JP3477115B2 - 衛星を介して放送を行う方法、衛星放送システム、衛星放送基地局および衛星放送端末 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は通信システム、及び
このシステムにおける通信用送受信装置、並びに通信端
末に係わり、特に衛星通信，衛星放送，衛星移動体通信
等の通信放送分野と、当該人工衛星が周回する天体に関
する観測との分野で利用出来る人工衛星、その軌道、及
びその軌道配置アルゴリズム、並びに当該人工衛星を適
用した通信放送システムに好適な通信システム、及びこ
のシステムにおける衛星通信用送受信装置、並びに通信
端末に関する。

【０００２】

【従来の技術】（ａ）人工衛星の軌道要素（近地点引
数）の設定に関する従来の技術 人工衛星が地球を中心に周回する場合、その軌道は地球
の重力場の不均一性，月・太陽などの引力，大気抵抗、
及び太陽輻射圧の影響を受けて常に変動している。その
観点からすると、地球を中心に周回する人工衛星の軌道
として円軌道は存在せず、多少の離心率を有した広義の
楕円軌道になっている。

【０００３】従って、本明細書では「楕円軌道」につい
て、「当該人工衛星がその目的を達成するために投入さ
れる軌道の軌道要素の設定工程において、離心率が零と
なることを意図しておらず、離心率が零より大きく１よ
り小さい軌道」と定義する。従来、楕円軌道を用いた人
工衛星として実用化されている例として、ロシアが旧ソ
ビエト連邦時代から使用しているモルニア衛星（軌道周
期約１２時間）がある。また、楕円軌道を用いた人工衛
星として、ヨーロッパではアルキメデス（軌道周期約８
時間）という通信衛星が提案されている。さらに実用化
はされていないが、軌道周期約２４時間のツンドラ軌道
が提案されている。これらに共通するのは、それらの軌
道傾斜角がすべて約６３.４ 度であるという点である。

【０００４】一般に人工衛星が周回する軌道の近地点
は、地球の重力場の不均一性（地球形状の扁平性など）
の影響により軌道面内で回転してしまうが、軌道傾斜角
を約６３.４ 度に設定すると、近地点引数の時間変化率
を求める数式において乗算の一項が零になり時間変化率
が零になるため、この回転が止まるとされていることに
よるものと考えられる。

【０００５】（ｂ）複数の人工衛星の軌道配置方法に関
する従来の技術 従来、楕円軌道を周回する複数の人工衛星を用いた通信
システムが実用化されたり、研究されてきたりしてい
る。しかしながら、前述のモルニア衛星，アルキメデス
などについても複数の人工衛星を配置することは述べら
れているが、具体的な軌道の配置方法については述べら
れていない。

【０００６】現在、複数の人工衛星を用いた通信システ
ムが提案されているが、軌道は一方法に関する具体的な
手法の開示は無く、具体的な軌道配置手法が求められて
いた。

【０００７】これに対して特開平11−34996 号公報では
「天頂方向での滞在時間が長い軌道の人工衛星とその軌
道制御方法及びそれを用いた通信システム」が提案され
ている。

【０００８】（ｃ）移動体通信及び移動体への放送に関
する従来の技術 従来、自動車等の移動体においてテレビ放送を受信しよ
うとすると、テレビ局の放送設備から離れた地域では映
りが悪くなること、テレビ局の放送設備から近い場所で
も画像のちらつきがあること、移動すると受信出来るチ
ャンネルが変わってしまうこと、等の問題点が有った。
また静止軌道上の通信放送衛星からのテレビ放送を移動
体上で受信しても、ビルなどの人工建造物，並木や自然
地形により電波が遮られることが多く、快適にテレビ放
送を移動体上で楽しむことが出来なかった。

【０００９】また救急車などの移動体から画像などの大
量のデータ伝送を行ったりすることも、既存の地上の通
信インフラ及び通信衛星によっては実現されていない。

【００１０】前記の問題などに対処すべく、自動車など
の移動体に対する大量のデータ伝送のための、人工衛星
の軌道要素の設定方法については、特開平11−34996 号
公報において提案されており、またその人工衛星の軌道
要素についても提案がなされている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以下に公知の例に基づ
いて、上述の（ａ),（ｂ),（ｃ）の各項目に対応して具
体的に従来の技術と問題点を述べる。

【００１２】（ａ）人工衛星の軌道要素（近地点引数）
の設定に関する課題と本発明の目的 前述のモルニア衛星，アルキメデス、及びツンドラ軌道
は、すべてその軌道傾斜角が約６３.４ 度と固定されて
いる。これは近地点の軌道面内での回転を抑制すること
が主目的と考えられる。一方、上記人工衛星を利用する
地域がヨーロッパやロシアなどの高緯度地域であること
により、約６３.４ 度と大きい軌道傾斜角を利用するた
めのメリットも有る。

【００１３】日本の位置を考えた場合、最北端の択捉島
が北緯約４５度、最南端の沖の鳥島が北緯約２０度と、
中緯度から低緯度に国土が分布している。このため上記
の軌道傾斜角６３.４ 度を用いると、十分に軌道の高さ
が高くないと日本の国土からは利用しにくい人工衛星シ
ステムになってしまう。従って日本国土の位置に合わせ
た人工衛星の軌道を考えると、その軌道傾斜角は約６
３.４ 度以外の数値を採用せざるを得ず、よって軌道の
近地点は回転を生じることとなる。

【００１４】近地点の回転を制御するためには、人工衛
星にその制御用の推進薬を搭載することが必要になる。
例えば特開平11−34996 号公報において提案されている
軌道要素の中で、軌道傾斜角４０度、かつ、離心率が
０.２４ の場合にシミュレーションを行った結果、軌道
制御用推進薬の最大約７５％を近地点引数を２７０度近
傍に制御するために使わなければならない例も存在する
ため、軌道要素の設定の仕方によっては、近地点引数の
制御用推進薬が全体の推進薬量に対して支配的になる場
合がある。これにより当該人工衛星に搭載出来る機器が
削減されたり、当該人工衛星の軌道上寿命が短くなった
りする可能性が有る。

【００１５】本発明は、上述の問題点を解決することを
可能とするために、人工衛星の周回する軌道の軌道要素
の設定段階において、軌道六要素の一つである近地点引
数を設定することを目的とする。

【００１６】（ｂ）複数の人工衛星の軌道配置方法の課
題と本発明の目的 軌道周期が約８時間で、近地点引数が約２７０度の楕円
軌道を用いた通信システムが数多く提案されている。こ
れらはヨーロッパ，北米、及び日本の三地域上空に遠地
点が現れるもので、三機または六機の人工衛星を用いた
通信サービスの提供を目的とするものである。三または
六という衛星数の根拠については、当該三地域の上空に
同時に人工衛星が巡って来るように、直感的にあるいは
自然に設定されたと推測される。ここではそれ以外の機
数の衛星を用いた場合については記述されていない。さ
らに軌道要素の設定方法については、軌道周期８時間か
ら数学的に導出される軌道長半径２０,２７０km 、及び
軌道力学的に安定とされている軌道傾斜角６３.４ 度以
外に具体的な数値の提示は無いものがほとんどであり、
また、その導出方法については公表されていない。

【００１７】人工衛星の軌道の地上軌跡を描く場合に、
幾何学的，視覚的に二次元で表現されるのは、軌道長半
径或いは軌道周期，離心率，軌道傾斜角、及び近地点引
数の四つの軌道要素のみであることから、極めて概念的
な設計段階においてはこれらを設定するだけでも済むこ
とも、このように明確な軌道要素が提示されず、また、
その導出方法が明示されない原因の一つと考えられる。

【００１８】上記の特開平11−34996 号公報では、衛星
の軌道周期が約１２時間及び約２４時間の人工衛星の軌
道要素設定方法が提案されている。また日本をサービス
対象とした場合に仰角が７０度以上となる場合の衛星の
軌道要素と衛星数が例示されている。しかしながら、こ
れら以外の周期の軌道の軌道要素及び衛星数については
具体的な数値を挙げた提案がなされていない。また上記
公知例に記載されているのは、特定地域の天頂方向に長
く滞在する楕円軌道の軌道要素の設定手法であり、必ず
しも人工衛星の軌道要素の設定の全てに適用出来るもの
では無かった。さらに、従来提案された、或いは現在実
現されている複数の人工衛星を用いたシステムについて
述べる。例えば移動体通信衛星システムではそのサービ
ス対象を全世界としており、同一の軌道長半径、及び軌
道傾斜角を有する円軌道（離心率が零）を周回するもの
で、その他の軌道要素及び導出の方法については公表さ
れていない。これは当該人工衛星を用いたシステムの考
案者のノウハウと考えて公表されていないものと思われ
る。またこれまでに実現されてきた地球観測システムで
は、全世界をくまなく観測出来るように、太陽同期準回
帰軌道を周回する人工衛星を組み合わせたものであっ
た。一方、特定の地域に対して集中的且つ連続的に通信
サービスまたは観測を行う場合には静止衛星が用いられ
ている。

【００１９】本発明では、任意の数の複数の人工衛星を
用いて、人工衛星が周回する天体の特定の地域に対して
通信サービス，放送サービスを集中的且つ連続的に提供
しようとする場合、あるいは人工衛星が周回する天体の
特定の地域や当該地域の気象を集中的且つ連続的に観測
する場合において、人工衛星の軌道要素を設定するため
に普遍的に適用出来る方法、特に任意の数の複数の人工
衛星の軌道長半径，離心率，軌道傾斜角，近地点引数，
昇交点赤経及び真近点離角の設定手法を明らかにし、そ
の方法に従って軌道を設計した場合の軌道要素の具体的
な数値を明らかにすることを目的とする。

【００２０】（ｃ）移動体通信及び移動体への放送に関
する課題と本発明の目的 移動体に対する大容量通信については、一般加入電話，
携帯電話，簡易型携帯電話などの既存の通信インフラで
対応出来ていないのは明らかである。

【００２１】また人工建造物，自然地形などにより通信
遮断を起こしやすい静止衛星通信システムも、移動体に
対する大容量通信について対応出来ていない。

【００２２】現在整備が進められているイリジウムなど
の低中高度を周回する衛星通信システムは高仰角に衛星
が可視となる時間が数分と短いため、明らかに移動体に
対する大容量通信について対応出来ないのは明らかであ
る。

【００２３】上記の各種通信システムは移動体との通信
に対して十分対応出来ないが、移動体へのデジタルテレ
ビ放送・デジタル音声放送などを考えるとさらにそれら
の適用性については否定的にならざるを得ない。

【００２４】人工衛星による移動体への放送サービスを
考えると、人工衛星はサービス対象となる地域範囲内に
おいて高仰角の方向に長い時間にわたって安定して可視
となることが必須である。

【００２５】本明細書において「人工衛星が可視」と
は、「地球上に設置された人工衛星追跡管制用地球局及
び各種の衛星通信用送受信装置と、人工衛星との間の通
信を、電波または光によって行うことが出来る空間領域
に人工衛星があること」と定義する。

【００２６】これを実現するには、一般にサービス対象
となる地域の上空に遠地点が来る楕円軌道が好ましいと
考えられているが、その軌道要素の適切な設定方法やア
ルゴリズムに関しては確固としたものは、特開平11−34
996 号公報以外には提案されていない。

【００２７】上記特開平11−34996 号公報で提案されて
いる軌道要素では、その離心率の最低値が０.２４ であ
る。当該離心率でも地上から衛星までの距離は、当該地
点から静止衛星までの距離よりも一般的に大きくなるた
め、以下のような問題点があり、改善の余地がある。

【００２８】電波伝搬上の自由空間損失が大きくな
り、人工衛星に搭載される通信・放送用機器に高い送受
信能力が要求されることになる。具体的には、人工衛星
側には、より大きなアンテナまたはより大きな送信出力
を有する送信機、及び受信能力の高い受信機が必要にな
る。地上側では、衛星通信用の送受信装置に同様により
大きなアンテナまたはより大きな送信出力を有する送信
部及びより受信能力の受信部が必要になる。

【００２９】また地上からの距離が大きいことから、
通信の遅延が大きくなる。

【００３０】さらに離心率がやや大きいため、サービス
を行っている人工衛星との距離が、サービス対象とする
地域の端部と反対方向の端部において異なることにな
る。これにより、放送サービスを行う人工衛星を切り替
える際に、放送途絶時間が生じる可能性がある。

【００３１】本発明は、以上の問題点を鑑みてなされた
もので、特開平11−34996 号公報で提案されている軌道
要素を、「地上との通信」という観点から改善したもの
であり、日本国土上という特定のサービス地域の領域範
囲内でより有効な軌道要素の範囲を設定することを目的
とする。

【００３２】本発明では、上述の（ａ),（ｂ),（ｃ）で
挙げた問題点を個々に解決することも目的としている
が、（ａ),（ｂ),（ｃ）いずれかの組み合わせ、または
（ａ),（ｂ）、及び（ｃ）のすべてを同時に解決するこ
とを目的としている。（ａ）,（ｂ）、及び（ｃ）を全
てまとめて解決することにより、日本国土という特定の
地域に対して、複数の人工衛星を用いて移動体通信，移
動体放送を容易ならしめる、人工衛星の軌道要素の導出
方法を示すと同時に、日本国土に適応した軌道要素を範
囲限定で示すことをも目的としている。

【００３３】さらに、本発明は、上述の（ａ),（ｂ),
（ｃ）で挙げた問題点を解決した上で、複数の人工衛星
を利用する各種システムを構築することを目的としてい
る。

【００３４】

【課題を解決するための手段】ここでも前項の（ａ),
（ｂ),（ｃ）で挙げた課題に対応して述べる。

【００３５】（ａ）軌道六要素の一つである近地点引数
の設定に関して 一般に人工衛星を用いた計画では、当該人工衛星が稼働
すべき期間をミッション寿命として定義する。このミッ
ション寿命期間中に亘り、近地点引数をまったく制御し
ない場合に、人工衛星がその目的を達成するために投入
されるべき軌道に投入された直後の初期値の近地点引数
からどの程度変動するかを、コンピュータを用いて精度
良く推定する必要がある。

【００３６】上記目的を達成するために本発明では、人
工衛星が周回する軌道の軌道要素の近地点引数の初期値
は上記の推定値を利用して設定されるものとする。

【００３７】上記目的を達成するために本発明では、自
らの姿勢を検出することを目的とした姿勢センサと、検
出した姿勢データを処理する計算機と、当該計算機によ
り姿勢を維持または変更するためのアクチュエータまた
はガスジェット装置と、自らの軌道を変更するためのガ
スジェット装置と、電波により当該人工衛星と管制局と
の通信回線を成立させるための通信装置とを具備するこ
とを特徴とする人工衛星を用いる。当該人工衛星が周回
する中心天体が地球である場合、当該人工衛星には、Ｇ
ＰＳ衛星からの電波を受信するとともに自らの位置と速
度を計算する装置を具備していても良い。ここでＧＰＳ
衛星とは、米国のGlobal PositioningSystem（ＧＰＳ）
を構成するNavstar 衛星、同じく航法用のロシアのGlon
ass 衛星、日本の運輸多目的衛星などを総称するもので
ある。

【００３８】（ｂ）複数の衛星の軌道配置方法について 上記目的を達成するために本発明では、人工衛星が周回
する軌道は、当該人工衛星を利用して行われるサービス
の対象となる特定の地域と、当該人工衛星の数と、当該
サービス対象地域への当該人工衛星によるサービスの頻
度と、当該サービス対象地域への当該人工衛星一機によ
るサービス継続時間と、軌道要素を定義する基準時刻と
を入力条件として求めた軌道六要素によって定義される
ものとする。

【００３９】より具体的には、軌道要素の決定に際して
は、人工衛星数の決定工程，軌道長半径の決定工程，離
心率・軌道傾斜角・近地点引数の設定工程，昇交点赤経
の設定工程，真近点離角の設定工程、及び上記軌道長半
径の決定から真近点離角の設定工程に至る全ての工程の
繰り返しにより、軌道六要素が決定される。

【００４０】上記目的を達成するために本発明では、
（ａ）と同様な人工衛星を用いてもよい。

【００４１】（ｃ）移動体通信及び移動体への放送に関
して 上記目的を達成するために本発明では、（ａ）と同様な
人工衛星を用いてもよい。

【００４２】また、上記目的を達成するために本発明で
は、楕円軌道上を周回する人工衛星の軌道傾斜角が３７
度以上４４度以下の範囲内、及び離心率が０.２４ 未満
の範囲内であるか、又は軌道傾斜角が４０度より大きく
４４度以下の範囲内にあり、離心率が０.２４以上０.３
５以下の範囲内にある２４時間周期の、３または４つの
楕円軌道を周回する、三機または四機の人工衛星からな
る人工衛星群を用いる。ここで人工衛星は各軌道に一機
ずつ配置される。ここで軌道周期が２４時間と言った場
合、本明細書では２４時間とは２３時間５６分に対して
±１０分の誤差を含んだ時間長と定義する。

【００４３】以下は上記（ａ),（ｂ）、及び（ｃ）に共
通して用いられる手段である。

【００４４】上記目的を達成するため本発明は、人工衛
星の軌道を制御するための軌道制御システム，人工衛星
を介して衛星通信を行う衛星通信システム，地球観測装
置を搭載した人工衛星を用いる地球観測システム等の、
様々な人工衛星を利用するシステムにおいて、上記本発
明による軌道を備えた人工衛星を用いる。

【００４５】またここで、衛星通信システムにおける衛
星通信用送受信装置は、本発明による人工衛星が対象と
するサービス対象地域内で使用される際には、当該人工
衛星との信号の送受信を行うための送受信手段を備える
ものであって、当該サービス対象地域内を移動する移動
体に搭載してもよい。また、送受信装置に、全地球測位
システムを構成するＧＰＳ衛星からの電波を受信し自ら
の位置を少なくとも計測するＧＰＳ手段や、電気，ガス
および水道等の公共料金の対象となるもの等について、
その使用量を計測する計測手段をさらに備えるようにし
てもよい。

【００４６】また、上記目的を達成するために本発明
は、人工衛星を介して衛星通信を行う衛星通信システム
において、人工衛星と、該人工衛星を介した衛星通信を
行うための衛星通信用送受信装置と、該人工衛星を介し
て該衛星通信送受信装置との通信を行う基地局とを少な
くとも備えるものであって、前記人工衛星は楕円軌道を
周回する人工衛星であり、前記衛星通信用送受信装置
は、移動体に搭載可能なもので、前記人工衛星が対象と
するサービス対象特定地域内で使用される際に、当該人
工衛星との信号の送受信を行うための送受信手段を備え
る。

【００４７】また、上記目的を達成するために本発明
は、人工衛星を介して衛星通信を行う衛星通信システム
において、人工衛星と、該人工衛星を介した衛星通信を
行うための複数の衛星通信用送受信装置とを少なくとも
備えるものであって、前記人工衛星は楕円軌道を周回す
る人工衛星であり、前記複数の衛星通信用送受信装置
は、前記人工衛星を介して他の衛星通信用送受信装置と
の信号の送受信を行うための送受信手段をそれぞれ備え
るものであり、前記複数の衛星通信用送受信装置のうち
少なくとも１つは、前記サービス対象地域内に位置し、
その他は該サービス対象地域以外で、かつ、前記人工衛
星との衛星通信が可能な地域に位置するものであり、前
記人工衛星のサービス対象地域から見た当該人工衛星の
仰角に応じて、前記サービス対象地域内に位置している
衛星通信用送受信装置間の中継、前記サービス対象地域
内の衛星通信用送受信装置とそれ以外の地域に位置する
衛星通信用送受信装置との中継、および前記サービス対
象地域以外の地域に位置する衛星通信用送受信装置間の
中継のうちいずれかの中継形態が選択される。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した、 ・軌道要素を設定するための手法（アルゴリズム） ・そのアルゴリズムによる軌道要素の設定値と軌道配置
の例 ・設定した軌道要素を実現し、制御するための方策 ・本発明による軌道上を周回する人工衛星を適用したシ
ステム の実施形態について順に説明する。

【００４９】（１）軌道要素を設定するための手法（ア
ルゴリズム） ここでも上述の（ａ),（ｂ）、及び（ｃ）に対応して、
（ａ）及び（ｂ）について、その手法をそれぞれ述べ
る。（ｃ）の課題については（ａ）により近地点引数の
設定について、及び（ｂ）の手法により複数の人工衛星
の配置方法が解決されるので、先ずここでは日本におけ
る当該人工衛星群を用いて移動体放送・通信する場合に
適した軌道要素の数値範囲について述べる。

【００５０】根室，札幌，仙台，新潟，東京，名古屋，
金沢，大阪，広島，高知，福岡，鹿児島、及び那覇の１
３都市から同時に、軌道上を飛翔する人工衛星が仰角７
０度以上に見える時間長を評価の指標とし、軌道周期が
２４時間となる軌道の軌道要素の組合わせを考える。

【００５１】人工衛星の軌道は、ある時刻における人工
衛星の位置と速度が与えられれば一意に決まる。従っ
て、６つの軌道要素がある時刻において与えられれば良
い。ここでは軌道要素の記述の仕方として、ケプラー軌
道要素を用いることにする。ケプラー軌道要素は、楕円
の大きさを表す軌道長半径，楕円の偏平度を表す離心
率，軌道面の傾きを表す軌道傾斜角，軌道が赤道面を南
から北に通過する昇交点と地心を結んだ直線が春分点方
向となす角を示す昇交点赤径，昇交点から近地点までの
角度を示す近地点引数、及びある時刻における人工衛星
の軌道上の位置を地心を中心として近地点から測った角
度である真近点離角という６つの軌道要素からなる。真
近点離角の代わりに平均近点離角、又は離心近点離角を
用いても良い。

【００５２】軌道周期が２４時間であるので、これによ
り軌道要素の一つである軌道長半径が与えられる。次に
軌道要素の一つである近地点引数を２７０度に固定す
る。この軌道長半径、及び近地点引数を有する軌道にお
いて、軌道傾斜角と離心率という２つの軌道要素の組合
わせを考える。これにより当該軌道の地上軌跡の形状は
一意に決定される。残りの軌道要素である昇交点赤経と
真近点離角が基準時刻に対して決定されれば、当該軌道
の地上軌跡の東西方向の位置が決定される。この時に上
記の１３都市から仰角７０度以上に同時に当該人工衛星
が可視となる時間長が求められる。従って、昇交点赤経
と真近点離角の組合わせを同一の基準時刻に対して順次
変えていくことにより、当該軌道の地上軌跡が東西方向
に移動し、これにより、昇交点赤経と真近点離角の組合
わせに対する上記の各都市から仰角７０度以上に軌道の
人工衛星が可視となる時間長が順次求められてゆく。こ
れらを比較することにより、最終的に軌道傾斜角と離心
率の組合わせにおける上記の１３都市から同時に仰角７
０度以上に人工衛星が可視となる時間長の最大値が求め
られる。

【００５３】図３５は、上記の手順により求めたもの
で、軌道傾斜角が３５度から４４度までの範囲につい
て、離心率が０.０ から０.３５ までの範囲で変化させ
た時間に、その軌道傾斜角と離心率の組合わせで与えら
れる最大同時可視時間長を示している。例えば軌道傾斜
角が３５度で離心率が０.２０ の時には最大同時可視時
間長は約６時間であることが図３５から判る。

【００５４】最大同時可視時間長が６時間４５分以上と
なる部分で離心率の範囲を０.０９から０.２５ までを
詳細に示したものが図３６である。

【００５５】図３６より、最大同時可視時間のうちで最
大値を与えるのが、軌道傾斜角42.5度と離心率０.２１
の組合わせであることが判り、この時最大同時可視時間
長が８時間より大きいことが判る。図３７に上記の１３
都市から当該人工衛星方向を見たときの仰角の時間変化
図を示す。仰角７０度以上になる時刻が一番遅いのが札
幌であり、仰角７０度以下になる時刻が一番早いのが根
室であることから、この２つの時刻間の時間長が８時間
よりも大きくなっている。

【００５６】図３７からも判るとおり、那覇では仰角が
大きくなってから減少に転じ、その後再び仰角が増加
し、最終的に仰角が減少するように仰角が変化してい
る。この場合における那覇から当該人工衛星の見える方
向を天空図に示したのが図３８である。図３８は星座早
見盤と同じ見方をすればよく、同心円の中心が天頂であ
り、上が北，右が西，下が南，左が東をそれぞれ向いて
いる。同心円は仰角で２０度毎に描かれている。また、
周囲に方位角を１０度毎に示している。プロットしてあ
るのは１時間毎の人工衛星の天空上の位置であり、それ
を天空上の軌跡という形で結んで描いたものである。

【００５７】図３８から那覇では人工衛星が可視となる
方向が、天頂方向から北の水平線方向に移動しているこ
とが判り、これにより、図３７での仰角の時間変化が説
明できる。図３７で他の都市についても同様の仰角の時
間変化は、これと同じ天空図により説明することができ
る。図３５及び図３６において、軌道傾斜角４４度での
最大同時可視時間が短くなっているのは、このように那
覇では人工衛星の可視となる方向が地平線方向に動きす
ぎてしまい、一度仰角７０度以下になって、また仰角７
０度以上の方向に戻ってしまうことにより、同時可視時
間長を短くしてしまっていることに起因するものであ
る。

【００５８】人工衛星三機で一日２４時間のサービスを
行う場合には、この最大同時可視時間長が８時間以上と
なる軌道傾斜角と離心率の組合わせが好ましく、人工衛
星四機で一日２４時間のサービスを行う場合には、この
最大同時可視時間長が６時間以上となる軌道傾斜角と離
心率の組合わせが好ましい。軌道傾斜角と離心率の組合
わせについては図３５及び図３６を参照すれば良い。

【００５９】複数の楕円軌道を周回する人工衛星を用い
て放送サービスを行う場合には、放送サービスを行う人
工衛星を順次切り替えてゆく必要があり、上記のように
移動体放送・通信を行う場合には、複数の都市から同時
に人工衛星が高仰角に可視となることが重要である。

【００６０】（ａ）近地点引数の設定方法 ここでは後述の（ｂ）に述べた方法などにより、他の軌
道要素である軌道長半径，離心率，軌道傾斜角が設定さ
れたものとする。

【００６１】日本国土などの特定地域をサービス地域と
する場合には、ある基準時刻における昇交点赤経を設定
すれば、当該サービス地域の上空を人工衛星が飛翔する
ためには、真近点離角はある範囲をもって与えられる。

【００６２】近地点引数の設定に当たっては、上記の軌
道要素と基準時刻を入力条件としてコンピュータでシミ
ュレーションして設定する。

【００６３】公知の例として、２４時間周期の軌道で、
軌道傾斜角が４０度，離心率が0.24の場合について、１
０年間に亘る軌道要素の変動をコンピュータによりシミ
ュレーションした結果を表１に示す。この１０年間とい
うのは、前述のミッション寿命を１０年間とした場合を
想定したものである。この１０年間については、まった
く軌道修正用の制御、具体的には当該人工衛星に搭載さ
れているガスジェット装置の軌道上での噴射、をまった
く行わなかった場合のシミュレーション結果である。

【００６４】

【表１】

【００６５】表１に示した軌道要素を採った場合の軌道
の地上軌跡を図１に示す。地上軌跡は、表１の初期値、
１０９５日後，２１９０日後、および３６５０日後の、
それぞれの軌道要素を元に一日間に亘りそれぞれ軌道伝
搬したものである。

【００６６】初期値から３６５０日後までの軌道の地上
軌跡を眺めると以下のことが判る。ここで、１は基準時
刻から１日間に亘っての軌道の地上軌跡、２は基準時刻
から１０９５日後から１０９６日後に亘っての軌道の地
上軌跡、３は基準時刻から２１９０日後から２１９１日
後に亘っての軌道の地上軌跡、４は基準時刻から３６５
０日後から３６５１日後に亘っての軌道の地上軌跡を表
す。

【００６７】・軌道の地上軌跡が２１９０日後までは時
間の経過と共に西側に移動しており、その後３６５０日
後までは時間の経過に従い東側に移動している。

【００６８】・軌道の地上軌跡が２１９０日後までは時
間の経過と共に斜めになって行き、北側の端が鋭角にな
って行く。

【００６９】・時間の経過とともに、軌道の地上軌跡に
おいて南北方向の到達緯度の範囲が狭くなって行く。

【００７０】先ず最初の西側への移動については、各々
の時点における昇交点赤経に対応するように真近点離角
を調整する軌道修正を行うことにより、軌道の地上軌跡
東側に戻して日本上空に当該地上軌跡を移動することが
出来る。この軌道修正は静止衛星の軌道の東西制御と同
じ方法論である。従って、例えばこの制御は、近地点，
遠地点、最後に近地点という３カ所で、当該人工衛星の
ガスジェットを噴射することで実行可能である。この
時、真近点離角とともに軌道長半径および離心率の修正
も行うことが出来る。この制御による離心率の修正によ
って、２番目に挙げた地上軌跡の北側の鋭角化を元に戻
す方向に修正することが出来る。

【００７１】３番目に挙げた南北方向の到達範囲の縮小
については、軌道傾斜角の減少に起因するものであり、
静止衛星の軌道の南北制御と同様の方法論で修正出来
る。具体的には、当該人工衛星が軌道上で赤道面を通過
する時に、軌道面に垂直方向にガスジェット装置により
推進薬を噴射すれば良い。

【００７２】以上の２通りの制御については、３０日
毎，６０日毎など定期的に実施すればよく、定期的な制
御の実施により軌道長半径，離心率，軌道傾斜角をノミ
ナル値または軌道要素設定時の値の近傍に制御すること
が出来る。

【００７３】ここで問題となるのが２番目に挙げた、軌
道の地上軌跡が斜めになって行く現象である。これは近
地点引数の変動に起因するもので、静止衛星などの円軌
道では見られない現象である。

【００７４】先に述べた通りコンピュータでシミュレー
ションした結果、表１に示した通り、近地点引数は初期
値の２７０度から、約１０年後には３５７.４ 度まで約
９０度変化している。近地点引数の変動を許容せず、上
記の軌道制御と同様に近地点引数を制御するためのガス
ジェット装置の噴射を行う場合、このガスジェット装置
の噴射は、当該人工衛星が軌道上で赤道面を通過する昇
交点直前または降交点通過直後に軌道面内方向に行われ
ることで制御が行われるが、多量の推進薬を消費するこ
とになる。表２に、四機の人工衛星を、昇交点赤経が９
０度ずつ離れた４つの軌道上に配置した場合に、定期的
な軌道制御を行った時に必要となる軌道制御用の増速度
量についてシミュレーション結果を示す。これは一年間
に必要な増速度量である。

【００７５】

【表２】

【００７６】表２からも判るように、軌道配置の場所に
も依るが、近地点引数の制御のために必要な増速度量
は、最大で全体の軌道制御のための増速度量の３／４程
度まで占めることが判る。これにより軌道制御のために
噴射するガスジェット装置の消費する推進薬量が必然的
に増大してしまうため、最悪の場合、人工衛星に搭載す
る機器を削減したり、ミッション寿命を短くしたりしな
ければならなくなる。

【００７７】そこで本発明では、近地点引数の設定工程
において予め近地点引数の変動をある程度許容し、その
値に幅をもたせて設定することとする。

【００７８】上記の例で９０度の変動を許容出来るので
あれば、例えば近地点引数の初期値を２３５度に設定す
ればミッション寿命１０年後に近地点引数は３２５度程
度になることが予想される。この時ノミナル値を２７０
度とすれば、これを±４５度の範囲で挟んだ形で近地点
引数の制御無しで、軌道の地上軌跡、ひいては地上から
の可視性を保つことが出来る。

【００７９】近地点引数の制御をしないことを前提とし
て軌道要素の設定を行うことで、当該人工衛星に搭載す
べき推進薬量の大幅な削減が可能となる。

【００８０】また９０度の変動が許容出来ない場合、ミ
ッション寿命が１０年の時、例えばミッション開始から
５年後に近地点引数の制御を行い、近地点引数を初期値
に戻す、という方法もある。表１に挙げた例では、約５
年後の近地点引数は約３１２度であり、初期値の２７０
度から約４２度変動している。この時、初期値を249度
に設定すれば、５年後には約２９１度程度まで変化して
いることが予想され、この時ノミナル値を２７０度とす
れば、これを±２１度の範囲で挟んだ形で地上軌跡、ひ
いては地上からの可視性を保つことが出来る。さらに５
年後に再び初期値に戻し、ミッション寿命の延長を図る
ことも考えられる。

【００８１】ここでは５年後の例を挙げたが、許容され
る近地点引数の幅に応じて制御頻度を１年，３年などに
設定すれば良い。

【００８２】また、ミッション寿命を１０年とした場合
に、近地点引数の許容される幅に応じて初期値を設定
し、許容される近地点引数の幅の限界値に至った時点で
初期値に戻す制御する方法も考えられる。例えば表１の
例で約６年後の近地点引数が約３２１度であり初期値か
ら約５１度変化していることから、近地点引数の初期値
を２５５度とし、ノミナル値２７０度をはさんで近地点
引数を±２５度の範囲に収めるべく、６年後に近地点引
数を初期値に戻す制御方法もある。この時ミッション寿
命の残りの４年間は初期値から４年間分変化してゆくこ
とになる。

【００８３】次に、さらに具体的な例について述べる。

【００８４】（１）の冒頭にて図３５及び図３６を用い
て、日本に対して移動体向け放送・通信サービスを複数
の人工衛星群により行う場合に好ましい軌道要素につい
て述べた。図３６より、各軌道傾斜角毎に１３都市から
の最大の同時可視時間を与える離心率の組合わせが得ら
れる。具体的には軌道傾斜角が４０度の時間に離心率
０.１６ が最長の最大同時可視時間長を与えている。

【００８５】このような組合わせを（４０度，０.１６
）と記述するとすれば、他に（４０度，０.１８），
（４２度，０.２０），（４２.５度，０.２１），（４
３度，０.２２）及び(４３.５度，０.２４）が得られ
る。これらの組合わせに対して、今度は近地点引数を変
化させたときに、同様に前述の１３都市から仰角７０度
以上に同時に人工衛星が可視となる。その同時可視時間
長がどのように変化するのかを示したものが図３９であ
る。

【００８６】例えば（４２.５度，０.２１）の組合わせ
を見ると、近地点引数が約２２３度から２７０度の範囲
にあるとき、最大同時可視時間長が８時間以上となって
おり、近地点引数が２７０度よりも大きくなると最大同
時可視時間長は単調減少に転じる。他の組合わせについ
ても２２０度から２３０度を近地点引数の下限とし、２
７０度を近地点引数の上限とすると、長い年月に亘り良
好なサービスを提供できることが判る。しかしながら、
人工衛星三機で一日２４時間のサービスを提供する場合
には、最大同時可視時間長が８時間以上となる近地点引
数の範囲を、その設定幅とすればよく、人工衛星四機で
一日２４時間のサービスを提供する場合には、最大同時
可視時間長が６時間以上となる近地点引数の範囲を、そ
の設定幅とすれば良いので、近地点引数の下限を２２０
度〜２３０度に設定する必要はない。

【００８７】参考として、（４２.５度，０.２１）の組
合わせについて、近地点引数が210度，２３０度，２５
０度，２７０度，２９０度、及び３１０度になった場合
に最大同時可視時間を与える軌道のそれぞれの地上軌跡
を図４０，図４１，図４２，図４３，図４４、及び図４
５に示す。

【００８８】ここで注意しなければならないことは、人
工衛星の軌道が近地点引数の変化により、軌道面内で回
転してゆくので、ある近地点引数のとき、静止軌道と交
差する点が生じることである。図４６に、それぞれの離
心率毎に静止軌道と交わる時の近地点が南半球上空にあ
る場合には、図４６に示したように昇交点側が交わる場
合と降交点側が交わる場合の２つのケースがあり、近地
点が北半球上空にある場合にも同様に２つのケースがあ
る。（４２.５度，０.２１）の組合わせの場合、離心率
が０.２１ であるから図４６に示した通り、近地点引数
が２５７.９ 度、及び２８２.１ 度で静止軌道と交差す
る。実際の人工衛星の運用に当たっては、静止軌道と交
差する直前に軌道制御を行い、近地点引数を変化させ、
静止軌道と交差しないようにすればよい。

【００８９】参考までに人工衛星３機で一日２４時間の
サービスを提供しようとした場合に、衛星３機を用いた
（４２.５度，０.２１）の組み合わせにおいて、近地点
引数が２２０度，２３０度，２５０度，２７０度，２９
０度及び３１０度をとった時に、仰角７０度以上に何れ
かの人工衛星が可視となる時間率（％）のシミュレーシ
ョ結果の例を図４７〜図５２に等高線で示した。同様に
人工衛星４機で一日２４時間のサービスを提供しようと
した場合に、衛星４機を用いた（４２.５度,０.２１）
の組み合わせにおいて、近地点引数が２２０度，２３０
度，２５０度，２７０度，２９０度及び３１０度をとっ
た時に、仰角７０度以上に何れかの人工衛星が可視とな
る時間率（％）のシミュレーショ結果の例を図５３〜図
５８に等高線で示した。「１００」で囲まれた部分が時
間率１００％になる地域を示しており、「９５」で囲ま
れた部分が時間率９５％以上になる地域を示している。
このように近地点引数に幅を持って設定することで、先
に述べた通り人工衛星の軌道制御の要求を緩和させし
め、かつ日本の大部分に対して高仰角での衛星通信・放
送サービスを提供せしめることが出来る。

【００９０】なお、２００１年１０月１日０：００：０
００（ＵＴＣ）を基準時刻として、（４２.５度，０.２
１）の組み合わせについて、軌道制御を全く行わなかっ
た場合の３年間に亘る長期軌道予測シミュレーションを
行った結果を図５９〜図６２に示す。それぞれの軌道要
素の初期値として、軌道周期２４時間，軌道傾斜角４
２.５度，離心率０.２１，近地点引数２７０度とした場
合のものである。図５９に離心率、図６０に軌道傾斜
角、図６１に近地点引数、図６２に昇交点赤経につい
て、それぞれ長期変動量を示している。図の横軸は初期
値となる昇交点赤経を示している。それぞれの軌道要素
の変動量は、初期値の昇交点赤経に依存していることが
判る。近地点引数の変動量についても、昇交点赤経の初
期値に依存しているので、実際に複数の人工衛星を用い
る場合には、昇交点赤経の初期値に応じた変動量を考慮
して近地点引数の初期値を設定しても良い。例えば昇交
点赤経の初期値が１９０度近辺であった場合、長期に亘
りほとんど近地点引数の変動が観られない。従って一機
の人工衛星の昇交点赤経の初期値を１９０度にとること
で軌道制御を簡略化することも出来る。

【００９１】（ｂ）複数の人工衛星の軌道配置方法 ここでは本発明による軌道要素の設定方法について順に
述べる。この設定方法を図２にフローチャートで示す。

【００９２】複数の人工衛星を用いて特定の地域を集中
的且つ連続的にサービスする場合、各人工衛星の直下点
の地上軌跡が一致しなければならない。これを満足する
ためには、各人工衛星の軌道要素のうち、軌道長半径，
離心率，軌道傾斜角、及び近地点引数がほぼ一致しなけ
ればならない。従って、以下の工程において、軌道長半
径，離心率，軌道傾斜角、及び近地点引数はすべての人
工衛星の軌道要素として共通に設定し、ある基準時刻に
おける昇交点赤経、及び真近点離角を各人工衛星別に設
定する。

【００９３】（ア）基準時刻の設定（符号５） 人工衛星の軌道六要素を定義するための基準時刻(Epoc
h）を設定する。

【００９４】（イ）人工衛星数ｎの決定（符号６） 人工衛星数ｎ（ｎは正の整数）を決定する。

【００９５】（ウ）近地点引数ωの暫定値の設定（符号
７） 任意の近地点引数ωを暫定値として与える。

【００９６】ここで北半球にある特定地域をサービス対
象とした場合に、通信・放送等のサービスを行うに当た
り、当該特定地域の上空に人工衛星軌道の遠地点が有っ
た方が好都合な場合には、近地点引数のノミナル値を２
７０度とすると有利な場合が多く、当該人工衛星の周回
する中心天体の観測等を行うに当たり、当該特定地域の
上空に人工衛星軌道の近地点が有った方が好都合な場合
には、近地点引数のノミナル値を９０度とすると有利な
場合が多い。南半球の特定地域の場合には、これを逆に
前者を９０度、後者を２７０度に設定すれば良い。

【００９７】また既に（ａ）にて述べた通り、近地点引
数の設定値を幅を持たせて設定することも出来る。

【００９８】（エ）軌道長半径ａの暫定値の設定（符号
８） 複数の人工衛星を用いて特定の地域を集中的且つ連続的
にサービスする場合、各人工衛星の直下点の地上軌跡が
一致しなければならない。また、各人工衛星は毎日同一
地点の上空を通過しなければならない。つまり時間の経
過に関わらず、その地上軌跡が長期的に固定されなけれ
ばならない。この要求を満足するためには、当該人工衛
星は、当該人工衛星が周回する中心天体が一回自転する
間に、その中心天体の周囲を整数回周回するものでなけ
ればならない。地球が中心天体の場合、周回数ｍの範囲
は、１≦ｍ≦１６（ｍは整数）であり、本発明は表３に
示す軌道周期を有する軌道を周回する人工衛星を複数機
用いるシステムに対して適用出来る。

【００９９】周回数ｍにより、中心天体が地球の場合、
人工衛星の軌道周期ｐ(単位：時間)は以下の式により計
算される。

【０１００】ｐ＝２３.９３／ｍ 軌道周期ｐにより、人工衛星の軌道長半径ａ（単位：ｋ
ｍ）が表３に示す通り決定される。以下の軌道要素の設
定に当たっては表３に挙げた軌道長半径の中から候補を
選定する。ただし選定に当たっては、中心天体が地球の
場合、少なくとも ｐ×ｎ≧２３.９３ でなければ、特定地域への２４（時間／日）に亘っての
連続的なサービスを提供出来ない。

【０１０１】

【表３】

【０１０２】（オ）離心率ｅの暫定値の設定（符号９） 任意の離心率ｅを暫定値として与える。

【０１０３】例えば当該特定地域において、人工衛星一
機に対して要求されるサービスの継続時間をＴｓ（単
位：秒）とする。当該人工衛星が周回する軌道の近地点
から、軌道上でサービスを始める点まで人工衛星が周回
するのに必要な時間長をＴ_i とし、サービスを始める点
での離心近点離角をＥ_i(単位：ラジアン）、真近点離角
をθ_i(単位：ラジアン）とすると、 Ｔ_i＝（Ｅ_i−ｅ×sinＥ_i）×ｐ／（２×π） cosＥ_i＝（ｅ＋cosθ_i）／（１＋ｅ×cosθ_i） となるので、仮に軌道上でサービスを停止する点が、軌
道上でサービスを始める点と、軌道上の長軸を挟んで対
称の点にあると仮定すれば、 Ｔ_s≦ｐ−Ｔ_i×２ ∴（ｐ−Ｔ_i×２）−Ｔ_s≧０ であれば良い。実際は当該人工衛星が周回する天体の自
転等を考慮する必要があるので、軌道上でサービスを開
始する時の離心近点離角Ｅ_i と離心率ｅの組み合わせを
考えて、上記の数式を満足する離心率を初期値として与
えれば良い。この組み合わせを考える場合、離心近点離
角の最小値としてπ／２を考え、最大値をπとして考え
ると良い。

【０１０４】（カ）軌道傾斜角ｉの暫定値の設定（符号
１０） 任意の軌道傾斜角ｉを暫定値として与える。

【０１０５】この時、先ずサービス対象の特定地域の緯
度の最大値と最小値を求めておき、その平均値を軌道傾
斜角の初期値として与えると良い。

【０１０６】（キ）真近点離角の暫定値の設定 衛星番号１の衛星が近地点に有る時、衛星番号ｋ（１≦
ｋ≦ｎ、ｋは整数）の真近点離角θ_k(単位：ラジアン）
を次式で与える。離心近点離角と真近点離角は一対一で
対応するので、まず離心近点離角を導出してから真近点
離角を計算する。

【０１０７】−２３.９３×(ｋ−１)／ｎ×３６００＝
(Ｅ_k−ｅ×sinＥ_k)×Ｐ／(２×π)cosθ_i＝(ｅ−cos
Ｅ_i)／(ｅ×cosＥ_i−１) 上記の昇交点赤経Ω_k と真近点離角θ_k の組み合わせに
より、複数の人工衛星の地上軌跡が一致し、衛星番号１
から衛星番号ｎの衛星ｎ機が順に同じ地上軌跡を描く。
つまり特定地域の上空を衛星番号１から衛星番号ｎの衛
星ｎ機が繰り返し飛翔する。

【０１０８】（ク）衛星番号１の人工衛星の軌道の昇交
点赤経Ω₁ と真近点離角θ₁ の暫定値の設定（符号１
１） 特定地域にサービスを行うためには、各人工衛星が特定
地域の上空を飛翔しなければならない。従って、先ず特
定地域の上空を飛翔することが出来るように、基準時刻
における衛星番号１の人工衛星の軌道の昇交点赤経Ω₁
と真近点離角θ₁を設定する。この時、真近点離角θ₁＝
０(度）として、計算機によるシミュレーションを行う
ことにより簡便に昇交点赤経Ω₁ を設定することが出来
る。

【０１０９】（ケ）衛星番号ｋの人工衛星の軌道の昇交
点赤経Ω_k と真近点離角θ_k の暫定値の設定（符号１
２） 衛星番号１の人工衛星の軌道について設定した昇交点赤
経Ω₁ 、及び真近点離角θ₁ より、基準時刻における衛
星番号ｋの人工衛星の軌道の昇交点赤経Ω_k 、及び真近
点離角θ_k を、ｋ＝２から順にｋ＝ｎまで求める。具体
的には、衛星番号１の人工衛星の軌道の昇交点赤経Ω
₁(単位：度）を基準にすると、衛星番号ｋ（１≦ｋ≦
ｎ）の人工衛星の軌道の昇交点赤経Ω_k(単位：度）を次
式で与える。 Ω_k＝Ω₁＋（ｋ−１）／ｎ×３６０ これは複数の人工衛星の軌道面を等間隔の角度に離して
配置するためのものである。

【０１１０】（コ）評価（符号１４） 特定地域におけるサービスの内容に関する要求、たとえ
ば； ・一機の人工衛星で当該特定地域に対して継続してサー
ビス出来る時間長、 ・一機の人工衛星を当該特定地域から見た時に高仰角の
空域に見える時間長、 ・人工衛星と当該特定地域との間の距離、及び距離の時
間変化率、 ・電波伝搬の遅延時間、 ・電波のドップラーシフト，回線設計、 ・当該特定地域を観測した場合の空間分解能、 および人工衛星の軌道の制御に関する要求、たとえば； ・各軌道の各軌道要素の長期間に亘る変動幅、 ・各軌道の各軌道要素の制御量およびそのために必要な
推進薬量、 などの要求を、上記で与えた軌道要素を飛翔する人工衛
星群により満足できるか否かを評価する。評価に当たっ
ては、上記で設定した軌道要素を入力値として計算機で
シミュレーションを行うと簡便に評価を行うことが出来
る。なお、ここでの評価に必要な項目及び要求事項につ
いては通常軌道配置の検討を始める前に設定される。

【０１１１】（サ）軌道要素設定作業の繰り返し 上記における評価において要求が満足されなかった場
合、（ウ）から（コ）までの作業を繰り返す。必要な場
合には（イ）から（コ）までの作業を繰り返す。暫定値
を変更する必要が無い場合には、当該項目の見直しをす
る必要は無い。なお、必要に応じて上記の工程の順序を
任意に変えても良い。

【０１１２】上記の方法で軌道要素を設定した場合、当
該人工衛星群によるサービスを行う対象の特定地域の上
空には衛星番号１の人工衛星から衛星番号ｎまでの人工
衛星が順に現れる。さらに（ケ）で設定した昇交点赤経
の採り方を、 Ω_k＝Ω₁−（ｋ−１）／ｎ×３６０（１≦ｋ≦ｎ、ｋは
整数） とし、（キ）で設定した離心近点離角の取り方を、 ２３.９３×(ｋ−１)／ｎ×３６００＝(Ｅ_k−ｅ×sinＥ
_k)×Ｐ／(２×π) としても同様の結果が得られる。この場合、当該人工衛
星群によるサービスを行う対象の特定地域の上空には衛
星番号ｎの人工衛星から衛星番号１までの人工衛星が順
に現れる。

【０１１３】（シ）上記の評価において、要求が満足さ
れた場合、基準時刻における各人工衛星の最終軌道要素
が得られる。

【０１１４】（２）上記のアルゴリズムによる軌道要素
の設定値と軌道配置の例 上記のアルゴリズムにより設定した軌道要素の設定値と
軌道配置の例を以下に示す。

【０１１５】ここで人工衛星の軌道は後述する通り、地
球重力場，月・太陽の引力等の影響で常時変動するもの
であり、ある程度の許容範囲をもって軌道制御されるの
が一般的である。したがって、各軌道要素の値は、軌道
制御後の目標ノミナル値を示すものとする。

【０１１６】なお、以下の表においてΩ₁ 及びθ₁ は基
準時刻に応じて設定される、衛星番号１の人工衛星の昇
交点赤経及び真近点離角である。

【０１１７】表４及び表５は２４時間周期の軌道を周回
する三機の人工衛星による衛星通信・放送ネットワーク
のための軌道要素と軌道配置例である。離心率と軌道傾
斜角については図２６及び図２７に示した範囲内の組合
わせであればよい。また、近地点引数は１８０度以下で
もよい。

【０１１８】本軌道配置例は日本全土をサービス対象と
したものである。

【０１１９】

【表４】

【０１２０】

【表５】

【０１２１】本軌道要素を用いた人工衛星は、何れも根
室から那覇にいたる日本の何れの都市からも同時に最長
８時間最短６時間程度に亘り、仰角７０度以上の方向に
可視となる。最長の８時間は軌道傾斜角が約４２.５
度、かつ、離心率が約０.２１の時に得られる。従っ
て、本軌道要素を用いた人工衛星群により、一日２４時
間に亘り根室から那覇にいたる日本の何れの都市からも
高い仰角少なくとも一機以上の人工衛星が可視となる軌
道配置を実現することができる。

【０１２２】本軌道配置例では、軌道面は図６に示すよ
うに三面有り、各軌道上に人工衛星６０，人工衛星６
１、及び人工衛星６２が一機ずつ配置されている。人工
衛星６０，人工衛星６１及び人工衛星６２は、それぞれ
軌道６３，軌道６４、及び軌道６５上を約２４時間で一
周回する。人工衛星６０，人工衛星６１及び人工衛星６
２の軌道周期は約２４時間であり、かつ、近地点引数が
１８０度以上３６０度以下の範囲にあり、かつ離心率は
０.２４ 未満の範囲により、かつ軌道傾斜角が３７度以
上４４度以下の範囲内に有るか、または、かつ離心率が
０.２４ 以上０.３５ 以下の範囲内に有り、かつ軌道傾
斜角が４０度より大きく４４度以下の範囲内としてい
る。三機の人工衛星の軌道の昇交点赤経は図６に示す通
り１２０度ずつ離れており、日本国上空の適切な位置に
それぞれの軌道の遠地点が現れるように設定されてい
る。それぞれの人工衛星のそれぞれの軌道に於ける位置
関係として、人工衛星６０がその軌道６３上で近地点に
ある時、人工衛星６１はその軌道６４上で軌道周期の三
分の一だけ遅れた真近点離角を採る位置にあり、人工衛
星６２はその軌道６５上で軌道周期の三分の一だけ進ん
だ真近点離角を採る位置にあるように配置している。こ
の軌道配置は、概要を図２で示したアルゴリズム及び近
地点引数の設定方法のアルゴリズムによって得られたも
のであり、図３，図４、及び図５で示された制御方法に
より実現される。制御方法については後述する。

【０１２３】この軌道配置により、北海道から沖縄にい
たる日本において、仰角７０度以上の方向に人工衛星６
０，人工衛星６１、及び人工衛星６２の何れかが常時見
える配置となる。人工衛星６０，人工衛星６１及び人工
衛星６２はそれぞれ約２４時間の周期を持っているた
め、仰角７０度以上の方向に見えるようになるのも、見
えなくなるのも周期的で規則的である。この場合、日本
において人工衛星６０，人工衛星６１及び人工衛星６２
は仰角７０度以上の方向に一日一回の周期で代わる代わ
る現れ、それぞれが仰角７０度以上の方向に最長８時間
最短６時間滞在して見える。これが約２４時間の周期で
毎日繰り返される。

【０１２４】従ってこの軌道配置を用いたシステムの例
を示した図８〜図３４において人工衛星９０で代表する
ところの人工衛星を衛星通信用または衛星放送用に用い
ることによって、遮蔽物や障害物による通信途絶の少な
い衛星通信システムまたは衛星放送システムを構築する
ことが可能になる。

【０１２５】表６及び表７は２４時間周期の軌道を周回
する四機の人工衛星による衛星通信・放送ネットワーク
のための軌道要素と軌道配置例である。離心率と軌道傾
斜角については図３５及び図３６に示した範囲内の組合
わせであればよい。また、近地点引数は１８０度以下で
もよい。

【０１２６】

【表６】

【０１２７】

【表７】

【０１２８】本軌道要素を用いた人工衛星は何れも、根
室から那覇にいたる日本の何れの都市からも、同時に最
長８時間最短６時間程度に亘り、仰角７０度以上の方向
に可視となる。最長の８時間は軌道傾斜角が４２.５ 度
且つ離心率が０.２１ の時に得られる。従って本軌道要
素を用いた人工衛星群により、一日２４時間に亘り根室
から那覇にいたる日本の何れの都市からも、高い仰角少
なくとも一機以上の人工衛星が可視となる軌道配置を実
現することが出来る。

【０１２９】本軌道配置例では、軌道面は図７に示すよ
うに四面有り、各軌道面に人工衛星７０ａ，人工衛星７
０ｂ，人工衛星７０ｃ及び人工衛星７０ｄが一機ずつ配
置されている。人工衛星７０ａは軌道７１ａ上を、人工
衛星７０ｂは軌道７１ｂ上を、人工衛星７０ｃは軌道７
１ｃ上を、人工衛星７０ｄは軌道７１ｄ上を、それぞれ
約２４時間で一周回する。人工衛星７０ａ，人工衛星７
０ｂ，人工衛星７０ｃ及び人工衛星７０ｄの軌道周期は
約２４時間であり、かつ近地点引数が１８０度以上３６
０度以下の範囲にあり、かつ離心率は０.２４ 未満の範
囲内にあり、かつ軌道傾斜角が３７度以上４４度以下の
範囲内に有るか、または、かつ離心率が０.２４ 以上
０.３５ 以下の範囲内に有り、かつ軌道傾斜角が４０度
より大きく４４度以下の範囲内としている。四機の人工
衛星の軌道の昇交点赤経は図７に示す通りそれぞれ９０
度ずつ離れており、日本国上空の適切な位置にそれぞれ
の軌道の遠地点が現れるように設定されている。それぞ
れの人工衛星のそれぞれの軌道に於ける位置関係として
は、人工衛星７０ａがその軌道７１ａ上で近地点にある
時、衛星７０ｂはその軌道７１ｂ上で軌道周期の四分の
一だけ遅れた真近点離角を採る位置にあり、人工衛星７
０ｃはその軌道７１ｃ上で遠地点にあり、人工衛星７０
ｄはその軌道７１ｄ上で軌道周期の四分の一だけ進んだ
真近点離角を採る位置にあるように配置している。

【０１３０】この軌道配置により、北海道から沖縄にい
たる日本において、仰角７０度以上の方向に人工衛星７
０ａ，人工衛星７０ｂ，人工衛星７０ｃまたは人工衛星
70ｄの何れかが常時見える配置となる。人工衛星７０
ａ，人工衛星７０ｂ，人工衛星７０ｃ及び人工衛星７０
ｄは２４時間の周期を持っているため、仰角７０度以上
の天頂方向に見えるようになるのも、見えなくなるのも
周期的で規則的である。この軌道配置は、概要を図２で
示したアルゴリズム及び近地点引数の設定方法のアルゴ
リズムによって得られたものであり、図３，図４および
図５で示された制御方法により実現される。

【０１３１】この場合では北海道，本州，四国及び九州
の四島並びに沖縄において人工衛星７０ａ，人工衛星７
０ｂ，人工衛星７０ｃ及び人工衛星７０ｄは、仰角７０
度以上の天頂方向に１日に一回ずつ代わる代わる現れ、
最大約８時間最短６時間ずつ滞在して見える。これによ
り一日２４時間にわたり、何れかの人工衛星が仰角７０
度以上の天頂方向に可視となっている。また複数の人工
衛星が同時に仰角７０度以上の天頂方向に見える時間帯
も存在する。これが約２４時間の周期で毎日繰り返され
る。

【０１３２】従って、この軌道配置を用いたシステムの
例を示した図８〜図３４において人工衛星９０で代表す
るところの人工衛星を衛星通信用または衛星放送用に用
いることによって、遮蔽物や障害物による通信途絶の少
ない衛星通信システムまたは衛星放送システムを構築す
ることが可能になる。

【０１３３】（３）設定した軌道要素と軌道配置を実現
し制御するための方策 このように設定された軌道要素を持つ人工衛星の軌道
は、以下のように制御されて実現される。

【０１３４】図３に示すように、人工衛星２０の打ち上
げ時には先に設定した基準時刻の軌道六要素１７の情報
を打上げ機追跡管制設備２１に入力し、ここから打上げ
機に対して目標投入軌道要素２２の情報が伝送される。
打上げ機２３はこの情報をもとに自動的に、または打上
げ機追跡管制設備２１からの制御によって目標の軌道に
投入される。

【０１３５】人工衛星２０が軌道に投入されてからは定
期的に基準時刻の軌道六要素１７の情報が人工衛星追跡
管制設備１８に入力され、制御コマンド１９の情報が人
工衛星２０に伝送され、人工衛星２０に搭載された制御
系により目標の軌道時刻の軌道六要素１７に制御され
る。

【０１３６】この軌道制御の方法は一般的に行われてい
る方法に準拠したものであり、詳細は以下の通りであ
る。

【０１３７】前述のアルゴリズムによって得られた基準
時刻の軌道六要素１７（軌道長半径１１，近地点引数１
２，離心率１３，軌道傾斜角１４，昇交点赤経１５及び
真近点離角１６）は、図３に示した通り、投入目標軌道
要素として打上げ機追跡管制設備２１に入力される。こ
の情報は打上げ機追跡管制設備２１から打上げ機２３へ
と伝送されて目標の軌道要素へ人工衛星２０を投入す
る。打ち上げの段階で目標軌道から人工衛星２０を搭載
した打上げ機２３が外れそうになった場合、打上げ機２
３が自動的に軌道を修正しても良いし、打上げ機追跡管
制設備２１から軌道修正のコマンドを打上げ機２３に伝
送して誘導しても良い。

【０１３８】このようにして打上げ機２３によって目標
投入軌道要素２２に達した後でも、地球の重力場，太陽
及び月の重力，太陽風等の影響により軌道要素は摂動を
受け、時間経過に伴い短周期および長周期で常時軌道要
素が変化する。この場合、人工衛星２０は軌道制御を必
要とする。

【０１３９】図４に示すように、一般に人工衛星２０が
現在飛翔中の軌道の軌道六要素３１は、人工衛星２０が
発信するテレメトリ，レンジング信号２７を人工衛星追
跡管制設備１８の送受信システム２４が受信し、レンジ
ング信号２８を抽出した後、測距システム２５に伝送
し、ここで計測された距離及び距離変化率２９を最終的
な入力として計算機システム２６内の軌道決定プログラ
ム３０が計算し決定される。これにより得られた軌道六
要素３１と、目標とする基準時刻の軌道六要素１７とを
比較することにより、計算機システム２６内の軌道制御
プログラム３２が、必要な姿勢制御量及び軌道制御量３
３を計算する。これにより人工衛星に搭載されたガスジ
ェット装置のどのスラスタを何時、どの程度の長さの時
間だけ噴射すれば良いかが決定される。これを計算機シ
ステム２６内のコマンド生成プログラム３４によって制
御コマンド３５に変換し、人工衛星追跡管制設備１８の
送受信システム２４を経由して人工衛星２０へと伝送す
る。

【０１４０】人工衛星２０に伝送された制御コマンドは
図５に示すように、人工衛星２０搭載の通信系３７が受
信した後、データ処理系３８において伝送されたコマン
ドが解読される。解読されたコマンドから、姿勢制御量
及び軌道制御量４１の情報が人工衛星搭載の姿勢軌道制
御系３９において適宜処理され、必要に応じ姿勢制御ア
クチュエータ駆動４２して姿勢を変更したり、さらに人
工衛星搭載推進系のガスジェット装置４０をコマンド通
り噴射させたりすることにより、最終的に、人工衛星２
０は、上記の基準時刻の軌道六要素１７で示される軌道
に投入，制御される。また、人工衛星２０がＧＰＳ衛星
用の受信機を搭載している場合には、人工衛星２０自身
がその時刻において望ましい基準時刻の軌道六要素１７
を予め記憶しておき、これを利用して自律的に軌道制御
をする構成としてもよい。

【０１４１】このようにして、前述のアルゴリズムによ
って決定された軌道要素１７は制御され、実現される。

【０１４２】さらに複数の人工衛星が軌道上に配置され
た場合には、各人工衛星の軌道が相互の軌道配置の望ま
しい調和関係を維持するように、各人工衛星に対して個
別に適切な軌道制御を行うことが必要である。

【０１４３】次に上述した本発明のアルゴリズムにより
得られた軌道上を周回する人工衛星群を適用したシステ
ムについて述べる。

【０１４４】（４）本発明による軌道上を周回する人工
衛星を適用したシステム （４−１）システム例１ システム例１は衛星放送システムである。

【０１４５】本発明の衛星放送システムの一実施例を図
８に示す。

【０１４６】図８に示すように、本発明の楕円軌道に適
するような姿勢制御系，電源系，通信系，熱制御系など
のサブシステムを具備する人工衛星群９０と、この人工
衛星群９０を介して衛星放送を送信する基地局９１と、
この人工衛星群９０を介して衛星放送を受信する衛星放
送端末９２から構成されている。

【０１４７】上記基地局９１は、図９に示すように、ア
ンテナ９１ａ，アンテナ追尾装置９１ｂ，大電力増幅器
９１ｃ，周波数変換器９１ｄ，変調器９１ｅ，誤り訂正
符号化装置９１ｆ，暗号化装置９１ｇ，多重化装置９１
ｈ，符号化装置９１ｉから構成されている。

【０１４８】画像情報９１ｋと音声信号９１ｌは符号化
装置９１Ｉで高能率に符号化され、他の画像情報や音声
情報、さらにデータ９１ｊが多重化装置９１ｈで多重化
される。さらに、暗号化装置９１ｇで暗号化され、誤り
訂正符号化装置９１ｆで誤り訂正符号が付加され、さら
に変調器９１ｅで無線通信に適した変調がされ、周波数
変換器９１ｄで搬送波に変換され、大電力増幅器９１ｃ
で増幅され、アンテナ追尾装置９１ｂで人工衛星群９０
を追尾するアンテナ９１ａで送信される。

【０１４９】また、上記衛星放送端末９２は、図１０に
示すように、アンテナ９２ａ，低雑音増幅器９２ｂ，周
波数変換器９２ｃ，復調器９２ｃ，誤り訂正装置９２
ｅ，平文化装置９２ｆ，多重分離装置９２ｇ，復号化装
置９２ｈ，フレームメモリ92ｉから構成されている。

【０１５０】人工衛星群９０から送信された電波は、ア
ンテナ９２ａで受け、低雑音増幅器９２ｂで増幅し、周
波数変換器９２ｃで中間周波数に変換され、復調器９２
ｄでデジタル信号に復調される。さらに、誤り訂正装置
９２ｅで誤りがあれば訂正され、平文化装置９２ｆで暗
号化された情報が平文化され、多重分離装置９２ｇで希
望する番組を選択する。さらに、復号化装置９２ｈで画
像情報９２ｋと音声情報９２ｌに戻される。なお、復号
化装置９２ｈにはフレームメモリ９２ｉがありデータの
欠落を補完する事が出来る。

【０１５１】本発明によれば、衛星放送端末９２は、受
信手段として指向性のあるアンテナを用いる場合でも、
単に天頂方向にそのアンテナを向けるだけでよく、人工
衛星群の存在する方向(東西南北方向)を利用者が探す必
要がまったくないという特徴がある。

【０１５２】さらに、静止衛星から放送する場合の移動
体向けの衛星放送端末のアンテナは方位方向は対称で４
５度方向に感度を持つ必要があるが、本発明による場合
のアンテナは天頂方向にのみ指向性を持たせれば十分な
ために製作が容易でかつアンテナの利得を２倍以上にす
ることが可能となるという特徴がある。この特徴を用い
て、衛星からの電波の出力を１／２してもよいし、ま
た、同じ出力であれば２倍の情報（番組）を伝達するこ
とができる。

【０１５３】さらに、人工衛星群９０が常に高仰角に位
置することができるため、ビル街等で天頂方向しか空い
ていない場所等の移動体の周囲状況に依らずに、人工衛
星群９０からの電波を直接受信できるので、ビル等から
の反射波のない、良質の受信環境を提供できるため、同
じ周波数帯域でも静止衛星から放送する場合より多くの
情報（番組）を伝達できるという特徴がある。尚、上述
した効果は、以下に説明するシステム例についても同様
なことが言える。

【０１５４】さらに、課金システムを追加し、限定され
た顧客に放送し、課金する例を図９，図１０で説明す
る。

【０１５５】基地局９１の課金システム９１ｍは、図９
に示すとおりで、限定受信装置91ｎ，顧客管理装置９１
ｏ，課金管理システム９１ｐ，限定受信モジュール発行
装置９１ｑから構成されている。

【０１５６】衛星放送端末９２は、図１０に示す通り
で、限定受信モジュール９２ｍがある。

【０１５７】顧客情報（視聴・聴取料金の入金状況，視
聴・聴取希望番組情報，住所，氏名等）は顧客管理装置
９１ｏにて管理されており、その顧客情報に従って課金
管理システム９１ｐは限定受信装置９１ｎを経由して暗
号化装置９１ｇを制御することにより、顧客ごとの暗号
を制御する。また、課金管理システム９１ｐは顧客管理
装置９１ｏにある顧客情報に従って限定受信モジュール
発行装置９１ｑにて限定受信モジュール（例としてＩＣ
カード）を発行する。また、ここには記載されていない
が、金融機関からの顧客の入金情報は課金管理システム
９１ｐに入力され、顧客管理装置９１ｏにて顧客情報が
更新される。

【０１５８】ユーザは衛星放送端末９２の平分化装置９
２ｆに、料金支払いの対価として入手した上記の限定受
信モジュール９２ｍを挿入することにより、希望した番
組を視聴・聴取することができる。

【０１５９】以上により、基地局９１に放送する番組を
暗号化する手段と、衛星放送端末９２にそれを平文化す
る手段を用い、限定した衛星放送端末にのみ放送し、か
つ課金することが可能となる。

【０１６０】衛星放送システムの他の実施例を図１１に
示す。

【０１６１】図１１に示すように、本発明の楕円軌道に
適するような姿勢制御系，電源系，通信系，熱制御系な
どのサブシステムを具備する人工衛星群９０と、この人
工衛星群９０を介して衛星放送を送信する基地局９１
と、地上放送局９３、及びこの人工衛星群９０を介して
衛星放送を受信する手段と地上放送を受信する手段を持
った衛星放送端末９４から構成されている。

【０１６２】さらに、図１２に示すように上記地上放送
局９３は、アンテナ９３ａ，大電力増幅器９３ｂ，周波
数変換器９３ｃ，変調器９３ｄ，誤り訂正符号化装置９
３ｅ，暗号化装置９３ｆ，多重化装置９３ｇ，符号化装
置９３ｈから構成されている。

【０１６３】画像情報９３ｊと音声信号９３ｋは符号化
装置９３ｈで高能率に符号化され、他の画像情報や音声
情報、さらにデータ９３ｉが多重化装置９３ｇで多重化
される。さらに、暗号化装置９３ｆで暗号化され、誤り
訂正符号化装置９３ｅで誤り訂正符号が付加され、さら
に変調器９３ｄで無線通信に適した変調がされ、周波数
変換器９３ｃで搬送波に変換され、大電力増幅器９３ｂ
で増幅され、アンテナ９３ａで送信される。

【０１６４】また、上記衛星放送端末９４は、図１３に
示すように、地上放送を受信するアンテナ９４ａ１およ
び低雑音増幅器９４ａ２，人工衛星群９０からの電波を
受信するアンテナ９４ｂ１および低雑音増幅器９４ｂ
２、地上波および衛星からの放送の周波数変換器９４
ｃ，復調器９４ｄ,誤り訂正装置９４ｅ,平文化装置９４
ｆ，多重分離装置９４ｇ，復号化装置９４ｈ，フレーム
メモリ９４ｉから構成されている。

【０１６５】地上放送局９３から送信された電波は、ア
ンテナ９４ａ１で受け、低雑音増幅器９４ｂ１で増幅
し、また、人工衛星群９０から送信された電波は、アン
テナ９４ａ２で受け、低雑音増幅器９４ｂ２で増幅し、
それぞれ周波数変換器９４ｃで中間周波数に変換され、
復調器９４ｄでデジタル信号に復調される。さらに、誤
り訂正装置９４ｅで誤りがあれば訂正され、平文化装置
９４ｆで暗号化された情報が平文化され、多重分離装置
９４ｇで希望する番組を選択する。さらに、復号化装置
９４ｈで画像情報９４ｋと音声情報９４ｌに戻される。
なお、復号化装置９４ｈにはフレームメモリ９４ｉがあ
りデータの欠落を補完する事が出来る。衛星放送端末９
４は、衛星放送ばかりでなく地上放送も受信できるため
ユーザが希望する放送を自在に選択できるという特徴が
ある。さらに、本衛星放送端末９４があれば衛星放送端
末と地上放送端末をそれぞれ持つ必要がないという特徴
がある。更に、アンテナ９４ａ１と９４ａ２を兼用する
こともできる。

【０１６６】さらに、課金システムを追加し、限定され
た顧客に放送し、課金する例を図１２，図１３で説明す
る。

【０１６７】基地局９３の課金システム９３ｍは、図１
２に示すとおりで、限定受信装置９３ｎ，顧客管理装置
９３ｏ，課金管理システム９３ｐ，限定受信モジュール
発行装置９３ｑから構成されている。

【０１６８】衛星放焼端末９４は、図１３に示す通り
で、限定受信モジュール９４ｍがある。

【０１６９】顧客情報（視聴・聴取料金の入金状況，視
聴・聴取希望番組情報，住所，氏名等）は顧客管理装置
９３ｏにて管理されており、その顧客情報に従って課金
管理システム９３ｐは限定受信装置９３ｎを経由して暗
号化装置９３ｆを制御することにより、顧客ごとの暗号
を制御する。また、課金管理システム９３ｐは顧客管理
装置９３ｏにある顧客情報に従って限定受信モジュール
発行装置９３ｑにて限定受信モジュール（例としてＩＣ
カード）を発行する。また、ここには記載されていない
が、金融機関からの顧客の入金情報は課金管理システム
９３ｐに入力され、顧客管理装置９３ｏにて顧客情報が
更新される。

【０１７０】ユーザは衛星放送端末９４の平分化装置９
４ｆに、料金支払いの対価として入手した上記の限定受
信モジュール９４ｍを挿入することにより、希望した番
組を視聴・聴取することができる。

【０１７１】以上により、基地局９３に放送する番組を
暗号化する手段と、衛星放送端末９４にそれを平文化す
る手段を用い、限定した衛星放送端末にのみ放送し、か
つ課金することが可能となる。

【０１７２】衛星放送システムの他の実施例を図１４に
示す。

【０１７３】図１４に示すように、本発明の楕円軌道に
適するような姿勢制御系，電源系，通信系，熱制御系な
どのサブシステムを具備する人工衛星群９０と、公衆回
線や携帯電話等の地上通信手段９５と、この人工衛星群
９０を介して衛星放送を送信する手段と前記地上通信手
段を持った基地局９６、及びこの人工衛星群９０を介し
て衛星放送を受信する手段と上記地上通信手段を持った
衛星放送端末９７から構成されている。

【０１７４】上記基地局９６は、図１５に示すように、
アンテナ９６ａ，アンテナ追尾装置９６ｂ，大電力増幅
器９６ｃ，周波数変換器９６ｄ，変調器９６ｅ，誤り訂
正符号化装置９６ｆ，暗号化装置９６ｇ，多重化装置９
６ｈ，符号化装置９６ｉ，データ選択装置９６ｎ，デー
タ記憶装置９６ｏ，地上通信網９５から構成されてい
る。

【０１７５】地上通信網９５を経由したリクエスト情報
９６ｍはデータ選択装置９６ｎに入力され、必要な情報
であるところの画像情報９６ｋ，音声信号９６ｌ，デー
タ９６ｊは必要に応じてデータ記憶装置９６ｏから引用
される。さらに、画像情報９６ｋと音声信号９６ｌは符
号化装置９６ｉで高能率に符号化され、他の画像情報や
音声情報、さらにデータ９６ｊが多重化装置９６ｈで多
重化される。さらに、暗号化装置９６ｇで暗号化され、
誤り訂正符号化装置９６ｆで誤り訂正符号が付加され、
さらに変調器９６ｅで無線通信に適した変調がされ、周
波数変換器９６ｄで搬送波に変換され、大電力増幅器９
６ｃで増幅され、アンテナ追尾装置９６ｂで人工衛星群
９０を追尾するアンテナ９６ａで送信される。

【０１７６】また、上記衛星放送端末９７は、図１６に
示すように、アンテナ９７ａ，低雑音増幅器９７ｂ，周
波数変換器９７ｃ，復調器９７ｄ，誤り訂正装置９７
ｅ，平文化装置９７ｆ，多重分離装置９７ｇ,復号化装
置９７ｈ,フレームメモリ９７ｉ，リクエスト送出装置
９７ｎ，地上通信網９５から構成されている。

【０１７７】リクエスト９７ｍは、ＰＨＳや携帯電話等
のリクエスト送出装置９７ｎで地上通信網９５を経由し
て、図１５の基地局９６に送られる。基地局９６はリク
エストされた情報を人工衛星群９０へ送信し、人工衛星
群９０から送信された電波は、アンテナ９７ａで受け、
低雑音増幅器９７ｂで増幅し、周波数変換器９７ｃで中
間周波数に変換され、復調器９７ｄでデジタル信号に復
調される。さらに、誤り訂正装置９７ｅで誤りがあれば
訂正され、平文化装置９７ｆで暗号化された情報が平文
化され、多重分離装置９７ｇで希望する番組を選択す
る。さらに、復号化装置９７ｈで画像情報９７ｋと音声
情報９７ｌに戻される。なお、復号化装置９７ｈにはフ
レームメモリ９７ｉがありデータの欠落を補完する事が
出来る。

【０１７８】このことにより、衛星放送端末９７は、要
求を基地局９１に伝え希望する情報の放送を依頼するこ
とが出来るという特徴がある。

【０１７９】本発明における衛星放送端末９２，９４，
９７は、自動車，列車，船舶，航空機などの移動体に搭
載しても良い、さらに、歩行者や登山者など人が携帯し
ても良い。さらに、家庭等移動しないところで受信して
も良い。

【０１８０】また、本発明で放送される番組の内容は特
に限定されない。

【０１８１】放送する番組としてはＴＶ放送や音声放送
ばかりでなく、デジタル情報が挙げられる。

【０１８２】例えば、気象情報，つり情報（水位，水温
等），ＩＴＳ情報（交通量情報，通行速度情報，渋滞場
所情報，渋滞時間情報，災害情報，交通規制情報，交通
事故発生情報，道路環境情報，道路交通情報，走行環境
情報，最適経路情報，渋滞時の所要時間情報，駐車場の
満空情報，駐車場予約情報，目的地情報（気象，旅行，
観光，グルメ，レクリエーション情報等），各種予約情
報（公共交通，ホテル，アミューズメント設備等）），
地図情報（地図情報，更新情報等），カーナビ情報（カ
ーミビ情報，更新情報等），ソフトウェア（カーナビ
用，ゲーム用，ＯＳ等），音声データ（ＭＰ３等で圧縮
されたデータを含む），娯楽情報が挙げられる。

【０１８３】さらに、例えばインターネット等のマルチ
メディア情報やディファレンシャルＧＳＰ情報が挙げら
れる。

【０１８４】さらに、地域に限定した情報、例えば移動
体が移動中の地域に属するデパート，スーパーマーケッ
トのタイムサービス情報，美術館・博物館の展示情報，
映画館，劇場・演舞場の上演内容の情報，犯罪者・徘徊
者の情報等がある。

【０１８５】さらに、課金システムを追加し、限定され
た顧客に放送し、課金する例を図１５，図１６で説明す
る。

【０１８６】基地局９６の課金システム９６ｐは、図１
５に示すとおりで、限定受信装置９６ｑ，顧客管理装置
９６ｒ，課金管理システム９６ｓ，限定受信モジュール
発行装置９６ｔから構成されている。

【０１８７】衛星放送端末９７は、図１６に示す通り
で、限定受信モジュール９７ｏがある。

【０１８８】顧客情報（視聴・聴取料金の入金状況，視
聴・聴取希望番組情報，住所，氏名等）は顧客管理装置
９６ｒにて管理されており、その顧客情報に従って課金
管理システム９６ｓは限定受信装置９６ｑを経由して暗
号化装置９６ｇを制御することにより、顧客ごとの暗号
を制御する。また、課金管理システム９６ｓは顧客管理
装置９６ｒにある顧客情報に従って限定受信モジュール
発行装置９６ｔにて限定受信モジュール（例としてＩＣ
カード）を発行する。また、ここには記載されていない
が、金融機関からの顧客の入金情報は課金管理システム
９６ｓに入力され、顧客管理装置９６ｒにて顧客情報が
更新される。

【０１８９】ユーザは衛星放送端末９７の平分化装置９
７ｆに、料金支払いの対価として入手した上記の限定受
信モジュール９７ｏを挿入することにより、希望した番
組を視聴・聴取することができる。

【０１９０】以上により、基地局９６に放送する番組を
暗号化する手段と、衛星放送端末９７にそれを平文化す
る手段を用い、限定した衛星放送端末にのみ放送し、か
つ課金することが可能となる。

【０１９１】（４−２）システム例２ システム例は衛星通信システムである。

【０１９２】本発明の衛星通信システムの一実施例を図
１７に示す。

【０１９３】図１７に示すように、本発明の楕円軌道に
適するような姿勢制御系，電源系，通信系，熱制御系な
どのサブシステムを具備する人工衛星群９０と、この人
工衛星群９０を介して衛星通信を行うための基地局９８
と衛星通信用送受信装置９９から構成される。

【０１９４】上記基地局９８は、図１８に示すように、
アンテナ９８ａ，アンテナ追尾装置９８ｂ，大電力増幅
器９８ｃ，周波数変換器９８ｄ，変調器９８ｅ，符号化
装置９８ｆ，低雑音増幅器９８ｈ，周波数変換器９８
ｉ，復調器９８ｊ，復号化装置９８ｋから構成されてい
る。

【０１９５】送信データ９８ｇは、符号化装置９８ｆで
符号化，暗号化され誤り訂正符号等が付加され、さらに
変調器９８ｅで無線通信に適した変調がされ、周波数変
換器９８ｄで搬送波に変換され、大電力増幅器９８ｃで
増幅され、アンテナ追尾装置９８ｂで人工衛星群９０を
追尾するアンテナ９８ａで送信される。また、人工衛星
群９０から送信された電波は、アンテナ９８ａで受け、
低雑音増幅器９８ｈで増幅し、周波数変換器９８ｈで中
間周波数に変換され、復調器９８ｊでデジタル信号に復
調される。さらに、復号化装置９８ｋで誤り訂正，平文
化や復号化され受信データ９８ｌを得ることができる。

【０１９６】また、上記衛星通信用送受信装置９９は、
図１９に示すように、アンテナ99ａ，大電力増幅器９９
ｂ，周波数変換器９９ｃ，変調器９９ｄ，符号化装置９
９ｅ，低雑音増幅器９９ｇ，周波数変換器９９ｈ，復調
器９９ｉ，復号化装置９９ｊから構成されている。

【０１９７】送信データ９９ｆは、符号化装置９９ｅで
符号化，暗号化され誤り訂正符号等が付加され、さらに
変調器９９ｄで無線通信に適した変調がされ、周波数変
換器９９ｃで搬送波に変換され、大電力増幅器９９ｂで
増幅され、アンテナ９９ａで送信される。また、人工衛
星群９０から送信された電波は、アンテナ９９ａで受
け、低雑音増幅器９９ｇで増幅し、周波数変換器９９ｈ
で中間周波数に変換され、復調器９９ｉでデジタル信号
に復調される。さらに、復号化装置９９ｊで誤り訂正，
平文化や復号化され受信データ９９ｋを得ることができ
る。

【０１９８】本実施例によれば天頂付近に少なくとも一
機は人工衛星が見えるため、人工建造物，樹木，山岳な
ど視野を遮る遮蔽物が有る地域でも、この衛星通信シス
テムを用いることにより容易に長時間にわたり通信回線
を確保することが出来る。

【０１９９】例えば、基地局９８を公衆回線のゲートウ
ェイ通信局に設置し、衛星通信用送受信装置９９を人が
携帯することにより、携帯電話として利用することが出
来るようになる。

【０２００】例えば、基地局９８を病院に設置し、衛星
通信用送受信装置９９を救急車に設置することにより、
救急車から患者に関する画像データを病院に送信し、病
院にいる専門医から適切な処置法を伝えることが出来る
ため、救急搬送中に患者に対して適切な処置を行うこと
が出来る。これにより、これまで救急搬送中に適切な処
置が出来れば救えていたケースについて、人命を救うこ
とが出来るようになる。

【０２０１】例えば、基地局９８を放送局に設置し、衛
星通信用送受信装置９９を放送車に設置することによ
り、マラソン中継等の移動中のスポーツ中継のテレビ番
組等にも適用することができ、良質な画像をリアルタイ
ムで伝送出来るためダイナミックな番組提供が出来るよ
うになる。

【０２０２】例えば、基地局９８を消防庁に設置し、衛
星通信用送受信装置９９を消防車に設置することによ
り、消火中の現場の状況を、ビルの谷間や路地でも良質
な画像をリアルタイムで伝送出来るため的確な状況判断
が出来るようになる。

【０２０３】例えば、基地局９８を警察署に設置し、衛
星通信用送受信装置９９をパトカーに設置することによ
り、犯人や現場の状況を、ビルの谷間や路地でも良質な
画像をリアルタイムで伝送出来るため効果的な警備が出
来るようになる。

【０２０４】例えば、基地局９８を専門医のいる病院に
設置し、衛星通信用送受信装置９９を移動体に設置し遠
隔地の専門医の助言や診断を必要とする診療所に移動し
て患者の情報を通信することにより、山岳地でもリアル
タイムで伝送出来るため、医療サービスの地域格差を解
消することが出来るようになる。

【０２０５】例えば、基地局９８を予約センターに設置
し、衛星通信用送受信装置９９を列車に設置することに
より、列車に乗車している乗客が乗り継ぐ列車を予約す
ることが出来るため、顧客サービスを向上することが出
来るようになる。

【０２０６】例えば、基地局９８を在庫管理センターに
設置し、衛星通信用送受信装置９９を自動販売機に設置
することにより、在庫を定期的にあるいは任意に調査す
ることが出来るため、顧客サービスを向上することが出
来るようになる。

【０２０７】さらに、列車制御情報通信，列車保守通
信，列車標識制御通信，自動車運用状況通信，船舶情報
運用状況通信，データ収集システム（いかだ，ブイ
等），パソコン通信（電子メイル，インターネット，オ
ンラインショッピング等），駐車場の空き情報提供・予
約システム等への適用が可能である。

【０２０８】衛星通信システムの他の実施例を図２０に
示す。

【０２０９】図２０に示すように、本発明による人工衛
星群９０と、この人工衛星群９０を介して衛星通信を行
うための基地局９８と、全地球測位システムを構成する
人工衛星群１００と、全地球システムを構成する人工衛
星群からの測位信号により己の位置を測定できる機能を
有すると共に人工衛星群９０を介して通信を行うことが
出来る衛星通信用送受信装置１０１から構成される。

【０２１０】上記衛星通信用送受信装置１０１は、図２
１に示すように、アンテナ１０１ａ，大電力増幅器１０
１ｂ，周波数変換器１０１ｃ，変調器１０１ｄ，符号化
装置１０１ｅ，多重化装置１０１ｆ，低雑音増幅器１０
１ｈ，周波数変換器１０１ｉ，復調器１０１ｊ，復号化
装置１０１ｋ，ＧＰＳ受信機１０１ｍから構成されてい
る。

【０２１１】送信データ１０１ｇは、多重化装置１０１
ｆでＧＰＳ受信機１０１ｍから出力される測位情報１０
１ｎと多重化され、符号化装置１０１ｅで符号化，暗号
化され誤り訂正符号等が付加され、さらに変調器１０１
ｄで無線通信に適した変調がされ、周波数変換器１０１
ｃで搬送波に変換され、大電力増幅器１０１ｂで増幅さ
れ、アンテナ１０１ａで送信される。また、人工衛星群
９０から送信された電波は、アンテナ１０１ａで受け、
低雑音増幅器１０１ｈで増幅し、周波数変換器１０１ｉ
で中間周波数に変換され、復調器１０１ｊでデジタル信
号に復調される。さらに、復号化装置１０１ｋで誤り訂
正，平文化や復号化され受信データ１０１ｌを得ること
ができる。

【０２１２】このシステムでは、送受信装置の位置情報
を基地局に通信することが出来る。さらに、測位情報を
送信するタイミングとしては、デマンド方式（ユーザが
希望する時に送信する）やポーリング方式（センタ局の
送信要求を受信し、送受信装置が自動的に送信する）が
ある。

【０２１３】例えば、基地局９８を警察，消防等の山岳
救難センターに設置し、衛星通信用送受信装置１０１を
登山者が携帯することにより、万一遭難の際は、遭難者
の位置をセンターに通報することが出来るため、迅速で
正確な救助活動を可能とすることが出来る。さらに、本
発明では双方向の通信が可能のため、遭難者へのはげま
しや誤報確認ができるという特徴がある。さらに、衛星
通信用送受信機の軽量化，低消費電力化のために送信機
能のみとしてもよい。

【０２１４】例えば、基地局９８を警察，消防等の海難
救難センターに設置し、衛星通信用送受信装置１０１を
船舶に設置することにより、誤報チェック，万一遭難の
際は、遭難船の位置をセンター，海上保安庁に通報する
ことが出来るため、迅速で正確な救助活動を可能とする
ことが出来る。さらに、本発明では双方向の通信が可能
のため、遭難者へのはげましや誤報確認ができるという
特徴がある。さらに、衛星通信用送受信機の軽量化，低
消費電力化のために送信機能のみとしてもよい。

【０２１５】例えば、基地局９８を警察に設置し、衛星
通信用送受信装置１０１を対象者が携帯することによ
り、徘徊や迷子になった際は、対象者の位置を直ちに警
察で把握することが出来るため、迅速で正確な救助活動
を可能とすることが出来る。さらに、本発明では双方向
の通信が可能のため、対象者へのはげましや誤報確認が
できるという特徴がある。さらに、衛星通信用送受信機
の軽量化，低消費電力化のために送信機能のみとしても
よい。

【０２１６】例えば、基地局９８を警察に設置し、衛星
通信用送受信装置１０１を自動車に設置することによ
り、その自動車が盗難された際は、盗難車の位置を直ち
に警察で把握することが出来るため、迅速で正確な捜査
活動を可能とすることが出来る。

【０２１７】例えば、基地局９８を物流管理センターに
設置し、衛星通信用送受信装置１０１を移動体（トラッ
ク，列車，タクシー，バス，コンテナ）に設置すること
により、移動体の位置を直ちにセンターで把握すること
が出来るため、迅速で正確な物流管理，車両配車管理を
可能とすることが出来る。

【０２１８】さらに、最適経路誘導システム，リクエス
ト型ナビゲーションシステム，動物の行動モニタ（野生
動物（行動モニタ），家畜（迷子防止，運動量把握），
動物園で飼育中の動物（危険防止）等）への適用も可能
である。

【０２１９】衛星通信システムの他の実施例を図２２に
示す。

【０２２０】図２２に示すように、本発明の楕円軌道に
適するような姿勢制御系，電源系，通信系，熱制御系な
どのサブシステムを具備する人工衛星群９０と、この人
工衛星群９０を介して衛星通信を行うための基地局９８
と、電気，ガス，水道のうち少なくとも１つについて、
その使用量を個別に測定する機能を有すると共に人工衛
星群９０を介して通信を行うことが出来る衛星通信用送
受信装置１０２から構成される。

【０２２１】上記衛星通信用送受信装置１０２は、電力
使用量の場合は、図２３に示すように、アンテナ１０２
ａ，大電力増幅器１０２ｂ，周波数変換器１０２ｃ，変
調器１０２ｄ，符号化装置１０２ｅ，多重化装置１０２
ｆ，低雑音増幅器１０２ｈ，周波数変換器１０２ｉ，復
調器１０２ｊ,復号化装置１０２ｋ,電力量計１０２ｍか
ら構成されている。

【０２２２】送信データ１０２ｇは、多重化装置１０２
ｆで電力量計１０２ｍから出力される使用量情報１０２
ｎと多重化され、符号化装置１０２ｅで符号化，暗号化
され誤り訂正符号等が付加され、さらに変調器１０２ｄ
で無線通信に適した変調がされ、周波数変換器１０２ｃ
で搬送波に変換され、大電力増幅器１０２ｂで増幅さ
れ、アンテナ１０２ａで送信される。また、人工衛星群
９０から送信された電波は、アンテナ１０２ａで受け、
低雑音増幅器１０２ｈで増幅し、周波数変換器１０２ｉ
で中間周波数に変換され、復調器１０２ｊでデジタル信
号に復調される。さらに、復号化装置１０２ｋで誤り訂
正，平文化や復号化され受信データ102lを得ることがで
きる。

【０２２３】このシステムでは、衛星通信用送受信装置
１０２が計測した電力使用量を基地局９８で集計するこ
とが可能となる。さらに、本発明による軌道の衛星を利
用することで、高層建築物に囲まれた家屋や、山間部で
通信手段のない場所においても衛星通信用送受信装置１
０２を設置するだけで容易に衛星通信の回線を確保出来
るため、従来戸別訪問により使用量を集計している電気
・ガス・水道などの公共料金についても衛星を介して集
計出来るようになり、使用量集計に必要な人件費を大幅
に削減出来る。この人件費の削減効果により、さらに公
共料金の引き下げが期待出来る。

【０２２４】衛星通信システムの他の実施例を図２４に
示す。

【０２２５】図２４に示すように、本発明の楕円軌道に
適するような姿勢制御系，電源系，通信系，熱制御系な
どのサブシステムを具備する人工衛星群９０と、この人
工衛星群９０を介して衛星通信を行うための基地局９８
と、情報ネットワークの情報を収集・中継する機能を有
すると共に人工衛星群９０を介して通信を行うことが出
来る衛星通信用送受信装置１０３から構成される。

【０２２６】上記衛星通信用送受信装置１０３は、図２
５に示すように、アンテナ１０３ａ，大電力増幅器１０
３ｂ，周波数変換器１０３ｃ，変調器１０３ｄ，符号化
装置１０３ｅ，多重化装置１０３ｆ，低雑音増幅器１０
３ｈ，周波数変換器１０３ｉ，復調器１０３ｊ，復号化
装置１０３ｋ，多重分離装置１０３ｌ，ネットワーク１
０３ｎから構成されている。

【０２２７】送信データ１０３ｇは、多重化装置１０３
ｆでネットワーク１０３ｍから出力されるネットワーク
情報１０３ｏ１と多重化され、符号化装置１０３ｅで符
号化，暗号化され誤り訂正符号等が付加され、さらに変
調器１０３ｄで無線通信に適した変調がされ、周波数変
換器１０３ｃで搬送波に変換され、大電力増幅器103bで
増幅され、アンテナ１０３ａで送信される。また、人工
衛星群９０から送信された電波は、アンテナ１０３ａで
受け、低雑音増幅器１０３ｈで増幅し、周波数変換器１
０３ｉで中間周波数に変換され、復調器１０３ｊでデジ
タル信号に復調される。さらに、復号化装置１０３ｋで
誤り訂正，平文化や復号化され、多重分離装置１０３ｌ
にて受信データ１０３ｍとネットワーク１０３ｎに入力
されるネットワーク情報１０３０２を得ることができ
る。

【０２２８】このシステムでは、例えばオフィス内や家
庭内ネットワークの情報（セキュリティ，ユーティリテ
ィの状況・利用量及び制御等）を衛星通信用送受信装置
103を経由して基地局９８と通信することが可能とな
る。さらに、本発明による軌道の衛星を利用すること
で、高層建築物に囲まれた家屋などに設置したアンテナ
設備でも容易に衛星通信の回線を確保出来る。さらに、
セキュリティ情報の場合、電話線を切られてもそれとは
独立に衛星を経由して通信（通報）できるという特徴が
ある。

【０２２９】衛星通信システムの他の実施例を図２６に
示す。

【０２３０】図２６に示すように、本発明の楕円軌道に
適するような姿勢制御系，電源系，通信系，熱制御系な
どのサブシステムを具備する人工衛星群９０と、この人
工衛星群９０を介して衛星通信を行うための基地局９８
と、環境をモニタする機能を有すると共に人工衛星群９
０を介して通信を行うことが出来る衛星通信用送受信装
置１０４から構成される。

【０２３１】上記衛星通信用送受信装置１０４は、図２
７に示すように、アンテナ１０４ａ，大電力増幅器１０
４ｂ，周波数変換器１０４ｃ，変調器１０４ｄ，符号化
装置１０４ｅ，多重化装置１０４ｆ，低雑音増幅器１０
４ｈ，周波数変換器１０４ｉ，復調器１０４ｊ，復号化
装置１０４ｋ，検出器１０４ｍから構成されている。送
信データ１０４ｇは、多重化装置１０４ｆで検出器１０
４ｍから出力される測定情報１０４ｎと多重化され、符
号化装置１０４ｅで符号化，暗号化され誤り訂正符号等
が付加され、さらに変調器１０４ｄで無線通信に適した
変調がされ、周波数変換器１０４ｃで搬送波に変換さ
れ、大電力増幅器１０４ｂで増幅され、アンテナ１０４
ａで送信される。また、人工衛星群９０から送信された
電波は、アンテナ１０４ａで受け、低雑音増幅器１０４
ｈで増幅し、周波数変換器104ｉで中間周波数に変換さ
れ、復調器１０４ｊでデジタル信号に復調される。さら
に、復号化装置１０４ｋで誤り訂正，平文化や復号化さ
れ受信データ１０４ｌを得ることができる。

【０２３２】例えば、本発明による軌道の衛星を利用す
ることで、高層建築物に囲まれた場所や、山間部で通信
手段のない場所等においても容易に通信することが可能
なため、基地局９８を環境センターに設置し、環境モニ
タ機能を有する衛星通信用送受信装置１０４を各地に配
置することにより、広範囲の環境データ（気象情報，水
位（河川，湖等），地震，火山，一酸化炭素，酸化窒
素，二酸化いおう，ダイオキシン等）を容易に収集する
ことが可能なため迅速適切な対応が可能で、当該地域住
民の環境を保護することが出来るようになる。さらに、
衛星通信用送受信装置１０４の設置場所の制限が少ない
ため、環境データ収集に必要な経費を大幅に削減でき
る。さらに、環境データを送信するタイミングとして
は、緊急通信方式（環境データが事前に設定したしきい
値を越えたときに送信する）やポーリング方式（センタ
局の送信要求を受信し、送受信装置が自動的に送信す
る）がある。

【０２３３】衛星通信システムの他の実施例を図２８に
示す。

【０２３４】図２８に示すように、本発明の楕円軌道に
適するような姿勢制御系，電源系，通信系，熱制御系な
どのサブシステムを具備する人工衛星群９０と、この人
工衛星群９０を介して衛星通信を行うための基地局９８
と、異常を検出，モニタする機能を有すると共に人工衛
星群９０を介して通信を行うことが出来る衛星通信用送
受信装置１０５から構成される。

【０２３５】上記衛星通信用送受信装置１０５は、図２
９に示すように、アンテナ１０５ａ，大電力増幅器１０
５ｂ，周波数変換器１０５ｃ，変調器１０５ｄ，符号化
装置１０５ｅ，多重化装置１０５ｆ，低雑音増幅器１０
５ｈ，周波数変換器１０５ｉ，復調器１０５ｊ，復号化
装置１０５ｋ，検出器１０５ｍから構成されている。送
信データ１０５ｇは、多重化装置１０５ｆで検出器１０
５ｍから出力される異常検出情報１０５ｎと多重化さ
れ、符号化装置１０５ｅで符号化，暗号化され誤り訂正
符号等が付加され、さらに変調器１０５ｄで無線通信に
適した変調がされ、周波数変換器１０５ｃで搬送波に変
換され、大電力増幅器１０５ｂで増幅され、アンテナ１
０５ａで送信される。また、人工衛星群９０から送信さ
れた電波は、アンテナ１０５ａで受け、低雑音増幅器１
０５ｈで増幅し、周波数変換器１０５ｉで中間周波数に
変換され、復調器１０５ｊでデジタル信号に復調され
る。さらに、復号化装置１０５ｋで誤り訂正，平文化や
復号化され受信データ105lを得ることができる。

【０２３６】このシステムでは、異常発生時に自動的に
緊急信号を発生することが出来る。例えば、基地局９８
を消防署に設置し、過大な衝撃またはエアバックの作動
等の自動車の異常をモニタする機能を有する衛星通信用
送受信装置１０５を自動車に設置することにより、交通
事故の際に自動的に消防署や保険会社に連絡することが
可能で、搭乗者の迅速な救助活動が出来るようになる。

【０２３７】例えば、基地局９８を海上保安庁に設置
し、浸水または過大な衝撃等の異常をモニタする機能を
有する衛星通信用送受信装置１０５を船舶に設置するこ
とにより、海難事故の際に自動的に海上保安庁に連絡す
ることが可能で、乗員・乗客の安全を保護することが出
来るようになる。

【０２３８】衛星通信システムの他の実施例を図３０に
示す。

【０２３９】図３０に示すように、本発明の楕円軌道に
適するような姿勢制御系，電源系，通信系，熱制御系な
どのサブシステムを具備する人工衛星群９０と、この人
工衛星群９０を介して衛星通信を行うための基地局９８
と、ＶＩＣＳ等の道路情報通知システム１０６からの道
路情報１０７を受信する機能を有すると共に人工衛星群
９０を介して通信を行うことが出来る衛星通信用送受信
装置１０８、さらに基地局９８経由の衛星通信用送受信
機１０８からのリクエストを道路情報通知システム１０
６へ伝える地上通信網９５から構成される。

【０２４０】上記基地局９８は、図３１に示すとおり
で、衛星通信用送受信機１０８から得られた受信データ
９８ｌをユーザからのリクエストとして地上通信網９５
を経由して道路情報通知システム１０６に送る。さら
に、道路情報通知システム１０６からの情報を送信デー
タ９９ｇとしてユーザに送信する。

【０２４１】上記道路情報通知システム１０６は、図３
１に示すように、アンテナ１０６ａ，大電力増幅器１０
６ｂ，周波数変換器１０６ｃ，変調器１０６ｄ，誤り訂
正符号化装置１０６ｅ，暗号化装置１０６ｆ，多重化装
置１０６ｇ，データ選択装置１０６ｉ，データ記憶装置
１０６ｊ，地上通信網９５から構成されている。

【０２４２】地上通信網９５を経由したリクエスト情報
１０６ｋはデータ選択装置１０６ｉに入力され、道路情
報データ１０６ｈは必要に応じてデータ記憶装置１０６
ｊから引用される。さらに、道路情報データ１０６ｈが
多重化装置１０６ｇで多重化され、暗号化装置１０６ｆ
で暗号化され、誤り訂正符号化装置１０６ｅで誤り訂正
符号が付加され、さらに変調器１０６ｄで無線通信に適
した変調がされ、周波数変換器１０６ｃで搬送波に変換
され、大電力増幅器１０６ｂで増幅され、アンテナ１０
６ａで送信される。

【０２４３】上記衛星通信用送受信装置１０８は、図３
２に示すように、アンテナ１０８ａ，大電力増幅器１０
８ｂ，周波数変換器１０８ｃ，変調器１０８ｄ，符号化
装置１０８ｅ，低雑音増幅器１０８ｇ，周波数変換器１
０８ｈ，復調器１０８ｉ，復号化装置１０８ｊ，道路情
報用アンテナ１０８ｎ，道路情報受信機１０８ｍ，カー
ナビ１０８ｌから構成されている。

【０２４４】ユーザのリクエスト１０８ｆは、符号化装
置１０８ｅで符号化，暗号化され誤り訂正符号等が付加
され、さらに変調器１０８ｄで無線通信に適した変調が
され、周波数変換器１０８ｃで搬送波に変換され、大電
力増幅器１０８ｂで増幅され、アンテナ１０８ａで送信
される。また、人工衛星群９０から送信された電波は、
アンテナ１０８ａで受け、低雑音増幅器１０８ｇで増幅
し、周波数変換器108hで中間周波数に変換され、復調器
１０８ｉでデジタル信号に復調される。さらに、復号化
装置１０８ｊで誤り訂正，平文化や復号化され受信デー
タとして道路情報１０８ｋを得ることができ、カーナビ
１０８ｌに入力される。さらに、道路情報１０７は道路
情報用アンテナ１０８ｎで受け、道路情報受信機１０８
ｍで受信，復調され、カーナビ１０８ｌに入力される。

【０２４５】このシステムでは、ＶＩＣＳ等の道路情報
１０７を受信するばかりでなく、運転者は衛星通信用送
受信装置１０８から基地局９８と人工衛星群９０を経由
して、希望する道路情報を要求することが可能となり、
道路情報通知システム１０６経由でも人工衛星群９０経
由でも入手することが可能となり、きめ細かいタイムリ
ーな道路情報を入手することが可能となる。

【０２４６】道路情報１０７として、以下の情報が含ま
れる。

【０２４７】ＩＴＳ情報（交通量情報，通行速度情報，
渋滞場所情報，渋滞時間情報，災害情報，交通規制情
報，交通事故発生情報，道路環境情報，道路交通情報，
最適経路情報，渋滞時の所要時間情報，駐車場の満空情
報，駐車場予約情報，目的地情報（気象，旅行，観光，
グルメ，レクリエーション情報等），各種予約情報（公
共交通，ホテル，アミューズメント設備等）），地図情
報（地図情報，更新情報等），カーナビ情報（カーナビ
情報，更新情報等），ソフトウェア（カーナビ用，ゲー
ム用，ＯＳ等）等。

【０２４８】（４−３）システム例３ システム例３は衛星間通信システムである。

【０２４９】本発明の衛星間通信システムの一実施例を
図３３に示す。

【０２５０】図３３に示すように、本発明の楕円軌道に
適するような姿勢制御系，電源系，通信系，熱制御系な
どのサブシステムを具備する人工衛星群９０と、この人
工衛星群９０を介して衛星通信を行うための基地局９８
と、その人工衛星群９０を介して通信を行うことが出来
る衛星通信用送受信装置１１０と人工衛星１０９から構
成される。

【０２５１】このシステムでは、衛星通信用送受信装置
１１０や基地局９８から人工衛星１０９を直接通信する
ことはできないが人工衛星群９０が人工衛星群１０９を
通信できる範囲で、人工衛星群１０９の情報を人工衛星
群９０を経由して取得することができるため、広範囲な
人工衛星群１０９からの情報を取得することが出来るこ
ととなる。

【０２５２】一例として、人工衛星１０９に地球観測装
置が搭載されていれば、その観測データを基地局９８や
衛星通信用送受信装置１１０で受信することが可能であ
り、また、基地局９８や衛星用送受信装置１１０から
の、希望する観測データを要求することが出来ることが
可能となり、広範囲で希望する観測データを入手するこ
とが可能となる。

【０２５３】（４−４）システム例４ システム例４は地球観測システムである。

【０２５４】本発明の地球観測システムの一実施例を図
３４に示す。

【０２５５】図３４に示すように、地球観測センサを搭
載した本発明の楕円軌道に適するような姿勢制御系，電
源系，通信系，熱制御系などのサブシステムを具備する
人工衛星群１１１と、この人工衛星群１１１から送信さ
れる観測結果を受信する基地局９８から構成される。

【０２５６】このシステムでは、人工衛星群１１１が地
表に対して高仰角であるため、遮蔽物に影響されない地
球観測情報を基地局９８で収集することが可能となる。

【０２５７】

【発明の効果】（１）近地点引数の設定方法に関する効
果 本発明によれば、任意の軌道傾斜角を軌道要素とする楕
円軌道について、地球重力場などの影響による近地点引
数の変動を予め考慮に入れた軌道要素の設定を行うこと
が出来る。

【０２５８】（２）複数の人工衛星の軌道配置方法に関
する効果 本発明によれば、任意の数の複数の人工衛星を用いて、
人工衛星が周回する天体の特定の地域に対して通信サー
ビス，放送サービスを集中的且つ連続的に提供しようと
する場合、あるいは人工衛星が周回する天体の特定の地
域や当該地域の気象を集中的且つ連続的に観測する場合
において、人工衛星の軌道要素である軌道長半径，離心
率，軌道傾斜角，近地点引数，昇交点赤経及び真近点離
角の設定を簡単に行うことが出来る。

【０２５９】また本発明によれば、任意の数の複数の人
工衛星を用いて、人工衛星が周回する天体の特定の地域
に対して通信サービス，放送サービスを集中的且つ連続
的に提供することが出来る。

【０２６０】さらに、本発明によれば、任意の数の複数
の人工衛星を用いて、当該人工衛星が周回する天体の特
定の地域や当該地域の気象を集中的且つ連続的に観測す
ることが出来る。

【０２６１】（３）上述の（１）及び（２）を用いて求
められた軌道要素をその軌道要素とする、複数の人工衛
星の配置に関して 本発明によれば、電波伝搬距離が短い故に衛星通信用送
受信装置に対する技術要求を緩和するとともに通信遅延
時間が短い通信放送システムを構築することが出来る。

【０２６２】また本発明によれば、軌道形状が円形に近
いことから、複数の人工衛星のサービス切替時に発生が
予想される通信・放送の途絶時間を、少なくとも短縮す
ることが出来る。

【０２６３】さらに本発明によれば、三機または四機の
人工衛星群により、その何れかの人工衛星が根室から那
覇に至る日本本土において同時に、仰角７０度以上の天
空に可視となる人工衛星の配置を行っているため、移動
体に対する通信・放送サービスを当該人工衛星により容
易に行うことが出来る。

【０２６４】（４）上記（１）から（３）に共通した効
果 本発明によれば、上記で設定した軌道要素に基づいて人
工衛星の軌道制御を実現する軌道制御システムを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】２４時間周期の人工衛星の軌道が、軌道制御を
行わずにいた場合の長期間に亘る変動の様子を、その軌
道の地上軌跡によって世界地図（緯度方向，経度方向に
ついて角度を等間隔で示したもの）上に示した図であ
る。

【図２】本発明による軌道六要素の設定方法を示すフロ
ーチャートである。

【図３】人工衛星の軌道を、本発明のアルゴリズムによ
って設定した軌道六要素に制御するための情報の流れを
示す説明図である。

【図４】人工衛星の軌道制御のために人工衛星追跡管制
設備にて実施される作業と情報の流れを示す説明図であ
る。

【図５】人工衛星の軌道制御のために人工衛星内部で行
われる処理と情報の流れを示す説明図である。

【図６】本発明のアルゴリズムによって得られた、三機
の人工衛星を用いた軌道配置例に関して、地球を中心と
して軌道を俯瞰した説明図である。

【図７】本発明のアルゴリズムによって得られた軌道配
置例２に関して、地球を中心として軌道を俯瞰した説明
図である。

【図８】衛星放送システムとしての適用例を示す説明図
である。

【図９】衛星放送システムの基地局としての適用例を示
す説明図である。

【図１０】衛星放送システムの衛星放送端末としての適
用例を示す説明図である。

【図１１】地上放送も受信できる衛星放送システムとし
ての適用例を示す説明図である。

【図１２】衛星放送システムの地上放送局としての適用
例を示す説明図である。

【図１３】衛星放送システムの衛星放送端末としての他
の適用例を示す説明図である。

【図１４】衛星放送システムとしての他の適用例を示す
説明図である。

【図１５】衛星放送システムの基地局としての他の適用
例を示す説明図である。

【図１６】衛星放送システムの衛星放送端末としての他
の適用例を示す説明図である。

【図１７】衛星通信システムとしての適用例を示す説明
図である。

【図１８】衛星通信システムとしての適用例を示す説明
図である。

【図１９】衛星通信システムとしての適用例を示す説明
図である。

【図２０】衛星通信システムとしての適用例を示す説明
図である。

【図２１】衛星通信システムとしての適用例を示す説明
図である。

【図２２】衛星通信システムとしての適用例を示す説明
図である。

【図２３】衛星通信システムとしての適用例を示す説明
図である。

【図２４】衛星通信システムとしての適用例を示す説明
図である。

【図２５】衛星通信システムとしての適用例を示す説明
図である。

【図２６】衛星通信システムとしての適用例を示す説明
図である。

【図２７】衛星通信システムとしての適用例を示す説明
図である。

【図２８】衛星通信システムとしての適用例を示す説明
図である。

【図２９】衛星通信システムとしての適用例を示す説明
図である。

【図３０】衛星通信システムとしての適用例を示す説明
図である。

【図３１】衛星通信システムとしての適用例を示す説明
図である。

【図３２】衛星通信システムとしての適用例を示す説明
図である。

【図３３】衛星間通信システムとしての適用例を示す説
明図である。

【図３４】地球観測システムとしての適用例を示す説明
図である。

【図３５】２４時間周期の軌道を周回する人工衛星が、
根室，札幌，仙台，新潟，東京，名古屋，金沢，大阪，
広島，高知，福岡，鹿児島及び那覇から同時に仰角７０
度以上に可視となる時間長について、軌道傾斜角と離心
率の組み合わせ毎にその最大同時可視時間長を示した特
性図である。

【図３６】図３５における最大同時可視時間が６時間４
５分以上になる部分について詳細に示した特性図であ
る。

【図３７】２４時間周期の軌道の軌道要素である軌道傾
斜角が４２.５ 度，離心率が0.21で、根室，札幌，仙
台，新潟，東京，名古屋，金沢，大阪，広島，高知，福
岡，鹿児島及び那覇から同時に仰角７０度以上に可視と
なる時間長が最大になった場合をシミュレーションした
時の、当該軌道を周回する人工衛星が可視となる仰角の
時間変化を示した図である。

【図３８】２４時間周期の軌道の軌道要素である軌道傾
斜角が４２.５ 度，離心率が0.21で、根室，札幌，仙
台，新潟，東京，名古屋，金沢，大阪，広島，高知，福
岡，鹿児島及び那覇から同時に仰角７０度以上に可視と
なる時間長が最大になった場合をシミュレーションした
時の、当該軌道を周回する人工衛星が那覇から可視とな
る方向を天空図で示した図である。

【図３９】 図３５及び図３６において、各軌道傾斜角
において最長の最大同時可視時間を与える離心率と、そ
の軌道傾斜角との組み合わせについて、近地点引数を変
化させた時に、その組み合わせでの最大同時可視時間長
がどのように変化するかを示した図である。

【図４０】２４時間周期，軌道傾斜角４２.５度，離心
率０.２１，近地点引数２１０度となる人工衛星の軌道
の地上軌跡を世界地図上に示した図であり、この世界地
図は緯度方向，経度方向について角度を等間隔で示した
ものである。

【図４１】２４時間周期，軌道傾斜角４２.５度，離心
率０.２１，近地点引数２３０度となる人工衛星の軌道
の地上軌跡を世界地図上に示した図であり、この世界地
図は緯度方向，経度方向について角度を等間隔で示した
ものである。

【図４２】２４時間周期，軌道傾斜角４２.５度，離心
率０.２１，近地点引数２５０度となる人工衛星の軌道
の地上軌跡を世界地図上に示した図であり、この世界地
図は緯度方向，経度方向について角度を等間隔で示した
ものである。

【図４３】２４時間周期，軌道傾斜角４２.５度，離心
率０.２１，近地点引数２７０度となる人工衛星の軌道
の地上軌跡を世界地図上に示した図であり、この世界地
図は緯度方向，経度方向について角度を等間隔で示した
ものである。

【図４４】２４時間周期，軌道傾斜角４２.５度，離心
率０.２１，近地点引数２９０度となる人工衛星の軌道
の地上軌跡を世界地図上に示した図であり、この世界地
図は緯度方向，経度方向について角度を等間隔で示した
ものである。

【図４５】２４時間周期，軌道傾斜角４２.５度，離心
率０.２１，近地点引数３１０度となる人工衛星の軌道
の地上軌跡を世界地図上に示した図であり、この世界地
図は緯度方向，経度方向について角度を等間隔で示した
ものである。

【図４６】２４時間周期の楕円軌道が静止軌道と交差す
る場合の近地点引数を、楕円軌道の離心率毎に示した図
である。

【図４７】２４時間周期の楕円軌道が静止軌道と交差す
る場合の近地点引数を、楕円軌道の離心率毎に示した図
である。

【図４８】２４時間周期の楕円軌道が静止軌道と交差す
る場合の近地点引数を、楕円軌道の離心率毎に示した図
である。

【図４９】２４時間周期の楕円軌道が静止軌道と交差す
る場合の近地点引数を、楕円軌道の離心率毎に示した図
である。

【図５０】２４時間周期の楕円軌道が静止軌道と交差す
る場合の近地点引数を、楕円軌道の離心率毎に示した図
である。

【図５１】２４時間周期の楕円軌道が静止軌道と交差す
る場合の近地点引数を、楕円軌道の離心率毎に示した図
である。

【図５２】２４時間周期の楕円軌道が静止軌道と交差す
る場合の近地点引数を、楕円軌道の離心率毎に示した図
である。

【図５３】２４時間周期の楕円軌道が静止軌道と交差す
る場合の近地点引数を、楕円軌道の離心率毎に示した図
である。

【図５４】２４時間周期の楕円軌道が静止軌道と交差す
る場合の近地点引数を、楕円軌道の離心率毎に示した図
である。

【図５５】２４時間周期の楕円軌道が静止軌道と交差す
る場合の近地点引数を、楕円軌道の離心率毎に示した図
である。

【図５６】２４時間周期の楕円軌道が静止軌道と交差す
る場合の近地点引数を、楕円軌道の離心率毎に示した図
である。

【図５７】２４時間周期の楕円軌道が静止軌道と交差す
る場合の近地点引数を、楕円軌道の離心率毎に示した図
である。

【図５８】２４時間周期の楕円軌道が静止軌道と交差す
る場合の近地点引数を、楕円軌道の離心率毎に示した図
である。

【図５９】２４時間周期の楕円軌道が静止軌道と交差す
る場合の近地点引数を、楕円軌道の離心率毎に示した図
である。

【図６０】２４時間周期の楕円軌道が静止軌道と交差す
る場合の近地点引数を、楕円軌道の離心率毎に示した図
である。

【図６１】２４時間周期の楕円軌道が静止軌道と交差す
る場合の近地点引数を、楕円軌道の離心率毎に示した図
である。

【図６２】２４時間周期の楕円軌道が静止軌道と交差す
る場合の近地点引数を、楕円軌道の離心率毎に示した図
である。

【符号の説明】

１…基準時刻から１日間に亘っての軌道の地上軌跡、２
…基準時刻から1095日後から１０９６日後に亘っての軌
道の地上軌跡、３…基準時刻から２１９０日後から２１
９１日後に亘っての軌道の地上軌跡、４…基準時刻から
３６５０日後から３６５１日後に亘っての軌道の地上軌
跡、５…基準時刻の設定、６…人工衛星数ｎの設定、７
…近地点引数ωの暫定値の設定、８…軌道長半径ａの暫
定値の設定、９…離心率ｅの暫定値の設定、１０…軌道
傾斜角ｉの暫定値の設定、１１…衛星番号１の人工衛星
の軌道の昇交点赤経Ω₁ と真近点離角θ₁ の暫定値の設
定、１２…衛星番号ｋの人工衛星の軌道の昇交点赤経Ω
_k と真近点離角θ_k の暫定値の設定、１３…計算機によ
るシミュレーション、１４…評価、１５…基準時刻にお
ける各人工衛星の軌道要素、１７…基準時刻の軌道六要
素、１８…人工衛星追跡管制設備、１９…制御コマン
ド、２０，６０，６１，６２…人工衛星、２１…打上げ
機追跡管制設備、２２…目標投入軌道要素、２３…打上
げ機、２４…送受信システム、２５…測距システム、２
６…計算機システム、２７…テレメトリ，レンジング信
号、２８…レンジング信号、２９…距離及び距離変化
率、３０…軌道決定プログラム、３１…軌道六要素、３
２…軌道制御プログラム、３３…姿勢制御量，軌道制御
量、３４…コマンド生成プログラム、３５…制御コマン
ド、３６…コマンド，レンジング信号、３７…通信系、
３８…データ処理系、３９…姿勢軌道制御系、４０…ガ
スジェット装置、４１…姿勢制御アクチュエータ駆動、
４２…スラスタバルブ駆動、５０…地球、５１…地球の
赤道面、６３…人工衛星６０の軌道、６４…人工衛星６
１の軌道、６５…人工衛星６２の軌道、６６…軌道６３
の昇交点、６７…軌道６４の昇交点、６８…軌道６５の
昇交点、７０ａ…人工衛星ａ、７０ｂ…人工衛星ｂ、７
０ｃ…人工衛星ｃ、７０ｄ…人工衛星ｄ、７１ａ…人工
衛星ａの軌道ａ、７１ｂ…人工衛星ｂの軌道ｂ、７１ｃ
…人工衛星ｃの軌道ｃ、７１ｄ…人工衛星ｄの軌道ｄ、
７２ａ…軌道ａの昇交点、７２ｂ…軌道ｂの昇交点、７
２ｃ…軌道ｃの昇交点、７２ｄ…軌道ｄの昇交点、９０
…本発明の楕円軌道に適するような姿勢制御系，電源
系，通信系，熱制御系などのサブシステムを具備する人
工衛星、９１…人工衛星９０を介して衛星放送を送信す
る基地局、９２…人工衛星９０を介して衛星放送を受信
する衛星放送端末、９３…地上放送局、９４…地上放送
と人工衛星９０を介した衛星放送を受信する衛星放送端
末、９５…公衆回線や携帯電話等の地上通信網、９６…
地上通信網９５を経由して衛星放送端末からの希望を受
け入れることが可能な人工衛星９０を介して衛星放送を
送信する基地局、９７…地上通信網９５との通信機能を
持ち人工衛星９０を介して衛星放送を受信する衛星放送
端末、９８…人工衛星９０を介して衛星通信を行う基地
局、９９…人工衛星９０を介して衛星通信を行う衛星通
信用送受信装置、１００…全地球測位システムを構成す
る人工衛星、１０１…全地球測位システムを構成する人
工衛星からの測位信号で己の位置を測定できる機能と共
に人工衛星９０を介して衛星通信を行う衛星通信用送受
信装置、１０２…電気，ガス，水道の使用量を測定する
機能と共に人工衛星９０を介して衛星通信を行う衛星通
信用送受信装置、１０３…情報ネットワークの情報を収
集・中継する機能と共に人工衛星９０を介して衛星通信
を行う衛星通信用送受信装置、１０４…環境をモニタす
る機能を有すると共に人工衛星９０を介して衛星通信を
行う衛星通信用送受信装置、１０５…異常を検出する機
能と共に人工衛星９０を介して衛星通信を行う衛星通信
用送受信装置、１０６…ＶＩＣＳ等の道路情報通知シス
テム、１０７…道路情報、１０８…道路通知システム１
０６からの道路情報１０７を受信する機能と共に人工衛
星９０を介して衛星通信を行う衛星通信用送受信装置、
１０９…人工衛星、１１０…人工衛星９０を介して衛星
通信を行う衛星通信用送受信装置、１１１…地球観測セ
ンサを搭載した本発明の楕円軌道に適するような姿勢制
御系，電源系，通信系，熱制御系などのサブシステムを
具備する人工衛星、１５１…２４時間周期，軌道傾斜角
４２.５度，離心率０.２１，近地点引数２１０度となる
人工衛星の軌道の地上軌跡、１５２…２４時間周期，軌
道傾斜角４２.５度，離心率０.２１，近地点引数２３０
度となる人工衛星の軌道の地上軌跡、１５３…２４時間
周期，軌道傾斜角４２.５度，離心率０.２１，近地点引
数２５０度となる人工衛星の軌道の地上軌跡、１５４…
２４時間周期，軌道傾斜角４２.５度，離心率０.２１，
近地点引数２７０度となる人工衛星の軌道の地上軌跡、
１５５…２４時間周期，軌道傾斜角４２.５度，離心率
０.２１，近地点引数２９０度となる人工衛星の軌道の
地上軌跡、１５６…２４時間周期，軌道傾斜角４２.５
度，離心率０.２１，近地点引数３１０度となる人工衛
星の軌道の地上軌跡。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜野 亘男 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株式会社 日立製作所 宇宙技術開発推 進本部内 (72)発明者 吉田 富治 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式 会社 日立製作所 日立工場内 (56)参考文献 特開 平11−34996（ＪＰ，Ａ)

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数機の人工衛星から成る人工衛星群の
   いずれかの人工衛星を介して移動体向けに放送を行う衛
   星放送システムであって、前記 人工衛星群に属する人工衛星を介して放送を行う基
   地局を備え、 前記人工衛星群に属する各人工衛星は、それぞれ２４時
   間周期の楕円軌道上を周回すると共に、連続して代わる
   代わる可視となり、かつ、それぞれ楕円軌道上を周回す
   る人工衛星の設定工程における近地点引数の数値が、ミ
   ッション寿命まで近地点引数の制御が行われない時間、
   またはミッション寿命中の次の軌道制御が行われるまで
   の近地点引数の制御が行われない時間、の経過と共に大
   きくなる方向に変化する近地点引数の値で前記可視とな
   る時間を実現し得る限界に至るまでの範囲内のいずれか
   の値をとるように、ノミナル値である２７０度より小さ
   い値の初期値として設定される人工衛星であり、 前記基地局は、前記人工衛星を追尾するアンテナを有
   し、当該人工衛星を介して放送することを特徴とする衛
   星放送システム。
2. 【請求項２】 人工衛星を介して移動体向けに放送を行
   う衛星放送システムであって、 複数機の人工衛星から成る人工衛星群と、前記人工衛星
   群に属する人工衛星を介して放送を行う基地局とを含
   み、 前記人工衛星群に属する各人工衛星は、それぞれ２４時
   間周期の楕円軌道上を周回すると共に、連続して代わる
   代わる可視となり、かつ、それぞれが周回する軌道につ
   いて、軌道傾斜角が３７度以上４４度以下の範囲内、及
   び離心率が０.２４未満の範囲内であるか、又は、軌道
   傾斜角が４０度よりも大きく４４度以下の範囲内、及び
   離心率が０.２４以上０.３５以下の範囲内であり、か
   つ、楕円軌道上を周回する人工衛星の設定工程における
   近地点引数の数値が、ミッション寿命まで近地点引数の
   制御が行われない時間、またはミッション寿命中の次の
   軌道制御が行われるまでの近地点引数の制御が行われな
   い時間、の経過と共に大きくなる方向に変化する近地点
   引数の値で前記可視となる時間を実現し得る限界に至る
   までの範囲内のいずれかの値をとるように、ノミナル値
   である２７０度より小さい値の初期値として設定される
   人工衛星であり、 前記基地局は、前記人工衛星を追尾するアンテナを有
   し、当該人工衛星を介して放送することを特徴とする衛
   星放送システム。
3. 【請求項３】 請求項１および２のいずれか一項に記載
   の衛星放送システムであって、 前記人工衛星群は、異なる楕円軌道に１機ずつ配置され
   た３機又は４機の人工衛星を有することを特徴とする衛
   星放送システム。
4. 【請求項４】 請求項１、２および３のいずれか一項に
   記載の衛星放送システムに使用される衛星放送端末であ
   って、 人工衛星を介した衛星放送を受信するための手段と、地
   上放送からの電波を受信する手段とを備えることを特徴
   とする衛星放送端末。
5. 【請求項５】 請求項１、２および３のいずれか一項に
   記載の衛星放送システムに使用される衛星放送端末であ
   って、 衛星放送を受信するための手段と、人工衛星を介さない
   通信手段で前記基地局に情報を送信する手段とを備える
   ことを特徴とする衛星放送端末。
6. 【請求項６】 請求項４および５のいずれか一項に記載
   の衛星放送端末を備えることを特徴とする移動体。
7. 【請求項７】 人工衛星を介して移動体向けに放送を行
   う衛星放送基地局であって、 アンテナと、前記アンテナを用いて放送する装置と、放
   送に用いる人工衛星に前記アンテナを追尾させるアンテ
   ナ追尾装置とを含み、 前記アンテナ追尾装置により追尾される人工衛星は、そ
   れぞれ２４時間周期の楕円軌道上を周回すると共に、連
   続して代わる代わる可視となる複数機の人工衛星から成
   る人工衛星群に属する人工衛星であり、 各人工衛星は、それぞれ楕円軌道上を周回する人工衛星
   の設定工程における近地点引数の数値が、ミッション寿
   命まで近地点引数の制御が行われない時間、またはミッ
   ション寿命中の次の軌道制御が行われるまでの近地点引
   数の制御が行われない時間、の経過と共に大きくなる方
   向に変化する近地点引数の値で前記可視となる時間を実
   現し得る限界に至るまでの範囲内のいずれかの値をとる
   ように、ノミナル値である２７０度より小さい値の初期
   値として設定される人工衛星であることを特徴とする衛
   星放送基地局。
8. 【請求項８】 人工衛星を介して移動体向けに放送を行
   う衛星放送基地局であって、 アンテナと、前記アンテナを用いて放送する装置と、放
   送に用いる人工衛星に前記アンテナを追尾させるアンテ
   ナ追尾装置とを含み、 前記アンテナ追尾装置により追尾される人工衛星は、そ
   れぞれ２４時間周期の楕円軌道上を周回すると共に、連
   続して代わる代わる可視となる複数機の人工衛星を有
   し、 各人工衛星は、それぞれが周回する軌道について、軌道
   傾斜角が３７度以上４４度以下の範囲内、及び離心率が
   ０.２４未満の範囲内であるか、又は、軌道傾斜角が４
   ０度よりも大きく４４度以下の範囲内、及び離心率が
   ０.２４以上０.３５以下の範囲内であり、かつ、楕円軌
   道上を周回する人工衛星の設定工程における近地点引数
   の数値が、ミッション寿命まで近地点引数の制御が行わ
   れない時間、またはミッション寿命中の次の軌道制御が
   行われるまでの、近地点引数の制御が行われない時間、
   の経過と共に大きくなる方向に変化する近地点引数の値
   で、前記可視となる時間を実現し得る限界に至るまでの
   範囲内のいずれかの値をとるように、ノミナル値である
   ２７０度より小さい値の初期値として設定される人工衛
   星であることを特徴とする衛星放送基地局。
9. 【請求項９】 人工衛星を介して移動体向けに放送を行
   う衛星放送方法であって、 基地局から、それぞれ２４時間周期の楕円軌道上を周回
   すると共に、連続して代わる代わる可視となる複数機の
   人工衛星から成る人工衛星群のうち、当該基地局、およ
   び、放送の対象となる移動体が所在するサービス対象領
   域のいずれからも可視状態にある人工衛星を介して放送
   し、 前記各人工衛星は、それぞれ楕円軌道上を周回する人工
   衛星の設定工程における近地点引数の数値が、ミッショ
   ン寿命まで近地点引数の制御が行われない時間、または
   ミッション寿命中の次の軌道制御が行われるまでの近地
   点引数の制御が行われない時間、の経過と共に大きくな
   る方向に変化する近地点引数の値で前記可視となる時間
   を実現し得る限界に至るまでの範囲内のいずれかの値を
   とるように、ノミナル値である２７０度より小さい値の
   初期値として設定される人工衛星であることを特徴とす
   る衛星放送方法。
10. 【請求項１０】 人工衛星を介して移動体向けに放送を
    行う衛星放送方法であって、 基地局から、それぞれ２４時間周期の楕円軌道上を周回
    すると共に、連続して代わる代わる可視となる複数機の
    人工衛星から成る人工衛星群のうち、当該基地局、およ
    び、放送の対象となる移動体が所在するサービス対象領
    域のいずれからも可視状態にある人工衛星を介して放送
    し、 前記各人工衛星は、それぞれが周回する軌道について、
    軌道傾斜角が３７度以上４４度以下の範囲内、及び離心
    率が０.２４未満の範囲内であるか、又は、軌道の軌道
    傾斜角が４０度よりも大きく４４度以下の範囲内、及び
    離心率が０.２４以上０.３５以下の範囲内であり、か
    つ、楕円軌道上を周回する人工衛星の設定工程における
    近地点引数の数値が、ミッション寿命まで近地点引数の
    制御が行われない時間、またはミッション寿命中の次の
    軌道制御が行われるまでの近地点引数の制御が行われな
    い時間、の経過と共に大きくなる方向に変化する近地点
    引数の値で前記可視となる時間を実現し得る限界に至る
    までの範囲内のいずれかの値をとるように、ノミナル値
    である２７０度より小さい値の初期値として設定される
    人工衛星であることを特徴とする衛星放送方法。
11. 【請求項１１】 人工衛星を介して行われる衛星放送を
    受信する衛星放送端末において、 アンテナと、アンテナで受信された信号を処理する回路
    とを含み、 前記アンテナは、楕円軌道上を周回する人工衛星であっ
    て、その設定工程における近地点引数の数値に、ミッシ
    ョン寿命までの、またはミッション寿命中の軌道制御が
    行われるまでの時間の経過と共に変化する近地点引数の
    値が、ミッション寿命まで近地点引数の制御が行われな
    い時間、またはミッション寿命中の次の軌道制御が行わ
    れるまでの近地点引数の制御が行われない時間、の経過
    と共に大きくなる方向に変化する近地点引数の値で前記
    可視となる時間を実現し得る限界に至るまでの範囲内の
    いずれかの値をとるように、ノミナル値である２７０度
    より小さい値の初期値として設定される人工衛星からの
    電波を受信するものであることを特徴とする衛星放送端
    末。
12. 【請求項１２】 人工衛星を介して行われる衛星放送を
    受信する衛星放送端末において、 アンテナと、アンテナで受信された信号を処理する回路
    とを含み、 前記アンテナは、２４時間周期の楕円軌道上を周回する
    人工衛星であって、その軌道傾斜角が３７度以上４４度
    以下の範囲内、及び離心率が０.２４未満の範囲内であ
    るか、又は、当該人工衛星が周回する軌道の軌道傾斜角
    が４０度よりも大きく４４度以下の範囲内、及び離心率
    が０.２４以上０.３５以下の範囲内であり、かつ、楕円
    軌道上を周回する人工衛星の設定工程における近地点引
    数の数値に、ミッション寿命までの、またはミッション
    寿命中の軌道制御が行われるまでの時間の経過と共に変
    化する近地点引数の値が、ミッション寿命まで近地点引
    数の制御が行われない時間、またはミッション寿命中の
    次の軌道制御が行われるまでの近地点引数の制御が行わ
    れない時間、の経過と共に大きくなる方向に変化する近
    地点引数の値で前記可視となる時間を実現し得る限界に
    至るまでの範囲内のいずれかの値をとるように、ノミナ
    ル値である２７０度より小さい値の初期値として設定さ
    れる人工衛星からの電波を受信するものであることを特
    徴とする衛星放送端末。