JPH10190548A - 多高度衛星中継システム及び方法 - Google Patents
多高度衛星中継システム及び方法Info
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- JPH10190548A JPH10190548A JP9363809A JP36380997A JPH10190548A JP H10190548 A JPH10190548 A JP H10190548A JP 9363809 A JP9363809 A JP 9363809A JP 36380997 A JP36380997 A JP 36380997A JP H10190548 A JPH10190548 A JP H10190548A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/10—Artificial satellites; Systems of such satellites; Interplanetary vehicles
- B64G1/1007—Communications satellites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
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- B64G1/1085—Swarms and constellations
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/195—Non-synchronous stations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/24—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control
- B64G1/242—Orbits and trajectories
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- Signal Processing (AREA)
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- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 中間地球軌道の衛星が少なくとも1つの地球
同期衛星と連続的にリンクされて、中断のないメッセー
ジ及びデータ中継を与える多高度衛星中継システムを提
供する。 【解決手段】 中間地球軌道の衛星は、地球同期衛星と
同期され、連続的なリンクが形成される。同期を達成す
るためのパラメータは、地球同期中継衛星の位置に対す
る中間地球軌道中継衛星の位置を含む。同期を達成する
ための別のパラメータは、中間地球軌道中継衛星の軌道
周期に対する地球同期中継衛星の軌道周期の比を含む。
これらのパラメータは、地球の水平線上の連続リンクを
与えるように更に調整される。高軌道衛星が地球同期軌
道に存在する必要がなくそして高軌道衛星が連続的な非
中断リンクを経て低軌道衛星と通信するような別の衛星
中継システムも提供される。3つ以上の衛星が個別の軌
道高度に配置され、連続的な非中断ディジーチェーンリ
ンクを衛星間に与える更に別の衛星中継システムも提供
される。
同期衛星と連続的にリンクされて、中断のないメッセー
ジ及びデータ中継を与える多高度衛星中継システムを提
供する。 【解決手段】 中間地球軌道の衛星は、地球同期衛星と
同期され、連続的なリンクが形成される。同期を達成す
るためのパラメータは、地球同期中継衛星の位置に対す
る中間地球軌道中継衛星の位置を含む。同期を達成する
ための別のパラメータは、中間地球軌道中継衛星の軌道
周期に対する地球同期中継衛星の軌道周期の比を含む。
これらのパラメータは、地球の水平線上の連続リンクを
与えるように更に調整される。高軌道衛星が地球同期軌
道に存在する必要がなくそして高軌道衛星が連続的な非
中断リンクを経て低軌道衛星と通信するような別の衛星
中継システムも提供される。3つ以上の衛星が個別の軌
道高度に配置され、連続的な非中断ディジーチェーンリ
ンクを衛星間に与える更に別の衛星中継システムも提供
される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、衛星通信
に係る。より詳細には、本発明は、低地球軌道、中間地
球軌道及び地球同期軌道、又はそれらの間の高度にある
1つ以上の衛星を含む異なる高度に配置された2つ以上
の衛星間に連続的な非中断リンクを形成することのでき
る衛星システム及び方法に係る。
に係る。より詳細には、本発明は、低地球軌道、中間地
球軌道及び地球同期軌道、又はそれらの間の高度にある
1つ以上の衛星を含む異なる高度に配置された2つ以上
の衛星間に連続的な非中断リンクを形成することのでき
る衛星システム及び方法に係る。
【0002】
【従来の技術】通信及びデータの衛星中継は、2つ以上
の位置間の情報の転送を容易にするために使用される。
これらの位置は、衛星であってもよいし、地上ステーシ
ョンであってもよい。これらの「ユーザ」は、次の理由
のいずれかによって中継方法を使用することが必要とな
る。(1)ユーザと、ユーザが通信しようとする位置と
の間に地球がある。(2)ユーザがその意図された位置
の方向を向けないが、中継位置に向くことはできる。
(3)ユーザが所望の遠隔位置と直接通信するための電
力又は装置を有していない。
の位置間の情報の転送を容易にするために使用される。
これらの位置は、衛星であってもよいし、地上ステーシ
ョンであってもよい。これらの「ユーザ」は、次の理由
のいずれかによって中継方法を使用することが必要とな
る。(1)ユーザと、ユーザが通信しようとする位置と
の間に地球がある。(2)ユーザがその意図された位置
の方向を向けないが、中継位置に向くことはできる。
(3)ユーザが所望の遠隔位置と直接通信するための電
力又は装置を有していない。
【0003】衛星中継に対して考慮すべき主たる要因
は、次の通りである。(1)コスト、(2)有効性(デ
ータレート、有効到達範囲、ユーザ数、等)、(3)複
雑さ、(4)衛星中継で通信するためにユーザに要求さ
れる電力量及び特殊な装置に関してのユーザの負担、
(5)古い中継システムから新しい中継システムへの移
行及び(6)融通性。
は、次の通りである。(1)コスト、(2)有効性(デ
ータレート、有効到達範囲、ユーザ数、等)、(3)複
雑さ、(4)衛星中継で通信するためにユーザに要求さ
れる電力量及び特殊な装置に関してのユーザの負担、
(5)古い中継システムから新しい中継システムへの移
行及び(6)融通性。
【0004】静止衛星は、地球上に静止しており、従っ
て、地上ステーションは、衛星に向けた固定の向きでア
ンテナを使用できるので、静止衛星を中継ステーション
として使用することができる。その効果は、地上のユー
ザが時間の経過と共に見るユーザから静止中継衛星まで
の視線(LOS)の変化が比較的僅かなことである。
又、静止衛星は、妨害ビヒクルに必要なエネルギーが大
きく且つ警報時間が長いために敵対者がこれを破壊する
ことは困難である。
て、地上ステーションは、衛星に向けた固定の向きでア
ンテナを使用できるので、静止衛星を中継ステーション
として使用することができる。その効果は、地上のユー
ザが時間の経過と共に見るユーザから静止中継衛星まで
の視線(LOS)の変化が比較的僅かなことである。
又、静止衛星は、妨害ビヒクルに必要なエネルギーが大
きく且つ警報時間が長いために敵対者がこれを破壊する
ことは困難である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、静止衛
星は、通信中継の用途に欠陥がないではない。静止衛星
は、赤道上22,300マイル(35,900km)の
高い静止高度に打ち上げるために大型ブースターを必要
とし、そして高度が高いために、高周波(RF)信号の
送信及び受信に大きなアンテナを必要とする。同様に、
ユーザも、静止高度の衛星と信号を送信及び受信するた
めに大きなアンテナを支持することが必要となる。
星は、通信中継の用途に欠陥がないではない。静止衛星
は、赤道上22,300マイル(35,900km)の
高い静止高度に打ち上げるために大型ブースターを必要
とし、そして高度が高いために、高周波(RF)信号の
送信及び受信に大きなアンテナを必要とする。同様に、
ユーザも、静止高度の衛星と信号を送信及び受信するた
めに大きなアンテナを支持することが必要となる。
【0006】静止衛星中継に伴う別の欠点は、静止軌道
は赤道の周りに延びるために比較的混み合い、そして全
世界的に分布した地上ステーションをカバーするのに少
なくとも3つの静止衛星が必要とされることである。
又、予備の衛星は高価であり、高い緯度において地上に
サービスするためには傾斜軌道が必要となる。地球同期
衛星をその傾斜軌道で使用する場合には、固定の向きの
ユーザアンテナの効果が実質上排除されると共に、全て
の緯度に良好なカバー域を与えるには、更に多くの衛星
が必要となる。
は赤道の周りに延びるために比較的混み合い、そして全
世界的に分布した地上ステーションをカバーするのに少
なくとも3つの静止衛星が必要とされることである。
又、予備の衛星は高価であり、高い緯度において地上に
サービスするためには傾斜軌道が必要となる。地球同期
衛星をその傾斜軌道で使用する場合には、固定の向きの
ユーザアンテナの効果が実質上排除されると共に、全て
の緯度に良好なカバー域を与えるには、更に多くの衛星
が必要となる。
【0007】一般に、いかなる形式の衛星リンクを伴う
地球静止衛星も、これらの欠点で悩まされている。本発
明の分野においては、衛星リンクは、衛星と別のエンテ
ィティとの間で高周波、レーザ、又は他の適当な信号搬
送技術により単一方向又は両方向に情報を送信すること
を伴う。他のエンティティとは、別の衛星、地上ステー
ション、又は宇宙を通して信号を送信又は受信すること
のできる他のエンティティ、例えば、航空機や宇宙ステ
ーションである。
地球静止衛星も、これらの欠点で悩まされている。本発
明の分野においては、衛星リンクは、衛星と別のエンテ
ィティとの間で高周波、レーザ、又は他の適当な信号搬
送技術により単一方向又は両方向に情報を送信すること
を伴う。他のエンティティとは、別の衛星、地上ステー
ション、又は宇宙を通して信号を送信又は受信すること
のできる他のエンティティ、例えば、航空機や宇宙ステ
ーションである。
【0008】低地球軌道(LEO)、中地球軌道(ME
O)又は高度な楕円軌道(HEO)のような低い高度に
おける中継衛星を考えることもできる。しかしながら、
低い高度の中継衛星は、連続的なサービスを提供するよ
うに地球をカバーするのに多くの衛星を必要とする。地
球をカバーするための調整において2つ以上の中継衛星
が使用されるときには、それら多数の中継衛星を集合的
に「コンステレーション」と称する。
O)又は高度な楕円軌道(HEO)のような低い高度に
おける中継衛星を考えることもできる。しかしながら、
低い高度の中継衛星は、連続的なサービスを提供するよ
うに地球をカバーするのに多くの衛星を必要とする。地
球をカバーするための調整において2つ以上の中継衛星
が使用されるときには、それら多数の中継衛星を集合的
に「コンステレーション」と称する。
【0009】又、低い高度の中継衛星は、攻撃を受け易
く、角度的なLOSレートが比較的高く、そしてかなり
頻繁にリンクを「メーク/ブレーク」する必要がある。
HEO衛星は、ほとんどの時間を地球同期高度付近で動
作し、地球同期衛星とほとんど同じ効果と欠点を有す
る。HEOリンクも、メーク及びブレークしなければな
らないが、その頻度は、LEO又はMEO高度よりも少
ない。更に、地上ステーションとリンクするために、低
い高度の中継衛星は、それらのコンステレーションの他
の中継衛星と通信リンクを確立しなければならないか、
又は世界中に更に多くの地上ステーションを必要とす
る。コンステレーション内の他の中継衛星間の交差リン
クは、通信リンクのルート決め及びメーク/ブレーク動
作を複雑なものにする。
く、角度的なLOSレートが比較的高く、そしてかなり
頻繁にリンクを「メーク/ブレーク」する必要がある。
HEO衛星は、ほとんどの時間を地球同期高度付近で動
作し、地球同期衛星とほとんど同じ効果と欠点を有す
る。HEOリンクも、メーク及びブレークしなければな
らないが、その頻度は、LEO又はMEO高度よりも少
ない。更に、地上ステーションとリンクするために、低
い高度の中継衛星は、それらのコンステレーションの他
の中継衛星と通信リンクを確立しなければならないか、
又は世界中に更に多くの地上ステーションを必要とす
る。コンステレーション内の他の中継衛星間の交差リン
クは、通信リンクのルート決め及びメーク/ブレーク動
作を複雑なものにする。
【0010】これらのシステムは、各衛星に搭載された
インテリジェントなスイッチ及びルーターである交差リ
ンクの使用を通じて多数の衛星間に信号をルート指定す
る。宇宙におけるこの「インテリジェントなスイッチ/
ルーター」は、これらの衛星システムが他の衛星を向か
ねばならずそしてどれがメッセージの受信衛星となるべ
きかを決定するのが複雑であるために、重大な欠点とな
る。選択された受信衛星が他のデータ送信で過負荷とな
る場合には、状態が更に複雑なものとなる。このような
状態は、送信衛星がメッセージを別の衛星へと再ルート
指定するように強制する。
インテリジェントなスイッチ及びルーターである交差リ
ンクの使用を通じて多数の衛星間に信号をルート指定す
る。宇宙におけるこの「インテリジェントなスイッチ/
ルーター」は、これらの衛星システムが他の衛星を向か
ねばならずそしてどれがメッセージの受信衛星となるべ
きかを決定するのが複雑であるために、重大な欠点とな
る。選択された受信衛星が他のデータ送信で過負荷とな
る場合には、状態が更に複雑なものとなる。このような
状態は、送信衛星がメッセージを別の衛星へと再ルート
指定するように強制する。
【0011】
【課題を解決するための手段】それ故、本発明の目的
は、複雑でなく、融通性があり、潜在的な問題状態を取
り扱う上で健全であり、そして中継機能を遂行するため
のユーザの負担を低下する衛星中継システムを提供する
ことである。
は、複雑でなく、融通性があり、潜在的な問題状態を取
り扱う上で健全であり、そして中継機能を遂行するため
のユーザの負担を低下する衛星中継システムを提供する
ことである。
【0012】本発明の別の目的は、通信リンクが中断さ
れない衛星中継システムであって、第2衛星が第1衛星
に対して地球の裏側へ移動するときに第1衛星が第2衛
星との通信リンクを切断しそして第3衛星との新たなリ
ンクを確立する必要性を排除した衛星中継システムを提
供する。
れない衛星中継システムであって、第2衛星が第1衛星
に対して地球の裏側へ移動するときに第1衛星が第2衛
星との通信リンクを切断しそして第3衛星との新たなリ
ンクを確立する必要性を排除した衛星中継システムを提
供する。
【0013】本発明の更に別の目的は、小型であまりパ
ワフルでない衛星を使用して、中継装置として動作する
ための衛星中継システムを提供することである。本発明
の別の目的は、地球同期軌道に衛星を使用する必要なく
非中断通信リンクを有する衛星中継システムを提供する
ことである。
ワフルでない衛星を使用して、中継装置として動作する
ための衛星中継システムを提供することである。本発明
の別の目的は、地球同期軌道に衛星を使用する必要なく
非中断通信リンクを有する衛星中継システムを提供する
ことである。
【0014】本発明の更に別の目的は、2つ以上の衛星
を異なる軌道高度に含むシステムにより非中断通信リン
クを与える衛星中継システムを提供することである。本
発明の別の目的は、システム衛星の故障中及びシステム
衛星の定期的な保守中でも非中断通信リンクを与える衛
星中継システムを提供することである。
を異なる軌道高度に含むシステムにより非中断通信リン
クを与える衛星中継システムを提供することである。本
発明の別の目的は、システム衛星の故障中及びシステム
衛星の定期的な保守中でも非中断通信リンクを与える衛
星中継システムを提供することである。
【0015】1つの実施形態において、本発明は、1つ
以上の地球静止又は地球同期(GEOS)中継衛星と、
1つ以上の中地球軌道(MEO)中継衛星とを同期させ
て、これら2組の中継衛星間に連続的なリンクを形成す
る。このように同期された衛星構成体は、地球をベース
とするユーザがGEOS高度へ送信する必要がないの
で、あまりユーザの負担を必要としないという効果を有
する。この形式のハイブリッドシステム(即ち1つ以上
のMEO衛星が1つ以上のGEOS衛星と同期された)
は、信号をGEOS高度へ転送しそして地上へと戻す負
担を受け入れる。又、このハイブリッドシステムは、中
継通信リンクの1つが中断しても、純粋なGEOSをベ
ースとする衛星中継システムの中断よりもシステムへの
影響が少ないので、より健全である。更に、このハイブ
リッドシステムは、少数のGEOS中継衛星(1つ程
度)しか使用しないが、GEOS中継衛星とMEO中継
衛星との間の独特の同期により、地上との連続的なリン
クを依然として与えることができる。その結果、交差リ
ンクは、たとえ適当な用途に設けることはできても、M
EO中継衛星間には必要とされない。
以上の地球静止又は地球同期(GEOS)中継衛星と、
1つ以上の中地球軌道(MEO)中継衛星とを同期させ
て、これら2組の中継衛星間に連続的なリンクを形成す
る。このように同期された衛星構成体は、地球をベース
とするユーザがGEOS高度へ送信する必要がないの
で、あまりユーザの負担を必要としないという効果を有
する。この形式のハイブリッドシステム(即ち1つ以上
のMEO衛星が1つ以上のGEOS衛星と同期された)
は、信号をGEOS高度へ転送しそして地上へと戻す負
担を受け入れる。又、このハイブリッドシステムは、中
継通信リンクの1つが中断しても、純粋なGEOSをベ
ースとする衛星中継システムの中断よりもシステムへの
影響が少ないので、より健全である。更に、このハイブ
リッドシステムは、少数のGEOS中継衛星(1つ程
度)しか使用しないが、GEOS中継衛星とMEO中継
衛星との間の独特の同期により、地上との連続的なリン
クを依然として与えることができる。その結果、交差リ
ンクは、たとえ適当な用途に設けることはできても、M
EO中継衛星間には必要とされない。
【0016】又、本発明は、連続視線の水平線上(AT
H)通信リンクを与えるように構成することもできる。
ATH視線通信リンク又はこのようなリンクの延長線
は、決して地球と交差しない。ATH通信リンクは、次
の付加的な効果を有する。即ち(1)地球上の光源又は
高周波源からの方向の障害、又はGEOSから放射され
る地上通信への障害を回避する。(2)地上サイトによ
る信号の傍受のおそれを低減する。
H)通信リンクを与えるように構成することもできる。
ATH視線通信リンク又はこのようなリンクの延長線
は、決して地球と交差しない。ATH通信リンクは、次
の付加的な効果を有する。即ち(1)地球上の光源又は
高周波源からの方向の障害、又はGEOSから放射され
る地上通信への障害を回避する。(2)地上サイトによ
る信号の傍受のおそれを低減する。
【0017】本発明は、多数の異なる形式の通信用途に
使用できる。例えば、軍用通信の場合には、分散したユ
ーザ群(野外の軍隊又は軍用衛星)が1つ以上の地上ス
テーションからの情報を必要とするか、又は野外のユー
ザからの情報をこれらの地上ステーションへ送信する必
要がある。又、本発明は、分散したユーザがGEOS中
継衛星の視野内で1つ以上の指定の地上ステーションと
通信する必要がある場合には、一般的な商業目的にも使
用できる。更に、地上のユーザへの及びユーザからの通
信は、地上ステーションからMEO−GEOS衛星中継
チェーンを経て情報を中継することにより行うことがで
きる。通信データは、映像及び他の高いデータレートの
信号を含む(これに限定されない)いかなる形式の通信
データでもよい。通信信号は、RF信号、光に基づく信
号(レーザのような)、又は他の適当なLOS送信可能
な信号でよい。
使用できる。例えば、軍用通信の場合には、分散したユ
ーザ群(野外の軍隊又は軍用衛星)が1つ以上の地上ス
テーションからの情報を必要とするか、又は野外のユー
ザからの情報をこれらの地上ステーションへ送信する必
要がある。又、本発明は、分散したユーザがGEOS中
継衛星の視野内で1つ以上の指定の地上ステーションと
通信する必要がある場合には、一般的な商業目的にも使
用できる。更に、地上のユーザへの及びユーザからの通
信は、地上ステーションからMEO−GEOS衛星中継
チェーンを経て情報を中継することにより行うことがで
きる。通信データは、映像及び他の高いデータレートの
信号を含む(これに限定されない)いかなる形式の通信
データでもよい。通信信号は、RF信号、光に基づく信
号(レーザのような)、又は他の適当なLOS送信可能
な信号でよい。
【0018】多高度衛星システムの別の考えられるユー
ザは、MEO位置に配置された1組の衛星であって、G
EOS衛星と同期されて、GEOS衛星と直接的及び連
続的にリンクされる衛星である。このとき、GEOS衛
星は、MEO衛星から地上へ情報を直接中継する。その
利点は、単一ホップ通信中継である。又、GEOS衛星
へのほとんどの中継においてそうであるように、リンク
が切断した後にそれを再接続する必要性は、排除され
る。というのは、ユーザ自身が今やGEOS衛星と同期
されているからである。
ザは、MEO位置に配置された1組の衛星であって、G
EOS衛星と同期されて、GEOS衛星と直接的及び連
続的にリンクされる衛星である。このとき、GEOS衛
星は、MEO衛星から地上へ情報を直接中継する。その
利点は、単一ホップ通信中継である。又、GEOS衛星
へのほとんどの中継においてそうであるように、リンク
が切断した後にそれを再接続する必要性は、排除され
る。というのは、ユーザ自身が今やGEOS衛星と同期
されているからである。
【0019】本発明の別の分野は、非地球同期軌道を回
る衛星コンステレーション(MEO衛星コンステレーシ
ョンのような)が互いに交差リンクされそして1つ以上
のGEOS衛星と同期されたものを含む。MEO交差リ
ンクは、低データレートにより好都合にも比較的小さな
アンテナ又はレーザ光学系サイズ及び低電力しか要求さ
れないハンドヘルドの音声目的のような低データレート
の情報転送に使用することができる。GEOS衛星との
衛星コンステレーションの同期リンクは、連続的なリン
クが重要である高データレートの情報転送に使用するこ
とができる。
る衛星コンステレーション(MEO衛星コンステレーシ
ョンのような)が互いに交差リンクされそして1つ以上
のGEOS衛星と同期されたものを含む。MEO交差リ
ンクは、低データレートにより好都合にも比較的小さな
アンテナ又はレーザ光学系サイズ及び低電力しか要求さ
れないハンドヘルドの音声目的のような低データレート
の情報転送に使用することができる。GEOS衛星との
衛星コンステレーションの同期リンクは、連続的なリン
クが重要である高データレートの情報転送に使用するこ
とができる。
【0020】本発明の別の実施形態は、1つ以上の高軌
道の非地球静止、非地球同期の中継衛星が、1つ以上の
低軌道の中継衛星、又は低軌道衛星と高軌道衛星との間
の高度の軌道を回る中間軌道の中継衛星と同期されて、
それら2組の中継衛星間に連続的なリンクを形成する。
このような同期された衛星構成は、地球をベースとする
固定及び/又は移動ターミナルが高軌道衛星と直接通信
する必要がないので、あまりユーザの負担を必要としな
いという効果がある。中間軌道の中継衛星は、地球をベ
ースとする固定及び/又は移動ユーザターミナルと高軌
道衛星との間に通信信号を転送し、これにより、地球を
ベースとするユーザターミナルが高軌道衛星と通信する
負担を軽減する。この別の実施形態は、小型の発射ビヒ
クルしか必要とせず、そして中継通信リンクの1つが遮
断しても、純粋な地球同期ベースの衛星中継システムの
遮断よりもシステムへの影響が少ないので、より健全な
ものとなる。
道の非地球静止、非地球同期の中継衛星が、1つ以上の
低軌道の中継衛星、又は低軌道衛星と高軌道衛星との間
の高度の軌道を回る中間軌道の中継衛星と同期されて、
それら2組の中継衛星間に連続的なリンクを形成する。
このような同期された衛星構成は、地球をベースとする
固定及び/又は移動ターミナルが高軌道衛星と直接通信
する必要がないので、あまりユーザの負担を必要としな
いという効果がある。中間軌道の中継衛星は、地球をベ
ースとする固定及び/又は移動ユーザターミナルと高軌
道衛星との間に通信信号を転送し、これにより、地球を
ベースとするユーザターミナルが高軌道衛星と通信する
負担を軽減する。この別の実施形態は、小型の発射ビヒ
クルしか必要とせず、そして中継通信リンクの1つが遮
断しても、純粋な地球同期ベースの衛星中継システムの
遮断よりもシステムへの影響が少ないので、より健全な
ものとなる。
【0021】本発明の更に別の実施形態は、高軌道衛
星、中間軌道衛星及び低軌道衛星に限定されない連続的
な非切断リンクを形成する衛星システムを提供する。実
際に、多数の個別の高度に配置された衛星のコンステレ
ーションにより連続的なデータリンクが確立される。
星、中間軌道衛星及び低軌道衛星に限定されない連続的
な非切断リンクを形成する衛星システムを提供する。実
際に、多数の個別の高度に配置された衛星のコンステレ
ーションにより連続的なデータリンクが確立される。
【0022】本発明の更に別の用途は、MEO衛星との
問題状態を検出するためにMEO衛星を観察するGEO
S衛星を含む。本発明によりMEO衛星と同期されるG
EOS衛星は、2つの衛星間に存在する連続的な視線に
よりMEO衛星を中断せずに観察することができる。従
って、本発明は、その機能が通信又はデータ中継を含ま
ない衛星に適用できることを理解されたい。ここでは、
「中継」という用語を繰り返し使用するが、本発明は、
主たる機能が情報を中継することである衛星に限定され
ないことを理解されたい。
問題状態を検出するためにMEO衛星を観察するGEO
S衛星を含む。本発明によりMEO衛星と同期されるG
EOS衛星は、2つの衛星間に存在する連続的な視線に
よりMEO衛星を中断せずに観察することができる。従
って、本発明は、その機能が通信又はデータ中継を含ま
ない衛星に適用できることを理解されたい。ここでは、
「中継」という用語を繰り返し使用するが、本発明は、
主たる機能が情報を中継することである衛星に限定され
ないことを理解されたい。
【0023】例えば、GEOS衛星及び1つ以上のME
O及び/又はLEO衛星のシステムは、太陽放射をサン
プリングする機能を備えている。GEOS衛星のサンプ
リングされた太陽放射データと、MEO又はLEO衛星
のサンプリングされた太陽放射データとを比較するため
に、MEO又はLEO衛星は、それらのサンプリングさ
れた太陽放射データをGEOS衛星に送信する。次い
で、GEOS衛星は、全てのサンプリングされた放射デ
ータを処理し、その結果を地上へ送信する。この例で
は、本発明の特徴がデータの中継以外に使用される。
O及び/又はLEO衛星のシステムは、太陽放射をサン
プリングする機能を備えている。GEOS衛星のサンプ
リングされた太陽放射データと、MEO又はLEO衛星
のサンプリングされた太陽放射データとを比較するため
に、MEO又はLEO衛星は、それらのサンプリングさ
れた太陽放射データをGEOS衛星に送信する。次い
で、GEOS衛星は、全てのサンプリングされた放射デ
ータを処理し、その結果を地上へ送信する。この例で
は、本発明の特徴がデータの中継以外に使用される。
【0024】更に、本発明においては地上ベースユーザ
が必要とされないことを理解されたい。エンドユーザ
は、実際に、別の衛星、宇宙ステーション又は他の移動
ユーザである。
が必要とされないことを理解されたい。エンドユーザ
は、実際に、別の衛星、宇宙ステーション又は他の移動
ユーザである。
【0025】
【発明の実施の形態】図1には、本発明による多高度衛
星システムの第1実施形態が示されている。より詳細に
は、図1は、1つのGEOS中継衛星(geos1 1
06)と、2つのMEO中継衛星(meo1 108及
びmeo2 110)との構成を示している。geos
1 106は、meo1 108及びmeo2 110
と常に視線内連絡する。
星システムの第1実施形態が示されている。より詳細に
は、図1は、1つのGEOS中継衛星(geos1 1
06)と、2つのMEO中継衛星(meo1 108及
びmeo2 110)との構成を示している。geos
1 106は、meo1 108及びmeo2 110
と常に視線内連絡する。
【0026】遠隔の地球ベースのステーション122と
直接通信できないユーザ120は、meo1 108と
通信することができ、これは、次いで、geos1 1
06中継衛星と連続的にリンクされる。geos1 1
06は、地球をベースとするステーション122と常時
連絡するので、geos1 106は、meo1 10
8から地球をベースとするステーション122へ通信を
送ることができる。
直接通信できないユーザ120は、meo1 108と
通信することができ、これは、次いで、geos1 1
06中継衛星と連続的にリンクされる。geos1 1
06は、地球をベースとするステーション122と常時
連絡するので、geos1 106は、meo1 10
8から地球をベースとするステーション122へ通信を
送ることができる。
【0027】MEO中継衛星は、GEOS中継衛星とリ
ンクするためにはそのアンテナを空の大部分に向けねば
ならないが、そのリンクは切断されず、従って、別の中
継を得る時間を費やす必要はない。又、追跡経路が繰り
返され、従って、追跡アルゴリズムの複雑さが低減され
る。
ンクするためにはそのアンテナを空の大部分に向けねば
ならないが、そのリンクは切断されず、従って、別の中
継を得る時間を費やす必要はない。又、追跡経路が繰り
返され、従って、追跡アルゴリズムの複雑さが低減され
る。
【0028】MEO及びGEOS中継衛星の1つの同期
パラメータは、それらの周期の差である。MEO中継衛
星とGEOS中継衛星との間の連続的な視線が、24の
整数ファクタを表す多数の比に対して達成できる。極の
低軌道については、周期の比は厳密な整数であるが、傾
斜軌道はゆっくりと歳差運動する。この歳差運動及び他
の摂動作用により、周期の比は、適切な位相合わせをす
るには厳密な整数から若干ずれる。
パラメータは、それらの周期の差である。MEO中継衛
星とGEOS中継衛星との間の連続的な視線が、24の
整数ファクタを表す多数の比に対して達成できる。極の
低軌道については、周期の比は厳密な整数であるが、傾
斜軌道はゆっくりと歳差運動する。この歳差運動及び他
の摂動作用により、周期の比は、適切な位相合わせをす
るには厳密な整数から若干ずれる。
【0029】好ましい実施形態においては、GEOS中
継衛星の周期とMEO中継衛星の周期との間の周期比
は、24:8、即ち3:1である。3:1の周期比は、
GEOS中継衛星の周期がMEO中継衛星の周期の3倍
であるときに達成される。従って、GEOS中継衛星の
周期が24時間で、MEO中継衛星の周期が8時間であ
るときに、3:1の周期比が生じる。
継衛星の周期とMEO中継衛星の周期との間の周期比
は、24:8、即ち3:1である。3:1の周期比は、
GEOS中継衛星の周期がMEO中継衛星の周期の3倍
であるときに達成される。従って、GEOS中継衛星の
周期が24時間で、MEO中継衛星の周期が8時間であ
るときに、3:1の周期比が生じる。
【0030】本発明においてGEOS中継衛星は、一般
に、地球同期(geosynchronous)衛星を指し、地球静止(g
eostationary) 衛星のみを指すのではない。これら2つ
の間の相違は、地球静止軌道は、傾斜度ゼロの地球同期
軌道、即ち赤道上のみの軌道である。従って、地球静止
軌道は、地球同期軌道の特定の形式である。更に、極軌
道は、MEO衛星に対し一例として使用され、そして赤
道GEOS軌道は、GEOS衛星に対して一例として使
用される。MEO中継衛星も、GEOS中継衛星も、こ
れらの傾斜に限定されない。
に、地球同期(geosynchronous)衛星を指し、地球静止(g
eostationary) 衛星のみを指すのではない。これら2つ
の間の相違は、地球静止軌道は、傾斜度ゼロの地球同期
軌道、即ち赤道上のみの軌道である。従って、地球静止
軌道は、地球同期軌道の特定の形式である。更に、極軌
道は、MEO衛星に対し一例として使用され、そして赤
道GEOS軌道は、GEOS衛星に対して一例として使
用される。MEO中継衛星も、GEOS中継衛星も、こ
れらの傾斜に限定されない。
【0031】実際に、GEOS及びMEO中継衛星の多
数の組合せが考えられ、GEOS及びMEO中継衛星の
個数を変えたもの、GEOS及びMEO中継衛星の軌道
平面の数を変えたもの、MEO中継衛星の軌道間及び軌
道内位相を変えたもの、及びGEOS中継衛星の軌道間
及び軌道内位相を変えたものが含まれる。例えば、GE
OS中継衛星は、地球に対して非同期の極軌道又は軌道
高度にあってもよいことを理解されたい。本発明は、M
EO又はGEOS中継衛星の軌道が円形又は楕円形であ
るように実施することができる。又、本発明のもとでの
多数のMEO中継衛星構成においては、GEOS中継衛
星を適切に配置することにより、GEOS中継衛星の各
々が全てのMEO中継衛星を常時見ることができる。3
個のGEOS中継衛星が120°離された状態の3、
6、9又は12個のMEO中継衛星のMEO中継衛星コ
ンステレーションは、本発明のこの特徴の例である。こ
のような構成では、各GEOS中継衛星は、他のGEO
S中継衛星を完全にバックアップすることができる。図
1は、meo1及びmeo2衛星に対して2つの軌道を
使用する場合を示すが、これら両方の衛星を単一軌道に
配置できることも理解されたい。同様に、本発明は、軌
道の数を変更できる(1、2、3、4、等々)ので、M
EO軌道の数に依存しないことに注意されたい。
数の組合せが考えられ、GEOS及びMEO中継衛星の
個数を変えたもの、GEOS及びMEO中継衛星の軌道
平面の数を変えたもの、MEO中継衛星の軌道間及び軌
道内位相を変えたもの、及びGEOS中継衛星の軌道間
及び軌道内位相を変えたものが含まれる。例えば、GE
OS中継衛星は、地球に対して非同期の極軌道又は軌道
高度にあってもよいことを理解されたい。本発明は、M
EO又はGEOS中継衛星の軌道が円形又は楕円形であ
るように実施することができる。又、本発明のもとでの
多数のMEO中継衛星構成においては、GEOS中継衛
星を適切に配置することにより、GEOS中継衛星の各
々が全てのMEO中継衛星を常時見ることができる。3
個のGEOS中継衛星が120°離された状態の3、
6、9又は12個のMEO中継衛星のMEO中継衛星コ
ンステレーションは、本発明のこの特徴の例である。こ
のような構成では、各GEOS中継衛星は、他のGEO
S中継衛星を完全にバックアップすることができる。図
1は、meo1及びmeo2衛星に対して2つの軌道を
使用する場合を示すが、これら両方の衛星を単一軌道に
配置できることも理解されたい。同様に、本発明は、軌
道の数を変更できる(1、2、3、4、等々)ので、M
EO軌道の数に依存しないことに注意されたい。
【0032】これらの種々の構成は、(1)周期の比が
同期されたとき、及び(2)地球からの視線の距離がG
EOS中継衛星の位置及びMEO中継衛星の傾斜角と同
期されたときに、連続的な視線を得ることができる。地
球からの視線の距離を伴う同期の詳細な説明を図2から
始める。
同期されたとき、及び(2)地球からの視線の距離がG
EOS中継衛星の位置及びMEO中継衛星の傾斜角と同
期されたときに、連続的な視線を得ることができる。地
球からの視線の距離を伴う同期の詳細な説明を図2から
始める。
【0033】図2は、極MEO軌道平面160及び赤道
GEOS軌道162を示す。この例において、MEO中
継衛星166の初期位置164は、赤道でスタートして
北へ上昇すると仮定する。GEOS中継衛星170の初
期位置168は、極MEO軌道平面160から角度「M
o」172のところでスタートすると仮定する。MEO
中継衛星166及びGEOS中継衛星170がそれらの
各軌道を進むときに、それらの間に引かれた線が視線
(LOS174)となる。
GEOS軌道162を示す。この例において、MEO中
継衛星166の初期位置164は、赤道でスタートして
北へ上昇すると仮定する。GEOS中継衛星170の初
期位置168は、極MEO軌道平面160から角度「M
o」172のところでスタートすると仮定する。MEO
中継衛星166及びGEOS中継衛星170がそれらの
各軌道を進むときに、それらの間に引かれた線が視線
(LOS174)となる。
【0034】LOS174は、地球176により妨げら
れない。地球176上のLOS174の高度をタンジェ
ント高度178と称する。このタンジェント高度178
が負になった場合には、LOS174が途切れることに
なる。MEO中継衛星166が地球とGEOS中継衛星
170との間にある場合には、LOS174の延長線が
地球に交差し、タンジェント高度が負になる。しかしな
がら、MEO中継衛星166は、明らかに視野にあり、
この場合に、LOS174は途切れることがない。1つ
のGEOS中継衛星軌道に対する最小タンジェント高度
がLOS174に対して決定される。というのは、この
数値は、そのLOS174を失うまでに衛星中継システ
ムがいかに接近するかを示すからである。対応的に、最
小タンジェント高度が大きい場合には、タンジェント高
度178がゼロに減少してLOS174が失われるまで
に、MEO中継衛星及びGEOS中継衛星の相対的な位
置を大幅に変更することができる。
れない。地球176上のLOS174の高度をタンジェ
ント高度178と称する。このタンジェント高度178
が負になった場合には、LOS174が途切れることに
なる。MEO中継衛星166が地球とGEOS中継衛星
170との間にある場合には、LOS174の延長線が
地球に交差し、タンジェント高度が負になる。しかしな
がら、MEO中継衛星166は、明らかに視野にあり、
この場合に、LOS174は途切れることがない。1つ
のGEOS中継衛星軌道に対する最小タンジェント高度
がLOS174に対して決定される。というのは、この
数値は、そのLOS174を失うまでに衛星中継システ
ムがいかに接近するかを示すからである。対応的に、最
小タンジェント高度が大きい場合には、タンジェント高
度178がゼロに減少してLOS174が失われるまで
に、MEO中継衛星及びGEOS中継衛星の相対的な位
置を大幅に変更することができる。
【0035】図3は、MEO平面からの初期GEOS赤
道上角度(Mo)と、8時間MEO円形軌道の最小タン
ジェント高度との間の関係を示す。これらの関係は、あ
る範囲のMEO傾斜に対して示されている。図2の軌道
構成は、「90」°傾斜と示されたティーピー(テン
ト)型曲線に対応する。このティーピー型の90°曲線
のもとにあるいかなる点も、非中断LOSを生じる初期
のGEOS/MEO中継衛星関係を表す。従って、GE
OS中継衛星の初期角度(Mo)は、330−30、9
0−150及び210−270°の3つの範囲内に入
り、連続的なLOSを依然として維持する。これらの範
囲は、MEO中継衛星軌道が70°に傾斜された場合に
は、若干大きくなり、そして50、40又は28°のM
EO中継衛星傾斜度では小さくなる。28°の最小傾斜
は、28°未満から90°までの傾斜において広範囲の
MEO中継衛星軌道を許すという点で重要である。大き
な範囲の考えられる構成は、あるクラスの楕円軌道に対
して同様の連続LOSの結果が得られることを示す。
道上角度(Mo)と、8時間MEO円形軌道の最小タン
ジェント高度との間の関係を示す。これらの関係は、あ
る範囲のMEO傾斜に対して示されている。図2の軌道
構成は、「90」°傾斜と示されたティーピー(テン
ト)型曲線に対応する。このティーピー型の90°曲線
のもとにあるいかなる点も、非中断LOSを生じる初期
のGEOS/MEO中継衛星関係を表す。従って、GE
OS中継衛星の初期角度(Mo)は、330−30、9
0−150及び210−270°の3つの範囲内に入
り、連続的なLOSを依然として維持する。これらの範
囲は、MEO中継衛星軌道が70°に傾斜された場合に
は、若干大きくなり、そして50、40又は28°のM
EO中継衛星傾斜度では小さくなる。28°の最小傾斜
は、28°未満から90°までの傾斜において広範囲の
MEO中継衛星軌道を許すという点で重要である。大き
な範囲の考えられる構成は、あるクラスの楕円軌道に対
して同様の連続LOSの結果が得られることを示す。
【0036】図4は、12時間MEO中継衛星軌道に対
する同様のデータを示す。図示されたMEO中継衛星傾
斜の場合に、最も大きな最小LOS値を与える傾斜は、
50及び70°である。これは、この範囲内に最大の値
が存在することを示す。8時間MEO中継衛星軌道のグ
ラフの場合の3つの「ティーピー」に代わって、12時
間MEO中継衛星軌道は、各々約40°の範囲の4つの
「ティーピー」を有する。従って、図3及び4は、各
々、8時間及び12時間のMEO中継衛星軌道に対して
連続的なLOSを生じるMEO中継衛星位置及びGEO
S中継衛星位置を決定するのに使用できる。
する同様のデータを示す。図示されたMEO中継衛星傾
斜の場合に、最も大きな最小LOS値を与える傾斜は、
50及び70°である。これは、この範囲内に最大の値
が存在することを示す。8時間MEO中継衛星軌道のグ
ラフの場合の3つの「ティーピー」に代わって、12時
間MEO中継衛星軌道は、各々約40°の範囲の4つの
「ティーピー」を有する。従って、図3及び4は、各
々、8時間及び12時間のMEO中継衛星軌道に対して
連続的なLOSを生じるMEO中継衛星位置及びGEO
S中継衛星位置を決定するのに使用できる。
【0037】8時間又は12時間軌道の参照は、軌道の
周期が厳密に8時間又は12時間であることを指示する
ものではない。参照された周期は、循環軌道を与える8
又は12時間に最も近い周期である。従って、地上の軌
跡(衛星の真下の点の軌跡)は、24時間ごとに地球上
の同じ経路を厳密にたどり、その概念が図5に示されて
いる。以下に述べるように、これらの周期は、24、1
2又は8時間に限定されず、従って、循環軌道に限定さ
れない。
周期が厳密に8時間又は12時間であることを指示する
ものではない。参照された周期は、循環軌道を与える8
又は12時間に最も近い周期である。従って、地上の軌
跡(衛星の真下の点の軌跡)は、24時間ごとに地球上
の同じ経路を厳密にたどり、その概念が図5に示されて
いる。以下に述べるように、これらの周期は、24、1
2又は8時間に限定されず、従って、循環軌道に限定さ
れない。
【0038】図5は、位置201ないし210における
10個の中継衛星の構成を示している。図5は、24時
間周期にわたり地表面上の経路をたどる10個のMEO
中継衛星を示す。図示された10個のMEO中継衛星
は、次の構成を有する。10個の軌道平面;8時間周
期;7501海里の高度;252°の軌道間位相;36
°のノード間隔;及び50°の傾斜角。
10個の中継衛星の構成を示している。図5は、24時
間周期にわたり地表面上の経路をたどる10個のMEO
中継衛星を示す。図示された10個のMEO中継衛星
は、次の構成を有する。10個の軌道平面;8時間周
期;7501海里の高度;252°の軌道間位相;36
°のノード間隔;及び50°の傾斜角。
【0039】図6は、所与の時点においてGEOS中継
衛星に対する10個のMEO中継衛星の各々の視野から
LOS経路320を示すために同じ中継衛星構成を使用
している。グラフ自体は、極プロットである。反時計方
向の周囲の値は、LOSのヨー角220の値であり、こ
のヨー角は、衛星の垂直軸の周りに衛星速度方向からの
LOSの回転角度である。従って、MEO中継衛星の各
々のヨー角の値は、垂線の周りのLOSのピボット運動
として見ることができる。
衛星に対する10個のMEO中継衛星の各々の視野から
LOS経路320を示すために同じ中継衛星構成を使用
している。グラフ自体は、極プロットである。反時計方
向の周囲の値は、LOSのヨー角220の値であり、こ
のヨー角は、衛星の垂直軸の周りに衛星速度方向からの
LOSの回転角度である。従って、MEO中継衛星の各
々のヨー角の値は、垂線の周りのLOSのピボット運動
として見ることができる。
【0040】この図の半径方向の尺度は、LOSが地球
の中心に対して上を向くか下を向く程度を指示する。例
えば、この図の外縁222に点を入れる場合には、ME
O中継衛星が地球の中心から180°離れてGEOS中
継衛星をまっすぐに「見上げる」ことを指示する。点が
中心224である場合には、衛星が地球の中心を向いて
まっすぐ見下げる。従って、グラフの中心224は、衛
星の天底位置を表す。
の中心に対して上を向くか下を向く程度を指示する。例
えば、この図の外縁222に点を入れる場合には、ME
O中継衛星が地球の中心から180°離れてGEOS中
継衛星をまっすぐに「見上げる」ことを指示する。点が
中心224である場合には、衛星が地球の中心を向いて
まっすぐ見下げる。従って、グラフの中心224は、衛
星の天底位置を表す。
【0041】図6は、LOSが24時間周期で変化する
ときに各MEO中継衛星からGEOS中継衛星までのL
OSを示す。グラフの時間マークは、12分間隔であ
る。位置301ないし310は、10個のMEO中継衛
星の各々の各スタート点を指示する。10個のMEO中
継衛星は、異なる点でスタートするが、それらのLOS
角度は、24時間周期にわたり同じ経路をたどる。10
個のMEO中継衛星は、このLOS経路320を24時
間ごとに繰り返す。
ときに各MEO中継衛星からGEOS中継衛星までのL
OSを示す。グラフの時間マークは、12分間隔であ
る。位置301ないし310は、10個のMEO中継衛
星の各々の各スタート点を指示する。10個のMEO中
継衛星は、異なる点でスタートするが、それらのLOS
角度は、24時間周期にわたり同じ経路をたどる。10
個のMEO中継衛星は、このLOS経路320を24時
間ごとに繰り返す。
【0042】LOS経路320の歪んだ「8の字」形状
は、この構成の場合に、MEO中継衛星が地球の中心を
まっすぐに見下げないことを示している。これに対し、
MEO中継衛星が地球の中心をまっすぐに見下げる場合
には、GEOS中継衛星を見るために地球を通して見な
ければならない。従って、LOSが途切れることにな
り、中継衛星構成は、連続的なLOSリンクを生じな
い。むしろ、天底からのLOS角度は、LOSを地表面
より高く「持ち上げる」に充分な大きさであり、地表面
は、約10°の天底角度にある。
は、この構成の場合に、MEO中継衛星が地球の中心を
まっすぐに見下げないことを示している。これに対し、
MEO中継衛星が地球の中心をまっすぐに見下げる場合
には、GEOS中継衛星を見るために地球を通して見な
ければならない。従って、LOSが途切れることにな
り、中継衛星構成は、連続的なLOSリンクを生じな
い。むしろ、天底からのLOS角度は、LOSを地表面
より高く「持ち上げる」に充分な大きさであり、地表面
は、約10°の天底角度にある。
【0043】図7も、同様に、所与の時点において10
個のMEO中継衛星の各々に対するGEOS中継衛星の
視野からLOS経路380を示すために同じ中継衛星構
成を使用している。このグラフにおいては、角度的な進
みは、ほぼ同じ大きさではない。この場合も、グラフの
時間マークは、12分間隔である。位置401ないし4
10は、10個のMEO中継衛星の各々の各スタート点
を示す。図示されたLOS経路380は、24時間周期
に対するものであり、24時間ごとに繰り返される。
個のMEO中継衛星の各々に対するGEOS中継衛星の
視野からLOS経路380を示すために同じ中継衛星構
成を使用している。このグラフにおいては、角度的な進
みは、ほぼ同じ大きさではない。この場合も、グラフの
時間マークは、12分間隔である。位置401ないし4
10は、10個のMEO中継衛星の各々の各スタート点
を示す。図示されたLOS経路380は、24時間周期
に対するものであり、24時間ごとに繰り返される。
【0044】図8は、図7について説明した同じ10個
のMEO中継衛星の構成体(即ち、10個の軌道平面;
8時間周期;7501海里の高度;252°の軌道間位
相;36°のノード間隔;及び50°の傾斜角)からの
地球カバー状態を示すグラフである。グラフの各バー
は、特定の緯度の位置における24時間のカバー状態の
程度を示す。全てのバーが実線であるので、MEO中継
衛星に対し各位置ごとに連続的なLOSがある。10個
のMEO中継衛星は、地表面上19°のLOS角度とい
う最小地上仰角で地表面を連続的に「見る」ことができ
る。図6及び7の例は、軌道平面当たり1個の衛星を使
用するが、ある状態のもとでは、これらの軌道平面の1
つ以上に2つ以上の(等離間された)衛星を配すること
により軌道平面の数を減少できることを理解されたい。
のMEO中継衛星の構成体(即ち、10個の軌道平面;
8時間周期;7501海里の高度;252°の軌道間位
相;36°のノード間隔;及び50°の傾斜角)からの
地球カバー状態を示すグラフである。グラフの各バー
は、特定の緯度の位置における24時間のカバー状態の
程度を示す。全てのバーが実線であるので、MEO中継
衛星に対し各位置ごとに連続的なLOSがある。10個
のMEO中継衛星は、地表面上19°のLOS角度とい
う最小地上仰角で地表面を連続的に「見る」ことができ
る。図6及び7の例は、軌道平面当たり1個の衛星を使
用するが、ある状態のもとでは、これらの軌道平面の1
つ以上に2つ以上の(等離間された)衛星を配すること
により軌道平面の数を減少できることを理解されたい。
【0045】又、本発明は、付加的な効果を有する別の
中継衛星の構成も特徴とする。ある構成は、GEOS中
継衛星とMEO中継衛星との間に連続的なLOSを与え
るのに加えて、GEOS−MEO中継衛星リンクに対し
水平線上(ATH)視野も与える。
中継衛星の構成も特徴とする。ある構成は、GEOS中
継衛星とMEO中継衛星との間に連続的なLOSを与え
るのに加えて、GEOS−MEO中継衛星リンクに対し
水平線上(ATH)視野も与える。
【0046】図7は、ATH特徴を示すように変更され
ている。図7は、GEOS中継衛星が24時間周期にわ
たりMEO中継衛星をMEO中継衛星を「見下げる」図
である。水平線上(ATH)リンクは、MEO中継衛星
が24時間周期中のいかなる時間にも地球500の前を
横切らないことを示す。又、MEO中継衛星は、GEO
S中継衛星に対し地球500の後方を横切らない。
ている。図7は、GEOS中継衛星が24時間周期にわ
たりMEO中継衛星をMEO中継衛星を「見下げる」図
である。水平線上(ATH)リンクは、MEO中継衛星
が24時間周期中のいかなる時間にも地球500の前を
横切らないことを示す。又、MEO中継衛星は、GEO
S中継衛星に対し地球500の後方を横切らない。
【0047】ATH特徴として構成された多高度衛星中
継システムは、8時間のMEO中継衛星軌道のための同
期パラメータに対して限定された1組の範囲を生じる。
図9は、8時間のATH MEO中継衛星構成に対する
有効なGEOS中継衛星範囲を示す。ATHの「ティー
ピー」形状は、MEO中継衛星システムに対する初期G
EOS中継衛星角度の選択が更に限定されることを示
す。MEO中継衛星のコンステレーションに対しては、
狭い範囲の角度が、MEO中継衛星構成の選択肢をある
程度減少させる。
継システムは、8時間のMEO中継衛星軌道のための同
期パラメータに対して限定された1組の範囲を生じる。
図9は、8時間のATH MEO中継衛星構成に対する
有効なGEOS中継衛星範囲を示す。ATHの「ティー
ピー」形状は、MEO中継衛星システムに対する初期G
EOS中継衛星角度の選択が更に限定されることを示
す。MEO中継衛星のコンステレーションに対しては、
狭い範囲の角度が、MEO中継衛星構成の選択肢をある
程度減少させる。
【0048】しかしながら、図10は、12時間ATH
MEO中継衛星構成に付加的な制限がないことを示
す。付加的な制限が生じない理由は、連続的なLOSリ
ンクを与える12時間のATH MEO中継衛星構成
は、連続的なATHリンクも与えるからである。それ
故、GEOS中継衛星周期とMEO中継衛星周期の比が
2:1である構成は、それらが図10に示す「ティーピ
ー」範囲に入る場合にはATH特徴をもつことになる。
MEO中継衛星構成に付加的な制限がないことを示
す。付加的な制限が生じない理由は、連続的なLOSリ
ンクを与える12時間のATH MEO中継衛星構成
は、連続的なATHリンクも与えるからである。それ
故、GEOS中継衛星周期とMEO中継衛星周期の比が
2:1である構成は、それらが図10に示す「ティーピ
ー」範囲に入る場合にはATH特徴をもつことになる。
【0049】ここに述べる構造で充分に作用する傾斜し
たMEO衛星のコンステレーションの例は、ウオーカデ
ルタ(Walker Delta)パターンの特殊な場合である。ウオ
ーカデルタパターンは、コンステレーションにおいて衛
星の均一な分布を与える(参照文献を参照)。特殊なウ
オーカコンステレーションは、軌道平面当たり1つの衛
星を有し、衛星の全数は、3より多い。ウオーカコンス
テレーションにおける角度測定の単位は、衛星及び軌道
平面の相対的な位置を示すのに使用される「パターン単
位」である。このパターン単位は、360°を衛星の数
で除算したものとして定義され、例えば、コンステレー
ションが4つの衛星を含む場合には、パターン単位が9
0°となる。各衛星は、その軌道に沿って隣接平面の衛
星よりも1パターン単位(この例では90°)だけ更に
西へ配置することができる。衛星は、2又は3パターン
単位で配置しても、依然、ウオーカ軌道を形成すること
ができる。4つの衛星の例では、8時間の循環軌道にあ
る次々の衛星に対し1パターン単位が使用される場合に
は、全ての衛星が地上に同じ軌跡を形成し、即ち地球上
をたどる全てのパターン(図5)が同じとなる。各ME
O衛星に対するサブ衛星点は、同じ軌跡上の異なる点で
ある。幾何学的な関係により、各MEO衛星は、GEO
S衛星にとっては、同じ経路を厳密にたどるように見え
る。
たMEO衛星のコンステレーションの例は、ウオーカデ
ルタ(Walker Delta)パターンの特殊な場合である。ウオ
ーカデルタパターンは、コンステレーションにおいて衛
星の均一な分布を与える(参照文献を参照)。特殊なウ
オーカコンステレーションは、軌道平面当たり1つの衛
星を有し、衛星の全数は、3より多い。ウオーカコンス
テレーションにおける角度測定の単位は、衛星及び軌道
平面の相対的な位置を示すのに使用される「パターン単
位」である。このパターン単位は、360°を衛星の数
で除算したものとして定義され、例えば、コンステレー
ションが4つの衛星を含む場合には、パターン単位が9
0°となる。各衛星は、その軌道に沿って隣接平面の衛
星よりも1パターン単位(この例では90°)だけ更に
西へ配置することができる。衛星は、2又は3パターン
単位で配置しても、依然、ウオーカ軌道を形成すること
ができる。4つの衛星の例では、8時間の循環軌道にあ
る次々の衛星に対し1パターン単位が使用される場合に
は、全ての衛星が地上に同じ軌跡を形成し、即ち地球上
をたどる全てのパターン(図5)が同じとなる。各ME
O衛星に対するサブ衛星点は、同じ軌跡上の異なる点で
ある。幾何学的な関係により、各MEO衛星は、GEO
S衛星にとっては、同じ経路を厳密にたどるように見え
る。
【0050】衛星が正しい数のパターン単位で配置され
る場合には、衛星の数を増加することができ、そして同
じ重畳した循環パターンが形成される。5つの衛星のコ
ンステレーションにおける次々の衛星は、2パターン単
位で配置しなければならず、6つの衛星は3パターン単
位を必要とし、等々となる。軌道平面当たり1つの衛星
を有する8時間の循環ウオーカコンステレーションは、
パターン単位の数が衛星の数より3だけ少ないときに、
重畳した地上軌跡を形成する。図3のティーピー図の境
界内にGEOS衛星が配置された場合には、連続リンク
に全てのMEO衛星が与えられ、そしてGEOS衛星か
ら観察されるMEO衛星の経路は、同じである。
る場合には、衛星の数を増加することができ、そして同
じ重畳した循環パターンが形成される。5つの衛星のコ
ンステレーションにおける次々の衛星は、2パターン単
位で配置しなければならず、6つの衛星は3パターン単
位を必要とし、等々となる。軌道平面当たり1つの衛星
を有する8時間の循環ウオーカコンステレーションは、
パターン単位の数が衛星の数より3だけ少ないときに、
重畳した地上軌跡を形成する。図3のティーピー図の境
界内にGEOS衛星が配置された場合には、連続リンク
に全てのMEO衛星が与えられ、そしてGEOS衛星か
ら観察されるMEO衛星の経路は、同じである。
【0051】12時間の循環軌道が使用され、そしてパ
ターン単位の数が衛星の数より2だけ少ないときには、
同様の重畳された地上軌跡が形成され、GEOS衛星か
ら観察したときにMEO衛星により同じ経路が刻まれ
る。各軌道平面における多数の衛星は、多数のGEOS
衛星と共に受け入れることができる。1つのGEOS衛
星でも、衛星が図3又は4のティーピーの境界内に配置
される限り、軌道当たり多数のMEO衛星を使用するこ
とができる。
ターン単位の数が衛星の数より2だけ少ないときには、
同様の重畳された地上軌跡が形成され、GEOS衛星か
ら観察したときにMEO衛星により同じ経路が刻まれ
る。各軌道平面における多数の衛星は、多数のGEOS
衛星と共に受け入れることができる。1つのGEOS衛
星でも、衛星が図3又は4のティーピーの境界内に配置
される限り、軌道当たり多数のMEO衛星を使用するこ
とができる。
【0052】図1ないし10の実施形態では、高軌道衛
星は、必ずしも地球同期又は地球静止軌道になくてもよ
い。むしろ、高軌道衛星は、次に低い衛星の軌道よりも
高い軌道にあるだけでよい。図11は、本発明による多
高度衛星システムの別の実施形態を示す。より詳細に
は、図11は、1つの高軌道中継衛星(HOS1 60
6)と、1つの低軌道中継衛星(LOS1 608)の
構成を示している。HOS1 606は、LOS1 6
08と連続的に視線連絡する。
星は、必ずしも地球同期又は地球静止軌道になくてもよ
い。むしろ、高軌道衛星は、次に低い衛星の軌道よりも
高い軌道にあるだけでよい。図11は、本発明による多
高度衛星システムの別の実施形態を示す。より詳細に
は、図11は、1つの高軌道中継衛星(HOS1 60
6)と、1つの低軌道中継衛星(LOS1 608)の
構成を示している。HOS1 606は、LOS1 6
08と連続的に視線連絡する。
【0053】LOS1 608は、HOS1 606中
継衛星と連続的にリンクされる。これら衛星が互いに視
界内に入るのを待機する周期はない。LOS1 608
及びHOS1 606は、ユーザ620及び地球ベース
のステーション622と通信することができる。HOS
1 606は、他の衛星との通信リンクを確立するの
に、地球同期軌道になくてもよい。HOS1 606が
地球に対して静止している必要もない。好ましくは、H
OS1 606の回転周期が、LOS1 608の回転
周期のある整数倍であるが、歳差位相エラーを補償する
ために整数倍に若干の変動を伴う。
継衛星と連続的にリンクされる。これら衛星が互いに視
界内に入るのを待機する周期はない。LOS1 608
及びHOS1 606は、ユーザ620及び地球ベース
のステーション622と通信することができる。HOS
1 606は、他の衛星との通信リンクを確立するの
に、地球同期軌道になくてもよい。HOS1 606が
地球に対して静止している必要もない。好ましくは、H
OS1 606の回転周期が、LOS1 608の回転
周期のある整数倍であるが、歳差位相エラーを補償する
ために整数倍に若干の変動を伴う。
【0054】例えば、HOS1 606とLOS1 6
08との軌道周期の比は、2:1であり、HOS1 6
06の周期は、10.8時間のように低くてもよい。上
記例においては、HOS1 606及びLOS1 60
8は、各々、約18,270km及び9,150kmの
軌道高度を有する。更に別の例として、HOS1 60
6とLOS1 608の軌道周期の比は、3:1であ
り、HOS1 606の軌道周期は、8.8時間のよう
に低く、そしてHOS1 606及びLOS1608の
軌道高度は、各々、約15,260km及び4,020
kmである。
08との軌道周期の比は、2:1であり、HOS1 6
06の周期は、10.8時間のように低くてもよい。上
記例においては、HOS1 606及びLOS1 60
8は、各々、約18,270km及び9,150kmの
軌道高度を有する。更に別の例として、HOS1 60
6とLOS1 608の軌道周期の比は、3:1であ
り、HOS1 606の軌道周期は、8.8時間のよう
に低く、そしてHOS1 606及びLOS1608の
軌道高度は、各々、約15,260km及び4,020
kmである。
【0055】上記の例によれば、衛星が上記例の高度よ
り高い高度の軌道に配置されたときには、軌道が赤道上
になくてもよく、むしろ、赤道に対してある傾斜角で傾
斜されてもよい。例えば、HOS1 606とLOS1
608の軌道周期の比が12時間対6時間の場合に
は、衛星間の最小軌道傾斜角を30°という大きさにす
ることができる。
り高い高度の軌道に配置されたときには、軌道が赤道上
になくてもよく、むしろ、赤道に対してある傾斜角で傾
斜されてもよい。例えば、HOS1 606とLOS1
608の軌道周期の比が12時間対6時間の場合に
は、衛星間の最小軌道傾斜角を30°という大きさにす
ることができる。
【0056】高軌道衛星の高度は、高軌道衛星と低軌道
衛星との間の相対的な軌道角度が90°のときに最も低
くすることができる。高軌道衛星の高度は、高軌道中継
衛星と低軌道中継衛星との間の相対的な傾斜角度に対し
て非直線関係で変化し得る。相対的な傾斜角度が90°
より下がるか又はそれより上がるときには、高軌道の高
度がその最小値より高くなる。軌道高度及び傾斜角度の
この融通性は、システムの予想される用途に基づき最も
望ましい衛星コンステレーションを設計するのに使用で
きる。システムの他の実施形態と同様に、低軌道衛星間
に交差リンクは必要とされないが、適当な用途にはこの
ような交差リンクを設けてもよい。
衛星との間の相対的な軌道角度が90°のときに最も低
くすることができる。高軌道衛星の高度は、高軌道中継
衛星と低軌道中継衛星との間の相対的な傾斜角度に対し
て非直線関係で変化し得る。相対的な傾斜角度が90°
より下がるか又はそれより上がるときには、高軌道の高
度がその最小値より高くなる。軌道高度及び傾斜角度の
この融通性は、システムの予想される用途に基づき最も
望ましい衛星コンステレーションを設計するのに使用で
きる。システムの他の実施形態と同様に、低軌道衛星間
に交差リンクは必要とされないが、適当な用途にはこの
ような交差リンクを設けてもよい。
【0057】図12を参照すれば、連続的な非切断の衛
星通信及び/又はデータリンクを与える衛星システムを
有する本発明の更に別の実施形態が示されている。この
衛星システムは、高軌道衛星及び低軌道衛星に限定され
ない。むしろ、多数の個々の高度に配列された1組の衛
星により連続的なリンクを確立することができる。より
詳細には、図12は、1つの高軌道の中継衛星(HOS
1 706)と、中間レベルの中継衛星(IOS1 7
09)と、2つの低軌道の中継衛星(LOS1 710
及びLOS2 708)とを有するコンステレーション
を示す。HOS1 706は、IOS1 709と連続
的に視線連絡し、これは、次いで、LOS1 710及
びLOS2 708と連続的に視線連絡する。
星通信及び/又はデータリンクを与える衛星システムを
有する本発明の更に別の実施形態が示されている。この
衛星システムは、高軌道衛星及び低軌道衛星に限定され
ない。むしろ、多数の個々の高度に配列された1組の衛
星により連続的なリンクを確立することができる。より
詳細には、図12は、1つの高軌道の中継衛星(HOS
1 706)と、中間レベルの中継衛星(IOS1 7
09)と、2つの低軌道の中継衛星(LOS1 710
及びLOS2 708)とを有するコンステレーション
を示す。HOS1 706は、IOS1 709と連続
的に視線連絡し、これは、次いで、LOS1 710及
びLOS2 708と連続的に視線連絡する。
【0058】ユーザ720は、LOS1 710と通信
し、これは、次いで、IOS1 709と直接通信する
ことができ、そしてこれは、HOS1 706と通信す
ることができる。ユーザ720がHOS1 706と通
信できるまでに衛星が互いの視野に入るのを待機する周
期はない。HOS1 706が地球ベースのステーショ
ン722の視野に入るときは、HOS1 706は、L
OS1 710から地球ベースのステーション722へ
通信を送ることができる。図12に示すようなシステム
においては、HOS1 706は、傾斜角0°で赤道軌
道に存在し、一方、IOS1 709、LOS1 71
0及びLOS2708は、傾斜角90°で極軌道に存在
する。
し、これは、次いで、IOS1 709と直接通信する
ことができ、そしてこれは、HOS1 706と通信す
ることができる。ユーザ720がHOS1 706と通
信できるまでに衛星が互いの視野に入るのを待機する周
期はない。HOS1 706が地球ベースのステーショ
ン722の視野に入るときは、HOS1 706は、L
OS1 710から地球ベースのステーション722へ
通信を送ることができる。図12に示すようなシステム
においては、HOS1 706は、傾斜角0°で赤道軌
道に存在し、一方、IOS1 709、LOS1 71
0及びLOS2708は、傾斜角90°で極軌道に存在
する。
【0059】周期が24、12及び6時間で、異なる高
度の衛星間に連続的なリンクを有する衛星システムの1
組の軌道要素を以下のテーブル1に例示する。 テーブル1 半主軸 傾斜 ノード 近地点のarg. 平均近点離角 (km) ( °) (°) ( °) ( °) 42,163.48 0. 315. 0. 0. 26,561.33 90. 270. 0. 0. 16,732.59 90. 225. 90. 90. 16,732.59 90. 315. 90. 270.
度の衛星間に連続的なリンクを有する衛星システムの1
組の軌道要素を以下のテーブル1に例示する。 テーブル1 半主軸 傾斜 ノード 近地点のarg. 平均近点離角 (km) ( °) (°) ( °) ( °) 42,163.48 0. 315. 0. 0. 26,561.33 90. 270. 0. 0. 16,732.59 90. 225. 90. 90. 16,732.59 90. 315. 90. 270.
【0060】考えられる幾つかの軌道組合せを以下のテ
ーブル2に示す。 テーブル2 軌道周期組合せ 高度の数 高高度軌道 中間高度軌道 低高度軌道 2 24時間 12時間 2 24時間 8時間 2 -- 12時間 6 2 -- 12時間 4 2 -- 10.7時間 5.35 2 -- 8.8時間 2.93 3 24 12時間 6 3 24 12時間 4
ーブル2に示す。 テーブル2 軌道周期組合せ 高度の数 高高度軌道 中間高度軌道 低高度軌道 2 24時間 12時間 2 24時間 8時間 2 -- 12時間 6 2 -- 12時間 4 2 -- 10.7時間 5.35 2 -- 8.8時間 2.93 3 24 12時間 6 3 24 12時間 4
【0061】個々の高度の中継衛星の多数の組合せが考
えられ、中継衛星の個数を変え、中継衛星の軌道平面の
数を変え、そして中継衛星の軌道間及び軌道内位相を変
えることにより得られるものを含む。例えば、中継衛星
は、極軌道にあってもよく、又は地球に対して非同期の
軌道高度にあってもよいことを理解されたい。本発明
は、中継衛星軌道が円形又は楕円形で実施することがで
きる。
えられ、中継衛星の個数を変え、中継衛星の軌道平面の
数を変え、そして中継衛星の軌道間及び軌道内位相を変
えることにより得られるものを含む。例えば、中継衛星
は、極軌道にあってもよく、又は地球に対して非同期の
軌道高度にあってもよいことを理解されたい。本発明
は、中継衛星軌道が円形又は楕円形で実施することがで
きる。
【0062】以上、好ましい実施形態を参照して本発明
を説明したが、本発明は、これに限定されるものではな
い。本発明の精神及び範囲から逸脱せずに多数の種々の
変更や修正がなされ得ることが当業者に明らかであろ
う。本発明の範囲は、特許請求の範囲のみによって限定
されるものとする。
を説明したが、本発明は、これに限定されるものではな
い。本発明の精神及び範囲から逸脱せずに多数の種々の
変更や修正がなされ得ることが当業者に明らかであろ
う。本発明の範囲は、特許請求の範囲のみによって限定
されるものとする。
【図1】2つの中間地球軌道の中継衛星及び1つのGE
OS中継衛星を有する本発明による2HOP多高度衛星
中継実施形態を示す三次元図である。
OS中継衛星を有する本発明による2HOP多高度衛星
中継実施形態を示す三次元図である。
【図2】本発明による多高度衛星中継システムに使用さ
れる同期関係を示す三次元図である。
れる同期関係を示す三次元図である。
【図3】8時間MEO周期を用いる実施形態の場合の有
効GEOS衛星中継範囲に対しMEO中継衛星平面から
の初期GEOS中継衛星赤道角度と75km以上の最小
タンジェント高度とを示すグラフである。
効GEOS衛星中継範囲に対しMEO中継衛星平面から
の初期GEOS中継衛星赤道角度と75km以上の最小
タンジェント高度とを示すグラフである。
【図4】12時間MEO周期を用いる実施形態の場合の
有効GEOS衛星中継範囲に対しMEO中継衛星平面か
らの初期GEOS中継衛星赤道角度と75km以上の最
小タンジェント高度とを示すグラフである。
有効GEOS衛星中継範囲に対しMEO中継衛星平面か
らの初期GEOS中継衛星赤道角度と75km以上の最
小タンジェント高度とを示すグラフである。
【図5】10個のMEO衛星中継が地球上をたどる経路
を示すカルテシアン世界地図である。
を示すカルテシアン世界地図である。
【図6】MEO衛星中継から見た10個のMEO中継衛
星とGEOS中継衛星との間の視線を示す極グラフであ
る。
星とGEOS中継衛星との間の視線を示す極グラフであ
る。
【図7】GEOS衛星から見た10個のMEO中継衛星
とGEOS中継衛星との間の視線を示す極グラフであ
る。
とGEOS中継衛星との間の視線を示す極グラフであ
る。
【図8】所与の緯度及び経度位置に対し本発明による1
0個のMEO衛星中継実施形態で達成できる地表面カバ
ー域を示すグラフである。
0個のMEO衛星中継実施形態で達成できる地表面カバ
ー域を示すグラフである。
【図9】本発明による水平線上実施形態の場合に8時間
MEO周期の有効GEOS衛星中継範囲に対しMEO中
継衛星平面からの初期GEOS中継衛星赤道角度と75
km以上の最小タンジェント高度とを示すグラフであ
る。
MEO周期の有効GEOS衛星中継範囲に対しMEO中
継衛星平面からの初期GEOS中継衛星赤道角度と75
km以上の最小タンジェント高度とを示すグラフであ
る。
【図10】本発明による水平線上実施形態の場合に12
時間MEO周期の有効GEOS範囲に対してMEO中継
衛星平面からの初期GEOS中継衛星赤道角度と75k
m以上の最小タンジェント高度とを示すグラフである。
時間MEO周期の有効GEOS範囲に対してMEO中継
衛星平面からの初期GEOS中継衛星赤道角度と75k
m以上の最小タンジェント高度とを示すグラフである。
【図11】1つの低軌道衛星と、1つの高軌道衛星とを
有し、高軌道衛星が必ずしもGEOS高度にないような
本発明による1HOP多高度衛星中継実施形態を示す三
次元図である。
有し、高軌道衛星が必ずしもGEOS高度にないような
本発明による1HOP多高度衛星中継実施形態を示す三
次元図である。
【図12】2つの低軌道衛星と、1つの中間軌道衛星
と、1つの高軌道衛星とを有する本発明による3HOP
多高度衛星中継実施形態を示す三次元図である。
と、1つの高軌道衛星とを有する本発明による3HOP
多高度衛星中継実施形態を示す三次元図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペーター エイチ クレス アメリカ合衆国 カリフォルニア州 90266 マンハッタン ビーチ ナインス ストリート 932
Claims (20)
- 【請求項1】 異なる高度に配置された衛星間に連続的
な非切断リンクを維持することのできる多高度衛星シス
テムにおいて、 低及び中間地球軌道高度の一方の軌道を回る第1衛星
と、 高軌道高度の軌道を回る少なくとも1つの第2衛星とを
備え、この高軌道は、上記第1衛星の軌道と同期され、
上記第1衛星と第2衛星との間に連続的な視線を維持す
ることを特徴とする多高度衛星システム。 - 【請求項2】 上記第1衛星の軌道周期に対する上記第
2衛星の軌道周期が所定の比である請求項1に記載の多
高度衛星システム。 - 【請求項3】 上記視線は、常に、地球の水平線上にあ
る請求項1に記載の多高度衛星システム。 - 【請求項4】 地球上の上記視線の距離は、上記第1衛
星の位置に対する上記第2衛星の位置と、上記第1衛星
の軌道平面の傾斜角とに基づく請求項1に記載の多高度
衛星システム。 - 【請求項5】 上記第1衛星は、上記第2衛星とのリン
クを形成する手段を備えた請求項1に記載の多高度衛星
システム。 - 【請求項6】 上記第1衛星は、地球をベースとするユ
ーザとのリンクを形成する手段を備えた請求項1に記載
の多高度衛星システム。 - 【請求項7】 上記第1衛星は、地球をベースとする制
御ステーションとのリンクを形成する手段を備えた請求
項1に記載の多高度衛星システム。 - 【請求項8】 異なる高度に配置された衛星間に連続的
な非切断リンクを維持することのできる多高度衛星シス
テムを形成する方法において、 低又は中間地球軌道高度の一方に第1衛星を設けると共
に、中間又は高地球軌道高度に第2衛星を設け;そして
上記第1衛星の軌道を上記第2衛星の軌道と同期して、
上記第1衛星と第2衛星との間に連続的な視線を維持す
る;という段階を備えたことを特徴とする方法。 - 【請求項9】 上記第1衛星の軌道周期に対する上記第
2衛星の軌道周期が所定の比となるように上記第1衛星
を構成する段階を備えた請求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 上記視線を常時地球の水平線上とする
ように上記第1衛星を構成する段階を備えた請求項8に
記載の方法。 - 【請求項11】 地球上の上記視線の距離が、上記第1
衛星の位置に対する上記第2衛星の位置と、上記第1衛
星の軌道平面の傾斜角とに基づくよう、上記第1衛星を
構成する請求項8に記載の方法。 - 【請求項12】 上記第1衛星と上記第2衛星との間に
リンクを設ける段階を備えた請求項8に記載の方法。 - 【請求項13】 上記第1衛星と地球をベースとするユ
ーザとの間にリンクを設ける段階を備えた請求項8に記
載の方法。 - 【請求項14】 上記第2衛星と地球をベースとする制
御ステーションとの間にリンクを設ける段階を備えた請
求項8に記載の方法。 - 【請求項15】 異なる高度に配置された衛星間に連続
的な非切断リンクを維持する多高度衛星システムにおい
て、 中間地球軌道高度又は低地球軌道高度の一方の軌道を回
る第1の低地球軌道/中間地球軌道衛星と、 上記中間又は低地球軌道高度より高い高度の軌道を回る
少なくとも1つの高地球軌道衛星とを備え、この高地球
軌道衛星は、上記低地球軌道/中間地球軌道衛星の軌道
と同期され、上記低地球軌道/中間地球軌道衛星と高地
球軌道衛星との間に連続的な視線を維持することを特徴
とする多高度衛星システム。 - 【請求項16】 上記高地球軌道衛星の軌道周期に対す
る上記低地球軌道/中間地球軌道衛星の軌道周期は、所
定の比である請求項15に記載の多高度衛星システム。 - 【請求項17】 上記視線は、常に、地球の水平線上に
ある請求項15に記載の多高度衛星システム。 - 【請求項18】 上記衛星は、それらの間にリンクを形
成する手段を含む請求項15に記載の多高度衛星システ
ム。 - 【請求項19】 異なる高度に配置された衛星間に連続
的な非切断リンクを維持する多高度衛星システムにおい
て、 高地球軌道高度の軌道を回る第1衛星と、 中間地球軌道高度の軌道を回る第2衛星と、 低、中間又は高地球軌道高度の1つの軌道を回る第3衛
星とを備え、これらの第1、第2及び第3衛星は、その
軌道が互いに同期され、それらの間に連続的な視線が維
持されることを特徴とする多高度衛星システム。 - 【請求項20】 上記第1、第2及び第3衛星の軌道周
期は、互いに所定の比である請求項19に記載の多高度
衛星システム。
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