JPH088799A - グローバル衛星通信に適した衛星配置の決定方法及び衛星システム - Google Patents
グローバル衛星通信に適した衛星配置の決定方法及び衛星システムInfo
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- JPH088799A JPH088799A JP14155594A JP14155594A JPH088799A JP H088799 A JPH088799 A JP H088799A JP 14155594 A JP14155594 A JP 14155594A JP 14155594 A JP14155594 A JP 14155594A JP H088799 A JPH088799 A JP H088799A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 グローバル衛星通信に適した衛星配置の決定
方法及び衛星システムを提案する。 【構成】 すべての円軌道が北極及び南極上空を通過す
る複数極軌道衛星配置において、最も接近している衛星
との角距離が特定の限界値以上になる時間の割合をその
緯度における該角距離限界値Φに対する時間率と定義
し、時間率を０％以上０．５％以下の値に選び、それに
対する限界値が最大である緯度における限界値Φが最小
となるように軌道間隔を決定する。角距離限界値Φに対
する衛星総数Ｍ×Ｎ（Ｍ：軌道面数、Ｎ：各軌道上の衛
星個数）の標準曲線を決定し、それに近いＭとＮの組み
合わせを選択する。複数極軌道衛星配置を９０°回転さ
せた東西軸軌道衛星配置が提案される。
方法及び衛星システムを提案する。 【構成】 すべての円軌道が北極及び南極上空を通過す
る複数極軌道衛星配置において、最も接近している衛星
との角距離が特定の限界値以上になる時間の割合をその
緯度における該角距離限界値Φに対する時間率と定義
し、時間率を０％以上０．５％以下の値に選び、それに
対する限界値が最大である緯度における限界値Φが最小
となるように軌道間隔を決定する。角距離限界値Φに対
する衛星総数Ｍ×Ｎ（Ｍ：軌道面数、Ｎ：各軌道上の衛
星個数）の標準曲線を決定し、それに近いＭとＮの組み
合わせを選択する。複数極軌道衛星配置を９０°回転さ
せた東西軸軌道衛星配置が提案される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の衛星により全地
球面をカバーし、それらを介して地球上のあらゆる地点
との通信を可能にするグローバル衛星通信に適した衛星
配置の決定方法及び衛星システムに関する。
球面をカバーし、それらを介して地球上のあらゆる地点
との通信を可能にするグローバル衛星通信に適した衛星
配置の決定方法及び衛星システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】静止衛星の高度よりも低い高度に多数の
周回衛星を運行させ、地球上のあらゆる地点において携
帯端末による通信を可能にするグローバル衛星通信シス
テムが現在いくつか計画されている。その代表的なもの
として、モトローラ社が提案したイリジウム方式では、
南極及び北極上空を通過する６面の極軌道のそれぞれに
１１個の衛星を周回させて、全地球表面をカバーするこ
とが計画されている。
周回衛星を運行させ、地球上のあらゆる地点において携
帯端末による通信を可能にするグローバル衛星通信シス
テムが現在いくつか計画されている。その代表的なもの
として、モトローラ社が提案したイリジウム方式では、
南極及び北極上空を通過する６面の極軌道のそれぞれに
１１個の衛星を周回させて、全地球表面をカバーするこ
とが計画されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
のようなグローバル衛星通信に適した衛星軌道の間隔、
軌道の面数、各軌道上の衛星の個数等の衛星配置の決定
方法及びグローバル衛星通信に適した衛星システムを提
案することにある。
のようなグローバル衛星通信に適した衛星軌道の間隔、
軌道の面数、各軌道上の衛星の個数等の衛星配置の決定
方法及びグローバル衛星通信に適した衛星システムを提
案することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段並びに作用】本発明によれ
ば、地球上の任意の観測点と複数の衛星のうち該観測点
に最も接近している衛星との角距離が所定の限界値以上
になる時間の割合を該観測点における該限界値に対する
時間率と定義するとき、該時間率を０％以上０．５％以
下の値に定め、該定められた時間率に対する限界値が最
大である観測点における限界値が最小になるように衛星
の軌道の配置を決定するステップを具備することを特徴
とするグローバル衛星通信に適した衛星配置の決定方法
が提供される。
ば、地球上の任意の観測点と複数の衛星のうち該観測点
に最も接近している衛星との角距離が所定の限界値以上
になる時間の割合を該観測点における該限界値に対する
時間率と定義するとき、該時間率を０％以上０．５％以
下の値に定め、該定められた時間率に対する限界値が最
大である観測点における限界値が最小になるように衛星
の軌道の配置を決定するステップを具備することを特徴
とするグローバル衛星通信に適した衛星配置の決定方法
が提供される。
【０００５】本発明によれば、赤道上空の２点のみにお
いて実質的に交叉する複数の円軌道上にそれぞれ複数個
の衛星を配置することを特徴とするグローバル衛星通信
に適した衛星配置の決定方法もまた提供される。本発明
によれば、赤道上空の２点のみにおいて実質的に交叉す
る複数の円軌道上にそれぞれ複数個配置された衛星から
なることを特徴とするグローバル衛星通信に適した衛星
システムもまた提供される。
いて実質的に交叉する複数の円軌道上にそれぞれ複数個
の衛星を配置することを特徴とするグローバル衛星通信
に適した衛星配置の決定方法もまた提供される。本発明
によれば、赤道上空の２点のみにおいて実質的に交叉す
る複数の円軌道上にそれぞれ複数個配置された衛星から
なることを特徴とするグローバル衛星通信に適した衛星
システムもまた提供される。
【０００６】
1. 複数極軌道衛星配置 図１（ａ）（ｂ）のように北極南極上空を通過し、軌道
面の経度がほぼ等間隔であるＭ個の円軌道を用意し、こ
の各軌道上にＮ個の衛星を等間隔に、また隣接した軌道
上の衛星に対しては千鳥状（隣接した軌道においては互
いに衛星配置の位相を各軌道上の衛星の間隔の１／２だ
けずらす）に置いた複数極軌道衛星配置を考える。図中
矢印は衛星の周回方向を表わす。図にはＭ＝３，Ｎ＝５
の場合の例が示されている。モトローラ社が提案してい
るイリジウム方式においては、軌道面の数Ｍ＝６，一軌
道上の衛星数Ｎ＝１１の複数極軌道衛星配置を採用して
いる。
面の経度がほぼ等間隔であるＭ個の円軌道を用意し、こ
の各軌道上にＮ個の衛星を等間隔に、また隣接した軌道
上の衛星に対しては千鳥状（隣接した軌道においては互
いに衛星配置の位相を各軌道上の衛星の間隔の１／２だ
けずらす）に置いた複数極軌道衛星配置を考える。図中
矢印は衛星の周回方向を表わす。図にはＭ＝３，Ｎ＝５
の場合の例が示されている。モトローラ社が提案してい
るイリジウム方式においては、軌道面の数Ｍ＝６，一軌
道上の衛星数Ｎ＝１１の複数極軌道衛星配置を採用して
いる。
【０００７】この複数極軌道衛星配置は比較的単純な形
をしており、多数の衛星それぞれの軌道の維持および各
衛星間の相対位置の保持のための管制制御が容易である
こと、また高緯度地域を除けば隣接した軌道はほぼ平行
しているので、軌道間にまたがる衛星間通信が容易に行
えるという利点を有している。各衛星を球面上に均一に
配置するということからは、経度について等分割がよい
と考えられる。しかしながら、図１からわかるように、
例えば図中の軌道１と軌道３のように衛星が互いに逆方
向に移動する部分が必然的に存在する。これを考慮する
と、衛星が互いに逆方向に移動する部分については、以
下に説明するように衛星方向が同一方向である部分に比
べて少し狭くするのがよい。図１の例の場合には、軌道
１−２，２−３の間は等間隔αであるが軌道１−３の間
は衛星の移動が互いに逆方向となる部分であり、間隔は
少し小さい値α′とする。α′とαの比α′／αを間隔
縮小係数と定義する。 1.1 軌道面間隔縮小係数の最適値 図２は衛星の配置を平面上に表現したものである。縦の
線が衛星の軌道、矢印が衛星の周回方向、丸印が衛星で
あり、また地上の観測点は地球の自転に従ってこの図の
左から右へ移動する。同一方向に移動している軌道相互
間では各衛星の相対位置は一定であり、三つの衛星に囲
まれた地域における最小仰角は、この三つの衛星を等し
い仰角で見る地点からの仰角となる。互いに逆方向に動
く軌道にはさまれた部分においては衛星の相対位置は時
々刻々変化するが、四つの衛星が矩形状に配置された時
点で、この四つの衛星の中央地点からの仰角が最小仰角
を決める。ここで軌道面数Ｍの偶奇および軌道上の衛星
数Ｎの偶奇によって様子が変わるが、Ｍ＋Ｎが偶数か奇
数かに分類できる。
をしており、多数の衛星それぞれの軌道の維持および各
衛星間の相対位置の保持のための管制制御が容易である
こと、また高緯度地域を除けば隣接した軌道はほぼ平行
しているので、軌道間にまたがる衛星間通信が容易に行
えるという利点を有している。各衛星を球面上に均一に
配置するということからは、経度について等分割がよい
と考えられる。しかしながら、図１からわかるように、
例えば図中の軌道１と軌道３のように衛星が互いに逆方
向に移動する部分が必然的に存在する。これを考慮する
と、衛星が互いに逆方向に移動する部分については、以
下に説明するように衛星方向が同一方向である部分に比
べて少し狭くするのがよい。図１の例の場合には、軌道
１−２，２−３の間は等間隔αであるが軌道１−３の間
は衛星の移動が互いに逆方向となる部分であり、間隔は
少し小さい値α′とする。α′とαの比α′／αを間隔
縮小係数と定義する。 1.1 軌道面間隔縮小係数の最適値 図２は衛星の配置を平面上に表現したものである。縦の
線が衛星の軌道、矢印が衛星の周回方向、丸印が衛星で
あり、また地上の観測点は地球の自転に従ってこの図の
左から右へ移動する。同一方向に移動している軌道相互
間では各衛星の相対位置は一定であり、三つの衛星に囲
まれた地域における最小仰角は、この三つの衛星を等し
い仰角で見る地点からの仰角となる。互いに逆方向に動
く軌道にはさまれた部分においては衛星の相対位置は時
々刻々変化するが、四つの衛星が矩形状に配置された時
点で、この四つの衛星の中央地点からの仰角が最小仰角
を決める。ここで軌道面数Ｍの偶奇および軌道上の衛星
数Ｎの偶奇によって様子が変わるが、Ｍ＋Ｎが偶数か奇
数かに分類できる。
【０００８】図２（ａ）はＭ＋Ｎが奇数の場合に最小仰
角を決める衛星配置である。Ｍ＋Ｎが奇数の場合、互い
に逆方向に動く衛星軌道の一方において衛星の１つが赤
道上空に差し掛かるとき、他の軌道においても衛星の１
つが赤道上空に差し掛かる。したがってその後赤道上空
から離れる２つの衛星と赤道上空に近づく２つの衛星に
よって形成される矩形の中心は赤道上にある。また、同
一方向に動く衛星軌道間の３つの衛星を等しい仰角で見
る地点における仰角が最悪となるのは赤道上である。す
なわち、図２（ａ）に示された赤道上のＡ点およびＢ点
が最悪仰角を決める。図２（ｂ）はＭ＋Ｎが偶数の場合
に最小仰角を決める衛星配置である。Ｍ＋Ｎが偶数の場
合、互いに逆方向に動く衛星軌道の一方において衛星の
１つが赤道上空に差し掛かるとき、他方の軌道において
は２つの衛星の軌道上の中点が赤道上に差し掛かってお
り、その後各衛星が衛星間隔の１／４程度移動すると４
つの衛星による矩形が形成される。すなわち、衛星が図
２（ｂ）中に細線で示す位置にあるときから、時刻が進
み太線の位置にきたときには、互いに逆方向に動く軌道
にはさまれた部分において四つの衛星が矩形状に配置さ
れ、この矩形の中央Ｂ点から衛星を見た仰角が最小とな
る。このＢ点は赤道上ではなく、此の点の緯度は、同一
軌道上の隣接した衛星の間の角度差（360 °／N)の1/4
よりやや小さい値（ｗ）であり、軌道面数Ｍ，衛星数
Ｎ，間隔縮小係数（α′／α）から求められる。図２
（ｃ) には（ｂ）におけるＢ点と同じ緯度ｗの観測点に
おいて、並行して移動する三つの衛星を等しい仰角で見
ることになる点Ｃを示した。なおＭ＋Ｎが偶数奇数いず
れの場合についても、観測点の緯度が更に高いところ
で、四つの衛星が矩形状に配置される状態になると衛星
仰角が悪化するが、この部分では全体的に仰角が大きく
なるのであまり問題にならない。
角を決める衛星配置である。Ｍ＋Ｎが奇数の場合、互い
に逆方向に動く衛星軌道の一方において衛星の１つが赤
道上空に差し掛かるとき、他の軌道においても衛星の１
つが赤道上空に差し掛かる。したがってその後赤道上空
から離れる２つの衛星と赤道上空に近づく２つの衛星に
よって形成される矩形の中心は赤道上にある。また、同
一方向に動く衛星軌道間の３つの衛星を等しい仰角で見
る地点における仰角が最悪となるのは赤道上である。す
なわち、図２（ａ）に示された赤道上のＡ点およびＢ点
が最悪仰角を決める。図２（ｂ）はＭ＋Ｎが偶数の場合
に最小仰角を決める衛星配置である。Ｍ＋Ｎが偶数の場
合、互いに逆方向に動く衛星軌道の一方において衛星の
１つが赤道上空に差し掛かるとき、他方の軌道において
は２つの衛星の軌道上の中点が赤道上に差し掛かってお
り、その後各衛星が衛星間隔の１／４程度移動すると４
つの衛星による矩形が形成される。すなわち、衛星が図
２（ｂ）中に細線で示す位置にあるときから、時刻が進
み太線の位置にきたときには、互いに逆方向に動く軌道
にはさまれた部分において四つの衛星が矩形状に配置さ
れ、この矩形の中央Ｂ点から衛星を見た仰角が最小とな
る。このＢ点は赤道上ではなく、此の点の緯度は、同一
軌道上の隣接した衛星の間の角度差（360 °／N)の1/4
よりやや小さい値（ｗ）であり、軌道面数Ｍ，衛星数
Ｎ，間隔縮小係数（α′／α）から求められる。図２
（ｃ) には（ｂ）におけるＢ点と同じ緯度ｗの観測点に
おいて、並行して移動する三つの衛星を等しい仰角で見
ることになる点Ｃを示した。なおＭ＋Ｎが偶数奇数いず
れの場合についても、観測点の緯度が更に高いところ
で、四つの衛星が矩形状に配置される状態になると衛星
仰角が悪化するが、この部分では全体的に仰角が大きく
なるのであまり問題にならない。
【０００９】長時間観測したときの最小仰角に対して図
２に示した点Ａ，Ｂ，Ｃ近傍がどのように寄与するか
は、地球の中心から観測点および各衛星を見たときの角
距離（図２において観測点から衛星までの距離に対応）
の変化を計算することにより求められる。地球上のある
地点から各衛星を長時間にわたって観測し、各時刻にお
いて仰角が最大となる衛星を選んでいくとして、この衛
星仰角がある値以下となる時間率ｐを考える。ここでは
このような仰角を時間率ｐに対する最小仰角と呼ぶ。
２に示した点Ａ，Ｂ，Ｃ近傍がどのように寄与するか
は、地球の中心から観測点および各衛星を見たときの角
距離（図２において観測点から衛星までの距離に対応）
の変化を計算することにより求められる。地球上のある
地点から各衛星を長時間にわたって観測し、各時刻にお
いて仰角が最大となる衛星を選んでいくとして、この衛
星仰角がある値以下となる時間率ｐを考える。ここでは
このような仰角を時間率ｐに対する最小仰角と呼ぶ。
【００１０】各軌道面が等間隔（α′＝α）の場合に
は、時間率の小さいところでは点Ｂ近傍が最小仰角を決
める（図２からわかるとおり、近傍の衛星までの距離は
点Ｂの方が点Ａ，Ｃの場合よりも遠い）。 互いに逆方
向に周回する軌道面の経度差α′を小さくすれば、ある
仰角以下となる時間率への点Ｂ近傍の寄与分は減るけれ
ども、 α′＋（Ｍ−１）α＝１８０° の関係から、他の軌道面間の経度差 αを大きくする必
要があり、点Ａあるいは点Ｃ近傍の寄与分が増加する。
従ってこの間隔縮小係数 α′／αには１より少し小さ
いところに最適値があるはずである。
は、時間率の小さいところでは点Ｂ近傍が最小仰角を決
める（図２からわかるとおり、近傍の衛星までの距離は
点Ｂの方が点Ａ，Ｃの場合よりも遠い）。 互いに逆方
向に周回する軌道面の経度差α′を小さくすれば、ある
仰角以下となる時間率への点Ｂ近傍の寄与分は減るけれ
ども、 α′＋（Ｍ−１）α＝１８０° の関係から、他の軌道面間の経度差 αを大きくする必
要があり、点Ａあるいは点Ｃ近傍の寄与分が増加する。
従ってこの間隔縮小係数 α′／αには１より少し小さ
いところに最適値があるはずである。
【００１１】この軌道面間隔縮小係数（α′／α）の最
適値を求めるのに、観測点と衛星との間の角距離の限界
値Φ（時間率の条件を満足する角距離の最大値）の変化
について検討をすすめる。このΦが決まれば、地球の半
径r と衛星の地上高h を与えることにより、次式から衛
星仰角ｘが決まる。 ｔａｎｘ＝（ｃｏｓΦ− r ／（r ＋h ））／ｓｉｎΦ α′／αを変化させた時のΦの特性は、Ｍ，Ｎの多くの
組み合わせに対して、Ｍ＋Ｎが偶数の場合あるいは奇数
の場合のそれぞれについてほぼ同様である。図３及び図
４に、代表例として、Ｍ＝３ Ｎ＝５およびＭ＝３ Ｎ
＝６の場合の特性を示した。図中のパラメータは、時間
率であり、長時間観測を行った場合縦軸のΦの値を越え
る時間の割合（％）がこの数字である。また図中の
ΦA , ΦB ，ΦC はそれぞれ図２における点Ａ，Ｂ，Ｃ
に対応している。すなわち、図３にはＭ＋Ｎが奇数の場
合、時間率０，０．０１，０．１，０．５，１のそれぞ
れの条件において、軌道間隔縮小係数α′／αの各値に
対するとき、赤道上の観測点における角距離Φの限界値
が示されている。図４にはＭ＋Ｎが偶数の場合、各時間
率条件において間隔縮小係数α′／αの各値に対する赤
道上の観測点における角距離Φの限界値が実線で示さ
れ、前述の、３６０°／Ｎの１／４よりやや小さい緯度
ｗの観測点における角距離Φの限界値が一点鎖線で示さ
れている。
適値を求めるのに、観測点と衛星との間の角距離の限界
値Φ（時間率の条件を満足する角距離の最大値）の変化
について検討をすすめる。このΦが決まれば、地球の半
径r と衛星の地上高h を与えることにより、次式から衛
星仰角ｘが決まる。 ｔａｎｘ＝（ｃｏｓΦ− r ／（r ＋h ））／ｓｉｎΦ α′／αを変化させた時のΦの特性は、Ｍ，Ｎの多くの
組み合わせに対して、Ｍ＋Ｎが偶数の場合あるいは奇数
の場合のそれぞれについてほぼ同様である。図３及び図
４に、代表例として、Ｍ＝３ Ｎ＝５およびＭ＝３ Ｎ
＝６の場合の特性を示した。図中のパラメータは、時間
率であり、長時間観測を行った場合縦軸のΦの値を越え
る時間の割合（％）がこの数字である。また図中の
ΦA , ΦB ，ΦC はそれぞれ図２における点Ａ，Ｂ，Ｃ
に対応している。すなわち、図３にはＭ＋Ｎが奇数の場
合、時間率０，０．０１，０．１，０．５，１のそれぞ
れの条件において、軌道間隔縮小係数α′／αの各値に
対するとき、赤道上の観測点における角距離Φの限界値
が示されている。図４にはＭ＋Ｎが偶数の場合、各時間
率条件において間隔縮小係数α′／αの各値に対する赤
道上の観測点における角距離Φの限界値が実線で示さ
れ、前述の、３６０°／Ｎの１／４よりやや小さい緯度
ｗの観測点における角距離Φの限界値が一点鎖線で示さ
れている。
【００１２】Φの値は小さいほど有利である（衛星高度
ｈが一定の場合には仰角ｘが大きくなり、仰角ｘを固定
すると衛星高度ｈを低くすることができる）ことを考慮
してα′／αの最適値を求める。Ｍ＋Ｎが奇数の場合、
Φの値が不利となる（最大となる）のは赤道上であり、
図３は観測点の緯度が０°の場合の計算値である。各時
間率にたいしてΦの最小値が読み取れるが、時間率を考
慮するとしても、時間率0.５％以上のところではα′／
αを動かしてもΦの最小値はあまり変化しないので、
α′／αの最適値として、時間率０％のときにΦが最小
（ΦA とΦB の交点）となる値および0.５％場合にΦが
最小となる値の範囲内に選ぶとよいと考えられる。
ｈが一定の場合には仰角ｘが大きくなり、仰角ｘを固定
すると衛星高度ｈを低くすることができる）ことを考慮
してα′／αの最適値を求める。Ｍ＋Ｎが奇数の場合、
Φの値が不利となる（最大となる）のは赤道上であり、
図３は観測点の緯度が０°の場合の計算値である。各時
間率にたいしてΦの最小値が読み取れるが、時間率を考
慮するとしても、時間率0.５％以上のところではα′／
αを動かしてもΦの最小値はあまり変化しないので、
α′／αの最適値として、時間率０％のときにΦが最小
（ΦA とΦB の交点）となる値および0.５％場合にΦが
最小となる値の範囲内に選ぶとよいと考えられる。
【００１３】Ｍ＋Ｎが偶数の場合には、Φの値が不利と
なる観測点の緯度は０°とｗ（Ｍ＝３ Ｎ＝５の場合約
１７°）前後の二箇所にあり、図４において、それぞれ
実線と一点鎖線によりΦの値を示した。緯度０°の場合
の実線を見るとα′／αは１に近いほど有利であるが、
緯度がｗ（１７°）前後の場合の一点鎖線を見るとα′
／αが１より小さいところにΦの最小値がある。
なる観測点の緯度は０°とｗ（Ｍ＝３ Ｎ＝５の場合約
１７°）前後の二箇所にあり、図４において、それぞれ
実線と一点鎖線によりΦの値を示した。緯度０°の場合
の実線を見るとα′／αは１に近いほど有利であるが、
緯度がｗ（１７°）前後の場合の一点鎖線を見るとα′
／αが１より小さいところにΦの最小値がある。
【００１４】観測点の緯度によってΦの値があまり変化
しない方がよいので、Ｍ＋Ｎが偶数の場合のα′／αの
最適値としては、両緯度におけるΦの値が等しくなる
（図中の実線と一点鎖線が交わる）点を選ぶ。この点は
時間率０％に対してはΦA とΦ B の交点となる。考慮す
る時間率が大きくなるに従って、この交点に対応する
α′／αの値は少しづつ大きくなるが時間率が0.５％を
越えるあたりから飽和の傾向がある。以上よりα′／α
の最適値として、時間率０％および0.５％それぞれに対
応する値の範囲内に選ぶのがよいと考えられる。
しない方がよいので、Ｍ＋Ｎが偶数の場合のα′／αの
最適値としては、両緯度におけるΦの値が等しくなる
（図中の実線と一点鎖線が交わる）点を選ぶ。この点は
時間率０％に対してはΦA とΦ B の交点となる。考慮す
る時間率が大きくなるに従って、この交点に対応する
α′／αの値は少しづつ大きくなるが時間率が0.５％を
越えるあたりから飽和の傾向がある。以上よりα′／α
の最適値として、時間率０％および0.５％それぞれに対
応する値の範囲内に選ぶのがよいと考えられる。
【００１５】いくつかのＭ（軌道数）Ｎ（一軌道上の衛
星数）について、以上のような考え方によって求めた間
隔縮小係数α′／αおよび観測点と衛星との間の角距離
の最大値（時間率０％に対応）を表１にまとめた。表１
の中の〜は軌道面間隔縮小係数α′／αの最適値範
囲を示し、，，の数値は上記説明の通り、それぞ
れ時間率０％，0.１％，0.５％に対応している。ただし
α′／αの変化に対する特性の変化はかなり緩やかであ
り、〜に対する衛星仰角の変動は0.3 °程度以下で
あるからあまり精密に数値を選ぶ必要はない。また，
は以下に説明するＭ，Ｎの最適組み合わせを検討する
ための数値である。
星数）について、以上のような考え方によって求めた間
隔縮小係数α′／αおよび観測点と衛星との間の角距離
の最大値（時間率０％に対応）を表１にまとめた。表１
の中の〜は軌道面間隔縮小係数α′／αの最適値範
囲を示し、，，の数値は上記説明の通り、それぞ
れ時間率０％，0.１％，0.５％に対応している。ただし
α′／αの変化に対する特性の変化はかなり緩やかであ
り、〜に対する衛星仰角の変動は0.3 °程度以下で
あるからあまり精密に数値を選ぶ必要はない。また，
は以下に説明するＭ，Ｎの最適組み合わせを検討する
ための数値である。
【００１６】
【表１】
【００１７】1.2 Ｍ，Ｎの最適値 Ｍ，Ｎの最適組み合わせを検討する場合、Ｍ＋Ｎの偶数
奇数それぞれについて同様の条件で比較するために、時
間率を０％とし、偶数の場合についてはΦA とΦB の交
点ではなく一点鎖線の最小値（ΦB とΦC の交点）を与
えるα′／αを考える。時間率０％に対するＭ＋Ｎが偶
数の場合のΦB とΦC の交点、およびさきに与えたＭ＋
Ｎが奇数の場合のΦA とΦB の交点は、いずれも並行移
動三衛星と逆方向移動四衛星の寄与が等しいことを意味
している。α′／αをこのようにして決めたあと、Ｍ＋
Ｎの偶数奇数いずれの場合も赤道上におけるΦの値を比
較する。
奇数それぞれについて同様の条件で比較するために、時
間率を０％とし、偶数の場合についてはΦA とΦB の交
点ではなく一点鎖線の最小値（ΦB とΦC の交点）を与
えるα′／αを考える。時間率０％に対するＭ＋Ｎが偶
数の場合のΦB とΦC の交点、およびさきに与えたＭ＋
Ｎが奇数の場合のΦA とΦB の交点は、いずれも並行移
動三衛星と逆方向移動四衛星の寄与が等しいことを意味
している。α′／αをこのようにして決めたあと、Ｍ＋
Ｎの偶数奇数いずれの場合も赤道上におけるΦの値を比
較する。
【００１８】ある軌道面数Ｍを決めたときに、一軌道上
の衛星数Ｎをどのように選ぶべきかを検討するために、
表１の欄の数値すなわち観測点・衛星間の角距離の最
大値Φと衛星総数（Ｍ×Ｎ）の関係を調べてみる。地球
中心から衛星を見る方向を固定した場合、地球表面上で
Φ一定の曲線は一つの円となり、この円内を衛星がカバ
ーしている。Φが十分に小さいときには、円の面積はΦ
の二乗に比例するから、全地表をカバーする衛星総数Ｍ
×ＮはΦの二乗に反比例する。また衛星総数Ｍ×ＮはΦ
の増加に従って単調に減少すると考えられる。以上の考
察よりΦとＭ×Ｎの間の基準の関係式として、 ｆ（Φ）＝ａ／Φ2 ＋ｂ／Φ＋ｃ を与え、Φとｆ（Φ）の関係が表１の計算結果における
ΦとＭ×Ｎの関係になるべく合致し、かつ任意のΦに対
してＭ×Ｎ≧ｆ（Φ）となるように定数ａ，ｂ，ｃをき
める（ここでは ａ＝22482,ｂ＝233.92, ｃ＝−3.3284
とした）。この式は、各ＭについてのΦに対するＭ×
Ｎのグラフを描いたとした場合の曲線群の包絡線に相当
する。各ＭおよびＮの組について、衛星総数のこの基準
曲線からの隔たりすなわちＭ×Ｎ−ｆ（Φ）の値を各軌
道面数について示したのが図５〜１２である。上記のよ
うな単純な式により、かなり広い範囲にわたって基準に
相応しい関係式となっていることがわかる。
の衛星数Ｎをどのように選ぶべきかを検討するために、
表１の欄の数値すなわち観測点・衛星間の角距離の最
大値Φと衛星総数（Ｍ×Ｎ）の関係を調べてみる。地球
中心から衛星を見る方向を固定した場合、地球表面上で
Φ一定の曲線は一つの円となり、この円内を衛星がカバ
ーしている。Φが十分に小さいときには、円の面積はΦ
の二乗に比例するから、全地表をカバーする衛星総数Ｍ
×ＮはΦの二乗に反比例する。また衛星総数Ｍ×ＮはΦ
の増加に従って単調に減少すると考えられる。以上の考
察よりΦとＭ×Ｎの間の基準の関係式として、 ｆ（Φ）＝ａ／Φ2 ＋ｂ／Φ＋ｃ を与え、Φとｆ（Φ）の関係が表１の計算結果における
ΦとＭ×Ｎの関係になるべく合致し、かつ任意のΦに対
してＭ×Ｎ≧ｆ（Φ）となるように定数ａ，ｂ，ｃをき
める（ここでは ａ＝22482,ｂ＝233.92, ｃ＝−3.3284
とした）。この式は、各ＭについてのΦに対するＭ×
Ｎのグラフを描いたとした場合の曲線群の包絡線に相当
する。各ＭおよびＮの組について、衛星総数のこの基準
曲線からの隔たりすなわちＭ×Ｎ−ｆ（Φ）の値を各軌
道面数について示したのが図５〜１２である。上記のよ
うな単純な式により、かなり広い範囲にわたって基準に
相応しい関係式となっていることがわかる。
【００１９】さきに述べたように図５〜１２に示した曲
線は表１の欄の数値に対するものである。Ｍ＋Ｎが偶
数のときの表１の欄の数値すなわちΦA とΦB の交点
に対応するα′／αの値による衛星配置を採用した場合
の数値を図中の×印で示した。Ｍ，Ｎのどの組み合わせ
のところでもより有利な数値となっており、例えばＭ
＝２ Ｎ＝４ では0.3 個、Ｍ＝３ Ｎ＝５ では0.2
個、Ｍ＝６ Ｎ＝１０では0.13個 衛星総数を減らすこ
とに相当する。従ってＭ＋Ｎが偶数の場合の最適α′／
αとしては、ではなくの数値を採用している。
線は表１の欄の数値に対するものである。Ｍ＋Ｎが偶
数のときの表１の欄の数値すなわちΦA とΦB の交点
に対応するα′／αの値による衛星配置を採用した場合
の数値を図中の×印で示した。Ｍ，Ｎのどの組み合わせ
のところでもより有利な数値となっており、例えばＭ
＝２ Ｎ＝４ では0.3 個、Ｍ＝３ Ｎ＝５ では0.2
個、Ｍ＝６ Ｎ＝１０では0.13個 衛星総数を減らすこ
とに相当する。従ってＭ＋Ｎが偶数の場合の最適α′／
αとしては、ではなくの数値を採用している。
【００２０】この図から各軌道面数Ｍについて、最適の
軌道上衛星数Ｎが読みとれる。他の条件も勘案して最適
値を決めるべきであるが、推奨に値するＭとＮの組み合
わせを表１において◎印で示した。 1.3 公称最小仰角（公称最大衛星観測点間角距離） 図３，４からも分かるとおり、時間率の小さいところで
は、時間率の変化に対するΦの値の変化はかなり急激で
ある。Φの値あるいはこれに対応する衛星仰角につい
て、起こり得る最悪の値（時間率０％の値）で評価する
のではなくて、時間率の小さいところの性能評価をやや
緩い基準で行うこととし、時間率を考慮した公称値を考
える。すなわち公称最小仰角より仰角が小さくなるのは
全観測時間のP ％となるように値をきめる。公称最小仰
角を10°とし、時間率P の値として０％，0.１％，0.５
％，１％ の場合の特性を表２に示した（α′／αとし
て表１のについてのみを示しているが、，につい
てもほぼ同様の特性となる）。この表より、例えばＭ＝
２ Ｎ＝３ のとき、時間率０％の最小仰角が10°とな
る衛星高度が 20,958 km となるのに対して、時間率１
％の公称最小仰角を10°とした場合に15,959 km とかな
り高度を下げることができる一方、時間率０％ 0.０１
％ 0.１％ 0.５％ １％ に対応する最小仰角は、そ
れぞれ 6.87.1 7.8 9.1 10 度とあまり劣化しないこ
とが読みとれる。この表の数値から、時間率１％程度の
ときの最小仰角を公称値とするのがよいと考えられる
（最小仰角は公称値より２°〜３°低い程度である）。
軌道上衛星数Ｎが読みとれる。他の条件も勘案して最適
値を決めるべきであるが、推奨に値するＭとＮの組み合
わせを表１において◎印で示した。 1.3 公称最小仰角（公称最大衛星観測点間角距離） 図３，４からも分かるとおり、時間率の小さいところで
は、時間率の変化に対するΦの値の変化はかなり急激で
ある。Φの値あるいはこれに対応する衛星仰角につい
て、起こり得る最悪の値（時間率０％の値）で評価する
のではなくて、時間率の小さいところの性能評価をやや
緩い基準で行うこととし、時間率を考慮した公称値を考
える。すなわち公称最小仰角より仰角が小さくなるのは
全観測時間のP ％となるように値をきめる。公称最小仰
角を10°とし、時間率P の値として０％，0.１％，0.５
％，１％ の場合の特性を表２に示した（α′／αとし
て表１のについてのみを示しているが、，につい
てもほぼ同様の特性となる）。この表より、例えばＭ＝
２ Ｎ＝３ のとき、時間率０％の最小仰角が10°とな
る衛星高度が 20,958 km となるのに対して、時間率１
％の公称最小仰角を10°とした場合に15,959 km とかな
り高度を下げることができる一方、時間率０％ 0.０１
％ 0.１％ 0.５％ １％ に対応する最小仰角は、そ
れぞれ 6.87.1 7.8 9.1 10 度とあまり劣化しないこ
とが読みとれる。この表の数値から、時間率１％程度の
ときの最小仰角を公称値とするのがよいと考えられる
（最小仰角は公称値より２°〜３°低い程度である）。
【００２１】
【表２】
【００２２】Ｍ，Ｎの組みの中でとくに注目すべきもの
は、 高度１０００km以下の低軌道に適したＭ＝６ Ｎ
＝１０および Ｍ＝６ Ｎ＝１１，高度が１０００〜１
３００kmとなり放射線環境の点でやや不利ではあるが、
衛星総数が少なくなる Ｍ＝５ Ｎ＝８あるいは９など
の組み合わせである。このほか中高度にはなるが必要な
衛星数の少ないＭ＝２ Ｎ＝４および Ｍ＝３ Ｎ＝５
なども魅力のある組み合わせである。
は、 高度１０００km以下の低軌道に適したＭ＝６ Ｎ
＝１０および Ｍ＝６ Ｎ＝１１，高度が１０００〜１
３００kmとなり放射線環境の点でやや不利ではあるが、
衛星総数が少なくなる Ｍ＝５ Ｎ＝８あるいは９など
の組み合わせである。このほか中高度にはなるが必要な
衛星数の少ないＭ＝２ Ｎ＝４および Ｍ＝３ Ｎ＝５
なども魅力のある組み合わせである。
【００２３】図１３〜１７に複数極軌道衛星配置の最小
仰角特性の代表例を示した。図１３および図１４には観
測点緯度の小さいところのやや詳細な特性例として、Ｍ
＝３Ｎ＝５，Ｍ＝３ Ｎ＝６ の場合を示した。Ｍ＋Ｎ
が偶数の場合、表１のに与えたα′／αに対しては観
測点緯度ｗ付近に瘤はないが、全体にやや仰角性能が悪
いこと、〜の間では仰角性能にあまり顕著な差がな
いことがわかる。またＭ＋Ｎが奇数の場合、（＝）
のときに赤道付近に瘤がなく、〜の間では仰角性能
にあまり顕著な差がないことがわかる。図１５，１６，
１７に最小仰角特性の代表的な例を挙げた。Ｍ，Ｎの値
に対して適当な衛星高度を与えれば、それぞれほぼ同様
の特性となる。 2. 東西軸軌道衛星配置 複数極軌道方式は衛星の配置が単純で、衛星の相対位置
を制御する運用管制が容易であること、また互いに逆方
向に周回する軌道間あるいは衛星が密集する両極近傍を
別にすれば衛星間の相対位置がほぼ一定で、衛星間通信
を行う上で支障が少ないという長所がある。一方図１５
〜１７からも分かるとおり、緯度の高いところで不必要
に最小仰角が大きくなる欠点がある。
仰角特性の代表例を示した。図１３および図１４には観
測点緯度の小さいところのやや詳細な特性例として、Ｍ
＝３Ｎ＝５，Ｍ＝３ Ｎ＝６ の場合を示した。Ｍ＋Ｎ
が偶数の場合、表１のに与えたα′／αに対しては観
測点緯度ｗ付近に瘤はないが、全体にやや仰角性能が悪
いこと、〜の間では仰角性能にあまり顕著な差がな
いことがわかる。またＭ＋Ｎが奇数の場合、（＝）
のときに赤道付近に瘤がなく、〜の間では仰角性能
にあまり顕著な差がないことがわかる。図１５，１６，
１７に最小仰角特性の代表的な例を挙げた。Ｍ，Ｎの値
に対して適当な衛星高度を与えれば、それぞれほぼ同様
の特性となる。 2. 東西軸軌道衛星配置 複数極軌道方式は衛星の配置が単純で、衛星の相対位置
を制御する運用管制が容易であること、また互いに逆方
向に周回する軌道間あるいは衛星が密集する両極近傍を
別にすれば衛星間の相対位置がほぼ一定で、衛星間通信
を行う上で支障が少ないという長所がある。一方図１５
〜１７からも分かるとおり、緯度の高いところで不必要
に最小仰角が大きくなる欠点がある。
【００２４】そこで、前記の二つの利点は保存したま
ま、高緯度地域の仰角特性を多少犠牲にしてその分低緯
度地域の特性の改善を計るために、複数極軌道衛星配置
の各衛星の相対位置は変えずに、その南北軸を水平方向
に回転させてみる。ここで軌道の対称性をなるべく損な
わないように、互いに逆方向に周回する軌道は南極およ
び北極をはさむ形で、また衛星打ち上げエネルギーを節
約するために、各軌道の周回方向は地球の自転と同一方
向になるようにする。
ま、高緯度地域の仰角特性を多少犠牲にしてその分低緯
度地域の特性の改善を計るために、複数極軌道衛星配置
の各衛星の相対位置は変えずに、その南北軸を水平方向
に回転させてみる。ここで軌道の対称性をなるべく損な
わないように、互いに逆方向に周回する軌道は南極およ
び北極をはさむ形で、また衛星打ち上げエネルギーを節
約するために、各軌道の周回方向は地球の自転と同一方
向になるようにする。
【００２５】ただし地球が球対称でない（赤道方向の半
径が極方向の半径より大きい）ために、衛星の軌道が赤
道面と交差する点が時間の経過とともに移動する現象を
考慮する必要がある。前記のように南北軸を傾けても各
軌道の軌道傾斜角が等しければ、赤道面と交差する点の
移動は各軌道に対して等しく起こり軌道の相対関係は変
わらないが、このような条件を満足するのは軌道面数Ｍ
が２の場合に限られる。Ｍが３の場合にも考慮の余地が
あり、軸の回転が９０°のときに、軌道傾斜角が互いに
等しい二つの傾斜軌道と一つの赤道軌道となるが、赤道
軌道の半径を傾斜軌道の軌道半径より僅かに大きくする
ことにより、三つの軌道上の衛星の動きを同期させるこ
とができる。
径が極方向の半径より大きい）ために、衛星の軌道が赤
道面と交差する点が時間の経過とともに移動する現象を
考慮する必要がある。前記のように南北軸を傾けても各
軌道の軌道傾斜角が等しければ、赤道面と交差する点の
移動は各軌道に対して等しく起こり軌道の相対関係は変
わらないが、このような条件を満足するのは軌道面数Ｍ
が２の場合に限られる。Ｍが３の場合にも考慮の余地が
あり、軸の回転が９０°のときに、軌道傾斜角が互いに
等しい二つの傾斜軌道と一つの赤道軌道となるが、赤道
軌道の半径を傾斜軌道の軌道半径より僅かに大きくする
ことにより、三つの軌道上の衛星の動きを同期させるこ
とができる。
【００２６】北極および南極を挟む二つの軌道上では衛
星周回方向が互いに逆であるから、この二つの軌道の中
間においては四衛星を等しい仰角でみる地点がある。こ
の観測点衛星間の角距離が最大（図２のΦB に相当）と
なる地点をなるべく高緯度のところに閉じ込めるには軸
の回転角は９０°がよい。図１８はこのような配置の一
例であり、東西軸軌道衛星配置と名付ける。
星周回方向が互いに逆であるから、この二つの軌道の中
間においては四衛星を等しい仰角でみる地点がある。こ
の観測点衛星間の角距離が最大（図２のΦB に相当）と
なる地点をなるべく高緯度のところに閉じ込めるには軸
の回転角は９０°がよい。図１８はこのような配置の一
例であり、東西軸軌道衛星配置と名付ける。
【００２７】軌道面の間隔については、先の複数極軌道
衛星配置の場合とは軌道面に対する自転の方向が異なる
のでやや異なった配慮が必要である。それでも、時間率
０の場合は、間隔縮小係数の最適値α′／αは図２のＡ
点における仰角の最小値とＢ点における仰角の最小値が
等しくなるα′／αの値にほかならないので、時間率０
のときは地球の自転の効果を考慮する必要がない。した
がって、時間率０としたときのα′／αの最適値は複数
極軌道衛星配置の場合と同じ値となり、α’／α係数を
表１のの値にするといくつかの観測点緯度のところで
起こる最小仰角の谷の値はそれぞれ等しく、複数極軌道
衛星配置の場合と同じ値となる。ただしこの係数の値は
必ずしも最適値ではなく、この値を少し大きくすると上
述の四衛星に対応した高緯度における谷の値の悪化と引
換に、低緯度における仰角特性は改善される。Ｍ＝３
Ｎ＝５について、α’／α係数を表１のの値（0.74
8),1.0, 1.2と変化させた場合の仰角特性を計算したも
のが図１９である。前記のようにα’／αを表１のの
値よりも大きくすることにより低緯度地域における仰角
特性を改善することができることがわかる。ただしα’
／α係数を１以上とした場合には中緯度地域における特
性劣化が無視できなくなるので、東西軸軌道衛星配置の
場合の最適α’／α係数としては、表１のの値〜１の
範囲で考えるとよい。
衛星配置の場合とは軌道面に対する自転の方向が異なる
のでやや異なった配慮が必要である。それでも、時間率
０の場合は、間隔縮小係数の最適値α′／αは図２のＡ
点における仰角の最小値とＢ点における仰角の最小値が
等しくなるα′／αの値にほかならないので、時間率０
のときは地球の自転の効果を考慮する必要がない。した
がって、時間率０としたときのα′／αの最適値は複数
極軌道衛星配置の場合と同じ値となり、α’／α係数を
表１のの値にするといくつかの観測点緯度のところで
起こる最小仰角の谷の値はそれぞれ等しく、複数極軌道
衛星配置の場合と同じ値となる。ただしこの係数の値は
必ずしも最適値ではなく、この値を少し大きくすると上
述の四衛星に対応した高緯度における谷の値の悪化と引
換に、低緯度における仰角特性は改善される。Ｍ＝３
Ｎ＝５について、α’／α係数を表１のの値（0.74
8),1.0, 1.2と変化させた場合の仰角特性を計算したも
のが図１９である。前記のようにα’／αを表１のの
値よりも大きくすることにより低緯度地域における仰角
特性を改善することができることがわかる。ただしα’
／α係数を１以上とした場合には中緯度地域における特
性劣化が無視できなくなるので、東西軸軌道衛星配置の
場合の最適α’／α係数としては、表１のの値〜１の
範囲で考えるとよい。
【００２８】図２０にＭ＝２ Ｎ＝３，Ｍ＝２ Ｎ＝４
およびＭ＝２ Ｎ＝５の場合の仰角特性を、また図２１
にＭ＝３ Ｎ＝５およびＭ＝３ Ｎ＝６の場合の仰角特
性を示した。ここではいずれの場合もα’／α係数の値
は表１のの値とし、衛星高度としては複数極軌道衛配
置のときの時間率１％最小仰角10°対応の公称値とし
た。これらの図から東西軸衛星配置は観測点緯度に対す
る仰角のバラツキが少ない特長を持っていることがわか
る。とくにＭ＝２ の場合には、人口密度の高い中緯度
の地域において仰角が比較的大きな値となる特長のほ
か、衛星の高度は７０００〜１５０００km 程度であ
り、すべての衛星はバンアレン帯の内帯および外帯の中
間部を周回することになり、放射線被爆の点で有利とい
う特長がある。
およびＭ＝２ Ｎ＝５の場合の仰角特性を、また図２１
にＭ＝３ Ｎ＝５およびＭ＝３ Ｎ＝６の場合の仰角特
性を示した。ここではいずれの場合もα’／α係数の値
は表１のの値とし、衛星高度としては複数極軌道衛配
置のときの時間率１％最小仰角10°対応の公称値とし
た。これらの図から東西軸衛星配置は観測点緯度に対す
る仰角のバラツキが少ない特長を持っていることがわか
る。とくにＭ＝２ の場合には、人口密度の高い中緯度
の地域において仰角が比較的大きな値となる特長のほ
か、衛星の高度は７０００〜１５０００km 程度であ
り、すべての衛星はバンアレン帯の内帯および外帯の中
間部を周回することになり、放射線被爆の点で有利とい
う特長がある。
【００２９】
【発明の効果】以上述べてきたように本発明によれば、
グローバル衛星通信における最適衛星配置が決定され
る。
グローバル衛星通信における最適衛星配置が決定され
る。
【図１】複数極軌道衛星配置を表わす図である。
【図２】最悪角距離ΦA ，ΦB ，ΦC を説明するための
図である。
図である。
【図３】Ｍ＋Ｎが奇数の場合の各時間率における間隔縮
小係数α′／αと角距離の限界値Φとの関係を表わすグ
ラフである。
小係数α′／αと角距離の限界値Φとの関係を表わすグ
ラフである。
【図４】Ｍ＋Ｎが偶数の場合の各時間率における間隔縮
小係数α′／αと角距離の限界値Φとの関係を表わすグ
ラフである。
小係数α′／αと角距離の限界値Φとの関係を表わすグ
ラフである。
【図５】Ｍ＝２における衛星総数標準値との差を表わす
グラフである。
グラフである。
【図６】Ｍ＝３における衛星総数標準値との差を表わす
グラフである。
グラフである。
【図７】Ｍ＝４における衛星総数標準値との差を表わす
グラフである。
グラフである。
【図８】Ｍ＝５における衛星総数標準値との差を表わす
グラフである。
グラフである。
【図９】Ｍ＝６における衛星総数標準値との差を表わす
グラフである。
グラフである。
【図１０】Ｍ＝７における衛星総数標準値との差を表わ
すグラフである。
すグラフである。
【図１１】Ｍ＝８における衛星総数標準値との差を表わ
すグラフである。
すグラフである。
【図１２】Ｍ＝９における衛星総数標準値との差を表わ
すグラフである。
すグラフである。
【図１３】Ｍ＝３，Ｎ＝５における複数極軌道衛星配置
の仰角特性を表わすグラフである。
の仰角特性を表わすグラフである。
【図１４】Ｍ＝３，Ｎ＝６における複数極軌道衛星配置
の仰角特性を表わすグラフである。
の仰角特性を表わすグラフである。
【図１５】Ｍ＝２，Ｎ＝４における複数極軌道衛星配置
の仰角特性を表わすグラフである。
の仰角特性を表わすグラフである。
【図１６】Ｍ＝３，Ｎ＝６における複数極軌道衛星配置
の仰角特性を表わすグラフである。
の仰角特性を表わすグラフである。
【図１７】Ｍ＝６，Ｎ＝１０における複数極軌道衛星配
置の仰角特性を表わすグラフである。
置の仰角特性を表わすグラフである。
【図１８】東西軸軌道衛星配置を説明するための図であ
る。
る。
【図１９】Ｍ＝３，Ｎ＝５における東西軸軌道衛星配置
の仰角特性を表わすグラフである。
の仰角特性を表わすグラフである。
【図２０】Ｍ＝２，Ｎ＝３，４，５における東西軸軌道
衛星配置の仰角特性を表わすグラフである。
衛星配置の仰角特性を表わすグラフである。
【図２１】Ｍ＝３，Ｎ＝５，６における東西軸軌道衛星
配置の仰角特性を表わすグラフである。
配置の仰角特性を表わすグラフである。
Claims (12)
- 【請求項１】 地球上の任意の観測点と複数の衛星のう
ち該観測点に最も接近している衛星との角距離が所定の
限界値以上になる時間の割合を該観測点における該限界
値に対する時間率と定義するとき、 ａ）該時間率を０％以上０．５％以下の値に定め、 ｂ）該定められた時間率に対する限界値が最大である観
測点における限界値が最小になるように衛星の軌道の配
置を決定するステップを具備することを特徴とするグロ
ーバル衛星通信に適した衛星配置の決定方法。 - 【請求項２】 前記複数の衛星は、実質的に２点のみに
おいて交叉する複数の円軌道であって、衛星が一方の交
叉点から他方の交叉点へ向かう軌道の半円が等間隔に並
ぶように設定される複数の円軌道のそれぞれに、等間隔
で、隣接する同じ方向へ向かう軌道半円上の衛星配置の
位相が衛星間隔の１／２だけずれて複数個ずつ配置さ
れ、 隣接する逆方向へ向かう軌道半円の間隔と隣接する同じ
方向へ向かう軌道半円の間隔との比を間隔縮小係数とす
るとき、 前記ステップｂ）は、前記定められた時間率に対する限
界値が最大である観測点における限界値を最小にする間
隔縮小係数を決定することによって各軌道の間隔を決定
することを含む請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 ｃ）前記円軌道の個数及び各円軌道上の
衛星の個数の複数の組み合わせについてステップｂ）を
実行して間隔縮小係数及びそのときの角距離の限界値を
それぞれ決定し、 ｄ）角距離の限界値の２乗に反比例する項及び角距離の
限界値に反比例する項を含む関数であって、ステップ
ｃ）で決定された角距離の限界値の各々に対する関数値
が、すべての前記組み合わせについて、衛星の総数より
も小さいか等しい中で最大の値を与える関数を決定し、 ｅ）ステップｄ）において決定された関数の値に近い衛
星の総数を与える円軌道の個数及び各円軌道上の衛星の
個数の組み合わせを選択するステップをさらに具備する
請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 前記円軌道の２つの交叉点は北極上空及
び南極上空にある請求項２または３記載の方法。 - 【請求項５】 赤道上空の２点のみにおいて実質的に交
叉する複数の円軌道上にそれぞれ複数個の衛星を配置す
ることを特徴とするグローバル衛星通信に適した衛星配
置の決定方法。 - 【請求項６】 前記複数の円軌道は衛星が一方の交叉点
から他方の交叉点へ向かう軌道の半円が等間隔に並ぶよ
うに設定され、該複数の円軌道のそれぞれに、等間隔
で、隣接する同じ方向へ向かう軌道半円上の衛星配置の
位相が衛星間隔の１／２だけずれて複数個ずつ配置され
る請求項５記載の方法。 - 【請求項７】 前記円軌道の数は２であり、２つの円軌
道の軌道傾斜角は実質的に等しい請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 前記円軌道の数は３であり、３つの円軌
道のうちの１つの軌道傾斜角は実質的に０°であり、残
りの円軌道の軌道傾斜角は互いに実質的に等しい請求項
６記載の方法。 - 【請求項９】 赤道上空の２点のみにおいて実質的に交
叉する複数の円軌道上にそれぞれ複数個配置された衛星
からなることを特徴とするグローバル衛星通信に適した
衛星システム。 - 【請求項１０】 前記複数の円軌道は衛星が一方の交叉
点から他方の交叉点へ向かう軌道の半円が等間隔に並ぶ
ように設定され、該複数の円軌道のそれぞれに、等間隔
で、隣接する同じ方向へ向かう軌道半円上の衛星配置の
位相が衛星間隔の１／２だけずれて複数個ずつ配置され
る請求項９記載のシステム。 - 【請求項１１】 前記円軌道の数は２であり、２つの円
軌道の軌道傾斜角は実質的に等しい請求項１０記載のシ
ステム。 - 【請求項１２】 前記円軌道の数は３であり、３つの円
軌道のうちの１つの軌道傾斜角は実質的に０°であり、
残りの円軌道の軌道傾斜角は互いに実質的に等しい請求
項１０記載のシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14155594A JPH088799A (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | グローバル衛星通信に適した衛星配置の決定方法及び衛星システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14155594A JPH088799A (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | グローバル衛星通信に適した衛星配置の決定方法及び衛星システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH088799A true JPH088799A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15294697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14155594A Withdrawn JPH088799A (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | グローバル衛星通信に適した衛星配置の決定方法及び衛星システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088799A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110362913A (zh) * | 2019-07-08 | 2019-10-22 | 李敏 | 基于Phi函数进行干涉计算的卫星组件布局优化设计方法 |
-
1994
- 1994-06-23 JP JP14155594A patent/JPH088799A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110362913A (zh) * | 2019-07-08 | 2019-10-22 | 李敏 | 基于Phi函数进行干涉计算的卫星组件布局优化设计方法 |
| CN110362913B (zh) * | 2019-07-08 | 2023-05-02 | 李敏 | 基于Phi函数进行干涉计算的卫星组件布局优化设计方法 |
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