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「みちびき3号機」が静止軌道なのはなぜ?

2017年7月21日(金)

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  • 人工衛星
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先日公開したトピックス「『みちびき』ってどんな衛星なの?」には沢山のコメントやご質問をいただきました。
そこで、今回このトピックスでは、みちびき3号機だけなぜ静止軌道衛星にいるのか、そのナゾに迫ります!

同じ方向からの受信では精度が落ちる?

みちびきは今年2~4号機を打ち上げて、2018年度から4機体制で運用されます。そして安定した測位のため、将来はみちびきを7機まで整備することを目指しています。

hoshimo

ぼくたち「みちびき」は、アメリカのGPS衛星と組み合わせることで、測位の精度を向上させる効果があるんだよ。「みちびき」とGPS、あわせて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~。

みちびきの準天頂軌道は、北半球では地球から遠い位置をまわり、南半球では地球に近い位置をまわる南北非対称の「8の字軌道」なので、4機体制(準天頂軌道3機、静止軌道1機)の場合、準天頂軌道の3機が8時間ごとに順番に現れ、少なくとも1機以上の衛星が仰角70度以上の「ほぼ」天頂付近に位置することになります。

衛星測位では、特定方向に衛星が偏った状態で信号を受信すると精度が落ちるので、測位精度を向上させるには衛星がまんべんなく天空に散らばっている状態が望ましいとされています(=DOP:Dilution of Precision、精度低下率といいます)。

衛星が散らばっている状態=DOPが小さい

衛星が偏った状態=DOPが大きい

ワード解説 もっと知りたい:DOPってなんだ?

Dilution of Precisionの略。直訳すると「精度の希釈」。測位精度劣化係数とも呼ばれています。衛星測位においては、特定方向に衛星が偏った状態の時、DOPの値は大きくなり、測位の精度は落ちることになります。一方、衛星がまんべんなく天空に散らばっている時(DOPが小さい時)、測位の精度は向上します。
出典:みちびき用語集(みちびき(準天頂衛星システム))

測位衛星に使われる3種類の軌道

3機が交替で「ほぼ」天頂付近に位置すると、もう1機が(地球の自転と同じ周期で公転し、一点に留まっているように見える)静止軌道であれば、GPS衛星(=地球の自転周期と無関係の中高度軌道で、地上から見て常に位置が変わる)と組み合わせて、DOPを小さくし、測位精度を向上させることができます。

中高度軌道をつかうGPS衛星

地球全体を31機の衛星でカバー
出典:みちびき(準天頂衛星システム)

衛星の場所がいつも同じ静止軌道をつかう「みちびき3号機」

静止衛星の軌道面を傾けた準天頂軌道(みちびき初・2・4号機)

航空機へ補正データなどの配信も予定

また、静止軌道衛星であるみちびき3号機を使って、航空機などに対して測位衛星の誤差補正情報や不具合情報を提供する「SBAS(衛星航法補強システム)」信号の配信サービスも計画されています。
現在、日本では国土交通省の運輸多目的衛星ひまわり(静止衛星)がSBAS信号を配信していますが、2020年頃から国土交通省が作成した信号がみちびき3号機でも配信される予定です。

hoshimo

3種類の軌道を組み合わせることで、まんべんなく天空を飛ぶことができるんだね。 準天頂軌道の輪に入れないのはちょっとさみしいけど、ぼくは静止軌道で常にみんなを見守っているよ!

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コメント
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現在みちびき2号機は、日本からはほとんど地平線以下を飛ぶ軌道になっていますが、どうしてなのでしょうか?

これからは高齢化も進み、人口も減少傾向にありますね、七機体制になって、農業に携わる人たちにこのシステムを利用して、自給率を高めてほしいです、オーストラリアやアジアの農業等に役立ってほしい。

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