JPS62219727A - 準静止軌道上の通信衛星システム - Google Patents
準静止軌道上の通信衛星システムInfo
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- JPS62219727A JPS62219727A JP62054283A JP5428387A JPS62219727A JP S62219727 A JPS62219727 A JP S62219727A JP 62054283 A JP62054283 A JP 62054283A JP 5428387 A JP5428387 A JP 5428387A JP S62219727 A JPS62219727 A JP S62219727A
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- JP
- Japan
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- satellites
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- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims description 32
- 241000726409 Satellites Species 0.000 title 1
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- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 2
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
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Classifications
-
- 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
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、周期的シーケンスでほぼ同じ天空点に現われ
、かつ通信の作動中相互に交替して切換えられる、楕円
軌道の複数の、地球の衛星を有する準静止軌道上の通信
衛星システムに関する。
、かつ通信の作動中相互に交替して切換えられる、楕円
軌道の複数の、地球の衛星を有する準静止軌道上の通信
衛星システムに関する。
従来の技術
地球周回軌跡が理論上全く同一であり、かつ１つまたは
複数の閉じたループを有している準静止軌道上の上記の
複数の通信衛星は、時分割的な各衛星の切換えパターン
によって、交替し合いつつ飛行する衛星によってとぎれ
ずに（対地球）静止位置ループが形成される１つの衛星
システムを成している。
複数の閉じたループを有している準静止軌道上の上記の
複数の通信衛星は、時分割的な各衛星の切換えパターン
によって、交替し合いつつ飛行する衛星によってとぎれ
ずに（対地球）静止位置ループが形成される１つの衛星
システムを成している。
複数ループの両軌道部分が遭遇し、かつ各衛星の衝突が
軌道の精度によって回避される（衝突確率は遭遇毎に約
１０−’ ）静止位置ループを有する通信衛星システム
は、西独特許出願番号第ｐ３１４５２０７−８号明細書
および刊行物−ローブス・エルシュリースト・デム・サ
テリーテンフンク・アイネ・ノイエ・デイメンゾオー７
’ｎｔｚアルヒーフ・ヘット１２／１９８３から公知で
ある。
軌道の精度によって回避される（衝突確率は遭遇毎に約
１０−’ ）静止位置ループを有する通信衛星システム
は、西独特許出願番号第ｐ３１４５２０７−８号明細書
および刊行物−ローブス・エルシュリースト・デム・サ
テリーテンフンク・アイネ・ノイエ・デイメンゾオー７
’ｎｔｚアルヒーフ・ヘット１２／１９８３から公知で
ある。
衛星通信区間を介するデジタル伝送方法を用いる場合、
適当な手段によって回避しなければ、各衛星の切換時点
で、送信された通信信号のうち数ビットが失なわれるこ
とがある。そこで、切換後の全無線通信区間が切換前の
全無線通信区間よりも少し長くなるようにすることが着
想されている。そうすることによって、静止位置ループ
全離脱する衛星全弁して伝送される信号末尾部分が、こ
のループ内に飛行してきた衛星を介して伝送される信号
先頭部分として繰返される。受信地球局で２重に受箸さ
れるこのビットシーケンスは、インターフェースヲ介し
て地上の通信網へのとぎれない信号流を形成するために
、伝送された各情報を同期化して継ぎ目がないように配
Ｗｂなぎ合わされる。
適当な手段によって回避しなければ、各衛星の切換時点
で、送信された通信信号のうち数ビットが失なわれるこ
とがある。そこで、切換後の全無線通信区間が切換前の
全無線通信区間よりも少し長くなるようにすることが着
想されている。そうすることによって、静止位置ループ
全離脱する衛星全弁して伝送される信号末尾部分が、こ
のループ内に飛行してきた衛星を介して伝送される信号
先頭部分として繰返される。受信地球局で２重に受箸さ
れるこのビットシーケンスは、インターフェースヲ介し
て地上の通信網へのとぎれない信号流を形成するために
、伝送された各情報を同期化して継ぎ目がないように配
Ｗｂなぎ合わされる。
前述の方式で作動するデジタル伝送方法は、西独特許出
願番号第ｐ３４３７３１７−９号明細書から公知である
。
願番号第ｐ３４３７３１７−９号明細書から公知である
。
しっ）シ、厳密な研究によると、公知の軌道形状および
配置形態の場合、このようなデジタル伝送方法は、どん
な切換の場合にも継続的に実行できるとはかぎらず、ま
たは、伝送容量を最適に利用することができない。
配置形態の場合、このようなデジタル伝送方法は、どん
な切換の場合にも継続的に実行できるとはかぎらず、ま
たは、伝送容量を最適に利用することができない。
前述の伝送方法を（対地球）静止位置ループを介して最
適な伝送容量で確実に作動させたい場合、通信区間の形
状に注意しなければならない。追従制御される当該の複
数地球局は作動状態の衛星全追尾する。この地球局のす
べてのアンテナビームのローブの（指向）範囲の立体空
間は、作動状態の衛星の周りの２重の円錐体からなシ、
この２重円錐体の一方の頂点は地球の方てあり、他方の
頂点は地球とは反対の方にあり、このことは後に第２囚
を用いて説明する。
適な伝送容量で確実に作動させたい場合、通信区間の形
状に注意しなければならない。追従制御される当該の複
数地球局は作動状態の衛星全追尾する。この地球局のす
べてのアンテナビームのローブの（指向）範囲の立体空
間は、作動状態の衛星の周りの２重の円錐体からなシ、
この２重円錐体の一方の頂点は地球の方てあり、他方の
頂点は地球とは反対の方にあり、このことは後に第２囚
を用いて説明する。
通信技術上とぎれずに作動するためには、後続の衛星は
通信機能全２重円錐体の内側で引受ける必要がある。
通信機能全２重円錐体の内側で引受ける必要がある。
発明が解決しようとする問題点
両衛星が理論上遭遇する公知の軌道の配置形態の場合、
次の２つの要求、即ち、「２重円錐体内での切換」およ
び［後続の衛星は作動状態の衛星からかなり離れている
こと」は、どんな切換の際にも、また最適に配設された
通信区間であっても可能であるとはＤ）ぎらない。
次の２つの要求、即ち、「２重円錐体内での切換」およ
び［後続の衛星は作動状態の衛星からかなり離れている
こと」は、どんな切換の際にも、また最適に配設された
通信区間であっても可能であるとはＤ）ぎらない。
衛星の切換の際、肝心なところで、後続の衛星が２重円
錐体の外側で切換えられたり（利得が低下する）、また
は通信区間の延長による信号の繰返しが行なわれなかっ
たシする（信号がとぎれる）。
錐体の外側で切換えられたり（利得が低下する）、また
は通信区間の延長による信号の繰返しが行なわれなかっ
たシする（信号がとぎれる）。
問題点を解決するための手段
このような難点は、本発明によると、特許請求の範囲第
１項記載の要件により、通信の作動中に交替して切換え
られる複数衛星の軌道を少し変えることによって解消す
ることができる。
１項記載の要件により、通信の作動中に交替して切換え
られる複数衛星の軌道を少し変えることによって解消す
ることができる。
本発明による軌道の配置形態の場合、楕円軌道の遠地点
は最北／最南軌道点に位置しているのではなく、軌道面
で各衛星の飛行方向とは逆方向に充分シフト（すら）さ
れているので、通信機能を引受ける側の衛星の軌道は軌
道の許容偏差を含めて、作動状態の衛星の後方で２重円
錐体空間中を通る。従って、前述のデジタル伝送方法を
障害なく使用することができる。
は最北／最南軌道点に位置しているのではなく、軌道面
で各衛星の飛行方向とは逆方向に充分シフト（すら）さ
れているので、通信機能を引受ける側の衛星の軌道は軌
道の許容偏差を含めて、作動状態の衛星の後方で２重円
錐体空間中を通る。従って、前述のデジタル伝送方法を
障害なく使用することができる。
実施例
第１図には、不発明による、楕円軌道のシフト（ずれ）
の様子が示されている。長軸１を有する楕円軌道の公知
の位置状態では、遮断すべき衛星２の軌道点と地球８と
の間の距離と、作用接続すべき衛星３と地球との間の距
離とは同じである。楕円軌道を衛星の飛行方向９とは逆
方向の、新たな長＠４を有する位置に回転させることに
よって、点２は点５にシフトし、点６は点６にシフトす
る。従って、切換時点において距離差７が存在する。
の様子が示されている。長軸１を有する楕円軌道の公知
の位置状態では、遮断すべき衛星２の軌道点と地球８と
の間の距離と、作用接続すべき衛星３と地球との間の距
離とは同じである。楕円軌道を衛星の飛行方向９とは逆
方向の、新たな長＠４を有する位置に回転させることに
よって、点２は点５にシフトし、点６は点６にシフトす
る。従って、切換時点において距離差７が存在する。
楕円軌道の回転の大きさは、９０°−αであり、その際
、αは、原点が地球の中心点に位置し、かつ一方の辺が
赤道面にて昇交点全通り、ヵ・つ他方の辺が楕円軌道の
遠地点を通る角度を示す。
、αは、原点が地球の中心点に位置し、かつ一方の辺が
赤道面にて昇交点全通り、ヵ・つ他方の辺が楕円軌道の
遠地点を通る角度を示す。
第２図には、照射縁の２個所に地球局１１が配設された
地球８が示されている。これらの地球局および輪郭１２
に沿って配設された別の地球局のアンテナビームの主ロ
ーブの（指向）範囲は２重円錐形の立体窒間１０を包含
する。地球の回転に従っての交替動作中、第１図の点６
から点５への楕円状の軌道の弧（アーチ）はループのよ
うに見える。このループは関与している（当該）地球局
から見ると閉じているように見える。しかし、第２図に
示したようなプロフィールでは、このループは切換位置
では開いているので無標通信の作動中相互に交替し合う
衛星間には距離差７がある。
地球８が示されている。これらの地球局および輪郭１２
に沿って配設された別の地球局のアンテナビームの主ロ
ーブの（指向）範囲は２重円錐形の立体窒間１０を包含
する。地球の回転に従っての交替動作中、第１図の点６
から点５への楕円状の軌道の弧（アーチ）はループのよ
うに見える。このループは関与している（当該）地球局
から見ると閉じているように見える。しかし、第２図に
示したようなプロフィールでは、このループは切換位置
では開いているので無標通信の作動中相互に交替し合う
衛星間には距離差７がある。
実施例では、第６図に示したように、衛星システムは３
つの楕円軌道上に３つの衛星を有しており、これらの楕
円軌道の昇交点はそれぞれ１２０°ずつ離れており、こ
れらの衛星は約１２時間の周期を有している。傾斜角は
約６３．４゜である。°昇交点−地球の中心点−遠地点
°の成す角度は８９．８°である。この角度は、垂直線
からの偏差をわかり易くするために第１図での角度より
も少し小さく示されている。垂直線からのこの偏差は、
実際には０，２°＝１２分の角度でしかない。従って、
各衛星はその軌道の最北点の少し前に遠地点を通過する
。
つの楕円軌道上に３つの衛星を有しており、これらの楕
円軌道の昇交点はそれぞれ１２０°ずつ離れており、こ
れらの衛星は約１２時間の周期を有している。傾斜角は
約６３．４゜である。°昇交点−地球の中心点−遠地点
°の成す角度は８９．８°である。この角度は、垂直線
からの偏差をわかり易くするために第１図での角度より
も少し小さく示されている。垂直線からのこの偏差は、
実際には０，２°＝１２分の角度でしかない。従って、
各衛星はその軌道の最北点の少し前に遠地点を通過する
。
３つの衛星はそれぞれ同じ、部分衛星軌跡を約８時間で
通過する。Ａ、ＢおよびＣにおいて、それぞれ地球の中
心点、軌道での引渡し点および引受は点が直線上に位置
するように示されている。地球の回転に従っての交替動
作中衛星の軌跡は２つのループを包含するようになる。
通過する。Ａ、ＢおよびＣにおいて、それぞれ地球の中
心点、軌道での引渡し点および引受は点が直線上に位置
するように示されている。地球の回転に従っての交替動
作中衛星の軌跡は２つのループを包含するようになる。
軌道の離心率は、前述の開いたループの通過時間が周回
時間の２７３、従って約８時間であるように約０．７１
３の値に選定されている。地球局から見ると（正確には
衛星の軌跡の各ループの交差点または接触点から見ると
）、８時間のリズムでそれぞれ下降している衛星と上昇
している衛星とが同じ天空の位置の点で出合い、この位
置の点で相互に交替して切換えられる。
時間の２７３、従って約８時間であるように約０．７１
３の値に選定されている。地球局から見ると（正確には
衛星の軌跡の各ループの交差点または接触点から見ると
）、８時間のリズムでそれぞれ下降している衛星と上昇
している衛星とが同じ天空の位置の点で出合い、この位
置の点で相互に交替して切換えられる。
第４図の左側には、第６図の真中の引渡し点が拡大して
示されている。第４図の左側では、図面表示上の都合で
、ビームＡの長さは実際よりも短かく示されている。そ
れに対して、第４図の右側ではビームＡがその真の長さ
で示されている。
示されている。第４図の左側では、図面表示上の都合で
、ビームＡの長さは実際よりも短かく示されている。そ
れに対して、第４図の右側ではビームＡがその真の長さ
で示されている。
遠地点を最北点から飛行方向とは逆方向にシフトするこ
とによって、第４図の右側に示したように、通信機能の
引受は側の衛星の飛行高さは通信機能の引渡し側の衛星
の飛行高さよりも約２０９ ｋｍ 大さい。
とによって、第４図の右側に示したように、通信機能の
引受は側の衛星の飛行高さは通信機能の引渡し側の衛星
の飛行高さよりも約２０９ ｋｍ 大さい。
前述のような衛星システムでの衛星軌道の、破薇で示し
た許容範囲は、実際には（軌道修正用燃料の経済性のた
め）約４５ ｋｍ半径である。
た許容範囲は、実際には（軌道修正用燃料の経済性のた
め）約４５ ｋｍ半径である。
地球局のビームの方向は軌道に対して斜めとなるので、
結局約７５ｋｍの輻射方向の確保された距離差が得られ
る。
結局約７５ｋｍの輻射方向の確保された距離差が得られ
る。
従って、衛星の通温区間は往復でほぼ１５０ｋｍ程長く
なる。このことはほぼ０．５ｍｓの伝搬時間の延長に相
応し、２．０４８ Ｍピッ） ／ ｓの標準チャネルの
伝送の際、１０２４ビツトの繰返しに相当する。
なる。このことはほぼ０．５ｍｓの伝搬時間の延長に相
応し、２．０４８ Ｍピッ） ／ ｓの標準チャネルの
伝送の際、１０２４ビツトの繰返しに相当する。
衛星軌道の追跡および衛星の切換の際の不精確さのため
に失なわれる数ビットを差引いた後、別の所で述べたよ
うに、データ流の同期化の九めに常にまだ９００〜１０
００ビツトも残っている。
に失なわれる数ビットを差引いた後、別の所で述べたよ
うに、データ流の同期化の九めに常にまだ９００〜１０
００ビツトも残っている。
発明の効果
本発明の利点は、軌道面での各構円軌道の、回転により
、各衛星と地球との距離は相互に異なっているにもかか
わらず、切換時点において通信機能を引受ける側の衛星
はほぼ理想状態で地球局のアンテナロープの（指向）範
囲の内側に位置する（通信機能を引渡す側の衛星も内側
に位置している）ようになることである。
、各衛星と地球との距離は相互に異なっているにもかか
わらず、切換時点において通信機能を引受ける側の衛星
はほぼ理想状態で地球局のアンテナロープの（指向）範
囲の内側に位置する（通信機能を引渡す側の衛星も内側
に位置している）ようになることである。
更に、本発明の利点は、送信地球局が従来の静止衛星シ
ステムの場合と全く同様に作動することができることに
ある。受信無線局は、到来無ｍ＠号のドツプラシフトに
よって衛星切換にの ついで１報を受信する。それ故、通信地球局は自動的に
作動可能である。この通信地球局は衛星の遠隔監視およ
び切換パターンとは無関係に作動する。
ステムの場合と全く同様に作動することができることに
ある。受信無線局は、到来無ｍ＠号のドツプラシフトに
よって衛星切換にの ついで１報を受信する。それ故、通信地球局は自動的に
作動可能である。この通信地球局は衛星の遠隔監視およ
び切換パターンとは無関係に作動する。
第１図は、本発明の、準静止軌道上の通信衛星システム
の原理を示す図、第２図は、本発明の説明に供する、２
重円錐体としての地球局の合成アンテナローブの形成を
示す図、第３図は、本発明の実施例の概略図、第４図は
、第６図の破綴で示した一部分全軌道の許容偏差を考慮
して示した図である。 ２．３．５．６・・・衛星、８・・・地球、１１・・・
地球局
の原理を示す図、第２図は、本発明の説明に供する、２
重円錐体としての地球局の合成アンテナローブの形成を
示す図、第３図は、本発明の実施例の概略図、第４図は
、第６図の破綴で示した一部分全軌道の許容偏差を考慮
して示した図である。 ２．３．５．６・・・衛星、８・・・地球、１１・・・
地球局
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、楕円軌道の複数の、地球の衛星を有する準静止軌道
上の通信衛星システムであつて、前記複数の、地球の衛
星は周期的シーケンスでほぼ同じ天空点に現われ、かつ
通信の作動中相互に交替して切換えられ、前記通信衛星
システムのもとで、作用接続すべき衛星および遮断すべ
き衛星の、地球局に対する異なつた距離によつて生じる
付加的な走行時間ないし伝搬遅延は切換時点での信号流
の蓄積のために使われる通信衛星システムにおいて、楕
円軌道の遠地点は、最北ないし最南軌道点からそれぞれ
の衛星の飛行方向とは逆方向にシフト（ずら）されてお
り、該シフト（ずれ）は、伝送すべきビットの、切換時
点での十分な信号繰返しが行なわれ得る程度になされて
いることを特徴とする準静止軌道上の通信衛星システム
。 ２、３つの衛星は各楕円軌道上を離心率０．７１３、周
期１２時間で周回飛行する特許請求の範囲第１項記載の
通信衛星システム。 ３、最北軌道点からの遠地点のシフト（ずれ）は０２°
の大きさであり、従つて‘昇交点−地球の中心点−遠地
点’の成す角度は８９．８°である特許請求の範囲第２
項記載の通信衛星システム。 ４、最南軌道点からの遠地点のシフトは０．２°の大き
さであり、従つて‘降交点−地球の中心点−遠地点’の
成す角度は８９．８°である特許請求の範囲第２項記載
の通信衛星システム。 ５、０．２°の遠地点のシフトにより、軌道の最大許容
偏差および衛星軌道に対して斜めに当たる地球局のビー
ム方向に鑑みて、相互に交替する各衛星の、地球局に対
する７５ｋｍの輻射（半径）方向の距離差が確保され、
従つて往復方向で０．５ｍｓの伝搬時間の延長が確保さ
れる特許請求の範囲第３項〜第４項までのいずれか１項
記載の通信衛星システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19863607931 DE3607931A1 (de) | 1986-03-11 | 1986-03-11 | Fernmeldesatellitensystem auf quasistationaeren bahnen |
| DE3607931.6 | 1986-03-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62219727A true JPS62219727A (ja) | 1987-09-28 |
| JPH0553411B2 JPH0553411B2 (ja) | 1993-08-10 |
Family
ID=6295978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62054283A Granted JPS62219727A (ja) | 1986-03-11 | 1987-03-11 | 準静止軌道上の通信衛星システム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4827421A (ja) |
| EP (1) | EP0237009B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62219727A (ja) |
| AT (1) | ATE83345T1 (ja) |
| DE (2) | DE3607931A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5867783A (en) * | 1991-04-22 | 1999-02-02 | Trw Inc. | Medium-earth-altitute satellite-based cellular telecommunications |
| US6328264B1 (en) | 1997-05-21 | 2001-12-11 | Hitachi, Ltd. | Artificial satellite with an orbit having a long staying time in a zenith direction, an orbit control method and a communication system therewith |
| US6695259B1 (en) | 1997-05-21 | 2004-02-24 | Hitachi, Ltd. | Communication system, communication receiving device and communication terminal in the system |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5433726A (en) * | 1991-04-22 | 1995-07-18 | Trw Inc. | Medium-earth-altitude satellite-based cellular telecommunications system |
| DE69218023T2 (de) * | 1991-04-22 | 1997-07-10 | Trw Inc | Zellulares Telefonsatellitensystem |
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