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「みちびき」ってどんな衛星なの?

2017年6月20日(火)

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  • 人工衛星
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最近、相次いで打ち上げが予定されている準天頂衛星「みちびき」ってどんな衛星なんだろう?
先日、打ち上げ日が8月11日と発表されたみちびき3号機くんにホシモがいろいろ聞いてみました。

hoshimo

こんにちは!ホシモです。「みちびき」のこと、いろいろ教えてくださ~い。

hoshimo

ファン!ファン!JAXA!のホシモくん、はじめまして! みちびき3号機です。なんでも聞いてね。



公開されたみちびき3号機(画像提供:みんなのみちびき(準天頂衛星システム))

hoshimo

「みちびき」ってどんな衛星なの?

hoshimo

1番目のお兄ちゃんは(「みちびき」初号機)は JAXA産まれで、2010年から長い間宇宙を飛んでいて、今年の2月28日に内閣府へ運用をバトンタッチされたとこなんだよ。だから今の「みちびき」は内閣府の衛星として運用されているんだ〜。

“日本版GPS”といわれている「みちびき」は、日本のほぼ真上(準天頂)に長時間見えるように工夫された軌道を飛んでいるんだよ。この準天頂軌道に衛星を3機並ぶと、365日24時間、少なくとも1機の衛星が日本の天頂付近にいられるようになるんだよ〜。

2018年度からは4機体制になるから、山間やビルの谷間でも正確に自分の位置がわかるようになって、補強信号を利用することで測位精度を数cmまで高めることができるんだって。



hoshimo

いつ打ち上げがあるの?

hoshimo

2番目のお兄ちゃん(みちびき2号機)は2017年6月1日に打ち上げられたんだ。ボク(3号機)は2017年8月11日の打ち上げ予定なんだよ。今からドキドキする〜!
弟の4号機も2017年度中には打ち上げられる予定なんだって。早く全員集合したいな~。

hoshimo

いつから運用を開始するの?

hoshimo

2010年に打ち上げられたお兄ちゃん(みちびき初号機)と、2017年度中に追加されるボクたち3機(準天頂軌道2機、静止軌道1機)の4機体制による運用は2018年度から始まるよ〜。ボクだけ静止軌道だから、ちょっとさみしいな~。



hoshimo

3号機くんの大きなパラボラアンテナは、静止軌道にいるからなんだね!

hoshimo

測位の精度はどのくらいよくなるの?

hoshimo

みちびきから送信される「センチメータ級測位補強」(L6信号)では、なんと誤差数cmで測位を行うことが可能になるだよ。L6信号は、GPS衛星から配信してない信号だから、専用の受信機が必要になるんだ〜。

hoshimo

今のスマホでも使えるかな?

hoshimo

みちびきに対応したスマホ、カーナビなど、すでにさまざまな製品が開発、販売されているよ。どんなのが使えるかは、内閣府のWebサイトをチェックしてね〜。

hoshimo

みちびき3号機くん、たくさん教えてくれてありがとう! 打ち上げ応援してるね!

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コメント
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回答、長いね・・・。

まとめると、民生品のカーナビやスマホでは補強信号を受信できないので、センチメートル級の精度での測位はできないけれど、見える衛星の数が(GPS+みちびき)増えているので誤差は少なくなる、ということなんじゃないかな。

なので、かるべさんに仰っていることは本当、ということになります。

みちびきに対応したスマホ、カーナビなどでは、測位精度は現在とほとんど変わらない言うのは本当ですか?

ホシモだよ! 質問ありがとう~。がんばって回答してみるね!

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みちびきの測位サービスには大きく分けて次の2つがあります。現在市販されているみちびき対応のスマートフォンやカーナビは、(1)に対応するものです。
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(1)衛星測位サービス(GPSの補完)
http://qzss.go.jp/overview/services/sv04_pnt.html
天頂付近からGPSの互換信号を送信することで、ビルや山の影響を受けにくくなり、上空視界の限られた都市部や山間部を中心に(見える衛星の数が増えることで)改善が図られ、今まで測位ができなかったところでできるようになるなど、測位の安定性が向上する。


(2)測位補強サービス(GPSの補強。測位精度が向上する)
http://qzss.go.jp/overview/services/sv05_slas.html
http://qzss.go.jp/overview/services/sv06_clas.html
測位精度を向上させる補強信号を送信する。サブメータ級とセンチメータ級の2種類があり、対応受信機で受信することにより、それぞれ1~2m、6~10cmの精度で測位が可能になる。
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衛星測位を行うには、4機以上の衛星が見える必要があります。そして、安定した高精度測位のためには8機以上の衛星が見えることが望ましいといわれています。

そのため、条件のよい(視界に測位衛星が数多く見える)場合に可能だった測位精度がさらに向上する訳ではありませんが、天頂付近に見えるみちびきが加わることで測位に使える衛星数が増え、測位誤差が改善され、安定性が向上します。
--

さあこどもたちのカウントダウンも期待しよう!!!

ホシモ君レポありがとうございます☆
少なくとも1機の衛星が日本の天頂付近にいられる
っていう所のリンク先を見たら場所の特定に4機必要だと書いてあって良くわからなくなりました。
準天頂軌道に3機だと少なくとも1機日本の上空にいるということは、1,2,4号が準天頂軌道で3号が静止軌道だから、4機体勢になったら日本の上空には2機しかいないから場所は調べられないと言う事?
頭悪くてごめんなさい 。。。(*;ω人)ゴメンナサイ

ホシモだよ! 質問ありがとう~。カーナビやスマホの地図アプリもみんなアメリカのGPS衛星の信号を元に位置を割り出しているよ。この時、測位を行うためには、4つ以上の衛星から測位信号を受信する必要があるんだ~。
準天頂衛星システムが完成して常に1機の衛星を日本上空に配置することができれば、山間部や都心部の高層ビル街など、GPS衛星の電波が測位を行うために必要な衛星数が見通せない場所や時間でも、GPS衛星からの信号を補完し、測位の精度が上がるんだよ~。つまりGPS3機+みちびきのどれか1機という状態=4機体制を常に作り出してるってことだね~。
GPS衛星は日本からだいたい6機程度見えていて、それにみちびき3機を加えると8機以上が見えるため、より安定した位置情報を得られるんだって~。

★ GPSの原理(国土地理院)
http://www.gsi.go.jp/KIDS/KIDS10.html

3号機と4号機の打ち上げ、とても楽しみ!!
打ち上げ、応援しているよ☆

なんで3号機だけ、静止軌道にいるの?

ホシモだよ! 質問ありがとう~。みちびきはGPS衛星と組み合わせることで測位の精度を向上する効果があるんだけど、GPSはアメリカの衛星だから故障など不測の事態が起きた場合に影響を受けてしまうんだ。
準天頂衛星に加えて測位用の静止衛星を打ち上げることで日本の衛星のみで高精度で安定した測位信号を送り出すことができるようになって、日本に適した目的で利用することもできるんだって~。
また、静止軌道にいると常に日本と通信できるから、災害時に災害の規模や、避難情報を街なかのスピーカーや電光掲示板で知らせたり、避難所や安否の情報を管制局や防災機関に伝える役割をもっているんだって。

もっとくわしく:
http://qzss.go.jp/overview/services/sv09_q-anpi.html

その他にも、2020年頃から、ひまわり7号(MTSAT-2)から引き継いで航空用のSBAS(衛星航法補強システム)信号を発信する計画もあるよ~。

もっとくわしく:
http://qzss.go.jp/overview/services/sv12_sbas.html

ホシモ君ありがとう。
他の回答やリンクも含めると、こういうことでしょうか?
・測位衛星は8機以上必要。
・GPS衛星は通常は6機しかいない→2機足りない。
・みちびき1、2、4号はどれか1機しか日本上空にいない→1機足りない。
・なので、静止軌道に1機必要→それがみちびき3号

ホシモだよ!コメントありがとう!
4つ以上の衛星から測位信号を受信できれば、測位を行えるんだって★
衛星の数がもっと多ければ「より安定する」んだけど、絶対に8機以上必要なわけではないんだ~。
静止軌道のみちびき3号機があれば、ほとんど天頂(=準天頂)にいる1、2、4号機のどれか1機と合わせて計2機のみちびきがいつも日本から見えることになって、あとはGPS衛星2機が地上から見えれば合計4機の信号を受信できて、測位ができるんだよ。

ホシモ君、ありがとう。
でも、やっぱり、なんで3号機が静止軌道なのか、わからないや〜(泣)
 
>あとはGPS衛星2機が地上から見えれば合計4機の信号を受信できて、
>測位ができるんだよ。
 
GPSは大体6機見えているんだから、準天頂どれか1機とGPS3機で
測位できる→3号機不要?
 
>準天頂衛星に加えて測位用の静止衛星を打ち上げることで
>日本の衛星のみで高精度で安定した測位信号を送り出すこと
>ができるようになって
 
日本の衛星は、準天頂どれか1機+3号機の2機だから、
これだけじゃ測位できない→結局GPSが必要→3号機不要?
 
というように、必要性が理解できないんだぁ〜

それとも、3号機はGPSとは違う特別な能力をもっているとか?
測位だけならGPSでもいいけど、上の回答の、災害用とか、SBASとか、
そっちがメインとか?
 
頭悪くてすみません。。。m(_ _)m

ホシモだよ! コメントありがとう~。
なんで3号機だけが静止軌道なのか、みちびき公式に聞いてみました。その内容をトピックスにまとめたのでぜひこちらを見てね~。
http://fanfun.jaxa.jp/topics/detail/10421.html

ホシモ君ありがとう!
測位精度には、衛星の数だけでなく、位置も重要なんだね!!
よくわかりました!!!

この頁の説明ではL6対応であればスマホでもセンチメーター級測位ができるように読めてしまいますが、スマホでは無理ではないでしょうか。リンク先の説明ではセンチメーター級測位のためには少し大きなアンテナが必要とあります。

なんで1号機だけ太陽電池パネルがちょっと長いの?

コメントありがとうございます。「みちびき初号機」と「2号機以降」で太陽電池パドルの枚数が違うのはなぜか、プライムコントラクタである三菱電機さんに聞いてみました!
その結果、2号機以降は「太陽電池パネルの性能が向上して、衛星の運用に必要な電力を枚数が少なくてもカバーできるようになった」とのことです。
初号機と2号機の太陽電池パドルの発生電力を比べてみると「初号機(3枚)」⇒【5,300W】、「2号機(2枚)」⇒【6,300W】と枚数が減っているのに増えているので、この回答を裏付けていますね。

初号機の打ち上げは2010年でしたね。
そして残りが今年から順次打ち上がります。
つまり初号機だけ、たった一機で7年間宇宙にいたわけです。
その間、太陽電池は少しずつ劣化して、発電量が落ちるはず。
それを見越して、初号機は少し長いめのパドルにしたのでは?

確かに!!
太陽電池パネルの性能が上がったり、衛星の消費電力が少なくなったりしたから、
2~4号機の太陽電池パネルがコンパクトになったのかな~?

ホシモのみちびき3号へのインタビュー記事!測位の精度やこれからのスケジュールなどよくわかりました。引き続きレポをお願いします!

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