| 研究課題/領域番号 |
22KJ0951
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| 補助金の研究課題番号 |
22J14522 (2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2022) |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分24010:航空宇宙工学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
藤田 雅大 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2023年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2022年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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| キーワード | 深宇宙ミッション / 複数宇宙機 / 相対航法誘導 / DOA推定 / アレーアンテナ / 軌道決定 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地球直径を超える基線長によって超高分解能観測が可能となる宇宙電波干渉計をはじめ，複数の宇宙機による協調ミッションは今後増加すると考えられる．これを実現するためには，宇宙機の相対位置や速度を推定する，相対航法が重要である．本研究では，電波干渉計の原理を応用した相対電波航法を提案している．数値シミュレーションと実験によって提案手法を構築し，具体的なミッション検討を通して，実用可能な相対航法として確立する．
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| 研究実績の概要 |
複数宇宙機による電波干渉計実現のためには，宇宙機間の相対位置や速度を知る相対航法が重要である．この技術は電波干渉計だけでなく，今後の深宇宙探査で注目される，複数の宇宙機で構成される協調ミッションにとっても重要である．そこで本研究では，電波（ビーコン）を用いた相対航法誘導手法を提案する．提案手法では，ターゲット宇宙機がビーコンを発信し，観測宇宙機がビーコンをアレイアンテナで受信する．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（Direction-Of－Arrival: DOA推定）．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．
本研究においては，上記提案手法の構築および検証を行った．はじめに，DOA推定手法の定式化を行い，既存の推定アルゴリズムおよびアレイアンテナの特性を数値シミュレーションにより比較・整理を行った．次に，宇宙実績のある機器を用いてDOA推定系を構築し，ハードウェア実証を行い，ハードウェア実装に当たっての課題を抽出した．以上を踏まえて，DOA推定手法を宇宙機の航法センサとして用いるために，低リソースかつ高精度なDOA推定系を新たに提案し，数値シミュレーションによる検証を行った．また，オンボード処理可能な簡易な相対航法誘導手法を提案し，数値シミュレーションによる検証を行った．そして，上記を組み合わせて，DOA推定手法を用いた相対航法誘導手法を構築し，ミッション検討による検証を行った．以上の検討により，DOA推定手法を用いた相対航法誘導手法を構築した．
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