JP7308784B2

JP7308784B2 - 測位衛星システム、地上設備および周回衛星

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Publication number: JP7308784B2
Application number: JP2020070097A
Authority: JP
Inventors: 久幸迎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-04-08
Filing date: 2020-04-08
Publication date: 2023-07-14
Anticipated expiration: 2040-04-08
Also published as: JP2021167729A

Description

本開示は、測位衛星システムに関するものである。

日本において準天頂測位衛星システムの整備が進んでおり、現状は３機の準天頂軌道衛星と１機の静止軌道衛星との合計４機のシステム構成による測位サービスの運用が始まっている。将来は４機の準天頂軌道衛星と３機の静止軌道衛星との合計７機のシステム構成による測位サービスの運用が計画されている。
一方、軌道上の物体数の増加に伴う衝突リスクまたは軌道上の不審衛星の登場などに対して抗堪性向上の必要性が高まっている。

測位衛星システムを利用して地上の端末が測位を行う場合、４機以上の測位衛星が可視状態になれば原理的に測位が可能である。５機以上の測位衛星が視野範囲内にある場合には、誤差量が少ない良質な測位信号を発信する測位衛星を選択して利用することにより、測位精度が向上する。誤差量の要因には、電離層遅延誤差、および、マルチパスと呼ばれる地物の反射の影響などがある。
４機の準天頂軌道衛星と３機の静止軌道衛星との合計７機のシステム構成によれば、以下のように、諸外国の測位衛星に依存することなく衛星測位が可能となる。
地上の端末は、３機の静止軌道衛星と１機の準天頂衛星が同時に視野範囲にあれば、それらの測位衛星だけを使って衛星測位を行うことが可能である。
地上の端末は、２機の静止軌道衛星と２機の準天頂衛星が同時に視野範囲にあれば、それらの測位衛星だけを使って衛星測位を行うことが可能である。
また、４機より多い測位衛星が視野範囲にある場合、測位精度が向上する。
しかしながら、いくつかの測位衛星が故障した場合またはシステムに対する妨害行為が発生した場合には、視野範囲にある健全な測位衛星の数が不足して衛星測位が行えなくなる可能性がある。

特許文献１は、地球上の移動体に測位及び移動体通信サービスを提供可能にする衛星コンステレーションを開示している。この衛星コンステレーションでは、軌道高度が異なる２種の衛星群が併用される。

特開平１１－４４７４９号公報

本開示は、視野範囲にある測位衛星の数が不足して衛星測位が行えないという状況を減らすことを目的とする。

本開示の測位衛星システムは、
測位信号を発信する１機以上の静止衛星である静止衛星群と、
測位信号を発信する１機以上の準天頂衛星である準天頂衛星群と、
測位信号を発信する複数の周回衛星である周回衛星群と、
を備える。
前記複数の周回衛星は、１２以上の６の倍数の機数の周回衛星であり、
各周回衛星は、傾斜円軌道を１日に複数周回する人工衛星であり、
前記複数の周回衛星に対応する複数の軌道面は、互いの法線がアジマス方向において均等な角度ずつずらされ、
前記複数の軌道面は、それぞれが６つの軌道面から成る２つ以上の軌道面組を構成し、
各軌道面組の６つの軌道面で６機の周回衛星が周回するタイミングが同期される。

本開示によれば、視野範囲にある測位衛星の数が不足して衛星測位が行えないという状況を減らすことができる。

実施の形態１における測位衛星システム１００の構成図。実施の形態１における周回衛星１３１の構成図。実施の形態１における周回衛星群１３０Ａの配置図。実施の形態１における周回衛星群１３０Ｂの配置図。実施の形態２における周回衛星群１３０Ｃの配置図。実施の形態２における周回衛星群１３０Ｄの配置図。実施の形態３における周回衛星１３１の構成図。実施の形態３における周回衛星１３１の空間三角測量の説明図。

実施の形態および図面において、同じ要素または対応する要素には同じ符号を付している。説明した要素と同じ符号が付された要素の説明は適宜に省略または簡略化する。

実施の形態１．
測位衛星システム１００について、図１から図４に基づいて説明する。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１に基づいて、測位衛星システム１００の構成を説明する。
測位衛星システム１００は、測位端末１０１によって利用されるシステムである。
測位端末１０１は、測位衛星システム１００を利用して衛星測位を行う端末である。
衛星測位は、測位衛星を利用する測位である。
測位衛星は、衛星測位用の人工衛星である。具体的には、測位衛星は、衛星測位用の信号（測位信号）を発信する人工衛星である。

測位衛星システム１００は、静止衛星群１１０と準天頂衛星群１２０と周回衛星群１３０と地上設備１４０とを備える。

静止衛星群１１０は、１機以上の静止衛星１１１である。図１において、静止衛星群１１０は３機の静止衛星１１１で構成されている。
静止衛星１１１は、静止軌道を周回する測位衛星である。

準天頂衛星群１２０は、１機以上の準天頂衛星１２１である。図１において、準天頂衛星群１２０は４機の準天頂衛星１２１で構成されている。
準天頂衛星１２１は、準天頂軌道を周回する測位衛星である。

周回衛星群１３０は、複数の周回衛星１３１である。具体的には、周回衛星群１３０は、１２以上の６の倍数の機数の周回衛星１３１である。例えば、周回衛星群１３０は、１２機または１８機の周回衛星１３１である。図１において、周回衛星群１３０は１２機の周回衛星１３１で構成されている。
周回衛星１３１は、特定の軌道を周回する測位衛星である。各周回衛星１３１は、他の周回衛星１３１と同期して軌道を周回する。各周回衛星１３１が周回する軌道について後述する。

地上設備１４０は、通信装置１４１および衛星管制装置１４２を備える。地上設備１４０は、周回衛星群１３０と通信することによって、各周回衛星１３１が他の周回衛星１３１と同期して軌道を周回するように周回衛星群１３０を制御する。
衛星管制装置１４２は、周回衛星群１３０を制御するための各種コマンドを生成するコンピュータであり、処理回路および入出力インタフェースなどのハードウェアを備える。処理回路は各種コマンドを生成する。入出力インタフェースには入力装置および出力装置が接続される。衛星管制装置１４２には、入出力インタフェースを介して通信装置１４１が接続される。
通信装置１４１は、各周回衛星１３１と通信を行う。具体的には、通信装置１４１は、周回衛星群１３０を制御するための各種コマンドを各周回衛星１３１へ送信する。

図２に基づいて、周回衛星１３１の構成を説明する。
周回衛星１３１は、測位衛星装置１３２と推進装置１３３と衛星制御装置１３４と通信装置１３５と電源装置１３６とを備える。
測位衛星装置１３２は、測位信号を発信する装置である。
推進装置１３３は、周回衛星１３１に推進力を与える装置であり、周回衛星１３１の速度を変化させる。具体的には、推進装置１３３は電気推進機である。例えば、推進装置１３３は、イオンエンジンまたはホールスラスタである。
衛星制御装置１３４は、周回衛星１３１に搭載される各機器を制御する装置であり、処理回路を備える。具体的には、衛星制御装置１３４は、地上設備１４０からの各種コマンドにしたがって推進装置１３３を制御する。
通信装置１３５は、地上設備１４０と通信する装置である。具体的には、通信装置１３５は、地上設備１４０から送信される各種コマンドを受信する。
電源装置１３６は、太陽電池、バッテリおよび電力制御装置などを備え、周回衛星１３１に搭載される各機器に電力を供給する。

衛星管制装置１４２と衛星制御装置１３４とのそれぞれに備わる処理回路について説明する。
処理回路は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであってもよい。
処理回路において、一部の機能が専用のハードウェアで実現されて、残りの機能がソフトウェアまたはファームウェアで実現されてもよい。つまり、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせで実現することができる。
専用のハードウェアは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡまたはこれらの組み合わせである。
ＡＳＩＣは、ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔの略称である。
ＦＰＧＡは、ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙの略称である。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１に基づいて、測位衛星システム１００の各要素の動作について説明する。
各静止衛星１１１は、静止軌道を周回しながら測位信号を発信する。
各準天頂衛星１２１は、準天頂軌道を周回しながら測位信号を発信する。
各周回衛星１３１は、地上設備１４０からの制御コマンドにしたがって推進装置１３３を制御することによって他の周回衛星１３１と同期して特定の軌道を周回しながら測位信号を発信する。
測位端末１０１は、４機以上の測位衛星（静止衛星１１１、準天頂衛星１２１または周回衛星１３１）のそれぞれから測位信号を受信して衛星測位を行う。
地上設備１４０は、各周回衛星１３１に制御コマンドを送信することによって、各周回衛星１３１に他の周回衛星１３１と同期して特定の軌道を周回させる。

地上設備１４０は、各周回衛星１３１の軌道傾斜角および軌道高度を適切に設定して各周回衛星１３１に制御コマンドを送信する。

各周回衛星１３１の軌道傾斜角および軌道高度は以下のように調整される。
周回衛星１３１は、制御コマンドにしたがって飛翔速度を増速させる。すると、周回衛星１３１の軌道高度が上昇する。その結果、周回衛星１３１の対地速度が減速する。
周回衛星１３１は、制御コマンドにしたがって飛翔速度を減速させる。すると、周回衛星１３１の軌道高度が下降する。その結果、周回衛星１３１の対地速度が増速する。
周回衛星１３１が赤道上空を横切る地点（分点）において推進装置１３３が軌道面と直交する方向へ推力を発生させれば、効果的に軌道傾斜角を微調整することができる。

以下に、各周回衛星１３１の軌道（特定の軌道）について説明する。
周回衛星群１３０は、機数が１２以上の６の倍数である複数の周回衛星１３１で構成される。
各周回衛星１３１は、傾斜円軌道を１日に複数周回する。傾斜円軌道は、傾斜軌道であり且つ円軌道である。

複数の周回衛星１３１は複数の軌道面を形成する。
複数の軌道面は、互いの法線がアジマス方向において均等な角度ずつずらされる。アジマス方向は、周回衛星１３１の進行方向に相当する方向である。
周回衛星群１３０が１２機の周回衛星１３１である場合、１２機の周回衛星１３１が１２個の軌道面を形成する。１２個の軌道面は、互いの法線がアジマス方向において３０度ずつずらされる。
周回衛星群１３０が１８機の周回衛星１３１である場合、１８機の周回衛星１３１が１８個の軌道面を形成する。１８個の軌道面は、互いの法線がアジマス方向において２０度ずつずらされる。

複数の周回衛星１３１は、それぞれが６機の周回衛星１３１から成る２つ以上の周回衛星組を構成する。１２機の周回衛星１３１は２つの周回衛星組を構成し、１８機の周回衛星１３１は３つの周回衛星組を構成する。
複数の軌道面は、それぞれが６つの軌道面から成る２つ以上の軌道面組を構成する。１２個の軌道面は２つの軌道面組を構成し、１８個の軌道面は３つの軌道面組を構成する。
軌道面組毎に、６つの軌道面において６機の周回衛星１３１が周回するタイミングが同期される。

図３に基づいて、周回衛星群１３０Ａの配置について説明する。
周回衛星群１３０Ａは、周回衛星群１３０の一例であり、１２機の周回衛星１３１で構成される。
ｍ番が記された丸は、ｍ番の周回衛星１３１を表している。「ｍ」は１以上１２以下の整数である。ｍ番の周回衛星１３１を周回衛星（ｍ）と称する。周回衛星（ｍ）の軌道面を軌道面（ｍ）と称する。

実線の波形は、奇数番の周回衛星１３１の軌道を表している。破線の波形は、偶数番の周回衛星１３１の軌道を表している。
縦方向は、緯度を表している。横方向は、経度を表している。
各軌道の上端は軌道の最北端に相当し、各軌道の下端は軌道の最南端に相当する。
各軌道の上端には、各軌道の番号が付されている。

以下の説明において、「ｎ」は０および１である。
周回衛星（６ｎ＋１）が軌道面（６ｎ＋１）の最北端を通過するタイミングをタイミング（１）と称する。
タイミング（１）は、以下のタイミング（３）（５）と同期される。
タイミング（３）は、周回衛星（６ｎ＋３）が軌道面（６ｎ＋３）の最北端から面内位相がプラス１２０度ずれた地点を通過するタイミングである。
タイミング（５）は、周回衛星（６ｎ＋５）が軌道面（６ｎ＋５）の最北端から面内位相がプラス２４０度ずれた地点を通過するタイミングである。

周回衛星（６ｎ＋４）が軌道面（６ｎ＋４）において各面内位相の地点を通過するタイミングをタイミング（４）と称する。
タイミング（４）は、以下のタイミング（６）（２）と同期される。
タイミング（６）は、周回衛星（６ｎ＋６）が、軌道面（６ｎ＋６）において周回衛星（６ｎ＋４）の面内位相に対応する地点から面内位相がプラス１２０度ずれた地点を通過するタイミングである。
タイミング（２）は、周回衛星（６ｎ＋２）が、軌道面（６ｎ＋２）において周回衛星（６ｎ＋４）の面内位相に対応する地点から面内位相がプラス２４０度ずれた地点を通過するタイミングである。

周回衛星（６ｎ＋４）は、周回衛星（６ｎ＋１）が軌道面（６ｎ＋１）の最北端を通過してからＴ／２が経過するタイミングで、軌道面（６ｎ＋４）の最北端を通過する。
「Ｔ」は各周回衛星１３１の周回周期を意味する。周回周期は、各周回衛星１３１が傾斜円軌道を１周するために要する時間である。
「Ｔ／２」は各周回衛星１３１の周回周期の半分の時間を意味する。

図４に基づいて、周回衛星群１３０Ｂの配置について説明する。
周回衛星群１３０Ｂは、周回衛星群１３０の一例であり、１２機の周回衛星１３１で構成される。

周回衛星（６ｎ＋１）が軌道面（６ｎ＋１）の最北端を通過するタイミングをタイミング（１）と称する。
タイミング（１）は、以下のタイミング（３）（５）と同期される。
タイミング（３）は、周回衛星（６ｎ＋３）が軌道面（６ｎ＋３）の最北端から面内位相がマイナス１２０度ずれた地点を通過するタイミングである。
タイミング（５）は、周回衛星（６ｎ＋５）が軌道面（６ｎ＋５）の最北端から面内位相がマイナス２４０度ずれた地点を通過するタイミングである。

周回衛星（６ｎ＋４）が軌道面（６ｎ＋４）において各面内位相の地点を通過するタイミングをタイミング（４）と称する。
タイミング（４）は、以下のタイミング（６）（２）と同期される。
タイミング（６）は、周回衛星（６ｎ＋６）が、軌道面（６ｎ＋６）において周回衛星（６ｎ＋４）の面内位相に対応する地点から面内位相がマイナス１２０度ずれた地点を通過するタイミングである。
タイミング（２）は、周回衛星（６ｎ＋２）が、軌道面（６ｎ＋２）において周回衛星（６ｎ＋４）の面内位相に対応する地点から面内位相がマイナス２４０度ずれた地点を通過するタイミングである。

周回衛星（６ｎ＋４）は、周回衛星（６ｎ＋１）が軌道面（６ｎ＋１）の最北端を通過してからＴ／２が経過するタイミングで、軌道面（６ｎ＋４）の最北端を通過する。

＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
地上設備１４０は、各周回衛星１３１の軌道傾斜角および軌道高度を設定し、周回衛星群１３０を制御する。これにより、対象地域（例えば日本）が位置する緯度帯において複数の周回衛星１３１が交代しながら測位信号を常時照射することができる。そのため、対象地域において視野範囲に入る測位衛星を１機増やすことができる。
地上設備１４０は、各周回衛星１３１の軌道高度を上昇させることができる。各周回衛星１３１の軌道高度が上昇すれば、複数の周回衛星１３１が地上の同一地点に対して測位信号を照射することができる。これにより、測位精度を向上させることができる。
静止衛星群１１０は赤道上空を飛翔するため、地上の測位端末１０１に対する各静止衛星１１１の仰角が制限される。しかし、各周回衛星１３１は対象地域の上空を高仰角で通過することが可能である。そのため、各周回衛星１３１から地上の測位端末１０１への測位信号がマルチパスの悪影響を受け難くなる。その結果、測位精度を向上させることができる。

実施の形態２．
測位衛星システム１００について、主に実施の形態１と異なる点を図５および図６に基づいて説明する。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
測位衛星システム１００の構成は、実施の形態１における構成と同様である。
但し、周回衛星群１３０は、１８以上の６の倍数の周回衛星１３１である。例えば、周回衛星群１３０は１８機または２４機の周回衛星１３１である。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
測位衛星システム１００の各要素の動作は、実施の形態１における動作と同様である。
但し、周回衛星群１３０の配置が実施の形態１における配置と異なる。

図５に基づいて、周回衛星群１３０Ｃの配置について説明する。
周回衛星群１３０Ｃは、周回衛星群１３０の一例であり、１８機の周回衛星１３１で構成される。

以下の説明において、「ｎ」は０以上２以下の整数である。
周回衛星（６ｎ＋１）が軌道面（６ｎ＋１）を通過するタイミングをタイミング（１）と称する。
タイミング（１）は、以下のタイミング（３）（５）と同期される。
タイミング（３）は、周回衛星（６ｎ＋３）が軌道面（６ｎ＋３）の最北端から面内位相がプラス１２０度ずれた地点を通過するタイミングである。
タイミング（５）は、周回衛星（６ｎ＋５）が軌道面（６ｎ＋５）の最北端から面内位相がプラス２４０度ずれた地点を通過するタイミングである。
タイミング（１）は、以下のタイミング（４）（６）（２）とも同期される。
タイミング（４）は、周回衛星（６ｎ＋４）が軌道面（６ｎ＋４）の最南端を通過するタイミングである。
タイミング（６）は、周回衛星（６ｎ＋６）が軌道面（６ｎ＋６）の最南端から面内位相がプラス１２０度ずれた地点を通過するタイミングである。
タイミング（２）は、周回衛星（６ｎ＋２）が軌道面（６ｎ＋２）の最南端から面内位相がプラス２４０度ずれた地点を通過するタイミングである。

図６に基づいて、周回衛星群１３０Ｄの配置について説明する。
周回衛星群１３０Ｄは、周回衛星群１３０の一例であり、１８機の周回衛星１３１で構成される。

周回衛星（６ｎ＋１）が軌道面（６ｎ＋１）を通過するタイミングをタイミング（１）と称する。
タイミング（１）は、以下のタイミング（３）（５）と同期される。
タイミング（３）は、周回衛星（６ｎ＋３）が軌道面（６ｎ＋３）の最北端から面内位相がマイナス１２０度ずれた地点を通過するタイミングである。
タイミング（５）は、周回衛星（６ｎ＋５）が軌道面（６ｎ＋５）の最北端から面内位相がマイナス２４０度ずれた地点を通過するタイミングである。
タイミング（１）は、以下のタイミング（４）（６）（２）とも同期される。
タイミング（４）は、周回衛星（６ｎ＋４）が軌道面（６ｎ＋４）の最南端を通過するタイミングである。
タイミング（６）は、周回衛星（６ｎ＋６）が軌道面（６ｎ＋６）の最南端から面内位相がマイナス１２０度ずれた地点を通過するタイミングである。
タイミング（２）は、周回衛星（６ｎ＋２）が軌道面（６ｎ＋２）の最南端から面内位相がマイナス２４０度ずれた地点を通過するタイミングである。

＊＊＊実施の形態２の効果＊＊＊
地上設備１４０は、各周回衛星１３１の軌道傾斜角および軌道高度を設定し、周回衛星群１３０を制御する。これにより、対象地域（例えば日本）が位置する緯度帯において複数の周回衛星１３１が交代しながら測位信号を常時照射することができる。そのため、対象地域において視野範囲に入る測位衛星を１機増やすことができる。
地上設備１４０は、各周回衛星１３１の軌道高度を上昇させることができる。各周回衛星１３１の軌道高度が上昇すれば、複数の周回衛星１３１が地上の同一地点に対して測位信号を照射することができる。これにより、測位精度を向上させることができる。
静止衛星群１１０は赤道上空を飛翔するため、地上の測位端末１０１に対する各静止衛星１１１の仰角が制限される。しかし、各周回衛星１３１は対象地域の上空を高仰角で通過することが可能である。そのため、各周回衛星１３１から地上の測位端末１０１への測位信号がマルチパスの悪影響を受け難くなる。その結果、測位精度を向上させることができる。

実施の形態３．
測位衛星システム１００について、主に実施の形態１および実施の形態２と異なる点を図７に基づいて説明する。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
測位衛星システム１００の構成は、実施の形態１または実施の形態２における構成と同様である。
但し、各静止衛星１１１および各準天頂衛星１２１には、原子時計が搭載される。原子時計は高精度な時計装置である。そのため、原子時計が搭載されることにより、時刻が高精度に管理される。
一方、各周回衛星１３１には、原子時計ではなく標準的な時計が搭載される。

図７に基づいて、周回衛星１３１の構成を説明する。
周回衛星１３１は、さらに、時刻管理装置１３７を備える。
時刻管理装置１３７は、標準的な時計と処理回路と入出力インタフェースといったハードウェアを備える。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
各静止衛星１１１または各準天頂衛星１２１は、基準クロック信号を発信する。
基準クロック信号は、基準時刻を示す信号である。
基準時刻は、時刻同期において基準となる時刻である。原子時計から得られる時刻が基準時刻として使用される。

各周回衛星１３１は、以下のように動作する。
通信装置１３５は、基準クロック信号を受信する。
時刻管理装置１３７は、基準クロック信号を利用して時刻同期を実施する。
時刻同期は、周回衛星１３１の時計の時刻を原子時計の時刻に合わせるための処理である。
測位衛星装置１３２は、同期後の時計の時刻を利用して測位信号の発信を行う。

図８に基づいて、時刻同期制御について補足する。
各測位衛星１０２は、静止衛星１１１または準天頂衛星１２１であり、高精度な時計を保有して自己位置を高精度に把握している。各測位衛星１０２は、基準クロック信号と共に測位信号を発信する。各周回衛星１３１において、通信装置１３５は、４機以上の測位衛星１０２のそれぞれから基準クロック信号および測位信号を受信する。そして、時刻管理装置１３７は、空間三角測量の原理により、位置と時刻を高精度に計測する。
地上における測位では、測位信号は、測位端末１０１に到達するまでに電離層および大気を通過する。そのため、電離層遅延および大気遅延が計測誤差の要因となる。
一方、宇宙空間における測位では、測位信号は、周回衛星１３１に到達するまでに電離層および大気を通過しない。そのため、誤差要因がなく、極めて高い精度で位置と時刻を計測することが可能である。これにより、周回衛星１３１が高精度な時計を搭載しなくても、周回衛星１３１の時刻同期制御が可能となる。

＊＊＊効果の説明＊＊＊
日本の測位衛星システムでは、全ての準天頂衛星と全ての静止衛星に原子時計が搭載され、高精度な時刻管理が実施されている。
原子時計は高価である。また、原子時計の調達が輸入に依存する場合、原子時計の調達に支障が生じる。
そのため、全ての周回衛星１３１に原子時計を搭載することは困難である。

測位衛星システム１００では、各周回衛星１３１には標準的な時計が搭載される。そして、各周回衛星１３１は、各静止衛星１１１の原子時計または各準天頂衛星１２１の原子時計をマスタークロックにして時刻同期制御を行う。これにより、各周回衛星１３１において、測位衛星に必要な時刻管理精度が維持される。
この結果として、低コストで且つ高精度に測位信号の配信を行うことが可能となる。

各周回衛星１３１は赤道上空を１日に複数周回（例えば１０周回以上）するので、マスタークロック衛星（静止衛星１１１または準天頂衛星１２１）と通信して時刻同期を実施する機会が毎日確保される。

宇宙空間における通信では大気および電離層による遅延などの誤差要因が無視できるので、４機の測位衛星（静止衛星１１１ないし準天頂衛星１２１）が基準クロック信号および測位信号を配信すれば、周回衛星１３１において測位信号が到達するまでの遅延時間に基づいて位置と時刻を高精度に計測することができる。したがって、同期制御が可能である。

＊＊＊実施の形態の補足＊＊＊
各実施の形態は、好ましい形態の例示であり、本開示の技術的範囲を制限することを意図するものではない。各実施の形態は、部分的に実施してもよいし、他の形態と組み合わせて実施してもよい。

１００測位衛星システム、１０１測位端末、１０２測位衛星、１１０静止衛星群、１１１静止衛星、１２０準天頂衛星群、１２１準天頂衛星、１３０周回衛星群、１３１周回衛星、１３２測位衛星装置、１３３推進装置、１３４衛星制御装置、１３５通信装置、１３６電源装置、１３７時刻管理装置、１４０地上設備、１４１通信装置、１４２衛星管制装置。

Claims

測位信号を発信する１機以上の静止衛星である静止衛星群と、
測位信号を発信する１機以上の準天頂衛星である準天頂衛星群と、
測位信号を発信する複数の周回衛星である周回衛星群と、
を備え、
前記複数の周回衛星は、１２以上の６の倍数の機数の周回衛星であり、
各周回衛星は、傾斜円軌道を１日に複数周回する人工衛星であり、
前記複数の周回衛星に対応する複数の軌道面は、互いの法線がアジマス方向において均等な角度ずつずらされ、
前記複数の軌道面は、それぞれが６つの軌道面から成る２つ以上の軌道面組を構成し、
各軌道面組の６つの軌道面で６機の周回衛星が周回するタイミングが同期される
測位衛星システムであり、
各軌道面組の１番目の軌道面で周回する周回衛星である１番目の周回衛星が前記１番目の軌道面の最北端を通過するタイミングが、
各軌道面組の３番目の軌道面で周回する周回衛星が前記３番目の軌道面の最北端から面内位相が１２０度ずれた地点を通過するタイミングと、
各軌道面組の５番目の軌道面で周回する周回衛星が前記５番目の軌道面の最北端から面内位相が２４０度ずれた地点を通過するタイミングと、同期され、
各軌道面組の４番目の軌道面で周回する周回衛星である４番目の周回衛星が前記４番目の軌道面において各面内位相の地点を通過するタイミングが、
各軌道面組の６番目の軌道面で周回する周回衛星が前記６番目の軌道面において前記４番目の周回衛星の面内位相に対応する地点から面内位相が１２０度ずれた地点を通過するタイミングと、
各軌道面組の２番目の軌道面で周回する周回衛星が前記２番目の軌道面において前記４番目の周回衛星の面内位相に対応する地点から面内位相が２４０度ずれた地点を通過するタイミングと、同期され、
各軌道面組において、前記４番目の周回衛星が、前記１番目の周回衛星が前記１番目の軌道面の最北端を通過してから周回周期の半分の時間が経過するタイミングで、前記４番目の軌道面の最北端を通過する
測位衛星システム。
前記周回衛星群を制御するための地上設備を備える
請求項１に記載の測位衛星システム。
各静止衛星または各準天頂衛星が基準クロック信号を発信し、
各周回衛星が前記基準クロック信号を受信して時刻同期を実施する
請求項１または請求項２に記載の測位衛星システム。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の測位衛星システムの周回衛星群を制御するための地上設備。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の測位衛星システムで使用される周回衛星。
測位信号を発信する１機以上の静止衛星である静止衛星群と、
測位信号を発信する１機以上の準天頂衛星である準天頂衛星群と、
測位信号を発信する複数の周回衛星である周回衛星群と、
を備え、
前記複数の周回衛星は、１８以上の６の倍数の機数の周回衛星であり、
各周回衛星は、傾斜円軌道を１日に複数周回する人工衛星であり、
前記複数の周回衛星に対応する複数の軌道面は、互いの法線がアジマス方向において均等な角度ずつずらされ、
前記複数の軌道面は、それぞれが６つの軌道面から成る３つ以上の軌道面組を構成し、
各軌道面組の６つの軌道面で６機の周回衛星が周回するタイミングが同期される
測位衛星システムであり、
各軌道面組の１番目の軌道面で周回する周回衛星である１番目の周回衛星が前記１番目の軌道面の最北端を通過するタイミングが、
各軌道面組の３番目の軌道面で周回する周回衛星が前記３番目の軌道面の最北端から面内位相が１２０度ずれた地点を通過するタイミングと、
各軌道面組の５番目の軌道面で周回する周回衛星が前記５番目の軌道面の最北端から面内位相が２４０度ずれた地点を通過するタイミングと、
各軌道面組の４番目の軌道面で周回する周回衛星が前記４番目の軌道面の最南端を通過するタイミングと、
各軌道面組の６番目の軌道面で周回する周回衛星が前記６番目の軌道面の最南端から面内位相が１２０度ずれた地点を通過するタイミングと、
各軌道面組の２番目の軌道面で周回する周回衛星が前記２番目の軌道面の最南端から面内位相が２４０度ずれた地点を通過するタイミングと、同期される
測位衛星システム。
前記周回衛星群を制御するための地上設備を備える
請求項６に記載の測位衛星システム。
各静止衛星または各準天頂衛星が基準クロック信号を発信し、
各周回衛星が前記基準クロック信号を受信して時刻同期制御を行う
請求項６または請求項７に記載の測位衛星システム。
請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の測位衛星システムの周回衛星群を制御するための地上設備。
請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の測位衛星システムで使用される周回衛星。