宇宙機の大規模編隊飛行を実現する相対航法・情報共有ネットワークの構築

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研究課題A「宇宙機の大規模編隊飛行を実現する相対航法・情報共有ネットワークの理論構築」に関して、推定計算の安定性に優れる完全分散型推定と、推定精度に優れる部分分散型推定を組み合わせた適応型分散推定を提案した。研究課題B「非修理系に適した冗長性・耐故障性を備えたネットワーク構築」に関しては、宇宙機間における観測・通信のネットワークが有する観測性を定量的に評価し、その値に応じて推定アルゴリズムの動作を調整する手法（観測性駆動適応分散型推定）を提案した。これにより、観測センサや通信機の故障が発生したとしても、その故障が相対航法に与える影響を定量的に評価し、分散推定のふるまいを動的に変化させることで、安定的に相対位置・速度推定が可能となった。研究課題C「UWB通信機の実機試験による性能評価及び提案ネットワークの検証」に関しては、研究課題A・Bで提案した相対航法アルゴリズムの性能検証が実機試験では困難であることが判明したため、数値シミュレーションによって代用することとした。開発した数値シミュレータを用いて、相対航法アルゴリズムの性能を評価する上で重要となる様々な要素（宇宙機群の配置、初期推定誤差、故障モード、観測・通信ネットワークの接続状態、等）に対して感度解析を行い、また代表的な既存の相対航法アルゴリズムとの性能比較を行い、本研究の提案手法である適応型分散推定・観測性駆動適応分散型推定の有効性を定量的に示した。