三菱スペース・ソフトウエア

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宇宙システム
Space Systems
宇宙システム Space System 宇宙システム Space System

日本の宇宙開発とともに歩んできた技術とプライド

三菱スペース・ソフトウエアは、日本の宇宙開発の歴史とともに、
ロケット開発、人工衛星・宇宙機開発、地上管制システム開発と運用支援に携わってきました。

創業当初より、日本の宇宙開発を支援してきました。基幹ロケットの航法誘導技術をはじめ、人工衛星のシステム開発や熱・構造解析、運用支援まで、
先進技術と経験を駆使し、確かな実績と信頼を築いています。

ロケット開発

  • ・ミッション解析
  • ・飛行シミュレーション
  • ・航法誘導ソフトウエア

宇宙機開発

  • ・ロボットアーム
  • ・運用設計/運用支援
  • ・誘導制御ソフトウエア
  • ・分散シミュレーション

人工衛星開発

  • ・構造解析
  • ・熱解析
  • ・軌道解析
  • ・衛星シミュレータ
  • ・誘導制御ソフトウエア

人工衛星/宇宙機運用支援

  • ・地上運用システム開発
  • ・運用設計/運用支援
  • ・分散シミュレーション

光学/レーダー画像処理

  • ・光学画像処理
  • ・レーダー画像処理
  • ・大容量画像データ処理

地上管制システム開発

  • ・軌道設計/衛星管制
  • ・運用計画
  • ・撮像計画
  • ロケットの航法・誘導と
    飛行シミュレーション

    H-Iロケットから、現在主力のH-IIA、H-IIBロケット、開発中のH-Ⅲロケットにいたるまで、基幹ロケットの開発に携わっています。
    人工衛星のミッション解析と軌道設計
     ロケットに搭載する人工衛星に課せられた”任務、目的”の内容分析、それに基づく適切な軌道の選択・設計。
    ロケットのミッション解析と軌道設計(誘導・制御設計)
     静止衛星の静止軌道、周回衛星の周回軌道の選択・設計に基づく、ロケットの打ち上げ時刻、軌道・誘導・制御設計。
    ロケットの飛しょう運動モデル化と解析
     ロケットの搭載物(人工衛星や燃料)に基づく飛しょう運動モデル化、運用計画、打ち上げ能力評価、航法誘導制御系検討などに利用する飛行シミュレーションプログラムの開発
    ロケット搭載プログラム開発
     実機搭載する航法・誘導ソフトウエア開発

  • 宇宙機運用支援

    国際宇宙ステーション(ISS)の中で最大の『日本実験棟「きぼう」(JEM:JEM:Japanese Experiment Module)』の開発、地上運用設備の開発および運用支援を行なっています。また、JEM全体の構造数学モデルを用いた解析、JEM全体システムに係る構造数学モデルの統合、軌道上荷重解析JEMロボティクス解析・検証ツール、地上リアルタイム運用設備の開発に携わっています。

  • 衛星光学画像処理

    月面探査機「かぐや」では、フィージビリティー・スタディの段階からプロジェクトに参画し、実運用システムの開発、一般公開用プロダクトの作成まで一貫して手掛けました。月面撮像/分光機器(LISM)データ輝度校正・幾何補正システムの開発から、月面日照・日陰分布図の作成方法の検討やかぐや統合解析用地図作成方法の検討を実施してきました。その他、複数の衛星ミッションにおける光学画像処理システムの開発・解析を担当しています。

    • ・月面ローバ搭載ステレオカメラを用いた経路計画ソフトウエアの開発
    • ・日本初の宇宙用ハイパースペクトルセンサーHISUI画像処理システム開発
    • ・地球観測用小型赤外カメラCIRC画像処理システム開発
    • ・各種衛星画像データを用いた時系列変化検知手法の研究・開発
    • ・超小型衛星UNIFORM-1画像処理システム開発
  • 衛星レーダー(SAR)画像処理

    様々な人工衛星に搭載された合成開口レーダー(SAR)の画像処理ソフトウエアの開発に携わっています。

    • ・高性能マイクロ波放射計2(AMSR2)の定常校正作業
    • ・GOSAT高次処理制御ソフトウエア
    • ・AMSR-E処理ソフトウエア。AMSR-E/AMSRシステム管理ソフトウエアの維持改訂及び運用支援。
    • ・GCOM-W1軌道モニタシステムの機能付加及びパラメータチューニング作業。第一期水循環変動観測衛星(GCOM-W1) 搭載高性能マイクロ波放射計2(AMSR2)高次アルゴリズム開発・処理環境の機能追加。
  • 大容量画像データ処理技術

    2014年10月に打ち上げられた静止気象観測衛星で世界初のカラー画像を提供するひまわり8号・9号の大容量画像データ処理技術開発に携わりました。ひまわり8号は、先代のひまわり7号の観測バンド数5種に対して16種となり (可視域:R/G/B 3バンド、近赤外域:3バンド、赤外域:10バンド)、水平解像度2倍の可視赤外放射計(Advanced Himawari Imager)により3倍の観測頻度で観測される大容量センサーデータ(データ量はひまわり7号比で約50倍)を動作モードに応じてバンド別データを衛星内で一次処理して地上局に大量データを下ろす処理ソフトウエアの開発に携わりました。

  • 分散シミュレーション技術

    ネットワーク接続された複数のコンピューター上で動作するシミュレーションプログラムを連携させたり、1つのシミュレーションプログラムを機能分解して複数のコンピューターに分散配置して実行することが可能な、HLA(High Level Architecture)規格の分散シミュレーション技術を提供してきました。

    • ・分散オブジェクト指向フレームワーク
    • ・通信処理やシミュレーション制御を単純化した独自通信プロトコル
    • ・分散モンテカルロシミュレーション

テクニカル・アーカイブ「MSS技報」をご覧ください。

  • 衛星受信用AISシミュレータ
    の開発とこれを活用した
    地上用受信装置の作成

    本報告書は2011年3月に宇宙航空研究開発機構(JAXA)に納入したAISシミュレータについて記載している。本工事はシミュレータの製作とJAXAが利用するための操作説明書、及びシミュレータ性能試験結果が納入品の全てであったため、設計において実施した設計解析等MSSのノウハウとなりえる成果を報告書として整理できていない状況にあった。このため将来の類似業務での活用等を考え、ここに全ての成果をまとめた報告書という形式で整理を試みた。また合わせて実際のAIS電波を受信しソフトウェアで復調することでシミュレーションの正確性も確認している。ソフトウェアでの復調・復号技術もMSSのノウハウと考える。

    Vol.28 2018.3.30

    詳しくはこちら(7.3MB)
  • Unscented Kalman Filter
    を用いた実時間軌道推定
    ソフトウェアの開発及び試行

    拡張カルマンフィルタ(EKF)は、非線形システムの状態推定アルゴリズムとして広く普及している。しかしながら、EKFはチューニングが難しく、システムの非線形性が強い場合には、しばしば信頼性の低い推定値を与えることがある。これは、EKFが線形化に依存して状態の平均及び共分散を伝搬することに起因している。

    1990年代になると、EKFの線形化誤差を減少させるカルマンフィルタの拡張としてUnscented Kalman Filter(UKF)が提案され、現在では、EKFに替わる非線形システムの状態推定アルゴリズムとして利用されている。

    MSSにおいても、宇宙航空研究開発機構(JAXA)からの委託業務として、UKFを用いた実時間軌道推定ソフトウェアを開発する機会があり、また、これをあかつきの金星軌道投入で試行し、その有効性を明らかにすることができた。以下では、開発した実時間軌道推定ソフトウェアのUKFアルゴリズムを説明し、あかつきでの試行結果を紹介する。

    Vol.28 2018.3.30

    詳しくはこちら(1.7MB)
  • マイクロ波放射計
    データ処理手法の開発

    衛星搭載マイクロ波放射計は、大気や地表面のマイクロ波を観測することで海面温度、水蒸気量などを計測する。当社では、マイクロ波放射計処理システムの開発・維持を担当しており、実利用に際し、観測位置情報の格納方式の簡略化や雑音の除去等の手法開発が必要となった。本稿では、マイクロ波放射計処理システムに適用した手法について説明する。

    Vol.28 2018.3.30

    詳しくはこちら(5.0MB)
  • 最小二乗法による温度変化
    曲線のモデル化と評価

    物質の温度は、単純な増加や減少といった直線的な変化だけでなく、一定値に収束するような指数関数的な変化、あるいはこれらを組み合わせた変化をすることが一般的である。そのような温度変化をモデル化する場合、直線的な変化を数式に当てはめることは比較的容易であるが、複雑な曲線的な変化を数式に当てはめることは難しい。本稿では、衛星搭載機器間の熱伝導を取り上げ、曲線的な温度変化のモデル化、最小二乗法によるパラメータの決定方法、およびその評価について示す。

    Vol.27 2017.2.10

    詳しくはこちら(1.0MB)
  • 自律海中探査機の開発支援

    本稿では、国立研究開発法人海洋研究開発機構(JAMSTEC)が進める、自律海中探査機「おとひめ」における自律航行機能の開発内容について報告する。我々は、航空宇宙分野で築いた技術を応用し、2012年度から「おとひめ」における運動制御CPUへ搭載するソフトウエア(SW)を開発している。具体的には、運動制御シミュレータ開発、運動パラメータの同定、航行・姿勢制御系の設計、搭載SW開発等を実施してきた。これらの開発内容、海域試験での適用結果等について報告する。

    Vol.27 2017.2.10

    詳しくはこちら(3.1MB)
  • 高さ情報を拘束条件とした
    移動体向けロバスト2次元測位技術

    GNSS(Global Navigation Satellite System :全地球測位衛星システム)は、米国のGPS(Global Positioning System) とロシアのGLONASS(Global Navigation Satellite System)、欧州のGalileo、中国のBeiDou、インドのIRNSS(Indian Regional Navigation Satellite System)、日本の準天頂衛星システム(QZSS:Quasi Zenith Satellites System)等の測位衛星システムの総称で、すでにカーナビゲーションや測量等で広く使われている。

    このGNSSを用いた測位において、ユーザーのGNSS受信機の3次元座標値とその時計誤差を求めるため、4機以上のGNSS衛星からの測距信号を受信する必要がある。一方、都市部において、高層ビル等の地物の影響により衛星視界が遮られ、測距信号を受信できる衛星数は極端に減少して、高精度な測位が安定に継続できない場合が頻発する。

    そこで本稿では、まず、GNSS測位における課題を抽出し、次いで、そのGNSS測位に関わる根本的な課題を解決するため、移動体向け高ロバスト2次元測位アルゴリズム(特許出願中)を提唱する。

    Vol.27 2017.2.10

    詳しくはこちら(2.9MB)
  • 準天頂衛星による
    高精度測位システムの紹介

    準天頂衛星システムは、日本独自の衛星測位システム(GNSS:Global Navigation Satellite System)として、2018年4月から実用4機体制の運用が開始される予定である。準天頂衛星システムの最大の特長は、地上から見て8の字となる軌道をもつ複数の準天頂衛星群で構成し、それぞれの軌道を時間的にずらすことにより、日本およびその近海において、少なくとも1機を常に高仰角(天頂付近)に保ち、都市部や山間部においても、地物に遮られることなく天頂から補完信号と補強信号を地上に放送することが可能になることである。補完信号は、近代化GPSと互換性のある測距信号とすることで、GPSと組み合わせることにより、GPSのみの場合に比べて測位エリアと測位時間が拡大する。補強信号は、測距信号に含まれる誤差を高精度に補正する補強情報として放送し、ユーザー端末での測位計算に使用することでリアルタイムに高精度な自己位置を求めることが可能になる。

    本稿では、4機体制の準天頂衛星システムの概要と準天頂衛星初号機「みちびき」を用いた利用実証用センチメータ級測位補強システム(CMAS)の評価結果について紹介する。

    Vol.26 2016.3.22

    詳しくはこちら(2.3MB)
  • 軌道上スペースデブリ
    観測システムの検討

    宇宙機へ衝突するスペースデブリの脅威は年々増加している。スペースデブリの脅威への対策を立てるにはデブリ拡散の全体像や個々のデブリ軌道情報などのデータを得ることが重要である。さらにそのデータの精度を上げることにより適切なデブリ対策を行うことができる。高精度の観測を実現するための方法として、軌道上でデブリを観測する複数衛星の立体観測システムと電波干渉計を用いた単独衛星のシステムを検討した。

    Vol.26 2016.3.22

    詳しくはこちら(2.2MB)
  • 緩降下するカプセルの
    着水衝撃シミュレーション

    宇宙からの物資回収または宇宙飛行士の帰還を考えた場合、着水/着地時に物資/宇宙飛行士を搭載したカプセルに掛かる衝撃負荷を正確に予測し、設計段階で問題ないレベルまで低減しておくことは必須の検討事項である。本稿では、着水衝撃に焦点を当て、多様な着水条件下での衝撃負荷を予測するシミュレーションについて報告する。

    Vol.24 2014.3.31

    詳しくはこちら(676KB)
  • ロケット搭載ソフトウエア用
    検証試験ツールの進化

    H-IIA/H-IIBロケット用搭載ソフトウエアを検証するためのツールの1つとして、フルソフトウエア・シミュレーション検証試験ツールがある。搭載ソフトウエアの実物を検証できる新しいフルソフトウエア・シミュレーション検証試験ツールを共同開発したため、その進化した新ツールについて紹介する。

    Vol.23 2013.2.28

    詳しくはこちら(354KB)
  • ロケット飛行経路
    シミュレーション・プログラムの
    特質と進化

    飛行経路シミュレーション・プログラムは、ロケットの開発と運用に必要不可欠なツールである。数値積分や最適化アルゴリズムなどの数値計算を応用したソフトウエアである。近年、計算機能力の劇的な向上により、モンテカルロ法やリアルタイム運用システムへの適用が可能となった。このような新規用途の開拓や、プログラム開発の効率化などが課題である。

    Vol.22 2012.3.30

    詳しくはこちら(415KB)
  • 衛星搭載合成開口レーダーによる
    海洋監視技術の進化と深化

    本稿では、衛星搭載型の合成開口レーダー(SAR)の歴史や原理について分かり易く説明すると共に、当社が保有する独自のソリューション技術について解説し、「安全な社会」、「豊かな社会」、および「安心な社会」を実現するための貢献という3つの観点から、それらをどのように我々の暮らしに役立てて行くかという事に対して展望を述べる。

    Vol.22 2012.3.30

    詳しくはこちら(929KB)
  • HTV技術実証機の
    運用準備及び運用結果

    H-II Transfer Vehicle(HTV)技術実証機の運用は、日本では初めてとなる有人宇宙機へのランデブ飛行を伴うものであった。我々はこの日本初の試みに官民一丸となって挑戦し、運用準備及び運用を着実に遂行してプロジェクトを成功に導いた。本報告では、今回得た知見を今後のランデブ運用技術や有人宇宙飛行運用技術に活用していくため、我々の運用準備及び運用段階における成果について整理する。

    Vol.21 2010.12.15

    詳しくはこちら(1,101KB)
  • HTV運用管制システムの開発

    2009年9月に打ち上げられた無人の宇宙ステーション補給機(以下、HTVという)技術実証機は、国際宇宙ステーション(以下、ISSという)にランデブ・ドッキングし、物資を補給した後にISSから離脱して大気圏に突入し燃え尽きるというミッションを達成した。

    HTV運用管制システム(以下、HTVOCSという)はHTVのミッション達成のために地上の運用管制要員が使用する運用計画、運用管制及び運用訓練の機能を備えたシステムである。本稿ではHTVOCSの主要な機能を紹介する。

    Vol.21 2010.12.15

    詳しくはこちら(777KB)
  • 分散シミュレーション技術の紹介

    分散シミュレーションとは従来のスタンドアロン型のシミュレーションに分散コンピューティング技術を取り入れた手法であり、ネットワーク接続された複数のシミュレーションプログラムを連携して動作させたり、1つのシミュレーションプログラムを機能分解して複数のコンピューターに分散配置したりといった柔軟なシミュレーション構成を可能にする。本稿では分散シミュレーションに関わる要素技術とHTV(H-II Transfer Vehicle)ミッションにおける事例を紹介する。なお、事例の多くはJAXA(Japan Aerospace eXploration Agency、宇宙航空研究開発機構)業務での検討成果から取り上げた。

    Vol.21 2010.12.15

    詳しくはこちら(353KB)
  • ロボットアーム運用のための
    軌道上荷重検証

    国際宇宙ステーションでロボットアーム運用を行うためには、様々な軌道上荷重環境下での安全性を事前に検証しなければならない。本稿では、「きぼう」ロボットアーム運用のための軌道上荷重検証への取り組みについて報告する。

    Vol.21 2010.12.15

    詳しくはこちら(393KB)
  • 月周回衛星「かぐや」
    画像データの幾何補正

    つくば事業部では、月周回衛星「かぐや」に搭載された月面撮像/分光機器(LISM)データの輝度校正・幾何補正システムを開発した。本稿では、LISM画像の幾何補正手法と、「かぐや」打上げ前にCG画像を用いて行った幾何精度検証の結果および実データに対する幾何補正に関する初期解析結果について報告する。

    Vol.21 2010.12.15

    詳しくはこちら(589KB)
  • 衛星コンフィギュレーションCAD
    の開発

    人工衛星の設計工程においては、軌道、熱制御、電力、構造、姿勢制御など多岐の分野にわたるサブシステムについて設計が必要となる。このため、特に上流工程においては、相互に依存性の高いサブシステムについて概算でも統合的にトレードオフが行なえる設計支援ツールがあると有用であり、見通しの良いトップダウン設計の観点からも都合が良い。当社では、社内向けのシステム設計支援ツールとして、搭載機器のコンフィギュレーション設計に焦点を絞った衛星コンフィギュレーションCAD「Satellite Sketch Board」の開発を行なった。本報告では、その概要について紹介する。

    Vol.21 2010.12.15

    詳しくはこちら(389KB)
  • Hロケット誘導方式の変遷

    わが社は、N-Iロケットでは電波誘導用地上系ソフトウエア開発を、引き続くHロケットシリーズでは搭載ソフトウエア航法誘導モジュールの開発を、宇宙航空研究開発機構殿(旧宇宙開発事業団殿を含む)より委託され実施してきた。本報告では、このうちHロケットシリーズの誘導方式について20年間の変遷を紹介する。

    Vol.20 2009.10.31

    詳しくはこちら(419KB)
  • 衛星通信技術の変遷

    当社において関西事業部では1984年の関西分室開設以来25年に渡り、三菱電機通信機製作所において衛星通信事業の様々な分野に対して業務を行っている。中でもJAXA向け地上設備に関する業務はシステム設計、ハードウエア設計(アンテナ制御装置、変復調装置、監視制御装置)、ソフトウエア設計、プロジェクト業務など多岐に渡っていた。本報告では、最も長期に渡って従事してきた変復調装置の開発およびグローバルな展開を必要とした追跡管制地上ネットワーク換装(新GN)について、その開発の歴史を振り返る。

    Vol.20 2009.10.31

    詳しくはこちら(432KB)
  • MATLABによる
    クォータニオン数値計算

    クォータニオンは、航空機などでよく用いられるオイラー角のように角速度ベクトルとの関係が非線形で特異点をもつようなことはないため、飛行数値シミュレーションでは有用な回転表現である。

    一般に、オイラー角の微分方程式を解く数値シミュレーションにおいては、特異点に落ち込んでしまい、数値解が発散してしまう。

    クォータニオンについては昨年度技報で「クォータニオン計算便利ノート」として鎌倉事業部矢田部より報告がなされている。本書では、この資料をもとにクォータニオン表現による剛体の運動、およびオイラー表現による剛体の運動をそれぞれ実際にMATLABで実装、数値計算を行い、両回転表現の比較について報告する。

    Vol.19 2008.3.1

    詳しくはこちら(807KB)
  • 微分値の高精度計算法

    数値計算を行うプログラムにおいて微分値を計算する場合、数値微分では桁落ちによる精度劣化を招く。導関数をコード化するのは、独立変数の数や微分の階数が増えるほど誤りを生じやすい。これらの欠点を解消する方法として、記号微分と自動微分を紹介する。これらの方法を簡単に利用できるようにするため、適切なインタフェースを持つライブラリを作成することは意義がある。本稿では、記号微分による方法を試作したC++クラス・ライブラリについても述べる。

    Vol.18 2007.3.1

    詳しくはこちら(320KB)
  • クォータニオン計算便利ノート

    クォータニオンは回転軸(ベクトル)と回転角(スカラー)よりなる4成分で3次元空間の回転を表現する。クォータニオン表現ではオイラー角による回転表現で生じるような特異点が存在しない。そのため、宇宙・防衛分野における飛しょう体の姿勢計算には、伝統的にクォータニオンが用いられてきた。また、最近では3次元コンピューターグラフィックの分野でも物体を表示するためにクォータニオンが使用されている。クォータニオンの定義には、大別すると二つの流儀がある。そのために時々混乱が生じる。本レポートでは飛しょう体の姿勢計算に有用なクォータニオンの公式を整理する。

    Vol.18 2007.3.1

    詳しくはこちら(766KB)
  • 小型衛星における
    開発プロセスの効率化

    「小型衛星における設計/解析/試験プロセスの統合効率化」研究の成果を報告する。

    衛星システム設計者あるいはペイロード設計者をユーザーのターゲットとし、概念設計、基本設計フェーズにおける設計評価解析を比較的簡単に実施することにより、設計コストを低減化することを目的とする衛星設計支援システムの概念検討を行った。衛星設計の中で一般的に最も多く設計変更が繰り返される概念/基本設計フェーズにおいて、設計変更を評価する解析をスムーズに行うことは設計コスト低減の重要なポイントである。この衛星設計支援システムでは、設計者は任意の衛星システムの設計を白紙の状態から開始するのではなく、目的とするミッションの要求に合致した「標準モデル」を選択することにより、ペイロードおよび衛星システムの概念/基本設計を開始できる。標準モデルに対応する解析モデルも同時に作成されるため、設計変更に必要な評価解析も最低限の入力で行うことができる。本システムを導入することにより、概念/基本設計の大部分の作業を削減することができ、設計コストの低減が期待できる。

    Vol.17 2006.7.31

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  • 多偏波干渉SAR画像の相関解析

    近年、高機能化が進むSAR(Synthetic Aperture Radar)アプリケーションの一つとして、電磁波の偏波特性と干渉特性を利用した多偏波干渉SARとよばれる、植生地域のリモートセンシング技術が注目を集めている。

    本稿では、多偏波干渉SAR観測技術について紹介すると共に、植生地域の相関情報を取得することを目的として新たに考案したフィルタについて述べる。さらに、偏波干渉SAR画像解析手法を導入するに当たって注意すべき点についても示す。

    Vol.17 2006.7.31

    詳しくはこちら(1,111KB)
  • ツール類

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