓ＝Ｔｏｃ＋Δｔｏｂｓ／２を計算することで算出する。以上の値を評価材料テーブル２１２に格納した後、本動作フローは終了する。
【０１４３】
図３０は、第２の実施形態に係るロール・ヨー制御を用いる評価材料テーブル２１２を例示する図である。先にも述べたように、図２０のステップＳ１０７〜Ｓ１０９までの処理は繰り返し処理である。そのため、図２９の動作フローにより、図３０の評価材料テーブル２１２には、ロール・ヨー制御の姿勢制御条件毎に、候補パスのうちでカバー率が最も高かった要観測パスのパス番号と、そのカバー率と、及びその要観測パスにおいてカバー率が最も高い観測中心時刻：Ｔｏｃ（観測開始時刻：Ｔｏｓ及び観測終了時刻：Ｔｏｅ）とが姿勢制御条件の評価材料情報として格納される。
【０１４４】
ロール・ヨー制御を用いる第２の実施形態では、姿勢制御条件評価部２２３は、これらの姿勢制御条件の評価材料情報を用いて、図２０のステップＳ１１０の並べ替えを実行し、並べ替えにより上位に位置する評価の高い姿勢制御条件の評価結果テーブル２１３を生成する。
【０１４５】
前述した通り、できるだけ早く観測を完了することは最適な観測計画の要件の１つである。そのため、例えば、観測終了時刻：Ｔｏｅが早い姿勢制御条件を上位とするように並べ替えを行ってもよい。なお、ロール・ヨー制御では１パスで観測を行うことを前提としているので、評価材料テーブル２１２に登録されている観測終了時刻：Ｔｏｅは、姿勢制御条件毎の観測完了時刻である。
【０１４６】
また、第２の実施形態に係るロール・ヨー制御による観測は、観測対象領域１０８を１つの観測範囲１０５（観測シーン１０４）で可能な限り観測することを目的としている。そのため、例えば、観測終了時刻：Ｔｏｅが同じである場合には、評価材料テーブル２１２に登録されている姿勢制御条件の評価材料情報を比較し、カバー率が高い順に評価が上位となるように姿勢制御条件を並べ替えてもよい。或いは、姿勢制御の角度がきつくなると分解能に影響を与えるため、例えば、観測終了時刻：Ｔｏｅが同じである場合に、ロール角α１，α２及び、ヨー角βの角度が小さい姿勢制御条件を上位にしてもよい。
【０１４７】
以上で例示した、姿勢制御条件の順位付けの評価基準（観測終了時刻：Ｔｏｅ、カバー率、並びにロール角α１，α２及び、ヨー角βなど）は、ユーザーの目的に応じていずれを優先してもよい。例えば、ユーザーが、多少観測完了時刻が遅くなっても、できるだけ観測対象領域１０８をカバーしたい場合には、評価材料テーブル２１２の姿勢制御条件をカバー率の高い姿勢制御条件を上位となるように並べ替えてもよい。そして、カバー率が同じである場合には、観測終了時刻：Ｔｏｅの早い姿勢制御条件から順に並べ替えてもよい。
【０１４８】
図３１は、第２の実施形態に係る評価材料テーブル２１２を観測完了時刻が早い順に並べ替えた後、評価材料テーブル２１２で上位のものを所定の数（例えば、上位５つ）だけ抽出し、作成した評価結果テーブル２１３を例示する図である。図２０のステップＳ１１１において、表示部２０２は、図３１の評価結果テーブル２１３を、例えばディスプレー等の入出力装置４０７を介して表示する。図３１の評価結果テーブル２１３では、姿勢制御識別番号と、姿勢制御フラグと、要観測パスのパス番号と、観測開始時刻：Ｔｏｓ及び観測終了時刻：Ｔｏｅと、観測中心時刻：Ｔｏｃと、カバー率：Ｃｏｂｓ（％）とを対応づけて格納している。
【０１４９】
従って、ユーザーは評価結果テーブル２１３を参照することで、例えば、観測完了時刻の早いロール・ヨー制御の姿勢制御条件のうちでカバー率の高いロール・ヨー制御の姿勢制御条件と、観測を行うべき要観測パスのパス番号と、観測開始時刻：Ｔｏｓ及び観測終了時刻：Ｔｏｅと、観測中心時刻：Ｔｏｃとを特定することができる。従って、評価結果テーブル２１３により、ユーザーは観測対象領域１０８を１つの観測範囲１０５で最大限に観測することが可能な姿勢制御条件を特定し、観測を実行することができる。
【０１５０】
以上で述べたように、第２の実施形態では、ロール・ヨー制御の姿勢制御条件毎に、カバー率が最も高い要観測パスが決定される。そのため、ユーザーの目的（例えば、早期に観測を終えたい、少ない観測シーン数でできる限り広範囲を観測したいなど）に合った最適な姿勢制御条件と、その姿勢制御条件での観測の条件とを特定できる。例えば、第２の実施形態によれば、図８（ｃ）に示すような、衛星１０１の観測センサ１０２の中心視点１０７が衛星１０１の地上軌跡１０６に沿った観測では、１パスで観測を完了することができない広域の観測対象領域１０８に対しても、図８（ｅ）に示すように、ロール・ヨー制御を用いて１つの観測範囲１０５に最大限に観測対象領域１０８を包含して観測を行うことができる。
【０１５１】
＜第３の実施形態＞
第１の実施形態ではロール制御を用いる場合において観測対象領域１０８を効率よく観測できる姿勢制御条件を提示する観測計画立案処理について述べた。また、第２の実施形態では、ロール・ヨー制御を用いる場合において観測対象領域１０８を１つの観測範囲１０５に最大限に包含して観測することできる姿勢制御条件を提示する観測計画立案処理について述べた。これら第１の実施形態及び第２の実施形態を組み合わせて実施形態を構成してもよい。以下に例として、ロール制御及びロール・ヨー制御を用いる場合の第３の実施形態を示す。
【０１５２】
第３の実施形態においては、図２０の観測計画立案処理においてステップＳ１０６で入力される姿勢制御条件は、図１５の姿勢制御条件テーブル２０８に示されるロール制御及びロール・ヨー制御の両方の姿勢制御条件が入力される。また、ステップＳ１０８では、図３２に示すロール制御及びロール・ヨー制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理の動作フローが実行される。
【０１５３】
図３２のステップＳ４０１において、評価材料特定部２２２は、図２０のステップＳ１０７で読み込んだ姿勢制御条件が、ロール制御であるか、又はロール・ヨー制御であるかを判定する。本実施形態においては、この判定は読み込んだ姿勢制御条件の姿勢制御フラグ：ＩＦＡが“ＲＹ”であるか否かで判定する。読み込んだ姿勢制御条件の姿勢制御フラグ：ＩＦＡが“ＲＹ”で無い場合はＮｏと判定され、フローはステップＳ４０２へと進む。一方、読み込んだ姿勢制御条件の姿勢制御フラグ：ＩＦＡが“ＲＹ”である場合はＹｅｓと判定され、フローはステップＳ４０３へと進む。
【０１５４】
ステップＳ４０２では、評価材料特定部２２２は、第１の実施形態で述べた、図２３のロール制御の場合の姿勢制御条件の評価材料特定処理を実行し、ロール制御の姿勢制御条件の評価材料情報を評価材料テーブル２１２に格納し、本動作フローは終了する。一方、ステップＳ４０３では、評価材料特定部２２２は、第２の実施形態で述べた、図２９のロール・ヨー制御の場合の姿勢制御条件の評価材料特定処理を実行し、ロール・ヨー制御の姿勢制御条件の評価材料情報を評価材料テーブル２１２に格納し、本動作フローは終了する。
【０１５５】
図３２の動作フローが終了すると、図２０へと戻り、ステップＳ１０９へと進む。先にも述べたとおり、図２０のステップＳ１０７からステップＳ１０９までの処理は繰り返し処理である。ステップＳ１０７において、評価材料特定部２２２は、繰り返しの度に、ステップＳ１０６で入力された姿勢制御条件から姿勢制御条件を１つ読み出し、全ての姿勢制御条件の読み出しが完了するまで、ステップＳ１０７からステップＳ１０９の処理を繰り返す。全ての姿勢制御条件の読み出しが完了すると、フローはステップＳ１０９からステップＳ１１０へと進む。
【０１５６】
続いて、ステップＳ１１０において、姿勢制御条件評価部２２３は、姿勢制御条件毎に姿勢制御条件の評価材料情報が登録された評価材料テーブル２１２を評価の高い順に並べ替え、並べ替えにより上位に位置する評価の高い姿勢制御条件を抽出して評価結果テーブル２１３を生成する。第３の実施形態において、この並べ替えはロール制御の場合と、ロール・ヨー制御の場合とで別々に実行されてもよい。姿勢制御条件の評価材料情報の並べ替えのための評価基準については、ロール制御の場合を第１の実施形態に、ロール・ヨー制御の場合を第２に実施形態にそれぞれ例示した。ロール制御の場合の姿勢制御条件の評価材料情報の順位付けの評価基準と、ロール・ヨー制御の場合の姿勢制御条件の評価材料情報の順位付けの評価基準とは、同一の評価基準を用いてもよいし、異なる評価基準を用いてもよい。
【０１５７】
ステップＳ１１１において、表示部２０２は、作成した評価結果テーブル２１３を例えばディスプレー等の入出力装置４０７を介して表示し、本動作フローは終了する。
【０１５８】
図３３は、第３の実施形態に係るロール制御及びロール・ヨー制御を用いる場合の評価結果テーブル２１３を例示する。図３３の評価結果テーブル２１３では、姿勢制御モード、シーン表示、姿勢制御識別番号、姿勢制御条件、観測所要期間、パス別情報、及びカバー率が対応付けられている。また、図３３の評価結果テーブル２１３の例では、ロール制御の姿勢制御条件と、ロール・ヨー制御の姿勢制御条件とを姿勢制御モードにより分けて表示している。
【０１５９】
姿勢制御モードがロール制御の場合は、観測対象領域１０８の全体の観測を完了する観測完了時刻が早い方から順に５つの姿勢制御条件（姿勢制御識別番号：５番、２番、１番、３番、及び４番の姿勢制御条件）が評価材料テーブル２１２から抽出され登録されている。また、姿勢制御条件にはロール角α１の値が格納されている。パス別情報には、図２３の処理の実行により得られる、観測対象領域１０８の観測を完了するために必要となる要観測パスのパス番号と、各要観測パスにおけるパス観測開始時刻及びパス観測終了時刻の情報が格納されている。観測所要期間の開始時刻には、各姿勢制御条件において、パス別情報の観測開始時刻に格納されている時刻のうちで最も早い時刻が格納される。また、この観測所要期間の終了時刻には、各姿勢制御条件において、パス別情報の観測終了時刻に格納されている時刻のうちで最も遅い時刻が格納される。
【０１６０】
なお、姿勢制御モードがロール制御の姿勢制御識別番号：１番と、３番と、４番の姿勢制御条件では観測所要期間の終了時刻が同じである。図３３の例では、ロール制御の姿勢制御条件で観測完了時刻が同じ場合には、ロール角の絶対値が小さい姿勢制御条件を上位とするように並べ替えている。
【０１６１】
一方、姿勢制御モードがロール・ヨー制御の場合は、観測を完了する観測完了時刻が早い方から順に４つの姿勢制御条件（姿勢制御識別番号：８番、９番、６番、及び７番の姿勢制御条件）が評価材料テーブル２１２から抽出され登録されている。また、ロール・ヨー制御の場合には、姿勢制御条件にはロール角α２及びβも格納されている。また、カバー率には、図２９の処理の実行により得られる、各姿勢制御条件において最も高いカバー率が格納されており、パス別情報には、その最大のカバー率を示した要観測パスのパス番号と、その要観測パスにおける観測開始時刻及び観測終了時刻の情報とが格納されている。また、図３３の例では、観測を完了する時刻が同じ場合には、観測対象領域１０８のカバー率が高い姿勢制御条件を上位とするように並べ替えられている。ロール・ヨー制御では、１パスでの観測完了が前提となっているため、パス別情報に格納される観測開示時刻及び観測終了時刻の値と、観測所要期間に格納される開始時刻及び終了時刻の値はそれぞれ同じ時刻となる。なお、図３３の例では、シーン表示の「選択」のボタンを押すと、表示部２０２が、観測される観測シーン１０４の周辺の地表面１１２の画像を入出力装置４０７を介して表示するように、観測計画立案装置２００は構成されている。ユーザーは、「選択」ボタンを押して観測シーン１０４を表示させることで、観測シーン１０４を視覚的に検討することができる。
【０１６２】
第３の実施形態によれば、図３３に示されるように、ロール制御とロール・ヨー制御のそれぞれに対して、観測効率の良い姿勢制御条件が評価結果テーブル２１３で提示される。そのため、その提示された内容を比較することで、ロール制御とロール・ヨー制御のうちから、観測効率の良い姿勢制御条件を特定することが可能となる。
【０１６３】
図３４は、いくつかの実施形態に係る、観測計画立案装置２００の機能ブロック図である。観測計画立案装置２００は、観測計画立案部２０１、表示部２０２、及びパス情報テーブル生成部２０３を含んでいる。また、観測計画立案装置２００は、メッシュ点情報テーブル２０４、観測対象メッシュ点テーブル２０５、パス情報テーブル２０６、候補パステーブル２０７、姿勢制御条件テーブル２０８、観測パス管理テーブル２０９、観測一次結果テーブル２１０、観測二次結果テーブル２１１、評価材料テーブル２１２、評価結果テーブル２１３、及び衛星軌道暦情報２１４も含んでいる。
【０１６４】
また、図３４に示す実施形態では、観測計画立案装置２００は、メッシュ点情報生成部３００、及び軌道情報生成部３０１と例えばネットワーク４１０を介して接続されている。しかしながら、観測計画立案装置２００は、必ずしもメッシュ点情報生成部３００、及び軌道情報生成部３０１と接続されている必要はなく、例えば、ＵＳＢメモリ等の着脱可能記録媒体４０５を介してメッシュ点情報生成部３００、及び軌道情報生成部３０１により生成された情報を記憶装置４０３に格納し利用してもよい。或いは、別の実施形態では、メッシュ点情報生成部３００及び軌道情報生成部３０１は、観測計画立案装置２００に備えられていてもよい。
【０１６５】
メッシュ点情報生成部３００は、メッシュ点情報テーブル２０４を生成する。一方、軌道情報生成部３０１は、衛星軌道暦情報２１４を生成する。観測計画立案装置２００は、図３４に示す例では、メッシュ点情報生成部３００から、メッシュ点情報テーブル２０４を、また、軌道情報生成部３０１から衛星軌道暦情報２１４を、ネットワーク４１０を介してそれぞれ取得する。
【０１６６】
メッシュ点情報テーブル２０４については図１０において説明した。衛星軌道暦情報２１４については、図１２において説明した。衛星軌道暦情報２１４は、衛星１０１の時々刻々の位置情報、衛星１０１のパス１０９の情報（例えばパスの交点経度の通過時刻）などの衛星軌道歴の情報を含んでいる。
【０１６７】
パス情報テーブル生成部２０３は、衛星軌道暦情報２１４からパス情報テーブル２０６を生成する。パス情報テーブル２０６については、図１３において説明した。
観測計画立案部２０１は、候補パス選定部２２０、観測対象メッシュ点抽出部２２１、評価材料特定部２２２、姿勢制御条件評価部２２３、及び観測条件入力部２２４を含んでいる。
【０１６８】
観測条件入力部２２４は、図２０のステップＳ１０１の処理を実行し、例えば、入出力装置４０７を介してユーザーから観測対象領域１０８を指定する入力を受け付ける。観測対象メッシュ点抽出部２２１は、図２０のステップＳ１０２の処理を実行し、観測条件入力部２２４で指定された観測対象領域１０８と、メッシュ点情報テーブル２０４とから観測対象メッシュ点テーブル２０５を生成する。観測対象メッシュ点テーブル２０５については、図１１で述べた。
【０１６９】
また、観測条件入力部２２４は、図２０のステップＳ１０３の処理も実行し、入出力装置４０７を介してユーザーから観測指定期間の指定を受け付ける。候補パス選定部２２０は、図２０のステップＳ１０４の処理を実行し、例えば、観測条件入力部２２４に入力された観測指定期間と、メッシュ点情報テーブル２０４及び観測対象メッシュ点テーブル２０５とを用いて、パス情報テーブル２０６から候補パスを選定する。候補パス選定部２２０は、図２０のステップＳ１０５の処理も実行し、衛星軌道暦情報２１４に含まれるパス１０９の交点通過時刻の情報に基づいて、選定した候補パスをパスの通過順序の早い順に並べ替えて候補パステーブル２０７を作成する。候補パステーブル２０７については、図１４で述べた。
【０１７０】
評価材料特定部２２２は、衛星軌道暦情報２１４から取得した衛星１０１の地心からの位置ベクトルと、メッシュ点情報テーブル２０４と、観測対象メッシュ点テーブル２０５と、候補パステーブル２０７とを用いて、図２０のステップＳ１０８における姿勢制御条件の評価材料特定処理を実行し、評価材料テーブル２１２を生成する。評価材料テーブル２１２については図２４及び図３０において説明した。
【０１７１】
姿勢制御条件の評価材料特定処理において、図２３に示すロール制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理が実行される場合には、評価材料特定部２２２は、評価材料テーブル２１２を生成する過程で、観測パス管理テーブル２０９を利用する。観測パス管理テーブル２０９については図２２で述べた。また、姿勢制御条件の評価材料特定処理において、図２９に示すロール・ヨー制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理が実行される場合には、評価材料特定部２２２は、評価材料テーブル２１２を生成する過程で、観測一次結果テーブル２１０及び観測二次結果テーブル２１１を利用する。観測一次結果テーブル２１０については図２７で、観測二次結果テーブル２１１については図２８で述べた。
【０１７２】
姿勢制御条件評価部２２３は、図２０のステップＳ１１０の処理を実行し、評価材料テーブル２１２に基づいて、姿勢制御条件を評価の高い順に並べ替え、評価結果テーブル２１３を生成する。評価結果テーブル２１３については図２５、図３１、及び図３３において述べた。
【０１７３】
表示部２０２は、図２０のステップＳ１１１の処理を実行し、評価結果テーブル２１３を、例えば入出力装置４０７を介して表示する。
図３５は、いくつかの実施形態に係る、観測計画立案装置２００を実現するためのハードウェア構成を例示する図である。観測計画立案装置２００は、図３５に示すように、ＣＰＵ４０１、メモリ４０２、記憶装置４０３、読取装置４０４、通信インタフェース４０６、及び入出力装置４０７を備える。なお、ＣＰＵ４０１、メモリ４０２、記憶装置４０３、読取装置４０４、通信インタフェース４０６、入出力装置４０７は、例えば、バス４０８を介して互いに接続されている。
【０１７４】
上述の図２０、図２３、図２９、及び図３２に示される動作フローの手順を記述した観測計画立案プログラムは、例えば、メモリ４０２、記憶装置４０３に記憶されていてもよい。また、上述の図１０、図１１、図１２、図１３、図１４、図１５、図２２、図２４、図２５、図２７、図２８、図３０、図３１、図３３に示される、メッシュ点情報テーブル２０４、観測対象メッシュ点テーブル２０５、パス情報テーブル２０６、候補パステーブル２０７、姿勢制御条件テーブル２０８、観測パス管理テーブル２０９、観測一次結果テーブル２１０、観測二次結果テーブル２１１、評価材料テーブル２１２、及び評価結果テーブル２１３、及び衛星軌道暦情報２１４は、例えば、メモリ４０２、記憶装置４０３に記憶されていてもよい。ＣＰＵ４０１は、例えば、メモリ４０２から、上述の図２０、図２３、図２９、及び図３２に示されるフローチャートの手順を記述した観測計画立案プログラムを読み出して実行することにより、観測計画立案部２０１（候補パス選定部２２０、観測対象メッシュ点抽出部２２１、評価材料特定部２２２、姿勢制御条件評価部２２３、及び観測条件入力部２２４を含む）、表示部２０２、及びパス情報テーブル生成部２０３の一部又は全部の機能を提供する。また、実施形態によっては、ＣＰＵ４０１はメモリ４０２に格納されたプログラムを読み出して実行することで、メッシュ点情報生成部３００及び軌道情報生成部３０１として機能してもよい。
【０１７５】
また、上述の図１０、図１１、図１２、図１３、図１４、図１５、図２２、図２４、図２５、図２７、図２８、図３０、図３１、図３３に示される、メッシュ点情報テーブル２０４、観測対象メッシュ点テーブル２０５、パス情報テーブル２０６、候補パステーブル２０７、姿勢制御条件テーブル２０８、観測パス管理テーブル２０９、観測一次結果テーブル２１０、観測二次結果テーブル２１１、評価材料テーブル２１２、及び評価結果テーブル２１３、及び衛星軌道暦情報２１４は、例示したテーブル上で関連付けられる情報を対応付けることが可能な形式であれば、テーブル形式に限定されるものではない。これらのテーブルの代わりとして例えば、データベースの形式で情報が関連付けられて提供されてもよい。
【０１７６】
また、ＣＰＵ４０１は、上述の図２０、図２３、図２９、及び図３２に示されるフローチャートの手順を記述した観測計画立案プログラムを実行する際に、例えば、記憶装置４０３に格納されたメッシュ点情報テーブル２０４、観測対象メッシュ点テーブル２０５、パス情報テーブル２０６、候補パステーブル２０７、姿勢制御条件テーブル２０８、観測パス管理テーブル２０９、観測一次結果テーブル２１０、観測二次結果テーブル２１１、評価材料テーブル２１２、及び評価結果テーブル２１３、及び衛星軌道暦情報２１４などの情報を読み出して利用してもよい。
【０１７７】
また、ＣＰＵ４０１は、上述の図２０、図２３、図２９、及び図３２に示されるフローチャートの手順を記述した観測計画立案プログラム、及びその他のプログラムを実行する際に生成される例えば、メッシュ点情報テーブル２０４、観測対象メッシュ点テーブル２０５、パス情報テーブル２０６、候補パステーブル２０７、姿勢制御条件テーブル２０８、観測パス管理テーブル２０９、観測一次結果テーブル２１０、観測二次結果テーブル２１１、評価材料テーブル２１２、及び評価結果テーブル２１３、及び衛星軌道暦情報２１４などの情報を記憶装置４０３に格納してもよい。
【０１７８】
メモリ４０２は、例えば半導体メモリであり、ＲＡＭ領域及びＲＯＭ領域を含んで構成される。記憶装置４０３は、例えばハードディスク、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、又は外部記録装置である。
【０１７９】
読取装置４０４は、ＣＰＵ４０１の指示に従って着脱可能記録媒体４０５にアクセスする。着脱可能記録媒体４０５は、たとえば、半導体デバイス（ＵＳＢメモリ等）、磁気的作用により情報が入出力される媒体（磁気ディスク等）、光学的作用により情報が入出力される媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）などにより実現される。通信インタフェース４０６は、ＣＰＵ４０１の指示に従ってネットワーク４１０を介してデータを送受信する。入出力装置４０７は、例えば、ユーザーからの指示を受け付けるキーボード及びマウス等の入力デバイス、並びにディスプレー等の表示装置及びスピーカ等の音声デバイスなどの出力デバイスとして機能する。
【０１８０】
実施形態に係る観測計画立案プログラムは、例えば、下記の形態で観測計画立案装置２００に提供される。
（１）記憶装置４０３に予めインストールされている。
（２）着脱可能記録媒体４０５により提供される。
（３）プログラムサーバなどのサーバ４０９から提供される。
また、実施形態に係る観測計画立案プログラムはクラウド上に実装されてもよい。
【０１８１】
いくつかの実施形態について、説明してきた。しかしながら、本発明に係る実施形態は上記の実施形態に限定されるものではなく、上述の実施形態の各種変形形態及び代替形態を包含するものとして理解されるべきである。例えば、各種実施形態は、その趣旨及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できることが理解されよう。また、前述した実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより、本発明に係る種々の実施形態を成すことができることが理解されよう。或いは、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除して又は置換して、或いは実施形態に示される構成要素にいくつかの構成要素を追加して本発明に係る種々の実施形態が実施され得ることが当業者には理解されよう。
【符号の説明】
【０１８２】
１ 地球観測衛星
２ 北極点
３ 南極点
４ 軌道
５ 地球赤道面
６ 昇交点
７ 降交点
８ 地球
１０ 地軸
１１ 赤道
１２ パス
１３ 地上軌跡
１４ 交点経度
１５ 地表面
１６ 観測センサ
１７ 観測シーン
１０１ 衛星
１０２ 観測センサ
１０３ 地球
１０４ 観測シーン
１０５ 観測範囲
１０６ 地上軌跡
１０７ 中心視点
１０８ 観測対象領域
１０９ パス
１１０ メッシュ
１１１ 観測対象メッシュ群
１１２ 地表面
１１３ メッシュ点
１１４ 観測対象メッシュ点
１１６ 軌道
２００ 観測計画立案装置
２０１ 観測計画立案部
２０２ 表示部
２０３ パス情報テーブル生成部
２０４ メッシュ点情報テーブル
２０５ 観測対象メッシュ点テーブル
２０６ パス情報テーブル
２０７ 候補パステーブル
２０８ 姿勢制御条件テーブル
２０９ 観測パス管理テーブル
２１０ 観測一次結果テーブル
２１１ 観測二次結果テーブル
２１２ 評価材料テーブル
２１３ 評価結果テーブル
２１４ 衛星軌道暦情報
２２０ 候補パス選定部
２２１ 観測対象メッシュ点抽出部
２２２ 評価材料特定部
２２３ 姿勢制御条件評価部
２２４ 観測条件入力部
３００ メッシュ点情報生成部
３０１ 軌道情報生成部
４０１ ＣＰＵ
４０２ メモリ
４０３ 記憶装置
４０４ 読取装置
４０５ 着脱可能記録媒体
４０６ 通信インタフェース
４０７ 入出力装置
４０８ バス
４０９ サーバ
４１０ ネットワーク
【技術分野】
【０００１】
いくつかの実施形態は衛星の観測計画立案装置、方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地球観測衛星１は、例えば一般的なものでは極（北極点２及び南極点３）付近上空を通過する円軌道４を、高度：数１００ｋｍ〜１０００ｋｍで、一周に約９０分〜１００分をかけて１日に１４〜１５周回する（図１（ａ））。地球観測衛星１の軌道４が地球赤道面５上を通過する地点は昇交点６／降交点７と呼ばれており（図１（ｂ））、通常、昇交点６の位置を基準にして地球観測衛星１の軌道１周回が定義されている。地球８は矢印９に示す方向に地軸１０の周りを自転しているので、昇交点６における衛星直下点経度は地球観測衛星１が周回する毎にずれていく。地球観測衛星１の軌道４は、地球観測衛星１の高度を適切に選択することにより、地球観測衛星１の地上軌跡１３が特定の経度を周期的に通過するように設計されている。
【０００３】
図２は、地球８を周回する地球観測衛星１の赤道１１から中緯度付近でのパス１２を例示する図である。地球観測衛星１の軌道１周回に対応した地上軌跡１３は、赤道１１の通過時の経度（交点経度１４）で識別することができる。一般に、軌道１周回に対応した地上軌跡１３は“パス（ＰＡＴＨ）”と呼ばれおり、交点経度１４に通番を付与して識別している。この番号は“パス番号”と呼ばれており、図２では、６本のパス１２の左側にパス番号（４６番〜５１番）を付した。交点経度１４の数、及び地球観測衛星１がどのような順序で交点経度１４を通過するかは、準回帰条件と言い、以下の３つのパラメータで規定することができる。
Ｎ： 日周回数（１日の周回数を四捨五入した整数）
Ｍ： 回帰日数（同一交点経度を再び通過するまでの日数）
Ｌ： 日移動数（翌日、東へいくつずれた交点経度を通過するか）
ここで、交点経度の数は Ｘ＝Ｎ×Ｍ＋Ｌ で表される。
【０００４】
図２は、地球観測衛星１の軌道４が、各周回で西に５つトビに交点経度１４を通過し、更に、翌日は東に２つずれた交点経度１４を通過する場合の例を示している。この場合、１日目の１周回目にパス番号：５１番のパス、２周回目にパス番号：４６番のパスを通過し、２日目の１周回目にパス番号：４８番、３日目の１周回目にパス番号：５０番というように、通過する交点経度１４がずれて行く。そして、４日目にパス番号：４７番、５日目にパス番号：４９番のパスを通過し、６日目に元のパス番号：５１番のパスに戻る。なお、図２に示す６本のパスの通過順序（１番〜７番）をパスの右側に付した。従って、図２の例では５日間で全交点を通過することになる（即ち、Ｍ＝５、Ｌ＝２）。このようにして、地球観測衛星１は複数のパス１２をかけて地表面１５上をまんべんなく通過して観測対象の地点を観測する。
【０００５】
図３は、地球観測衛星１による地表面１５の観測を例示する。図３に示すように、地球観測衛星１はパス１２毎の衛星１の軌道４に沿って進行しながら観測を行う。地球観測衛星１によって観測可能な領域範囲は、地球観測衛星１の観測センサ１６の視野角に依存している。観測センサ１６の視野角は、衛星１の進行方向に対する垂直面内での衛星直下点からの角度で定義される。図３においては視野角はθ１及びθ２で表されており、衛星１の進行方向に対する垂直面上に衛星直下点から視野角θ１及びθ２で引いた直線が地表面１５と交わる位置Ｗ１及びＷ２（観測センサ１６の視野端）の間の距離が観測幅Ｗとなる。衛星１はパス１２に沿って進行しながら観測センサ１６の視野角に対応した観測幅Ｗで地表面１５を刈り取って（観測）いく。
【０００６】
図４は、地球観測衛星１による観測対象の地点の観測を例示する。図４において、★１８は観測対象の地点を表している。パス番号：４６番、４８番、５１番のパス１２に沿った灰色で示す領域１９は、各パス１２において地球観測衛星１の観測センサ１６で観測可能な領域をそれぞれ示している。また、パス番号：４６番、４８番、５１番のパス１２上に示す太枠は観測シーン１７を表す。観測シーン１７は地球観測データの提供、注文、及び売買の際に用いられる地表面１５上の領域を表す単位であり、地球観測データの取引は一般に“観測シーン”単位で行われている。上記で説明したように地球観測衛星１は特定の地上軌跡１３を通過するので、一般に、観測シーン１７は地上軌跡１３を基準として定義されている。観測シーン１７は例えば図４に示されるように、目標とする観測対象の地点★１８が包含されるように切り出される。観測シーン１７の幅は観測センサ１６のセンサ視野角θで決まり、観測シーン１７の長さは衛星１の観測継続可能な時間の制約等で決まる。地球観測衛星１は、図４に示すように複数のパス１２をかけて地表面１５上をまんべんなく通過し、地表面１５上の様々な位置にある観測対象の地点★１８を観測する。
【０００７】
近年、衛星姿勢制御系のアジリティ性能向上に伴い、衛星姿勢を変えて観測地点を観測する技術が開発されてきている。
これに関し、方向制御パラメータテーブルのサイズ及びテーブル作成計算量の削減を図る技術が知られている。
【０００８】
また、観測センサ条件や観測運用要求を考慮して軌道パラメータの算出を行うことが可能な軌道パラメータ算出プログラムを提供する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−３２７２００号公報
【特許文献２】特開２００６−９８３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、観測対象となる地点が広域である場合に衛星姿勢のアジリティを考慮して効率よく観測できる手法は無かった。本発明に係るいくつかの実施形態は、観測対象となる地点が広域である場合にも衛星姿勢のアジリティを考慮して効率よく観測できる手法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一つの態様の観測計画立案プログラムは、地表面を区分することで形成される複数のメッシュの中から、観測対象領域を含むメッシュからなる観測対象メッシュ群を選定し、複数の時刻における衛星の軌道１周回の地上軌跡を規定する複数のパスの中から、観測対象メッシュ群を所定の期間内に観測可能な複数の候補パスを選定し、衛星に対する複数の姿勢制御条件の各々に対して、姿勢制御条件によって定まる衛星の観測範囲を用いて、時刻の早い候補パスから順に候補パスをサーチして、複数の候補パスの中で、観測対象メッシュ群の全体の観測を完了するまでに必要となる要観測パスと、観測対象メッシュ群の全体の観測が完了する観測完了時刻とを特定し、姿勢制御条件毎に特定された要観測パスの数及び観測完了時刻の少なくとも一方を用いて複数の姿勢制御条件の評価結果を出力する、処理をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１２】
上述の態様により、観測対象となる地点が広域である場合にも衛星姿勢のアジリティを考慮して効率よく観測を実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】地球を周回する地球観測衛星の衛星軌道を例示する図である。
【図２】地球を周回する地球観測衛星の赤道から中緯度付近でのパスを例示する図である。
【図３】地球観測衛星による地表面の観測を例示する図である。
【図４】地球観測衛星による観測対象の地点の観測と観測シーンとを例示する図である。
【図５】一実施形態に係る衛星の姿勢を説明する図である。
【図６】一実施形態に係るロール制御を行った場合の衛星の観測範囲を例示する図である。
【図７】一実施形態に係るロール・ヨー制御を行った場合の衛星の観測範囲を例示する図である。
【図８】一実施形態に係る姿勢制御を用いた観測シーンの切り出しを例示する図である。
【図９】一実施形態に係る地表面上の１つの観測対象領域と、その観測対象領域に含まれるメッシュからなる観測対象メッシュ群とを例示する図である。
【図１０】一実施形態に係るメッシュ点情報テーブルを例示する図である。
【図１１】一実施形態に係る観測対象メッシュ点テーブルを例示する図である。
【図１２】一実施形態に係る衛星軌道暦情報を例示する図である。
【図１３】一実施形態に係るパス情報テーブルを例示する図である。
【図１４】一実施形態に係る候補パステーブルを例示する図である。
【図１５】一実施形態に係る姿勢制御条件テーブルを例示する図である。
【図１６】一実施形態に係る観測時間を変更した際の観測範囲の変化を例示する図である。
【図１７】一実施形態に係る衛星の観測センサの視野端ポインティング位置ベクトルの算出について説明する図である。
【図１８】一実施形態に係る観測範囲と観測対象メッシュ点との配置をベクトルで表す図である。
【図１９】一実施形態に係る観測対象メッシュ点の観測可否判定処理について説明する図である。
【図２０】いくつかの実施形態に係る観測計画立案処理の動作フロー図である。
【図２１】第１の実施形態に係るロール制御の姿勢制御条件での或る時刻における観測範囲を例示する図である。
【図２２】第１の実施形態に係る観測パス管理テーブルを例示する図である。
【図２３】第１の実施形態に係るロール制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理の動作フロー図である。
【図２４】第１の実施形態に係るロール制御を用いる場合の評価材料テーブルを例示する図である。
【図２５】第１の実施形態に係るロール制御を用いる場合の評価結果テーブルを例示する図である。
【図２６】第２の実施形態に係るロール・ヨー制御の姿勢制御条件での或る時刻における観測範囲を例示する図である。
【図２７】第２の実施形態に係る観測一次テーブルを例示する図である。
【図２８】第２の実施形態に係る観測二次テーブルを例示する図である。
【図２９】第２に実施形態に係るロール・ヨー制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理の動作フロー図である。
【図３０】第２の実施形態に係るロール・ヨー制御を用いる場合の評価材料テーブルを例示する図である。
【図３１】第２の実施形態に係るロール・ヨー制御を用いる場合の評価結果テーブルを例示する図である。
【図３２】第３の実施形態に係るロール制御及びロール・ヨー制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理の動作フロー図である。
【図３３】第３の実施形態に係るロール制御及びロール・ヨー制御を用いる場合の評価結果テーブルを例示する。
【図３４】いくつかの実施形態に係る観測計画立案装置の機能ブロックを例示す図である。
【図３５】いくつかの実施形態に係る観測計画立案装置のハードウェア構成を例示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
いくつかの実施形態について図面を参照しながら以下に詳細に説明する。複数の図面において対応する要素には同一の符号を付した。なお、以下で述べる、いくつかの実施形態は衛星１０１が、地球観測衛星である場合を例にとり説明するが、本発明に係る実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、衛星１０１は緯度／経度が規定できる天体の周回宇宙機であってもよい。
【００１５】
図３４は、いくつかの実施形態に係る観測計画立案装置２００の機能ブロックを例示する図であり、また、図３５は、いくつかの実施形態に係る観測計画立案装置２００のハードウェア構成を例示する図である。以下の説明では、適宜これらの図面の機能ブロック及びハードウェア構成を参照しながら説明を行う。
【００１６】
初めに図５から図８を参照して、一実施形態に係る姿勢制御を用いた観測対象領域１０８の観測について簡単に説明する。図５は、一実施形態に係る衛星１０１の姿勢を説明する図である。図６は、一実施形態に係るロール制御を行った場合の衛星１０１の観測範囲１０５を例示する図である。図７は、一実施形態に係るロール・ヨー制御を行った場合の衛星１０１の観測範囲１０５を例示する図である。図８は、一実施形態に係る姿勢制御を用いた観測シーン１０４の切り出しを例示する図である。
【００１７】
図５を参照して地球１０３を観測センサ１０２で観測する衛星１０１の衛星姿勢について説明する。なお、以下の説明では右手系を例に説明を行うが、本発明に係る実施形態は、これに限定されるものではなく、例えば左手系に合わせて実施形態を変更した変形形態も包含する。まず、衛星１０１の軌道１１６を基準とする衛星軌道座標系を以下のように定義する。
Ｚ軸： 地球１０３の地心方向
Ｘ軸： 軌道面内でＺ軸に垂直な衛星１０１の進行方向
Ｙ軸： ＺＸに対して右手系で定義（軌道面に垂直方向）
【００１８】
続いて、衛星１０１の機体の機体軸を決める。衛星１０１の機体に固定された互いに垂直な三軸を機体軸：ロール軸、ピッチ軸、及びヨー軸として決める。このロール軸、ピッチ軸、及びヨー軸がＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の方向とそれぞれ一致している状態を三軸安定姿勢、又は姿勢角＝０と呼ぶ。以降の説明では、このように決めた三軸安定姿勢での衛星直下点の位置を、観測センサ１０２の中心視点１０７と呼ぶ。観測センサ１０２の中心視点１０７は、三軸安定姿勢では地上軌跡１０６上を動く。また更に、この三軸安定姿勢における観測センサ１０２の視野に関して、以降では説明の簡便のために、衛星１０１の進行方向に右ねじの進む方向を合わせた場合に、右ねじの回転方向と一致する方向の視野角をθ１とし、その視野端をＷ１とする。また、右ねじの回転方向とは逆の回転方向の視野角をθ２とし、その視野端をＷ２とする（図３を参照）。
【００１９】
衛星１０１の姿勢制御とは、機体軸周りに衛星機体を回転させることである。例えば、衛星機体をロール軸の周りに回転させることをロール制御と呼ぶ。同様に、ピッチ軸周りに回転させることをピッチ制御、ヨー軸の周りに回転させることをヨー制御と呼ぶ。また、アジリティ性能とは、衛星１０１が姿勢角を動的に変更する能力を言う。なお、以降の説明では、ロール軸、ピッチ軸、及びヨー軸のいずれの軸を回転させる場合においても、ロール軸、ピッチ軸、ヨー軸のそれぞれの軸の方向に、右ねじの進む方向を合わせた場合に、右ねじの回転方向と一致する軸の回転方向を正の回転方向とし、逆の回転方向を負の回転方向とする。しかしながら、本発明に係る実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、回転方向の正及び負を逆向きにとってもよい。
【００２０】
図６及び図７を参照して、ロール制御及びロール・ヨー制御を実施した場合における衛星１０１の観測範囲１０５について説明する。
図６は、本発明の一実施形態に係るロール制御を行った場合の衛星１０１の観測範囲１０５を例示する図である。図６（ａ）は、ロール制御を実施した場合の衛星１０１の観測幅Ｗの位置を例示している。図６（ａ）において、ロール軸は紙面垂直手前方向である。図６（ａ）に破線で示すように、衛星１０１の観測センサ１０２は姿勢角＝０では衛星直下点から角度θ１及びθ２の視野角の範囲を観測幅Ｗとしている。ロール制御によりロール軸の周りを角度αで回転させると、図６（ａ）において実線で示すように、衛星１０１の観測センサ１０２は観測幅Ｗの位置はずれる。図６（ｂ）は、図６（ａ）を衛星１０１の真上から見た状態である。
【００２１】
図６（ｂ）に示されるように、ロール制御を行うことで、衛星１０１は姿勢角＝０で観測センサ１０２の中心視点１０７を地上軌跡１０６に沿わせて観測するよりも地上軌跡１０６からより離れた領域を観測することができる。ロール制御では、角度αで位置がずれた観測幅Ｗの領域を、衛星１０１の進行方向に沿って観測していく。例えば、観測時刻Ｔを中心に観測時間ΔＴの長さで観測を行うとした場合、観測開始時刻Ｔ−ΔＴ／２における観測センサ１０２の視野端の位置をＷ１ｓ及びＷ２ｓとする。また、観測終了時刻Ｔ＋ΔＴ／２における観測センサ１０２の視野端の位置をＷ１ｅ及びＷ２ｅとする。このとき、Ｗ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ及びＷ２ｅで囲われる範囲が観測範囲１０５として観測される。
【００２２】
図７は、本発明の一実施形態に係るロール制御とヨー制御とを実施（以降、ロール・ヨー制御とも称する）した場合の衛星１０１の観測範囲１０５を例示する図である。図７は、衛星１０１を真上から見た状態である。ロール・ヨー制御を行うことにより、例えば図７に示されるように、観測センサ１０２の中心視点１０７の軌跡及び観測幅Ｗが地上軌跡１０６に対して傾いた観測範囲１０５を衛星１０１で観測することができる。図７に示す観測範囲１０５は、角度βでヨー制御を行い、そのヨー角βを維持しつつ、観測開始時刻Ｔｏｓから観測終了時刻Ｔｏｅにかけて、ロール角を＋αから−αまで均一な速度で徐々に変化させることにより観測される。観測時間ΔＴ及びロール角α、ヨー角βの限界値は衛星１０１の仕様等で決まる。
【００２３】
以上で図６及び図７を参照して述べたように、ロール制御及びロール・ヨー制御を行うことで、衛星１０１の地上軌跡１０６からより離れた範囲を観測したり、及び観測センサ１０２の中心視点１０７の軌跡及び観測幅Ｗが地上軌跡１０６に対して傾いた領域を観測したりすることができる。
【００２４】
図８は、姿勢制御を用いない場合と、一実施形態に係る姿勢制御を用いる場合の観測シーン１０４の切り出しを例示する図である。図８（ａ）は姿勢制御を用いず、観測センサ１０２の中心視点１０７が地上軌跡１０６に張り付いた姿勢（即ち姿勢角＝０）で観測対象領域１０８を観測する場合の例である。図８（ａ）に示されるように、姿勢角＝０に固定して観測する場合、Ｎ日の観測では観測対象領域１０８の全体を観測しきることができない。図示されるように、観測を完了するためにはパス１０９が２パス必要であり、観測はＮ＋３日に完了する。また、姿勢角＝０では観測シーン１０４の数も２シーン必要である。
【００２５】
一方、図８（ｂ）に示されるように、ロール制御を用いた場合には、Ｎ日の観測で観測対象領域１０８の観測を完了することができる。従って、観測を完了するまでに必要なパス数は１パスで済み、観測はＮ日で完了する。また、必要な観測シーン１０４の数も１シーンで済む。即ち、ロール制御を行って観測を行うことで、より早くに観測を完了することができる。そのため、観測対象領域１０８の観測を依頼した顧客に、いち早く観測結果を提供することができる。また、観測に必要な観測シーン１０４の数もより少なくすることができる。一般に、地球観測データの提供、注文、及び売買は、“シーン”単位で行われているため、シーン数を削減することは、顧客にとってコストダウンに繋がり有益である。或いは、地球観測データを提供する側にとっても、観測結果を少ないパス数で得たことにより空いた時間で、別な領域を観測することが可能となり、有益である。
【００２６】
図８（ｃ）、図８（ｄ）、及び図８（ｅ）は、姿勢制御を用いる場合と用いない場合の観測シーン１０４の切り出しの別な例である。図８（ｃ）は姿勢制御を用いず、姿勢角＝０で観測対象領域１０８を観測する場合の例である。図８（ｃ）に示されるように、姿勢角＝０に固定して観測する場合、観測対象領域１０８の観測を完了するまでに３パスが必要であり観測が完了するのはＮ＋５日である。また、観測シーン１０４の数も３シーン必要である。
【００２７】
一方、図８（ｄ）に示されるように、ロール制御を用いた場合には、Ｎ＋３日の観測で観測対象領域１０８の観測を完了することができる。従って、観測を完了するまでに必要なパス数は２パスで済み観測はＮ＋３日で完了する。また、必要な観測シーン１０４の数も２シーンで済む。従って、姿勢制御を用いない場合よりも、ロール制御を用いることでより早く及びより効率的に観測対象領域１０８の観測を行うことができる。しかしながら、図８（ｄ）の例では、観測対象領域１０８が広く、衛星１０１の観測幅Ｗよりも観測対象領域１０８の幅が長いため、ロール制御を用いても、観測対象領域１０８を１パスで収めることはできない。
【００２８】
このような場合であっても、図８（ｅ）に示すように、ロール・ヨー制御を用いて地上軌跡１０６に対して傾けて観測を行うと、Ｎ日の１パスの観測のみで観測対象領域１０８の観測を完了することができる。また、必要な観測シーン１０４の数も１シーンで済む。以上、図８を参照して述べたように、姿勢制御を用いることで、観測対象領域１０８の観測、特には姿勢角＝０に固定した観測では１パスに収まりきらない広域の観測対象領域１０８の観測をより効率的に行うことができる。以上の図８を用いて述べた姿勢制御を用いる観測について以下に詳細に説明していく。
【００２９】
図９から図１１を参照して、一実施形態に係る１つの観測対象領域１０８を含むメッシュ１１０からなる観測対象メッシュ群１１１の選定処理について説明する。図９は、一実施形態に係る地表面１１２上の１つの観測対象領域１０８と、その観測対象領域１０８を内部に含むメッシュ１１０からなる観測対象メッシュ群１１１とを例示する図である。図１０は、一実施形態に係るメッシュ点情報テーブル２０４を例示する図である。図１１は、一実施形態に係る観測対象メッシュ点テーブル２０５を例示する図である。
【００３０】
図９に示されるように、地表面１１２はメッシュ状に区分され複数の区画へと分割される。以降の説明では、このメッシュ状に区分されて形成された複数の区画のそれぞれを、メッシュ１１０と呼ぶ。また、メッシュ１１０の各頂点をメッシュ点１１３と呼ぶ。それぞれのメッシュ１１０の大きさは、衛星１０１が１回の観測でカバー可能な観測範囲１０５の大きさよりも小さく設定され、例えば売買に用いる観測シーン１０４のサイズよりも小さい大きさに設定される。一実施形態においては、メッシュ１１０の大きさは、１辺の長さが５ｋｍから１０ｋｍ程度の矩形である。このようにメッシュ状に分割された地表面１１２上に、例えば、ＧＵＩに表示した地図上で領域をドラッグすることにより１つの観測対象領域１０８（図９の斜線領域）を指定する。続いて、指定された１つの観測対象領域１０８を含むメッシュ１１０を選定することにより、１つの観測対象領域１０８を複数のメッシュ１１０（図９の灰色領域）で代表することができる。なお、以降ではこの１つの観測対象領域１０８を代表する複数のメッシュ１１０を観測対象メッシュ群１１１と呼ぶ。なお、図９においては、格子状に分割されたメッシュ１１０を例示するが、メッシュ１１０の形状はこれに限定されるものではなく、例えば蜂の巣状に分割されていてもよい。
【００３１】
地表面１１２を区分するメッシュ１１０の各頂点、即ちメッシュ点１１３（図９の白丸及び黒丸）に、メッシュ点番号を振ることで、個々のメッシュ点１１３の識別が可能になる。割り振ったメッシュ点１１３のメッシュ点番号は、そのメッシュ点１１３の位置情報とともにメッシュ点情報テーブル２０４（図１０）に格納しておく。メッシュ点情報テーブル２０４に格納する位置情報としては、例えば、メッシュ点１１３の緯度及び経度と、並びに地球１０３の地心からメッシュ点１１３へ延ばしたベクトルの単位ベクトルであるメッシュ点位置方向単位ベクトルとを格納しておく。
【００３２】
一実施形態においては、メッシュ点位置方向単位ベクトルは、地球１０３の地心を原点とし、北緯９０度の北極点の方向にＺ軸をとり、緯度０度及び経度０度の方向をＸ軸にとり、緯度０度及び経度９０度の方向をＹ軸にとった座標系における、地心からメッシュ点１１３の座標へのベクトルの単位ベクトルとして取得される。なお、メッシュ点位置方向単位ベクトルの規定に用いる座標系はこれに限定されるものではなく、例えば、Ｘ軸とＹ軸が入れ替えてもよい。これらの各メッシュ点１１３の位置情報は、予め計算することが可能な値であり、本発明に係るいくつかの実施形態においては、メッシュ点情報生成部３００がメッシュ点情報テーブル２０４を生成し、それを予め記憶装置４０３に格納しておくものとする。
【００３３】
図１１は、一実施形態に係る観測対象メッシュ点テーブル２０５を例示する図である。観測対象メッシュ点テーブル２０５は、１つの観測対象領域１０８を代表する観測対象メッシュ群１１１（図９の灰色領域）を構成する複数のメッシュ点１１３（図９の黒丸）のメッシュ点番号を格納する。なお、この観測対象メッシュ群１１１を構成する複数のメッシュ点１１３を以降の説明では、観測対象メッシュ点１１４とも称する。一実施形態においては、観測対象メッシュ点テーブル２０５は、メッシュ点情報テーブル２０４から個々のメッシュ１１０の緯度及び経度範囲を取得し、メッシュ１１０の緯度及び経度範囲に観測対象領域１０８を含むメッシュ１１０を抜き出し、抜き出したメッシュ１１０を構成するメッシュ点１１３のメッシュ点番号を抽出することで作成されてもよい。
【００３４】
図１２、図１３、及び図１４を参照して、衛星１０１の複数のパス１０９の中から候補パスを選定する処理を説明する。図１２は、一実施形態に係る衛星軌道暦情報２１４を例示する図である。図１３は、一実施形態に係るパス情報テーブル２０６を例示する図である。図１４は、一実施形態に係る候補パステーブル２０７を例示する図である。
【００３５】
一般に、特定の期間における衛星１０１の衛星軌道暦（時々刻々の位置情報）は事前に計算することが可能である。そして、衛星軌道暦からは、例えば、衛星１０１の時刻Ｔにおける位置情報（衛星１０１の地上軌跡１０６の緯度及び経度、地心から衛星１０１への位置ベクトルなど）、及び衛星１０１の交点経度及び交点通過時刻等の情報を取得することができる。本発明に係るいくつかの実施形態においては、軌道情報生成部３０１に衛星軌道暦を計算させ、得られた衛星軌道暦を含む衛星軌道暦情報２１４を生成し、それを予め記憶装置４０３に格納しておくものとする。
【００３６】
図１２に示す衛星軌道暦情報２１４の例では、上段から下段に向かって時刻Ｔが進められている。例示した衛星軌道暦情報２１４は、各時刻Ｔにおける、衛星１０１の地上軌跡１０６の緯度及び経度、衛星１０１の位置ベクトル、並びにその他の情報を含む。なお、衛星１０１の位置ベクトルは、上述した図１０におけるメッシュ点位置方向単位ベクトルと同じ向きにＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸をとった座標系におけるベクトルである。衛星軌道暦を含む衛星軌道暦情報２１４を参照することで、衛星１０１の時々刻々の位置情報、交点経度、及び交点通過時刻等を取得することが可能である。例えば、図１２において、緯度：０．００００の行における時刻Ｔは、衛星１０１の昇交点通過時刻であり、経度は昇交点経度である。
【００３７】
以上で例示したように、衛星軌道暦が取得可能である場合、衛星軌道暦を入力として交点経度（昇交点経度及び降交点経度）を算出し、交点経度にパス番号を付与してパス情報テーブル２０６（図１３）を作成することができる。なお、パス情報テーブル２０６で付与するパス番号は軌道１周回（パス１０９）を識別できればよく、衛星軌道の準回帰条件に合わせて付与する必要はない。更に、衛星１０１の軌道１１６は準回帰軌道である必要もない。例えば現在時刻以降からの観測の依頼において指定された期日までの間の期間に通過する複数のパス１０９を交点経度で区別しパス番号を通過時刻が早い方から順から付与して、図１３に示されるパス情報テーブル２０６を作成してもよい。図１３のパス情報テーブル２０６では、パス１０９に付与したパス番号と、パス番号に対応するパスの昇交点経度及び降交点経度とを対応づけた例を示した。一実施形態においては、パス情報テーブル２０６は、衛星軌道暦を含む衛星軌道暦情報２１４を用いてパス情報テーブル生成部２０３により生成される。しかしながら、これに限定されるものではなく、例えば、パス情報テーブル２０６を軌道情報生成部３０１に生成させ、生成されたパス情報テーブル２０６を例えばネットワーク４１０を介して取得し、記憶装置４０３に格納してもよい。
【００３８】
続いて、パス情報テーブル２０６に含まれる複数のパス１０９のうちから、観測指定期間内に地上軌跡１０６が観測対象領域１０８の付近を通過するパス１０９を候補パスとして選定する。換言すると、観測指定期間内において、例えば姿勢制御を行った場合に、視野角内に観測対象領域１０８を収める可能性のあるパス１０９を候補パスとして選定する。なお、観測指定期間とは、例えば、「今日から１週間以内に観測領域の観測を完了してください」などの観測データの受領期日等により決まる、実際に観測対象領域１０８の観測に当てることが可能な期間のことである。一実施形態においては、候補パスの選定は以下のように行なわれる。
【００３９】
図９及び図１０を参照して述べたように１つの観測対象領域１０８を観測対象メッシュ群１１１で代表すると、観測対象メッシュ群１１１を構成するメッシュ点１１３の経度範囲は図１０のメッシュ点情報テーブル２０４から取得可能であり、観測対象領域１０８の大まかな経度範囲も取得できる。そのため、観測対象領域１０８の大まかな経度範囲に近い（例えば観測対象領域１０８の経度範囲の＋／−５〜２０の経度範囲。一実施形態においては例えば＋／−１０度の経度範囲の）交点経度を観測指定期間内に通過するパス１０９を候補パスとして選定してもよい。或いは、パス１０９の地上軌跡１０６から観測対象領域１０８までの距離の最小値が、所定の距離以下となる観測指定期間内のパス１０９を選定することで候補パスを選定してもよい。地上軌跡１０６が観測対象領域１０８の付近を通過する候補パスの選定は、これらに限定されるものではなく、その他の手法を用いてもよい。
【００４０】
なお、候補パスの選定は、必ずしも厳密に観測センサ１０２の視野角内に観測対象領域１０８を収めるパス１０９を選定する必要はなく、例えば観測センサ１０２の視野角内に観測対象領域１０８が収まらないパス１０９が選定された候補パスに含まれていてもよい。また、後述するように、ロール制御の角度を大きくすると、姿勢角＝０で衛星直下を観測した場合と比較して観測結果の画像の画質が劣化するおそれがある。そのため、高い画質で観測を行いたい場合には、観測対象領域１０８の経度範囲により近い交点経度のパス１０９を候補パスとして選定するというように、目的に応じて候補パスの選定基準を動的に変更してもよい。
【００４１】
続いて、選定した候補パスについて候補パステーブル２０７を生成する。選定した候補パスを観測指定期間内において、衛星１０１がどのような順序で通過するかは、例えば、衛星軌道暦を含む衛星軌道暦情報２１４から各候補パスの交点通過日時を取得することで分かる。そこで、衛星軌道暦を含む衛星軌道暦情報２１４から各候補パスの交点通過日時を取得し、各パスの交点通過日時に従って、例えば、候補パスを昇交点経度の通過順序の早い順に並べ替えてパス通過番号を付与し候補パステーブル２０７（図１４）を作成する。図１４に示すように、一実施形態においては、候補パステーブル２０７には、通過順序の早い順に上段から候補パスのパス番号が登録される。また、各候補パスの昇交点経度の通過時刻がパス開始時刻：Ｔｓとして、候補パスが終了する時刻（即ち、候補パスの次の周回のパスの昇交点経度の通過時刻）がパス終了時刻：Ｔｅとして、 登録される。一実施形態においては、候補パステーブル２０７は、候補パス選定部２２０により生成され記憶装置４０３に格納される。
【００４２】
続いて、図１５を参照して、一実施形態に係る姿勢制御条件テーブル２０８について説明する。図１５は、一実施形態に係る姿勢制御条件テーブル２０８を例示する図である。姿勢制御条件テーブル２０８には、衛星１０１での観測の際に、衛星１０１の姿勢をどのように制御するかを規定する複数の姿勢制御条件が登録されている。各姿勢制御条件には、姿勢制御条件毎に割り振られた姿勢制御条件識別番号（ＡＭＩＤ）、姿勢制御条件がロール制御であるか、ロール・ヨー制御であるかを示す姿勢制御フラグ（ＩＦＡ）、観測開始時刻におけるロール制御の条件：ロール角１（ｄｅｇ＝α１）、観測終了時刻におけるロール制御の条件：ロール角２（ｄｅｇ＝α２）、ヨー制御の条件：ヨー角（ｄｅｇ＝β）、及び観測時間（ｓｅｃ＝Δｔｏｂｓ）の情報が格納されている。図１５においては、姿勢制御フラグ（ＩＦＡ）の値が“Ｒ”の姿勢制御条件は、ロール制御の姿勢制御条件である。姿勢制御フラグ（ＩＦＡ）の値が“ＲＹ”の姿勢制御条件は、ロール・ヨー制御の姿勢制御条件である。姿勢制御がロール制御である場合には、ロール角２（ｄｅｇ＝α２）、ヨー角（ｄｅｇ＝β）、及び観測時間（ｓｅｃ＝Δｔｏｂｓ）の情報については設定する必要が無いため、値を設定してはいない（詳細は後述する）。姿勢制御条件テーブル２０８の姿勢制御条件の姿勢角及び観測時間の値は、衛星１０１の仕様による制限値の範囲内で任意の値に設定できる。
【００４３】
図１５の例では、姿勢角＝０で観測を行う姿勢制御条件は、ロール制御におけるα１＝０のＡＭＩＤ：１で規定されている。また、ロール制御に関して、例えばＡＭＩＤ：２に規定される姿勢制御条件ではロール角１がα１＝−２０度に設定されている。これは姿勢角＝０の姿勢において衛星１０１の進行方向と一致しているロール軸の方向に、右ねじの進行方向を合わせた場合に、右ねじの回転方向とは逆の回転方向に２０度回転させる姿勢制御を行うことを表している。
【００４４】
また、ロール・ヨー制御に関して、例えばＡＭＩＤ：５８に規定される姿勢制御条件ではロール角１がα１＝１５度に設定されている。これは姿勢角＝０の姿勢において、衛星１０１の進行方向と一致しているロール軸の方向に、右ねじの進行方向を合わせた場合に、右ねじの回転方向と同じ回転方向に３０度回転させた姿勢を、観測開始時刻にとるようにロール角を制御することを表している。また、ＡＭＩＤ：５８に規定される姿勢制御条件ではロール角２がα２＝−１５度に設定されている。これは姿勢角＝０の姿勢において、衛星１０１の進行方向と一致しているロール軸の方向に、右ねじの進行方向を合わせた場合に、右ねじの回転方向とは逆の回転方向に１５度回転させた姿勢を、観測終了時刻にとるようにロール角を制御することを表している。更に、ＡＭＩＤ：５８に規定される姿勢制御条件ではヨー角がβ＝４０度に設定されている。これは姿勢角＝０の姿勢において、地球１０３の地心方向と一致しているヨー軸の方向に、右ねじの進行方向を合わせた場合に、右ねじの回転方向と同じ回転方向に４０度回転させた姿勢を、観測時間Δｔｏｂｓの間とるようにヨー角を制御することを表している。
【００４５】
また更に、ＡＭＩＤ：５８に規定される姿勢制御条件では観測時間Δｔｏｂｓが１８０秒に設定されている。これは観測時間が１８０秒であることを示している。また、観測時間Δｔｏｂｓの１８０秒は、ロール・ヨー制御において、観測開始時刻での姿勢のロール角１５度から観測終了時刻での姿勢のロール角−１５度まで観測時間：Δｔｏｂｓ＝１８０秒にわたってロール角を一定の間隔又は速度で徐々に動かすことを表している。
【００４６】
姿勢制御条件テーブル２０８のロール制御におけるロール角α１、及びロール・ヨー制御におけるロール角α１、α２、及びヨー角βの限界値は上述したように衛星１０１が取ることが可能な姿勢の範囲等の衛星仕様などにより決まる。また、観測時間Δｔｏｂｓの限界値は観測に用いる観測センサ１０２の可能な観測時間、及び衛星１０１が実行可能なロール制御の速度等の衛星１０１の仕様などによって決まる。衛星１０１の仕様などに従って実施可能な範囲であれば、姿勢制御条件テーブル２０８に登録される姿勢制御条件のロール角α１、α２、ヨー角β、及び観測時間Δｔｏｂｓは任意の値に設定できる。
【００４７】
姿勢制御条件のロール角α１、α２、ヨー角β、及び観測時間Δｔｏｂｓの値を様々な値に設定することで、パス１０９に沿って様々な観測範囲１０５を設定することができる。図１６は、一実施形態に係る観測時間を変更した際の観測範囲１０５の変化を例示する図である。図１６は、衛星１０１を真上から見た状態である。図１６において、Δｔｏｂｓを２４０秒とした時の観測範囲１０５を縦縞領域として示す、３００秒とした時の観測範囲１０５を灰色領域として示す、及び３６０秒とした時の観測範囲１０５を横縞領域として示す。図示されるように、ロール・ヨー制御では、観測時間Δｔｏｂｓが変化すると、観測センサ１０２の中心視点１０７の軌跡と、衛星１０１の地上軌跡１０６との成す角が変化し、観測される範囲も変わってくることが分かる。
【００４８】
続いて、１つの観測対象領域１０８を代表する観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４のうちの１つに着目し、その観測対象メッシュ点１１４が衛星１０１の観測範囲１０５に含まれるか否かを判定する処理について図１７から図１９を参照して説明する。図１７は、一実施形態に係る衛星１０１の観測センサ１０２の視野端ポインティング位置ベクトルＰの算出について説明する図である。図１８は、一実施形態に係る観測範囲１０５と観測対象メッシュ点１１４との配置をベクトルで表す図である。図１９は、一実施形態に係る観測対象メッシュ点１１４の観測可否判定処理について説明する図である。
【００４９】
まず、観測範囲１０５について説明する。いくつかの実施形態において、観測範囲１０５は以下の４点で囲まれた領域として規定される。まず、観測開始時刻における衛星１０１の姿勢と、衛星１０１が備える観測センサ１０２の視野角θ１及びθ２とによって定まる観測センサ１０２の視野端の位置Ｗ１ｓ及びＷ２ｓの２点。続いて、観測終了時刻における衛星１０１の姿勢と、観測センサ１０２の視野角θ１及びθ２とによって定まる観測センサ１０２の視野端の位置Ｗ１ｅ及びＷ２ｅとの２点。以上のＷ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅの四点で囲まれる領域を以降の説明では観測範囲１０５として用いる。
【００５０】
続いて、或る時刻における観測センサ１０２の視野端ポインティング位置ベクトルＰの計算について、図１７を参照して説明する。視野端ポインティング位置ベクトルＰは、地心から衛星１０１の観測センサ１０２の地表面１１２上の視野端を指すベクトル（図１７の矢印Ｐ）である。或る時刻における観測センサ１０２の視野端ポインティング位置ベクトルＰ（例えば、地心から視野端Ｗ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅを指すベクトル）は、以下のように求めることができる。
【００５１】
まず、或る時刻における衛星１０１から、観測センサ１０２の地表面１１２上の視野端へのベクトルであるセンサ視野端方向ベクトルρを取得する。センサ視野端方向ベクトルρは事前に取得可能な値を用いて以下の式１で計算される。
【００５２】
【数１】
【００５３】
前述の通り衛星軌道暦（時々刻々の衛星位置情報）は事前に取得することが可能な値であり、衛星軌道暦から式１中の衛星１０１の地心からの位置ベクトルＲを取得できる。一実施形態においては、記憶装置４０３に格納されている衛星軌道暦情報２１４から位置ベクトルＲを取得する。式１中のＲとρとの成す角φは、衛星１０１の仕様（例えば、ロール制御とヨー制御をどのような順序で実行するか）と、観測センサ１０２の視野角θ１及びθ２と、ロール角α（α１，α２）と、及びヨー角βとが分かれば計算することができる。衛星１０１の観測センサ１０２の視野角θ１及びθ２は観測センサ１０２の仕様によって定まる値であり、事前に取得することが可能な値である。また、ロール角α（α１，α２）、及びヨー角βは設定値であるため、例えば図１５に示した姿勢制御条件テーブル２０８などから予め取得可能な値である。従って、φ角も事前に計算することが可能である。ａｅは地球赤道半径であり、これも取得可能な値である。従って、上記式１により衛星１０１から観測センサ１０２の視野端へのセンサ視野端方向ベクトルρが計算できる。
【００５４】
求めるべきセンサ視野端ポインティング位置ベクトルＰ（例えば、地心からＷ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅへのベクトル）は以下の式２で求められる。
Ｐ＝Ｒ＋ρ ・・・式２
【００５５】
Ｒ及びρは上述のとおり取得されているため、以上の式を用いることで、観測範囲１０５を規定する４点、即ち、観測開始時刻における衛星１０１の観測センサ１０２の視野端の位置Ｗ１ｓ及びＷ２ｓ、並びに観測終了時刻における衛星１０１の視野端の位置Ｗ１ｅ及びＷ２ｅに対する、地心からのセンサ視野端ポインティング位置ベクトルＰ：Ｐｉ（ｉ＝１，２，３，４）をそれぞれ求めることができる。各センサ視野端ポインティング位置ベクトルＰｉの方向単位ベクトルｕｉは以下の式３で求めることができる。
ｕｉ＝Ｐｉ／｜Ｐｉ｜ ・・・式３
【００５６】
以上により、点Ｗ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅのそれぞれへの方向単位ベクトル：ｕ１、ｕ２、ｕ３、及びｕ４が求められる。
【００５７】
続いて、これら４つの方向単位ベクトルを用いて、観測範囲１０５に観測対象のメッシュ点１１３が包含されるか否かを判定する処理について、図１８及び図１９を参照して説明する。図１８には、地表面１１２上の点Ｗ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅで取り囲まれる観測範囲１０５、のそれぞれへの方向単位ベクトル：ｕ１、ｕ２、ｕ３、及びｕ４、並びに観測対象のメッシュ点Ｓとその位置ベクトル：ｕｓとが示されている。
【００５８】
ここで、ｕ１、ｕ２、ｕ３、及びｕ４については、図１７を参照して上述したように、式１及から式３により求めることができる。また、メッシュ点Ｓの位置方向単位ベクトル：ｕｓは、予め計算することが可能であり、例えば図１０に示されるように、メッシュ点情報テーブル２０４に格納しておくことで、観測対象メッシュ点位置方向単位ベクトルはメッシュ点情報テーブル２０４から取得することができる。
【００５９】
ここで、観測対象の或るメッシュ点Ｓが観測範囲１０５において観測可能である条件は、メッシュ点Ｓが点Ｗ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅで囲まれる領域内にあればよく、これは以下のように判定することができる。
【００６０】
観測対象の或るメッシュ点Ｓが観測範囲１０５の境界線Ｗ１ｓ−Ｗ２ｓよりも観測範囲１０５の内側の方向に存在することは以下で判定される。まず、ｕ１，ｕ２が成す面から観測範囲１０５の内側方向に延びる法線ベクトルＶ１２を外積で求める（図１９）。
Ｖ１２＝ｕ１×ｕ２
【００６１】
続いて、ｕｓと、この法線ベクトルＶ１２との内積が以下の条件を満たすと、ｕ１，ｕ２が成す面より法線ベクトルＶ１２が延びる方向（即ち、観測範囲１０５の内側方向）にメッシュ点Ｓが存在することになる（図１９）。
ｕｓ・Ｖ１２≧０
【００６２】
同様に、観測対象のメッシュ点Ｓが観測範囲１０５の境界線Ｗ１ｅ−Ｗ２ｅよりも観測範囲１０５の内側方向に存在することは以下で判定される。まず、ｕ４，ｕ３が成す面から観測範囲１０５の内側方向に延びる法線ベクトルＶ４３を外積で求める（図１９）。
Ｖ４３＝ｕ４×ｕ３
【００６３】
ｕｓと、この法線ベクトルＶ４３との内積が以下の条件を満たすと、ｕ４，ｕ３が成す面より法線ベクトルＶ４３が延びる方向（即ち、観測範囲１０５の内側方向）にメッシュ点Ｓが存在することになる（図１９）。
ｕｓ・Ｖ４３≧０
【００６４】
観測範囲１０５の境界Ｗ１ｓ−Ｗ１ｅと、境界Ｗ２ｓ−Ｗ２ｅとに挟まれる領域にメッシュ点Ｓが存在する条件も、同様に以下が成立することである。
Ｖ３１＝ｕ３×ｕ１
Ｖ２４＝ｕ２×ｕ４
ｕｓ・Ｖ３１≧０
ｕｓ・Ｖ２４≧０
【００６５】
従って、以下の４つの条件が満たされれば、メッシュ点Ｓは観測範囲１０５内に存在することになる。
ｕｓ・Ｖ１２≧０
ｕｓ・Ｖ４３≧０
ｕｓ・Ｖ３１≧０
ｕｓ・Ｖ２４≧０
【００６６】
以上を換言すると、観測対象メッシュ点１１４が観測範囲１０５に包含されるか否かの判定は以下で実行できる。観測開始時刻における衛星１０１の観測センサ１０２の視野端の位置Ｗ１ｓ及びＷ２ｓと、観測終了時刻における衛星１０１の視野端の位置Ｗ１ｅ及びＷ２ｅとで囲まれた領域を観測範囲１０５とする。この場合に、観測範囲１０５の辺を形成する隣り合う２点と、地心とで形成される４面をとる。この４面のそれぞれから観測範囲１０５の内側の方向に延びる法線ベクトルと、地心から観測対象メッシュ点１１４へと延びるベクトルの単位ベクトルとの内積を計算し、いずれの内積も０以上である場合に観測対象メッシュ点１１４は観測範囲１０５の内側にあると判定できる。
【００６７】
以上の条件式判定により、１つのメッシュ点の観測可否を判別できる。以降の説明では、この１つのメッシュ点１１３の観測可否を判別する処理を、「メッシュ点観測可否判定処理」とも称する。
【００６８】
なお、このメッシュ点観測可否判定処理は以下の２つの利点を含んでいる。
ａ）この判定では観測範囲１０５（Ｗ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅで囲まれる領域）と地上軌跡１０６との位置関係を規定していない。従って、例えば、観測範囲１０５（Ｗ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅで囲まれる領域）が地上軌跡１０６に対して傾いていても問題なく判定することができる。
【００６９】
ｂ）判定の対象時刻における衛星位置情報を直接使っているため、その衛星軌道が「どのような準回帰条件であるか」に、この判定は依存しない。即ち、この判定を行う上では、例えば、衛星１０１が準回帰軌道である必要はない。従って、衛星１０１の準回帰条件が変更されても問題なく判定を行うことができる。
【００７０】
上述したように、或る１つのメッシュ点１１３が観測範囲１０５内に存在するか否かは、メッシュ点観測可否判定処理により判別できる。従って、例えば図９に例示した観測対象領域１０８が観測できるか否かは、観測対象領域１０８を代表する観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４のそれぞれに対して、メッシュ点観測可否判定処理を実行することで判定することができる。
【００７１】
以下には、メッシュ点観測可否判定処理を利用して、１つの観測対象領域１０８を代表する観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４の観測の可否を判定し、観測対象領域１０８を効率良く観測できる姿勢制御条件を提示するための観測計画立案処理について説明する。
【００７２】
図２０は、いくつかの実施形態に係る観測計画立案処理の動作フロー図である。図２０の動作フローは、観測計画立案装置２００において観測計画立案処理が実行されると開始する。ステップＳ１０１において、観測条件入力部２２４は、例えば入出力装置４０７を介してユーザーからの１つの観測対象領域１０８（例えば、図９の斜線領域）を指定する入力を受け付ける。続いて、観測対象メッシュ点抽出部２２１は、ステップＳ１０２で、入力された観測対象領域１０８を含む観測対象メッシュ群１１１（例えば、図９の灰色領域）を選定する。観測対象メッシュ点抽出部２２１は、選定した観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４（例えば、図９の黒丸）のメッシュ点番号をメッシュ点情報テーブル２０４から抽出して、観測対象メッシュ点テーブル２０５を生成する。ステップＳ１０３において、観測条件入力部２２４は、例えば入出力装置４０７を介して観測指定期間の入力を受け付ける。ステップＳ１０３の処理では、例えば、「今日から１週間以内」等の観測指定期間の指定をユーザーから受け付ける。
【００７３】
ステップＳ１０４において、候補パス選定部２２０は、パス情報テーブル２０６から候補パスを選定し、選定した候補パスのパス番号を取得する。この処理では、例えば、図１３に示されるパス情報テーブル２０６から、観測指定期間内に通過するパス１０９を抽出し、更に抽出したパス１０９の中から、観測対象メッシュ点１１４の近傍を通過するパス１０９を候補パスとして選定する。一実施形態においては、候補パス選定部２２０は、メッシュ点情報テーブル２０４と観測対象メッシュ点テーブル２０５とから、観測対象メッシュ群１１１の経度範囲を取得する。続いて、パス情報テーブル２０６から、観測指定期間内に通過するパス１０９を抽出し、抽出したパス１０９の交点経度のうちで、取得した観測対象メッシュ群１１１の経度範囲の例えば＋／−５〜２０度の経度範囲（一実施形態においては＋／−１０度）の範囲を通過するパス１０９を候補パスとして選定する。
【００７４】
続いて、ステップＳ１０５において、候補パス選定部２２０は、衛星軌道暦情報２１４に含まれるパス１０９の交点通過時刻の情報に基づいて、選定した候補パスをパス１０９の通過順序の早い順に並べ替え、図１４に示される候補パステーブル２０７を作成する。
【００７５】
ステップＳ１０６において、姿勢制御条件の入力を受け付ける。姿勢制御条件は、例えば、図１５に示される姿勢制御条件テーブル２０８から入力される。なお、後述する第１の実施形態では、ロール制御の姿勢制御条件を処理の対象とするため、第１の実施形態ではステップＳ１０６で入力する姿勢制御条件は、姿勢制御条件テーブル２０８において姿勢制御フラグ：ＩＦＡの値が“Ｒ”のロール制御の姿勢制御条件を入力する。一方、後述する第２の実施形態では、ロール・ヨー制御の姿勢制御条件を処理の対象とするため、第２の実施形態ではステップＳ１０６で入力する姿勢制御条件は、姿勢制御条件テーブル２０８において姿勢制御フラグ：ＩＦＡの値が“ＲＹ”のロール・ヨー制御の姿勢制御条件を入力する。
【００７６】
ステップＳ１０７からステップＳ１０９の処理は評価材料特定部２２２によって実行される、繰り返し処理である。ステップＳ１０７において、処理の繰り返しの度に、評価材料特定部２２２は、ステップＳ１０６で入力された姿勢制御条件から姿勢制御条件を１つずつ読み出す。
【００７７】
ステップＳ１０８において、評価材料特定部２２２は、読み出した姿勢制御条件に対して、姿勢制御条件の評価材料特定処理を実行し、姿勢制御条件の間で観測の良し悪しを比較することが可能な姿勢制御条件の評価材料情報を特定する。また、評価材料情報からは各姿勢制御条件における最適な観測条件も特定できる。姿勢制御条件の評価材料特定処理の詳細については後述する。
【００７８】
上述したように、ステップＳ１０７からステップＳ１０９までの処理は評価材料特定部２２２による繰り返し処理である。ステップＳ１０７において、繰り返しの度に、評価材料特定部２２２は、ステップＳ１０６で入力された姿勢制御条件を読み出し、ステップＳ１０６で入力された全ての姿勢制御条件の読み出しが完了するまで、ステップＳ１０７からステップＳ１０９の処理を繰り返す。全ての姿勢制御条件の読み出しが完了すると、フローはステップＳ１０９からステップＳ１１０へと進む。
【００７９】
ステップＳ１１０において、姿勢制御条件評価部２２３は、姿勢制御条件毎に評価材料テーブル２１２に登録された姿勢制御条件の評価材料情報に基づいて、姿勢制御条件を評価の高い順に並べ替える。また、姿勢制御条件評価部２２３は、並べ替えにより上位に位置する評価の高い姿勢制御条件を抽出し評価結果テーブル２１３を生成する。なお、評価材料情報に基づいた姿勢制御条件の評価の高い順の並べ替えは、実行される姿勢制御条件の評価材料特定処理によって異なるため、これについても評価材料特定処理とともに後述する。
【００８０】
ステップＳ１１１において、表示部２０２は、評価結果テーブル２１３を、例えばディスプレー等の入出力装置４０７を介して表示して、本動作フローは終了する。
以上で述べた、観測計画立案処理に関して、特には、姿勢制御条件の評価材料特定処理から評価結果テーブル２１３の表示までの処理に関して、以下にロール制御を用いる第１の実施形態と、ロール・ヨー制御を用いる第２の実施形態とに分けて説明する。
【００８１】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態に係るロール制御を用いる場合の姿勢制御条件の評価材料特定処理について説明する。第１の実施形態では、ロール制御を用いて観測対象領域１０８の観測を行う。
【００８２】
ロール制御を用いて観測を行う場合に以下の前提の下で観測を行うものとする。
衛星１０１の観測センサ１０２による観測では、通常、観測の際の姿勢角が異なると観測される画像の分解能も異なる。そのため、画質を考慮すると、１つの観測対象領域１０８に対してはできるだけ同一の姿勢角で観測を完了することが好ましい。従って、第１の実施形態に係るロール制御とは、観測開始時刻において所定のロール角の姿勢を衛星１０１にとらせた以降は、１つの観測対象領域１０８の観測を完了するまでそのロール角を変更しないことを前提とする。即ち、観測対象領域１０８の観測中にロール角を変更することはせず、観測開始時刻のロール角を維持して観測を行うものとする。また、観測対象領域１０８が広域にわたる場合、ロール制御を行ったとしても観測対象領域１０８を１パスで観測範囲１０５内に収めることができない場合がある（例えば、図８の（ｄ））。そのような場合には、観測対象領域１０８の観測の実行を複数のパス１０９に分割せざるを得ないが、複数のパス１０９で観測対象領域１０８を観測する場合にも各パス１０９では同一のロール角で観測するものとする。例えば、観測対象領域１０８の或る部分をα１=３０ｄｅｇで観測し、残りの部分をα１＝−２０ｄｅｇで観測するということはせず、観測対象領域１０８の或る部分をα１=３０度で観測したならば、残りの部分もα１＝３０度で観測するものとする。
【００８３】
このような条件の下で、姿勢制御条件テーブル２０８に登録されている様々なロール制御の姿勢制御条件の評価材料情報を特定する。ロール制御の姿勢制御条件の評価材料特定処理では、各ロール制御の姿勢制御条件において、観測対象領域１０８の観測の完了までに観測を実行する必要があるパス１０９（以降の説明では要観測パスとも称する）を、評価材料情報として特定する。また、その要観測パス内で観測対象領域１０８が観測される期間を表す観測開始時刻と、観測終了時刻も評価材料情報として特定する。
【００８４】
或るロール制御の姿勢制御条件において、候補パスの中で、衛星１０１が観測対象領域１０８の観測を完了するまでに観測を実行する必要がある要観測パス、その要観測パス内での観測対象領域１０８の観測開始時刻及び観測終了時刻は、以下の処理で特定できる。
【００８５】
まず、観測対象領域１０８を含むメッシュ１１０を選定することで１つの観測対象領域１０８を観測対象メッシュ群１１１で代表する。また、衛星１０１の複数のパス１０９の中から、観測対象メッシュ群１１１の付近を通過する複数の候補パスを選定する。続いて、姿勢制御条件テーブル２０８に登録されている複数のロール制御の姿勢制御条件のそれぞれに対し以下の処理を繰り返す。まず、複数の候補パスの中から通過順序の早い順に１パス選択する。候補パスを通過順序の早い順に選択するのは、できるだけ早くに観測を完了することが最適な観測計画の要件の１つだからである。選択した候補パスのパス開始時刻からパス終了時刻までにわたってΔＴ間隔で時刻Ｔを進め、各時刻において、読み出したロール制御の姿勢制御条件での観測範囲１０５を順次切り出しパス１０９内をサーチする。切り出した各観測範囲１０５において観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４のそれぞれに対して上述のメッシュ点観測可否判定処理を実行し、観測対象メッシュ点１１４が観測範囲１０５に含まれるか否かを判定する。この判定を時刻Ｔがパス終了時刻に達するまで繰り返し、選択した候補パスにおいて観測された観測対象メッシュ点１１４と、その観測時刻とを特定する。更に、選択した候補パスにおいて観測できた観測対象メッシュ点１１４を特定したため、全ての観測対象メッシュ点１１４が観測できたか否かを判定することができる。全ての観測対象メッシュ点１１４を観測しきれていない場合には、次に通過順序の早い候補パスを選択し、未だ観測できていない観測対象メッシュ点１１４に対して同様の処理を実行し、全ての観測対象メッシュ点１１４が観測されるまでこの処理を繰り返す。処理において、選択した候補パスに、その候補パスで初めて観測される観測対象メッシュ点１１４が存在する場合には、選択した候補パスを要観測パスとする。この様にして、観測対象領域１０８の観測の完了までに必要な要観測パスと、その要観測パスでの観測開始時刻及び観測終了時刻とを姿勢制御条件毎に特定する。ここで、或る姿勢制御条件において特定された要観測パスの数は、その姿勢制御条件で観測対象領域１０８を観測した場合に、観測の完了までに観測の実行が必要なパス数である。また、或る姿勢制御条件において特定された要観測パスの中で、最も遅い時刻に通過する要観測パスの観測完了時刻は観測対象領域１０８の観測が完了する時刻である。そのため、これらの値を比較することで観測を依頼した顧客の希望等に合った最適な姿勢制御条件と、その姿勢制御条件での観測期間とを提示することが可能になる。
【００８６】
図２１は、第１の実施形態に係るロール制御の姿勢制御条件での或る時刻を中心とする微小時間ΔＴにおける観測範囲１０５を例示する図である。図示されるように、観測センサ１０２の中心視点１０７が地表面１１２を移動する軌跡は衛星１０１の軌道１１６から角度：α１で傾いており、そこから観測幅Ｗの範囲を衛星１０１の地上軌跡１０６に沿って観測センサ１０２は地表面１１２を刈り取るように観測していく。候補パスをサーチする時刻間隔をΔＴとすると、或る時刻を中心としたΔＴ期間における観測範囲１０５を実線の枠で囲まれた領域として示した。観測範囲１０５はΔＴの時刻間隔で衛星１０１の進行方向にずれて行き、候補パスをサーチしてゆく。観測範囲１０５の幅はセンサの視野角できまる観測幅Ｗであり、長さはサーチ時刻間隔ΔＴ間に衛星が移動する距離で決まる。つまり、連続した観測対象領域を時間ΔＴに対応した長さで分割して扱うことになる。候補パスをサーチする際に用いる観測時刻間隔は、衛星１０１の仕様を超えない範囲であれば任意の値に設定することができる。しかしながら、観測対象メッシュ点１１４が存在し無い領域をできる限り観測範囲１０５に含むことが無いように、実際に観測対象領域１０８の観測に用いる観測時間：Ｔｏｓ〜Ｔｏｅを設定することを考慮すると、衛星１０１の進行方向に対し１〜５列程度のメッシュ点が観測範囲１０５に収まるように候補パスのサーチの際の観測時刻間隔を設定することが好ましい。一実施形態においては、候補パスをサーチする時刻間隔ΔＴは０．５〜３分の間に設定され、例えば１分に設定される。 候補パスのサーチにおいて、観測範囲１０５はΔＴ間隔で衛星１０１の進行方向にずれて行き、各観測範囲１０５で観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４のそれぞれに対して、上述のメッシュ点観測可否判定処理が実行し、観測の可否を判定する。図２１においては黒色の観測対象メッシュ点１１４は、この候補パスにおいて観測できる観測対象メッシュ点１１４を表しており、白色の観測対象メッシュ点１１４はこの候補パスでは観測できない観測対象メッシュ点１１４を表している。
【００８７】
なお、図２１に示されるように、候補パスにおいて、ΔＴ間隔で時刻Ｔを進めながら観測範囲１０５を切り取り、初めて観測範囲１０５内に観測対象メッシュ点１１４が含まれる時刻が観測開始時刻：Ｔｏｓとして設定される。一方、候補パスにおいて、ΔＴ間隔で時刻Ｔを進めながら観測範囲１０５を切り取り、観測範囲１０５内に観測対象メッシュ点１１４が含まれる最も遅い時刻は観測終了時刻：Ｔｏｅとして設定される。
【００８８】
また、図２１において、点線の枠は観測シーン１０４を表している。上述したように観測シーン１０４は、地球観測データの売買などの際に用いられる単位であるため、観測シーン１０４の大きさは衛星１０１の性能を超えない範囲であれば自由に設定できる。図２１では、衛星１０１の観測幅Ｗに沿った２つの観測シーン１０４が示されている。
【００８９】
図２２は、第１の実施形態に係る観測パス管理テーブル２０９を例示する図である。観測パス管理テーブル２０９は、観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４に対する、或る姿勢制御条件における観測可否判定処理の判定結果を管理するために用いられる。観測パス管理テーブル２０９の列には、候補パステーブル２０７で並べ替えた順序に従い、通過順序の早い順に図面左側より候補パスが並べられている。なお、パス通過番号は、候補パスの通過順序を表す番号である。また、行には観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４のそれぞれのメッシュ点番号と、観測済みメッシュ点数と、パス別情報とが並べられている。各候補パスの列は、観測フラグ：ＭＯＢＳと観測時刻：Ｔｏｂｓとを含んでいる。観測フラグ：ＭＯＢＳは、行に示す観測対象メッシュ点番号の観測対象メッシュ点１１４が観測済みであるか否かを示す情報である。前述したように通過順序の早い候補パスから順に、各観測対象メッシュ点１１４に対して観測可否判定処理の判定が行われる。或る候補パスにおいて、或る観測対象メッシュ点１１４が初めて観測できた場合には、その観測対象メッシュ点１１４のメッシュ点番号の行、且つ、観測できた候補パスの観測フラグ：ＭＯＢＳの列に“１”を格納する（図２２のボックスＢ１）。更に、観測できた観測対象メッシュ点１１４の観測された時刻も観測時刻：Ｔｏｂｓに格納する（図２２のボックスＢ１）。また、観測対象メッシュ点１１４が或る候補パスにおいて観測でき、その観測対象メッシュ点１１４のメッシュ点番号の観測フラグ：ＭＯＢＳに“１”を格納した場合は、その候補パスよりも通過順序が遅い図面右側の候補パスについても、観測フラグ：ＭＯＢＳに“１”を格納する（図２２のボックスＢ２）。
【００９０】
観測済みメッシュ点数の欄には、各候補パスの列において観測フラグ：ＭＯＢＳの値が“１”の観測対象メッシュ点１１４の数が格納される（図２２のボックスＢ３）。上述したように、或る候補パスにおいて観測対象メッシュ点１１４が観測された場合、その後続の候補パスにおいても観測フラグ：ＭＯＢＳに“１”が格納される。そのため、観測済みメッシュ点数に格納される数値は、その観測済みメッシュ点数が格納されている候補パスの終了時までに観測された、観測済みの観測対象メッシュ点１１４の合計数である。従って、観測済みメッシュ点数が、観測対象メッシュ群１１１を構成する観測対象メッシュ点１１４の総数と一致している場合には、観測対象メッシュ群１１１の全体が観測できたことを示している。例えば、図２２の例において、観測対象メッシュ点１１４の総数が５５個であるとすると、パス通過番号：ｉ番の候補パス（パス番号５０）で観測済みメッシュ点数が５５個となり総数と一致する（図２２のボックスＢ４）。これは、ｉ番の候補パスでの観測の終了時には全ての観測対象メッシュ点１１４が観測済みになることを示している。
【００９１】
パス別情報には、各候補パスの列毎に、パス観測フラグ：ＰＯＢＳと、パス観測開始時刻：Ｔｏｓと、パス観測終了時刻：Ｔｏｅの情報が格納される。パス観測フラグ：ＰＯＢＳは、候補パス毎に、その候補パスにおいて初めて観測された観測対象メッシュ点１１４が有るか否かを示す情報であり、初めて観測された観測対象メッシュ点１１４が有る場合には値“Ｙ”が格納される（図２２のボックスＢ５）。候補パスにおいて観測できる観測対象メッシュ点１１４があるとしても、その観測対象メッシュ点１１４が初めて観測された観測対象メッシュ点１１４でない場合には、観測済みメッシュ点数の数が前の候補パスと同じ数値になる。この場合には、パス観測フラグ：ＰＯＢＳにも値“Ｙ”は格納されない（図２２のボックスＢ６）。パス観測フラグ：ＰＯＢＳに値“Ｙ“が格納される場合に、値”Ｙ“が格納された候補パスの観測時刻：Ｔｏｂｓの列に格納されている時刻の中から、最も早い時刻がパス別情報のパス観測開始時刻：Ｔｏｓに格納され、最も遅い時刻がパス観測終了時刻：Ｔｏｅに格納される。従って、パス観測開始時刻：Ｔｏｓからパス観測終了時刻：Ｔｏｅまでの期間を観測すれば、その候補パスにおいて初めて観測された観測対象メッシュ点１１４は全て観測できることになる。観測パス管理テーブル２０９に値を入力する処理については、図２３の動作フローを参照して後述する。
【００９２】
図２３は、第１の実施形態に係るロール制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理の動作フロー図である。図２３に示すロール制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理の動作フローは、図２０のステップＳ１０８において実行される。なお、第１の実施形態においては、図２０のステップＳ１０６で入力される姿勢制御条件は、ロール制御の姿勢制御条件とする。
【００９３】
図２３の動作フローは、図２０の動作フローにおいてステップＳ１０８に進むと開始する。ステップＳ２０１において、評価材料特定部２２２は、図２０のステップＳ１０７で読み出された姿勢制御条件のロール角α１を読み込む。ステップＳ２０２において、評価材料特定部２２２は、観測パス管理テーブル２０９を初期状態にリセットする。これは、本動作フローの前回の実行時に観測パス管理テーブル２０９に設定された値等を消去し、新たなデータを入力可能な初期状態に戻す処理である。
【００９４】
ステップＳ２０３からステップＳ２１８までの処理は繰り返し処理である。ステップＳ２０３において、評価材料特定部２２２は、処理の繰り返しの度に、図１４に示される候補パステーブル２０７から候補パスを通過順序の早い順に１パスずつ読み出す。図１４に示される候補パステーブル２０７は、前述したように既に通過順序の早いパスから順番に候補パスが並べられているので、一番上の候補パスから順に候補パスが選択される。
【００９５】
ステップＳ２０４において、評価材料特定部２２２は、選択したパス通過番号：ｉ番の候補パスのパス番号と、パス開始時刻（Ｔｓ）として昇交点経度通過時刻（ＵＴＣ）と、及びパス終了時刻（Ｔｅ）としてｉ番の候補パスの次の周回の昇交点経度通過時刻（ＵＴＣ）を候補パステーブル２０７から読み出す。
【００９６】
ステップＳ２０５からステップＳ２１５までは繰り返し処理である。ステップＳ２０５において、評価材料特定部２２２は、初期値として時刻Ｔにパス開始時刻（Ｔｓ）を格納し、以降、繰り返しの度に、時刻Ｔがパス終了時刻（Ｔｅ）を過ぎるまで時刻Ｔに時刻間隔ΔＴを加算しながら、ステップＳ２０５からステップＳ２１５までの処理を繰り返す。
【００９７】
ステップＳ２０６において、評価材料特定部２２２は、観測開始時刻：時刻Ｔ−ΔＴ／２、及び観測終了時刻：時刻Ｔ＋ΔＴ／２における衛星１０１の地心からの位置ベクトル（図１７におけるＲ）を、衛星軌道暦を含む衛星軌道暦情報２１４から読み込む。ステップＳ２０７において、評価材料特定部２２２は、観測開始時刻：時刻Ｔ−ΔＴ／２における衛星１０１の観測センサ１０２の視野端の位置Ｗ１ｓ及びＷ２ｓへの位置方向単位ベクトル：ｕ１、ｕ２を計算する。また、観測終了時刻：時刻Ｔ＋ΔＴ／２における衛星１０１の視野端の位置Ｗ１ｅ及びＷ２ｅの位置方向単位ベクトル：ｕ３、ｕ４も計算する。位置方向単位ベクトル：ｕ１、ｕ２、ｕ３、及びｕ４については、図１７から図１９を参照して上述したように、衛星位置ベクトルＲと、衛星１０１の観測センサ１０２の視野角θ１及びθ２と、ロール制御の角度α１とから計算することができる。また、上述したようにＷ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅで囲まれた領域は時刻Ｔにおける観測範囲１０５である。
【００９８】
ステップＳ２０８からステップＳ２１４までは繰り返し処理である。ステップＳ２０８において、繰り返しの度に、評価材料特定部２２２は、観測対象メッシュ点テーブル２０５から観測対象メッシュ点１１４のメッシュ点番号を順に１つずつ読み出し、観測対象メッシュ点テーブル２０５に登録されている全ての観測対象メッシュ点１１４が読み出されるまで、ステップＳ２０８からステップＳ２１４までの処理を繰り返す。ステップＳ２０８で読み出したメッシュ点番号の観測対象メッシュ点１１４が既に観測済みか否かを判定するために、ステップＳ２０９では、評価材料特定部２２２は、観測パス管理テーブル２０９において、読み出したメッシュ点番号のｉ番の候補パスの観測フラグ：ＭＯＢＳの値を参照する。続いて、ステップＳ２１０において、評価材料特定部２２２は、その値が１か否かを確認する。観測フラグ：ＭＯＢＳの値が１であれば、既にその観測対象メッシュ点１１４は、別の候補パスで観測済みであるため、ステップＳ２１０はＹｅｓと判定されフローはステップＳ２１４へと進む。一方、ステップＳ２１０において、読み出した観測対象メッシュ点１１４のメッシュ点番号に対するｉ番の候補パスの観測フラグ：ＭＯＢＳの値に１が入っていなければ、選択した観測対象メッシュ点１１４は未だ観測されていないため、Ｎｏと判定されフローはステップＳ２１１へと進む。ステップＳ２１１において、評価材料特定部２２２は、選択した観測対象メッシュ点１１４のメッシュ点番号を用いてメッシュ点情報テーブル２０４を参照し、選択した観測対象メッシュ点１１４のメッシュ点位置方向単位ベクトル：ｕｓを読み込む。
【００９９】
ステップＳ２１２において、評価材料特定部２２２は、ステップＳ２０７で取得した観測範囲１０５の位置方向単位ベクトル：ｕ１、ｕ２、ｕ３、及びｕ４と、選択した観測対象メッシュ点１１４の位置方向ベクトル：ｕｓとを用いて、上述したメッシュ点観測可否判定処理を実行し、選択した観測対象メッシュ点１１４が観測範囲１０５（Ｗ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅで囲まれる領域）内に存在するか否かを判定する。ステップＳ２１２において、選択した観測対象メッシュ点１１４が観測範囲１０５内に存在しない場合は、Ｎｏと判定され、フローはステップＳ２１４へと進む。一方、ステップＳ２１２において、選択した観測対象メッシュ点１１４が観測範囲１０５内に存在する場合は、Ｙｅｓと判定されフローはステップＳ２１３へと進む。
【０１００】
ステップＳ２１３において、評価材料特定部２２２は、観測パス管理テーブル２０９に以下の値を設定する。まず、選択した観測対象メッシュ点１１４のメッシュ点番号に対する、選択したパス通過番号：ｉ番の候補パスの観測フラグ：ＭＯＢＳに１を設定して選択した観測対象メッシュ点１１４が観測済みであることを記録する。また、観測時刻：Ｔｏｂｓに時刻Ｔを設定し、選択した観測対象メッシュ点１１４が観測範囲１０５に収まった時刻を記録する。更に、ｉ番の候補パスのパス観測フラグ：ＰＯＢＳに“Ｙ”を設定し、ｉ番の候補パスにおいて初めて観測範囲１０５に収まった観測対象メッシュ点１１４が少なくとも１つ存在することを記録する。即ち、パス観測フラグ：ＰＯＢＳに設定される“Ｙ”は、その候補パスが、観測を実行する必要のある要観測パスであることを示している。更に、ｉ番の候補パスの以降に通過する全ての候補パスについても、選択した観測対象メッシュ点１１４のメッシュ点番号に対する観測フラグ：ＭＯＢＳに１を設定し、選択した観測対象メッシュ点１１４が観測済みであることを記録する。これにより、以降に通過する候補パスでは、ステップＳ２１０がＹと判定されるため、観測済みの観測対象メッシュ点１１４に対してはステップＳ２１１からステップＳ２１３の処理は実行されない。以上の値を観測パス管理テーブル２０９に書き込んだ後、フローはステップＳ２１４へと進む。
【０１０１】
上述した通り、ステップＳ２０８からステップＳ２１４までは繰り返し処理である。ステップＳ２１４では、観測対象メッシュ点テーブル２０５に登録されている全ての観測対象メッシュ点１１４が読み出されていない場合はステップＳ２０８へと戻るが、全ての観測対象メッシュ点１１４が読み出されている場合にはステップＳ２１５へと進む。ステップＳ２０８からステップＳ２１４までの繰り返し処理により、観測対象メッシュ点テーブル２０５に含まれる未だ観測されていない観測対象メッシュ点１１４が、ｉ番の候補パスの時刻Ｔにおける観測範囲１０５に収まるか否かが判定される。
【０１０２】
また、上述した通り、ステップＳ２０５からステップＳ２１５までは繰り返し処理である。ステップＳ２１５では、繰り返しの度に、時刻間隔ΔＴを加算することで時刻Ｔが進められ、加算後の時刻Ｔがパス終了時刻（Ｔｅ）を過ぎていなければステップＳ２０５へと戻る。一方、加算後の時刻Ｔがパス終了時刻（Ｔｅ）を過ぎている場合には、ステップＳ２１６へと進む。ステップＳ２０５からステップＳ２１５までの繰り返し処理により、ｉ番の候補パスの地上軌跡１０６に沿ってΔＴ間隔で観測範囲１０５が設けられ、各観測範囲１０５において観測対象メッシュ点テーブル２０５に含まれる未だ観測されていない観測対象メッシュ点１１４が観測範囲１０５に収まったか否かが判定されることになる。
【０１０３】
ステップＳ２１６において、評価材料特定部２２２は、以下の値を観測パス管理テーブル２０９に格納する。まず、観測パス管理テーブル２０９のｉ番の候補パスの列の観測フラグ：ＭＯＢＳを参照し、値が１となっている観測対象メッシュ点１１４の個数をカウントして、その個数を観測済みメッシュ点数：Ｎｏｂｓに格納する。例えば、図２２の例では、２番パス（パス番号４６）で観測済みメッシュ点数：Ｎｏｂｓに１０が格納されており、これは１０個の観測対象メッシュ点１１４が２番パスの終了までに観測済みであることを示している。また、観測パス管理テーブル２０９のｉ番の候補パスの列において、パス観測フラグ：ＰＯＢＳを参照し、値が“Ｙ”であれば、ｉ番の候補パスの列の観測時刻：Ｔｏｂｓに格納されている値のうちで最も早い観測時刻をパス観測開始時刻：Ｔｏｓに設定し、最も遅い観測時刻をパス観測終了時刻：Ｔｏｅに設定する。従って、ｉ番の候補パスにおいては、設定したパス観測開始時刻：Ｔｏｓからパス観測終了時刻：Ｔｏｅまでの期間で観測を行えば、ｉ番の候補パスで初めて観測された観測対象メッシュ点１１４については観測ができることになる。以上の値を観測パス管理テーブル２０９に格納した後、フローはステップＳ２１７へと進む。
【０１０４】
ステップＳ２１７において、評価材料特定部２２２は、読み出したロール制御の姿勢制御条件において、全ての観測対象メッシュ点１１４が観測されたか否かを、観測済みメッシュ点数：Ｎｏｂｓの値が観測対象メッシュ点１１４の総数：Ｎｔｏｔと等しいか否かを判定することで判定する。等しい場合には、読み出したロール制御の姿勢制御条件において全ての観測対象メッシュ点１１４が観測されているため、Ｙｅｓと判定し、フローはステップＳ２１９へと進む。一方、等しくない場合には、読み出したロール制御の姿勢制御条件での観測で未だ観測されていない観測対象メッシュ点１１４が存在するため、Ｎｏと判定し、フローはステップＳ２１８へと進む。
【０１０５】
上述したように、ステップＳ２０３からステップＳ２１８までの処理は繰り返し処理である。ステップＳ２０３において、繰り返しの度に、評価材料特定部２２２は、候補パステーブル２０７から候補パスを通過順序の早い順に読み出し、全ての候補パスの読み出しが完了するまで、ステップＳ２０３からステップＳ２１８の処理を繰り返す。全ての候補パスの読み出しが完了すると、フローはステップＳ２１８からステップＳ２１９へと進む。
【０１０６】
ステップＳ２１９において、評価材料特定部２２２は、観測パス管理テーブル２０９を参照し、パス観測フラグ：ＰＯＢＳの値を確認する。パス観測フラグ：ＰＯＢＳに値“Ｙ”が入っている候補パスは、読み出した姿勢制御条件において観測が必要なパスであるため、要観測パスとして、そのパス番号と、パス観測開始時刻：Ｔｏｓ及びパス観測終了時刻：Ｔｏｅとを評価材料テーブル２１２に格納し、本動作フローは終了する。
【０１０７】
図２４は、第１の実施形態に係る評価材料テーブル２１２を例示する図である。図２０のステップＳ１０８に示すように、以上で述べた図２３のロール制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理は、姿勢制御条件テーブル２０８に登録されている全てのロール制御の姿勢制御条件に対して繰り返し実行される。そのため、図２４に示されるように、評価材料テーブル２１２には、姿勢制御条件テーブル２０８に登録されている全てのロール制御の姿勢制御条件について、観測が必要な要観測パスのパス番号と、そのパスにおいて初めて観測された観測対象メッシュ点１１４が観測される期間を表すパス観測開始時刻：Ｔｏｓ及びパス観測終了時刻：Ｔｏｅとが評価材料情報として登録される。
【０１０８】
ロール制御の姿勢制御条件を用いる第１の実施形態では、姿勢制御条件評価部２２３は、これらの姿勢制御条件の評価材料情報を用いて、図２０のステップＳ１１０における姿勢制御条件の並べ替えを実行し、並べ替えにより上位に位置する評価の高い姿勢制御条件の評価結果テーブル２１３を生成する。上述したように、観測対象領域１０８の観測をできるだけ早く完了することは最適な観測計画の要件の１つである。そのため、一実施形態においては、評価材料情報に含まれる要観測パスのうちで最も遅くに通過する要観測パスのパス観測終了時刻：Ｔｏｅ（即ち、その姿勢制御条件において全ての観測対象メッシュ点１１４の観測が完了する観測完了時刻）が、早い姿勢制御条件から順に評価が上位となるように並べ替えてもよい。
【０１０９】
また、上述したように、一般に、観測データの取引は観測シーン単位で行われるため、シーン数により価格が変わる。そのため、シーン数が少ないことも、最適な観測計画の要件の１つである。そして、シーン数は、ロール制御の場合には、要観測パスの数が増えると増加する。そのため、一実施形態においては、観測完了時刻が同じである場合には、観測の完了までに必要な要観測パスの数が少ない姿勢制御条件を上位にしてもよい。或いは、別な実施形態では、姿勢制御条件毎に決定された観測完了時刻が同じである場合に、ロール角α１の値が小さい姿勢制御条件を上位にしてもよい。これは、ロール角α１の値が大きくなると、観測センサ１０２の視野端と、地表面１１２との成す角度がきつくなり分解能が低くなるためである。
【０１１０】
以上で例示した、ロール制御の姿勢制御条件に対する評価材料情報の順位付けの評価基準（全ての観測対象メッシュ点１１４の観測が完了する観測完了時刻、観測の完了までに必要な要観測パスの数、及びロール角α１の値など）は、ユーザーの目的に応じていずれを優先してもよい。例えば、ユーザーが観測シーン１０４のシーン数を少なく抑えた上で観測完了の早い姿勢制御条件を特定したい場合には、評価材料テーブル２１２の姿勢制御条件の評価材料情報を観測の完了までに必要な要観測パスの数が少ない順に並べ替えてもよい。そして、必要な要観測パスの数が同じである場合には、観測完了時刻が早い方から順に並べ替えてもよい。
【０１１１】
図２５は、評価材料テーブル２１２を観測完了時刻が早い方から順に評価が上位となるように並べ替えた後、上位の姿勢制御条件を所定の数（例えば、上位５つ）だけ抽出し、作成した評価結果テーブル２１３を例示する図である。図２０のステップＳ１１１において、表示部２０２は、図２５の評価結果テーブル２１３を例えばディスプレー等の入出力装置４０７を介して表示する。図２５に示す評価結果テーブル２１３の例では、姿勢制御識別番号と、姿勢制御フラグと、要観測パスの数と、パス番号と、パス観測開始時刻：Ｔｏｓ及びパス観測終了時刻：Ｔｏｅと対応づけて格納している。
【０１１２】
従って、ユーザーは評価結果テーブル２１３を参照することで、例えば、観測完了時刻の最も早いロール制御の姿勢制御条件と、観測を行うべき要観測パスのパス番号と、パス観測開始時刻：Ｔｏｓ及びパス観測終了時刻：Ｔｏｅとを特定することができる。従って、評価結果テーブル２１３により、ユーザーは、例えば、できるだけ早く観測を完了したいという自己の要望にあった観測を実行することができる。
【０１１３】
以上で述べたように、第１の実施形態では、ロール制御の姿勢制御条件毎に、観測の完了までに必要となる要観測パスと、観測の完了する時刻とが特定される。そのため、ユーザーは、観測対象領域１０８を観測する上で最適な姿勢制御条件を特定することができる。また、姿勢制御条件の比較に用いた評価材料情報からは、特定した姿勢制御条件での観測の条件（要観測パスにおける観測期間等）も特定できる。そのため、例えば、第１の実施形態によれば、図８（ｃ）に示すような、衛星１０１の観測センサ１０２の中心視点１０７が衛星１０１の地上軌跡１０６に沿った観測では、１パスで観測を完了することができない広域の観測対象領域１０８に対しても、図８（ｂ）及び（ｄ）に示すように、ロール制御を用いた効率のよい観測を実行できる。
【０１１４】
また、第１の実施形態では、１つの観測対象領域１０８の観測ではロール角を一定に維持して観測を行っているため、姿勢制御による観測データ品質のばらつきを抑えることができる。
【０１１５】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態に係るロール・ヨー制御を用いる場合の姿勢制御条件の評価材料特定処理について以下に説明する。
【０１１６】
第２の実施形態では、ロール・ヨー制御を用いて観測対象領域１０８の観測を行う。ロール・ヨー制御を用いて観測を行う場合、以下の前提の下で観測を行うものとする。ロール・ヨー制御では、観測対象領域１０８が広域にわたる場合でも、観測対象領域１０８を可能な限り１つの観測シーン１０４で観測することを目的に観測を行うものとする。従って、ロール・ヨー制御を行う場合には複数パスによる観測は考えないものとする。その場合、必ずしも観測対象領域１０８の全体を網羅できるとは限らないので、姿勢制御条件毎に、観測できた観測対象メッシュ点１１４の数の観測対象メッシュ点１１４の総数に対する割合をカバー率として算出し、各ロール・ヨー制御の姿勢制御条件の評価材料を取得する。
【０１１７】
また、第２の実施形態に係るロール・ヨー制御の姿勢制御条件は、ロール角α１、α２、ヨー角β、及び観測時間Δｔｏｂｓにより規定される。ここで、ロール角α１は、観測開始時刻のロール角であり、ロール角α２は、観測終了時刻のロール角である。ヨー角βは観測期間の間に維持されるヨー角である。観測時間Δｔｏｂｓは観測開始時刻から観測終了時刻までの時間である。第２の実施形態に係るロール・ヨー制御の姿勢制御条件のロール角α１、α２、ヨー角β、及び観測時間Δｔｏｂｓは、衛星１０１の仕様などに従って実施可能な範囲であれば任意の値に設定できる。例えば、ヨー角βを角度０度に設定してもよい。即ち、第２の実施形態に係るロール・ヨー制御の姿勢制御条件では、ヨー角を回転させずに０度に維持して観測を実行することも含む。また、ロール角α１、α２を同じ角度に設定してもよい。即ち、例えば、ヨー角のみを回転させて観測を実行してもよい。また、第２の実施形態に係るロール・ヨー制御の姿勢制御条件では、ロール角α１、α２と観測時間Δｔｏｂｓとは、観測開始時刻でのロール角α１から観測終了時刻でのロール角α２まで観測時間：Δｔｏｂｓにわたってロール角を一定の間隔又は速度で徐々に動かすことも表している。ロール角を動かす間隔又は速度は、特に制約しない。 しかしながら、後述するように、第２の実施形態においても、観測対象メッシュ点１１４の観測の可否の判定には観測可否判定処理を用いる。そして、観測可否判定処理では、観測開始時刻における観測幅Ｗと、観測終了時刻における観測幅Ｗとで囲まれる領域を観測範囲１０５として、観測可否の判定を行う。そのため、ロール角を動かす間隔又は速度は、観測可否判定処理で用いる観測範囲１０５に、衛星１０１の実際の観測範囲１０５が可能な限り一致するように動かすことが好ましい。第２の実施形態に係るロール・ヨー制御の姿勢制御条件では、ヨー角を回転させた状態で観測を行うことで及び／又はロール角を観測中に動かすことで、第１の実施形態に係るロール制御を用いた姿勢制御条件による観測では設定できなかった観測範囲１０５を設定することが可能となる。
【０１１８】
以下には、姿勢制御条件テーブル２０８に登録されている様々なロール・ヨー制御の姿勢制御条件に対する評価材料情報の取得について述べる。ロール・ヨー制御の姿勢制御条件の評価材料特定処理では、各ロール・ヨー制御の姿勢制御条件において、複数の候補パスのうちで衛星１０１の観測範囲１０５に観測対象領域１０８が最も良く包含される要観測パスと、その要観測パス内での観測期間とが評価材料情報として特定される。
【０１１９】
或るロール・ヨー制御の姿勢制御条件において、複数の候補パスのうちで衛星１０１の観測範囲１０５に観測対象領域１０８が最も良く包含される要観測パスと、その要観測パス内での観測期間とは、以下の処理で特定できる。
【０１２０】
まず、観測対象領域１０８に含まれるメッシュ１１０を選定することで観測対象領域１０８を観測対象メッシュ群１１１で代表する。また、衛星１０１の複数のパス１０９のうちから、観測対象メッシュ群１１１の付近を通る複数の候補パスを選定する。続いて、姿勢制御条件テーブル２０８に登録されている複数のロール・ヨー制御の姿勢制御条件のそれぞれに対し以下の処理を繰り返す。まず、複数の候補パスの中から通過順序の早い順に１パス選択する。候補パスを通過順序の早い順に選択するのは、できるだけ早く観測を完了することが最適な観測計画の要件の１つだからである。選択した候補パスのパス開始時刻からパス終了時刻までにわたってΔＴ間隔で時刻Ｔを進め、各時刻において読み出したロール・ヨー制御の姿勢制御条件での観測範囲１０５を順次切り出す。切り出した各観測範囲１０５において観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４のそれぞれに対して上述のメッシュ点観測可否判定処理を実行し、観測対象メッシュ点１１４がいくつ含まれるかをカウントする。続いて、カウントした観測対象メッシュ点１１４の数を観測対象メッシュ点１１４の総数で除算することで観測された観測対象メッシュ点１１４の割合（カバー率）を求める。ΔＴ間隔で進められる時刻Ｔ毎に求められたカバー率を比較することで、その候補パスにおいて観測された観測対象メッシュ点１１４が最も多い時刻と、その時のカバー率とが特定できる。以上の処理を、全ての候補パスに対して実行し、各候補パスにおいて最も高いカバー率と、その時刻とを特定し、そのカバー率を比較することで、或る姿勢制御条件において最もカバー率の高い観測が可能な候補パスを要観測パスとして特定する。姿勢制御条件毎に特定した、要観測パスと、そのカバー率及び観測時刻とは評価材料情報として用いられ、それらの評価材料情報を比較することで、観測を依頼した顧客等の希望に合った姿勢制御条件と観測期間とを提示することが可能になる。
【０１２１】
図２６は、第２の実施形態に係るロール・ヨー制御の姿勢制御条件での或る時刻における観測範囲１０５を例示する図である。図示されるように、観測センサ１０２の視野角で決まる視野の向きは、衛星１０１の進行方向と地心方向に対して垂直な方向から角度：βで傾いている。観測範囲１０５は、図２６では実線の枠で囲まれた領域として示されている。観測範囲１０５の幅はセンサの視野角できまる観測幅Ｗであり、また、観測範囲１０５の形状は姿勢制御条件（ヨー角をβ、観測開始時刻：Ｔｏｓにおけるロール角α１、観測終了時刻：Ｔｏｅにおけるロール角α２、及び観測期間をΔｔｏｂｓの値）に応じて多様な形状をとる。観測範囲１０５はΔＴ間隔で衛星１０１の進行方向にずれて行き、各観測範囲１０５において観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４のそれぞれに対して上述のメッシュ点観測可否判定処理が実行され、観測の可否が判定される。図２６においては黒色の観測対象メッシュ点１１４は、図示した時刻における観測範囲１０５で観測できるメッシュ点１１３を表しており、白色の観測対象メッシュ点１１４はこの時刻での観測範囲１０５では観測できないメッシュ点１１３を表している。以上のようにして、各候補パスにおいて、ΔＴ間隔で時刻Ｔを進めながら観測範囲１０５が切り取られ、観測範囲１０５内に含まれる観測対象メッシュ点１１４の数を各時刻Ｔ毎に取得することで各候補パスをサーチし、観測範囲１０５に含まれる観測対象メッシュ点１１４の数が最大のタイミングを探す。
【０１２２】
なお、ロール・ヨー制御の姿勢制御条件では、観測範囲１０５の形状は姿勢制御条件により定まるため、観測シーン１０４は、例えば観測範囲１０５と一致する範囲に設定される。上述したように、観測シーン１０４は、地球観測データの売買などの際に用いられる単位であるため、姿勢制御条件により定まる観測範囲１０５内であれば自由に設定できる。図２６では、観測シーン１０４は衛星１０１の観測範囲１０５と一致する範囲に設定されている。
【０１２３】
図２７は、第２の実施形態に係る、観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４が、或る姿勢制御条件の或る候補パスにおける観測範囲１０５にいくつ収まるかの判定の結果を時刻Ｔ毎に管理するための観測一次結果テーブル２１０を例示する図である。観測一次結果テーブル２１０では、ΔＴ間隔で進められる観測時刻Ｔのそれぞれに対して、その時刻Ｔにおいて観測される観測対象メッシュ点１１４の数（観測メッシュ点数：Ｍｍｓ）を対応づけて格納している。図２７では、５５個の観測対象メッシュ点１１４が観測される時刻が、観測メッシュ点数が最大の時刻であることが分かる。この或る候補パスにおける最大の観測メッシュ点数を、観測対象メッシュ群１１１を構成する複数の観測対象メッシュ点１１４の総数で除算し、百分率で表すことでカバー率が計算される。或る姿勢制御条件での各候補パスの観測メッシュ点数が最大の時刻Ｔと、その時刻におけるカバー率とは、観測二次結果テーブル２１１に登録される。
【０１２４】
図２８は、観測二次結果テーブル２１１を例示する図である。観測二次結果テーブル２１１では、或る姿勢制御条件での複数の候補パスのパス番号と、各候補パスにおける観測メッシュ点数が最大の観測中心時刻Ｔｏｃと、その時刻におけるカバー率とが対応付けられている。図２８の例では、観測二次結果テーブル２１１から、パス番号：５０の候補パスのカバー率が９５％で最大であること、及びその時の時刻Ｔが分かる。観測二次結果テーブル２１１において、カバー率が最大の候補パスは要観測パスとして後述の評価材料テーブル２１２に格納される。
【０１２５】
観測一次結果テーブル２１０及び観測二次結果テーブル２１１に値を入力する、第２に実施形態に係るロール・ヨー制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理を図２９を参照して以下に述べる。
【０１２６】
図２９は、第２に実施形態に係るロール・ヨー制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理の動作フロー図である。図２９に示すロール・ヨー制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理の動作フローは、図２０のステップＳ１０８において実行される。なお、第２の実施形態においては、図２０のステップＳ１０６で入力される姿勢制御条件は、ロール・ヨー制御の姿勢制御条件とする。
【０１２７】
図２９の動作フローは、図２０の動作フローにおいてステップＳ１０８に進むと開始する。ステップＳ３０１において、評価材料特定部２２２は、図２０のステップＳ１０７で読み出した姿勢制御条件のロール角α１、α２、ヨー角β、及び観測時間Δｔｏｂｓを読み込む。ステップＳ３０２において、評価材料特定部２２２は、観測一次結果テーブル２１０及び観測二次結果テーブル２１１を初期状態にリセットする。これは、本動作フローの前回の実行時に観測一次結果テーブル２１０及び観測二次結果テーブル２１１に設定された値等を消去し、新たなデータを入力可能な初期状態に戻す処理である。
【０１２８】
ステップＳ３０３からステップＳ３１９までの処理は繰り返し処理である。ステップＳ３０３において、評価材料特定部２２２は、処理の繰り返しの度に、図１４に示される候補パステーブル２０７から候補パスを通過順序の早い順に１パスずつ読み出す。図１４に示される候補パステーブル２０７は、前述したように既に通過順序の早いパスから順番に候補パスが並べられているので、一番上の候補パスから順に候補パスが選択される。
【０１２９】
ステップＳ３０４において、評価材料特定部２２２は、選択したパス通過番号：ｉ番の候補パスのパス番号と、ｉ番の候補パスのパス開始時刻（Ｔｓ）として昇交点経度通過時刻（ＵＴＣ）と、及びｉ番の候補パスのパス終了時刻（Ｔｅ）としてｉ番の候補パスの次の周回の昇交点経度通過時刻（ＵＴＣ）を候補パステーブル２０７から読み出す。
【０１３０】
ステップＳ３０５からステップＳ３１６までは繰り返し処理である。ステップＳ３０５において、評価材料特定部２２２は、初期値として時刻Ｔにパス開始時刻（Ｔｓ）を格納し、以降、繰り返しの度に、時刻Ｔがパス終了時刻（Ｔｅ）を過ぎるまで時刻Ｔに時刻間隔ΔＴを加算しながら、ステップＳ３０５からステップＳ３１６までの処理を繰り返す。なお、候補パスをサーチする時刻間隔ΔＴは、一実施形態においては０．５〜３分の間に設定され、例えば１分に設定される。候補パスをサーチする時刻間隔ΔＴは、例えば、読み出した姿勢制御条件において、観測対象メッシュ点１１４が候補パス内で観測できるか否かを判定できる時刻間隔に設定される。
【０１３１】
ステップＳ３０６において、評価材料特定部２２２は、観測一次結果テーブル２１０の一番上の行から順に時刻Ｔを設定する。前述の通りステップＳ３０５からステップＳ３１６は繰り返し処理であり、繰り返しの度に、時刻ＴがΔＴずつパス終了時刻（Ｔｅ）まで変化するが、それら繰り返しの度に変わる時刻Ｔの値が、観測一次結果テーブル２１０の一番上の行から順に格納される。
【０１３２】
ステップＳ３０７において、評価材料特定部２２２は、観測開始時刻：時刻Ｔ−Δｔｏｂｓ／２、及び観測終了時刻：時刻Ｔ＋Δｔｏｂｓ／２における衛星１０１の地心からの位置ベクトル（図１７におけるＲ）を衛星軌道暦情報２１４から読み込む。ステップＳ３０８において、評価材料特定部２２２は、観測開始時刻：時刻Ｔ−Δｔｏｂｓ／２における衛星１０１の観測センサ１０２の視野端の位置Ｗ１ｓ及びＷ２ｓへの位置方向単位ベクトル：ｕ１、ｕ２を計算する。また、観測終了時刻：時刻Ｔ＋Δｔｏｂｓ／２における衛星１０１の視野端の位置Ｗ１ｅ及びＷ２ｅの位置方向単位ベクトル：ｕ３、ｕ４を計算する。位置方向単位ベクトル：ｕ１、ｕ２、ｕ３、及びｕ４については、図１７から図１９を参照して上述したように、衛星位置ベクトルＲと、衛星１０１の観測センサ１０２の視野角θ１及びθ２と、ロール角α（α１，α２）と、及びヨー角βの情報が分かれば計算することができる。また、上述したようにＷ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅで囲まれた領域は時刻Ｔにおける観測範囲１０５である。
【０１３３】
ステップＳ３０９において、評価材料特定部２２２は、観測範囲１０５（Ｗ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅで囲まれた領域）に包含される観測対象メッシュ点１１４のカウント数である観測メッシュ点数：Ｍｍｓを初期設定の０個にリセットする。
【０１３４】
ステップＳ３１０からステップＳ３１４までは繰り返し処理である。ステップＳ３１０において、評価材料特定部２２２は、繰り返しの度に、観測対象メッシュ点テーブル２０５から観測対象メッシュ点１１４のメッシュ点番号を順に１つずつ読み出し、観測対象メッシュ点テーブル２０５に登録されている全ての観測対象メッシュ点１１４が読み出されるまで、以降のステップＳ３１０からステップＳ３１４までの処理を繰り返す。ステップＳ３１１において、評価材料特定部２２２は、読み出した観測対象メッシュ点１１４のメッシュ点番号を用いてメッシュ点情報テーブル２０４を参照し、読み出した観測対象メッシュ点１１４のメッシュ点位置方向単位ベクトル：ｕｓを読み込む。
【０１３５】
ステップＳ３１２において、評価材料特定部２２２は、ステップＳ３０８で取得した観測範囲１０５の位置方向単位ベクトル：ｕ１、ｕ２、ｕ３、及びｕ４と、選択した観測対象メッシュ点１１４の位置方向ベクトル：ｕｓとを用いて、上述したメッシュ点観測可否判定処理を実行し、選択した観測対象メッシュ点１１４が観測範囲１０５（Ｗ１ｓ、Ｗ２ｓ、Ｗ１ｅ、及びＷ２ｅで囲まれた領域）内に存在するか否かを判定する。ステップＳ３１２において、選択した観測対象メッシュ点１１４が観測範囲１０５内に存在しない場合は、Ｎｏと判定され、フローはステップＳ３１４へと進む。一方、ステップＳ３１２において、選択した観測対象メッシュ点１１４が観測範囲１０５内に存在する場合は、Ｙｅｓと判定されフローはステップＳ３１３へと進む。ステップＳ３１３において、評価材料特定部２２２は、観測メッシュ点数：Ｍｍｓに１を加算し、観測できた観測対象メッシュ点１１４の数をカウントアップし、ステップＳ３１４へと進む。
【０１３６】
上述した通り、ステップＳ３１０からステップＳ３１４までは繰り返し処理である。ステップＳ３１４では、観測対象メッシュ点テーブル２０５に登録されている全ての観測対象メッシュ点１１４が読み出されていない場合はステップＳ３１０へと戻るが、全ての観測対象メッシュ点１１４が読み出された場合にはステップＳ３１５へと進む。ステップＳ３１０からステップＳ３１４までの繰り返し処理により、時刻Ｔにおいて観測範囲１０５に収まった観測対象メッシュ点１１４の数がカウントされる。
【０１３７】
ステップＳ３１５において、評価材料特定部２２２は、カウントした時刻Ｔにおける観測対象メッシュ点１１４の数を、観測一次結果テーブル２１０の時刻Ｔに対応する観測メッシュ数：Ｍｍｓに設定し、フローはステップＳ３１６へと進む。
【０１３８】
上述した通り、ステップＳ３０５からステップＳ３１６までは繰り返し処理である。ステップＳ３１６では、繰り返しの度に、時刻間隔ΔＴを加算することで時刻Ｔが進められ、加算後の時刻Ｔがパス終了時刻（Ｔｅ）を過ぎていなければステップＳ３０５へと戻る。一方、加算後の時刻Ｔがパス終了時刻（Ｔｅ）を過ぎている場合には、ステップＳ３１７へと進む。ステップＳ３０５からステップＳ３１６までの繰り返し処理により、選択したパス通過番号：ｉ番の候補パスの地上軌跡１０６に沿ってΔＴ間隔で観測範囲１０５が設けられ、各観測範囲１０５において観測対象メッシュ点テーブル２０５に含まれる観測対象メッシュ点１１４がどれだけ観測されるかがカウントされる。そして、繰り返しの度に、ΔＴ間隔で進められる時刻Ｔの値と、その時刻Ｔにおける観測範囲１０５で観測された観測対象メッシュ点１１４の数（観測メッシュ点数：Ｍｍｓ）とが、観測一次結果テーブル２１０に格納される。
【０１３９】
ステップＳ３１７において、評価材料特定部２２２は、観測一次結果テーブル２１０を参照し、観測メッシュ点数：Ｍｍｓが最大の観測時刻Ｔと、その時の観測メッシュ点数：Ｍｍｓの値とを読み込む。なお、この観測メッシュ点数：Ｍｍｓが最大であった観測時刻Ｔを観測中心時刻：Ｔｏｃとする。そして、読み込んだ観測メッシュ点数：Ｍｍｓと、観測対象メッシュ点テーブル２０５に登録されている観測対象メッシュ点１１４の総数：Ｎｔｏｔとを用いて、例えば、（Ｍｍｓ／Ｎｔｏｔ）×１００を計算することにより、カバー率：Ｃｏｂｓを算出する。
【０１４０】
ステップＳ３１８において、評価材料特定部２２２は、以下の値を観測二次結果テーブル２１１に設定する。まず、ステップＳ３０３において選択され、以降のステップＳ３０４からステップＳ３１８までの処理の対象としたパス通過番号：ｉ番の候補パスのパス番号を設定する。そして、ステップＳ３１７において、観測一次結果テーブル２１０で観測メッシュ点数が最大の観測時刻Ｔを観測中心時刻Ｔｏｃとして設定する。また、その観測中心時刻Ｔｏｃにおけるカバー率：Ｃｏｂｓを設定する。以上のパス番号、観測中心時刻Ｔｏｃ、及びカバー率：Ｃｏｂｓが観測二次結果テーブル２１１に対応づけて設定される。その後、フローはステップＳ３１９へと進む。
【０１４１】
上述したように、ステップＳ３０３からステップＳ３１９までの処理は繰り返し処理である。評価材料特定部２２２は、繰り返しの度に、ステップＳ３０３では候補パステーブル２０７から候補パスを通過順序の早い順に読み出し、全ての候補パスの読み出しが完了するまで、ステップＳ３０３からステップＳ３１７の処理を繰り返す。全ての候補パスの読み出しが完了すると、フローはステップＳ３１９からステップＳ３２０へと進む。
【０１４２】
ステップＳ３２０において、評価材料特定部２２２は、観測二次結果テーブル２１１に登録されている候補パスの中でカバー率：Ｃｏｂｓが最大の候補パスを要観測パスとして特定し、その要観測パスのパス番号と、その要観測パスにおける観測中心時刻：Ｔｏｃ及びカバー率：Ｃｏｂｓの値を評価材料テーブル２１２に格納する。また、その要観測パスにおける観測中心時刻：Ｔｏｃを用いて、観測開始時刻：Ｔｏｓ及び観測終了時刻：Ｔｏｅの値を計算し、それらの値も評価材料テーブル２１２に格納する。本実施形態では観測開始時刻：Ｔｏｓの値は、Ｔｏｓ＝Ｔｏｃ−Δｔｏｂｓ／２を計算することで、また、観測終了時刻：Ｔｏｅの値は、Ｔｏｓ＝Ｔｏｃ＋Δｔｏｂｓ／２を計算することで算出する。以上の値を評価材料テーブル２１２に格納した後、本動作フローは終了する。
【０１４３】
図３０は、第２の実施形態に係るロール・ヨー制御を用いる評価材料テーブル２１２を例示する図である。先にも述べたように、図２０のステップＳ１０７〜Ｓ１０９までの処理は繰り返し処理である。そのため、図２９の動作フローにより、図３０の評価材料テーブル２１２には、ロール・ヨー制御の姿勢制御条件毎に、候補パスのうちでカバー率が最も高かった要観測パスのパス番号と、そのカバー率と、及びその要観測パスにおいてカバー率が最も高い観測中心時刻：Ｔｏｃ（観測開始時刻：Ｔｏｓ及び観測終了時刻：Ｔｏｅ）とが姿勢制御条件の評価材料情報として格納される。
【０１４４】
ロール・ヨー制御を用いる第２の実施形態では、姿勢制御条件評価部２２３は、これらの姿勢制御条件の評価材料情報を用いて、図２０のステップＳ１１０の並べ替えを実行し、並べ替えにより上位に位置する評価の高い姿勢制御条件の評価結果テーブル２１３を生成する。
【０１４５】
前述した通り、できるだけ早く観測を完了することは最適な観測計画の要件の１つである。そのため、例えば、観測終了時刻：Ｔｏｅが早い姿勢制御条件を上位とするように並べ替えを行ってもよい。なお、ロール・ヨー制御では１パスで観測を行うことを前提としているので、評価材料テーブル２１２に登録されている観測終了時刻：Ｔｏｅは、姿勢制御条件毎の観測完了時刻である。
【０１４６】
また、第２の実施形態に係るロール・ヨー制御による観測は、観測対象領域１０８を１つの観測範囲１０５（観測シーン１０４）で可能な限り観測することを目的としている。そのため、例えば、観測終了時刻：Ｔｏｅが同じである場合には、評価材料テーブル２１２に登録されている姿勢制御条件の評価材料情報を比較し、カバー率が高い順に評価が上位となるように姿勢制御条件を並べ替えてもよい。或いは、姿勢制御の角度がきつくなると分解能に影響を与えるため、例えば、観測終了時刻：Ｔｏｅが同じである場合に、ロール角α１，α２及び、ヨー角βの角度が小さい姿勢制御条件を上位にしてもよい。
【０１４７】
以上で例示した、姿勢制御条件の順位付けの評価基準（観測終了時刻：Ｔｏｅ、カバー率、並びにロール角α１，α２及び、ヨー角βなど）は、ユーザーの目的に応じていずれを優先してもよい。例えば、ユーザーが、多少観測完了時刻が遅くなっても、できるだけ観測対象領域１０８をカバーしたい場合には、評価材料テーブル２１２の姿勢制御条件をカバー率の高い姿勢制御条件を上位となるように並べ替えてもよい。そして、カバー率が同じである場合には、観測終了時刻：Ｔｏｅの早い姿勢制御条件から順に並べ替えてもよい。
【０１４８】
図３１は、第２の実施形態に係る評価材料テーブル２１２を観測完了時刻が早い順に並べ替えた後、評価材料テーブル２１２で上位のものを所定の数（例えば、上位５つ）だけ抽出し、作成した評価結果テーブル２１３を例示する図である。図２０のステップＳ１１１において、表示部２０２は、図３１の評価結果テーブル２１３を、例えばディスプレー等の入出力装置４０７を介して表示する。図３１の評価結果テーブル２１３では、姿勢制御識別番号と、姿勢制御フラグと、要観測パスのパス番号と、観測開始時刻：Ｔｏｓ及び観測終了時刻：Ｔｏｅと、観測中心時刻：Ｔｏｃと、カバー率：Ｃｏｂｓ（％）とを対応づけて格納している。
【０１４９】
従って、ユーザーは評価結果テーブル２１３を参照することで、例えば、観測完了時刻の早いロール・ヨー制御の姿勢制御条件のうちでカバー率の高いロール・ヨー制御の姿勢制御条件と、観測を行うべき要観測パスのパス番号と、観測開始時刻：Ｔｏｓ及び観測終了時刻：Ｔｏｅと、観測中心時刻：Ｔｏｃとを特定することができる。従って、評価結果テーブル２１３により、ユーザーは観測対象領域１０８を１つの観測範囲１０５で最大限に観測することが可能な姿勢制御条件を特定し、観測を実行することができる。
【０１５０】
以上で述べたように、第２の実施形態では、ロール・ヨー制御の姿勢制御条件毎に、カバー率が最も高い要観測パスが決定される。そのため、ユーザーの目的（例えば、早期に観測を終えたい、少ない観測シーン数でできる限り広範囲を観測したいなど）に合った最適な姿勢制御条件と、その姿勢制御条件での観測の条件とを特定できる。例えば、第２の実施形態によれば、図８（ｃ）に示すような、衛星１０１の観測センサ１０２の中心視点１０７が衛星１０１の地上軌跡１０６に沿った観測では、１パスで観測を完了することができない広域の観測対象領域１０８に対しても、図８（ｅ）に示すように、ロール・ヨー制御を用いて１つの観測範囲１０５に最大限に観測対象領域１０８を包含して観測を行うことができる。
【０１５１】
＜第３の実施形態＞
第１の実施形態ではロール制御を用いる場合において観測対象領域１０８を効率よく観測できる姿勢制御条件を提示する観測計画立案処理について述べた。また、第２の実施形態では、ロール・ヨー制御を用いる場合において観測対象領域１０８を１つの観測範囲１０５に最大限に包含して観測することできる姿勢制御条件を提示する観測計画立案処理について述べた。これら第１の実施形態及び第２の実施形態を組み合わせて実施形態を構成してもよい。以下に例として、ロール制御及びロール・ヨー制御を用いる場合の第３の実施形態を示す。
【０１５２】
第３の実施形態においては、図２０の観測計画立案処理においてステップＳ１０６で入力される姿勢制御条件は、図１５の姿勢制御条件テーブル２０８に示されるロール制御及びロール・ヨー制御の両方の姿勢制御条件が入力される。また、ステップＳ１０８では、図３２に示すロール制御及びロール・ヨー制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理の動作フローが実行される。
【０１５３】
図３２のステップＳ４０１において、評価材料特定部２２２は、図２０のステップＳ１０７で読み込んだ姿勢制御条件が、ロール制御であるか、又はロール・ヨー制御であるかを判定する。本実施形態においては、この判定は読み込んだ姿勢制御条件の姿勢制御フラグ：ＩＦＡが“ＲＹ”であるか否かで判定する。読み込んだ姿勢制御条件の姿勢制御フラグ：ＩＦＡが“ＲＹ”で無い場合はＮｏと判定され、フローはステップＳ４０２へと進む。一方、読み込んだ姿勢制御条件の姿勢制御フラグ：ＩＦＡが“ＲＹ”である場合はＹｅｓと判定され、フローはステップＳ４０３へと進む。
【０１５４】
ステップＳ４０２では、評価材料特定部２２２は、第１の実施形態で述べた、図２３のロール制御の場合の姿勢制御条件の評価材料特定処理を実行し、ロール制御の姿勢制御条件の評価材料情報を評価材料テーブル２１２に格納し、本動作フローは終了する。一方、ステップＳ４０３では、評価材料特定部２２２は、第２の実施形態で述べた、図２９のロール・ヨー制御の場合の姿勢制御条件の評価材料特定処理を実行し、ロール・ヨー制御の姿勢制御条件の評価材料情報を評価材料テーブル２１２に格納し、本動作フローは終了する。
【０１５５】
図３２の動作フローが終了すると、図２０へと戻り、ステップＳ１０９へと進む。先にも述べたとおり、図２０のステップＳ１０７からステップＳ１０９までの処理は繰り返し処理である。ステップＳ１０７において、評価材料特定部２２２は、繰り返しの度に、ステップＳ１０６で入力された姿勢制御条件から姿勢制御条件を１つ読み出し、全ての姿勢制御条件の読み出しが完了するまで、ステップＳ１０７からステップＳ１０９の処理を繰り返す。全ての姿勢制御条件の読み出しが完了すると、フローはステップＳ１０９からステップＳ１１０へと進む。
【０１５６】
続いて、ステップＳ１１０において、姿勢制御条件評価部２２３は、姿勢制御条件毎に姿勢制御条件の評価材料情報が登録された評価材料テーブル２１２を評価の高い順に並べ替え、並べ替えにより上位に位置する評価の高い姿勢制御条件を抽出して評価結果テーブル２１３を生成する。第３の実施形態において、この並べ替えはロール制御の場合と、ロール・ヨー制御の場合とで別々に実行されてもよい。姿勢制御条件の評価材料情報の並べ替えのための評価基準については、ロール制御の場合を第１の実施形態に、ロール・ヨー制御の場合を第２に実施形態にそれぞれ例示した。ロール制御の場合の姿勢制御条件の評価材料情報の順位付けの評価基準と、ロール・ヨー制御の場合の姿勢制御条件の評価材料情報の順位付けの評価基準とは、同一の評価基準を用いてもよいし、異なる評価基準を用いてもよい。
【０１５７】
ステップＳ１１１において、表示部２０２は、作成した評価結果テーブル２１３を例えばディスプレー等の入出力装置４０７を介して表示し、本動作フローは終了する。
【０１５８】
図３３は、第３の実施形態に係るロール制御及びロール・ヨー制御を用いる場合の評価結果テーブル２１３を例示する。図３３の評価結果テーブル２１３では、姿勢制御モード、シーン表示、姿勢制御識別番号、姿勢制御条件、観測所要期間、パス別情報、及びカバー率が対応付けられている。また、図３３の評価結果テーブル２１３の例では、ロール制御の姿勢制御条件と、ロール・ヨー制御の姿勢制御条件とを姿勢制御モードにより分けて表示している。
【０１５９】
姿勢制御モードがロール制御の場合は、観測対象領域１０８の全体の観測を完了する観測完了時刻が早い方から順に５つの姿勢制御条件（姿勢制御識別番号：５番、２番、１番、３番、及び４番の姿勢制御条件）が評価材料テーブル２１２から抽出され登録されている。また、姿勢制御条件にはロール角α１の値が格納されている。パス別情報には、図２３の処理の実行により得られる、観測対象領域１０８の観測を完了するために必要となる要観測パスのパス番号と、各要観測パスにおけるパス観測開始時刻及びパス観測終了時刻の情報が格納されている。観測所要期間の開始時刻には、各姿勢制御条件において、パス別情報の観測開始時刻に格納されている時刻のうちで最も早い時刻が格納される。また、この観測所要期間の終了時刻には、各姿勢制御条件において、パス別情報の観測終了時刻に格納されている時刻のうちで最も遅い時刻が格納される。
【０１６０】
なお、姿勢制御モードがロール制御の姿勢制御識別番号：１番と、３番と、４番の姿勢制御条件では観測所要期間の終了時刻が同じである。図３３の例では、ロール制御の姿勢制御条件で観測完了時刻が同じ場合には、ロール角の絶対値が小さい姿勢制御条件を上位とするように並べ替えている。
【０１６１】
一方、姿勢制御モードがロール・ヨー制御の場合は、観測を完了する観測完了時刻が早い方から順に４つの姿勢制御条件（姿勢制御識別番号：８番、９番、６番、及び７番の姿勢制御条件）が評価材料テーブル２１２から抽出され登録されている。また、ロール・ヨー制御の場合には、姿勢制御条件にはロール角α２及びβも格納されている。また、カバー率には、図２９の処理の実行により得られる、各姿勢制御条件において最も高いカバー率が格納されており、パス別情報には、その最大のカバー率を示した要観測パスのパス番号と、その要観測パスにおける観測開始時刻及び観測終了時刻の情報とが格納されている。また、図３３の例では、観測を完了する時刻が同じ場合には、観測対象領域１０８のカバー率が高い姿勢制御条件を上位とするように並べ替えられている。ロール・ヨー制御では、１パスでの観測完了が前提となっているため、パス別情報に格納される観測開示時刻及び観測終了時刻の値と、観測所要期間に格納される開始時刻及び終了時刻の値はそれぞれ同じ時刻となる。なお、図３３の例では、シーン表示の「選択」のボタンを押すと、表示部２０２が、観測される観測シーン１０４の周辺の地表面１１２の画像を入出力装置４０７を介して表示するように、観測計画立案装置２００は構成されている。ユーザーは、「選択」ボタンを押して観測シーン１０４を表示させることで、観測シーン１０４を視覚的に検討することができる。
【０１６２】
第３の実施形態によれば、図３３に示されるように、ロール制御とロール・ヨー制御のそれぞれに対して、観測効率の良い姿勢制御条件が評価結果テーブル２１３で提示される。そのため、その提示された内容を比較することで、ロール制御とロール・ヨー制御のうちから、観測効率の良い姿勢制御条件を特定することが可能となる。
【０１６３】
図３４は、いくつかの実施形態に係る、観測計画立案装置２００の機能ブロック図である。観測計画立案装置２００は、観測計画立案部２０１、表示部２０２、及びパス情報テーブル生成部２０３を含んでいる。また、観測計画立案装置２００は、メッシュ点情報テーブル２０４、観測対象メッシュ点テーブル２０５、パス情報テーブル２０６、候補パステーブル２０７、姿勢制御条件テーブル２０８、観測パス管理テーブル２０９、観測一次結果テーブル２１０、観測二次結果テーブル２１１、評価材料テーブル２１２、評価結果テーブル２１３、及び衛星軌道暦情報２１４も含んでいる。
【０１６４】
また、図３４に示す実施形態では、観測計画立案装置２００は、メッシュ点情報生成部３００、及び軌道情報生成部３０１と例えばネットワーク４１０を介して接続されている。しかしながら、観測計画立案装置２００は、必ずしもメッシュ点情報生成部３００、及び軌道情報生成部３０１と接続されている必要はなく、例えば、ＵＳＢメモリ等の着脱可能記録媒体４０５を介してメッシュ点情報生成部３００、及び軌道情報生成部３０１により生成された情報を記憶装置４０３に格納し利用してもよい。或いは、別の実施形態では、メッシュ点情報生成部３００及び軌道情報生成部３０１は、観測計画立案装置２００に備えられていてもよい。
【０１６５】
メッシュ点情報生成部３００は、メッシュ点情報テーブル２０４を生成する。一方、軌道情報生成部３０１は、衛星軌道暦情報２１４を生成する。観測計画立案装置２００は、図３４に示す例では、メッシュ点情報生成部３００から、メッシュ点情報テーブル２０４を、また、軌道情報生成部３０１から衛星軌道暦情報２１４を、ネットワーク４１０を介してそれぞれ取得する。
【０１６６】
メッシュ点情報テーブル２０４については図１０において説明した。衛星軌道暦情報２１４については、図１２において説明した。衛星軌道暦情報２１４は、衛星１０１の時々刻々の位置情報、衛星１０１のパス１０９の情報（例えばパスの交点経度の通過時刻）などの衛星軌道歴の情報を含んでいる。
【０１６７】
パス情報テーブル生成部２０３は、衛星軌道暦情報２１４からパス情報テーブル２０６を生成する。パス情報テーブル２０６については、図１３において説明した。
観測計画立案部２０１は、候補パス選定部２２０、観測対象メッシュ点抽出部２２１、評価材料特定部２２２、姿勢制御条件評価部２２３、及び観測条件入力部２２４を含んでいる。
【０１６８】
観測条件入力部２２４は、図２０のステップＳ１０１の処理を実行し、例えば、入出力装置４０７を介してユーザーから観測対象領域１０８を指定する入力を受け付ける。観測対象メッシュ点抽出部２２１は、図２０のステップＳ１０２の処理を実行し、観測条件入力部２２４で指定された観測対象領域１０８と、メッシュ点情報テーブル２０４とから観測対象メッシュ点テーブル２０５を生成する。観測対象メッシュ点テーブル２０５については、図１１で述べた。
【０１６９】
また、観測条件入力部２２４は、図２０のステップＳ１０３の処理も実行し、入出力装置４０７を介してユーザーから観測指定期間の指定を受け付ける。候補パス選定部２２０は、図２０のステップＳ１０４の処理を実行し、例えば、観測条件入力部２２４に入力された観測指定期間と、メッシュ点情報テーブル２０４及び観測対象メッシュ点テーブル２０５とを用いて、パス情報テーブル２０６から候補パスを選定する。候補パス選定部２２０は、図２０のステップＳ１０５の処理も実行し、衛星軌道暦情報２１４に含まれるパス１０９の交点通過時刻の情報に基づいて、選定した候補パスをパスの通過順序の早い順に並べ替えて候補パステーブル２０７を作成する。候補パステーブル２０７については、図１４で述べた。
【０１７０】
評価材料特定部２２２は、衛星軌道暦情報２１４から取得した衛星１０１の地心からの位置ベクトルと、メッシュ点情報テーブル２０４と、観測対象メッシュ点テーブル２０５と、候補パステーブル２０７とを用いて、図２０のステップＳ１０８における姿勢制御条件の評価材料特定処理を実行し、評価材料テーブル２１２を生成する。評価材料テーブル２１２については図２４及び図３０において説明した。
【０１７１】
姿勢制御条件の評価材料特定処理において、図２３に示すロール制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理が実行される場合には、評価材料特定部２２２は、評価材料テーブル２１２を生成する過程で、観測パス管理テーブル２０９を利用する。観測パス管理テーブル２０９については図２２で述べた。また、姿勢制御条件の評価材料特定処理において、図２９に示すロール・ヨー制御を用いる姿勢制御条件の評価材料特定処理が実行される場合には、評価材料特定部２２２は、評価材料テーブル２１２を生成する過程で、観測一次結果テーブル２１０及び観測二次結果テーブル２１１を利用する。観測一次結果テーブル２１０については図２７で、観測二次結果テーブル２１１については図２８で述べた。
【０１７２】
姿勢制御条件評価部２２３は、図２０のステップＳ１１０の処理を実行し、評価材料テーブル２１２に基づいて、姿勢制御条件を評価の高い順に並べ替え、評価結果テーブル２１３を生成する。評価結果テーブル２１３については図２５、図３１、及び図３３において述べた。
【０１７３】
表示部２０２は、図２０のステップＳ１１１の処理を実行し、評価結果テーブル２１３を、例えば入出力装置４０７を介して表示する。
図３５は、いくつかの実施形態に係る、観測計画立案装置２００を実現するためのハードウェア構成を例示する図である。観測計画立案装置２００は、図３５に示すように、ＣＰＵ４０１、メモリ４０２、記憶装置４０３、読取装置４０４、通信インタフェース４０６、及び入出力装置４０７を備える。なお、ＣＰＵ４０１、メモリ４０２、記憶装置４０３、読取装置４０４、通信インタフェース４０６、入出力装置４０７は、例えば、バス４０８を介して互いに接続されている。
【０１７４】
上述の図２０、図２３、図２９、及び図３２に示される動作フローの手順を記述した観測計画立案プログラムは、例えば、メモリ４０２、記憶装置４０３に記憶されていてもよい。また、上述の図１０、図１１、図１２、図１３、図１４、図１５、図２２、図２４、図２５、図２７、図２８、図３０、図３１、図３３に示される、メッシュ点情報テーブル２０４、観測対象メッシュ点テーブル２０５、パス情報テーブル２０６、候補パステーブル２０７、姿勢制御条件テーブル２０８、観測パス管理テーブル２０９、観測一次結果テーブル２１０、観測二次結果テーブル２１１、評価材料テーブル２１２、及び評価結果テーブル２１３、及び衛星軌道暦情報２１４は、例えば、メモリ４０２、記憶装置４０３に記憶されていてもよい。ＣＰＵ４０１は、例えば、メモリ４０２から、上述の図２０、図２３、図２９、及び図３２に示されるフローチャートの手順を記述した観測計画立案プログラムを読み出して実行することにより、観測計画立案部２０１（候補パス選定部２２０、観測対象メッシュ点抽出部２２１、評価材料特定部２２２、姿勢制御条件評価部２２３、及び観測条件入力部２２４を含む）、表示部２０２、及びパス情報テーブル生成部２０３の一部又は全部の機能を提供する。また、実施形態によっては、ＣＰＵ４０１はメモリ４０２に格納されたプログラムを読み出して実行することで、メッシュ点情報生成部３００及び軌道情報生成部３０１として機能してもよい。
【０１７５】
また、上述の図１０、図１１、図１２、図１３、図１４、図１５、図２２、図２４、図２５、図２７、図２８、図３０、図３１、図３３に示される、メッシュ点情報テーブル２０４、観測対象メッシュ点テーブル２０５、パス情報テーブル２０６、候補パステーブル２０７、姿勢制御条件テーブル２０８、観測パス管理テーブル２０９、観測一次結果テーブル２１０、観測二次結果テーブル２１１、評価材料テーブル２１２、及び評価結果テーブル２１３、及び衛星軌道暦情報２１４は、例示したテーブル上で関連付けられる情報を対応付けることが可能な形式であれば、テーブル形式に限定されるものではない。これらのテーブルの代わりとして例えば、データベースの形式で情報が関連付けられて提供されてもよい。
【０１７６】
また、ＣＰＵ４０１は、上述の図２０、図２３、図２９、及び図３２に示されるフローチャートの手順を記述した観測計画立案プログラムを実行する際に、例えば、記憶装置４０３に格納されたメッシュ点情報テーブル２０４、観測対象メッシュ点テーブル２０５、パス情報テーブル２０６、候補パステーブル２０７、姿勢制御条件テーブル２０８、観測パス管理テーブル２０９、観測一次結果テーブル２１０、観測二次結果テーブル２１１、評価材料テーブル２１２、及び評価結果テーブル２１３、及び衛星軌道暦情報２１４などの情報を読み出して利用してもよい。
【０１７７】
また、ＣＰＵ４０１は、上述の図２０、図２３、図２９、及び図３２に示されるフローチャートの手順を記述した観測計画立案プログラム、及びその他のプログラムを実行する際に生成される例えば、メッシュ点情報テーブル２０４、観測対象メッシュ点テーブル２０５、パス情報テーブル２０６、候補パステーブル２０７、姿勢制御条件テーブル２０８、観測パス管理テーブル２０９、観測一次結果テーブル２１０、観測二次結果テーブル２１１、評価材料テーブル２１２、及び評価結果テーブル２１３、及び衛星軌道暦情報２１４などの情報を記憶装置４０３に格納してもよい。
【０１７８】
メモリ４０２は、例えば半導体メモリであり、ＲＡＭ領域及びＲＯＭ領域を含んで構成される。記憶装置４０３は、例えばハードディスク、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、又は外部記録装置である。
【０１７９】
読取装置４０４は、ＣＰＵ４０１の指示に従って着脱可能記録媒体４０５にアクセスする。着脱可能記録媒体４０５は、たとえば、半導体デバイス（ＵＳＢメモリ等）、磁気的作用により情報が入出力される媒体（磁気ディスク等）、光学的作用により情報が入出力される媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）などにより実現される。通信インタフェース４０６は、ＣＰＵ４０１の指示に従ってネットワーク４１０を介してデータを送受信する。入出力装置４０７は、例えば、ユーザーからの指示を受け付けるキーボード及びマウス等の入力デバイス、並びにディスプレー等の表示装置及びスピーカ等の音声デバイスなどの出力デバイスとして機能する。
【０１８０】
実施形態に係る観測計画立案プログラムは、例えば、下記の形態で観測計画立案装置２００に提供される。
（１）記憶装置４０３に予めインストールされている。
（２）着脱可能記録媒体４０５により提供される。
（３）プログラムサーバなどのサーバ４０９から提供される。
また、実施形態に係る観測計画立案プログラムはクラウド上に実装されてもよい。
【０１８１】
いくつかの実施形態について、説明してきた。しかしながら、本発明に係る実施形態は上記の実施形態に限定されるものではなく、上述の実施形態の各種変形形態及び代替形態を包含するものとして理解されるべきである。例えば、各種実施形態は、その趣旨及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できることが理解されよう。また、前述した実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより、本発明に係る種々の実施形態を成すことができることが理解されよう。或いは、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除して又は置換して、或いは実施形態に示される構成要素にいくつかの構成要素を追加して本発明に係る種々の実施形態が実施され得ることが当業者には理解されよう。
【符号の説明】
【０１８２】
１ 地球観測衛星
２ 北極点
３ 南極点
４ 軌道
５ 地球赤道面
６ 昇交点
７ 降交点
８ 地球
１０ 地軸
１１ 赤道
１２ パス
１３ 地上軌跡
１４ 交点経度
１５ 地表面
１６ 観測センサ
１７ 観測シーン
１０１ 衛星
１０２ 観測センサ
１０３ 地球
１０４ 観測シーン
１０５ 観測範囲
１０６ 地上軌跡
１０７ 中心視点
１０８ 観測対象領域
１０９ パス
１１０ メッシュ
１１１ 観測対象メッシュ群
１１２ 地表面
１１３ メッシュ点
１１４ 観測対象メッシュ点
１１６ 軌道
２００ 観測計画立案装置
２０１ 観測計画立案部
２０２ 表示部
２０３ パス情報テーブル生成部
２０４ メッシュ点情報テーブル
２０５ 観測対象メッシュ点テーブル
２０６ パス情報テーブル
２０７ 候補パステーブル
２０８ 姿勢制御条件テーブル
２０９ 観測パス管理テーブル
２１０ 観測一次結果テーブル
２１１ 観測二次結果テーブル
２１２ 評価材料テーブル
２１３ 評価結果テーブル
２１４ 衛星軌道暦情報
２２０ 候補パス選定部
２２１ 観測対象メッシュ点抽出部
２２２ 評価材料特定部
２２３ 姿勢制御条件評価部
２２４ 観測条件入力部
３００ メッシュ点情報生成部
３０１ 軌道情報生成部
４０１ ＣＰＵ
４０２ メモリ
４０３ 記憶装置
４０４ 読取装置
４０５ 着脱可能記録媒体
４０６ 通信インタフェース
４０７ 入出力装置
４０８ バス
４０９ サーバ
４１０ ネットワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表面を区分することで形成される複数のメッシュの中から、観測対象領域を含むメッシュからなる観測対象メッシュ群を選定し、
複数の時刻における衛星の軌道１周回の地上軌跡を規定する複数のパスの中から、前記観測対象メッシュ群を所定の期間内に観測可能な複数の候補パスを選定し、
前記衛星に対する複数の姿勢制御条件の各々に対して、姿勢制御条件によって定まる前記衛星の観測範囲を用いて、時刻の早い候補パスから順に候補パスをサーチして、前記複数の候補パスの中で、前記観測対象メッシュ群の全体の観測を完了するまでに必要となる要観測パスと、前記観測対象メッシュ群の全体の観測が完了する観測完了時刻とを特定し、
前記姿勢制御条件毎に特定された前記要観測パスの数及び前記観測完了時刻の少なくとも一方を用いて前記複数の姿勢制御条件の評価結果を出力する、
処理をコンピュータに実行させる観測計画立案プログラム。
【請求項２】
前記複数の姿勢制御条件の評価結果は、前記観測完了時刻が早い姿勢制御条件から順に評価の高い姿勢制御条件と評価した結果、又は、前記要観測パスの数が少ない姿勢制御条件から順に評価の高い姿勢制御条件と評価した結果、或いはこれらを組み合わせにより姿勢制御条件を評価した結果であることを特徴とする、請求項１に記載の観測計画立案プログラム。
【請求項３】
前記複数の姿勢制御条件はロール制御の姿勢制御条件であり、
前記観測計画立案プログラムは更に、
前記衛星に対する複数のロール・ヨー制御の姿勢制御条件の各々に対して、ロール・ヨー制御の姿勢制御条件によって定まる前記衛星の第２の観測範囲を用いて、時刻の早い候補パスから順に候補パスをサーチして、前記複数の候補パスの中で、前記観測対象メッシュ群を前記第２の観測範囲に最も包含できる要観測パスを特定し、該要観測パスにおいて前記観測対象メッシュ群が前記第２の観測範囲に最も包含される観測時刻における第２の観測完了時刻と、該観測時刻におけるカバー率とを特定し、
前記複数のロール・ヨー制御の姿勢制御条件毎に特定された前記第２の観測完了時刻と、及び前記カバー率の少なくとも一方を用いて前記複数のロール・ヨー制御の姿勢制御条件の第２の評価結果を出力する、
処理を更に含む、請求項１又は２に記載の観測計画立案プログラム。
【請求項４】
前記複数のロール・ヨー制御の姿勢制御条件の第２の評価結果は、ロール・ヨー制御の姿勢制御条件毎に特定された前記第２の観測完了時刻が早いロール・ヨー制御の姿勢制御条件から順に評価の高い姿勢制御条件と評価した結果、又は、前記カバー率が高いロール・ヨー制御の姿勢制御条件から順に評価の高い姿勢制御条件と評価した結果、或いはこれらを組み合わせによりロール・ヨー制御の姿勢制御条件を評価した結果であることを特徴とする、請求項３に記載の観測計画立案プログラム。
【請求項５】
前記衛星の観測範囲を用いた、前記候補パスの前記サーチは、前記観測対象メッシュ群を構成する複数の観測対象メッシュ点のそれぞれに対して、観測の中心時刻を所定の時刻間隔で徐々に進めながら、観測開始時刻における前記衛星の観測センサの視野端で定まる２つの開始点と、観測終了時刻における前記衛星の観測センサの視野端で定まる２つの終了点との４点で囲まれた領域に、観測対象メッシュ点が包含されるか否かを判定することで実行される、請求項１から４のいずれか一項に記載の観測計画立案プログラム。
【請求項６】
前記観測対象メッシュ点が包含されるか否かの判定は、前記２つの開始点と、前記２つの終了点とで囲まれた観測範囲の隣り合う２点と、地心とで形成される４面のそれぞれから前記観測範囲の内側の方向に延びる法線ベクトルと、地心から前記観測対象メッシュ点へと延びるベクトルの単位ベクトルとの内積が、いずれも０以上である場合に観測範囲の内側にあると判定することを特徴とする、請求項５に記載の観測計画立案プログラム。
【請求項７】
前記評価結果は、前記複数の姿勢制御条件を、評価の高い姿勢制御条件から順に所定の数だけ抽出したデータである、
請求項１から６のいずれか一項に記載の観測計画立案プログラム。
【請求項８】
地表面を区分することで形成される複数のメッシュの中から、観測対象領域を含むメッシュからなる観測対象メッシュ群を選定する観測対象メッシュ点抽出部と、
複数の時刻における衛星の軌道１周回の地上軌跡を規定する複数のパスの中から、前記観測対象メッシュ群を所定の期間内に観測可能な複数の候補パスを選定する候補パス選定部と、
前記衛星に対する複数の姿勢制御条件の各々に対して、姿勢制御条件によって定まる衛星の観測範囲を用いて、時刻の早い候補パスから順に候補パスをサーチして、前記複数の候補パスの中で、前記観測対象メッシュ群の全体の観測を完了するまでに必要となる要観測パスと、前記観測対象メッシュ群の全体の観測が完了する観測完了時刻とを特定する評価材料特定部と、
前記姿勢制御条件毎に特定された前記要観測パスの数及び前記観測完了時刻の少なくとも一方を用いて前記複数の姿勢制御条件の評価結果を出力する姿勢制御条件評価部と、
を含む、観測計画立案装置。
【請求項９】
地表面を区分することで形成される複数のメッシュの中から、観測対象領域を含むメッシュからなる観測対象メッシュ群を選定する工程と、
複数の時刻における衛星の軌道１周回の地上軌跡を規定する複数のパスの中から、前記観測対象メッシュ群を所定の期間内に観測可能な複数の候補パスを選定する工程と、
前記衛星に対する複数の姿勢制御条件の各々に対して、姿勢制御条件によって定まる前記衛星の観測範囲を用いて、時刻の早い候補パスから順に候補パスをサーチして、前記複数の候補パスの中で、前記観測対象メッシュ群の全体の観測を完了するまでに必要となる要観測パスと、前記観測対象メッシュ群の全体の観測が完了する観測完了時刻とを特定する工程と、
前記姿勢制御条件毎に特定された前記要観測パスの数及び前記観測完了時刻の少なくとも一方を用いて前記複数の姿勢制御条件の評価結果を出力する工程と、
を含む、観測計画立案方法。
【請求項１】
地表面を区分することで形成される複数のメッシュの中から、観測対象領域を含むメッシュからなる観測対象メッシュ群を選定し、
複数の時刻における衛星の軌道１周回の地上軌跡を規定する複数のパスの中から、前記観測対象メッシュ群を所定の期間内に観測可能な複数の候補パスを選定し、
前記衛星に対する複数の姿勢制御条件の各々に対して、姿勢制御条件によって定まる前記衛星の観測範囲を用いて、時刻の早い候補パスから順に候補パスをサーチして、前記複数の候補パスの中で、前記観測対象メッシュ群の全体の観測を完了するまでに必要となる要観測パスと、前記観測対象メッシュ群の全体の観測が完了する観測完了時刻とを特定し、
前記姿勢制御条件毎に特定された前記要観測パスの数及び前記観測完了時刻の少なくとも一方を用いて前記複数の姿勢制御条件の評価結果を出力する、
処理をコンピュータに実行させる観測計画立案プログラム。
【請求項２】
前記複数の姿勢制御条件の評価結果は、前記観測完了時刻が早い姿勢制御条件から順に評価の高い姿勢制御条件と評価した結果、又は、前記要観測パスの数が少ない姿勢制御条件から順に評価の高い姿勢制御条件と評価した結果、或いはこれらを組み合わせにより姿勢制御条件を評価した結果であることを特徴とする、請求項１に記載の観測計画立案プログラム。
【請求項３】
前記複数の姿勢制御条件はロール制御の姿勢制御条件であり、
前記観測計画立案プログラムは更に、
前記衛星に対する複数のロール・ヨー制御の姿勢制御条件の各々に対して、ロール・ヨー制御の姿勢制御条件によって定まる前記衛星の第２の観測範囲を用いて、時刻の早い候補パスから順に候補パスをサーチして、前記複数の候補パスの中で、前記観測対象メッシュ群を前記第２の観測範囲に最も包含できる要観測パスを特定し、該要観測パスにおいて前記観測対象メッシュ群が前記第２の観測範囲に最も包含される観測時刻における第２の観測完了時刻と、該観測時刻におけるカバー率とを特定し、
前記複数のロール・ヨー制御の姿勢制御条件毎に特定された前記第２の観測完了時刻と、及び前記カバー率の少なくとも一方を用いて前記複数のロール・ヨー制御の姿勢制御条件の第２の評価結果を出力する、
処理を更に含む、請求項１又は２に記載の観測計画立案プログラム。
【請求項４】
前記複数のロール・ヨー制御の姿勢制御条件の第２の評価結果は、ロール・ヨー制御の姿勢制御条件毎に特定された前記第２の観測完了時刻が早いロール・ヨー制御の姿勢制御条件から順に評価の高い姿勢制御条件と評価した結果、又は、前記カバー率が高いロール・ヨー制御の姿勢制御条件から順に評価の高い姿勢制御条件と評価した結果、或いはこれらを組み合わせによりロール・ヨー制御の姿勢制御条件を評価した結果であることを特徴とする、請求項３に記載の観測計画立案プログラム。
【請求項５】
前記衛星の観測範囲を用いた、前記候補パスの前記サーチは、前記観測対象メッシュ群を構成する複数の観測対象メッシュ点のそれぞれに対して、観測の中心時刻を所定の時刻間隔で徐々に進めながら、観測開始時刻における前記衛星の観測センサの視野端で定まる２つの開始点と、観測終了時刻における前記衛星の観測センサの視野端で定まる２つの終了点との４点で囲まれた領域に、観測対象メッシュ点が包含されるか否かを判定することで実行される、請求項１から４のいずれか一項に記載の観測計画立案プログラム。
【請求項６】
前記観測対象メッシュ点が包含されるか否かの判定は、前記２つの開始点と、前記２つの終了点とで囲まれた観測範囲の隣り合う２点と、地心とで形成される４面のそれぞれから前記観測範囲の内側の方向に延びる法線ベクトルと、地心から前記観測対象メッシュ点へと延びるベクトルの単位ベクトルとの内積が、いずれも０以上である場合に観測範囲の内側にあると判定することを特徴とする、請求項５に記載の観測計画立案プログラム。
【請求項７】
前記評価結果は、前記複数の姿勢制御条件を、評価の高い姿勢制御条件から順に所定の数だけ抽出したデータである、
請求項１から６のいずれか一項に記載の観測計画立案プログラム。
【請求項８】
地表面を区分することで形成される複数のメッシュの中から、観測対象領域を含むメッシュからなる観測対象メッシュ群を選定する観測対象メッシュ点抽出部と、
複数の時刻における衛星の軌道１周回の地上軌跡を規定する複数のパスの中から、前記観測対象メッシュ群を所定の期間内に観測可能な複数の候補パスを選定する候補パス選定部と、
前記衛星に対する複数の姿勢制御条件の各々に対して、姿勢制御条件によって定まる衛星の観測範囲を用いて、時刻の早い候補パスから順に候補パスをサーチして、前記複数の候補パスの中で、前記観測対象メッシュ群の全体の観測を完了するまでに必要となる要観測パスと、前記観測対象メッシュ群の全体の観測が完了する観測完了時刻とを特定する評価材料特定部と、
前記姿勢制御条件毎に特定された前記要観測パスの数及び前記観測完了時刻の少なくとも一方を用いて前記複数の姿勢制御条件の評価結果を出力する姿勢制御条件評価部と、
を含む、観測計画立案装置。
【請求項９】
地表面を区分することで形成される複数のメッシュの中から、観測対象領域を含むメッシュからなる観測対象メッシュ群を選定する工程と、
複数の時刻における衛星の軌道１周回の地上軌跡を規定する複数のパスの中から、前記観測対象メッシュ群を所定の期間内に観測可能な複数の候補パスを選定する工程と、
前記衛星に対する複数の姿勢制御条件の各々に対して、姿勢制御条件によって定まる前記衛星の観測範囲を用いて、時刻の早い候補パスから順に候補パスをサーチして、前記複数の候補パスの中で、前記観測対象メッシュ群の全体の観測を完了するまでに必要となる要観測パスと、前記観測対象メッシュ群の全体の観測が完了する観測完了時刻とを特定する工程と、
前記姿勢制御条件毎に特定された前記要観測パスの数及び前記観測完了時刻の少なくとも一方を用いて前記複数の姿勢制御条件の評価結果を出力する工程と、
を含む、観測計画立案方法。
【図１】
【図２】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１８】
【図２０】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３４】
【図３５】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１９】
【図２１】
【図２６】
【図３３】
【図２】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１８】
【図２０】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３４】
【図３５】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１９】
【図２１】
【図２６】
【図３３】
【公開番号】特開２０１３−９５１６２（Ｐ２０１３−９５１６２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３６５４０（Ｐ２０１１−２３６５４０）
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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