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1 準天頂衛星システムについて 平成 22 年 10 月 12 日 ( 独 ) 宇宙航空研究開発機構 (JAXA) 宇宙利用ミッション本部長 理事本間正修 QZSSプロジェクトマネージャ寺田弘慈

2 内容 - 準天頂衛星システム開発経緯 - 衛星測位の原理 測距の誤差要因 - 衛星測位システムに関する世界の動向 - 準天頂衛星システムの概要 準天頂衛星システムの主な特徴 効果 技術実証 利用実証について みちびき の運用状況 今後の予定 JAXAの技術実証実験 ( 参考 ) 国際的な状況 2

3 準天頂衛星システム開発経緯 (1/2) 平成 13 年 7 月 宇宙利用フロンティアの拡大に向けたグランド ストラテジー ( 日本経団連 ) において政 府に対し 準天頂衛星システムの開発を求める要望案提出 平成 14 年 1 月 新衛星ビジネス研究会 発足 準天頂衛星システムを利用した移動体通信 GPS 補 完 補強ミッションの技術検討 ビジネスモデルの検討 平成 14 年 5 月 準天頂衛星システム開発 利用推進協議会 ( 研究開発 4 省 ; 文科省 総務省 経産省 国交省 および民間による ) の設置 官は 測位に係る技術開発 実証 民は 通信放送事 業と衛星の調達を担当 平成 15 年度 - 研究開発 4 省による準天頂衛星システムに係る研究開発着手 平成 16 年 1 月総合科学技術会議 我が国における測位システムのあり方について 中間とりまとめ我が国が目指すべきGPSの代替手段としては GPSとの互換性 相互運用性のある衛星を配備することで自立性をもつ 自立性を持ったシステムは準天頂衛星群に静止衛星を組み合わせる案などが想定され 実現性 コスト等 多角的な評価が必要 平成 16 年 9 月総合科学技術会議 我が国における宇宙開発利用の基本戦略 長期的な目標として GPSなどとの 自立性を持った相互補完関係 を有する地域衛星測位システムの自立的な 確立を目指す 3

4 準天頂衛星システム開発経緯 (2/2) 平成 17 年 9 月 - 測位 地理情報システム等推進会議 において準天頂衛星システム計画の推進につ いて検討され 平成 18 年 2 月 民間の事業化判断として事業化を断念する旨表明 平成 18 年 3 月 測位 地理情報システム等推進会議 において 準天頂衛星システム計画の推進に係 る基本方針 が示され JAXA が初号機の整備 運用を担当 平成 20 年 4 月 地理空間情報活用推進基本計画 第 1 段階の技術実証 利用実証に引き続き 第 1 段 階の結果の評価を行った上で 国と民間が協力して 初号機を含めた 3 機の準天頂衛 星によるシステム実証を実施する第 2 段階へ進む計画とする 平成 21 年 6 月 宇宙基本計画 衛星測位システム社会的ニーズと 10 年程度の目標 準天頂衛星を活用して高精度な測位を達成し 人工衛星と地上システムが連携した シームレスなパーソナルナビゲーション等の新たな利用アプリケーションの創出による 利便性向上や 公共の安全の確保 のニーズにおける国及び国民の安全 安心の実現 に資することを目標とする なお 準天頂衛星の技術 能力の実証を経て 3 機体制を 構築することにより GPS 等の補完 補強が可能となる また 7 機の衛星による場合に は 東アジア オセアニア地域をカバーする自己完結的な衛星測位システムの構築が 可能となる 4

5 準天頂衛星システム計画の現状等について 日本付近で常に天頂方向に 1 機の衛星が見えるように複数の衛星を準天頂軌道に配置した衛星システムにより 山間地 ビル陰等に影響されず 全国をほぼ 100% カバーする高精度の測位サービスの提供を実現 準天頂衛星システム計画の推進体制と計画 ( 地理空間情報活用推進基本法 ( 平成 19 年 5 月成立 同 8 月施行 )) 国の技術開発 H15 研究開始 H16~ 開発研究 H18~ 開発 宇宙開発委員会 H18.8 開発移行の審査 了承 ( 目標 目的 方針 体制 ) H18.11 具体的開発計画の審査 了承 第 1 段階 ( 技術実証 利用実証 ) H22 初号機打上げ予定 H22~ 実証 結果の評価 第 2 段階 ( システム実証 ) 官民の協力により追加 2 機の準天頂衛星を打上げ 地理空間情報活用推進会議 ( 平成 17 年 9 月内閣に設置 平成 20 年 6 月名称変更 ) 文部科学省準天頂高精度測位実験技術 総務省高精度衛星測位技術 研究開発 4 省による技術実証 経済産業省 システムの整備 運用 JAXA 経済産業省衛星の軽量化 長寿命化技術 国土交通省 利用実証への参加 関係機関による連携 適切な分担準天頂衛星システム開発 利用推進協議会 ( 関係省庁 関係研究開発機関 民間代表 ) 国土交通省高精度測位の補正技術移動体に対する高精度測位技術 準天頂衛星システム計画の推進に係る基本方針 ( 平成 18 年 3 月 31 日測位 地理情報システム等推進会議 ) 地理空間情報活用推進基本計画( 平成 20 年 4 月 15 日閣議決定 ) 第 1 段階文部科学省取りまとめ 文部科学省 総務省 民間 (( 財 ) 衛星測位利用推進センター ( 注 )) 関係府省庁 国は 技術実証 利用実証の結果を評価した上で 民間と協力してシステム実証段階 ( 追加 2 機 ) に移行第 2 段階民間は 事業化判断を行い 事業内容 事業規模等に相応な資金を負担することで計画に参加 宇宙基本計画 ( 平成 21 年 6 月宇宙開発戦略本部決定 ) においても測位衛星システムに位置付けられている ( 注 ) 平成 19 年 2 月 5 日関係 4 省共管にて設立 システムの成果 離島 山間部を含め 広く日本全体を対象とした測位サービスの提供 GPSの情報を補完 補強 * することによる高精度測位を実現 * 補完 ( 測位補完 ): GPS 互換信号を送信し GPS との組み合わせによって 利用可能エリアの拡大や利用可能時間を増加させること * 補強 ( 測位補強 ): 基準点で受信した GPS 信号の誤差情報や GPS 信号の使用可否情報等を送信して 測位の精度の高精度化や高信頼化を図ること 5

6 衛星測位の原理 (1/2( 1/2) 式で書くと 衛星の位置 (3 次元 )+ 時間を Xs, Ys, Zs, ts 受信機の位置 + 時間を X, Y, Z, t とすると 衛星と受信機の距離は ( X Xs ) 2 + ( Y Ys ) ( Z ここで Xs, Ys, Zs, ts は メッセージの中に存在 ( 既知 ) 2 + Zs ) 2 = c ( t ts ) 時刻 tsに出発時刻 tに到着 ここで C は光速 よって 未知数 4つ ( X, Y, Z, t ) を解く (= 衛星測位が可能となる ) ためには 4 つの測位衛星が可視となることが重要 6

7 衛星測位の原理 (2/2( 2/2) 分かる! 70ms 75ms 受信機の時計は正確ではない 受信機の時計の誤差を求めるために,4 機目の衛星信号を受信する 4 機の衛星が同時みえることが必要得られる情報は 位置と時間 7

8 測距の誤差要因 (1/2( 1/2) 誤差源誤差の大きさ誤差低減化と残差 測距誤差HDOP 宇宙 1 軌道予報誤差 2 時刻予報誤差 12m 22m 伝搬 3 電離層遅延誤差 2~10m ( 天頂方向 ) 4 対流圏遅延誤差 5 マルチパス誤差 2.3~2.5m ( 天頂方向 ) コード :0.5~1m 搬送波位相 :0.5~1cm 地上 6 受信機誤差 コード :0.25~0.5m 搬送波位相 :1~2mm 1DGPS:0.0m 2DGPS:0.1m 一周波受信機で放送モデル使用 : 1~5m 二周波受信機 :1m 統計的な気象条件に基づいたモデル使用 : 0.1~1m DGPS:0.2m DGPS:0.1m 幾何学的配置誤差 8

9 測距の誤差要因 (2/2( 2/2) 1 軌道誤差 2 時計誤差 3 電離層の変動 6 受信機誤差 電離層 4 対流圏の変動 信号遮蔽 5 マルチパス 対流圏 妨害波 9

10 測位衛星システムに関する世界の動向 米国 : GPS ( 運用中 ) (Global Positioning System) システム構成 : 6 軌道面 各 4 機の計 24 機の衛星で構成 (2010 年 7 月現在 30 機運用中 ) WAAS( 運用中 ) (Wide-Area Augumentation System) システム構成 : 静止軌道 3 機 (2 機運用中 ) 欧州 :Galileo( 実験中 ) システム構成 : 3 軌道面 各 10 機の計 30 機の衛星で構成 (2005 年 12 月に1 機目 2008 年 4 月に2 機目の実験機を打上げ 全体システムの整備完了は2016~2019 年の予定 ) ロシア :GLONASS( 運用中 ) (Global Navigation Satellite System) システム構成 : 3 軌道面 各 8 機の計 24 機の衛星で構成 (2010 年 7 月現在 21 機運用中 ) SDCM( 運用中 ) (System of Differential Correction and Monitoring) システム構成 : 静止軌道 2 機 (2 機運用中 フル稼働は 2014 年予定 ) 中国 :COMPASS( 北斗 )( 一部試験運用中 ) (Compass Navigation Satellite System ) システム構成 : 静止衛星 5 機 中高度軌道衛星 30 機 (2000 年 10 月の初号機以降 4 機の試験衛星を打上げ 第 2 世代の衛星を 2007 年 4 月から 4 機打上げ 全体システムを 2020 年までに整備予定 ) インド :IRNSS/GAGAN( 開発中 ) (Indian Regional Navigation Satellite System) システム構成 : 静止衛星 3 機 地球同期軌道衛星 4 機 ( 最初の衛星を2011 年後半に打上げ予定 全体システムを 2014 年までに整備予定 ) EGNOS ( 運用中 ) (European Geostationary Navigation Overlay Service) システム構成 : 静止軌道 3 機 (3 機運用中 ) 日本 :QZSS( 開発中 ) システム構成 : 準天頂軌道 3 機 (1 機試験中 ) MSAS( 運用中 ) システム構成 : 静止衛星 2 機 (2 機運用中 ) 10

11 各衛星測位システムの送信信号周波数分布 MHz MHz MHz MHz E5a E5 E5b MHz E6 L1 GPS L5 L5 L3 L2 G2 FDMA L1 L1C/A M-code M-code P-code L1 L1C G1 FDMA GLONASS CDMA signal from GLONASS-K on L1,L3 and L5 ( 信号仕様は未確定 ) L5 L2 LEX (E6) L1 L1C/A, L1-SAIF L1C QZSS L5 B2 B3 B1 COMPASS MHz IRNSS/GAGAN GAGAN IRNSS IRNSS & COMPASS USE S-band ( MHz) downlinks GAGAN 11

12 自立した衛星測位システム ( 当該システムだけで稼動する ) グローバルシステム 衛星測位システムの構成 地域限定システム 補完システム 非自立システム (GPS との併用で機能する ) 補強システム 全世界のどこでも利用可能な測位システム サービスエリアを限定した測位システム 機能 利用できる測位衛星を追加するシステム GPS 等の補強情報を提供するシステム 中軌道衛星 18~30 機程度 準天頂軌道衛星 + 静止衛星などで 合計 5~10 機程度 構成 準天頂軌道衛星 3 機以上 あるいは静止衛星を 1 機以上 準天頂軌道衛星 (L1-SAIF,LEX 等 ) 静止衛星 1~2 機 原子時計を搭載した測位衛星 測位衛星 ( 原子時計はオプション ) 衛星の仕様 測位衛星 測位衛星 ( メッセージ送信機能による ) 通信衛星 GPS 受信機は広く普及 対応ユーザ受信機が必要 ユーザ側の状況 対応ユーザ受信機が必要 SBAS 対応の受信機が普及 GPS GLONASS は航空 船舶用国際標準システム なし 国際標準 SBAS 方式は航空用国際標準システム 米国 GPS 露 GLONASS 欧州 Galileo* 1 中国 COMPASS* 1 [ いずれも国家が整備 ] インドIRNS* 1 [ 国家が整備 ] 諸外国に SBAS: 米国 WAAS おける例 SBAS: 米国 WAAS 欧州 EGNOS インド GAGAN* 1 ロシア SDCM* 1 [ いずれも国家が整備 ] なし 準天頂衛星システム (QZSS) + 静止衛星 ( 将来構想 )* 1 我が国における例 準天頂衛星システム (QZSS* 1 ) SBAS:MSAS* 2 [ 国交省が整備 ] 準天頂衛星システム (QZSS* 1 ) SBAS:MSAS* 2 [ 国交省が整備 ] 1 諸外国 / 我が国の例における * 印は 計画 整備中のシステムを意味する 2 同一の衛星にて航空通信サービスも提供する 12

13 準天頂衛星システムとは 13

14 みちびき から配信する測位信号 測位補完 測位補強 次世代測位基盤技術実験 L1-C/A L2C GPS の L1C/A 信号と相互運用性を有す L1 帯の現行民生用信号 ( カーナビなどに広く利用 ) GPS の L2C 信号と相互運用性を有す 第 2 の民生用信号 2 周波対応受信機は比較的高価格 JAXA JAXA L5 GPSのL5 信号と相互運用性を有す 第 3の民生用信号 高出力 広帯域化により 室内利用 測距精度改善 マルチパス誤差の低減期待 JAXA GPSのL1C 信号と相互運用性を有す 第 4の民生用信号 L1C L1 C/A 信号より 高出力 広帯域化により 測距精度改善 マ JAXA ルチパス誤差の低減期待 補正情報 インテグリティ情報を250bpsの速度で配信する これ により 1m 以内の精度で移動体の位置精度を決定する (ENRI) すでに実用化されているSBAS( 静止衛星による補強シ 国土交通省 L1-SAIF ステム : 日本ではMSAS) と互換性を有するため受信対応は容易 LEX ENRI 開発 L1-SAIF 信号に 測位時間短縮のための捕捉支援情報を追加した信号 (L1-SAIF+) 独自の実験用信号 2kbpsの高速メッセージが送信可能であり この信号を用いて以下のGPS 補強実験及び 次世代衛星測位基盤技術実験を行う 一周波型 GPS 受信機を用いた静止測量向けの補正情報の配信実験 低速移動体含む 2 周波搬送波位相測位ユーザ向けの補正情報の配信実験 目標は センチメートル級の測位精度 次世代基盤技術修得のため 精密な軌道情報や時刻のずれなどの情報を頻繁に送信することにより 測位精度の改善の実験を行う 衛星測位利用推進センター (SPAC) - 国土交通省国土地理院 (GSI) 衛星測位利用推進センター (SPAC) JAXA この信号を有する GPS は 2010 年 7 月現在 30 機運用中 この信号を有する GPS は 2005 年打上げ開始 2016 年に配備完了予定 この信号を有する新型 GPS は 2010 年打上げ開始予定 2018 年に配備完了予定 この信号を有する新型 GPS は 2014 年打上げ開始 2020 年代初頭に配備完了予定 SBAS は日本では MSAS が 2007 年から 2 機の MTSAT を用いてサービス中 欧州 Galileo 衛星の E6 信号と相互運用性を有す Galileo は 4 機の軌道上実証機を 2011 年に打ち上げた後 2014 年までに 18 機の打ち上げが決まっている (30 機の整備完了は 2016~2019 年の予定 ) 14

15 準天頂衛星初号機 みちびき の概要 項目諸元 外観形状箱型 ( 左図 ) 質量発生電力姿勢測位用信号等 4020kgトン ( ト ライ質量 1802kg) 約 5kW 三軸安定測位アンテナを地心方向指向測位信号 :GPS 相互運用信号 + 独自信号時刻比較 :Ku 帯 寿命 10 年 ( ハ ッテリ 太陽電池 推薬 :12 年 ) 軌道準天頂軌道 ( 軌道傾斜角 : 約 45 度 離心率 : 約 0.1 周期 :23 時間 56 分 軌道長半径 : 約 42,000km) 打上げロケット H-IIA202 ロケット 平成 19 年度 (2007 年度 ) 基本設計 基本設計完了 詳細設計 平成 20 年度 (2008 年度 ) 詳細設計完了 平成 21 年度 (2009 年度 ) フライトモデルの製作 試験等 平成 22 年度 (2010 年度 ) 平成 23 年度 (2011 年度 ) 初号機打上初期機能確認運用技術実証 利用実証 < 準天頂衛星初号機の開発スケジュール > 15

16 準天頂衛星初号機 みちびき ~ 開発分担 ~ とりまとめ 準天頂測位衛星初号機 (QZS-1) 衛星バス機器テレメトリ トラッキング コマンド系 (TT&C) 電源系 (EPS) 太陽電池パドル系 (SPS) 姿勢軌道制御系 (AOCS) 二液式推進系 (BPS) 構体系 (STR) 熱制御系 (TCS) 計装系 (INT) 三菱電機 NEDOの研究開発成果活用 USEFの研究開発成果活用 測位ペイロード (NP) 搭載原子時計 (RAFS) 測位信号生成送信部 (LTS) 基準時刻管理部 (TTS) レーザリフレクタ (LRA) NEC AIST 研究開発 S/W 搭載 NICT 二次ペイロード (SP) 準天頂測位衛星モニタカメラ (CAM) 技術データ取得装置 (TEDA) 研究開発品 16 16

17 研究開発 4 省の技術実証の概要 技術実証項目 準天頂衛星 高仰角 1 GPS 補完 GPS 互換信号を送信し GPS との組み合わせによって 利用可能エリアの拡大や利用可能時間を増加させる 2 GPS 補強 基準点で受信した GPS 信号の誤差情報や GPS 信号の使用可否情報等を送信して 測位の精度の高精度化や高信頼性化をはかる 文部科学省 ( 独 ) 宇宙航空研究開発機構 (JAXA) - 高精度測位実験システム開発とりまとめ - 総務省 ( 独 ) 情報通信研究機構 (NICT) - 時刻管理系の開発及び軌道上実験 - 国土交通省 ( 独 ) 電子航法研究所 (ENRI) - L1-SAIF 信号による高精度補正技術の実証実験 - 国土交通省国土地理院 (GSI) - LEX 信号を用いた高精度測位補正の技術実証実験 4 衛星以上観測可能な時間率 凡例 % 3 次世代基盤技術修得 実験用信号 (LEX) による衛星測位実験や擬似時計技術の研究開発及び軌道上実験を行う 文部科学省 ( 独 ) 宇宙航空研究開発機構 (JAXA) - 実験用信号による衛星測位基盤技術実験 - 経済産業省 ( 独 ) 産業技術総合研究所 (AIST) - 測位用擬似時計技術の開発 実証 - GPS のみ GPS+ 補強信号 (ENRI 公開資料より ) 17

18 準天頂衛星システムの主な特徴 (1/5) 準天頂測位衛星の地上軌跡 準天頂衛星の地上軌跡と送信エリア Minimum Elevation Angle and Ground Track Latitude (deg) Longitude (deg) 24 時間中の QZS の最低仰角の等高線図 (QZSS 3 機構成 ) 日本のユーザは常時 60 度以上に少なくとも 1 機以上の QZS が可視となる ( 大半のユーザにとっては常時 70 度以上となる ) 18

19 東京 準天頂衛星システムの主な特徴 (2/5) N 仰角及び方位 沖縄 N W E W E S S シンガポール N 10 シドニー N W E W E S S 19

20 Elevation Angle (deg) Elevation Angle (deg) 東京 準天頂衛星システムの主な特徴 (3/5) Time(Hr) シンガポール Time(Hr) 仰角 QZS1 QZS2 QZS3 QZS1 QZS2 QZS3 Elevation Angle (deg) Elevation Angle (deg) 沖縄 Time(Hr) シドニー Time(Hr) QZS1 QZS2 QZS3 QZS1 QZS2 QZS3 20

21 準天頂衛星システムの主な特徴 (4/5) 可視性 (DOP) の向上 (PDOP<6 の時間割合 ) GPS( マスク角 40 度 ) QZS+GPS( マスク角 40 度 ) GPS( マスク角 20 度 ) QZS+GPS( マスク角 20 度 ) 21

22 準天頂衛星システムの主な特徴 (5/5) 準天頂衛星初号機の東京における仰角と時刻 Aug 2010 Sep 2010 Oct 2010 Nov 2010 Dec 2011 Jan 2011 Feb 2011 Mar 2011 Apr 2011 May 2011 Jun 2011 Jul 0 濃い部分は仰角 60 度以上 薄い部分は仰角 10 度以上 白い部分は仰角 10 度未満 縦軸の時刻は UTC( 日本時間 -9 時間 ))

23 ENRI 技術実証実験の概要 準天頂衛星高仰角から補正情報を伝送 ~ 実験概念 ~ GPS GPS 衛星の衛星の軌道推定誤差軌道推定誤差 GPS 衛星 GPS GPS 衛星の衛星の時計誤差時計誤差 電離層 対流圏 電子航法研究所補正情報を生成し準天頂衛星へ送信 高信頼度の高信頼度の誤差補正情報誤差補正情報 GPS 互換信号 GPS 互換信号 電離層遅延 対流圏遅延 補正情報によりこれらの誤差を除去 電子基準点 GPS 信号受信 地上局 利用者 ( プロトタイプ受信機 ) GPS 信号と補正情報を受信して高精度 高信頼性の測位 ENRI 資料より抜粋 23

24 GSI 技術実証実験の概要 電子基準点で求めた GPS 用補正情報を準天頂衛星経由で利用者に配信 GPS 衛星 準天頂衛星 GPS 衛星軌道 時計誤差 GPS 衛星 電離層 対流圏 電離層遅延誤差 対流圏遅延誤差 高精度測位補正情報配信 (LEX 信号利用 ) 電子基準点網全国約 1240 箇所の GPS データをリアルタイムに取得 送信 測量用補正情報生成装置電子基準点データから補正情報を生成し 衛星を経由して補正情報を全国へ配信 測量用受信 測位装置衛星からの補正情報を受信し 参照基準点からの相対測位を実施 参照基準点 24 24

25 SPAC 利用実証の概要 (1/2) ~ サブメータ級測位補強システムの利用効果 ~ 以下ホームページより抜粋 ( SPAC:( 財 ) 衛星測位利用推進センター 25

26 利用実証の概要 (2/2) ~ センチメータ級測位補強システム利用効果 ~ 以下ホームページより抜粋 ( SPAC:( 財 ) 衛星測位利用推進センター 26

27 準天頂衛星システムの効果 ( まとめ ) 測位可能時間の向上 準天頂衛星が常に天頂付近にあることから 他の 3 機の GPS 衛星と合わせて活用することにより 測位可能な場所と効率性が大幅に向上 山陰 ビル陰による遮断により測位が困難になる場合や偏った衛星配置により精度の劣化を補うことが可能 測位精度の向上 補強信号の送信等により 測位精度が 1m cm 級に改善 測位信頼性の向上 準天頂衛星や GPS 衛星の異常を数 10 秒以内で通知 捕捉時間の短縮 捕捉支援情報を送信することで GPS では 30 秒から 1 分程度必要とする補足時間を 受信機の電源投入後の初期立上げから 15 秒程度に短縮 メッセージを地上に送信 現在の GPS では 位置と時間しか知ることができないが みちびき は測位信号や補強信号に災害情報などの緊急情報を付加して一斉に送信することが可能 27

28 みちびき の運用状況 (1/2) ~ 打上げから衛星分離へ ~ 9 月 11 日 20:45 衛星分離 ( ロケット搭載カメラより ) 平成 22 年 9 月 11 日 20 時 17 分に H-IIA ロケット 18 号機により打ち上げられた みちびき はロケットから分離後 同日 21 時 44 分 チリのサンチャゴ局からのコマンド運用により 太陽電池パドルを展開した 9 月 11 日 20:17 種子島宇宙センター (C) 三菱重工業 太陽電池パドル ( 南 ) 画像 太陽電池パドル ( 北 ) 画像 28

29 みちびき の運用状況 (2/2) ~ 軌道投入から初期機能確認 ~ 9 月 12 日から 17 日までに 5 回のアポジエンジン噴射 (AEF) を実施し ドリフト軌道へ投入 9 月 19 日 19 時 31 分に 測位アンテナを地心方向に向け三軸姿勢制御を行う 定常制御モードに移行し クリティカル運用を終了した ( リアクション ホイールの正常な動作も確認 ) 9 月 21 日から 27 日にかけて ドリフト軌道から準天頂軌道への変換 みちびきが日本上空で長時間留まるように中心経度 (8の字中心経度) を修正するための軌道制御を実施 衛星の状況は正常 現在初期機能確認試験実施中 西部遠方エリア 西部近傍エリア 国内南西エリア 国内北部エリア 国内中央エリア 南部エリア 国内南東エリア 東部近傍エリア 東部遠方エリア 中心経度 29

30 今後の予定 準天頂軌道投入後 衛星バス機器ならびにミッション機器 ( 地上システムと合わせたシステム試験を含む ) の以下の初期機能確認を実施中 衛星バスの機能 性能確認 アベイラビィティ確保のための軌道制御データの取得 測位ミッション機器の起動測位信号の送信開始 (10 月 19 日予定 ) 送信信号品質確認など 打上げ 3 ヶ月後から 技術実証 利用実証を開始 30

31 JAXA 技術実証実験の概要 (1/3) 実証実験項目 A) 信号 B) システム運用 C) インテグリティ D) 精度 実証実験で検証する内容 準天頂衛星信号の測距性能他測位システムとの共存性 衛星系システムの稼働率 ( 軌道制御 姿勢保持の実施 ) 地上系 軌道時刻推定 航法メッセージ E) 単独搬送波位相測位 (PPP :Precise Point Positioning) マスターコントロール局および追跡管制局での運用技術 GPS 補完 LEX 信号を使ったインテグリティ情報の生成と通知 その性能 準天頂衛星 GPSの軌道と時刻をリアルタイムならびに後処理で推定 電離層遅延の推定 GPS 補完信号によるGPS 性能改善 LEX 経由で送信される準天頂衛星 GPSの補正情報 ( 軌道 時刻 伝搬補正情報 ) による精度向上 JAXA_LEX 信号で送信する精密軌道 クロック情報を使用した単独搬送波位相測位の実施 地上基準点に拠らない搬送波位相測位技術の検証 31

32 JAXA 技術実証実験の概要 (2/3) ユーサ に提供する軌道 時刻 推定した軌道 時刻 真の軌道 時刻 D) 精度 誤差 誤差 QZS-1 の軌道 時刻推定値 航法メッセーシ ( 衛星の軌道 時刻情報 ) 等の精度検証 (L 帯測位 レーサ レンシ ンク 時刻比較 (NICT 実施 ) 結果の比較等 ) C) インテグリティ 異常模擬による QZSS 異常の早期検知及びユーサ への早期通知アルコ リス ムの検証 通知時間の確認 航法メッセーシ によりユーサ 通知! 測位性能の低下 A) 信号 測位信号を作っている衛星クロックの長期安定度評価 Δf/f B) システム運用 例 ) アラン分散特性 τ(=1~10 5 sec) 大型アンテナ受信による EIRP 計測 (L-ANT 性能確認 他 GNSS との共存性確認等 ) 測位信号のアヘ イラヒ リティに影響する衛星の軌道制御 姿勢制御時間 衛星システム / 地上システムインフラの稼働率 測位実験システムが性能を維持している時間率に基づいた QZSS 稼働率を長期モニタにより観測 32

33 JAXA 技術実証実験の概要 (3/3) E) 単独搬送波位相測位 (PPP) 技術開発 PPP 実験の共通的な基盤技術開発 1 モニタ局ネットワークの拡張 マルチ GNSS 対応のネットワーク 2 軌道 クロック推定精度改善 3 送信メッセージ改良 4 受信機アルゴリズムの開発 協力機関と実施する技術実証実験 1 地上基準点によらない単独搬送波測位の特徴を活かした実験 津波監視システム 海上センサネットワーク 電子基準点網が未発達な国での利用 国際 GNSS 事業 国土地理院など内外機関と連携協力によって低コストで構築 2マルチGNSS 利用による精密リアルタイム測位 移動体利用 自動車の車線判別 交差点での衝突事故防止 精密農業 建設機械制御など 33

34 技術実証の実施方法 多地点 多くの利用形態での検証を実施 結果を収集 統計的分析テ ータヘ ース 成果共有フ ラットフォーム 観測点イメージ 都市における観測 協力機関に依頼し 準天頂衛星対応受信機を使ってもらい 結果のデータを収集 山林の観測 PDA 型 ロガー型 複数周波数対応型 キーホルダータイプなど小型受信機 測位結果を蓄積 オフラインでの利用 定点観測 移動体観測 精密測位 みちびき と GPS の両信号に対応するチップ開発について 国内外の複数のチップベンダーから JAXA に協力要請があり受諾した JAXA としてさらに幅広く募集する予定 34

35 ( 参考 ) 国際的な状況 (1/3) ~ 米国 GPS との協力関係 ~ 1998 年 9 月 GPS の利用における日本国政府とアメリカ合衆国政府との間の協力に関する共同声明 ( 小渕 クリントン声明 ) GPS の利用に関する重要事項を議論するために日米両国政府で構成する日米 GPS 全体会合を年 1 回開催することとした ( 次回会合は 2011 年 1 東京開催予定 ) 2002 年 10 月の日米 GPS 全体会合において 準天頂衛星システムと GPS との技術的な調整を図るため TWG(Technical Working Group) の設置が合意 これまでの TWG 会合において以下を確認している 共存性 ( compatibility ): 双方のシステムが互いに有害な電波干渉を起こさずに運用できること 相互運用性 (interoperability): 双方のシステムの測位信号を同一のアンテナ 受信回路で受信可能できること 35

36 ( 参考 ) 国際的な状況 (2/3( 2/3) ~ICG(GNSS に関する国際委員会 ) との関係 ~ ICG=International Committee on GNSS 国連宇宙空間平和利用委員会 (UN-COPUOS) の下に2006 年に設置された衛星測位システムに 関する委員会 関心国 組織によるボランタリーベースの活動 日本は GNSS プロバイダーとして参加 運輸多目的衛星用衛星航法補強システム (MSAS) 準天頂衛星システム (QZSS) メンバーとして ICG 意思決定に参加 次回会合 2010 年 10 月 伊トリノ 次々回会合 2011 東京予定 参加メンバー GNSS プロバイダー ( 米 :GPS 欧 :Galileo 露 :GLONASS 中 :COMPASS 印 :IRNSS 日 :QZSS) 加盟国 ( 伊 マレーシア ナイジェリア アラブ首長国連邦 ) 関連国際機関 ( 国際度量衡局 (BIPM) 国際測量学会 (IAG) 国際 GNSS サービス (IGS) 他 ) 36 36

37 ( 参考 ) 国際的な状況 (3/3) ~ アジア オセアニア地域マルチ GNSS 実証実験 ~ みちびき は 赤道を中心に日本とオーストラリアの上空を 8 の字を描く準天頂軌道を通るため 日本ばかりでなく 韓国やオーストラリア 東南アジアからでも受信でき 同じようなサービスを利用することが可能 アジア オセアニア地域は 世界でいち早く マルチ GNSS (GPS Glonass Galileo Compass QZSS IRNSS) の利益を享受できる地域 アジア オセアニア地域でマルチ GNSS の利用推進を目的に 利用実証の共同実験を推進する枠組みの立ち上げを目指している 第 1 回アジアオセアニア地域ワークショップ 2010 年 1 月 25,26 日タイ バンコクにて 18 カ国 95 機関 195 名の参加者 第 2 回開催予定 豪州メルボルン 37

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