| Research Abstract |
本研究の目的は,太陽系に存在する小天体(小惑星、彗星)表面における探査ロボットの自己位置同定の技術を確立することにある。
小天体はその多くが,いびつな形状をしている。また,1つの天体がラブルパイルと呼ばれる複数の岩盤の集合体である場合,その内部には多くの空隙層を含むため,密度が一様でない。このため,天体の重心を基準とした地心経緯度とローカルな重力加速度方向を基準とした測地経緯度では,その値が大きく異なる。
小天体表面の興味深い地形は,小天体に接近した探査機(例えば,日本のハヤブサ探査機)がその外部から撮影した画像をもとに選択される。このため,その地点を座標として与える場合,地心経緯度が使われる。
一方,小天体表面のロボット単独で,カメラや重力計,太陽センサを用いてその座標を求めることが原理上可能である。しかし,そこで求めた座標は測地経緯度で表現される。
以上の理由から,興味のある目的地を地球から指示した場合,地心経緯度と測地経緯度が大きく異なるため,ロボットを意図した目的地に収束させることができない。
そこで,本研究では,ロボットを小天体表面まで運搬した母船が電波による支援を行なって,ロボットの小天体表面における地心経緯度を準リアルタイムに求めるシステムの検討を行なう。本研究で具体的に実施する項目は,
・シミュレーションによる数値解析
・地球上でのGPS衛星からの電波を使用した摸擬実験の2点である。
研究初年度にあたる平成19年度は,以下の作業を実施した。
・母船が周回軌道運動している場合の定式化
簡単なケースとして,母船が小天体を周回している場合における定式化を行なった。システムの状態方程式と観測方程式を導出し,カルマンフィルタとバッチフィルタから位置同定を行なうための定式化を行なった。
・シミュレーションによる数値解析 定式化をもとに,イトカワ級の大きさの小惑星や,火星の衛星フォボスなど実際に探査ミッションが検討されている小天体パラメータにおける数値シミュレーションを実施した。母船の軌道と測定距離に白色雑音があると仮定して,距離測定時間と得られる自己位置同定誤差の関係を求めた.
・次年度以降の実験の準備
次年度の実験のため,納期が長期間かかる高精度のGPS受信機の手配を行なった。
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