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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Semi Autonomous Orbit Determination and Planning Method for Frequent Deep Space Missions

Planned Research

Project AreaAgile and Frequent Solar System Exploration with Innovative Microsatellite
Project/Area Number 20H05749
Research InstitutionJapan Aerospace EXploration Agency

Principal Investigator

尾崎 直哉  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 特任助教 (90836222)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐々木 貴広  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (00835168)
菊地 翔太  千葉工業大学, 惑星探査研究センター, 特別研究員(PD) (90830068)
Project Period (FY) 2020-10-02 – 2023-03-31
Keywords自律化 / 軌道決定 / 軌道設計 / 超小型衛星 / 航法 / 誘導 / 制御 / 軌道
Outline of Annual Research Achievements

今年度は「軌道決定と軌道設計の統合に関する研究」と「自律的な軌道決定手法に関する整理」を遂行した.
「軌道決定と軌道設計の統合に関する研究」では,電波航法(レンジ・ドップラー・DDOR)等の地上局をベースとした軌道決定の頻度を下げるために,軌道決定誤差の不確定性を考慮した軌道設計を行うことで,必要最低限の軌道決定が遂行できるようになるというものである.本研究を通じて,先行研究として確立した確率的軌道最適化手法に,状態量の観測の不確定性モデルを組み込み,「軌道決定の観測実施時期」と「軌道制御」を同時に最適化することに成功した.更に,低推力軌道最適化等の制御入力に制約があるような問題に対する拡張にも着手しており,軌道決定誤差が大きい場合は,軌道修正のための適切なマージンを予め保有した設計結果が得られている.本研究成果は日本航空宇宙学会主催の宇宙科学技術連合講演会や33rd ISTSで発表されている.
「自律的な軌道決定手法に関する整理」は,2020年度にサーベイした結果を補強し,電波航法(レンジ・ドップラー・DDOR),光学航法(対惑星,衛星間光通信),レーダー航法,X線パルサー航法などの手法のメリット・デメリットの整理や具体的な精度評価をおこなった.また,自律的軌道決定手法が強く求められるようなアプリケーション探索を行い,深宇宙コンステレーションによる小惑星マルチフライバイミッションにおいて,自律的軌道決定手法が強く求められることが判明した.本研究成果は,日本航空宇宙学会主催の宇宙科学技術連合講演会にて発表した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

軌道決定と軌道設計の統合的最適化手法が確立されつつあるため,おおむね順調に進展していると考える.

Strategy for Future Research Activity

今後は深宇宙コンステレーションによる小惑星マルチフライバイミッション等のアプリケーションを対象とした準自律的な軌道決定・軌道設計手法の適用を考える.

  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2021

All Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Presentation] Covariance Control Approach for Stationkeeping of Halo Orbits in the Earth-Moon System2022

    • Author(s)
      Takuya Chikazawa, Naoya Ozaki, Kota Kakihara, Akihiro Ishikawa, Yasuhiro Kawakatsu
    • Organizer
      33rd International Symposium on Space Technology and Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Integrated Optimization of Guidance and Navigation Scheduling for Deep Space Exploration via Stochastic Trajectory Optimization Approach2022

    • Author(s)
      Kota Kakihara, Naoya Ozaki, Akihiro Ishikawa, Takuya Chikazawa, Shinichi Nakasuka, Ryu Funase
    • Organizer
      33rd International Symposium on Space Technology and Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 観測不確定性に対してロバストな宇宙機軌道制御および軌道決定運用タイミング同時最適化に関する手法提案2021

    • Author(s)
      石川 晃寛,尾崎 直哉,柿原 浩太,近澤 拓弥
    • Organizer
      第65回宇宙科学技術連合講演会
  • [Presentation] 月近傍および深宇宙ミッションのための準自律的な軌道決定手法に関する検討2021

    • Author(s)
      尾崎 直哉,菊地 翔太,佐々木 貴広,石川晃寛,柿原 浩太,柳田 幹太,近澤 拓弥,川端 洋輔
    • Organizer
      第65回宇宙科学技術連合講演会
  • [Presentation] 深宇宙探査機の軌道決定時刻と軌道修正時刻の統合的最適化2021

    • Author(s)
      柿原 浩太,尾崎 直哉,石川 晃寛,近澤 拓弥,中須賀 真一,船瀬 龍
    • Organizer
      第65回宇宙科学技術連合講演会

URL: 

Published: 2022-12-28  

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