JPH07143046A - 空間飛行物体通信中継方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 通信全般にわたる新しい通信中継方法として
提案したのが本発明であり、長距離通信業・移動体通信
・テレビラジオ放送とその中継・ナビゲーションシステ
ム・資源探査等、広範囲に及ぶ利用を目的とする人工衛
星ではない飛行物体を最大限有効利用した次世代の通信
ネットワークが本発明の目的である。 【構成】 図２を参考にまず符号１のある沖縄の飛行場
から飛び立ったライトプレーンは、符号６のフライトル
ートを出来る限り低速でフライトを行っている。他にも
数台以上のライトプレーンがフライトルート周辺の地域
からはどこでも３台以上視界内にフライトしており、他
の数台以上の飛行物体と共に通信中継のポイント部分と
して機能し、ナビゲーションシステムとして利用出来
る。又、符号５の台風の悪影響により符号１の飛行場か
ら次のライトプレーンをフライトさせられない場合は、
他の符号４や５又は２の各飛行場から同一規格のライト
プレーンをフライトさせて通信ネットワークとして機能
させる構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長距離通信サービスを
行っている電話線・電力線・鉄道線・高速道路中央分離
帯などに併設されて営業している長距離通信サービス業
界に、新規参入を目的として、提案する長距離通信サー
ビスであり、デジタル化された電波を通信の母体とし、
その中継を上空１０キロメートル〜１０００キロメート
ル程の空間に中継機器を積載する飛行物体を、数百キロ
メートル〜数千キロメートル間隔で展開させて、それら
を電波回線で結ぶ事により、長距離間における通信サー
ビスを行える総合通信ネットワークの中核となりうる発
明である。

【０００２】本発明は、電波を利用しているにも関わら
ず地上の生活者への電波障害を与えにくく、又、上空に
おける本発明の多数の飛行物体間の多数の通信回線電波
同士も干渉し合わないようデジタル化時間差差別化及
び、送受信方向限定等の工夫により多量の通信回線を運
用可能とする通信ネットワークの一例である。

【０００３】本発明は、他の長距離通信サービスが有線
を利用しているのと対象的に、日本国内での営業はもと
より、本発明の飛行物体をアジア大陸方面にそのまま展
開するこことにより、通信が海をケーブルを使わず越え
る事は勿論、第三国での期間通信の中核に発展できる物
であり、日本においても航空・船舶・自動車等の安全誘
導・位置表示などのナビゲーションシステムについての
機能を付けられる事は容易である（新種の人工衛星ネッ
トワークのようなもの）と考えると本発明の内容の説明
としては、解りやすいと思われる。

【０００４】本発明の飛行物体を解りやすく説明するた
めに、以後（ライトプレーン）と呼び、本発明自体をラ
イトプレーンポイント通信方式として呼ぶことにした
い。

【０００５】本発明に近い存在として、衛星通信ネット
ワークと各地の山頂付近等の諸設備を電波回線で結ぶネ
ットワーク等がすでにあるが、その中間的な存在と考え
ると解りやすく、それらの弱点を補い尚且、他通信も含
めた料金サービス競争力の強い通信ネットワークとして
世界的に運用可能であり、限りない発展性を秘めている
と言えよう。

【０００６】本発明の説明のために他の通信ネットワー
クと比較してみよう。まず、衛星通信ネットワークはす
でにテレビ中継等に広く利用されており、今後も必要性
がますます高まる事は必然的と思われる。但し、一方向
の営業放送ではすばらしいネットワークとして存在し得
るが、テレビ中継等にみられる通り、スタジオと静止衛
星と現地の距離間を通信電波が往復するのに、一般的に
０．５秒程かかる物であり、２台以上の衛星通信回線を
結んで送受信した場合は更に１秒以上のタイムラグの存
在がある。光と電波の速度を現在の秒速３０万キロメー
トル以上に加速させる技術がまだ無い以上、不自然なワ
ンテンポ遅れの会話を解消できないために海底ケーブル
などの有線通信の方が、最小限の時間ロスで営業を行え
る。このような訳で静止衛星ネットワークのタイムラグ
は、避けられない現実なのである。

【０００７】静止衛星ネットワークの静止衛星は、通常
赤道上空約３万６０００キロメートルに多数打ち上げら
れており、それぞれ軍事・気象・商業通信等に広く応用
されており、地上の気象変化などの影響が直接衛星に影
響しない事等は、本発明同様に有効な特性である。但
し、本発明のライトプレーンは、静止衛星の赤道上空３
万６０００キロメートルとは違い、通信サービスエリア
の上空１０キロメートル〜１０００キロメートル程の国
際線ジャンボジェット機フライト高度よりも、上空と言
う程度の位置を静止及び低速度フライトにより低高度衛
星の大部分の役割を受け継ぐ事になれるであろう。（一
般に上空５０キロメートル〜２０００キロメートル程）

【０００８】ここで述べる低高度衛星とは静止衛星とは
違い、地上１０００キロメートルはおろか、場合によっ
ては地上５０キロメートルの空間を時速３万キロメート
ル以上のスピードで、１時間半ごとに地球を一周して、
前回周回した位置より数キロから数百キロずらして飛行
を続けているようなランドサット衛星のような人工衛星
の事であり、資源探査等に平和利用されている事は広く
知られている。

【０００９】低高度衛星は、本発明のライトプレーンと
同様の位置を飛行する空間飛行通信中継物体である事は
共通である。しかし、ライトプレーンは、静止もしくは
低速度フライト及び同空間地点周辺数キロメートル飛行
を数週間単位で行う事を前提としし飛行物体であるのに
対し、低高度人工衛星は時速３万キロメートルの高速で
地表一地点の我々から見て数分から３０分程の時間でし
かも１日に１回から２回程の回数しか通信が行えず民間
の長距離通信サービスに不向きであるばかりか、高速度
のためドップラー効果もひどく、デジタル信号化でもカ
バーしきれる物ではなく、実用上軍事通信以外の通信利
用には適さないと言える訳で、静止衛星より時間ロスが
少ない距離であるにもかかわらず更に、利便性の面で問
題が多い存在である。

【００１０】もし、地上数十キロメートルの空間位置に
於いて、赤道上空に限らず地球上のどの位置でも、静止
衛星若しくは、低速度衛星の軌道が存在すれば本発明は
必要とされず、すでに各方面に実用化されているはずで
あろう。しかし、残念ながらそのような軌道は地球とい
う惑星には見当たらず、赤道上空３万６０００キロメー
トルの静止可能位置（実際は、２４時間に一回正確に地
球を東回り）があり、高度があり過ぎるため、通信ネッ
トワークとして前記のような弱点がある。又、地表５０
キロメートル〜１０００キロメートルの空間位置を飛行
する人工衛星は、せっかくの低空であるが衛星として存
在する必要性上、高速で飛行し続けなければ地表に墜落
してしまうため、時速３万キロメートル以上のスピード
で飛行せねばならず恒常的に通信を行えないばかりかド
ップラー効果まで招いてしまう。そこで、地上数十キロ
メートル〜１０００キロメートルの高度域を飛行物体
（ライトプレーン）で数百キロメートル単位ごとに展開
させて通信電波回線で結ぶ事により通信ネットワークを
実現させようとしたのが本発明の主旨である。

【００１０】ドップラー効果とは、解りやすく説明する
とパトカーがサイレンを鳴らして高速度で目の前を通過
した瞬間からその後２〜３秒間一定であるはずのサイレ
ンのリズムが一定でなくなり、おかしく聞こえる現象と
してよく説明されている。空気内を伝わる音声信号は一
般的に秒速３００メートル程であり、秒速２０メートル
（時速７２キロメートル）以上のパトカーが秒速３００
メートルのサイレン音声を送出しながら目の前を通り過
ぎれば、その後数秒間その場の人間の耳から入ってきた
サイレン音声が時間的に変化をきたした状態で信号入力
するのは当然の成り行きであろう。このような状態が秒
速３０万キロメールの電波と光の世界にも低高度人工衛
星の場合の通信において実際に起こっている問題であ
る。

【００１２】各地の山頂付近周辺などにある電波発着所
同士が、通信電波によって結ばれているネットワークは
すでに存在している。但し、気象の変化とメンテナンス
の不便さは大きな問題である。その点、本発明は高密度
の大気圏以上の高度における空間に飛行物体ライトプレ
ーンを、衛星のごとく浮遊させて、通信ネットワークの
ポイント部分として機能させる通信方式である。

【００１３】

【従来の技術】地球周辺の宇宙空間には、多数の人工衛
星が多種多用な目的で周回しているが本発明の一機能と
同じくＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システ
ム）衛星とよばれるアメリカ国防総省管理による現在位
置を、専用の信号解読受信機で受信解読する事により経
度・緯度・高度・移動速度を順次表示できる。自動車に
普及の広まっているカーナビゲーションシステム又は、
サテライトクルージングシステムと呼ばれている。民間
に利用開放されてすばらしい諸機能を発揮し、新たな市
場を開拓し原動力となった専用の人工衛星群が、地上２
万２百キロメートルの高度位置に現在段階で２４個程地
球的に全方位に展開している。

【００１４】そのＧＰＳ衛星群は、地球上のどの位置か
ら見ても常に３個以上視界内にあるように、それぞれ異
っている地球周回軌道をそれぞれ周回し続けている。
又、その個々のＧＰＳ衛星（ナビスター）は、正確不比
な原子時計を有しており、（精度３万年に一秒以下の誤
差）その正確なリズムに呼動してその時計の時刻信号を
地球方向に絶えず送信している。

【００１５】それぞれのＧＰＳ衛星（ナブスター）は、
絶えずその位置を地球表面上管制基地や監視基地等によ
って、追跡・制御されている。従って、衛星自体の空間
位置点は、地球からの方向及び距離間として常に把握さ
れており、ある地球の表面上にいるＧＰＳ受信解読装置
をもつユーザーの位置は、それぞれのＧＰＳ衛星からと
どいた時間情報とＧＰＳ受信解読装置自体に内蔵する正
確な時計との時間差をもって、光と電波の航行スピード
（約３０キロメートル／秒）を元に数字として割り出さ
れている各ＧＰＳ衛星の宇宙空間位置からの距離を、１
００メートル以下の誤差で割り出す精度も有しており、
３台以上のＧＰＳ衛星の信号を同時に受信解読した場合
は、現在位置を経度・緯度として表示できるように実用
化する事も可能であり、すでに各通信機メーカーが数十
万円のカーナビゲーションとして市販を行っている。

【００１６】前記のＧＰＳ衛星の役割を、本発明のライ
トプレーンに代行させる事により、同様の機能を持たせ
る事は可能であり、民間専用のナビゲーションシステム
としての必要性が将来確実に予想される現地点におい
て、同じような第２のＧＰＳ衛星群を実現させるよりも
他の産業にも同時に転用でき、尚且、定期的にＧＰＳ人
工衛星に相当する本発明のライトプレーンは、整備でき
るメリットもあり、ロケットにより莫大な打ち上げ費用
を負担する金額分で、今まで無かった新規産業として本
発明を育成させる事の方がオリジナリティーもあり考案
すべき事柄である。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】電波を利用する通信ネ
ットワークにおいて、数万キロメートルの通信距離があ
る場合どうしても時間的ロスから会話の不自然さが発生
してしまう。又、赤道上空数万キロメートルの位置から
は地球規模の通信が行えるメリットがあるが、それが逆
にデメリットになる事もネットワークの一員としては数
多く考えられる。地上５０キロメートル〜１０００キロ
メートル程の低空域の人工衛星で、距離は近いがスピー
ドが有り過ぎて前記のような問題が生じている。又、各
地の山頂付近に代表される通信設備間における通信ネッ
トワークも気象条件の影響を受けやすく、恒常的通信サ
ービスを低料金をもって安定的に行えるとは思えない。
又、本発明は他通信と同等か、出来ればそれ以上に低コ
ストで全体のメンテナンスを行えるようで無ければ新規
の通信サービス業として発足できないであろうし、業者
も出現してこないと思われる。そしてライトプレーン単
体が実現できるのか又、そのメンテナンスと地上にへの
電波障害に対する対策など全体としての発明が解決しよ
うとする課題を解決して初めて本発明は、世の中に受け
入れられ社会的に貢献できる発明としての可能性が考え
られる。

【００１８】

【課題を解決するための手段】まず人工衛星において、
地上５０キロメートル〜１０００キロメートル程の低高
度空域においては、静止衛星もしくは低速度（時速５０
０キロメートル以下）衛星の実現は困難であろう。従っ
て、本発明のライトプレーンに通信中継機を積載して、
通信ネットワークのポイント中継飛行物体として機能さ
せる事で解決となりうる。又、気象状況の変化について
の悪影響については、地表にある諸設備は、他通信同様
少なからず影響を受けるのは致し方ない事である。しか
し、気象状況の影響を一時的には受けない上空数１０キ
ロメートル以上の空間においては、たとえ台風であろう
と本発明のライトプレーン自体に機能障害を与える事は
出来ないため、地表面上数キロメートル内の気象状況に
ついては、考えられる限りにおいて他通信がそれ以上に
強いと考えてもよい物である。

【００１９】それよりも、本発明のライトプレーンを地
上から打ち上げる時とメンテナンスをする時の場所にお
ける気象状況の方が問題である。又、一ケ月以上の飛行
を続けて次のライトプレーンと交代するセスナ機以下の
小さな、一般飛行機から見て上空域（１０キロメートル
以上）の無人飛行機の営業が行える事の実現性を打ち出
して十分実現が可能である場合に限って初めて本発明
は、ビジネスとして成立できるため、下記で徹底的に問
題追求を行いたい。（有人飛行も考えられる。）

【００２０】まず、前記で述べたライトプレーン機の製
造と各設備についての信頼性についてであるが、ライト
プレーン機自体の製造は、人工衛星や航空機及びロケッ
トを作る企業が行えば、実現は不可能ではない。それよ
りも地表面以上に宇宙空間並みの放射線等の影響を受け
てライトプレーン内の制御機器を初め特に電気系統（バ
ッテリーを含む）アンテナ及び通信設備、ライトプレー
ン自体の航行制御部品（姿勢安定化設備を含む）に劣化
と悪影響を与えて、しまいには墜落ののち地上で生活す
る市民に被害を及ぼす恐れが出てくる場合がある。

【００２１】ライトプレーン機への自然放射線・ガンマ
線等に対する安全性と耐久性、信頼性は、通信人工衛星
の通信機器の寿命が十年以上である現在、数ケ月の飛行
におけるライトプレーン内の通信機器の信頼性には、す
でに大きな問題も生じない。それよりも日本上空におけ
るライトプレーンが十機程展開していた場合に丸一ケ月
で次のライトプレーンと交代するとして、低速で日本上
空を図１のように飛行していたとする。そしてターミナ
ルとなる飛行場を図の通り沖縄に仮定したとする。個々
のライトプレーンは、２４時間かけて日本を一周する程
のスピードで回っていると想定する。そうすると３日に
一台の割合で次のライトプレーンを、飛行させて一ケ月
飛行したライトプレーンを着陸させてメンテナンスを施
す必要性がある。

【００２２】しかし、図１の通り沖縄上空には運悪く台
風が上陸しておりライトプレーン自体が飛行開始のでき
る状態ではない。その場合は、ジャンボジェット機や地
上輸送により前もって、運ばれていた北海道・関東・近
隣諸国などの各飛行場から一番飛行に適した場所から他
のライトプレーンを離陸させれば問題の解消になり本発
明の運用を安定的に気象的リスクをゼロに近づける事を
可能とする物である。

【００２３】次に、低コスト運用の可能性についてであ
るが、一時的にだけ考えるとライトプレーンの開発・製
造・運用に伴う費用は、個人レベルでは莫大な金額に上
がると思われる。その点でいえば現在、鉄道線・電力線
・高速道路中央分離帯等々に追加された有線による長距
離通信の方が現に存在しており以前から企業的利益を上
げている各設備に長距離通信光ファイバーケーブル線を
併設しているために土地利用の面からはゼロからの設備
投資ではなく、その通信線は現在する各設備と同様の耐
久性とメンテナンス性を容易に確保しやすい面で優れて
いると言える。

【００２４】又、その各通信線は、大容量の通信を行え
る光ファイバーという新時代の通信線の誕生と通信自由
化の時代背景から生まれた長距離通信回線である事は広
く知られており、各社が競争しあって長距離通信の低料
金化に努力している事は、自由競争原理の面から本来必
要とされていた状況であり、低料金通信サービスの面で
社会に貢献できる土台ができたと考えてよいものと言え
よう。

【００２５】前記した各長距離通信サービス企業は、現
存する諸設備に通信線を設置して長距離通信を行ってい
る面で前記に示したように、耐久性とメンテナンス性は
もちろん低コストの面でも優れている特性である事は事
実であり本発明においても何らかの異業種間におけるラ
イトプレーン利用法を考案する事により極端に言えば２
つの事業では２分の１に、３つの事業では３分の１と言
うように、１つあたりの事業についての基本業務運用費
用の低コスト化となり、その事は通信費用の低コスト化
へ結びつく事であり、事業として明らかな運営可能状況
の裏付けと官公庁等への許可等さえ得られさえすれば、
多数の優良企業の本発明に対する資本参加を促し、最終
的な実現性を決定的に方向付ける事となるため、長距離
通信利用以外の有効利用を施す事は、低コスト運用競争
力強化の面で、必要不可欠の要素であると言えよう。

【００２６】本発明の長距離通信以外の事業として、県
単位もしくは百キロメートル周辺地域範囲ごとに、本発
明のライトプレーンを地上１００キロメートル（一例）
の各空間位置に全国的に展開させていたと仮定した場合
において、現在の全国各地に現存している各県単位のテ
レビ放送局の送信設備として機能させる事が可能である
ばかりか、全国ネットの各テレビ中継団体（ＮＨＫ全国
ネット・フジテレビ全国ネットなど）の中継ネットのポ
イント部分としての役割を果たせる存在になり得る事
は、容易に想像できる。

【００２７】その他の公共的利用分野として、航空機・
一般自動車・船舶そして人物に至るまでの現在位置と目
標位置の誘導並びに現在位置までの移動軌跡等を、テレ
ビ受像機画面上等に表示させて解りやすく各利用者が現
在位置を求める事は、各ライトプレーンが各利用者の直
接見直し方向内に３機以上存在していて尚且、各ライト
プレーンが現存するＧＰＳ衛星（ナビスター衛星）と同
じ原理に基づいている電波信号を送信し続けて各利用者
もそれらの信号を受信解読する現在の一部の自動車のナ
ビゲーションシステムに相当する周辺機器を保持すれ
ば、特に一般ジャンボ航空機等の自動操縦に利用可能で
あるばかりか、現在の一般自動車のナビゲーションシス
テムの役割も、果たせる事につながるのであり利用でき
る産業が多い方が利用する業者も多いのでありその業者
から利用料金収入を得られひいては、本発明を企業レベ
ルはもちろん場合によっては、国家レベルの産業として
低料金サービスをもって社会一般に貢献できる新世代通
信事業として発展できる事も不可能ではないと考えてよ
いと思われる。

【００２８】低コスト化の実現性については、前記のよ
うな他事業との併用により相互に基本設備投資の必要資
金軽量化を図る事によって長距離通信単独営業に比べて
数分一の低料金サービスをもって長距離通信を行える事
となるであろうが、他の長距離通信と同等かできれば、
それらより低コストをもって各ライトプレーンと各上空
設備とその周辺における運営全般においての最低限必要
コストをもって、本発明の企業運用の実現を計らなけれ
ば、事業的にはリスクが大きいだけと考えられてしま
い、公共的に各方面において、すばらしい側面を数多く
有しながら、世の中に形ある物として現れる可能性を小
さくしてしまうと考えられる。その理由として、事業運
用費用投資者は、その事業が収益の見込みがある事はも
ちろん現存のライバル企業にいろんな面で、優位性を見
い出さなければ納得の上で資金投資を行う事をためらう
のが一般的と考えられるからである。

【００２９】前記の考え方に基づいて、本発明が他の光
ファイバー通信線等に見られる有線ケーブル利用による
長距離通信より低コストで行える可能性の要囚としてメ
ンテナンスの一極集中化が計れる事である。企業の収入
に対しての支出の大きな部分を支める内容として人件費
と各設備の開発及び管理にあたってのメンテナンスは企
業運営において必要最小限の必要最重要な支出であり、
この部分をライバル企業より低く抑える事が可能であれ
ば、企業生存能力の面で基本となる競争力が強いと考え
てよいであろう。（一回線に対して平等に較べなくては
ならない。）

【００３０】前記の一極集中化の実現性は、本発明の各
ポイント部分となるライトプレーンが飛行物体である事
を利用して図１のように日本上空を周回したライトプレ
ーンが次のライトプレーンに受け持ちの通信を、受け継
がせたあと雑音をまき散らさない空気流コントロールに
よるグライター型着陸により、沖縄のある飛行場で順番
に集中的に整備を行い数千キロメートル以上の通信回線
の上空部分を一か所で監理できる事から意外にも他の有
線ケーブルの距離に比例する管理費増大と比べて一旦、
企業運営が安定期に入った後の通信回線距離の延長は、
最小限の費用をもって、他通信より海を山を越えて台風
の真上であろうと、通信回線に影響を受けずに行える事
となるであろう。

【００３１】

【作用】本発明が現実に運用された場合、宇宙空間にお
けるライトプレーン同士の通信電波は、地上での通信電
波に干渉してはいけない。宇宙空間の電波は、宇宙空間
だけで運用し、地上で利用されている電波は地上のみ
で、そして地上局とライトプレーン間の通信電波は別の
周波数チャンネルで、それぞれ運用する事が望ましい。

【００３２】一例として、本発明を運営する会社は、大
気圏内と大気圏外を境にして共通周波数をそれぞれライ
トプレーン間用と地上通信用に共用して相互にその電波
が行き来しないように制御しながら電波利用すれば、電
波の一層の有効利用につながる。各地上局と各ライトプ
レーンを結ぶ各地域の電波は、それらの電波とは別の周
波数を利用すべきだが、各地上局からは上方向のみの運
用であり、各ライトプレーンから見ても下方向のみの利
用なので、全国的に同じ周波数帯を多重利用しても有効
利用的にみて運用可能であると考えてよいと思われる。
又、地上局とライトプレーン間の通信周波数は、４ギガ
ヘルツ周辺が一番大気と雲を通り抜けしやすい性質のた
め、資源探査と共用するためにも、４ギガヘルツの運用
が一番適しているだろう。

【００３３】

【実施例】県単位でテレビ放送を送信している、各地方
テレビ放送局の送信設備として本発明のライトプレーン
を利用した場合、各家庭のテレビ受像機用指向性アンテ
ナは、本発明のライトプレーン方向に指向性を方向づけ
るのは現在のテレビ用アンテナと同様である。

【００３４】その場合は一つの空間地点にライトプレー
ンを静止させて、営業放送を行う事が一番営業放送に適
していると言えよう。ライトプレーンの飛行及び浮遊す
る空間の中継サービスを実際に行う高度（１０キロメー
トル〜１０００キロメートル）は空気濃度が少ないか又
は、真空（５０キロメートル以上の空域）の場合であ
り、空気抵抗をうまく制御して、フライトを続ける一般
の飛行機と同じ航法は利用できない。（地上から真空域
又はその逆の場合のフライトは一般飛行機と同様であ
る。）

【００３５】又、人工衛星のように毎秒速８キロメート
ル以上の水平フライトを、真空域で行い地球の引力に引
き込まれず又、地球からはみ出す事なく空気抵抗の無い
事を利用して、地球周回軌道を半永久的に周回するよう
本発明のライトプレーンをフライトさせれば動力源の問
題上都合がよいが、それは本発明のライトプレーンとは
言えず人工衛星その物であり、それらの人工衛星通信ネ
ットワークは、すでに実施されており、航行スピードが
早過ぎる所などは、テレピ放送送信設備や通信中継設備
として不利な面である。

【００３６】従って、本発明のライトプレーンは、まず
真空域（地上５０キロメートル以上の空域）を、できれ
ば地上から見て静止状態で航行させる事が望ましい。静
止状態がかえって動力源の消費を加速させる場合には、
ある程度遅いスピードでフライトさせる方が良いかもし
れない。その場合は、指定された空間地点の周辺からな
るべく近い所をフライトさせるか、利用者の住む地域の
中心地の上空に指定静止空間地点が設定されていた場
合、地域の利用者のテレビ受像機用アンテナの方向の受
信良好守備範囲内空間地帯に限って、上下方向にもフラ
イトを実行してもかまわない。

【００３７】上方向にフライトする場合は、まだ反重力
装置が一般利用されていないのである程度は多量の燃料
消費が考えられる。重力に逆らう以上、重量が軽い方が
消費する燃料も少なくて済む事になる。（有動力）下方
向のフライトの場合は、重力に引き込まれるだけなので
姿勢安定以外には、燃料消費は少ないと言える。問題
は、一番効率良く長期間にわたって、フライトが続けら
れる燃料消費パターンによりフライトを続けるか、又
は、外部から動力エネルギーを定期的に補充し続ける事
により営業コスト採算ライン以下のコストで、フライト
運行を行えれば、本発明のライトプレーン機は交替制で
長時間フライトを実現できる裏付けとなる。

【００３８】たとえば、沖縄県上空・鹿児島県上空・宮
崎県上空・大分県上空・高知県上空を順番にそれぞれ指
定された緯度・経度・高度の宇宙空間位置を低速度で、
個々のライトプレーンが図１のようにフライトルートを
できる限り低速でフライトし、それぞれの地方テレビ放
送局とその放送電波を受信する利用者のアンテナ方向
は、絶えず一番近くを飛行するライトプレーンに方向追
尾させる装置が必要となるが、見通し距離のため無指向
性アンテナでも十分運用は可能でありテレビ及びラジオ
放送・電話回線長距離サービス・ナビゲーションシステ
ム及びポケットベルや他社の携帯電話を含む携帯電話用
呼び出し専用信号の任務まで行う事が可能である。

【００３９】

【発明の効果】本発明をもって、全ての通信を作動させ
る事は、不可能であろうし、可能であっても安定的とは
考えていない。現存する各通信メディアに新規参入して
利用が増大し続けている通信全般に、増大分の一部でも
吸収させる事ができる新通信産業として一般定着する事
が目的であり、その資質は十分備わっていると思われ
る。（利用可能通信回線数は利用許可の与えられた周波
数帯域幅に正比例する。）

【００４０】本発明の効果として、特に優れている面
は、他社の携帯電話の守備範囲外である部分の地域を山
間部を含めて一気に、通信可能へと導びける性格を有し
ている所である。従来の移動体通信は、有線による通信
設備と、その周辺見通し距離内に限定された地域の移動
通信範囲であったのに対し、本発明とそのライトプレー
ンが、携帯電話を運営すれば、空の方向さえ開放された
アウトドアの所であれば、ほとんど全国的にフルカバー
に導びける物であり、携帯電話とライトプレーンの直接
通信チャンネルを設ける事により、従来の有線に基づい
た移動通信よりも公共性の理想に近い形で、尚且、利益
率を下げずに郊外の自然災害時にまで、大変有力な情報
入手方法として、人々に重宝がられる多機能通信になる
であろう。

【００４１】その他の効果しては、多方面にわたる技術
的ノウハウの発展とともに本発明のライトプレーンに現
在の人工衛星の役割りを受け継がせる事が可能であり、
気象観測又は、低速度であるがため人工衛星よりも詳し
く鉱物資源探査・地下探査・海流探査・宇宙空間での新
素材製造等に平和利用できる事が考えられる。机上の理
論ではない現実の経験は優秀な組織作りを施し、特に本
発明の有人によるライトプレーン周辺に携わる人々は、
次世代の宇宙空間生活への適応性を進める原動力として
貴重な存在となるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】日本周辺における本発明のライトプレーンのフ
ライトルートの一例

【図２】全体構成図

【符号の説明】

１ 沖縄の飛行場 ２ 各周辺諸国の飛行場 ３ 北海道の飛行場 ４ 関東の飛行場 ５ 台風 ６ フライトルート ７ 地球 ８ 移動体通信を利用する人物 ９ ＴＶ及びラジオ放送を受信する電気製品 １０ ナビゲーションシステムを利用する自動車 １１ ナビゲーションシステムを利用する旅客機 １２ ナビゲーションシステムを利用する船舶 １３ 海上 １４ 陸上 １５ ライトプレーン機監視誘導基地 １６ ライトプレーンが離着陸してメンテナンスを行う
飛行場 １７ 通信ネットワーク電波 １８ ＴＶ局 １９ 資源探査等の電波 ２０ ５０キロメートル ２１ 本発明の空間飛行物体又はライトプレーン機

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【手続補正書】

【提出日】平成６年５月３１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 空間飛行物体通信中継方法

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長距離通信サービスを
行っている電話線・電力線・鉄道線・高速道路中央分離
帯などに併設されて営業している長距離通信サービス業
界に、新規参入を目的として、提案する長距離通信サー
ビスであり、デジタル化された電波を通信の母体とし、
その中継を上空１０キロメートル〜１０００キロメート
ル程の空間に中継機器を積載する飛行物体を、数百キロ
メートル〜数千キロメートル間隔で展開させて、それら
を電波回線で結ぶ事により、長距離間における通信サー
ビスを行える総合通信ネットワークの中核となりうる発
明である。

【０００２】本発明は、電波を利用しているにも関わら
ず地上の生活者への電波障害を与えにくく、又、上空に
おける本発明の多数の飛行物体間の多数の通信回線電波
同士も干渉し合わないようデジタル化時間差差別化及
び、送受信方向限定等の工夫により多量の通信回線を運
用可能とする通信ネットワークの一例である。

【０００３】本発明は、他の長距離通信サービスが有線
を利用しているのと対象的に、日本国内での営業はもと
より、本発明の飛行物体をアジア大陸方面にそのまま展
開することにより、通信回線が海上を越える事は勿論、
第三国での期間通信の中核に発展できる物であり、日本
においても航空・船舶・自動車等の安全誘導・位置表示
などのナビゲーションシステムについての機能を付けら
れる事は容易であり、新種の飛行物体間ネットワークと
考えると本発明の内容の説明としては解りやすいと思わ
れる。

【０００４】本発明の飛行物体を文章に示す場合、他の
飛行物体や人工衛星と識別しやすくするために以下、ラ
イトプレーンと示す箇所が数ケ所ある。

【０００５】本発明に近い存在として、衛星通信ネット
ワークと各地の山頂付近等の諸設備を電波回線で結ぶネ
ットワーク等がすでにあるが、その中間的な存在と考え
ると解りやすく、それらの弱点を補い尚且、他通信も含
めた料金サービス競争力の強い通信ネットワークとして
世界的に運用可能であり、限りない発展性を秘めている
と言えよう。

【０００６】本発明の説明のために他の通信ネットワー
クと比較してみよう。まず、衛星通信ネットワークはす
でにテレビ中継等に広く利用されており、今後も必要性
がますます高まる事は必然的と思われる。但し、一方向
の営業放送ではすばらしいネットワークとして存在し得
るが、テレビ中継等にみられる通り、スタジオと静止衛
星と現地の距離間を通信電波が往復するのに、一般的に
０．５秒程は必要であり、２台以上の衛星通信回線を結
んで送受信した場合は更に１秒以上のタイムラグの存在
がある。光と電波の速度を現在の秒速３０万キロメート
ル以上に加速させる技術がまだ無い以上、不自然なワン
テンポ遅れの会話を解消できないために海底ケーブルな
どの有線通信の方が、最小限の時間ロスで営業を行え
る。このような訳で静止衛星ネットワークのタイムラグ
は、避けられない現実なのである。

【０００７】静止衛星ネットワークの静止衛星は、通常
赤道上空約３万６０００キロメートルに多数打ち上げら
れており、それぞれ軍事・気象・商業通信等に広く応用
されており、地上の気象変化などの影響が直接衛星に影
響しない事等は、本発明同様に有効な特性である。但
し、本発明のライトプレーンは、静止衛星の赤道上空３
万６０００キロメートルとは違い、通信サービスエリア
の上空１０キロメートル〜１０００キロメートル程の国
際線ジャンボジェット機フライト高度よりも、上空と言
う程度の位置を静止及び低速度フライトにより低高度衛
星の大部分の役割を受け継ぐ事になれるであろう。（一
般に上空５０キロメートル〜２０００キロメートル程）

【０００８】ここで述べる低高度衛星とは静止衛星とは
違い、地上１０００キロメートルはおろか、場合によっ
ては地上５０キロメートルの空間を時速３万キロメート
ル以上のスピードで、１時間半ごとに地球を一周して、
前回周回した位置より数キロから数百キロずらして飛行
を続けているようなランドサット衛星のような人工衛星
の事であり、資源探査等に平和利用されている事は広く
知られている。

【０００９】低高度衛星は、本発明のライトプレーンと
同様の位置を飛行する空間飛行通信中継物体である事は
共通である。しかし、ライトプレーンは、静止もしくは
低速度フライト及び同空間地点周辺数キロメートル飛行
を数週間単位で行う事を前提とした飛行物体であるのに
対し、低高度人工衛星は時速３万キロメートルの高速で
地表一地点の我々から見て数分から３０分程の時間でし
かも１日に１回から２回程の回数しか通信が行えず民間
の長距離通信サービスに不向きであるばかりか、高速度
のためドップラー効果もひどく、デジタル信号化でもカ
バーしきれる物ではなく、実用上軍事通信以外の通信利
用には適さないと言える訳で、静止衛星より時間ロスが
少ない距離であるにもかかわらず更に、利便性の面で問
題が多い存在である。

【００１０】もし、地上数十キロメートルの空間位置に
於いて、赤道上空に限らず地球上のどの位置でも、静止
衛星若しくは、低速度衛星の軌道が存在すれば本発明は
必要とされず、すでに各方面に実用化されているはずで
あろう。しかし、残念ながらそのような軌道は地球とい
う惑星には見当たらず、赤道上空３万６０００キロメー
トルの静止可能位置（実際は、２４時間に一回正確に地
球を東回り）があり、高度があり過ぎるため、通信ネッ
トワークとして前記のような弱点がある。又、地表５０
キロメートル〜１０００キロメートルの空間位置を飛行
する人工衛星は、せっかくの低空であるが衛星として存
在する必要性上、高速で飛行し続けなければ地表に墜落
してしまうため、時速３万キロメートル以上のスピード
で飛行せねばならず恒常的に通信を行えないばかりかド
ップラー効果まで招いてしまう。そこで、地上数十キロ
メートル〜１０００キロメートルの高度域を飛行物体
（ライトプレーン）で数百キロメートル単位ごとに展開
させて通信電波回線で結ぶ事により通信ネットワークを
実現させようとしたのが本発明の主旨である。

【００１１】ドップラー効果とは、解りやすく説明する
とパトカーがサイレンを鳴らして高速度で目の前を通過
した瞬間からその後２〜３秒間一定であるはずのサイレ
ンのリズムが一定でなくなり、おかしく聞こえる現象と
してよく説明されている。空気内を伝わる音声信号は一
般的に秒速３００メートル程であり、秒速２０メートル
（時速７２キロメートル）以上のパトカーが秒速３００
メートルのサイレン音声を送出しながら目の前を通り過
ぎれば、その後数秒間その場の人間の耳から入ってきた
サイレン音声が時間的に変化をきたした状態で信号入力
するのは当然の成り行きであろう。このような状態が秒
速３０万キロメールの電波と光の世界にも低高度人工衛
星の場合の通信において実際に起っている問題である。

【００１２】各地の山頂付近周辺などにある電波発着所
同士が、通信電波によって結ばれているネットワークは
すでに存在している。但し、気象の変化とメンテナンス
の不便さは大きな問題である。その点、本発明は高密度
の大気圏以上の高度における空間に飛行物体ライトプレ
ーンを、衛星のごとく浮遊させて、通信ネットワークの
ポイント部分として機能させる通信方法である。

【００１３】

【従来の技術】地球周辺の宇宙空間には、多数の人工衛
星が多種多用な目的で周回しているが、本発明の一機能
と同じくＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システ
ム）衛星とよばれるアメリカ国防総省管理による現在位
置を、専用の信号解読受信機で受信解読する事により経
度・緯度・高度・移動速度を順次表示できる。自動車に
普及の広まっているカーナビゲーションシステム又は、
サテライトクルージングシステムと呼ばれている。民間
に利用開放されてすばらしい諸機能を発揮し、新たな市
場を開拓した原動力となった専用の人工衛星群が、地上
約２万２百キロメートルの高度位置に現在約２４個程地
球的に全方位に展開している。

【００１４】そのＧＰＳ衛星群は、地球上のどの位置か
ら見ても常に３個以上視界内にあるように、それぞれ異
っている地球周回軌道をそれぞれ周回し続けている。
又、その個々のＧＰＳ衛星（ナビスター）は、正確不比
な原子時計を有しており、（精度３万年に一秒以下の誤
差）その正確なリズムに呼動してその時計の時刻信号を
地球方向に絶えず送信している。

【００１５】それぞれのＧＰＳ衛星（ナブスター）は、
絶えずその位置を地球表面上管制基地や監視基地等によ
って、追跡・制御されている。従って、衛星自体の空間
位置点は、地球からの方向及び距離間として常に把握さ
れており、ある地球の表面上にいるＧＰＳ受信解読装置
をもつユーザーの位置は、それぞれのＧＰＳ衛星からと
どいた時間情報とＧＰＳ受信解読装置自体に内蔵する正
確な時計との時間差をもって、光と電波の航行スピード
（約３０キロメートル／秒）を元に数字として割り出さ
れている各ＧＰＳ衛星の宇宙空間位置からの距離を、１
００メートル以下の誤差で割り出す精度も有しており、
３台以上のＧＰＳ衛星の信号を同時に受信解読した場合
は、現在位置を経度・緯度として表示できるように実用
化する事も可能であり、すでに各通信機メーカーが数十
万円のカーナビゲーションとして市販を行っている。

【００１６】前記のＧＰＳ衛星の役割を、本発明のライ
トプレーンに代行させる事により、同様の機能を持たせ
る事は可能であり、民間専用のナビゲーションシステム
としての必要性が将来確実に予想される現地点におい
て、同じような第２のＧＰＳ衛星群を実現させるよりも
他の産業にも同時に転用でき、尚且、定期的にＧＰＳ人
工衛星に相当する本発明のライトプレーンは、整備でき
るメリットもあり、ロケットにより莫大な打ち上げ費用
を負担する金額分で、今まで無かった新規産業として本
発明を育成させる事の方がオリジナリティーもあり考案
すべき事柄である。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】電波を利用する通信ネ
ットワークにおいて、数万キロメートルの通信距離があ
る場合どうしても時間的ロスから会話の不自然さが発生
してしまう。又、赤道上空数万キロメートルの位置から
は地球規模の通信が行えるメリットがあるが、それが逆
にデメリットになる事もネットワークの一員としては数
多く考えられる。地上５０キロメートル〜１０００キロ
メートル程の低空域の人工衛星で、距離は近いがスピー
ドが有り過ぎて前記のような問題が生じている。又、各
地の山頂付近に代表される通信設備間における通信ネッ
トワークも気象条件の影響を受けやすく、恒常的通信サ
ービスを低料金をもって安定的に行えるとは思えない。
又、本発明は他通信と同等か、出来ればそれ以上に低コ
ストで全体のメンテナンスを行えるようで無ければ新規
の通信サービス業として発足できないであろうし、業者
も出現してこないと思われる。そしてライトプレーン単
体が実現できるのか又、そのメンテナンスと地上への電
波障害に対する対策など全体としての発明が解決しよう
とする課題を解決して初めて本発明は、世の中に受け入
れられ社会的に貢献できる発明としての可能性が考えら
れる。

【００１８】

【課題を解決するための手段】まず人工衛星において、
地上５０キロメートル〜１０００キロメートル程の低高
度空域においては、静止衛星もしくは低速度（時速５０
０キロメートル以下）衛星の実現は困難であろう。従っ
て、本発明のライトプレーンに通信中継機を積載して、
通信ネットワークのポイント中継飛行物体として機能さ
せる事で解決となりうる。又、気象状況の変化について
の悪影響については、地表にある諸設備は、他通信同様
少なからず影響を受けるのは致し方ない事である。しか
し、気象状況の影響を直接には受けない上空数１０キロ
メートル以上の空間においては、たとえ台風であろうと
本発明のライトプレーン自体に機能障害を与える事はで
きないため、地表面上数キロメートル内の気象状況につ
いては、考えられる限りにおいて他通信がそれ以上に強
いと考えてもよい物である。

【００１９】それよりも、本発明のライトプレーンを地
上から打ち上げる時とメンテナンスをする時の場所にお
ける気象状況の方が問題である。又、一ケ月以上の飛行
を続けて次のライトプレーンと交代するセスナ機以下の
小さな、一般飛行機から見て上空域（１０キロメートル
以上）の無人飛行機の営業が行える事の実現性を打ち出
して十分実現が可能である場合に限って初めて本発明
は、ピジネスとして成立できるため、下記で徹底的に問
題追求を行いたい。（有人飛行も考えられる。）

【００２０】まず、前記で述べたライトプレーン機の製
造と各設備についての信頼性についてであるが、ライト
プレーン機自体の製造は、人工衛星や航空機及びロケッ
トを作る企業が行えば、実現は不可能ではない。それよ
りも地表面以上に宇宙空間並みの放射線等の影響を受け
てライトプレーン内の制御機器を初め特に電気系統（バ
ッテリーを含む）アンテナ及び通信設備、ライトプレー
ン自体の航行制御部品（姿勢安定化設備を含む）に劣化
と悪影響を与えて、しまいには墜落ののち地上で生活す
る市民に被害を及ぼす恐れが出てくる場合がある。

【００２１】ライトプレーン機への自然放射線・ガンマ
線等に対する安全性と耐久性、信頼性は、通信人工衛星
の通信機器の寿命が十年以上である現在、数ケ月の飛行
におけるライトプレーン内の通信機器の信頼性には、す
でに大きな問題も生じない。それよりも日本上空におけ
るライトプレーンが十機程展開していた場合に丸一ケ月
で次のライトプレーンと交代するとして、低速で日本上
空を図１のように飛行していたとする。そしてターミナ
ルとなる飛行場を図の通り沖縄に仮定したとする。個々
のライトプレーンは、２４時間かけて日本を一周する程
のスピードで回っていると想定する。そうすると３日に
一台の割合で次のライトプレーンを、飛行させて一ケ月
飛行したライトプレーンを着陸させてメンテナンスを施
す必要性がある。

【００２２】しかし、図１の通り沖縄上空には運悪く台
風が上陸しておりライトプレーン自体が飛行開始のでき
る状態ではない。その場合は、ジャンボジェット機や地
上輸送により前もって、運ばれていた北海道・関東・近
隣諸国などの各飛行場から一番飛行に適した場所から他
のライトプレーンを離陸させれば問題の解消になり本発
明の運用を安定的に気象的リスクをゼロに近づける事を
可能とする物である。

【００２３】次に、低コスト運用の可能性についてであ
るが、一時的にだけ考えるとライトプレーンの開発・製
造・運用に伴う費用は、個人レベルでは莫大な金額に上
がると思われる。その点でいえば現在、鉄道線・電力線
・高速道路中央分離帯等々に追加された有線による長距
離通信の方が現に存在しており以前から企業的利益を上
げている各設備に長距離通信光ファイバーケーブル線を
併設しているために土地利用の面からはゼロからの設備
投資ではなく、その通信線は現存する各設備と同様の耐
久性とメンテナンス性を容易に確保しやすい面で優れて
いると言える。

【００２４】又、その各通信線は、大容量の通信を行え
る光ファイバーという新時代の通信線の誕生と通信自由
化の時代背景から生まれた長距離通信回線である事は広
く知られており、各社が競争しあって長距離通信の低料
金化に努力している事は、自由競争原理の面から本来必
要とされていた状況であり、低料金通信サービスの面で
社会に貢献できる土台ができたと考えてよいものと言え
よう。

【００２５】前記した各長距離通信サービス企業は、現
存する諸設備に通信線を設置して長距離通信を行ってい
る面で前記に示したように、耐久性とメンテナンス性は
もちろん低コストの面でも優れている特性である事は事
実であり、本発明においても何らかの異業種間における
ライトプレーン利用法を考案する事により極端に言えば
２つの事業では２分の１に、３つの事業では３分の１と
言うように、１つあたりの事業についての基本業務運用
費用の低コスト化となり、その事は通信費用の低コスト
化へ結びつく事であり、事業として明らかな運営可能状
況の裏付けと官公庁等への許可等さえ得られさえすれ
ば、多数の優良企業の本発明に対する資本参加を促し、
最終的な実現性を決定的に方向付ける事となるため、長
距離通信利用以外の有効利用を施す事は、低コスト運用
競争力強化の面で、必要不可欠の要素であると言えよ
う。

【００２６】本発明の長距離通信以外の事業として、県
単位もしくは百キロメートル周辺地域範囲ごとに、本発
明のライトプレーンを地上１００キロメートル（一例）
の各空間位置に全国的に展開させていたと仮定した場合
において、現在の全国各地に現存している各県単位のテ
レビ放送局の送信設備として機能させる事が可能である
ばかりか、全国ネットの各テレビ中継団体（ＮＨＫ全国
ネット・フジテレビ全国ネットなど）の中継ネットのポ
イント部分としての役割を果たせる存在になり得る事
は、容易に想像できる。

【００２７】その他の公共的利用分野として、航空機・
一般自動車・船舶そして人物に至るまでの現在位置と目
標位置の誘導並びに現在位置までの移動軌跡等を、テレ
ビ受像機画面上等に表示させて解りやすく各利用者が現
在位置を求める事は、各ライトプレーンが各利用者の直
接見直し方向内に３機以上存在していて尚且、各ライト
プレーンが現存するＧＰＳ衛星（ナビスター衛星）と同
じ原理に基づいている電波信号を送信し続けて各利用者
もそれらの信号を受信解読する現在の一部の自動車のナ
ビゲーションシステムに相当する周辺機器を保持すれ
ば、特に一般ジャンボ航空機等の自動操縦に利用可能で
あるばかりか、現在の一般自動車のナビゲーションシス
テムの役割も、果たせる事につながるのであり利用でき
る産業が多い方が利用する業者も多いのでありその業者
から利用料金収入を得られひいては、本発明を企業レベ
ルはもちろん場合によっては、国家レベルの産業として
低料金サービスをもって社会一般に貢献できる新世代通
信事業として発展できる事も不可能ではないと考えてよ
いと思われる。

【００２８】低コスト化の実現性については、前記のよ
うな他事業との併用により相互に基本設備投資の必要資
金軽量化を図る事によって長距離通信単独営業に比べて
数分一の低料金サービスをもって長距離通信を行える事
となるであろうが、他の長距離通信と同等かできれば、
それらより低コストをもって各ライトプレーンと各上空
設備とその周辺における運営全般においての最低限必要
コストをもって、本発明の企業運用の実現を計らなけれ
ば、事業的にはリスクが大きいだけと考えられてしま
い、公共的に各方面において、すばらしい側面を数多く
有しながら、世の中に形ある物として現れる可能性を小
さくしてしまうと考えられる。その理由として、事業運
用費用投資者は、その事業が収益の見込みがある事はも
ちろん現存のライバル企業にいろんな面で、優位性を見
い出さなければ納得の上で資金投資を行う事をためらう
のが一般的と考えられるからである。

【００２９】前記の考え方に基づいて、本発明が他の光
ファイバー通信線等に見られる有線ケーブル利用による
長距離通信より低コストで行える可能性の要囚としてメ
ンテナンスの一極集中化が計れる事である。企業の収入
に対しての支出の大きな部分を支める内枠として人件費
と各設備の開発及び管理にあたってのメンテナンスは企
業運営において必要最小限の必要最重要な支出であり、
この部分をライバル企業より低く抑える事が可能であれ
ば、企業生存能力の面で基本となる競争力が強いと考え
てよいであろう。（一回線に対して平等に較べなくては
ならない。）

【００３０】前記の一極集中化の実現性は、本発明の各
ポイント部分となるライトプレーンが飛行物体である事
を利用して図１のように日本上空を周回したライトプレ
ーンが次のライトプレーンに受け持ちの通信を、受け継
がせたあと雑音をまき散らさない空気流コントロールに
よるグライダー型着陸により、沖縄のある飛行場で順番
に集中的に整備を行い数千キロメートル以上の通信回線
の上空部分を一ケ所で監理できる事から意外にも他の有
線ケーブルの距離に比例する管理費増大と比べて一旦、
企業運営が安定期に入った後の通信回線距離の延長は、
最小限の費用をもって、他通信より海を山を越えて台風
の真上であろうと、通信回線に影響を受けずに行える事
となるであろう。

【００３１】本発明は通信中継方法において、地上と物
質的に接していない人工衛星ではない空間飛行物体に通
信中継装置を積載して、通信中継のポイント部分として
機能させる事を基本とし、それぞれの空間飛行物体の浮
かんでいる地表面周辺の地上通信設備間との通信回線を
上下方向に限定する事により、他の空間飛行物体と同じ
周波数帯域を共有できると共に、それぞれの空間飛行物
体間の横方向における通信中継においては、通信中継回
線に時間的な同期信号を与えてその同期信号を元にし
て、本来、中継すべき通信回線のみを通信可能とし、そ
れ以外の通信回線を受け付けない事とし、同時に利用す
る中継用の飛行物体を一直線上には並べずジグザグ状に
配置したり、高度差を設けて配置したり、通信中継の電
波信号の指向特性を限定させる事により、最小限の電波
帯域幅しか必要としないにも関わらず、多量の通信回線
を運用可能とする人工衛星ではない空間飛行物体を数台
以上用い、それらに対応した地上通信設備とからなるそ
れら空間飛行物体通信中継方法である。

【００３２】

【作用】本発明が現実に運用された場合、宇宙空間にお
けるライトプレーン同士の通信電波は、地上での通信電
波に干渉してはいけない。宇宙空間の電波は、宇宙空間
だけで運用し、地上で利用されている電波は地上のみ
で、そして地上局とライトプレーン間の通信電波は別の
周波数チャンネルで、それぞれ運用する事が望ましい。

【００３３】一例として、本発明を運営する会社は、大
気圏内と大気圏外を境にして共通周波数をそれぞれライ
トプレーン間用と地上通信用に共用して相互にその電波
が行き来しないように制御しながら電波利用すれば、電
波の一層の有効利用につながる。各地上局と各ライトプ
レーンを結ぶ各地域の電波は、それらの電波とは別の周
波数を利用すべきだが、各地上局からは上方向のみの運
用であり、各ライトプレーンから見ても下方向のみの利
用なので、全国的に同じ周波数帯を多重利用しても有効
利用的にみて運用可能であると考えてよいと思われる。
又、地上局とライトプレーン間の通信周波数は、４ギガ
ヘルツ周辺が一番大気と雲を通り抜けしやすい性質のた
め、資源探査と共用するためにも、４ギガヘルツの運用
が一番適しているだろう。

【００３４】

【実施例】県単位でテレビ放送を送信している、各地方
テレビ放送局の送信設備として本発明のライトプレーン
を利用した場合、各家庭のテレビ受像機用指向性アンテ
ナは、本発明のライトプレーン方向に指向性を方向づけ
るのは現在のテレビ用アンテナと同様である。

【００３５】その場合は一つの空間地点にライトプレー
ンを静止させて、営業放送を行う事が一番営業放送に適
していると言えよう。ライトプレーンの飛行及び浮遊す
る空間の中継サービスを実際に行う高度（１０キロメー
トル〜１０００キロメートル）は空気濃度が少ないか又
は、真空（５０キロメートル以上の空域）の場合であ
り、空気抵抗をうまく制御して、フライトを続ける一般
の飛行機と同じ航法は利用できない。（地上から真空域
又はその逆の場合のフライトは一般飛行機と同様であ
る。）

【００３６】又、人工衛星のように毎秒速８キロメート
ル以上の水平フライトを、真空域で行い地球の引力に引
き込まれず又、地球からはみ出す事なく空気抵抗の無い
事を利用して、地球周回軌道を半永久的に周回するよう
本発明のライトプレーンをフライトさせれば動力源の問
題上都合がよいが、それは本発明のライトプレーンとは
言えず人工衛星その物であり、それらの人工衛星通信ネ
ットワークは、すでに実施されており、航行スピードが
早過ぎる所などは、テレビ放送送信設備や通信中継設備
として不利な面である。

【００３７】従って、本発明のライトプレーンは、まず
真空域（地上５０キロメートル以上の空域）を、できれ
ば地上から見て静止状態で航行させる事が望ましい。静
止状態がかえって動力源の消費を加速させる場合には、
ある程度遅いスピードでフライトさせる方が良いかもし
れない。その場合は、指定された空間地点の周辺からな
るべく近い所をフライトさせるか、利用者の住む地域の
中心地の上空に指定静止空間地点が設定されていた場
合、地域の利用者のテレビ受像機用アンテナの方向の受
信良好守備範囲内空間地帯に限って、上下方向にもフラ
イトを実行してもかまわない。

【００３８】上方向にフライトする場合は、まだ反重力
装置が一般利用されていないのである程度は多量の燃料
消費が考えられる。重力に逆らう以上、有重量下におい
て重量が軽い方が消費する燃料も少なくて済む事にな
る。下方向のフライトの場合は、重力に引き込まれるだ
けなので姿勢安定以外には、燃料消費は少ないと言え
る。問題は、一番効率良く長期間にわたって、フライト
が続けられる燃料消費パターンによりフライトを続ける
か、又は、外部から動力エネルギーを定期的に補充し続
ける事により営業コスト採算ライン以下のコストで、フ
ライト運行を行えれば、本発明のライトプレーン機は交
替制で長時間フライトを実現できる裏付けとなる。

【００３９】たとえば、沖縄県上空・鹿児島県上空・宮
崎県上空・大分県上空・高知県上空を順番にそれぞれ指
定された緯度・経度・高度の宇宙空間位置を低速度で、
個々のライトプレーンが図１のようにフライトルートを
できる限り低速でフライトし、それぞれの地方テレビ放
送局とその放送電波を受信する利用者のアンテナ方向
は、絶えず一番近くを飛行するライトプレーンに方向追
尾させる装置が必要となるが、見通し距離のため無指向
性アンテナでも十分運用は可能でありテレビ及びラジオ
放送・電話回線長距離サービス・ナビゲーションシステ
ム及びポケットベルや他社の携帯電話を含む携帯電話用
呼び出し専用信号の任務まで行う事が可能である。

【００４０】図１の符号１の沖縄の飛行場を離陸した空
間飛行物体は、符号２２の上昇ルートの区間で地上１５
０キロメートルまで上昇し鹿児島から四国・名古屋・東
京・仙台・釧路まで１５０キロメートルの高度を保ち飛
行しつづける。その後、南下する時は高度を１００キロ
メートルに保ちつつ札幌から新潟・広島・熊本まで来
て、そのまま南西諸島を一周して鹿児島にもどり日本列
島を周回しつづける。その間、通信中継のポイント部分
として活躍し、フライト予定を無事に終えた空間飛行物
体は符号２３の部分で下降を始め、符号１の沖縄の飛行
場に帰ってくる訳である。日本上空には耐えず数台以上
の本発明による空間飛行物体が通信サービスを行い、ほ
ぼ平行に走る太平洋側と日本海側の通信ルートの電波が
少しでも干渉しない様に高度を５０キロメートルずら
し、尚且、前方と後方に位置するそれぞれの空間飛行物
体は一直線上にならないようにして通信電波の混信を防
ぐ様フライトルートを作成し、そのルートでフライトを
行っている。

【００４１】

【発明の効果】本発明をもって、全ての通信を作動させ
る事は、不可能であろうし、可能であっても安定的とは
考えていない。現存する各通信メディアに新規参入して
利用が増大し続けている通信全般に、増大分の一部でも
吸収させる事ができる新通信産業として一般定着する事
が目的であり、その資質は十分備わっていると思われ
る。（利用可能通信回線数は利用許可の与えられた周波
数帯域幅に正比例する。）

【００４２】本発明の効果として、特に優れている面
は、他社の携帯電話の守備範囲外である部分の地域を山
間部を含めて一気に、通信可能へと導びける性格を有し
ている所である。従来の移動体通信は、有線による通信
設備と、その周辺見通し距離内に限定された地域の移動
通信範囲であったのに対し、本発明とそのライトプレー
ンが、携帯電話を運営すれば、空の方向さえ開放された
アウトドアの所であれば、ほとんど全国的にフルカバー
に導びける物であり、携帯電話とライトプレーンの直接
通信チャンネルを設ける事により、従来の有線に基づい
た移動通信よりも公共性の理想に近い形で、尚且、利益
率を下げずに郊外の自然災害時にまで、大変有力な情報
入手方法として、人々に重宝がられる多機能通信になる
であろう。

【００４３】その他の効果としては、多方面にわたる技
術的ノウハウの発展とともに本発明のライトプレーンに
現在の人工衛星の役割りを受け継がせる事が可能であ
り、気象観測又は、低速度であるがため人工衛星よりも
詳しく鉱物資源探査・地下探査・海流探査・宇宙空間で
の新素材製造等に平和利用できる事が考えられる。机上
の理論ではない現実の経験は優秀な組織作りを施し、特
に本発明の有人によるライトプレーン周辺に携わる人々
は、次世代の宇宙空間生活への適応性を進める原動力と
して貴重な存在となるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】日本周辺における本発明のライトプレーンのフ
ライトルートの図

【図２】全体構成図

【符号の説明】 １ 沖縄の飛行場 ２ 各周辺諸国の飛行場 ３ 北海道の飛行場 ４ 関東の飛行場 ５ 台風 ６ フライトルート ７ 地球 ８ 移動体通信を利用する人物 ９ ＴＶ及びラジオ放送を受信する電気製品 １０ ナビゲーションシステムを利用する自動車 １１ ナビゲーションシステムを利用する旅客機 １２ ナビゲーションシステムを利用する船舶 １３ 海上 １４ 陸上 １５ ライトプレーン機監視誘導基地 １６ ライトプレーンが離着陸してメンテナンスを行う
飛行場 １７ 通信ネットワーク電波 １８ ＴＶ局 １９ 資源探査等の電波 ２０ ５０キロメートル ２１ 本発明の空間飛行物体又はライトプレーン機 ２２ 上昇フライト部分 ２３ 下降フライト部分 ２４ 楕円軌道人工衛星 ２５ 低軌道人工衛星

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上空１０キロメートル以上から１０００
   キロメートル程度の空間内に人工衛星ではない飛行物体
   を数台以上浮遊させて、それらの飛行物体に通信電波の
   中継部分として、機能させる通信中継方式について。
2. 【請求項２】 上空１０キロメートル以上から１０００
   キロメートル程度の空間内に人工衛星ではない飛行物体
   に現在のＧＰＳ人工衛星（ナビスター）と同様の役割を
   させて、現在位置確認装置等ナビゲーションシステムと
   して広範囲にわたる公共的な通信サービスを行う事につ
   いて。