JP2000078069A - 無線システム - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 成層圏の定点に静止・係留して無線サービス
を行う多数の飛行船を管制するシステムにおいて、地上
に測距・測角機能を持つ多数の管制局を設置することな
く、唯１局の地上管制局により、全飛行船をその位置の
把握・制御を含めて管制し、一元的管理が可能で且つ経
済的に実現が容易な飛行船管制システムを得ることを目
的とする。 【解決手段】 飛行船に自機位置を測定する装置を搭載
して地上管制局と飛行船間の通信手段自身に飛行船位置
測定機能を不要とすると共に、そのような通信手段とし
て地上管制局と全飛行船を一挙にそのサービスエリアに
収容する通信衛星を使用する。これにより、その唯１局
の地上管制局から通信衛星経由で全飛行船へ（および全
飛行船から通信衛星経由で地上管制局へ）飛行船位置情
報を含んだ管制情報を伝送する。また、上記に加えて、
飛行船の自機位置測定装置としてＧＰＳ受信機またはＤ
ＧＰＳ受信機を使用し、飛行船の管制位置精度を大幅に
向上させる。
を行う多数の飛行船を管制するシステムにおいて、地上
に測距・測角機能を持つ多数の管制局を設置することな
く、唯１局の地上管制局により、全飛行船をその位置の
把握・制御を含めて管制し、一元的管理が可能で且つ経
済的に実現が容易な飛行船管制システムを得ることを目
的とする。 【解決手段】 飛行船に自機位置を測定する装置を搭載
して地上管制局と飛行船間の通信手段自身に飛行船位置
測定機能を不要とすると共に、そのような通信手段とし
て地上管制局と全飛行船を一挙にそのサービスエリアに
収容する通信衛星を使用する。これにより、その唯１局
の地上管制局から通信衛星経由で全飛行船へ（および全
飛行船から通信衛星経由で地上管制局へ）飛行船位置情
報を含んだ管制情報を伝送する。また、上記に加えて、
飛行船の自機位置測定装置としてＧＰＳ受信機またはＤ
ＧＰＳ受信機を使用し、飛行船の管制位置精度を大幅に
向上させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアンテナ、中継器等
の無線機器を搭載した多数の飛行船（例えば数十〜数百
の飛行船を日本全国に配置するようなことを想定）を成
層圏に飛行させて定点に静止させ地上の加入者局を対象
として無線サービスを行う成層圏無線システムに係り特
に、地上に設置した管制局により、該システムで使用す
る全ての飛行船に対してその位置、姿勢、アンテナ方
向、中継器電力等を設定・制御・運用する飛行船管制シ
ステムに関するものである。
の無線機器を搭載した多数の飛行船（例えば数十〜数百
の飛行船を日本全国に配置するようなことを想定）を成
層圏に飛行させて定点に静止させ地上の加入者局を対象
として無線サービスを行う成層圏無線システムに係り特
に、地上に設置した管制局により、該システムで使用す
る全ての飛行船に対してその位置、姿勢、アンテナ方
向、中継器電力等を設定・制御・運用する飛行船管制シ
ステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】成層圏無線システムにおいて、成層圏を
飛行させて定点に静止・係留する複数の飛行船の位置等
の管制の方式については、従来の技術から考えると、静
止衛星の管制技術等を応用して、地上の管制局に設置し
たアンテナにより飛行船に対して電波を送受信して距離
測定、角度測定を行うことにより飛行船の位置を把握
し、これをもとに位置修正命令、飛行船姿勢データ等の
管制情報を伝送して飛行船を制御する方法が考えられ
る。図１０はこの距離測定、角度測定の方法の一例を示
したものである。図１０において３は飛行船、１３は地
域管制局、１６は角度測定のために使用するビーコン信
号、１７は距離測定のための信号である。まず通常行わ
れている角度測定方法を飛行船に適用すると、飛行船３
の内部から常時送信されているいわゆるビーコン信号１
６を地域管制局１３のアンテナで受信しその信号強度が
最大になるようにアンテナの方向を制御して飛行船３を
常時、捕捉・追尾し、そのアンテナが指向している角度
（方位角及び仰角）をもって飛行船３の方向とすること
となる。また、通常行われている距離測定方法を飛行船
に適用すると、地域管制局１３から距離測定用信号を送
信しこの信号が飛行船３で中継され地域管制局１３へ返
送されてくるのでこの信号１７を受信し、その往復に要
する時間により（送信信号と受信信号の位相差も利用す
ることがある）、地域管制局１３から飛行船３までの距
離を算出することとなる。
飛行させて定点に静止・係留する複数の飛行船の位置等
の管制の方式については、従来の技術から考えると、静
止衛星の管制技術等を応用して、地上の管制局に設置し
たアンテナにより飛行船に対して電波を送受信して距離
測定、角度測定を行うことにより飛行船の位置を把握
し、これをもとに位置修正命令、飛行船姿勢データ等の
管制情報を伝送して飛行船を制御する方法が考えられ
る。図１０はこの距離測定、角度測定の方法の一例を示
したものである。図１０において３は飛行船、１３は地
域管制局、１６は角度測定のために使用するビーコン信
号、１７は距離測定のための信号である。まず通常行わ
れている角度測定方法を飛行船に適用すると、飛行船３
の内部から常時送信されているいわゆるビーコン信号１
６を地域管制局１３のアンテナで受信しその信号強度が
最大になるようにアンテナの方向を制御して飛行船３を
常時、捕捉・追尾し、そのアンテナが指向している角度
（方位角及び仰角）をもって飛行船３の方向とすること
となる。また、通常行われている距離測定方法を飛行船
に適用すると、地域管制局１３から距離測定用信号を送
信しこの信号が飛行船３で中継され地域管制局１３へ返
送されてくるのでこの信号１７を受信し、その往復に要
する時間により（送信信号と受信信号の位相差も利用す
ることがある）、地域管制局１３から飛行船３までの距
離を算出することとなる。
【０００３】上記の従来の方法においては、測距・測角
のために地上の地域管制局１３から飛行船３へ見通しが
とれることが必要になるため、飛行船３の数が多い場合
は多数の地域管制局１３が必要となる。
のために地上の地域管制局１３から飛行船３へ見通しが
とれることが必要になるため、飛行船３の数が多い場合
は多数の地域管制局１３が必要となる。
【０００４】そいこでそれらの地域管制局１３の必要数
を、図９について考える。１４は中央管制局、１５は通
信回線である。まず例えば日本全国を４０ｋｍ四方のセ
ルに区分しそのそれぞれの上空に飛行船３を配置する
と、飛行船３の総数は２００機程度となる。従って、ケ
ース１として、それらの飛行船３の各１台に対して１局
の地域管制局１３を設置した場合は２００局程度の地域
管制局１３が必要となる。また、ケース２として、地域
管制局１３から飛行船３を見る仰角が２０度までの範囲
は地域管制局１３にて１台のアンテナを時分割で切替え
て使用してカバーするとした場合、飛行船の高度を２０
ｋｍとすると、１地域管制局当り３セル四方即ち飛行船
９台を管制出来るので、地域管制局１３の総数は２０局
程度となる。ケース２の場合は数が減るが、それでも相
当多数の地域管制局１３が必要となる。
を、図９について考える。１４は中央管制局、１５は通
信回線である。まず例えば日本全国を４０ｋｍ四方のセ
ルに区分しそのそれぞれの上空に飛行船３を配置する
と、飛行船３の総数は２００機程度となる。従って、ケ
ース１として、それらの飛行船３の各１台に対して１局
の地域管制局１３を設置した場合は２００局程度の地域
管制局１３が必要となる。また、ケース２として、地域
管制局１３から飛行船３を見る仰角が２０度までの範囲
は地域管制局１３にて１台のアンテナを時分割で切替え
て使用してカバーするとした場合、飛行船の高度を２０
ｋｍとすると、１地域管制局当り３セル四方即ち飛行船
９台を管制出来るので、地域管制局１３の総数は２０局
程度となる。ケース２の場合は数が減るが、それでも相
当多数の地域管制局１３が必要となる。
【０００５】しかもこれら地上管制局１３は、多数の地
域管制局１３と１局の中央管制局１４とから成る階層構
造をとり、それらの局の間を通信回線１５で接続する必
要もある。
域管制局１３と１局の中央管制局１４とから成る階層構
造をとり、それらの局の間を通信回線１５で接続する必
要もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
の方法では、飛行船管制システムにおいて多数の全ての
飛行船を制御するのに、管制情報伝送機能と共に測距・
測角機能を併せ持つ多数の地上管制局を配置することを
要するためそのシステム規模が大となるので、このシス
テム規模・コストを圧縮・低減することが課題であると
考えられる。
の方法では、飛行船管制システムにおいて多数の全ての
飛行船を制御するのに、管制情報伝送機能と共に測距・
測角機能を併せ持つ多数の地上管制局を配置することを
要するためそのシステム規模が大となるので、このシス
テム規模・コストを圧縮・低減することが課題であると
考えられる。
【０００７】この課題を解決するために、本発明では、
まず、飛行船に自機位置を測定する装置を搭載すること
により地上管制局の測距・測角機能を不要とする。これ
により地上管制局と飛行船との間の通信手段に測距・測
角機能を併せ持つ必要性をなくす。次に、そのようにし
て選択対象が拡大した通信手段の中から、それら全設備
（地上管制局と全ての飛行船）をそのサービスエリアに
一挙に収容出来るような通信手段、即ち静止衛星軌道に
ある通信衛星を使用することとする。これにより唯１局
の地上管制局から通信衛星経由で全飛行船へ（および全
飛行船から通信衛星経由でその地上管制局へ）管制情報
を伝送することが可能となる。つまり、本発明では、飛
行船に自機位置測定装置を搭載すると共に管制用通信回
線として通信衛星を使用することにより、唯１局の地上
管制局により全飛行船を管制することを可能とし、統合
的且つ経済的な飛行船管制システムを得ることを目的と
している。
まず、飛行船に自機位置を測定する装置を搭載すること
により地上管制局の測距・測角機能を不要とする。これ
により地上管制局と飛行船との間の通信手段に測距・測
角機能を併せ持つ必要性をなくす。次に、そのようにし
て選択対象が拡大した通信手段の中から、それら全設備
（地上管制局と全ての飛行船）をそのサービスエリアに
一挙に収容出来るような通信手段、即ち静止衛星軌道に
ある通信衛星を使用することとする。これにより唯１局
の地上管制局から通信衛星経由で全飛行船へ（および全
飛行船から通信衛星経由でその地上管制局へ）管制情報
を伝送することが可能となる。つまり、本発明では、飛
行船に自機位置測定装置を搭載すると共に管制用通信回
線として通信衛星を使用することにより、唯１局の地上
管制局により全飛行船を管制することを可能とし、統合
的且つ経済的な飛行船管制システムを得ることを目的と
している。
【０００８】また、本発明では飛行船に搭載する上記自
機位置測定装置として比較的高精度で経済的なＧＰＳ受
信機または更に高精度のＤＧＰＳ受信機を搭載するこ
と、また、ＤＧＰＳ受信機を搭載する場合はＤＧＰＳ信
号処理に必要なＤＧＰＳ補正信号を他の静止衛星または
当該通信衛星経由で全飛行船に伝送することにより、本
システム（１局により全飛行船を管制するシステム）を
より容易に実現する。
機位置測定装置として比較的高精度で経済的なＧＰＳ受
信機または更に高精度のＤＧＰＳ受信機を搭載するこ
と、また、ＤＧＰＳ受信機を搭載する場合はＤＧＰＳ信
号処理に必要なＤＧＰＳ補正信号を他の静止衛星または
当該通信衛星経由で全飛行船に伝送することにより、本
システム（１局により全飛行船を管制するシステム）を
より容易に実現する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係る無線シ
ステムは、成層圏の複数の飛行船の位置等を管制するシ
ステムにおいて、飛行船に自機の位置を測定する装置を
搭載すると共に、地上の管制局から静止衛星軌道の通信
衛星を経由し成層圏の全飛行船に至る衛星通信回線を設
定し、この回線を使用して管制用情報を伝送するもので
ある。この時、各飛行船の自機位置測定装置で得た位置
情報は管制情報の一部として飛行船から通信衛星経由で
地上管制局に伝送して使用される。
ステムは、成層圏の複数の飛行船の位置等を管制するシ
ステムにおいて、飛行船に自機の位置を測定する装置を
搭載すると共に、地上の管制局から静止衛星軌道の通信
衛星を経由し成層圏の全飛行船に至る衛星通信回線を設
定し、この回線を使用して管制用情報を伝送するもので
ある。この時、各飛行船の自機位置測定装置で得た位置
情報は管制情報の一部として飛行船から通信衛星経由で
地上管制局に伝送して使用される。
【００１０】第２の発明に係る無線システムは、第１の
発明において、各飛行船に自機位置測定装置としていわ
ゆるＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ
Ｓｙｓｔｅｍ，汎地球測位システム）受信機を搭載した
ものである。
発明において、各飛行船に自機位置測定装置としていわ
ゆるＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ
Ｓｙｓｔｅｍ，汎地球測位システム）受信機を搭載した
ものである。
【００１１】第３の発明に係る無線システムは、第１の
発明において、各飛行船に自機位置測定装置としていわ
ゆるＤＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｌ Ｇｌｏｂａ
ｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ，ディファレ
ンシャルＧＰＳ）受信機を搭載したものである。ＧＰＳ
衛星からのＧＰＳ信号と共に他の静止衛星から放送され
るＤＧＰＳ補正信号を各飛行船で受信し、これにより誤
差を修正して得るＤＧＰＳ位置情報を管制情報の一部と
して使用する。
発明において、各飛行船に自機位置測定装置としていわ
ゆるＤＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｌ Ｇｌｏｂａ
ｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ，ディファレ
ンシャルＧＰＳ）受信機を搭載したものである。ＧＰＳ
衛星からのＧＰＳ信号と共に他の静止衛星から放送され
るＤＧＰＳ補正信号を各飛行船で受信し、これにより誤
差を修正して得るＤＧＰＳ位置情報を管制情報の一部と
して使用する。
【００１２】第４の発明に係る無線システムは、第１の
発明において、各飛行船に自機位置測定装置としていわ
ゆるＤＧＰＳ受信機を搭載し、そのために必要なＤＧＰ
Ｓ補正信号は地上管制局から当該通信衛星を経由して全
飛行船に伝送（放送）するものである。即ち通信衛星を
管制情報の伝送とＤＧＰＳ補正信号の伝送の両方に共用
する。尚、この時、当該通信衛星にはＤＧＰＳ補正信号
を地上に向け送信するために必要となる周波数帯（いわ
ゆるＬバンド）と送信電力を持つ中継器を搭載するもの
とする。
発明において、各飛行船に自機位置測定装置としていわ
ゆるＤＧＰＳ受信機を搭載し、そのために必要なＤＧＰ
Ｓ補正信号は地上管制局から当該通信衛星を経由して全
飛行船に伝送（放送）するものである。即ち通信衛星を
管制情報の伝送とＤＧＰＳ補正信号の伝送の両方に共用
する。尚、この時、当該通信衛星にはＤＧＰＳ補正信号
を地上に向け送信するために必要となる周波数帯（いわ
ゆるＬバンド）と送信電力を持つ中継器を搭載するもの
とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１、２は本発明
の実施の形態１を示すものである。図１はこの発明の考
え方を示す概念図であり、地上管制局１、通信衛星２お
よび飛行船３の間の管制情報の伝送を示している。図２
は図１の概念を具体的に実現する手段を示す構成図であ
り、図２は図１に対比して各部の内容、信号の流れ等を
記載している。図２において１は地上管制局、２は通信
衛星、３は飛行船、４は自機位置測定装置、５は通信衛
星追尾装置、６１は自機位置データ、６２はテレメトリ
データ、６３はコマンド、９１は飛行船の駆動制御装
置、９２は飛行船の無線機器、９３は地上のユーザ局で
ある。
の実施の形態１を示すものである。図１はこの発明の考
え方を示す概念図であり、地上管制局１、通信衛星２お
よび飛行船３の間の管制情報の伝送を示している。図２
は図１の概念を具体的に実現する手段を示す構成図であ
り、図２は図１に対比して各部の内容、信号の流れ等を
記載している。図２において１は地上管制局、２は通信
衛星、３は飛行船、４は自機位置測定装置、５は通信衛
星追尾装置、６１は自機位置データ、６２はテレメトリ
データ、６３はコマンド、９１は飛行船の駆動制御装
置、９２は飛行船の無線機器、９３は地上のユーザ局で
ある。
【００１４】本発明では各飛行船３に自機位置測定装置
４を搭載するとともに、全飛行船３をそのサービス用ア
ンテナビーム内に収容出来るような通信衛星２を使用す
る。自機位置測定装置４としてはＧＰＳ受信装置、慣性
航法装置、方向探知機等が考えられ、装備可能である。
また、通信衛星２についても日本でも既に相当数の通信
衛星がサービスを行っており、日本全国の上空に多数の
飛行船３を配置してもそれら全ての飛行船３をその通信
衛星２の通常のアンテナビーム内に収容して通信を行う
ことが可能である。また、通信衛星２の周波数帯につい
ても通常の周波数帯（いわゆるＫｕバンドやＫａバンド
等）の中継器を使用することができる。
４を搭載するとともに、全飛行船３をそのサービス用ア
ンテナビーム内に収容出来るような通信衛星２を使用す
る。自機位置測定装置４としてはＧＰＳ受信装置、慣性
航法装置、方向探知機等が考えられ、装備可能である。
また、通信衛星２についても日本でも既に相当数の通信
衛星がサービスを行っており、日本全国の上空に多数の
飛行船３を配置してもそれら全ての飛行船３をその通信
衛星２の通常のアンテナビーム内に収容して通信を行う
ことが可能である。また、通信衛星２の周波数帯につい
ても通常の周波数帯（いわゆるＫｕバンドやＫａバンド
等）の中継器を使用することができる。
【００１５】さて、まず図２に示したように各飛行船３
に搭載した自機位置測定装置４で得られた飛行船３の自
機位置データ６１は、飛行船の駆動制御装置９１からの
姿勢データおよび無線機器９２からの無線機器状況デー
タ（例えば、無線機器が正常か異常かを表わす状態デー
タ、無線機器が予備系に切換わっているか否かを表わす
構成データ）と共にテレメトリデータ（遠隔測定デー
タ）６２としてまとめられる。このテレメトリデータ６
２は、飛行船３に搭載した衛星通信追尾装置５に送られ
る。
に搭載した自機位置測定装置４で得られた飛行船３の自
機位置データ６１は、飛行船の駆動制御装置９１からの
姿勢データおよび無線機器９２からの無線機器状況デー
タ（例えば、無線機器が正常か異常かを表わす状態デー
タ、無線機器が予備系に切換わっているか否かを表わす
構成データ）と共にテレメトリデータ（遠隔測定デー
タ）６２としてまとめられる。このテレメトリデータ６
２は、飛行船３に搭載した衛星通信追尾装置５に送られ
る。
【００１６】この衛星通信追尾装置５は通信衛星２の内
部から常に送られているいわゆるビーコン信号または地
上管制局１から通信衛星２経由で常に送られている追尾
用の信号をアンテナで受信しその信号強度が最大になる
ようにアンテナの方向を制御して通信衛星２を常時、捕
捉・追尾している装置である。衛星通信追尾装置５はテ
レメトリデータ６２を受取ると、それをアンテナから通
信衛星２へ向けて送信する。
部から常に送られているいわゆるビーコン信号または地
上管制局１から通信衛星２経由で常に送られている追尾
用の信号をアンテナで受信しその信号強度が最大になる
ようにアンテナの方向を制御して通信衛星２を常時、捕
捉・追尾している装置である。衛星通信追尾装置５はテ
レメトリデータ６２を受取ると、それをアンテナから通
信衛星２へ向けて送信する。
【００１７】通信衛星２はいわゆる中継器を持つ。この
中継器とは地上管制局１および飛行船３から送信されて
くる信号をアンテナで受信しその周波数を変換し増幅し
て再びアンテナから地上管制局１および飛行船３に送り
返すという中継機能を有する無線装置であり、通信衛星
２に通常複数搭載されていて、それぞれ異なる周波数を
使用している。本件飛行船３の管制情報の中継に関して
は或る一つの中継器を使用する。この中継器は多数の飛
行船３が使用するので、各飛行船３からの（または各飛
行船３への）管制情報を識別するために、その中継器の
周波数帯域を細分化して飛行船毎に異なる周波数を使用
する周波数分割方式、または、細分化せずに同一の周波
数を使用するが時間的に飛行船毎に別々のタイミングを
使用する時分割方式、等の多元接続方式を使用する。但
しこの識別処理そのもは中継器では行わず、地上管制局
１および飛行船３において行う。
中継器とは地上管制局１および飛行船３から送信されて
くる信号をアンテナで受信しその周波数を変換し増幅し
て再びアンテナから地上管制局１および飛行船３に送り
返すという中継機能を有する無線装置であり、通信衛星
２に通常複数搭載されていて、それぞれ異なる周波数を
使用している。本件飛行船３の管制情報の中継に関して
は或る一つの中継器を使用する。この中継器は多数の飛
行船３が使用するので、各飛行船３からの（または各飛
行船３への）管制情報を識別するために、その中継器の
周波数帯域を細分化して飛行船毎に異なる周波数を使用
する周波数分割方式、または、細分化せずに同一の周波
数を使用するが時間的に飛行船毎に別々のタイミングを
使用する時分割方式、等の多元接続方式を使用する。但
しこの識別処理そのもは中継器では行わず、地上管制局
１および飛行船３において行う。
【００１８】上記の中継機能により、通信衛星２は、飛
行船３の衛星通信追尾装置５から送られてきたテレメト
リデータ６２を受信・中継して地上管制局１に送信す
る。
行船３の衛星通信追尾装置５から送られてきたテレメト
リデータ６２を受信・中継して地上管制局１に送信す
る。
【００１９】地上管制局１では通信衛星２から送られて
きたテレメトリデータ６２を受信し、このテレメトリデ
ータ６２を基に飛行船３への位置修正命令、無線機器設
定値等を作成し、コマンド（命令）６３として通信衛星
２経由で飛行船３に伝送する。
きたテレメトリデータ６２を受信し、このテレメトリデ
ータ６２を基に飛行船３への位置修正命令、無線機器設
定値等を作成し、コマンド（命令）６３として通信衛星
２経由で飛行船３に伝送する。
【００２０】飛行船３ではこのコマンド６３を衛星通信
追尾装置５により受信し、飛行船位置制御や無線機器設
定等に使用する。（テレメトリデータ６２とコマンド６
３をまとめて管制情報６と呼ぶこととする。）
追尾装置５により受信し、飛行船位置制御や無線機器設
定等に使用する。（テレメトリデータ６２とコマンド６
３をまとめて管制情報６と呼ぶこととする。）
【００２１】上記のように、飛行船３自身に位置を測定
させることにより位置測定機能のない通信衛星２を使用
できるようにして、その通信衛星２で管制情報６を伝送
することにより、地上には唯１局の地上管制局１を設置
するだけで、成層圏内の全飛行船３を管制することが出
来る。
させることにより位置測定機能のない通信衛星２を使用
できるようにして、その通信衛星２で管制情報６を伝送
することにより、地上には唯１局の地上管制局１を設置
するだけで、成層圏内の全飛行船３を管制することが出
来る。
【００２２】実施の形態２．図３、４は本発明の実施の
形態２を示すものである。図３はこの発明の概念図、図
４は具体的な構成図である。図３において、７はＧＰＳ
衛星である。図４において、４１は飛行船３に搭載した
ＧＰＳ受信機である。
形態２を示すものである。図３はこの発明の概念図、図
４は具体的な構成図である。図３において、７はＧＰＳ
衛星である。図４において、４１は飛行船３に搭載した
ＧＰＳ受信機である。
【００２３】前記図２の自機位置測定装置の実現方法の
一つとして、位置精度が比較的高く搭載が容易なＧＰＳ
受信機を利用することとし、図４の飛行船３内にてＧＰ
Ｓ受信機４１として記載している。このＧＰＳ受信機４
１は地球の上空を周回している多数のＧＰＳ衛星７から
送信されているＧＰＳ信号（周波数帯はいわゆるＬバン
ド）を使用して飛行船３の自機位置を得ることが出来
る。
一つとして、位置精度が比較的高く搭載が容易なＧＰＳ
受信機を利用することとし、図４の飛行船３内にてＧＰ
Ｓ受信機４１として記載している。このＧＰＳ受信機４
１は地球の上空を周回している多数のＧＰＳ衛星７から
送信されているＧＰＳ信号（周波数帯はいわゆるＬバン
ド）を使用して飛行船３の自機位置を得ることが出来
る。
【００２４】実施の形態３．図５、６は本発明の実施の
形態３を示すものである。図５はこの発明の概念図、図
６は具体的な構成図である。図５において、８はＤＧＰ
Ｓ補正信号を送信している静止衛星である。図６におい
て、９４は静止衛星からのＤＧＰＳ補正信号（Ｌバン
ド）である。
形態３を示すものである。図５はこの発明の概念図、図
６は具体的な構成図である。図５において、８はＤＧＰ
Ｓ補正信号を送信している静止衛星である。図６におい
て、９４は静止衛星からのＤＧＰＳ補正信号（Ｌバン
ド）である。
【００２５】この実施の形態３は、前記の図３、４にて
使用したＧＰＳ受信機４１の精度を更に向上させるため
に、他の静止衛星８から放送的に伝送されるＤＧＰＳ補
正信号（Ｌバンド）９４を使用するものである。その機
器を図６の飛行船３内にてＤＧＰＳ受信機４２として記
載している。このＤＧＰＳ受信機４２は地球の上空を周
回している多数のＧＰＳ衛星７から送信されているＧＰ
Ｓ信号と、他の静止衛星８から送信されているＤＧＰＳ
補正信号９４とを利用し、高精度の位置データを得るこ
とが出来る。
使用したＧＰＳ受信機４１の精度を更に向上させるため
に、他の静止衛星８から放送的に伝送されるＤＧＰＳ補
正信号（Ｌバンド）９４を使用するものである。その機
器を図６の飛行船３内にてＤＧＰＳ受信機４２として記
載している。このＤＧＰＳ受信機４２は地球の上空を周
回している多数のＧＰＳ衛星７から送信されているＧＰ
Ｓ信号と、他の静止衛星８から送信されているＤＧＰＳ
補正信号９４とを利用し、高精度の位置データを得るこ
とが出来る。
【００２６】尚、このＤＧＰＳ補正信号を放送する（放
送的なデータ配信サービスを行う）システムについて
は、地上のＦＭ放送局が実験的に実施しているが地域的
であるし成層圏までその信号が到達出来ない可能性があ
る。本発明に使用できるような全国規模の放送として
は、広い地域に一挙にサービスを実施できる静止衛星８
を使用したものが最適と考えられる。そのような衛星サ
ービスは、日本においても運輸多目的衛星において検討
されているし、実現の可能性は高いと考えられる。
送的なデータ配信サービスを行う）システムについて
は、地上のＦＭ放送局が実験的に実施しているが地域的
であるし成層圏までその信号が到達出来ない可能性があ
る。本発明に使用できるような全国規模の放送として
は、広い地域に一挙にサービスを実施できる静止衛星８
を使用したものが最適と考えられる。そのような衛星サ
ービスは、日本においても運輸多目的衛星において検討
されているし、実現の可能性は高いと考えられる。
【００２７】実施の形態４．図７、８は本発明の実施の
形態４を示すものである。図７はこの発明の概念図、図
８は具体的な構成図である。図８において、１２は地上
管制局のＤＧＰＳ補正信号送信装置、２１は通信衛星に
搭載したＬバンド中継器（ＤＧＰＳ補正信号用）、９５
は地上から通信衛星へのＤＧＰＳ補正信号、９６は通信
衛星からのＤＧＰＳ補正信号である。
形態４を示すものである。図７はこの発明の概念図、図
８は具体的な構成図である。図８において、１２は地上
管制局のＤＧＰＳ補正信号送信装置、２１は通信衛星に
搭載したＬバンド中継器（ＤＧＰＳ補正信号用）、９５
は地上から通信衛星へのＤＧＰＳ補正信号、９６は通信
衛星からのＤＧＰＳ補正信号である。
【００２８】この実施の形態４は、図５、６にて使用し
たＤＧＰＳ信号に関して、これを他の静止衛星から得る
のではなく、飛行船管制に使用する当該通信衛星を使用
して、自らのシステム内で配信するものである。
たＤＧＰＳ信号に関して、これを他の静止衛星から得る
のではなく、飛行船管制に使用する当該通信衛星を使用
して、自らのシステム内で配信するものである。
【００２９】図８において、まず、地上管制局１におい
てＤＧＰＳ補正信号生成システム（日本の複数地点に設
置したＧＰＳ受信局の信号からＧＰＳ衛星の持つ誤差を
算出するシステム）から補正信号９５を得て、これをＤ
ＧＰＳ補正信号送信装置１２により当該通信衛星２に送
信する。この通信衛星２には地上から送信されてきた信
号９５をＬバンドに周波数変換する中継器２１を搭載さ
せておく。この中継器２１で変換され地球方向に送信
（放送）されたＤＧＰＳ補正信号（Ｌバンド）９６は、
飛行船３のＤＧＰＳ受信機４２で受信される。このＤＧ
ＰＳ受信機４２は多数のＧＰＳ衛星７からのＧＰＳ信号
も受信し、高精度の位置情報を算出する。この飛行船位
置情報は管制情報６の一部として、地上管制局１、通信
衛星２、飛行船３間の衛星通信回線にて伝送される。
てＤＧＰＳ補正信号生成システム（日本の複数地点に設
置したＧＰＳ受信局の信号からＧＰＳ衛星の持つ誤差を
算出するシステム）から補正信号９５を得て、これをＤ
ＧＰＳ補正信号送信装置１２により当該通信衛星２に送
信する。この通信衛星２には地上から送信されてきた信
号９５をＬバンドに周波数変換する中継器２１を搭載さ
せておく。この中継器２１で変換され地球方向に送信
（放送）されたＤＧＰＳ補正信号（Ｌバンド）９６は、
飛行船３のＤＧＰＳ受信機４２で受信される。このＤＧ
ＰＳ受信機４２は多数のＧＰＳ衛星７からのＧＰＳ信号
も受信し、高精度の位置情報を算出する。この飛行船位
置情報は管制情報６の一部として、地上管制局１、通信
衛星２、飛行船３間の衛星通信回線にて伝送される。
【００３０】即ち、この実施の形態４は、地上管制局１
局、通信衛星１機（の通常の周波数帯の中継器の一部と
Ｌバンド中継器）により、ＤＧＰＳ補正信号も含めて、
全ての飛行船の管制を高精度で統合的に、自己完結的な
システムとして、行うものである。
局、通信衛星１機（の通常の周波数帯の中継器の一部と
Ｌバンド中継器）により、ＤＧＰＳ補正信号も含めて、
全ての飛行船の管制を高精度で統合的に、自己完結的な
システムとして、行うものである。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように、第１の発明によれ
ば、成層圏に多数の飛行船を飛行させて定点に静止させ
地上の広い地域に対して無線サービスを行う成層圏無線
システムに使用する飛行船の位置等を管制するシステム
において、飛行船に自機位置の測定装置を搭載すると共
に、通信衛星を使用して成層圏の全飛行船に至る管制情
報で回線を設定し、管制情報を伝送することにより、唯
１個の地上管制局によって全ての、多数の飛行船を制御
・管制することが出来る。これにより、システムに必要
な管制局の数を大幅に削減することができ、経済的に飛
行船システムを建設できる。また、２階層の管制や分散
した管制を行う必要がなく、１局による集中管理が可能
となるので、システムが簡素化されるだけでなく、統一
的かつ迅速な管制が可能となる。
ば、成層圏に多数の飛行船を飛行させて定点に静止させ
地上の広い地域に対して無線サービスを行う成層圏無線
システムに使用する飛行船の位置等を管制するシステム
において、飛行船に自機位置の測定装置を搭載すると共
に、通信衛星を使用して成層圏の全飛行船に至る管制情
報で回線を設定し、管制情報を伝送することにより、唯
１個の地上管制局によって全ての、多数の飛行船を制御
・管制することが出来る。これにより、システムに必要
な管制局の数を大幅に削減することができ、経済的に飛
行船システムを建設できる。また、２階層の管制や分散
した管制を行う必要がなく、１局による集中管理が可能
となるので、システムが簡素化されるだけでなく、統一
的かつ迅速な管制が可能となる。
【００３２】また、第２の発明によれば、第１の発明に
おいて、自機位置測定装置としてＧＰＳ受信機を使用す
ることにより、低コスト且つ高精度の位置測定ができ
る。低コストという利点は、第１の発明の管制システム
を経済的に構築可能としてその実現性を高め、コスト／
パフォーマンスを大きく向上させ、発明の有用性を増大
させると言える。また、高精度という利点は、飛行船の
総合の位置変動の縮小に貢献し、ひいては成層圏無線シ
ステムの有効性拡大、用途拡大に結びつくものである。
おいて、自機位置測定装置としてＧＰＳ受信機を使用す
ることにより、低コスト且つ高精度の位置測定ができ
る。低コストという利点は、第１の発明の管制システム
を経済的に構築可能としてその実現性を高め、コスト／
パフォーマンスを大きく向上させ、発明の有用性を増大
させると言える。また、高精度という利点は、飛行船の
総合の位置変動の縮小に貢献し、ひいては成層圏無線シ
ステムの有効性拡大、用途拡大に結びつくものである。
【００３３】また、第３の発明の成層圏管制システムに
よれば、第１の発明において、自機位置測定装置として
他の静止衛星によるＤＧＰＳ信号を利用することによ
り、位置精度を、ＧＰＳ信号だけを利用する第２の発明
よりも、更に大幅に改善することができる。このこと
は、成層圏無線システムが特に小さな位置誤差を要求さ
れるような場合に、そのシステムの実現のキーとなるも
のとして、この第３の発明が活用され、そのシステムを
実現し、又、実現した後はその高位置精度のゆえに、シ
ステムの有効性を強化し市場拡大に大きく貢献するであ
ろうと考えられる。
よれば、第１の発明において、自機位置測定装置として
他の静止衛星によるＤＧＰＳ信号を利用することによ
り、位置精度を、ＧＰＳ信号だけを利用する第２の発明
よりも、更に大幅に改善することができる。このこと
は、成層圏無線システムが特に小さな位置誤差を要求さ
れるような場合に、そのシステムの実現のキーとなるも
のとして、この第３の発明が活用され、そのシステムを
実現し、又、実現した後はその高位置精度のゆえに、シ
ステムの有効性を強化し市場拡大に大きく貢献するであ
ろうと考えられる。
【００３４】また、第４の発明の成層圏管制システムに
よれば、第１の発明において、管制に使用する当該通信
衛星によって、ＤＧＰＳ補正信号をも飛行船に伝送する
ものである。これは、第３の発明のような他の静止衛星
によるＤＧＰＳサービスがない場合に、自己のシステム
内でＤＧＰＳシステムを構築、利用することを可能とす
るものであり、特に小さな位置誤差の成層圏無線システ
ムを自己完結的に実現する手段となるものである。
よれば、第１の発明において、管制に使用する当該通信
衛星によって、ＤＧＰＳ補正信号をも飛行船に伝送する
ものである。これは、第３の発明のような他の静止衛星
によるＤＧＰＳサービスがない場合に、自己のシステム
内でＤＧＰＳシステムを構築、利用することを可能とす
るものであり、特に小さな位置誤差の成層圏無線システ
ムを自己完結的に実現する手段となるものである。
【図１】 本発明の実施の形態１の飛行船管制システム
の概要を示す図である。
の概要を示す図である。
【図２】 本発明の実施の形態１の飛行船管制システム
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図３】 本発明の実施の形態２の飛行船管制システム
の概要を示す図である。
の概要を示す図である。
【図４】 本発明の実施の形態２の飛行船管制システム
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図５】 本発明の実施の形態３の飛行船管制システム
の概要を示す図である。
の概要を示す図である。
【図６】 本発明の実施の形態３の飛行船管制システム
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図７】 本発明の実施の形態４の飛行船管制システム
の概要を示す図である。
の概要を示す図である。
【図８】 本発明の実施の形態４の飛行船管制システム
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図９】 従来の技術で構成した飛行船管制システムの
概略構成を示す図である。
概略構成を示す図である。
【図１０】 従来の飛行船管制システムにおける地域地
上局の距離測定、角度測定機能を説明した図である。
上局の距離測定、角度測定機能を説明した図である。
１ 地上管制局、２ 通信衛星、３ 飛行船、４ 自機
位置測定装置、５ 通信衛星追尾装置、６ 管制情報、
７ ＧＰＳ衛星、８ 他の静止衛星、１１ 管制装置、
１２ ＤＧＰＳ補正信号送信装置、２１ Ｌバンド中継
器（ＤＧＰＳ補正信号用）、４１ ＧＰＳ受信機、４２
ＤＧＰＳ受信機、６１ 自機位置データ、６２ テレ
メトリデータ、６３ コマンド、９１ 駆動制御装置、
９２ 無線機器、９３ 地上のユーザ局、９４ 他の静
止衛星からのＤＧＰＳ補正信号、９５ 地上管制局から
のＤＧＰＳ補正信号、９６ 通信衛星からのＤＧＰＳ補
正信号。
位置測定装置、５ 通信衛星追尾装置、６ 管制情報、
７ ＧＰＳ衛星、８ 他の静止衛星、１１ 管制装置、
１２ ＤＧＰＳ補正信号送信装置、２１ Ｌバンド中継
器（ＤＧＰＳ補正信号用）、４１ ＧＰＳ受信機、４２
ＤＧＰＳ受信機、６１ 自機位置データ、６２ テレ
メトリデータ、６３ コマンド、９１ 駆動制御装置、
９２ 無線機器、９３ 地上のユーザ局、９４ 他の静
止衛星からのＤＧＰＳ補正信号、９５ 地上管制局から
のＤＧＰＳ補正信号、９６ 通信衛星からのＤＧＰＳ補
正信号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J062 BB03 CC07 5K067 AA22 AA42 BB28 BB36 BB41 DD20 DD27 EE02 EE07 EE16 JJ56 5K072 AA19 BB17 BB18 BB22 BB27 CC31 DD02 DD04 DD13 DD15 DD19 EE11 FF19 FF20 GG11 GG14
Claims (4)
- 【請求項１】 成層圏に飛行して定点に静止する多数の
飛行船と地上管制局との間で情報を送受信し、地上の所
定地域に対して無線サービスを行う無線システムにおい
て、上記飛行船に設けられ、自機位置を測定する自機位
置測定装置と、静止衛星軌道に位置する通信衛星と、上
記地上管制局と上記複数の飛行船との間に、上記通信衛
星を経由して設定された衛星通信回線とを具備し、上記
飛行船からの自機位置情報を含む飛行船情報を上記通信
衛星を介して上記地上管制局へ、また上記地上管制局か
らの上記飛行船に対する管制情報を上記通信衛星を介し
て当該飛行船へ上記通信回線により伝送し、上記飛行船
を制御・管制する手段を有することを特徴とする無線シ
ステム。 - 【請求項２】 飛行船に自機位置測定装置として設けら
れたＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ
Ｓｙｓｔｅｍ，汎地球測位システム）受信装置と、ＧＰ
Ｓ信号を送信するＧＰＳ衛星とを具備し、上記ＧＰＳ衛
星からのＧＰＳ信号を上記ＧＰＳ受信装置により受信す
ることにより得られる各飛行船のＧＰＳ位置情報を当該
飛行船の自機位置情報として使用する手段を有すること
を特徴とする請求項１記載の無線システム。 - 【請求項３】 飛行船に自機位置測定装置として設けら
れたＤＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｌ Ｇｌｏｂａ
ｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ，差動汎地
球測位システム）受信装置と、ＧＰＳ信号を送信するＧ
ＰＳ衛星と、ＤＧＰＳ補正信号を送信する静止衛星とを
具備し、上記ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号と共に上記静
止衛星からのＤＧＰＳ補正信号を上記ＤＧＰＳ受信装置
により各飛行船で受信することによって得られるＤＧＰ
Ｓ位置情報を当該飛行船の自機位置情報として使用する
手段を有することを特徴とする請求項１記載の無線シス
テム。 - 【請求項４】 飛行船に自機位置測定装置として設けら
れたＤＧＰＳ受信装置と、ＧＰＳ信号を送信するＧＰＳ
衛星と、通信衛星に設けられたＤＧＰＳ補正信号用中継
器と、地上管制局に設けられたＤＧＰＳ補正信号送信装
置とを具備し、上記ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号と共
に、上記地上管制局のＤＧＰＳ補正信号送信装置からの
通信衛星のＤＧＰＳ補正信号用中継器を経由して送信さ
れてくるＤＧＰＳ補正信号を上記ＤＧＰＳ受信装置によ
り各飛行船で受信することによって得られるＤＧＰＳ位
置情報を当該飛行船の自機位置情報として使用する手段
を有することを特徴とする請求項１記載の無線システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10244680A JP2000078069A (ja) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | 無線システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10244680A JP2000078069A (ja) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | 無線システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000078069A true JP2000078069A (ja) | 2000-03-14 |
Family
ID=17122357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10244680A Pending JP2000078069A (ja) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | 無線システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000078069A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004125479A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Mitsubishi Electric Corp | 車両走行支援装置および車両走行支援サービスの提供方法 |
| WO2019003990A1 (ja) * | 2017-06-27 | 2019-01-03 | ソフトバンク株式会社 | 情報処理装置、プログラム、通信端末、及び通信システム |
| WO2020195122A1 (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | Ｈａｐｓモバイル株式会社 | 通信管理装置、通信管理システム、通信管理方法、および通信管理プログラム |
| WO2022168505A1 (ja) * | 2021-02-04 | 2022-08-11 | Ｈａｐｓモバイル株式会社 | システム、情報提供装置、プログラム、及び情報提供方法 |
-
1998
- 1998-08-31 JP JP10244680A patent/JP2000078069A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004125479A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Mitsubishi Electric Corp | 車両走行支援装置および車両走行支援サービスの提供方法 |
| WO2019003990A1 (ja) * | 2017-06-27 | 2019-01-03 | ソフトバンク株式会社 | 情報処理装置、プログラム、通信端末、及び通信システム |
| JP2019009675A (ja) * | 2017-06-27 | 2019-01-17 | ソフトバンク株式会社 | 情報処理装置、プログラム、通信端末、及び通信システム |
| WO2020195122A1 (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | Ｈａｐｓモバイル株式会社 | 通信管理装置、通信管理システム、通信管理方法、および通信管理プログラム |
| JP2020167485A (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-08 | Ｈａｐｓモバイル株式会社 | 通信管理装置、通信管理システム、通信管理方法、および通信管理プログラム |
| WO2022168505A1 (ja) * | 2021-02-04 | 2022-08-11 | Ｈａｐｓモバイル株式会社 | システム、情報提供装置、プログラム、及び情報提供方法 |
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