JP2017052306A - 人工衛星、及び人工衛星の衛星送出信号生成方法 - Google Patents
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Description
この内部時刻システムは、衛星内部発振器と、GPSレシーバと、GPSレシーバで受信した時刻情報を衛星内部発振器のクロック信号に同期させて内部機器に供給する同期手段(リタイミング回路)を含んでいる。この同期手段を含むことで、この内部時刻システムは、GPSレシーバで受信した時刻情報を、衛星内部発振器のクロック信号の生成分解能で、衛星内部の各要素に提供できる。
いくつか、具体的に問題を述べれば、特許文献1に記載された内部時刻システムは、GPSレシーバで受信した時刻情報を衛星内部発振器のクロック信号に同期させて内部機器に供給する。このため、GPSレシーバの受信精度と内部発振器の発振精度の低い方の刻む精度に依拠する。またGPSレシーバの出力時刻は、その時点のGPS時刻(真のGPSシステム時刻)に完全に同期しているとまでは云えない。
図1は、第1の実施形態の人工衛星1の内部構造を示すブロック図である。
図3は、第2の実施形態の人工衛星2を示すブロック図である。第1の実施形態と同様な部分の説明は簡略化する。
図4は、第3の実施形態の人工衛星3を示すブロック図である。第1の及び第2の実施形態と同様な部分の説明は簡略化する。本実施形態は、第2の実施形態をベースに差分を記載する。なお、第2の実施形態に変えて第1の実施形態をベースにした構成としてもよい。
図8は、一構成例に係る測位衛星を示すブロック図である。図8に示した測位衛星4は、第3の実施形態をベースに具現化した構成を有する。また、原振系機器、受信部、送信部を明示的に示している。また、各構成要素をより具現化している。
図9は、一構成例に係る観測衛星を示すブロック図である。図9に示した観測衛星5は、各実施形態の一部の構成と共に、GPS受信機80(測位信号受信部)とPRNコード生成器51’を具備した内部構造を有する。なお、観測機器に関連した構成要素は、説明を省略する。
[付記1]
内部時刻の計時に少なくとも利用されるクロック信号を生成する基準クロック生成手段と、
衛星内部時刻体系の任意エポックを 指定されたシフト量でシフトするエポックシフト手段と、衛星送出信号の複数のメッセージ信号の生成開始位置を エポック単位で指定された任意のエポックにそれぞれシフトして揃えるメッセージシフト手段と、を含む、衛星内部時刻体系の時を刻むタイミングを調整するタイミング調整手段と、
前記クロック生成手段から出力されるクロック信号に基づいて生成されるエポック信号に従って内部時刻を刻む計時手段と、
前記計時手段で刻む内部時刻を、衛星内部時刻体系と他の時刻体系との時刻のオフセット値を反映させた新たな内部時刻に較正する管理手段と、
前記管理手段で較正された内部時刻の時刻情報を少なくとも何れかに含む複数のメッセージ信号を、前記タイミング調整手段で調整したエポックを基準に揃ったタイミングで生成可能に設定する衛星信号生成手段と、
を具備することを特徴とする人工衛星。
前記タイミング調整手段は、指定された任意のエポックタイミングで循環的に永続して生成される1ないし複数の循環型符号列をリセットする循環型符号リセット手段を更に含むことを特徴とする上記付記記載の人工衛星。
前記タイミング調整手段は、前記循環型符号リセット手段で前記1ないし全部の循環型符号列をリセットするタイミングを定める/受ける際に、循環型符号列のリセット位置を循環型符号列の分解能で定めて/受け付けて、チップ単位のタイミングで前記1ないし全部のメッセージ信号の生成を開始するエポックに揃えて前記1ないし全部の循環型符号列を循環型符号生成手段に再生成させる
ことを特徴とする上記付記記載の人工衛星。
前記管理手段は、所定時間の間、前記基準クロック生成手段が前記クロック信号を刻む時間を伸長又は短縮することで、前記計時手段で内部時刻を刻むタイミングを前記他の時刻体系で時刻を刻むタイミングに揃えることを特徴とする上記付記記載に記載の人工衛星。
前記管理手段は、所定時間の間、前記基準クロック生成手段が前記クロック信号を刻む時間を伸長又は短縮することで、エポックシフト手段でシフトする衛星内部時刻体系の任意エポックを、前記他の時刻体系のエポックに揃えることを特徴とする上記付記記載に記載の人工衛星。
前記管理手段は、所定時間の間、前記基準クロック生成手段が前記クロック信号を刻む時間を伸長又は短縮することで、前記タイミング調整手段で前記循環型符号リセット手段が循環型符号生成手段に循環型符号列を再生成させるタイミングを前記他の時刻体系で循環型符号列が生成されるタイミングに揃えることを特徴とする上記付記記載に記載の人工衛星。
前記管理手段は、
前記タイミング調整手段で、前記他の時刻体系のエポック及び循環型符号列の生成開始位置に、自衛星の内部時刻のエポック及び循環型符号列の生成開始位置を揃えると同時的に、
循環型符号列の分解能以下の所定時間の間、前記基準クロック生成手段が前記クロック信号を刻む時間を伸長又は短縮することで、循環型符号列のチップ以下のオフセットを調整する
ことを特徴とする上記付記記載の人工衛星。
測位信号生成部を有する人工衛星で、
前記人工衛星は、
地上局から、
自衛星の現在の内部時刻と 同期させる衛星測位システムのシステム時刻とのオフセット値を受け付けると共に、
自衛星の現在のエポック位置と 前記衛星測位システムのエポック位置とから定まる自エポックの同期に要するシフト量、
エポック単位で指定された複数のメッセージ信号の揃え位置、
PRNコードの分解能で指定されたPRNコードのリセット位置、
PRNコードの分解能以下でクロック信号の一部をシフトさせるオフセット操作、
をそれぞれ受け付けて、
クロック生成部で生成されるクロック信号をオフセット操作で調整すると共に、巡回するエポック周期と、巡回する各メッセージ周期と、循環する全部のPRNコードの開始位置とを調整して、前記システム時刻に同期し、
自衛星内の内部時刻を前記時刻のオフセット量を反映させた新たな内部時刻に較正し、
前記較正された新たな内部時刻に基づいた時刻情報を含む航法信号群を生成する
ことを特徴とする人工衛星。
測位信号受信部とPRNコード生成部を有する人工衛星で、
前記人工衛星は、
前記測位信号受信部から、同期させる衛星測位システムのシステム時刻とクロック信号を受け付け、
自衛星内の内部時刻を前記システム時刻に設定すると共に、自衛星の現在の内部時刻のエポック位置と 前記衛星測位システムのエポック位置とから定まる自エポックの同期に要するシフト量、前記衛星測位システムのエポック位置から始めるためのPRNコードのリセット位置、を定め、
巡回する内部時刻のエポック周期と、循環する全部のPRNコードの開始位置とを調整して、前記システム時刻に内部時刻のエポックを同期させると共に、 前記PRNコード生成部からPRNコードの分解能を有する時刻パルスを、衛星送出信号に含ませる時刻情報のカウントに使用する
ことを特徴とする人工衛星。
内部時刻の時刻情報を含む複数のメッセージ信号を生成する衛星信号生成回路を具備する人工衛星に用いられ、
人工衛星内のプロセッサを、
人工衛星内の内部時刻の計時に少なくとも利用されるクロック信号を生成する基準クロック生成回路から出力されるクロック信号に基づいて生成されるエポック信号に従って内部時刻を刻む計時回路で刻む内部時刻を、衛星内部時刻体系と他の時刻体系との時刻のオフセット値を反映させた新たな内部時刻に較正すると共に、
衛星内部時刻体系の任意エポックを 指定されたシフト量でシフトするエポックシフト回路と、衛星送出信号の複数のメッセージ信号の生成開始位置を エポック単位で指定された任意のエポックにそれぞれシフトして揃えるメッセージシフト回路と、を含む、衛星内部時刻体系の時を刻むタイミングを調整可能なタイミング調整回路に、テレメトリで指定されたシフト量で衛星内部時刻体系の任意エポックをシフトさせる指示と、テレメトリでエポック単位で指定された衛星送出信号の複数のメッセージ信号の生成開始位置を 指定された任意のエポックにそれぞれシフトして揃えさせる指示とを通知する、
管理部として動作させる、
プログラム。
人工衛星で、
衛星外から、衛星内部時刻体系のエポックのシフト量と、衛星内部時刻体系の他の時刻体系との時刻のオフセット値と、エポック単位で定めた複数のメッセージ信号の揃え位置と、を含むテレコマンドでそれぞれ受け付けて、
クロック生成部で生成されるクロック信号に基づいて巡回する衛星内のエポック周期と各メッセージ周期とを、前記エポックのシフト量と前記メッセージ信号の揃え位置に基づいてそれぞれ調整し、
調整したエポックを示す衛星内の内部時刻を、前記時刻のオフセット量を反映させた新たな内部時刻に較正し、
較正された新たな内部時刻に基づいた時刻情報を用いた衛星送出信号を調整したエポック及びメッセージ開始位置を基準に生成する
ことを特徴とする人工衛星の衛星送出信号生成方法。
衛星内のエポック周期と各メッセージ周期とをそれぞれ調整すると共に、
指定された任意のエポックタイミングで循環的に永続して生成される1ないし複数の循環型符号列をリセットする
ことを特徴とする上記付記記載の人工衛星の衛星送出信号生成方法。
前記1ないし全部の循環型符号列をリセットするタイミングを定める/受ける際に、循環型符号列のリセット位置を循環型符号列の分解能で定めて/受け付けて、チップ単位のタイミングで前記1ないし全部のメッセージ信号の生成を開始するエポックに揃えて前記1ないし全部の循環型符号列を生成することを特徴とする上記付記記載の人工衛星の衛星送出信号生成方法。
所定時間の間、刻む時間を伸長又は短縮することで、内部時刻を刻むタイミングを前記他の時刻体系で時刻を刻むタイミングに揃えることを特徴とする上記付記記載に記載の人工衛星の衛星送出信号生成方法。
所定時間の間、刻む時間を伸長又は短縮することで、衛星内部時刻体系の任意エポックを、前記他の時刻体系のエポックに揃えることを特徴とする上記付記記載に記載の人工衛星の衛星送出信号生成方法。
所定時間の間、刻む時間を伸長又は短縮することで、循環型符号列を生成させるタイミングを前記他の時刻体系で循環型符号列が生成されるタイミングに揃えることを特徴とする上記付記記載に記載の人工衛星の衛星送出信号生成方法。
前記他の時刻体系のエポック及び循環型符号列の生成開始位置に、自衛星の内部時刻のエポック及び循環型符号列の生成開始位置を揃えると同時的に、
循環型符号列の分解能以下の所定時間の間、刻む時間を伸長又は短縮することで、循環型符号列のチップ以下のオフセットを調整する
ことを特徴とする上記付記記載の人工衛星の衛星送出信号生成方法。
測位信号生成部を有する人工衛星で、
前記人工衛星は、
地上局から、
自衛星の現在の内部時刻と 同期させる衛星測位システムのシステム時刻とのオフセット値を受け付けると共に、
自衛星の現在のエポック位置と 前記衛星測位システムのエポック位置とから定まる自エポックの同期に要するシフト量、
エポック単位で指定された複数のメッセージ信号の揃え位置、
PRNコードの分解能で指定されたPRNコードのリセット位置、
PRNコードの分解能以下でクロック信号の一部をシフトさせるオフセット操作、
をそれぞれ受け付けて、
クロック生成部で生成されるクロック信号をオフセット操作で調整すると共に、巡回するエポック周期と、巡回する各メッセージ周期と、循環する全部のPRNコードの開始位置とを調整して、前記システム時刻に同期し、
自衛星内の内部時刻を前記時刻のオフセット量を反映させた新たな内部時刻に較正し、
前記較正された新たな内部時刻に基づいた時刻情報を含む航法信号群を生成する
ことを特徴とする人工衛星の衛星送出信号生成方法。
測位信号受信部とPRNコード生成部を有する人工衛星で、
前記人工衛星は、
前記測位信号受信部から、同期させる衛星測位システムのシステム時刻とクロック信号を受け付け、
自衛星内の内部時刻を前記システム時刻に設定すると共に、自衛星の現在の内部時刻のエポック位置と 前記衛星測位システムのエポック位置とから定まる自エポックの同期に要するシフト量、前記衛星測位システムのエポック位置から始めるためのPRNコードのリセット位置、を定め、
巡回する内部時刻のエポック周期と、循環する全部のPRNコードの開始位置とを調整して、前記システム時刻に内部時刻のエポックを同期させると共に、前記PRNコード生成部からPRNコードの分解能を有する時刻パルスを、衛星送出信号に含ませる時刻情報のカウントに使用する
ことを特徴とする人工衛星の衛星送出信号生成方法。
4 測位衛星
5 観測衛星
10,10’,10’’基準クロック生成部
11 原子時計
12 タイムキーピング回路
13 シンセサイザ
14 クロックリタイミング回路
20,20’,20’’タイミング調整部
21 エポックシフト部
22 メッセージシフト部
23 循環型符号リセット部
23’ PRNコードリセット部
24 移相計測部
30 計時部
40,40’管理部(コントローラ)
40’’ プロセッサ
50 衛星信号生成部
50’ 測位信号生成部
50’’ 観測信号生成部
51 循環型符号生成器
51’ PRNコード生成器
60 受信部
70 送信部
80 GPS受信機(測位信号受信部)
Claims (10)
- 内部時刻の計時に少なくとも利用されるクロック信号を生成する基準クロック生成手段と、
衛星内部時刻体系の任意エポックを 指定されたシフト量でシフトするエポックシフト手段と、衛星送出信号の複数のメッセージ信号の生成開始位置を エポック単位で指定された任意のエポックにそれぞれシフトして揃えるメッセージシフト手段と、を含む、衛星内部時刻体系の時を刻むタイミングを調整するタイミング調整手段と、
前記クロック生成手段から出力されるクロック信号に基づいて生成されるエポック信号に従って内部時刻を刻む計時手段と、
前記計時手段で刻む内部時刻を、衛星内部時刻体系と他の時刻体系との時刻のオフセット値を反映させた新たな内部時刻に較正する管理手段と、
前記管理手段で較正された内部時刻の時刻情報を少なくとも何れかに含む複数のメッセージ信号を、前記タイミング調整手段で調整したエポックを基準に揃ったタイミングで生成可能に設定する衛星信号生成手段と、
を具備することを特徴とする人工衛星。 - 前記タイミング調整手段は、指定された任意のエポックタイミングで循環的に永続して生成される1ないし複数の循環型符号列をリセットする循環型符号リセット手段を更に含むことを特徴とする請求項1記載の人工衛星。
- 前記タイミング調整手段は、前記循環型符号リセット手段で前記1ないし全部の循環型符号列をリセットするタイミングを定める/受ける際に、循環型符号列のリセット位置を循環型符号列の分解能で定めて/受け付けて、チップ単位のタイミングで前記1ないし全部のメッセージ信号の生成を開始するエポックに揃えて前記1ないし全部の循環型符号列を循環型符号生成手段に再生成させる
ことを特徴とする請求項2記載の人工衛星。 - 前記管理手段は、所定時間の間、前記基準クロック生成手段が前記クロック信号を刻む時間を伸長又は短縮することで、前記計時手段で内部時刻を刻むタイミングを前記他の時刻体系で時刻を刻むタイミングに揃えることを特徴とする請求項1ないし3の何れか一項に記載に記載の人工衛星。
- 前記管理手段は、所定時間の間、前記基準クロック生成手段が前記クロック信号を刻む時間を伸長又は短縮することで、エポックシフト手段でシフトする衛星内部時刻体系の任意エポックを、前記他の時刻体系のエポックに揃えることを特徴とする請求項1ないし3の何れか一項に記載に記載の人工衛星。
- 前記管理手段は、所定時間の間、前記基準クロック生成手段が前記クロック信号を刻む時間を伸長又は短縮することで、前記タイミング調整手段で前記循環型符号リセット手段が循環型符号生成手段に循環型符号列を再生成させるタイミングを前記他の時刻体系で循環型符号列が生成されるタイミングに揃えることを特徴とする請求項1ないし3の何れか一項に記載に記載の人工衛星。
- 前記管理手段は、
前記タイミング調整手段で、前記他の時刻体系のエポック及び循環型符号列の生成開始位置に、自衛星の内部時刻のエポック及び循環型符号列の生成開始位置を揃えると同時的に、
循環型符号列の分解能以下の所定時間の間、前記基準クロック生成手段が前記クロック信号を刻む時間を伸長又は短縮することで、循環型符号列のチップ以下のオフセットを調整する
ことを特徴とする請求項1ないし6の何れか一項に記載の人工衛星。 - 測位信号生成部を有する人工衛星で、
前記人工衛星は、
地上局から、
自衛星の現在の内部時刻と 同期させる衛星測位システムのシステム時刻とのオフセット値を受け付けると共に、
自衛星の現在のエポック位置と 前記衛星測位システムのエポック位置とから定まる自エポックの同期に要するシフト量、
エポック単位で指定された複数のメッセージ信号の揃え位置、
PRNコードの分解能で指定されたPRNコードのリセット位置、
PRNコードの分解能以下でクロック信号の一部をシフトさせるオフセット操作、
をそれぞれ受け付けて、
クロック生成部で生成されるクロック信号をオフセット操作で調整すると共に、巡回するエポック周期と、巡回する各メッセージ周期と、循環する全部のPRNコードの開始位置とを調整して、前記システム時刻に同期し、
自衛星内の内部時刻を前記時刻のオフセット量を反映させた新たな内部時刻に較正し、
前記較正された新たな内部時刻に基づいた時刻情報を含む航法信号群を生成する
ことを特徴とする人工衛星。 - 測位信号受信部とPRNコード生成部を有する人工衛星で、
前記人工衛星は、
前記測位信号受信部から、同期させる衛星測位システムのシステム時刻とクロック信号を受け付け、
自衛星内の内部時刻を前記システム時刻に設定すると共に、自衛星の現在の内部時刻のエポック位置と 前記衛星測位システムのエポック位置とから定まる自エポックの同期に要するシフト量、前記衛星測位システムのエポック位置から始めるためのPRNコードのリセット位置、を定め、
巡回する内部時刻のエポック周期と、循環する全部のPRNコードの開始位置とを調整して、前記システム時刻に内部時刻のエポックを同期させると共に、前記PRNコード生成部からPRNコードの分解能を有する時刻パルスを、衛星送出信号に含ませる時刻情報のカウントに使用する
ことを特徴とする人工衛星。 - 人工衛星で、
衛星外から、衛星内部時刻体系のエポックのシフト量と、衛星内部時刻体系の他の時刻体系との時刻のオフセット値と、エポック単位で定めた複数のメッセージ信号の揃え位置と、を含むテレコマンドでそれぞれ受け付けて、
クロック生成部で生成されるクロック信号に基づいて巡回する衛星内のエポック周期と各メッセージ周期とを、前記エポックのシフト量と前記メッセージ信号の揃え位置に基づいてそれぞれ調整し、
調整したエポックを示す衛星内の内部時刻を、前記時刻のオフセット量を反映させた新たな内部時刻に較正し、
較正された新たな内部時刻に基づいた時刻情報を用いた衛星送出信号を調整したエポック及びメッセージ開始位置を基準に生成する
ことを特徴とする人工衛星の衛星送出信号生成方法。
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