IS-QZSS

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1 IS-QZSS Ver..6 準 天 頂 衛 星 システム ユーザインタフェース 仕 様 書 (IS-QZSS) この 文 書 の 内 容 は 206 年 9 月 以 降 に 予 定 されている 準 天 頂 衛 星 システムサ ービス 株 式 会 社 が 整 備 する QZSS 地 上 システムが 完 成 し 当 該 システムで みち びき の 運 用 が 開 始 されるまで 有 効 である 新 地 上 システムによる みちびき の 運 用 開 始 後 は 準 天 頂 衛 星 システムサービス パフォーマンススタンダード 及 びユー ザインタフェース 仕 様 書 に 基 づく 信 号 サービスが 提 供 される 204 年 月 28 日 宇 宙 航 空 研 究 開 発 機 構

2 IS-QZSS Ver..6 IS-QZSS.6 版 公 開 にあたって 宇 宙 航 空 研 究 開 発 機 構 では 204 年 月 28 日 に 準 天 頂 衛 星 システム ユーザインタフェース 仕 様 書 (IS-QZSS).6 版 を 公 開 させていただきました 203 年 3 月 に 制 定 した.5 版 からの 主 要 な 変 更 は GPS 各 信 号 仕 様 の 変 更 と 打 ち 上 げ 後 の 運 用 に 伴 う 諸 情 報 の 更 新 および L-SAIF 信 号 に 関 する 情 報 の 追 加 LEX 信 号 に 関 する 情 報 の 更 新 (MADOCA-LEX に 関 する 情 報 の 追 加 と 国 土 地 理 院 実 験 用 メッセージに 関 する 記 述 の 削 除 ) 等 です 204 年 3 月 のドラフト 版 の 公 開 以 降 ユーザの 皆 様 からのコメント 募 集 およびユ ーザミーティングを 経 て 確 定 いたしました.6 版 発 行 後 も 引 き 続 き システム 性 能 や 運 用 方 法 データの 取 り 扱 い 読 み 易 さ 等 の 観 点 について 今 後 のシステム 運 用 や 打 上 げ 後 の 利 用 推 進 等 の 結 果 を 踏 まえてアップデートを 行 なう 計 画 です ユーザの 皆 様 からのコメント 質 問 は 随 時 今 後 も 受 け 付 けることにしております 御 不 明 な 点 改 善 点 など ごさいましたら 事 務 局 ( )までご 連 絡 下 さい また 受 信 機 の 設 計 製 作 に 必 要 な 情 報 でご 不 明 の 点 に 関 しましてもお 問 い 合 わせいただけますようお 願 い 申 し 上 げます なお 本 仕 様 書 は JAXA が 運 用 する 期 間 の 準 天 頂 衛 星 初 号 機 みちびき とのユーザインタフェースをま とめたものであり 内 閣 府 宇 宙 戦 略 室 が 整 備 する 実 用 準 天 頂 衛 星 システムの 仕 様 は 本 書 には 含 まれてお りません 免 責 事 項 () IS-QZSS 及 び 準 天 頂 衛 星 初 号 機 から 送 信 される L 帯 測 位 信 号 ( 以 下 測 位 信 号 等 という )について その 精 度 実 用 性 送 信 の 継 続 性 及 び 特 定 の 利 用 目 的 に 対 する 適 合 性 等 は 一 切 保 証 いたしません (2) 測 位 信 号 等 の 利 用 や 当 該 利 用 に 基 づき 開 発 された 製 品 やサービス 提 供 等 に 関 して 生 じた 直 接 又 は 間 接 の 損 害 について 一 切 の 責 任 を 負 いません

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6 訂 符 日 付 改 訂 理 由 /6/7 初 版 制 定 改 訂 履 歴 IS-QZSS Ver /7/3 国 土 地 理 院 が 行 う 実 験 用 メッセージ 定 義 の 追 加 GPS LC 信 号 仕 様 の 設 計 進 捗 L-SAIF 信 号 仕 様 の 設 計 進 捗 システムの 設 計 進 捗 メッセージ 通 知 時 間 の 定 義 見 直 し 誤 記 及 び 編 集 上 の 訂 正.2 20/2/25 GPS LC メッセージ 仕 様 の 設 計 進 捗 L-SAIF+メッセージに 関 する 情 報 の 追 加 運 用 情 報 提 供 サイトの 公 開 地 上 補 完 信 号 (IMES)に 関 する 開 発 の 進 捗 誤 記 及 び 編 集 上 の 訂 正.3 20/6/22 GPS LC メッセージ 仕 様 の 設 計 進 捗 SPAC-LEX 信 号 に 関 する 情 報 の 追 加 打 ち 上 げ 後 の 運 用 に 伴 う 諸 情 報 の 更 新 地 上 補 完 信 号 (IMES)に 関 する 開 発 の 進 捗 誤 記 及 び 編 集 上 の 訂 正.4 202/02/28 打 ち 上 げ 後 の 運 用 に 伴 う 諸 情 報 の 更 新 誤 記 及 び 編 集 上 の 訂 正.5 203/03/27 () 打 ち 上 げ 後 の 運 用 に 伴 う 諸 情 報 の 更 新 (2) GPS の 各 信 号 仕 様 の 変 更 に 伴 う 諸 情 報 の 更 新 (3) エフェメリスパラメータ アルマナックデータ UTC パラメータの 更 新 タイミング 変 更 とそれに 伴 う 諸 情 報 の 更 新 (4) L-SAIF 信 号 に 関 する 情 報 の 追 加 (5) LEX 信 号 に 関 する 情 報 の 追 加 (6) 地 上 補 完 信 号 (IMES)に 関 する 開 発 の 進 捗 に 伴 う 諸 情 報 の 更 新 (7) 誤 記 および 編 集 上 の 訂 正.6 204//28 () 打 ち 上 げ 後 の 運 用 に 伴 う 諸 情 報 の 更 新 (2) GPS の 各 信 号 仕 様 の 変 更 に 伴 う 諸 情 報 の 更 新 (3) L-SAIF 信 号 に 関 する 情 報 の 追 加 (4) LEX 信 号 に 関 する 情 報 の 更 新 (MADOCA-LEX に 関 する 記 述 の 追 加 と 国 土 地 理 院 実 験 用 メッセージに 関 する 記 述 の 削 除 ) (5) 誤 記 訂 正

7 目 次 IS-QZSS Ver..6 範 囲... 2 適 用 文 書 QZSS 概 要 QZSS 概 要 システム 概 要 衛 星 系 システム 概 要 地 上 系 システム 概 要 運 用 データ メンテナンス 故 障 と 復 旧 実 験 送 信 信 号 送 信 信 号 の 種 別 送 信 信 号 のスペクトラム 送 信 信 号 の 概 略 仕 様 送 信 信 号 のドップラー 仰 角 及 び 方 位 角 受 信 電 力 時 刻 系 及 び 座 標 系 時 刻 系 座 標 系 他 システムとのインタフェース 時 刻 系 GPS とのインタフェース Galileo とのインタフェース 座 標 系 QZSS サービス 実 証 QZSS サービス 実 証 エリア 機 の QZS の 覆 域 QZSS の 覆 域 QZSS コンステレーションの 仰 角 QZSS コンステレーションの 可 視 性 QZS が 送 信 する 電 離 層 パラメータの 対 象 領 域 GNSS と 組 み 合 わせた 時 の 可 視 性 サービス 実 証 時 間 / 期 間 打 ち 上 げ 時 刻 で 確 定 した 初 期 昇 交 点 赤 経 について システム 性 能 アベイラビリティ 機 の 場 合 の QZSS アベイラビリティ i

8 IS-QZSS Ver QZSS コンステレーション(3 機 構 成 )のアベイラビリティ ALERT フラグ URA ヘルス 情 報 インテグリティ 情 報 ALERT フラグ URA ヘルス 情 報 インテグリティ 情 報 の 通 知 通 知 時 間 誤 警 報 確 率 誤 検 出 確 率 L-SAIF 信 号 の 仕 様 精 度 補 完 信 号 による SIS 精 度 既 存 の GNSS とのインターオペラビリティに 関 わる 精 度 電 離 層 パラメータの 精 度 補 完 信 号 による 測 位 精 度 補 強 信 号 による 測 位 精 度 信 号 特 性 QZS 信 号 の 全 般 特 性 RF 特 性 信 号 構 造 周 波 数 相 関 損 失 搬 送 波 位 相 雑 音 スプリアス 信 号 内 の 位 相 関 係 信 号 間 の PRN コード 位 相 関 係 最 低 信 号 強 度 偏 波 特 性 アンテナ 位 相 中 心 特 性 PRN コード 航 法 メッセージ 航 法 メッセージの 内 容 サブフレーム ページ データセットに 関 するタイミング LC/A 信 号 RF 特 性 信 号 構 造 搬 送 波 特 性 コード 特 性 メッセージ メッセージ 構 造 メッセージの 内 容 LC 信 号 RF 特 性 信 号 構 造 ii

9 IS-QZSS Ver 搬 送 波 特 性 コード 特 性 メッセージ メッセージ 構 造 符 号 化 処 理 インターリーブ 処 理 メッセージの 内 容 L-SAIF 信 号 RF 特 性 信 号 構 造 搬 送 波 特 性 コード 特 性 エラー 訂 正 符 号 メッセージ メッセージ 構 造 メッセージの 適 用 メッセージの 内 容 (SBAS 互 換 メッセージ) メッセージの 内 容 (SBAS 非 互 換 メッセージ) L-SAIF+メッセージ L2C 信 号 RF 特 性 信 号 構 造 搬 送 波 特 性 コード 特 性 メッセージ メッセージ 構 造 メッセージの 内 容 L5 信 号 RF 特 性 信 号 構 造 搬 送 波 特 性 コード 特 性 メッセージ メッセージ 構 造 メッセージの 内 容 LEX 信 号 RF 信 号 特 性 信 号 構 造 搬 送 波 特 性 コード 特 性 メッセージ iii

10 IS-QZSS Ver メッセージ 構 造 メッセージの 内 容 ユーザアルゴリズム 定 数 光 速 地 球 自 転 角 速 度 地 球 重 力 定 数 円 周 率 Semi-Circle 時 系 / 座 標 系 に 関 わるユーザアルゴリズム 時 系 に 関 わるユーザアルゴリズム 座 標 系 に 関 わるユーザアルゴリズム 地 心 地 球 固 定 直 交 座 標 系 の 定 義 軌 道 計 算 によって 得 られた 衛 星 の 位 置 共 通 アルゴリズム 時 刻 関 係 時 刻 により 計 算 される 値 MCS における 元 期 のセット ユーザにおける 週 の 切 換 りの 考 慮 SV クロックオフセット 補 正 のユーザアルゴリズム 波 ユーザの 2 波 観 測 による 電 離 層 遅 延 量 の 補 正 LC/A 信 号 と L2C 信 号 の 2 波 ユーザ LC/A 信 号 と L5 信 号 の 2 波 ユーザ L2C 信 号 と L5 信 号 の 2 波 ユーザ LC 信 号 と L2C 信 号 の 2 波 ユーザ LC 信 号 と L5 信 号 の 2 波 ユーザ 波 ユーザの 内 部 信 号 群 遅 延 誤 差 の 補 正 LC/A 信 号 の 内 部 信 号 群 遅 延 誤 差 の 補 正 L2C 信 号 の 内 部 信 号 群 遅 延 誤 差 の 補 正 L5 信 号 の 内 部 信 号 群 遅 延 誤 差 の 補 正 LC 信 号 の 内 部 信 号 群 遅 延 誤 差 の 補 正 エフェメリスデータによる 衛 星 の 軌 道 計 算 アルマナックデータによる 衛 星 の 軌 道 と SV クロックオフセット 計 算 アルマナック 軌 道 データ アルマナック 基 準 時 刻 : t oa とアルマナック 基 準 週 番 号 : WN a アルマナック 時 刻 データによる 衛 星 の SV クロックオフセット 計 算 協 定 世 界 時 パラメータによる UTC の 算 出 電 離 層 パラメータによる 電 離 層 遅 延 量 の 補 正 NMCT(LC/A 信 号 ) DC データ(LC 信 号 L2C 信 号 L5 信 号 )による 補 正 NMCT( 航 法 メッセージ 補 正 テーブル)データによる 補 正 iv

11 IS-QZSS Ver DC データ(LC 信 号 L2C 信 号 L5 信 号 )による 補 正 他 の 衛 星 航 法 システムとの 相 互 運 用 性 に 関 わるアルゴリズム L-SAIF アルゴリズム タイムアウト 補 正 情 報 の 適 用 手 順 クロック 軌 道 の 補 正 ( 長 期 補 正 ) 擬 似 距 離 の 補 正 と 適 用 ( 高 速 補 正 大 気 遅 延 補 正 ) 電 離 層 伝 搬 遅 延 補 正 対 流 圏 遅 延 補 正 インテグリティ 情 報 の 適 用 手 順 保 護 レベルの 計 算 クロックおよび 軌 道 成 分 クロック 軌 道 共 分 散 電 離 層 伝 搬 遅 延 マルチパス 誤 差 対 流 圏 伝 搬 遅 延 準 天 頂 衛 星 位 置 の 計 算 LEX 信 号 のアルゴリズム LEX メッセージのリードソロモン 符 号 化 アルゴリズム ガロア 体 ( 2 ) GF の 構 成 基 底 の 変 換 符 号 化 復 号 化 メッセージタイプ 2(MADOCA-LEX)の 利 用 に 関 する 留 意 事 項 SSR IOD 時 刻 補 正 その 他 受 信 機 内 部 のバイアス 運 用 情 報 の 提 供 運 用 情 報 提 供 サイト 公 開 情 報 データと 公 開 方 法 運 用 計 画 実 績 情 報 の 公 開 (NAQU:NOTICE ADVISORY TO QZSS USERS) 実 験 スケジュールの 公 開 実 験 評 価 結 果 の 公 開 ユーザ 運 用 支 援 情 報 の 生 成 ユーザ 運 用 計 画 支 援 ツール (QZ-radar) 軌 道 情 報 提 供 放 送 パターンテーブル 提 供 精 密 軌 道 暦 の 提 供 QZSS GPS 最 終 暦 ( 軌 道 およびクロック) v

12 IS-QZSS Ver QZSS GPS 超 速 報 暦 ( 軌 道 およびクロック) 精 密 軌 道 暦 生 成 支 援 情 報 ( 研 究 利 用 ユーザ 向 け) GPS との 違 い 航 法 メッセージの 違 い LC/A 信 号 の GPS との 違 い L2C 信 号 及 び L5 信 号 に 重 畳 されている CNAV メッセージの GPS との 違 い LC 信 号 に 重 畳 されている CNAV-2 メッセージの GPS との 違 い RF 特 性 の 違 い LC 信 号 の 拡 散 変 調 方 式 の 違 い LC 信 号 の 信 号 位 相 の 違 い vi

13 IS-QZSS Ver..6 図 リスト 図 3..- システム 概 要 図... 4 図 軌 道 概 要 図 (3 機 構 成 の 場 合 )... 5 図 コンステレーション 図 (EPOCH=2009/Dec/26/2:00UTC)(3 機 構 成 の 場 合 )... 5 図 QZS のノミナル 軌 道 の 地 上 軌 跡... 7 図 QZS の 概 観 図... 8 図 QZS のブロック 図... 8 図 地 上 局 の 配 置 図... 9 図 MCS の 概 観 図... 0 図 TT&C アンテナの 概 観 図... 0 図 システムデータフロー 図... 図 航 法 メッセージの 更 新 の 例... 2 図 航 法 メッセージのアップリンクの 例... 2 図 ALERT フラグ URA NSC 変 更 の 関 係... 4 図 軌 道 メンテナンス 範 囲... 5 図 送 信 信 号 のスペクトラム... 6 図 QZS- と 各 都 市 の 相 対 速 度 の 例 ( 距 離 の 変 化 率 ) ( 計 算 条 件 は 表 3..- 参 照 観 測 EPOCH=2009/Dec/26/2:00UTC 横 軸 は 経 過 時 間 )... 8 図 各 都 市 における QZSS の 仰 角 と 方 位 角 の 例 ( 計 算 条 件 は 表 3..- 参 照 観 測 EPOCH=2009/Dec/26/2:00UTC) 図 各 都 市 における QZS- の 信 号 の 受 信 電 力 の 変 化 の 例 ( 計 算 条 件 は 表 3..- 参 照 観 測 EPOCH=2009/Dec/26/2:00UTC 横 軸 は 経 過 時 間 )... 2 図 時 刻 系 の 関 係 図 図 座 標 系 の 関 係 図 図 4..- 機 の QZS が 仰 角 0 度 以 上 に 見 える 時 間 率 図 機 の QZS が 仰 角 60 度 以 上 に 見 える 時 間 率 図 QZSS コンステレーションの 内 機 の QZS が 仰 角 0 度 以 上 に 見 える 時 間 率 (3 機 構 成 の 場 合 ) 図 QZSS コンステレーションの 内 機 の QZS が 仰 角 60 度 以 上 に 見 える 時 間 率 (3 機 構 成 の 場 合 ) 図 QZSS コンステレーションの 各 都 市 の 仰 角 の 例 (3 機 構 成 の 場 合 ) ( 計 算 条 件 :QZS- に ついては 表 3..- 参 照 2 号 機 3 号 機 については 昇 交 点 赤 経 = 初 号 機 の 値 ±20 度 と 仮 定 観 測 EPOCH: 2009/2/26 2:00UTC 横 軸 は 経 過 時 間 ) 図 QZSS コンステレーションの QZSS 平 均 可 視 数 (3 機 構 成 仰 角 0 度 以 上 の 場 合 ) 図 QZSS が 提 供 する 電 離 層 パラメータの 対 象 領 域 図 PDOP < 6 の 時 間 割 合 (/2) 図 平 均 可 視 衛 星 数 (/3) 図 各 都 市 における QZS- の 可 視 時 間 ( 計 算 条 件 は 表 参 照 濃 い 部 分 は 仰 角 60 度 以 上 薄 い 部 分 は 仰 角 0 度 以 上 白 い 部 分 は 仰 角 0 度 未 満 縦 軸 の 時 間 は 左 軸 が UTC ( 日 本 時 間 -9 時 間 ) 右 軸 が 日 本 時 間 ) 図 ALERT フラグ URA ヘルス 情 報 及 びインテグリティ 情 報 の 通 知 時 間 vii

14 IS-QZSS Ver..6 図 5..- QZS- と GPS-Ⅲの L 信 号 位 相 関 係 ( 反 時 計 回 りの 方 向 は 位 相 の 進 みを 示 す また 各 信 号 の 位 相 は 変 調 ビットが"0"の 時 の 相 対 位 相 を 示 す ) 図 全 QZSS 信 号 の 位 相 ノイズ 図 コードジッタσ jitter の 定 義 図 PRN コードの rising/falling エッジ 遅 れ 時 間 Δの 定 義 図 LC/A 信 号 の URA ヘルス 関 連 情 報 図 LC 信 号 の 信 号 構 造 図 TOI,ITOW と 週 内 秒 の 関 係 図 FEC 生 成 方 式 図 メッセージブロックのフォーマット... 8 図 L5 信 号 の 信 号 構 造 図 LEX 信 号 構 造 図 LEX 信 号 コードの 生 成 ブロック 図 図 LEX 信 号 のタイミング 関 係 図 図 LEX メッセージ 構 造 図 リードソロモン 符 号 化 図 メッセージタイプ 0 信 号 ヘルス エフェメリスデータ&SV クロック 図 メッセージタイプ 信 号 ヘルス エフェメリスデータ&SV クロック 及 び 電 離 層 補 正 44 図 信 号 ヘルスパケット 図 エフェメリスデータ& SV クロックパケット 図 電 離 層 補 正 パラメータパケット 図 MADOCA-LEX メッセージ(メッセージタイプ 2)の 構 造 図 つの IGP による 補 間 アルゴリズムの 定 義 図 つの IGP による 補 間 アルゴリズムの 定 義 図 時 刻 補 正 情 報 の 配 信 イメージ 図 MADOCA-LEX に 含 まれる 時 刻 補 正 情 報 の 利 用 方 法 の 例 図 MADOCA-LEX に 含 まれる 時 刻 補 正 情 報 の 利 用 方 法 の 例 表 リスト 表 3..- QZS- ノミナル 軌 道 の 計 算 条 件... 7 表 地 上 局 位 置 情 報... 9 表 送 信 信 号 の 概 略 仕 様... 7 表 各 信 号 のドップラー 係 数... 9 表 各 都 市 における 可 視 時 間 の 計 算 条 件 表 補 完 信 号 による 測 位 精 度 表 補 強 信 号 による 測 位 精 度 表 5.- QZS 信 号 の 諸 元 表 5..- QZS 信 号 の 信 号 構 造... 4 表 信 号 間 の PRN コード 位 相 の 差 表 QZS 信 号 の 5 ビットヘルス 定 義 viii

15 IS-QZSS Ver..6 表 データ ID と 衛 星 ID による 内 容 の 識 別 表 データ ID と 衛 星 ID と GPS メッセージとデータフォーマット 参 照 先 の 対 応 一 覧 表 QZS における 衛 星 ヘルス 送 信 順 表 QZS における NMCT 送 信 順... 6 表 航 法 メッセージ D LC のエフェメリスデータ 及 びクロックのパラメータ 定 義 表 航 法 メッセージ D LC のページ 番 号 定 義 最 大 送 信 間 隔 表 航 法 メッセージ D LC の 電 離 層 パラメータのパラメータ 定 義 表 航 法 メッセージ D LC の GPS/GNSS 時 刻 オフセット 地 球 回 転 パラメータのパラメータ 定 義 表 航 法 メッセージ D LC の Reduced アルマナックデータのパラメータ 定 義 表 航 法 メッセージ D LC の Midi アルマナックデータのパラメータ 定 義 表 航 法 メッセージ D LC の DC データのパラメータ 定 義 表 SAIF メッセージタイプ 表 メッセージタイプ:PRNマスク 情 報 表 PRNスロット 表 メッセージタイプ2~5: 高 速 補 正 表 UDRE 値 表 メッセージタイプ6:インテグリティ 情 報 表 メッセージタイプ7: 高 速 補 正 劣 化 係 数 表 メッセージタイプ0: 劣 化 係 数 表 メッセージタイプ8:IGPマスク 表 IGP 位 置 の 定 義 表 メッセージタイプ24: 高 速 / 長 期 補 正 表 メッセージタイプ25: 長 期 補 正 表 メッセージタイプ25のサブメッセージ 表 GLONASS のエフェメリスの 指 定 に 用 いる 情 報 表 メッセージタイプ26: 電 離 層 伝 搬 遅 延 補 正 表 GIVEIの 値 表 メッセージタイプ28:クロック- 軌 道 共 分 散 表 メッセージタイプ63:ヌルメッセージ 表 メッセージタイプ 2:タイミング 情 報 表 メッセージタイプ52:TGP マスク 表 TGP 位 置 の 定 義 (/2) 表 メッセージタイプ53: 対 流 圏 遅 延 補 正 表 メッセージタイプ56: 内 部 信 号 群 遅 延 誤 差 補 正 情 報 表 QZS エフェメリス 情 報 表 航 法 メッセージ D L2C のメッセージタイプ 定 義 表 航 法 メッセージ D L2C 最 大 送 信 間 隔 表 航 法 メッセージ D L2C のエフェメリスデータのパラメータ 定 義 表 航 法 メッセージ D L2C のSVクロックパラメータ 定 義 表 航 法 メッセージ D L2C の 電 離 層 パラメータのパラメータ 定 義... 0 ix

16 IS-QZSS Ver..6 表 航 法 メッセージ D L2C の 群 遅 延 誤 差 補 正 パラメータ(T GD ISC) 定 義... 0 表 航 法 メッセージ D L2C のエフェメリス 関 連 パラメータのパラメータ 定 義... 0 表 航 法 メッセージ D L2C の Midi アルマナックデータのパラメータ 定 義... 2 表 航 法 メッセージ D L2C の Reduced アルマナックデータのパラメータ 定 義... 2 表 航 法 メッセージ D L2C の DC データのパラメータ 定 義... 7 表 航 法 メッセージ D L2C の GPS/GNSS 時 刻 オフセット(GGTO)のパラメータ 定 義... 8 表 航 法 メッセージ D L5 のメッセージタイプ 定 義 表 航 法 メッセージ D L5 最 大 送 信 間 隔 表 航 法 メッセージ D L5 のエフェメリスデータのパラメータ 定 義 表 航 法 メッセージ D L5 のSVクロックパラメータ 定 義 表 航 法 メッセージ D L5 の 電 離 層 パラメータのパラメータ 定 義 表 航 法 メッセージ D L5 の 群 遅 延 補 正 パラメータ(T GD ISC) 定 義 表 航 法 メッセージ D L5 のエフェメリス 関 連 パラメータのパラメータ 定 義 表 航 法 メッセージ D L5 の Midi アルマナックデータのパラメータ 定 義 表 航 法 メッセージ D L5 の Reduced アルマナックデータのパラメータ 定 義 表 航 法 メッセージ D L5 の DC データのパラメータ 定 義 表 航 法 メッセージ D L5 の GPS/GNSS 時 刻 オフセット(GGTO)のパラメータ 定 義 表 LEX 信 号 コードの 生 成 パラメータ 表 メッセージタイプ 定 義... 4 表 エフェメリスパラメータ 表 SV クロック 及 び 群 遅 延 誤 差 補 正 パラメータ 表 電 離 層 補 正 パラメータ 表 メッセージタイプ 0,:メッセージデータ 送 信 間 隔 更 新 間 隔 有 効 時 間 表 MADOCA-LEX メッセージで 送 信 される SSR Packet の Message Type 番 号 一 覧 表 SSR GPS 軌 道 補 正 情 報 (Message Type 番 号 :057) 表 SSR QZSS 軌 道 補 正 情 報 (Message Type 番 号 :246)... 6 表 QZSS Satellite ID 表 SSR GALILEO 軌 道 補 正 情 報 (Message Type 番 号 :240) 表 SSR GLONASS 軌 道 補 正 情 報 (Message Type 番 号 :063) 表 SSR GPS 衛 星 コードバイアス 情 報 (Message Type 番 号 :059) 表 SSR QZSS 衛 星 コードバイアス 情 報 (Message Type 番 号 :248) 表 Indicator to specify the QZSS signal and tracking 表 SSR GALILEO コードバイアス 情 報 (Message Type 番 号 :242) 表 SSR GLONASS 衛 星 コードバイアス 情 報 (Message Type 番 号 :065) 表 SSR GPS URA 情 報 (Message Type 番 号 :06) 表 SSR QZSS URA 情 報 (Message Type 番 号 :250)... 7 表 SSR GALILEO URA 情 報 (Message Type 番 号 :244) 表 SSR GLONASS URA 情 報 (Message Type 番 号 :067) 表 SSR GPS 高 速 時 刻 補 正 情 報 (Message Type 番 号 :062) 表 SSR QZSS 高 速 時 刻 補 正 情 報 (Message Type 番 号 :25) 表 SSR GALILEO 高 速 時 刻 補 正 情 報 (Message Type 番 号 :245) x

17 IS-QZSS Ver..6 表 SSR GLONASS 高 速 時 刻 補 正 情 報 (Message Type 番 号 :068) 表 メッセージタイプ 2 SSR メッセージ 更 新 間 隔 表 タイムアウト 時 間 表 インテグリティに 対 応 する 定 数 K 表 7.2- 公 開 情 報 データの 種 別 表 実 験 評 価 公 開 情 報 一 覧 表 8..- LNAV メッセージにおける QZSS 固 有 の 定 義 となるパラメータ 一 覧... 2 表 CNAV メッセージにおける QZSS 固 有 の 定 義 となるパラメータ 一 覧 (/2) 表 CNAV-2 メッセージにおける QZSS 固 有 の 定 義 となるパラメータ 一 覧 (/2) xi

18 範 囲 IS-QZSS Ver..6 本 書 は 準 天 頂 衛 星 システム( 以 下 QZSS )のシステム 概 要 サービス 概 要 サービス 性 能 準 天 頂 衛 星 ( 以 下 QZS (Quasi Zenith Satellite)) 信 号 の 特 性 及 び 推 奨 するユーザアルゴリズムについてまとめたも のである なお GPS(Global Positioning System) 近 代 化 相 当 の 民 生 用 測 位 信 号 (LC/A 信 号 LC 信 号 L2C 信 号 及 び L5 信 号 )については GPS と 異 なる 点 について 記 述 した QZSS および QZS 信 号 は 米 国 GPS をはじめとする 他 の 衛 星 測 位 システムとの 共 存 性 に 配 慮 し 米 国 GPS との 相 互 運 用 性 を 最 大 化 するように 開 発 されたものである 本 書 は 米 国 GPS との 密 接 な 連 携 の 下 に 作 成 されたものである 本 書 は 準 天 頂 衛 星 初 号 機 ( 以 下 QZS- )から 送 信 される LC/A 信 号 LC 信 号 L-SAIF(L- band Submeter-class Augmentation with Integrity Function) 信 号 L2C 信 号 L5 信 号 LEX(L-band EXperiment) 信 号 を 使 用 する QZSS の 全 ユーザを 対 象 としている 本 書 は QZS- に 対 応 する IS-QZSS のドラフト 初 版 の 公 開 以 降 システム 設 計 や 開 発 の 進 捗 に 応 じて アップデートを 重 ねてきたが 本 制 定 版 において QZS- における 信 号 の 種 別 信 号 強 度 及 び 信 号 構 造 等 が 記 載 の 通 り 確 定 している 今 後 も 利 用 者 からのコメントを 随 時 受 け 付 けるとともに QZS- 打 上 げ 後 の 利 用 推 進 の 結 果 および 運 用 の 状 況 等 を 踏 まえ 運 用 方 法 およびデータの 取 り 扱 い ならびに 読 み 易 さ 等 の 観 点 において 適 宜 見 直 しを 行 い 改 訂 を 行 う 予 定 である 改 訂 にあたっては 事 前 に 改 訂 案 を 公 開 し ユーザからのコメントを 踏 まえることとする なお 民 間 が 主 体 となって 実 施 する 利 用 実 証 に 係 わるユーザインタフェース( 補 強 サービス 性 能 仕 様 補 強 情 報 メッセージ 内 容 等 )については 別 途 一 般 財 団 法 人 衛 星 測 位 利 用 推 進 センターが 必 要 に 応 じて 関 係 機 関 と 調 整 をとりつつ 取 りまとめることとなっている 第 3 章 では QZSS のシステム 概 要 を 示 し 第 4 章 では QZSS のサービスの 概 要 を 示 す また 第 5 章 以 降 は 受 信 機 の 設 計 に 当 たって 参 照 されるべき QZS 信 号 仕 様 とそのユーザアルゴリズムを 示 している 最 後 に 第 8 章 には GPS との 違 いをまとめた 本 書 の 項 ALERT フラグ URA ヘルス 情 報 のうちの L-SAIF 信 号 の 仕 様 項 補 強 信 号 による 測 位 精 度 5.4 項 L-SAIF 信 号 及 び 6.4 項 L-SAIF アルゴリズム については 独 立 行 政 法 人 電 子 航 法 研 究 所 における L-SAIF 信 号 の 研 究 開 発 の 成 果 を 記 載 している また 項 および 項 に 記 載 された L-SAIF+メッセージ に 関 する 情 報 については 一 般 財 団 法 人 衛 星 測 位 利 用 推 進 センターの 研 究 開 発 の 成 果 を 反 映 している 詳 細 な 内 容 については 別 途 一 般 財 団 法 人 衛 星 測 位 利 用 推 進 センターよりインタフェース 仕 様 を 規 定 する 文 書 が 公 開 されている(200 年 7 月 ) ( 適 用 文 書 (6) 参 照 ) QZSS は 準 天 頂 衛 星 システムを 意 味 する Quasi Zenith Satellite System の 略 である 全 体 システムを 総 称 するとき この 略 称 を 使 う

19 IS-QZSS Ver..6 LEX 信 号 の 仕 様 のうち 項 メッセージタイプ 56~255 の 詳 細 な 仕 様 に 関 しては 別 途 一 般 財 団 法 人 衛 星 測 位 利 用 推 進 センターよりインタフェース 仕 様 を 規 定 する 文 書 が 公 開 されている(20 年 7 月 ) ( 適 用 文 書 (6) 参 照 ) 2 適 用 文 書 () Navstar GPS Space Segment / Navigation User Interface, Interface Specification, IS-GPS Rev. H, Sept (2) Navstar GPS Space Segment / User Segment L5 Interfaces, Interface Specification, IS-GPS Rev. D, Sept (3) Navstar GPS Space Segment/User Segment LC Interfaces, Interface Specification, IS-GPS Rev. D, Sept (4) International Standards and Recommended Practices, Aeronautical Telecommunications, Annex 0 to the Convention on International Civil Aviation, vol. I, ICAO, Nov (5) Minimum Operational Performance Standards for Global Positioning System/Wide Area Augmentation System Airborne Equipment, DO-229C, RTCA, Nov (6) SPAC- 利 , 準 天 頂 衛 星 システム 利 用 実 証 補 強 メッセージ 仕 様 書 一 般 財 団 法 人 衛 星 測 位 利 用 推 進 センター, 204 年 5 月 (7) RTCM SPECIAL COMMITTEE NO. 04, RTCM Paper SC04-STD, RTCM STANDARD DIFFERENTIAL GNSS (GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEMS) SERVICES VERSION 3 with Amendment 2, Nov,

20 3 QZSS 概 要 IS-QZSS Ver..6 準 天 頂 衛 星 システム(Quasi-Zenith Satellite System)は 日 本 付 近 で 常 に 天 頂 方 向 に 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 システムであり 山 間 地 ビル 陰 等 に 影 響 されず 全 国 をほぼ00%カバーする 高 精 度 の 測 位 サービスの 提 供 を 実 現 可 能 とする QZSS のサービスは GPS を 補 完 補 強 する 2 つのサービスを 有 している GPS 補 完 サービスは 米 国 が 運 用 する GPS と 組 み 合 わせ 準 天 頂 軌 道 を 利 用 して 衛 星 の 幾 何 学 的 配 置 を 改 善 することにより 都 市 部 や 山 間 部 における 測 位 可 能 エリア 時 間 を 増 大 させるとともに GPS 近 代 化 相 当 の 民 生 用 測 位 信 号 (LC/A 信 号 LC 信 号 L2C 信 号 及 び L5 信 号 )を 送 信 して 測 位 精 度 の 向 上 を 目 指 すものである また GPS 補 完 信 号 のうち LC 信 号 および L5 信 号 は GPS と Galileo の 合 意 を 受 け GPS はもちろんのこと Galileo との 相 互 運 用 性 も 確 保 し 衛 星 測 位 ユーザの 利 便 性 向 上 を 図 るものである QZS から 送 信 する GPS 補 完 に 関 する 信 号 は 近 代 化 GPS との 共 存 性 相 互 運 用 性 を 確 保 することか ら 近 代 化 GPS 信 号 をベースとしており LC/A 信 号 LC 信 号 L2C 信 号 L5 信 号 を 送 信 することと し そこからの 仕 様 変 更 を 最 小 限 に 抑 えることとしている 一 方 の GPS 補 強 サービスは L-SAIF 信 号 及 び LEX 信 号 を QZS から 送 信 することで 測 距 補 正 情 報 の 送 信 による 高 精 度 化 ヘルス 情 報 の 通 知 や 故 障 判 定 による 高 信 頼 性 化 及 び GPS 衛 星 の 捕 捉 支 援 情 報 等 をユーザへ 通 知 してユーザの 利 便 性 の 向 上 に 寄 与 することができる 3

21 3. QZSS 概 要 IS-QZSS Ver システム 概 要 QZSS は 衛 星 系 システムと 呼 ばれる 宇 宙 空 間 に 配 備 された QZS と 地 上 系 システムと 呼 ばれる 地 上 に 配 備 されたモニタ 局 ( 以 下 MS (Monitor Station))やマスタコントロール 局 ( 以 下 MCS (Master Control Station)) 追 跡 管 制 局 時 刻 制 御 実 験 局 ( 以 下 TMS (Time Management Station)) から 構 成 される QZS 信 号 は QZS から 送 信 され MS でモニタされる MCS は MS のモニタ 結 果 を 集 信 し QZS の 時 刻 や 軌 道 を 推 定 予 報 する MCS は 更 に 他 の 情 報 も 集 めて 航 法 メッセージを 生 成 し 追 跡 管 制 局 を 介 して QZS にアップリンクする 追 跡 管 制 局 は QZS の 状 態 を 常 時 監 視 しており 必 要 に 応 じて MCS と 連 携 しながら 適 切 なサービ スを 提 供 するように 機 能 する また 約 半 年 に 回 程 度 の 周 期 で QZS の 軌 道 位 置 を 常 に 正 しい 位 置 に 保 持 するべく 軌 道 制 御 する 図 3..- システム 概 要 図 3... 衛 星 系 システム 概 要 3... コンステレーション 衛 星 系 システムは 宇 宙 に 配 備 された 複 数 の QZS で 構 成 される 全 ての QZS は 日 本 東 南 ア ジア オーストラリア 等 の 上 空 を 飛 翔 する 軌 道 に 投 入 される 4

22 IS-QZSS Ver. １.6 図 軌道概要図 3 機構成の場合 QZS2 g] 80 緯 度 引 数[ de 40 43度 赤道 0 QZS3 昇交点赤経(RAAN) =3 AA 軌 道 面B (R AA 面A (R 道 軌 軌 200 N =2 N N AA (R 面C 道 de g ) 0 de g 0d eg ) =9 280 ) 320 QZS (注)QZS2, 3と軌道との対応は 暫定である 図 コンステレーション図 EPOCH=2009/Dec/26/2:00UTC 3 機構成の場合 5

23 3...2 軌 道 IS-QZSS Ver..6 QZS のノミナル 軌 道 は 以 下 の 通 りであり 静 止 軌 道 と 同 じ 軌 道 周 期 ( 約 23 時 間 56 分 )で 軌 道 傾 斜 を 持 ち 最 終 的 には 複 数 の 軌 道 面 にそれぞれ 機 の 衛 星 を 配 する 軌 道 長 半 径 (A) A = 4264 [km]( 平 均 ) 離 心 率 (e) e = 0.075± 軌 道 傾 斜 角 (i) i = 43[ 度 ]±4[ 度 ] 昇 交 点 赤 経 (Ω) 昇 交 点 赤 経 は 衛 星 の 近 点 離 角 と 合 わせて 項 の 中 心 経 度 となるように 設 定 されて いる 準 天 頂 衛 星 初 号 機 ( 以 下 QZS- という)の 初 期 昇 交 点 赤 経 はΩ= 約 95 度 である 近 地 点 引 数 (ω) ω= 270[ 度 ]±2[ 度 ] 中 心 経 度 中 心 経 度 とは QZS の 昇 交 点 経 度 と 降 交 点 経 度 の 中 央 であり 地 上 軌 跡 の 8 の 字 の 中 心 の 経 度 のことであり その 値 は 東 経 35 度 ±5 度 である ( 高 仰 角 特 性 を 満 足 する 範 囲 でアベイラ ビリティを 向 上 させるために 本 範 囲 を 超 える 場 合 がある ) 6

24 3...3 QZS の 地 上 軌 跡 IS-QZSS Ver..6 QZS のノミナル 軌 道 の 地 上 軌 跡 は 図 となる この 時 の 計 算 条 件 を 表 3..- に 示 す 図 QZS のノミナル 軌 道 の 地 上 軌 跡 表 3..- QZS- ノミナル 軌 道 の 計 算 条 件 No. 項 目 設 定 Epoch 2009 年 2 月 26 日 2:00:00 (UTC) 2 軌 道 長 半 径 [km] 離 心 率 軌 道 傾 斜 角 [deg] 昇 交 点 赤 径 [deg] 近 地 点 引 数 [deg] 平 均 近 点 離 角 [deg] QZS QZS は 図 に 示 す 形 状 である 2 翼 の 太 陽 電 池 パドルを 持 ち 地 球 指 向 面 に L 帯 送 信 ア ンテナ( 以 下 L-ANT ) L-SAIF 送 信 アンテナ( 以 下 LS-ANT ) テレメトリ トラッキング コマ ンド( 以 下 TT&C )アンテナ 及 び Ku 帯 時 刻 比 較 信 号 アンテナ( 以 下 Ku-ANT )が 搭 載 されて いる QZS はその 姿 勢 を 常 に 地 球 中 心 に 保 つように 制 御 され 太 陽 電 池 パドルは 実 質 的 に 太 陽 に 正 対 するようになっている L-ANT は ヘリカルアンテナのアレイで 構 成 され その 利 得 曲 線 を 成 形 することで 地 球 表 面 との 距 離 を 補 償 して 地 表 での 受 信 レベルがほぼ 一 定 になるように 作 られている 7

25 IS-QZSS Ver..6 太 陽 電 池 パドル Ku 帯 時 刻 比 較 信 号 アンテナ TT&Cアンテナ L-SAIFアンテナ L 帯 送 信 アンテナ 図 QZS の 概 観 図 QZS には 図 に 示 す QZS 信 号 を 送 信 する 為 の 機 材 が 搭 載 されている QZS 信 号 は ルビジウム 原 子 時 計 を 周 波 数 基 準 とした 搬 送 波 が MCS で 生 成 された 航 法 メッセージと 擬 似 ラ ンダム 雑 音 ( 以 下 PRN (Pseudo-Random Noise))コードで 変 調 されたものであり これらの 信 号 は L-ANT 及 び LS-ANT から 地 球 へ 向 けて 送 信 される QZS L-SAIF-Ant Rb RbAtomic Clock Time Time Keeping Keeping Unit Unit Synthesizer Synthesizer Navigation Navigation Onboard Operation Computer Computer Modulator Amplifier MUX Modulator Amplifier TT&C Subsystem TT&C Control TLM Phase Error Navigation Message, CMD Uploaded Data (including Remote Synchronization Signal) Time Time Comparison Comparison Unit Unit L-Ant Laser Reflector Navigation Signal Sine Wave Baseband Signal (Navigation Message + PRN Code) Signal of Two Way Satellite Time and Frequency Transfer Time Transfer Time Transfer System System RF portion RF portion Ku-Ant 地 上 系 システム 概 要 図 QZS のブロック 図 地 上 系 システムは 地 上 に 配 備 された 複 数 の 局 で 構 成 される それらは QZS 信 号 を 地 上 でモニ タするためのモニタ 実 験 局 (MS) MS からのモニタ 結 果 の 集 信 や QZS 等 の 時 刻 や 軌 道 の 推 定 予 報 航 法 メッセージの 生 成 などを 行 うマスターコントロール 実 験 局 (MCS) 航 法 メッセージのアップ リンクや QZS の 状 態 監 視 を 行 うための 追 跡 管 制 局 及 び 時 刻 比 較 時 刻 管 理 を 行 う 時 刻 制 御 実 験 局 (TMS)である MS は QZS 信 号 を 受 信 できるエリアに 9 局 が 分 散 的 に 配 備 されており( 図 参 照 ) また MCS( 図 参 照 ) 及 び TMS は 日 本 国 内 に 設 置 されている 各 地 上 局 の 概 略 の 位 置 情 報 を 表 に 示 す 8

26 IS-QZSS Ver. １.6 90 Sarobetsu 60 Koganei Latitude Tsukuba Okinawa 30 Hawaii Bangalore 0 Chichijima Guam Bangkok Master Control Station QZSS Monitor Station Tracking Control Station -30 Canberra Longitude 図 地上局の配置図 No 地名 小金井 サロベツ 沖縄 父島 ハワイ グアム バンコク バンガロール キャンベラ 表 地上局位置情報 位置 (経度 緯度) 東経 度 東経 度 東経 度 東経 度 西経 度 東経 度 東経 度 東経 度 東経 度 9 北緯 度 北緯 度 北緯 度 北緯 度 北緯 度 北緯 度 北緯 度 北緯 度 南緯 度

27 IS-QZSS Ver..6 図 MCS の 概 観 図 追 跡 管 制 局 は QZS を 極 力 常 時 運 用 管 制 できるような 場 所 に 複 数 局 が 配 備 される 第 段 階 の 準 天 頂 衛 星 システムでは 沖 縄 宇 宙 通 信 所 内 に 2 局 の 追 跡 管 制 局 が 整 備 されている 図 は 追 跡 管 制 局 にある TT&C アンテナの 概 観 図 である 図 TT&C アンテナの 概 観 図 0

28 3..2 運 用 IS-QZSS Ver データ データフロー 図 により QZSS のデータフローを 概 説 する () MS で QZS 信 号 及 び GPS 信 号 を 受 信 する (2) MS でのモニタ 結 果 は MCS へ 集 められ 軌 道 時 刻 推 定 予 報 される (3) 軌 道 時 刻 推 定 予 報 の 結 果 に 基 づいて 航 法 メッセージが 生 成 され 追 跡 管 制 局 に 送 られ る (4) 追 跡 管 制 局 では TT&C 回 線 により 航 法 メッセージを QZS のテレメトリコマンド 系 を 介 し て 搭 載 制 御 計 算 機 へ 送 られる (5) 準 天 頂 衛 星 (QZS)では 航 法 メッセージを 重 畳 させた QZS 信 号 を 生 成 し L 帯 送 信 アン テナ 及 び L-SAIF 送 信 アンテナから 地 球 へ 向 けて 送 信 する 図 システムデータフロー 図 航 法 メッセージの 更 新 とそれらのアップリンク L-SAIF 信 号 と LEX 信 号 を 除 く QZS 信 号 の 航 法 メッセージは 図 に 示 すタイミングで 更 新 される QZSS は そのために 必 要 な 航 法 メッセージを 必 要 な 間 隔 で 追 跡 管 制 局 を 介 し てアップリンクする エフェメリスデータ(SV クロックパラメータを 含 む)は 最 短 で 900 秒 ごとに 更 新 される URA は 信 号 毎 に 異 なり LC/A で 30 秒 毎 LC は 8 秒 毎 L2C は 48 秒 毎 L5 は 24 秒 毎 に 更 新 され る その 他 の 情 報 の 更 新 間 隔 については 放 送 パターンテーブルによる( 項 参 照 ) エフェ メリスデータの 内 の 軌 道 パラメータの 有 効 期 間 は 最 短 で 7200 秒 時 刻 パラメータの 有 効 期 間 は 最 短 で 800 秒 である L-SAIF 信 号 と LEX 信 号 の 航 法 メッセージは 常 時 MCS からアップロードされて QZS で 信 号 に 重 畳 されて 地 球 へ 送 信 される

29 IS-QZSS Ver..6 Time of Week 00:00:00 (Week Number = n) TOW 00:00:00 (WN = n+) week = s () Other than (2)(3) 3600s 3600s 3600s (2) Ephemeris, SV Clock Parameter 900s 900s 900s 900s 900s 900s 900s 900s 900s 900s 900s 900s 900s (3) Differential Data 300s 300s 300s 300s 300s 300s 図 航 法 メッセージの 更 新 の 例 5min(300s) Hour (Overall message update) Hour (Overall message update) time LC/A L2C Overall message Ephemeris, Clock URA INDEX, NMCT, AODO Overall message Ephemeris, Clock EDC, CDC URA INDEX at 5-min intervals at 30-s intervals at 5-min intervals at 5-min intervals at 48-s intervals L5 Overall message Ephemeris, Clock EDC, CDC URA INDEX at 5-min intervals at 5-min intervals at 24-s intervals LC Overall message Ephemeris, Clock EDC, CDC URA INDEX at 5-min intervals at 5-min intervals at 8-s intervals 図 航 法 メッセージのアップリンクの 例 2

30 ALERT フラグ URA ヘルス 情 報 やディファレンシャル 情 報 のアップリンク IS-QZSS Ver..6 QZSS では 次 の ALERT フラグ URA ヘルス 情 報 及 びディファレンシャル 情 報 をユーザに 対 して 送 信 する L-SAIF 信 号 に 関 しては 5.4 節 による ALERT フラグ(on LC/A,LC,L2C,L5,LEX) QZSS は QZS 信 号 及 び QZS の 状 況 をモニタし 当 該 QZS 信 号 の SIS 精 度 (Signal In Space) が 9.65[m]よりも 悪 いかどうか QZS に 何 らかの 異 常 があるかどうかを 秒 毎 に 判 断 している こ れらにより 当 該 QZS 信 号 が 使 用 に 耐 えないとき それを 検 出 してから 項 に 示 す 通 知 時 間 内 にユーザに 通 知 すべく データを QZS へアップリンクする また 当 該 QZS について QZSS メンテナンス 作 業 実 施 中 でユーザが 使 用 できない 時 も ALERT により ユーザに 通 知 すべく データを QZS へアップリンクする URA(on LC/A,LC,L2C,L5,LEX) URA は User Range Accuracy の 略 であり ユーザに 提 供 しているエフェメリスデータと SV クロ ックパラメータを 使 った 時 の 現 在 の SIS 精 度 をタイムリーに 通 知 するものである QZSS は QZS 信 号 をモニタし 当 該 QZS 信 号 の QZS 視 線 ベクトル 方 向 の SIS 精 度 を 秒 毎 に 推 定 している 推 定 結 果 (SIS 精 度 )の 絶 対 値 を 項 に 示 す 通 知 時 間 内 にユーザに 通 知 すべく MCS はデータを 30 秒 毎 に QZS へアップリンクする ヘルス 情 報 (on LC/A,LC,L2C,L5,LEX) QZSS は QZS 信 号 及 び QZS の 状 況 をモニタし 信 号 強 度 や 変 調 状 況 メッセージ 異 常 の 有 無 を 秒 毎 に 判 断 している また QZSS は 同 時 に 他 の 衛 星 測 位 システムの 信 号 をモニタし 信 号 強 度 や 変 調 状 況 を 秒 毎 に 判 断 し 更 に SIS 精 度 を 秒 毎 に 推 定 している これらの 結 果 は 項 に 示 す 通 知 時 間 内 にユーザに 通 知 すべく 異 常 検 出 時 及 びその 解 除 時 は デ ータを 即 座 に QZS へアップリンクする NMCT(on LC/A) EDC 及 び CDC(on LC,L2C,L5) NMCT は Navigation Message Correction Table の 略 であり EDC は Ephemeris Differential Correction CDC は Clock Differential Correction の 略 である ユーザは エフェメリスデータと SV クロックパラメータに 内 在 する 誤 差 を これらのディファレンシャル 情 報 により 補 正 することが できる QZSS は QZS 信 号 及 び 他 の 衛 星 測 位 システムの 信 号 をモニタし 視 線 ベクトル 方 向 の SIS 誤 差 を 秒 毎 に 推 定 している これらの 推 定 の 結 果 はディファレンシャル 情 報 として NMCT は 30 秒 EDC 及 び CDC は 300 秒 毎 に QZS へアップリンクする d UDRA と UDRA (on LC,L2C,L5) dt d UDRA は User Differential Range Accuracy の 略 であり UDRA と 共 に 利 用 して ユーザ dt は EDC や CDC で 補 正 した 後 の SIS 精 度 を 知 ることができる QZSS が 行 っている QZS 信 号 及 び 他 の 衛 星 測 位 システムの 信 号 の 視 線 ベクトル 方 向 の SIS 誤 差 推 定 の 精 度 を 指 し 示 すものであり 300 秒 毎 に QZS へアップリンクする 3

31 NSC への 切 り 替 え IS-QZSS Ver..6 NSC は 非 標 準 コード(Non Standard Code)の 略 である 何 らかのシステム 異 常 が 発 生 したとき NSC に 手 動 で 切 り 替 える この 時 ユーザは 信 号 を 受 信 できない NSC への 切 り 替 えを 決 定 してからは 5 秒 以 内 に 切 り 替 えられ それによりシステムの 異 常 を ユーザに 通 知 することができるようになっている URA 放 送 システム 異 常 が 発 生 したとき( 手 動 ) 異 常 発 生 /メンテナンス Alertフラグ 放 送 検 査 処 置 URAが 本 書 で 保 証 した 値 を 超 えて 悪 い( 自 動 ) 実 際 のURAが 放 送 したインデックスを 超 える( 自 動 ) SIS 精 度 が URAのビット 長 を 超 えていて 表 現 できない( 自 動 ) メンテナンスのため 当 該 QZSを 使 用 できない( 手 動 ) 復 旧 した 場 合 Alert 解 除 ( 手 動 ) 非 標 準 コード(NSC) 切 り 替 え 検 査 処 置 復 旧 した 場 合 Alert 解 除 ( 手 動 ), 標 準 コード 切 り 替 え( 手 動 ) 復 旧 しない 場 合 放 送 停 止 ( 手 動 ) 図 ALERT フラグ URA NSC 変 更 の 関 係 メンテナンス 故 障 と 復 旧 実 験 衛 星 系 システムのメンテナンス 度 に 2 機 以 上 の QZS が 以 下 に 示 す 軌 道 メンテナンス 又 は 姿 勢 メンテナンスでサービスを 停 止 することは 無 い 軌 道 メンテナンス QZS の 軌 道 は 地 球 重 力 や 太 陽 等 の 様 々な 力 に 影 響 を 受 け 少 しずつ 日 本 上 空 からずれて いく その 為 QZS-では 軌 道 メンテナンスを 行 うが その 頻 度 は 平 均 50 日 以 上 に 回 とす る 軌 道 メンテナンス 時 のサービス 停 止 期 間 は 最 大 2 日 間 とする 軌 道 メンテナンス 情 報 のユーザへの 通 知 に 関 しては 7.2. 項 に 示 す また 軌 道 メンテナンス の 直 前 は まず ALERT フラグを""とする 軌 道 メンテナンスの 終 了 では ALERT フラグを 解 除 する(ALERT フラグ="0") この 軌 道 メンテナンスにより QZS の 軌 道 は 図 に 示 す 範 囲 に 維 持 される 4

32 IS-QZSS Ver..6 :ノミナル(3...2 項 参 照 ) :ノミナルの 昇 交 点 経 度 ±5 度 :ノミナルの 軌 道 傾 斜 角 ±4 度 図 軌 道 メンテナンス 範 囲 姿 勢 メンテナンス QZS の 姿 勢 は 太 陽 光 の 圧 力 等 の 姿 勢 外 乱 の 影 響 を 受 ける 外 乱 が QZS の 姿 勢 に 影 響 しな いように QZS 内 部 にその 外 乱 を 蓄 積 するため その 外 乱 を 小 型 エンジンの 噴 射 により 放 出 す る 姿 勢 メンテナンスが 必 要 である この 姿 勢 メンテナンスの 間 隔 は 最 短 で 30 日 以 上 ( 平 均 40 日 以 上 )とし この 時 のサービス 停 止 期 間 は 最 大 日 間 とする 姿 勢 メンテナンスは 事 前 にインターネット 等 の 媒 体 によってユーザに 通 知 される また 姿 勢 メ ンテナンスの 直 前 は まず ALERT フラグを""とする 姿 勢 メンテナンスの 終 了 では ALERT フラグが 解 除 される QZS の 故 障 と 復 旧 或 る 一 つの QZS 全 体 が 予 期 せぬ 故 障 となった 時 には 当 該 QZS が 故 障 していることを 他 の QZS から 項 の 航 法 メッセージにより 通 知 される 当 該 QZS からの QZS 信 号 の 送 信 は 停 止 されるか NSC に 切 り 替 えられる 一 つの QZS の 内 或 る 一 つの QZS 信 号 の 送 信 系 統 が 故 障 した 時 は 当 該 QZS も 含 めた 残 りの 信 号 の 項 に 示 す 航 法 メッセージにより 当 該 信 号 送 信 系 統 の 故 障 及 び 復 旧 が 通 知 される また これらの 状 況 は 第 7 章 " 運 用 情 報 の 提 供 "に 示 すインターネット 等 の 媒 体 によってもユ ーザに 通 知 される 5

33 IS-QZSS Ver 地 上 系 システムのメンテナンス サービスに 影 響 は 与 えない 実 験 実 験 内 容 によっては ユーザに 対 する 測 位 性 能 を 満 足 できないため ユーザ 保 護 の 観 点 から NSC への 切 り 替 えを 行 うことがある この 場 合 ユーザが 使 用 できない 期 間 について 第 7 章 " 運 用 情 報 の 提 供 "に 示 すインターネット 等 の 媒 体 によってもユーザに 通 知 される 3..3 送 信 信 号 送 信 信 号 の 種 別 QZS は LC/A 信 号 LC 信 号 L-SAIF 信 号 L2C 信 号 L5 信 号 LEX 信 号 の 6 つの 測 位 信 号 を 送 信 する この 内 LC/A 信 号 LC 信 号 L2C 信 号 L5 信 号 の 4 つを 既 存 の GNSS (Global Navigation Satellite System)を 補 完 するという 意 味 で 測 位 補 完 信 号 或 いは 単 に 補 完 信 号 と 呼 ぶ また L-SAIF 信 号 LEX 信 号 の 2 つは 既 存 の GNSS のディファレンシャル 情 報 やイ ンテグリティ 情 報 を 送 信 することで 補 強 するという 意 味 で 測 位 補 強 信 号 或 いは 単 に 補 強 信 号 と 呼 ぶ 送 信 信 号 のスペクトラム 6 つの 測 位 信 号 は 4 つの 中 心 周 波 数 を 持 つ 基 準 周 波 数 を f = [MHz]とした 時 それら の 中 心 周 波 数 は 54 f0 (for L) 25 f0 (for LEX) 20 f0 (for L2) 5 f0 (for L5)の 4 つであ る 6 つの 測 位 信 号 のスペクトラムは それぞれの 拡 散 周 波 数 ( 項 参 照 )に 応 じて 図 に 示 すスペクトラムとなる 図 は ユーザ 受 信 アンテナの 入 力 端 での 受 信 電 力 密 度 である L2 中 心 周 波 数 : [MHz] L 中 心 周 波 数 : [MHz] -25 L5 中 心 周 波 数 :76.45 [MHz] LEX 中 心 周 波 数 : [MHz] L5 L2C LEX LC LC/A LSAIF Frequency (MHz) 図 送 信 信 号 のスペクトラム 6

34 送 信 信 号 の 概 略 仕 様 IS-QZSS Ver..6 送 信 信 号 の 概 略 仕 様 は 表 に 示 す 通 りである 表 送 信 信 号 の 概 略 仕 様 信 号 名 称 中 心 周 波 数 チャンネル 種 別 拡 散 周 波 数 LC/A * - 0. f 0 LC * [MHz] データ 0. f 0 パイロット 0. f 0 L-SAIF - 0. f 0 L2C * [MHz] - 0. f 0 L5 * [MHz] I チャンネル f 0 Q チャンネル f 0 LEX [MHz] f 0 *は GPS 補 完 信 号 である 7

35 IS-QZSS Ver 送 信 信 号 のドップラー QZS- の 各 都 市 でのドップラーは 図 に 示 す 相 対 速 度 ( 衛 星 と 各 都 市 の 距 離 の 変 化 率 )に 測 位 信 号 それぞれの 周 波 数 ごとの 係 数 ( 中 心 周 波 数 / 光 速 )( 表 )を 掛 けた 値 となる なお 図 中 の 線 は 相 対 速 度 の 最 大 と 最 小 の 範 囲 を 示 しており 各 都 市 から QZS- を 見 たときの 仰 角 が 0 度 以 上 の 時 のみをプロットしている Relative Velocity (m/sec) Time (Hr) Relative Velocity (m/sec) Time (Hr) 600 稚 内 600 東 京 Relative Velocity (m/sec) Time (Hr) Relative Velocity (m/sec) Time (Hr) 600 沖 縄 600 ソウル Relative Velocity (m/sec) Time (Hr) Relative Velocity (m/sec) Time (Hr) 600 バンコク 600 シンガポール Relative Velocity (m/sec) Time (Hr) シドニー Relative Velocity (m/sec) Time (Hr) パース 図 QZS- と 各 都 市 の 相 対 速 度 の 例 ( 距 離 の 変 化 率 ) ( 計 算 条 件 は 表 3..- 参 照 観 測 EPOCH=2009/Dec/26/2:00UTC 横 軸 は 経 過 時 間 ) 8

36 IS-QZSS Ver..6 表 各 信 号 のドップラー 係 数 Signal Doppler Scale LC/A, LC, L-SAIF 5.3 L2C 4. L5 3.9 LEX 4.3 9

37 仰 角 及 び 方 位 角 IS-QZSS Ver..6 各 都 市 での QZSS の 仰 角 と 方 位 角 は 図 となる N 0 N W E W E S S 稚 内 東 京 N N W E W E S S 沖 縄 ソウル N N W E W E S S バンコク シンガポール N N W E W E S S シドニー パース 図 各 都 市 における QZSS の 仰 角 と 方 位 角 の 例 ( 計 算 条 件 は 表 3..- 参 照 観 測 EPOCH=2009/Dec/26/2:00UTC) 20

38 受 信 電 力 IS-QZSS Ver..6 各 都 市 での QZS- による 受 信 電 力 の 例 は 図 となる なお 図 中 のデータは 各 都 市 から QZS- を 見 たときの 仰 角 が 0 度 以 上 の 時 のみをプロットして いる URP (dbw) L5 LEX LC L-C/A L2C L-SAIF URP (dbw) L5 LEX LC L-C/A L2C L-SAIF Time (Hr) -50 稚 内 Time (Hr) -50 東 京 URP (dbw) L5 LEX LC L-C/A L2C L-SAIF URP (dbw) L5 LEX LC L-C/A L2C L-SAIF Time (Hr) 沖 縄 Time (Hr) ソウル URP (dbw) L5 LEX LC L-C/A L2C L-SAIF URP (dbw) L5 LEX LC L-C/A L2C L-SAIF Time (Hr) -50 バンコク Time (Hr) -50 シンガポール URP (dbw) L5 LEX LC L-C/A L2C L-SAIF URP (dbw) L5 LEX LC L-C/A L2C L-SAIF Time (Hr) シドニー Time (Hr) パース 図 各 都 市 における QZS- の 信 号 の 受 信 電 力 の 変 化 の 例 ( 計 算 条 件 は 表 3..- 参 照 観 測 EPOCH=2009/Dec/26/2:00UTC 横 軸 は 経 過 時 間 ) 2

39 3..4 時 刻 系 及 び 座 標 系 IS-QZSS Ver 時 刻 系 QZSS の 時 刻 系 を QZSST と 呼 び 以 下 の 特 性 を 持 つ QZSST は UTC(NICT)に 準 拠 し GPS 時 刻 系 である GPST とのオフセットが 管 理 されている () 秒 の 長 さ 秒 の 長 さは TAI(=International Atomic Time)と 同 一 とし これは GPS 及 び Galileo と 同 一 である (2) TAI に 対 する 整 数 秒 オフセット TAI に 対 する 整 数 秒 オフセットは GPS と 同 一 であり TAI は QZSST に 対 して 9[s] 進 んでい る (3) QZSST の 週 番 号 の 起 点 座 標 系 GPS と 同 一 である したがって 本 書 中 では 単 に 週 番 号 と 呼 び GPST か QZSST かは 区 別 しない QZSS の 座 標 系 を JGS( 日 本 衛 星 測 位 測 地 系 : Japan satellite navigation Geodetic System)と 呼 ぶ JGS の 定 義 を 以 下 に 示 す (a) 原 点 : 地 球 質 量 中 心 楕 円 体 GRS80 2 (Geodetic Reference System 980: 測 地 基 準 系 980)の 幾 何 中 心 を 地 球 質 量 中 心 に 設 定 する (b) Z 軸 : IERS 3 (International Earth Rotation and Reference Systems Service: 国 際 地 球 回 転 基 準 系 事 業 )の 基 準 極 (IRP: IERS Reference Pole) 方 向 (GRS80 回 転 楕 円 体 の 短 軸 ( 地 球 自 転 軸 )と 同 一 ) (c) X 軸 :IERS の 基 準 子 午 線 (IRM: IERS Reference Meridian)と 原 点 を 通 る Z 軸 に 垂 直 な 面 ( 赤 道 面 )との 交 点 方 向 (d) Y 軸 :Z 軸 および X 軸 と 右 手 系 地 心 地 球 固 定 直 交 座 標 系 をなす 方 向 2 解 説 Geodetic Reference System( 測 地 基 準 系 )980 の 略 語 GRS80 は IAG(International Association of Geodesy: 国 際 測 地 学 協 会 ) 及 び IUGG(International Union of Geodesy and Geophysics: 国 際 測 地 学 及 び 地 球 物 理 学 連 合 )が 979 年 に 採 択 した 地 球 の 形 状 重 力 定 数 角 速 度 等 地 球 の 物 理 学 的 な 定 数 及 び 計 算 式 である GRS80 では 楕 円 体 の 形 状 や 軸 の 方 向 及 び 地 球 重 心 を 楕 円 体 の 原 点 とするこ とも 定 められている この 楕 円 体 を GRS80 楕 円 体 という 3 解 説 International Earth Rotation and Reference Systems Service( 国 際 地 球 回 転 基 準 系 事 業 )の 略 語 IERS は 慣 用 地 球 基 準 座 標 系 の 定 義 保 持 世 界 時 の 決 定 等 を 目 的 とする 国 際 機 関 であり 母 体 機 関 は IUGG(International Union of Geodesy and Geophysics: 国 際 測 地 学 及 び 地 球 物 理 学 連 合 ) 及 び IAG(International Association of Geodesy: 国 際 測 地 学 協 会 ) 22

40 3.2 他 システムとのインタフェース IS-QZSS Ver 時 刻 系 他 システム 等 との 時 刻 系 の 関 係 イメージを 図 に 示 す UTC GPS satellites Clocks GPS SV Clock relative to GPST broadcasted on GPS signal GPST(GPS-TIME) GST (GALILEO-TIME) Normalized frequency accuracy GST relative to UTC < 3 x 0^-3 Steered <50ns (modulo s) QZSS satellites Clocks QZSS SV Clock relative to GPST broadcasted on QZS signal 0s <5ns (2-sigma) GALILEO SV Clock relative to GST broadcasted on GALILLEO signal GALILEO satellites Clocks GGTO broadcasted on both GPS and GALILEO 9s TAI Steered <50ns,28ns (2-sigma) 図 時 刻 系 の 関 係 図 GPS とのインタフェース QZS 及 び GPS 衛 星 の SV クロックは 共 に GPS 時 刻 系 (GPST)に 対 するオフセットが 管 理 されて おり そのオフセットの 大 きさは 送 信 する 航 法 メッセージに 含 まれる SV クロックパラメータで 補 正 さ れる Galileo とのインタフェース TBD 座 標 系 GPS の 座 標 系 (WGS84) 及 び Galileo の 座 標 系 は ITRS(International Terrestrial Reference Systems) に 近 づけることが 合 意 されている したがって 3..4 項 に 示 す JGS の 定 義 により その 差 が 項 になるように 全 てのシステムは 運 用 される 過 去 から 将 来 に 至 る 座 標 系 の 関 係 を 示 すイメージを 図 に 示 す 23

41 IS-QZSS Ver..6 Galileo Frame ITRS JGS WGS84 ITRF xx difference time 図 座 標 系 の 関 係 図 24

42 IS-QZSS Ver..6 4 QZSS サービス 実 証 4. QZSS サービス 実 証 エリア 4.. 機 の QZS の 覆 域 機 の QZS の 世 界 の 各 地 域 での 可 視 性 ( 或 る 仰 角 条 件 を 満 たす 時 間 率 )は 図 4..- 及 び 図 に 示 す 通 りとなる 図 4..- 機 の QZS が 仰 角 0 度 以 上 に 見 える 時 間 率 図 機 の QZS が 仰 角 60 度 以 上 に 見 える 時 間 率 25

43 4..2 QZSS の 覆 域 IS-QZSS Ver..6 3 機 構 成 の 場 合 ( 準 天 頂 衛 星 2 号 機 と 3 号 機 の 昇 交 点 赤 経 は 初 号 機 の 値 ±20 度 と 仮 定 ) QZSS コンステレーションによる 各 地 域 での 可 視 性 ( 或 る 仰 角 条 件 を 満 たす 時 間 率 )は 図 及 び 図 に 示 す 通 りとなる 日 本 はもちろんのこと 東 アジアやオセアニアのほぼ 全 域 で 少 なくと も 機 以 上 が 仰 角 0 度 以 上 にあり 日 本 においては 仰 角 60 度 以 上 である 図 QZSS コンステレーションの 内 機 の QZS が 仰 角 0 度 以 上 に 見 える 時 間 率 (3 機 構 成 の 場 合 ) 図 QZSS コンステレーションの 内 機 の QZS が 仰 角 60 度 以 上 に 見 える 時 間 率 (3 機 構 成 の 場 合 ) 26

44 IS-QZSS Ver QZSS コンステレーションの 仰 角 3 機 構 成 の 場 合 の QZSS コンステレーションによる 各 都 市 での 仰 角 の 変 化 の 例 を 図 に 示 す Elevation Angle (deg) Elevation Angle (deg) Time(Hr) 稚 内 Time(Hr) 沖 縄 QZS QZS2 QZS3 QZS QZS2 QZS3 Elevation Angle (deg) Elevation Angle (deg) Time(Hr) 東 京 Time(Hr) ソウル QZS QZS2 QZS3 QZS QZS2 QZS3 Elevation Angle (deg) Time(Hr) バンコク QZS QZS2 QZS3 Elevation Angle (deg) Time(Hr) シンガポール QZS QZS2 QZS3 Elevation Angle (deg) Time(Hr) シドニー パース 図 QZSS コンステレーションの 各 都 市 の 仰 角 の 例 (3 機 構 成 の 場 合 ) ( 計 算 条 件 :QZS- については 表 3..- 参 照 2 号 機 3 号 機 については 昇 交 点 赤 経 = 初 号 機 の 値 ±20 度 と 仮 定 観 測 EPOCH: 2009/2/26 2:00UTC 横 軸 は 経 過 時 間 ) QZS QZS2 QZS3 Elevation Angle (deg) Time(Hr) QZS QZS2 QZS3 27

45 IS-QZSS Ver QZSS コンステレーションの 可 視 性 3 機 構 成 の 場 合 ( 準 天 頂 衛 星 2 号 機 と 3 号 機 の 昇 交 点 赤 経 は 初 号 機 の 値 ±20 度 と 仮 定 ) QZSS の 平 均 可 視 衛 星 数 は 図 の 通 りであり 日 本 はもちろんのこと 東 アジアやオセアニアのほ ぼ 全 域 で 2 機 以 上 が 可 視 である 図 QZSS コンステレーションの QZSS 平 均 可 視 数 (3 機 構 成 仰 角 0 度 以 上 の 場 合 ) 4..5 QZS が 送 信 する 電 離 層 パラメータの 対 象 領 域 QZS は 図 に 示 す 領 域 で 有 効 となる 電 離 層 パラメータを 送 信 する その 精 度 は 項 による なお 図 に 示 す 領 域 以 外 では この 電 離 層 パラメータを 使 用 せず GPS 衛 星 が 送 信 する 電 離 層 パラメータ 或 いは QZS が 再 送 信 する GPS の 電 離 層 パラメータを 使 用 すること 図 QZSS が 提 供 する 電 離 層 パラメータの 対 象 領 域 28

46 4..6 GNSS と 組 み 合 わせた 時 の 可 視 性 IS-QZSS Ver..6 QZSS(3 機 体 制 : 準 天 頂 衛 星 2 号 機 と 3 号 機 の 昇 交 点 赤 経 は 初 号 機 の 値 ±20 度 と 仮 定 )と GNSS(GPS(2006 年 月 現 在 )および Galileo)と 組 み 合 わせた 時 の 可 視 性 について PDOP( 位 置 精 度 低 下 率 :Position dilution of precision)<6 となる 分 布 を 図 平 均 可 視 衛 星 数 を 図 に 示 す 29

47 IS-QZSS Ver..6 GPS (mask angle 20 ) QZSS + GPS (mask angle 20 ) 図 PDOP < 6 の 時 間 割 合 (/2) QZSS + GPS + Galileo (mask angle 20 ) 30

48 IS-QZSS Ver..6 GPS (mask angle 40 ) QZSS + GPS (mask angle 40 ) 図 PDOP < 6 の 時 間 割 合 (2/2) QZSS + GPS + Galileo (mask angle 40 ) 3

49 IS-QZSS Ver..6 GPS (mask angle 0 ) QZSS + GPS (mask angle 0 ) 図 平 均 可 視 衛 星 数 (/3) QZSS + GPS + Galileo (mask angle 0 ) 32

50 IS-QZSS Ver..6 GPS (mask angle 20 ) QZSS + GPS (mask angle 20 ) 図 平 均 可 視 衛 星 数 (2/3) QZSS + GPS + Galileo (mask angle 20 ) 33

51 IS-QZSS Ver..6 GPS (mask angle 40 ) QZSS + GPS (mask angle 40 ) 図 平 均 可 視 衛 星 数 (3/3) QZSS + GPS + Galileo (mask angle 40 ) 34

52 IS-QZSS Ver サービス 実 証 時 間 / 期 間 QZSS は 24 時 間 365 日 測 位 信 号 を 送 信 する 機 の QZS の 可 視 時 間 帯 は 季 節 によって 決 まって いる 4.2. 打 ち 上 げ 時 刻 で 確 定 した 初 期 昇 交 点 赤 経 について 打 ち 上 げ 時 刻 により 昇 交 点 赤 経 が 変 動 するため 打 ち 上 げ 後 の 可 視 時 間 も 変 動 することが 想 定 され ていたが 200 年 9 月 日 (JST)の 打 上 により 初 期 昇 交 点 赤 経 については 95 度 となった( 以 後 軌 道 摂 動 により 毎 年 5 度 程 度 ずつ 減 少 する 方 向 に 変 化 する) 打 上 後 の 軌 道 計 算 で 使 用 する 情 報 としては 各 週 の 開 始 時 刻 における 昇 交 点 経 度 を 7. 節 で 示 す 運 用 情 報 公 開 サイト (QZ-vision)にて アルマナック 情 報 として 提 供 する 図 は 204 年 月 から 204 年 2 月 までの 各 都 市 における QZS- の 可 視 時 間 帯 を 示 す この 時 の 計 算 条 件 を 表 に 示 す 平 均 的 な 軌 道 とするため 軌 道 長 半 径 と 離 心 率 近 地 点 引 数 はノミナルの 軌 道 ( 表 3..- 参 照 )と 同 じ 値 を 使 用 している ただし 実 際 の 軌 道 に 近 付 けるため 軌 道 傾 斜 角 (i)と 平 均 近 点 離 角 (M 0 ) 昇 交 点 経 度 はエポックタイム(203/2/ 7 3:00:48(UTC))におけ るアルマナックのデータを 参 照 している 表 各 都 市 における 可 視 時 間 の 計 算 条 件 No. 項 目 設 定 備 考 Epoch 203 年 2 月 7 日 3:00:48 (UTC) 2 軌 道 長 半 径 [km] ノミナル 値 ( 表 3..- 参 照 ) 3 離 心 率 ノミナル 値 ( 表 3..- 参 照 ) 4 軌 道 傾 斜 角 [deg] 昇 交 点 経 度 [deg] 近 地 点 引 数 [deg] ノミナル 値 ( 表 3..- 参 照 ) 7 平 均 近 点 離 角 [deg] 軌 道 傾 斜 角 (i)と 平 均 近 点 離 角 (M 0 )はエポックタイムにおけるアルマナックデータの 値 2 昇 交 点 経 度 は 中 心 経 度 を 東 経 35 度 付 近 とするため エポックタイムにおけるアルマナックデータの 値 を 調 整 35

53 UTC UTC UTC UTC IS-QZSS Ver..6 () 稚 内 (2) 東 京 Jan 204 Feb 204 Mar 204 Apr 204 May 204 Jun 204 Jul 204 Aug 204 Sep (3) 沖 縄 (4) ソウル (5) バンコク (6) シンガポール (7) シドニー (8) パース 204 Oct 204 Nov 204 Dec JST 図 各 都 市 における QZS- の 可 視 時 間 ( 計 算 条 件 は 表 参 照 濃 い 部 分 は 仰 角 60 度 以 上 薄 い 部 分 は 仰 角 0 度 以 上 白 い 部 分 は 仰 角 0 度 未 満 縦 軸 の 時 間 は 左 軸 が UTC( 日 本 時 間 -9 時 間 ) 右 軸 が 日 本 時 間 ) UTC Jan 204 Feb 204 Mar 204 Apr 204 May 204 Jun 204 Jul 204 Aug 204 Sep 204 Oct 204 Nov 204 Dec JST UTC Jan 204 Feb 204 Mar 204 Apr 204 May 204 Jun 204 Jul Jan 204 Jan 204 Feb 204 Feb 204 Mar 204 Mar 204 Apr 204 Apr 204 May 204 May 204 Jun 204 Jun 204 Jul 204 Jul 204 Aug 204 Aug 204 Sep 204 Sep 204 Oct 204 Oct 204 Nov 204 Nov 204 Dec 204 Dec JST JST UTC Jan 204 Feb 204 Mar 204 Apr 204 May 204 Jun 204 Jul UTC Jan 204 Jan 204 Feb 204 Feb 204 Mar 204 Mar 204 Apr 204 Apr 204 May 204 May 204 Jun 204 Jun 204 Jul 204 Jul 204 Aug 204 Aug 204 Aug 204 Aug 204 Sep 204 Sep 204 Sep 204 Sep 204 Oct 204 Oct 204 Oct 204 Oct 204 Nov 204 Nov 204 Nov 204 Nov 204 Dec 204 Dec 204 Dec 204 Dec JST JST JST JST 36

54 4.3 システム 性 能 IS-QZSS Ver アベイラビリティ 機 の 場 合 の QZSS アベイラビリティ 補 完 信 号 の 送 信 に 関 して 機 の 場 合 の QZSS としてのアベイラビリティ( 可 視 中 ( 仰 角 0 度 以 上 ) の 時 に 信 号 が 正 常 に 使 用 できる 確 率 )は 95% 以 上 である また L-SAIF 信 号 を 用 いた 補 強 信 号 の 送 信 に 関 しては 図 4..5-"QZSS が 提 供 する 電 離 層 パ ラメータの 対 象 領 域 "と 同 じエリアで 規 定 される 補 強 実 証 実 験 エリアにおいて 遠 地 点 ±4 時 間 の 間 に 可 視 中 の QZS- からの 補 強 信 号 が 正 常 に 使 用 できる 確 率 を L-SAIF を 用 いた 補 強 信 号 の アベイラビリティとし その 値 は 95% 以 上 である なお LEX 信 号 に 関 してはアベイラビリティに 関 する 規 定 は 設 けない QZSS コンステレーション(3 機 構 成 )のアベイラビリティ TBD ALERT フラグ URA ヘルス 情 報 インテグリティ 情 報 ALERT フラグ URA ヘルス 情 報 インテグリティ 情 報 の 通 知 L と L2 L5 の 各 信 号 において ALERT フラグ URA ヘルス 情 報 を 用 いて QZS 信 号 及 び 他 の 衛 星 測 位 システムの 状 態 情 報 をユーザに 通 知 する また L-SAIF 信 号 においてはインテグリティ 情 報 指 標 ( 以 下 UDREI (User Differential Range Error Index))を 用 いて 信 号 の 状 態 をユーザに 通 知 する ALERT フラグは SIS 精 度 が 9.65[m]を 越 える 時 及 び QZS の 他 の 異 常 が 発 生 した 時 に ""となる ( 正 常 時 は"0") 通 知 時 間 URA ALERT フラグ ヘルス 情 報 の 通 知 に 関 わる 時 間 は それらの 事 象 を 含 むメッセージが MS で 解 読 されてから それを 通 知 するメッセージ 全 体 がユーザのアンテナ 入 力 端 に 到 達 するまでの 時 間 として 定 義 する また L-SAIF 信 号 の UDREI 情 報 の 通 知 に 関 わる 時 間 は それらの 事 象 が L-SAIF 実 験 局 で 検 知 されてから それを 通 知 するメッセージ 全 体 が MCS を 経 由 してユーザのアンテナ 入 力 端 に 到 達 するまでの 時 間 として 定 義 する 通 知 時 間 は 図 に 示 す 通 りとする 誤 警 報 確 率 QZS 信 号 は 正 常 で 使 用 可 能 であるのに 誤 って ALERT フラグを""にしてしまう 確 率 は 0 以 下 である 誤 検 出 確 率 誤 検 出 確 率 は 条 件 付 確 率 であり QZS 信 号 が 異 常 で 使 用 不 可 である 状 態 において 誤 って 3 ALERT フラグを""にしない 確 率 は 0 以 下 である 6 37

55 IS-QZSS Ver..6 0 ( 事 象 発 生 ) time Alert 30s LC/A URA Health (Subframe ) 60s 90s Health (Subframe 4,5) 900s Alert (LC Health) 90s LC URA 90s Health 240s Alert 40s L2C URA Health (MSG Type 0) 70s 90s Health (MSG Type 53) 240s Alert 30s L5 URA Health (MSG Type 0) 60s 90s Health (MSG Type 53) 240s L-SAIF UDREI 24s Alert 24s LEX URA 400s Health 24s 他 の 衛 星 測 位 システムのヘルス 情 報 を 対 象 とする 図 ALERT フラグ URA ヘルス 情 報 及 びインテグリティ 情 報 の 通 知 時 間 L-SAIF 信 号 の 仕 様 サービスエリア 内 のいかなる 地 点 においても 適 切 な 保 護 レベル を 30 秒 以 内 の 遅 れにて 計 算 で きること 実 際 のユーザ 測 位 誤 差 が 保 護 レベルを 超 える 確 率 は 0-5 [/h] 以 下 であること 保 護 レベル: 測 位 誤 差 の 信 頼 限 界 であり 誤 差 の %がこの 範 囲 内 に 入 るという 数 値 38

56 4.3.3 精 度 IS-QZSS Ver 補 完 信 号 による SIS 精 度 補 完 信 号 による SIS 精 度 は いずれの 補 完 信 号 についても GPS との 相 互 運 用 性 を 考 慮 して 2.60[m] (95%)である 既 存 の GNSS とのインターオペラビリティに 関 わる 精 度 時 刻 系 GPS との 時 刻 系 オフセットは 2.0[m](95%)( 約 6.67[ns])である また Galileo との 時 刻 系 オフセ ットは TBD[m](95%)(TBD [ns])である 座 標 系 GPS 及 び Galileo との 座 標 系 オフセットは 0.02[m] 以 下 である 電 離 層 パラメータの 精 度 QZS が 送 信 する 電 離 層 パラメータの 精 度 は 4..5 項 に 示 した 領 域 において 電 離 層 遅 延 の 特 に 大 きい 期 間 ( 年 間 で 5% 程 度 の 電 離 層 擾 乱 発 生 期 間 を 除 き 4.0[m] 以 下 である 補 完 信 号 による 測 位 精 度 マスク 角 を 0 度 としたとき GPS との 組 合 せにより 得 られる 測 位 精 度 は 表 に 示 す 数 値 と する 表 補 完 信 号 による 測 位 精 度 測 位 精 度 近 代 化 GPS 相 当 ( 水 平 方 向 測 位 精 度 )(95[%]) 周 波 : 2.9[m] 2 周 波 : 7.5[m] 補 強 信 号 による 測 位 精 度 備 考 周 波 (ユーザ 測 距 誤 差 :7.3[m]) 2 周 波 (ユーザ 測 距 誤 差 :2.5[m]) 表 に 示 す 数 値 とする ただし マルチパス あるいは 電 離 層 活 動 による 影 響 が 過 大 な 場 合 はこの 限 りではない 表 補 強 信 号 による 測 位 精 度 測 位 精 度 備 考 サブメータ 級 : [m](rms) L-SAIF 信 号 利 用 ( 広 域 DGPS 補 強 ) 仰 角 マスク 角 5 度 39

57 5 信 号 特 性 IS-QZSS Ver..6 QZSS からは 6 種 類 の 信 号 をユーザに 提 供 する 本 章 では まず 5. 節 で QZS 信 号 に 共 通 する 全 般 特 性 について 示 した 後 それ 以 降 の 節 で QZS から 送 信 する 以 下 の 6 種 類 の 信 号 に 関 する 信 号 構 造 搬 送 波 特 性 コード 特 性 及 び 航 法 メッセージの 構 成 内 容 について 示 す 5. QZS 信 号 の 全 般 特 性 QZS 信 号 は 右 旋 円 偏 波 であり 表 5.- に 示 す 周 波 数 帯 域 信 号 強 度 を 持 つ 信 号 群 から 構 成 さ れている QZS 信 号 は 搬 送 波 が 航 法 メッセージ 及 び 擬 似 ランダム 雑 音 (PRN)コードで 変 調 されたものである 表 5.- QZS 信 号 の 諸 元 信 号 名 称 搬 送 波 識 別 中 心 周 波 数 占 有 帯 域 幅 最 低 信 号 強 度 2 LC/A LC/A 24.0[MHz] (±2.0[MHz]) -58.5[dBW] LC LCD LCP [MHz] 24.0[MHz] (±2.0[MHz]) -63.0[dBW] [dBW] -57.0[dBW] (トータル) L-SAIF [MHz] (±2.0[MHz]) -6.0[dBW] L2C [MHz] 24.0[MHz] (±2.0[MHz]) -60.0[dBW] (トータル) L5 L5I L5Q 76.45[MHz] 24.9[MHz] (±2.45[MHz]) 24.9[MHz] (±2.45[MHz]) -57.9[dBW] -57.9[dBW] -54.9[dBW] (トータル) LEX [MHz] 39.0[MHz] (±9.5[MHz]) -55.7[dBW] (トータル) : 数 値 は QZS- における 値 であることに 留 意 2: この 仕 様 は 項 で 定 義 される 40

58 5.. RF 特 性 IS-QZSS Ver 信 号 構 造 QZS 信 号 の 信 号 構 造 のサマリーを 表 5..- に 示 す 表 5..- QZS 信 号 の 信 号 構 造 信 号 名 称 ( 信 号 略 称 ) チャンネル 識 別 PRN 符 号 と 拡 散 方 式 航 法 メッセージ L-C/A 信 号 (QZS-L) - 適 用 文 書 ()の C/A 信 号 の PRN コー ドと 同 一 のコード 系 列 拡 散 方 式 は BPSK(Bi-Phase Shift Key)() 適 用 文 書 ()の C/A 信 号 と 同 一 のデ ータ 構 造 ビットレート 符 号 化 方 式 を 持 ち 同 様 の 航 法 メッセージである L 信 号 LC 信 号 (QZS-LC) LCD LCP 適 用 文 書 (3)の PRN コードと 同 一 のコ ード 系 列 QZS- の 拡 散 方 式 は BOC(Binary Offset Carrier)(,) 適 用 文 書 (3)と 同 一 のデータ 構 造 ビ ットレート 符 号 化 方 式 を 持 ち 同 様 の 航 法 メッセージである 適 用 文 書 (3)のオーバーレイ 符 号 と 同 一 のコード 系 列 で 変 調 される L-SAIF 信 号 (QZS-L-SAIF) - 適 用 文 書 ()の C/A 信 号 の PRN コー ドと 同 一 のコード 系 列 拡 散 方 式 は BPSK () 適 用 文 書 (4)と 同 一 のデータ 構 造 ビ ットレート 符 号 化 方 式 を 持 ち 同 様 の 航 法 メッセージである 適 用 文 書 () の 適 用 文 書 ()と 同 一 のデータ 構 造 ビ L2C 信 号 (QZS-L2C) - L2C 信 号 の PRN コ ードと 同 一 のコー ド 系 列 拡 散 方 式 は BPSK() L2C(CM)コード L2C(CL)コード ットレート 符 号 化 方 式 を 持 ち 同 様 の 航 法 メッセージである データレス I チャンネル 適 用 文 書 (2)の L5 信 号 の PRN コード と 同 一 のコード 系 列 拡 散 方 式 は 適 用 文 書 (2)と 同 一 のデータ 構 造 ビ ットレート 符 号 化 方 式 を 持 ち 同 様 L5 信 号 (QZS-L5) BPSK(0) 適 用 文 書 (2)の L5 信 号 の PRN コード の 航 法 メッセージである Q チャンネル と 同 一 のコード 系 列 拡 散 方 式 は BPSK(0) Kasami 系 列 拡 散 方 式 は データレス 2000 ビット/フレームであり フレーム の 先 頭 にはプリアンブルに 加 えてフレ LEX 信 号 (QZS-LEX) - BPSK(5) 2 チャンネルは シ ョートコードとロン ショートコード ームの 内 容 を 識 別 できるタイプ ID が ある コードシフトキーイングにより 250[sps] 8=2[kbps]であり リードソロ グコードを 交 互 に モン 符 号 が 付 加 されている 切 り 替 えることで 得 られる ロングコード データレス 適 用 文 書 ()と(2) (3)によると GPS-Ⅲへの 対 応 のため PRN コードが 拡 張 されているが 現 行 MCS における QZS- では 対 応 していな い 4