飛行体・衛星の制御ソフトウェア

超小型人工衛星や空飛ぶ機体の制御ソフトウェアは、機体の姿勢、通信、撮影などを搭載コンピュータ上で時間の制約を守りながら自律的に制御する組込みソフトウェアである。地上局の指示を待つだけでなく、軌道上や飛行中に機体が自ら状況を判断して動作を切り替える点に特徴があり、処理の順序と時間の見積もりが製品の品質を大きく左右する。

時間制約と優先度の設計

制御ソフトウェアは複数のタスクを並行して動かすため、各タスクに優先度を割り当てて実行の順序を決める。撮影や姿勢制御のように時間の制約が厳しい処理には高い優先度を与え、遅延に比較的強い処理には低い優先度を与えるのが基本である。ただし、優先度の高いタスクが低いタスクの完了を待つ状態になると、本来守るべき時間が守れなくなる。地上からのコマンドに応答するタスクの優先度は、監視の確実性と地上局の運用効率を両立させるように決める必要がある。

撮影姿勢への移行の見積もり

撮影は、機体が目標地点の上空に到達するまでに姿勢の変更を完了していなければ成立しない。そのため撮影姿勢モードへ移行するトリガーは、撮影位置より手前の軌道上の距離として設定する必要がある。この距離は、衛星の速度に、姿勢を決める処理の待ち時間と機体を回転させる時間を掛けて求める。目標姿勢が9.5秒周期で決まり、決定後に最大15秒で回転するという条件では、最悪の場合の遅れは両者の和の24.5秒として見積もれる。

運用開始後に夜間の上空通過で通信姿勢モードに移行しない場合は、移行の判定条件と、データ処理ユニットの状態を照らし合わせて原因を切り分ける。どの時点で何の事象が起きたかを、通過の時刻と機体内部の処理の流れから特定することが、保守の第一歩となる。