JP2989955B2 - 宇宙測位システム - Google Patents
宇宙測位システムInfo
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- JP2989955B2 JP2989955B2 JP4069715A JP6971592A JP2989955B2 JP 2989955 B2 JP2989955 B2 JP 2989955B2 JP 4069715 A JP4069715 A JP 4069715A JP 6971592 A JP6971592 A JP 6971592A JP 2989955 B2 JP2989955 B2 JP 2989955B2
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- satellite
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、地表面ユーザや宇宙機
ユーザの測位を人工衛星を利用して行う宇宙測位システ
ムに関する。
ユーザの測位を人工衛星を利用して行う宇宙測位システ
ムに関する。
【０００２】
【従来の技術】宇宙測位システムは、人工衛星を利用し
て、地表面ユーザの位置や速度を決定すること、また、
地球近傍の軌道上の宇宙機ユーザの位置や速度、軌道パ
ラメータを決定し、ランデブードッキング等の宇宙機管
制をサポート等することを目的とした測位システムであ
り、その測位方式は、原理的には、３つの測位衛星から
の距離を各々測定し、その等距離曲面の交点を測位点と
するものである。
て、地表面ユーザの位置や速度を決定すること、また、
地球近傍の軌道上の宇宙機ユーザの位置や速度、軌道パ
ラメータを決定し、ランデブードッキング等の宇宙機管
制をサポート等することを目的とした測位システムであ
り、その測位方式は、原理的には、３つの測位衛星から
の距離を各々測定し、その等距離曲面の交点を測位点と
するものである。
【０００３】この種の宇宙測位システムとしては、従
来、米国防総省が開発を進めているＧＰＳ(Gloval Posi
tioning System）が知られている。このＧＰＳは、１９
９５年に打ち上げ完了予定であるが、高度２０１８７k
m、軌道傾斜角５５度の６つの異なるほぼ完全な円軌道
上に、周期１１時間５７分５７．９６秒の地球周回衛星
を３個ずつの計１８個の衛星（予備衛星を含めると２８
個）を配置した全世界規模の測位システムであり、地表
面ユーザにも利用価値の高いシステムである。
来、米国防総省が開発を進めているＧＰＳ(Gloval Posi
tioning System）が知られている。このＧＰＳは、１９
９５年に打ち上げ完了予定であるが、高度２０１８７k
m、軌道傾斜角５５度の６つの異なるほぼ完全な円軌道
上に、周期１１時間５７分５７．９６秒の地球周回衛星
を３個ずつの計１８個の衛星（予備衛星を含めると２８
個）を配置した全世界規模の測位システムであり、地表
面ユーザにも利用価値の高いシステムである。
【０００４】即ち、地球上の何処ででも常時４個以上の
衛星が視界内に在るように配置され、且つ、測位に必要
な時刻補正データや軌道予測データなどは衛星からの航
法信号に含まれるので、地表面ユーザは、この信号を解
読することによって短い時間で測位と測距ができる。こ
のＧＰＳの３次元測位精度は約１００ｍといわれてい
る。なお、ＧＰＳの利用範囲は、ミサイル、航空機、潜
水艦、船舶、地上車両等あらゆる分野の地表面ユーザに
亙っている。
衛星が視界内に在るように配置され、且つ、測位に必要
な時刻補正データや軌道予測データなどは衛星からの航
法信号に含まれるので、地表面ユーザは、この信号を解
読することによって短い時間で測位と測距ができる。こ
のＧＰＳの３次元測位精度は約１００ｍといわれてい
る。なお、ＧＰＳの利用範囲は、ミサイル、航空機、潜
水艦、船舶、地上車両等あらゆる分野の地表面ユーザに
亙っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の宇宙測
位システムは、全世界を対象としたものであるので、測
位サービス範囲を限定した場合でもこのシステムでは衛
星は最低でも１８個（予備衛星を含めると２８個）必要
であり、相当な費用を要するという問題がある。
位システムは、全世界を対象としたものであるので、測
位サービス範囲を限定した場合でもこのシステムでは衛
星は最低でも１８個（予備衛星を含めると２８個）必要
であり、相当な費用を要するという問題がある。
【０００６】本発明の目的は、測位衛星数を少なくし費
用の低減が図れる宇宙測位システムを提供することにあ
る。
用の低減が図れる宇宙測位システムを提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の宇宙測位システムは次の如き構成を有す
る。即ち、本発明の宇宙測位システムは、地表面の限定
された測位サービス領域の視野内に常時存在する２個の
静止衛星と； 昇交点経度が異なり、且つ、前記測位サ
ービス領域の視野内に所定の位相差で出入りする２個の
同期衛星と； 地球上に配置され測位のための距離計測
機能及び通信機能を備える制御局と； を備え、それぞ
れ１個の静止衛星及び同期衛星を対象とする地表面ユー
ザの一方的受信における受信所要時間の計測に基づく２
次元測位と、２個の静止衛星と１個の同期衛星とを対象
とする宇宙機ユーザの交信所要時間の計測に基づく３次
元測位とを確保可能とすることを特徴とするものであ
る。
に、本発明の宇宙測位システムは次の如き構成を有す
る。即ち、本発明の宇宙測位システムは、地表面の限定
された測位サービス領域の視野内に常時存在する２個の
静止衛星と； 昇交点経度が異なり、且つ、前記測位サ
ービス領域の視野内に所定の位相差で出入りする２個の
同期衛星と； 地球上に配置され測位のための距離計測
機能及び通信機能を備える制御局と； を備え、それぞ
れ１個の静止衛星及び同期衛星を対象とする地表面ユー
ザの一方的受信における受信所要時間の計測に基づく２
次元測位と、２個の静止衛星と１個の同期衛星とを対象
とする宇宙機ユーザの交信所要時間の計測に基づく３次
元測位とを確保可能とすることを特徴とするものであ
る。
【０００８】
【作用】次に、前記の如く構成される本発明の宇宙測位
システムの作用を説明する。本発明では、測位サービス
領域を限定し、その測位サービス領域の視野内に常時２
個の静止衛星が存在するようにすると共に、昇交点経度
の異なる２個の同期衛星が測位サービス領域の視野内に
所定の位相差で出入りするようにし、静止衛星と測位精
度が良好である１個の同期衛星とを利用して、地表面ユ
ーザと宇宙機ユーザとの測位を行う。
システムの作用を説明する。本発明では、測位サービス
領域を限定し、その測位サービス領域の視野内に常時２
個の静止衛星が存在するようにすると共に、昇交点経度
の異なる２個の同期衛星が測位サービス領域の視野内に
所定の位相差で出入りするようにし、静止衛星と測位精
度が良好である１個の同期衛星とを利用して、地表面ユ
ーザと宇宙機ユーザとの測位を行う。
【０００９】斯くして、本発明によれば、測位衛星数は
４個と少ないので、費用の低減が図れる。また、２個の
同期衛星は、測位精度が良好である方を選択使用するの
で、測位精度を常に良好に維持できる。
４個と少ないので、費用の低減が図れる。また、２個の
同期衛星は、測位精度が良好である方を選択使用するの
で、測位精度を常に良好に維持できる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明の一実施例に係る宇宙測位システ
ムを示す。図１において、この宇宙測位システムは、制
御局たる主局Ａ及び従局Ｂからなるコントロールセグメ
ントと、２個の静止衛星（Ｃ、Ｄ）及び２個の同期衛星
（Ｅ、Ｆ）からなるスペースセグメントと、利用局（ユ
ーザ局Ｇ）からなるユーザセグメントとで構成される。
する。図１は、本発明の一実施例に係る宇宙測位システ
ムを示す。図１において、この宇宙測位システムは、制
御局たる主局Ａ及び従局Ｂからなるコントロールセグメ
ントと、２個の静止衛星（Ｃ、Ｄ）及び２個の同期衛星
（Ｅ、Ｆ）からなるスペースセグメントと、利用局（ユ
ーザ局Ｇ）からなるユーザセグメントとで構成される。
【００１１】制御局は、地球上に設定した所定サービス
領域内に配置され、測位信号を衛星に向けて送信する等
を行うが、本実施例では、同一機能（測位機能と通信機
能）を有する２個の制御局（主局Ａ及び従局Ｂ）を地理
的に離隔して配置し、何れか一方が測位サービスを行
う。図示例では、主局Ａにユーザ管理局が接続されると
し、従局Ｂでは図示省略してある。
領域内に配置され、測位信号を衛星に向けて送信する等
を行うが、本実施例では、同一機能（測位機能と通信機
能）を有する２個の制御局（主局Ａ及び従局Ｂ）を地理
的に離隔して配置し、何れか一方が測位サービスを行
う。図示例では、主局Ａにユーザ管理局が接続されると
し、従局Ｂでは図示省略してある。
【００１２】ユーザ局Ｇは、図示例では航空機になって
いる。
いる。
【００１３】ここに、本実施例での測位サービス範囲
は、東経４０°〜同２４０°、北緯２０°〜同６０°、
高度０〜５００kmとしてある。従って、スペースセグメ
ントの軌道は表１のように設定される。
は、東経４０°〜同２４０°、北緯２０°〜同６０°、
高度０〜５００kmとしてある。従って、スペースセグメ
ントの軌道は表１のように設定される。
【００１４】
【表１】
【００１５】即ち、２個の静止衛星は、前記測位サービ
ス領域の視野内に常時存在するように、一方は東経９０
°に、他方は東経１９０°（西経１７０°）にそれぞれ
設定される。
ス領域の視野内に常時存在するように、一方は東経９０
°に、他方は東経１９０°（西経１７０°）にそれぞれ
設定される。
【００１６】また、２個の同期衛星は、その軌道傾斜角
は地球ポテンシャルのＪ２項による近地点の摂動が０に
なるようにしている。また、離心率は、測位サービス領
域での滞留時間を長くし、且つ、ユーザ測位端末のダイ
ナミックレンジを考慮した値に選んである。そして、２
個の同期衛星の配置は、測位サービス時間、測位サービ
ス領域を共に考慮し、２個の静止衛星の位置（東経９０
°及び東経１９０°）に合わせて決めるが、同期衛星の
近地点通過時刻の位相差は９時間となるように調整して
ある。これにより、常に良好な測位精度を維持できる。
は地球ポテンシャルのＪ２項による近地点の摂動が０に
なるようにしている。また、離心率は、測位サービス領
域での滞留時間を長くし、且つ、ユーザ測位端末のダイ
ナミックレンジを考慮した値に選んである。そして、２
個の同期衛星の配置は、測位サービス時間、測位サービ
ス領域を共に考慮し、２個の静止衛星の位置（東経９０
°及び東経１９０°）に合わせて決めるが、同期衛星の
近地点通過時刻の位相差は９時間となるように調整して
ある。これにより、常に良好な測位精度を維持できる。
【００１７】地表面ユーザを対象とした２次元測位で
は、静止衛星１個と同期衛星１個を用いた１ＷＡＹ測位
サービス方式を採る。但し、同期衛星は、測位精度の良
好な方を選択使用する。ここに、１ＷＡＹ測位サービス
方式とは、ユーザ局は、一方的に受信のみを行い、ユー
ザ局の時計を基準に各測位衛星からの遅延時間を計測
し、ユーザ局において測位処理を行う方式である。
は、静止衛星１個と同期衛星１個を用いた１ＷＡＹ測位
サービス方式を採る。但し、同期衛星は、測位精度の良
好な方を選択使用する。ここに、１ＷＡＹ測位サービス
方式とは、ユーザ局は、一方的に受信のみを行い、ユー
ザ局の時計を基準に各測位衛星からの遅延時間を計測
し、ユーザ局において測位処理を行う方式である。
【００１８】また、宇宙機ユーザを対象とした３次元測
位では、静止衛星２個と同期衛星１個を用いた２ＷＡＹ
測位サービス方式を採る。但し、同期衛星は、前述した
のと同様に測位精度の良好な方を選択使用する。ここ
に、２ＷＡＹ測位サービス方式とは、ユーザ局は制御局
との通信手段を有し、制御局が自己の時計を基準に測位
衛星を介して中継されるユーザ局との間の往復遅延時間
を計測して測位衛星からの距離計測をし、制御局にて測
位処理を行う方式である。
位では、静止衛星２個と同期衛星１個を用いた２ＷＡＹ
測位サービス方式を採る。但し、同期衛星は、前述した
のと同様に測位精度の良好な方を選択使用する。ここ
に、２ＷＡＹ測位サービス方式とは、ユーザ局は制御局
との通信手段を有し、制御局が自己の時計を基準に測位
衛星を介して中継されるユーザ局との間の往復遅延時間
を計測して測位衛星からの距離計測をし、制御局にて測
位処理を行う方式である。
【００１９】ここに、測位誤差は、測距回線における誤
差と、測位衛星とユーザ局との幾何学的配置に依存する
位置推定精度とから決まる。測距回線における誤差に
は、熱雑音、電離層遅延、エフェメリス誤差等がある
が、この測距回線における誤差は、本発明では、１ＷＡ
Ｙ測距計測時１６ｍ、２ＷＡＹ測距計測時８ｍとしてい
る。また、測位衛星とユーザ局との幾何学的配置に依存
する位置推定精度は、測位衛星及びユーザ局の位置によ
って決まるもので、位置推定誤差指標に表れる。測位誤
差は、この測距回線における誤差と位置推定誤差指標と
を掛け合わせたものであり、本発明では、この測位誤差
は、常に１００ｍ以下である。
差と、測位衛星とユーザ局との幾何学的配置に依存する
位置推定精度とから決まる。測距回線における誤差に
は、熱雑音、電離層遅延、エフェメリス誤差等がある
が、この測距回線における誤差は、本発明では、１ＷＡ
Ｙ測距計測時１６ｍ、２ＷＡＹ測距計測時８ｍとしてい
る。また、測位衛星とユーザ局との幾何学的配置に依存
する位置推定精度は、測位衛星及びユーザ局の位置によ
って決まるもので、位置推定誤差指標に表れる。測位誤
差は、この測距回線における誤差と位置推定誤差指標と
を掛け合わせたものであり、本発明では、この測位誤差
は、常に１００ｍ以下である。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の宇宙測位
システムによれば、測位サービス領域を限定し、その測
位サービス領域の視野内に常時２個の静止衛星が存在す
るようにすると共に、昇交点経度の異なる２個の同期衛
星が測位サービス領域の視野内に所定の位相差で出入り
するようにし、地表面ユーザと宇宙機ユーザの測位を行
うようにしたので、測位衛星数は４個と少なく、費用の
低減が図れる効果がある。また、２個の同期衛星は、測
位精度が良好である方を選択使用するので、測位精度を
常に良好に維持できる効果もある。
システムによれば、測位サービス領域を限定し、その測
位サービス領域の視野内に常時２個の静止衛星が存在す
るようにすると共に、昇交点経度の異なる２個の同期衛
星が測位サービス領域の視野内に所定の位相差で出入り
するようにし、地表面ユーザと宇宙機ユーザの測位を行
うようにしたので、測位衛星数は４個と少なく、費用の
低減が図れる効果がある。また、２個の同期衛星は、測
位精度が良好である方を選択使用するので、測位精度を
常に良好に維持できる効果もある。
【図１】本発明の一実施例に係る宇宙測位システムの構
成ブロック図である。
成ブロック図である。
Ａ 制御局 Ｂ 制御局 Ｃ 静止衛星 Ｄ 静止衛星 Ｅ 同期衛星 Ｆ 同期衛星 Ｇ ユーザ局
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−176966（ＪＰ，Ａ) 今井良一 他、「宇宙測位システムの 研究」、1991年電子情報通信学会秋季大 会講演論文集 分冊２、（社）電子情報 通信学会、平成３年８月15日発行、Ｂ− 106頁 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 5/00 - 5/14 G01C 21/00 - 21/24
Claims (1)
- 【請求項１】 地表面の限定された測位サービス領域の
視野内に常時存在する２個の静止衛星と； 昇交点経度
が異なり、且つ、前記測位サービス領域の視野内に所定
の位相差で出入りする２個の同期衛星と； 地球上に配
置され測位のための距離計測機能及び通信機能を備える
制御局と； を備え、それぞれ１個の静止衛星及び同期
衛星を対象とする地表面ユーザの一方的受信における受
信所要時間の計測に基づく２次元測位と、２個の静止衛
星と１個の同期衛星とを対象とする宇宙機ユーザの交信
所要時間の計測に基づく３次元測位とを確保可能とした
ことを特徴とする宇宙測位システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4069715A JP2989955B2 (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 宇宙測位システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4069715A JP2989955B2 (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 宇宙測位システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05231872A JPH05231872A (ja) | 1993-09-07 |
| JP2989955B2 true JP2989955B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=13410810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4069715A Expired - Fee Related JP2989955B2 (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 宇宙測位システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2989955B2 (ja) |
-
1992
- 1992-02-19 JP JP4069715A patent/JP2989955B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 今井良一 他、「宇宙測位システムの研究」、１９９１年電子情報通信学会秋季大会講演論文集 分冊２、（社）電子情報通信学会、平成３年８月１５日発行、Ｂ−１０６頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05231872A (ja) | 1993-09-07 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |