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この項目の情報は公開日時点(1994年7月19日)のものです。
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図面 (7)

目的

衛星システム内の異なる寿命信頼性を持つユニットを効率よく運用する。

構成

衛星システム内の運用制御部10はコマンド部11を介して各メモリユニット稼働限界時間デ−タをカウンタ部5〜8へ送り、各メモリユニット1〜4は稼動限界時間を参照して残稼動時間を算出する。この残稼動時間が0になるとコマンド部11はデータバッファ9と電源電圧供給部12へ当該メモリユニットの稼動を中止命令する。

効果

冗長系の中で稼働限界時間に達した構成要素を順次除外して衛星システムの信頼性を高める。

概要

背景

宇宙搭載用機器では信頼性面の検討が重要である。電子通信学会の論文SANE91−3には,宇宙搭載用コンピュ−タのためのフォ−ルトトレランス方式として、検査結果から各冗長系が「正常である確率」を推定し、「正常である確率」が最も高い冗長系の出力を選択する方法が提案されている。

また、データ処理量が膨大となってきているため従来のメモリでは対応出来なくなり、地上用高密度化された大容量機器を宇宙でも使用せざるを得ない状況になってきている。このため、宇宙搭載用機器といえども信頼性ベースに地上用装置の品質レベル案してシステム構築する必要性が生じている。民生品を搭載する場合も同様である。

概要

衛星システム内の異なる寿命や信頼性を持つユニットを効率よく運用する。

衛星システム内の運用制御部10はコマンド部11を介して各メモリユニット稼働限界時間デ−タをカウンタ部5〜8へ送り、各メモリユニット1〜4は稼動限界時間を参照して残稼動時間を算出する。この残稼動時間が0になるとコマンド部11はデータバッファ9と電源電圧供給部12へ当該メモリユニットの稼動を中止命令する。

冗長系の中で稼働限界時間に達した構成要素を順次除外して衛星システムの信頼性を高める。

目的

しかしながら、衛星運用の長期化に伴い装置の時間管理が重要になってくるものの、従来の信頼性ベースには時間の概念が十分に勘案されていないという問題があった。本発明の目的は、冗長性を持たせるために衛星内に設置する複数のメモリ装置等の各稼働時間を把握してその信頼性管理を向上した衛星システム運用方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

衛星システム運用方法において、衛星システムの構成要素毎にそれぞれの稼働時間累積値計数し、上記累積値が当該要素の限界時間に達した場合に当該ユニット稼働禁止するようにしたことを特徴とする衛星システム運用方法。

請求項2

請求項1において、上記ユニットをメモリ装置としたことを特徴とする衛星システム運用方法。

請求項3

請求項2において、上記メモリ装置を磁気ディスク装置又は光ディスク装置としたことを特徴とする衛星システム運用方法。

請求項4

請求項1ないし3のいずれかにおいて、衛星システムの構成要素を多重に設け、その中の少なくとも一つを休止し、この休止する構成要素を順次入れ替えて残りの構成要素を稼働するようにしことを特徴とする衛星システム運用方法。

請求項5

請求項1ないし4のいずれかにおいて、衛星システム内において上記構成要素毎の稼働時間を累積して外部に送信し、衛星システムの外部システムは上記累積値を受信し、これが当該要素の限界時間に達した場合に当該ユニットの稼働を禁止する指令を衛星システムに送信するようにしたことを特徴とする衛星システム運用方法。

技術分野

0001

本発明は宇宙で使用される衛星システム運用方法に関する。

背景技術

0002

宇宙搭載用機器では信頼性面の検討が重要である。電子通信学会の論文SANE91−3には,宇宙搭載用コンピュ−タのためのフォ−ルトトレランス方式として、検査結果から各冗長系が「正常である確率」を推定し、「正常である確率」が最も高い冗長系の出力を選択する方法が提案されている。

0003

また、データ処理量が膨大となってきているため従来のメモリでは対応出来なくなり、地上用高密度化された大容量機器を宇宙でも使用せざるを得ない状況になってきている。このため、宇宙搭載用機器といえども信頼性ベースに地上用装置の品質レベル案してシステム構築する必要性が生じている。民生品を搭載する場合も同様である。

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、衛星運用の長期化に伴い装置の時間管理が重要になってくるものの、従来の信頼性ベースには時間の概念が十分に勘案されていないという問題があった。本発明の目的は、冗長性を持たせるために衛星内に設置する複数のメモリ装置等の各稼働時間を把握してその信頼性管理を向上した衛星システム運用方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0005

上記課題を解決するために、衛星システムの構成要素毎にそれぞれの稼働時間の累積値計数し、上記累積値が当該要素の限界時間に達した場合に当該ユニット稼働禁止するようにする。また、上記ユニットを磁気ディスク装置光ディスク装置、その他のメモリ装置とする。

0006

さらに、構成要素を多重に設けて冗長化し、構成要素の少なくとも一つを休止し、この休止する構成要素を順次入れ替えて残りの構成要素を稼働するようにする。また、衛星システム内の上記構成要素毎の稼働時間累積値を外部に送信し、衛星システムの外部システムはこれを受信して当該要素が限界時間に達した場合に、その稼働を禁止する指令を衛星システムに送信するようにする。

0007

衛星システムはその構成要素毎の稼働時間累積値を計数して、これが当該要素の限界時間に達した場合に当該ユニットの稼働を禁止する。また、多重に設けて冗長化した構成要素の中の少なくとも一つを休止し、この休止する構成要素を順次入れ替えて残りの構成要素を稼働して、全体の稼働率平準化すると同時に予備の構成要素により緊急時に備える。また、衛星システム内の上記構成要素毎の稼働時間累積値を外部(地上)に送信し、外部システムはこれを受信して当該要素が限界時間に達した場合に、その稼働を禁止する指令を衛星システムに送信する。

0008

図1は4重の冗長系を持たせた本発明による観測デ−タ記録用メモリシステムの構成図である。図2図1におけるコマンド部11の周辺構成図、図3惑星観測衛星の運用例を説明する図である。惑星観測衛星においてはより長期にわたって遠方の惑星を観測する必要上、観測デ−タを記録用の記録システムには長寿命かつ高信頼性が要求される。

0009

図3において、地上局30において衛星内部に対する運用命令の送信や運用状態の受信を行なう際に、衛星−地球間の距離が大きくなると遅延等の問題がクロ−ズアップされてくる。このため、全ての衛星の運用管理を地上局30で行なうことが困難となるので、衛星内部でもある程度の管理を行なう必要が生じる。衛星内のシステムには長寿命、高信頼性化を目的として冗長系が備えられるのでこの冗長系の運用管理も衛星内部で行なう必要がある。

0010

図1、2は衛星内の4重系メモリシステム運用システム図であり、衛星内部でメモリシステムの稼働時間を管理し、これが予め得られた稼働限界時間に達した時に当該メモリユニット切り離して信頼性を高めるようにする。図1に示すように、本メモリシステムはコントロール部14とメモリ部15により構成され、メモリ部15は4重系を構成する観測デ−タ記録用の個々にカウンタ部5〜8を備えたメモリユニット1〜4を持っている。

0011

惑星観測衛星では衛星本体に設置されたレ−ダ−32により惑星表面の形状や鉱物資源等を観測し、観測デ−タを記録デ−タ(シリアルデ−タ)17としてコントロ−ル部14内のデータバッファ9に送付する。コマンド部11は制御信号をデータバッファ9に送り、これに応じてデータバッファ9は記録デ−タ17をシリアルからパラレルに変換し、さらにバイト単位に分割し、記録線22〜25を介して各メモリユニット1〜4に順次記録させる。

0012

地上局30が上記記録データを要求すると各メモリユニット1〜4から上記パラレル信号が読みだされて再生線18〜21を介してデータバッファ9に送られ、シリアル信号16として出力される。また、各メモリユニットの電源もコマンド部11から送られる制御信号に従って電源供給部12より供給される。運用制御部10には予め各メモリユニット毎の稼働限界時間が入力され、これらのデータは対応するメモリユニットのカウンタ部に送られる。

0013

コマンド部11はデータバッファ9及び電源電圧供給部12へそれぞれの運用制御信号を送り、カウンタ部13は上記運用制御信号に同期してシステム全体の稼動時間を計数する。また、各メモリユニットのカウンタ部5〜8はそれぞれのメモリユニットの稼動限界時間をカウントダウンして残稼動時間を計数する。運用制御部10は必要に応じて上記カウンタ部5〜8の残稼動時間を監視し、残稼働時間が0となったカウンタを特定して当該メモリユニットに制御信号を送り、その記録線と再生線、及び電源供給線遮断して当該メモリユニットを切り離すようにする。以後は残りのメモリユニットが稼働する。

0014

図4は上記メモリシステムの運用方法を説明するフロー図である。ここでは稼働率の平準化と緊急時の対策を考慮して上記メモリユニットをさらに多重化し、各メモリユニットの稼働時間を管理して少なくとも一つのメモリユニットを休止して残りのメモリユニットを稼働するようにする。図4において、ステップ33にて図6(a)に示したような各メモリユニットの稼働限界時間を初期データとして入力する。これに応じて運用制御部10はステップ34にて図6(b)に示す運用プログラム上に各メモリユニットの休止順序と休止時間等を設定する。例えば、上記休止時間を稼動限界時間に反比例するように設定する。

0015

ステップ35では上記運用プログラムに基づいて休止すべきメモリユニットを指定するコマンドを発生し、ステップ36にてその休止時間の計数を開始する。次いでステップ37にて上記休止メモリユニットの休止時間がゼロに達したか否かを調べ、ゼロに達したならばステップ35に戻って休止メモリユニットを次のものに切り替える。また、休止時間が残っている間はそのメモリユニット名をステップ38に伝え、ステップ38では当該休止メモリユニットを除く全メモリユニットを稼働状態にする。

0016

図5(a)は上記ステップ38における各メモリユニットの稼働状態の一例である。ここでは休止メモリユニット42を除く他のメモリユニットの全てが稼働状態に置かれている。ステップ39では上記稼働状態のメモリユニットの動作状態を調べる。このとき図5(a)に示すように故障したメモリユニットが存在しなければステップ36から同38の動作を継続し、故障したメモリユニットが発生するとステップ40に移って緊急運用コマンド発動してステップ41にて緊急稼働状態の情報を作成しステップ34に伝える。ステップ34ではこれに応じて運用プログラムを遅滞無く変更し、故障したメモリユニットの稼働を停止してその代わりに休止中のメモリユニットを稼働させる。

0017

図5(b)はメモリユニット43が故障した場合を示し、これにより休止中のメモリユニット42が急きょ稼働状態に切替られる。そして、同図(c)に示すようにメモリユニット42の次に休止が予定されていたメモリユニット45を休止状態に切替る。上記故障により変更された運用プログラムでは、故障メモリユニット43を除外して残りの正常メモリユニットのカウンタ部で示される残稼動時間に基づいて新たな休止メモリユニットの順序とそれぞれの休止時間が設定さる。

0018

以上、衛星システム内において内部の構成要素の稼働状態を管理する方法について説明したが、本発明は、衛星システムより各構成要素の稼働情報をを外部(地上)に送信し、外部システムはこれを受信して稼働限界時間に達した構成要素の稼働を禁止する指令を衛星システムに送信するようにすることもできる。また、宇宙環境以外の運用においてもシステム運用中のメンテナンスが困難な特殊環境、例えば深海での運用に上記システムが適用出来ることは言うまでもない。

発明の効果

0019

本発明では、同一のユニットを複数設けて冗長性を持たせたシステムにおいて、各ユニット毎の稼働時間が限界に達した場合にそのユニットを切り離すようにするので、信頼性の時間管理を行うことができる。また、ユニット毎に適正な限界時間を設定することにより、異なる寿命や信頼性を持つユニットを含む衛星システム内の各ユニットを効率よく運用することができる。また、複数の同一のユニットの一部を順繰りに休止させることにより、ユニットの故障が発生した場合に休止ユニット振り当てることができるので、故障の発生に迅速に対応することがえきる。

図面の簡単な説明

0020

図1本発明によるメモリユニットの構成図である。
図2図1におけるコントロ−ル部のブロック図である。
図3衛星システムの運用説明図である。
図4本発明の動作を説明するフロー図である。
図5メモリユニット運用状態例を説明する図である。
図6本発明に用いる初期デ−タと運用プログラム例である。

--

0021

1〜4…メモリユニット、5〜8…カウンタ部、9…データバッファ、10…運用制御部、11…コマンド部、12…電源電圧供給部、13…カウンタ部、14…コントロール部、15…メモリ部、16…再生データー、17…記録データー、18〜21…再生線、22〜25…記録線、26〜29…電源供給線、30…地球局
、31…惑星観測衛星、32…レーダー、42、45…休止メモリユニット、43…故障メモリユニット。

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