複数の宇宙機で構成される電波干渉計実現のための信号処理手法の確立

建立信号处理方法实现多航天器组成的射电干涉仪

• 批准号: 22KJ0951
• 负责人: 藤田 雅大
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0951/
• 关键词: 相対航法誘導; DOA推定; 軌道決定

今年度は，観測対象を自然天体ではなく，人工の宇宙機として検討を進めた．今後の深宇宙探査においては，複数の宇宙機で構成される協調ミッションが注目されており，その実現に当たって重要な技術の一つが，宇宙機間の相対位置や速度を知る相対航法である．本研究では，電波（ビーコン）を用いた相対航法を提案した．提案手法では，ターゲット宇宙機がビーコンを発信し，観測機がビーコンを受信する．その受信情報からビーコンの到来方向，すなわちターゲットの方向を測定する．得られた方向の情報からターゲット宇宙機の相対位置と相対速度，すなわち相対軌道を推定することができる．今年度は数値シミュレーションと実験により，以下の２点に関して検討を行った．まず，電波の方向推定手法として，DOA(Direction Of Arrival)推定手法と呼ばれる手法の検討を行った．同手法は防衛，5G通信など，地上での利用を前提に研究されてきたものであり，複数の電波源の方向を同時に推定可能である．原理的には電波干渉計の手法を発展させたものである．本手法を宇宙機の航法へ適用することを考え，その妥当性について数値シミュレーションと実験による検証を行った．その結果，微弱なビーコンであっても方向推定が可能であり，宇宙利用可能であることが分かった．次に，角度情報のみを用いた相対航法に関する検討を行った．上記の方向推定手法により得られる角度情報のみでは，軌道を決定することは原理的に不可能であるが，観測機が適切なマヌーバにより相対速度を変更させることによって，軌道を決定することができる．この点に関して，定量的に確認を行った．

This year's survey of natural celestial bodies has been carried out. In the future, in deep space exploration, the composition of multiple cosmic machines will be coordinated, and the realization of important technologies will be realized. The relative positions and velocities of cosmic machines will be known. In this study, radio waves were used to detect and detect the effects of different kinds of radiation. The proposal means that the universe machine receives information. The direction of arrival of the incoming message is determined. The direction information is obtained from the relative position and velocity of the universe, and the relative orbit is estimated. This year, the number of Direction Of Arrival (DOA) estimation method and search method. The same way to defend, 5G communication, ground use of the premise of research, multiple radio wave source direction can be estimated at the same time. The principle of radio interference measurement is developed. The method is applicable to the navigation of the spacecraft.その结果，微弱なビーコンであ っても方向推定が可能であり，宇宙利用可能であることが分かった. Second, the angle of information and the use of phase navigation method related to the search. The above direction estimation method is used to obtain the angle information and determine the orbit. This is the first time I've ever seen you.

项目成果

複数宇宙機に対する電波を用いた同時相対軌道決定手法の初期検討

多航天器无线电波同步相对轨道确定方法初探

• 发表时间: 2022
• 作者: 藤田 雅大;杉原 アフマッド清志;森 治;津田 雄一
• 通讯作者: 津田 雄一

Overview of Relative Radio Navigation in Deep-space

深空相对无线电导航概述

• 发表时间: 2022
• 作者: M. Fujita;A.K. Sugihara;O. Mori;Y. Tsuda;M. Fujita
• 通讯作者: M. Fujita

Initial Study on Relative Radio Navigation by Applying Radio Interferometry

应用射电干涉技术进行相对射电导航的初步研究

• 发表时间: 2022
• 作者: M. Fujita;A.K. Sugihara;O. Mori;Y. Tsuda
• 通讯作者: Y. Tsuda